WO2021132355A1 - 作業車両 - Google Patents

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WO2021132355A1
WO2021132355A1 PCT/JP2020/048212 JP2020048212W WO2021132355A1 WO 2021132355 A1 WO2021132355 A1 WO 2021132355A1 JP 2020048212 W JP2020048212 W JP 2020048212W WO 2021132355 A1 WO2021132355 A1 WO 2021132355A1
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WO
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work
monitoring
automatic operation
monitoring information
working
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PCT/JP2020/048212
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English (en)
French (fr)
Inventor
優之 松崎
Original Assignee
株式会社クボタ
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Publication date
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Priority to US17/751,801 priority patent/US20220287216A1/en

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    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01B—SOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
    • A01B59/00—Devices specially adapted for connection between animals or tractors and agricultural machines or implements
    • A01B59/06—Devices specially adapted for connection between animals or tractors and agricultural machines or implements for machines mounted on tractors
    • A01B59/066—Devices specially adapted for connection between animals or tractors and agricultural machines or implements for machines mounted on tractors of the type comprising at least two lower arms and one upper arm generally arranged in a triangle (e.g. three-point hitches)
    • A01B59/067—Devices specially adapted for connection between animals or tractors and agricultural machines or implements for machines mounted on tractors of the type comprising at least two lower arms and one upper arm generally arranged in a triangle (e.g. three-point hitches) the lower arms being lifted or lowered by power actuator means internally incorporated in the tractor
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01B—SOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
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    • A01B63/02—Lifting or adjusting devices or arrangements for agricultural machines or implements for implements mounted on tractors
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    • A01B63/111—Lifting or adjusting devices or arrangements for agricultural machines or implements for implements mounted on tractors operated by hydraulic or pneumatic means regulating working depth of implements
    • A01B63/1112—Lifting or adjusting devices or arrangements for agricultural machines or implements for implements mounted on tractors operated by hydraulic or pneumatic means regulating working depth of implements using a non-tactile ground distance measurement, e.g. using reflection of waves
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A01B69/00—Steering of agricultural machines or implements; Guiding agricultural machines or implements on a desired track
    • A01B69/007—Steering or guiding of agricultural vehicles, e.g. steering of the tractor to keep the plough in the furrow
    • A01B69/008—Steering or guiding of agricultural vehicles, e.g. steering of the tractor to keep the plough in the furrow automatic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
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    • B60W30/08—Active safety systems predicting or avoiding probable or impending collision or attempting to minimise its consequences
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60W40/02—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to ambient conditions
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    • B60W60/00—Drive control systems specially adapted for autonomous road vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D49/00—Tractors

Definitions

  • the present invention relates to a work vehicle such as a tractor, for example.
  • Patent Document 1 is known as a technique for automatically driving a work vehicle such as a tractor.
  • the work vehicle of Patent Document 1 includes an electronic control system for automatic driving that automatically drives a vehicle body, and the electronic control system includes an obstacle detection module that detects the presence or absence of an obstacle and an obstacle detection module that detects an obstacle. It is equipped with a contact avoidance control unit that performs contact avoidance control to avoid contact with obstacles when it is detected, and the obstacle detection module of the vehicle body so that the front and left and right sides of the vehicle body are the search target areas It is equipped with multiple obstacle probes distributed at the front end and the left and right ends. Further, in the electronic control system of Patent Document 1, a surveillance camera is provided at the rear of the vehicle body, that is, at the rear of the upper part of the cabin.
  • Patent Document 1 while the vehicle body is advanced while being explored by a plurality of obstacle explorers, the surroundings of the rear portion of the vehicle body and the like can be confirmed by the surveillance camera by the captured image captured by the surveillance camera.
  • Patent Document 1 does not consider the situation when the working device is mounted on the vehicle body. Therefore, in view of the above problems, it is an object of the present invention to provide a work vehicle capable of smoothly performing automatic driving even when a work device is connected to a vehicle body.
  • the technical means of the present invention for solving this technical problem is characterized by the following points.
  • the work vehicle includes a traveling vehicle body, a connecting device capable of connecting the working device to the traveling vehicle body, a first monitoring device provided in the working device and at least monitoring the surroundings of the working device, a planned traveling route, and the first. It is provided with a control device that controls automatic driving of the traveling vehicle body based on the monitoring information monitored by the monitoring device.
  • the control device includes an automatic operation control unit that executes the automatic operation when the monitoring information does not include an obstacle and does not execute the automatic operation when the monitoring information includes an obstacle.
  • the connecting device is an elevating device for raising and lowering the work device
  • the automatic operation control unit is an obstacle in the monitoring information when the work device is raised by the elevating device after the start of the automatic operation. Is included, the automatic operation is stopped.
  • the control device includes a work management unit that extracts a work state in which work has been performed by the work device based on the monitoring information monitored by the first monitoring device.
  • the work vehicle includes a second monitoring device provided on the traveling vehicle body and whose monitoring direction is the same as that of the first monitoring device.
  • the work vehicle includes a traveling vehicle body, a connecting device capable of connecting the working device to the traveling vehicle body, a first monitoring device provided in the working device, a planned traveling route, and monitoring information monitored by the first monitoring device. Based on this, an automatic driving control unit that controls the automatic driving of the traveling vehicle body, and a control device having a work management unit that extracts a work state in which work has been performed by the work device based on the monitoring information. I have.
  • the work management unit extracts the work state after the start of the automatic operation.
  • the connecting device is an elevating device that raises and lowers the working device, and the automatic operation control unit executes the automatic operation when the monitoring information does not include an obstacle, and the monitoring information contains an obstacle.
  • the automatic operation is not executed when the automatic operation is included, and when an obstacle is included in the monitoring information when the work device is raised by the elevating device after the start of the automatic driving, the above-mentioned
  • the automatic operation is stopped, the automatic operation is continued when no obstacle is included, and the work management unit is based on the monitoring information from the start of the automatic operation to the raising of the work device.
  • the working state is extracted.
  • the work vehicle is provided with a switching device for switching between the automatic operation control of the automatic operation control unit and the monitoring of the working state of the work device with respect to the monitoring information monitored by the first monitoring device.
  • FIG. 10 shows a tractor 1 which is an example of a work vehicle.
  • the work vehicle will be described by taking the tractor 1 as an example, but the work vehicle is not limited to the tractor and may be a rice transplanter or a combine harvester.
  • the tractor 1 includes a traveling vehicle body 3 having a traveling device 7, a prime mover 4, and a transmission 5.
  • the traveling device 7 is a device having a front wheel 7F and a rear wheel 7R.
  • the front wheel 7F may be a tire type or a crawler type.
  • the rear wheel 7R may also be a tire type or a crawler type.
  • the prime mover 4 is a diesel engine, an electric motor, or the like.
  • the transmission 5 can switch the propulsive force of the traveling device 7 by shifting, and can also switch the traveling device 7 forward and backward.
  • a cabin 9 is provided in the traveling vehicle body 3, and a driver's seat 10 is provided in the cabin 9.
  • a connecting device is provided at the rear of the traveling vehicle body 3.
  • the connecting device is a lifting device 8 or the like that connects the working device 2 and the traveling vehicle body 3 and does not lift or lower, and is composed of a three-point link mechanism or the like to move up and down.
  • the working device 2 can be attached to and detached from the connecting device. By connecting the working device 2 to the connecting device, the working device 2 can be towed by the traveling vehicle body 3.
  • the work device 2 includes a cultivating device for cultivating, a fertilizer spraying device for spraying fertilizer, a transplanting device for planting seedlings, a irrigation device for irrigating, a pesticide spraying device for spraying pesticides, a sowing spraying device for spraying seeds, and cutting of grass and the like.
  • a cutting device for performing grass a spreading device for spreading grass, a grass collecting device for collecting grass, a molding device for molding grass, a composite device for performing a plurality of operations, and the like.
  • the composite device shown in FIGS. 3 and 4 includes a plurality of working units 101.
  • the plurality of working units 101 include a first working unit 101a, a second working unit 101b, a third working unit 101c, a fourth working unit 101d, a fifth working unit 101e, and a sixth working unit 101f. ..
  • the first working unit 101a, the second working unit 101b, the third working unit 101c, the fourth working unit 101d, the fifth working unit 101e, and the sixth working unit 101f are arranged in order from the front to the rear, and are arranged in the frontmost position.
  • the first working unit 101a is located, and the sixth working unit 101f is located at the rearmost position.
