JP3604249B2

JP3604249B2 - 作業車の走行経路作成装置及び走行制御装置

Info

Publication number: JP3604249B2
Application number: JP04763197A
Authority: JP
Inventors: 浩司吉川; 正徳藤原; 良三黒岩
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1997-03-03
Filing date: 1997-03-03
Publication date: 2004-12-22
Anticipated expiration: 2017-03-03
Also published as: JPH10243708A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、作業車の走行経路作成装置、及び、その作成された予定走行経路に沿って作業車を自動走行させるための走行制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば肥料用の薬剤を散布する薬剤散布装置を備えた作業車を圃場等の作業地内で自動走行させる場合には、従来は、対象作業地内において薬剤散布装置の作業幅（薬剤散布幅）に対応する経路幅で複数の作業経路が隣接して並ぶように予定走行経路を設定して、例えば、作業幅の中心が経路横幅方向の中心線上を通過するように操向操作して各作業経路に沿って走行させていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来では、作業地を平面視状態で見て経路設定を行っているので、作業地内で高低差が無く水平状態とみなせる場合には問題はないが、例えば、作業地が全体として傾斜しているような場合には、図１１に示すように、実際の作業地表面に沿っての作業経路の幅ＳＨが平面視での経路幅ｈよりも長くなるので、実際に傾斜した作業経路に対して作業するときに、作業部ＳＢの作業幅ｈが実際に作業すべき作業経路の幅ＳＨよりも短い状態で作業することがあり、その結果、隣接する作業経路同士の境界部分に未作業領域が生じるおそれがあった。
【０００４】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、上記従来技術の不具合を解消させるべく、傾斜した作業地内において作業車が作業走行する場合にも、例えば隣接する作業経路の境界付近に未作業領域を生じさせない状態で適正な作業ができるように予定走行経路を設定する走行経路作成装置、及び、その作成した走行経路データを用いて作業車を適正な状態で作業走行させる走行制御装置を得ることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１では、作業車が走行車体に備えた所定作業幅の作業部にて作業しながら走行する作業地の３次元形状が計測され、その作業地の３次元形状計測情報に基づいて、作業地の傾斜状態を判別して、前記作業地内に平行状態で傾斜方向に沿って並ぶ複数の作業経路の隣接するもの同士の間隔を作業地表面での前記作業部の作業幅に基づき設定する状態で、作業車を前記作業地内において走行させるための予定走行経路のデータが作成される。
【０００６】
従って、作業地の３次元形状計測情報に基づいて例えば作業地全体での傾斜状態を判別し、その傾斜した作業地表面での作業部の作業幅が平面視での幅よりも短くなる点を考慮して、作業車の予定走行経路を設定することができるので、従来のように単純に平面視状態で作業地内に作業部の作業幅に基づいて各作業経路を設定した場合には、作業地上で作業すべき幅に対して実際の作業幅が短くなって、隣接する作業経路の境界部分に未作業領域が生じるというような不都合を的確に防止して適正な作業を行うことができる走行経路作成装置が得られる。
