JP6919012B2 - Autonomous driving system - Google Patents
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Description
本発明は、作業車両を自律走行させるための走行経路を生成して、その走行経路に沿って作業車両を自律走行させる自律走行システムに関する。 The present invention relates to an autonomous traveling system that generates a traveling route for autonomously traveling a work vehicle and autonomously travels the working vehicle along the traveling route.
上記のような自律走行システムでは、作業車両より作業が行われる複数の直線状の作業経路と、各作業経路を接続するとともに作業車両を旋回させる旋回経路とを含む経路を走行経路としており、作業車両を走行経路に沿って自律走行させて作業を行うようにしている（例えば、特許文献１参照。）。 In the autonomous traveling system as described above, the traveling route is a route including a plurality of linear work paths in which work is performed from the work vehicle and a turning path for connecting each work route and turning the work vehicle. The vehicle is autonomously driven along the traveling path to perform the work (see, for example, Patent Document 1).
作業車両が作業経路を走行するときに、作業車両の車輪の駆動速度から求めた駆動走行速度が設定走行速度になるように、車輪の駆動速度を制御している。このとき、例えば、スリップ等により、実際の走行速度と駆動走行速度とがずれることがあり、この場合には、駆動走行速度が設定走行速度になるように制御しても、実際の走行速度が設定走行速度からずれてしまうことになる。 When the work vehicle travels on the work path, the drive speed of the wheels is controlled so that the drive travel speed obtained from the drive speed of the wheels of the work vehicle becomes the set travel speed. At this time, for example, the actual running speed and the driving running speed may deviate due to slipping or the like. In this case, even if the driving running speed is controlled to be the set running speed, the actual running speed may be different. It will deviate from the set running speed.
そこで、特許文献１に記載のシステムでは、衛星測位情報に基づいて求められる作業車両の現在位置情報を用いて実際の走行速度を求め、実際の走行速度と駆動走行速度とを比較して、駆動走行速度が実際の走行速度になるように車輪の駆動速度を制御している。つまり、実際の走行速度が駆動走行速度よりも速いときには、車輪の駆動速度を減速させ、逆に、実際の走行速度が駆動走行速度よりも遅いときには、車輪の駆動速度を増速させている。
Therefore, in the system described in
実際の走行速度と駆動走行速度とがずれているときには、駆動走行速度が設定走行速度になるように車輪の駆動速度を制御するだけでは適切な自律走行を行えないので、自律走行における作業車両の走行精度が低下していることになる。 When the actual running speed and the driving running speed deviate from each other, proper autonomous running cannot be performed only by controlling the driving speed of the wheels so that the driving running speed becomes the set running speed. This means that the running accuracy is reduced.
しかしながら、上記特許文献１に記載のシステムでは、実際の走行速度が駆動走行速度よりも遅くなるという作業車両の走行精度が低下している状況下において、車輪の駆動速度を増速させているので、安全性の観点から望ましくない。
However, in the system described in
また、上記特許文献１に記載のシステムでは、作業車両が作業経路を走行するときに、駆動走行速度が実際の走行速度になるように車輪の駆動速度を制御しているが、作業車両の走行精度が低下する要因となるスリップ等の現象は、作業経路に限らず、旋回経路においても生じる。よって、作業車両が旋回経路を走行しているときに、作業車両の走行精度が低下すると、作業車両を適切に旋回させることができなくなる可能性がある。
Further, in the system described in
この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、作業車両が作業経路を走行するときも、旋回経路を走行するときも、どちらの経路においても適切に自律走行させることができる自律走行システムを提供する点にある。 In view of this situation, a main subject of the present invention is to provide an autonomous traveling system capable of appropriately autonomously traveling on either route, whether the work vehicle travels on a work route or a turning route. At the point.
本発明は、作業車両により作業が行われる複数の作業経路と、各作業経路を接続するとともに前記作業車両を旋回させる旋回経路とを含む走行経路に沿って、前記作業車両を自律走行させる自律走行システムであって、
前記作業車両の位置情報を取得する位置情報取得部と、
前記作業車両の走行精度の低下を特定する走行精度特定部と、
前記走行精度特定部により前記作業車両の走行精度の低下が検知された場合に前記作業車両の現在位置が前記作業経路上であっても前記旋回経路上であっても負担軽減処理を実行する負担軽減処理実行部と、を備え、
前記走行精度特定部は、前記走行経路における前記作業車両の実車速と目標車速との差によって走行精度の低下を特定し、
前記負担軽減処理実行部は、前記作業経路にて前記負担軽減処理を実行したときに、その作業経路の後に走行する前記旋回経路において前記作業車両の走行精度の低下が予測される場合に、前記旋回経路においても前記負担軽減処理を実行すると好適である。
The present invention autonomously travels the work vehicle along a travel path including a plurality of work paths on which the work is performed by the work vehicle and a turning path that connects the work paths and turns the work vehicle. It ’s a system,
A position information acquisition unit that acquires the position information of the work vehicle, and
A running accuracy specifying unit that identifies a decrease in running accuracy of the work vehicle,
When the travel accuracy specifying unit detects a decrease in the travel accuracy of the work vehicle, the burden of executing the burden reduction process regardless of whether the current position of the work vehicle is on the work path or the turning path. Equipped with a mitigation processing execution unit
The traveling accuracy specifying unit identifies a decrease in traveling accuracy based on the difference between the actual vehicle speed of the work vehicle and the target vehicle speed in the traveling route.
When the load reduction process is executed on the work path, the load reduction process execution unit may perform the load reduction process when it is predicted that the travel accuracy of the work vehicle will decrease on the turning path traveling after the work path. It is preferable to execute the load reduction process also on the turning path.
