作业车协调系统的制作方法

文档序号:12287511阅读:229来源:国知局
作业车协调系统的制作方法与工艺

本发明涉及作业车协调系统,前述作业车协调系统借助能够无人驾驶的子作业车和有人驾驶的母作业车,相对于中央作业地和位于前述中央作业地的周围的田边未耕地(headland)进行对地作业。



背景技术:

根据专利文献1已知一种车辆控制系统,前述车辆控制系统基于母作业车的实际的行驶位置依次确定目标行驶位置,以该目标行驶位置为目标来驾驶子作业车。在该车辆控制系统中,公开了以维持相对于母作业车设定的X(经度)方向和Y(纬度)方向的偏移量的方式使子作业车追随于母作业车的控制模式、和将通过使母作业车的行驶轨迹以作业宽度平行移动得到的行驶路径作为目标行驶路径使子作业车追随于母作业车的控制模式等。

在专利文献1的追随控制中,意图在于广阔的作业地的作业,意图并不是,以将由田埂等划分边界的比较狭窄的面积的田地等作为作业地的对地作业。这样的作业地(农场)的对地作业、特别是以农耕为对象的对地作业分为中央作业地行驶和田边未耕地行驶来进行,前述中央作业地行驶为相对于作业地的中央区域(中央作业地)重复直线行进作业行驶和U形转弯地行驶,前述田边未耕地行驶环绕被规定在中央作业地的周围的田边未耕地作业行驶区域(被称作田边未耕地)的同时进行作业。因此,作业地预先分为中央作业地和田边未耕地。在中央作业地行驶和田边未耕地行驶中要求不同的驾驶。

例如从专利文献2已知,相对于中央作业地行驶和田边未耕地行驶,将耕耘作业等对地作业借助单独的无人作业车来进行。但是,为了将直线行驶为主的中央作业地行驶和包括复杂的旋转操舵的田边未耕地行驶,借助使母作业车和子作业车联系的作业车协调控制来有效地实现,仅通过将专利文献1、专利文献2中公开的控制简单地组合是不可能的。

专利文献1 : 美国专利6,732,024号公报(US 6,732,024 B2)

专利文献2 : 日本特开平11-266608号公报(JP H11-266608 A)。



技术实现要素:

根据上述情况,希望一种作业车协调控制系统,前述作业车协调控制系统将以中央作业地和田边未耕地为对象的对地作业行驶,通过母作业车和子作业车的有效的联系来使其实现。

一种作业车协调系统,前述作业车协调系统借助能够无人驾驶的子作业车和被有人驾驶的母作业车,相对于中央作业地和位于前述中央作业地的周围的田边未耕地进行对地作业,其特征在于,本发明的作业车协调系统具备母位置检测模块、子位置检测模块、中央作业地路径计算部、第1驾驶控制部、田边未耕地路径计算部、第2驾驶控制部,前述母位置检测模块检测前述母作业车的位置,前述子位置检测模块检测前述子作业车的位置,前述中央作业地路径计算部计算用于前述子作业车在前述中央作业地上的无人驾驶作业行驶的中央作业地行驶路径,前述第1驾驶控制部基于由前述子位置检测模块检测的子作业车位置和前述中央作业地行驶路径,使前述子作业车领先于前述母作业车进行无人驾驶,前述田边未耕地路径计算部基于前述母作业车的前述田边未耕地上的作业行驶轨迹,计算被用于前述子作业车的无人驾驶行驶的田边未耕地行驶路径,前述第2驾驶控制部基于由前述子位置检测模块检测的子作业车位置和前述田边未耕地行驶路径,以使前述子作业车追随于前述母作业车的方式进行无人驾驶。

根据该方案,在直线行驶为主的中央作业地行驶中,被无人驾驶的子作业车领先于母作业车。母作业车的驾驶员观察子作业车的作业轨迹的同时沿着该作业轨迹行驶,但作业轨迹成为目标线,所以能够轻松地行驶。此外,在要求复杂的回轮行驶的田边未耕地行驶中,在没有基准路径的状态下计算无人操舵用的行驶路径较难。因此,这样的回轮行驶为,先通过有人操舵,母作业车进行先导,将该母作业车的行驶轨迹作为基准路径来利用,由此能够比较容易地计算无人操舵用的行驶路径。由此,由在中央作业地子作业车进行先导、在田边未耕地母作业车进行先导这样的崭新的方案,实现使母作业车和子作业车有效地联系的作业车协调控制系统。

