JP2020074127A - 作業車協調システム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の作業車が協調しながら作業地で行う協調走行作業において、各作業車の走行作業を規定する走行作業パラメータが簡単かつ確実に設定されること。【解決手段】各作業車に備えられ少なくとも親作業車と子作業車との間でデータ通信を行う通信処理部７２と、少なくとも親作業車に備えられ、各作業車の走行作業を決定する走行作業パラメータの間の相違を示す相違データを生成する相違データ生成部４３と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、複数の作業車が協調しながら作業地で行う協調走行作業を管理する作業車協調システムに関する。

特許文献１には、親作業車とこの親作業車に倣う無人操縦式の子作業車とによって対地作業を行う作業車協調システムが開示されている。このシステムでは、親作業車の位置である親位置を検出する親位置検出モジュールと、子作業車の位置である子位置を検出する子位置検出モジュールと、親作業車の走行軌跡から子作業車の目標走行位置を算定する子走行目標算定部と、親作業車によって実行された作業運転に関する親作業運転パラメータを親位置にリンクさせて生成する親パラメータ生成部と、親作業運転パラメータに基づいて子作業車の対応する目標走行位置にリンクさせた子作業車のための子作業運転パラメータを生成する子パラメータ生成部と、子位置と目標走行位置と前記子作業運転パラメータに基づいて前記子作業車を無人操縦する操縦制御部とが備えられている。親作業車で実行された作業運転に関する親作業運転パラメータが親作業車の位置とリンクされた形で生成され、さらに、この親作業運転パラメータに基づいて、親作業車の位置に対応する子作業車の目標走行位置にリンクさせた子作業車のための子作業運転パラメータが生成される。
これにより、子作業車は、作業運転パラメータと子位置と目標走行位置に基づいて作業車の作業運転に忠実に倣った作業運転を行うことができる。

特開２０１５−１８８３５１号公報

圃場作業を行う耕耘トラクタや田植機などの農用作業車では、旋回操作、加減速操作、装備している作業装置（耕耘装置や苗植付装置など）の昇降操作、伝動クラッチのＯＮ／ＯＦＦ操作などを走行中に行うだけでなく、走行作業開始前に、走行作業を規定する各種設定（パラメータ設定）を初期設定として行う必要がある。この各種設定には、車速、エンジン回転数、装備している作業装置の姿勢や位置、旋回時の操向輪切れ角などが含まれる。このような各種設定が、協調作業を行う作業車の間で異なっていた場合、所望の品質の走行作業結果が得られないという問題が生じる。協調作業を行う作業車の間で作業車仕様や作業装置仕様が異なっている場合には、できるだけ同じ作業結果が得られるように、協調作業を行う作業車間で整合化された設定を行う必要もある。しかしながら、このような初期設定を一旦行っても、その後その設定が不測に変更されてしまうこともあり、協調作業を行う作業車の間で各種設定を一致させておくことは容易なことではない。特に、自動で走行作業する場合には、作業開始時に、全ての作業車に対して各種設定を人為的に点検する必要があり、手間のかかる作業となる。
上述した実情に鑑み、複数の作業車が協調しながら作業地で行う協調走行作業において、各作業車の走行作業を規定することになる走行作業パラメータが簡単かつ確実に設定され、維持される技術が要望されている。

本発明による、複数の作業車が協調しながら作業地で行う協調走行作業を管理する作業車協調システムは、各作業車の走行作業を決定する走行作業パラメータを設定するために各作業車が有する走行作業パラメータ設定部と、前記複数の作業車の間でデータ通信を行う通信処理部と、各作業車において設定された走行作業パラメータを取得する走行作業パラメータ取得部と、各作業車において設定された前記走行作業パラメータの間の相違を示す相違データを生成する相違データ生成部と、前記相違データを報知する報知部とを備えている。

この構成によれば、走行作業パラメータ取得部は、各作業車の走行作業パラメータ設定部に設定されている走行作業パラメータをデータ通信によって取得する。取得された各作業車の走行作業パラメータに相違があれば、その相違を示す相違データが相違データ生成部によって生成される。例えば、定車速走行作業における車速や装備している作業装置の位置(姿勢)などに関する設定パラメータに相違があれば、当該設定パラメータを特定するデータが相違データとして生成される。その際、各走行作業パラメータに基準値があれば、その基準値から許容範囲を超えた値が設定されている作業車を特定するデータと、当該走行作業パラメータを特定するデータとが関係付けられて、相違データとして生成される。そのような基準値は、管理センタ等からデータ通信によって相違データ生成部に送られるように構成してもよい。また、複数の作業車が、マスタ作業車（親作業車）とスレーブ作業車（子作業車）とに分かれて機能している場合は、マスタ作業車の走行作業パラメータ設定部に設定されている各走行作業パラメータ値を基準値として用いてもよい。生成された相違データが、報知部によって報知されることで、協調走行作業として不適切な値が設定されている走行作業パラメータは、他の作業車との整合するように修正される。

