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CN116507986A - 自动行驶系统、自动行驶方法以及自动行驶程序 - Google Patents

自动行驶系统、自动行驶方法以及自动行驶程序 Download PDF

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CN116507986A
CN116507986A CN202180063160.9A CN202180063160A CN116507986A CN 116507986 A CN116507986 A CN 116507986A CN 202180063160 A CN202180063160 A CN 202180063160A CN 116507986 A CN116507986 A CN 116507986A
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CN
China
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tractor
work vehicle
work
target
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Application number
CN202180063160.9A
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Inventor
儿玉优飞
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Yanmar Holdings Co Ltd
Original Assignee
Yanmar Holdings Co Ltd
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Publication date
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Abstract

定位单元(42)对拖拉机(1)的位置进行测定。自动行驶控制部(23F)基于定位单元(42)的定位信息而使拖拉机(1)按照目标路径(P)自动行驶。当拖拉机(1)在方向转换路径(R2)上进行方向转换时,在对拖拉机(1)的前后方向进行切换的终端位置(p8)相对于田地(A)而小于规定距离(Lth)的情况下,自动行驶控制部(23F)执行使得拖拉机(1)的目标速度趋向终端位置(p8)而减速的减速处理。

Description

自动行驶系统、自动行驶方法以及自动行驶程序
技术领域
本发明涉及一种能够使作业车辆自动行驶的自动行驶系统、自动行驶方法以及自动行驶程序。
背景技术
自动行驶系统具有如下结构:其具备目标路径生成部,通过执行输入配备于作业车辆的后部的作业装置的作业宽度的工序、设定田地内的作业区域的工序、设定作业开始位置和作业停止位置的工序、设定基准行驶开始方向的工序、在作业区域的两端设置地头的工序、以及设定田地内的行驶路径的工序等而生成能够使作业车辆自动行驶的目标路径(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2015/119263号公报
发明内容
关于上述自动行驶系统,当为了使例如作业车辆进行方向转换而从前进切换为后退的情况下,有时使作业车辆在对前进后退进行切换的目标位置的近前侧减速行驶以便在该目标位置处暂时停止。若进行这样的减速控制,则会产生方向转换耗费时间而导致作业效率降低的问题。另一方面,在不进行所述减速控制的情况下能够缩短方向转换所耗费的时间,但是,会产生如下问题:无法使作业车辆在目标位置停止,例如作业车辆会向田地外脱离而停止自动行驶,其结果,导致作业效率降低。
本发明的目的在于提供一种自动行驶系统、自动行驶方法以及自动行驶程序,其能够适当地使作业车辆进行方向转换而提高作业车辆的作业效率。
本发明所涉及的自动行驶系统具备路径生成处理部、定位处理部以及行驶处理部。所述路径生成处理部生成包括使作业车辆在田地前进的作业路径、以及使所述作业车辆进行方向转换的方向转换路径在内的目标路径。所述定位处理部对所述作业车辆的位置进行测定。所述行驶处理部基于所述定位处理部的定位信息而使所述作业车辆按照所述目标路径自动行驶。另外,当所述作业车辆在所述方向转换路径上进行方向转换时,在对所述作业车辆的前后方向进行切换的方向转换位置相对于所述作业车辆即将到达所述方向转换位置之前的所述作业车辆的行进方向侧的所述规定区域而小于规定距离时,所述行驶处理部执行使得所述作业车辆的目标速度趋向所述方向转换位置而减速的减速处理。
本发明所涉及的自动行驶方法是由一个或多个处理器执行如下处理的方法:生成包括使作业车辆在田地前进的作业路径、以及使所述作业车辆进行方向转换的方向转换路径在内的目标路径;对所述作业车辆的位置进行测定;基于所述作业车辆的位置而使所述作业车辆按照所述目标路径自动行驶;以及当所述作业车辆在所述方向转换路径上进行方向转换时,在对所述作业车辆的前后方向进行切换的方向转换位置相对于所述作业车辆即将到达所述方向转换位置之前的所述作业车辆的行进方向侧的所述规定区域而小于规定距离时,执行使得所述作业车辆的目标速度趋向所述方向转换位置而减速的减速处理。
本发明所涉及的自动行驶程序是使一个或多个处理器执行如下处理的程序:生成包括使作业车辆在田地前进的作业路径、以及使所述作业车辆进行方向转换的方向转换路径在内的目标路径;对所述作业车辆的位置进行测定;基于所述作业车辆的位置而使所述作业车辆按照所述目标路径自动行驶;以及当所述作业车辆在所述方向转换路径上进行方向转换时,在对所述作业车辆的前后方向进行切换的方向转换位置相对于所述作业车辆即将到达所述方向转换位置之前的所述作业车辆的行进方向侧的所述规定区域而小于规定距离时,执行使得所述作业车辆的目标速度趋向所述方向转换位置而减速的减速处理。
发明效果
根据本发明,能够提供一种自动行驶系统、自动行驶方法以及自动行驶程序,其能够适当地使作业车辆进行方向转换而提高作业车辆的作业效率。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式所涉及的自动行驶系统的概要结构的图。
图2是表示本发明的实施方式所涉及的拖拉机的传动结构的概要图。
图3是表示本发明的实施方式所涉及的自动行驶系统的概要结构的框图。
图4是表示本发明的实施方式所涉及的障碍物检测单元等的概要结构的框图。
图5是表示本发明的实施方式所涉及的目标路径的一例的俯视图。
图6是表示本发明的实施方式所涉及的作业车辆以作业行驶状态在作业路径前进的状态的目标路径放大图。
图7是表示本发明的实施方式所涉及的作业车辆以作业行驶状态在作业路径前进而到达作业路径的终端位置的状态的目标路径放大图。
图8是表示本发明的实施方式所涉及的作业车辆以非作业行驶状态在第1后退路径后退而到达始端侧转弯路径的始端位置的状态的目标路径放大图。
图9是表示本发明的实施方式所涉及的作业车辆以非作业行驶状态在始端侧转弯路径前进而到达始端侧转弯路径的终端位置的状态的目标路径放大图。
图10是表示本发明的实施方式所涉及的作业车辆以非作业行驶状态在右侧前进路径前进而到达右侧前进路径的终端位置的状态的目标路径放大图。
图11是表示本发明的实施方式所涉及的作业车辆以非作业行驶状态在左侧后退路径后退而到达左侧后退路径的终端位置的状态的目标路径放大图。
图12是表示本发明的实施方式所涉及的作业车辆以非作业行驶状态在终端侧转弯路径前进而到达终端侧转弯路径的终端位置的状态的目标路径放大图。
图13是表示本发明的实施方式所涉及的作业车辆以非作业行驶状态在非作业路径前进而到达非作业路径的终端位置的状态的目标路径放大图。
图14是表示本发明的实施方式所涉及的作业车辆以非作业行驶状态在第2后退路径后退而到达第2后退路径的终端位置的状态的目标路径放大图。
图15是表示本发明的实施方式所涉及的作业车辆以作业行驶状态在作业路径前进的状态的目标路径放大图。
图16是表示本发明的实施方式所涉及的目标路径生成控制中的目标路径生成部的控制动作的流程图。
图17是表示本发明的实施方式所涉及的并列路径生成处理中的目标路径生成部的控制动作的流程图。
图18是表示本发明的实施方式所涉及的方向转换路径生成处理中的目标路径生成部的控制动作的流程图。
图19A是表示本发明的实施方式所涉及的作业车辆在田地的左端进行方向转换时的行驶状态的图。
图19B是表示本发明的实施方式所涉及的作业车辆在田地的左端进行方向转换时的行驶状态的图。
图19C是表示本发明的实施方式所涉及的作业车辆在田地的左端进行方向转换时的行驶状态的图。
图20A是表示本发明的实施方式所涉及的作业车辆在田地的右端进行方向转换时的行驶状态的图。
图20B是表示本发明的实施方式所涉及的作业车辆在田地的右端进行方向转换时的行驶状态的图。
图20C是表示本发明的实施方式所涉及的作业车辆在田地的右端进行方向转换时的行驶状态的图。
图21是表示本发明的实施方式所涉及的作业车辆在其他方向转换路径的行驶状态的图。
图22是表示本发明的实施方式所涉及的作业车辆在其他方向转换路径的行驶状态的图。
图23是表示在比本发明的实施方式所涉及的作业路径的终端位置更靠近前侧的位置处设定切换位置的其他实施方式的目标路径放大图。
具体实施方式
以下,作为用于实施本发明的方式的一例,基于附图对将本发明所涉及的作业车辆用的自动行驶系统应用于作为作业车辆的一例的拖拉机的实施方式进行说明。
此外,除拖拉机以外,本发明所涉及的作业车辆用的自动行驶系统还能够应用于例如乘用管理机、乘用割草机、乘用插秧机以及乘用播种机等能够自动行驶的乘用作业车辆;以及无人耕耘机、无人割草机等无人作业车辆。
如图1所示,本实施方式中举例所示的拖拉机1在其后部借助连杆机构2而以能够升降且能够翻滚的方式连结有作为作业装置的一例的旋耕装置3。由此,拖拉机1构成为旋耕规格。
此外,可以在拖拉机1的后部连结例如犁地机、圆盘耙地机、中耕机、深松机、播种装置、撒布装置、割草装置以及收割装置等作业装置而取代旋耕装置3。
拖拉机1使用作业车辆用的自动行驶系统而能够在作为作业场地的一例的田地A(参照图5)等自动行驶。如图1、图3所示,作业车辆用的自动行驶系统中包括搭载于拖拉机1的自动行驶单元4、以及以能够与自动行驶单元4无线通信的方式进行通信设定的作为无线通信设备的一例的便携式通信终端5等。便携式通信终端5中具备能够进行与自动行驶相关的各种信息显示、输入操作等的多点触摸式显示设备50等。