在计算用于无人驾驶作业行驶的中央作业地行驶路径时,需要中央作业地的形状。若存在作业地的地图数据,则中央作业地的形状能够容易求出,但在农场等作业地上,不存在其地图数据的情况不少。因此,在本发明的优选的一实施方式中,具备作业地形状计算模块,前述作业地形状计算模块通过示范行驶计算作业地的形状,前述中央作业地路径计算部基于由前述作业地形状计算模块计算的作业地的形状,计算中央作业地行驶路径。由此,即使在没有地图数据的作业地上,也能够取得作业地的形状。

在本发明的作业车协调系统中,在母作业车及子作业车上具备以卫星方位系统等为一例的位置检测模块,所以用于检测作业地形状的示范行驶在母作业车或子作业车中都能够实现。但是,由于被无人操舵的是子作业车,所以前述作业地形状计算模块被搭载于前述子作业车较好。

在本发明的优选的一实施方式中,前述中央作业地路径计算部和前述田边未耕地路径计算部被搭载于前述子作业车,表示前述母作业车在前述田边未耕地上的作业行驶轨迹的行驶数据被从前述母作业车传送至前述子作业车。在该方案中,优选的是,母作业车具备仅将表示田边未耕地上的作业行驶轨迹的行驶数据(表示行驶轨迹的数据)向子作业车传送的装置,所以该作业车协调系统中要求母作业车的装备较少。其他装备都在被搭载于子作业车侧时被单元化,由此该作业车协调系统的结构简单,容易保养检修。

跟随以无人行驶方式先行驶的子作业车的母作业车的驾驶员能够良好地监视子作业车的作业行驶的状态。例如,在进行耕耘作业的情况下,母作业车的驾驶员在较近处用眼睛观察子作业车的耕耘状态,由此能够判断耕耘深度的适当程度、耕耘速度的适当程度。这样的驾驶员的判断结果能够通过操作母作业车的作业装置来适当地利用。但是,优选的是,这样的驾驶员的判断结果也能够反馈至子作业车。为了实现该目的,在本发明的优选的一实施方式中,将被装备于前述子作业车的对地作业装置的动作远程操作的子作业车作业装置远程控制模块被搭载于前述母作业车。

关于其他特征结构及由此具备的有利的效果,参照附图的同时通过阅读以下的说明能够理解。

附图说明

图1是表示中央作业地的、使用本发明的作业车协调系统的母作业车的行驶轨迹和子作业车的行驶轨迹的一基本例的示意图。

图2是表示田边未耕地的、使用本发明的作业车协调系统的母作业车的行驶轨迹和子作业车的行驶轨迹的一基本例的示意图。

图3是表示图2所示的母作业车的行驶轨迹和子作业车的行驶轨迹的后续的示意图。

图4是表示田边未耕地的、使用本发明的作业车协调系统的母作业车的行驶轨迹和子作业车的行驶轨迹的另一基本例的示意图。

图5是在本发明的具体的一实施方式的(以下至图10都相同)作业车协调系统中作为作业车的一例来应用的带有耕耘装置的拖拉机的侧视图。

图6是表示构筑作业车协调系统的功能部的功能块图。

图7是表示作业车协调系统的作业的流程的一例的流程图。

图8是说明田边未耕地上的子作业车相对于母作业车的追随的基本原理的示意图,图8(a)表示子作业车的避让行驶轨迹,图8(b)表示母作业车的回轮行驶(切り返し走行)和田边未耕地作业行驶的行驶轨迹,图8(c)表示子作业车的回轮行驶和转弯作业行驶的行驶轨迹。

图9是说明母作业车的田边未耕地角处的回轮行驶的示意图。

图10是说明子作业车的田边未耕地角处的回轮行驶的示意图。

图11是表示另一实施方式(2)的、中央作业地的、母作业车和子作业车的协调行驶的示意图。

图12是表示另一实施方式(3)的、中央作业地的、母作业车和子作业车留有同一行驶轨迹的协调行驶的示意图。

图13是表示另一实施方式(3)的、田边未耕地的、母作业车和子作业车留有同一行驶轨迹的协调行驶的示意图。

具体实施方式

在说明本发明的作业车协调系统的具体的实施方式之前,利用图1、图2、图3、图4,说明该作业车协调系统下的母作业车的行驶轨迹和子作业车的行驶轨迹的基本例。在该作业车协调系统中,有人驾驶式的母作业车1P和能够无人行驶的子作业车1C共同进行对地作业。