【０００９】
請求項２によれば、請求項１において、作業地の周縁部における複数設定箇所の３次元位置情報に基づいて、作業地の３次元形状が計測される。
【００１０】
従って、例えば、作業地表面が平面であって一定の傾斜角で所定方向に傾斜しているような場合に、作業地内部での位置情報を要することなく、測量等によって位置が判っている作業地周縁部の複数設定箇所での３次元位置情報に基づいて、作業地全体の３次元形状を的確に判断することができ、もって、上記請求項１の走行経路作成装置の好適な手段が得られる。
【００１１】
請求項３によれば、請求項２において、多角形状の作業地の各角部を、作業地の周縁部における複数設定箇所として、その各角部での３次元位置情報に基づいて、作業地の３次元形状が計測される。
【００１２】
従って、通常最も多い多角形状の作業地に対して、必要最小数の箇所での３次元位置情報に基づいて作業地の３次元形状を的確に判断することができ、もって、上記請求項２の走行経路作成装置の好適な手段が得られる。
【００１３】
請求項４によれば、請求項２又は３において、走行車体が作業地の周縁部における設定箇所に位置したときの走行車体の３次元位置が検出され、その走行車体の３次元位置情報に基づいて作業地の３次元形状が計測される。
【００１４】
従って、予め測量等による３次元位置情報が得られていない作業地についても、作業走行させる前に走行車体を作業地の周縁部の設定箇所に位置させて、作業地の３次元形状を的確に判断することができ、もって、上記請求項２又は３の走行経路作成装置の好適な手段が得られる。
【００１５】
請求項５によれば、請求項４において、地上側の基準位置において、ＧＰＳ衛星からの搬送波信号がＧＰＳ基準局で受信され、そのＧＰＳ基準局での搬送波位相情報が基準側通信手段から車体側に向けて送信される一方、走行車体において、ＧＰＳ移動局が受信したＧＰＳ衛星からの搬送波信号及び上記基準側通信手段の送信情報を受信した車体側通信手段が受信したＧＰＳ基準局での搬送波位相情報から求めた二重位相差情報に基づいて、走行車体の３次元位置が時系列的なＧＰＳ位置データとして求められる。
【００１６】
従って、ＧＰＳ衛星からの搬送波信号の二重位相差情報に基づく正確な位置の検出によって、走行車体の３次元位置を時系列的な位置データとして正確に求め、このＧＰＳ位置データを用いて、作業地の３次元形状を的確に判断することができ、もって、上記請求項４の走行経路作成装置の好適な手段が得られる。
【００１７】
請求項６によれば、請求項１〜５のいずれか１項に記載の作業車の走行経路作成装置によって作成された予定走行経路のデータに基づいて、作業車が予定走行経路に沿って自動走行するように制御される。
【００１８】
従って、例えば作業者が画面表示された走行経路を見て手動操縦する場合の負担増を回避しながら、傾斜等した作業地に対して適切に走行経路を設定して隣接する作業経路の境界部分に未作業領域が生じるような不都合を防止して適正な作業状態で自動走行させることができる作業車の走行制御装置が得られる。
【００１９】
請求項７によれば、請求項６において、作業地内での作業車の走行車体の３次元位置が検出され、その走行車体の位置検出情報に基づいて作業車が予定走行経路に沿って自動走行するように制御される。
【００２０】
従って、例えば、走行車体の３次元位置検出情報から予定走行経路の経路横方向の適正操向位置に対する偏位を判断して、その偏位を零にするように適切な操向状態で自動走行させることができ、もって、上記請求項６の作業車の走行制御装置の好適な手段が得られる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、薬剤散布用の作業車Ｖが、矩形状の作業地（圃場Ｆ）内を自動走行しながら肥料である薬剤の散布作業を行う場合について図面に基づいて説明する。
