[go: up one dir, main page]

JP7018831B2 - Work vehicle - Google Patents

Work vehicle Download PDF

Info

Publication number
JP7018831B2
JP7018831B2 JP2018118115A JP2018118115A JP7018831B2 JP 7018831 B2 JP7018831 B2 JP 7018831B2 JP 2018118115 A JP2018118115 A JP 2018118115A JP 2018118115 A JP2018118115 A JP 2018118115A JP 7018831 B2 JP7018831 B2 JP 7018831B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
work
identification information
unit
battery
vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018118115A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2019216673A (en
Inventor
武史 小森田
健太郎 新開
進一 山田
加奈子 小森
勝彦 上村
健介 上本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kubota Corp
Original Assignee
Kubota Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kubota Corp filed Critical Kubota Corp
Priority to JP2018118115A priority Critical patent/JP7018831B2/en
Priority to US16/432,007 priority patent/US11543829B2/en
Priority to EP20193749.7A priority patent/EP3761143B1/en
Priority to EP20193747.1A priority patent/EP3764188B1/en
Priority to EP19179249.8A priority patent/EP3588229B1/en
Publication of JP2019216673A publication Critical patent/JP2019216673A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7018831B2 publication Critical patent/JP7018831B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14Plug-in electric vehicles

Landscapes

  • Guiding Agricultural Machines (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Description

本発明は、自律走行しながら作業を行う作業車両に関する。 The present invention relates to a work vehicle that performs work while autonomously traveling.

従来、車両を自律走行させる技術が利用されてきた。このような自律走行する車両の一例として、例えば広大な圃場で所定の作業(例えば芝刈り)を行いながら無人で走行する作業車両がある。この種の技術として例えば特許文献1に記載のものがある。 Conventionally, a technique for autonomously traveling a vehicle has been used. As an example of such an autonomously traveling vehicle, for example, there is a working vehicle that travels unmanned while performing a predetermined work (for example, mowing) in a vast field. As a technique of this kind, for example, there is one described in Patent Document 1.

特許文献1に記載の無人走行作業車は、車体に搭載されてバッテリから通電される電動モータと、車体に搭載される原動機とを備えて構成され、原動機で車輪を駆動して作業エリアを走行しつつ、電動モータで車体に搭載される作業機を駆動して作業を行う。 The unmanned traveling work vehicle described in Patent Document 1 is configured to include an electric motor mounted on a vehicle body and energized from a battery, and a prime mover mounted on the vehicle body, and the motor drives wheels to travel in a work area. While doing so, the work is performed by driving the work machine mounted on the vehicle body with an electric motor.

特開2013-164741号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-164741

上述したように特許文献1に記載の技術は、車体に搭載される作業機を駆動して作業を行っている。しかしながら、例えば特許文献1に記載のように作業が草刈り作業である場合には、作業車両がユーザの目が届かない場所で作業を行うことがあり、更には周囲にユーザがいない状態で作業を行うこともある。一方、作業地には作業車両の走行を妨げる起伏が存在する可能性があり、ユーザが近くにいない場合には作業車両がこのような起伏に乗り上げてしまい、走行を継続できなくなる可能性もある。 As described above, the technique described in Patent Document 1 drives a working machine mounted on a vehicle body to perform work. However, for example, when the work is mowing work as described in Patent Document 1, the work vehicle may perform the work in a place out of the reach of the user, and further, the work is performed in a state where there is no user around. Sometimes it is done. On the other hand, there may be undulations in the work area that hinder the running of the work vehicle, and if the user is not nearby, the work vehicle may ride on such undulations and may not be able to continue running. ..

そこで、作業車両が走行を継続できなくなることを回避可能な作業車両が求められる。 Therefore, there is a demand for a work vehicle that can prevent the work vehicle from being unable to continue traveling.

本発明に係る作業車両の特徴構成は、自律走行しながら作業を行う作業車両であって、車体に搭載され、走行駆動機構によって駆動される駆動輪ユニットと、前記車体に搭載され、前記作業を行う作業ユニットと、前記車体に搭載されるバッテリと、前記バッテリから電力供給が行われ、前記作業ユニットを駆動するモータと、前記作業を行っている際に、水平面に対する前記車体の傾きを検出する傾斜センサと、前記作業を行っている際に、前記車体の周囲の情景を撮像した撮像画像を取得する撮像画像取得部と、前記傾斜センサの検出結果及び前記撮像画像の少なくともいずれか一方に基づいて、前記自律走行しながらの作業を継続できるか否かを判定する判定部と、前記判定部により前記作業が継続できないと判定された場合に、前記駆動輪ユニットの駆動を停止させる停止部と、前記自律走行しながら戻る基地局に備えられる、予め設定された識別情報を有する前記バッテリのみを充電可能とする充電器が充電可能なバッテリの前記予め設定された識別情報を取得する識別情報取得部と、前記識別情報取得部により取得された前記予め設定された識別情報が前記車体に搭載されるバッテリの識別情報と一致しているか否かを判定する識別情報判定部と、前記識別情報判定部により前記予め設定された識別情報が前記車体に搭載されるバッテリの識別情報と一致していると判定された場合に前記バッテリに対する充電を許可する許可部と、を備える点にある。 The characteristic configuration of the work vehicle according to the present invention is a work vehicle that performs work while autonomously traveling, and is mounted on a vehicle body and driven by a traveling drive mechanism, and a drive wheel unit mounted on the vehicle body to perform the work. A work unit to be performed, a battery mounted on the vehicle body, a motor to which power is supplied from the battery to drive the work unit, and an inclination of the vehicle body with respect to a horizontal plane while performing the work are detected. Based on the tilt sensor, the captured image acquisition unit that acquires the captured image of the surrounding scene of the vehicle body during the work, and the detection result of the tilt sensor and at least one of the captured images. A determination unit that determines whether or not the work can be continued while the autonomous traveling is performed, and a stop unit that stops the driving of the drive wheel unit when the determination unit determines that the work cannot be continued. , The identification information acquisition that acquires the preset identification information of the rechargeable battery by the charger that can charge only the battery having the preset identification information provided in the base station that returns while traveling autonomously. The identification information determination unit for determining whether or not the preset identification information acquired by the identification information acquisition unit matches the identification information of the battery mounted on the vehicle body, and the identification information determination unit. The point is that the unit includes a permission unit that permits charging of the battery when it is determined that the preset identification information matches the identification information of the battery mounted on the vehicle body .

