自主行駛作業(yè)車輛的行駛路徑的設定方法
【專利摘要】本發(fā)明的自主行駛的自主行駛作業(yè)車輛即使在變形農(nóng)田中也能容易地設定行駛路徑。一種行駛路徑的設定方法，其為了使自主行駛作業(yè)車輛(1)從農(nóng)田(H)的一端行駛到另一端進行田面作業(yè)，利用衛(wèi)星定位系統(tǒng)掌握自主行駛作業(yè)車輛(1)的位置，使自主行駛作業(yè)車輛(1)自動行駛進行作業(yè)。所述方法執(zhí)行以下步驟：輸入機體的前后長度的步驟；輸入作業(yè)機的寬度的步驟；輸入作業(yè)機(24)和作業(yè)機的寬度方向的重疊量的步驟；使作業(yè)車輛依次位于農(nóng)田外周的拐點，并在各位置利用衛(wèi)星定位系統(tǒng)定位機體的位置的步驟；設定在農(nóng)田內(nèi)的作業(yè)范圍的步驟；設定出入口的步驟；設定標準行駛開始方向的步驟；在作業(yè)范圍(HA)的兩端設定田頭(HB)的步驟；設定在農(nóng)田內(nèi)的行駛路徑(R)的步驟。
【專利說明】
自主行駛作業(yè)車輛的行駛路徑的設定方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及通過自主行駛的無人作業(yè)車輛、和隨著該無人作業(yè)車輛行駛的有人作業(yè)車輛來進行作業(yè)時的無人作業(yè)車輛的行駛路徑的設定方法。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，已知有在拖拉機配置位置檢測單元和方位檢測單元，使拖拉機進行在農(nóng)田內(nèi)行駛并檢測出隅部位置的所謂示教(teaching)行駛，設定農(nóng)田的作業(yè)路徑的技術(shù)(例如，參照專利文獻I)。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻I:日本特開平10-66405號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明所要解決的問題
[0007]所述技術(shù)是設定大致四邊形的農(nóng)田的行駛路徑的技術(shù)，在變形的農(nóng)田、存在障礙物的農(nóng)田中，無法行駛也無法進行作業(yè)。
[0008]本發(fā)明是鑒于如上所述的狀況而完成的發(fā)明，設計成即使是在變形農(nóng)田，自主行駛的無人作業(yè)車輛也能容易地設定行駛路徑。
[0009]用于解決問題的方案
[0010]本發(fā)明所要解決的問題如上所述，接著對用于解決該問題的方案進行說明。
[0011]S卩，本發(fā)明是為了使自主行駛作業(yè)車輛從農(nóng)田的一端行駛到另一端進行田面作業(yè)，利用衛(wèi)星定位系統(tǒng)掌握自主行駛作業(yè)車輛的位置，使自主行駛作業(yè)車輛自動行駛進行作業(yè)的行駛路徑的設定方法，所述方法執(zhí)行以下步驟:輸入機體的前后長度的步驟;輸入作業(yè)機的寬度的步驟;輸入作業(yè)機與作業(yè)機的寬度方向的重疊量的步驟;使作業(yè)車輛依次位于農(nóng)田外周的拐點，并在各位置利用衛(wèi)星定位系統(tǒng)定位機體的位置的步驟;設定農(nóng)田內(nèi)的作業(yè)范圍的步驟;設定作業(yè)開始位置和作業(yè)結(jié)束位置的步驟;設定標準行駛開始方向的步驟;在作業(yè)范圍的兩端設定田頭(headland)的步驟;以及設定在農(nóng)田內(nèi)的行駛路徑的步驟。
[0012]本發(fā)明將所述田頭的寬度設為作業(yè)機寬度的整數(shù)倍。
[0013]本發(fā)明將所述田頭的寬度設定為比自主行駛作業(yè)車輛的最小轉(zhuǎn)彎半徑大。
[0014]發(fā)明效果
[0015]通過如上步驟，能生成可自主行駛的行駛路徑，能生成沒有遺留作業(yè)的效率高的作業(yè)行駛路徑。
【附圖說明】
[0016]圖1是表示自主行駛車輛和GPS衛(wèi)星的基站的概略側(cè)視圖。
[0017]圖2是控制框圖。
[0018]圖3是表示橫向并行協(xié)同作業(yè)的狀態(tài)的圖。
[0019]圖4是表示縱向并行重復作業(yè)的圖。
[0020]圖5是表示自主行駛作業(yè)車輛的標準長度的圖。
[0021]圖6是表示在使安裝于自主行駛作業(yè)車輛的作業(yè)機離心安裝的情況下的離心量的圖。
[0022]圖7是表示用于獲取農(nóng)田數(shù)據(jù)的步驟的圖。
[0023]圖8是表示標準路徑的方向的圖。
[0024]圖9是表示農(nóng)田中的作業(yè)范圍和田頭的圖。
[0025]圖10是表示自主行駛開始控制的流程圖。
[0026]圖11是表示自主行駛時的中斷控制的流程圖。
[0027]圖12是表示控制框圖的其它實施方式的圖。
[0028]圖13是表示自主行駛作業(yè)車輛靠近作業(yè)開始位置的狀態(tài)的圖。
【具體實施方式】
[0029]對于采用可在無人狀態(tài)下自動行駛的自主行駛作業(yè)車輛I以及操作人員隨著該自主行駛作業(yè)車輛I進行轉(zhuǎn)向操作的有人伴隨行駛作業(yè)車輛100作為拖拉機，并在自主行駛作業(yè)車輛I以及伴隨行駛作業(yè)車輛100中分別安裝有旋耕機作為作業(yè)機的實施例進行說明。其中，作業(yè)車輛不限于拖拉機，也可以是聯(lián)合收割機，此外，作業(yè)機也不限于旋耕機，也可以是打壟機、割草機、耙機、播種機、施肥機、運輸車(wagon)等。
[0030]在圖1、圖2中，對作為自主行駛作業(yè)車輛I的拖拉機的整體結(jié)構(gòu)進行說明。在發(fā)動機罩2內(nèi)設有發(fā)動機3，在該發(fā)動機罩2的后部的駕駛室11內(nèi)設置有儀表盤14，在儀表盤14上方設置有作為轉(zhuǎn)向操作單元的方向盤4。通過該方向盤4的轉(zhuǎn)動，經(jīng)由轉(zhuǎn)向裝置轉(zhuǎn)動前輪9、9的朝向。自主行駛作業(yè)車輛I的轉(zhuǎn)向方向通過轉(zhuǎn)向傳感器20進行檢測。轉(zhuǎn)向傳感器20由旋轉(zhuǎn)編碼器等角度傳感器構(gòu)成，配置于前輪9的轉(zhuǎn)動基部。其中，轉(zhuǎn)向傳感器20的檢測結(jié)構(gòu)并不限定于此，只要是能夠確認轉(zhuǎn)向方向的結(jié)構(gòu)即可，也可以檢測方向盤4的轉(zhuǎn)動或檢測動力轉(zhuǎn)向裝置的工作量。通過轉(zhuǎn)向檢測器20獲取的檢測值輸入控制裝置30。
[0031]在所述方向盤4的后方配設有駕駛席5，在駕駛席5下方配置有變速箱6ο在變速箱6的左右兩側(cè)連續(xù)設置有后橋殼8、8，在該后橋殼8、8經(jīng)由車軸支承有后輪10、10。來自發(fā)動機3的動力通過變速箱6內(nèi)的變速裝置(主變速裝置、副變速裝置)進行變速，能驅(qū)動后輪1、
10。變速裝置例如由液壓無級變速裝置構(gòu)成，通過電機等變速單元44使可變?nèi)萘啃鸵簤豪醯目蓜有北P工作，從而能夠變速。變速單元44和控制裝置30連接。后輪10的轉(zhuǎn)速通過車速傳感器27進行檢測，作為行駛速度輸入控制裝置30。其中，車速的檢測方法、車速傳感器27的配置位置不受限定。
[0032]在變速箱6內(nèi)收納有PTO離合器、PTO變速裝置，PTO離合器通過PTO開關(guān)單元45進行開關(guān)，PTO開關(guān)單元45和控制裝置30連接，能控制向PTO軸的動力的通斷。
[0033]在支承所述發(fā)動機3的前框架13支承有前橋殼7，在該前橋殼7的兩側(cè)支承有前輪
9、9，來自所述變速箱6的動力能傳遞到前輪9、9。所述前輪9、9構(gòu)成轉(zhuǎn)向輪，能通過方向盤4的轉(zhuǎn)動操作進行轉(zhuǎn)動，并且前輪9、9通過由作為轉(zhuǎn)向驅(qū)動單元的轉(zhuǎn)向助力缸構(gòu)成的轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)40能左右轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)40和控制裝置30連接，受到自主行駛控制并被驅(qū)動。
