JP2024082940A - Work vehicle - Google Patents
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Abstract
【課題】遠隔操作にともなって作業車に生じる予期しない問題に関する情報が、遠隔操縦者などの監視者のために表示できる作業車を提供する。【解決手段】作業車は、人為遠隔操作装置3からの操作信号に基づいて走行制御指令を生成する車両走行管理部7と、走行制御指令による走行実行可能性を判定する判定部75と、判定部75による判定結果に基づいて走行制御指令による走行を実行する走行制御部6と、判定部75による判定結果が走行実行不可の場合、判定結果理由情報を生成する判定結果理由情報生成部53aと、判定結果理由情報を表示する表示デバイス56とを備える。【選択図】図6[Problem] To provide a work vehicle capable of displaying information about unexpected problems that may occur in the work vehicle due to remote operation for a supervisor such as a remote operator. [Solution] The work vehicle is equipped with a vehicle driving management unit 7 that generates driving control commands based on an operation signal from a manual remote operation device 3, a determination unit 75 that determines whether driving can be performed according to the driving control commands, a driving control unit 6 that executes driving according to the driving control commands based on the determination result by the determination unit 75, a determination result reason information generation unit 53a that generates determination result reason information when the determination result by the determination unit 75 is that driving cannot be performed, and a display device 56 that displays the determination result reason information. [Selected Figure] Figure 6
Description
本発明は、人為遠隔操作装置によって遠隔走行が可能な作業車に関する。 The present invention relates to a work vehicle that can be remotely driven by a human remote control device.
特許文献1には、有人で自動走行が可能な作業車両が開示されている。この作業車両では、障害物検出部によりトラクタの周囲に障害物が検出された場合に、自動走行中断部は自動走行を中断し、報知部は、自動走行が中断されたことを周囲に報知する。これにより、トラクタの周囲に位置する人物も、トラクタが自動走行を停止した理由を知ることができる。
特許文献2には、車両から離れた位置からの無線通信操作により自動走行が可能な作業車両が開示されている。この作業車両では、障害物検出部により作業車両の周囲に障害物が検出された場合に自動走行が中断され、作業車両が自動走行を停止した理由がブザーや警告灯を通じて、報知される。
特許文献3には、リモコン走行と自動走行とが可能であり、自動走行が困難となる特殊領域では、作業者によるリモコンを用いた遠隔操作で作業走行が行われる田植機が開示されている。自動走行中の田植機が特殊領域に進入する直前には、機体が強制停止され、リモコンを用いた手動走行への移行が報知される。さらに、障害物検知、越境検知、傾斜検知、などが発生すると、田植機は急停車する。また、資材詰まり検知、スリップ検知、衛星信号受信異常、位置ずれ異常などが発生すると、田植機は徐々に停車する。
リモコンを用いた作業車の遠隔操作において、所望通りに作業車が走行しない場合や、作業車が突然停車するような場合、遠隔操縦者などの監視者は、遠隔操作と作業車の予期しない動きとの関係を、把握する必要がある。しかしながら、上記特許文献では、そのような遠隔操作にともなう作業車の予期しない動きに関する情報を、遠隔操縦者や監視者のために表示する技術は開示されていない。 When remotely controlling a work vehicle using a remote control, if the work vehicle does not travel as desired or if the work vehicle suddenly stops, a monitor such as a remote operator needs to understand the relationship between the remote operation and the unexpected movement of the work vehicle. However, the above patent document does not disclose technology that displays information regarding such unexpected movement of the work vehicle due to remote operation for the remote operator or monitor.
上記実情に鑑み、本発明は、遠隔操作にともなって作業車に生じる予期しない問題に関する情報が、遠隔操縦者などの監視者のために表示できる作業車を提供することである。 In view of the above, the present invention provides a work vehicle that can display information regarding unexpected problems that may occur in the work vehicle during remote operation for a supervisor such as a remote operator.
本発明による作業車は、人為遠隔操作装置によって遠隔走行が可能であり、前記人為遠隔操作装置からの操作信号に基づいて走行制御指令を生成する車両走行管理部と、前記走行制御指令による走行実行可能性を判定する判定部と、前記判定部による判定結果に基づいて前記走行制御指令による走行を実行する走行制御部と、前記判定部による前記判定結果が走行実行不可の場合、判定結果理由情報を生成する判定結果理由情報生成部と、前記判定結果理由情報を表示する表示デバイスとを備える。 The work vehicle according to the present invention is capable of remote driving by a manual remote control device, and includes a vehicle driving management unit that generates driving control commands based on an operation signal from the manual remote control device, a determination unit that determines whether driving can be performed according to the driving control commands, a driving control unit that executes driving according to the driving control commands based on the determination result by the determination unit, a determination result reason information generation unit that generates determination result reason information when the determination result by the determination unit is that driving cannot be performed, and a display device that displays the determination result reason information.
