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介绍作业车、用于作业车的行驶路径选择系统以及行驶路径计算系统的制作方法

泰宁新闻网 http://www.tainingxinwen.cn 2020-10-18 02:50 出处:网络
本站提供的介绍作业车、用于作业车的行驶路径选择系统以及行驶路径计算系统的制作方法,小编想让大家一起来聆听

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本发明涉及作业车、用于作业车的行驶路径选择系统以及行驶路径计算系统。



背景技术:

(1)以往,有一种通过沿行驶路径自动行驶而将作业地划分为已作业区域与未作业区域的作业车。

在专利文献1中,公开有一种沿以涵盖未作业区域的方式设定的多个行驶路径自动行驶的作业车。该行驶路径相互平行地排列,其间隔由作业宽度与设定于作业宽度的两端的重叠值确定。从结束了行驶的行驶路径向下一行驶路径进行换向行驶。虽然考虑作业车的行驶误差(行驶路径的横断方向的位置偏移:横向偏移)而确定了重叠值,但在实际的行驶中,在产生了超过设定好的重叠值的横向偏移的情况下,为了避免作业的剩余而设定新的行驶路径。

在专利文献2中,公开有一种在包含基于未作业区域的大小、作业宽度以及重复设定宽度(重叠量)生成的多个直线路径的行驶路径中自动行驶的作业车。配备有如下行驶路径生成算法:在生成行驶路径时,在产生比作业宽度小的宽度的未作业区域的情况下,将重复设定宽度设定为更宽的重复宽度而避免产生比作业宽度小的宽度的未作业区域。

(2)以往,有一种沿如下行驶路径在作业地上行驶的作业车:该行驶路径包含相互平行地延伸的多个平行行驶路径和将所述平行行驶路径彼此相连的换向行驶路径。

专利文献3中公开有如下一种田地作业车辆:其装备有运行辅助装置,该运行辅助装置根据车辆的当前位置,将所要推荐的作业的工作效率、精度较高的行驶路径显示于显示装置的显示部。这里,所推荐的行驶路径是田地的出入口视为仅有一个从而作业的结束位置处于作业的开始位置附近的路径,而且是碾压已作业区域的部分尽量减少的路径。在该运行辅助装置中,作业装置的作业宽度中心位于车身中心线上,其结果,假定在作业宽度中心与转弯基准点(实质上位于胎面宽度中心线上)之间没有车身横断方向上的偏移。

(3)以往,有一种对联合收割机的行驶路径进行计算的行驶路径计算系统,该联合收割机具有割取田地的植立谷秆的割取装置、对由割取装置割取到的割取谷秆进行脱粒处理的脱粒装置、存储通过脱粒装置的脱粒处理而获得的谷粒的谷粒箱以及感测谷粒箱内的谷粒存储量的存储量传感器。

专利文献4中记载有自动行驶的联合收割机的实用新型。在利用了该联合收割机的收获作业中,作业者在收获作业的起初手动操作联合收割机,以环绕田地内的外周部分一周的方式进行割取行驶。

在行驶于该外周部分的过程中,记录收获机应行驶的方位。然后,通过基于记录方位的自动行驶,在田地的未收割区域进行割取行驶。

这里,在专利文献4所记载的实用新型中,在田地内的外周部分配置收集箱。该收集箱构成为能够接收并存储从联合收割机所具有的排出筒排出的谷粒。

而且,专利文献4所记载的联合收割机构成为,通过重复进行经过收集箱附近的环绕行驶,进行未收割区域的割取行驶。在该环绕行驶中,在联合收割机接近收集箱时,如果需要排出谷粒,则联合收割机在收集箱的附近停止。然后,从联合收割机的排出筒向收集箱排出谷粒。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2017-055673号公报

专利文献2:日本特开2017-134527号公报

专利文献3:日本特开2000-014208号公报

专利文献4:日本实开平2-107911号公报



技术实现要素:

发明所要解决的技术问题

(1)背景技术(1)所对应的技术问题如下。

在专利文献1以及专利文献2的作业车中,将重叠值设定为超过设想的作业车的位置偏移。因此,在正常状况下的行驶中,不会产生超过重叠值的横向偏移,在通常的行驶中,仅产生相比于重叠值的宽度相当小的范围内的位置偏移。因而,在每次沿着行驶路径的作业行驶中,将会产生实际的位置偏移与重叠值之差的大小的浪费。

鉴于这种实际情况,希望一种能够对由重叠量的过度确定导致的无用的作业行驶进行抑制的作业车。

(2)背景技术(2)所对应的技术问题如下。

当在相互平行地延伸的多个平行行驶路径上行驶时,在当前行驶路径的行驶结束而从多个平行行驶路径中选择下一行驶路径时,考虑到最小转弯半径,尽量使当前行驶路径近处的未行驶的行驶路径成为第一候选。此时,在当前行驶路径的两侧残留有多个未行驶的行驶路径的情况下,按照向左右的行驶路径驶入的换向路径的距离相同来处理。这是因为假定了作业车的作业宽度中心位于车身中心线上的缘故。然而,在装备有在作业宽度中心与转弯基准点之间存在横向偏移(车身横断方向的偏移)的作业装置的作业车的情况下,在左转弯时与右转弯时,作业宽度中心的轨迹是非对称的,因此,在以往的方法中,不能适当选择下一行驶路径。

出于这种实际情况,期望一种即使装备有在作业宽度中心与转弯基准点之间存在横向偏移的作业装置也能够适当选择下一行驶路径的作业车。

(3)背景技术(3)所对应的技术问题如下。

在专利文献4所记载的联合收割机中,即使在无需排出谷粒的情况下,联合收割机也以经过收集箱附近的方式自动行驶。此时,联合收割机将会在已收割区域中行驶。

即,在专利文献4所记载的联合收割机的自动行驶中,在已收割区域中行驶的比例相对较大。由此,作业效率容易降低。

这里,为了提高作业效率,考虑如下方案:在未收割区域设定由多个行驶路线构成的割取行驶路径,在此基础上,使联合收割机沿割取行驶路径行驶,在需要排出谷粒等的情况下,将联合收割机控制为暂时从该割取行驶路径脱离。