本構成によれば、走行精度特定部により作業車両の走行精度の低下が検知された場合に、負担軽減処理実行部は、位置情報取得部にて取得する作業車両の現在位置が作業経路上であっても旋回経路上であっても負担軽減処理を実行する。ここで、負担軽減処理は、例えば、作業車両の車速を減速させる等、走行精度の低下を抑制するための処理とすることができる。これにより、作業車両が作業経路を走行するときも、旋回経路を走行するときも、例えば、スリップ等を要因として作業車両の走行精度が低下すると、負担軽減処理を実行して走行精度の低下を抑制できる。よって、作業車両が作業経路を走行するときも、旋回経路を走行するときも、どちらの経路においても適切に自律走行させることができる。
本構成によれば、負担軽減処理実行部は、作業経路にて負担軽減処理を実行したときに、例えば、作業車両の車速が旋回経路における目標車速よりも速い場合等には、その作業経路の後に走行する旋回経路において走行精度が低下する可能性が高いと予測することができる。このような場合に、負担軽減処理実行部は、旋回経路においても引き続き負担軽減処理を実行するので、作業経路の後に走行する旋回経路の当初から、走行精度の低下による不都合の発生を防止して、作業車両を適切に旋回させることができる。
According to this configuration, when a decrease in the traveling accuracy of the work vehicle is detected by the traveling accuracy specifying unit, the load reduction processing execution unit sets the current position of the work vehicle acquired by the position information acquisition unit on the work path. Even if it is on the turning path, the burden reduction process is executed. Here, the burden reduction process can be a process for suppressing a decrease in running accuracy, such as decelerating the vehicle speed of the work vehicle. As a result, when the work vehicle travels on the work route or on the turning route, for example, when the travel accuracy of the work vehicle deteriorates due to slip or the like, the load reduction process is executed to reduce the travel accuracy. Can be suppressed. Therefore, when the work vehicle travels on the work route or on the turning route, it can be appropriately autonomously traveled on either route.
According to this configuration, when the load reduction process is executed on the work path, for example, when the vehicle speed of the work vehicle is faster than the target vehicle speed on the turning path, the load reduction process execution unit uses the work path. It can be predicted that there is a high possibility that the traveling accuracy will decrease in the turning path to be traveled later. In such a case, the load reduction process execution unit continues to execute the load reduction process even on the turning path, so that it is possible to prevent the occurrence of inconvenience due to a decrease in running accuracy from the beginning of the turning path traveling after the work path. , The work vehicle can be turned appropriately.
本発明は、前記目標車速として、作業経路を走行するときの作業経路用の目標車速と、旋回経路を走行するときの旋回経路用の目標車速とが設定され、作業経路用の目標車速と旋回経路用の目標車速とが異なるように設定されていると好適である。
点にある。
In the present invention, as the target vehicle speed, a target vehicle speed for the work route when traveling on the work route and a target vehicle speed for the turning route when traveling on the turning route are set, and the target vehicle speed and turning for the work route are set. It is preferable that the target vehicle speed for the route is set differently.
At the point.
本発明は、前記走行経路に対する前記作業車両の偏差を検知する偏差検知部を備え、
前記負担軽減処理実行部は、
前記作業車両の現在位置が前記旋回経路上である場合、前記偏差の如何を問わず前記負担軽減処理を実行可能である一方、
前記作業車両の現在位置が前記作業経路上である場合、前記偏差が所定の偏差を超えなければ前記負担軽減処理を実行しないと好適である。
The present invention includes a deviation detection unit that detects a deviation of the work vehicle with respect to the traveling route.
The burden reduction processing execution unit
When the current position of the work vehicle is on the turning path, the burden reduction process can be executed regardless of the deviation.
When the current position of the work vehicle is on the work path, it is preferable not to execute the burden reduction process unless the deviation exceeds a predetermined deviation.
作業車両を走行経路に沿って自律走行させる場合に、例えば、走行経路における走行方向に対する作業車両の走行方向の偏差、及び、走行経路に対する作業車両の現在位置の横方向での偏差等、走行経路に対する作業車両の偏差が生じることが考えられる。 When the work vehicle is autonomously traveled along the travel route, for example, the deviation of the travel direction of the work vehicle with respect to the travel direction in the travel route, the deviation of the current position of the work vehicle with respect to the travel route in the lateral direction, and the like. It is conceivable that a deviation of the work vehicle from the above will occur.
旋回経路は、作業車両を旋回させる経路であるので、旋回経路に対する作業車両の偏差が少しでも生じると、例えば、旋回半径が本来の旋回半径からずれる等、作業車両を適切に旋回させることができなくなる可能性がある。それに対して、作業経路は、作業を行う経路であるので、作業経路に対する作業車両の偏差が少し生じただけで、作業を継続できなくすると、頻繁に作業を中断しなければならず、作業効率の低下を招くことになる。そこで、作業車両が作業経路を走行するときには、作業経路に対する作業車両の偏差について、自律走行して作業を行うのに不都合が生じない許容範囲を設けることが望ましい。 Since the turning path is a path for turning the work vehicle, if the work vehicle deviates from the turning path even a little, the work vehicle can be turned appropriately, for example, the turning radius deviates from the original turning radius. It may disappear. On the other hand, since the work route is a route for performing work, if the work cannot be continued due to a slight deviation of the work vehicle from the work route, the work must be interrupted frequently, and the work efficiency. Will lead to a decrease in. Therefore, when the work vehicle travels on the work route, it is desirable to provide an allowable range for the deviation of the work vehicle with respect to the work route so as not to cause any inconvenience in autonomously traveling and performing the work.
そこで、本構成によれば、負担軽減処理実行部は、作業車両の現在位置が旋回経路上である場合、走行精度特定部により作業車両の走行精度の低下が検知されると、走行経路に対する作業車両の偏差の如何を問わず負担軽減処理を実行可能とし、作業車両を適切に旋回させることができなくなるのを防止している。 Therefore, according to this configuration, when the current position of the work vehicle is on the turning path and the traveling accuracy specifying unit detects a decrease in the traveling accuracy of the work vehicle, the load reduction processing execution unit works on the traveling route. It enables the load reduction process to be executed regardless of the deviation of the vehicle and prevents the work vehicle from being unable to turn properly.
