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JP6978388B2 - Automatic steering system for field work vehicles - Google Patents
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JP6978388B2 - Automatic steering system for field work vehicles - Google Patents

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Description

本発明は、自動走行によって進入元走行経路から旋回走行を介して進入先走行経路に進入する圃場作業車のための自動操舵システムに関する。 The present invention relates to an automatic steering system for a field work vehicle that enters an approach destination travel path from an approach source travel path via a turning travel by automatic travel.

自動走行作業車は、作業地を網羅する線状の走行経路に沿うように自動操舵される。進入元走行経路から旋回走行を介して進入先走行経路に進入することが順次繰り返される。進入元走行経路の方向と進入先走行経路の方向とが違うために必要となる機体の方向転換が、旋回走行によって行われる。 The self-driving work vehicle is automatically steered along a linear traveling path covering the work area. The approach from the approach source travel path to the approach destination travel route via turning travel is repeated in sequence. The turn of the aircraft, which is necessary because the direction of the approach source travel path and the direction of the approach destination travel route are different, is performed by turning.

特許文献1によるコンバインは、複数の平行線として設定された走行経路を、方向転換走行(Uターン走行)で順次つなぐように走行することで、未作業領域の作業が行われる。方向転換走行のための経路は、隣接する走行経路の間隔を直径とする円弧となっている(特許文献1の図1を参照)。さらに、一本の走行経路を間に挟んで進入元走行経路から旋回走行を介して進入先走行経路に進入する場合では(特許文献1の図8を参照)、経路間隔より大きな直径を有する円弧が旋回走行の経路として用いられている。いずれも、機体の方向転換のための旋回走行には、1つの円弧で示される経路が用いられている。 In the combine according to Patent Document 1, work in an unworked area is performed by traveling so as to sequentially connect traveling routes set as a plurality of parallel lines in a direction-changing traveling (U-turn traveling). The route for turning directions is an arc whose diameter is the distance between adjacent traveling paths (see FIG. 1 of Patent Document 1). Further, in the case of entering the approach destination travel path from the approach source travel path via the turning travel with one travel path in between (see FIG. 8 of Patent Document 1), an arc having a diameter larger than the path interval. Is used as a turning route. In each case, a route indicated by one arc is used for turning to change the direction of the aircraft.

特許文献2によるコンバインでは、機体の方向転換のための旋回走行のための経路として、同じ半径を有する2つの円弧とこの円弧を結ぶ直線からなる経路が用いられている(特許文献2の図9、図12、図15を参照)。 In the combine according to Patent Document 2, a route consisting of two arcs having the same radius and a straight line connecting the arcs is used as a path for turning to change the direction of the airframe (FIG. 9 of Patent Document 2). , FIG. 12, FIG. 15).

特開2017−055673号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-055673 特開2018−068284号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-066284

コンバインのような圃場作業車では、最小旋回半径と走行作業幅との関係から、隣接する平行な2つの走行経路をつなぐような旋回走行を1つ円弧経路で行うのは、困難であることから、進入元走行経路と進入先走行経路との間に1本以上の走行経路を挟むような旋回走行が行われる。そのような旋回走行では、特許文献2で示すような、2つの円弧とこの円弧を結ぶ直線からなる旋回経路が用いられる。しかしながら、2つの円弧を用いた旋回走行において、進入元走行経路と進入先走行経路との間の距離を小さくするためには、小さい半径の円弧を用いた旋回経路を採用する必要があるが、そのような旋回経路に沿った旋回走行は、地面を荒らしてしまう問題が生じる。このことから、2つの円弧を用いた旋回走行を、できるだけコンパクトに、かつ地面を荒らさないように行うための適切な自動操舵手法が要望されている。 In a field work vehicle such as a combine harvester, it is difficult to perform a turning run that connects two adjacent parallel running paths with one arc path due to the relationship between the minimum turning radius and the running work width. , The turning traveling is performed so as to sandwich one or more traveling routes between the approaching source traveling route and the approaching destination traveling route. In such a turning run, a turning path consisting of two arcs and a straight line connecting the two arcs as shown in Patent Document 2 is used. However, in a turning path using two arcs, in order to reduce the distance between the approaching source traveling path and the approaching destination traveling path, it is necessary to adopt a turning path using an arc with a small radius. Turning along such a turning path causes a problem of roughening the ground. For this reason, there is a demand for an appropriate automatic steering method for performing turning running using two arcs as compactly as possible without damaging the ground.

本発明は、自動走行で、進入元走行経路から旋回走行を介して進入先走行経路に進入する圃場作業車のための自動操舵システムであり、このシステムは、前記進入元走行経路に沿った走行に続く初期旋回走行のための初期旋回経路を算出する初期旋回経路算出部と、前記初期旋回経路に沿った走行に続く後期旋回走行のための後期旋回経路を算出する後期旋回経路算出部と、前記後期旋回経路と前記進入先走行経路とをつなぐ進入経路を算出する進入経路算出部とを備え、前記初期旋回経路の旋回半径は、前記後期旋回経路の旋回半径より大きく設定されている。 The present invention is an automatic steering system for a field work vehicle that enters an approach destination travel path from an approach source travel path via a turning travel in automatic travel, and this system travels along the approach source travel route. An initial turn path calculation unit that calculates an initial turn path for an initial turn run following the initial turn path, and a late turn path calculation unit that calculates a late turn path for a late turn run following the run along the initial turn path. It is provided with an approach route calculation unit that calculates an approach route connecting the late turning path and the approach destination traveling path, and the turning radius of the initial turning path is set to be larger than the turning radius of the late turning path.

圃場作業車は、機体の方向転換のための旋回走行時に、圃場を少なからず荒らしてしまう。特に、直進走行から旋回走行に移行する際に圃場が荒らされる傾向がある。本発明の構成では、一方では、直進走行から旋回走行に移行する際に用いられる初期旋回経路の旋回半径を大きくすることで、直進走行から旋回走行に移行する際の圃場の荒れを抑制することを意図している。具体的には、初期旋回経路の旋回半径は進入先走行経路に進入する際に用いられる後期旋回経路の旋回半径より大きく設定されている。他方では、後期旋回経路の旋回半径を小さくすることで、進入元走行経路と進入先走行経路との間隔が小さいコンパクトな旋回走行が可能となることを意図している。具体的には、後期旋回経路の旋回半径は、初期旋回経路の旋回半径より大きく設定されている。 The field work vehicle will not a little damage the field when turning to change the direction of the aircraft. In particular, the field tends to be damaged when shifting from straight running to turning running. In the configuration of the present invention, on the other hand, by increasing the turning radius of the initial turning path used when shifting from straight running to turning running, it is possible to suppress the roughness of the field when shifting from straight running to turning running. Is intended. Specifically, the turning radius of the initial turning path is set to be larger than the turning radius of the late turning path used when entering the approach destination traveling path. On the other hand, by reducing the turning radius of the late turning path, it is intended that a compact turning running in which the distance between the approaching source traveling path and the approaching traveling path is small becomes possible. Specifically, the turning radius of the late turning path is set to be larger than the turning radius of the initial turning path.

進入元走行経路と初期旋回経路を直接接続すると、初期旋回経路の沿った初期旋回走行時に、車輪またはクローラで構成される走行装置が、進入先走行経路に沿った走行で作業される予定の農作物を踏み付けてしまう可能性がある。これを避けるためには、走行装置が進入元走行経路を完全に抜け切るまで進入元走行経路の延長上を走行する必要がある。このことから、本発明の好適な実施形態の1つでは、前記初期旋回経路の始端側には、旋回時に前記圃場作業車が農作物を踏み付けることを回避するための前記進入元走行経路の延び方向に沿って延びる予備経路が算出される。 When the approach source travel path and the initial turn path are directly connected, the traveling device composed of wheels or crawlers will be operated along the approach destination travel route during the initial turn along the initial turn path. There is a possibility of trampling. In order to avoid this, it is necessary to travel on the extension of the approach source travel path until the traveling device completely exits the approach source travel route. From this, in one of the preferred embodiments of the present invention, the entry source traveling path is extended to the starting end side of the initial turning path in order to prevent the field work vehicle from trampling the crop during turning. A preliminary route extending along the direction is calculated.