在该方案中,有时在行驶路线的中途位置,联合收割机的谷粒箱就会装满。在该情况下,需要在该位置中断割取行驶,并脱离该行驶路线以排出谷粒。由此,该行驶路线的一部分将会保持未收割状态地残留下来。

而且,在排出谷粒之后,联合收割机对该行驶路线的未收割状态的部分进行割取行驶的情况下,往往需要驶过该行驶路线的已收割状态的部分。由此,联合收割机的割取行驶的效率容易降低。

即,若在行驶路线的中途,联合收割机的谷粒箱装满,则联合收割机的割取行驶的效率容易降低。

这里,考虑采用如下方案:计算联合收割机在接下来行驶的整个预定的行驶路线中进行割取行驶的情况下的谷粒存储量的预测值,在计算出的预测值为存储极限量以上的情况下,在开始沿着下一行驶路线的割取行驶之前,进行谷粒排出作业。如果是该方案,则能够避免联合收割机的谷粒箱在行驶路线的中途装满。

然而,在该方案中,可设想尽管谷粒箱内有相对较多的富余也进行谷粒排出作业的情况。由此,作业效率容易降低。

本发明的目的在于提供如下一种行驶路径计算系统:其容易避免联合收割机的谷粒箱在行驶路线的中途装满,同时容易向谷粒箱内存储尽可能多的谷粒而防止作业效率的降低。

用于解决技术问题的手段

(1)技术问题(1)所对应的解决手段如下。

本发明的作业车通过沿行驶路径自动行驶而将作业地划分为已作业区域与未作业区域,其中,所述作业车具备:作业装置,其规定作业宽度;行驶路径设定部,其设定隔开路径间隔且平行延伸的多个行驶路径,该路径间隔基于所述作业宽度与预先设定于所述作业宽度的两侧的重叠值而确定;自车位置计算部,其计算自车位置;位置偏移值计算部,其计算所述自车位置从正作为行驶目标的所述行驶路径向所述已作业区域侧发生位置偏移时的位置偏移值;校正值计算部,其求出所述重叠值与所述位置偏移值的差值,将不超过所述差值的值设为校正值;行驶路径位移部,其基于所述校正值使设定于所述未作业区域的所述行驶路径向所述未作业区域侧位移。

若作业车沿设定于未作业区域的相互平行的多个行驶路径中的一个行驶路径进行作业行驶,则会在某种程度上产生从行驶路径向横向的偏移、即位置偏移。重叠值通常设定为大于可想到的最大位置偏移。这里,重叠值减去从行驶路径向已作业区域侧的最大位置偏移值而得的值在行驶于相邻的下一行驶路径时就是重叠量的增加、即重叠量的过剩长度。这种过剩长度原本就不需要,因此在本发明中,将该过剩长度、或者过剩长度的几成长度设为使行驶路径向未作业区域侧位移的校正值。由此,能够抑制因设定必要水平以上的重叠量而导致的作业效率的降低。

上述发明构思也同样能够应用于在生成最初的一条行驶路径之后,在沿该行驶路径行驶的过程中或行驶刚刚结束之后,考虑作业宽度与重叠量而生成下一行驶路径的类型的作业车,且可获得相同的效果。这样的作业车也是通过沿行驶路径自动行驶而将作业地划分为已作业区域与未作业区域的作业车,其中,所述作业车具备:作业装置,其规定作业宽度;行驶路径设定部,其相对于行驶中的所述行驶路径设定隔开路径间隔且平行延伸的所述行驶路径当作成为下一行驶目标的目标行驶路径,该路径间隔基于所述作业宽度与预先设定于所述作业宽度的两侧的重叠值而确定;自车位置计算部,其计算自车位置;位置偏移值计算部,其计算所述自车位置从正作为行驶目标的所述行驶路径向所述已作业区域侧发生位置偏移时的位置偏移值;校正值计算部,其求出所述重叠值与所述位置偏移值的差值,将不超过所述差值的值设为校正值;行驶路径位移部,其基于所述校正值使所述目标行驶路径向所述未作业区域侧位移。即,在该作业车中,在沿当前行驶的行驶路径行驶的过程中或行驶刚刚结束之后,基于预先准备的重叠值与该行驶路径的位置偏移值的差值(下一重叠量的过剩长度)求出校正值。通过使用该校正值,能够基于去除了过剩长度的重叠量与作业宽度适当生成下一行驶路径。

若将差值原样地设为校正值,并以该校正值使行驶路径位移,则能够维持原本的重叠量,但同时也能够使作业车(作业装置)靠向未作业区域侧,能够更多地进行未作业区域的作业。因此,在本发明的一个优选的实施方式中,所述校正值是所述差值,所述行驶路径位移部使所述行驶路径位移所述校正值的值。当然,在感测到位置偏移有变大的趋势的情况下,也优选不将差值原样地设为校正值,而是将差值的几成设为校正值,从而提供有富余的重叠量。

在本发明的一个优选的实施方式中,所述自车位置计算部基于从卫星定位模块或者惯性测量模块或者这两方输出的信号计算所述自车位置。横向偏移能够根据从使用了卫星定位模块的自车位置计算出的行驶轨迹求出。另外,较短行驶距离下的横向偏移还能够通过惯性测量模块求出。特别是在惯性测量模块中,还能够以较高的精度检测出突发性的横向偏移。通过组合这两个模块,能够更加高精度地进行横向偏移检测。