[0034]在控制裝置30連接有作為發(fā)動機旋轉(zhuǎn)控制單元的發(fā)動機控制器60，在發(fā)動機控制器60連接有發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器61、水溫傳感器、液壓傳感器等，能檢測發(fā)動機的狀態(tài)。發(fā)動機控制器60根據(jù)設定轉(zhuǎn)速和實際轉(zhuǎn)速檢測負載，以不會造成過載的方式進行控制，并且能將發(fā)動機3的狀態(tài)發(fā)送至后述的遠程操作裝置112，由作為顯示單元的顯示器113進行顯示。
[0035]此外，在配置于踏板下方的燃料箱15配置有檢測燃料液面的液位傳感器29，該液位傳感器29和控制裝置30連接，在設置于自主行駛作業(yè)車輛I的儀表盤的顯示單元49設置有顯示燃料的剩余量的燃料表，該燃料表和控制裝置30連接。并且，從控制裝置30向遠程操作裝置112發(fā)送燃料剩余量的相關(guān)信息，在遠程操作裝置112的顯示器113顯示燃料剩余量和可作業(yè)時間。
[0036]在所述儀表盤14上配置有顯示發(fā)動機的轉(zhuǎn)速表、燃料表、油壓等、示出異常的監(jiān)視器、設定值等的顯示單元49。
[0037]此外，在拖拉機機體后方經(jīng)由作業(yè)機安裝裝置23自由升降地安裝作為作業(yè)機的旋耕機24，進行耕耘作業(yè)。在所述變速箱6上方設置有升降缸26，通過使該升降缸26伸縮，能使構(gòu)成作業(yè)機安裝裝置23的升降臂轉(zhuǎn)動，從而使旋耕機24升降。升降缸26通過升降傳動機構(gòu)25的工作進行伸縮，升降傳動機構(gòu)25和控制裝置30連接。
[0038]在控制裝置30連接有構(gòu)成衛(wèi)星定位系統(tǒng)的移動接收器33。在移動接收器33連接有移動GPS天線34和數(shù)據(jù)接收天線38，移動GPS天線34和數(shù)據(jù)接收天線38設置于所述駕駛室11上方。該移動接收器33具備位置計算單元，能進行定位并將瑋度和經(jīng)度發(fā)送給控制裝置30，從而掌握當前位置。需要說明的是，雖然除了GPS(美國)之外，還能通過使用準天頂衛(wèi)星(日本)、格洛納斯衛(wèi)星(俄羅斯)等(稱為導航衛(wèi)星)衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GNSS)來進行高精度定位，但是在本實施方式中使用GPS進行說明。
[0039]自主行駛作業(yè)車輛I為了獲取機體的姿勢變化信息具備陀螺儀傳感器31，以及為了檢測前進方向具備方位傳感器32，它們與控制裝置30連接。其中，由于能根據(jù)GPS的定位計算出前進方向，因此能夠省略方位傳感器32。
[0040]陀螺儀傳感器31檢測自主行駛作業(yè)車輛I的機體前后方向的傾斜(俯仰角:pitch)的角速度、機體左右方向的傾斜(橫滾角:ro11)的角速度、以及旋轉(zhuǎn)(偏航角:yaw)的角速度。通過對該三個角速度進行積分計算，能求出自主行駛作業(yè)車輛I的機體的往前后方向以及左右方向的傾斜角度以及轉(zhuǎn)彎角度。作為陀螺儀傳感器31的具體例，能舉出機械式陀螺儀傳感器、光學式陀螺儀傳感器、流體式陀螺儀傳感器、以及振動式陀螺儀傳感器等。陀螺儀傳感器31連接于控制裝置30，將該三個角的信息輸入控制裝置30。
[0041]方位傳感器32檢測自主行駛作業(yè)車輛I的朝向(前進方向)。作為方位傳感器32的具體例，可舉出磁方位傳感器等。方位傳感器32連接于控制裝置30，將機體的朝向的信息輸入控制裝置30。
[0042]如此，控制裝置30通過姿勢/方位運算單元對從上述陀螺儀傳感器31、方位傳感器32獲取的信號進行運算，求出自主行駛作業(yè)車輛I的姿勢(朝向、機體前后方向及機體左右方向的傾斜、轉(zhuǎn)彎方向)。
[0043]接著，對使用GPS(全球定位系統(tǒng))獲取自主行駛作業(yè)車輛I的位置信息的方法進行說明。
[0044]GPS本來是用于航空器、船舶等的航行支援而開發(fā)的系統(tǒng)，由圍繞地球上空約兩萬公里的24顆GPS衛(wèi)星(在6個軌道面各配置4個)、進行GPS衛(wèi)星的追蹤和管制的管制局、用于進行定位的使用者的接收器構(gòu)成。
[0045]作為使用了GPS的定位方法，可舉出單點定位、相對定位、DGPS(差分GPS)定位、RTK-GPS(實時動態(tài)-GPS)定位等各種方法，雖然其中任一種方法都可以使用，但在本實施方式中采用測定精度高的RTK-GPS定位方式，并通過圖1、圖2對該方法進行說明。
[0046]RTK-GPS(實時動態(tài)-GPS)定位為如下方法:通過判定位置的基站和需要位置的移動站同時進行GPS觀測，通過無線等方法將在基站觀測到的數(shù)據(jù)實時地發(fā)送到移動站，基于基站的位置結(jié)果實時地求得移動站的位置。
[0047]在本實施方式中，自主行駛作業(yè)車輛I配置有作為移動站的移動接收器33、移動GPS天線34、以及數(shù)據(jù)接收天線38，作為基站的固定接收器35、固定GPS天線36、以及數(shù)據(jù)發(fā)送天線39配設于不會妨礙農(nóng)田作業(yè)的規(guī)定位置。本實施方式的RTK-GPS(實時動態(tài)-GPS)定位通過基站和移動站雙方進行相位測定(相對定位)，將由基站的固定接收器35進行定位的數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)發(fā)送天線39發(fā)送至數(shù)據(jù)接收天線38。
[0048]配置于自主行駛作業(yè)車輛I的移動GPS天線34接收來自GPS衛(wèi)星37、37..?的信號。該信號被發(fā)送到移動接收器33進行定位。并且，同時通過作為基站的固定GPS天線36接收來自GPS衛(wèi)星37、37..?的信號，通過固定接收器35進行定位并發(fā)送到移動接收器33，對觀測到的數(shù)據(jù)進行解析來確定移動站的位置。如此獲取的位置信息被發(fā)送至控制裝置30 ο
[0049]如此，該自主行駛作業(yè)車輛I的控制裝置30接收從GPS衛(wèi)星37、37..?發(fā)送來的電波，并通過移動接收器33以設定時間間隔求出機體的位置信息，由陀螺儀傳感器31和方位傳感器32求得機體的位移信息及方位信息，基于這些位置信息、位移信息、以及方位信息，以使機體沿著預先設定的行駛路徑R行駛的方式控制轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)40、變速單元44等。
[0050]此外，在自主行駛作業(yè)車輛I配置有障礙物傳感器41，該障礙物傳感器41和控制裝置30連接，不與障礙物接觸。障礙物傳感器41例如由超聲波傳感器構(gòu)成，配置于機體的前部、側(cè)部、后部，和控制裝置30連接，并以如下方式進行控制:檢測在機體的前方、側(cè)方、后方是否有障礙物，當障礙物接近至設定距離以內(nèi)時停止行駛。
[0051 ]此外，自主行駛作業(yè)車輛I搭載有拍攝機體周圍的相機42，該相機42和控制裝置連接。由相機42拍攝到的影像由顯示器113進行顯示，顯示器113配置于伴隨行駛作業(yè)車輛100或操作人員所攜帶的遠程操作裝置112。操作人員能通過顯示前方的圖像確認障礙物或通過顯示作業(yè)機的圖像確認作業(yè)機的工作狀態(tài)、作業(yè)后的完成狀態(tài)、與伴隨行駛作業(yè)車輛100的位置關(guān)系等。需要說明的是，自主行駛作業(yè)車輛I和伴隨行駛作業(yè)車輛100的位置關(guān)系能通過由相機42拍攝到的圖像進行判斷或通過遠程操作裝置112所具備的GPS的位置信息進行判斷。其中，在顯示器113的顯示畫面小的情況下，也能通過其它的大顯示器進行顯示、或?qū)嬅娣指顬槎鄠€并同時顯示多個畫面、或通過其它的專用顯示器始終顯示或者有選擇地顯示相機影像、或通過設置于自主行駛作業(yè)車輛I的顯示單元49進行顯示。