这些例子中,对地作业地是由田埂划分边界的农场,对地作业像耕耘作业那样,伴随着作业车的行驶实施对地作业装置的宽度部分的对地作业。农场中的作业中,一般农场被分为大致四边形的中央作业地CL和在该中央作业地CL的周围沿着田埂规定的田边未耕地HL。在中央作业地CL中,如图1所示,通过往返行驶进行对地作业,所以行驶轨迹重复直线状的往路行驶、回转(U形转弯)行驶、直线状的返路行驶、回转(U形转弯)行驶。田边未耕地HL成为中央作业地CL的作业行驶的回转区域。在田边未耕地HL中,重复直线状的行驶和在各角区域的回轮行驶来进行对地作业。

这里基于作为用于无人行驶的目标行驶路径计算的中央作业地行驶路径,子作业车1C领先于母作业车1P进行无人行驶。母作业车1P在子作业车1C进行无人行驶后,以母作业车1P的作业轨迹相对于子作业车1C的作业轨迹重叠既定量的方式在子作业车1C的左侧行驶。

如图2的上侧的图所示,若中央作业地CL的直线状的往返路径有偶数条,则作业行驶实际上结束时,母作业车1P位于子作业车1C的较近的左后的位置。由此,开始相对于田边未耕地HL的作业。在田边未耕地HL上,母作业车1P先行驶,子作业车1C追随于母作业车1P。因此,基于母作业车1P的田边未耕地HL上的作业行驶轨迹,计算被用于子作业车1C的无人驾驶行驶的目标行驶路径即田边未耕地行驶路径。另外,在该田边未耕地HL上,设定3周的田边未耕地行驶路径。

在实际上的田边未耕地行驶之前,作为其初始行驶,子作业车1C避至不妨碍母作业车1P的行驶的田边未耕地HL的位置(#01)。该初始行驶可以是有人行驶也可以是无人行驶。其后,如图2的下侧的图所示,母作业车1P首先进入至最外周的田边未耕地行驶路径,回轮,后退,在田边未耕地直线行驶的起始点即田边未耕地角HLC处停车(#02)。接着,母作业车1P使对地作业装置动作,开始前进的作业行驶(#03)。

如图3的上侧的图所示,若母作业车1P越过子作业车1C,则子作业车1C基于计算在母作业车1P的田边未耕地行驶路径的内周侧的子作业车1C的田边未耕地行驶路径,后退来在田边未耕地直线行驶的起始点即田边未耕地角HLC处停车(#04)。接着,子作业车1C为了追随于母作业车1P而开始前进的作业行驶(#05)。如图3的下侧的图所示,若母作业车1P到达下一个田边未耕地角HLC跟前,以众所周知的回轮行驶模式使对地作业装置不动作来向下一个田边未耕地行驶路径转弯行驶(这里是90度转弯行驶),后退来进入田边未耕地角HLC(#06)。接着,母作业车1P使对地作业装置动作,开始前进的作业行驶(#07)。此时,子作业车1C在不妨碍母作业车1P的回轮行驶的位置处待机(#08),其后,基于参照母作业车1P的回轮行驶轨迹计算的用于回轮行驶的目标行驶路径进行回轮行驶。伴随着这样的回轮行驶的同时,进行母作业车1P及子作业车1C的田边未耕地作业行驶。

在图2的上侧的图中,表示了中央作业地CL的直线状的往返路径为偶数条的例子,但在图4中,表示了中央作业地CL的直线状的往返路径为奇数条的例子。该情况下,先行驶的子作业车1C从最终的路径的1条前的直线状路径直接进入最后的直线状路径,在最终的直线状路径作业行驶后停止(#10)。后行驶的母作业车1P在最终的路径的2条前的直线状路径的行驶后,直接进入田边未耕地HL,绕过子作业车1C的行驶轨迹(#11),进入至最外周的田边未耕地行驶路径,回轮,后退来在田边未耕地直线行驶的起始点即田边未耕地角HLC处停车(#12)。进而,母作业车1P使对地作业装置动作,开始前进的作业行驶(#13)。接着,子作业车1C在避开与母作业车1P的干渉的时间点,进行回轮行驶到达田边未耕地角HLC(#14)。

在上述的说明中,母作业车1P的对地作业宽度即母作业宽度和子作业车1C的对地作业宽度即子作业宽度设想为相同,但也可以不同。母作业车1P和子作业车1C的横向的位置偏离量理想地为(母作业宽度+子作业宽度)/2,但为了避免追随误差导致的作业残留,使其重叠例如数十厘米左右。

