KR102144244B1 - 경로 생성 장치 - Google Patents

Abstract

장애물이 위치하는 주위에 장애물 영역을 설정하여 경로가 생성되지 않도록 함과 함께, 작업 영역에 설정되는 경로가 장애물 영역을 피하여 효율적으로 작업을 할 수 있도록, 포장 (H) 내를 자율 주행 및 작업 가능한 경로를 생성할 수 있는 경로 생성 장치가 되는 자율 주행 작업 차량 (1) 의 제어부 (30), 또는, 그 제어부 (30) 와 통신 가능한 원격 조작 장치 (112) 의 제어부 (130) 는, 상기 포장 (H) 에서 작업을 실시하는 작업 경로 (Ra) 가 생성되는 제 1 영역과, 작업 경로 (Ra) 는 생성되지 않지만 주행하기 위한 주행 경로 (Rb) 는 생성할 수 있게 하는 상기 제 1 영역의 주위에 설정되는 제 2 영역과, 상기 포장 (H) 내로서 주행이 금지되는 제 3 영역과, 작업 경로 (Ra) 는 생성되지 않지만 주행하기 위한 주행 경로 (Rb) 는 생성할 수 있게 하는 제 3 영역의 주위에 설정되는 제 4 영역을 설정할 수 있게 한다.

Description

경로 생성 장치{ROUTE GENERATING DEVICE}

본 발명은, 작업 차량에 의해 작업을 실시하는 작업 영역 내에 장애물이 존재하는 경우의 주행ㆍ작업 경로의 생성 장치에 관한 것이다.

종래, 트랙터에 위치 검출 수단과 방위 검출 수단을 구비하여, 포장 (圃場) 내를 주행하게 해서 구석의 위치를 검출하는, 소위, 티칭 주행을 실시하여, 포장의 작업 경로를 설정하는 기술이 공지가 되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조).

일본 공개특허공보 평10-66405호

상기 기술에 있어서, 포장 내에 존재하는 전신주나 바위나 수목 등의 장애물은 고려되어 있지 않았다. 따라서, 장애물을 피하도록 작업 경로를 설정하면, 장애물 주위에 큰 미작업지 부분이 발생하거나, 장애물 주위에서 무인 작업 차량과 유인 작업 차량이 쓸데없이 긴 경로를 주행하거나 할 우려가 있었다.

본 발명은 이상과 같은 상황을 감안하여 이루어진 것으로, 장애물이 위치하는 주위에 장애물 영역을 설정하여 경로가 생성되지 않도록 함과 함께, 작업 영역에 설정되는 경로가 장애물 영역을 피하여 효율적으로 작업을 할 수 있도록 설정되는 경로 생성 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상과 같으며, 다음으로 이 과제를 해결하기 위한 수단을 설명한다.

즉, 본 발명은, 포장 내를 자율 주행 및 작업 가능한 경로를 생성할 수 있는 제어부를 구비하는 경로 생성 장치로서, 상기 제어부는, 상기 포장에서 작업을 실시하는 작업 경로가 생성되는 제 1 영역과, 작업 경로는 생성되지 않지만 주행하기 위한 주행 경로는 생성할 수 있게 하는 상기 제 1 영역의 주위에 설정되는 제 2 영역과, 상기 포장 내로서 주행이 금지되는 제 3 영역과, 작업 경로는 생성되지 않지만 주행하기 위한 주행 경로는 생성할 수 있게 하는 상기 제 3 영역의 주위에 설정되는 제 4 영역을 설정할 수 있게 하는 것이다.

본 발명은, 상기 제어부는, 상기 제 1 영역에 있어서, 상기 제 4 영역과 제 2 영역을 접속하는 작업 경로가 생성되지 않는 제 5 영역을 설정할 수 있게 하는 것이다.

본 발명은, 상기 제어부는, 상기 제 1 영역에 있어서, 상기 제 3 영역, 제 4 영역, 제 5 영역을 제외한 나머지 영역에서 작업 경로를 생성할 수 있게 하는 것이다.

본 발명은, 상기 제어부는, 상기 제 5 영역을 제 1 영역에서 생성되는 작업 경로와 평행하게 형성하는 것이다.

본 발명은, 상기 제어부는, 상기 제 1 영역 내에 제 3 영역을 설정하는 경우, 제 3 영역을 구성하는 적어도 1 개의 변은, 제 1 영역을 구성하는 특정 변과 거의 평행하게 설정되는 것이다.

본 발명은, 포장 내를 자율 주행 및 작업 가능한 경로를 생성할 수 있는 제어부를 구비하는 경로 생성 장치로서, 상기 제어부는, 상기 포장에서 작업을 실시하는 작업 경로가 생성되는 제 1 영역과, 작업 경로는 생성되지 않지만 주행하기 위한 주행 경로는 생성할 수 있게 하는 상기 제 1 영역의 주위에 설정되는 제 2 영역과, 상기 포장 내로서 주행이 금지되는 제 3 영역과, 작업 경로는 생성되지 않지만 주행하기 위한 주행 경로는 생성할 수 있게 하는 제 3 영역의 주위에 설정되는 제 4 영역을 설정할 수 있게 함과 함께, 제 2 영역과 제 4 영역이 중복되는 경우, 제 4 영역을 제 2 영역에 포함시켜 설정할 수 있게 하는 것이다.

본 발명은, 포장 내를 자율 주행 및 작업 가능한 경로를 생성할 수 있는 제어부를 구비하는 경로 생성 장치로서, 상기 제어부는, 상기 포장에서 작업을 실시하는 작업 경로가 생성되는 제 1 영역과, 작업 경로는 생성되지 않지만 주행하기 위한 주행 경로는 생성할 수 있게 하는 상기 제 1 영역의 주위에 설정되는 제 2 영역과, 상기 포장 내로서 주행이 금지되는 제 3 영역과, 작업 경로는 생성되지 않지만 주행하기 위한 주행 경로는 생성할 수 있게 하는 제 3 영역의 주위에 설정되는 제 4 영역을 설정할 수 있게 함과 함께, 제 2 영역과 제 4 영역이 소정 폭 미만인 제 6 영역을 사이에 두고 대향하고 있는 경우에, 제 4 영역 및 제 6 영역을 제 2 영역에 포함시켜 설정할 수 있게 하는 것이다.

본 발명은, 상기 제어부는, 상기 포장 내에 제 3 영역 및 제 4 영역이 복수 존재하는 경우에 있어서, 제 4 영역끼리가 소정 폭 미만인 제 7 영역을 사이에 두고 대향하고 있는 경우에, 제 7 영역을 어느 일방의 제 4 영역에 포함시켜 설정할 수 있게 되는 것이다.

이상과 같은 수단을 사용함으로써, 주행이 금지되는 장애물이 포장 내에 존재하는 경우라 하더라도, 경로 설정이 이루어져 효율적으로 작업을 할 수 있게 된다.

도 1 은 자율 주행 작업 차량과 주행 작업 차량의 개략 측면도이다.
도 2 는 제어 블록도이다.
도 3 은 초기 화면을 나타내는 도면이다.
도 4 는 포장 설정을 나타내는 도면이다.
도 5 는 포장의 영역을 나타내는 도면이다.
도 6 은 포장의 형상을 나타내는 도면이다.
도 7 은 포장단 (圃場端) 의 형상을 인식하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 8 은 포장 형상의 보정을 나타내는 도면이다.
도 9 는 주변 정보를 취득하는 환경 인식 수단의 위치 및 방향을 나타내는 도면이다.
도 10 은 표시 장치 상에서 경계 특징점을 선택하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 11 은 주변 정보를 취득하는 거리 센서로 포장단을 인식하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 12 는 포장 내에 장애물이 존재하는 경우의 영역을 나타내는 도면이다.
도 13 은 장애물 주위의 위치 설정을 나타내는 도면이다.
도 14 는 장애물이 존재하는 포장을 2 대로 순서대로 작업하는 경우의 경로를 나타내는 도면이다.
도 15 는 장애물이 존재하는 포장을 2 대로 따로따로 작업하는 경우의 경로를 나타내는 도면이다.
도 16 은 장애물 영역이 개자리와 중복되는 포장을 나타내는 도면이다.
도 17 은 장애물 영역이 개자리와 소정 거리 떨어진 포장을 나타내는 도면이다.
도 18 은 장애물 영역이 복수 존재하고 소정 거리 떨어진 포장을 나타내는 도면이다.
도 19 는 개자리의 폭의 설정을 나타내는 도면이다.
도 20 은 개자리가 길이 방향에 대해 경사진 경우의 개자리의 폭의 설정을 나타내는 도면이다.
도 21 은 2 회 방향 전환하여 턴하는 경우의 측부 여유지의 폭의 설정을 나타내는 도면이다.

무인으로 자율 주행 가능한 자율 주행 작업 차량 (이하, 무인 차량이라고 하는 경우가 있다) (1), 및 이 자율 주행 작업 차량 (1) 에 협조하여 작업자 (사용자) 가 조향 조작하는 유인의 주행 작업 차량 (이하, 유인 차량이라고 하는 경우가 있다) (100) 을 트랙터로 하고, 자율 주행 작업 차량 (1) 및 주행 작업 차량 (100) 에는 작업기로서 로터리 경운 장치가 각각 장착되어 있는 실시예에 대하여 설명한다. 단, 작업 차량은 트랙터에 한정하는 것은 아니고, 콤바인 등이어도 되고, 또, 작업기는 로터리 경운 장치에 한정하는 것은 아니고, 휴립기나 예초기나 레이크나 파종기나 시비기 등이어도 된다.

본 명세서에 있어서 「자율 주행」이란, 트랙터가 구비하는 제어부 (ECU) 에 의해 트랙터가 구비하는 주행에 관한 구성이 제어되어 미리 정해진 경로를 따라 트랙터가 주행하는 것을 의미한다.

단일의 포장에 있어서의 농작업을, 무인 차량 및 유인 차량으로 실행하는 것을 농작업의 협조 작업, 추종 작업, 수반 작업 등이라고 하는 경우가 있다. 또한, 농작업의 협조 작업으로는, 「단일 포장에 있어서의 농작업을, 무인 차량 및 유인 차량으로 실행하는 것」에 더하여, 「인접하는 포장 등의 상이한 포장에 있어서의 농작업을 동일 시기에 무인 차량 및 유인 차량으로 실행하는 것」이 포함되어도 된다.

도 1 은, 자율 주행 작업 차량 및 주행 작업 차량의 개략 구성을 나타내는 측면도이고, 도 2 는, 이들의 제어 구성을 나타내는 제어 블록도이다. 도 1, 도 2 에 있어서, 자율 주행 작업 차량 (1) 이 되는 트랙터의 전체 구성에 대하여 설명한다. 트랙터의 차체부는, 보닛 (2) 내에 엔진 (3) 이 안에 설치되고, 그 보닛 (2) 의 후부의 캐빈 (11) 내에 대시보드 (14) 가 형성되고, 대시보드 (14) 상에 조향 조작 수단이 되는 스티어링 핸들 (4) 이 형성되어 있다. 그 스티어링 핸들 (4) 의 회동 (回動) 에 의해 조타 장치를 통해 전륜 (9ㆍ9) 의 방향이 회동된다. 조타 장치를 작동시키는 조타 액추에이터 (40) 는 제어부 (30) 를 구성하는 스티어링 컨트롤러 (301) 와 접속된다. 자율 주행 작업 차량 (1) 의 조타 방향은 조향 센서 (20) 에 의해 검지된다. 조향 센서 (20) 는 로터리 인코더 등의 각도 센서로 이루어지고, 전륜 (9) 의 회동 기부 (基部) 에 배치된다. 단, 조향 센서 (20) 의 검지 구성은 한정하는 것은 아니고 조타 방향이 인식되는 것이면 되며, 스티어링 핸들 (4) 의 회동을 검지하거나, 파워 스티어링의 작동량을 검지해도 된다. 조향 센서 (20) 에 의해 얻어진 검출값은 제어부 (30) 의 스티어링 컨트롤러 (301) 에 입력된다.