それに対して、負担軽減処理実行部は、作業車両の現在位置が作業経路上である場合、走行精度特定部により作業車両の走行精度の低下が検知されても、走行経路に対する作業車両の偏差が所定の偏差（上述の許容範囲に基づく偏差）を超えなければ負担軽減処理を実行しないので、作業車両の走行精度が低下するという条件と、走行経路に対する作業車両の偏差が所定の偏差を超えるという条件との２つの条件が満たされることで、はじめて負担軽減処理が実行される。これにより、作業車両が作業経路を走行するときには、作業を不都合なくそのまま継続できる状況であれば、負担軽減処理を実行することなく、作業を効率よく行うことができながら、作業を行うのに不都合が生じても、負担軽減処理を実行して、その不都合を解消して作業を適切に行うことができる。 On the other hand, in the load reduction processing execution unit, when the current position of the work vehicle is on the work route, even if the travel accuracy specifying unit detects a decrease in the travel accuracy of the work vehicle, the deviation of the work vehicle with respect to the travel route is large. Since the burden reduction process is not executed unless the predetermined deviation (deviation based on the above allowable range) is exceeded, the condition that the traveling accuracy of the work vehicle is lowered and the deviation of the work vehicle with respect to the traveling route exceeds the predetermined deviation. The burden reduction process is executed only when the two conditions of the condition are satisfied. As a result, when the work vehicle travels on the work route, if the work can be continued as it is without any inconvenience, it is inconvenient to perform the work while efficiently performing the work without executing the burden reduction process. Even if the problem occurs, the burden reduction process can be executed to eliminate the inconvenience and perform the work appropriately.
本発明は、前記負担軽減処理実行部が前記負担軽減処理を実行したときに、前記走行精度特定部にて走行精度の低下を特定していない状態が継続されている場合に、前記負担軽減処理実行部による前記負担軽減処理の実行を停止する負担軽減処理停止部を備えていると好適である。 According to the present invention, when the load reduction process execution unit executes the load reduction process, the load reduction process continues when the travel accuracy specifying unit does not specify a decrease in the travel accuracy. It is preferable to include a load reduction process stop unit for stopping the execution of the load reduction process by the execution unit.
本構成によれば、負担軽減処理停止部は、走行精度特定部にて走行精度の低下を特定していない状態が継続されると、負担軽減処理実行部による負担軽減処理の実行を停止するので、負担軽減処理を適切なタイミングで実行停止することができる。 According to this configuration, the load reduction process stop unit stops the execution of the load reduction process by the load reduction process execution unit if the state in which the decrease in the travel accuracy is not specified by the travel accuracy specification unit continues. , The load reduction process can be stopped at an appropriate timing.
本発明の第１特徴構成は、作業車両により作業が行われる複数の作業経路と、各作業経路を接続するとともに前記作業車両を旋回させる旋回経路とを含む走行経路に沿って、前記作業車両を自律走行させる自律走行システムであって、
前記作業車両の位置情報を取得する位置情報取得部と、
前記作業車両の走行精度の低下を特定する走行精度特定部と、
前記走行精度特定部により前記作業車両の走行精度の低下が検知された場合に前記作業車両の負担軽減処理を実行する負担軽減処理実行部と、を備え、
前記負担軽減処理実行部は、前記作業車両が前記作業経路上にある場合には、第１負担軽減処理を実行し、前記作業車両が前記旋回経路上にある場合には、前記第１負担軽減処理とは異なる第２負担軽減処理を実行することを特徴とする点にある。
The first characteristic configuration of the present invention is to provide the work vehicle along a travel path including a plurality of work paths in which work is performed by the work vehicle and a turning path for connecting each work path and turning the work vehicle. It is an autonomous driving system that allows autonomous driving.
A position information acquisition unit that acquires the position information of the work vehicle, and
A running accuracy specifying unit that identifies a decrease in running accuracy of the work vehicle,
A load reduction process execution unit that executes a load reduction process of the work vehicle when a decrease in the travel accuracy of the work vehicle is detected by the travel accuracy specifying unit is provided.
The load reduction process execution unit executes the first load reduction process when the work vehicle is on the work path, and the first load reduction process when the work vehicle is on the turning path. The feature is that a second burden reduction process different from the process is executed.
本発明の第２特徴構成は、前記作業車両は作業機を備え、
前記第１負担軽減処理は、前記作業機を所定高さまで上昇させることであることを特徴とする点にある。
The second characteristic configuration of the present invention is that the work vehicle includes a work machine.
The first load reducing process is characterized in that the working machine is raised to a predetermined height.
本発明の第３特徴構成は、前記第２負担軽減処理は、前記作業車両の目標車速の変更と前記作業車両の車速を減速させることであることを特徴とする点にある。 The third feature configuration of the present invention is characterized in that the second burden reducing process is to change the target vehicle speed of the work vehicle and reduce the vehicle speed of the work vehicle.
本発明に係る自律走行システムの実施形態を図面に基づいて説明する。
この自律走行システムは、走行経路を生成し、その生成された走行経路に沿って作業車両としてのトラクタ１を自律走行可能に構成されている。
An embodiment of the autonomous traveling system according to the present invention will be described with reference to the drawings.