本発明の好適な実施形態の1つでは、前記後期旋回経路が円弧であり、前記初期旋回経路算出部は、前記進入元走行経路の延長線と前記後期旋回経路の接線とに接する円の円弧として、前記初期旋回経路を算出する。この構成では、旋回経路を円弧で表現することで旋回経路を算出する際の演算が容易となるだけでなく、進入元走行経路から初期旋回経路への移行経路及び初期旋回経路から後期旋回経路への移行経路が、自動操舵に適した滑らかで連続的な線となる利点がある。その際、後期旋回経路の接線が進入先走行経路に直交する接線であれば、初期旋回経路及び後期旋回経路が90度円弧となるので、好都合である。なお、後期旋回経路と初期旋回経路とが直接接するような形態であってもよい。 In one of the preferred embodiments of the present invention, the late turning path is an arc, and the initial turning path calculation unit is a circular arc in contact with an extension line of the approaching source traveling path and a tangent line of the late turning path. , The initial turning path is calculated. In this configuration, not only the calculation when calculating the turning path is facilitated by expressing the turning path with an arc, but also the transition path from the approach source traveling path to the initial turning path and the initial turning path to the late turning path. There is an advantage that the transition path of is a smooth and continuous line suitable for automatic steering. At that time, if the tangent line of the late turning path is a tangent line orthogonal to the approach destination traveling path, the initial turning path and the late turning path are 90-degree arcs, which is convenient. It should be noted that the late turning path and the early turning path may be in direct contact with each other.

さらに別な、本発明の好適な実施形態の1つでは、前記後期旋回経路が円弧であり、前記初期旋回経路の後端側には、前記後期旋回経路につながる直線状の中間経路が算出されており、前記初期旋回経路算出部は、前記進入元走行経路の延長線と前記中間経路とに接する円の円弧として、前記初期旋回経路を算出する。この構成においても、旋回経路は円弧で表現され、進入元走行経路から初期旋回経路への移行、初期旋回経路から中間経路への移行、及び中間経路から後期旋回経路への移行が、円弧に対する接線の形態で行われるので、スムーズとなる利点が得られる。操舵目標となる初期旋回経路及び後期旋回経路が円弧で形成されているので、実際の圃場作業車の旋回半径と、実質的に意図している旋回半径とが一致するような操舵制御が実現される。 Yet another, in one of the preferred embodiments of the present invention, the late turning path is an arc, and a linear intermediate path leading to the late turning path is calculated on the rear end side of the initial turning path. The initial turning path calculation unit calculates the initial turning path as an arc of a circle tangent to the extension line of the approaching source traveling path and the intermediate path. Also in this configuration, the turning path is represented by an arc, and the transition from the entry source travel path to the initial turning path, the transition from the initial turning path to the intermediate path, and the transition from the intermediate path to the late turning path are tangents to the arc. Since it is performed in the form of, the advantage of smoothness can be obtained. Since the initial turning path and the late turning path, which are the steering targets, are formed by arcs, steering control is realized so that the turning radius of the actual field work vehicle and the turning radius that is substantially intended match. The radius.

圃場作業車の一例としての普通型のコンバインの側面図である。It is a side view of the ordinary type combine as an example of a field work vehicle. コンバインの周囲刈り走行を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the peripheral mowing running of a combine. Uターンでつながれた往復走行を繰り返す走行パターンを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the running pattern which repeats the reciprocating running connected by a U-turn. Uターン旋回経路と直進走行経路とからなる走行経路の算出の基本原理を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the basic principle of calculation of the traveling path which consists of a U-turn turning path and a straight traveling path. アルファターンを用いた渦巻き走行パターンを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the swirl running pattern using an alpha turn. 手動走行と自動走行とを用いて行われるコンバインによる収穫作業の流れを説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the flow of the harvesting work by a combine performed by using manual running and automatic running. 進入元走行経路、初期旋回経路、後期旋回経路、進入経路、進入先走行経路のそれぞれの関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship of each of the approach source travel path, the initial turn path, the late turn path, the approach route, and the approach destination travel path. 進入元走行経路、初期旋回経路、中間経路、後期旋回経路、進入経路、進入先走行経路のそれぞれの関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship of each of the approach source travel path, the initial turn path, the intermediate path, the late turn path, the approach route, and the approach destination travel path. 進入元走行経路、予備経路、初期旋回経路、後期旋回経路、進入経路、進入先走行経路のそれぞれの関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship of each of the approach source travel path, the preliminary route, the initial turn path, the late turn path, the approach route, and the approach destination travel route. 進入元走行経路、予備経路、初期旋回経路、中間経路、後期旋回経路、進入経路、進入先走行経路のそれぞれの関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship of each of the approach source travel path, the preliminary route, the initial turn path, the intermediate path, the late turn path, the approach route, and the approach destination travel path. コンバインの制御系の構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structure of the control system of a combine.

次に、本発明による自動操舵システムを採用した自動走行可能な圃場作業車の一例として、普通型のコンバインが取り上げられ、説明される。なお、本明細書では、特に断りがない限り、「前」(図1に示す矢印Fの方向)は機体前後方向(走行方向)に関して前方を意味し、「後」(図1に示す矢印Bの方向)は機体前後方向(走行方向)に関して後方を意味する。また、左右方向または横方向は、機体前後方向に直交する機体横断方向(機体幅方向)を意味する。「上」(図1に示す矢印Uの方向)及び「下」(図1に示す矢印Dの方向)は、機体10の鉛直方向(垂直方向)での位置関係であり、地上高さにおける関係を示す。 Next, as an example of a field work vehicle capable of automatically traveling using the automatic steering system according to the present invention, a conventional combine harvester will be taken up and described. In the present specification, unless otherwise specified, "front" (direction of arrow F shown in FIG. 1) means forward in the front-rear direction (traveling direction) of the aircraft, and "rear" (arrow B shown in FIG. 1). Direction) means the rear in the front-rear direction (traveling direction) of the aircraft. Further, the left-right direction or the lateral direction means the aircraft crossing direction (airframe width direction) orthogonal to the aircraft front-rear direction. "Up" (direction of arrow U shown in FIG. 1) and "down" (direction of arrow D shown in FIG. 1) are positional relationships of the aircraft 10 in the vertical direction (vertical direction) and are related to the height above the ground. Is shown.

図1に示すように、このコンバインは、機体10、クローラ式の走行装置11、運転部12、脱穀装置13、穀粒タンク14、収穫部15、搬送装置16、穀粒排出装置18、自車位置検出モジュール80を備えている。 As shown in FIG. 1, this combine includes an airframe 10, a crawler-type traveling device 11, a driving unit 12, a threshing device 13, a grain tank 14, a harvesting section 15, a transport device 16, a grain discharging device 18, and a vehicle. The position detection module 80 is provided.

走行装置11は、機体10の下部に備えられている。コンバインは、走行装置11によって自走可能に構成されている。運転部12、脱穀装置13、穀粒タンク14は、走行装置11の上側に備えられ、機体10の上部を構成している。運転部12には、コンバインを運転する運転者及びコンバインの作業を監視する監視者が搭乗可能である。なお、監視者は、コンバインの機外からコンバインの作業を監視してもよい。 The traveling device 11 is provided in the lower part of the machine body 10. The combine is configured to be self-propelled by the traveling device 11. The driving unit 12, the threshing device 13, and the grain tank 14 are provided on the upper side of the traveling device 11 and form the upper part of the machine body 10. The driver who drives the combine harvester and the observer who monitors the work of the combine harvester can be boarded in the driver unit 12. The observer may monitor the work of the combine from outside the combine.