제어부 (30) 는 스티어링 컨트롤러 (301), 엔진 컨트롤러 (302), 변속 제어 컨트롤러 (303), 수평 제어 컨트롤러 (304), 작업 제어 컨트롤러 (305), 측위 제어 유닛 (306), 자율 주행 제어 컨트롤러 (307) 등을 구비하고, 각각 CPU (중앙 연산 처리 장치) 나 RAM 이나 ROM 등의 기억 장치나 인터페이스 등을 구비하고, 기억 장치에는 동작시키기 위한 프로그램이나 데이터 등이 기억되고, CAN 통신에 의해 각각 정보나 데이터 등을 송수신할 수 있도록 통신 가능하게 하고 있다.

상기 스티어링 핸들 (4) 의 후방에 운전석 (5) 이 배치 형성되고, 운전석 (5) 하방에 미션 케이스 (6) 가 배치된다. 미션 케이스 (6) 의 좌우 양측에 리어 액슬 케이스 (8ㆍ8) 가 연이어 형성되고, 그 리어 액슬 케이스 (8ㆍ8) 에는 차축을 통해 후륜 (10ㆍ10) 이 지지된다. 엔진 (3) 으로부터의 동력은 미션 케이스 (6) 내의 변속 장치 (주변속 장치나 부변속 장치) 에 의해 변속되어, 후륜 (10ㆍ10) 을 구동할 수 있게 하고 있다. 변속 장치는 예를 들어 유압식 무단 변속 장치로 구성하여, 가변 용량형의 유압 펌프의 가동 사판을 모터 등의 변속 수단 (44) 에 의해 작동시켜 변속할 수 있게 하고 있다. 변속 수단 (44) 은 제어부 (30) 의 변속 제어 컨트롤러 (303) 와 접속되어 있다. 후륜 (10) 의 회전수는 차속 센서 (27) 에 의해 검지되고, 주행 속도로서 변속 제어 컨트롤러 (303) 에 입력된다. 단, 차속의 검지 방법이나 차속 센서 (27) 의 배치 위치는 한정하는 것은 아니다.

미션 케이스 (6) 내에는 PTO 클러치나 PTO 변속 장치가 수납되고, PTO 클러치는 PTO 온오프 수단 (45) 에 의해 온오프되고, PTO 온오프 수단 (45) 은 표시 수단 (49) 을 통해 제어부 (30) 의 자율 주행 제어 컨트롤러 (307) 와 접속되어, PTO 축으로의 동력의 단접 (斷接) 을 제어할 수 있게 하고 있다. 또, 작업기로서 파종기나 논두렁 도포기 (畦塗機) 등을 장착한 경우, 작업기의 독자적인 제어가 가능하도록 작업기 컨트롤러 (308) 가 구비되고, 그 작업기 컨트롤러 (308) 는 정보 통신 배선 (소위, ISOBUS) 을 통해 작업 제어 컨트롤러 (305) 와 접속된다.

상기 엔진 (3) 을 지지하는 프론트 프레임 (13) 에는 프론트 액슬 케이스 (7) 가 지지되고, 그 프론트 액슬 케이스 (7) 의 양측에 전륜 (9ㆍ9) 이 지지되어, 상기 미션 케이스 (6) 로부터의 동력이 전륜 (9ㆍ9) 에 전달될 수 있게 구성하고 있다. 상기 전륜 (9ㆍ9) 은 조타륜으로 되어 있어, 스티어링 핸들 (4) 의 회동 조작에 의해 회동 가능하게 함과 함께, 조타 장치의 구동 수단이 되는 파워 스티어링 실린더로 이루어지는 조타 액추에이터 (40) 에 의해 전륜 (9ㆍ9) 이 좌우 조타 회동 가능하게 되어 있다. 조타 액추에이터 (40) 는 제어부 (30) 의 스티어링 컨트롤러 (301) 와 접속되어 제어된다.

엔진 회전 제어 수단이 되는 엔진 컨트롤러 (302) 에는 엔진 회전수 센서 (61) 나 수온 센서나 유압 센서 등이 접속되어, 엔진의 상태를 검지할 수 있도록 하고 있다. 엔진 컨트롤러 (302) 에서는 설정 회전수와 실회전수로부터 부하를 검출하고, 과부하가 되지 않도록 제어함과 함께, 후술하는 원격 조작 장치 (112) 에 엔진 (3) 의 상태를 송신하여 표시 장치 (113) 로 표시할 수 있도록 하고 있다.

또, 스텝 하방에 배치한 연료 탱크 (15) 에는 연료의 액면을 검지하는 레벨 센서 (29) 가 배치되어 표시 수단 (49) 과 접속되고, 표시 수단 (49) 은 자율 주행 작업 차량 (1) 의 대시보드에 형성되며, 연료의 잔량을 표시한다. 그리고, 연료의 잔량은 자율 주행 제어 컨트롤러 (307) 로 작업 가능 시간이 연산되고, 통신 장치 (110) 를 통해 원격 조작 장치 (112) 에 정보가 송신되어, 원격 조작 장치 (112) 의 표시 장치 (113) 에 연료 잔량과 작업 가능 시간이 표시 가능해진다. 또한, 회전계, 연료계, 유압, 이상을 표시하는 표시 수단과, 현재 위치 등을 표시할 수 있는 표시 수단은 다른 구성이어도 된다.

상기 대시보드 (14) 상에는 엔진의 회전계나 연료계나 유압 등이나 이상을 나타내는 모니터나 설정값 등을 표시하는 표시 수단 (49) 이 배치되어 있다. 표시 수단 (49) 은 원격 조작 장치 (112) 와 마찬가지로 터치 패널식으로 하여, 데이터의 입력이나 선택이나 스위치 조작이나 버튼 조작 등도 가능하게 하고 있다.

또, 트랙터의 차체부의 후부에 작업기 장착 장치 (23) 를 개재하여 작업기로서 로터리 경운 장치 (24) 를 승강 가능하게 장착 형성시키고 있다. 상기 미션 케이스 (6) 상에 승강 실린더 (26) 가 형성되고, 그 승강 실린더 (26) 를 신축시킴으로써, 작업기 장착 장치 (23) 를 구성하는 승강 아암을 회동시켜 로터리 경운 장치 (24) 를 승강할 수 있도록 하고 있다. 승강 실린더 (26) 는 승강 액추에이터 (25) 의 작동에 의해 신축되고, 승강 액추에이터 (25) 는 제어부 (30) 의 수평 제어 컨트롤러 (304) 와 접속되어 있다. 또, 상기 작업기 장착 장치 (23) 의 좌우 일측의 리프트 링크에는 경사 실린더가 형성되고, 그 경사 실린더를 작동시키는 경사 액추에이터 (47) 는 수평 제어 컨트롤러 (304) 와 접속되어 있다.

위치 검출부가 되는 측위 제어 유닛 (306) 에는 위치 정보를 검출할 수 있게 하기 위한 이동 GPS 안테나 (측위 안테나) (34) 와 데이터 수신 안테나 (38) 가 접속되고, 이동 GPS 안테나 (34) 와 데이터 수신 안테나 (38) 는 상기 캐빈 (11) 상에 형성된다. 측위 제어 유닛 (306) 에는, 위치 산출 수단을 구비하여 위도와 경도를 산출하고, 현재 위치를 표시 수단 (49) 이나 원격 조작 장치 (112) 의 표시 장치 (113) 로 표시할 수 있도록 하고 있다. 또한, GPS (미국) 에 더하여 준천정 위성 (일본) 이나 그로나스 위성 (러시아) 등의 위성 측위 시스템 (GNSS) 을 이용함으로써 정밀도가 높은 측위가 가능하지만, 본 실시형태에서는 GPS 를 사용하여 설명한다.

자율 주행 작업 차량 (1) 은, 차체부의 자세 변화 정보를 얻기 위해 자이로 센서 (31), 및 진행 방향을 검지하기 위해 방위각 검출부 (32) 를 구비하고 제어부 (30) 와 접속되어 있다. 단, GPS 의 위치 계측으로부터 진행 방향을 산출할 수 있기 때문에, 방위각 검출부 (32) 를 생략할 수 있다.

자이로 센서 (31) 는 자율 주행 작업 차량 (1) 의 차체부 전후 방향의 경사 (피치) 의 각속도, 차체부 좌우 방향의 경사 (롤) 의 각속도, 및 선회 (요) 의 각속도를 검출하는 것이다. 그 3 개의 각속도를 적분 계산함으로써, 자율 주행 작업 차량 (1) 의 차체부의 전후 방향 및 좌우 방향으로의 경사 각도, 및 선회 각도를 구하는 것이 가능하다. 자이로 센서 (31) 의 구체예로는, 기계식 자이로 센서, 광학식 자이로 센서, 유체식 자이로 센서, 진동식 자이로 센서 등을 들 수 있다. 자이로 센서 (31) 는 제어부 (30) 에 접속되어, 당해 3 개의 각속도에 관련된 정보를 제어부 (30) 에 입력한다.

방위각 검출부 (32) 는 자율 주행 작업 차량 (1) 의 방향 (진행 방향) 을 검출하는 것이다. 방위각 검출부 (32) 의 구체예로는 자기 방위 센서 등을 들 수 있다. 방위각 검출부 (32) 는 CAN 통신 수단을 통해 자율 주행 제어 컨트롤러 (307) 에 정보가 입력된다.

이렇게 하여 자율 주행 제어 컨트롤러 (307) 는, 상기 자이로 센서 (31), 방위각 검출부 (32) 로부터 취득한 신호를 자세ㆍ방위 연산 수단에 의해 연산하여, 자율 주행 작업 차량 (1) 의 자세 (방향, 차체부 전후 방향 및 차체부 좌우 방향의 경사, 선회 방향) 를 구한다.

다음으로, 자율 주행 작업 차량 (1) 의 위치 정보를 위성 측위 시스템의 하나인 GPS (글로벌ㆍ포지셔닝ㆍ시스템) 를 이용하여 취득한다.

GPS 를 이용한 측위 방법으로는, 단독 측위, 상대 측위, DGPS (디퍼렌셜 GPS) 측위, RTK-GPS (리얼타임 키네마틱 GPS) 측위 등 여러 가지의 방법을 들 수 있으며, 이들 중 어느 방법을 이용하는 것도 가능하지만, 본 실시형태에서는 측정 정밀도가 높은 RTK-GPS 측위 방식을 채용한다.

RTK-GPS 측위는, 위치를 알고 있는 기준국과, 위치를 구하고자 하는 이동국에서 동시에 GPS 관측을 실시하고, 기준국에서 관측한 데이터를 무선 등의 방법으로 이동국에 리얼타임으로 송신하고, 기준국의 위치 성과에 기초하여 이동국의 위치를 리얼타임으로 구하는 방법이다.

본 실시형태에 있어서는, 자율 주행 작업 차량 (1) 에 이동국이 되는 측위 제어 유닛 (306) 과 이동 GPS 안테나 (34) 와 데이터 수신 안테나 (38) 가 배치되고, 기준국이 되는 고정 통신기 (35) 와 고정 GPS 안테나 (36) 와 데이터 송신 안테나 (39) 가 소정 위치에 배치 형성된다. 본 실시형태의 RTK-GPS 측위는, 기준국 및 이동국의 양방에서 위상의 측정 (상대 측위) 을 실시하여, 기준국의 고정 통신기 (35) 로 측위한 데이터를 데이터 송신 안테나 (39) 로부터 데이터 수신 안테나 (38) 에 송신한다.