【００２２】
図２に示すように、例えばその地点の重力方向に対して水平方向を東西及び南北方向で表した局地水平座標系Ｅ（東方向），Ｎ（北方向），Ｈ（地球中心からの高さ方向）において高精度に位置（上記座標系Ｅ，Ｎ，Ｈでの座標値）が判っている地上側の基準位置に設置されて、少なくとも４個のＧＰＳ衛星２からのスペクトラム拡散変調された搬送波信号を受信するＧＰＳ基準局Ｒ（以後、単に基準局Ｒともいう）用のアンテナ１９ａと、そのアンテナ１９ａの受信信号を処理して搬送波の位相情報を得るＧＰＳ受信機１９と、そのＧＰＳ受信機１９からのＧＰＳ基準局での搬送波位相情報を送信する送信アンテナ２０ａを備えた地上側のデータ送受信機２０とが設けられている。
【００２３】
一方、作業車Ｖには、ＧＰＳ衛星２からの搬送波信号を受信するＧＰＳ受信アンテナ１７ａと、そのＧＰＳ受信アンテナ１７ａの受信信号を処理して搬送波位相情報を得るＧＰＳ受信機１７と、地上側の送受信機２０の送信情報（基準局Ｒでの搬送波位相情報）を受信するデータ受信アンテナ１８ａを備えたデータ送受信機１８とが設けられて、ＧＰＳ移動局Ｉ（以後、単に移動局Ｉともいう）が構成されている。
【００２４】
前記基準局Ｒ及び移動局Ｉの各ＧＰＳ受信機１９，１７は、図４に示すように、ほぼ同様の構成になるものであって、夫々のＧＰＳ受信アンテナ１９ａ，１７ａで受信した電波信号は、先ず高周波信号処理部３０，４０に入力して低周波数に変換される。その低周波数変換された信号は、Ｃ／Ａコード解析部３１，４１にて衛星番号等が解読されるとともに、搬送波位相計測部３３，４３において、上記衛星番号に応じて作成されるＣ／Ａコードと相関をとって搬送波が再生され、さらに内蔵した時計３４，４４にて設定時間間隔で搬送波の位相が計測される。同時に、Ｃ／Ａコード解析部３１，４１からの情報に基づいて、航路メッセージ解読部３２，４２にて衛星位置情報等が判別される。そして、上記各部からの情報は、夫々の制御用のコンピュータ３５，４５に入力されて各基準局Ｒ及び移動局Ｉにおける搬送波位相情報が求められる。
【００２５】
さらに、基準局Ｒ側コンピュータ３５から出力された基準局Ｒでの搬送波位相情報が、地上側の送受信機２０を経て送信アンテナ２０ａから送信されて作業車Ｖ側のアンテナ１８ａで受信され、送受信機１８を経て移動局Ｉ側のコンピュータ４５に入力される。そして、その移動局Ｉ側コンピュータ４５によって、移動局Ｉでの搬送波位相情報及び上記受信した基準局Ｒでの搬送波位相情報から二重位相差情報を求め、その二重位相差情報に基づいて、基準局Ｒに対する移動局Ｉつまり作業車Ｖの走行車体５の３次元位置を所定時間間隔の時系列的なＧＰＳ位置データとして求めるＧＰＳ位置データ算出手段４５が構成されている。
【００２６】
ここで、二重位相差情報について概略を説明すると、異なる２つの衛星２からの各搬送波信号を２つの受信局（基準局Ｒ及び移動局Ｉ）夫々で受信して、各衛星２ごとに対応する２つの位相差を求め、さらにこれら２つの位相差の差分をとったものを二重位相差と呼ぶ。これによって各衛星２での送信信号の位相乱れの影響が除去されるとともに、各受信局の位相計測用の時計の同期ずれの影響が除去され、最終的に、衛星側及び受信局側での誤差の影響を少なくした精度のよい位相差情報が得られる。尚、基準局Ｒに対する移動局Ｉの位置ベクトルｒ（図５参照）を求めるために、実際は、異なる４つの衛星２からの各搬送波信号に基づいて、独立した３つの二重位相差が求められることになる。
【００２７】