穀粒排出装置18は、穀粒タンク14の後下部に連結されている。また、自車位置検出モジュール80は、運転部12の上方面に取り付けられている。 The grain discharge device 18 is connected to the rear lower portion of the grain tank 14. Further, the own vehicle position detection module 80 is attached to the upper surface of the driving unit 12.

収穫部15は、コンバインにおける前部に備えられている。そして、搬送装置16は、収穫部15の後方に設けられている。また、収穫部15は、切断機構15a及びリール15bを有している。切断機構15aは、圃場の植立穀稈を刈り取る。また、リール15bは、回転駆動しながら収穫対象の植立穀稈を掻き込む。この構成により、収穫部15は、圃場の穀物(農作物の一種)を収穫する。そして、コンバインは、収穫部15によって圃場の穀物を収穫しながら走行装置11によって走行する作業走行が可能である。 The harvesting section 15 is provided at the front portion of the combine. The transport device 16 is provided behind the harvesting section 15. Further, the harvesting unit 15 has a cutting mechanism 15a and a reel 15b. The cutting mechanism 15a cuts the planted culm in the field. Further, the reel 15b is driven to rotate and scrapes the planted grain culm to be harvested. With this configuration, the harvesting unit 15 harvests grains (a type of agricultural product) in the field. Then, the combine can be run by the traveling device 11 while harvesting the grains in the field by the harvesting unit 15.

切断機構15aによって刈り取られた刈取穀稈は、搬送装置16によって脱穀装置13へ搬送される。脱穀装置13において、刈取穀稈は脱穀処理される。脱穀処理により得られた穀粒は、穀粒タンク14に貯留される。穀粒タンク14に貯留された穀粒は、必要に応じて、穀粒排出装置18によって機外に排出される。 The cut grain culm cut by the cutting mechanism 15a is conveyed to the threshing device 13 by the conveying device 16. In the threshing device 13, the harvested grain culm is threshed. The grains obtained by the threshing treatment are stored in the grain tank 14. The grains stored in the grain tank 14 are discharged to the outside of the machine by the grain discharging device 18 as needed.

また、運転部12には、汎用端末4が配置されている。本実施形態において、汎用端末4は、運転部12に固定されている。しかしながら、本発明はこれに限定されず、汎用端末4は、運転部12に対して着脱可能に構成されていても良いし、汎用端末4は、コンバインの機外に持ち出し可能であってもよい。 Further, a general-purpose terminal 4 is arranged in the driving unit 12. In the present embodiment, the general-purpose terminal 4 is fixed to the driving unit 12. However, the present invention is not limited to this, and the general-purpose terminal 4 may be configured to be detachable from the driving unit 12, and the general-purpose terminal 4 may be taken out of the combine machine. ..

図2に示すように、このコンバインは、圃場において設定された走行経路に沿って自動走行する。これには、自車位置の情報が必要である。自車位置検出モジュール80には、衛星測位ユニット81と慣性航法ユニット82とが含まれている。衛星測位ユニット81は、人工衛星GSから送信される位置情報であるGNSS(global navigation satellite system)信号(GPS信号を含む)を受信して、自車位置を算出するための測位データを出力する。慣性航法ユニット82は、ジャイロ加速度センサ及び磁気方位センサを組み込んでおり、瞬時の走行方向を示す信号を出力する。慣性航法ユニット82は、衛星測位ユニット81による自車位置算出を補完するために用いられる。慣性航法ユニット82は、衛星測位ユニット81とは別の場所に配置されてもよい。 As shown in FIG. 2, this combine automatically travels along a travel route set in the field. This requires information on the position of the vehicle. The own vehicle position detection module 80 includes a satellite positioning unit 81 and an inertial navigation unit 82. The satellite positioning unit 81 receives a GNSS (global navigation satellite system) signal (including a GPS signal) which is position information transmitted from the artificial satellite GS, and outputs positioning data for calculating the position of the own vehicle. The inertial navigation unit 82 incorporates a gyro acceleration sensor and a magnetic orientation sensor, and outputs a signal indicating an instantaneous traveling direction. The inertial navigation unit 82 is used to complement the vehicle position calculation by the satellite positioning unit 81. The inertial navigation unit 82 may be arranged at a place different from the satellite positioning unit 81.

このコンバインによって圃場での収穫作業を行う場合の手順は、以下に説明する通りである。 The procedure for harvesting in the field with this combine is as described below.

まず、運転者兼監視者は、コンバインを手動で操作し、図2に示すように、圃場内の外周部分において、圃場の境界線に沿って周囲刈り走行しながら収穫を行う。周囲刈り走行により既刈領域となった領域は、外周領域(既作業領域)SAとして設定される。そして、外周領域SAの内側に未刈地(未作業地)のまま残された内部領域は未作業領域CAであり、今後の作業対象領域として設定される。この実施形態では、未作業領域CAが四角形となるように、周囲刈り走行が行われる。もちろん、三角形や五角形の未作業領域CAが採用されてもよい。 First, the driver / observer manually operates the combine harvester, and as shown in FIG. 2, harvests while cutting the surrounding area along the boundary line of the field in the outer peripheral portion of the field. The area that has become the mowed area due to the surrounding mowing run is set as the outer peripheral area (already working area) SA. The internal area left as uncut land (unworked land) inside the outer peripheral area SA is an unworked area CA, and is set as a future work target area. In this embodiment, the peripheral cutting run is performed so that the unworked area CA becomes a quadrangle. Of course, a triangular or pentagonal unworked area CA may be adopted.

また、このとき、外周領域SAの幅をある程度広く確保するために、運転者は、コンバインを2〜3周走行させる。この走行においては、コンバインが1周する毎に、コンバインの作業幅分だけ外周領域SAの幅が拡大する。この2〜3周の走行が終わると、外周領域SAの幅は、コンバインの作業幅の2〜3倍程度の幅となる。 Further, at this time, in order to secure a certain width of the outer peripheral region SA, the driver causes the combine to travel two or three laps. In this traveling, the width of the outer peripheral region SA is expanded by the working width of the combine every time the combine makes one round. After the running of 2 to 3 laps, the width of the outer peripheral region SA becomes about 2 to 3 times the working width of the combine.

外周領域SAは、作業対象領域である未作業領域CAにおいて収穫走行を行うときに、コンバインが方向転換するためのスペースとして利用される。また、外周領域SAは、収穫走行を一旦終えて、穀粒の排出場所へ移動する際や、燃料の補給場所へ移動する際等の移動用のスペースとしても利用される。 The outer peripheral region SA is used as a space for the combine to change direction when harvesting is performed in the unworked region CA, which is the work target region. Further, the outer peripheral region SA is also used as a space for movement such as when moving to a grain discharge place or when moving to a refueling place after the harvesting run is finished.

なお、図2に示す運搬車CVは、コンバインが穀粒排出装置18から排出した穀粒を収集し、運搬することができる。穀粒排出の際、コンバインは運搬車CVの近傍へ移動した後、穀粒排出装置18によって穀粒を運搬車CVへ排出する。 The transport vehicle CV shown in FIG. 2 can collect and transport the grains discharged from the grain discharge device 18 by the combine harvester. At the time of grain discharge, the combine moves to the vicinity of the carrier CV and then discharges the grains to the carrier CV by the grain discharge device 18.