この構成では、人為遠隔操作装置からの操作信号に基づいて生成される走行制御指令によって車両が走行する遠隔走行において、当該走行制御指令による走行が実行可能であるかどうかが判定される。走行制御指令による走行が実行可能であれば、走行制御部によって当該走行が実行される。走行制御指令による走行が実行不可であれば、走行制御部によって当該走行が実行されないが、同時に、この走行不可の理由を示す判定結果理由情報が生成され、表示デバイスに表示される。人為遠隔操作装置を使用している遠隔走行操縦者や監視員は、表示された判定結果理由情報から、実行されなかった走行制御指令(遠隔操縦者による指令)の特定やその理由を把握することが可能となる。 In this configuration, in remote driving in which a vehicle drives according to a driving control command generated based on an operation signal from a manual remote control device, it is determined whether driving according to the driving control command is executable. If driving according to the driving control command is executable, the driving control unit executes the driving. If driving according to the driving control command is not executable, the driving control unit does not execute the driving, but at the same time, judgment result reason information indicating the reason for this driving impossibility is generated and displayed on the display device. A remote driving operator or observer using the manual remote control device can identify the driving control command (command from the remote operator) that was not executed and understand the reason for it from the displayed judgment result reason information.
判定結果理由情報の表示タイミングに関して、本発明の1つの実施形態では、人為操作に応じて、前記判定結果理由情報が前記表示デバイスに表示される。この構成では、表示デバイスに判定結果理由情報が表示されるタイミングは、判定結果理由情報を見ようとする者によって任意に決定されるので、当該者は、所望に時点で判定結果理由情報を見ることができる。つまり、この構成では、人為操作があるまで、判定結果理由情報が保持され、人為操作があった時点で判定結果理由情報が表示されることになる。 Regarding the timing of displaying the judgment result reason information, in one embodiment of the present invention, the judgment result reason information is displayed on the display device in response to manual manipulation. In this configuration, the timing at which the judgment result reason information is displayed on the display device is determined arbitrarily by the person who wishes to view the judgment result reason information, so that the person can view the judgment result reason information at the time they wish. In other words, in this configuration, the judgment result reason information is held until manual manipulation is performed, and the judgment result reason information is displayed at the time of manual manipulation.
判定結果理由情報の表示タイミングに関して、本発明の他の1つの実施形態では、自動で、前記判定結果理由情報が前記表示デバイスに表示される。この構成では、走行制御指令が実行されなかった時点で、自動的に、判定結果理由情報が表示デバイスに表示される。このため、遠隔走行操縦者やその他の監視者は、走行制御指令が実行されなかった理由を、見逃すことなく、把握することができる。 Regarding the timing of displaying the information on the reason for the judgment result, in another embodiment of the present invention, the information on the reason for the judgment result is automatically displayed on the display device. In this configuration, the information on the reason for the judgment result is automatically displayed on the display device at the point in time when the driving control command is not executed. Therefore, the remote driving operator and other observers can understand the reason why the driving control command was not executed without missing it.
このような作業車において、走行制御指令が実行されない主な理由として、走行制御指令より指令順位が高い指令拒否指令が発令されることが挙げられる。例えば、走行制御指令が前進走行指令であれば、作業車の車両周辺状況が前進走行を許可する状況でないときに、当該前進走行指令を拒む拒否指令が、発令される。車両周辺状況は、車両状況検出機器群によって検出される。例えば、障害物検出機器が走行前方に障害物を検出した場合、指令拒否指令が発令される。また、車両の動力系統にトラブルが生じていることが検出された場合でも、指令拒否指令が発令される。このことから、本発明では、車両状況を検出する車両状況検出機器群が備えられ、前記判定部は、前記車両状況検出機器群からの検出信号に基づいて前記走行実行可能性を判定する。 In such a work vehicle, the main reason why a driving control command is not executed is that a command refusal command, which has a higher command priority than the driving control command, is issued. For example, if the driving control command is a forward driving command, a refusal command is issued to refuse the forward driving command when the vehicle surroundings of the work vehicle do not permit forward driving. The vehicle surroundings are detected by a group of vehicle condition detection devices. For example, if an obstacle detection device detects an obstacle ahead of the vehicle, a command refusal command is issued. Also, if a problem is detected in the vehicle's power system, a command refusal command is issued. For this reason, in the present invention, a group of vehicle condition detection devices that detect the vehicle condition is provided, and the determination unit determines the feasibility of driving based on the detection signal from the group of vehicle condition detection devices.
車両状況検出機器群からの検出信号に基づいて、遠隔走行操縦者による操縦操作に基づく走行制御指令が実行されなかった場合、遠隔走行操縦者は、どの車両状況検出機器からの検出信号に基づいて走行制御指令が実行されなかったかを把握することは重要である。このため、本発明では、前記判定結果理由情報は、前記車両状況検出機器群のうちで前記判定結果が走行実行不能となる要因となった車両状況検出機器を特定する情報と、当該車両状況検出機器の検出結果とを含む。 When a driving control command based on the driving operation by the remote driving operator is not executed based on a detection signal from a group of vehicle condition detection devices, it is important for the remote driving operator to know from which vehicle condition detection device the detection signal was not used to execute the driving control command. For this reason, in the present invention, the judgment result reason information includes information identifying the vehicle condition detection device from the group of vehicle condition detection devices that caused the judgment result to be unable to execute driving, and the detection result of that vehicle condition detection device.