前記３つの二重位相差情報に基づく走行車体５の位置検出について具体的に説明する。先ず最初に、作業車Ｖを局地水平座標系Ｅ，Ｎ，Ｈにおいて高精度に位置が判っている地点に位置させ、移動局Ｉ側及び基準局Ｒ側の各ＧＰＳ受信機１７，１９の受信情報から３つの二重位相差を計算し、基準局Ｒ及び作業車Ｖ間の相対位置が判っていることから上記二重位相差情報に含まれる搬送波波長の整数倍の不確定（整数値バイアス）を確定させる。次に、図５に示すように、作業車Ｖを圃場Ｆ内の未知の点に移動させたときの３つの二重位相差情報より、基準局Ｒから作業車Ｖへの位置ベクトルｒが求まり、この位置ベクトルｒと基準局Ｒの位置とから、走行車体５の３次元位置（ｘ，ｙ，ｚ）（具体的には、受信アンテナ１７ａの位置）が判別される。
【００２８】
以上より、走行車体５の３次元位置を検出する位置検出手段１０２が、前記ＧＰＳ基準局Ｒと、そのＧＰＳ基準局Ｒでの搬送波位相情報を送信する基準側通信手段としてのデータ送受信機２０とが、地上側の基準位置に設置されるとともに、前記ＧＰＳ移動局Ｉと、前記地上側のデータ送受信機２０の送信情報を受信する車体側通信手段としてのデータ送受信機１８と、前記位置データ算出手段４５とが、走行車体５に備えられて構成されることになる。
【００２９】
次に、作業車Ｖの装置構成を、図１〜図３に基づいて説明する。
左右一対の前輪３及び後輪４を備えた走行車体５の後部に、作業部としての薬剤散布装置６と、この薬剤散布装置６に対して薬剤を加圧供給する供給タンク２１とが設置されている。薬剤散布装置６は、車体横幅方向において所定作業幅で圃場面に向けて薬剤を噴射するために、細かいピッチで配列した多数の噴射ノズル６ａを備えている。薬剤散布装置６の車体左右両側の各端部位置は、ＧＰＳ受信アンテナ１７ａの位置に対して、車体後方側に距離ｂ、車体横幅方向に車体中心から左右に各距離ａに位置し、上下方向には距離ｃ下方に位置している。これより、薬剤散布装置６の車体横幅方向での作業幅は２ａになる。この薬剤散布装置６の作業幅は２ａ、及び、走行車体５（受信アンテナ１７ａの位置）に対する位置関係の情報は、後述の制御装置１６内に記憶されている。
【００３０】
前輪３及び後輪４は、左右を一対として各別に操向操作自在に構成され、操向用の油圧シリンダ７，８と、これに対する電磁操作式の制御弁９，１０とが設けられている。そして、切換スイッチ１３によって、前輪３又は後輪４の一方のみを操向する２輪ステアリング形式、前後輪３，４を逆位相で且つ同角度に操向する４輪ステアリング形式、前後輪３，４を同位相で且つ同角度に操向する平行ステアリング形式の３種類のステアリング形式を選択できる。
【００３１】
作業車Ｖには、エンジンＥ、エンジンＥからの出力を変速して前後輪３，４の夫々を同時に駆動する油圧式無段変速装置１１、その変速操作用の電動モータ１２、前記供給タンク２１から各ノズル６ａへの薬剤供給を断続する制御弁１４が設けられている。１６は作業車Ｖの走行等を制御するマイクロコンピュータ利用の制御装置であって、各種センサの検出情報及び予め記憶された作業データに基づいて、変速用モータ１２、各制御弁９，１０，１４等を作動させる。
【００３２】
作業車Ｖに装備されるセンサ類について説明すれば、図１に示すように、前後輪３，４夫々の操向角を検出するポテンショメータ利用の操向角検出センサＲ１，Ｒ２と、変速装置１１の変速状態に基づいて間接的に前後進状態及び車速を検出するポテンショメータ利用の車速センサＲ３と、変速装置１１の出力軸の回転数を計数して走行距離を検出するエンコーダＳ３と、車体方位を検出する地磁気方位センサＳ４とが設けられている。
【００３３】
前記制御装置１６を利用して、作業車Ｖが走行車体５に備えた薬剤散布装置６にて薬剤散布作業をしながら走行する圃場Ｆの３次元形状を計測する作業地形状計測手段１０１が構成されている。具体的には、図６及び図７に示すように、圃場Ｆの周縁部における複数設定箇所の３次元位置情報に基づいて、圃場Ｆの３次元形状を計測する。そのために、作業車Ｖを手動操縦等によって矩形状の圃場Ｆの各角部に走行させ、走行車体５が圃場Ｆの各角部（少なくとも、３つの角部Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２）に位置したときの前記車体位置検出手段１０２の情報に基づいて、上記圃場Ｆの各角部の３次元位置情報を求めて圃場Ｆの３次元形状を計測する。つまり、図６及び図７の例では、圃場Ｆは短辺Ｆ２の方向にのみ傾斜していて、その傾斜角は、角部Ｐ２とＰ０との高低差（Ｈ座標の差）を、角部Ｐ２とＰ０間の水平距離で割ることによって算出される。