此外,对于便携式通信终端5可以采用平板型个人计算机、智能手机等。另外,对于无线通信可以采用Wi-Fi(注册商标)等无线LAN(Local Area Network)、蓝牙(注册商标)等近距离无线通信等。
如图1及图2所示,作为行驶装置,拖拉机1具备:能够驱动且能够转向操纵的左右的前轮10;以及能够驱动的左右的后轮11。如图1~图3所示,拖拉机1具备:形成搭乘式驾驶部12的驾驶室13;具有共轨系统的电子控制式柴油发动机(以下,称为发动机)14;将发动机14等覆盖的发动机盖15;以及对来自发动机14的动力进行变速的变速单元16等。此外,对于发动机14可以采用具有电子调速器的电子控制式汽油发动机等。
如图3所示,拖拉机1具备如下部件等:全液压式动力转向单元17,其对左右的前轮10进行转向操纵;制动单元18,其对左右的后轮11进行制动;电子液压控制式作业离合器单元19,其将朝向旋耕装置3的传动接通断开;电子液压控制式升降驱动单元20,其对旋耕装置3进行升降驱动;电子液压控制式翻滚单元21,其能够向翻滚方向驱动旋耕装置3;车辆状态检测设备22,其包括对拖拉机1的各种设定状态、各部分的动作状态等进行检测的各种传感器、开关等;以及车载控制单元23,其具有各种控制部。此外,对于动力转向单元17可以采用具有转向操纵用的电动马达的电动式动力转向单元。
如图1所示,驾驶部12具备手动转向操纵用的方向盘25、搭乘者用的座席26、以及能够进行各种信息显示、输入操作等的操作终端27。虽然省略图示,但是,驾驶部12具备:油门杆、变速杆等操作杆类;以及油门踏板、离合器踏板等操作踏板类等。对于操作终端27可以采用多点触摸式液晶监视器或ISOBUS(イソバス)对应的虚拟终端等。
如图2所示,变速单元16具备:行驶传动系统16A,其对来自发动机14的动力进行变速而用于行驶;以及作业传动系统16B,其对来自发动机14的动力进行变速而用于作业。而且,由行驶传动系统16A变速后的动力经由前轮驱动用的传动轴28以及内置于前车轴壳体29的前轮用差动装置30等而传递至左右的前轮10。另外,由作业传动系统16B变速后的动力传递至旋耕装置3。变速单元16具备分别独立地对左右的后轮11进行制动的左右的制动器31。
行驶传动系统16A包括如下部件等:电子控制式主变速装置32,其对来自发动机14的动力进行变速;电子液压控制式前进后退切换装置33,其将来自主变速装置32的动力切换为前进用的动力和后退用的动力;齿轮式副变速装置34,其将来自前进后退切换装置33的前进用的动力或后退用的动力变速为高低2挡;齿轮式蠕变变速装置35,其将来自前进后退切换装置33的前进用的动力和后退用的动力变速为超低速挡;后轮用差动装置36,其将来自副变速装置34或蠕变变速装置35的动力分配至左右的后轮11;左右的减速装置37,其对来自后轮用差动装置36的动力进行减速并传递至左右的后轮11;以及电子液压控制式传动切换装置38,其对从副变速装置34或蠕变变速装置35向左右的前轮10的传动进行切换。
作业传动系统16B包括如下部件等:液压式作业离合器39,其将来自发动机14的动力接通断开;作业用变速装置40,其将经由作业离合器39后的动力切换为正转3挡和反转1挡;以及PTO轴41,其将来自作业用变速装置40的动力作为作业用的动力而输出。从PTO轴41取出的动力经由外部传动轴(未图示)等而传递至旋耕装置3。作业离合器39与对油相对于作业离合器39的流动进行控制的电磁控制阀(未图示)等一起包含于作业离合器单元19中。
对于主变速装置32而采用作为传动效率比静液压式无级变速装置(HST:HydroStatic Transmission)高的液压机械式无级变速装置的一例的I-HMT(Integrated Hydro-static Mechanical Transmission)。
此外,对于主变速装置32可以采用作为液压机械式无级变速装置的一例的HMT(Hydraulic Mechanical Transmission)、静液压式无级变速装置或带式无级变速装置等无级变速装置而取代I-HMT。另外,可以采用具有多个液压式变速离合器、以及对油相对于上述多个液压式变速离合器的流动进行控制的多个电磁式变速阀等的电子液压控制式有级变速装置而取代无级变速装置。
传动切换装置38将朝向左右的前轮10的传动状态切换为传动切断状态、等速传动状态以及倍速传动状态,在该传动切断状态下,将朝向左右的前轮10的传动切断,在该等速传动状态下,以使得左右的前轮10的周向速度与左右的后轮11的周向速度相同的方式向左右的前轮10传动,在该倍速传动状态下,以使得左右的前轮10的周向速度相对于左右的后轮11的周向速度而约为2倍的方式向左右的前轮10传动。由此,能够将该拖拉机1的驱动状态切换为2轮驱动状态、4轮驱动状态以及前轮倍速状态。
虽然省略图示,但是,制动单元18包括如下部件等:前面叙述的左右的制动器31;脚踏制动系统,其与配备于驾驶部12的左右的制动踏板的踩踏操作联动地使左右的制动器31执行动作;停车制动系统,其与配备于驾驶部12的停车杆的操作联动地使左右的制动器31执行动作;以及转弯制动系统,其与左右的前轮10的设定角度以上的转向操纵联动地使转弯内侧的制动器31执行动作。转弯制动系统包括能够使左右的制动器31独立地执行动作的电子液压控制式制动器操作装置18A。
车辆状态检测设备22是配备于拖拉机1的各部分的各种传感器、开关等的统称。如图4所示,车辆状态检测设备22包括如下部件等:油门传感器22A,其对油门杆的操作位置进行检测;变速传感器22B,其对变速杆的操作位置进行检测;倒车传感器22C,其对前进后退切换用的倒车杆的操作位置进行检测;第1旋转传感器22D,其对发动机14的输出转速进行检测;车速传感器22E,其对拖拉机1的车速进行检测;转向角传感器22F,其对前轮10的转向操纵角进行检测;高度传感器22G,其对旋耕装置3的高度位置进行检测;以及第2旋转传感器22H,其对PTO轴41的转速进行检测并将其设为旋耕装置3的驱动转速。
如图2所示,对于车速传感器22E而采用对从副变速装置34或蠕变变速装置35向后轮用差动装置36传动的传动轴49的转速及旋转方向进行检测的旋转传感器。
如图3及图4所示,车载控制单元23包括如下部件等:发动机控制部23A,其进行与发动机14相关的控制;变速单元控制部23B,其进行拖拉机1的车速、前进后退的切换等与变速单元16相关的控制;转向控制部23C,其进行与转向相关的控制;作业装置控制部23D,其进行与旋耕装置3等作业装置相关的控制;显示控制部23E,其进行与针对操作终端27等的显示、通报相关的控制;自动行驶控制部23F,其进行与自动行驶相关的控制;以及非易失性的车载存储部23G,其对根据田地A而生成的自动行驶用的目标路径P(参照图5)等进行存储。各控制部23A~23F由集成有微控制器等的电子控制单元、各种控制程序等构建。各控制部23A~23F借助CAN(Controller Area Network)而以能够相互通信的方式连接。
此外,对于各控制部23A~23F的相互通信可以采用CAN以外的通信标准、下一代通信标准、例如车载以太网或CAN-FD(CAN with FLexible Data rate)等。
发动机控制部23A基于来自油门传感器的检测信息和来自第1旋转传感器22D的检测信息而执行将发动机转速维持为与油门杆的操作位置相应的转速的发动机转速维持控制等。
变速单元控制部23B基于车速传感器22E的检测信息而对拖拉机1的实际车速进行计算并且对拖拉机1的行进方向进行判定。变速单元控制部23B基于变速传感器22B的检测信息和车速传感器22E的检测信息等而执行以使得拖拉机1的车速变更为与变速杆的操作位置相应的速度的方式对主变速装置32的动作进行控制的车速控制、以及基于倒车传感器22C的检测信息而对前进后退切换装置33的传动状态进行切换的前进后退切换控制等。车速控制中包括在变速杆被操作至零速位置的情况下将主变速装置32减速控制至零速状态而使得拖拉机1的行驶停止的减速停止处理。
变速单元控制部23B基于能够对拖拉机1的行驶驱动模式进行选择的第1选择开关(未图示)的操作而将拖拉机1的行驶驱动模式切换为二轮驱动模式、四轮驱动模式、前轮增速模式、转弯制动模式以及前轮增速转弯制动模式。第1选择开关配备于驾驶部12、且包含于车辆状态检测设备22中。
关于变速单元控制部23B,在二轮驱动模式下,将传动切换装置38切换为传动切断状态,由此使得拖拉机1以切断朝向左右的前轮10的传动而仅使左右的后轮11进行驱动的二轮驱动状态行驶。
关于变速单元控制部23B,在四轮驱动模式下,将传动切换装置38切换为等速驱动状态,由此使得拖拉机1以向左右的前轮10传动而使得左右的前轮10及左右的后轮11进行等速驱动的四轮驱动状态行驶。
变速单元控制部23B在前轮增速模式下基于转向角传感器22F的检测信息而执行使得传动切换装置38切换为等速传动状态和倍速传动状态的前轮变速控制。前轮变速控制中包括前轮增速处理和前轮减速处理,在该前轮增速处理中,当前轮10的转向操纵角达到设定角度以上时,判定为拖拉机1已开始转弯,将传动切换装置38从等速传动状态切换为倍速传动状态,在该前轮减速处理中,当前轮10的转向操纵角小于设定角度时,判定为拖拉机1已结束转弯,将传动切换装置38从倍速传动状态切换为等速传动状态。由此,在前轮增速模式下,当拖拉机1转弯行驶时能够使拖拉机1以前轮增速状态行驶,从而能够减小拖拉机1的转弯半径。
变速单元控制部23B在转弯制动模式下基于转向角传感器22F的检测信息而执行转弯制动控制,在该转弯制动控制中,对制动器操作装置18A的动作进行控制而将左右的制动器31切换为制动解除状态和转弯内侧制动状态。转弯制动控制中包括转弯内侧制动处理和制动解除处理,在该转弯内侧制动处理中,当前轮10的转向操纵角达到设定角度以上时,判定为拖拉机1已开始转弯,并且根据此时的转向操纵角的增减方向而对前轮10的转向操纵方向进行判定,将转弯内侧的制动器31从制动解除状态切换为制动状态,在该制动解除处理中,当前轮10的转向操纵角小于设定角度时,判定为拖拉机1已结束转弯,将制动状态(转弯内侧)的制动器31切换为制动解除状态。由此,在转弯制动模式下,当拖拉机1转弯行驶时能够使拖拉机1以转弯内侧制动状态行驶,从而能够减小拖拉机1的转弯半径。
变速单元控制部23B在前轮增速转弯制动模式下基于转向角传感器22F的检测信息而执行前面叙述的前轮变速控制和转弯制动控制。由此,在前轮增速转弯制动模式下,当拖拉机1转弯行驶时能够使拖拉机1以前轮增速转弯内侧制动状态行驶,从而能够进一步减小拖拉机1的转弯半径。
作业装置控制部23D执行:基于配备于驾驶部12的PTO开关22K(参照图4)的操作等而对作业离合器单元19的动作进行控制的作业离合器控制;基于配备于驾驶部12的升降开关22L(参照图4)的操作、高度设定刻度盘的设定值等而对升降驱动单元20的动作进行控制的升降控制;以及基于配备于驾驶部12的翻滚角设定刻度盘的设定值等而对翻滚单元21的动作进行控制的翻滚控制等。车辆状态检测设备22中包括PTO开关22K、升降开关22L、高度设定旋钮以及翻滚角设定刻度盘。