(2)技术问题(2)所对应的解决手段如下。

本发明的作业车沿行驶路径在作业地上行驶,该行驶路径包含相互平行地延伸的多个平行行驶路径和将所述平行行驶路径彼此相连的换向行驶路径,其中,所述作业车具备:行驶装置,其能够转向;作业装置;转弯信息管理部,其管理与左转弯时的所述作业装置的作业宽度中心的转弯轨迹相关的左转弯轨迹信息、与右转弯时的所述作业宽度中心的转弯轨迹相关的右转弯轨迹信息以及所述行驶装置的最小转弯半径;下一行驶路径选择部,其基于所述左转弯轨迹信息、所述右转弯轨迹信息以及所述最小转弯半径,确定对下一行驶路径的选择,所述下一行驶路径是接着行驶中的所述平行行驶路径即当前行驶路径而行驶的所述平行行驶路径。

根据该方案,由于对与左转弯时的所述作业装置的作业宽度中心的转弯轨迹相关的左转弯轨迹信息以及与右转弯时的所述作业宽度中心的转弯轨迹相关的右转弯轨迹信息进行管理,因此即使装备有在作业宽度中心与转弯基准点之间存在横向偏移的作业装置,也能够根据这些信息与行驶装置的最小转弯半径,适当地选择下一行驶路径。

在本发明的一个优选的实施方式中,所述下一行驶路径选择部将从所述当前行驶路径向所述下一行驶路径的换向行驶距离短作为选择条件。在该方案中,在分别考虑了左右转弯时的作业宽度中心的转弯轨迹的基础上,选择转换方向时的行驶距离短的下一行驶路径,因此即使基于行驶装置的行驶轨迹的行驶距离短,如果是作业宽度中心不能达到下一行驶路径的作业宽度中心的换向行驶,则也加以排除。由此,即使装备有在作业宽度中心与转弯基准点之间存在横向偏移的作业装置,也能够适当选择下一行驶路径。

在本发明的一个优选的实施方式中,所述作业车具备:卫星定位模块,其基于来自卫星的卫星信号输出定位数据;自车位置计算部,其基于所述定位数据计算自车位置;转向量计算部,其基于所述行驶路径与所述自车位置的偏差计算转向量。通过采用该方案,作业车能够适当选择下一行驶路径,同时能够通过自动转向在多个平行行驶路径上行驶。

在由转弯时设定的转弯圆确定的转弯基准路径之上进行跟随的车身的基准点、即转弯基准点实质上位于胎面中心线上。另外,卫星天线是定位基准点,其位置是卫星定位模块的定位数据中包含的坐标位置。因而,若在胎面中心线上设置卫星天线,则能够准确地计算转弯基准点的位置,转弯行驶的精度提高。

上述本发明的作业车中的下一行驶路径选择功能能够打包成行驶路径选择系统。这样的行驶路径选择系统也是本发明的对象。本发明的行驶路径选择系统用于沿行驶路径在作业地上行驶的作业车,该行驶路径包含相互平行地延伸的多个平行行驶路径和将所述平行行驶路径彼此相连的换向行驶路径,其中,所述行驶路径选择系统具备:转弯信息管理部,其管理与左转弯时的所述作业车的作业宽度中心的转弯轨迹相关的左转弯轨迹信息、与右转弯时的所述作业宽度中心的转弯轨迹相关的右转弯轨迹信息以及所述作业车的行驶装置的最小转弯半径;下一行驶路径选择部,其基于所述左转弯轨迹信息、所述右转弯轨迹信息以及所述最小转弯半径,确定对下一行驶路径的选择,所述下一行驶路径是接着行驶中的所述平行行驶路径即当前行驶路径而行驶的所述平行行驶路径。该行驶路径选择系统可获得与上述本发明的作业车相同的作用效果。另外,对于该行驶路径选择系统,也能够应用上述本发明的实施方式,可获得相同的作用效果。

(3)技术问题(3)所对应的解决手段如下。

本发明为一种行驶路径计算系统,该行驶路径计算系统计算联合收割机的行驶路径,该联合收割机具有割取田地的植立谷秆的割取装置、对利用所述割取装置割取到的割取谷秆进行脱粒处理的脱粒装置、存储通过所述脱粒装置的脱粒处理获得的谷粒的谷粒箱以及对所述谷粒箱内的谷粒存储量进行感测的存储量传感器,其特征在于,所述行驶路径计算系统具备割取行驶路径计算部,该割取行驶路径计算部计算田地中的用于割取行驶的行驶路径即割取行驶路径,所述割取行驶路径由多个行驶路线构成,所述行驶路径计算系统具备存储预测部,该存储预测部基于所述存储量传感器的感测结果,预测所述谷粒存储量是否会在接下来将要行驶的预定的所述行驶路线即下一行驶路线的中途达到规定的阈值,在利用所述存储预测部预测为所述谷粒存储量会在所述下一行驶路线的中途达到所述阈值的情况下,所述割取行驶路径计算部进行校正所述下一行驶路线以使所述谷粒存储量不会在所述下一行驶路线的中途达到所述阈值的行驶路线校正处理。

根据本发明,在利用存储预测部预测出谷粒存储量会在接下来将要行驶的预定的行驶路线即下一行驶路线的中途达到规定的阈值的情况下,进行行驶路线校正处理。通过该行驶路线校正处理,校正下一行驶路线以使谷粒存储量不会在下一行驶路线的中途达到阈值。而且,只要联合收割机基于校正后的下一行驶路线行驶,谷粒存储量就不会在下一行驶路线的中途达到阈值。

因而,根据本发明,能够避免谷粒存储量在行驶路线的中途达到规定的阈值。而且,只要将规定的阈值设定为与谷粒箱的装满量相当的谷粒量以下的值,就能够避免谷粒箱在行驶路线的中途装满。