[0052]遠程操作裝置112設定所述自主行駛作業(yè)車輛I的行駛路徑R;或遠程操作自主行駛作業(yè)車輛I;或監(jiān)視自主行駛作業(yè)車輛I的行駛狀態(tài)、作業(yè)機的作業(yè)狀態(tài)；或存儲作業(yè)數(shù)據(jù)。
[0053]作為有人行駛作業(yè)車輛的伴隨行駛作業(yè)車輛100能通過搭乘操作人員進行駕駛操作，并且能在伴隨行駛作業(yè)車輛100搭載遠程操作裝置112來操作自主行駛作業(yè)車輛I ο由于伴隨自主行駛作業(yè)車輛100的基本結(jié)構(gòu)和自主行駛作業(yè)車輛I大致相同，因此省略對伴隨自主行駛作業(yè)車輛100的詳細說明。需要說明的是，也可以采用在伴隨行駛作業(yè)車輛100或遠程操作裝置112具備GPS用的移動接收器33、移動GPS天線34的結(jié)構(gòu)。
[0054]遠程操作裝置112可裝卸于伴隨行駛作業(yè)車輛100以及自主行駛作業(yè)車輛I的儀表盤、駕駛室的柱子、頂棚等操作部。遠程操作裝置112能在安裝于伴隨行駛作業(yè)車輛100的儀表盤的狀態(tài)下直接進行操作，也能拿出伴隨行駛作業(yè)車輛100之外隨身進行操作，也能安裝于自主行駛作業(yè)車輛I的儀表盤進行操作。需要說明的是，在伴隨行駛作業(yè)車輛100和/或自主行駛作業(yè)車輛I設置有未圖示的遠程操作裝置112用的安裝件。遠程操作裝置112能由例如筆記本型、平板型的個人計算機來構(gòu)成。在本實施方式中由平板型的計算機來構(gòu)成。
[0055]此外，遠程操作裝置112和自主行駛作業(yè)車輛I構(gòu)成為能以無線方式互相通信，在自主行駛作業(yè)車輛I和遠程操作裝置112分別設置有用于通信的收發(fā)器110、111。收發(fā)器111一體配置于遠程操作裝置112。通信單元構(gòu)成為能夠通過例如WiFi等無線LAN互相通信。在該自主行駛作業(yè)車輛I和遠程作業(yè)裝置112之間進行通信時，采用了用于避免通信干擾(還包括病毒的感染等)、串擾等的對策。例如，能使用特有的協(xié)議、語言等。
[0056]遠程操作裝置112在殼體表面設置有能通過觸摸畫面進行操作的采用觸摸平板式操作畫面的顯示器113，殼體具備收發(fā)器111、CPU、存儲裝置、電池、相機、GPS(衛(wèi)星定位裝置)等。該顯示器113能顯示所述相機42拍攝到的周圍的圖像、自主行駛作業(yè)車輛I的狀態(tài)、作業(yè)狀態(tài)、GPS的相關(guān)信息(定位信息)、遠程操作裝置112與自主行駛作業(yè)車輛I的通信狀況(例如良好、不良狀態(tài)的顯示，或者無線電強度、通信速度)、操作畫面、自主行駛作業(yè)車輛I與伴隨行駛作業(yè)車輛100的位置關(guān)系等，操作人員能進行監(jiān)視。
[0057]所述自主行駛作業(yè)車輛I的狀態(tài)為作業(yè)狀態(tài)、行駛狀態(tài)、發(fā)動機的狀態(tài)、作業(yè)機的狀態(tài)等;行駛狀態(tài)為變速位置、車速、燃料剩余量、電池的電壓等;發(fā)動機的狀態(tài)為發(fā)動機的轉(zhuǎn)速、負載率等;作業(yè)機的狀態(tài)為作業(yè)機的種類、PTO轉(zhuǎn)速、作業(yè)機的高度等，分別通過數(shù)字、液位計等顯示于顯示器113。
[0058]所述作業(yè)狀態(tài)為作業(yè)路徑(目標路徑或行駛路徑R)、作業(yè)步驟、當前位置、根據(jù)步驟計算出的到田頭的距離、剩余路徑、步驟數(shù)、到目前為止的作業(yè)時間、剩余作業(yè)時間等，伴隨行駛作業(yè)車輛100的作業(yè)路徑也能顯示于顯示器113。設定行駛路徑R的自主行駛作業(yè)車輛I和伴隨行駛作業(yè)車輛100的剩余路徑通過從整個作業(yè)路徑中涂出已作業(yè)路徑，能容易地進行確認。此外，也能通過不同的顏色來顯示未作業(yè)路徑和已作業(yè)路徑。此外，也可以在作業(yè)路徑上顯示將自主行駛作業(yè)車輛I和伴隨行駛作業(yè)車輛100圖像化的動畫，顯示當前的作業(yè)位置。此外，通過從當前位置以箭頭顯示下一個步驟，能容易地確認接下去的轉(zhuǎn)彎方向等下一個步驟。
[0059]GPS的相關(guān)信息(定位信息)為自主行駛作業(yè)車輛I的實際位置即經(jīng)度、瑋度;衛(wèi)星的捕捉數(shù);電波接收強度等。
[0060]由于所述遠程操作裝置112的顯示器113除了顯示相機42拍攝到的周圍的圖像之夕卜，還顯示自主行駛作業(yè)車輛I的狀態(tài)、預先設定的行駛路徑R等，因此不能一次顯示多個信息。此處，也可以放大畫面并分割顯示，或另外設置相機用的顯示器，或根據(jù)需要將監(jiān)視畫面、操作畫面、行駛路徑R、拍攝畫面等以復數(shù)形式同時顯示于顯示器113之外的顯示器，或適當切換畫面，或滾動畫面。如此，作業(yè)人員(操作人員)能容易地看到想看的畫面。
[0061]此外，所述自主行駛作業(yè)車輛I能通過遠程操作裝置112進行遠程操作。例如，能在顯示器113顯示開關(guān)、增減刻度數(shù)等，并通過觸摸顯示器113，進行自主行駛作業(yè)車輛I的緊急停止、暫時停止、再次前進、車速的變更、發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變更、作業(yè)機的升降、PTO離合器的開關(guān)等操作。也就是說，由遠程操作裝置112經(jīng)由收發(fā)器111、收發(fā)器110、控制裝置30控制油門傳動機構(gòu)、變速單元44、ΡΤ0開關(guān)單元45等，作業(yè)人員能容易地遠程操作自主行駛作業(yè)車輛I O
[0062]如上所述，該系統(tǒng)是一種并行作業(yè)系統(tǒng)，其能使自主行駛作業(yè)車輛I沿著所述控制裝置30中存儲的設定行駛路徑R自主行駛，并通過一邊伴隨該自主行駛作業(yè)車輛I行駛一邊進行作業(yè)的伴隨行駛作業(yè)車輛100上搭載的遠程操作裝置112來操作自主行駛作業(yè)車輛I，其中，所述自主行駛作業(yè)車輛I具備:移動接收器33，具備利用衛(wèi)星定位系統(tǒng)對作為機體的自主行駛作業(yè)車輛I的位置進行定位的位置計算單元;轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)40，使轉(zhuǎn)向裝置工作；發(fā)動機控制器60，作為發(fā)動機旋轉(zhuǎn)控制單元;變速單元44;以及控制它們的控制裝置30，由于所述遠程控制裝置112可攜帶，并且能可裝卸地安裝于伴隨行駛作業(yè)車輛100和/或自主行駛作業(yè)車輛I，因此在并行作業(yè)時，能在將遠程作業(yè)裝置112安裝于伴隨行駛作業(yè)車輛100的狀態(tài)下進行作業(yè)，在由自主行駛作業(yè)車輛I單獨進行作業(yè)或自主行駛作業(yè)車輛I發(fā)生故障的情況下，能將遠程操作裝置112取下，登上自主行駛作業(yè)車輛1、或在自主行駛作業(yè)車輛I的附近或容易看見的位置進行操作或確認。因此，操作性提高，還能容易地進行故障等的處理。
[0063]此外，由于所述遠程操作裝置112具有顯示器113，并在該顯示器113顯示自主行駛作業(yè)車輛I的行駛狀態(tài)、發(fā)動機3的狀態(tài)、作業(yè)機的狀態(tài)、自主行駛作業(yè)車輛I與伴隨行駛作業(yè)車輛100的位置關(guān)系，因此操作人員能通過目測容易地掌握自主行駛作業(yè)車輛I的狀態(tài)，即使自主行駛作業(yè)車輛I發(fā)生異常也能迅速地處理。此外，作業(yè)人員在乘坐伴隨行駛作業(yè)車輛100進行作業(yè)時，能容易地判斷與自主行駛作業(yè)車輛I的距離是否過近、是否過遠、相對于自主行駛作業(yè)車輛I位置是否有偏差等。