未作業領域CAの形状を示す内側マップデータが作成されると、この内側マップデータに基づいて算出される線状(直線又は曲線)の走行経路に沿う自動走行と、1つの走行経路(旋回元走行経路)から次の走行経路(旋回先走行経路)に移行するための旋回走行とによって未作業領域CAの植付穀稈が刈り取られる。未作業領域CAを作業走行(収穫走行)する際に用いられる走行パターンとして、図3に示す往復走行パターンが示されている。この往復走行パターンでは、コンバインは、未作業領域CAの一辺に平行な2つの走行経路を旋回走行経路の1つであるUターン走行経路によってつなぐように、走行する。 When the inner map data showing the shape of the unworked area CA is created, the automatic running along the linear (straight or curved) running path calculated based on the inner map data and one running path (turning source). The planted grain culm of the unworked area CA is cut by the turning run for shifting from the running path) to the next running path (turning destination running path). The reciprocating running pattern shown in FIG. 3 is shown as a running pattern used when working running (harvesting running) in the unworked area CA. In this reciprocating travel pattern, the combine travels so as to connect two traveling paths parallel to one side of the unworked area CA by a U-turn traveling path which is one of the turning traveling paths.

往復走行パターンを用いて未作業領域CAを自動走行するために用いられる走行経路(Uターン旋回経路と直進走行経路とからなる)は、内側マップデータに基づいて以下のように算出される。図4に示すように、内側マップデータから、第1辺S1、第2辺S2、第3辺S3、第4辺S4からなる四角形の未作業領域CAが規定される。この未作業領域CAの長辺である第1辺S1が基準辺S1として選択される。この基準辺S1に平行で、作業幅(刈取り幅)の半分だけ基準辺S1から内側を通る線が初期基準線L1として算出される。この初期基準線L1が最初に走行する走行経路に対応する。なお、最初に、未作業領域CAを中割するような収穫走行が採用される場合、初期基準線L1として、基準辺S1に平行で、基準辺S1からさらに離れた距離(作業幅の半分+作業幅の整数倍)を通る線が初期基準線L1として算出される。 The travel path (consisting of a U-turn turn path and a straight travel path) used for automatically traveling in the unworked area CA using the reciprocating travel pattern is calculated as follows based on the inner map data. As shown in FIG. 4, from the inner map data, a quadrangular unworked area CA including the first side S1, the second side S2, the third side S3, and the fourth side S4 is defined. The first side S1 which is the long side of the unworked area CA is selected as the reference side S1. A line parallel to the reference side S1 and passing from the reference side S1 to the inside by half of the working width (cutting width) is calculated as the initial reference line L1. This initial reference line L1 corresponds to the first travel path. First, when a harvesting run that divides the unworked area CA in the middle is adopted, the initial reference line L1 is parallel to the reference side S1 and further away from the reference side S1 (half the working width +). A line passing through (an integral multiple of the working width) is calculated as the initial reference line L1.

コンバインが、進入元走行経路から進入先走行経路へ180度の旋回走行するために必要なスペースを確保するため、初期基準線L1から旋回走行を介してつながる次の基準線L2は、初期基準線L1に平行で作業幅の複数倍(図4では3倍)の間隔で算出される。同様な方法で、次の基準線L3も算出される。このように、旋回走行で必要なスペースを考慮して、順次基準線が算出される。これらの基準線L1、L2、L3・・・が直進走行用の走行経路(進入元走行経路及び進入先走行経路)に対応する。図4では、未作業領域CAの形状は四角形であったが、これが三角形や五角形などの他の多角形であっても基準辺S1を選択すれば、同様な方法で順次走行経路を算出することができる。 In order to secure the space required for the combine to make a 180-degree turn from the approach source travel path to the approach destination travel route, the next reference line L2 connected from the initial reference line L1 via the turn travel is the initial reference line. It is calculated at intervals parallel to L1 and at intervals of multiple times the working width (three times in FIG. 4). The next reference line L3 is also calculated in the same manner. In this way, the reference line is sequentially calculated in consideration of the space required for turning. These reference lines L1, L2, L3 ... Correspond to the traveling route for straight traveling (the approaching source traveling route and the approaching destination traveling route). In FIG. 4, the shape of the unworked area CA was a quadrangle, but even if it is another polygon such as a triangle or a pentagon, if the reference side S1 is selected, the traveling route can be sequentially calculated by the same method. Can be done.

なお、走行パターンとして、その他に渦巻き走行パターンがある。渦巻き走行パターンでは、図5に示されているように、コンバインは、未作業領域CAの外形に相似するような周回走行軌跡をもって、中心に向けて渦巻きのように走行する。その際、各コーナ領域で必要な旋回走行として、直進と後進旋回と前進旋回とを用いた、アルファターンと呼ばれる旋回走行が採用される。 In addition, as a running pattern, there is a spiral running pattern. In the spiral traveling pattern, as shown in FIG. 5, the combine travels like a spiral toward the center with an orbital traveling locus similar to the outer shape of the unworked area CA. At that time, as a turning run required in each corner area, a turning running called an alpha turn using a straight forward turn, a reverse turn, and a forward turn is adopted.

実際の圃場における収穫作業では、図6に示されているように、往復走行パターンと渦巻き走行パターンとが混在することが少なくない。図6の例では、コンバインが圃場に入ると(#a)、手動操舵で周囲刈り走行が行われ、圃場の最外周側に既作業領域である外周領域SAが形成される(#b)。この周囲刈り走行で形成される外周領域SAがコンバインのアルファターンが可能となる大きさになれば、未作業領域CAに対して渦巻き走行パターンが設定され、渦巻き走行が行われる(#c)。この渦巻き走行では、少なくとも直進は自動操舵による自動走行が可能である。渦巻き走行は、未作業領域CAが、往復走行パターンにおける旋回走行(ノーマルUターン、スイッチバックターン)が可能となる大きさになるまで、行われる(#d)。次に、未作業領域CAに対して、往復走行パターンで未作業領域CAを網羅するような走行経路が設定される(#e)。設定された走行経路に沿って往復走行を実施することで、圃場の収穫作業が終了する(#f)。 In the actual harvesting work in the field, as shown in FIG. 6, the reciprocating running pattern and the swirling running pattern are often mixed. In the example of FIG. 6, when the combine enters the field (# a), the peripheral cutting run is performed by manual steering, and the outer peripheral region SA, which is a working region, is formed on the outermost peripheral side of the field (# b). When the outer peripheral region SA formed by the peripheral mowing run becomes a size that enables the combine alpha turn, a swirl run pattern is set for the unworked region CA, and the swirl run is performed (# c). In this swirl running, at least straight running can be automatically driven by automatic steering. The spiral running is performed until the unworked area CA becomes large enough to enable turning running (normal U-turn, switchback turn) in the reciprocating running pattern (# d). Next, a traveling route is set for the unworked area CA so as to cover the unworked area CA with a reciprocating traveling pattern (#e). By carrying out a round-trip travel along the set travel route, the harvesting work in the field is completed (# f).