This autonomous traveling system is configured to generate a traveling route and allow the
まず、図１に基づいてトラクタ１について説明する。
このトラクタ１は、後方側に作業機５０を装着可能な車体部２を備え、車体部２の前部が左右一対の前輪３で支持され、車体部２の後部が左右一対の後輪４で支持されている。車体部２の前部にはボンネット５が配置され、そのボンネット５内に駆動源としてのエンジン６が収容されている。ボンネット５の後方側には、運転者が搭乗するためのキャビン７が備えられ、そのキャビン７内には、運転者が操向操作するためのステアリングハンドル８、運転者の運転座席９等が備えられている。
First, the
The
エンジン６は、例えばディーゼルエンジンにより構成することができるが、これに限るものではなく、例えばガソリンエンジンにより構成してもよい。また、駆動源としてエンジン６に加えて、或いはエンジン６に代えて、電気モータを採用してもよい。
The
本実施形態では作業車両としてトラクタ１を例に説明するが、作業車両としては、トラクタの他、田植機、コンバイン、土木・建築作業装置、除雪車等、乗用型作業車両に加え、歩行型作業車両も含まれる。
In the present embodiment, the
車体部２の後方側には、左右一対のロアリンク１０とアッパリンク１１とからなる３点リンク機構が備えられ、その３点リンク機構に作業機５０が装着可能に構成されている。車体部２の後方側には、図示は省略するが、昇降シリンダ等の油圧装置を有する昇降装置が備えられ、この昇降装置が、３点リンク機構を昇降させることで、作業機５０を昇降させている。
A three-point link mechanism including a pair of left and right
作業機５０について、図１では、耕耘装置を装着した場合を例示しているが、耕耘装置に限らず、プラウ、施肥装置等、各種の作業機を適用することができる。
Regarding the working
トラクタ１には、図２に示すように、エンジン６の回転速度を調整可能なガバナ装置２１、エンジン６からの回転駆動力を変速して駆動輪に伝達する変速装置２２、ガバナ装置２１及び変速装置２２を制御可能な制御部２３等が備えられている。変速装置２２は、例えば、油圧式無段変速装置からなる主変速装置とギヤ式多段変速装置からなる副変速装置とを組み合わせて構成されている。
As shown in FIG. 2, the
このトラクタ１は、運転者がキャビン７内に搭乗して走行できるだけでなく、キャビン７内に運転者が搭乗しなくても、無線通信端末３０からの指示等に基づいて、制御部２３による制御によってトラクタ１を自律走行可能に構成している。
The
トラクタ１は、図２に示すように、操舵装置２４、測位用アンテナ２５、無線通信用アンテナ２６等を備えており、自己の現在位置情報（車体部２の位置情報）を取得しながら、自律走行可能に構成されている。
As shown in FIG. 2, the
操舵装置２４は、例えば、ステアリングハンドル８の回転軸の途中部に備えられ、ステアリングハンドル８の回転角度（操舵角）を調整可能に構成されている。制御部２３が操舵装置２４を制御することで、直進走行だけでなく、ステアリングハンドル８の回転角度を所望の回転角度に調整して、所望の旋回半径での旋回走行も行える。なお、操舵装置２４はステアリングハンドル８の回転角度を調整するものでなくトラクタ１の前輪３の操舵角を調整するものであってよく、この場合、旋回走行を行ったとしてもステアリングハンドル８は回転しない。
The
測位用アンテナ２５は、図１に示すように、例えば、衛星測位システム（ＧＮＳＳ）を構成する測位衛星６３からの信号を受信するように構成されている。測位用アンテナ２５は、キャビン７のルーフ１２の上面に配置されている。
As shown in FIG. 1, the
無線通信用アンテナ２６は、無線通信端末３０等との間で構築される無線通信ネットワークを介して各種の信号を送受信可能に構成されている。無線通信用アンテナ２６は、キャビン７のルーフ１２の上面に配置されている。無線通信用アンテナ２６にて受信した信号は、図２に示すように、制御部２３に入力可能であり、制御部２３からの信号は、無線通信用アンテナ２６にて無線通信端末３０の無線通信装置３１等に送信可能に構成されている。
The
ここで、衛星測位システムを用いた測位方法として、予め定められた基準点に設置された基準局６０を備え、その基準局６０からの補正情報によりトラクタ１（移動局）の衛星測位情報を補正して、トラクタ１の現在位置を求める測位方法を適用可能としている。例えば、ＤＧＰＳ（ディファレンシャルＧＰＳ測位）、ＲＴＫ測位（リアルタイムキネマティック測位）等の各種の測位方法を適用することができる。ちなみに、測位方法については、基準局６０を備えずに単独測位を用いることもできる。
Here, as a positioning method using a satellite positioning system, a
この実施形態では、例えば、ＲＴＫ測位を適用しており、図１及び図２に示すように、移動局側となるトラクタ１に測位用アンテナ２５を備えるのに加えて、基準局測位用アンテナ６２を備えた基準局６０が備えられている。基準局６０は、例えば、圃場の周囲等、トラクタ１の走行の邪魔にならない位置（基準点）に配置されている。基準局６０の設置位置となる基準点の位置情報は予め設定されている。基準局６０には、トラクタ１の無線通信用アンテナ２６や無線通信端末３０の無線通信装置３１等により構築される無線通信ネットワークを介して各種の信号を無線通信可能な基準局無線通信装置６１が備えられ、基準局６０とトラクタ１との間や基準局６０と無線通信端末３０との間で各種の情報が送受信可能に構成されている。
In this embodiment, for example, RTK positioning is applied, and as shown in FIGS. 1 and 2, in addition to providing the
ＲＴＫ測位では、基準点に設置された基準局６０と、位置情報を求める対象の移動局側となるトラクタ１の測位用アンテナ２５との両方で測位衛星６３からの搬送波位相（衛星測位情報）を測定している。基準局６０では、測位衛星６３から衛星測位情報を測定する毎に又は設定周期が経過する毎に、測定した衛星測位情報と基準点の位置情報等を含む補正情報を生成して、基準局無線通信装置６１からトラクタ１の無線通信用アンテナ２６に補正情報を送信している。トラクタ１の制御部２３は、測位用アンテナ２５にて測定した衛星測位情報を、基準局６０から送信される補正情報を用いて補正して、トラクタ１の現在位置情報を求めている。制御部２３は、トラクタ１の現在位置情報として、例えば、緯度情報・経度情報を求めている。
In RTK positioning, the carrier phase (satellite positioning information) from the
自律走行システムでは、トラクタ１及び基準局６０に加えて、トラクタ１の制御部２３にトラクタ１の自律走行を指示可能な無線通信端末３０が備えられている。無線通信端末３０は、例えば、タッチパネルを有するタブレット型のパーソナルコンピュータ等から構成され、各種情報をタッチパネルに表示可能であり、タッチパネルを操作することで、各種の情報も入力可能となっている。
In the autonomous traveling system, in addition to the