作業車が、種々の走行モード、例えば、自動走行モードと前寄せ走行モード(自動走行または遠隔走行)と後寄せ走行モード(自動走行または遠隔走行)で走行可能な場合、判定結果が走行実行不能となる要因となる車両状況は、走行モードによって異なる。このため、走行実行可能性を判定するためには、その時点で適用されている走行モードを考慮することが重要である。このため、本発明では、前記車両走行管理部は、自動走行モードと前寄せ走行モードと後寄せ走行モードとを備え、走行モード毎に異なった前記検出信号が前記走行実行可能性を判定するために用いられる。 When a work vehicle can travel in various driving modes, for example, an automatic driving mode, a front-pushing driving mode (automatic or remote driving), and a rear-pushing driving mode (automatic or remote driving), the vehicle conditions that cause the determination result to indicate that travel cannot be performed differ depending on the driving mode. For this reason, in order to determine whether travel can be performed, it is important to consider the driving mode that is applied at that time. For this reason, in the present invention, the vehicle travel management unit has an automatic driving mode, a front-pushing driving mode, and a rear-pushing driving mode, and the detection signal, which differs for each driving mode, is used to determine the travel feasibility.
特に、自動走行モードでは、監視者が作業者の自動走行を、常時監視しているわけではないので、車両状況検出機器群のうちの1つでも、検出結果がネガティブであれば、走行を中止することが好ましい。少なくとも自動走行にとって重要な予め設定された車両状況検出機器の検出結果の全てがポジティブであることが要求される。このことから、本発明では、前記自動走行モードにおいて、前記判定部によって走行実行可能が判定されるためには、前記車両状況検出機器群のうちの自動走行に関する全ての検出結果がポジティブであることが要求される。 In particular, in the autonomous driving mode, since a supervisor is not constantly monitoring the autonomous driving of the worker, it is preferable to stop driving if the detection result of even one of the vehicle condition detection devices is negative. It is required that at least all of the detection results of the pre-set vehicle condition detection devices that are important for autonomous driving are positive. For this reason, in the autonomous driving mode, in order for the determination unit to determine that driving can be performed, in the present invention, all detection results related to autonomous driving among the vehicle condition detection devices are required to be positive.
また、特定領域に車体を前側から近接させる前寄せ走行では、車両状況検出機器群による電子制御的な監視が重要である。特に、前寄せ走行では、障害物検出や特定領域までの距離などの前進走行時の周囲環境に注視する必要がある。このことから、本発明では、前記前寄せ走行モードにおいて、前記判定部によって走行実行可能が判定されるためには、前記車両状況検出機器群のうち前進走行に関連する検出機器の検出結果がポジティブであることが要求される。 In addition, in forward approach driving, where the vehicle body approaches a specific area from the front, electronic monitoring by the vehicle condition detection devices is important. In particular, in forward approach driving, it is necessary to pay close attention to the surrounding environment during forward driving, such as obstacle detection and the distance to the specific area. For this reason, in the present invention, in the forward approach driving mode, in order for the determination unit to determine that driving is possible, the detection result of the detection device related to forward driving among the vehicle condition detection devices is required to be positive.
同様に、本発明では、前記後寄せ走行モードにおいて、前記判定部によって走行実行可能が判定されるためには、前記車両状況検出機器群のうち後進走行に関連する検出機器の検出結果がポジティブであることが要求される。 Similarly, in the present invention, in the rearward travel mode, in order for the determination unit to determine that travel is possible, the detection result of the detection device related to reverse travel among the group of vehicle condition detection devices is required to be positive.
障害物検出などの車両状況の悪化を原因とする判定結果理由情報は、時々刻々と変化するものであり、また障害物の種類は障害物までの距離、さらには許容閾値との差など、種々のレベルの多層的な情報が時間経過とともに混在する。このような情報を分かり易く表示するためには、情報の時系列表示や階層表示が適している。このことから、本発明では、前記判定結果理由情報は、時系列表示で、または階層表示で、あるいはその両方の表示で前記表示デバイスに表示可能である。 The information on the reason for the judgment result caused by a deterioration in the vehicle condition, such as the detection of an obstacle, changes from moment to moment, and various levels of multi-layered information, such as the type of obstacle, the distance to the obstacle, and even the difference from the allowable threshold, are mixed over time. In order to display such information in an easy-to-understand manner, a chronological or hierarchical display of the information is suitable. For this reason, in the present invention, the information on the reason for the judgment result can be displayed on the display device in a chronological or hierarchical display, or both.
本発明を実施するための形態について、図面に基づき説明する。尚、以下の説明においては、特に断りがない限り、図1及び図2に示す矢印Fの方向を「前」、矢印Bの方向を「後」とする。また、図1に示す矢印Uの方向を「上」、矢印Dの方向を「下」とし、図2に示す矢印Lの方向を「左」、矢印Rの方向を「右」とする。 The embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, unless otherwise specified, the direction of arrow F shown in Figs. 1 and 2 is "front" and the direction of arrow B is "rear". In addition, the direction of arrow U shown in Fig. 1 is "up", the direction of arrow D is "down", the direction of arrow L shown in Fig. 2 is "left", and the direction of arrow R is "right".