進入元走行経路Lnから進入先走行経路Lmに進入する際に用いられる旋回経路が、図7から図10に例示されている。図7から図10において、進入元走行経路はLnで示され、進入先走行経路はLmで示されている。進入元走行経路Lnと進入先走行経路Lmとの間隔(経路間隔)は、Dで示されている。旋回経路は、進入元走行経路Lnに沿った走行に続く初期旋回走行のための初期旋回経路C1と、初期旋回経路C1に沿った走行に続く後期旋回走行のための後期旋回経路C2と、後期旋回経路C2と進入先走行経路Lmをつなぐ進入経路Linとを有する。進入経路Linは進入先走行経路Lmの延長経路であってよい。図8及び図10の例では、初期旋回経路C1の後端側には、後期旋回経路C2につながる直線状の中間経路Lmidが介在している。ここで例示されている旋回経路では、中間経路Lmidは初期旋回経路C1および後期旋回経路C2に接する接線である。初期旋回経路C1及び進入元走行経路Lnは90度円弧である。図9及び図10の例では、初期旋回経路C1と進入元走行経路Lnの終端との間に、予備経路Ladが介在している。予備経路Ladは、進入元走行経路Lnの延び方向に延びた延長線とみなしてもよい。図7から図10に例示された旋回経路において重要な点は、初期旋回経路C1を形成する円弧の半径Rは、後期旋回経路C2を形成する円弧の半径rより大きく設定されることである。初期旋回経路C1の旋回半径Rに関しては、後期旋回経路C2を形成する円弧の半径rを考慮して、rより大きな値である最小値及び最大値が予め決められ、その最小値と最大値との範囲で選択されるようにしてもよい。さらには、利用可能な旋回半径Rがrより大きな値であることを条件として予め設定されていてもよい。 The turning path used when entering the approaching destination traveling path Lm from the approaching source traveling path Ln is exemplified in FIGS. 7 to 10. In FIGS. 7 to 10, the approach source travel route is indicated by Ln, and the approach destination travel route is indicated by Lm. The interval (route interval) between the approach source travel path Ln and the approach destination travel route Lm is indicated by D. The turning paths are the initial turning path C1 for the initial turning running following the running along the approach source running path Ln, the late turning path C2 for the late turning running following the running along the initial turning path C1, and the late turning path. It has an approach path Lin connecting the turn path C2 and the approach destination travel path Lm. The approach route Lin may be an extension route of the approach destination travel route Lm. In the examples of FIGS. 8 and 10, a linear intermediate path Lmid connected to the late turning path C2 is interposed on the rear end side of the initial turning path C1. In the swivel path exemplified here, the intermediate path Lmid is a tangent line tangent to the early swivel path C1 and the late swivel path C2. The initial turning path C1 and the approaching source traveling path Ln are 90-degree arcs. In the examples of FIGS. 9 and 10, a preliminary path Lad is interposed between the initial turning path C1 and the end of the approaching source traveling path Ln. The preliminary route Lad may be regarded as an extension line extending in the extension direction of the approach source travel route Ln. An important point in the turning path illustrated in FIGS. 7 to 10 is that the radius R of the arc forming the initial turning path C1 is set to be larger than the radius r of the arc forming the late turning path C2. Regarding the turning radius R of the initial turning path C1, the minimum value and the maximum value which are larger than r are predetermined in consideration of the radius r of the arc forming the late turning path C2, and the minimum value and the maximum value are used. It may be selected in the range of. Further, it may be preset on condition that the available turning radius R is a value larger than r.

進入先走行経路Lmに進入するための旋回走行に用いられる後期旋回経路C2は、進入先走行経路Lmの延長線である進入経路Linに接する半径rの円弧である。半径rは、コンバインの旋回半径に基づいて予め決定されている。圃場の荒れより旋回スペースを小さくすることを優先する場合には、コンバインの最小旋回半径が採用され、旋回スペースより圃場を荒らさないことを優先する場合には、最小旋回半径より大きな標準旋回半径が採用される。 The late turning path C2 used for turning to enter the approaching destination traveling path Lm is an arc having a radius r in contact with the approaching path Lin which is an extension of the approaching destination traveling path Lm. The radius r is predetermined based on the turning radius of the combine. If the priority is to reduce the turning space over the roughening of the field, the minimum turning radius of the combine is adopted, and if the priority is not to roughen the field over the turning space, the standard turning radius larger than the minimum turning radius is adopted. Will be adopted.

進入経路Linの長さは、後期旋回経路C2に沿って旋回走行してきたコンバインが確実に進入先走行経路Lmを捕捉して、進入先走行経路Lmに精度良く進入し、刈り残しなしに収穫走行に移行できるように算出される。この進入経路Linの最小必要長さは、コンバイン仕様(収穫幅や旋回性能)及び圃場特性(滑り易さや凹凸のレベル)、旋回走行に利用可能なスペースから算出される。 As for the length of the approach route Lin, the combine that has swiveled along the late turn path C2 surely captures the approach destination travel path Lm, enters the approach destination travel route Lm with high accuracy, and harvests without leaving any uncut portion. It is calculated so that it can be migrated to. The minimum required length of this approach route Lin is calculated from the combine specifications (harvest width and turning performance), field characteristics (slipperiness and unevenness level), and space available for turning.

図7の例では、初期旋回経路C1は、後期旋回経路C2と進入元走行経路Lnとに直接連結している。言い換えると、初期旋回経路C1は、後期旋回経路C2と進入元走行経路Lnとに接する円の90度円弧である。このようなケースでは、前提条件が必要である。この前提条件は、経路間隔が比較的短こと、及び、進入元走行経路Lnでの収穫走行後すぐに旋回走行に移行しても、旋回側の走行装置11が未刈領域の植付穀稈を踏み付けないことである。 In the example of FIG. 7, the initial turning path C1 is directly connected to the late turning path C2 and the approaching source traveling path Ln. In other words, the initial turning path C1 is a 90-degree arc of a circle in contact with the late turning path C2 and the approaching source traveling path Ln. Prerequisites are needed in such cases. This precondition is that the route interval is relatively short, and even if the traveling device 11 on the turning side shifts to the turning running immediately after the harvesting running on the entry source running path Ln, the running device 11 on the turning side is a planted grain culm in the uncut area. Do not trample.

進入元走行経路Lnでの収穫走行後すぐに旋回走行に移行すれば、旋回側の走行装置11が未刈領域の植付穀稈を踏み付けてしまう場合には、図9や図10に示すように、進入元走行経路Lnと初期旋回経路C1との間に、予備経路Ladが算出される。予備経路Ladが算出されると、予備経路Ladの長さ分だけ、進入経路Linが延長される。 If the traveling device 11 on the turning side tramples on the planted culm in the uncut area if the turning running is started immediately after the harvesting running on the approach source running path Ln, as shown in FIGS. 9 and 10. In addition, a preliminary route Lad is calculated between the approach source traveling route Ln and the initial turning path C1. When the preliminary route Lad is calculated, the approach route Lin is extended by the length of the preliminary route Lad.

経路間隔が図7や図9の例に比べて長い場合、初期旋回経路C1が後期旋回経路C2に直接つながるような旋回経路を採用すると、初期旋回経路C1の半径Rが非常に大きくなる。このため、初期旋回経路C1の始端が進入元走行経路Lnに深く入り込むことになり、その旋回走行時に、コンバインの走行装置11が植付穀稈を踏み付けてしまう。これを回避するため、図8や図10に示すように、初期旋回経路C1の後端側には、後期旋回経路C2につながる直線状の中間経路Lmidが算出される。 When the path spacing is longer than in the examples of FIGS. 7 and 9, if a turning path is adopted in which the initial turning path C1 is directly connected to the late turning path C2, the radius R of the initial turning path C1 becomes very large. Therefore, the starting end of the initial turning path C1 deeply enters the approaching source traveling path Ln, and the combine traveling device 11 tramples the planted grain culm during the turning traveling. In order to avoid this, as shown in FIGS. 8 and 10, a linear intermediate path Lmid connected to the late turning path C2 is calculated on the rear end side of the initial turning path C1.

このように、進入元走行経路Lnから進入先走行経路Lmに旋回移行する際に用いられる旋回経路は、経路間隔d、コンバイン仕様(収穫幅や旋回性能)及び圃場特性(滑り易さや凹凸のレベル)、旋回走行に利用可能なスペースから適切なもの(図7から図10で示された4つの旋回パターンの1つ)が選択される。これらの旋回パターンでも旋回不能な場合には、図5で示したようなアルファパターンが選択される。 In this way, the turning path used when turning from the approaching source traveling path Ln to the approaching destination traveling path Lm has a path interval d, a combine specification (harvest width and turning performance), and field characteristics (level of slipperiness and unevenness). ), An appropriate one (one of the four turning patterns shown in FIGS. 7 to 10) is selected from the spaces available for turning. If turning is not possible even with these turning patterns, the alpha pattern as shown in FIG. 5 is selected.