并且,根据本发明,通过使联合收割机沿着校正后的下一行驶路线进行割取行驶,容易向谷粒箱内存储尽可能多的谷粒。由此,容易防止作业效率的降低。

即,根据本发明,容易避免联合收割机的谷粒箱在行驶路线的中途装满,同时容易向谷粒箱内存储尽可能多的谷粒而防止作业效率的降低。

而且,在本发明中,优选的是,所述行驶路径计算系统具备行驶控制部,该行驶控制部控制所述联合收割机以通过沿着所述割取行驶路径的自动行驶进行割取行驶,所述割取行驶路径计算部在所述行驶路线校正处理中以减少所述割取装置的割取宽度的方式校正所述下一行驶路线。

根据该方案,在利用存储预测部预测出谷粒存储量会在下一行驶路线的中途达到规定的阈值的情况下,以使割取装置的割取宽度减少的方式校正下一行驶路线。而且,通过行驶控制部的控制,使得联合收割机沿校正后的下一行驶路线自动行驶。

因而,根据该方案,在利用存储预测部预测出谷粒存储量会在下一行驶路线的中途达到规定的阈值的情况下,沿着下一行驶路线行驶过程中的割取宽度减少。而且,通过使割取宽度减少,使在整个下一行驶路线上进行割取行驶的情况下可获得的谷粒量减少。由此,谷粒存储量难以在下一行驶路线的中途达到规定的阈值。

即,根据该方案,在行驶路线校正处理中,能够可靠地进行避免谷粒存储量在下一行驶路线的中途达到规定的阈值的校正。

而且,在本发明中,优选的是,所述行驶路径计算系统具备:单位收获量计算部,其计算每单位割取行驶距离收获的谷粒的量即单位收获量;位置预测部,其基于所述阈值、所述存储量传感器的感测结果以及由所述单位收获量计算部计算出的所述单位收获量,预测所述联合收割机在所述谷粒存储量达到所述阈值的时刻的位置;在由所述位置预测部预测出的所述联合收割机的位置为所述下一行驶路线的中途位置的情况下,所述存储预测部预测为所述谷粒存储量会在所述下一行驶路线的中途达到所述阈值。

根据该方案,可预测联合收割机在谷粒存储量达到规定的阈值的时刻的位置。而且,如果预测出的联合收割机的位置是下一行驶路线的中途的位置,则预测为谷粒存储量会在下一行驶路线的中途达到规定的阈值。

由此,能够可靠地预测谷粒存储量在下一行驶路线的中途达到规定的阈值。

附图说明

图1是表示第一实施方式的图(以下到图7为止相同),并且是作为作业车的一个例子的联合收割机的侧视图。

图2是表示联合收割机的自动行驶的概要的图。

图3是表示自动行驶中的行驶路径的图。

图4是表示联合收割机的控制系统的构成的功能框图。

图5是说明未产生横向偏移的作业行驶中的、消除多余的重叠量的行驶路径的校正的示意图。

图6是说明产生了横向偏移的作业行驶中的、消除多余的重叠量的行驶路径的校正的示意图。

图7是消除多余的重叠量的行驶路径校正控制的流程图。

图8是表示第二实施方式的图(以下到图14为止相同),并且是作为作业车的一个例子的联合收割机的侧视图。

图9是表示联合收割机的自动行驶的概要的图。

图10是表示自动行驶中的行驶路径的图。

图11是示意地表示作业宽度中心与转弯基准点的关系的俯视图。

图12是示意地表示作业宽度中心的转弯轨迹在左转弯与右转弯中的不同的俯视图。

图13是表示联合收割机的控制系统的构成的功能框图。

图14是表示行驶路径选择流程的流程图。

图15是表示第三实施方式的图(以下到图23为止相同),并且是联合收割机的左侧视图。

图16是表示行驶路径计算系统的构成的框图。

图17是表示田地中的环绕行驶的图。

图18是表示割取行驶路径的图。

图19是表示沿着割取行驶路径的割取行驶的图。

图20是表示进行行驶路线校正处理的情况下的例子的图。

图21是表示行驶路线校正处理后的下一行驶路线的图。

图22是表示在第一其它实施方式中进行行驶路线校正处理的情况下的例子的图。

图23是表示第二其它实施方式中的联合收割机的图。

具体实施方式

<第一实施方式>

接下来,列举全喂入型的联合收割机作为收获机进行说明,其中,收获机是本发明的作业车的一个例子。注意,在本说明书中,只要没有特别指出,“前”(图1所示的箭头f的方向)是指车身前后方向(行驶方向)上的前方,“后”(图1所示的箭头b的方向)是指车身前后方向(行驶方向)上的后方。另外,左右方向或者横向是指与车身前后方向正交的车身横断方向(车身宽度方向)。“上”(图1所示的箭头u的方向)以及“下”(图1所示的箭头d的方向)为车身的铅垂方向(垂直方向)上的位置关系,表示离地高度的关系。

如图1所示,该联合收割机具备车身10、履带式的行驶装置11、驾驶部12、脱粒装置13、谷粒箱14、作为作业装置的收获部h、输送装置16、谷粒排出装置18、自车位置检测模块80。

行驶装置11配备于车身10的下部。联合收割机构成为能够通过行驶装置11在作为作业地的田地上自走行驶。驾驶部12、脱粒装置13、谷粒箱14配备于行驶装置11的上侧,构成了车身10的上部。驾驶部12能够供驾驶联合收割机的驾驶员、监视联合收割机的作业的监视者搭乘。通常,驾驶员兼任监视者。注意,在驾驶员与监视者是不同人的情况下,监视者也可以从联合收割机的机外监视联合收割机的作业。