  • the first working unit 101a is a fertilizer application nozzle for spraying the fertilizer charged in the container 102, and is connected to a feeding machine 104 for feeding the fertilizer in the container 102 via a hose 103.
  • the first working unit 101a sprays the fertilizer delivered to the hose 103 to the field (ground) by driving the feeding machine 104.
  • the second working unit 101b is a tilling claw for tilling a field, and is attached to a rotating shaft 106 rotated by a drive mechanism 105. By driving the drive mechanism 105, the second working unit 101b rotates with the rotation of the rotating shaft 106 to cultivate the field.
  • the third working unit 101c is a leveling cover arranged behind the second working unit 101b and leveles the ground after plowing. In the case of the composite device of FIGS. 3 and 4, the fertilizer application device is composed of the first working unit 101a, the second working unit 101b, and the third working unit 101c.
  • the fourth working unit 101d is a groove forming disc that forms a groove.
  • the fifth working unit 101e is a sowing nozzle for sowing seeds (seed) put into the container 110, and is connected to a feeding machine 112 for feeding out the seeds of the container 110 via a hose 111.
  • the fifth working unit 101e sows the seeds fed to the hose 111 by driving the feeding machine 112 into the groove formed by the fourth working unit 101d.
  • the sixth working unit 101f is a rotatably supported suppression roller that suppresses at least the seeded portion.
  • the sowing device is composed of the fourth working unit 101d, the fifth working unit 101e, and the sixth working unit 101f.
  • the first working unit 101a, the second working unit 101b, the third working unit 101c, the fourth working unit 101d, the fifth working unit 101e, and the sixth working unit 101f are supported by the frame 115 and are lifted and lowered. It is designed to rise or fall according to 8. That is, the fertilizer application device and the sowing device have a frame 115 and are supported by the lift arm 8a, the lower link 8b, the top link 8c, the lift rod 8d, and the lift cylinder 8e shown in FIG. Further, the feeding machine 104, the driving mechanism 105, and the feeding machine 112 are driven (operated) by the rotation of the PTO shaft protruding from the rear portion of the traveling vehicle body 3.
  • the lifting device 8 has a lift arm 8a, a lower link 8b, a top link 8c, a lift rod 8d, and a lift cylinder 8e.
  • the front end portion of the lift arm 8a is swingably supported above or below the rear upper portion of the case (mission case) accommodating the transmission 5.
  • the lift arm 8a swings (elevates) by being driven by the lift cylinder 8e.
  • the lift cylinder 8e is composed of a hydraulic cylinder.
  • the lift cylinder 8e is connected to the hydraulic pump via a control valve 36.
  • the control valve 36 is a solenoid valve or the like, and expands and contracts the lift cylinder 8e.
  • the front end of the lower link 8b is swingably supported upward or downward in the lower rear part of the transmission 5.
  • the front end of the top link 8c is swingably supported above or below the rear of the transmission 5 above the lower link 8b.
  • the lift rod 8d connects the lift arm 8a and the lower link 8b.
  • the working device 2 is connected to the rear part of the lower link 8b and the rear part of the top link 8c.
  • the lift cylinder 8e is driven (expanded / contracted)
  • the lift arm 8a moves up and down
  • the lower link 8b connected to the lift arm 8a via the lift rod 8d moves up and down.
  • the working device 2 swings (up and down) upward or downward with the front portion of the lower link 8b as a fulcrum.
  • the tractor 1 includes a steering device 29.
  • the steering device 29 includes a steering wheel (steering wheel) 30, a rotating shaft (steering shaft) 31 that rotates with the rotation of the steering wheel 30, and an auxiliary mechanism (power steering mechanism) 32 that assists the steering of the steering wheel 30.
  • the auxiliary mechanism 32 includes a hydraulic pump 33, a control valve 34 to which hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 33 is supplied, and a steering cylinder 35 operated by the control valve 34.
  • the control valve 34 is a solenoid valve that operates based on a control signal.
  • the control valve 34 is, for example, a three-position switching valve that can be switched by moving the spool or the like.
  • the control valve 34 can also be switched by steering the steering shaft 31.
  • the steering cylinder 35 is connected to an arm (knuckle arm) that changes the direction of the front wheels 7F.
  • the steering device 29 described above is an example, and is not limited to the configuration described above.
  • the tractor 1 includes a positioning device 40.
  • the positioning device 40 can detect its own position (positioning information including latitude and longitude) by a satellite positioning system (positioning satellite) such as D-GPS, GPS, GLONASS, Hokuto, Galileo, and Michibiki.
  • a satellite positioning system positioning satellite
  • the positioning device 40 receives the satellite signal (position of the positioning satellite, transmission time, correction information, etc.) transmitted from the positioning satellite, and based on the satellite signal, the position of the tractor 1 (for example, latitude, longitude). That is, the vehicle body position is detected.
  • the positioning device 40 includes a receiving device 41 and an inertial measurement unit (IMU) 42.
  • the receiving device 41 is a device having an antenna or the like and receiving a satellite signal transmitted from the positioning satellite, and is attached to the traveling vehicle body 3 separately from the inertial measurement unit 42. In this embodiment, the receiving device 41 is attached to the traveling vehicle body 3, that is, the cabin 9.
  • the mounting location of the receiving device 41 is not limited to the embodiment.
  • the inertial measurement unit 42 includes an acceleration sensor that detects acceleration, a gyro sensor that detects angular velocity, and the like.
  • the traveling vehicle body 3 for example, provided below the driver's seat 10, can detect the roll angle, pitch angle, yaw angle, etc. of the traveling vehicle body 3 by the inertial measurement unit 42.
  • the working device 2 is provided with a first monitoring device 121.
  • the first monitoring device 121 is a device capable of detecting an object existing around the working device 2.
  • the first monitoring device 121 is a camera (imaging device), a laser scanner, a sonar, or the like.
  • the camera captures an image of the surroundings of the working device 2 with an image sensor such as a CCD or CMOS, and detects the object when the captured image shows the object.
  • the laser scanner irradiates the laser and detects the object by receiving the reflected light reflected by the irradiated laser hitting the object.
  • the sonar detects an object by irradiating a sound wave and receiving the reflected sound reflected by the irradiated sound wave hitting an obstacle.
  • the first monitoring device 121 is attached to the tip end side of the support 116 extending rearward from the frame 115 of the working device 2 via the bracket 117.
  • a support 116 is provided on one side (left side) and the other side (right side) of the frame 115, and a first monitoring device 121 is attached to each support 116 via a bracket 117. ..
  • the monitoring direction K1 is inclined slightly downward with respect to the horizontal direction, that is, is directed to the working unit side.
  • the monitoring direction is the direction in which the optical axis for irradiating the laser is directed when the first monitoring device 121 is a laser scanner, and the direction for irradiating sound waves when the first monitoring device 121 is a sonar.
  • the direction is such that the optical axis of the image sensor (the central axis of the laser) faces.
  • the irradiation unit 121a that irradiates the laser is located behind the sixth working unit 101f, which is located at the rearmost position in the working device 2.
  • the irradiation unit 121a that irradiates the sound wave is located behind the sixth working unit 101f.
  • the lens portion through which light passes is located behind the sixth working portion 101f.
  • the monitoring range A1 in the first monitoring device 121 monitors the rear of the work device 2 around the work device 2 and detects what the object is in the monitoring range A1. This makes it possible to monitor.
  • the monitoring range A1 covers, for example, an area extending to the left end and the right end of the work device 2.
  • the tractor 1 includes a control device 60.
  • the control device 60 is a device that controls the traveling system, the working system, and the like in the tractor 1.
  • An operation changeover switch 65 is connected to the control device 60.
  • the operation changeover switch 65 is a switch that can be switched ON / OFF, and when it is ON, the control device 60 can be set to the automatic operation mode, and when it is OFF, the control device 60 is set to the manual operation mode. Can be set.
  • the control device 60 includes an automatic driving control unit 63 that controls automatic driving of the tractor 1 (traveling vehicle body 3) based on a planned traveling route.
  • the automatic operation control unit 63 is composed of an electric / electronic circuit provided in the control device 60, a program stored in a CPU, and the like.
  • the automatic driving control unit 63 controls the automatic driving of the traveling vehicle body 3.
  • the automatic operation control unit 63 starts automatic operation when the automatic operation mode is set. As shown in FIG. 5, when the deviation between the vehicle body position and the planned travel route L1 is less than the threshold value under the condition that the tractor 1 is performing automatic operation, the automatic operation control unit 63 sets the steering axis (rotation axis). The rotation angle of 31 is maintained.