無線通信端末３０には、図２に示すように、トラクタ１の無線通信用アンテナ２６及び基準局６０の基準局無線通信装置６１との間で無線通信可能な無線通信装置３１と、トラクタ１が自律走行する走行経路Ｋ１（図３参照）を生成する経路生成部３２とが備えられている。
As shown in FIG. 2, the
ちなみに、図３では、１台のトラクタ１が単独で自律走行を行う単独作業の場合において、経路生成部３２にて生成する走行経路Ｋ１の一例を示している。図３は、あくまで一例であり、経路生成部３２が、走行経路としてどのような経路を生成するかは適宜変更が可能である。
Incidentally, FIG. 3 shows an example of a traveling path K1 generated by the
走行経路Ｋ１は、図３に示すように、トラクタ１を自律走行させながら耕耘等の作業を行う作業経路Ｋａと作業経路Ｋａから次の作業経路Ｋａにトラクタ１を旋回させる旋回経路Ｋｂとを含む経路として構成されている。作業経路Ｋａは、作業領域Ｒ１に対して生成され、旋回経路Ｋｂは、非作業領域Ｒ２（例えば枕地）に対して生成されている。作業経路Ｋａは、圃場Ｈ内の作業領域Ｒ１において一端側から他端側に向けて自律走行させる直線状の経路であり、この直線状の経路が作業領域Ｒ１の全体に亘って圃場Ｈの幅方向に隣接して複数並ぶように生成されている。旋回経路Ｋｂは、圃場Ｈの幅方向に並ぶ２つの作業経路Ｋａにおいてその端部同士を接続してトラクタ１を旋回させるための経路として生成されている。
As shown in FIG. 3, the traveling path K1 includes a work path Ka for performing work such as tilling while autonomously traveling the
そして、無線通信端末３０には、経路生成部３２にて走行経路Ｋ１を生成するために、トラクタ１により自律走行を行う際の作業態様を設定する作業態様設定部３３が備えられている。
The
作業態様設定部３３は、作業態様として、トラクタ情報（作業車両情報）と圃場情報と作業情報とを設定可能に構成されている。トラクタ情報は、例えば、トラクタ１の機種、トラクタ１の大きさ（全長及び横幅）、作業機５０の種類や大きさ（横幅）、自律走行させる際の目標車速や目標エンジン回転速度を示す情報等である。圃場情報は、例えば、圃場の形状、作業開始位置（図３においてＳ１にて示す位置）、作業終了位置（図３においてＧ１にて示す位置）、作業方向（図３において矢印にて示す方向）、障害物の有無や障害物の位置を示す情報等である。作業情報は、１台のトラクタ１にて作業を行う単独作業とするか、又は、複数台のトラクタ１にて作業を行う協調作業とするかを示す協調作業の有無、作業領域（図３においてＲ１にて示す領域）の周囲に設定する外周領域（例えば枕地等、図３においてＲ２にて示す領域）の幅を示す情報等である。
The work
トラクタ情報を設定する場合には、例えば、トラクタ１の機種や大きさ等、トラクタ情報として設定可能な項目が無線通信端末３０の表示部に表示させる。この項目の表示は、項目毎に１つずつ表示したり、複数の項目を同時に表示することが可能である。このように項目を表示することで、作業者等がタッチパネルを操作して、複数の項目の夫々について各種の情報を入力可能となっている。また、圃場情報及び作業情報を設定する場合も、同様に、設定可能な項目を無線通信端末３０の表示部に表示させ、作業者等がタッチパネルを操作することで、複数の項目の夫々について各種の情報を入力可能となっている。
When setting the tractor information, for example, items that can be set as the tractor information, such as the model and size of the
ここで、図２に示すように、無線通信端末３０には、各種の情報を記憶する記憶部３８が備えられており、この記憶部３８が、作業態様設定部３３にて設定されたトラクタ情報及び圃場情報を記憶している。記憶部３８は、例えば、トラクタ１とそのトラクタ１について設定されたトラクタ情報とを対応付けたトラクタ個別情報を記憶しており、圃場とその圃場について設定された圃場情報とを対応付けた圃場個別情報を記憶している。これにより、トラクタ情報や圃場情報を設定する際には、記憶部３８に記憶されているトラクタ個別情報や圃場個別情報を読み出して無線通信端末３０の表示部に表示させ、作業者等がトラクタ個別情報や圃場個別情報を選択可能となっている。
Here, as shown in FIG. 2, the
経路生成部３２は、図３に示すように、作業態様設定部３３により設定された作業態様に基づいて、トラクタ１が自律走行する走行経路Ｋ１を生成するように構成されている。
As shown in FIG. 3, the
無線通信端末３０は、経路生成部３２にて生成された走行経路Ｋ１や自律走行の開始指令等、トラクタ１を自律走行させるための各種の情報を、無線通信ネットワークを介してトラクタ１の制御部２３に送信可能に構成されている。トラクタ１の制御部２３は、無線通信端末３０から走行経路Ｋ１等の情報を取得した上で自律走行の開始指令を受けると、トラクタ１の自律走行を開始するように構成されている。そして、トラクタ１の制御部２３は、経路生成部３２にて生成された走行経路Ｋ１に沿ってトラクタ１が自律走行するように、測位用アンテナ２５の受信信号から取得するトラクタ１の現在位置情報に基づいてガバナ装置２１、変速装置２２及び操舵装置２４等を制御するように構成されている。
The
トラクタ１を自律走行させる場合には、無線通信端末３０からトラクタ１の制御部２３に送信されるトラクタ１を自律走行させるための各種の情報として、トラクタ情報が含まれており、そのトラクタ情報では、トラクタ１の目標車速を示す情報が含まれている。そこで、トラクタ１の制御部２３は、トラクタ１の車速が目標車速となるように、ガバナ装置２１及び変速装置２２等を制御する車速処理を実行している。ちなみに、トラクタ１の車速については、例えば、車体部２に備えられた車速センサにて検知することができる。この車速センサによる検知に代えて、車輪３、４の駆動速度からトラクタ１の車速を求めることができる。更に、衛星測位システムにおけるセンサ等からトラクタ１の車速を取得したり、衛星測位システムにて取得されるトラクタ１の現在位置の位置変位からトラクタ１の車速を求めることもできる。
When the
そして、目標車速として、作業経路Ｋａを走行するときの作業経路用の目標車速と、旋回経路Ｋｂを走行するときの旋回経路用の目標車速とが設定されている。これにより、トラクタ１が作業経路Ｋａを走行するときには、制御部２３が、トラクタ１の車速が作業経路用の目標車速となるように、ガバナ装置２１及び変速装置２２等を制御する車速処理を実行している。トラクタ１が旋回経路Ｋｂを走行するときには、制御部２３が、トラクタ１の車速が旋回経路用の目標車速となるように、ガバナ装置２１及び変速装置２２等を制御する車速処理を実行している。
Then, as the target vehicle speed, a target vehicle speed for the work route when traveling on the work route Ka and a target vehicle speed for the turning route when traveling on the turning route Kb are set. As a result, when the