【００３４】
又、前記制御装置１６を利用して、前記作業地形状計測手段１０１の計測情報に基づいて、作業車Ｖを圃場Ｆ内において走行させるための予定走行経路のデータを作成する走行用データ作成手段１０３が構成され、この走行用データ作成手段１０３は、前記予定走行経路として、図５及び図６に示すように、圃場Ｆ内に平行状態で設定間隔を隔てて隣接して並ぶ複数の作業経路Ｌを形成するように構成されている。
【００３５】
つまり、圃場Ｆの内部に位置して１つの角部寄りのスタート地点Ｓｔから圃場長手方向に沿って走行開始して、圃場の中央部分において、長手方向に沿う各作業経路Ｌを直進走行しながら薬剤散布し、圃場端部に達すると１８０度旋回して前回走行した作業済領域（図５の斜線部分）に隣接する状態で作業経路Ｌを逆方向に走行することを繰り返し、圃場の中央部分での作業を終えると、圃場短辺に隣接する上記旋回部分と、圃場長辺に隣接する作業経路部分とを走行して、出入口Ｐｉから外に出るようにして、圃場Ｆの全体を走行する予定走行経路が設定されている。
【００３６】
図７に示すように、圃場Ｆは短辺Ｆ２の方向に傾斜し、長辺Ｆ１の方向には傾斜してないので、短辺Ｆ２に沿っての作業地表面での長さは、平面視での長さより長くなり（図１１参照）、長辺Ｆ１に沿っての長さは平面視での長さと変わらない。従って、実際の作業地表面での短辺Ｆ２の長さに対して薬剤散布装置６の作業幅２ａを対応させて、隣接する作業経路Ｌの間隔を設定することになる。つまり、平面視で見ると、作業経路Ｌの間隔は、傾斜していない作業地に対する間隔よりも短くなっている。
【００３７】
又、前記制御装置１６を利用して、前記走行用データ作成手段１０３の作成情報に基づいて、作業車Ｖが前記予定走行経路（各作業経路Ｌ）に沿って自動走行するように制御する走行制御手段１００が構成され、この走行制御手段１００は、前記車体位置検出手段１０２の位置情報に基づいて、前記走行車体５の圃場Ｆ内での位置を特定して前記走行制御を行うように構成されている。
【００３８】
具体的には、図７に示すように、走行車体５の現在位置Ｐが、圃場Ｆの左下角部Ｐ０からＰに向くベクトルＰ−Ｐ０で表され、下式（１）及び（２）に示すベクトルの内積演算によって、そのベクトルＰ−Ｐ０を短辺Ｆ２に投影した長さＴ２で短辺方向に沿っての位置（つまり、各作業経路Ｌの適正操向位置に対する位置ずれ）が示され、ベクトルＰ−Ｐ０を長辺Ｆ１に投影した長さＴ１で長辺方向に沿っての位置（つまり、作業経路Ｌに沿っての進行距離）が示され、このＴ１，Ｔ２の情報で走行車体５の圃場Ｆ内での位置が特定される。尚、式中、（Ｐ１−Ｐ０）はＰ０からＰ１に向くベクトル、（Ｐ２−Ｐ０）はＰ０からＰ２に向くベクトルを表し、ＡＢＳ（Ｐ１−Ｐ０）、ＡＢＳ（Ｐ２−Ｐ０）は、夫々、ベクトル（Ｐ１−Ｐ０）、ベクトル（Ｐ２−Ｐ０）の絶対値つまり長辺Ｆ１又は短辺Ｆ２の距離を表す。
【００３９】
【数１】
Ｔ１＝（Ｐ−Ｐ０）・（Ｐ１−Ｐ０）／ＡＢＳ（Ｐ１−Ｐ０）……（１）
Ｔ２＝（Ｐ−Ｐ０）・（Ｐ２−Ｐ０）／ＡＢＳ（Ｐ２−Ｐ０）……（２）
【００４０】
次に、図８〜図１０に示すフローチャートに基づいて、圃場形状の計測、走行用データの作成、及び走行制御について説明する。
メインフロー（図８）では、先ず、矩形状の圃場Ｆの３角部に走行車体５を位置させて、各角部での３次元のＧＰＳ位置検出を行い、そのＧＰＳ位置データを記憶する。そして、３つの角部での位置データを記憶すると、それに基づいて圃場Ｆの３次元形状を判別し、さらに、予め入力してある薬剤散布幅２ａや走行ルートのパターン（図６参照）等のデータを参照して、予定走行経路のデータを作成する。次に、前記スタート地点Ｓｔへ移動してから、圃場Ｆに対する無人作業走行を実行した後、全処理を終える。