図11に、コンバインの制御系が示されている。コンバインの制御系は、車載LANを介して接続された多数のECUと呼ばれる電子制御ユニットから構成される制御装置5、及び制御装置5と信号通信やデータ通信を行う各種入出力機器から構成されている。 FIG. 11 shows the combine control system. The control system of the combine is composed of a control device 5 composed of a large number of electronic control units called ECUs connected via an in-vehicle LAN, and various input / output devices that perform signal communication and data communication with the control device 5. There is.

制御装置5は、入出力インタフェースとして、出力処理部58と入力処理部57とを備えている。出力処理部58は、機器ドライバ65を介して種々の動作機器70と接続している。動作機器70として、走行関係の機器である走行機器群71と作業関係の機器である作業機器群72とがある。走行機器群71には、例えば、エンジン機器、変速機器、制動機器、操舵機器などが含まれている。作業機器群72には、収穫作業装置(図1に示す、収穫部15、脱穀装置13、搬送装置16、穀粒排出装置18など)における制御機器が含まれている。 The control device 5 includes an output processing unit 58 and an input processing unit 57 as input / output interfaces. The output processing unit 58 is connected to various operating devices 70 via the device driver 65. The operating equipment 70 includes a traveling equipment group 71, which is a traveling-related device, and a working equipment group 72, which is a work-related device. The traveling device group 71 includes, for example, an engine device, a speed change device, a braking device, a steering device, and the like. The work equipment group 72 includes control equipment in the harvesting work equipment (harvesting unit 15, threshing device 13, transporting device 16, grain discharging device 18, etc., shown in FIG. 1).

入力処理部57には、走行状態センサ群63、作業状態センサ群64、走行操作ユニット90、などが接続されている。走行状態センサ群63には、車速センサ、エンジン回転数センサ、駐車ブレーキ検出センサ、変速位置検出センサ、操舵位置検出センサ、などが含まれている。作業状態センサ群64には、上述した収穫作業装置の駆動状態や姿勢を検出するセンサ、及び穀稈や穀粒の状態を検出するセンサが含まれている。 A traveling state sensor group 63, a working state sensor group 64, a traveling operation unit 90, and the like are connected to the input processing unit 57. The traveling state sensor group 63 includes a vehicle speed sensor, an engine rotation speed sensor, a parking brake detection sensor, a shift position detection sensor, a steering position detection sensor, and the like. The work state sensor group 64 includes a sensor for detecting the driving state and posture of the harvesting work device described above, and a sensor for detecting the state of the culm and the grain.

走行操作ユニット90は、運転者によって手動操作され、その操作信号が制御装置5に入力される操作具の総称である。走行操作ユニット90には、変速レバーとしての主変速レバー91、操舵レバー92、モード切替スイッチ93として構成されたモード操作具、自動走行操作具94、などが含まれている。モード切替スイッチ93は、自動運転と手動運転とを切り替えるための指令を制御装置5に送り出す機能を有する。自動走行操作具94は、運転者による操作を通じて、自動走行移行要求を出力する。 The traveling operation unit 90 is a general term for operating tools that are manually operated by the driver and whose operation signals are input to the control device 5. The traveling operation unit 90 includes a main shifting lever 91 as a shifting lever, a steering lever 92, a mode operating tool configured as a mode switching switch 93, an automatic traveling operating tool 94, and the like. The mode changeover switch 93 has a function of sending a command for switching between automatic operation and manual operation to the control device 5. The automatic driving operation tool 94 outputs an automatic driving transition request through an operation by the driver.

報知デバイス62は、運転者等に作業状態や走行状態に関する警告を報知するためのデバイスであり、ブザーやランプなどである。なお、汎用端末4もタッチパネル40での表示を通じて運転者等に作業状態や走行状態や種々の情報を報知するデバイスとして機能する。 The notification device 62 is a device for notifying a driver or the like of a warning regarding a working state or a traveling state, and is a buzzer, a lamp, or the like. The general-purpose terminal 4 also functions as a device for notifying the driver and the like of the working state, the running state, and various information through the display on the touch panel 40.

この制御装置5は、さらに車載LANを通じて汎用端末4とも接続している。汎用端末4はタッチパネル40を備えたタブレットコンピュータである。汎用端末4は、入出力制御部41、作業走行管理部42、走行経路算出部43、旋回経路算出部44を有する。入出力制御部41は、タッチパネル40を用いてグラフィックインターフェースを構築する機能、及び、遠隔地のコンピュータ、無線回線やインターネットを通じて、データ交換する機能を備えている。 The control device 5 is also connected to the general-purpose terminal 4 through an in-vehicle LAN. The general-purpose terminal 4 is a tablet computer provided with a touch panel 40. The general-purpose terminal 4 has an input / output control unit 41, a work travel management unit 42, a travel route calculation unit 43, and a turning route calculation unit 44. The input / output control unit 41 has a function of constructing a graphic interface using the touch panel 40 and a function of exchanging data via a computer at a remote location, a wireless line, or the Internet.

作業走行管理部42は、走行軌跡算出部421と作業領域決定部422と排出位置設定部423とを備えている。走行軌跡算出部421は、制御装置5から与えられた自車位置に基づいて走行軌跡を算出する。作業領域決定部422は、図2に示すように、コンバインが圃場の外周領域SAを何周か周囲刈り走行することで得られた走行軌跡に基づいて、圃場を外周領域SAと未作業領域CAとに区分けする。外周領域SAの最外線によって圃場の畔との境界線が算出され、外周領域SAの最内線によって、自動走行が行われる未作業領域CAが算出される。排出位置設定部423は、穀粒タンク14が満杯になった場合、穀粒タンク14の穀粒を穀粒排出装置18によって運搬車CVに排出する際のコンバインの排出停車位置を設定する。排出停車位置は、周囲刈り走行によって圃場の外周側に形成される外周領域SAで、かつ多角形状の外周領域SAのコーナ部以外の場所に設定される。 The work travel management unit 42 includes a travel locus calculation unit 421, a work area determination unit 422, and a discharge position setting unit 423. The traveling locus calculation unit 421 calculates the traveling locus based on the position of the own vehicle given by the control device 5. As shown in FIG. 2, the work area determination unit 422 sets the field as the outer peripheral area SA and the unworked area CA based on the traveling locus obtained by the combine harvesting around the outer peripheral area SA of the field several times. It is divided into. The outermost line of the outer peripheral region SA calculates the boundary line with the shore of the field, and the innermost line of the outer peripheral region SA calculates the unworked area CA in which automatic traveling is performed. When the grain tank 14 is full, the discharge position setting unit 423 sets the discharge stop position of the combine when the grains of the grain tank 14 are discharged to the carrier CV by the grain discharge device 18. The discharge stop position is set at a location other than the corner portion of the outer peripheral region SA formed on the outer peripheral side of the field by the peripheral mowing run and the polygonal outer peripheral region SA.

走行経路算出部43は、作業領域決定部422によって決定された未作業領域CAに対して自動走行用の走行経路を算出する。外周領域SAの手動走行が終了したことを、運転者が入力することで、選択された走行パターンでの経路算出が自動的に行われる。 The travel route calculation unit 43 calculates a travel route for automatic travel with respect to the unworked area CA determined by the work area determination unit 422. When the driver inputs that the manual driving of the outer peripheral region SA is completed, the route calculation according to the selected driving pattern is automatically performed.

走行経路算出部43は、収穫部15の収穫幅(作業幅)と、オーバーラップ値とに基づいて、隣接走行経路の間隔(経路間隔)を決定する。さらに、走行経路算出部43は、図4を用いて説明したようなアルゴリズムを用いて、直進用の走行経路を算出する。 The travel route calculation unit 43 determines the interval (route interval) of adjacent travel routes based on the harvest width (work width) of the harvest unit 15 and the overlap value. Further, the travel route calculation unit 43 calculates a travel route for straight travel by using an algorithm as described with reference to FIG.