接着,对本发明的作业车协调系统的1个具体的实施方式进行说明。在该实施方式中,图5表示装备有将在由田埂划分边界的田地耕耘的耕耘装置。作为母作业车1P的母拖拉机1P和作为子作业车1C的子拖拉机1C实际上是相同形状,在由前轮2a和后轮2b支承的车体3的中央部形成有驾驶部30。在车体3的后部经由油压式的升降机构4装备有作为对地作业装置的耕耘装置5。在母拖拉机1P和子拖拉机1C的驾驶部30处,具备以往那样的方向盘或各种操作杆,进而具备驾驶员就座的座椅等。执行基于本发明的作业车协调系统的追随控制时,母拖拉机1P被驾驶员驾驶,子拖拉机1C被无人驾驶。

另外,在无人行驶的该子拖拉机1C处,装备有激光雷达系统(laser radar system)。如在图5中示意地表示,在前隔栅(フロントグリル)的下端区域在左右方向的中央利用托架安装有前激光雷达单元32f,在房舱(キャビン)的后上端区域在左右方向的中央安装有后激光雷达单元32r。该激光雷达系统自身是被广泛知晓的。这里,前激光雷达单元32f将数米处的地上高度为数厘米的物体作为目标,通过扫描将约270度左右的周围区域覆盖。此外,后激光雷达单元32r将耕耘装置5(作业装置)的后方数米处的地上高度为数厘米的物体作为目标,通过扫描将约120度左右的周围区域覆盖。借助该激光雷达系统,若检测到物体接近至子拖拉机1C的既定范围内,则车体3及耕耘装置5自动停止。另外,必要的情况下,也可以将同样的激光雷达系统装备于母拖拉机1P。

如图6所示,在该实施方式中,用于构筑作业车协调系统的电子控制单元分为被装配于母拖拉机1P的母机控制单元6和配装配于子拖拉机1C的子机控制单元7。母机控制单元6和子机控制单元7具备通信模块60和70,使得能够互相以无线方式进行数据传送。

母机控制单元6进而还具备母位置检测模块61、母行驶轨迹计算部62、子作业车作业装置远程控制模块65等功能部。这些功能部也可以进行与硬件的联合动作,但实际上借助电脑程序的起动来实现。

母位置检测模块61利用实时动态环球定位系统(RTK-GPS,Real Time Kinematic GPS (Global Positioning System)),检测自身的位置即母拖拉机1P的位置。母行驶轨迹计算部62根据由母位置检测模块61检测的位置计算母拖拉机1P的行驶轨迹。被计算地母拖拉机1P的行驶轨迹被数据化,被向子作业车1C传送。子作业车作业装置远程控制模块65具有根据母作业车1P通过无线来调整装备于子作业车1C的耕耘装置5的升降高度或耕耘转速等各状态的功能。在子作业车作业装置远程控制模块65上包括被母作业车1P的驾驶员操作的遥控器,通过遥控器操作生成的控制信号被向子作业车1C向作业装置控制单元31c无线转送,控制子作业车1C的耕耘装置5。另外,附图标记31P是母作业车1P的作业装置控制单元。

子机控制单元7也具备子位置检测模块71、驾驶控制模块72、作业地形状计算模块73、路径计算模块74等功能部。这些功能部也可以进行与硬件的联合动作,但实际上借助电脑程序的起动来实现。

子位置检测模块71是与母位置检测模块61同样的结构,利用实时动态环球定位系统检测自身的位置即子拖拉机1C的位置。路径计算模块74计算在子拖拉机1C无人行驶时使用的目标行驶路径。该子拖拉机1C在中央作业地CL上沿着预先计算的中央作业地行驶路径无人行驶,在田边未耕地HL上以相对于母拖拉机1P的行驶轨迹偏离既定宽度的路径将母拖拉机1P无人追随行驶。因此,被分别使用的目标行驶路径的计算算法不同的两个路径计算部、即中央作业地路径计算部74a和田边未耕地路径计算部74b被构筑。中央作业地路径计算部74a计算被用于在子拖拉机1C的中央作业地CL上的无人驾驶作业行驶的中央作业地行驶路径。田边未耕地路径计算部74b基于在母作业车1P的田边未耕地HL上的作业行驶轨迹,计算被用于子拖拉机1C的无人驾驶行驶的田边未耕地行驶路径。

在该子拖拉机1C上,具备通过示范(ティーチング)行驶计算作业地的形状的作业地形状计算模块73。作业地形状计算模块73为,子拖拉机1C通过有人驾驶在作为作业对象的农场内,沿与表示该农场的外形的田埂的边界线行驶,在农场的拐角点给予指令,由此计算农场(作业地)的形状。如果存在该农场的地图数据的情况下,可以省略该示范行驶。总之,中央作业地路径计算部74a基于由作业地形状计算模块73计算的农场的形状或基于地图数据,计算中央作业地行驶路径。此时,路径计算模块74根据农场的形状生成将中央作业地CL和田边未耕地HL区分的区分数据,给予至中央作业地路径计算部74a及田边未耕地路径计算部74b。