谷粒排出装置18连结于谷粒箱14的后下部。另外,自车位置检测模块80(卫星定位模块81以及惯性测量模块82)安装于驾驶部12的前上部。

收获部h是本发明中的作业装置。收获部h规定作业宽度,因此其割取宽度就是本发明中的作业宽度。收获部h在联合收割机中配备于前部。而且,输送装置16连接于收获部h的后侧。另外,收获部h具有切断机构15以及滚筒17。切断机构15割取田地的植立谷秆。另外,滚筒17一边进行旋转驱动一边拨入收获对象的植立谷秆。通过该结构,收获部h收获田地的谷物(农作物的一种)。而且,联合收割机能够进行一边通过收获部h收获田地的谷物一边通过行驶装置11进行行驶的作业行驶。

由切断机构15割取到的割取谷秆被输送装置16向脱粒装置13输送。在脱粒装置13中,割取谷秆被进行脱粒处理。通过脱粒处理获得的谷粒被存储于谷粒箱14。存储于谷粒箱14的谷粒被谷粒排出装置18排出到机外。

另外,在驾驶部12配置有通信终端4。在本实施方式中,通信终端4固定于驾驶部12。然而,本发明并不限定于此,通信终端4也可以构成为能够相对于驾驶部12装卸,也可以带到联合收割机的车外。

如图2所示,该联合收割机在田地中沿设定的行驶路径自动行驶。为此,需要自车位置。自车位置检测模块80包含卫星定位模块81与惯性测量模块82。卫星定位模块81接收从人工卫星gs发送来的gnss(globalnavigationsatellitesystem:全球导航卫星系统)信号(包含gps信号),并输出用于计算自车位置的定位数据。卫星定位模块81有各种方式,在采用实时动态方式的情况下,在田地的周边设置未图示的基站。惯性测量模块82组装有陀螺仪加速度传感器以及磁方位传感器,输出表示瞬时行驶方位的位置矢量。惯性测量模块82用于补充卫星定位模块81的自车位置计算。惯性测量模块82也能够省略。

在联合收割机的收获作业中,最初,驾驶员兼监视者手动操作联合收割机,在田地内的外周部分以沿田地的分界线环绕的方式进行收获行驶。

由此,如图2所示,成为已收割地(已作业地)的区域被设定为外周区域sa。而且,在外周区域sa的内侧仍作为未收割地(未作业地)而留下的区域被设定为作业对象区域ca。图2示出了外周区域sa与作业对象区域ca的一个例子。

当在作业对象区域ca中进行收获行驶时,外周区域sa被用作联合收割机进行换向所用的空间。另外,外周区域sa也被用作暂时结束收获行驶而向谷粒排出场所移动时或向燃料补给场所移动时等的移动用空间。因此,为了在某种程度上宽广地确保外周区域sa的宽度,驾驶员使联合收割机行驶3~4周。该环绕行驶也可以通过自动行驶来进行。

注意,图2所示的运输车cv能够将从联合收割机排出的谷粒收集并运输。在排出谷粒时,联合收割机在向运输车cv的附近移动之后,通过谷粒排出装置18将谷粒向运输车cv排出。

若设定了外周区域sa以及作业对象区域ca,则如图3所示,推算作业对象区域ca中的行驶路径。在该例子中,行驶路径由多个相互平行地延伸的直进行驶路径和将直进行驶路径相连的换向行驶路径构成。注意,直进行驶路径并不限于直线,也可以是曲线,也可以是曲线与直线的组合。平行地排列的行驶路径的间隔是基于收获部h的割取宽度即作业宽度和用于吸收行驶误差的重叠量而确定的。推算出的行驶路径被基于作业行驶的方式而依次设定,以沿着设定好的行驶路径进行行驶的方式,对联合收割机进行自动行驶控制。图3中示出了一边在作业对象区域ca的周围旋绕收割、一边在角部重复着前进后退并且进行换向的作业方式。

图4中示出了联合收割机的控制系统。联合收割机的控制系统由控制单元5以及各种输入输出设备构成,控制单元5由多个被称作ecu的电子控制单元构成,各种输入输出设备在其与该控制单元5之间通过车载lan等布线网进行信号通信(数据通信)。

报告器件62是用于向驾驶员等报告作业行驶状态和各种警告的器件,并且报告器件62是蜂鸣器、灯、扬声器、显示器等。通信部66为了供该联合收割机的控制系统在其与设置于远程地的管理计算机以及外部通信终端之间进行数据交换而使用。该外部通信终端包含供站在田地上的监视者、或者乘坐在联合收割机中的监视者(也包含驾驶员)所操作的平板计算机、设置于自家或管理事务所的计算机,还有带到车外的通信终端4。控制单元5是该控制系统的核心要素,其体现为多个ecu的集合体。来自自车位置检测模块80的信号通过车载lan被输入到控制单元5。

控制单元5作为输入输出接口具备输出处理部503与输入处理部502。输出处理部503经由设备驱动器65与各种动作设备70连接。作为动作设备70,有作为与行驶关联的设备的行驶设备组71以及作为与作业关联的设备的作业设备组72。行驶设备组71中例如包含发动机控制设备、变速控制设备、制动控制设备、转向控制设备等。作业设备组72中包含收获部h、脱粒装置13、输送装置16、谷粒排出装置18中的动力控制设备等。

在输入处理部502连接有行驶状态传感器组63、作业状态传感器组64、行驶操作单元90等。行驶状态传感器组63中包含车速传感器、发动机转速传感器、过热检测传感器、制动踏板位置检测传感器、驻车制动检测传感器、变速位置检测传感器、转向位置检测传感器等。作业状态传感器组64中包含检测收获作业装置(收获部h、脱粒装置13、输送装置16、谷粒排出装置18)的驱动状态的传感器以及检测谷秆、谷粒的状态的传感器。