如图3所示,拖拉机1具备对拖拉机1的位置、方位等进行测定的定位单元42。定位单元42包括如下部件等:卫星导航装置43,其利用作为卫星定位系统的一例的GNSS(GlobalNavigation Satellite System)而对拖拉机1的位置和方位进行测定;以及惯性测量装置(IMU:Inertial Measurement Unit)44,其具有3轴陀螺仪及3方向加速度传感器等且对拖拉机1的姿势、方位等进行测定。利用GNSS的定位方法包括DGNSS(Differential GNSS:相对定位方式)、RTK-GNSS(Real Time Kinematic GNSS:干涉定位方式)等。在本实施方式中,采用适合于移动体的定位的RTK-GNSS。因而,如图1所示,在田地周围的已知位置设置有能够利用RTK-GNSS而进行定位的基站6。定位单元42是本发明的定位处理部的一例。
如图1及图3所示,拖拉机1和基站6分别具备如下部件等:GNSS天线45、60,其接收从定位卫星7(参照图1)发送的电波;以及通信模块46、61,其能够在拖拉机1与基站6之间进行包含定位信息在内的各信息的无线通信。由此,定位单元42的卫星导航装置43能够基于拖拉机1的GNSS天线45接收来自定位卫星7的电波而获得的定位信息、以及基站6的GNSS天线60接收来自定位卫星7的电波而获得的定位信息而高精度地对拖拉机1的位置及方位进行测定。另外,定位单元42具有卫星导航装置43和惯性测量装置44,从而能够高精度地对拖拉机1的位置、方位、姿势角(偏航角、翻滚角、俯仰角)进行测定。
关于该拖拉机1,图1所示的天线单元47中包括定位单元42的惯性测量装置44、GNSS天线45以及通信模块46。天线单元47配置于驾驶室13的前表面侧的上部的左右中央部位。
虽然省略图示,但是,由定位单元42测定的拖拉机1的位置(定位基准位置)设定为拖拉机1的GNSS天线45的设置位置。GNSS天线45在驾驶室13的前表面侧的上部设置于拖拉机1的左右中心上。
此外,由定位单元42测定的拖拉机1位置可以设定为拖拉机1的后轮车轴中心位置而取代GNSS天线45的设置位置。在该情况下,能够根据定位单元42的定位信息、以及包含拖拉机1的GNSS天线45的安装位置与后轮车轴中心位置的位置关系在内的车身信息而求出拖拉机1的位置。
如图3所示,便携式通信终端5具备终端控制单元51等,该终端控制单元51具有集成有微控制器等的电子控制单元、各种控制程序等。终端控制单元51包括如下部件等:显示控制部51A,其进行与针对显示设备50等的显示、通报相关的控制;目标路径生成部51B,其生成能够供拖拉机1自动行驶的目标路径P;以及非易失性的终端存储部51C,其对目标路径生成部51B生成的目标路径P等进行存储。作为目标路径P的生成中使用的各种信息,终端存储部51C中存储有包含拖拉机1的转弯半径、旋耕装置3的作业宽度等在内的车身信息、以及包含田地A的位置、形状等在内的田地信息等。
目标路径P以与车身信息、田地信息等建立关联的状态存储于终端存储部51C,并且能够由便携式通信终端5的显示设备50显示。目标路径P中包含拖拉机1的行进方向、目标车速、前轮转向操纵角、自动行驶的开始位置pa以及自动行驶的结束位置pb等与自动行驶相关的各种信息。
如图3所示,拖拉机1及便携式通信终端5具备通信模块48、52,该通信模块48、52能够在车载控制单元23与终端控制单元51之间进行包含定位信息等在内的各信息的无线通信。拖拉机1的通信模块48作为在对于与便携式通信终端5的无线通信采用Wi-Fi的情况下将通信信息转换为CAN和Wi-Fi的双方向的转换器而发挥功能。终端控制单元51能够通过与车载控制单元23的无线通信而获取包含拖拉机1的位置、方位等在内的与拖拉机1相关的各种信息。由此,能够利用便携式通信终端5的显示设备50而对包含拖拉机1相对于目标路径P的位置、方位等在内的各种信息进行显示。
终端控制单元51根据来自车载控制单元23的发送请求指令而将存储于终端存储部51C的田地信息、目标路径P等发送至车载控制单元23。车载控制单元23将接收到的田地信息、目标路径P等存储于车载存储部23G。关于目标路径P的发送,例如,终端控制单元51可以在拖拉机1开始自动行驶之前的阶段将所有目标路径P从终端存储部51C一并发送至车载控制单元23。另外,终端控制单元51可以将目标路径P分割为以规定距离为单位的多个分割路径信息,每当从拖拉机1开始自动行驶之前的阶段起拖拉机1的行驶距离达到规定距离时,就将与拖拉机1的行驶顺序相应的规定数量的分割路径信息从终端存储部51C依次发送至车载控制单元23。
向自动行驶控制部23F输入来自车辆状态检测设备22中包括的各种传感器、开关等的检测信息。由此,自动行驶控制部23F能够对拖拉机1的各种设定状态、各部分的动作状态等进行监视。
由搭乘者、管理者等用户进行用于使拖拉机1能够进行自动行驶的各种手动设定操作,在拖拉机1的行驶模式从手动行驶模式切换为自动行驶模式的状态下、对便携式通信终端5的显示设备50进行操作而指示开始自动行驶的情况下,自动行驶控制部23F开始进行一边利用定位单元42获取拖拉机1的位置、方位等一边使拖拉机1按照目标路径P自动行驶的自动行驶控制。
在自动行驶控制的执行过程中,例如,在由用户对便携式通信终端5的显示设备50进行操作而指示结束自动行驶的情况下、由搭乘于驾驶部12的用户对方向盘25、油门踏板等手动操作件进行操作的情况下,自动行驶控制部23F使得自动行驶控制结束并且将行驶模式从自动行驶模式切换为手动行驶模式。
自动行驶控制部23F的自动行驶控制包括:将与发动机14相关的自动行驶用的控制指令发送至发动机控制部23A的发动机用自动控制处理;将与拖拉机1的车速、前进后退的切换等相关的自动行驶用的控制指令发送至变速单元控制部23B的车速用自动控制处理;将与转向相关的自动行驶用的控制指令发送至转向控制部23C的转向用自动控制处理;以及将与旋耕装置3等作业装置相关的自动行驶用的控制指令发送至作业装置控制部23D的作业用自动控制处理等。
自动行驶控制部23F在发动机用自动控制处理中将基于目标路径P中包含的设定转速等而对发动机转速的变更进行指示的发动机转速变更指令等发送至发动机控制部23A。发动机控制部23A根据从自动行驶控制部23F发送来的与发动机14相关的各种控制指令而执行自动地对发动机转速进行变更的发动机转速变更控制等。
自动行驶控制部23F在车速用自动控制处理中将基于目标路径P中包含的目标车速而对主变速装置32的变速操作进行指示的变速操作指令、以及基于目标路径P中包括的拖拉机1的行进方向等而对前进后退切换装置的前进后退切换操作进行指示的前进后退切换指令等发送至变速单元控制部23B。变速单元控制部23B根据从自动行驶控制部23F发送来的与主变速装置32、前进后退切换装置等相关的各种控制指令而执行自动地对主变速装置32的动作进行控制的自动车速控制、以及自动地对前进后退切换装置的动作进行控制的自动前进后退切换控制等。自动车速控制中包含自动减速停止处理等,在该自动减速停止处理中,例如在目标路径P中包含的目标车速为零速的情况下,将主变速装置32减速控制至零速状态而使得拖拉机1的行驶停止。
自动行驶控制部23F在转向用自动控制处理中将基于目标路径P中包含的前轮转向操纵角等而对左右的前轮10的转向操纵进行指示的转向操纵指令等发送至转向控制部23C。转向控制部23C根据从自动行驶控制部23F发送来的转向操纵指令而执行对动力转向单元17的动作进行控制并对左右的前轮10进行转向操纵的自动转向控制、以及在以设定角度以上的角度对左右的前轮10进行转向操纵的情况下使制动单元18执行动作而使得转弯内侧的制动器执行动作的自动转弯制动控制等。
自动行驶控制部23F在作业用自动控制处理中将基于目标路径P中包含的拖拉机1相对于各作业开始位置的到达情况而对旋耕装置3向作业状态的切换进行指示的作业开始指令、以及基于目标路径P中包含的拖拉机1相对于各作业停止位置的到达情况而对旋耕装置3向非作业状态的切换进行指示的作业结束指令等发送至作业装置控制部23D。作业装置控制部23D根据从自动行驶控制部23F发送来的与旋耕装置3相关的各种控制指令而执行对作业离合器单元19及升降驱动单元20的动作进行控制而驱动旋耕装置3下降至作业高度的自动作业开始控制、以及使旋耕装置3上升至非作业高度而停止驱动的自动作业结束控制等。由此,能够将按照目标路径P而自动行驶的拖拉机1的行驶状态切换为使拖拉机1在旋耕装置3的作业状态(驱动旋耕装置3下降至作业高度的状态)下自动行驶的作业行驶状态、以及使拖拉机1在旋耕装置3的非作业状态(使旋耕装置3上升至非作业高度而停止驱动的状态)下自动行驶的非作业行驶状态。
也就是说,前面叙述的自动行驶单元4中包括动力转向单元17、制动单元18、作业离合器单元19,升降驱动单元20、翻滚单元21、车辆状态检测设备22、车载控制单元23、定位单元42以及通信模块46、48等。而且,这些部件适当地执行动作而能够使得拖拉机1按照目标路径P而高精度地自动行驶,并且能够利用旋耕装置3而适当地进行耕耘作业。
如图3及图4所示,拖拉机1具备获取拖拉机1的周围状况的周围状况获取系统8。如图4所示,周围状况获取系统8中包括:拍摄单元80,其对拖拉机1的周围进行拍摄而获取图像信息;以及障碍物检测单元85,其对存在于拖拉机1的周围的障碍物进行检测。障碍物检测单元85检测出的障碍物中包括:在田地A进行作业的作业者等人物、其他作业车辆;以及已存在于田地A的电线杆、树木等。
如图1及图4所示,拍摄单元80中包括:前相机81,其将相对于驾驶室13的前方的规定范围设定为拍摄范围;后相机82,其将相对于驾驶室13的后方的规定范围设定为拍摄范围;以及图像处理装置83(参照图4),其对来自前后的各相机81、82的图像信息进行处理。图像处理装置83由集成有微控制器等的电子控制单元、各种控制程序等构建。图像处理装置83借助CAN而以能够相互通信的方式与车载控制单元23等连接。
图像处理装置83对从前后的各相机81、82依次发送的图像信息进行生成与各相机81、82的拍摄范围对应的拖拉机1的前侧图像及后侧图像的图像生成处理等。而且,进行将生成的各图像发送至车载控制单元23的显示控制部23E的图像发送处理。显示控制部23E将来自图像处理装置83的各图像借助CAN而发送至操作终端27,并且借助通信模块48、52而发送至便携式通信终端5的显示控制部5A。
由此,能够在拖拉机1的操作终端27、便携式通信终端5的显示设备50等对图像处理装置83生成的拖拉机1的前侧图像及后侧图像进行显示。而且,通过该显示而使得用户能够容易地掌握拖拉机1的前侧及后侧的状况