【００４１】
無人作業走行処理（図９）では、スタート地点Ｓｔから２輪ステアリングで作業経路Ｌに沿って直進走行を開始するとともに、経路始端側の作業開始位置に達すると薬剤散布装置６による薬剤散布作業を開始して、各作業経路に沿わせるための操向制御を行う。経路終端側の作業停止位置に達すると薬剤散布作業を停止するが、圃場Ｆの中央部分に対する往復走行が終了していない場合は、その地点から所定距離直進した後、ステアリングを２輪から４輪に切り換えて、隣接する次の作業経路の始端部に向けて１８０度旋回動作する。旋回後は、ステアリングを２輪に戻して次の作業経路を反対向きに操向制御しながら走行するとともに、上記と同様に、薬剤散布装置６による薬剤散布作業を行う。圃場Ｆの中央部分に対する往復走行が終了している場合には、圃場Ｆの短辺及び長辺に沿っての周り走行を行ってから圃場Ｆ外に出て走行停止し、メインフローに戻る。
【００４２】
操向制御処理（図１０）では、ＧＰＳ位置データを取り込んで、現時点での車体５の位置Ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）を算出するとともに、その位置データと、３つの角部Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２での位置データとから、前述の式（２）に基づいて車体位置と作業経路Ｌにおける適正位置との偏位ｄを求め、又、車体方位データ（φ）を取り込み、上記偏位ｄの情報と、車体方位φの情報と、前輪３の操舵角θの情報（これは操向角検出センサＲ１にて検出される）とに基づいて下式のように、前輪３に対する目標操舵角θｆを演算する。尚、ｋ１，ｋ２，ｋ３は所定のゲイン係数である。そして、この目標操舵角θｆになるように、前輪３がステアリング操作される。
【００４３】
【数２】
θｆ＝ｋ１・ｄ＋ｋ２・φ＋ｋ３・θ……（３）
【００４４】
〔別実施形態〕
上記実施例では、矩形状の作業地（圃場Ｆ）の傾斜方向が短辺方向に沿う場合を説明したが、これ以外の傾斜状態であってもよい。例えば、図６において圃場Ｆの傾斜方向が長辺方向に沿う場合は、各作業経路Ｌの隣接間隔は平面視のときと同じであり、長辺方向に沿っての進行距離が平面視のときよりも長くなる。又、図１２に示すように、圃場Ｆの傾斜方向が長辺方向と短辺方向の中間の方向であったり、図１３に示すように、圃場Ｆが、夫々の傾斜角度が異なる４つの小部分Ｆａ，Ｆｂ．Ｆｃ，Ｆｄからなるものであってもよい。図１３の場合は、各小部分Ｆａ，Ｆｂ．Ｆｃ，Ｆｄごとの傾斜状態に対応させながら、圃場Ｆ全体での走行経路を設定する。
【００４５】
作業地の形状は、多角形状であるものに限らない。又、多角形状の場合も、矩形状以外に、台形等であってもよい。
【００４６】
上記実施例では、圃場に対して薬剤を散布する薬剤散布装置６を作業部として備えた作業車Ｖについて説明したが、これ以外の農作業用及びその他の用途の各種作業車に適用できる。
【００４７】
上記実施例では、作業地の３次元形状の計測のために、作業地周縁部における設定箇所の３次元位置情報を求めるのに、車体位置検出手段を備えた作業車Ｖを作業走行させる前に、上記設定箇所に位置させて位置検出するようにしたが、これ以外に、予め上記設定箇所での位置を計測したデータを記憶させるようにしてもよい。
【００４８】
上記実施例では、予定走行経路として、作業地内に平行状態で設定間隔を隔てて隣接して並ぶ複数の作業経路を形成するようにした（図６参照）が、これに限るものではなく、例えば、矩形状の作業地の外周の４辺に沿って、９０度づつ向き変更しながら順次作業走行する、いわゆる「周り走行」用の作業経路を形成してもよい。