中央作业地路径计算部74a考虑到母拖拉机1P的耕耘宽度及子拖拉机1C的耕耘宽度的互相的耕耘宽度的重叠,计算成为子拖拉机1C的目标行驶路径的直线状的往返路径和U形转弯路径。

田边未耕地路径计算部74b具有以下功能,根据母拖拉机1P的作业宽度及子拖拉机1C的作业宽度、包括母拖拉机1P的回轮行驶的回轮行驶开始点和回轮行驶终止点的回轮行驶轨迹,计算子拖拉机1C的回轮行驶开始点和回轮行驶终止点。进而,田边未耕地路径计算部74b具有以下功能,根据母拖拉机1P的作业宽度及子拖拉机1C的作业宽度、母拖拉机1P的田边未耕地作业行驶轨迹,计算从回轮行驶终止点至下一个回轮行驶开始点的子拖拉机1C的田边未耕地作业行驶的目标行驶位置。基于由这些功能得到的数据,田边未耕地路径计算部74b计算用于追随母拖拉机1P的田边未耕地行驶路径。

在驾驶控制模块72上包括第1驾驶控制部72a和第2驾驶控制部72b。第1驾驶控制部72a基于由子位置检测模块71检测的子作业车位置和由中央作业地路径计算部74a计算的中央作业地行驶路径,将子拖拉机1C领先于母拖拉机1P进行无人驾驶。第2驾驶控制部72b基于由子位置检测模块71检测的子作业车位置和由田边未耕地路径计算部74b计算的田边未耕地行驶路径,以使子拖拉机1C追随于母拖拉机1P的方式进行无人驾驶。

另外,在直线状的作业行驶路径以外的U形转弯行驶路径、回轮行驶路径等中,耕耘装置5一端上升,呈非动作状态。因此,作业装置控制单元31c根据来自驾驶控制模块72的指令执行耕耘装置5的升降。

接着,利用图7的流程图,对该实施方式的母拖拉机1P和子拖拉机1C的协调行驶进行的农场作业的一例进行说明。这里,作为作业对象的农场是如图1至图3所示的农场。

(步骤#21)实时动态测量(RTK)基地台的设置

为了使实时动态环球定位系统起动,需要在作为作业对象的农场附近设置实时动态测量基地台。在同一农场重复无人行驶的情况下,需要在同一处设置实时动态测量基地台,所以在该实时动态测量基地台的设置场所预先在记号处打桩的话较为便利。

(步骤#22)子拖拉机1C的示范行驶

为了制定用于无人行驶的目标行驶路径,需要农场的外形数据,但在没有地图数据等表示农场地形的数据的情况下,执行示范行驶。此时,利用的示范的流程的一例如下所述。

(1)驾驶员乘上子拖拉机1C,人工驾驶来进入农场。

(2)使子拖拉机1C的示范程序起动。

(3)使子拖拉机1C向农场的最近的角移动,将子拖拉机1C向田边未耕地耕耘的开始点移动,降下耕耘装置5。通过降下耕耘装置5的操作,作业地形状计算模块73将该地点视作农场外形的拐角点。