本発明による作業車の一形態である普通型のコンバイン(本発明に係る「車両」に相当)は、図1及び図2に示すように、クローラ式の走行装置11、運転部12、脱穀装置13、穀粒タンク14、収穫部15、搬送装置16、穀粒排出装置18、衛星測位モジュール80を備えている。コンバインの車体10は、コンバインの主な構成要素の集合体を意味するが、場合によっては、走行装置11や収穫部15などの個別の構成要素を意味することがある。
As shown in Figures 1 and 2, a normal combine harvester (corresponding to the "vehicle" of the present invention), which is one form of the work vehicle of the present invention, is equipped with a crawler-
走行装置11は、エンジン(図示せず)からの動力によって駆動する。運転部12、脱穀装置13、穀粒タンク14は、走行装置11よりも上側に備えられている。運転部12には、コンバインの作業を監視するオペレータが搭乗可能である。尚、オペレータは、コンバインの機外からコンバインの作業を監視していても良い。
The traveling
自車位置検出モジュール8(図5参照)を構成する衛星測位モジュール80は、運転部12を構成するキャビンの天井上面に取り付けられている。衛星測位モジュール80は、測位衛星GSからのGNSS(Global Navigation Satellite System)の信号(GPS信号など)を受信して、機体位置を取得する。なお、衛星測位モジュール80による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ユニットが衛星測位モジュール80に組み込まれている。もちろん、慣性航法ユニットは、衛星測位モジュール80と別の箇所に配置されても良い。
The
収穫部15は、コンバインにおける前部に備えられている。そして、搬送装置16は、収穫部15の後端部と脱穀装置13の前端部とに亘る状態で設けられている。収穫部15及び搬送装置16は、不図示の油圧シリンダの伸縮作動によって、機体横向き軸芯回りに上下揺動可能に構成されている。
The
収穫部15は、収穫対象の植立穀稈を掻き込むと共に、圃場の植立穀稈を刈り取る。これにより、収穫部15は、圃場の植立穀稈を収穫する。コンバインは、収穫部15によって圃場の植立穀稈を刈り取りながら走行装置11によって走行する。
The
収穫部15により刈り取られた刈取穀稈は、搬送装置16によって脱穀装置13へ搬送される。脱穀装置13において、刈取穀稈は脱穀処理される。脱穀処理により得られた穀粒は、穀粒タンク14に貯留される。穀粒タンク14に貯留された穀粒は、必要に応じて、穀粒排出装置18によって機外に排出される。
The harvested stalks harvested by the
図1及び図2に示すように、障害物検出器20の一例として、ミリ波レーダ21が運転部12を構成するキャビンの前端と、脱穀装置13の後端に取り付けられている。ミリ波レーダ21は、ミリ波を検知対象領域に照射してセンシングを行う機器である。
As shown in Figures 1 and 2, as an example of an
さらに、運転部12を構成するキャビンの右側側部と、脱穀装置13の左側側部と、に、撮影画像を出力する2つ以上のカメラ22が取り付けられている。また、当該キャビンの前端と、脱穀装置13の後端と、にも、カメラ22が取り付けられている。この実施形態では、4つのカメラ22の各撮影範囲は、コンバインの前方、左側方と右側方、後方となっている。カメラ22には広角レンズが装着されており、その撮影画角はほぼ180度であるので、これらのカメラ22により、車体10の全方位が実質的にカバーされている。カメラ22の取付位置は調整可能であるが、調整後は、取付位置は固定される。これにより、撮影範囲が定まることとなる。カメラ22の撮影画像は、ディープラーニング方式の学習型障害物検知アルゴリズムの入力画像として用いられる。つまり、カメラ22はAI(Artificial Intelligence)障害物認識装置の構成要素である。
Furthermore, two or
コンバインによって圃場での収穫作業を行う場合の手順は、以下に説明する通りである。 The procedure for harvesting in a field using a combine is as follows:
まず、運転者兼監視者は、コンバインを手動で操作し、図3に示すように、圃場内の外周部分において、圃場の境界線に沿って周回するように収穫走行を行う(以下、周囲刈りとも称す)。これにより既刈地(既作業地)となった領域は、外周領域SAとして設定される。そして、外周領域SAの内側に未刈地(未作業地)のまま残された領域は、作業対象領域CAとして設定される。図2は、外周領域SAと作業対象領域CAの一例を示している。なお、周囲刈りは運転者がコンバインに搭乗してコンバインを操縦する手動走行により行われるが、監視者等が遠隔操作によりコンバインを走行させる遠隔走行や、プログラミングに基づく自動走行が採用されてもよい。 First, the driver/supervisor manually operates the combine harvester and drives it around the outer periphery of the field, as shown in FIG. 3, to harvest along the boundary line of the field. The area that has been mowed (worked) is set as the outer periphery area SA. The area inside the outer periphery area SA that remains unmowed (unworked) is set as the work target area CA. FIG. 2 shows an example of the outer periphery area SA and the work target area CA. Note that the periphery mowing is performed by manual driving, with the driver riding on the combine harvester and operating it, but remote driving, in which the combine harvester is driven by a supervisor or the like via remote control, or automatic driving based on programming may also be used.
周囲刈りでは、外周領域SAの幅をある程度広く確保するために、運転者は、コンバインを2~3周走行させる。その際、コンバインが1周する毎に、コンバインの作業幅分だけ外周領域SAの幅が拡大する。最初の、2~3周の走行が終わると、外周領域SAの幅は、コンバインの作業幅の2~3倍程度の幅となる。 When cutting the perimeter, the driver runs the combine harvester two or three times around the field to ensure that the width of the outer perimeter area SA is relatively wide. Each time the combine harvester runs around the field, the width of the outer perimeter area SA increases by the working width of the combine harvester. After the first two or three runs, the width of the outer perimeter area SA will be about two to three times the working width of the combine harvester.
外周領域SAは、作業対象領域CAにおいて自動走行により収穫走行を行うときに、コンバインが方向転換するためのスペースとして利用される。また、外周領域SAは、収穫走行を一旦終えて、穀粒の排出場所へ移動する際や、燃料の補給場所へ移動する際等の移動用のスペースとしても利用される。 The outer periphery area SA is used as a space for the combine to change direction when it is automatically traveling to harvest in the work area CA. The outer periphery area SA is also used as a space for moving when it finishes harvesting and moves to a grain discharge location or a fuel supply location.