  • the automatic operation control unit 63 When the deviation between the vehicle body position and the planned travel route L1 is equal to or greater than the threshold value and the tractor 1 is located on the left side with respect to the planned travel route L1, the automatic operation control unit 63 has the steering direction of the tractor 1 on the right. The steering shaft 31 is rotated so as to be in the direction. When the deviation between the vehicle body position and the planned travel route L1 is equal to or greater than the threshold value and the tractor 1 is located on the right side with respect to the planned travel route L1, the automatic operation control unit 63 sets the steering direction of the tractor 1 to the left. The steering shaft 31 is rotated so as to be in the direction.
  • the steering angle of the steering device 29 is changed based on the deviation between the vehicle body position and the planned travel route L1, but the direction of the planned travel route L1 and the progress of the tractor 1 (traveling vehicle body 3).
  • the direction (traveling direction) is different from the orientation (vehicle body orientation), that is, when the angle of the vehicle body orientation with respect to the planned traveling route L1 is equal to or greater than the threshold value, the automatic operation control unit 63 has zero angle (vehicle body orientation F1 travels).
  • the steering angle may be set so as to match the direction of the planned route L1).
  • the automatic driving control unit 63 sets the final steering angle in automatic driving based on the steering angle obtained based on the deviation (positional deviation) and the steering angle obtained based on the direction (direction deviation). You may.
  • the setting of the steering angle in the automatic operation in the above-described embodiment is an example and is not limited.
  • the automatic driving control unit 63 sets the speed of the transmission so that the vehicle speed of the current tractor 1 matches the vehicle speed corresponding to the planned travel route L1. Automatically change the number of revolutions of the prime mover. Further, when the planned traveling route L1 includes the straight route L1a and the turning route L1b, the automatic driving control unit 63 goes straight in a state where the working device 2 is lowered so that the working device 2 is in the working posture, for example. Automatic operation is performed along the route L1a, and when the work device 2 reaches the turning route L1b, the working device 2 is raised along the turning route L1b so that the working device 2 is in a non-working posture. Automatic operation is performed.
  • control device 60 controls not only the planned travel route L1 but also the automatic operation of the tractor 1 (traveling vehicle body 3) based on the monitoring information (first monitoring information) monitored by the first monitoring device 121.
  • the automatic operation control unit 63 executes automatic operation when the first monitoring information D1 does not include the obstacle D2, and the first monitoring information D1 includes the obstacle D2. Do not perform automatic driving in case.
  • the first monitoring information D1 is data for profiling (shape) of an object or the like when the first monitoring device 121 is a laser scanner, for example, when the monitoring range A1 is scanned (scanner) by a laser, and the first monitoring When the device 121 is a sonar, it is the profiling (shape) of an object or the like when the monitoring range A1 is scanned by sound waves, and when the first monitoring device 121 is a camera, the image (captured image) including the monitoring range A1. It is data.
  • Obstacle D2 is an animal such as a dog, a cat, a raccoon dog, a human being, or the like. Whether or not the object is an obstacle D2 is determined based on the size (vertical H1, horizontal W1), movement, and the like of the object obtained by the first monitoring information D1. For example, if an object corresponds to the size of an animal such as a dog, cat, or raccoon dog and moves with the elapsed time, it is determined to be an obstacle. Further, the determination as to whether or not the obstacle D2 is present is not limited to the above-mentioned example, and may be performed depending on the shape of the object, the temperature of the object, or not.
  • the automatic driving control unit 63 refers to the first monitoring information D1 of the first monitoring device 121 in a state where the tractor 1 (traveling vehicle body 3) is stopped and is in the automatic mode.
  • the automatic driving control unit 63 does not start the automatic driving, that is, continues to stop the tractor 1 (traveling vehicle body 3).
  • the automatic driving control unit 63 starts the automatic driving and causes the tractor 1 (traveling vehicle body 3) to travel along the planned traveling route L1.
  • the automatic operation control unit 63 stops the automatic operation when the obstacle D2 is included in the monitoring information when the work device 2 is raised by the elevating device 8 after the start of the automatic operation, and the obstacle If D2 is not included, the automatic operation is continued.
  • the control device 60 not only controls the automatic traveling based on the first monitoring information D1 monitored by the first monitoring device 121, but also monitors the working state in which the work is performed by the work device 2.
  • the control device 60 includes a work management unit 64.
  • the work management unit 64 is composed of an electric / electronic circuit provided in the control device 60, a program stored in a CPU, and the like.
  • the work management unit 64 extracts work traces D3 (D3a, D3b) that are in a working state after the start of automatic operation.
  • the work management unit 64 refers to the first monitoring information D1 and analyzes the profiling (shape) of the first monitoring information D1 to analyze the profiling (shape) of the first monitoring information D1.
  • the unevenness D3a of the above is extracted.
  • FIG. 6B is an example and is not limited.
  • the work mark D3 such as the planting state of seedlings or the like can be extracted.
  • the work trace D3 behind the various work devices 2 can be detected.
  • the work management unit 64 When the work management unit 64 extracts the work trace D3, the work management unit 64 displays the extracted work trace D3 on the display device 45.
  • the display device 45 is installed around the driver's seat 10, for example, so that the driver can confirm the work mark D3 displayed on the display device 45.
  • FIG. 7 shows the operation of the automatic operation control unit 63 and the work management unit 64.
  • the automatic driving control unit 63 refers to the first monitoring information D1 (S1).
  • the automatic driving control unit 63 recognizes an object in the monitoring range A1 by analyzing the first monitoring information D1 (S2).
  • the automatic operation control unit 63 determines whether or not the recognized object is an obstacle D2 (S3), and if it is an obstacle D2 (S3, Yes), returns to S1 and does not start automatic operation.
  • the automatic operation control unit 63 permits the start of the automatic operation (S4), and when the start button of the automatic operation is operated (S5, Yes), the automatic operation control unit 63 permits the start of the automatic operation. , Execute automatic operation (S6).
  • the start button for automatic driving may be installed around the driver's seat 10 or may be installed on an external terminal such as a smartphone, a tablet, or a remote controller. In the case of an external terminal, when the control device 60 receives the operation of the start button from the external terminal via the communication device provided in the tractor 1, the automatic operation control unit 63 executes the automatic operation. For example, as shown in FIG.
  • the automatic operation control unit 63 lowers the work device 2 and causes the operation device 2 to travel (ground work) while performing the automatic operation along the straight route L1a.
  • the work management unit 64 recognizes the object in the monitoring range A1 by analyzing the first monitoring information D1, and the unevenness D3a of the field after the work.
  • the work mark D3 such as the planting state D3b of seedlings or the like is extracted (S7).
  • the work management unit 64 displays the work mark D3 on the display device 45 (S8).
  • the work management unit 64 stops the extraction process of the work trace D3 (S9), and the automatic driving control unit 63 ,
  • the work device 2 is raised by the lifting device 8 (S10).
  • the automatic driving control unit 63 analyzes the first monitoring information D1 to detect an object in the monitoring range A1 in a situation where the working device 2 is raised and the vehicle is traveling while automatically driving at least along the turning route L1b. It recognizes and determines whether or not the recognized object is an obstacle D2 (S11). When the recognized object is the obstacle D2 (S11, Yes), the automatic driving control unit 63 stops the automatic driving, that is, stops the tractor 1 (traveling vehicle body 3) (S12).
  • the automatic driving control unit 63 continues the automatic driving, and the tractor 1 (traveling vehicle body 3) moves to the turning route L1b with the working device 2 raised.
  • the automatic operation is continued so as to move along the line (S13).
  • the automatic operation control unit 63 lowers the working device 2 by the elevating device 8 to lower the working device 2. 2 is set to the working posture (S14). After the work device 2 is in the working posture, the automatic operation control unit 63 stops the extraction process of the obstacle D2 performed by the automatic operation control unit 63 (S15), and the work trace D3 of the work management unit 64 The extraction process is restarted (S16).
  • the automatic operation control unit 63 executes automatic operation when the first monitoring information D1 does not include an obstacle, and automatically when the first monitoring information D1 includes an obstacle D2. If the operation is not executed, and if the first monitoring information D1 when the work device 2 is raised by the elevating device 8 after the start of the automatic driving includes an obstacle D2, the automatic operation is stopped and an obstacle occurs. If the object D2 is not included, the automatic operation is continued. Further, the work management unit 64 extracts the work state based on the first monitoring information D1 from the start of the automatic operation to the raising of the work device 2, and the work state is in the working state while the work device 2 is raised. Do not extract.