この作業車協調システムによって管理される作業車は、基本的には、車体と、この車体に装備される走行機構及び作業装置とからなる。走行機構には、エンジン、トランスミッション、車輪が含まれる。したがって、設定される走行作業パラメータは、走行系パラメータと作業系パラメータに分けることができる。走行系パラメータには、エンジン回転数、変速段、車速、旋回時切れ角などが含まれる。作業系パラメータには、作業装置の対地位置や姿勢、作業幅などが含まれる。

相違データを報知部によって報知し、運転者や管理者に走行作業パラメータの修正を促す場合、運転者や管理者等の負担が大きくなる。このため、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記相違データに基づいて各作業車における走行作業パラメータの相違を整合する整合データを生成する整合データ生成部が備えられ、前記整合データに基づいて該当する走行作業パラメータが修正されるように構成されている。この構成では、各作業車における走行作業パラメータの相違を整合する自車整合データが相違データに基づいて生成され、この自車整合データに基づいて、間違って設定されている走行作業パラメータが修正されるので、運転者や管理者には負担が軽減される。この自車整合データの生成時においても、上述したように、マスタ作業車で設定された走行作業パラメータにスレーブ作業車の走行作業パラメータを合わせるようにしてもよいし、基準値に合わせるようにしてもよい。さらに、作業車間で走行作業仕様の違いがあれば、各作業車の走行作業仕様の違いを考慮して、走行作業結果ができるだけ近似するように各作業車の走行作業パラメータを整合する自車整合データが、生成される。

上述したような走行作業パラメータの相違を検出し修正することで、各作業車の走行作業結果を整合する協調制御管理処理が、走行作業結果前のみならず、走行作業結果後においても続行されると、走行作業中において不測に生じた走行作業パラメータの設定変更に起因する問題を解消することができる。

本願発明は、上述した作業車協調システムだけでなく、この作業車協調システムの技術思想を採用して、この作業車協調システムに組み込まれる作業車も対象としている。そのような、本発明による作業車は、他作業車と協調して同一の作業地の走行作業を行う作業車であり、走行にともなって対地作業を行う作業装置と、走行作業を規定する走行作業パラメータを自車走行作業パラメータとして設定する走行作業パラメータ設定部と、前記他作業車との間でデータ通信を行う通信処理部と、前記他作業車において設定された走行作業パラメータである他車走行作業パラメータを取得する走行作業パラメータ取得部と、前記自車走行作業パラメータと前記他車走行作業パラメータとの相違を自車側で整合する自車整合データまたは前記相違を他作業車側で整合する他車整合データあるいはその両方を生成する整合データ生成部と、前記自車整合データに基づいて前記自車走行作業パラメータを修正するパラメータ修正部とを備えている。

この構成による作業車は、上述した作業車協調システムが、マスタ作業車（親作業車）とスレーブ作業車（子作業車）とから構成される場合、マスタ作業車（親作業車）として機能することができる。その際、走行作業を規定する走行作業パラメータが自車走行作業パラメータとして走行作業パラメータ設定部に設定される。通常、複数の作業車で協調して走行作業を行う場合、走行作業パラメータの設定は、作業対象となる作業地における所定の作業開始位置に到達するまでに、あるいは到達してから作業開始するまでに行われる。他作業車（スレーブ作業車、子作業車）で設定された走行作業パラメータは、他車走行作業パラメータとして、走行作業パラメータ取得部によって取得される。整合データ生成部は、自車走行作業パラメータと他車走行作業パラメータとの間に相違があれば、その相違を整合するための整合データを生成する。整合データには、自車走行作業パラメータを整合するための自車整合データと、他車走行作業パラメータを整合するための他車整合データとに分けられる。各作業車には、整合データに基づいて自己の走行作業パラメータを修正するパラメータ修正部が備えられている。これにより、この協調走行作業に参加する全ての作業車における走行作業パラメータが、同一またはほぼ同一に設定され、全ての作業車が、同じ走行作業結果を生み出すことができる。

基本的には、他作業車（スレーブ作業車、子作業車）は、自作業車（マスタ作業車、親作業車）で設定された走行作業パラメータに合わせるように協調制御されるが、走行作業パラメータには多種のパラメータが含まれており、作業車の独自仕様に関係する走行作業パラメータによっては、独自の設定を採用したほうがよい。このため、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記自車走行作業パラメータと前記他車走行作業パラメータとの相違を整合する際に、走行作業パラメータの種別に応じて、自車側での整合を優先する自車整合優先モードまたは他作業車側での整合を優先する他車整合優先モードが選択可能である。