行驶操作单元90是由驾驶员手动操作并将其操作信号向控制单元5输入的操作件的通称。行驶操作单元90中包含主变速操作件、转向操作件、模式操作件、自动开始操作件等。模式操作件具有将用于切换自动驾驶与手动驾驶的指令向控制单元5送出的功能。自动开始操作件具有将用于开始自动行驶的最终的自动开始指令送向控制单元5的功能。

控制单元5中具备自车位置计算部50、行驶控制部51、作业控制部52、行驶模式管理部53、作业区域确定部54、行驶路径设定部55、位置偏移值计算部56、校正值计算部57、行驶路径位移部58。自车位置计算部50基于从自车位置检测模块80依次送来的定位数据,以地图坐标(或者田地坐标)的形式计算自车位置。此时,作为自车位置,能够设定车身10的基准点(例如车身中心、收获部h的中心等)的位置。报告部501基于来自控制单元5的各功能部的指令等生成报告数据并赋予给报告器件62。

行驶控制部51具有发动机控制功能、转向控制功能、车速控制功能等,对行驶设备组71赋予行驶控制信号。作业控制部52对作业设备组72赋予作业控制信号,控制它们的动作。

该联合收割机能够以通过自动行驶进行收获作业的自动驾驶和通过手动行驶进行收获作业的手动驾驶这两种方式进行行驶。因此,行驶控制部51中包含手动行驶控制部511与自动行驶控制部512。注意,为了进行自动驾驶而设定自动行驶模式,为了进行手动驾驶而设定手动行驶模式。这种行驶模式由行驶模式管理部53管理。

在设定了自动行驶模式的情况下,自动行驶控制部512生成包含自动转向以及停止的车速变更控制信号,控制行驶设备组71。以消除由自车位置计算部50计算的自车位置与成为行驶目标的行驶路径之间的方位偏移以及位置偏移的方式,生成与自动转向相关的控制信号。

在选择了手动行驶模式的情况下,手动行驶控制部511基于驾驶员的操作生成控制信号,控制行驶设备组71,从而实现手动驾驶。即使是在手动驾驶中,成为行驶目标的行驶路径也能够用于指引联合收割机沿该行驶路径行驶。

作业区域确定部54通过以规定的作业宽度进行的收获作业,确定已收割区域(外周区域sa)、未收割区域(作业对象区域ca)等。行驶路径设定部55使用规定的路径计算算法计算作业对象区域ca中的行驶路径,依次设定为目标行驶路径,并赋予给行驶控制部51。行驶路径设定部55虽然也能够通过路径计算算法自行生成行驶路径组,但也能够将在管理计算机以及外部通信终端生成的行驶路径组下载下来利用。

位置偏移值计算部56、校正值计算部57、行驶路径位移部58为了进行行驶路径校正控制而发挥功能,其中,该行驶路径校正控制用于抑制因设定必要水平以上的重叠量而导致的作业效率的降低。

使用图5与图6对该行驶路径校正控制进行说明。在进行上述旋绕收割的情况下,在每一周,在作业对象区域ca的同一边的一侧,联合收割机朝向相同的方向在相邻的行驶路径上行驶。在这些图中,为了易于理解,记载了不同的环绕时的收获部h。图5是在沿行驶路径的作业行驶中,车身10相对于行驶路径不发生位置偏移(横向偏移)的理想条件下的说明图。图6是在沿行驶路径的作业行驶中,车身10相对于行驶路径产生位置偏移(横向偏移)的一般条件下的说明图。在图5与图6中,当前行驶路径rl1是行驶中的目标路径,下一行驶路径rl2是在结束当前行驶路径并进行换向行驶之后行驶的目标路径,当前行驶路径rl1、下一行驶路径rl2在这里分别为直线,但也可以是曲线。作业宽度由w表示,设定于作业宽度的两端的重叠值由l表示。其结果,提前设定的路径间隔由d表示,d=w-2l。

在没有位置偏移的情况下,通过沿当前行驶路径rl1行驶而形成的已作业区域与未作业区域之间的分界线bl为直线,在图5中由单点划线表示。从当前行驶路径rl1至分界线bl的距离为w/2。据此,如果考虑重叠原本的意思,则下一行驶路径rl2的位置只要是从自分界线bl向当前行驶路径rl1侧(已作业区域侧)离开l(重叠值)的位置,向下一行驶路径rl2侧(未作业区域侧)离开作业宽度w的一半的距离w/2的位置就足矣。

即,下一行驶路径rl2能够根据当前行驶路径rl1设为w/2-l+w/2=w-l的位置。该位置与通过以往的方法推算的下一行驶路径rl2相比,向未作业区域侧偏离了l,能够将重叠量的浪费减少该距离l的大小。即,能够在该l的范围内设定下一行驶路径rl2的校正量:d。

在沿当前行驶路径rl1行驶的过程中产生位置偏移的情况下,通过沿当前行驶路径rl1行驶而形成的已作业区域与未作业区域之间的分界线bl变为曲线,在图6中由单点划线所示。特别是,向已作业区域侧的位置偏移最大值由δ所示。如果该位置偏移最大值:δ比重叠值:l小,则这里也与图5中的说明相同,能够使下一行驶路径rl2进入未作业区域。如果考虑重叠原本的意思,则下一行驶路径rl2的位置只要是从自产生了最大位置偏移的位置向当前行驶路径rl1侧(已作业区域侧)离开l的位置、即从自分界线bl向当前行驶路径rl1侧(已作业区域侧)离开l+δ的位置,向下一行驶路径rl2侧(未作业区域侧)离开作业宽度w的一半的距离w/2的位置就足矣。因而,下一行驶路径rl2能够从当前行驶路径rl1离开w/2-l-δ+w/2=w-l-δ的值。该位置与通过以往的方法推算的下一行驶路径rl2相比,向未作业区域偏离了l-δ,能够将重叠量的浪费减少该距离l-δ的大小。即,能够在该l-δ的范围内设定下一行驶路径的校正量:d。