旋回経路算出部44は、Uターンタイプの旋回経路や、図5に示されたアルファターンタイプの旋回経路を算出する。特に、図7から図10を用いて説明された旋回経路を算出するため、初期旋回経路算出部441、後期旋回経路算出部442、進入経路算出部443、予備経路算出部444、中間経路算出部445が備えられている。 The turning path calculation unit 44 calculates a U-turn type turning path and an alpha turn type turning path shown in FIG. In particular, in order to calculate the turning path described with reference to FIGS. 7 to 10, the initial turning path calculation unit 441, the late turning path calculation unit 442, the approach route calculation unit 443, the preliminary route calculation unit 444, and the intermediate route calculation unit 445 is provided.

後期旋回経路算出部442は、タッチパネル40に対する操作入力を通じて予め設定されているコンバインの使用旋回半径を有する90度円弧を後期旋回経路C2として算出する。その際、進入経路算出部443は、算出された後期旋回経路C2を用いて、進入先走行経路Lmに精度よく進入するために必要な進入経路の長さを算出する。初期旋回経路算出部441は、進入元走行経路Lnに沿った走行に続く初期旋回走行のための初期旋回経路C1を算出する。その際、初期旋回経路C1の半径として、後期旋回経路C2の半径より大きな値が用いられる。後期旋回経路C2の半径に対応する初期旋回経路C1の半径がテーブル化されていると好都合である。算出された初期旋回経路C1と後期旋回経路C2、及び進入元走行経路Lnと進入先走行経路Lmとの間の経路間隔に基づいて、中間経路算出部445が直線状の中間経路Lmidの必要長さを算出する。さらに、予備経路算出部444が、現状のコンバインの収穫幅と走行装置11の仕様と初期旋回経路C1の半径とに基づいて、予備経路Ladの必要長さを算出する。 The late turning path calculation unit 442 calculates a 90-degree arc having a used turning radius of the combine preset through the operation input to the touch panel 40 as the late turning path C2. At that time, the approach route calculation unit 443 calculates the length of the approach route required to accurately enter the approach destination travel route Lm by using the calculated late turning path C2. The initial turning path calculation unit 441 calculates the initial turning path C1 for the initial turning running following the running along the approaching source running path Ln. At that time, a value larger than the radius of the late turning path C2 is used as the radius of the initial turning path C1. It is convenient if the radius of the initial turning path C1 corresponding to the radius of the late turning path C2 is tabulated. Based on the calculated path spacing between the initial turn path C1 and the late turn path C2, and the approach source travel path Ln and the approach destination travel route Lm, the intermediate route calculation unit 445 needs the required length of the linear intermediate route Lmid. Calculate the dimension. Further, the preliminary route calculation unit 444 calculates the required length of the preliminary route Lad based on the current harvest width of the combine, the specifications of the traveling device 11, and the radius of the initial turning path C1.

旋回経路算出部44による旋回経路の算出において、中間経路Lmidと予備経路Ladとの必要長さがゼロであれば、図7に示したような旋回経路が算出される。予備経路Ladの必要長さだけがゼロであれば、図8に示したような旋回経路が算出される。中間経路Lmidの必要長さだけがゼロであれば、図9に示したような旋回経路が算出される。中間経路Lmidと予備経路Ladとの必要長さがゼロでなければ、図10に示したような旋回経路が算出される。 In the calculation of the turning path by the turning path calculation unit 44, if the required length between the intermediate path Lmid and the preliminary path Lad is zero, the turning path as shown in FIG. 7 is calculated. If only the required length of the preliminary path Lad is zero, the turning path as shown in FIG. 8 is calculated. If only the required length of the intermediate path Lmid is zero, the turning path as shown in FIG. 9 is calculated. If the required length of the intermediate path Lmid and the preliminary path Lad is not zero, the turning path as shown in FIG. 10 is calculated.

制御装置5には、自車位置算出部50、手動走行制御部51、自動走行制御部52、走行経路設定部53、作業制御部54、報知部59が備えられている。 The control device 5 includes a vehicle position calculation unit 50, a manual travel control unit 51, an automatic travel control unit 52, a travel route setting unit 53, a work control unit 54, and a notification unit 59.

自車位置算出部50は、衛星測位ユニット81から逐次送られてくる測位データに基づいて、自車位置を地図座標(または圃場座標)の形式で算出する。自車位置算出部50は、慣性航法ユニット82からの位置ベクトルと走行距離とを用いて自車位置を算出することもできる。自車位置算出部50は、衛星測位ユニット81及び慣性航法ユニット82からの信号を組み合わせて自車位置を算出することも可能である。さらに、自車位置算出部50は、経時的な自車位置から、機体10の進行方向である機体10の向きを算出することも可能である。 The own vehicle position calculation unit 50 calculates the own vehicle position in the form of map coordinates (or field coordinates) based on the positioning data sequentially sent from the satellite positioning unit 81. The own vehicle position calculation unit 50 can also calculate the own vehicle position using the position vector from the inertial navigation unit 82 and the mileage. The own vehicle position calculation unit 50 can also calculate the own vehicle position by combining the signals from the satellite positioning unit 81 and the inertial navigation unit 82. Further, the own vehicle position calculation unit 50 can also calculate the direction of the main body 10 which is the traveling direction of the main body 10 from the own vehicle position over time.

報知部59は、制御装置5の各機能部からの指令等に基づいて報知データを生成し、報知デバイス62に与える。制御装置5は、モード切替スイッチ93により走行モードが自動走行モードに切り替えられている場合、予め設定されている自動走行許可条件に基づいて自動走行の許否を判定し、この判定結果が許可である場合、自動走行開始指令を自動走行制御部52に与える。 The notification unit 59 generates notification data based on a command or the like from each functional unit of the control device 5, and gives the notification data to the notification device 62. When the driving mode is switched to the automatic driving mode by the mode changeover switch 93, the control device 5 determines whether or not the automatic driving is permitted based on the preset automatic driving permission condition, and this determination result is the permission. In this case, an automatic driving start command is given to the automatic driving control unit 52.

手動走行制御部51及び自動走行制御部52は、エンジン制御機能、操舵制御機能、車速制御機能などを有し、走行機器群71に走行制御信号を与える。作業制御部54は、収穫作業装置の動きを制御するために、作業機器群72に作業制御信号を与える。 The manual travel control unit 51 and the automatic travel control unit 52 have an engine control function, a steering control function, a vehicle speed control function, and the like, and give a travel control signal to the travel equipment group 71. The work control unit 54 gives a work control signal to the work equipment group 72 in order to control the movement of the harvesting work apparatus.

このコンバインは、自動走行で収穫作業を行う自動運転と、手動走行で収穫作業を行う手動運転との両方で走行可能である。自動走行モードが設定されている場合、走行経路設定部53は、走行経路算出部43によって算出された走行経路及び旋回経路算出部44によって算出された旋回経路を、汎用端末4から受け取って、適時に、自動操舵の目標となる走行経路及び旋回経路として設定する。自動走行制御部52は、自動操舵を行うために、走行経路設定部53によって設定された走行経路及び旋回経路と、自車位置算出部50によって算出された自車位置との間の方位ずれ及び位置ずれを解消するように、操舵制御信号を生成する。さらに、自動走行制御部52は、前もって設定された車速値に基づいて車速変更に関する制御信号を生成する。 This combine can be driven by both automatic driving in which harvesting work is performed by automatic driving and manual driving in which harvesting work is performed by manual driving. When the automatic driving mode is set, the traveling route setting unit 53 receives the traveling route calculated by the traveling route calculation unit 43 and the turning route calculated by the turning route calculation unit 44 from the general-purpose terminal 4 in a timely manner. It is set as a traveling path and a turning path that are targets of automatic steering. In order to perform automatic steering, the automatic driving control unit 52 has an directional deviation between the traveling route and the turning path set by the traveling route setting unit 53 and the own vehicle position calculated by the own vehicle position calculation unit 50. A steering control signal is generated so as to eliminate the misalignment. Further, the automatic driving control unit 52 generates a control signal related to the vehicle speed change based on the vehicle speed value set in advance.