このような特徴構成とすれば、自律走行している作業車両の走行が継続できないと判定された場合には、作業車両の自律走行を中止させることができる。したがって、作業車両の安全を確保し、作業車両の走行を継続できなくなることを回避することが可能となる。また、作業車両が走行できない場所への進入や走行できない状況を回避することにより、作業車両の各部の故障や破損を防止することが可能となる。
また、このような構成とすれば、充電器とバッテリとが互いに対応していないもの同士である場合には、バッテリへの充電をできないようにすることができる。したがって、仮に作業車両が盗難された場合であっても、盗難先でバッテリへの充電を行うことができないので、盗難の防止を図ることができる。また、本構成によれば、ユーザが立ち会うことなく、自動的に充電器とバッテリとの認証を行うことができる。
With such a characteristic configuration, if it is determined that the running of the work vehicle that is autonomously running cannot be continued, the autonomous running of the work vehicle can be stopped. Therefore, it is possible to ensure the safety of the work vehicle and prevent the work vehicle from being unable to continue running. Further, by avoiding the situation where the work vehicle cannot travel or enter the place where the work vehicle cannot travel, it is possible to prevent the failure or damage of each part of the work vehicle.
Further, with such a configuration, when the charger and the battery do not correspond to each other, it is possible to prevent the battery from being charged. Therefore, even if the work vehicle is stolen, the battery cannot be charged at the stolen destination, so that the theft can be prevented. Further, according to this configuration, the charger and the battery can be automatically authenticated without the user being present.

また、前記判定部は、前記傾斜センサにより検出された前記車体の傾きが予め設定された値以上となった場合に、前記作業が継続できないと判定すると好適である。 Further, it is preferable that the determination unit determines that the work cannot be continued when the inclination of the vehicle body detected by the inclination sensor becomes equal to or more than a preset value.

このような構成とすれば、作業車両の不意な動きが検出された場合に、作業車両を即座に停止させることができる。 With such a configuration, when an unexpected movement of the work vehicle is detected, the work vehicle can be stopped immediately.

また、前記判定部は、前記撮像画像取得部により取得された撮像画像に含まれる物体との距離が予め設定された値以下となった場合に、前記作業が継続できないと判定すると好適である。 Further, it is preferable that the determination unit determines that the work cannot be continued when the distance to the object included in the captured image acquired by the captured image acquisition unit is equal to or less than a preset value.

このような構成とすれば、作業車両の周囲の障害物を認識し、自動で障害物との衝突を回避することが可能となる。 With such a configuration, it is possible to recognize an obstacle around the work vehicle and automatically avoid a collision with the obstacle.

また、前記判定部は、前記撮像画像取得部により取得された撮像画像に基づいて走行方向前方に位置する走行予定地の勾配を算定し、当該勾配が予め設定された値以上である場合に、前記作業が継続できないと判定すると好適である。 Further, the determination unit calculates the gradient of the planned travel location located in front of the traveling direction based on the captured image acquired by the captured image acquisition unit, and when the gradient is equal to or higher than a preset value, It is preferable to determine that the work cannot be continued.

このような構成とすれば、例えば作業車両の前方の勾配が急である場合には、急勾配の場所には進入しないようにすることができる。したがって、作業車両のスタックや転倒を防止することが可能となる。 With such a configuration, for example, when the slope in front of the work vehicle is steep, it is possible to prevent the vehicle from entering the steep slope. Therefore, it is possible to prevent the work vehicle from getting stuck or tipping over.

作業車両の側面図である。It is a side view of a work vehicle. 作業車両の平面図である。It is a top view of a work vehicle. 作業車両の要部の構成を模式的に示したブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the main part of a work vehicle schematically. 判定部による判定例を示した図である。It is a figure which showed the judgment example by the judgment part. 判定部による判定例を示した図である。It is a figure which showed the judgment example by the judgment part. 判定部による判定例を示した図である。It is a figure which showed the judgment example by the judgment part. バッテリの充電について示した図である。It is a figure which showed about the charge of a battery.

本発明に係る作業車両は、走行を継続できなくなることを回避できるように構成されている。作業車両は、自律走行しながら作業を行うが、以下では、作業車両が行う作業として、芝刈り作業を例に挙げて説明する。ここで、本実施形態に係る「自律走行」とは、作業車両に搭載されるデバイスの出力(例えばセンサの出力やカメラによる撮像画像等)に基づいて設定された走行経路に沿って、物体(例えば障害物等)を避けながら走行することを言う。このような作業車両は、所謂自律型ロボットに相当する。 The work vehicle according to the present invention is configured to avoid being unable to continue traveling. The work vehicle performs the work while autonomously traveling, but in the following, the lawn mowing work will be described as an example of the work performed by the work vehicle. Here, the "autonomous traveling" according to the present embodiment means an object (for example, an object (for example, a sensor output, an image captured by a camera, etc.) along a traveling path set based on the output of a device mounted on a work vehicle. For example, driving while avoiding obstacles). Such a work vehicle corresponds to a so-called autonomous robot.