如图1及图4所示,障碍物检测单元85中包括:前障碍物传感器86,其将拖拉机1的前侧设定为障碍物的检测范围;后障碍物传感器87,其将拖拉机1的后侧设定为障碍物的检测范围;以及横障碍物传感器88,其将拖拉机1的左右两个横向侧设定为障碍物的检测范围。前障碍物传感器86及后障碍物传感器87采用在障碍物的检测中使用脉冲状的近红外激光的雷达传感器。横障碍物传感器88采用在障碍物的检测中使用超声波的声纳。
如图4所示,前障碍物传感器86及后障碍物传感器87具有:测定部86A、87A,它们使用近红外激光而对相对于测定范围内存在的测距点(测定对象物)的距离进行测定;以及控制部86B、87B,它们基于测定部86A、87A的测定信息而进行距离图像的生成等。横障碍物传感器88具有:右超声波传感器88A及左超声波传感器88B,它们进行超声波的收发;以及单个控制部88C,其基于各超声波传感器88A、88B对超声波的收发而对相对于测定范围内存在的测定对象物的距离进行测定。
各障碍物传感器86~88的控制部86B、87B、88C由集成有微控制器等的电子控制单元、各种控制程序等构建。各控制部86B、87B、88C借助CAN而以能够相互通信的方式与车载控制单元23等连接。
自动行驶控制部23F基于定位单元42的定位信息、以及发送至车载控制单元23的各障碍物传感器86~88的检测信息等而执行对拖拉机1的行驶进行控制以避免其与障碍物碰撞的碰撞避免控制。自动行驶控制部23F在碰撞避免控制中指示变速单元控制部23B执行与各障碍物传感器86~88的检测信息等相应的各碰撞避免用的行驶控制,由此对拖拉机1的行驶进行控制以避免其与障碍物碰撞。自动行驶控制部23F为本发明的行驶处理部的一例。
目标路径生成部51B基于包含拖拉机1的转弯半径、旋耕装置3的作业宽度等在内的车身信息、包含使用拖拉机1进行作业的田地A的位置、形状等在内的田地信息、以及由用户设定的各种任意设定信息等而执行生成目标路径P的目标路径生成控制。目标路径生成部51B为本发明的路径生成处理部的一例。
车身信息中包含:由定位单元42测定的拖拉机1的GNSS天线45的设置位置至旋耕装置3的第1分离距离L1(参照图5~8)、以及拖拉机1的后轮11至旋耕装置3的第2分离距离L2(参照图5~8)等。
此外,在本实施方式中,如图1所示,第1分离距离L1设定为:拖拉机1的GNSS天线45的设置位置至旋耕装置3的耕耘爪3A的旋转中心位置X1的距离。另外,第2分离距离L2设定为:拖拉机1的后轮11的车轴中心X2至耕耘爪3A的旋转中心位置X1的距离。
田地信息中包含:在确定田地A的形状、大小等的基础上使拖拉机1沿着田地A的外周缘行驶时利用GNSS而获取的田地A的多个形状确定地点(形状确定坐标)Cp1~Cp4(参照图5);以及将上述形状确定地点连结而确定田地A的形状、大小等的形状确定线SL(参照图5)等。
此外,在本实施方式中,如图5所示,作为田地A而举例示出了矩形的田地A,所以,获取4个角部地点Cp1~Cp4而作为多个形状确定地点,并且生成将上述角部地点Cp1~Cp4连结的矩形的形状确定线SL。
以下,基于图5~图15所示的目标路径P、以及图16~图18所示的流程图而对目标路径生成控制中的目标路径生成部51B的控制动作进行说明。
此外,在该目标路径生成控制中,以用户已经手动输入作为各种任意设定信息的例如自动行驶的开始位置pa、结束位置pb、以及拖拉机1的作业行驶方向等为前提而进行说明。
如图16的流程图所示,在例如图5所示的矩形的田地A中自动行驶的开始位置pa和结束位置pb设定在图5所示的位置、且拖拉机1的作业行驶方向设定为沿着田地A的短边的方向的情况下,目标路径生成部51B首先基于前面叙述的4个角部地点Cp1~Cp4和矩形的形状确定线SL而进行第1区划处理,在该第1区划处理中,将田地A区划为与田地A的外周缘相邻的边缘区域(margin area)A1、以及位于边缘区域A1的内侧的可作业区域A2(步骤#1)。
此外,边缘区域A1为当拖拉机1在可作业区域A2的端部自动行驶时为了防止旋耕装置3等与相对于田地A相邻的田埂、栅栏等其他物体接触而在田地A的外周缘与可作业区域A2之间确保的区域。
目标路径生成部51B基于拖拉机1的转弯半径、旋耕装置3的作业宽度等而进行第2区划处理,在该第2区划处理中,将可作业区域A2区划为设定于可作业区域A2的各长边侧的端部的一对方向转换区域A2a、以及设定于一对方向转换区域A2a之间的往复行驶区域A2b(步骤#2)。
此外,图5~图15中,为了容易掌握方向转换区域A2a和往复行驶区域A2b而记载有表示方向转换区域A2a和往复行驶区域A2b的边界的边界线BL。
目标路径生成部51B进行并列路径生成处理,在该并列路径生成处理中,在往复行驶区域A2b生成在沿着田地A的长边的方向上隔开与作业宽度相应的规定间隔而并列配置的多个并列路径P1(步骤#3)。
目标路径生成部51B进行方向转换路径生成处理,在该方向转换路径生成处理中,在各方向转换区域A2a生成使得旋耕装置3切换为作业状态后的拖拉机1进行方向转换的多个方向转换路径P2(步骤#4)。
此外,前面叙述的各种任意设定信息中包含方向转换路径P2的种类,在本实施方式中,如图5~图15所示,作为方向转换路径P2而举例示出了如下情况:选择利用Z字形路线使拖拉机1呈鱼尾状进行方向转换行驶的Z字形路线式转弯路径。
顺便言及,作为方向转换路径P2,除Z字形路线式转弯路径以外,还能够选择使拖拉机1呈U字状进行方向转换行驶的U字转弯路径等。
在并列路径生成处理中,如图17的流程图所示,目标路径生成部51B进行生成第1前进路径P1a的第1路径生成处理,该第1前进路径P1a从各并列路径P1的始端位置p1到达在并列路径P1上的拖拉机1的前进方向上隔开第1规定距离L3的第1中继位置p2(步骤#31)。
目标路径生成部51B进行生成后退路径P1b的第2路径生成处理,该后退路径P1b从第1中继位置p2到达在并列路径P1上的拖拉机1的后退方向上隔开规定长度L4的第2中继位置p3(步骤#32)。
目标路径生成部51B进行生成第2前进路径P1c的第3路径生成处理,该第2前进路径P1c从第2中继位置p3到达并列路径P1的终端位置p4(步骤#33)。关于目标路径生成部51B,在该第3路径生成处理中,使得第2前进路径P1c的始端侧以从第1中继位置p2至第2中继位置p3的规定长度L4而延长,并且使得第2前进路径P1c的终端侧从方向转换区域A2a与往复行驶区域A2b的边界以规定长度L4而延长,由此,将第2前进路径P1c的整个长度设定为具有从第2中继位置p3越过方向转换区域A2a与往复行驶区域A2b的边界且使得第2前进路径P1c的终端侧以规定长度L4而进入方向转换区域A2a的第2规定距离L5的长度。
目标路径生成部51B进行第1切换位置设定处理,在该第1切换位置设定处理中,将第1中继位置p2设定为随着拖拉机1到达该第1中继位置p2而将供拖拉机1行驶的路径从第1前进路径P1a切换为后退路径P1b的第1切换位置(步骤#34)。
目标路径生成部51B进行第2切换位置设定处理,在该第2切换位置设定处理中,将第2中继位置p3设定为随着拖拉机1到达该第2中继位置p3而将供拖拉机1行驶的路径从后退路径P1b切换为第2前进路径P1c的第2切换位置(步骤#35)。
在方向转换路径生成处理中,如图18的流程图所示,目标路径生成部51B进行第4路径生成处理,在该第4路径生成处理中,生成使拖拉机1从各方向转换路径P2的始端位置p5向右侧前进且以90度而转弯的始端侧转弯路径P2a(步骤#41)。
目标路径生成部51B进行第5路径生成处理,在该第5路径生成处理中,生成使拖拉机1从始端侧转弯路径P2a的终端位置p6向右侧前进的右侧前进路径P2b(步骤#42)。
目标路径生成部51B进行第6路径生成处理,在该第6路径生成处理中,生成使拖拉机1从右侧前进路径P2b的终端位置p7向左侧后退的左侧后退路径P2c(步骤#43)。
目标路径生成部51B进行第7路径生成处理,在该第7路径生成处理中,生成使拖拉机1从左侧后退路径P2c的终端位置p8向右侧前进且以90度而转弯的终端侧转弯路径P2d(步骤#44)。
目标路径生成部51B进行第3切换位置设定处理,在该第3切换位置设定处理中,将始端侧转弯路径P2a的终端位置p6设定为随着拖拉机1到达该终端位置p6而将供拖拉机1行驶的路径从始端侧转弯路径P2a切换为右侧前进路径P2b的第3切换位置(步骤#45)。
目标路径生成部51B进行第4切换位置设定处理,在该第4切换位置设定处理中,将右侧前进路径P2b的终端位置p7设定为随着拖拉机1到达该终端位置p7而将供拖拉机1行驶的路径从右侧前进路径P2b切换为左侧后退路径P2c的第4切换位置(步骤#46)。
目标路径生成部51B进行第5切换位置设定处理,在该第5切换位置设定处理中,将左侧后退路径P2c的终端位置p8设定为随着拖拉机1到达该终端位置p8而将供拖拉机1行驶的路径从左侧后退路径P2c切换为终端侧转弯路径P2d的第5切换位置(步骤#47)。
目标路径生成部51B进行第6切换位置设定处理,在该第6切换位置设定处理中,将终端侧转弯路径P2d的终端位置p9设定为随着拖拉机1到达该终端位置p9而将供拖拉机1行驶的路径从终端侧转弯路径P2d切换为并列路径P1的第1前进路径P1a的第6切换位置(步骤#48)。
如图16的流程图所示,目标路径生成部51B在进行了并列路径生成处理和方向转换路径生成处理之后进行后退路径生成处理,在该后退路径生成处理中,生成使拖拉机1从并列路径P1的终端位置p4至方向转换路径P2的始端位置p5而后退的中继后退路径P3(步骤#5)。
这样,目标路径生成部51B生成适合于拖拉机1在田地A自动行驶且进行耕耘作业的目标路径P。
在拖拉机1以能够按照目标路径P自动行驶的适当姿势位于作为自动行驶的开始位置pa的目标路径P的始端位置(并列路径P1的始端位置p1)的状态下发出开始自动行驶的指示的情况下,自动行驶控制部23F首先使拖拉机1以使得旋耕装置3切换为非作业状态的非作业行驶状态按照并列路径P1的第1前进路径P1a而前进(参照图12及图13)。
若拖拉机1到达作为第1前进路径P1a的终端位置的第1中继位置p2,则自动行驶控制部23F基于随着该到达而将行驶路径从第1前进路径P1a切换为后退路径P1b的情况、且借助变速单元控制部23B而将拖拉机1从前进状态切换为后退状态。由此,使拖拉机1以非作业行驶状态按照后退路径P1b而后退(参照图13及图14)。
若拖拉机1到达作为后退路径P1b的终端位置的第2中继位置p3,则自动行驶控制部23F基于随着该到达而将行驶路径从后退路径P1b切换为第2前进路径P1c的情况、且借助变速单元控制部23B而将拖拉机1从后退状态切换为前进状态,并且将旋耕装置3从非作业状态切换为作业状态。由此,使拖拉机1以使得旋耕装置3切换为作业状态的作业行驶状态按照第2前进路径P1c而前进(参照图14、图15及图6)。