位置偏移值计算部56通过计算从自车位置计算部50获得的自车位置距行驶路径的距离,求出位置偏移值。通过依次改写已作业区域侧的位置偏移值的最大值,可最终获得当前行驶的行驶路径的已作业区域侧的位置偏移最大值。

校正值计算部57如使用图6说明那样,求出重叠值与位置偏移最大值的差值,将不超过所获得的差值的值设为校正值。在该实施方式中,将差值原样地设为校正值。也可以取代于此,将基于位置偏移最大值、位置偏移值的分散值等确定的系数乘以差值而作为校正值。

行驶路径位移部58基于校正值使在由行驶路径设定部55设定的未作业区域中设定的行驶路径全部向未作业区域侧(未作业区域的中央侧)位移。

使用图7的流程图,对如以上那样构成的行驶路径校正控制中的控制流程的一个例子进行说明。

首先,若由作业区域确定部54确定了作业对象区域ca,则对作业对象区域ca设定作业路径(#01)。接着,选择成为行驶目标的行驶路径(#02),开始沿着该行驶路径进行行驶(#03)。

在行驶过程中,由位置偏移值计算部56计算位置偏移值(#04),并记录位置偏移最大值(#05)。检查车身10是否已到达行驶路径的终止端(#06)。如果未到达行驶路径的终止端(#06“否”分支),则返回步骤#03,继续进行沿着行驶路径的行驶。如果到达了行驶路径的终止端(#06“是”分支),则进一步检查是否存在下一个应行驶的行驶路径(#07)。如果没有应行驶的行驶路径(#07“否”分支),则停车(#08)。如果有应行驶的行驶路径(#07“是”分支),则将下一应行驶的行驶路径设定为目标行驶路径(#09)。接着,为了朝向设定好的目标行驶路径而进行换向行驶(#10)。该换向行驶可以是自动行驶,也可以是手动行驶。

在换向行驶的同时、或者在换向行驶的期间,读取与设定好的目标行驶路径相邻的已行驶的行驶路径中的位置偏移最大值(#21)。检查位置偏移最大值是否进入了不灵敏区域、即是否需要上述行驶路径的校正(#22)。如果需要目标行驶路径的校正(#22“要”分支),则通过校正值计算部57计算校正量(#23),由行驶路径位移部58基于计算出的校正量使目标行驶路径向未作业区域侧位移(#24)。如果目标行驶路径的位移完成,则检查换向行驶是否已经完成(#25),等待至换向行驶完成为止(#25“否”分支)。如果换向行驶已经完成(#25“是”分支),则返回步骤#03,进行沿着目标行驶路径的作业行驶。在步骤#22的检查中,如果不需要校正行驶路径(#22否分支),则跳到步骤#25,等待至换向行驶完成为止。

〔第一实施方式的其它实施方式〕

(1)在上述实施方式中,列举了图3所示的作业行驶方式、即旋绕收割中的作业行驶,但即使是除此以外的作业行驶方式,也能够进行上述行驶路径的位移。例如,即使在对图2所示的作业对象区域ca设定以由重叠值与作业宽度规定的间隔平行地延伸的多个行驶路径,并通过外周区域sa中的u形转弯依次在行驶路径上进行行驶的作业行驶方式中、即在往复收割中,也能够进行上述行驶路径的位移。

(2)在图7的流程图所示的实施方式中,在选择了目标行驶路径时,如果需要基于相邻的已行驶的行驶路径中的位置偏移最大值的位移,则以根据该位置偏移最大值求出的校正量使目标行驶路径位移。也可以取代于此,在位移了一条行驶路径的阶段,使与该行驶路径依次相邻的所有行驶路径也同样地位移。另外,也可以不在开始作业之前对整个作业对象区域ca设定多个行驶路径,而是在每行驶一条行驶路径时,推算并设定下一目标行驶路径。在该情况下,在推算目标行驶路径时,如果该目标行驶路径中存在已行驶的相邻行驶路径,则基于根据向该相邻行驶路径的位置偏移最大值求出的校正量、重叠值以及作业宽度,进行该目标行驶路径的推算以及设定。

(3)在上述实施方式中,表示了利用一台联合收割机在田地中进行收获作业的例子,但在多个联合收割机协作地进行收获作业的情况下,也能够进行本发明的行驶路径校正控制。此时,也存在如下情况:与形成未作业地与已作业地的分界线的联合收割机不同的联合收割机在基于形成该分界线时的位置偏移进行了校正的行驶路径上行驶。在这种情况下,如果各个联合收割机的行驶精度实质上相同则没有问题,但是在行驶精度大幅不同的情况下,优选的是根据该行驶精度的不同调整校正量。

(4)图4所示的各功能部主要是以说明为目的进行划分。实际上,各功能部可以与其它功能部合并,或者也可以分为多个功能部。而且,也可以采用如下结构:构建于控制单元5的功能部中的行驶模式管理部53、作业区域确定部54、行驶路径设定部55、位置偏移值计算部56、校正值计算部57、行驶路径位移部58中的任一个构建于能够携带的便携式的通信终端4(平板计算机等),带入联合收割机,经由无线方式或车载lan与控制单元5进行数据交换。

(5)本发明不仅可以用于全喂入型的联合收割机,也能够利用于半喂入型的联合收割机。另外,也能够利用于玉米收获机、马铃薯收获机、胡萝卜收获机、甘蔗收获机等各种收获机。