図1には、本実施形態に係る作業車両1の側面図が示され、図2には、作業車両1の平面図が示される。図1及び図2に示されるように、作業車両1は、車輪2と機体3とを備えて構成される。車輪2は、車体の車長方向の一端側の第1車輪2A(駆動輪ユニットの一例)、及び車長方向の他端側の第2車輪2Bから構成される。第1車輪2A及び第2車輪2Bは、夫々、車体の幅方向に沿って左右一対で設けられる。本実施形態では、第1車輪2Aが作業車両1の進行方向後側に設けられる駆動輪且つ操舵輪として構成され、後述する走行制御装置10によって駆動される。第2車輪2Bは作業車両1の進行方向前側に設けられる所謂キャスター輪として構成される。したがって、第1車輪2Aの左右の車輪が等速で同一方向に回転している場合には直進走行を行い、第1車輪2Aの左右の車輪が互いに異なる速度で同一方向に回転している場合には、第1車輪2Aの左右の車輪のうち速度が遅い側に操舵されている状態となる。更には、第1車輪2Aの左右の車輪が等速で互いに異なる方向に回転している場合には、作業車両1はその場で回転することが可能となる。なお、第1車輪2A及び第2車輪2Bは車体の幅方向に沿って左右一対で設けられるとして説明したが、これは一例であり、例えば車体の大きさに応じて、第1車輪2A及び第2車輪2Bの夫々の数が異なるように構成することも可能であるし、夫々1つ或いは3つ以上で構成することも可能である。 FIG. 1 shows a side view of the work vehicle 1 according to the present embodiment, and FIG. 2 shows a plan view of the work vehicle 1. As shown in FIGS. 1 and 2, the work vehicle 1 includes wheels 2 and a machine body 3. The wheel 2 is composed of a first wheel 2A (an example of a drive wheel unit) on one end side in the vehicle length direction and a second wheel 2B on the other end side in the vehicle length direction. The first wheel 2A and the second wheel 2B are provided in pairs on the left and right along the width direction of the vehicle body, respectively. In the present embodiment, the first wheel 2A is configured as a drive wheel and a steering wheel provided on the rear side in the traveling direction of the work vehicle 1, and is driven by a travel control device 10 described later. The second wheel 2B is configured as a so-called caster wheel provided on the front side in the traveling direction of the work vehicle 1. Therefore, when the left and right wheels of the first wheel 2A are rotating in the same direction at a constant speed, the vehicle travels straight, and when the left and right wheels of the first wheel 2A are rotating in the same direction at different speeds. Is in a state of being steered to the slower speed side of the left and right wheels of the first wheel 2A. Further, when the left and right wheels of the first wheel 2A rotate at a constant speed in different directions, the work vehicle 1 can rotate on the spot. It has been described that the first wheel 2A and the second wheel 2B are provided in pairs on the left and right along the width direction of the vehicle body, but this is an example. For example, the first wheel 2A and the second wheel 2B are provided according to the size of the vehicle body. It is possible to configure the two wheels 2B so that the numbers are different from each other, or it is possible to configure each of the two wheels 2B to have one or three or more.

機体3には、第1車輪2Aの動力源である一対のモータ4、モータ4及び作業車両1が有する電気機器に電力供給する電力が蓄電されるバッテリ5、作業車両1の走行を制御する走行制御装置10(走行駆動機構の一例)、バッテリ5から供給される電力に基づき駆動され、芝刈りに使用する刈り刃54を有する芝刈装置53(作業ユニットの一例)を駆動するモータ6を備えている。 The machine body 3 includes a pair of motors 4 that are power sources for the first wheels 2A, a battery 5 that stores electric power to supply electric power to the electric devices of the motor 4 and the work vehicle 1, and a travel that controls the running of the work vehicle 1. A motor 6 is provided, which is driven by a control device 10 (an example of a traveling drive mechanism) and a motor 6 that drives a lawn mowing device 53 (an example of a work unit) having a mowing blade 54 used for mowing, which is driven by electric power supplied from a battery 5. There is.

また、機体3には、GNSSモジュールとして構成されている衛星測位モジュール99が設けられている。この衛星測位モジュール99は、GPS信号やGNSS信号(本実施形態では「GPS信号」とする)を受信するための衛星用アンテナを有している。なお、衛星測位モジュール99には、衛星航法を補完するために、ジャイロ加速度センサや磁気方位センサを組み込んだ慣性航法モジュールを含めることができる。もちろん、慣性航法モジュールは、衛星測位モジュール99とは別の場所に設けてもよい。衛星測位モジュール99により取得されたGPS信号は、上述した作業車両1の自律走行に利用される。 Further, the aircraft 3 is provided with a satellite positioning module 99 configured as a GNSS module. The satellite positioning module 99 has a satellite antenna for receiving GPS signals and GNSS signals (referred to as "GPS signals" in this embodiment). The satellite positioning module 99 can include an inertial navigation module incorporating a gyro acceleration sensor and a magnetic orientation sensor in order to complement satellite navigation. Of course, the inertial navigation module may be provided at a place different from the satellite positioning module 99. The GPS signal acquired by the satellite positioning module 99 is used for autonomous traveling of the work vehicle 1 described above.