なお、図3に示す運搬車CVは、コンバインから排出された穀粒を収集し、乾燥施設などに運搬する役割をもつ。穀粒が穀粒タンク14に十分に蓄積されると、コンバインは運搬車CVの近傍へ移動し、穀粒排出装置18によって穀粒を運搬車CVへ排出する。
The transport vehicle CV shown in FIG. 3 has the role of collecting the grain discharged from the combine harvester and transporting it to a drying facility or the like. When a sufficient amount of grain has accumulated in the
外周領域SA及び作業対象領域CAが設定されると、図4に示すように、作業対象領域CAにおける走行経路が生成される。生成された走行経路は、作業走行のパターンに基づいて順次読み出され、コンバインが自動走行するための目標経路となる。なお、旋回走行のための旋回パターンとして、図4に示すようなU字状の旋回走行経路に沿って方向転換するU旋回パターンの他にも、α旋回パターンや、スイッチバック旋回パターンが用いられる。α旋回パターンとは、前後進を繰り返しながら方向転換する旋回パターンである。スイッチバック旋回パターンとは、後進走行をともなってU旋回パターンよりも狭い領域でU旋回パターンと同様の方向転換をする旋回パターンである。このような後進を含む旋回走行は、穀粒タンク14が満杯になって、作業対象領域CAの走行経路から離脱したコンバインが、運搬車CVに対して位置合わせする時などにも用いられる。
When the outer periphery area SA and the work target area CA are set, a travel path in the work target area CA is generated as shown in FIG. 4. The generated travel path is read out sequentially based on the work travel pattern and becomes the target path for the combine to travel automatically. In addition to the U-turn pattern shown in FIG. 4, which changes direction along a U-shaped turning travel path, α-turn pattern and switchback turning pattern are also used as turning patterns for turning travel. The α-turn pattern is a turning pattern in which the direction is changed while repeatedly moving forward and backward. The switchback turning pattern is a turning pattern in which the direction is changed in the same way as the U-turn pattern in a narrower area than the U-turn pattern, with reverse travel. Such turning travel including reverse travel is also used when the
図5には、コンバインの電子制御系の機能ブロック図が示されている。この実施形態の電子制御系は、多数のECUと呼ばれる電子制御ユニット(機能ブロックの1つ)と、各種動作機器と、センサ群やスイッチ群と、から構成されている。それらの間のデータ伝送は車載LAN(Local Area Network)や通常のワイヤーハーネスを用いて行われる。 Figure 5 shows a functional block diagram of the combine harvester's electronic control system. The electronic control system in this embodiment is composed of a large number of electronic control units called ECUs (one of the functional blocks), various operating devices, and a group of sensors and switches. Data transmission between them is performed using an on-board LAN (Local Area Network) or a normal wire harness.
電子制御系には、検出信号処理部40、機器制御部52、表示情報生成部53,通信制御部54、走行経路管理ユニット50、作業装置管理ユニット51、走行制御部6、車両走行管理部7、判定部75、時系列/階層情報管理部76が含まれている。
The electronic control system includes a detection
図5に示されたブロック図では、自車位置検出モジュール8と障害物検出器20と検出機器群9とが、車両周辺状況を含む車両状況を検出する車両状況検出機器群2の構成要素である。検出機器群9は、前進走行、後進走行、特定場所(運搬車CVが停車している穀粒排出場所など)への後進接近走行(前寄せと呼ばれる)や前進接近走行(後寄せと呼ばれる)、道路走行、などを検出する検出機器が含まれている。例えば、検出機器群9は、前後進切替操作具や副変速操作具の走査状態、各種動力クラッチのアクチュエータの動作状態を検出する。さらには、検出機器群9は、エンジン回転数調整具、アクセルペダル、ブレーキペダル、などの走行状態を検出する検出機器や、収穫部15、搬送装置16、脱穀装置13、穀粒排出装置18における装置状態、及び穀稈や穀粒の蓄積状態を検出する検出機器が含まれている。
In the block diagram shown in FIG. 5, the vehicle
検出信号処理部40には、自車位置算出ユニット41と障害物検知ユニット42と車両状態検出部43とが含まれている。自車位置算出ユニット41は、自車位置検出モジュール8を構成する衛星測位モジュール80からの測位信号に基づいて、車体10の位置(地図座標または圃場座標における自車位置)を算出する。
The detection