[0064]此外，由于在所述顯示器113顯示自主行駛作業(yè)車輛I的后述的目標行駛路徑(設定的行駛路徑)R、當前位置、到田頭的距離、作業(yè)時間、到完成為止的作業(yè)時間、以及伴隨行駛作業(yè)車輛100的作業(yè)路徑，因此能容易地確認作業(yè)時的行駛狀態(tài)、作業(yè)過程等，作業(yè)計劃也變得容易規(guī)劃。
[0065]此外，由于在所述顯示器顯示GPS信息(定位信息)，因此能掌握來自衛(wèi)星的接收狀態(tài)，在來自GPS衛(wèi)星的信號斷絕時等情況下能容易地應對。
[0066]此外，由于在所述自主行駛作業(yè)車輛I具備拍攝機體周圍的相機42，并將該相機42拍攝到的影像顯示于所述顯示器113，因此能在較遠的位置容易地確認自主行駛作業(yè)車輛I的周圍的情況，在有障礙物時等情況下能容易地應對。
[0067]接著，對自主行駛作業(yè)車輛I的目標行駛路徑R的生成進行說明。需要說明的是，目標行駛路徑R在生成后作為設定的行駛路徑R。行駛路徑R存儲在控制裝置30的存儲裝置30a。需要說明的是，所述控制裝置30雖然能由一個控制裝置進行運算并存儲自主行駛作業(yè)車輛I的行駛、作業(yè)控制以及行駛路徑R的工作，但也能由第一控制裝置301和第二控制裝置302構(gòu)成，其中，第一控制裝置301控制自主行駛作業(yè)車輛I的動作(行駛、作業(yè))，第二控制裝置302運行并存儲與自主行駛相關(guān)的控制(行駛路徑R的設定、開始條件判斷、中斷條件判斷等)。在這種情況下，能以如下方式進行配置:如圖12(a)所示，在自主行駛作業(yè)車輛I的適當位置分別配置第一控制裝置301和第二控制裝置302;或者如圖12(b)所示，第一控制裝置301配置于自主行駛作業(yè)車輛I，第二控制裝置302配置于遠程操作裝置112(該第二控制裝置302也能與遠程操作裝置112—體構(gòu)成)；或者如圖12(c)所示，第一控制裝置301配置于自主行駛作業(yè)車輛I，第二控制裝置302配置于自主行駛作業(yè)車輛I的外部。第二控制裝置302作為組件進行配置，能從外部經(jīng)由連接器(總線)等與第一控制裝置301進行通信。
[0068]目標行駛路徑R配合作業(yè)方式進行生成。作為作業(yè)方式，存在僅有自主行駛作業(yè)車輛I的單獨行駛作業(yè)、由自主行駛作業(yè)車輛I和伴隨行駛作業(yè)車輛100進行的并行行駛作業(yè)、由自主行駛收割作業(yè)車(聯(lián)合收割機)和伴隨行駛作業(yè)車輛等進行的復合收割作業(yè)等，但在本實施方式中，對由自主行駛作業(yè)車輛I和伴隨行駛作業(yè)車輛100進行的并行行駛作業(yè)的行駛路徑生成進行說明。此外，在并行行駛作業(yè)中，有圖3所示的橫向并行協(xié)同作業(yè)、圖4所示的縱向并行重復作業(yè)、以及縱向并行協(xié)同作業(yè)。需要說明的是，由自主行駛作業(yè)車輛I和伴隨行駛作業(yè)車輛100進行的并行行駛作業(yè)能縮短作業(yè)時間，并且能通過將自主行駛作業(yè)車倆I加入到一直以來存在的伴隨行駛作業(yè)車輛100來實現(xiàn)，不需要購買兩臺新的自主行駛作業(yè)車輛I，能抑制成本。
[0069]具體而言，圖3所示的橫向并行協(xié)同作業(yè)使伴隨行駛作業(yè)車輛100駛過自主行駛作業(yè)車輛I的斜后方，使作業(yè)區(qū)域局部重復(伴隨行駛作業(yè)車輛100的作業(yè)機為開溝器等時沒必要重疊設置)，一個人一次能以作業(yè)機的大致兩倍的寬度進行作業(yè)，能夠謀求時間的縮短化。圖4所示的縱向并行重復作業(yè)使自主行駛作業(yè)車輛I和伴隨行駛作業(yè)車輛100前后排成一列行駛，安裝相同的作業(yè)機，第一臺進行粗耕，第二臺進行碎土作業(yè)，對一個作業(yè)進行分害J。此外，縱向并行協(xié)同作業(yè)使自主行駛作業(yè)車輛I和伴隨行駛作業(yè)車輛100前后排成一列行駛，第一臺進行耕耘(碎土)，第二臺為施肥、播種等其它的作業(yè)機，能分割進行前后兩個以上的作業(yè)。
[0070]對上述橫向并行協(xié)同作業(yè)的由自主行駛作業(yè)車輛I一邊自主行駛一邊進行作業(yè)的自動作業(yè)系統(tǒng)的行駛路徑生成進行說明。需要說明的是，設定操作雖然通過遠程操作裝置112進行，但也可以通過自主行駛作業(yè)車輛I的顯示單元49進行。
[0071]首先，預先將用于耕耘作業(yè)的標準長度輸入控制裝置30的存儲裝置30a。標準長度如圖5所示，安裝于拖拉機的作業(yè)機的作業(yè)寬度Wl、從搭載于機體的GPS天線34到作業(yè)機端部的距離L1、機體的全長L2(或最小轉(zhuǎn)彎半徑L3)、作業(yè)機離心配置的情況如圖6所示，距離左右中心的離心量SI分別由機體的規(guī)格表獲取并經(jīng)過存儲于控制裝置30的存儲裝置30a的步驟。此外，在作業(yè)機為旋耕機24的情況下，選擇側(cè)驅(qū)動式或中心驅(qū)動式，在側(cè)驅(qū)動式的情況下鏈箱24a的位置和寬度W2的值也存儲于存儲裝置30a。此外，將機體的全長L2和作業(yè)機寬度(W1+W2)所占的面積(L2X(W1+W2))定義為自主行駛作業(yè)車輛I和作業(yè)機(旋耕機24)行駛時所占的最大占有區(qū)域Q，并存儲于存儲裝置30a。需要說明的是，在安裝有前作業(yè)機的情況下將從前作業(yè)機的前端到機體后端的距離設為L2。此外，在安裝有中央作業(yè)機代替旋耕機24的情況下，(W1+W2)在中央作業(yè)機比機體的寬度(左右后輪的外寬度)大的情況下設為W1。此外，最大占有區(qū)域Q不限定為四邊形，也可以設為該四邊形的外接圓Q1。通過設為外接圓Ql，在旋轉(zhuǎn)時與田埂等的干擾變得容易確認。
[0072]此外，伴隨行駛作業(yè)車輛100的標準長度也和上述一樣輸入控制裝置30的存儲裝置30a或遠程操作裝置112。
[0073]接著，為了設定農(nóng)田的位置、作業(yè)范圍、以及進行作業(yè)的行駛路徑R，進行使自主行駛作業(yè)車輛I位于農(nóng)田的四隅(A、B、C、D或拐點)并進行定位的步驟。也就是說，如圖7所示，在農(nóng)田H的出入口 E進行定位，將其瑋度和經(jīng)度作為出入口位置數(shù)據(jù)存儲于控制裝置30的存儲裝置30a。通過事先設定出入口 E，能容易地設定行駛路徑R的作業(yè)開始位置X、作業(yè)結(jié)束位置。需要說明的是，當一邊駛過農(nóng)田的外周一邊進行測定并生成行駛路徑R時，存在通過來自固定基站的校正信號進行定位的情況和通過來自簡易基站的校正信號進行定位的情況，因此先使其能確認是通過哪個基站進行定位，在生成行駛路徑R時產(chǎn)生不協(xié)調(diào)感時能容易地發(fā)現(xiàn)。
[0074]使自主行駛作業(yè)車輛I從出入口E行駛?cè)朕r(nóng)田內(nèi)并移動到離入口最近的一隅(角)A，使其位于與農(nóng)田的短邊或長邊(以下稱為田埂)平行的位置并進行定位，作為第一隅部數(shù)據(jù)(瑋度和經(jīng)度)進行存儲。接著，使無人拖拉機移動到下一隅B，以與田埂平行的方式進行約90度方向轉(zhuǎn)折并進行定位，作為第二隅部數(shù)據(jù)進行存儲。并且，與上述同樣地移動到下一隅C，獲取第三隅部數(shù)據(jù)并進行存儲，移動到下一隅D獲取第四隅部數(shù)據(jù)并進行存儲。如此，通過從一隅A依次以一筆畫出的方式直線連接(B、C、D)隅，確定農(nóng)田的形狀，獲取農(nóng)田數(shù)據(jù)。但是，在農(nóng)田的形狀為變形農(nóng)田的情況下，獲取四隅以外的隅位置、拐點位置的數(shù)據(jù)來確定農(nóng)田數(shù)據(jù)。例如，當為三角形時獲取三隅的位置數(shù)據(jù)、當為五角形則獲取五隅的位置數(shù)據(jù)并進行存儲。需要說明的是，由于隅部是下位概念，拐點是上位概念，因此依次定位拐點獲取位置數(shù)據(jù)，進行一圈，由此能獲取農(nóng)田數(shù)據(jù)。此外，僅在上述駛過最外周獲取的農(nóng)田外周數(shù)據(jù)的內(nèi)側(cè)區(qū)域能生成行駛路徑R，當超出該區(qū)域時，會發(fā)生錯誤，無法生成行駛路徑R。此外，當通過直線連接隅部數(shù)據(jù)時，在直線交叉的情況下無法識別農(nóng)田數(shù)據(jù)。這是因為無法將其作為農(nóng)田，隅或拐點被遺漏的可能性高。此外，在生成農(nóng)田數(shù)據(jù)時，不允許從互聯(lián)網(wǎng)、地圖產(chǎn)品等公開的地圖數(shù)據(jù)獲取農(nóng)田數(shù)據(jù)，僅允許采用上述的在現(xiàn)場定位出的位置數(shù)據(jù)。如此，防止了在實際的作業(yè)中在行駛時因誤差而行駛到農(nóng)田外。