자율 주행 작업 차량 (1) 에 배치된 이동 GPS 안테나 (34) 는 GPS 위성 (37ㆍ37…) 으로부터의 신호를 수신한다. 이 신호는 측위 제어 유닛 (306) 에 송신되어 측위된다. 그리고, 동시에 기준국이 되는 고정 GPS 안테나 (36) 로 GPS 위성 (37ㆍ37…) 으로부터의 신호를 수신하고, 고정 통신기 (35) 로 측위하여 측위 제어 유닛 (306) 에 송신하고, 관측된 데이터를 해석하여 이동국의 위치를 결정한다.

이렇게 하여, 자율 주행 제어 컨트롤러 (307) 는 자율 주행 작업 차량 (1) 을 자율 주행시키는 자율 주행 수단으로서 구비된다. 요컨대, 자율 주행 제어 컨트롤러 (307) 와 접속된 각종 정보 취득 유닛에 의해, 자율 주행 작업 차량 (1) 의 주행 상태를 각종 정보로서 취득하고, 자율 주행 제어 컨트롤러 (307) 와 접속된 각종 제어 유닛에 의해, 자율 주행 작업 차량 (1) 의 자율 주행을 제어한다. 구체적으로는, GPS 위성 (37ㆍ37…) 으로부터 송신되는 전파를 수신하여 측위 제어 유닛 (306) 에 있어서 설정 시간 간격으로 차체부의 위치 정보를 구하고, 자이로 센서 (31) 및 방위각 검출부 (32) 로부터 차체부의 변위 정보 및 방위 정보를 구하고, 이들 위치 정보와 변위 정보와 방위 정보에 기초하여 차체부가 미리 설정한 경로 (주행 경로와 작업 경로) (R) 를 따라 주행하도록, 조타 액추에이터 (40), 변속 수단 (44), 승강 액추에이터 (25), PTO 온오프 수단 (45), 엔진 컨트롤러 (302) 등을 제어하여 자율 주행하고 자동으로 작업할 수 있도록 하고 있다.

또, 자율 주행 작업 차량 (1) 에는 장애물 센서 (41) 가 배치되고 제어부 (30) 와 접속되어, 장애물에 충돌하지 않도록 하고 있다. 예를 들어, 장애물 센서 (41) 는 레이저 센서나 초음파 센서나 카메라로 구성하여 차체부의 전부나 측부나 후부에 배치하여 제어부 (30) 와 접속하고, 제어부 (30) 에 의해 차체부의 전방이나 측방이나 후방에 장애물이 있는지 여부를 검출하여, 장애물이 설정 거리 이내로 가까워지면 주행을 정지시키도록 제어한다.

또, 자율 주행 작업 차량 (1) 에는 전방을 촬영하는 카메라 (42F) 나 후방의 작업기나 작업 후의 포장 상태를 촬영하는 카메라 (42R) 가 탑재되고 제어부 (30) 와 접속되어 있다. 카메라 (42Fㆍ42R) 는 본 실시형태에서는 캐빈 (11) 의 루프의 전부 위와 후부 위에 배치하고 있지만, 배치 위치는 한정하는 것은 아니며, 캐빈 (11) 내의 전부 위와 후부 위나 1 개의 카메라 (42) 를 차체부 중심으로 배치하여 연직축을 중심으로 회전시켜 주위를 촬영해도 되고, 복수의 카메라 (42) 를 차체부의 네 모서리에 배치하여 차체부 주위를 촬영하는 구성이어도 된다. 또, 캐빈 (11) 이나 보닛 (2) 등에 자율 주행 작업 차량 (1) 의 제조사의 엠블럼이 장착되어 있는 경우, 당해 엠블럼의 배면측에 카메라 (42Fㆍ42R) 를 배치하는 것으로 해도 된다. 그 경우, 엠블럼 내에는 관통공 혹은 소정의 간극이 설정되고, 카메라 (42Fㆍ42R) 의 렌즈가 당해 관통공 혹은 간극의 위치에 상당함으로써 촬영이 방해받지 않는다. 카메라 (42Fㆍ42R) 로 촬영된 영상은 주행 작업 차량 (100) 에 구비된 원격 조작 장치 (112) 의 표시 장치 (113) 에 표시된다.

원격 조작 장치 (112) 는 상기 자율 주행 작업 차량 (1) 의 후술하는 경로 (R) 를 설정하거나, 자율 주행 작업 차량 (1) 을 원격 조작하거나, 자율 주행 작업 차량 (1) 의 주행 상태나 작업기의 작동 상태를 감시하거나, 작업 데이터를 기억하거나 하는 것으로, 제어부 (CPU 나 메모리) (130) 나 통신 장치 (111) 나 표시 장치 (113) 나 기억 장치 (114) 등을 구비한다.

유인 주행 차량이 되는 주행 작업 차량 (100) 은 작업자가 승차하여 운전 조작함과 함께, 주행 작업 차량 (100) 에 원격 조작 장치 (112) 를 탑재하여 자율 주행 작업 차량 (1) 을 조작 가능하게 하고 있다. 주행 작업 차량 (100) 의 기본 구성은 자율 주행 작업 차량 (1) 과 거의 동일한 구성이므로 상세한 설명은 생략한다. 또한, 주행 작업 차량 (100) (또는 원격 조작 장치 (112)) 에 GPS 용 제어 유닛을 구비하는 구성으로 하는 것도 가능하다.

원격 조작 장치 (112) 는, 주행 작업 차량 (100) 및 자율 주행 작업 차량 (1) 의 대시보드나 캐빈 (11) 의 필러 등에 형성되는 장착부 (도시하지 않은 예를 들어 원격 조작 장치 (112) 를 장착 고정 가능한 아암 부재) 에 착탈 가능하게 하고 있다. 원격 조작 장치 (112) 는 주행 작업 차량 (100) 의 장착부에 장착한 채로 조작하는 것도, 주행 작업 차량 (100) 의 밖으로 가지고 나와 휴대하여 조작하는 것도, 자율 주행 작업 차량 (1) 의 장착부에 장착한 채로 조작하는 것도 가능하다. 원격 조작 장치 (112) 는 예를 들어 노트형이나 태블릿형의 퍼스널 컴퓨터 등의 무선 통신 단말로 구성할 수 있다. 본 실시형태에서는 태블릿형의 컴퓨터로 구성하고 있다.

또한, 원격 조작 장치 (112) 와 자율 주행 작업 차량 (1) 은 무선으로 서로 통신 가능하게 구성하고 있으며, 자율 주행 작업 차량 (1) 과 원격 조작 장치 (112) 에는 통신하기 위한 통신 장치 (110 ㆍ111) 가 각각 형성되어 있다. 통신 장치 (111) 는 원격 조작 장치 (112) 에 일체적으로 구성되어 있다. 통신 수단은 예를 들어 WiFi 등의 무선 LAN 으로 서로 통신 가능하게 구성되어 있다. 원격 조작 장치 (112) 는 화면에 접촉함으로써 조작 가능한 터치 패널식의 조작 화면으로 한 표시 장치 (113) 를 케이싱 표면에 형성하고, 케이싱 내에 통신 장치 (111) 나 제어부 (130) 나 기억 장치 (114) 나 배터리 등을 수납하고 있다.

다음으로, 경로 생성 장치가 되는 원격 조작 장치 (112) 에 의해 경로 (R) 를 설정하는 순서에 대하여 설명한다. 도 3 은, 원격 조작 장치 (112) 의 표시 장치 (113) 에 표시되는 초기 화면을 나타낸다. 단, 자율 주행 작업 차량 (1) 이 구비하는 제어부 (30) 에 의해 경로 (R) 를 설정할 수 있도록 하는 것도 가능하다.

원격 조작 장치 (112) 의 표시 장치 (113) 는 터치 패널식으로 하고 있으며, 전원을 온하여 원격 조작 장치 (112) 를 기동시키면 초기 화면이 나타나도록 하고 있다. 초기 화면에서는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 트랙터 설정 버튼 (201), 포장 설정 버튼 (202), 경로 생성 설정 버튼 (203), 데이터 전송 버튼 (204), 작업 개시 버튼 (205), 종료 버튼 (206) 이 표시된다.

먼저, 트랙터 설정에 대하여 설명한다.

트랙터 설정 버튼 (201) 을 터치하면, 과거에 이 원격 조작 장치 (112) 에 의해 트랙터를 사용하여 작업을 실시한 경우, 요컨대, 과거에 설정한 트랙터가 존재하는 경우, 그 트랙터명 (기종) 이 표시된다. 표시된 복수의 트랙터명으로부터 이번에 사용하는 트랙터명을 터치하여 선택하면, 그 후, 후술하는 포장 설정으로 진행되거나, 혹은, 초기 화면으로 되돌아가는 것이 가능하다.

신규로 트랙터 설정을 실시하는 경우에는, 트랙터의 기종을 특정한다. 이 경우, 기종명을 직접 입력한다. 혹은, 복수의 트랙터의 기종을 표시 장치 (113) 에 일람 표시하게 하여 원하는 기종을 선택할 수 있도록 하고 있다.

트랙터의 기종이 설정되면, 트랙터에 장착되는 작업기의 사이즈, 형상, 작업기의 위치의 설정 화면이 나타난다. 작업기의 위치는 예를 들어 전부인지, 전륜과 후륜의 사이인지, 후부인지, 오프셋인지를 선택한다.

작업기의 설정이 종료되면, 작업 중의 차속, 작업 중의 엔진 회전수, 선회시의 차속, 선회시의 엔진 회전수의 설정 화면이 나타난다. 작업 중의 차속은 왕로와 귀로에서 상이한 차속으로 하는 것도 가능하다.

차속 및 엔진 회전수의 설정이 종료되면, 후술하는 포장 설정으로 진행되거나, 혹은, 초기 화면으로 되돌아가는 것이 가능하다.

다음으로, 포장 설정에 대하여 설명한다. 도 4 는, 포장 설정시에 있어서 자율 주행 작업 차량에 사용자가 탑승하여 실시하는 외주 주행의 모습을 나타낸다. 도 5 는, 작업 영역, 개자리 영역 등, 포장 내에 설정되는 영역을 나타낸다.

포장 설정 버튼 (202) 을 터치하면, 과거에 이 원격 조작 장치 (112) 에 의해 트랙터를 사용하여 작업을 실시한 경우, 요컨대, 과거에 설정한 포장이 존재하는 경우, 설정되어 있는 포장의 이름이 표시된다. 표시된 복수의 포장명으로부터 이번에 작업을 실시하는 포장명을 터치하여 선택하면, 그 후, 후술하는 경로 생성 설정으로 진행되거나, 혹은, 초기 화면으로 되돌아가는 것이 가능하다. 또한, 설정된 포장을 편집 또는 신규로 설정하는 것도 가능하다.

등록된 포장이 없는 경우에는, 신규의 포장 설정이 된다. 신규의 포장 설정을 선택하면, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 트랙터 (자율 주행 작업 차량 (1)) 를 포장 (H) 내의 네 모서리 중 1 개의 모서리 (A) 에 위치하게 하고, 「측정 개시」의 버튼을 터치한다. 그 후, 트랙터를 포장 (H) 의 외주를 따라 주행하게 하여 포장 형상을 등록한다. 다음으로, 작업자는, 등록된 포장 형상으로부터, 모서리 위치 (AㆍBㆍCㆍD) 나 변곡점을 등록하여 포장 형상을 특정한다.

포장 (H) 이 특정되면, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 작업 개시 위치 (S) 와, 작업 개시 방향 (F) 과, 작업 종료 위치 (G) 를 설정한다. 이 포장 (H) 내에 장애물이 존재하는 경우에는, 장애물의 위치까지 트랙터를 이동시키고, 「장애물 설정」버튼을 터치하여, 그 주위를 주행하여, 장애물 설정을 실시한다. 또한, 표시 장치 (113) 에는 포장의 지도 화상을 표시하는 것이 가능하고, 당해 지도 화상에, 상기 특정된 포장 형상이 중첩 표시되는 경우, 표시 장치 (113) 상에서 장애물의 주위를 지정함으로써, 장애물 설정을 실시할 수 있어도 된다.