障害物検知ユニット42は、障害物検出器20からの障害物検出信号に基づいて、障害物の位置、障害物までの距離、障害物の種類、障害物の検出方向、などの障害物情報を生成する。この実施形態では、障害物検知ユニット42は、障害物検出器20の種類に応じた検出信号処理を行う複数の信号処理ユニット(図示せず)を備えている。これらの信号処理ユニットのうちミリ波レーダ21のためのレーダ信号処理ユニットは、検出信号から位置情報(距離、角度)や速度情報を出力する。AI障害物認識装置の入力機器であるカメラ22のためのAI信号処理ユニットは、ディープラーニング方式の学習型障害物検知ユニットであり、カメラ22によって取得された撮影画像における、人、動物、鉄塔などの障害物(走行の妨げとなる物体)の種類と大きさ、撮影画像上の位置を出力する。レーダ信号処理ユニットと学習型障害物検知ユニットとを組みわせることで、より正確で詳細な障害物検知が可能となる。
The
車両状態検出部43は、検出機器群9からの検出信号に基づいて、走行状態や作業状態を検出する。検出機器群9には、エンジン回転数調整具、アクセルペダル、ブレーキペダル、主変速レバーなどの人為操作具90の状態を検出する走行状態検出センサ群、及び、収穫部15、搬送装置16、脱穀装置13、穀粒排出装置18における装置状態および穀稈や穀粒の状態を検出する作業状態検出センサ群が含まれている。
The vehicle
機器制御部52は、収穫部15、脱穀装置13、搬送装置16、穀粒排出装置18などの作業装置に組み込まれている動作機器92を動作させるために各機器ドライバ91に制御信号を与える。
The
表示デバイス56は、報知デバイスの具体例である。運転者や監視者に障害物の検出結果や作業走行中に発生した問題事象の警告を報知するために運転部12の内部に配置されている。表示デバイス56の具体例であるディスプレイは、文字情報やグラフィック情報など種々の形態の情報を表示可能であり、その表示は、表示制御部55によって制御される。表示情報生成部53は、表示制御部55を通じてディスプレイに表示する表示情報を生成する。表示デバイス56の具体例は、ディスプレイに限定されず、7セグメントLED群などの発光体群が含まれる。なお、コンバインには、表示デバイス56以外の報知デバイス、例えば、警告ランプ、スピーカ、ブザーなども装備されており、必要に応じて、運転者や監視者に各種情報を報知することができる。
The
通信制御部54は、このコンバインの電子制御系が、人為遠隔操作装置3との間で、あるいは、遠隔地に設置されている管理コンピュータ(クラウドサービス)との間でデータ交換するために用いられる。人為遠隔操作装置3には、例えば、圃場に立っている監視者やコンバインに乗り込んでいる運転者兼監視者が操作するタブレットコンピュータやリモコンであってもよいし、自宅や管理事務所に設置されているコンピュータなどであってもよい。
The
走行経路管理ユニット50は、上述した、外周領域SAや作業対象領域CAの設定、走行経路の生成、目標走行経路の読み出し、などを行う。作業装置管理ユニット51は、収穫部15、脱穀装置13、搬送装置16、穀粒排出装置18などの作業装置の動作を管理する。
The travel
走行制御部6は、エンジン制御機能、操舵制御機能、車速制御機能などを有し、機器制御部52に車両走行に関する走行制御指令を与える。走行制御部6には、自動走行制御部61と手動走行制御部63と遠隔走行制御部62とが含まれている。自動走行制御部61は、走行経路管理ユニット50から与えられる目標走行経路と、自車位置算出ユニット41から与えられる自車位置とに基づいてコンバイン(車両)を自動走行させる。手動走行制御部63は、旋回レバーや変速レバーなどの操縦操作具を用いた人為操作に基づいてコンバイン(車両)を手動走行させる。遠隔走行制御部62は、人為遠隔操作装置3からの操作指令(操作信号)に基づいて、コンバイン(車両)を走行させる。すなわち、走行制御部6は、車両から離れた場所での遠隔操作に応じてコンバイン(車両)を制御する。
The driving
図5と図6とに示すように、走行制御部6と連係する車両走行管理部7には、自動運転管理部71と遠隔運転管理部72と手動運転管理部73とが含まれている。自動運転管理部71は、自動走行プログラムを通じて、検出信号処理部40からの処理結果である車両状況情報を参照し、走行実行が可能であれば、自動走行を実行するための走行制御指令を自動走行制御部61に与える自動走行モードを備えている。遠隔運転管理部72は、遠隔走行プログラムを通じて、人為遠隔操作装置3からの操作信号と、検出信号処理部40からの処理結果である車両状況情報とを参照し、操作信号に基づく走行制御指令が許可されるものであれば、当該走行制御指令を遠隔走行制御部62に与える遠隔走行モードを備えている。手動運転管理部73は、手動走行において、検出信号処理部40からの処理結果である車両状況情報を考慮し、遠隔操作指令が、手動制御指令が許可されるものであれば、手動走行を実行するための手動制御指令(走行制御指令)を手動走行制御部63に与える手動走行モードを備えている。
As shown in FIG. 5 and FIG. 6, the vehicle
さらに、自動運転管理部71と遠隔運転管理部72とには、追加的に、前寄せ走行モードと後寄せ走行モードとが備えられている。前寄せ走行モードでは、検出信号処理部40からの処理結果である前進走行に関連する検出機器の検出結果がポジティブであれば(例えば、障害物検出器20が前方に障害物を検知していない)、前寄せ走行を実行するための走行制御指令が遠隔走行制御部62に与えられる。後寄せ走行モードでは、検出信号処理部40からの処理結果である後進走行に関連する検出機器の検出結果がポジティブであれば(例えば、障害物検出器20が後方に障害物を検知していない)、後寄せ走行を実行するための走行制御指令が遠隔走行制御部62に与えられる。
Furthermore, the automatic
また、自動走行モードでは、車両状況検出機器群2における自動走行に関係するすべての車両状況検出機器がポジティブでなければ、走行制御指令は実行不可となる。
In addition, in the autonomous driving mode, if all vehicle condition detection devices related to autonomous driving in the vehicle condition
判定部75は、車両走行管理部7によって生成される走行制御指令が、車両状況検出機器群2からの検出信号に基づいて走行実行可能であるか、あるいは走行実行不可であるか、つまり走行実行可能性を判定する。判定部75による判定結果が走行実行不可の場合、表示情報生成部53に含まれている判定結果理由情報生成部53aによって、表示デバイス56で表示される判定結果理由情報(走行実行不可をもたらした車両状況検出機器を特定する情報)が生成される。
The