[0075]此外，在農(nóng)田的周圍，有可能會設置有進水口、排水口；或者配設有表示邊界的粧子、石頭等；或者植入生長有樹木。由于在直線行駛的情況下這些東西會造成妨礙，因此能將它們定位并設定為障礙物。該障礙物在生成農(nóng)田數(shù)據(jù)時被設定為障礙物。在設定了該障礙物的情況下，在自主行駛時以避開該障礙物進行行駛的方式設定行駛路徑R。
[0076]接著，是選擇標準行駛開始方向的步驟。標準行駛開始方向選擇從繞圈作業(yè)、往返作業(yè)的作業(yè)開始位置到作業(yè)結(jié)束位置的前進方向；從作業(yè)結(jié)束位置到出口的路徑(作業(yè)范圍HA的外側(cè)的作業(yè)方向)。具體而言，如圖8所示，對于標準行駛開始方向而言，設定是以右轉(zhuǎn)開始和結(jié)束作業(yè)，還是以左轉(zhuǎn)開始和結(jié)束作業(yè)。該設定在顯示器113上顯示為箭頭、記號等，能對其進行觸摸等，簡單地進行選擇。
[0077]如此，如圖9所示，從農(nóng)田數(shù)據(jù)得到的作業(yè)范圍HA為大致四邊形，該作業(yè)范圍HA顯示于遠程操作裝置112的顯示器113。在該作業(yè)范圍HA內(nèi)，進而在自主行駛作業(yè)車輛I前進的作業(yè)方向的前后兩側(cè)設定田頭HB。在作業(yè)機采用旋耕機24的情況下，田頭HB的寬度Wb由耕耘寬度Wl求得。例如，能輸入耕耘寬度并選擇其整數(shù)倍。其中，田頭HB的寬度Wb設為作業(yè)范圍HA的與自主行駛作業(yè)車輛I進行作業(yè)的前進方向(長邊方向)平行的方向的長度。需要說明的是，由于有時需要不反轉(zhuǎn)方向盤地轉(zhuǎn)彎、考慮到打滑等情況留出余量地轉(zhuǎn)彎，因此田頭寬度Wb必須設為比最小轉(zhuǎn)彎半徑大。此處，通過將安裝有作業(yè)機(在本實施方式中為旋耕機24)的狀態(tài)的自主行駛作業(yè)車輛I的最小轉(zhuǎn)彎半徑預先存儲于存儲裝置30a，比該最小轉(zhuǎn)彎半徑小的值無法在設定時輸入。其中，設定的轉(zhuǎn)彎半徑也可以作為增速轉(zhuǎn)彎、不具有自動轉(zhuǎn)向功能的情況下的轉(zhuǎn)彎半徑。
[0078]需要說明的是，在伴隨行駛作業(yè)車輛100比自主行駛作業(yè)車輛I大的情況下、安裝于伴隨行駛作業(yè)車輛100的作業(yè)機比安裝于自主行駛作業(yè)車輛I的作業(yè)機大的情況下，田頭HB的寬度Wb采用伴隨行駛作業(yè)車輛100的標準長度。
[0079]在安裝有其它的作業(yè)機的情況下，由于考慮作業(yè)機的全長、行的寬度等，因此田頭寬度Wb也可以以數(shù)值形式輸入任意長度。
[0080]由于存在往返駛過田頭進行作業(yè)的情況、以螺旋狀繞包括田頭的作業(yè)范圍的周圍一圈結(jié)束作業(yè)的情況，因此在田頭HB處的轉(zhuǎn)彎方向也能設定。
[0081]此外，由于有時農(nóng)田的周圍存在田埂，為了處理田埂需要進行額外的作業(yè)，因此作業(yè)開始側(cè)的端部HC的寬度(與田界的距離)Wc也能設定為任意長度。
[0082]接著，是設定重疊量(重復寬度)的步驟。重疊量圖3)是通過作業(yè)機(例如旋耕機)進行往返作業(yè)的情況下往路和返路重復的寬度、由自主行駛作業(yè)車輛I和伴隨行駛作業(yè)車輛100進行的橫向并行協(xié)同作業(yè)中左右旋耕機重復的作業(yè)寬度，重疊量ffr設定為即使有傾斜、凹凸等也不會發(fā)生遺留耕耘的任意長度。需要說明的是，當具有重疊量Wr時，在縱向并行重復作業(yè)的情況下，在田頭處轉(zhuǎn)彎并交錯時作業(yè)機之間有發(fā)生接觸的隱患?；蛘?，由于障礙物傳感器41的檢測，自主行駛作業(yè)車輛I有可能會停止行駛。為了避免這種情況，伴隨行駛作業(yè)車輛100跳過I列以上進行作業(yè)，進行避免了接觸的行駛?；蛘?，當接近田頭時，進行避免作業(yè)機的接觸的“交錯控制” ο “交錯控制”為例如在交錯時，使一方的作業(yè)機上升，并使另一方的作業(yè)機下降的控制。其中，在由沒必要重疊設置中央I行的移植機、播種機、挖溝機等的作業(yè)機進行的作業(yè)中，沒必要設定行的間隔并跳過進行“交錯控制”，能根據(jù)作業(yè)模式對它們進行選擇。
[0083]此外，能在農(nóng)田數(shù)據(jù)中設定或選擇作業(yè)結(jié)束位置。例如，在設定行駛路徑R后作業(yè)結(jié)束位置位于與出入口 E相反的位置時、農(nóng)田H的四邊形的作業(yè)范圍HA的剩余的農(nóng)田HD位于遠離出入口E的位置時等情況下，優(yōu)先設定作業(yè)結(jié)束位置，以盡量避免重復作業(yè)，不破壞田面地完成作業(yè)的方式進行設定。在這種情況下，通過以從作業(yè)結(jié)束位置反向經(jīng)過作業(yè)行駛路徑R的方式進行設定，從而設定作業(yè)開始位置X。因此，作業(yè)開始位置X有時也位于遠離出入口 E的位置。此外，對于作業(yè)開始位置X、作業(yè)結(jié)束位置，為了能設定為操作人員喜歡的位置，也可以通過設定不進行作業(yè)的空程行駛步驟來變更作業(yè)開始方向、作業(yè)結(jié)束方向。
[0084]當輸入上述的數(shù)值、選項進行設定時，通過控制裝置30，以在作業(yè)范圍HA內(nèi)進行依次往返直行作業(yè)，并在田頭HB處掉頭往回行駛的方式生成行駛路徑R。并且，同時也生成伴隨行駛作業(yè)車輛100的作業(yè)路徑f (圖3)。
[0085]經(jīng)過行駛路徑R的生成步驟之后，接著，是設定作業(yè)條件的步驟。作業(yè)條件例如為作業(yè)時的車速(變速位置)、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、PTO轉(zhuǎn)速(PTO變速位置)、轉(zhuǎn)彎時的車速、發(fā)動機轉(zhuǎn)速等。在行駛路徑R的各個位置設定作業(yè)條件來生成作業(yè)行程。
[0086]需要說明的是，對于設定值在所述顯示器113上的輸入、選擇，在顯示器113上依次顯示設定畫面，使得設定值輸入、選擇錯誤;忘記設定的情況不會發(fā)生，對于操作人員來說能簡單地操作，能進行設定、輸入。
[0087]當上述設定結(jié)束，生成行駛路徑R以及沿著行駛路徑R的作業(yè)行程時，為了開始作業(yè)，操作人員駕駛自主行駛作業(yè)車輛I使其移動到作業(yè)開始位置X，使伴隨行駛作業(yè)車輛100位于自主行駛作業(yè)車輛I邊上。然后，操作人員操作遠程操作裝置112開始作業(yè)。
[0088]開始作業(yè)的條件是自主行駛作業(yè)車輛I的開始條件齊備。
[0089]作業(yè)開始條件存儲于自主行駛作業(yè)車輛I的控制裝置30，當接通配置于伴隨行駛作業(yè)車輛100的遠程操作裝置112的作業(yè)開始單元時，控制裝置30判斷是否滿足了規(guī)定的作業(yè)開始條件。關(guān)于作業(yè)開始條件在后面進行闡述。所述作業(yè)開始單元由開始按鍵、開始開關(guān)等構(gòu)成，也可以設置于自主行駛作業(yè)車輛I。