このように、制御部２３は、トラクタ１の車速を目標車速としながら、走行経路Ｋ１に沿ってトラクタ１を自律走行させているが、制御部２３は、走行経路Ｋ１に対してトラクタ１の現在位置が逸脱している場合（走行経路Ｋ１における走行方向に対して直交する横方向でのトラクタ１の現在位置の偏差が自律走行停止用の閾値以上である場合）に、トラクタ１を停止制御することが可能となっている。
In this way, the
トラクタ１の自律走行中に、例えば、車輪３，４がスリップする等により、トラクタ１の実際の車速が目標車速から乖離してしまい、自律走行を適切に行えなくなる可能性がある。そこで、トラクタ１の実際の車速が目標車速から乖離した場合には、それに応じた適切な処理を行い、不都合の発生を抑制している。以下、この点について説明する。
During the autonomous traveling of the
トラクタ１の制御部２３には、図２に示すように、トラクタ１の位置情報を取得する位置情報取得部２３ａと、トラクタ１の走行精度の低下を特定する走行精度特定部２３ｂと、走行経路Ｋ１に対するトラクタ１の偏差を検知する偏差検知部２３ｃと、実行用の所定条件が満たされた場合に負担軽減処理を実行する負担軽減処理実行部２３ｄと、負担軽減処理の実行中において、停止用の所定条件が満たされた場合に負担軽減処理を停止する負担軽減処理停止部２３ｅとが備えられている。
As shown in FIG. 2, the
位置情報取得部２３ａは、上述の如く、測位用アンテナ２５にて測定した衛星測位情報を、基準局６０から送信される補正情報を用いて補正して、トラクタ１の現在位置情報を取得している。そして、位置情報取得部２３ａは、走行経路Ｋ１において、取得したトラクタ１の現在位置が作業経路Ｋａ上に位置するか、又は、取得したトラクタ１の現在位置が旋回経路Ｋｂ上に位置するかを特定している。
As described above, the position
走行精度特定部２３ｂは、トラクタ１の実際の車速を取得し、その実際の車速と目標車速とを比較して、実際の車速と目標車速との偏差が閾値を超えることで、トラクタ１の走行精度の低下を特定している。走行精度特定部２３ｂは、上述の如く、衛星測位システムにおけるセンサ等からトラクタ１の実際の車速を取得したり、位置情報取得部２３ａにて取得されるトラクタ１の現在位置の位置変位からトラクタ１の実際の車速を求めることができる。
The traveling
偏差検知部２３ｃは、トラクタ１の実際の走行方向と走行経路Ｋ１における走行方向とを比較して、走行経路Ｋ１における走行方向に対して実際の走行方向がどれだけずれているかを示す走行方向の偏差を検知している。また、偏差検知部２３ｃは、トラクタ１の現在位置と走行経路Ｋ１とを比較して、走行経路Ｋ１に対してトラクタ１の現在位置が走行経路Ｋ１における走行方向に直交する横方向でどれだけずれているかを示す横方向の偏差を検知している。偏差検知部２３ｃは、トラクタ１の実際の走行方向、及び、トラクタ１の現在位置について、衛星測位システムに備えられるセンサ等から取得したり、位置情報取得部２３ａにて取得されるトラクタ１の現在位置等を用いて取得している。
The
負担軽減処理実行部２３ｄは、実行用の所定条件が満たされると、目標車速を設定値だけ減速させた車速に変更する目標車速変更処理、及び、トラクタ１の車速が目標車速変更処理にて変更された目標車速になるようにガバナ装置２１及び変速装置２２等を制御する減速処理を行う負担軽減処理を行うように構成されている。
When the predetermined conditions for execution are satisfied, the load reduction
実行用の所定条件は、トラクタ１の現在位置が走行経路Ｋ１における作業経路Ｋａ上である場合と、トラクタ１の現在位置が走行経路Ｋ１における旋回経路Ｋｂ上である場合とで異なる条件が設定されている。
The predetermined conditions for execution are different depending on whether the current position of the
トラクタ１の現在位置が走行経路Ｋ１における作業経路Ｋａ上である場合には、実行用の所定条件が、走行精度特定部２３ｂにて走行精度の低下を特定することに加えて、偏差検知部２３ｃが検知する偏差が閾値を超えることを含む条件に設定されている。それに対して、トラクタ１の現在位置が走行経路Ｋ１における旋回経路Ｋｂ上である場合には、実行用の所定条件が、偏差検知部２３ｃが検知する偏差の如何を問わず、走行精度特定部２３ｂにて走行精度の低下を特定することを含む条件に設定されている。
When the current position of the
ここで、偏差検知部２３ｃが検知する偏差と比較する閾値については、上述の自律走行停止用の閾値よりも小さな値が設定されている。これにより、トラクタ１が作業経路Ｋａを走行するときに、走行精度特定部２３ｂにて走行精度の低下を特定し、偏差検知部２３ｃが検知する偏差が閾値を超えることで、負担軽減処理実行部２３ｄにより負担軽減処理が実行される。そして、負担軽減処理実行部２３ｄが負担軽減処理を実行した上で、偏差検知部２３ｃが検知する偏差が自律走行停止用の閾値を超えることで、トラクタ１の自律走行が停止させる。つまり、負担軽減処理実行部２３ｄは、トラクタ１の自律走行が停止される前に、負担軽減処理を実行可能に構成されている。
Here, the threshold value to be compared with the deviation detected by the
以下、図４のフローチャートに基づいて、負担軽減処理実行部２３ｄにて負担軽減処理を実行するときの動作について説明する。
Hereinafter, the operation when the load reduction process is executed by the load reduction
まず、走行精度特定部２３ｂは、トラクタ１の実際の車速を取得し（ステップ＃１）、その実際の車速と目標車速とを比較して、実際の車速と目標車速との偏差が閾値を超えるか否かにより、トラクタ１の走行精度が低下しているか否かを判定している（ステップ＃２）。ここで、目標車速として、作業経路用の目標車速と旋回経路用の目標車速とが設定されている。そこで、実際の車速と目標車速とを比較するに当たって、作業経路用の目標車速と旋回経路用の目標車速とが異なる場合には、トラクタ１の現在位置が作業経路Ｋａ上であれば、実際の車速と作業経路用の目標車速とを比較し、トラクタ１の現在位置が旋回経路Ｋｂ上であれば、実際の車速と旋回経路用の目標車速とを比較するようにしている。
First, the traveling
走行精度特定部２３ｂは、実際の車速と目標車速との偏差が閾値を超えることで、トラクタ１の走行精度の低下を特定すると（ステップ＃２のＹｅｓの場合）、位置情報取得部２３ａが、走行経路Ｋ１において、取得したトラクタ１の現在位置が作業経路Ｋａ上に位置するか、又は、取得したトラクタ１の現在位置が旋回経路Ｋｂ上に位置するかを判定している（ステップ＃３）。
When the travel