作業地が広大な場合、作業地の位置によって、地面の傾斜や地面の硬さ、農作業地であれば農産物の生育状況がかなり異なるので、全領域を同じ走行作業パラメータで行うには無理がある。このため、本発明の好適な実施形態の１つでは、衛星測位モジュールからの測位データに基づいて自車位置を算出する位置算出部が備えられ、前記走行作業パラメータは前記作業地を区分けしている領域毎に設定可能に構成される。

この協調走行作業を行う作業車には、走行系要素（エンジン、トランスミッション、車輪）からなる走行機構の仕様が他とは異なる作業車や、作業系要素としての作業装置の仕様が他とは異なる作業車が、参加する可能性がある。このため、走行作業パラメータは、車速とエンジン回転数と旋回時切れ角を含む走行パラメータと、作業装置の対地位置や姿勢、作業幅などに関する作業パラメータとに分けることが好ましい。

目標とする走行作業が実現されるように、走行作業パラメータが、実際の走行作業の前に設定される。しかしながら、実際に走行作業を開始すれば、設定された走行作業パラメータで実現する走行作業結果が、目標とする走行作業結果から外れることがある。このような設定された走行作業パラメータによって期待される走行作業結果と実際の走行作業結果の違いは作業車毎に異なる。このため、そのような違いをなくする走行作業パラメータの補正は個別に行うことが好ましい。本発明の好適な実施形態の１つでは、設定された前記走行作業パラメータでの走行作業の実施にともなって得られる実施結果に基づいて、作業車毎に個別に前記走行作業パラメータの補正する個別補正値を算定する個別補正部が備えられている。この構成によって、走行作業の途中において、できるだけ目標とする走行作業結果が得られるように、必要となった走行作業パラメータの作業車毎の個別の補正が行われる。その際、この個別の補正が、設定された走行作業パラメータはそのままで、各制御機器に出力される走行作業パラメータを加減するように行われると、この個別の補正が他の作業車に設定されている走行作業パラメータに影響を及ぼすことがないので、協調管理されている走行作業パラメータの管理上、好都合である。

本発明の作業車協調システムにおける走行作業パラメータ設定制御の基本的な流れを説明する模式図である。 マスタ作業車とスレーブ作業車からなる作業車協調システムにおける走行作業パラメータ設定制御の基本的な流れを説明する模式図である。 作業車協調システムにおける作業車の実施形態の１つである耕耘装置付きトラクタの側面図である。 トラクタの制御系を説明するための機能ブロック図である。 同じ圃場に対して協調走行作業を行う際の親作業車とこの親作業車に追従する子作業車とにおける走行作業パラメータの設定制御の一例を示すフローチャート図である。 同じ圃場に対して協調走行作業を行う際の親作業車とこの親作業車に追従する子作業車とにおける走行作業パラメータの設定制御の一例を示すフローチャート図である。

本発明による作業車協調システムの具体的な実施形態を説明する前に、図１を用いて、作業車協調システムにおける走行作業パラメータ設定制御の基本的な流れを説明する。図１では、作業車協調システムに参加している複数の作業車として、第１作業車、第２作業車、第３作業車が示され、作業車協調システムの中枢制御ユニットとして、パラメータ設定ユニットＰＵと協調管理ユニットＣＵとが示されている。図１の例では、パラメータ設定ユニットＰＵは各作業車に備えられ、協調管理ユニットＣＵは、管理センタに設置された管理コンピュータに構築されている。作業車が親作業車（マスタ作業車）と子作業車（スレーブ作業車）とからなる場合、親作業車に協調管理ユニットＣＵを備えることも可能である。なお、図では、走行作業パラメータはＲＷＰ、データはＤ、パラメータはＰと略称されている。

この例での作業車は、エンジンや走行機構（トランスミッション、操向輪、駆動輪など）１０を装備する車体１と、車体１に取り付けられた作業装置３０とからなる。作業車は、車体１の走行にともなって、作業装置３０が駆動することで、作業地に対する走行作業が行われる。図１での協調走行作業では、第１作業車が親作業車で、第２作業車と第３作業車が子作業車として機能する。親作業車と子作業車は、互いの走行作業跡をわずかにオーバーラップさせて走行することで、１台の作業車での作業幅のほぼ三倍の作業幅で走行作業を行うことができる。

図１での例では、作業地における親作業車の走行経路は、走行作業前に決定されており、決定された走行作業開始点から自動操舵または手動操舵で運転される。ここでは、親作業車は手動操舵で運転され、子作業車が自動操舵で運転されるとする。つまり、親作業車の走行軌跡に基づいて、子作業車の目標走行経路が算出され、子作業車の走行軌跡がその目標走行経路に一致するように自動操舵される。この自動操舵の方法は、上述した特許文献１や特願２０１４−１７８７５９号に詳しく説明されている。