[0090]對一邊伴隨所述自主行駛作業(yè)車輛I行駛一邊進行作業(yè)的伴隨行駛作業(yè)車輛100進行說明。
[0091]伴隨自主行駛作業(yè)車輛100由操作人員搭乘進行手動駕駛。操作人員以伴隨行駛于駛過設定路徑(行駛路徑R)的無人作業(yè)車輛即自主行駛作業(yè)車輛I的后方或側(cè)方的方式進行駕駛。因此，操作人員一邊駕駛伴隨自主行駛作業(yè)車輛100—邊監(jiān)視自主行駛作業(yè)車輛I進行作業(yè)，并根據(jù)需要操作遠程操作裝置112來操作自主行駛作業(yè)車輛I。
[0092]為了通過所述遠程操作裝置112來遠程操作自主行駛作業(yè)車輛1，控制裝置30連接有轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)40、制動器傳動機構(gòu)、油門傳動機構(gòu)、變速單元44、PTO開關(guān)單元45、離合器傳動機構(gòu)、以及升降傳動機構(gòu)2 5等。
[0093]此外，為了監(jiān)視自主行駛作業(yè)車輛I的行駛狀態(tài)、工作狀態(tài)，通過速度傳感器27檢測自主行駛作業(yè)車輛I的行駛速度，通過轉(zhuǎn)速傳感器61檢測發(fā)動機轉(zhuǎn)速，并將檢測值分別顯示于顯示單元49和遠程操作裝置112的顯示器113。此外，將相機42拍攝到的影像發(fā)送到遠程操作裝置112并顯示于顯示器113，能看到機體前方、作業(yè)機、農(nóng)田的狀態(tài)。
[0094]此外，在遠程操作裝置112的存儲裝置中存儲有作業(yè)數(shù)據(jù)。作為作業(yè)數(shù)據(jù)，例如存儲農(nóng)田的位置、作業(yè)日期，或存儲針對該農(nóng)田設定的行駛路徑R中的作業(yè)結(jié)束位置，或存儲施肥作業(yè)中的肥料的種類、每單位面積的施肥量。
[0095]如上所說明的，本發(fā)明的行駛路徑R的設定方法為了使自主行駛作業(yè)車輛I從農(nóng)田H的一端(作業(yè)開始位置X)行駛到另一端(作業(yè)結(jié)束位置)進行田面作業(yè)，利用衛(wèi)星定位系統(tǒng)掌握自主行駛作業(yè)車輛I的位置，使自主行駛作業(yè)車輛自動行駛進行作業(yè)，該方法執(zhí)行以下步驟:輸入機體的前后長度的步驟;輸入作業(yè)機的寬度的步驟;輸入作業(yè)機與作業(yè)機的寬度方向的重疊量的步驟;使作業(yè)車輛依次位于農(nóng)田外周的拐點，并在各位置利用衛(wèi)星定位系統(tǒng)定位機體的位置的步驟;設定農(nóng)田內(nèi)的作業(yè)范圍的步驟;設定出入口E的步驟;設定作業(yè)開始位置X和作業(yè)結(jié)束位置的步驟;設定標準行駛開始方向的步驟;在作業(yè)范圍的兩端設定田頭的步驟;設定在農(nóng)田內(nèi)的行駛路徑R的步驟，因此，輸入容易由作業(yè)車輛的諸元(規(guī)格)得到的長度，能使作業(yè)車輛在農(nóng)田內(nèi)移動并容易地定位，能容易地得到行駛路徑R。
[0096]此外，由于將所述田頭HB的寬度Wb設為作業(yè)機寬度(W1+W2)的整數(shù)倍，因此能容易地進行田頭設定。此外，由于所述田頭HB的寬度Wb設定為比安裝有作業(yè)機的狀態(tài)的自主行駛作業(yè)車輛I的最小轉(zhuǎn)彎半徑L3大，因此能在田頭不反轉(zhuǎn)地進行轉(zhuǎn)彎，不會降低作業(yè)效率。
[0097]如此，在生成作業(yè)行駛路徑R后，開始作業(yè)。為了開始該作業(yè)，操作人員駕駛自主行駛作業(yè)車輛I使其移動到作業(yè)開始位置。此時，雖然通過GPS定位的當前位置在地圖上顯示，但是由于很難正確地移動到作業(yè)開始位置X，因此如圖13所示，設計成在使自主行駛作業(yè)車輛I向作業(yè)開始位置X移動時，能通過聲音、顯示單元進行指導。例如，在設計成通過階段性的聲音變化通知正在靠近作業(yè)開始位置X的情況下，在離作業(yè)開始位置X較遠的情況下，使用較小的聲音，或拉長間斷音的間隔，或設計成離作業(yè)開始位置X越近則聲音越大，或縮短間斷音的間隔。并且，當進入作業(yè)開始位置X時，改變音質(zhì)或使用連續(xù)音。需要說明的是，不僅是距離，方向也能通過聲音進行指導。此外，通過顯示單元(顯示器113)，在指導至作業(yè)開始位置X的情況下以箭頭等進行表示。
[0098]而且，控制裝置30如下進行控制。即，如圖10所示，分別將自主行駛作業(yè)車輛I和伴隨自主行駛作業(yè)車輛100配置在農(nóng)田內(nèi)的作業(yè)開始位置，操作人員乘坐伴隨行駛作業(yè)車輛100(操作人員也可以攜帶遠程操作裝置112隨行自主行駛作業(yè)車輛I)，將遠程操作裝置112操作為待機狀態(tài)。此時，判斷伴隨自主行駛作業(yè)車輛100的遠程操作裝置112和自主行駛作業(yè)車輛I的控制裝置30是否可通信地連接著(是否存在通信異常)(S1)。也就是說，判斷是否能經(jīng)由收發(fā)器110、111進行通信，使其在作業(yè)時能通過遠程操作裝置112進行遠程操作并能進行監(jiān)視。當未連接時檢查電源的確認、無線的狀態(tài)等，進行連接設定(S2)。需要說明的是，在未連接的情況下即為通信異常，還包括通信間斷、通信干擾。在發(fā)生通信異常的情況下，將該異常內(nèi)容顯示于顯示器113。當連接著時，操作人員進行作業(yè)開始的操作。
[0099]通過該作業(yè)開始單元的操作，控制裝置30根據(jù)來自GPS的信號定位作業(yè)車(自主行駛作業(yè)車輛I)的當前位置，并將當前位置、作業(yè)開始位置、以及作業(yè)前進方向等位置信息顯示于顯示器113(S3)。需要說明的是，當前位置、作業(yè)開始位置、作業(yè)前進方向、以及農(nóng)田形狀等只要未更新，就一直(換言之，地圖顯示時)顯示于顯示器113。此外，在進行該定位時的基站與生成作業(yè)范圍HA或行駛路徑R時的基站不同的情況下，由于標準不同，位置可能有偏差，因此不允許開始自主行駛。
[0100]然后，判斷此時自主行駛作業(yè)車輛I是否位于作業(yè)開始位置，也就是說，判斷是否位于距離作業(yè)開始位置設定范圍內(nèi)的位置(S4)。雖然該“是否位于設定范圍內(nèi)”為:定位的自主行駛作業(yè)車輛I的當前位置是否位于距離設定的行駛路徑R的作業(yè)開始位置設定范圍(設定距離)內(nèi)的位置，但還可以再加上:是否位于自主行駛作業(yè)車輛1(收發(fā)器110)和遠程操作裝置112(收發(fā)器111)不會斷絕通信的距離的范圍內(nèi)、或是否位于自主行駛作業(yè)車輛I(收發(fā)器110)和遠程操作裝置112(收發(fā)器111)的通信速率的水平為設定值以上的范圍內(nèi)。此外，由于當GPS的信號存在異常時無法進行定位，因此還可以加上判斷這種情況下GPS的信號強度是否為設定范圍內(nèi)。此外，在伴隨行駛作業(yè)車輛100搭載有GPS的情況下，還可以加上判斷伴隨行駛作業(yè)車輛100是否位于待機位置。該待機位置不是伴隨行駛作業(yè)車輛100的作業(yè)開始位置，而是在自主行駛作業(yè)車輛I開始作業(yè)后能沒有延遲地開始作業(yè)的附近位置。
[0101]當判斷自主行駛作業(yè)車輛I不位于設定范圍內(nèi)時，不允許開始自主行駛，操作人員駕駛自主行駛作業(yè)車輛I使其移動到作業(yè)開始位置X(S5)。作為設定范圍，例如可以采用從作業(yè)開始行駛數(shù)米就進入正規(guī)位置并能容易地進行修正的范圍、不影響伴隨行駛作業(yè)車輛100的作業(yè)的范圍，盡量縮小遺留作業(yè)的范圍。需要說明的是，此時，由于能同時判斷是否為設定為要進行作業(yè)的農(nóng)田，因此在不是要進行作業(yè)的農(nóng)田的情況下也不開始自主行駛。此夕卜，即使位于設定范圍外，雖然能開始行駛和作業(yè)，但是也能立刻進行控制停止作業(yè)。由此，能確認行駛部、作業(yè)機正常工作的情況，能了解到發(fā)生了其它問題的情況。