そして、トラクタ１の現在位置が作業経路Ｋａ上ではなく、旋回経路Ｋｂ上であれば（ステップ＃３のＮｏの場合）、負担軽減処理実行部２３ｄが、負担軽減処理として、目標車速変更処理及び減速処理を実行する（ステップ＃４、ステップ＃５）。このときの目標車速変更処理では、負担軽減処理実行部２３ｄが、旋回経路用の目標車速を設定値だけ減速させる値に変更させる。また、減速処理では、負担軽減処理実行部２３ｄが、車速処理と同様に、トラクタ１の車速が目標車速変更処理にて変更後の旋回経路用の目標車速となるように、ガバナ装置２１及び変速装置２２等を制御する。
Then, if the current position of the
また、トラクタ１の現在位置が作業経路Ｋａ上であれば（ステップ＃３のＹｅｓの場合）、負担軽減処理実行部２３ｄが、偏差検知部２３ｃにて検知する走行方向の偏差及び横方向の偏差が閾値を超えているか否かを判定している（ステップ＃６）。そして、負担軽減処理実行部２３ｄは、偏差検知部２３ｃにて検知する走行方向の偏差及び横方向の偏差が閾値を超えていると（ステップ＃６のＹｅｓの場合）、負担軽減処理として、目標車速変更処理及び減速処理を実行する（ステップ＃８、ステップ＃９）。このときの目標車速変更処理では、負担軽減処理実行部２３ｄが、作業経路用の目標車速を設定値だけ減速させる値に変更させる。また、減速処理では、負担軽減処理実行部２３ｄが、車速処理と同様に、トラクタ１の車速が目標車速変更処理にて変更後の作業経路用の目標車速となるように、ガバナ装置２１及び変速装置２２等を制御する。
If the current position of the
負担軽減処理実行部２３ｄは、偏差検知部２３ｃにて検知する走行方向の偏差及び横方向の偏差が閾値を超えていなくても（ステップ＃６のＮｏの場合）、トラクタ１の現在位置から旋回経路Ｋｂまでの距離が所定距離以下であれば、負担軽減処理として、目標車速変更処理及び減速処理を実行する（ステップ＃８、ステップ＃９）。
The load reduction
図４に示すフローチャートでは、負担軽減処理実行部２３ｄにて負担軽減処理（目標車速変更処理及び減速処理）を実行したときも、負担軽減処理を実行していないときも、リターンによりスタートに戻り、再度、上述の動作を繰り返し行う。これにより、例えば、負担軽減処理実行部２３ｄにて負担軽減処理（目標車速変更処理及び減速処理）を実行したときに、更に、走行精度特定部２３ｂにて走行精度の低下が特定される等により、負担軽減処理を実行するための実行用の所定条件が満たされると、再度、負担軽減処理実行部２３ｄにて負担軽減処理（目標車速変更処理及び減速処理）を実行されることになる。このとき、目標車速変更処理では、変更後の目標車速を更に設定値だけ減速させた値に変更することになる。よって、負担軽減処理を実行するための実行用の所定条件が継続して満たされていると、目標車速は段階的に減速側に変更されていくことになり、トラクタ１の実際の車速も段階的に減速されていくことになる。
In the flowchart shown in FIG. 4, the return returns to the start regardless of whether the load reduction process (target vehicle speed change process and deceleration process) is executed by the load reduction
負担軽減処理実行部２３ｄにて負担軽減処理を実行する場合、基本的には、図４に示す動作を行うが、例えば、負担軽減処理実行部２３ｄは、作業経路Ｋａにて負担軽減処理を実行したときに、その作業経路Ｋａの後に走行する旋回経路Ｋｂにおいて走行精度の低下が予測される場合に、旋回経路Ｋｂにおいても引き続き負担軽減処理を実行可能に構成されている。
When the load reduction
作業経路Ｋａにて負担軽減処理を実行したときに、例えば、トラクタ１の実際の車速が旋回経路Ｋｂにおける旋回経路用の目標車速よりも速い場合等には、その作業経路Ｋａの後に走行する旋回経路Ｋｂにおいて走行精度が低下する可能性が高いと予測することができる。そこで、負担軽減処理実行部２３ｄは、このような場合に、旋回経路Ｋｂにおいても引き続き負担軽減処理を実行するようにしている。
When the load reduction process is executed on the work path Ka, for example, when the actual vehicle speed of the
また、負担軽減処理実行部２３ｄにて負担軽減処理を実行したときに、適切なタイミングにて負担軽減処理の実行を停止するのが好ましい。そこで、図２に示すように、負担軽減処理の実行中に、停止用の所定条件が満たされると、負担軽減処理実行部２３ｄによる負担軽減処理の実行を停止する負担軽減処理停止部２３ｅが備えられている。
Further, when the load reduction
負担軽減処理停止部２３ｅは、停止用の所定条件が満たされると、負担軽減処理における目標車速変更処理にて変更されている目標車速を元の目標車速（トラクタ情報における目標速度）に復帰させる目標車速復帰処理、及び、トラクタ１の車速が目標車速復帰処理にて復帰された目標車速になるようにガバナ装置２１及び変速装置２２等を制御する車速処理を行うように構成されている。
When the predetermined condition for stopping is satisfied, the load reduction
停止用の所定条件は、例えば、負担軽減処理実行部２３ｄにて負担軽減処理を実行している場合に、走行精度特定部２３ｂにて走行精度の低下を特定していない状態が継続されていることを含む条件に設定されている。つまり、負担軽減処理実行部２３ｄにて負担軽減処理の実行した場合に、複数の作業経路Ｋａに亘って（例えば、３つの作業経路Ｋａに亘って）トラクタ１が自律走行している間、実際の車速と目標車速との偏差が閾値以下である状態が継続していると、停止用の所定条件が満たされることになる。
As for the predetermined condition for stopping, for example, when the load reduction
〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、負担軽減処理実行部２３ｄが、負担軽減処理として、目標車速を減速側に変更させる目標車速変更処理、及び、トラクタ１の車速が目標車速変更処理にて変更された目標車速になるようにガバナ装置２１及び変速装置２２等を制御する減速処理を行うようにしているが、負担軽減処理としては、走行精度の低下を抑制するための処理であればよく、各種の処理を適用することができる。
[Another Embodiment]
(1) In the above embodiment, the load reduction
例えば、トラクタ１が作業経路Ｋａを走行しているときには、負担軽減処理として、作業機５０の高さを所定高さだけ上昇させるように昇降装置を制御する処理を行うこともできる。この場合には、トラクタ１が作業経路Ｋａを走行しているときには、負担軽減処理として、作業機５０の高さを所定高さだけ上昇させるように昇降装置を制御する処理を行い、トラクタ１が旋回経路Ｋｂを走行しているときには、負担軽減処理として、上記実施形態と同様に、目標車速変更処理及び減速処理を行うことができる。
For example, when the
（２）上記実施形態では、走行精度特定部２３ｂが、実際の車速と目標車速との偏差が閾値を超えていることで、走行精度の低下を特定しているが、例えば、実際の車速と目標車速との偏差に加えて、偏差検知部２３ｃが検知する走行方向の偏差及び横方向の偏差が閾値を越えていることで、走行精度特定部２３ｂが走行精度の低下を特定することもできる。