若拖拉机1到达作为第2前进路径P1c的终端位置的并列路径P1的终端位置p4,则自动行驶控制部23F基于随着该到达而将行驶路径从第2前进路径P1c切换为中继后退路径P3的情况、且借助变速单元控制部23B而将拖拉机1从前进状态切换为后退状态,并且将旋耕装置3从作业状态切换为非作业状态。由此,使拖拉机1以非作业行驶状态按照中继后退路径P3而后退(参照图7及图8)。
若拖拉机1到达作为中继后退路径P3的终端位置的方向转换路径P2的始端位置p5,则自动行驶控制部23F基于随着该到达而将行驶路径从中继后退路径P3切换为方向转换路径P2的始端侧转弯路径P2a的情况、且借助变速单元控制部23B而将拖拉机1从后退状态切换为前进状态。由此,使拖拉机1以非作业行驶状态按照始端侧转弯路径P2a而前进(参照图8及图9)。
若拖拉机1到达始端侧转弯路径P2a的终端位置p6,则自动行驶控制部23F基于随着该到达而将行驶路径从始端侧转弯路径P2a切换为右侧前进路径P2b的情况而使得拖拉机1以非作业行驶状态按照右侧前进路径P2b前进(参照图9及图10)。
若拖拉机1到达右侧前进路径P2b的终端位置p7,则自动行驶控制部23F基于随着该到达而将行驶路径从右侧前进路径P2b切换为左侧后退路径P2c的情况、且借助变速单元控制部23B而将拖拉机1从前进状态切换为后退状态。由此,使拖拉机1以非作业行驶状态按照左侧后退路径P2c而后退(参照图10及图11)。
若拖拉机1到达左侧后退路径P2c的终端位置p8,则自动行驶控制部23F基于随着该到达而将行驶路径从左侧后退路径P2c切换为终端侧转弯路径P2d的情况、且借助变速单元控制部23B而将拖拉机1从后退状态切换为前进状态。由此,使拖拉机1以非作业行驶状态按照终端侧转弯路径P2d而前进(参照图11及图12)。
若拖拉机1到达终端侧转弯路径P2d的终端位置p9,则自动行驶控制部23F基于随着该到达而将行驶路径从终端侧转弯路径P2d切换为并列路径P1的第1前进路径P1a的情况而使拖拉机1以非作业行驶状态按照第1前进路径P1a前进(参照图12及图13)。
也就是说,在该目标路径P中,各并列路径P1的第2前进路径P1c作为使旋耕装置3切换为作业状态的拖拉机1前进的作业路径而发挥功能。而且,目标路径P通过如下路径设定而生成:对于隔开与作业宽度相应的规定间隔而并列配置的多个并列路径P1的第2前进路径(作业路径)P1c,借助多个中继后退路径P3、多个方向转换路径P2、以及多个并列路径P1的第1前进路径P1a和后退路径P1b按照拖拉机1的行驶顺序而连接。
另外,在该目标路径P中,第2前进路径P1c以如下长度而生成:其终端侧以规定长度L4而延长,并以该规定长度L4而进入方向转换路径P2侧。而且,生成使拖拉机1从延长后的第2前进路径P1c的终端位置p4至方向转换路径的始端位置p5而后退的中继后退路径P3。
由此,若使拖拉机1按照该目标路径P自动行驶,则在拖拉机1越过方向转换路径P2的始端位置p5而到达延长后的第2前进路径P1c的终端位置p4的期间,能够将旋耕装置3维持为作业状态。由此,与将第2前进路径P1c的终端位置p4设为方向转换路径P2的始端位置p5的情况相比,能够使拖拉机1到达第2前进路径P1c的终端位置p4时的旋耕装置3的接地位置、即作业终端位置pd接近方向转换路径P2的始端位置p5。
其结果,在各第2前进路径P1c中,存在于拖拉机1的作业终端位置pd与方向转换路径P2的始端位置p5之间的未作业路径能够缩短与将第2前进路径P1c延长的规定长度L4相当的量。由此,能够扩大拖拉机1在自动行驶中进行作业的作业区域,能够提高拖拉机1在自动行驶中进行作业时的作业效率。
顺便言及,图5~图15中示出了如下情况:拖拉机1到达方向转换路径P2的始端位置p5时的旋耕装置3的位置由附图标记px表示,拖拉机1到达第2前进路径P1c的终端位置p4而结束作业行驶时的旋耕装置3的接地位置pd与拖拉机1到达方向转换路径P2的始端位置p5时的旋耕装置3的位置px相比更接近方向转换路径P2的始端位置p5。
而且,在拖拉机1到达第2前进路径P1c的终端位置p4之后直至按照方向转换路径P2进行方向转换为止的期间,拖拉机1按照中继后退路径P3以非作业行驶状态从第2前进路径P1c的终端位置p4至方向转换路径P2的始端位置p5而后退,所以,使拖拉机1进行方向转换的方向转换区域的位置及宽度与将第2前进路径P1c的终端侧延长之前相同,并且能够使拖拉机1按照方向转换路径P2朝向下一并列路径P1的始端位置p1适当地进行方向转换。
因此,不变更使拖拉机1进行方向转换的方向转换区域A2a的位置及宽度便能够缩短前面叙述的未作业路径,由此能够提高拖拉机1在自动行驶中进行作业时的作业效率。
在该目标路径P中,使得第2前进路径P1c的终端侧延长的规定长度L4设定为基于拖拉机1的后轮11至旋耕装置3的第2分离距离L2的长度。具体而言,规定长度L4设定为比拖拉机1的后轮11的车轴中心X2至旋耕装置3的耕耘爪3A的旋转中心位置X1的第2分离距离L2短的长度。
由此,当拖拉机1按照中继后退路径P3以非作业行驶状态从第2前进路径P1c的终端位置p4至方向转换路径P2的始端位置p5而后退时,能够避免拖拉机1的后轮11进入旋耕装置3的已作业区域的忧虑。
因此,能够避免拖拉机1的后轮11进入已作业区域的忧虑,并且能够缩短前面叙述的未作业路径,由此能够提高拖拉机1在自动行驶中进行作业时的作业效率。
在该目标路径P中,以使得方向转换后的拖拉机1到达作为第2前进路径P1c的始端位置的第2中继位置p3时的作为旋耕装置3的接地位置的作业始端位置pc、与拖拉机1到达延长后的第2前进路径P1c的终端位置p4时的作为旋耕装置3的接地位置的作业终端位置pd一致的方式,将第2前进路径P1c的始端位置(第2中继位置p3)设定为如下位置:相对于与各并列路径P1的始端位置p1隔开第1规定距离L3的第1中继位置p2以规定长度L4而接近并列路径P1的始端位置p1。
由此,能够使拖拉机1到达第2前进路径P1c的始端位置p3而开始作业行驶时的旋耕装置3的接地位置(作业始端位置)pc、与拖拉机1到达第2前进路径P1c的终端位置p6而结束作业行驶时的旋耕装置3的接地位置(作业终端位置)pd对齐。
另外,与第2前进路径P1c的终端侧相同,能够使拖拉机1到达第2前进路径P1c的始端位置p3时的旋耕装置3的接地位置(作业始端位置)pc接近方向转换路径P2的终端位置p9。
因此,能够缩短存在于各方向转换路径P2的终端位置p9与拖拉机1的作业始端位置pc之间的未作业路径,由此能够提高拖拉机1在自动行驶中进行作业时的作业效率,在此基础上,能够提高拖拉机1在自动行驶中进行作业时的作业精度。
该目标路径P包括:从方向转换路径P2的终端位置p9越过第2前进路径P1c的始端位置p3而延伸的第1前进路径P1a;以及使拖拉机1从作为第1前进路径P1a的终端位置的第1中继位置p2至第2前进路径P1c的始端位置p3而后退的后退路径P1b。
由此,当拖拉机1从方向转换路径P2的终端位置p9向第2前进路径P1c的始端位置p3移动时,在拖拉机1的位置、方位相对于第2前进路径P1c超出允许范围而偏离的情况下,通过拖拉机1在第1前进路径P1a的前进和拖拉机1在后退路径P1b的后退,能够在允许范围内对拖拉机1相对于第2前进路径P1c的始端位置p3的位置、方位进行轨道修正。
因此,能够使拖拉机1到达第2前进路径P1c的始端位置p3而开始作业行驶时的拖拉机1相对于第2前进路径P1c的位置、方位变得适当,由此能够提高拖拉机1在自动行驶中进行作业时的作业精度。
前面叙述的各种任意设定信息中包含通过前面叙述的第1选择开关的操作而选择的拖拉机1的行驶驱动模式。因而,目标路径生成部51B在前面叙述的方向转换路径生成处理中根据任意设定的拖拉机1的行驶驱动模式而决定始端侧转弯路径P2a及终端侧转弯路径P2d的转弯半径。在任意设定前轮增速模式、转弯制动模式以及前轮增速转弯制动模式中的任一模式而作为拖拉机1的行驶驱动模式的情况下,若拖拉机1到达作为中继后退路径P3的终端位置的方向转换路径P2的始端位置p5,则自动行驶控制部23F将拖拉机1的行驶驱动模式切换为任意设定的行驶驱动模式。若拖拉机1到达始端侧转弯路径P2a的终端位置p6,则自动行驶控制部23F使拖拉机1的行驶驱动模式恢复至切换为任意设定的行驶驱动模式之前的原来的行驶驱动模式。若拖拉机1到达作为终端侧转弯路径P2d的始端位置的左侧后退路径P2c的终端位置p8,则自动行驶控制部23F将拖拉机1的行驶驱动模式切换为任意设定的行驶驱动模式。若拖拉机1到达终端侧转弯路径P2d的终端位置p9,则自动行驶控制部23F使拖拉机1的行驶驱动模式恢复至切换为任意设定的行驶驱动模式之前的原来的行驶驱动模式。
由此,在生成目标路径P的情况下,若用户任意设定前轮增速模式、转弯制动模式以及前轮增速转弯制动模式中的任一模式而作为拖拉机1的行驶驱动模式,则目标路径生成部51B能够基于包含任意设定的拖拉机1的行驶驱动模式在内的各种任意设定信息而生成目标路径P,所以,在拖拉机1按照该目标路径P的始端侧转弯路径P2a或终端侧转弯路径P2d而转弯行驶的情况下,能够使拖拉机1根据任意设定的拖拉机1的行驶驱动模式而以前轮增速状态、转弯内侧制动状态以及前轮增速转弯内侧制动状态的任一状态行驶,能够减小拖拉机1的转弯半径。
也就是说,在生成目标路径P的情况下,若任意设定前轮增速模式、转弯制动模式以及前轮增速转弯制动模式中的任一模式而作为拖拉机1的行驶驱动模式,则目标路径生成部51B在前面叙述的第2区划处理中能够缩小生成方向转换路径P2的一对方向转换区域A2a、且扩大生成并列路径P1的往复行驶区域A2b。而且,与此相应地,能够扩大作业区域Aw,由此能够提高拖拉机1在自动行驶中进行作业时的作业效率。
此外,拖拉机1的行驶驱动模式可以构成为:不像上述那样由用户任意设定,而是由目标路径生成部51B自动设定最适合扩大作业区域Aw以实现作业效率的提高的行驶驱动模式。
此外,图5所示的目标路径P只不过是一例,目标路径生成部51B能够基于根据拖拉机1的机型、作业装置的种类等而不同的车身信息、以及根据田地A而不同的田地A的形状、大小等田地信息等,生成适合这些条件的各种目标路径P。
[车速控制处理]
然而,关于现有的自动行驶系统,在例如为了使作业车辆(拖拉机1)进行方向转换而从前进切换为后退的情况下,有时使作业车辆在对前进后退进行切换的目标位置的近前侧减速行驶以便在该目标位置处暂时停止。若进行这样的减速控制,则会产生方向转换耗费时间而导致作业效率降低的问题。另一方面,在不进行所述减速控制的情况下能够缩短方向转换所耗费的时间,但是,会产生如下问题:无法使作业车辆在目标位置停止,例如作业车辆会向田地外(田地外区域A1)脱离而停止自动行驶,其结果,导致作业效率降低。与此相对,本发明所涉及的自动行驶系统具备以下结构,从而能够适当地使作业车辆进行方向转换而提高作业车辆的作业效率。