判定結果理由情報には、車両状況検出機器群2から走行実行不能の判定結果を示す車両状況情報に関連する車両状況検出機器を特定する情報と、当該情報によって特定される車両状況検出機器の検出結果とが含まれる。ここで対象となる車両状況検出機器群2は、衛星測位モジュール80、ミリ波レーダ21、カメラ22、検出機器群9である。測位衛星GSに対する受信感度の低下などによる測位データの信頼度が閾値以下であれば、衛星測位モジュール80が、走行実行不能の判定結果を示す車両状況情報に関連する車両状況検出機器となる。同様に、障害物を検出した障害物検出器20(ミリ波レーダ21やカメラ22やソナーから構成される)は、走行実行不能の判定結果を表す車両状況情報に関連する車両状況検出機器となる。なお、障害物検出器20の検出結果に、障害物の大きさ、種類、車両からの距離などが含まれる。また、走行実行不能となる要因となる検出機器群9には、種々の人為操作具90の操作状態(操作位置)を検出する検出機器が含まれており、自動走行、遠隔走行、手動走行、前寄せ走行、後寄せ走行を許可する前提条件となる人為操作具90の操作位置が満たされていないといった検出結果が、判定結果理由情報となる。例えば、自動走行や遠隔走行の前提条件となる主変速レバーの停止位置が検出されていないことは、判定結果理由情報に含まれる検出結果である。
The information on the reason for the judgment result includes information for identifying the vehicle status detection device associated with the vehicle status information indicating the judgment result of the inability to travel from the vehicle status
検出信号処理部40の処理結果である車両状況情報や判定結果理由情報生成部53aによって生成された判定結果理由情報は、時系列/階層情報管理部76の管理下で情報記憶部78に記憶される。時系列/階層情報管理部76は、逐次生成される判定結果理由情報を時系列管理して表示制御部55に与える機能、及び階層的なデータから構成されている判定結果理由情報を階層管理して表示制御部55に与える機能を有する。これにより、判定結果理由情報は、表示デバイス56にて、階層表示、及び時系列表示が可能となる。表示デバイス56での車両状況情報や判定結果理由情報の表示は、自動的に表示されてもよいが、表示デバイス56に付属するハードウエアスイッチやソフトウエアスイッチの操作によって行われてもよい。当該表示の消去も、自動的に、あるいはスイッチ操作によって、行うことができる。
The vehicle status information, which is the processing result of the detection
図5と図6とに示された電子制御系では、判定部75は、人為遠隔操作装置3や人為操作具90を用いて出された走行指令を許可すべきかどうかの判定を行う。判定部75によるこの判定は、車両走行管理部7で管理されている走行モード毎に設定されている条件と車両状況情報とに基づいて、行われる。当該走行指令が実行可能であると判定されると、走行制御部6を通じて実行される。当該走行指令が実行不可能であると判定されると、その理由を示す判定結果理由情報が生成される。この判定結果理由情報は、表示デバイス56に表示される。
In the electronic control system shown in Figures 5 and 6, the
この実施形態では、表示デバイス56は、運転部12に設置された液晶ディスプレイであり、表示情報生成部53で生成された停車情報を表示制御部55による表示制御により表示する。図7には、判定結果理由情報生成部53aで生成された判定結果理由情報の一例として、自動運転準備中における、自動運転開始不可に関する判定結果理由情報を表示しているウィンドウ画面が示されている。ウィンドウ画面の上部には、ウィンドウタイトルとして「自動OFF 自動運転準備中」が表示され、判定結果理由情報として、「自動運転を開始できません。[条件確認]ボタンで条件開始条件を確認してください。」というメッセージが表示されている。これにより、監視者(人為遠隔操作装置3の操作者)は、自動運転を開始させる操作をしたにもかかわらず自動走行が開始されない理由があることを把握する。さらにその原因を知るためには、ウィンドウ画面右端に配置されている[条件確認]ボタンを操作する。この操作により、図8で示された条件確認のウィンドウ画面が表示される。図8では、現在の状態として「主変速レバー[非停止]」が表示され、確認・操作内容として「主変速レバーを[停止]にしてください」が表示される。このことから、監視者は、自動運転が開始されない理由として、主変速レバーが停止位置以外の位置に操作されていることを知る。さらに、自動走行に移行するためには、一旦、主変速レバーを[停止]にセットする必要があることも知る。このように、監視者は、車両を自動走行に移行させる操作を行ったにもかかわらず、自動走行が開始されないこと、及びその対策を、表示デバイス56の表示内容から把握できる。
In this embodiment, the
判定結果理由情報生成部53aで生成された判定結果理由情報を無線データ通信で、ディスプレイが設けられている人為遠隔操作装置3に送る構成を採用すれば、人為遠隔操作装置3のディスプレイにも、判定結果理由情報を表示することも可能である。
If a configuration is adopted in which the judgment result reason information generated by the judgment result reason
画面の図を示されていないが、人為遠隔操作装置3を用いた前寄せ走行や後寄せ走行などでも、操作通りの走行が行われない場合、以下に例示するような判定結果理由情報が、表示デバイス56に表示される。
(1)走行方向で許容限界距離内に走行障害物が検知されている旨の表示。
(2)前寄せ走行や後寄せ走行において、車体10と畦との距離が許容範囲外である旨の表示。この表示は、前寄せ走行において前進(前寄せ)ボタンを操作しても走行しない時、後寄せ走行において後進(後寄せ)ボタンを操作しても走行しない時に生じる。
(3)不適切な場所(例えば、圃場の真ん中、畦に対する車体10の姿勢が不適切など)から前寄せ走行または後寄せ走行が行われている旨の表示。
Although no screen image is shown, if the vehicle is not driven as instructed, such as by driving forward or backward using the manual
(1) An indication that a driving obstacle has been detected within the allowable limit distance in the direction of travel.