  • the tractor 1 includes a switching device 66.
  • the switching device 66 is a switch that can be switched to two positions, is installed around the driver's seat 10, and can be operated by the driver.
  • the first monitoring information D1 is used to monitor the automatic operation control unit 63 (automatic operation monitoring), and when the switching device 66 is switched to the other side, the work management unit 64 monitors. (Work status monitoring) is performed.
  • the tractor 1 may include a second monitoring device 122.
  • the second monitoring device 122 is provided on the traveling vehicle body 3 and the direction of monitoring is the same as that of the first monitoring device 121.
  • the second monitoring device 122 is attached to the cabin 9 via a bracket on the rear side of the cabin 9, more specifically, on the upper side of the rear part of the cabin 9. Since the configuration of the second monitoring device 122 is the same as that of the first monitoring device 121, the description thereof will be omitted.
  • the monitoring range A2 of the second monitoring device 122 is behind the traveling vehicle body 3 and includes an area between the traveling vehicle body 3 and the working device 2.
  • the monitoring information monitored by the second monitoring device 122 can be used for automatic operation monitoring and work state monitoring as in the case of the first monitoring device 121.
  • the work vehicle (tractor 1) includes a traveling vehicle body 3, a connecting device 8 capable of connecting the working device 2 to the traveling vehicle body 3, and a first monitoring device 121 provided on the working device 2 and monitoring at least the surroundings of the working device 2. And a control device 60 that controls automatic driving of the traveling vehicle body 3 based on the monitoring information (first monitoring information) D1 monitored by the planned traveling route L1 and the first monitoring device 121. According to this, even when the working device 2 is connected to the traveling vehicle body 3, the surroundings of the working device 2 can be monitored by the first monitoring device 121, and the working device 2 is connected to the traveling vehicle body 3. Even in the above, automatic operation can be performed smoothly.
  • the control device 60 executes automatic operation when the monitoring information (first monitoring information) D1 does not include an obstacle, and automatically when the monitoring information (first monitoring information) D1 contains an obstacle. It is provided with an automatic operation control unit 63 that does not execute operation. According to this, the surroundings of the work device 2 can be monitored by the monitoring information (first monitoring information) D1 and the automatic operation can be started when there is no obstacle D1 so that the obstacle D1 performs the automatic operation. It is possible to realize more advanced automatic driving with the working device 2 mounted on the traveling vehicle body 3.
  • the connecting device 8 is an elevating device that raises and lowers the work device 2, and the automatic operation control unit 63 monitors the monitoring information (first monitoring information) D1 when the work device 2 is raised by the elevating device after the start of automatic operation. In, the automatic operation is stopped when the obstacle D2 is included. According to this, when the work device 2 is raised, the surrounding conditions in the raised state can be confirmed, and when the obstacle D2 is confirmed, the automatic traveling can be stopped.
  • the control device 60 includes a work management unit 64 that extracts a work state in which work has been performed by the work device 2 based on the monitoring information (first monitoring information) D1 monitored by the first monitoring device 121. According to this, it is possible to grasp the working state when the work is being performed.
  • the work vehicle (tractor 1) includes a traveling vehicle body 3, a connecting device 8 capable of connecting the working device 2 to the traveling vehicle body 3, a first monitoring device 121 provided in the working device 2, and a planned traveling route L1 and a first. Work based on the automatic driving control unit 63 that controls the automatic driving of the traveling vehicle body 3 based on the monitoring information (first monitoring information) D1 monitored by the monitoring device 121, and the monitoring information (first monitoring information) D1.