目标路径生成部51B生成包括使拖拉机1在田地A前进的作业路径P1、以及使拖拉机1进行方向转换的方向转换路径P2在内的目标路径P。目标路径生成部51B为本发明的路径生成处理部的一例。例如图19A所示,目标路径P包括:并列的多个作业路径P1;以及用于供拖拉机1从一个作业路径P1向相邻的作业路径P1进行方向转换的方向转换路径P2。方向转换路径P2包括:从方向转换路径P2的始端位置p5将终端位置p6连结的始端侧转弯路径P2a;从终端位置p6将终端位置p7连结的右侧前进路径P2b;从终端位置p7将终端位置p8连结的左侧后退路径P2c;以及从终端位置p8将作业路径P1的始端位置p1连结的终端侧转弯路径P2d。
自动行驶控制部23F基于定位单元42的定位信息而使拖拉机1按照目标路径P自动行驶。另外,当拖拉机1在方向转换路径P2进行方向转换时,在对拖拉机1的前后方向进行切换的方向转换位置相对于拖拉机1即将到达所述方向转换位置之前的拖拉机1的行进方向侧的所述规定区域而小于规定距离的情况下,自动行驶控制部23F执行使得拖拉机1的目标速度趋向所述方向转换位置而减速的减速处理。所述方向转换位置为对拖拉机1行进的前后方向进行切换的位置,例如是从前进切换为后退的位置、或从后退切换为前进的位置。
另一方面,在拖拉机1的所述方向转换位置相对于拖拉机1即将到达所述方向转换位置之前的拖拉机1的行进方向侧的所述规定区域而达到所述规定距离以上的情况下,自动行驶控制部23F不执行所述减速处理。自动行驶控制部23F是本发明的行驶处理部的一例。
在此,本发明的所述规定区域例如为田地A外部的区域(田地外区域A1)。此外,所述规定区域并不限定于田地外区域A1,也可以是禁止例如拖拉机1重复行驶的作业完成区域,还可以是存在障碍物、入口用斜坡等的障碍物区域等。自动行驶控制部23F执行减速控制,以使得拖拉机1在进行方向转换时不会进入所述规定区域。
例如拖拉机1从方向转换路径P2的始端位置p5向右侧前进且以90度转弯而在始端侧转弯路径P2a上前进至终端位置p6,当到达终端位置p6时向右侧在右侧前进路径P2b上前进至终端位置p7(参照图19A)。拖拉机1到达终端位置p7时向左侧在左侧后退路径P2c上后退至终端位置p8(参照图19B)。拖拉机1到达终端位置p8时向右侧前进且以90度转弯而在终端侧转弯路径P2d上前进至作业路径P1的始端位置p1(参照图19C)。此外,图19A~图19C中举例示出了田地A的左侧的作业路径P1及方向转换路径P2,图20A~图20C中举例示出了田地A的右侧的作业路径P1及方向转换路径P2。
关于图19A~图19C所示的方向转换路径P2,当拖拉机1在接近田地外区域A1(田地A的左端部)的左侧后退路径P2c上后退行驶时,在对拖拉机1的前后方向进行切换的终端位置p8(方向转换位置)与拖拉机1即将到达终端位置p8之前的拖拉机1的行进方向侧(左侧)的田地外区域A1(田地A的左端部)之间的距离Lp小于规定距离Lth的情况下,自动行驶控制部23F执行使得拖拉机1的目标速度趋向终端位置p8而减速的减速处理。例如,自动行驶控制部23F以使得在左侧后退路径P2c上后退的拖拉机1在终端位置p8处变为零速状态(停止状态)的方式执行所述减速处理(参照图19C)。由此,能够防止拖拉机1向田地外区域A1脱离。此外,所述规定距离Lth基于方向转换路径P2(例如左侧后退路径P2c)的长度和拖拉机1的目标车速而预先设定。
另一方面,当拖拉机1在接近田地外区域A1(田地A的左端部)的左侧后退路径P2c上后退行驶时(参照图19B),在对拖拉机1的前后方向进行切换的终端位置p8(方向转换位置)与拖拉机1即将到达终端位置p8之前的拖拉机1的行进方向侧(左侧)的田地外区域A1(田地A的左端部)之间的距离Lp达到规定距离Lth以上的情况下,自动行驶控制部23F不执行所述减速处理。另外,当拖拉机1在不接近田地外区域A1(田地A的左端部)的右侧前进路径P2b上前进行驶时,自动行驶控制部23F不执行所述减速处理。在该情况下,自动行驶控制部23F使拖拉机1以规定的速度进行方向转换,并向拖拉机1输出在方向转换路径P2的规定位置处对前进后退进行切换的切换指示。由此,能够缩短拖拉机1的方向转换所耗费的时间。另外,即便例如拖拉机1在左侧后退路径P2c上后退而脱离到比作为目标的终端位置p8更靠左侧的位置,也能够防止其进入田地外区域A1。
同样地,关于图20A~图20C所示的方向转换路径P2,当拖拉机1在接近田地外区域A1(田地A的右端部)的右侧前进路径P2b上前进行驶时,在对拖拉机1的前后方向进行切换的终端位置p7(方向转换位置)与拖拉机1即将到达终端位置p7之前的拖拉机1的行进方向侧(右侧)的田地外区域A1(田地A的右端部)之间的距离Lp小于规定距离Lth的情况下,自动行驶控制部23F执行使得拖拉机1的目标速度趋向终端位置p7而减速的减速处理(参照图20B)。例如,自动行驶控制部23F以使得在右侧前进路径P2b上前进的拖拉机1在终端位置p7处变为零速状态(停止状态)的方式执行所述减速处理。由此,能够防止拖拉机1向田地外区域A1脱离。此外,所述规定距离Lth基于方向转换路径P2(例如右侧前进路径P2b)的长度和拖拉机1的目标车速而预先设定。此外,拖拉机1通过后退行驶而进行方向转换时的所述规定距离Lth(参照图19A~图19C)、与拖拉机1通过前进行驶而进行方向转换时的所述规定距离Lth(参照图20A~图20C)可以设定为互不相同的值。例如,所述规定距离Lth根据左侧后退路径P2c的长度和右侧前进路径P2b的长度而设定为不同的值。
另一方面,当拖拉机1在接近田地外区域A1(田地A的右端部)的右侧前进路径P2b上前进行驶时(参照图20A),在对拖拉机1的前后方向进行切换的终端位置p7(方向转换位置)与拖拉机1即将到达终端位置p7之前的拖拉机1的行进方向侧(右侧)的田地外区域A1(田地A的右端部)之间的距离Lp达到规定距离Lth以上的情况下,自动行驶控制部23F不执行所述减速处理。另外,当拖拉机1在不接近田地外区域A1(田地A的右端部)的左侧后退路径P2c上后退行驶时,自动行驶控制部23F不执行所述减速处理。在该情况下,自动行驶控制部23F使拖拉机1以规定的速度进行方向转换,并向拖拉机1输出在方向转换路径P2的规定位置处对前进后退进行切换的切换指示。由此,能够缩短拖拉机1的方向转换所耗费的时间。另外,即便例如拖拉机1在右侧前进路径P2b上前进而脱离到比作为目标的终端位置p7更靠右侧的位置,也能够防止其进入田地外区域A1。
此外,当拖拉机1在始端侧转弯路径P2a上前进时(参照图19及图20),虽然接近田地区域(田地A的上端部),但是,在该情况下,即将到达对拖拉机1的前后方向进行切换的终端位置p7之前的拖拉机1的行进方向变为右侧,所以,自动行驶控制部23F基于终端位置p7与田地A的右端部之间的距离Lp而决定是否进行所述减速处理。即,在该情况下,自动行驶控制部23F并非基于终端位置p7与田地A的上端部之间的距离而决定是否进行所述减速处理。此外,在即将到达对拖拉机1的前后方向进行切换的终端位置p7之前的拖拉机1的行进方向变为上侧的情况下,自动行驶控制部23F基于终端位置p7与田地A的上端部之间的距离而决定是否进行所述减速处理。
在此,方向转换路径P2并不限定于鱼尾状的方向转换路径。方向转换路径P2也可以是例如图21或图22所示的方向转换路径。
关于图21所示的方向转换路径P2,拖拉机1在作业路径P1上向左侧行驶而到达位置p11时停止作业并从位置11前进至位置12,当到达位置12时对前进后退进行切换而从位置p12后退至位置p13。拖拉机1到达位置p13时对前进后退进行切换而从位置p13向左侧前进且以90度转弯而前进至位置p14。拖拉机1到达位置p14时对前进后退进行切换而后退至位置p15,当到达位置p15时对前进后退进行切换而前进至位置p11。拖拉机1到达位置p11时在作业路径P1上前进并重新开始进行作业。
关于图21所示的方向转换路径P2,当拖拉机1在接近田地外区域A1(田地A的左端部)的左侧前进路径(位置p11至位置p12的路径)上前进行驶时,在对拖拉机1的前后方向进行切换的位置p12(方向转换位置)与拖拉机1即将到达位置p12之前的拖拉机1的行进方向侧(左侧)的田地外区域A1(田地A的左端部)之间的距离Lp小于规定距离Lth的情况下,自动行驶控制部23F执行使得拖拉机1的目标速度趋向位置p12而减速的减速处理。例如,自动行驶控制部23F以使得向左侧前进的拖拉机1在位置p12处变为零速状态(停止状态)的方式执行所述减速处理。另外,当拖拉机1在接近田地外区域A1(田地A的上端部)的上侧后退路径(位置p14至位置p15的路径)上后退行驶时,在对拖拉机1的前后方向进行切换的位置p15(方向转换位置)与拖拉机1即将到达位置p15之前的拖拉机1的行进方向侧(上侧)的田地外区域A1(田地A的上端部)之间的距离Lp小于规定距离Lth的情况下,自动行驶控制部23F执行使得拖拉机1的目标速度趋向位置p15而减速的减速处理。例如,自动行驶控制部23F以使得向上侧后退的拖拉机1在位置p15处变为零速状态(停止状态)的方式执行所述减速处理。由此,能够防止拖拉机1向田地外区域A1脱离。
另一方面,当拖拉机1在接近田地外区域A1(田地A的左端部或上端部)的左侧前进路径(位置p11至位置p12的路径)或上侧后退路径(位置p14至位置p15的路径)上行驶、且拖拉机1的位置p12或位置p15与田地外区域A1之间的距离Lp达到规定距离Lth以上时(例如,作业路径P12时),自动行驶控制部23F不执行所述减速处理。另外,当拖拉机1在不接近田地外区域A1(田地A的左端部或上端部)的右侧后退路径(位置p12至位置p13的路径)或左转弯路径(位置p13至位置p14的路径)上行驶时,自动行驶控制部23F不执行所述减速处理。在该情况下,自动行驶控制部23F使拖拉机1以规定的速度进行方向转换,并向拖拉机1输出在方向转换路径P2的规定位置处对前进后退进行切换的切换指示。由此,能够缩短拖拉机1的方向转换所耗费的时间。另外,即便例如拖拉机1在右侧后退路径上后退而脱离到比作为目标的位置p13更靠右侧的位置,也能够防止其进入田地外区域A1。另外,即便例如拖拉机1在作业路径P12的左侧前进路径(位置p11至位置p12的路径)上前进而脱离到比作为目标的位置p12更靠左侧的位置,也能够防止其进入田地外区域A1。