図3は、本実施形態の作業車両1の要部の構成を模式的に示したブロック図である。作業車両1は、上述した機能部に加えて、傾斜センサ21、撮像画像取得部22、判定部23、停止部24の各機能部も備えて構成され、各機能部は、作業車両1の走行制御に係る種々の処理を行うためにCPUを中核部材としてハードウェア又はソフトウェア或いはその両方で構築されている。なお、図3には、上述した走行制御装置10、モータ4、第1車輪2Aも示される。 FIG. 3 is a block diagram schematically showing the configuration of a main part of the work vehicle 1 of the present embodiment. The work vehicle 1 is configured to include each functional unit of the tilt sensor 21, the captured image acquisition unit 22, the determination unit 23, and the stop unit 24 in addition to the above-mentioned functional unit, and each functional unit is a traveling unit of the work vehicle 1. It is constructed with hardware, software, or both with a CPU as a core member in order to perform various processes related to control. Note that FIG. 3 also shows the above-mentioned traveling control device 10, the motor 4, and the first wheel 2A.

傾斜センサ21は、作業を行っている際に、水平面に対する車体の傾きを検出する。本実施形態では、作業は芝刈り作業である。水平面に対する車体の傾きとは、水平面に対する車体の傾き度合である。したがって、傾斜センサ21は、芝刈り作業中に車体の傾き度合を検出する。このような傾斜センサ21は、例えば公知の加速度センサを用いて構成すると好適である。傾斜センサ21の検出結果は、後述する判定部23に伝達される。 The tilt sensor 21 detects the tilt of the vehicle body with respect to the horizontal plane during work. In this embodiment, the work is a lawn mowing work. The inclination of the vehicle body with respect to the horizontal plane is the degree of inclination of the vehicle body with respect to the horizontal plane. Therefore, the inclination sensor 21 detects the degree of inclination of the vehicle body during the lawn mowing operation. It is preferable that such an inclination sensor 21 is configured by using, for example, a known acceleration sensor. The detection result of the tilt sensor 21 is transmitted to the determination unit 23, which will be described later.

撮像画像取得部22は、作業を行っている際に、車体の周囲の情景を撮像した撮像画像を取得する。車体の周囲の情景を撮像した撮像画像とは、作業車両1から見た周囲の情景を撮影した画像であり、このような撮像画像は、例えば作業車両1の前端部、後端部、及び左右の側端部にカメラを設け、このカメラで周囲の情景を撮像した撮像画像を取得するように構成すると良い。もちろん、単一のカメラで構成することも可能である。このような撮像画像は、静止画であっても良いし、動画であっても良い。撮像画像取得部22により取得された撮像画像は、後述する判定部23に伝達される。 The captured image acquisition unit 22 acquires an captured image of a scene around the vehicle body during work. The captured image of the surrounding scene of the vehicle body is an image of the surrounding scene seen from the work vehicle 1, and such a captured image is, for example, the front end portion, the rear end portion, and the left and right of the work vehicle 1. It is advisable to provide a camera at the side end of the camera and to acquire an image captured by capturing the surrounding scene with this camera. Of course, it is also possible to configure with a single camera. Such a captured image may be a still image or a moving image. The captured image acquired by the captured image acquisition unit 22 is transmitted to the determination unit 23, which will be described later.

判定部23は、傾斜センサ21の検出結果及び撮像画像の少なくともいずれか一方に基づいて、自律走行しながらの作業を継続できるか否かを判定する。傾斜センサ21の検出結果とは、傾斜センサ21による水平面に対する車体の傾きの検出結果である。撮像画像とは、撮像画像取得部22により取得された車体の周囲の情景を撮像した画像である。判定部23は、これらの傾斜センサ21による水平面に対する車体の傾きの検出結果及び撮像画像取得部22により取得された車体の周囲の情景を撮像した画像の少なくともいずれか一方に基づいて、今後、継続して芝刈り作業を行いながら自律走行することが可能か否かを判定する。 The determination unit 23 determines whether or not the work can be continued while autonomously traveling, based on at least one of the detection result of the tilt sensor 21 and the captured image. The detection result of the tilt sensor 21 is the detection result of the tilt of the vehicle body with respect to the horizontal plane by the tilt sensor 21. The captured image is an image obtained by capturing a scene around the vehicle body acquired by the captured image acquisition unit 22. The determination unit 23 will continue in the future based on at least one of the detection result of the inclination of the vehicle body with respect to the horizontal plane by these inclination sensors 21 and the image of the surroundings of the vehicle body acquired by the captured image acquisition unit 22. Then, it is determined whether or not it is possible to drive autonomously while mowing the lawn.

判定部23は、傾斜センサ21により検出された車体の傾きが予め設定された値以上となった場合に、作業が継続できないと判定すると好適である。「予め設定された値」としては、水平面に対して車体が傾くことにより作業車両1の走行が困難となる時の値に基づき設定すると良い。具体的には、例えば図4に示されるように、判定部23は、水平面に対する車体の傾きが所定の角度θとなった場合に、作業車両1の走行が困難となると判定すると良い。これにより、作業車両1の転倒を防止できる。 It is preferable that the determination unit 23 determines that the work cannot be continued when the inclination of the vehicle body detected by the inclination sensor 21 becomes equal to or more than a preset value. The "preset value" may be set based on the value when the work vehicle 1 becomes difficult to run due to the vehicle body tilting with respect to the horizontal plane. Specifically, for example, as shown in FIG. 4, the determination unit 23 may determine that it is difficult for the work vehicle 1 to travel when the inclination of the vehicle body with respect to the horizontal plane becomes a predetermined angle θ. This makes it possible to prevent the work vehicle 1 from tipping over.