【００４９】
位置検出手段１０２は、上記実施例に示したＧＰＳ受信データに基づくものに限らない。例えば、地上側から光利用の追尾式３次元位置検出装置にて作業車Ｖの位置を計測して、その位置データを作業車側に送るようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】作業車の制御構成を示すブロック図
【図２】作業車及びＧＰＳ基準局を示す概略側面図
【図３】作業車の平面図
【図４】ＧＰＳ受信局の構成を示すブロック図
【図５】作業経路に沿っての自動走行を説明するための平面図
【図６】作業車の予定走行経路を示す概略平面図
【図７】傾斜した作業地に対する走行経路の設定を示す斜視図
【図８】制御作動のフローチャート
【図９】制御作動のフローチャート
【図１０】制御作動のフローチャート
【図１１】傾斜作業地に対する作業部位置を説明する図
【図１２】別実施例の作業地の３次元形状を示す斜視図
【図１３】別実施例の作業地の３次元形状を示す斜視図
【符号の説明】
５走行車体
６作業部
１８車体側通信手段
２０基準側通信手段
４５ＧＰＳ位置データ算出手段
１００走行制御手段
１０１作業地形状計測手段
１０２車体位置検出手段
１０３走行用データ作成手段
ＩＧＰＳ移動局
ＲＧＰＳ基準局
Ｖ作業車

Claims

作業車が走行車体に備えた所定作業幅の作業部にて作業しながら走行する作業地の３次元形状を計測する作業地形状計測手段と、
前記作業地形状計測手段の計測情報に基づいて、作業地の傾斜状態を判別して、前記作業車を前記作業地内において走行させるための予定走行経路のデータを、前記作業地内に平行状態で傾斜方向に沿って並ぶ複数の作業経路の隣接するもの同士の間隔を作業地表面での前記作業部の作業幅に基づき設定する状態で作成する走行用データ作成手段とが設けられている作業車の走行経路作成装置。
前記作業地形状計測手段は、前記作業地の周縁部における複数設定箇所の３次元位置情報に基づいて、前記作業地の３次元形状を計測するように構成されている請求項１記載の作業車の走行経路作成装置。
前記作業地が、多角形状であり、
前記作業地形状計測手段は、前記多角形状の作業地の各角部を前記周縁部における設定箇所とするように構成されている請求項２記載の作業車の走行経路作成装置。
前記走行車体の３次元位置を検出する車体位置検出手段が設けられ、
前記作業地形状計測手段は、前記走行車体が前記作業地の周縁部における設定箇所に位置したときの前記車体位置検出手段の情報に基づいて、前記作業地の３次元形状を計測するように構成されている請求項２又は３記載の作業車の走行経路作成装置。
前記車体位置検出手段は、
ＧＰＳ衛星からの搬送波信号を受信するＧＰＳ基準局と、そのＧＰＳ基準局での搬送波位相情報を送信する基準側通信手段とが、地上側の基準位置に設置されるとともに、
前記ＧＰＳ衛星からの搬送波信号を受信するＧＰＳ移動局と、
前記基準側通信手段の送信情報を受信する車体側通信手段と、
前記ＧＰＳ移動局での搬送波位相情報及び前記車体側通信手段が受信した前記ＧＰＳ基準局での搬送波位相情報から求めた二重位相差情報に基づいて、前記走行車体の３次元位置を時系列的なＧＰＳ位置データとして求めるＧＰＳ位置データ算出手段とが、前記走行車体に備えられて構成されている請求項４記載の作業車の走行経路作成装置。
請求項１〜５のいずれか１項に記載の作業車の走行経路作成装置における、前記走行用データ作成手段の作成情報に基づいて、前記作業車が前記予定走行経路に沿って自動走行するように制御する走行制御手段が設けられている作業車の走行制御装置。
前記走行制御手段は、前記車体位置検出手段の位置情報に基づいて、前記走行車体の前記作業地内での位置を特定して前記走行制御を行うように構成されている請求項６記載の作業車の走行制御装置。