各作業車が、作業地の走行作業開始点に到達する前に、または走行作業開始点に到達してから走行作業を開始する前に、パラメータ設定ユニットＰＵと協調管理ユニットＣＵとによる走行作業パラメータの設定処理が実行される。

各作業車に備えられているパラメータ設定ユニットＰＵには、作業車の走行作業を規定する走行作業パラメータを設定する走行作業パラメータ設定部４１が備えられている。設定された走行作業パラメータは、パラメータ設定ユニットＰＵ側の通信処理部７１と協調管理ユニットＣＵ側に通信処理部７２との間のデータ通信によって、協調管理ユニットＣＵに転送される。協調管理ユニットＣＵには、走行作業パラメータ取得部４２と相違データ生成部４３とが備えられている。

走行作業パラメータ取得部４２は、各作業車のパラメータ設定ユニットＰＵで設定された走行作業パラメータを取得する。相違データ生成部４３は、走行作業パラメータ取得部４２で取得された各作業車で設定された走行作業パラメータの間で相違があれば、作業車毎にその相違を示す相違データを生成する。この各作業車間での走行作業パラメータの相違は、種々の方法で検知される。その１つの例は、特定の作業車によって設定された走行作業パラメータの値を基準値とし、その基準値から許容範囲以上はずれた場合に相違ありとみなされる方法である。他の１つの例は、行うべき走行作業に対して、前もって決定されている値を基準値とし、その基準値から許容範囲以上はずれた場合に相違ありとみなされる方法である。生成された相違データは、該当する作業車のパラメータ設定ユニットＰＵに転送される。パラメータ設定ユニットＰＵには報知部５６が備えられており、受け取った相違データの内容を聴覚的な手段や視覚的な手段によって報知する。この報知内容に基づいて、作業車の運転者または監視者は、修正の必要な走行作業パラメータを再設定することができる。

相違データに基づく走行作業パラメータの再設定は自動的に行うことができる。このために、図１の例では、協調管理ユニットＣＵには整合データ生成部４４が備えられ、各作業車のパラメータ設定ユニットＰＵには、パラメータ修正部（図ではＰ修正部と略称されている）４５が備えられている。整合データ生成部４４は、相違データに基づいて各作業車における走行作業パラメータの相違を整合する整合データを生成する。生成された整合データが、該当する作業車のパラメータ設定ユニットＰＵに転送されると、その整合データに基づいて、修正の必要な走行作業パラメータをパラメータ修正部４５が修正することで、作業パラメータが再設定される。

図１の例では、パラメータ設定ユニットＰＵに、さらに個別補正部４６が備えられている。設定された走行作業パラメータで実際に走行作業を行った際に得られる検出データから求められる走行作業結果と、設定された走行作業パラメータから期待される走行作業結果が違ってくる場合がある。この違いは作業車毎に発生するので、この違いを解消する走行作業パラメータの補正は、作業車毎に、個別に行う必要がある。個別補正部４６は、この違いを解消するための個別補正値を算出し、走行作業パラメータ設定部４１に与える。
走行作業パラメータ設定部４１は、設定されている走行作業パラメータを個別補正値で加減調整し、該当する制御動作機器に与える。

図１を用いて説明した作業車協調システムにおいて、協調管理ユニットＣＵは、作業車の外部に構築することができる。例えば、この作業車協調システムに基づく走行作業を監視している監視者や作業車の内の一台に乗り込んでいる運転者が携帯するデータ通信可能なコンピュータやスマートフォン、あるいは管理センタに設置された管理コンピュータに構築することができる。また、複数の作業車をマスタ作業車とスレーブ作業車とに分ける場合、協調管理ユニットＣＵは、マスタ作業車の制御ユニットに、パラメータ設定ユニットＰＵとともに構築することも可能であり、図２にその一例が模式的に示されている。

図２では、説明の都合上、マスタ作業車を自作業車または自車と称し、スレーブ作業車を他作業車または他車と称している。自作業車の制御ユニットには、協調管理ユニットＣＵとパラメータ設定ユニットＰＵとが構築されており、他作業車の制御ユニットには、パラメータ設定ユニットＰＵが構築されている。

自作業車には、自車のための走行作業パラメータを設定するための走行作業パラメータ設定部４１と、他車で設定された走行作業パラメータをそれぞれの通信処理部７１と７２とを介して取得する走行作業パラメータ取得部４２が備えられている。さらに、相違データ生成部４３と、整合データ生成部４４と、パラメータ修正部４５と、個別補正部４６とが備えられている。他作業車にも、走行作業パラメータ設定部４１と、パラメータ修正部４５と、個別補正部４６とが備えられている。他作業車の走行作業パラメータ設定部４１は、設定した走行作業パラメータを他車走行作業パラメータとして、自作業車に転送する機能を有する。