また、判定部23は、撮像画像取得部22により取得された撮像画像に含まれる物体との距離が予め設定された値以下となった場合に、作業が継続できないと判定することも可能である。撮像に含まれる物体とは、移動物でも静止物でも構わないが、このような物体は、まず、撮像画像取得部22により取得された撮像画像に物体が含まれているか否かを公知の画像認識処理により判定し、次に、撮像画像に物体が含まれていると判定された場合には、物体と作業車両1との距離を算定すると良い。これにより、図5に示されるように、作業車両1の走行方向前方に例えば小石89がある場合には、所定距離だけ手前の位置に作業車両1を停車させることが可能となる。 Further, the determination unit 23 can determine that the work cannot be continued when the distance to the object included in the captured image acquired by the captured image acquisition unit 22 is equal to or less than a preset value. .. The object included in the imaging may be a moving object or a stationary object, but such an object is a known image as to whether or not the captured image acquired by the captured image acquisition unit 22 includes the object. If it is determined by the recognition process and then it is determined that the captured image contains an object, the distance between the object and the work vehicle 1 may be calculated. As a result, as shown in FIG. 5, when there is, for example, a pebble 89 in front of the work vehicle 1 in the traveling direction, the work vehicle 1 can be stopped at a position in front of the work vehicle 1 by a predetermined distance.

図3に戻り、更に、判定部23は、撮像画像取得部22により取得された撮像画像に基づいて走行方向前方に位置する走行予定地の勾配を算定し、当該勾配が予め設定された値以上である場合に、作業が継続できないと判定するように構成することも可能である。走行方向前方に位置する走行予定地の勾配は、撮像画像に含まれ、作業車両1がこれから走行すると予想される作業地の水平面に対する傾きである。このような勾配は、公知に画像認識処理により算定することが可能である。「予め設定された値」とは、上述したように、水平面に対して車体が傾くことにより作業車両1の走行が困難となる時の値に基づき設定すると良い。これにより、図6に示されるように、作業車両1が急勾配の場所に差し掛かる前に停車させ、作業車両1が、車体が傾きすぎて走行できなくなる状況を回避できる。このような判定部23の判定結果は、後述する停止部24に伝達される。 Returning to FIG. 3, the determination unit 23 further calculates the gradient of the planned travel location located in front of the travel direction based on the captured image acquired by the captured image acquisition unit 22, and the gradient is equal to or higher than the preset value. If this is the case, it can be configured to determine that the work cannot be continued. The slope of the planned travel site located ahead in the travel direction is included in the captured image, and is an inclination with respect to the horizontal plane of the work site where the work vehicle 1 is expected to travel from now on. Such a gradient can be publicly calculated by image recognition processing. As described above, the "preset value" may be set based on the value when the work vehicle 1 becomes difficult to run due to the vehicle body tilting with respect to the horizontal plane. As a result, as shown in FIG. 6, it is possible to avoid a situation in which the work vehicle 1 is stopped before approaching a steep slope and the work vehicle 1 cannot travel because the vehicle body is tilted too much. The determination result of such a determination unit 23 is transmitted to the stop unit 24 described later.

停止部24は、判定部23により作業が継続できないと判定された場合に、第1車輪2Aの駆動を停止させる。判定部23の判定結果は、上述したように、傾斜センサ21の検出結果及び撮像画像取得部22により取得された撮像画像の少なくともいずれか一方に基づき判定された結果である。停止部24は、判定部23から作業車両1が今後、芝刈り作業を行いながら継続して走行することができないと判定した結果が伝達された場合には、走行制御装置10に対してモータ4の駆動を停止させるように指示する。この指示によりモータ4が停止し、第1車輪2Aが停止する。したがって、作業車両1をその場で停止させることが可能となる。 The stop unit 24 stops the drive of the first wheel 2A when the determination unit 23 determines that the work cannot be continued. As described above, the determination result of the determination unit 23 is a result of determination based on at least one of the detection result of the tilt sensor 21 and the captured image acquired by the captured image acquisition unit 22. When the determination unit 23 transmits the result of the determination that the work vehicle 1 cannot continue to travel while mowing the lawn, the stop unit 24 transmits the motor 4 to the travel control device 10. Instruct to stop driving. According to this instruction, the motor 4 is stopped and the first wheel 2A is stopped. Therefore, the work vehicle 1 can be stopped on the spot.

なお、作業車両1が停止した場合、その場でユーザが来るまで動作を保留しても良いし、今後、走行可能である方向を撮像画像に基づいて判定し、当該方向に向けて走行するように構成しても良い。 When the work vehicle 1 is stopped, the operation may be suspended until the user arrives on the spot, and in the future, the direction in which the vehicle can travel is determined based on the captured image, and the vehicle travels in that direction. It may be configured in.