(2) When driving close to the ground or close to the ground, a message is displayed indicating that the distance between the
(3) A display indicating that the vehicle is driving forward or backward from an inappropriate location (for example, in the middle of a field, or the
〔別実施の形態〕
(1)上述した実施形態では、表示デバイス56は、運転部12の内部に設置されていたが、運転部12の外部にも設置されてもよい。また、車体10から離れた位置において、車体10から無線送信された情報を表示する無線表示装置が用いられてもよい。
[Another embodiment]
(1) In the above-described embodiment, the
(2)図5と図6とに示された機能ブロック図は、説明目的のために模式的な構成となっている。図示された機能ブロックは、他の機能ブロックと統合されてもよいし、1つの機能ブロックが分割されてもよい。また、それらの一部は、人為遠隔操作装置3に組み込まれてもよい。
(2) The functional block diagrams shown in Figures 5 and 6 are schematic for explanatory purposes. The illustrated functional blocks may be integrated with other functional blocks, or a single functional block may be divided. In addition, some of them may be incorporated into the human
(3)障害物検出器20のうちで、ミリ波レーダ21は、LiDAR(Light Detection And Ranging)またはソナーによって代替可能である。また、ミリ波レーダ21とカメラ22とを、ステレオカメラシステムで代替することも可能である。もちろん、そのような障害物検出器20を混在させることも可能である。
(3) Among the
(4)上述した実施形態における複数の障害物検出器20の配置は、一例であり、その他の配置、例えば、近距離用と遠距離用とに分けて複数配置することや、圃場高さに応じて複数配置することも可能である。
(4) The arrangement of the
なお、上記実施形態(別実施形態を含む、以下同じ)で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。 The configurations disclosed in the above embodiment (including other embodiments, the same applies below) can be applied in combination with configurations disclosed in other embodiments, so long as no contradiction arises. Furthermore, the embodiments disclosed in this specification are merely examples, and the present invention is not limited to these embodiments. They can be modified as appropriate within the scope of the purpose of the present invention.
本発明の対象となる作業制御システムは、コンバインだけでなく、トラクタや田植機、管理機、収穫機等、種々の作業車に搭載可能である。 The work control system that is the subject of this invention can be installed not only in combine harvesters, but also in various other work vehicles such as tractors, rice transplanters, cultivators, and harvesters.
2 :車両状況検出機器群
3 :人為遠隔操作装置
6 :走行制御部
7 :車両走行管理部
9 :検出機器群
10 :車体
20 :障害物検出器
21 :ミリ波レーダ
22 :カメラ
40 :検出信号処理部
41 :自車位置算出ユニット
42 :障害物検知ユニット
43 :車両状態検出部
50 :走行経路管理ユニット
51 :作業装置管理ユニット
52 :機器制御部
53 :表示情報生成部
53a :判定結果理由情報生成部
55 :表示制御部
56 :表示デバイス
61 :自動走行制御部
62 :遠隔走行制御部
63 :手動走行制御部
71 :自動運転管理部
72 :遠隔運転管理部
73 :手動運転管理部
75 :判定部
76 :階層情報管理部
78 :情報記憶部
80 :衛星測位モジュール
90 :人為操作具
2: Vehicle status detection device group 3: Manual remote operation device 6: Travel control unit 7: Vehicle travel management unit 9: Detection device group 10: Vehicle body 20: Obstacle detector 21: Millimeter wave radar 22: Camera 40: Detection signal processing unit 41: Vehicle position calculation unit 42: Obstacle detection unit 43: Vehicle status detection unit 50: Travel route management unit 51: Work device management unit 52: Device control unit 53: Display
Claims (10)
前記人為遠隔操作装置からの操作信号に基づいて走行制御指令を生成する車両走行管理部と、
前記走行制御指令による走行実行可能性を判定する判定部と、
前記判定部による判定結果に基づいて前記走行制御指令による走行を実行する走行制御部と、
前記判定部による前記判定結果が走行実行不可の場合、判定結果理由情報を生成する判定結果理由情報生成部と、
前記判定結果理由情報を表示する表示デバイスと、
を備える作業車。 A work vehicle that can be remotely driven by a remote control device,
A vehicle driving management unit that generates a driving control command based on an operation signal from the manual remote control device;
A determination unit that determines whether or not driving can be performed based on the driving control command;
a travel control unit that executes travel according to the travel control command based on a result of the determination by the determination unit;
a judgment result reason information generating unit that generates judgment result reason information when the judgment result by the judgment unit is that driving is not possible;
a display device for displaying the determination result reason information;
A work vehicle equipped with:
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