自作業車に備えられている相違データ生成部４３は、走行作業パラメータ設定部４１で設定された走行作業パラメータである自車走行作業パラメータと、他車から転送されてきた他車走行作業パラメータとの相違を示す相違データを生成する。整合データ生成部４４は、相違データに示された相違を整合するための整合データを生成する。整合データ生成部４４は、相違データ生成部４３の機能を組み入れることも可能である。自車走行作業パラメータと他車走行作業パラメータとの相違を整合する方法として、自車走行作業パラメータを調整する方法、他車走行作業パラメータを調整する方法、自車と他車の両方の走行作業パラメータを調整する方法などがある。予め採用する方法を決めておいてもよいが、走行作業の内容、調整が必要な走行作業パラメータの種類、各作業車の仕様などによって、いずれかの方法が選択されるようにルール化しておくことも可能である。

他車走行作業パラメータを調整する場合には、他車整合パラメータが生成され、該当する他車のパラメータ修正部４５に転送される。自車走行作業パラメータを調整する場合には、自車整合パラメータが生成され自車のパラメータ修正部４５に転送される。パラメータ修正部４５と個別補正部４６との機能は、図１を用いて既述した通りである。

基本的には、他作業車は、自作業車で設定された走行作業パラメータに合わせるように協調制御されるが、作業車の独自仕様に関係する走行作業パラメータによっては、作業車毎に、独自の設定を採用したほうがよい場合がある。その際には、自車走行作業パラメータと他車走行作業パラメータとの相違を整合する際に、特定の走行作業パラメータに、自車側での整合を優先する自車整合優先モードまたは自車優先と他作業車側での整合を優先する他車整合優先モードを与えることが可能である。つまり、走行作業パラメータの種別に応じていずれかの優先モードが選択される。

次に、本発明による作業車の具体的な実施形態の１つを説明する。この実施形態では、作業車は、図３に示されているように、畦などによって境界づけられた圃場（作業地）に対して耕耘作業などの農作業を行うトラクタである。このトラクタは、走行機構１０を構成する前輪１１と後輪１２とによって支持された車体１を備えている。車体１の前部にエンジン３２が搭載され、車体１の後部に油圧式の昇降機構３１を介してロータリ耕耘装置である作業装置３０が装備されている。車体１の中央部には操縦部２０が形成されている。走行機構１０には、前輪１１や後輪１２にエンジン動力を伝達する、無段変速装置を含むトランスミッション３３も含まれている。前輪１１は操向輪として機能し、その操舵角を変更することでトラクタの走行方向が変更される。前輪１１の操舵角は操舵機構１３の動作によって変更される。操舵機構１３には自動操舵のための操舵モータ１４が含まれている。手動走行の際には、操縦部２０に配置されているステアリングホイール２２の操作によって前輪１１の操舵が可能となる。操縦部２０には、ブレーキペダル２３などの走行系操作を行う操作具、昇降機構３１の昇降操作などの作業系操作を行う操作具が配置されている。

トラクタのキャビン２１には、ＧＮＳＳモジュールなどによって構成される衛星測位モジュール８０が設けられ、ＧＰＳ信号やＧＮＳＳ信号を受信するための衛星用アンテナ８０１がキャビン２１の天井領域に取り付けられている。なお、衛星測位モジュール８０に、衛星航法を補完するために、ジャイロ加速度センサや磁気方位センサを組み込んだ慣性航法モジュールを追加してもよい。もちろん、慣性航法モジュールは、衛星測位モジュール８０とは別の場所に設けてもよい。

このトラクタは、トランスミッション３３に機械油圧式や静油圧式などの無段変速装置を備えている。このような無段変速装置では、変速レバーの中立位置（停止）からの操作により、前進側及び後進側で車速を増加させることができる。逆に、走行中に中立位置に戻すと大きな制動力が作用し、車体１に対する停止性能を高める。このことから、ブレーキペダル２３の操作に応答して走行制御部５１に制動指令が入ると、あるいは自動走行において制動指令が生成されると、ブレーキの作動だけでなく、無段変速装置を中立位置に戻す制御が実行される。より大きな制動力を得るため、逆転位置まで操作することも可能である。さらに、作業装置３０が走行抵抗を増加させるような姿勢位置に移行可能であれば、作業装置３０をそのような姿勢位置に移行させ、制動力を得ることも、緊急制動時には有効である。例えば、耕耘装置では、耕耘深さを増加させる制御となる。また、前輪１１が後輪１２より高速に駆動される前輪増速機能を有する場合には、前輪増速に切り替えることで制動力を得ることも可能である。このような、特別な制動力の付与は、オフロード走行時や自動走行時の緊急停車において特に好都合である。