ここで、作業車両1は、自律走行しながら作業(本実施形態では、芝刈り作業)を行うが、作業開始時には基地局200(図7参照)から出発し、作業終了後には基地局200に戻るように構成されている。作業車両1は、基地局200においてバッテリ5が充電可能に構成されている。以下、バッテリ5の充電について説明する。 Here, the work vehicle 1 performs work while autonomously traveling (in this embodiment, lawn mowing work), but starts from the base station 200 (see FIG. 7) at the start of the work, and becomes the base station 200 after the work is completed. It is configured to go back. The work vehicle 1 is configured so that the battery 5 can be charged at the base station 200. Hereinafter, charging of the battery 5 will be described.

図7に示されるように、作業車両1が自律走行しながら戻る基地局200には、バッテリ5を充電可能な充電器201が備えられる。作業車両1の前端部に充電器201の端子と接続可能な接続端子7を設け、作業車両1が前進して基地局200に停車することで充電器201の端子と接続端子7とが嵌合するように構成すると好適である。 As shown in FIG. 7, the base station 200 in which the work vehicle 1 returns while autonomously traveling is provided with a charger 201 capable of charging the battery 5. A connection terminal 7 that can be connected to the terminal of the charger 201 is provided at the front end of the work vehicle 1, and the terminal of the charger 201 and the connection terminal 7 are fitted by moving the work vehicle 1 forward and stopping at the base station 200. It is preferable to configure it so as to do so.

本実施形態では、作業車両1にバッテリ5が搭載されるが、バッテリ5には、予め固有の識別情報(例えば識別番号)が設定されている。充電器201は、どのようなバッテリ5でも充電可能に構成されているのではなく、予め設定された識別情報を有するバッテリ5のみ充電することができるように構成されている。具体的には、バッテリ5に固有の識別情報が記憶され、充電器201には当該充電器201が充電可能なバッテリ5の識別情報が記憶されるように構成すると良い。 In the present embodiment, the battery 5 is mounted on the work vehicle 1, and unique identification information (for example, an identification number) is set in the battery 5 in advance. The charger 201 is not configured to be able to charge any battery 5, but is configured to be able to charge only the battery 5 having preset identification information. Specifically, the identification information unique to the battery 5 may be stored, and the charger 201 may be configured to store the identification information of the battery 5 that can be charged by the charger 201.

本実施形態では、作業車両1に搭載される識別情報取得部202が充電器201が充電可能なバッテリ5の予め設定された識別情報を取得する。すなわち、上述したように充電器201には当該充電器201が充電可能なバッテリ5の識別情報が記憶されているが、識別情報取得部202は、充電器201に記憶されている、当該充電器201が充電可能なバッテリ5の識別情報を取得する。取得した識別情報が後述する識別情報判定部203に伝達される。 In the present embodiment, the identification information acquisition unit 202 mounted on the work vehicle 1 acquires preset identification information of the battery 5 to which the charger 201 can be charged. That is, as described above, the charger 201 stores the identification information of the battery 5 that can be charged by the charger 201, but the identification information acquisition unit 202 stores the identification information of the charger 201. 201 acquires the identification information of the rechargeable battery 5. The acquired identification information is transmitted to the identification information determination unit 203, which will be described later.

識別情報判定部203は、作業車両1に搭載され、識別情報取得部202により取得された予め設定された識別情報が車体に搭載されるバッテリ5の識別情報と一致しているか否かを判定する。識別情報判定部203には、上述したように識別情報取得部202から充電器201に記憶されていた、当該充電器201が充電可能なバッテリ5の識別情報が伝達され、また、バッテリ5に設定された固有の識別情報を取得する。識別情報判定部203は、2つの識別情報が一致しているか否かを判定する。識別情報判定部203に判定結果は、後述する許可部204に伝達される。 The identification information determination unit 203 determines whether or not the preset identification information mounted on the work vehicle 1 and acquired by the identification information acquisition unit 202 matches the identification information of the battery 5 mounted on the vehicle body. .. As described above, the identification information determination unit 203 is transmitted from the identification information acquisition unit 202 to the identification information of the battery 5 that can be charged by the charger 201, which is stored in the charger 201, and is set in the battery 5. Acquires the unique identification information. The identification information determination unit 203 determines whether or not the two identification information match. The determination result is transmitted to the identification information determination unit 203 to the permission unit 204 described later.

許可部204は、作業車両1に搭載され、識別情報判定部203により予め設定された識別情報が車体に搭載されるバッテリ5の識別情報と一致していると判定された場合に充電器201に対してバッテリ5に対する充電を許可する。許可部204は、識別情報判定部203から、充電器201に記憶されていた、当該充電器201が充電可能なバッテリ5の識別情報と、バッテリ5に設定された固有の識別情報とが一致していることを示す判定結果が伝達された場合に、充電器201に対してバッテリ5への充電許可を与える。これによりバッテリ5が充電される。 The permission unit 204 is mounted on the work vehicle 1, and when it is determined by the identification information determination unit 203 that the identification information preset by the identification information determination unit 203 matches the identification information of the battery 5 mounted on the vehicle body, the permission unit 204 is attached to the charger 201. On the other hand, charging of the battery 5 is permitted. The permission unit 204 matches the identification information of the battery 5 that can be charged by the charger 201 and the unique identification information set in the battery 5 stored in the charger 201 from the identification information determination unit 203. When the determination result indicating that the battery is used is transmitted, the charger 201 is given permission to charge the battery 5. As a result, the battery 5 is charged.

このように構成することで、バッテリ5の充電に不適切な規格で充電されることを防止できる。また、例えば作業車両1が盗難された場合であっても、盗難先においてバッテリ5を充電することができないので、作業車両1の使用を妨げることができる。したがって、盗難の防止を図ることができる。 With such a configuration, it is possible to prevent the battery 5 from being charged with a standard inappropriate for charging. Further, for example, even if the work vehicle 1 is stolen, the battery 5 cannot be charged at the stolen destination, so that the use of the work vehicle 1 can be hindered. Therefore, theft can be prevented.