상기 작업이 종료되거나, 또는, 과거에 등록한 포장을 선택하면, 확인 화면이 되어, OK (확인) 버튼과 「편집/추가」버튼이 표시된다. 과거에 등록한 포장에 변경이 있는 경우에는, 「편집/추가」버튼을 터치한다.

상기 포장 설정에 있어서 OK 버튼을 터치하면, 경로 생성 설정이 된다. 경로 생성 설정은 초기 화면에서 경로 생성 설정 버튼 (203) 을 터치하는 것에 의해서도 경로 생성 설정이 가능해진다.

경로 생성 설정에서는, 자율 주행 작업 차량 (1) 에 대해 주행 작업 차량 (100) 이 어느 위치에서 주행할지의 선택 화면이 표시된다. 요컨대, 자율 주행 작업 차량 (1) 과 주행 작업 차량 (100) 의 위치 관계를 설정한다. 구체적으로는, (1) 주행 작업 차량 (100) 이 자율 주행 작업 차량 (1) 의 좌측 후방에 위치한다. (2) 주행 작업 차량 (100) 이 자율 주행 작업 차량 (1) 의 우측 후방에 위치한다. (3) 주행 작업 차량 (100) 이 자율 주행 작업 차량 (1) 의 바로 뒤에 위치한다. (4) 주행 작업 차량 (100) 은 수반하지 않는다 (자율 주행 작업 차량 (1) 만으로 작업을 실시한다). 의 4 종류가 표시되고, 터치함으로써 선택할 수 있다.

다음으로, 주행 작업 차량 (100) 의 작업기의 폭을 설정한다. 요컨대, 작업기의 폭을 숫자로 입력한다.

다음으로, 스킵수를 설정한다. 요컨대, 자율 주행 작업 차량 (1) 이 포장 외주 단부 (端部) (개자리) 에 이르러 제 1 경로에서 제 2 경로로 이동할 때에, 경로를 몇 개 건너뛸지를 설정한다. 구체적으로는, (1) 스킵하지 않는다. (2) 1 열 스킵. (3) 2 열 스킵. 중 어느 것을 선택한다.

다음으로, 오버랩의 설정을 실시한다. 요컨대, 작업 경로와 인접하는 작업 경로에 있어서의 작업폭의 중복량의 설정을 실시한다. 구체적으로는, (1) 오버랩하지 않는다. (2) 오버랩한다. 를 선택한다. 또한, 「오버랩한다」를 선택하면, 수치 입력 화면이 표시되고, 수치를 입력하지 않으면 다음으로 진행될 수 없다.

다음으로, 외주 설정이 실시된다. 요컨대, 도 5 에 나타내는 바와 같은, 자율 주행 작업 차량 (1) 과 주행 작업 차량 (100) 에 의해, 또는, 자율 주행 작업 차량 (1) 에 의해 작업을 실시하는 작업 영역 (HA) 의 외측의 영역이 설정된다. 바꾸어 말하면, 포장단에서 비작업 상태로 하여 선회 주행하는 개자리 (HB) 와, 개자리 (HB) 와 개자리 (HB) 사이의 좌우 양측의 포장 외주에 접하는 비작업 영역으로 하는 측부 여유지 (HC) 가 설정된다. 따라서, 포장 (H) ＝ 작업 영역 (HA) ＋ 개자리 (HB) ＋ 개자리 (HB) ＋ 측부 여유지 (HC) ＋ 측부 여유지 (HC) 가 된다. 통상적으로, 개자리 (HB) 의 폭 (Wb) 과 측부 여유지 (HC) 의 폭 (Wc) 은, 주행 작업 차량 (100) 이 장착한 작업기의 폭의 2 배 이하의 길이로 하여, 자율 주행 작업 차량 (1) 과 주행 작업 차량 (100) 에 의한 수반 작업이 종료된 후에, 작업자가 주행 작업 차량 (100) 에 올라타고, 수동 조작으로 외주를 2 바뀌 돎으로써, 마무리할 수 있도록 하고 있다. 단, 포장 외주의 형상이 복잡하지 않은 경우에는, 자율 주행 작업 차량 (1) 으로 외주를 작업하는 것도 가능하다. 또한, 외주 설정에 있어서, 개자리 (HB) 의 폭 (Wb) 및 측부 여유지 (HC) 의 폭 (Wc) 은, 작업기의 폭에 따라 자동적으로 소정의 폭으로 산출되지만, 산출된 개자리 (HB) 의 폭 (Wb) 및 측부 여유지 (HC) 의 폭 (Wc) 은, 임의의 폭으로 변경 가능하여, 사용자는 원하는 폭으로 변경한 다음에, 변경 후의 폭 (Wb), 폭 (Wc) 을 각각 개자리 (HB) 의 폭, 측부 여유지 (HC) 의 폭으로서 설정 가능하다. 단, 임의의 폭으로 변경 가능한 경우, 포장 내에 있어서의 주행, 작업 그리고 안전성을 고려하여 산출되는 최소 설정폭 이하로 설정할 수는 없다. 예를 들어, 개자리 (HB) 나 측부 여유지 (HC) 에 있어서 자율 주행 작업 차량 (1) 이 주행이나 선회한 경우에, 작업기가 포장 밖으로 튀어나오지 않는 것을 보증하는 폭이 최소 설정폭으로서 산출된다.

상기의 각종 설정의 입력이 종료되면, 확인 화면이 나타나고, 확인을 터치하면, 자동으로 경로 (R) 가 생성된다. 경로 (R) 는 작업 경로 (Ra) 와 주행 경로 (Rb) 로 이루어지고, 작업 경로 (Ra) 는 작업 영역 (HA) 내에서 생성되는 경로로, 작업을 실시하면서 주행하는 경로이며, 직선의 경로가 된다. 단, 작업 영역 (HA) 이 사각형이 아닌 경우에는 작업 영역 (HA) 밖의 영역 (개자리 (HB) 와 측부 여유지 (사이드 마진) (HC)) 으로 비어져 나오는 경우도 있다. 주행 경로 (Rb) 는 작업 영역 (HA) 밖의 영역에서 생성되는 경로로, 작업을 실시하지 않고 주행하는 경로이며, 직선과 곡선을 조합한 경로가 된다. 주로, 개자리 (HB) 에서의 선회 주행이 된다.

상기 경로 (R) 는 자율 주행 작업 차량 (1) 과 주행 작업 차량 (100) 의 경로 (R) 가 생성된다.

상기 작업 경로 생성 후에 그 작업 경로를 보고 싶은 경우에는, 경로 생성 설정 버튼 (203) 을 터치함으로써 시뮬레이션 화상이 표시되어, 확인할 수 있다. 또한, 경로 생성 설정 버튼 (203) 을 터치하지 않더라도 경로 (R) 는 생성되어 있다. 경로 생성 설정의 각 항목을 설정하면, 경로 생성 설정이 표시되고, 그 하부에 「경로 설정 버튼」 「데이터 전송한다」 「홈으로 되돌아간다」를 선택할 수 있게 표시된다.

경로 생성 설정으로 생성된 경로 (경로 (R)) 에 관한 정보를 전송할 때에는, 초기 화면에서 형성된 데이터 전송 버튼 (204) 을 터치함으로써 전송할 수 있다. 이 전송은 원격 조작 장치 (112) 로 실시되기 때문에, 이들 설정한 정보를 자율 주행 작업 차량 (1) 의 제어 장치에 전송할 필요가 있다. 이 전송은, (1) 단자를 사용하여 전송하는 방법과, (2) 무선으로 전송하는 방법이 있으며, 본 실시형태에서는, 단자를 사용하는 경우에는, USB 케이블을 사용하여 원격 조작 장치 (112) 와 자율 주행 작업 차량 (1) 의 제어 장치를 직접 연결하거나, 혹은, USB 메모리에 일단 기억시키고 나서, 자율 주행 작업 차량 (1) 의 USB 단자에 접속하여 전송한다. 또, 무선으로 전송하는 경우에는, WiFi (무선 LAN) 를 이용하여 전송한다.

이하, 포장 형상을 등록하는 포장 설정에 대하여 보다 상세하게 설명한다.

종래, 포장 주변부를 매뉴얼 운전 (티칭 주행) 함으로써 얻어지는 학습 주행 데이터에 의해 얻어지는 포장 구획이나 기준 주행 방위의 정보에 기초하여 작업 경로를 설정하는 것은 실시되고 있지만, 실제의 포장에 있어서의 끝, 요컨대, 포장과 논두렁, 도로의 경계는, 토지의 특징 등에 따라 반드시 직선은 아니어서, 티칭 주행에 있어서 충실하게 그 경계를 따라 주행하는 것은 곤란하다. 또, 티칭 주행에 의해 얻어진 측위 데이터에는, 국소적으로 포장 내측으로 비어져 나온 전신주, 취수 밸브, 벽 등의 장애물에 대한 정보가 없기 때문에, 개자리 작업이나 사이드 마진의 마무리 작업을 자율 주행 작업 차량에 자율적으로 실시하게 할 수는 없었다. 그래서, 주행 영역에 관한 각종 정보를 취득하고, 이들 정보에 기초하여 작업 차량 (100) 이 주행하는 주행 영역의 형상을 특정 가능하게 하고 있다.

도 6 은, 포장단의 경계 부분에 장애물이 존재하는 것 등에서 기인하여 국소적으로 복잡한 형상 변화를 갖는 포장을 나타내고 있으며, 본 실시형태에서는 포장 (H) 의 변 (DA) 에 포장 내측으로 돌출되는 전신주가 존재하는 예를 나타내고 있다. 도 7 은, 포장단의 형상을 주변 정보로서 인식하는 모습을 나타내고 있으며, 여기에서는 전신주를 인식하는 모습을 나타내고 있다. 도 8 은, 주변 정보에 기초하여 주행 궤적을 보정한 후에 등록되는 포장 형상을 나타내고 있으며, 여기에서는 포장 (H) 의 내측으로 튀어나온 전신주를 고려한 포장 외주 형상을 등록하는 모습을 나타내고 있다.

원격 조작 장치 (112) 의 표시 장치 (113) 상에서 포장 설정 버튼 (202) 을 터치하여, 신규로 포장 설정을 실시하는 경우 또는 기존의 포장을 편집하여 다시 포장 설정을 실시하는 경우, 「측정 개시」버튼을 터치한 후에, 자율 주행 작업 차량 (1) 을 주행시킨다. 본 실시형태에서는, 자율 주행 작업 차량 (1) 을 포장 (H) 의 네 모서리 중 1 개의 모서리 (A) 에 위치하게 하고, 「측정 개시」버튼을 터치하여 자율 주행 작업 차량 (1) 을 포장 (H) 의 외주를 따라 주행시킨 경우에 대하여 설명한다. 이 때, 측위 제어 유닛 (306) 에 있어서, GPS 위성 (37ㆍ37…) 으로부터 송신되는 전파를 수신하여 차체부의 위치 정보가 취득됨과 동시에, 자이로 센서 (31) 및 방위각 검출부 (32) 에 의해, 차체부의 변위 정보 및 방위 정보가 취득된다. 이와 같이 취득되는 차체부의 위치 정보, 변위 정보 및 방위 정보에 기초한 주행 궤적 정보가 취득된다.