図２で示されたような作業車協調システムにおける親作業車として機能するように構築されているトラクタの制御系が、図４に示されている。この制御系の中核要素である制御ユニット４には、入出力インタフェースとして機能する、出力処理部７と入力処理部８と通信処理部７１とが備えられている。出力処理部７は、車両走行機器群７３、作業装置機器群７４、報知デバイス７５などと接続している。車両走行機器群７３には、車両走行に関する制御機器、例えばエンジン制御機器、変速制御機器、制動制御機器、操舵制御機器などが含まれている。作業装置機器群７４には、この実施形態ではロータリ耕耘装置である作業装置３０の動力制御機器や、ロータリ耕耘装置を昇降させる昇降機構３１の昇降シリンダ制御機器などが含まれている。通信処理部７１は、作業車協調システムにおける子作業車であるトラクタの制御系や遠隔地の管理センタに構築された管理コンピュータや運転者や監視者の携帯通信端末との間でデータ交換する機能を有する。報知デバイス７５には、フラットパネルディスプレイやランプやブザーが含まれており、運転者に報知したい種々の情報を視覚的または聴覚的の形態で運転者や操作者に対して報知する。報知デバイス７５と出力処理部７との間の信号伝送は、有線または無線で行われる。

入力処理部８には、衛星測位モジュール８０、走行系検出センサ群８１、作業系検出センサ群８２、自動／手動切替操作具８３などが接続されている。走行系検出センサ群８１には、エンジン回転数や変速位置などの操作具の状態を検出するセンサ、ブレーキペダル２３やアクセルペダルなどの位置を検出するセンサなどが含まれている。作業系検出センサ群８２には、作業装置３０の位置や傾きを検出するセンサ、作業負荷などを検出するセンサなどが含まれている。自動／手動切替操作具８３は、自動操舵で走行する自動走行モードと手動操舵で走行する手動操舵モードとのいずれかを選択するスイッチである。例えば、自動操舵モードで走行中に自動／手動切替操作具８３を操作することで、手動操舵での走行に切り替えられ、手動操舵での走行中に自動／手動切替操作具８３を操作することで、自動操舵での走行に切り替えられる。

図２を用いて既に説明した、協調管理ユニットＣＵとパラメータ設定ユニットＰＵとは、この制御ユニット４に備えられており、その内容は、実質的に同じなので、ここでの説明は省略する。それ以外に、制御ユニット４には、走行制御部５１と、作業制御部５２と、エンジン制御部５３が備えられている。走行制御部５１は、走行機構１０の動作機器など走行に関する動作を行う車両走行機器群７３を制御する。作業制御部５２は、作業装置３０の動作機器など作業装置３０に関する動作を行う作業装置機器群７４を制御する。エンジン制御部５３は、エンジン３２の動作機器を制御する。

さらに、このトラクタは、自動走行（自動操舵）と手動走行（手動操舵）の両方で走行可能である。このため、制御ユニット４には、車両走行機器群７３及び作業装置機器群７４をパラメータ設定ユニットＰＵの走行作業パラメータ設定部４１で設定された走行作業パラメータや自動走行プログラムに基づいてトラクタの走行作業を制御する自動走行作業制御部５４も含まれている。自動走行作業制御部５４による自動走行では、予め設定された目標走行経路に沿って走行するので、衛星測位モジュール８０から逐次送られてくる測位データに基づいて、車体１の位置または作業装置３０の位置を算出する位置算出部５５と、目標走行経路を設定する経路設定部５７とが備えられている。自動走行作業制御部５４は、目標走行経路と自車位置との間の方位ずれ及び位置ずれを算出し、自動操舵指令を生成し、出力処理部７を介して車両走行機器群７３に含まれる操舵モータ１４(図２参照)に出力する。

手動で走行作業を行う場合でも、エンジン回転数、車速、作業装置姿勢、作業装置３０の姿勢（耕耘深さ）などは、運転者が対応する操作具を操作して調整しなくても、パラメータ設定ユニットＰＵの走行作業パラメータ設定部４１で設定された走行作業パラメータによって自動的に設定される。また、直線走行と旋回走行（Ｕターン走行やＬターン走行）とを繰り返す走行作業での自動走行の場合では、旋回走行の開始位置や終了位置も走行作業パラメータによって自動的に設定可能である。