〔その他の実施形態〕
上記実施形態では、作業車両1がモータ4で駆動されるとして説明したが、作業車両1はエンジンにより駆動することも可能であるし、モータ4及びエンジンの双方で駆動することも可能である。
[Other embodiments]
In the above embodiment, the work vehicle 1 has been described as being driven by the motor 4, but the work vehicle 1 can be driven by an engine, or can be driven by both the motor 4 and the engine.

上記実施形態では、識別情報取得部202、識別情報判定部203、許可部204が作業車両1に搭載されるとして説明したが、識別情報取得部202、識別情報判定部203、許可部204は全てが基地局200に備えられるように構成することも可能であるし、少なくとも一部が基地局200に備えられるように構成することも可能である。 In the above embodiment, the identification information acquisition unit 202, the identification information determination unit 203, and the permission unit 204 are described as being mounted on the work vehicle 1, but the identification information acquisition unit 202, the identification information determination unit 203, and the permission unit 204 are all mounted. Can be configured to be provided in the base station 200, or at least a part thereof can be configured to be provided in the base station 200.

上記実施形態では、作業が芝刈り作業であるとして説明したが、他の作業であっても良い。 In the above embodiment, the work has been described as a lawn mowing work, but other work may be used.

本発明は、自律走行しながら作業を行う作業車両に用いることが可能である。 The present invention can be used for a work vehicle that works while autonomously traveling.

1:作業車両
2A:第1車輪(駆動輪ユニット)
5:バッテリ
6:モータ
10:走行制御装置(走行駆動機構)
21:傾斜センサ
22:撮像画像取得部
23:判定部
24:停止部
53:芝刈装置(作業ユニット)
200:基地局
201:充電器
202:識別情報取得部
203:識別情報判定部
204:許可部
1: Work vehicle 2A: First wheel (driving wheel unit)
5: Battery 6: Motor 10: Travel control device (travel drive mechanism)
21: Tilt sensor 22: Captured image acquisition unit 23: Judgment unit 24: Stop unit 53: Grass mowing device (working unit)
200: Base station 201: Charger 202: Identification information acquisition unit 203: Identification information determination unit 204: Permit unit

Claims (4)

自律走行しながら作業を行う作業車両であって、
車体に搭載され、走行駆動機構によって駆動される駆動輪ユニットと、
前記車体に搭載され、前記作業を行う作業ユニットと、
前記車体に搭載されるバッテリと、
前記バッテリから電力供給が行われ、前記作業ユニットを駆動するモータと、
前記作業を行っている際に、水平面に対する前記車体の傾きを検出する傾斜センサと、
前記作業を行っている際に、前記車体の周囲の情景を撮像した撮像画像を取得する撮像画像取得部と、
前記傾斜センサの検出結果及び前記撮像画像の少なくともいずれか一方に基づいて、前記自律走行しながらの作業を継続できるか否かを判定する判定部と、
前記判定部により前記作業が継続できないと判定された場合に、前記駆動輪ユニットの駆動を停止させる停止部と、
前記自律走行しながら戻る基地局に備えられる、予め設定された識別情報を有する前記バッテリのみを充電可能とする充電器が充電可能なバッテリの前記予め設定された識別情報を取得する識別情報取得部と、
前記識別情報取得部により取得された前記予め設定された識別情報が前記車体に搭載されるバッテリの識別情報と一致しているか否かを判定する識別情報判定部と、
前記識別情報判定部により前記予め設定された識別情報が前記車体に搭載されるバッテリの識別情報と一致していると判定された場合に前記バッテリに対する充電を許可する許可部と、
を備える作業車両。
It is a work vehicle that works while driving autonomously.
A drive wheel unit mounted on the vehicle body and driven by a traveling drive mechanism,
A work unit mounted on the vehicle body and performing the work,
The battery mounted on the vehicle body and
A motor that is powered by the battery and drives the work unit,
An inclination sensor that detects the inclination of the vehicle body with respect to the horizontal plane while performing the above work, and
An image capture image acquisition unit that acquires an image captured by capturing a scene around the vehicle body during the work.
A determination unit for determining whether or not the work while autonomously traveling can be continued based on the detection result of the inclination sensor and at least one of the captured images.
A stop unit for stopping the driving of the drive wheel unit when the determination unit determines that the work cannot be continued.
An identification information acquisition unit that acquires the preset identification information of a battery that can be charged by a charger that can charge only the battery having preset identification information provided in the base station that returns while traveling autonomously. When,
An identification information determination unit that determines whether or not the preset identification information acquired by the identification information acquisition unit matches the identification information of the battery mounted on the vehicle body.
When the identification information determination unit determines that the preset identification information matches the identification information of the battery mounted on the vehicle body, the permission unit that permits charging of the battery and the permission unit.
A work vehicle equipped with.
前記判定部は、前記傾斜センサにより検出された前記車体の傾きが予め設定された値以上となった場合に、前記作業が継続できないと判定する請求項1に記載の作業車両。 The work vehicle according to claim 1, wherein the determination unit determines that the work cannot be continued when the inclination of the vehicle body detected by the inclination sensor becomes equal to or more than a preset value. 前記判定部は、前記撮像画像取得部により取得された撮像画像に含まれる物体との距離が予め設定された値以下となった場合に、前記作業が継続できないと判定する請求項1又は2に記載の作業車両。 According to claim 1 or 2, the determination unit determines that the work cannot be continued when the distance to the object included in the captured image acquired by the captured image acquisition unit is equal to or less than a preset value. The work vehicle described. 前記判定部は、前記撮像画像取得部により取得された撮像画像に基づいて走行方向前方に位置する走行予定地の勾配を算定し、当該勾配が予め設定された値以上である場合に、前記作業が継続できないと判定する請求項1から3のいずれか一項に記載の作業車両。 The determination unit calculates the gradient of the planned travel location located in front of the traveling direction based on the captured image acquired by the captured image acquisition unit, and when the gradient is equal to or higher than a preset value, the operation is performed. The work vehicle according to any one of claims 1 to 3, wherein it is determined that the vehicle cannot be continued.
JP2018118115A 2018-06-21 2018-06-21 Work vehicle Active JP7018831B2 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018118115A JP7018831B2 (en) 2018-06-21 2018-06-21 Work vehicle
US16/432,007 US11543829B2 (en) 2018-06-21 2019-06-05 Work vehicle and base station
EP20193749.7A EP3761143B1 (en) 2018-06-21 2019-06-10 Work vehicle and base station
EP20193747.1A EP3764188B1 (en) 2018-06-21 2019-06-10 Work vehicle and base station
EP19179249.8A EP3588229B1 (en) 2018-06-21 2019-06-10 Work vehicle and base station