(4)将耕耘装置5抬起一次,描绘(イメージ)耕耘作业的同时进入至下一个角。

(5)回轮行驶后,将子拖拉机1C移动至耕耘作业行驶开始点,降下耕耘装置5。重复该作业,输入农场外形的拐角点。

(步骤#23)作业地形状计算

将农场外形的拐角点及、农场出入口和出入方向作为输入参数来计算作业地形状。

(步骤#24)子拖拉机1C的行驶路径计算

将被计算的作业地形状(农场形状)、子拖拉机1C和母拖拉机1P的旋转(ロータリ)耕耘宽度、重叠量等作为输入参数来计算子拖拉机1C的行驶路径。

(步骤#25)子拖拉机1C向作业开始位置的移动

使子拖拉机1C基于被计算出的行驶路径行驶至耕耘开始点附近。使被搭载于子拖拉机1C的用于对中央作业地CL进行作业的无人行驶控制程序起动。

(步骤#26)母拖拉机1P向农场的进入

将有人驾驶的母拖拉机1P进入至农场,移动至耕耘开始点附近。

(步骤#27)子拖拉机1C的对位・自动行驶设定

驾驶员乘上子拖拉机1C来移动至耕耘开始点。另外,该移动也可以通过无人驾驶来进行。总之,在耕耘开始位置使车体方向在行驶路径的方向上尽量一致是重要的。

(步骤#28)子拖拉机1C的设定

对子拖拉机1C的作业行驶所必需的行驶用动作机器(发动机转速或车速等)或作业用动作机器(耕耘深度等)进行各种设定。

(步骤#29)母拖拉机1P的设定

对母拖拉机1P的作业行驶所必需的行驶用动作机器(发动机转速或车速等)或作业用动作机器(耕耘深度等)进行各种设定。

(步骤#30)子拖拉机1C的中央作业地CL上的无人行驶

开始子拖拉机1C相对于中央作业地CL的无人的作业行驶。

(步骤#31)母拖拉机1P的中央作业地CL上的有人行驶

子拖拉机1C开始作业行驶,若子拖拉机1C和母拖拉机1P的距离到达既定値,则开始母拖拉机1P的作业行驶。

如图1或图4所示,若有人行驶的母拖拉机1P追随于无人行驶的子拖拉机1C,同时相对于中央作业地CL的耕耘行驶终止,则接着,无人行驶的子拖拉机1C追随于有人行驶的母拖拉机1P,同时相对于田边未耕地HL的耕耘行驶如下所述地进行。另外,子拖拉机1C若终止中央作业地CL上的耕耘行驶,则进入至田边未耕地HL,在不妨碍为了进行先导的母拖拉机1P的田边未耕地HL上的耕耘而必需的回轮行驶的位置处待机。

(步骤#32)母拖拉机1P的有人田边未耕地行驶

母拖拉机1P经过回轮行驶开始田边未耕地HL的耕耘。

(步骤#33)子拖拉机1C的无人田边未耕地行驶

基于先导的母拖拉机1P的行驶轨迹,计算作为目标的行驶路径的同时,子拖拉机1C在田边未耕地HL上行驶,开始田边未耕地HL的耕耘。

例如,田边未耕地行驶路径如图2及图3所示的情况下,子拖拉机1C在结束1周的围绕耕耘行驶时停止,母拖拉机1P结束2周的围绕耕耘行驶时停止。接着,

(步骤#34)子拖拉机1C向农场外的移动

驾驶员从母拖拉机1P换乘至子拖拉机1C,将子拖拉机1C开出至农场外。

(步骤#35)母拖拉机1P向农场外的移动

进而,驾驶员从子拖拉机1C换乘至母拖拉机1P,将母拖拉机1P开出至农场外。

接着,利用图8的(a)、(b)及(c),对田边未耕地HL的子拖拉机1C的追随控制的一例进行说明。这里,母作业车1P的行驶轨迹用黑色粗线表示,子作业车1C的行驶轨迹用白色粗线表示,进而,包括向待机位置的行驶轨迹的回轮行驶轨迹用虚线描绘来区別。该例中,首先,如图8的(a)所示,子作业车1C从中央作业地CL上的停止点Pc1向被在田边未耕地HL上设定的待机点Pc2移动,使得不妨碍先进行田边未耕地HL上的回轮行驶的母作业车1P。停止点Pc1也是子作业车1C的田边未耕地HL的回轮行驶开始点Pc1,待机点Pc2也是子作业车1C的田边未耕地HL的回轮行驶的回轮点Pc2。该移动可以是无人驾驶,也可以是有人驾驶。

为了高效率地进行田边未耕地行驶,需要使选取合适的路径进行的母作业车1P的回轮行驶追随于子作业车1C。首先,如图8的(b)所示,母作业车1P从中央作业地CL上的行驶开始点Pp1出发,进入至田边未耕地HL。另外,母作业车1P设置成,中央作业地CL上的行驶中设为作业状态(耕耘装置5下降),若进入田边未耕地HL则为非作业状态(耕耘装置5上升)。母作业车1P若进入田边未耕地HL,则前进转弯行驶,使得作业车后端面对被设定在农场的一个角部的田边未耕地作业行驶开始点(也是回轮行驶终止点)Pp3,作业车后端在面对田边未耕地作业行驶开始点的回轮点Pp2处停止。接着,进行后退行驶直至到达作为田边未耕地作业行驶开始点的回轮行驶终止点Pp3。若终止回轮行驶,则母作业车1P在作业状态(耕耘装置5下降)下在田边未耕地作业行驶区域中前进行驶。该田边未耕地作业行驶实际上以成为直线状的行驶轨迹的方式进行。