図２で示されたような作業車協調システムにおける子作業車として機能するように構築されているトラクタの制御系は、図４に示された制御ユニット４の構成から、協調管理ユニットＣＵを取り除いたものと、実質的に同一である。ただし、トラクタによっては、状況に応じて親子作業車または子作業車として機能することがあるので、実際のトラクタには図４に示された制御ユニット４の構成を備えることが好ましい。

次に、同じ圃場に対して協調走行作業を行う際の親作業車とこの親作業車に追従する子作業車とにおいける走行作業パラメータの設定制御の一例を、図５及び図６のフローチャートを用いて説明する。
走行作業を開始する前に、両車（親作業車と子作業車）において、それぞれ、走行作業パラメータが設定される（＃１０１；＃２０１）。設定される走行作業パラメータとして、車速、変速位置、エンジン回転数、耕耘深さ、作業負荷範囲、エンジン負荷範囲、作業開始位置、一旦停止位置、Ｕターン走行条件、などを採用することが可能である。両車は、走行作業前の待機地点で一時停車する（＃１０２；＃２０２）。

次に、親作業車と子作業車とにおいて、互いの走行作業パラメータをチェックし、必要の場合には修正を行うパラメータチェック修正処理（＃１１１〜＃１２０；＃２１１〜＃２２０）が行われる。
まず、子作業車側では、自車走行作業パラメータを読み出して親作業車に送信する（＃２１１）。親作業車側では、自車で設定されている自車走行作業パラメータを読み出して相違データ生成部４３に与えるとともに（＃１１１）、子作業車から受け取った自車走行作業パラメータを相違データ生成部４３に与える（＃１１２）。相違データ生成部４３は、親作業車と子作業車との間で走行作業パラメータの相違があるかどうかチェックする（＃１１３）。相違があれば（＃１１３Ｙｅｓ分岐）、相違データを生成し、整合データ生成部４４に与える（＃１１４）。整合データ生成部４４は、相違データに基づいて、その相違を解消する整合データを生成する（＃１１５）。生成された整合データに、子作業車に対する修正要求となる他車整合データが含まれているかどうかチェックされる（＃１１６）。他車整合データが含まれていれば（＃１１６Ｙｅｓ分岐）、他車整合データを子作業車に送信する（＃１１７）。また、生成された整合データに、親作業車（自車）に対する修正要求となる自車整合データが含まれているかどうかチェックされる（＃１１８）。
自車整合データが含まれていれば（＃１１８Ｙｅｓ分岐）、パラメータ修正部４５が自車整合データからパラメータ修正データが生成される（＃１１９）。生成されたパラメータ修正データが走行作業パラメータ設定部４１に与えられることで、走行作業パラメータが修正された内容で、再設定される（＃１２０）。親作業車と子作業車との間で走行作業パラメータの相違がなければ（＃１１３Ｎｏ分岐）、親作業車側のパラメータチェック修正処理は終了する。また、自車整合データが含まれていなければ（＃１１８Ｎｏ分岐）、親作業車側のパラメータチェック修正処理は終了する。

子作業車側では、ステップ＃２１１で自車走行作業パラメータを親作業車に送信した後、所定時間の経過を待つ（＃２１２）。この所定時間は、親作業車側で相違データ及び整合データの生成が行われた場合の、そのデータ生成処理時間に対応する時間である。子作業車が、他車整合データを受信しているかどうかチェックされ（＃２１８）、受信しておれば（＃２１８Ｙｅｓ分岐）、子作業車側のパラメータ修正部４５が他車整合データからパラメータ修正データを生成する（＃２１９）。さらに走行作業パラメータ設定部４１がパラメータ修正データに基づいて、走行作業パラメータを修正して、再設定する（＃２２０）。ここで、子作業車側のパラメータチェック修正処理は終了する。他車整合データを受信していなければ（＃２１８Ｎｏ分岐）、その時点で、子作業車側のパラメータチェック修正処理は終了する。

パラメータチェック修正処理が終わると、親作業車及び子作業車は、走行作業を開始する（＃１３０；＃２３０）。走行作業が開始されると、図６に示すように、親作業車及び子作業車において、実質的に同様な処理が行われる。まず、所定時間経過すると（＃１３１Ｙｅｓ分岐；＃２３１Ｙｅｓ分岐）、つまり所定のサンプリングタイムとなれば、走行系検出センサ群８１や作業系検出センサ群８２から走行作業状態検出データを取得する（＃１３２；＃２３２）。個別補正部４６は、取得した走行作業状態検出データから走行作業の実施結果を算定し、設定された走行作業パラメータから期待される走行作業結果と比較評価し、個別に何らかの走行作業パラメータを増減調整する必要がある場合には（＃１３３Ｙｅｓ分岐；＃２３３Ｙｅｓ分岐）、その調整のための個別補正値を算出する（＃１３４；＃２３４）。なお、算出された個別補正値は、走行作業パラメータ設定部４１に与えられる。走行作業パラメータ設定部４１では、走行作業パラメータを走行制御部５１や作業制御部５２に与える際に個別補正値に応じて増減調整される。なお、相違データ生成部４３に対しては、個別補正値が割り当てられている走行作業パラメータであっても、増減調整しない内容で送る。これは、作業車毎の個別の理由によって調整された走行作業パラメータを用いると複数作業車での走行作業パラメータが正しく整合されないからである。