(2) In the above embodiment, the traveling
つまり、実際の車速と目標車速との偏差、偏差検知部２３ｃが検知する走行方向の偏差、及び、偏差検知部２３ｃが検知する横方向の偏差の内、どの偏差を考慮するかは適宜変更が可能であり、走行精度特定部２３ｂが各種の偏差を考慮して走行精度の低下を特定することができる。
That is, the deviation between the actual vehicle speed and the target vehicle speed, the deviation in the traveling direction detected by the
（３）上記実施形態では、トラクタ１が作業経路Ｋａを走行しているときに、走行精度特定部２３ｂにて走行精度の低下を特定していることに加えて、偏差検知部２３ｃにて検知する走行方向の偏差及び横方向の偏差が閾値を越えていることで、負担軽減処理実行部２３ｄが負担軽減処理を実行しているが、これに代えて、走行精度特定部２３ｂにて走行精度の低下を特定しているだけで、負担軽減処理実行部２３ｄが負担軽減処理を実行することもできる。
(3) In the above embodiment, when the
（４）上記実施形態において、例えば、負担軽減処理実行部２３ｄが負担軽減処理を実行するときに、トラクタ１の制御部２３が、負担軽減処理を実行することを示す情報を、無線通信ネットワークを介して無線通信端末３０に送信することで、無線通信端末３０が、負担軽減処理を実行することを示唆する表示や報知を行うことができる。
(4) In the above embodiment, for example, when the load reduction
また、負担軽減処理実行部２３ｄにて負担軽減処理を実行しているときに、更に走行精度特定部２３ｂにて走行精度の低下を特定すると、トラクタ１の制御部２３が、更に走行精度特定部２３ｂにて走行精度の低下していることを示す情報を、無線通信ネットワークを介して無線通信端末３０に送信することで、無線通信端末３０が、更に走行精度特定部２３ｂにて走行精度の低下していることを示唆する表示や報知を行うことができる。
Further, when the load reduction
このように、負担軽減処理を実行するときや、その負担軽減処理を実行しても、更に走行精度が低下しているとき等には、無線通信端末３０にて、その旨を示唆する表示や報知を行うことで、作業者等がどのような状況であるかを容易に把握することができる。
In this way, when the burden reduction process is executed, or when the running accuracy is further lowered even after the load reduction process is executed, a display suggesting that fact is displayed on the
１ トラクタ（作業車両）
２３ａ 位置情報取得部
２３ｂ 走行精度特定部
２３ｄ 負担軽減処理実行部
Ｋ１ 走行経路
Ｋａ 作業経路
Ｋｂ 旋回経路
1 Tractor (working vehicle)
23a Position
Claims (3)
前記作業車両の位置情報を取得する位置情報取得部と、
前記作業車両の走行精度の低下を特定する走行精度特定部と、
前記走行精度特定部により前記作業車両の走行精度の低下が検知された場合に前記作業車両の負担軽減処理を実行する負担軽減処理実行部と、を備え、
前記負担軽減処理実行部は、前記作業車両が前記作業経路上にある場合には、第１負担軽減処理を実行し、前記作業車両が前記旋回経路上にある場合には、前記第１負担軽減処理とは異なる第２負担軽減処理を実行することを特徴とする自律走行システム。 It is an autonomous traveling system that autonomously travels the work vehicle along a traveling route including a plurality of work routes in which work is performed by the work vehicle and a turning route that connects each work route and turns the work vehicle. ,
A position information acquisition unit that acquires the position information of the work vehicle, and
A running accuracy specifying unit that identifies a decrease in running accuracy of the work vehicle,
A load reduction process execution unit that executes a load reduction process of the work vehicle when a decrease in the travel accuracy of the work vehicle is detected by the travel accuracy specifying unit is provided.
When the work vehicle is on the work path, the load reduction process execution unit executes the first load reduction process, and when the work vehicle is on the turning path, the first load reduction process is performed. An autonomous driving system characterized by executing a second burden reduction process different from the process.
前記第１負担軽減処理は、前記作業機を所定高さまで上昇させることであることを特徴とする請求項１に記載の自律走行システム。 The work vehicle is equipped with a work machine
The autonomous traveling system according to claim 1, wherein the first burden reducing process is to raise the working machine to a predetermined height.
The autonomous traveling system according to claim 1 or 2, wherein the second burden reducing process is to change the target vehicle speed of the work vehicle and reduce the vehicle speed of the work vehicle.
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