자율 주행 작업 차량 (1) 을 포장 (H) 의 외주를 따라 주행시킬 때, 자율 주행 작업 차량 (1) 의 주변 환경을 인식하기 위해 배치된 장애물 센서 (41) 및/또는 카메라 (42Fㆍ42R) 에 의해, 자율 주행 작업 차량 (1) 의 주변 정보 (환경 정보) 가 아울러 취득된다. 「주변 정보」란, 예를 들어 카메라 등의 촬상 수단으로서 구성되는 장애물 센서 (41) 에 의해 얻어진 차체부의 전부 및 측부의 영상, 카메라 (42F) 에 의해 얻어진 영상, 혹은, 레이저 센서 또는 초음파 센서 등의 거리 센서로서 구성되는 장애물 센서 (41) 에 의한 포장단과 논두렁 등의 포장 밖의 경계에 관한 정보이다. 본 실시형태에서는, 전방 카메라 (42F) 에 의한 영상을 주변 정보로서 취득하고, 표시 장치 (113) 에 표시하고 있다.

그와 같이 하여 얻어진 주변 정보에 기초하여 주행 궤적 정보를 보정한다. 구체적으로는, 주변 정보로서 얻어지는 영상 등에 기초하여 포장 (H) 의 실제의 외주단을 파악하고, 그것에 맞추도록 주행 궤적을 외측 또는 내측으로 수정함으로써 주행 궤적 정보를 보정하여 포장 (H) 의 외주 형상을 등록한다. 그리고, 그 외주 형상에 기초하여 포장 (H) 의 외주의 주행 경로를 설정한다. 요컨대, 포장 (H) 의 외주를 주행할 때에는, 장애물을 적절히 피하도록 주행하지만, 장애물의 성질에 따라, 그 때 회피한 경로보다 내측 또는 외측에 포장 외주를 등록할 필요가 있는 바, 본 실시형태와 같이 주변 정보로서 취득된 영상 등으로부터 장애물의 형상, 공중으로 밀어 올린 크기 등을 이용하여, 장애물에 따른 적정한 회피량을 설정하고, 경로 생성 설정에 있어서의 주행 경로의 설정에 이용하는 것도 가능하다.

또한, 본 실시형태에서는 주행 궤적 정보와 주변 정보 (환경 정보) 에 기초하여 주행 궤적 정보를 보정하는 것으로 하였지만, 주행 궤적 정보를 보정하지 않는 것이 있어도 되고, 혹은, 보정 궤적 정보를 보정할지 여부를 선택 가능해도 된다. 보정 궤적 정보를 보정하지 않는 경우로는, 예를 들어, 주변 정보에 있어서 주행 궤적 정보에 영향을 주는 외적 요인 (예를 들어, 포장단의 부근에 장애물이 존재하는 경우나 포장단이 곡선 형상인 경우) 이 존재하지 않는 경우를 생각해 볼 수 있다. 이 경우, 주변 정보에 기초하여 외적 요인의 유무를 판정하고, 외적 요인이 있는 경우에는 주행 궤적 정보를 보정하고, 외적 요인이 없는 경우에는 주행 궤적 정보를 보정하지 않는다.

또, 주행 궤적 정보를 보정할지 여부를 선택 가능하게 하는 경우, 예를 들어, 주행 궤적 정보가 취득되었을 때에, 주변 정보에 기초하여 보정할지 여부를 선택하게 하는 화상을 표시하고, 사용자에 의해 보정의 실행이 선택된 경우에는 보정을 실행하고, 보정의 비실행이 선택된 경우에는 보정을 실행하지 않는다. 혹은, 도시하지 않은 설정 메뉴 등에 있어서 주변 정보에 기초하는 보정의 여부를 선택 설정 가능하여, 보정이 「요」인 경우에는 자동적으로 주행 궤적 정보를 보정하고, 보정이 「불요」인 경우에는 주행 궤적 정보를 보정하지 않는 것이어도 된다.

이상과 같이, 주변 정보를 취득하여 주행 궤적 정보를 보정함으로써, 포장단을 정확하게 파악하여 등록할 수 있고, 포장 (H) 의 외주가 곡선상인 경우, 또는 포장 (H) 의 내측에 장애물이 돌출되어 있는 경우 등, 포장 (H) 의 외주 형상이 복잡한 경우에서도, 포장 영역으로서 보다 정확한 포장 영역을 등록할 수 있다.

도 9 는, 주변 정보를 취득하는 환경 인식 수단의 위치 및 방향을 나타낸다. 주행 궤적 정보를 보정하는 경우에는, 보다 정확하게 포장단을 인식하기 위해, 주변 정보를 취득하는 장애물 센서 (41) 및 카메라 (42Fㆍ42R) 의 이동 GPS 안테나 (34) 에 대한 배치 (주행 궤적 정보를 취득하는 위치에 대한 상대 위치) 를 고려하여, 주행 궤적 상의 임의 위치에 있어서의 주행 궤적과 장애물 센서 (41) 및 카메라 (42Fㆍ42R), 인식된 포장단의 위치 관계를 명확하게 한 다음에, 이들의 위치 정보 및 방향에 기초하여 보정이 실시된다. 구체적으로는, 센서 또는 카메라의 장착 위치의 높이, 수평 위치에 관한 위치 정보, 이들과 이동 GPS 안테나 (34) 의 상대 위치 관계, 및 카메라의 촬영 방향 또는 센서의 검출 방향에 관한 정보를 이용하여, 카메라에 의해 취득된 화상 또는 센서에 의해 검출된 검출값에 대해, 위치 및 방향에 관한 정보를 고려하여, 주행 궤적과 포장단 또는 장애물과의 거리를 산출하여, 포장단의 위치를 정확하게 파악한다.

이상과 같이, 주변 정보에 주행 궤적 정보와의 상대적 위치 관계를 갖게 함으로써, 환경 인식 수단에 의해 인식되는 포장단에 관한 정보를 보다 정확하게 이용할 수 있음과 함께, 포장단의 인식 처리를 자동으로 실시하는 것이 가능해진다.

상기 서술한 바와 같이 주행 궤적 정보의 보정은 자동적으로 실시되는 것으로 해도 되지만, 사용자의 조작에 따라 실시되는 것으로 해도 된다. 예를 들어, 표시 장치 (113) 에 포장의 지도 화상이 표시되고, 당해 지도 화상 상에 주행 궤적 정보에 기초하여 특정되는 포장을 나타내는 선 형상, 혹은, 주변 정보에 기초하여 보정된 주행 궤적 정보에 기초하여 특정되는 포장을 나타내는 선 형상이 중첩 표시되는 경우, 사용자가 표시 장치 (113) 를 터치함으로써 정확한 포장단을 지정 가능하여, 사용자의 조작에 따라 주행 궤적 정보를 보정하는 것으로 해도 된다. 그 경우, 환경 정보 취득 수단 (상기 서술한 장애물 센서 (41), 카메라 (42Fㆍ42R) 의 총칭) 은 표시 장치 (113) 에 포장의 지도 화상을 표시하기 위해 사용되는 것이면 된다. 포장단을 지정하는 경우, 예를 들어 상기 선 형상에 대해 컨트롤 포인트를 추가하고, 컨트롤 포인트를 조작함으로써, 선 형상의 일부에 대하여 보정 가능하면 된다. 또, 선 형상에 있어서 사용자가 하나 또는 복수의 경계 특징점을 지정하고, 당해 경계 특징점에 기초하여 자동적으로 주행 궤적 정보가 보정되면 된다. 이하, 경계 특징점에 대하여 설명한다.

도 10 은, 표시 장치 상에서 포장단의 경계 특징점을 선택하여, 포장 형상을 등록하는 모습을 나타낸다. 본 예에 있어서 주변 정보에 기초한 포장의 외주단의 인식은, 카메라로서 구성되는 장애물 센서 (41) 또는 카메라 (42Fㆍ42R) 에 의해 취득된 화상을 원격 조작 장치 (112) 의 표시 장치 (113) 에 표시하게 하여, 외주단으로서 등록하는 위치를 표시 장치 (113) 상에서 터치함으로써 실시하고 있다. 요컨대, 표시 장치 (113) 에 표시되는 화상에 있어서의 포장과 그 외부와의 경계의 특징점 (즉 경계 특징점) 을 작업자 자신이 판별하여, 표시 장치 (113) 상에서 지정한다. 이 경우, 원격 조작 장치 (112) 의 표시 장치 (113) 는, 차체부의 위치 정보, 주행 궤적 정보, 및 주변 정보를 표시하는 표시부로서 기능함과 함께, 주변 정보에 대해 경계 특징점을 지정하기 위해 조작되는 조작부로서도 기능한다. 그리고, 주행 궤적 정보는 사용자에 의해 지정된 경계 특징점에 기초하여 보정되어, 변경 후의 선 형상이 포장 형상으로서 등록된다. 주행 궤적 정보의 보정은 또한, 경계 특징점과 관련 특징점에 기초하여 실시되어도 된다. 관련 특징점이란, 경계 특징점과 동일 또는 유사한 특징을 갖는 특징점이며, 예를 들어, 지도 화상 (화상 데이터) 상에 있어서, 지정된 경계 특징점과 색상, 채도, 명도가 동일 또는 유사한 (각 요소의 차이가 소정 임계값 내인 것) 특징점을 관련 특징점으로서 특정하는 것이 가능하다.

상기에서는 포장 등록시에 주행 궤적 정보를 보정하는 것으로 하였지만, 주행 궤적 정보 및 주변 정보를 대응지어 원격 조작 장치 (112) 에 기억시킨 다음에, 포장단의 위치 정보의 변경 조작을 사후적으로, 예를 들어, 포장 설정의 변경으로서 실시하는 것도 가능하다.

주변 정보에 기초한 포장의 외주단의 인식 방법으로는, 상기 서술한 바와 같이 카메라에 의해 취득된 영상 상에서 작업자에 의한 시인으로 실시하는 것 이외에, 예를 들어 카메라에 의해 취득된 화상 데이터 상의 색채의 차이 또는 명도의 차이 등, 화상 데이터 상의 변위점을 자동적으로 경계 특징점으로서 판별하는 것 등을 생각할 수 있다. 또, 레이저 센서 및 초음파 센서 등의 거리 센서를 사용하는 경우에는, 포장단과 논두렁의 경계에 존재하는 단차를 거리의 변화로서 검출하여, 그 단차의 하단을 경계 특징점으로 함으로써, 포장의 외주단을 자동적으로 인식할 수도 있다 (도 11 참조).

본 명세서에서, 원격 조작 장치 (112) 는, 자율 주행 작업 차량 (1) 의 경로 (R) 를 설정할 때에 사용되는 것으로 하였다. 그리고, 경로 (R) 의 설정에 필요한 각종 설정 (상기 트랙터 설정, 포장 설정, 경로 생성 설정) 은 원격 조작 장치 (112) 의 표시 장치 (113) 를 적절히 조작함으로써 설정되는 것으로 하였지만, 경로 (R) 의 설정을 제어부 (30) (예를 들어 자율 주행 제어 컨트롤러 (307)) 가 실시하고, 경로 (R) 의 설정에 필요한 각종 설정은 사용자가 표시 수단 (49) 을 적절히 조작함으로써 설정 가능해도 된다. 바꾸어 말하면 포장의 형상을 등록하는 시스템에 있어서 원격 조작 장치 (112) 가 포함되지 않는 것으로 해도 되고, 원격 조작 장치 (112) 는 포함되지만 경로 (R) 의 설정에 있어서 원격 조작 장치 (112) 가 사용되지 않는 것으로 해도 된다.