关于图22所示的方向转换路径P2,拖拉机1在作业路径P1上向左侧行驶而到达位置p21时停止作业并从位置21前进至位置22,当到达位置22时对前进后退进行切换而从位置p22向右侧后退且以90度转弯而后退至位置p23。拖拉机1到达位置p23时对前进后退进行切换而前进至位置p21。拖拉机1到达位置p21时在作业路径P1上前进并重新开始进行作业。
关于图22所示的方向转换路径P2,当拖拉机1在接近田地外区域A1(田地A的左端部)的左侧前进路径(位置p21至位置p22的路径)上前进行驶时,在对拖拉机1的前后方向进行切换的位置p22(方向转换位置)与拖拉机1即将到达位置p22之前的拖拉机1的行进方向侧(左侧)的田地外区域A1(田地A的左端部)之间的距离Lp小于规定距离Lth的情况下,自动行驶控制部23F执行使得拖拉机1的目标速度趋向位置p22而减速的减速处理。例如,自动行驶控制部23F以使得向左侧前进的拖拉机1在位置p22处变为零速状态(停止状态)的方式执行所述减速处理。另外,当拖拉机1在接近田地外区域A1(田地A的上端部)的上转弯路径(位置p22至位置p23的转弯路径)上后退行驶时,在对拖拉机1的前后方向进行切换的位置p23(方向转换位置)与拖拉机1即将到达位置p23之前的拖拉机1的行进方向侧(上侧)的田地外区域A1(田地A的上端部)之间的距离Lp小于规定距离Lth的情况下,自动行驶控制部23F执行使得拖拉机1的目标速度趋向位置p23而减速的减速处理。例如,自动行驶控制部23F以使得向上侧转弯的拖拉机1在位置p23处变为零速状态(停止状态)的方式执行所述减速处理。由此,能够防止拖拉机1向田地外区域A1脱离。
另一方面,当拖拉机1在接近田地外区域A1(田地A的左端部或上端部)的左侧前进路径(位置p21至位置p22的路径)或上转弯路径(位置p22至位置p23的路径)上行驶、且拖拉机1的位置p22或位置p23与田地外区域A1之间的距离Lp达到规定距离Lth以上时(例如,作业路径P12时),自动行驶控制部23F不执行所述减速处理。在该情况下,自动行驶控制部23F使拖拉机1以规定的速度进行方向转换,并向拖拉机1输出在方向转换路径P2的规定位置处对前进后退进行切换的切换指示。由此,能够缩短拖拉机1的方向转换所耗费的时间。另外,即便例如拖拉机1在作业路径P12的左侧前进路径(位置p21至位置p22的路径)上前进而脱离到比作为目标的位置p22更靠左侧的位置,也能够防止其进入田地外区域A1。
这样,拖拉机1的方向转换路径P2并未特别限定。另外,本发明的“作业车辆即将到达方向转换位置之前的所述作业车辆的行进方向侧的规定区域”中的“行进方向”包括:作业车辆(拖拉机1)前进时的前进方向、作业车辆后退时的后退方向、作业车辆一边前进一边转弯(前进转弯)时的前进方向、作业车辆一边后退一边转弯(后退转弯)时的后退方向。另外,“规定区域”为作业车辆沿所述行进方向行进(行驶)时进入的区域。此外,关于上述鱼尾状的方向转换路径(参照图6等),可以省略使拖拉机1延长至终端位置p4的第2前进路径P1c、以及使拖拉机1从终端位置p4至方向转换路径的始端位置p5而后退的中继后退路径P3。即,拖拉机1可以在作业路径P1上前进并到达始端位置p5之后在始端侧转弯路径P2a上转弯行驶。本发明可以应用于上述鱼尾状的方向转换路径、以及与该鱼尾不同的方向转换路径等。
这样,在使得拖拉机1在方向转换路径R2上以所述目标速度进行方向转换时拖拉机1进入田地外区域A1的情况下,自动行驶控制部23F执行所述减速处理。另一方面,在即便使得拖拉机1在方向转换路径R2上以所述目标速度进行方向转换而拖拉机1也未进入田地外区域A1的情况下,自动行驶控制部23F不执行所述减速处理。因而,根据本实施方式所涉及的自动行驶系统,能够适当地使拖拉机1进行方向转换而提高拖拉机1的作业效率。
在此,自动行驶控制部23F在拖拉机1到达规定位置时向拖拉机1输出对行进方向进行切换的切换指示。另外,自动行驶控制部23F向拖拉机1输出所述切换指示而使拖拉机1停止作业,并且使拖拉机1以直至目标位置为止的制动距离而行驶。所述制动距离为从使作业停止时的拖拉机1的位置起直至拖拉机1停止为止的行驶距离。
所述规定位置可以是拖拉机1获取所述切换指示而执行停止作业的动作(制动动作)从而使得车速变为零速状态的停止位置与目标位置一致的位置,也可以是相比该目标位置而向拖拉机1的行进方向侧延长的位置。
在此,在所述规定位置设定为比作业区域(各作业路径)的终端更靠近前侧的情况下,有时在作业区域的端部产生非作业区域。例如图7所示,在拖拉机1到达作业区域的终端之前输出所述切换指示,以使拖拉机1在获取前进后退的切换指示而使得车速变为零速状态时在终端位置p4处停止。由此,拖拉机1在获取到所述切换指示的时刻停止作业,所以,获取到所述切换指示的时刻的拖拉机1的位置至作业区域的端部的区域变为未作业区域。
为了削减所述未作业区域,自动行驶控制部23F可以构成为:当拖拉机1在作业区域一边前进行驶一边进行作业、且在非作业区域进行方向转换时,在拖拉机1在所述作业区域前进行驶的期间,不向拖拉机1输出所述切换指示。在该情况下,自动行驶控制部23F可以在旋耕装置3超出所述作业区域的时刻输出所述切换指示,也可以在旋耕装置3超出所述作业区域的时刻执行所述减速处理。
另外,当拖拉机1在后退路径P1b(参照图13)上后退且在作业始端位置pc开始作业时,也同样期望削减未作业区域。因而,自动行驶控制部23F可以进一步构成为:在拖拉机1在所述作业区域后退行驶的期间,不向拖拉机1输出所述切换指示。在该情况下,自动行驶控制部23F可以在旋耕装置3超出所述作业区域的时刻输出所述切换指示,也可以在旋耕装置3超出所述作业区域的时刻执行所述减速处理。
根据上述结构,能够削减非作业区域而可靠地在整个作业区域进行作业。另外,在形成为不使拖拉机1的车速在作业区域减速的结构的情况下,使得作业速度提高,所以,能够使得作业效率提高。
此外,自动行驶控制部23F可以进行脱离判定处理,在该脱离判定处理中,在拖拉机1按照并列路径P1的第2前进路径(作业路径)P1c自动行驶的期间,对基于拖拉机1的车速而计算出的制动距离、与前障碍物传感器86的检测信息中包含的拖拉机1至田地端的直线距离进行比较,由此判定有无拖拉机1向田地外区域A1脱离的可能性。而且,自动行驶控制部23F在脱离判定处理中判定为拖拉机1有可能向田地外区域A1脱离的情况下,使变速单元控制部23B等进行拖拉机1的减速处理,以便防止拖拉机1向田地外区域A1脱离。另外,自动行驶控制部23F在判定为拖拉机1有可能向田地外区域A1脱离、且判定为拖拉机1无法安全转弯的情况下,可以进行紧急停止处理。
另外,自动行驶控制部23F可以执行车速限制控制,在该车速限制控制中,在拖拉机1按照并列路径P1的第2前进路径(作业路径)P1c自动行驶的期间,以维持计算出的制动距离比直线距离减去脱离防止用的设定距离而得到的距离短的状态的方式,借助变速单元控制部23B而对拖拉机1的车速进行限制。
由此,虽然使得目标车速设定为高于方向转换路径P2等的速度的并列路径P1的第2前进路径(作业路径)P1c向田地端侧延长,但是,在脱离判定处理中判定为拖拉机1有可能向田地外区域A1脱离,从而能够防止因拖拉机1紧急停止而引起的作业效率的降低。
此外,本发明可以理解为由车载控制单元23执行所述减速处理的一部分或全部的方法(自动行驶方法)的发明、或用于使车载控制单元23执行该方法的一部分或全部的程序(自动行驶程序)的发明。另外,所述减速处理可以由一个或多个处理器执行。
例如,所述自动行驶方法是由一个或多个处理器执行如下处理的方法:生成包括使拖拉机1在田地A前进的作业路径P1、以及使拖拉机1进行方向转换的方向转换路径P2在内的目标路径P;对拖拉机1的位置进行测定;基于拖拉机1的位置而使拖拉机1按照目标路径P自动行驶;以及当拖拉机1在方向转换路径R2上进行方向转换时,在对拖拉机1的前后方向进行切换的方向转换位置相对于拖拉机1即将到达所述方向转换位置之前的拖拉机1的行进方向侧的所述规定区域而小于规定距离的情况下,执行使得拖拉机1的目标速度趋向所述方向转换位置而减速的减速处理。
另外,例如,所述自动行驶程序是使一个或多个处理器执行如下处理的程序:生成包括使拖拉机1在田地A前进的作业路径P1、以及使拖拉机1进行方向转换的方向转换路径P2在内的目标路径P;对拖拉机1的位置进行测定;基于拖拉机1的位置而使拖拉机1按照目标路径P自动行驶;以及当拖拉机1在方向转换路径P2上进行方向转换时,在对拖拉机1的前后方向进行切换的方向转换位置相对于拖拉机1即将到达所述方向转换位置之前的拖拉机1的行进方向侧的所述规定区域而小于规定距离的情况下,执行使得拖拉机1的目标速度趋向所述方向转换位置而减速的减速处理。所述自动行驶程序非临时地记录于例如CD或DVD等计算机可读取记录介质,并由拖拉机1具备的CD驱动器或DVD驱动器等读取装置(未图示)读取且存储于车载存储部23G。此外,所述自动行驶程序可以从服务器(未图示)经由通信网N1而下载至拖拉机1且存储于车载存储部23G。车载控制单元23根据所述自动行驶程序执行各种处理而作为所述各种处理部发挥功能。
[其他实施方式]
对本发明的其他实施方式进行说明。
此外,以下说明的各其他实施方式的结构并不局限于分别单独地应用,还能够与其他其他实施方式的结构组合而应用。
(1)自动行驶系统可以具备定位单元、目标路径生成部以及控制单元。所述定位单元对在后部配备有能够切换为作业状态和非作业状态的作业装置的作业车辆的位置进行测定。所述目标路径生成部生成能够使所述作业车辆自动行驶的目标路径。所述控制单元基于所述定位单元的定位信息而使所述作业车辆按照所述目标路径自动行驶。所述目标路径中包括:使所述作业装置被切换为所述作业状态的所述作业车辆前进的作业路径;以及使所述作业装置被切换为所述非作业状态的所述作业车辆进行方向转换的方向转换路径。所述目标路径生成部通过将隔开规定间隔地并列配置的多个所述作业路径借助多个所述方向转换路径并按照所述作业车辆的行驶顺序而连接的路径设定来生成所述目标路径。另外,所述目标路径生成部生成如下第1后退路径:使所述作业路径的终端侧以规定长度而延长,将所述作业路径生成为其终端侧以所述规定长度而进入所述方向转换路径侧的长度,并且使所述作业车辆从延长后的所述作业路径的终端位置至所述方向转换路径的始端位置而后退。另外,所述控制单元基于供所述作业车辆行驶的路径从所述作业路径向所述第1后退路径的切换而将所述作业装置从所述作业状态切换为所述非作业状态。
(2)所述规定长度可以设定为基于所述作业车辆具备的行驶装置至所述作业装置的分离距离的长度。
(3)所述目标路径生成部可以以使得方向转换后的所述作业车辆到达所述作业路径的始端位置时的所述作业装置的位置、与所述作业车辆到达延长后的所述作业路径的终端位置时的所述作业装置的位置一致的方式设定所述作业路径的始端位置。