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018118115A JP7018831B2 (en) 2018-06-21 2018-06-21 Work vehicle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019216673A JP2019216673A (en) 2019-12-26
JP7018831B2 true JP7018831B2 (en) 2022-02-14

Family

ID=69094533

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018118115A Active JP7018831B2 (en) 2018-06-21 2018-06-21 Work vehicle

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7018831B2 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006260105A (en) 2005-03-16 2006-09-28 Matsushita Electric Works Ltd Moving apparatus
JP2012068887A (en) 2010-09-23 2012-04-05 Denso Corp Stolen battery illegal use prevention system
JP2014171308A (en) 2013-03-04 2014-09-18 Mitsubishi Electric Corp Electric vehicle
JP5646351B2 (en) 2011-01-19 2014-12-24 シャープ株式会社 CHARGE CONTROL DEVICE, CHARGE CONTROL METHOD, CHARGE CONTROL SYSTEM, CONTROL PROGRAM, AND RECORDING MEDIUM
EP3067771A1 (en) 2006-03-17 2016-09-14 iRobot Corporation Robot confinement
WO2017158796A1 (en) 2016-03-17 2017-09-21 本田技研工業株式会社 Unmanned traveling work vehicle
JP2018013833A (en) 2016-07-19 2018-01-25 株式会社クボタ Service car and inclination travel management system for service car
JP2018042528A (en) 2016-09-16 2018-03-22 株式会社リコー MOBILE UNIT, MOBILE BODY, SUPPORT DEVICE, AND PROGRAM

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006260105A (en) 2005-03-16 2006-09-28 Matsushita Electric Works Ltd Moving apparatus
EP3067771A1 (en) 2006-03-17 2016-09-14 iRobot Corporation Robot confinement
JP2012068887A (en) 2010-09-23 2012-04-05 Denso Corp Stolen battery illegal use prevention system
JP5646351B2 (en) 2011-01-19 2014-12-24 シャープ株式会社 CHARGE CONTROL DEVICE, CHARGE CONTROL METHOD, CHARGE CONTROL SYSTEM, CONTROL PROGRAM, AND RECORDING MEDIUM
JP2014171308A (en) 2013-03-04 2014-09-18 Mitsubishi Electric Corp Electric vehicle
WO2017158796A1 (en) 2016-03-17 2017-09-21 本田技研工業株式会社 Unmanned traveling work vehicle
JP2018013833A (en) 2016-07-19 2018-01-25 株式会社クボタ Service car and inclination travel management system for service car
JP2018042528A (en) 2016-09-16 2018-03-22 株式会社リコー MOBILE UNIT, MOBILE BODY, SUPPORT DEVICE, AND PROGRAM

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019216673A (en) 2019-12-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3073602B1 (en) Charging station for autonomously navigating utility vehicle
JP7038536B2 (en) Work vehicle
EP3833176B1 (en) Autonomous machine navigation and training using vision system
US9740204B2 (en) Control apparatus for autonomously navigating utility vehicle
JP5420510B2 (en) Control device for autonomous vehicle
JP7003224B2 (en) Autonomous traveling work machine
US9817398B2 (en) Control apparatus for autonomously navigating utility vehicle
JP7001551B2 (en) Work vehicle
JP7229128B2 (en) vehicle controller
CN107203208B (en) unmanned work vehicle
CN107203207A (en) Unmanned traveling Operation Van
JP2020095566A (en) Travel route generation device
JP2021037819A (en) Vehicle control device
JP6382761B2 (en) Self-propelled vehicle
CN107203206B (en) unmanned work vehicle
JP2018083481A (en) Parking support method and parking support device
JP7018831B2 (en) Work vehicle
JP7072376B2 (en) Management system
US12510891B2 (en) Travel route control of autonomous work vehicle to reduce travel distance
JP2007229855A (en) Autonomous mobile robot
JP2025152541A (en) Control device of movable body and control method
JP2021037820A (en) Vehicle control device
JP2020171244A (en) Mower

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200624

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210507

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210608

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210726

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220104

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220201

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7018831

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150