또, 본 명세서에 있어서 주행 궤적 정보의 보정은 포장의 형상을 특정ㆍ등록하기 위해 실시되는 것으로 하였지만, 포장의 형상에 추가하여, 혹은, 포장의 형상 대신에, 다른 영역 (자율 주행 작업 차량 (1) 이 주행하는 소정의 영역 (주행 영역)) 의 형상을 특정ㆍ등록하기 위해 사용되어도 된다. 예를 들어 상기 서술한, 작업 영역의 형상을 특정ㆍ등록하기 위해 사용되어도 된다. 나아가서는, 자율 주행 작업 차량의 주행이 금지되는 소정의 영역 (비주행 영역) 의 형상을 특정ㆍ등록하기 위해 사용되어도 된다. 예를 들어 상기 서술한, 장애물의 형상을 특정ㆍ등록하기 위해 사용되어도 된다. 특정ㆍ등록의 대상이 주행 영역이라 하더라도, 비주행 영역이라 하더라도, 주변 정보에 기초하여 주행 궤적 정보를 보정하는 점에 차이는 없지만, 일반적으로, 주행 영역에 있어서 주행 궤적 정보를 취득하기 위한 주행은 주행 영역의 단부의 내측을 주행하는 데에 반해, 비주행 영역에 있어서 주행 궤적 정보를 취득하기 위한 주행은 주행 영역의 단부의 외측을 주행하는 경우가 많다. 이 경우, 주행 영역에 있어서의 주행 궤적 정보의 보정은, 주행 궤적 정보에 의해 특정되는 닫힌 선 형상의 면적을 확대하는 방향으로 실시되는 한편, 비주행 영역에 있어서의 주행 궤적 정보의 보정은, 상기 닫힌 선 형상의 면적을 축소하는 방향으로 실시된다.

이상에 기재된 본 명세서에 기초하는 발명을 고려하면, 본원 발명은, 작업 차량이 주행하는 주행 영역 (본 명세서에서는 예를 들어 포장에 의해 실현됨) 의 형상을 등록하는 시스템으로서, 위성 측위 시스템 (본 명세서에서는 예를 들어 GNSS 에 의해 실현됨) 에 의해 주행 작업 차량 (100) 의 위치 정보를 취득하는 위치 정보 취득 수단 (본 명세서에서는 예를 들어 측위 제어 유닛 (306) 에 의해 실현됨) 과, 주행 작업 차량 (100) 의 주변의 환경 정보를 취득하는 환경 정보 취득 수단 (본 명세서에서는 예를 들어 환경 인식 센서에 의해 실현됨) 과, 위성 측위 시스템에 의해 취득되는 주행 작업 차량 (100) 의 위치 정보에 기초하여 특정되는 주행 작업 차량 (100) 의 주행 궤적을 나타내는 주행 궤적 정보를 취득하는 주행 궤적 정보 취득 수단 (본 명세서에서는 예를 들어 주행 작업 차량 (100) 의 제어부 (30) 또는 주행 작업 차량 (100) 과 무선 통신 가능한 무선 통신 단말 (원격 조작 장치 (112)) 이 구비하는 제어부 (130) 에 의해 실현됨) 과, 주행 궤적 정보 취득 수단에 의해 취득된 상기 주행 궤적 정보 및 상기 환경 인식 수단에 의해 취득된 상기 환경 정보에 기초하여 상기 주행 궤적 정보를 보정하여 특정되는 특정 영역 (본 명세서에서는 예를 들어 주행 영역을 보정함으로써 얻어지는 영역에 의해 실현됨) 을 주행 영역의 형상으로서 등록하는 등록 수단 (본 명세서에서는 예를 들어 주행 작업 차량 (100) 의 제어부 (30) 또는 주행 작업 차량 (100) 과 무선 통신 가능한 무선 통신 단말이 구비하는 제어부 (130) 에 의해 실현됨) 을 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또, 본원 발명에 있어서 등록 수단에 의한 주행 궤적 정보의 보정은, 환경 인식 수단의 위치 정보 및 환경 정보를 취득하는 방향에도 기초하여 실시된다. 또 본원 발명에 있어서, 등록 수단에 의해 등록된 주행 영역의 형상 (즉 보정 후의 주행 영역의 형상) 을 표시할 수 있는 표시 수단 (본 명세서에서는 예를 들어 작업 차량 또는 작업 차량과 무선 통신 가능한 무선 통신 단말이 구비하는 화상 표시부 (표시 수단 (49) 또는 표시 장치 (113)) 에 의해 실현됨) 과, 표시 수단에 표시된 주행 영역의 형상을 변경 조작 가능한 조작 수단 (본 명세서에서는 예를 들어 표시 수단이 구비하는 터치 패널에 의해 실현됨) 을 구비하고, 등록 수단은 표시 수단에 표시된 주행 영역의 형상이 조작 수단에 대한 조작 (본 명세서에서는 예를 들어 컨트롤 포인트의 추가나 경계 특징점의 지정에 의해 실현됨) 에 따라 변경된 변경 후의 영역을 주행 영역의 형상으로서 등록한다. 또한, 등록 수단에 의해 등록되기 전 (즉 보정 전의 주행 영역의 형상) 에 대하여 조작 수단에 대한 조작에 따라 변경 가능해도 되는 것은 말할 필요도 없다.

이와 같이 하여, 주행 작업 차량 (100) 이 주행하는 주행 영역의 형상을 보다 정확하게 특정하고, 특정된 주행 영역을 등록할 수 있다.

상기 포장 설정에 있어서, 포장 (H) 내에 차체부의 주행이 금지되는 연약지나 바위 등의 장애물 (400) 이 존재하는 경우에 대하여, 상세히 서술한다.

도 12 에 나타내는 바와 같이, 포장 (H) 내에 장애물 (400) 이 존재하는 경우, 포장 설정시에, 작업자는 자율 주행 작업 차량 (1) 을 타고 장애물 (400) 의 근방 위치까지 이동하고, 장애물 설정을 선택하여, 장애물 (400) 의 외주를 주행한다. 이 때, 사각형의 정점이 되는 4 점 (포인트) (401ㆍ402ㆍ403ㆍ404) 을 지정하여 제 3 영역 (이하, 진입 금지 영역 (K)) 을 등록한다. 이 진입 금지 영역 (K) 의 외주를 형성하는 사각형의 변은 포장 (H) 의 외주의 변과 거의 평행해진다. 단, 원격 조작 장치 (112) 에 표시되는 지도만을 사용하여 등록하는 것도 가능하다. 예를 들어, 외관상은 확인할 수 없지만 진입을 금지하고자 하는 경우이고, 연약지 등에서 실제로 주위를 주행하면 깊은 곳에 빠져 탈출할 수 없는 사태가 발생하는 장소나, 큰 돌이 묻혀 있는 것과 같은 장소이며, 이와 같은 장애는, 주행하지 않고 간단히 진입 금지 영역 (K) 으로서 등록할 수 있도록 한다.

상기 장애물 (400) 의 형상이 원형이나 뾰족한 형상을 갖는 경우, 사각형으로 등록하면, 여백 부분 (작업은 가능하지만, 진입이 금지되는 부분) 이 커지는 경우가 있다. 이와 같은 경우에는, 도 13 에 나타내는 바와 같이, 진입 금지 영역 (K) 은 지정하는 점을 증가시켜 (401 ∼ 405) 다각형으로 하는 것도 가능하다. 단, 점의 수는 한정하지 않는다. 또, 지정하는 점의 위치는, 표시 장치 (113) 상에서 이동이나 변경을 가능하게 하고 있다. 요컨대, 통상적으로 자동으로 정점이 설정되기 때문에, 실제로는 좀 더 넓게 하고자 하는 경우나 좁게 하고자 하는 경우나 경사지게 하고자 하는 경우나 위치를 어긋나게 하고자 하는 경우나 다각형으로 설정하고자 하는 경우 등이 있기 때문에, 매뉴얼로 점의 이동이나 변경을 가능하게 하고 있다. 또한, 진입 금지 영역 (K) 이 다각형인 경우, 적어도 1 개의 특정 변은 포장 (H) 내의 제 1 영역 (작업 영역 (HA)) 의 변과 거의 평행해지도록 설정하고, 경로 생성했을 때의 미작업지가 가능한 한 작아지도록 하고 있다.

그리고, 장애물 (400) 이 들어가는 사각형 (또는 다각형) 의 진입 금지 영역 (K) 이 설정되면, 다음으로, 진입 금지 영역 (K) 의 소정 길이 (폭) 외측에 제 4 영역이 되는 장애물 개자리 (JB) 와 장애물 측부 여유지 (JC) 를 설정하여, 작업 영역 (HA) 안에 장애물 영역 (J) 이 설정된다. 요컨대, 장애물 영역 (J) 은, 주행이 금지되는 진입 금지 영역 (K) 과, 작업 경로 (Ra) 는 생성되지 않지만 주행 경로 (Rb) 는 생성할 수 있게 되는 제 4 영역이 되는 장애물 개자리 (JB) 와 장애물 측부 여유지 (JC) 를 더한 영역이다. 장애물 개자리 (JB) 와 장애물 측부 여유지 (JC) 의 제 4 영역의 폭은 작업기의 폭의 2 배 이하의 길이로 하여 2 둘레 돎으로써 작업을 종료할 수 있다.

또, 제 2 영역 (개자리 (HB) 와 측부 여유지 (HC)) 과 제 4 영역 (장애물 개자리 (JB) 와 장애물 측부 여유지 (JC)) 사이에는 경로가 설정되지 않는 제 5 영역 (진입 영역 (HD)) 이 설정된다. 요컨대, 자율 주행 작업 차량 (1) 과 주행 작업 차량 (100) 에 의한 협조 작업으로 작업 영역 (HA) 의 작업을 실시한 후에, 장애물 개자리 (JB) 와 장애물 측부 여유지 (JC) 를 작업자가 수동으로 작업을 실시할 필요가 있기 때문에, 개자리 (HB) 혹은 측부 여유지 (HC) 로부터 장애물 개자리 (JB) 혹은 장애물 측부 여유지 (JC) 에 들어갈 필요가 있다. 이 때문에 제 2 영역과 제 4 영역 사이를 연결하도록 진입로가 되는 제 5 영역을 설정하여, 협조 작업 종료 후에, 기작업지 (旣作業地) 를 망치지 않고 장애물 개자리 (JB) 와 장애물 측부 여유지 (JC) 에 들어가 작업을 할 수 있도록 하고 있다. 따라서, 제 5 영역의 폭은 작업기 (또는 차체부) 의 폭 이상, 작업기의 폭의 2 배 이하의 길이로 한다. 제 5 영역의 폭이 작업기의 폭과 동등한 경우, 제 4 영역으로 진입할 때에는 제 5 영역에서 작업을 실시할 필요가 없지만, 제 4 영역으로부터 나올 때에 제 5 영역에서 작업을 실시함으로써, 미경지를 없앨 수 있다. 한편, 제 5 영역의 폭이 작업기의 폭보다 큰 경우, 제 4 영역으로 진입할 때 및 제 4 영역에서 나올 때에 작업을 실시함으로써, 미경지를 없앨 수 있다. 제 5 영역의 폭을 작업기의 폭의 2 배와 동등한 크기로 함으로써, 제 4 영역으로 진입할 때 및 제 4 영역에서 나올 때에 제 5 영역에서 작업을 실시해도 작업의 중복을 방지할 수 있다.

상기 진입 영역 (HD) (제 5 영역) 은, 제 2 영역과 제 4 영역 사이의 거리가 가장 짧은 위치에 형성하여, 제 4 영역에 들어갈 때 및 나올 때의 작업 면적이 가능한 한 작아지도록 한다. 그러나, 측부 여유지 (HC) 와 장애물 측부 여유지 (JC) 사이의 거리가 가장 짧은 경우, 그 사이를 연결하도록 진입 영역 (HD) 을 형성하면, 이 진입 영역 (HD) 은 작업 영역 (HA) 에 있어서의 길이 방향의 경로를 분단하게 되어, 작업 효율을 저하시키는 경우가 있다. 그래서, 개자리 (HB) 와 장애물 개자리 (JB) 사이의 거리가 짧은 영역에서 경로 (R) 와 평행해지는 진입 영역 (HD) 을 설정하는 것으로 하면, 작업 효율을 저하시키지 않고, 마무리도 말끔하게 할 수 있다. 또, 제 1 영역 (작업 영역 (HA)) 의 작업 종료 후에 제 4 영역의 작업을 실시하기 때문에, 진입 영역 (HD) 은 작업 종료 위치 (G) 에 가까운 측에 설정함으로써 주행 이동 거리를 짧게 할 수 있어, 작업 효율을 향상시킬 수 있다.