[0102]接著，判斷自主行駛作業(yè)車輛I在行駛路徑R上的最大占有區(qū)域Q是否與農(nóng)田外重復(S6)。也就是說，即使自主行駛作業(yè)車輛I的機體位于農(nóng)田H內(nèi)的設定范圍內(nèi)(作業(yè)開始位置X、行駛路徑R)，作業(yè)機(旋耕機24)的后端、側(cè)端也有可能位于農(nóng)田H外，因此在這種情況下不開始自主行駛。
[0103]當自主行駛作業(yè)車輛I的最大占有區(qū)域Q位于農(nóng)田內(nèi)時，判斷自主行駛作業(yè)車輛I的前進方向和設定的前進方向是否位于設定范圍內(nèi)(對通過方位傳感器32檢測到的方位和設定的前進方向方位進行比較)(S7)，當未進入設定范圍內(nèi)時不允許開始自主行駛，操作人員調(diào)整自主行駛作業(yè)車輛I的前進方向(S5)。設定范圍內(nèi)的前進方向例如設為偏離行駛路徑R的設定前進方向的中心20度以內(nèi)，并設為能從開始行駛往設定前進方向修正數(shù)米左右的范圍。
[0104]接著，判斷自主行駛作業(yè)車輛I是否存在異常(S8)。當存在異常時，顯示是哪種異常(S9)，不開始作業(yè)，進行異常的修復(S10)。作為異常，例如存在如下情況:發(fā)動機熄火或油溫、水溫上升或電氣系統(tǒng)斷路或短路，作業(yè)機不工作的情況；自主行駛作業(yè)車輛I的門未關(guān)閉(通過傳感器檢測)的情況;操作人員沒在看遠程操作裝置112(離開)的情況等。需要說明的是，是否沒在看遠程操作裝置112(離開)的判斷通過遠程操作裝置112所具備的相機、接觸傳感器等進行檢測判斷。
[0105]在沒有異常的情況下，判斷發(fā)動機3是否已啟動(Sll)，當未啟動時不開始自主行駛，操作人員乘坐自主行駛作業(yè)車輛I進行啟動操作(S12)。當已啟動時，開始自主行駛及作業(yè)(S13)。需要說明的是，在判斷上述的開始條件是否已齊備時，也可以在完成每個判斷時逐次變換顯示。此外，在作業(yè)車輛為電動驅(qū)動的情況下，判斷是否已處于能從電池供電給電動電機的狀態(tài)。
[0106]在自主行駛作業(yè)時，判斷是否已結(jié)束作業(yè)(S14)。當作業(yè)結(jié)束時，停止并結(jié)束自主行駛作業(yè)車輛I的行駛(S15)。當未結(jié)束時，判斷是否在中途中斷了作業(yè)(S16)。需要說明的是，中斷條件在后面進行闡述。在未觸發(fā)中斷條件的情況下，繼續(xù)進行自主行駛作業(yè)，在中斷了作業(yè)的情況下，將發(fā)生了該中斷的位置存儲于存儲裝置30a(S17)。在中斷時判斷是否能重啟作業(yè)(S18)，在重啟時，中斷時的位置作為重啟位置進行顯示(S19)，并返回到步驟I。需要說明的是，中斷后重啟的位置也能選擇與所述中斷位置不同的作業(yè)開始位置。此外，在重啟時，因燃料補給、修理等而移動到了其它位置時，也可以以使自主行駛作業(yè)車輛I自動移動到重啟位置的方式進行控制。
[0107]如上所述，在通過開關(guān)等進行作業(yè)開始操作，并通過自主行駛作業(yè)車輛I開始作業(yè)的情況下，所述控制裝置30以在自主行駛作業(yè)車輛I位于作業(yè)開始位置時，當前位置與設定行駛路徑R的作業(yè)開始位置X距離設定范圍以上的情況下不允許作業(yè)開始的方式進行控制，因此能防止作業(yè)開始位置X處的未作業(yè)區(qū)域變大，當在設定范圍內(nèi)發(fā)生了些許位置偏差時，能迅速回到設定行駛路徑R。
[0108]此外，所述控制裝置30由控制自主行駛作業(yè)車輛I的行駛和作業(yè)的第一控制裝置301、以及運算并存儲行駛路徑R的第二控制裝置302構(gòu)成，由于第一控制裝置301配置于自主行駛作業(yè)車輛I，第二控制裝置302配置于自主行駛作業(yè)車輛I或遠程操作裝置112，因此能平行(分散)地進行運算(控制處理)，能減小控制負擔，迅速地進行運算(控制)。此外，當將第二控制裝置302設置于遠程操作裝置112時，能在遠離機體的自家等進行設定作業(yè)。
[0109]此外，由于控制裝置30以在作業(yè)開始位置X，當前進方向朝向設定范圍外時以不允許開始自主行駛的方式進行控制，因此不會駛向不希望的方向或抵接到田埂、其它的障礙物，不會產(chǎn)生彎曲較大的作業(yè)軌跡。
[0110]此外，由于控制裝置30在自主行駛作業(yè)車輛I發(fā)生了異常的情況下以不允許開始自主行駛的方式進行控制，因此不會在存在異常的狀態(tài)下直接開始作業(yè)，損傷機體、發(fā)動機、作業(yè)機等。此外，由于自主行駛作業(yè)車輛I的控制裝置30在未經(jīng)由遠程操作裝置112與收發(fā)器110、111連接(通信異常)的情況下以不允許開始自主行駛的方式進行控制，因此能可靠地通過遠程操作裝置112進行操作，也能容易地確認自主行駛作業(yè)車輛I的狀態(tài)。
[0111]此外，由于控制裝置30在作業(yè)中斷時存儲中斷位置，當再次開始作業(yè)時將該中斷位置作為作業(yè)開始位置，并將該位置顯示于顯示單元49、顯示器113，因此能容易地進行中斷后的作業(yè)開始位置的匹配，能防止作業(yè)停斷。
[0112]而且，在通過自主行駛作業(yè)車輛I和隨伴自主行駛作業(yè)車輛100進行作業(yè)的途中，當滿足下面的條件時停止自主行駛，中斷作業(yè)。
[0113]S卩，如圖11所示，在由自主行駛作業(yè)車輛I和隨伴自主行駛作業(yè)車輛100進行的并行行駛作業(yè)時，控制裝置30判斷GPS信號是否異常(S20)?？刂蒲b置30為了檢測自主行駛作業(yè)車輛I的當前位置，接收來自多個GPS衛(wèi)星37、37..?的GPS信號，但當GPS信號水平變低或斷絕呈異常值時，就無法掌握當前位置，無法沿著設定的路徑行駛。因此，當GPS信號異常時停止自主行駛(S21)，變成中斷狀態(tài)。需要說明的是，“GPS信號異常”還包括檢測接收來自衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GNSS)的衛(wèi)星信號的衛(wèi)星數(shù)，該接收的衛(wèi)星數(shù)為規(guī)定的衛(wèi)星數(shù)以下的情況、接收的來自衛(wèi)星的信號強度為規(guī)定強度以下的情況、接收的衛(wèi)星信號的波形變?yōu)橐?guī)定的波形以外的情況、變?yōu)橐?guī)定的頻率以外的頻率的情況、信號斷絕的情況、接收的多個衛(wèi)星的方位偏離規(guī)定的方位的情況，在這些情況下也使自主行駛停止。在該停止時在作為顯示單元的遠程操作裝置112的顯示器113以及伴隨行駛作業(yè)車輛100的顯示單元49顯示停止行駛的原因并發(fā)出警報(S22)。
[0114]此外，對通過GPS檢測到的自主行駛作業(yè)車輛I的實際位置(定位位置)與設定的行駛路徑R進行比較(S23)，當實際位置脫離行駛路徑R設定距離以上時，停止自主行駛(S21)。需要說明的是，同時，在對伴隨行駛作業(yè)車輛100的實際位置與設定行駛路徑進行比較，結(jié)果脫離設定范圍以上的情況下，或在自主行駛作業(yè)車輛I與伴隨行駛作業(yè)車輛100的位置關(guān)系脫離設定范圍以上的情況下，也可以進行控制使自主行駛作業(yè)車輛I的行駛停止。也就是說，防止從設定行駛路徑偏移導致出現(xiàn)未作業(yè)部分、不必要的重復部分，此外，防止自主行駛作業(yè)車輛I離開伴隨行駛作業(yè)車輛100規(guī)定范圍以上，導致來自遠程操作裝置112的信號難以送達或脫離作業(yè)人員的監(jiān)視范圍。
[0115]此外，判斷在作業(yè)中檢測方向盤4的轉(zhuǎn)向方向的轉(zhuǎn)向傳感器20的輸出值是否為正常的范圍內(nèi)(S24)。例如，由于斷路、短路等原因，當檢測出異常值時會發(fā)生急轉(zhuǎn)彎，因此檢測是否為異常值，當為異常值時停止行駛(S21)。