若根据上述母作业车1P的行驶轨迹检测到母作业车1P实施回轮行驶,则根据该行驶轨迹和母作业车1P及子作业车1C的对地作业宽度(以下仅简略称为作业宽度,在图8(a)、(b)及(c)中分别由WP和Wc表示),如图8的(c)所示,计算子作业车1C的回轮行驶终止点Pc3。从子作业车1C的待机点Pc2至回轮行驶终止点Pc3的后退行驶的目标行驶位置为,在子作业车1C的车辙不进入至母作业车1P的田边未耕地作业行驶宽度的条件下,与母作业车1P的回轮后退行驶的行驶轨迹无关地计算。起始于也是回轮行驶终止点Pc3的田边未耕地作业行驶开始点的田边未耕地作业行驶的行驶目标位置为,根据母作业车1P的作业宽度及子作业车1C的作业宽度、母作业车1P的田边未耕地作业行驶轨迹来计算。基于计算出的田边未耕地作业行驶的行驶目标位置,执行子作业车1C的田边未耕地作业行驶。

接着,利用图9和图10,说明田边未耕地作业行驶的最初的角所必须的回轮行驶的、子作业车1C的追随控制的一例。此时,图9表示母作业车1P的行驶轨迹(黑色粗线),图10表示子作业车1C的行驶轨迹(白色粗线)。

首先,若先行的母拖拉机1P进行作业行驶至下一个角区域的外周端,则如图9所示,在使耕耘装置5上升的非作业状态下,后退至回轮行驶开始点Pp1。从此开始第二次的回轮行驶。即,以从该回轮行驶开始点Pp1开始的非作业状态进行转弯前进直至回轮点Pp2。接着,后退至田边未耕地HL的外缘,停止。该停止点是下一个田边未耕地作业行驶的出发点,所以母拖拉机1P在使耕耘装置5下降的作业状态下,开始前进行驶。此时,将该母拖拉机1P的前进行驶(田边未耕地作业行驶)的行驶轨迹,以母拖拉机1P和子拖拉机1C的作业宽度的一半的距离平行移动的线,作为这里的回轮辅助线来计算,并且在该回轮辅助线上计算回轮点Pc2。进而,预先计算能够以回轮转弯用切角(切れ角)到达该回轮点Pc2的回轮行驶开始点Pc1。

接近于该角的子拖拉机1C待机直至母拖拉机1P到达既定地点,使得不在回轮行驶时与母拖拉机1P发生干渉。此后,如图10所示,子拖拉机1C以能够超越回轮行驶开始点Pc1的方式以作业状态前进至田边未耕地HL的外缘。接着,在使耕耘装置5上升的非作业状态下,后退至回轮行驶开始点Pc1。从回轮行驶开始点Pc1开始的回轮行驶与田边未耕地行驶开始时的回轮行驶同样,转弯前进至回轮点Pp2。接着,后退至田边未耕地HL的外缘来停止。该停止点为田边未耕地作业行驶的开始点,所以以使耕耘装置5下降的作业状态前进行驶。同样,若经过田边未耕地HL的所有的角部来环绕一周,则在该例中,田边未耕地HL的未作业地仅由母拖拉机1P来进行。

〔其他实施方式〕

(1)在上述实施方式中,在中央作业地CL上,子作业车1C领先于母作业车1P进行无人行驶,在田边未耕地HL上,母作业车1P先行驶,子作业车1C基于母作业车1P的行驶轨迹追随行驶。如果田边未耕地HL上的行驶轨迹比较简单的情况下,也可以是在田边未耕地HL上子作业车1C领先于母作业车1P进行无人行驶。

(2)中央作业地CL的往返的作业行驶路径上的子作业车1C和母作业车1P的相对位置如图1所示,是翻转的。即,在往路上母作业车1P在子作业车1C的左侧追随,在返路上母作业车1P在子作业车1C的右侧追随。也可以将其取代,如图11所示,采用在往返的作业行驶路径上子作业车1C与母作业车1P的相对位置不变的行驶路径。

(3)在上述实施方式中,子作业车1C和母作业车1P搭载相同类型的作业装置(耕耘装置5),使其在互相的作业宽度上排列,由此提高作业效率。也可以取代这样的作业协调,搭载不同的作业装置,后行驶的作业车与先行驶的作业车在相同的轨迹上行驶,进行两个不同的作业。在图12中,表示中央作业地CL的那样的作业行驶的行驶轨迹,在图13中,表示田边未耕地HL上的行驶轨迹。在图12和图13中,可以是子作业车1C先行驶,也可以是母作业车1P先行驶。此外,也可以使在中央作业地CL和田边未耕地HL上先行驶的作业车不同。