이상과 같이, 제어부 (130) 에서 미리 설정한 경로 (R) 를 따라, 위성 측위 시스템을 이용하여 자율 주행 및 작업을 가능하게 하는 자율 주행 작업 차량 (1) 과, 그 자율 주행 작업 차량 (1) 에 협조하여 작업자가 조작하여 작업을 실시하는 주행 작업 차량 (100) 에 의해 작업을 실시하는 작업 시스템에 있어서, 경로 생성 장치가 되는 자율 주행 작업 차량 (1) 의 제어부 (30), 또는, 그 제어부 (30) 와 통신 가능한 원격 조작 장치 (112) 의 제어부 (130) 는, 포장 (H) 내를 자율 주행 및 작업 가능한 경로 (R) 를 생성할 수 있게 하고, 포장 설정시에, 포장 (H) 내에 장애물 (400) 이 존재하는 경우, 상기 포장 (H) (작업 영역 (HA)) 에서 작업을 실시하는 작업 경로 (Ra) 가 생성되는 제 1 영역과, 작업 경로 (Ra) 는 생성되지 않지만 주행하기 위한 주행 경로 (Rb) 는 생성할 수 있게 하는 상기 제 1 영역의 주위에 설정되는 제 2 영역과, 상기 포장 (H) 내로서 주행이 금지되는 제 3 영역과, 작업 경로 (Ra) 는 생성되지 않지만 주행하기 위한 주행 경로 (Rb) 는 생성할 수 있게 하는 상기 제 3 영역의 주위에 설정되는 제 4 영역을 설정할 수 있게 하기 때문에, 주행이 금지되는 장애물 (400) 이 포장 (H) 내에 존재하는 경우라 하더라도, 자동적으로 경로 설정이 이루어져 효율적으로 작업을 할 수 있게 된다.

또, 상기 제어부 (130) (또는 제어부 (30)) 는, 상기 제 1 영역 (작업 영역 (HA)) 에 있어서, 상기 제 4 영역 (장애물 개자리 (JB) 와 장애물 측부 여유지 (JC)) 과 제 2 영역 (개자리 (HB) 와 측부 여유지 (HC)) 을 접속하고, 작업 경로 (Ra) 가 생성되지 않는 제 5 영역 (진입 영역 (HD)) 을 설정할 수 있게 하기 때문에, 작업 영역 (HA) 을 자율 주행 작업 차량 (1) 과 주행 작업 차량 (100) 에 의한 협조 작업으로 작업을 실시한 후에, 기작업지를 망치지 않고 제 4 영역에 진입하여 작업을 실시하고, 그 작업 종료 후에 제 5 영역을 작업하면서 퇴출할 수 있어, 제 4 영역을 효율적으로 말끔하게 마무리할 수 있다.

또, 상기 제어부 (130) (또는 제어부 (30)) 는, 상기 제 1 영역 (작업 영역 (HA)) 내에 제 3 영역 (진입 금지 영역 (K)) 을 설정하는 경우, 제 3 영역을 구성하는 적어도 1 개의 변은, 제 1 영역을 구성하는 특정 변과 거의 평행하게 설정되기 때문에, 경로 생성했을 때의 미작업지를 가능한 한 작게 할 수 있다.

또, 상기 제어부 (130) (또는 제어부 (30)) 는, 상기 제 5 영역을 제 1 영역 (작업 영역 (HA)) 에서 생성되는 작업 경로 (Ra) 와 평행하게 형성하기 때문에, 제 4 영역을 작업한 후에 제 5 영역을 작업하여 퇴출한 후의 마무리는, 다른 작업 경로 (Ra) 를 작업한 마무리와 거의 동일해져, 전체적인 마무리를 말끔하게 할 수 있다.

이와 같이, 장애물 영역 (J) 이 설정되고, 경로 (R) 를 따라 작업을 실시하면, 장애물 영역 (J) 이 존재하는 길이 방향의 작업 경로 (Ra) 는 포장 (H) 전체적으로 보면 분단되게 된다. 이 길이 방향으로 분단된 작업 영역 (HA) 은, 자율 주행 작업 차량 (1) 과 주행 작업 차량 (100) 에 의한 협조 작업으로 일방의 영역의 작업 종료 후에 타방의 영역을 실시하는 방법과, 자율 주행 작업 차량 (1) 과 주행 작업 차량 (100) 이 각각 다른 영역을 작업하는 방법이 있다. 어느 쪽을 선택할지는, 지형이나 장애물 영역 (J) 의 위치에 따라 상이하고, 효율이 좋은 쪽을 자동으로 선택하도록 하고 있다. 단, 수동으로 (작업자가) 임의로 선택하는 것도 가능하다.

구체적으로 설명하면, 도 12 에 있어서, 작업 영역 (HA) 내에 장애물 영역 (J) 이 존재하는 경우, 작업 영역 (HA) 내의 장애물 영역 (J) 의 측방에 위치하고 측부 여유지 (HC) 에 인접하는 영역을 좌측부 작업 영역 (HAL) 과 우측부 작업 영역 (HAR) 으로 하고, 나머지 장애물 영역 (J) 이외의 개자리 (HB) 에 인접하는 영역을 전분단 작업 영역 (HAF) 과 후분단 작업 영역 (HAB) 으로 하고, 좌측부 작업 영역 (HAL) 측부터 자율 주행 작업 차량 (1) 과 주행 작업 차량 (100) 에 의해 협조 작업을 실시하는 것으로 한다.

도 14 에 나타내는 바와 같이, 좌측부 작업 영역 (HAL) 이 짝수 조 (條) 의 경로 (R) 를 구비하는 경우, 경로 (R) 의 길이 방향으로 분단된 작업 영역 (HA) 은, 자율 주행 작업 차량 (1) 과 주행 작업 차량 (100) 의 2 대로 한쪽의 영역씩 작업을 실시한다. 요컨대, 좌측부 작업 영역 (HAL) 의 작업이 종료되면, 일방의 전분단 작업 영역 (HAF) (좌측부 작업 영역 (HAL) 이 예를 들어 4 조인 경우에는, HAB → HAR → HAF) 의 작업을 실시하고, 다음으로, 우측부 작업 영역 (HAR) 의 작업을 실시하고, 다음으로, 타방의 후분단 작업 영역 (HAB) 의 작업을 실시하여 종료한다.

또, 도 15 에 나타내는 바와 같이, 좌측부 작업 영역 (HAL) 이 홀수 조의 경로 (R) 를 구비하는 경우, 경로의 길이 방향으로 분단된 작업 영역 (HA) 은, 자율 주행 작업 차량 (1) 과 주행 작업 차량 (100) 의 2 대가 각각 다른 영역의 작업을 실시한다. 요컨대, 좌측부 작업 영역 (HAL) 의 작업이 종료되면, 일방의 전분단 작업 영역 (HAF) (좌측부 작업 영역 (HAL) 이 예를 들어 3 조인 경우 후분단 작업 영역 (HAB)) 의 작업을 주행 작업 차량 (100) 이 실시하고, 후분단 작업 영역 (HAB) 은 자율 주행 작업 차량 (1) 이 실시한다. 다음으로, 우측부 작업 영역 (HAR) 을 자율 주행 작업 차량 (1) 과 주행 작업 차량 (100) 에 의해 작업을 실시한다. 또한, 진입 영역 (HD) 을 형성하는 경우에는, 조의 수에 따라 그 조를 비우거나, 작업하지 않고 공주 (空走) 시키거나 한다.

상기와 같이, 상기 제어부 (130) (또는 제어부 (30)) 는, 상기 제 1 영역에 있어서, 상기 제 3 영역, 제 4 영역, 제 5 영역을 제외한 나머지 영역에서 작업 경로 (Ra) 를 생성할 수 있게 하기 때문에, 모든 작업 영역 (HA) 을 순서대로 작업하여, 작업 효율을 향상시킬 수 있다.

또, 제 4 영역 (장애물 개자리 (JB) 또는 장애물 측부 여유지 (JC)) 과 제 2 영역 (개자리 (HB) 또는 측부 여유지 (HC)) 이 중복되어 있는 경우에는, 양 영역을 통합하도록 설정된다. 예를 들어, 도 16 에 나타내는 바와 같이, 개자리 (HB) 와 장애물 개자리 (JB) 가 중복되어 있는 경우에는, 개자리 (HB) 와 장애물 개자리 (JB) 를 통합한다. 이 상태에서, 제어부 (130) 는, 장애물 개자리 (JB) 와 장애물 측부 여유지 (JC) 는 개자리 (HB) 로 간주하여 경로 (R) 를 설정할 수 있어, 장애물 개자리 (JB) 와 장애물 측부 여유지 (JC) 를 구별할 필요가 없기 때문에, 프로그램의 작성상 간략화가 가능하다.

이와 같이, 위성 측위 시스템을 이용하여 자율 주행 및 작업을 가능하게 하는 자율 주행 작업 차량 (1) 과, 그 자율 주행 작업 차량 (1) 에 협조하여 작업자가 조작하여 작업을 실시하는 주행 작업 차량 (100) 에 의해 작업을 실시하는 작업 시스템에 있어서, 포장 (H) 내를 자율 주행 및 작업 가능한 경로를 생성할 수 있는 경로 생성 장치가 되는 자율 주행 작업 차량 (1) 의 제어부 (30), 또는, 그 제어부 (30) 와 통신 가능한 원격 조작 장치 (112) 의 제어부 (130) 는, 상기 포장 (H) 에서 작업을 실시하는 작업 경로 (Ra) 가 생성되는 제 1 영역과, 작업 경로 (Ra) 는 생성되지 않지만 주행하기 위한 주행 경로 (Rb) 는 생성할 수 있게 하는 상기 제 1 영역의 주위에 설정되는 제 2 영역과, 상기 포장 (H) 내로서 주행이 금지되는 제 3 영역과, 작업 경로 (Ra) 는 생성되지 않지만 주행하기 위한 주행 경로 (Rb) 는 생성할 수 있게 하는 제 3 영역의 주위에 설정되는 제 4 영역을 설정할 수 있게 함과 함께, 제 2 영역 (개자리 (HB) 또는 측부 여유지 (HC)) 과 제 4 영역 (장애물 개자리 (JB) 또는 장애물 측부 여유지 (JC)) 이 중복되는 경우, 제 4 영역을 제 2 영역에 포함시켜 (통합하여) 설정할 수 있게 하기 때문에, 장애물 개자리 (JB) 와 장애물 측부 여유지 (JC) 의 작업 처리를 고려할 필요가 없어져, 경로 생성이 간단해지고, 개자리 (HB) 와 측부 여유지 (HC) 와 장애물 영역 (J) 의 후처리도 간단하게 실시할 수 있게 된다.

또, 제 2 영역 (개자리 (HB) 와 측부 여유지 (HC)) 과 제 4 영역 (장애물 개자리 (JB) 또는 장애물 측부 여유지 (JC)) 이 소정 폭 미만인 제 6 영역 (HE) 을 사이에 두고 대향하고 있는 경우에, 제 4 영역 및 제 6 영역 (HE) 을 제 2 영역에 포함시켜 설정할 수 있게 하고 있다. 예를 들어, 도 17 에 나타내는 바와 같이, 개자리 (HB) 에 대향하여 장애물 개자리 (JB) 가 폭 (Wj) 만큼 떨어져 있고, 그 폭 (Wj) 이 소정폭 (T1) 미만인 경우에는, 장애물 개자리 (JB) 와 개자리 (HB) 사이의 작업 영역 (HA) 에 생기는 제 6 영역 (HE) 을 개자리 (HB) 에 포함시켜 통합하고, 작업 경로 (Ra) 는 설정되지 않아 자율 주행 작업 차량 (1) 또는 주행 작업 차량 (100) 에 의해 작업은 실시하지 않도록 설정된다. 이 제 4 영역과 제 2 영역 사이의 제 6 영역 (HE) 의 폭은, 예를 들어, 작업기에 의한 작업 길이가 트랙터의 전체 길이 정도로, 빈번하게 선회를 반복하면 오히려 작업 효율을 저하시키는 거리이다.