  • a control device 60 having a work management unit 64 for extracting a work state in which work has been performed by the device 2 is provided. According to this, according to the first monitoring information D1 monitored by the first monitoring device 121, both automatic traveling control and work state monitoring can be performed.
  • the work management unit 64 extracts the work state after the start of the automatic operation. According to this, for example, it is possible to grasp the working state when the work is being performed by automatic traveling.
  • the connecting device 8 is an elevating device that raises and lowers the work device 2, and the automatic operation control unit 63 executes automatic operation when the monitoring information (first monitoring information) D1 does not include an obstacle, and the monitoring information.
  • (1st monitoring information) Monitoring information when the automatic operation is not executed when the D1 contains an obstacle and the work device 2 is raised by the elevating device after the start of the automatic running (1st monitoring information).
  • the automatic operation is stopped when an obstacle is included, the automatic operation is continued when the obstacle is not included, and the work management unit 64 raises the work device 2 from the start of the automatic operation.
  • the working state is extracted based on the monitoring information (first monitoring information) D1 until the operation is performed.
  • the automatic operation control unit 63 starts the automatic operation when there is no obstacle according to the first monitoring information D1 before the automatic operation, but does not perform the automatic operation when there is an obstacle. Not only can this be done, but the working state can be confirmed after the start of the automatic operation until the working device 2 is raised, that is, when the working device 2 is performing ground work or the like.
  • the work vehicle (tractor 1) has either the automatic operation control of the automatic operation control unit 63 or the monitoring of the work state of the work device 2 with respect to the monitoring information (first monitoring information) D1 monitored by the first monitoring device 121. It is equipped with a switching device that switches to. According to this, the monitoring in the automatic operation and the monitoring of the working state can be easily switched by the operator (driver), and appropriate monitoring can be performed according to the work or the like.
  • the work vehicle (tractor 1) includes a second monitoring device 122 provided on the traveling vehicle body 3 and whose monitoring direction is the same as that of the first monitoring device 121.
  • the second monitoring device 122 can also perform either monitoring related to automatic operation or monitoring related to work, and can assist the first monitoring device 121.
  • the second monitoring device 122 can monitor the space between the traveling vehicle body 3 and the front portion of the work device 2.

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Abstract

車体に作業装置（２）が連結された場合においてもスムーズに自動運転を行うことができるようにする。　作業車両（１）は、走行車体（３）と、作業装置（２）を前記走行車体（３）に連結可能な連結装置（８）と、作業装置（２）に設けられ且つ少なくとも作業装置（２）の周囲を監視する第１監視装置（１２１）と、走行予定ルート及び第１監視装置（１２１）が監視した監視情報に基づいて、走行車体（３）の自動運転に関する制御を行う制御装置（６０）と、を備えている。　制御装置（６０）は、監視情報に障害物（Ｄ１, Ｄ２）が含まれていない場合に自動運転を実行し、監視情報に障害物（Ｄ１, Ｄ２）が含まれている場合に自動運転を実行しない自動運転制御部（６３）を備えている。

Description

作業車両
　本発明は、例えば、トラクタ等の作業車両に関する。
　従来、トラクタ等の作業車両を自動運転させる技術として特許文献１に示す技術が知られている。特許文献１の作業車は、車体を自動で運転する自動運転用の電子制御システムを備え、電子制御システムは、障害物の有無を検出する障害物検出モジュールと、障害物検出モジュールが障害物を検出したときに障害物との接触を回避する接触回避制御を行う接触回避制御部とを備え、障害物検出モジュールは、車体の前方と左右両側方とが探査対象領域になるように、車体の前端部と左右両端部とに分散して配置された複数の障害物探査器を備えている。また、特許文献１の電子制御システムは、車体の後部、即ち、キャビンの上部の後部に監視カメラが設けられている。
日本国公開特許公報「特開２０１８－１１６６０９号公報」
　特許文献１では、複数の障害物探査器によって探査を行ないながら車体を前進させる一方で、監視カメラによって車体の後部等の周囲を当該監視カメラが撮像した撮像画像によって確認することができる。しかしながら、特許文献１は、車体に作業装置が装着されたときの状況について考慮されていないのが実情である。
　そこで、本発明は上記問題点に鑑み、車体に作業装置が連結された場合においてもスムーズに自動運転を行うことができる作業車両を提供することを目的とする。
　この技術的課題を解決するための本発明の技術的手段は、以下に示す点を特徴とする。
　作業車両は、走行車体と、作業装置を前記走行車体に連結可能な連結装置と、前記作業装置に設けられ且つ少なくとも作業装置の周囲を監視する第１監視装置と、走行予定ルート及び前記第１監視装置が監視した監視情報に基づいて、前記走行車体の自動運転に関する制御を行う制御装置と、を備えている。
　前記制御装置は、前記監視情報に障害物が含まれていない場合に前記自動運転を実行し、前記監視情報に障害物が含まれている場合に前記自動運転を実行しない自動運転制御部を備えている。
　前記連結装置は、前記作業装置を昇降する昇降装置であり、前記自動運転制御部は、前記自動運転の開始後、前記昇降装置によって前記作業装置を上昇させたときの前記監視情報において、障害物が含まれている場合に前記自動運転を停止する。
　制御装置は、前記第１監視装置で監視した監視情報に基づいて、前記作業装置で作業を行った作業状態を抽出する作業管理部を備えている。
　作業車両は、前記走行車体に設けられ且つ、監視する方向が前記第１監視装置と同一方向である第２監視装置を備えている。