手動走行モードが選択されている場合、運転者による操作に基づいて手動操作信号が手動走行制御部51に送られると、手動走行制御部51が制御信号を生成し、走行機器群71を制御することで、手動運転が実現される。なお、走行経路設定部53によって設定された走行経路及び旋回経路は、手動運転であっても、コンバインが当該走行経路及び旋回経路に沿って走行するためのガイダンスのために利用することができる。 When the manual driving mode is selected, when the manual operation signal is sent to the manual driving control unit 51 based on the operation by the driver, the manual driving control unit 51 generates a control signal and controls the traveling equipment group 71. As a result, manual operation is realized. The traveling route and turning route set by the traveling route setting unit 53 can be used for guidance for the combine to travel along the traveling route and turning route even in manual operation.

〔別実施の形態〕
(1)上述した実施形態では、旋回経路算出部44は、進入元走行経路Lnと進入先走行経路Lmが決定すると、初期旋回経路C1、後期旋回経路C2、中間経路Lmid、予備経路Ladを算出するように構成されていた。これに代えて、初期旋回経路C1、後期旋回経路C2、中間経路Lmid、予備経路Ladの各算出機能をテーブル化し、決定された進入元走行経路Ln及び進入先走行経路Lmのデータが入力されると、初期旋回経路C1、後期旋回経路C2、中間経路Lmid、予備経路Ladのデータが導出されるような構成を採用してもよい。
[Another embodiment]
(1) In the above-described embodiment, the turning path calculation unit 44 calculates the initial turning path C1, the late turning path C2, the intermediate path Lmid, and the preliminary path Lad when the approach source traveling path Ln and the approach destination traveling route Lm are determined. It was configured to do. Instead of this, each calculation function of the initial turning path C1, the late turning path C2, the intermediate path Lmid, and the preliminary path Lad is tabulated, and the data of the determined approach source travel path Ln and approach destination travel route Lm are input. And, a configuration may be adopted in which the data of the initial turning path C1, the late turning path C2, the intermediate path Lmid, and the preliminary turning path Lad are derived.

(2)図11で示された各機能部は、主に説明目的で区分けされている。実際には、各機能部は他の機能部と統合してもよいし、または複数の機能部に分けてもよい。例えば、汎用端末4に構築された機能部は、部分的にあるいはその全てを制御装置5に組み込まれてもよい。 (2) Each functional unit shown in FIG. 11 is mainly classified for the purpose of explanation. In practice, each functional unit may be integrated with other functional units or may be divided into a plurality of functional units. For example, the functional unit built in the general-purpose terminal 4 may be partially or wholly incorporated in the control device 5.

(3)上述の実施形態においては、周囲刈り走行は、手動走行で行われていたが、2周目以降では、部分的に、特に直線状の走行に関しては、自動走行を採用してもよい。 (3) In the above-described embodiment, the peripheral mowing running is performed manually, but after the second lap, automatic running may be adopted for partial running, especially for linear running. ..

本発明は、普通型のコンバインだけでなく、自脱型のコンバインにも利用可能である。また、トウモロコシ収穫機、ニンジン収穫機、サトウキビ収穫機等の種々の収穫機にも利用できる。 The present invention can be used not only for ordinary combine harvesters but also for head-feeding combine harvesters. It can also be used for various harvesters such as corn harvesters, carrot harvesters, and sugar cane harvesters.

10 :機体
11 :走行装置
4 :汎用端末
40 :タッチパネル
41 :入出力制御部
42 :作業走行管理部
421 :走行軌跡算出部
422 :作業領域決定部
43 :走行経路算出部
44 :旋回経路算出部
441 :初期旋回経路算出部
442 :後期旋回経路算出部
443 :進入経路算出部
444 :予備経路算出部
445 :中間経路算出部
5 :制御装置
50 :自車位置算出部
51 :手動走行制御部
52 :自動走行制御部
53 :走行経路設定部
80 :自車位置検出モジュール
C1 :初期旋回経路
C2 :後期旋回経路
CA :未作業領域
Lad :予備経路
Lin :進入経路
Lm :進入先走行経路
Lmid :中間経路
Ln :進入元走行経路
r :半径
R :半径
10: Machine 11: Traveling device 4: General-purpose terminal 40: Touch panel 41: Input / output control unit 42: Working traveling management unit 421: Traveling locus calculation unit 422: Working area determination unit 43: Traveling route calculation unit 44: Turning route calculation unit 441: Initial turning route calculation unit 442: Late turning route calculation unit 443: Approach route calculation unit 444: Preliminary route calculation unit 445: Intermediate route calculation unit 5: Control device 50: Own vehicle position calculation unit 51: Manual driving control unit 52 : Automatic driving control unit 53: Driving route setting unit 80: Own vehicle position detection module C1: Initial turning route C2: Late turning route CA: Unworked area Lad: Preliminary route Lin: Approach route Lm: Approach destination driving route Lmid: Intermediate Route Ln: Approach source travel route r: Radius R: Radius

Claims (4)

自動走行によって進入元走行経路から旋回走行を介して進入先走行経路に進入する圃場作業車のための自動操舵システムであって、
前記進入元走行経路に沿った走行に続く初期旋回走行のための初期旋回経路を算出する初期旋回経路算出部と、
前記初期旋回経路に沿った走行に続く後期旋回走行のための後期旋回経路を算出する後期旋回経路算出部と、
前記後期旋回経路と前記進入先走行経路とをつなぐ進入経路を算出する進入経路算出部とを備え、
前記初期旋回経路の旋回半径は、前記後期旋回経路の旋回半径より大きく設定されている自動操舵システム。
It is an automatic steering system for field work vehicles that enters the approach destination travel route from the approach source travel route via turning travel by automatic travel.
An initial turning path calculation unit that calculates an initial turning path for an initial turning running following the running along the approaching source running path, and an initial turning path calculation unit.
A late turn path calculation unit that calculates a late turn path for a late turn run following the run along the initial turn path, and a late turn path calculation unit.
It is equipped with an approach route calculation unit that calculates an approach route connecting the late turning route and the approach destination traveling route.
An automatic steering system in which the turning radius of the initial turning path is set to be larger than the turning radius of the late turning path.
前記初期旋回経路の始端側には、旋回時に前記圃場作業車が農作物を踏み付けることを回避するために前記進入元走行経路の延び方向に沿って延びる予備経路が算出される請求項1に記載の自動操舵システム。 According to claim 1, a preliminary route extending along the extending direction of the approaching source traveling route is calculated on the starting end side of the initial turning route in order to prevent the field work vehicle from trampling the crop during turning. Automatic steering system. 前記後期旋回経路が円弧であり、
前記初期旋回経路算出部は、前記進入元走行経路の延長線と前記後期旋回経路の接線とに接する円の円弧として、前記初期旋回経路を算出する請求項1または2に記載の自動操舵システム。
The late turning path is an arc,
The automatic steering system according to claim 1 or 2, wherein the initial turning path calculation unit calculates the initial turning path as a circular arc in contact with an extension line of the approaching source traveling path and a tangent line of the late turning path.
前記後期旋回経路が円弧であり、
前記初期旋回経路の後端側には、前記後期旋回経路につながる直線状の中間経路が算出されており、
前記初期旋回経路算出部は、前記進入元走行経路の延長線と前記中間経路とに接する円の円弧として、前記初期旋回経路を算出する請求項1または2に記載の自動操舵システム。
The late turning path is an arc,
On the rear end side of the initial turning path, a linear intermediate path connected to the late turning path is calculated.
The automatic steering system according to claim 1 or 2, wherein the initial turning path calculation unit calculates the initial turning path as a circular arc in contact with an extension line of the approaching source traveling path and the intermediate path.
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