이와 같이, 상기 제어부 (130) (또는 제어부 (30)) 는, 제 2 영역과 제 4 영역이 소정 폭 미만인 제 6 영역 (HE) 을 사이에 두고 대향하고 있는 경우에, 제 4 영역 및 제 6 영역 (HE) 을 제 2 영역에 포함시켜 설정할 수 있게 하기 때문에, 제 2 영역과 제 4 영역 사이의 좁은 제 6 영역 (HE) 을 자율 주행 작업 차량 (1) 또는 주행 작업 차량 (100) 에 의해 선회를 반복하여 작업할 필요가 없어져, 작업 효율을 향상시킬 수 있다. 또, 제 4 영역이 제 2 영역에 통합되는 영역은, 장애물 개자리 (JB) 와 장애물 측부 여유지 (JC) 로서 다른 작업으로서 고려할 필요가 없어져, 개자리 (HB) 와 측부 여유지 (HC) 와 장애물 영역 (J) 을 한번에 처리가 가능해진다.

또, 상기 제어부 (130) (또는 제어부 (30)) 는, 포장 (H) 내에 장애물 (400) 을 포함하는 제 3 영역 및 제 4 영역이 복수 존재하는 경우에 있어서, 제 4 영역끼리가 소정 폭 미만인 제 7 영역 (HF) 을 사이에 두고 대향하고 있는 경우에, 제 7 영역 (HF) 은 어느 일방의 제 4 영역에 포함시켜 설정할 수 있게 된다. 예를 들어, 도 18 에 나타내는 바와 같이, 포장 (H) 내에 장애물 (400) 과 장애물 (401) 이 떨어져 존재하고, 제 4 영역 (장애물 개자리 (JB) 또는 장애물 측부 여유지 (JC)) 과 제 4 영역 (장애물 개자리 (JB) 또는 장애물 측부 여유지 (JC)) 사이의 폭 (Wk) 이 소정 거리 (T2) 미만인 경우, 제 7 영역 (HF) 은 어느 일방의 제 4 영역에 포함시켜 통합되도록 설정된다. 또한, 폭 (Wk) 이 소정 폭 (T2) 미만인 경우, 제 4 영역과 제 4 영역이 떨어져 있는 경우도, 그 일부가 중복되는 경우도 포함한다. 이와 같이, 제 4 영역끼리가 통합됨으로써, 장애물 개자리 (JB) 와 장애물 측부 여유지 (JC) 가 일체적으로 되어, 경로 생성 및 작업 영역 (HA) 의 작업 후의 처리가 간단해진다.

또, 포장 (H) 내에 장애물 (400) 이 복수 존재하고, 그 하나 또는 복수의 제 4 영역이 제 2 영역에 대해 소정 폭 (T1) 보다 짧은 경우에는 상기와 마찬가지로 통합된다. 도 18 에 나타내는 바와 같이, 장애물 (401) 의 제 4 영역과 제 2 영역 사이에 오목부 영역이 형성되는 경우에는, 소정의 조건을 만족시키는 경우에 오목부를 없애도록 통합할 수도 있다. 소정의 조건으로서, 예를 들어, 오목부의 면적이 임계값 미만, 오목부의 가로폭이 임계값 (예를 들어 트랙터의 폭) 미만, 오목부의 세로 방향의 길이가 임계값 (예를 들어 트랙터의 전체 길이 × 2) 미만 등이다. 이 경우, 경로 생성 및 작업 영역 (HA) 의 작업 후의 처리가 간단해진다.

이와 같이, 상기 제어부 (130) 는, 상기 포장 (H) 내에 제 3 영역 및 제 4 영역이 복수 존재하는 경우에 있어서, 제 4 영역끼리가 소정 폭 미만인 제 7 영역 (HF) 을 사이에 두고 대향하고 있는 경우에, 제 7 영역 (HF) 을 어느 일방의 제 4 영역에 포함시켜 설정할 수 있게 되므로, 경로 생성을 간단하게 할 수 있다.

다음으로, 자율 주행 작업 차량 (1) 또는 주행 작업 차량 (100) 이 개자리에서 선회할 때의 길이에 대하여 설명한다.

개자리 (HB) 는, 트랙터가 포장 외주단에 있어서 작업을 실시하지 않고 다음의 작업 경로 (Ra) 로 옮기기 위한 선회 영역이며, 소정의 개자리 폭 (Wb) 을 갖는다. 개자리 폭 (Wb) 은, 포장 (H) 이 사각형인 경우, 도 19 에 나타내는 바와 같이, 기체 (機體) 의 선회 중심 (O) 에서부터 작업기 후단까지의 거리 (L1) 와, 기체 중심 (O) 에 있어서의 최소 선회 반경 (트랙터에 대해 설정된 설정 선회 반경) (L2) 과, 작업기 폭 혹은 기체 폭 중 큰 쪽의 절반의 길이 (L3) 와, 안전 여유폭 (Lsm) 을 더한 길이가 된다. 요컨대, 개자리 폭 (Wb) ＝ L1 ＋ L2 ＋ L3 ＋ Lsm 이 된다.

또, 도 20 에 나타내는 바와 같이, 포장 (H) 의 형상이 변형된 사각형이고, 개자리 (HB) 가 진행 방향에 대해 각도 θ 경사져 있는 경우에는, 기체의 선회 중심 (O) 에서부터 작업기 후단까지의 거리 (L1) 와, 기체 중심 (O) 에 있어서의 최소 선회 반경 (L2) 은 경사 방향이 되므로, 경사진 개자리 (HB) 에 있어서의 기체의 선회 중심 (O) 에서부터 작업기 후단까지의 거리 (L1') 는, L1cos(θ － 90) ＝ L1sinθ 가 되고, 경사진 개자리 (HB) 에 있어서의 기체 중심 (O) 에 있어서의 최소 선회 반경 (L2') 은, L2 － L2cosθ 가 된다. L3 과 Lsm 은 상기와 동일한 길이가 된다. 요컨대, 개자리 폭 (Wb') ＝ L1' ＋ L2' ＋ L3 ＋ Lsm ＝ L1sinθ ＋ (L2 － L2cosθ) ＋ L3 ＋ Lsm 이 된다.

또, 측부 여유지 (HC) 의 폭 (Wc) 을 가능한 한 좁게 하여 작업 영역 (HA) 을 크게 하고 싶은 경우에는, 도 21 에 나타내는 2 회 방향 전환 턴이 채용된다. 이 2 회 방향 전환 턴에 있어서의 측부 여유지폭 (Wc) 은, 스타트측에서, 기체의 선회 중심 (O) 에서부터 작업기 후단까지의 거리 (L1) 와, 기체 중심 (O) 에 있어서의 최소 선회 반경 (L2) 에서 3/2 작업폭 (W2) 을 줄인 길이와, 안전 여유폭 (Lsm) 을 더한 길이가 된다. 요컨대, Wc ＝ L1 ＋ L2 － 3/2W2 ＋ Lsm 이 된다.

종료측에서는, 기체의 선회 중심 (O) 에서부터 작업기 후단까지의 거리 (L1) 와 기체 중심 (O) 에 있어서의 최소 선회 반경 (L2) 을 더한 길이에서 3/2 작업폭 (W2) 을 뺀 길이와, 기체 중심 (O) 에서부터 기체 선단까지의 길이 (L5) 와, 안전 여유폭 (Lsm) 을 더한 길이가 된다. 요컨대, 측부 여유지폭 (Wc) ＝ L1 ＋ L2 － 3/2W2 ＋ L5 ＋ Lsm 이 된다.

상기 L1, L2, L3, L5 의 길이는 트랙터 설정에 있어서, 미리, 취득되어 있기 때문에, 경로 생성에 있어서의 외주 설정에 있어서, 안전 여유폭 (Lsm) 을 입력함으로써, 자동으로 계산된다. 개자리 폭 (Wb) 및 측부 여유지폭 (Wc) 을 작업자가 수동으로 설정한 경우, 그 입력값은 자동으로 계산된 값과 비교되어, 안전하게 선회할 수 있도록 긴 쪽이 채용된다.

산업상 이용가능성

본 발명은, 포장 내를 자율 주행 및 자동 작업을 가능하게 하는 농용 (農用) 작업차의 주행 및 작업 경로를 생성할 수 있게 하는 경로 생성 장치에 이용 가능하다.

1 : 자율 주행 작업 차량
30 : 제어부
110ㆍ111 : 통신 장치
112 : 원격 조작 장치
130 : 제어부
H : 포장
R : 경로
Ra : 작업 경로
Rb : 주행 경로
HA : 작업 영역

Claims (4)

1. 작업 차량이 주행하는 주행 영역의 형상을 등록하는 시스템으로서,
   위성 측위 시스템에 의해 상기 작업 차량의 위치 정보를 취득하는 위치 정보 취득 수단과,
   상기 작업 차량의 주변의 환경 정보를 취득하는 환경 정보 취득 수단과,
   상기 위성 측위 시스템에 의해 취득되는 상기 작업 차량의 위치 정보에 기초하여 특정되고, 주행 영역의 형상을 등록하기 위한 궤적인, 상기 작업 차량의 주행 궤적을 나타내는 주행 궤적 정보를 취득하는 주행 궤적 정보 취득 수단과,
   상기 주행 궤적 정보 취득 수단에 의해 취득된 상기 주행 궤적 정보 및 상기 환경 정보 취득 수단에 의해 취득된 상기 환경 정보에 기초하여 상기 주행 궤적 정보를 보정하여 특정되는 특정 영역을 상기 주행 영역의 형상으로서 등록하는 등록 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 작업 차량의 주행 영역 형상 등록 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 등록 수단에 의한 상기 주행 궤적 정보의 보정은, 상기 환경 정보 취득 수단의 위치 정보 및 상기 환경 정보를 취득하는 방향에도 기초하여 실시되는 작업 차량의 주행 영역 형상 등록 시스템.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 등록 수단에 의해 등록된 상기 주행 영역의 형상을 표시 가능한 표시 수단과,
   상기 표시 수단에 표시된 상기 주행 영역의 형상을 변경 가능한 조작 수단을 구비하고,
   상기 등록 수단은 상기 표시 수단에 표시된 상기 주행 영역의 형상이 상기 조작 수단에 대한 조작에 따라 변경된 변경 후 영역을 상기 주행 영역의 형상으로서 등록하는 것을 특징으로 하는 작업 차량의 주행 영역 형상 등록 시스템.
4. 작업 차량이 주행하는 주행 영역의 형상을 등록하는 주행 영역 형상 등록 시스템으로서,
   위성 측위 시스템에 의해 상기 작업 차량의 위치 정보를 취득하는 위치 정보 취득 수단과,
   상기 위성 측위 시스템에 의해 취득되는 상기 작업 차량의 위치 정보에 기초하여 특정되고, 주행 영역의 형상을 등록하기 위한 궤적인, 상기 작업 차량의 주행 궤적을 나타내는 주행 궤적 정보를 취득하는 주행 궤적 정보 취득 수단과,
   표시 화면에 표시되는 지도 화상 상에 상기 주행 궤적 정보 취득 수단에 의해 취득된 상기 주행 궤적 정보를 중첩 표시하는 표시 수단과,
   오퍼레이터에 의한 상기 표시 수단의 표시 화면 상에서의 조작에 의해 상기 주행 궤적 정보의 일부를 보정하는 보정 수단을 구비하는 주행 영역 형상 등록 시스템.

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