　作業車両は、走行車体と、作業装置を前記走行車体に連結可能な連結装置と、前記作業装置に設けられた第１監視装置と、走行予定ルート及び前記第１監視装置が監視した監視情報に基づいて、前記走行車体の自動運転に関する制御を行う自動運転制御部と、前記監視情報に基づいて、前記作業装置で作業を行った作業状態を抽出する作業管理部とを有する制御装置と、を備えている。
　前記作業管理部は、前記自動運転の開始後に前記作業状態を抽出する。
　前記連結装置は、前記作業装置を昇降する昇降装置であり、前記自動運転制御部は、前記監視情報に障害物が含まれていない場合に前記自動運転を実行し、前記監視情報に障害物が含まれている場合に前記自動運転を実行しない、且つ、前記自動走行の開始後、前記昇降装置によって前記作業装置を上昇させたときの前記監視情報において、障害物が含まれている場合に前記自動運転を停止し、障害物が含まれていない場合に自動運転を継続し、前記作業管理部は、前記自動運転の開始から前記作業装置を上昇させるまでの間の前記監視情報に基づいて、前記作業状態を抽出する。
　作業車両は、前記第１監視装置が監視した監視情報に関して、前記自動運転制御部の自動運転の制御と、前記作業装置の作業状態の監視とのいずれかに切り換える切換装置を備えている。
　本発明によれば、車体に作業装置が連結された場合においてもスムーズに自動運転を行うことができる。
作業車両のブロック図を示す図である。 昇降装置を示す図である。 複合装置の側面図を示す図である。 複合装置の平面図を示す図である。 自動運転を説明する説明図である。 第１監視情報Ｄ１及び障害物Ｄ２を示す図である。 作業装置の作業後の圃場の凹凸（地面の凹凸）Ｄ３ａの一例を示す図である。 自動運転制御部及び作業管理部の動作を示す図である。 作業装置を下降させた状態から自動運転を開始した状態を示している。 作業装置を上昇させた状態から下降させる状態を示している。 走行車体に第２監視装置を取り付けた状態を示している。 トラクタの側面全体図である。
　以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
　図１０は、作業車両の一例であるトラクタ１を示している。作業車両について、トラクタ１を例にあげ説明するが、作業車両は、トラクタに限定されず、田植機、コンバインであってもよい。
　図１０に示すように、トラクタ１は、走行装置７を有する走行車体３と、原動機４と、変速装置５とを備えている。走行装置７は、前輪７Ｆ及び後輪７Ｒを有する装置である。前輪７Ｆは、タイヤ型であってもクローラ型であってもよい。また、後輪７Ｒも、タイヤ型であってもクローラ型であってもよい。原動機４は、ディーゼルエンジン、電動モータ等である。変速装置５は、変速によって走行装置７の推進力を切換可能であると共に、走行装置７の前進、後進の切換が可能である。走行車体３にはキャビン９が設けられ、当該キャビン９内には運転席１０が設けられている。
　また、走行車体３の後部には、連結装置が設けられている。連結装置は、作業装置２と走行車体３とを連結し且つ昇降を行わないスイングドローバ、３点リンク機構等で構成されて昇降を行う昇降装置８等である。連結装置には、作業装置２が着脱可能である。作業装置２を連結装置に連結することによって、走行車体３によって作業装置２を牽引することができる。作業装置２は、耕耘する耕耘装置、肥料を散布する肥料散布装置、苗を植え付ける移植装置、灌水を行う灌水装置、農薬を散布する農薬散布装置、種を散布する播種散布装置、牧草等の刈取を行う刈取装置、牧草等の拡散を行う拡散装置、牧草等の集草を行う集草装置、牧草等の成形を行う成形装置、複数の作業を行う複合装置等である。
　図３、図４は、作業装置２の１つである複合装置を示している。図３、図４に示す複合装置は、複数の作業部１０１を備えている。複数の作業部１０１は、第１作業部１０１ａと、第２作業部１０１ｂと、第３作業部１０１ｃと、第４作業部１０１ｄ、第５作業部１０１ｅ、第６作業部１０１ｆとを含んでいる。第１作業部１０１ａ、第２作業部１０１ｂ、第３作業部１０１ｃ、第４作業部１０１ｄ、第５作業部１０１ｅ及び第６作業部１０１ｆは、前方から後方に順番に並んでいて、最も前方には第１作業部１０１ａが位置し、最も後方には、第６作業部１０１ｆが位置する。
　第１作業部１０１ａは、容器１０２に投入された肥料を散布する施肥ノズルであり、ホース１０３を介して容器１０２の肥料を繰り出す繰出機１０４に接続されている。第１作業部１０１ａは、繰出機１０４を駆動することによってホース１０３に繰り出された肥料を圃場（対地）に散布する。第２作業部１０１ｂは、圃場を耕耘する耕耘爪であり、駆動機構１０５によって回転する回転軸１０６に取り付けられている。第２作業部１０１ｂは、駆動機構１０５を駆動することによって、回転軸１０６の回転に伴って回転して圃場を耕耘する。第３作業部１０１ｃは、第２作業部１０１ｂの後方に配置された整地カバーであって、耕耘した後の地面を均す。図３、図４の複合装置の場合、第１作業部１０１ａ、第２作業部１０１ｂ及び第３作業部１０１ｃによって施肥装置が構成されている。
　第４作業部１０１ｄは、溝を形成する溝形成ディスクである。第５作業部１０１ｅは、容器１１０に投入された種（種子）を播種する播種ノズルであり、ホース１１１を介して容器１１０の種子を繰り出す繰出機１１２に接続されている。第５作業部１０１ｅは、繰出機１１２を駆動することによってホース１１１に繰り出された播種を第４作業部１０１ｄにて形成した溝に播種する。第６作業部１０１ｆは、回転自在に支持された鎮圧ローラであって、少なくとも播種された部分を鎮圧する。図３、図４の複合装置の場合、第４作業部１０１ｄ、第５作業部１０１ｅ及び第６作業部１０１ｆによって播種装置が構成されている。
　第１作業部１０１ａと、第２作業部１０１ｂと、第３作業部１０１ｃと、第４作業部１０１ｄ、第５作業部１０１ｅ、第６作業部１０１ｆは、フレーム１１５によって支持されていて、昇降装置８によって上昇又は下降するようになっている。即ち、施肥装置及び播種装置は、フレーム１１５を有していて、図２に示すリフトアーム８ａ、ロアリンク８ｂ、トップリンク８ｃ、リフトロッド８ｄ、リフトシリンダ８ｅに昇降自在に支持されている。また、繰出機１０４、駆動機構１０５及び繰出機１１２は、走行車体３の後部から突出したＰＴＯ軸の回転によって駆動（作動）する。
　図２に示すように、昇降装置８は、リフトアーム８ａ、ロアリンク８ｂ、トップリンク８ｃ、リフトロッド８ｄ、リフトシリンダ８ｅを有している。リフトアーム８ａの前端部は、変速装置５を収容するケース（ミッションケース）の後上部に上方又は下方に揺動可能に支持されている。リフトアーム８ａは、リフトシリンダ８ｅの駆動によって揺動（昇降）する。リフトシリンダ８ｅは、油圧シリンダから構成されている。リフトシリンダ８ｅは、制御弁３６を介して油圧ポンプと接続されている。制御弁３６は、電磁弁等であって、リフトシリンダ８ｅを伸縮させる。
　ロアリンク８ｂの前端部は、変速装置５の後下部に上方又は下方に揺動可能に支持されている。トップリンク８ｃの前端部は、ロアリンク８ｂよりも上方において、変速装置５の後部に上方又は下方に揺動可能に支持されている。リフトロッド８ｄは、リフトアーム８ａとロアリンク８ｂとを連結している。ロアリンク８ｂの後部及びトップリンク８ｃの後部には、作業装置２が連結される。リフトシリンダ８ｅが駆動（伸縮）すると、リフトアーム８ａが昇降するとともに、リフトロッド８ｄを介してリフトアーム８ａと連結されたロアリンク８ｂが昇降する。これにより、作業装置２がロアリンク８ｂの前部を支点として、上方又は下方に揺動（昇降）する。
　図１に示すように、トラクタ１は、操舵装置２９を備えている。操舵装置２９は、ハンドル（ステアリングホイール）３０と、ハンドル３０の回転に伴って回転する回転軸（操舵軸）３１と、ハンドル３０の操舵を補助する補助機構（パワーステアリング機構）３２と、を有している。補助機構３２は、油圧ポンプ３３と、油圧ポンプ３３から吐出した作動油が供給される制御弁３４と、制御弁３４により作動するステアリングシリンダ３５とを含んでいる。制御弁３４は、制御信号に基づいて作動する電磁弁である。制御弁３４は、例えば、スプール等の移動によって切り換え可能な３位置切換弁である。また、制御弁３４は、操舵軸３１の操舵によっても切換可能である。ステアリングシリンダ３５は、前輪７Ｆの向きを変えるアーム（ナックルアーム）に接続されている。
　したがって、ハンドル３０を操作すれば、当該ハンドル３０に応じて制御弁３４の切換位置及び開度が切り換わり、当該制御弁３４の切換位置及び開度に応じてステアリングシリンダ３５が左又は右に伸縮することによって、前輪７Ｆの操舵方向を変更することができる。なお、上述した操舵装置２９は一例であり、上述した構成に限定されない。
　トラクタ１は、測位装置４０を備えている。測位装置４０は、Ｄ－ＧＰＳ、ＧＰＳ、ＧＬＯＮＡＳＳ、北斗、ガリレオ、みちびき等の衛星測位システム（測位衛星）により、自己の位置（緯度、経度を含む測位情報）を検出可能である。即ち、測位装置４０は、測位衛星から送信された衛星信号（測位衛星の位置、送信時刻、補正情報等）を受信し、衛星信号に基づいて、トラクタ１の位置（例えば、緯度、経度）、即ち、車体位置を検出する。測位装置４０は、受信装置４１と、慣性計測装置（ＩＭＵ：Inertial Measurement Unit）４２とを有している。受信装置４１は、アンテナ等を有していて測位衛星から送信された衛星信号を受信する装置であり、慣性計測装置４２とは別に走行車体３に取付けられている。この実施形態では、受信装置４１は、走行車体３、即ち、キャビン９に取付けられている。なお、受信装置４１の取付箇所は、実施形態に限定されない。
　慣性計測装置４２は、加速度を検出する加速度センサ、角速度を検出するジャイロセンサ等を有している。走行車体３、例えば、運転席１０の下方に設けられ、慣性計測装置４２によって、走行車体３のロール角、ピッチ角、ヨー角等を検出することができる。
　図３、４に示すように、作業装置２には、第１監視装置１２１が設けられている。第１監視装置１２１は、作業装置２の周囲に存在する物体を検出可能な装置である。第１監視装置１２１は、カメラ（撮像装置）、レーザスキャナ、ソナー等である。カメラ（撮像装置）は、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等のイメージセンサによって、作業装置２の周囲の画像を撮像することで、撮像された撮像画像に物体が映っている場合に物体を検出する。レーザスキャナは、レーザを照射し且つ、照射したレーザが物体に当たって反射した反射光を受光ことで、物体を検出する。ソナーは、音波を照射し且つ当該照射した音波が障害物に当たって反射した反射音を受けることで、物体を検出する。