続いて、図５で示したパラメータチェック修正処理（＃１１１〜＃１２０；＃２１１〜＃２２０）が行われる。走行作業パラメータを増減調整する必要がなかった場合には（＃１３３Ｎｏ分岐；＃２３３Ｎｏ分岐）、直ぐにパラメータチェック修正処理が行われる。
パラメータチェック修正処理が終了すると、走行作業が終了かどうかチェックされる（＃１４０；＃２４０）。この走行作業続行であれば（＃１４０Ｎｏ分岐；＃２４０Ｎｏ分岐）、親作業車ではステップ＃１３１に、子作業車ではステップ＃２３１に戻る。

〔別実施の形態〕
（１）上述した実施形態では、作業車として、ロータリ耕耘機を作業装置３０として装備したトラクタを、作業車として取り上げたが、そのようなトラクタ以外にも、例えば、田植機、施肥機、コンバインなどの農作業車、あるいは作業装置３０としてドーザやローラ等を備える建設作業車等の種々の作業車も、実施形態として採用することができる。
（２）図１、図２、図４で示された機能ブロック図における各機能部は、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または複数の機能部に分けることができる。
（３）上述した実施形態では、1つの作業地における走行作業において、走行作業パラメータは同じ設定が維持されると見なされていたが、作業地の領域毎に走行作業パラメータを変更設定してもよい。これにより、作業地の位置によって、地面の傾斜や地面の硬さ、農作業地であれば農産物の生育状況などが異なっていても、好適に対処することができる。

本発明は、複数の作業車が協調走行しながら対地作業を行う走行作業に適用可能である。特に、親作業車の走行軌跡に基づいて算出される目標走行経路に沿って子作業車が自動走行する協調作業車システム及びそのシステムで運用される作業車に好適である。

１ ：車体
４ ：制御ユニット
１０ ：走行機構
１３ ：操舵機構
１４ ：操舵モータ
２０ ：操縦部
３０ ：作業装置
４１ ：走行作業パラメータ設定部
４２ ：走行作業パラメータ取得部
４３ ：相違データ生成部
４４ ：整合データ生成部
４５ ：パラメータ修正部
４６ ：個別補正部
５１ ：走行制御部
５２ ：作業制御部
５３ ：エンジン制御部
５４ ：自動走行作業制御部
５５ ：位置算出部
５６ ：報知部
７１ ：通信処理部
７２ ：通信処理部
７５ ：報知デバイス
８０ ：衛星測位モジュール
８１ ：走行系検出センサ群
８２ ：作業系検出センサ群
８３ ：手動切替操作具
ＣＵ ：協調管理ユニット
ＰＵ ：パラメータ設定ユニット

Claims (5)

1. 親作業車と少なくとも２台の子作業車とが協調しながら作業地で行う協調走行作業を管理する作業車協調システムであって、
   各作業車に備えられ少なくとも前記親作業車と前記子作業車との間でデータ通信を行う通信処理部と、
   少なくとも前記親作業車に備えられ、各作業車の走行作業を決定する走行作業パラメータの間の相違を示す相違データを生成する相違データ生成部と、
   を備えた作業車協調システム。
2. 前記相違データに基づいて各作業車における走行作業パラメータの相違を整合する整合データを生成する整合データ生成部が備えられ、前記整合データに基づいて該当する走行作業パラメータが修正される請求項１に記載の作業車協調システム。
3. 自車走行作業パラメータと他車走行作業パラメータとの相違を整合する際に、走行作業パラメータの種別に応じて、自車側での整合を優先する自車整合優先モードまたは他作業車側での整合を優先する他車整合優先モードが選択可能である請求項２に記載の作業車協調システム。
4. 衛星測位モジュールからの測位データに基づいて自車位置を算出する位置算出部が備えられ、前記走行作業パラメータは作業地を区分けしている領域毎に設定可能である請求項１から３のいずれか一項に記載の作業車協調システム。
5. 設定された前記走行作業パラメータでの走行作業の実施にともなって得られる実施結果に基づいて、作業車毎に個別に前記走行作業パラメータの補正を行うための個別補正値を算定する個別補正部が備えられている請求項１から４のいずれか一項に記載の作業車協調システム。

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