(4)所述目标路径生成部可以生成:从所述方向转换路径的终端位置越过所述作业路径的始端位置而延长的非作业路径;以及使所述作业车辆从所述非作业路径的后端位置至所述作业路径的始端位置而后退的第2后退路径。
(5)所述目标路径生成部可以在相对于所述作业路径的终端位置而以与所述作业路径上的所述作业车辆的目标车速相应的制动距离更靠近前侧的位置处设定随着所述作业车辆的到达而将供所述作业车辆行驶的路径从所述作业路径切换为所述第1后退路径的切换位置。
(6)所述控制单元使所述目标车速随着所述作业车辆接近所述作业路径的终端位置而降低。
(7)对于拖拉机1的结构可以进行各种变更。例如,作为行驶装置,拖拉机1可以构成为具备左右的前轮10、以及取代左右的后轮11的左右的履带的半履带规格。例如,作为行驶装置,拖拉机1可以构成为具备左右的履带而取代左右的前轮10及左右的后轮11的全履带规格。在上述结构中,可以考虑基于各履带的后端至旋耕装置3等作业装置的分离距离而设定使得各第2前进路径(作业路径)P1c延长的规定长度L4。例如,作为原动力部,拖拉机1可以构成为具备电动马达而取代发动机的电动规格。例如,作为原动力部,拖拉机1可以构成为具备发动机和电动马达的混合动力规格。
(8)后轮(行驶装置)11至旋耕装置3的第2分离距离L2例如可以设定为后轮11的接地面后端至旋耕装置3的作业位置的距离。在该情况下,使得各第2前进路径(作业路径)P1c延长的规定长度L4可以设定为与第2分离距离L2相同的长度。
(9)如图23所示,可以在各并列路径P1的第2前进路径(作业路径)P1c、且在相对于第2前进路径P1c的终端位置p4而以与第2前进路径P1c上的拖拉机1的目标车速相应的制动距离La更靠近前侧的位置处设定随着拖拉机1的到达而将供拖拉机1行驶的路径从第2前进路径P1c切换为中继后退路径P3的切换位置p10。
对上述其他实施方式(9)进行说明,在对拖拉机1进行前进后退切换操作的情况下,在开始前进后退的切换操作之后直至结束该操作为止的期间,需要允许拖拉机1移动的距离(前进后退切换用的制动距离)。因而,如上述实施方式举例所示那样,若设定为在拖拉机1到达第2前进路径P1c的终端位置p4时供拖拉机1行驶的路径从第2前进路径P1c切换为中继后退路径P3,则拖拉机1无需从第2前进路径P1c的终端位置p4以与制动距离对应的量而超越(overrun)。而且,拖拉机1的车速越快,该超越距离越长,所以,第2前进路径P1c上设定的拖拉机1的目标车速越块,越会导致不必要的超越所引起的作业效率的降低等。
因此,在上述其他实施方式(9)中,如图23所示,在相对于第2前进路径P1c的终端位置p4而以前面叙述的制动距离更靠近前侧的位置处设定前面叙述的切换位置p10,由此,能够防止拖拉机1不必要地从第2前进路径P1c的终端位置p4超越,从而能够避免不必要的超越所引起的作业效率的降低等。
此外,除各并列路径P1的第2前进路径(作业路径)P1c以外,上述其他实施方式(9)还可以应用于与拖拉机1的前进后退切换相关的各并列路径P1的第1前进路径P1a、后退路径P1b、各中继后退路径P3、以及各方向转换路径P2的右侧前进路径P2b、左侧后退路径P2c。
(10)然而,仅如上述其他实施方式(9)举例所示那样设定切换位置p10,就能够如前面叙述的那样使自动行驶控制部23F基于供拖拉机1行驶的路径从第2前进路径P1c向中继后退路径P3的切换而将旋耕装置3从作业状态切换为非作业状态,所以,第2前进路径P1c上的目标车速越快,拖拉机1在第2前进路径P1c上自动行驶的过程中进行作业的距离越短。
因此,在上述其他实施方式(10)中,在上述其他实施方式(9)的基础上,构成为:随着拖拉机1接近第2前进路径P1c的终端位置p4,自动行驶控制部23F进行使作业路径上的目标车速降低的目标车速降低处理。
由此,拖拉机1越接近第2前进路径P1c的终端位置p4,越能够降低拖拉机1的车速,能够缩短前面叙述的制动距离La。其结果,能够增大拖拉机1在各第2前进路径P1c上自动行驶的过程中进行作业的距离。
因此,不会导致拖拉机1从第2前进路径P1c超越所引起的作业效率的降低等,能够扩大拖拉机1在自动行驶的过程中进行作业时的作业区域Aw,由此能够提高作业效率。
(11)在上述其他实施方式(10)中,在上述其他实施方式(9)举例所示的结构的基础上,举例示出了自动行驶控制部23F进行目标车速降低处理的结构,但是,可以取而代之地构成为:自动行驶控制部23F基于拖拉机1到达切换位置p10时的车速传感器22E的检测而计算拖拉机1到达切换位置p10之后直至切换为后退状态为止所需的制动时间,在拖拉机1到达切换位置p10之后经过了制动时间的定时、或在比经过制动时间时稍靠前的定时,将拖拉机1的行驶状态从作业行驶状态切换为非作业行驶状态。
由此,即便在拖拉机1到达切换位置p10之后,在直至经过制动时间为止的期间、或比经过制动时间的时刻稍靠前的期间,也能够将拖拉机1维持为作业行驶状态,由此能够实现作业区域Aw的扩大所带来的作业效率的提高。
(12)在上述其他实施方式(9)举例所示的结构的基础上,自动行驶控制部23F可以构成为:在拖拉机1到达切换位置p10时。开始进行基于车速传感器22E的检测而将拖拉机1的行驶状态从作业行驶状态切换为非作业行驶状态的行驶状态切换控制,在该行驶状态切换控制中,基于车速传感器22E的检测而在监测到拖拉机1从前进状态切换为后退状态的定时将拖拉机1的行驶状态从作业行驶状态切换为非作业行驶状态。
由此,即便在拖拉机1到达切换位置p10之后,在直至拖拉机1实际开始后退为止的期间,也能够将拖拉机1维持为作业行驶状态,由此能够实现作业区域Aw的扩大所带来的作业效率的提高。

Claims (10)

1.一种自动行驶方法,其特征在于,
所述自动行驶方法执行如下步骤:
生成包括使作业车辆在田地前进的作业路径、以及使所述作业车辆进行方向转换的方向转换路径在内的目标路径;
对所述作业车辆的位置进行测定;
基于所述作业车辆的位置而使所述作业车辆按照所述目标路径自动行驶;以及
当所述作业车辆在所述方向转换路径上进行方向转换时,在对所述作业车辆的前后方向进行切换的方向转换位置相对于所述作业车辆即将到达所述方向转换位置之前的所述作业车辆的行进方向侧的所述规定区域而小于规定距离时,执行使得所述作业车辆的目标速度趋向所述方向转换位置而减速的减速处理。
2.根据权利要求1所述的自动行驶方法,其特征在于,
在所述作业车辆的所述方向转换位置相对于所述作业车辆即将到达所述方向转换位置之前的所述作业车辆的行进方向侧的所述规定区域而达到所述规定距离以上的情况下,不执行所述减速处理。
3.根据权利要求1或2所述的自动行驶方法,其特征在于,
在使所述作业车辆在所述方向转换路径上以所述目标速度进行方向转换时所述作业车辆进入所述规定区域的情况下,执行所述减速处理。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的自动行驶方法,其特征在于,
在即便使所述作业车辆在所述方向转换路径上以所述目标速度进行方向转换而所述作业车辆也未进入所述规定区域的情况下,不执行所述减速处理。
5.根据权利要求4所述的自动行驶方法,其特征在于,
当所述作业车辆到达规定位置时,向所述作业车辆输出对行进方向进行切换的切换指示。
6.根据权利要求5所述的自动行驶方法,其特征在于,
向所述作业车辆输出所述切换指示而使所述作业车辆停止作业,并且使所述作业车辆以直至目标位置为止的制动距离而行驶。
7.根据权利要求5或6所述的自动行驶方法,其特征在于,
当所述作业车辆在作业区域一边前进行驶一边进行作业、且在非作业区域进行方向转换时,在所述作业车辆在所述作业区域前进行驶的期间,不向所述作业车辆输出所述切换指示。
8.根据权利要求7所述的自动行驶方法,其特征在于,
在所述作业车辆进一步在所述作业区域后退行驶的期间,不向所述作业车辆输出所述切换指示。
9.一种自动行驶系统,其特征在于,
所述自动行驶系统具备:
路径生成处理部,其生成包括使作业车辆在田地前进的作业路径、以及使所述作业车辆进行方向转换的方向转换路径在内的目标路径;
定位处理部,其对所述作业车辆的位置进行测定;以及
行驶处理部,其基于所述定位处理部的定位信息而使所述作业车辆按照所述目标路径自动行驶,
当所述作业车辆在所述方向转换路径上进行方向转换时,在对所述作业车辆的前后方向进行切换的方向转换位置相对于所述作业车辆即将到达所述方向转换位置之前的所述作业车辆的行进方向侧的所述规定区域而小于规定距离时,所述行驶处理部执行使得所述作业车辆的目标速度趋向所述方向转换位置而减速的减速处理。
10.一种自动行驶程序,其中,
所述自动行驶程序使一个或多个处理器执行如下处理:
生成包括使作业车辆在田地前进的作业路径、以及使所述作业车辆进行方向转换的方向转换路径在内的目标路径;
对所述作业车辆的位置进行测定;
基于所述作业车辆的位置而使所述作业车辆按照所述目标路径自动行驶;以及
当所述作业车辆在所述方向转换路径上进行方向转换时,在对所述作业车辆的前后方向进行切换的方向转换位置相对于所述作业车辆即将到达所述方向转换位置之前的所述作业车辆的行进方向侧的所述规定区域而小于规定距离时,执行使得所述作业车辆的目标速度趋向所述方向转换位置而减速的减速处理。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021040603A (ja) * 2019-09-13 2021-03-18 株式会社 神崎高級工機製作所 自動走行機能付き芝刈車両
JP2023097950A (ja) * 2021-12-28 2023-07-10 株式会社クボタ 農作業支援システム、農業機械、農作業支援装置
WO2024004911A1 (ja) * 2022-06-28 2024-01-04 株式会社クボタ 作業車両

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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US10266201B2 (en) * 2015-11-19 2019-04-23 Agjunction Llc K-turn path controller
JP6531055B2 (ja) * 2016-03-24 2019-06-12 ヤンマー株式会社 経路生成装置
JP6737299B2 (ja) * 2018-03-16 2020-08-05 井関農機株式会社 作業車両
JP7044664B2 (ja) * 2018-08-24 2022-03-30 ヤンマーパワーテクノロジー株式会社 自動走行システム

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