　第１監視装置１２１は、作業装置２のフレーム１１５から後方に延びる支持体１１６の先端側にブラケット１１７を介して取付けられている。この実施形態では、フレーム１１５の一方（左側）と、他方（右側）とのそれぞれに支持体１１６が設けられ、それぞれの支持体１１６にブラケット１１７を介して第１監視装置１２１が取り付けられている。第１監視装置１２１において、監視方向Ｋ１は、水平方向に対してやや下向きに傾斜、即ち、作業部側向けられている。なお、監視方向とは、第１監視装置１２１がレーザスキャナである場合、レーザを照射する光軸が向けられた方向であり、第１監視装置１２１がソナーである場合、音波を照射する方向であり、第１監視装置１２１がカメラである場合、イメージセンサの光軸（レンズの中心軸）が向く方向である。
　また、レーザを照射する照射部１２１ａは、作業装置２において最も後方に位置する第６作業部１０１ｆよりも後方に位置している。第１監視装置１２１がソナーである場合、音波を照射する照射部１２１ａは、第６作業部１０１ｆよりも後方に位置している。第１監視装置１２１がカメラである場合、光が通過するレンズ部は、第６作業部１０１ｆよりも後方に位置している。
　図４に示すように、第１監視装置１２１における監視範囲Ａ１は、作業装置２の周囲であって作業装置２の後方を監視していて、監視範囲Ａ１に入る物体が何であるかを検出することにより監視を行うことができる。監視範囲Ａ１は、例えば、作業装置２の左端と右端とに亘るエリアをカバーしている。
　図１に示すように、トラクタ１は、制御装置６０を備えている。制御装置６０は、トラクタ１における走行系の制御、作業系の制御等を行う装置である。制御装置６０には、運転切換スイッチ６５が接続されている。運転切換スイッチ６５は、ＯＮ／ＯＦＦに切り換え可能なスイッチであって、ＯＮである場合に制御装置６０を自動運転モードに設定することができ、ＯＦＦである場合に制御装置６０を手動運転モードに設定することができる。
　制御装置６０は、走行予定ルートに基づいて、トラクタ１（走行車体３）の自動運転に関する制御を行う自動運転制御部６３を備えている。自動運転制御部６３は、制御装置６０に設けられた電気・電子回路、ＣＰＵ等に格納されたプログラム等から構成されている。
　自動運転制御部６３は、走行車体３の自動運転を制御する。自動運転制御部６３は、自動運転モードになっている場合に自動運転を開始する。図５に示すように、トラクタ１が自動運転を行っている状況下において、車体位置と走行予定ルートＬ１との偏差が閾値未満である場合、自動運転制御部６３は、操舵軸（回転軸）３１の回転角を維持する。車体位置と走行予定ルートＬ１との偏差が閾値以上であって、トラクタ１が走行予定ルートＬ１に対して左側に位置している場合は、自動運転制御部６３は、トラクタ１の操舵方向が右方向となるように操舵軸３１を回転する。車体位置と走行予定ルートＬ１との偏差が閾値以上であって、トラクタ１が走行予定ルートＬ１に対して右側に位置している場合は、自動運転制御部６３は、トラクタ１の操舵方向が左方向となるように操舵軸３１を回転する。なお、上述した実施形態では、車体位置と走行予定ルートＬ１との偏差に基づいて操舵装置２９の操舵角を変更していたが、走行予定ルートＬ１の方位とトラクタ１（走行車体３）の進行方向（走行方向）の方位（車体方位）とが異なる場合、即ち、走行予定ルートＬ１に対する車体方位の角度が閾値以上である場合、自動運転制御部６３は、角度が零（車体方位Ｆ１が走行予定ルートＬ１の方位に一致）するように操舵角を設定してもよい。また、自動運転制御部６３は、偏差（位置偏差）に基づいて求めた操舵角と、方位（方位偏差）に基づいて求めた操舵角とに基づいて、自動運転における最終の操舵角を設定してもよい。上述した実施形態における自動運転における操舵角の設定は一例であり、限定されない。
　なお、自動運転制御部６３は、走行予定ルートＬ１と車速とが対応付けられている場合、現在のトラクタ１の車速が走行予定ルートＬ１に対応した車速に一致するように変速装置の変速段、原動機の回転数等を自動的に変更する。
　また、走行予定ルートＬ１が直進ルートＬ１ａと、旋回ルートＬ１ｂとを含む場合、自動運転制御部６３は、例えば、作業装置２が作業姿勢となるように当該作業装置２を下降させた状態で直進ルートＬ１ａに沿うように自動運転を行い、作業装置２が旋回ルートＬ１ｂに達した時点で作業装置２が非作業姿勢となるように当該作業装置２を上昇させた状態で旋回ルートＬ１ｂに沿うように自動運転を行う。
　また、制御装置６０は、走行予定ルートＬ１だけでなく、第１監視装置１２１が監視した監視情報（第１監視情報）に基づいて、トラクタ１（走行車体３）の自動運転に関する制御を行う。図６Ａに示すように、自動運転制御部６３は、第１監視情報Ｄ１に障害物Ｄ２が含まれていない場合に自動運転を実行し、第１監視情報Ｄ１に障害物Ｄ２が含まれている場合に自動運転を実行しない。
　第１監視情報Ｄ１とは、第１監視装置１２１がレーザスキャナである場合、例えば、監視範囲Ａ１をレーザによって走査（スキャナ）した場合の物体等のプロファイリング（形状）のデータであり、第１監視装置１２１がソナーである場合、監視範囲Ａ１を音波によって走査した場合の物体等のプロファイリング（形状）であり、第１監視装置１２１がカメラである場合、監視範囲Ａ１を含む画像（撮像画像）のデータである。
　障害物Ｄ２とは、犬、猫、狸等の動物、人間などである。なお、障害物Ｄ２であるか否かの判断は、第１監視情報Ｄ１によって得られた物体の大きさ（縦Ｈ１、横Ｗ１）及び動き等によって判断する。例えば、物体が犬、猫、狸等の動物の大きさに相当し且つ、経過時間に伴って動く場合に障害物であると判断する。また、障害物Ｄ２であるか否かの判断は、上述した例に限定されず、物体の形状によって行ってもよいし、物体の温度によって行っても良いし、限定されない。
　自動運転制御部６３は、トラクタ１（走行車体３）が停止し且つ自動モードである状態において、第１監視装置１２１の第１監視情報Ｄ１を参照する。自動運転制御部６３は、第１監視情報Ｄ１に障害物Ｄ２が含まれる場合、自動運転を開始しない、即ち、トラクタ１（走行車体３）の停止を継続する。一方、自動運転制御部６３は、第１監視情報Ｄ１に障害物Ｄ２が含まれない場合、自動運転を開始し、走行予定ルートＬ１に沿ってトラクタ１（走行車体３）を走行させる。
　また、自動運転制御部６３は、自動運転の開始後、昇降装置８によって作業装置２を上昇させたときの監視情報において、障害物Ｄ２が含まれている場合に自動運転を停止し、障害物Ｄ２が含まれていない場合に自動運転を継続する。
　制御装置６０は、第１監視装置１２１で監視した第１監視情報Ｄ１に基づいて自動走行の制御を行うだけでなく、作業装置２で作業を行った作業状態を監視する。制御装置６０は、作業管理部６４を備えている。作業管理部６４は、制御装置６０に設けられた電気・電子回路、ＣＰＵ等に格納されたプログラム等から構成されている。作業管理部６４は、自動運転の開始後に作業状態である作業跡Ｄ３（Ｄ３ａ、Ｄ３ｂ）を抽出する。図６Ｂに示すように、作業装置２が播種装置、畝立装置である場合は、播種後の圃場の凹凸（地面の凹凸）Ｄ３ａなどを抽出する。具体的には、作業管理部６４は、自動運転が開始されると、第１監視情報Ｄ１を参照して、当該第１監視情報Ｄ１のプロファイリング（形状）を解析することで、作業後の圃場の凹凸Ｄ３ａを抽出する。なお、図６Ｂは、一例であり限定されない。例えば、作業装置２が植付装置である場合は、苗などの植え付け状態などの作業跡Ｄ３を抽出することができる。或いは、様々な作業装置２の後方の作業跡Ｄ３を検出することができる。作業管理部６４は、作業跡Ｄ３を抽出すると、抽出した作業跡Ｄ３を表示装置４５に表示する。表示装置４５は、例えば、運転席１０の周囲に設置されていて、運転者が表示装置４５に表示された作業跡Ｄ３を確認することができる。
　図７は、自動運転制御部６３及び作業管理部６４の動作を示している。
　トラクタ１（走行車体３）が停止し且つ自動モードである状態において、自動運転制御部６３は、第１監視情報Ｄ１を参照する（Ｓ１）。自動運転制御部６３は、第１監視情報Ｄ１を解析することで監視範囲Ａ１の物体を認識する（Ｓ２）。自動運転制御部６３は、認識した物体が障害物Ｄ２であるか否かを判断し（Ｓ３）、障害物Ｄ２である場合（Ｓ３、Ｙｅｓ）、Ｓ１に戻ることで自動運転を開始しない。
　自動運転制御部６３は、認識した物体が障害物Ｄ２でない場合（Ｓ３、Ｎｏ）、自動運転の開始の許可を行い（Ｓ４）、自動運転の開始ボタンが操作された場合（Ｓ５、Ｙｅｓ）は、自動運転を実行する（Ｓ６）。自動運転の開始ボタンは、運転席１０の周囲に設置されていてもよいし、スマートフォン、タブレット、リモコン等の外部端末に設置されていてよい。外部端末の場合は、制御装置６０が外部端末から開始ボタンが操作されたことをトラクタ１に設けた通信装置を介して受信すると、自動運転制御部６３は、自動運転を実行する。例えば、図８Ａに示すように、自動運転制御部６３は、自動運転の開始後、作業装置２を下降させて直進ルートＬ１ａに沿って自動運転をしながら走行（対地作業）させる。一方、作業管理部６４は、自動運転の開始後、対地作業を行っている場合は、第１監視情報Ｄ１を解析することで監視範囲Ａ１の物体を認識し、作業後の圃場の凹凸Ｄ３ａ、苗などの植え付け状態Ｄ３ｂなどの作業跡Ｄ３を抽出する（Ｓ７）。作業管理部６４は、作業跡Ｄ３を表示装置４５に表示させる（Ｓ８）。
　また、トラクタ１（走行車体３）が直進ルートＬ１ａから旋回ルートＬ１ｂに達した場合は、作業管理部６４が行っている作業跡Ｄ３の抽出処理を停止し（Ｓ９）、自動運転制御部６３は、昇降装置８によって作業装置２を上昇させる（Ｓ１０）。自動運転制御部６３は、作業装置２を上昇させて少なくとも旋回ルートＬ１ｂに沿って自動運転をしながら走行している状況下において、第１監視情報Ｄ１を解析することで監視範囲Ａ１の物体を認識し、認識した物体が障害物Ｄ２であるか否かを判断する（Ｓ１１）。自動運転制御部６３は、認識した物体が障害物Ｄ２である場合（Ｓ１１、Ｙｅｓ）、自動運転を停止、即ち、トラクタ１（走行車体３）を停止させる（Ｓ１２）。
　自動運転制御部６３は、認識した物体が障害物Ｄ２でない場合（Ｓ１１、Ｎｏ）、自動運転を継続して、作業装置２を上昇させた状態でトラクタ１（走行車体３）が旋回ルートＬ１ｂに沿って移動するように自動運転を継続する（Ｓ１３）。