[0116]此外，判斷檢測姿勢的陀螺儀傳感器31和檢測方位的方位傳感器32的輸出值是否為正常范圍內(nèi)(S25)。當為異常值時停止行駛(S21)。需要說明的是，還可以判斷是否存在由航位推算的方案造成的異常。例如，在采用慣性導航的情況下，還判斷車軸(主動輪)的轉(zhuǎn)速傳感器等的與慣性導航有關(guān)的檢測值是否有異常。
[0117]此外，判斷燃料剩余量是否為設定量以下(S26)。當燃料剩余量為設定量以下時停止行駛(S21)。其中，設定值能任意設定。如此，沒必要在作業(yè)中途補給燃料，防止在作業(yè)中途因燃料耗盡而無法移動，也不會損傷發(fā)動機。此外，還可以根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速、負載、工作時間等估算燃料消耗量來代替求算燃料剩余量，并以當超過規(guī)定的估算值時使其停止的方式進行控制。在這種情況下事先輸入燃料加油量或剩余量。
[0118]此外，在其它機體等發(fā)生了異常的情況下(S27)也停止行駛使其中斷(S21)。其它異常為發(fā)動機未正常旋轉(zhuǎn)的情況、機體發(fā)生了異常振動的情況、作業(yè)機不工作的情況、發(fā)生打滑導致車軸的旋轉(zhuǎn)與行駛移動距離之差超過規(guī)定的范圍的情況、在安裝有駕駛室的情況下門打開的情況、無法與遠程操作裝置112進行通信的情況、操作人員攜帶遠程操作裝置112進行操作的模式下遠程操作裝置112遠離操作人員的情況等，在這些情況下也使行駛中斷。對于檢測遠程操作裝置112遠離操作人員的情況，例如在檢測遠程操作裝置112的沖擊加速度，檢測結(jié)果為設定值以上時;檢測遠程操作裝置112的姿勢，檢測結(jié)果為異常的姿勢(朝里、上下顛倒)時;遠程操作裝置112附設有相機并附加了人臉識別功能，無法識別操作人員達到一定時間以上時;設置有人體傳感器卻無法檢測到攜帶者時等情況下，停止行駛。
[0119]在未發(fā)生上述中斷的情況下繼續(xù)進行自主行駛(S28)。在停止行駛的情況下(S21)，當顯示中斷的原因并發(fā)出警報時(S22)，操作人員停止伴隨行駛作業(yè)車輛100的作業(yè)，進行消除中斷的原因的作業(yè)，當中斷消除(S29)時，重啟自主行駛(S28)。需要說明的是，在重啟自主行駛時，能自動重啟，也能在監(jiān)視者確認后重啟。監(jiān)視者的確認是通過設置于遠程操作裝置112的各項目的確認開關(guān)、重啟開關(guān)等操作來確認安全或故障、異常的解除等，之后，進行重啟。此外，在重啟作業(yè)時，作為預告發(fā)出聲音或發(fā)光，知會周圍已重啟。
[0120]所述使行駛停止的單元除了制動器之外，在使用液壓無級變速裝置的情況下，使變速單元44中立從而停止行駛。也就是說，在使用了液壓無級變速裝置(HST)的變速裝置的情況下，使由螺線管、電機構(gòu)成的變速單元工作，使可變?nèi)萘恳簤豪醯目蓜有北P移動到中立位置。此外，在使用電動電機進行行駛驅(qū)動的情況下，通過以使輸出旋轉(zhuǎn)為零的方式進行控制而使其停止。如此，在傾斜進行作業(yè)時即使停止行駛也不會沿著傾斜下滑。
[0121]此外，所述使行駛停止的單元通過使用滑動齒輪式變速裝置、機械離合器式變速裝置、帶式無級變速裝置等的變速裝置，將配置于發(fā)動機3的輸出軸與變速箱的輸入軸之間的主離合器關(guān)閉而停止行駛，使制動器工作。如此，即使在傾斜地停止行駛也不會沿著傾斜下滑。
[0122]在停止了所述行駛時，使PTO開關(guān)單元45工作，將PTO離合器關(guān)閉而使作業(yè)機的工作停止，并且使發(fā)動機3的轉(zhuǎn)速降至空轉(zhuǎn)。如此，不會產(chǎn)生意料不到的緊急工作，防止破壞作業(yè)地面。其中，停止行駛時的發(fā)動機轉(zhuǎn)速能任意設定。
[0123]此外，在自主行駛作業(yè)車輛I于作業(yè)中由于負載的增加等原因而發(fā)生熄火并停止的情況下，操作人員中止作業(yè)并搭乘自主行駛作業(yè)車輛I。然后，再次啟動發(fā)動機，進行避開導致負載上升的原因的操作。例如，使作業(yè)機上升，或降低變速位置使其低速行駛。然后，當避開并通過了高負載區(qū)域時重啟通常的作業(yè)。
[0124]如上所述，由于所述控制裝置30以當來自GPS衛(wèi)星(導航衛(wèi)星)37的信號出現(xiàn)異常時使自主行駛停止的方式進行控制，因此能在大幅偏離設定行駛路徑R之前停止，防止作業(yè)精度變差。
[0125]此外，由于當實際位置相對于設定行駛路徑R脫離設定范圍以上時控制裝置30以使行駛停止的方式進行控制，因此能在大幅偏離設定行駛路徑R之前停止，防止作業(yè)精度變差，也能防止深陷或爬上障礙物而導致動彈不得。
[0126]此外，由于當來自轉(zhuǎn)向傳感器20的檢測值為異常值(例如，檢測值不發(fā)生變化的情況、變化過大的情況、輸出了超過可檢測范圍的值的情況等)時，控制裝置30以使行駛停止的方式進行控制，因此在轉(zhuǎn)向傳感器20的檢測值異常的狀態(tài)下直接使轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)40工作，能防止向不希望的方向前進。此外，由于當檢測姿勢/方位的陀螺儀傳感器31和方位傳感器32的檢測值與目標值的差為設定值以上時，控制裝置30以使行駛停止的方式進行控制，因此能防止向不希望的方向前進。
[0127]此外，由于當控制裝置30停止所述行駛時，將其原因發(fā)送至伴隨行駛作業(yè)車輛100所具備的遠程操作裝置112，在遠程操作裝置112的顯示器113顯示，因此操作人員能容易地了解到行駛停止的原因，能迅速地進行用于消除停止的原因的對應處理。此外，在發(fā)生故障的情況下，維修作業(yè)車的處理也能迅速簡單地結(jié)束。
[0128]產(chǎn)業(yè)上的可利用性
[0129]本發(fā)明能用于可無人地行駛于設定的行駛路徑的建設機械、農(nóng)用作業(yè)車等。
[0130]附圖標記說明
[0131]1:自主行駛作業(yè)車輛;24:作業(yè)機(旋耕機)；30:控制裝置。
【主權(quán)項】
1.一種自主行駛作業(yè)車輛的行駛路徑的設定方法，其為了使自主行駛作業(yè)車輛從農(nóng)田的一端行駛到另一端進行田面作業(yè)，利用衛(wèi)星定位系統(tǒng)掌握自主行駛作業(yè)車輛的位置，使自主行駛作業(yè)車輛自動行駛進行作業(yè)， 所述自主行駛作業(yè)車輛的行駛路徑的設定方法的特征在于，執(zhí)行以下步驟: 輸入機體的前后長度的步驟； 輸入作業(yè)機的寬度的步驟； 輸入作業(yè)機與作業(yè)機的寬度方向的重疊量的步驟； 使作業(yè)車輛依次位于農(nóng)田外周的拐點，并在各位置利用衛(wèi)星定位系統(tǒng)定位機體的位置的步驟； 設定農(nóng)田內(nèi)的作業(yè)范圍的步驟； 設定作業(yè)開始位置和作業(yè)結(jié)束位置的步驟； 設定標準行駛開始方向的步驟； 在作業(yè)范圍的兩端設定田頭的步驟；以及 設定在農(nóng)田內(nèi)的行駛路徑的步驟。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自主行駛作業(yè)車輛的行駛路徑的設定方法，其特征在于， 將所述田頭的寬度設定為作業(yè)機寬度的整數(shù)倍。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自主行駛作業(yè)車輛的行駛路徑的設定方法，其特征在于， 將所述田頭的寬度設定為比自主行駛作業(yè)車輛的最小轉(zhuǎn)彎半徑大。
【文檔編號】G05D1/02GK105980948SQ201580007598
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2015年2月6日
【發(fā)明人】小倉康平, 黑田晃史, 松本圭司, 青木英明
【申請人】洋馬株式會社