(4)母作业车1P和子作业车1C能够通过互相的通信模块60和70进行数据交换,但该数据交换也可以直接地进行,也可以经由服务器等中转装置来进行。被进行数据交换的数据的内容包括耕耘深度或耕耘间隔、摇摆控制状况等。例如,从有人行驶中的母作业车1P向无人行驶中的子作业车1C发送那样的数据,由此子作业车1C的作业装置控制单元31c能够进行与母作业车1P的设定相同或类似的设定。这样的数据交换有根据状况定期地进行较好的情况和以驾驶员确定时机来进行较好的情况。因此,具备定期地进行数据交换的模式和任意地进行数据交换的模式较好。该模式转换若通过在作业车上被搭载的检测仪表板或显示器来引导显示并且进行则对于驾驶员来说较好。此外,在其操作输入上,可以使用显示软件按钮的触摸板方式,也可以使用硬件按钮(开关、杆)。

(5)母作业车1P和子作业车1C之间进行的数据交换的内容可以被储存于硬盘或非挥发性存储器等储存设备。特别是,从母作业车1P被给予至子作业车1C的涉及行驶、作业等的设定数据在协调行驶中较重要。即使子作业车1C被熄火,在再起动时,也能够通过将那些设定数据从储存设备读出来再设定,提高作业的再现性。

(6)在上述实施方式中,子拖拉机1C为一台,但在类似的控制方法中,也能够将本发明应用于多台子拖拉机1C。

(7)在本发明的作业车协调系统中,母拖拉机1P和子拖拉机1C的回轮行驶轨迹不限于上述实施方式的行驶轨迹。能够采用如下多种回轮行驶轨迹,能够根据母拖拉机1P的作业宽度及子拖拉机1C的作业宽度、母拖拉机1P的回轮行驶的包括回轮行驶开始点Pp1、回轮点Pp2、回轮行驶终止点Pp3的回轮行驶轨迹,计算子拖拉机1C的回轮行驶开始点Pc1、回轮点Pc2、回轮行驶终止点Pc3。此外,母拖拉机1P及子拖拉机1C的回轮点Pp2、Pc2可以是一个也可以是多个。

(8)在上述实施方式中,作为作业车举搭载有耕耘装置5的拖拉机为例,但取代耕耘装置5而搭载喷洒装置、施肥装置等其他作业装置也可以有效地利用本发明的特征。进而其他作业车,例如联合收割机、水稻插秧机、剪草机、除草机、推土机等土木建设机械等也能够应用本发明。此外,母作业车1P和子作业车1C可以不是相同机种,例如可以是联合收割机和搬运卡车等的组合。

(9)对地作业装置为耕耘装置5等的情况下,作为母作业宽度和子作业宽度的重叠长度的重叠基本上是必须的,但在喷洒装置、施肥装置等的情况下,不设置重叠,相反在母作业宽度和子作业宽度之间取既定间隔,设定所谓的欠重叠(アンダーラップ)。因此,在本发明中,设定重叠并非是必须的,重要的是实现母作业车1P和子作业车1C的互相的路径间隔保持既定范围的追随控制。

(10)母作业车1P或子作业车1C或该二者优选地具备管理表示各个作业车的规格的不同的偏移信息的偏移信息管理部。偏移信息管理部能够根据自身的车的规格、对象的规格检测其不同,所以能够设定补偿该不同的行驶设定、作业设定。若将这样的偏移信息表格化(テーブル化),则能够使适合于一方的作业车的设定内容的设定内容在另一方的作业车上设定。这样的偏移信息的管理在3台以上的作业车的协调控制系统中,也能够将一方的作业车的设定内容送至其他多个作业车来实现。进而,优选的是,偏移信息至少被储存于作为管理中心的作业车的储存设备。或者,也可以是,预先被储存于作为云系统发挥功能的远程的管理电脑。由此,作业车能够总是取得偏移信息来利用。

产业上的可利用性

本发明能够应用于多个作业车协调地进行作业行驶的协调控制系统。

附图标记说明

1C:子拖拉机(子作业车)

1P:母拖拉机(母作业车)

5:耕耘装置(作业装置)

6:母机控制单元

7:子机控制单元

30:驾驶部

31c:作业装置控制单元

60:通信模块

61:母位置检测模块

62:母行驶轨迹计算部

65:子作业车作业装置远程控制模块

71:子位置检测模块

72:驾驶控制模块

72a:第1驾驶控制部

72b:第2驾驶控制部

73:作业地形状计算模块

74:路径计算模块

74a:中央作业地路径计算部

74b:田边未耕地路径计算部

CL:中央作业地

HL:田边未耕地。

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