　また、図８Ｂに示すように、トラクタ１（走行車体３）が旋回ルートＬ１ｂから直進ルートＬ１ａに達した場合は、自動運転制御部６３は昇降装置８によって作業装置２を下降させることで作業装置２を作業姿勢にする（Ｓ１４）。作業装置２が作業姿勢にした後は、自動運転制御部６３は、当該自動運転制御部６３が行っている障害物Ｄ２の抽出処理を停止し（Ｓ１５）、作業管理部６４の作業跡Ｄ３の抽出処理を再開する（Ｓ１６）。
　以上によれば、自動運転制御部６３は、第１監視情報Ｄ１に障害物が含まれていない場合に自動運転を実行し、第１監視情報Ｄ１に障害物Ｄ２が含まれている場合に自動運転を実行しない、さらに、自動走行の開始後、昇降装置８によって作業装置２を上昇させたときの第１監視情報Ｄ１において、障害物Ｄ２が含まれている場合に自動運転を停止し、障害物Ｄ２が含まれていない場合に自動運転を継続する。また、作業管理部６４は、自動運転の開始から作業装置２を上昇させるまでの間の第１監視情報Ｄ１に基づいて作業状態を抽出し、作業装置２が上昇させている間は作業状態の抽出を行わない。
　上述した実施形態では、第１監視装置１２１が監視した第１監視情報Ｄ１に関して、自動運転制御部６３の自動運転の制御と、作業装置２の作業状態の抽出（監視）とを自動的に行っているが、手動操作によって行えるようにしてもよい。図１に示すように、トラクタ１は、切換装置６６を備えている。切換装置６６は、２つの位置に切り換え可能なスイッチであって、運転席１０の周囲に設置されていて、運転者が操作可能である。切換装置６６を一方側に切り換えた場合には、第１監視情報Ｄ１によって、自動運転制御部６３における監視（自動運転監視）を行い、他方側に切り換えた場合には、作業管理部６４における監視（作業状態監視）を行う。
　なお、図９に示すように、トラクタ１は、第２監視装置１２２を備えていてもよい。第２監視装置１２２は、走行車体３に設けられ且つ監視する方向が第１監視装置１２１と同一方向である。図９に示すように、第２監視装置１２２は、キャビン９の後部、より詳しくは、キャビン９の後部の上側にブラケットを介してキャビン９に取り付けられている。第２監視装置１２２の構成は、第１監視装置１２１と同じであるため説明を省略する。第２監視装置１２２の監視範囲Ａ２は、走行車体３の後方であって、走行車体３と作業装置２との間の領域を含んでいる。第２監視装置１２２によって監視した監視情報は、第１監視装置１２１と同様に自動運転監視と、作業状態監視とに用いることが可能である。
　作業車両（トラクタ１）は、走行車体３と、作業装置２を走行車体３に連結可能な連結装置８と、作業装置２に設けられ且つ少なくとも作業装置２の周囲を監視する第１監視装置１２１と、走行予定ルートＬ１及び第１監視装置１２１が監視した監視情報（第１監視情報）Ｄ１に基づいて、走行車体３の自動運転に関する制御を行う制御装置６０と、を備えている。これによれば、走行車体３に作業装置２が連結された場合においても、第１監視装置１２１によって作業装置２の周囲を監視することができ、走行車体３に作業装置２が連結された場合においてもスムーズに自動運転を行うことができる。
　制御装置６０は、監視情報（第１監視情報）Ｄ１に障害物が含まれていない場合に自動運転を実行し、監視情報（第１監視情報）Ｄ１に障害物が含まれている場合に自動運転を実行しない自動運転制御部６３を備えている。これによれば、作業装置２の周囲を監視情報（第１監視情報）Ｄ１によって監視し、障害物Ｄ１が無い場合に自動運転を開始することができ、障害物Ｄ１が自動運転を行ないようにすることができ、作業装置２を走行車体３に装着した状態で、より高度な自動運転を実現することができる。
　連結装置８は、作業装置２を昇降する昇降装置であり、自動運転制御部６３は、自動運転の開始後、昇降装置によって作業装置２を上昇させたときの監視情報（第１監視情報）Ｄ１において、障害物Ｄ２が含まれている場合に自動運転を停止する。これによれば、作業装置２を上昇させた場合において、上昇状態での周囲の状況が確認でき、障害物Ｄ２が確認された場合には、自動走行を停止することができる。
　制御装置６０は、第１監視装置１２１で監視した監視情報（第１監視情報）Ｄ１に基づいて、作業装置２で作業を行った作業状態を抽出する作業管理部６４を備えている。これによれば作業を行っているときの作業状態を把握することができる。
　作業車両（トラクタ１）は、走行車体３と、作業装置２を走行車体３に連結可能な連結装置８と、作業装置２に設けられた第１監視装置１２１と、走行予定ルートＬ１及び第１監視装置１２１が監視した監視情報（第１監視情報）Ｄ１に基づいて、走行車体３の自動運転に関する制御を行う自動運転制御部６３と、監視情報（第１監視情報）Ｄ１に基づいて、作業装置２で作業を行った作業状態を抽出する作業管理部６４とを有する制御装置６０と、を備えている。これによれば、第１監視装置１２１が監視した第１監視情報Ｄ１によって、自動走行の制御と、作業状態の監視との両方を行うことができる。
　作業管理部６４は、自動運転の開始後に作業状態を抽出する。これによれば、例えば、自動走行によって作業を行っているときの作業状態を把握することができる。
　連結装置８は、作業装置２を昇降する昇降装置であり、自動運転制御部６３は、監視情報（第１監視情報）Ｄ１に障害物が含まれていない場合に自動運転を実行し、監視情報（第１監視情報）Ｄ１に障害物が含まれている場合に自動運転を実行しない、且つ、自動走行の開始後、昇降装置によって作業装置２を上昇させたときの監視情報（第１監視情報）Ｄ１において、障害物が含まれている場合に自動運転を停止し、障害物が含まれていない場合に自動運転を継続し、作業管理部６４は、自動運転の開始から作業装置２を上昇させるまでの間の監視情報（第１監視情報）Ｄ１に基づいて、作業状態を抽出する。これによれば、自動運転制御部６３によって、自動運転前の第１監視情報Ｄ１によって障害物が無い場合は自動運転を開始する一方、障害物がある場合には自動運転を行わないようにすることができるだけでなく、自動運転の開始後に、作業装置２を上昇させるまでの間、即ち、作業装置２によって対地作業等を行っているときは、作業状態を確認することができる。
　作業車両（トラクタ１）は、第１監視装置１２１が監視した監視情報（第１監視情報）Ｄ１に関して、自動運転制御部６３の自動運転の制御と、作業装置２の作業状態の監視とのいずれかに切り換える切換装置を備えている。これによれば、自動運転における監視と、作業状態の監視とを作業者（運転者）によって簡単に切り換えることができ、作業等に応じた適正な監視を行うことができる。
　作業車両（トラクタ１）は、走行車体３に設けられ且つ、監視する方向が第１監視装置１２１と同一方向である第２監視装置１２２を備えている。これによれば、第２監視装置１２２によっても、自動運転に関する監視と、作業に関する監視とのいずれかを行うことができ、第１監視装置１２１の補助を行うことができる。例えば、走行車体３と作業装置２の前部との空間部の監視を第２監視装置１２２によって行うことができる。
　今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
１　　　　：作業車両（トラクタ）
２　　　　：作業装置
３　　　　：走行車体
８　　　　：昇降装置（連結装置）
６０　　　：制御装置
６３　　　：自動運転制御部
６４　　　：作業管理部
６６　　　：切換装置
１２１　　：第１監視装置
１２２　　：第２監視装置
Ｄ１　　　：障害物
Ｄ２　　　：障害物
Ｌ１　　　：走行予定ルート

Claims (9)

  1. 　走行車体と、
    　作業装置を前記走行車体に連結可能な連結装置と、
    　前記作業装置に設けられ且つ少なくとも作業装置の周囲を監視する第１監視装置と、
    　走行予定ルート及び前記第１監視装置が監視した監視情報に基づいて、前記走行車体の自動運転に関する制御を行う制御装置と、
    　を備えている作業車両。
  2. 　前記制御装置は、前記監視情報に障害物が含まれていない場合に前記自動運転を実行し、前記監視情報に障害物が含まれている場合に前記自動運転を実行しない自動運転制御部を備えている請求項１に記載の作業車両。
  3. 　前記連結装置は、前記作業装置を昇降する昇降装置であり、
    　前記自動運転制御部は、前記自動運転の開始後、前記昇降装置によって前記作業装置を上昇させたときの前記監視情報において、障害物が含まれている場合に前記自動運転を停止する請求項１又は２に記載の作業車両。
  4. 　前記制御装置は、前記第１監視装置で監視した監視情報に基づいて、前記作業装置で作業を行った作業状態を抽出する作業管理部を備えている請求項１～３のいずれか１項に記載の作業車両。
  5. 　走行車体と、
    　作業装置を前記走行車体に連結可能な連結装置と、
    　前記作業装置に設けられた第１監視装置と、
    　走行予定ルート及び前記第１監視装置が監視した監視情報に基づいて、前記走行車体の自動運転に関する制御を行う自動運転制御部と、前記監視情報に基づいて、前記作業装置で作業を行った作業状態を抽出する作業管理部とを有する制御装置と、
    　を備えている作業車両。
  6. 　前記作業管理部は、前記自動運転の開始後に前記作業状態を抽出する請求項５に記載の作業車両。
  7. 　前記連結装置は、前記作業装置を昇降する昇降装置であり、
    　前記自動運転制御部は、前記監視情報に障害物が含まれていない場合に前記自動運転を実行し、前記監視情報に障害物が含まれている場合に前記自動運転を実行しない、且つ、前記自動走行の開始後、前記昇降装置によって前記作業装置を上昇させたときの前記監視情報において、障害物が含まれている場合に前記自動運転を停止し、障害物が含まれていない場合に自動運転を継続し、
    　前記作業管理部は、前記自動運転の開始から前記作業装置を上昇させるまでの間の前記監視情報に基づいて、前記作業状態を抽出する請求項５又は６に記載の作業車両。
  8. 　前記第１監視装置が監視した監視情報に関して、前記自動運転制御部の自動運転の制御と、前記作業装置の作業状態の監視とのいずれかに切り換える切換装置を備えている請求項５～７のいずれか１項に記載の作業車両。
  9. 　前記走行車体に設けられ且つ、監視する方向が前記第１監視装置と同一方向である第２監視装置を備えている請求項１～８のいずれか１項に記載の作業車両。
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