<第二实施方式>

接下来,作为沿行驶路径在作业地上自动行驶的本发明的作业车的一个例子,列举全喂入型的联合收割机进行说明。注意,在本说明书中,只要没有特别指出,“前”(图8所示的箭头f的方向)是指车身前后方向(行驶方向)上的前方,“后”(图8所示的箭头b的方向)是指车身前后方向(行驶方向)上的后方。另外,左右方向或者横向是指与车身前后方向正交的车身横断方向(车身宽度方向)。“上”(图8所示的箭头u的方向)以及“下”(图8所示的箭头d的方向)为车身的铅垂方向(垂直方向)上的位置关系,表示离地高度的关系。

如图8所示,该联合收割机行驶具备车身210、履带式的行驶装置211、驾驶部212、脱粒装置213、谷粒箱214、收获部h、输送装置216、谷粒排出装置218、自车位置检测模块280。

行驶装置211配备于行驶车身210(以下简称作车身210)的下部。联合收割机构成为能够通过行驶装置211自走行驶。该行驶装置211是由左右一对履带机构(行驶单元)构成的转向行驶装置。左边的履带机构(左行驶单元)的履带速度与右边的履带机构(右行驶单元)的履带速度能够独立地调整,通过调整该速度差,可变更车身210在行驶方向上的朝向。驾驶部212、脱粒装置213、谷粒箱214配备于行驶装置211的上侧,构成了车身210的上部。驾驶部212能够供驾驶联合收割机的驾驶员、监视联合收割机的作业的监视者搭乘。通常,驾驶员兼任监视者。另外,在驾驶员与监视者是不同人的情况下,监视者也可以从联合收割机的机外监视联合收割机的作业。

谷粒排出装置218连结于谷粒箱214的后下部。另外,自车位置检测模块280安装于驾驶部212的前上部。

收获部h在联合收割机中配备于前部。而且,输送装置216连接于收获部h的后侧。另外,收获部h具有切断机构215以及滚筒217。切断机构215割取田地的植立谷秆。另外,滚筒217一边进行旋转驱动一边拨入收获对象的植立谷秆。通过该结构,收获部h收获田地的谷物(农作物的一种)。而且,联合收割机能够进行一边通过收获部h收获田地的谷物一边通过行驶装置211进行行驶的作业行驶。

由切断机构215割取到的割取谷秆被输送装置216向脱粒装置213输送。在脱粒装置213中,割取谷秆被进行脱粒处理。通过脱粒处理获得的谷粒被存储于谷粒箱214。存储于谷粒箱214的谷粒被谷粒排出装置218排出到机外。

在驾驶部212配置有通信终端202。在本实施方式中,通信终端202固定于驾驶部212。然而,本发明并不限定于此,通信终端202也可以构成为能够相对于驾驶部212装卸。另外,也可以带到联合收割机的机外。

如图9所示,该联合收割机在田地中沿设定的行驶路径自动行驶。为此,需要自车位置。自车位置检测模块280包含卫星定位模块281与惯性定位模块282。卫星定位模块281接收从人工卫星gs发送来的gnss(globalnavigationsatellitesystem:全球导航卫星系统)信号(包含gps信号),并输出用于计算自车位置的定位数据。惯性定位模块282组装有陀螺仪加速度传感器以及磁方位传感器,输出表示瞬时行驶方向的位置矢量。惯性定位模块282用于补充卫星定位模块281的自车位置计算。惯性定位模块282也可以配置于与卫星定位模块281不同的场所。

由该联合收割机在田地中进行收获作业的情况下的顺序如以下说明。

首先,驾驶员兼监视者手动操作联合收割机,如图9所示那样在田地内的外周部分以沿田地的分界线环绕的方式进行收获行驶。由此,成为已收割地(已作业地)的区域被设定为外周区域sa。而且,在外周区域sa的内侧仍作为未收割地(未作业地)而留下的区域被设定为作业对象区域ca。图9示出了外周区域sa与作业对象区域ca的一个例子。

另外,此时,为了在某种程度上宽广地确保外周区域sa的宽度,驾驶员使联合收割机行驶3~4周。在该行驶中,联合收割机每行驶1周,外周区域sa的宽度就扩大联合收割机的作业宽度。若最初的3~4周的行驶结束,则外周区域sa的宽度为联合收割机的作业宽度的3~4倍左右的宽度。该环绕行驶也可以基于预先赋予的田地外形状数据通过自动行驶来进行。

当在作业对象区域ca中进行收获行驶时,外周区域sa被用作联合收割机进行换向所用的空间。另外,外周区域sa也被用作暂时结束收获行驶而向谷粒排出场所移动时或向燃料补给场所移动时等的移动用空间。

注意,图9所示的运输车cv能够将从联合收割机排出的谷粒收集并运输。在排出谷粒时,联合收割机在向运输车cv的附近移动之后,通过谷粒排出装置218将谷粒向运输车cv排出。

若设定了外周区域sa以及作业对象区域ca,则如图10所示,推算作业对象区域ca中的行驶路径。在本发明中,作为行驶路径,可处理为多个平行行驶路径和将该平行行驶路径彼此相连的换向行驶路径。平行行驶路径在图10中被标注为l1,并且用粗实线示出,相互隔开间隔平行地延伸。相邻的平行行驶路径l1的间隔由联合收割机的作业宽度与重叠值确定。换向行驶路径是使用左转弯行驶或者右转弯行驶从行驶中的行驶路径(当前行驶路径)向下一行驶的行驶路径(下一行驶路径)过渡的u形转弯状路径,在图10中,被标注为l2,并且用粗曲线表示。注意,在以后的说明中,在无需特别识别的情况下,平行行驶路径也简称为“行驶路径”。

接下来,使用图11以及图12,对选择下一行驶路径的基本原理进行说明。图11是示意性地描绘的联合收割机的俯视图。收获部h的作业宽度中心由wp表示,定位基准点是接收卫星定位模块281的卫星电波的卫星天线的设置位置,由gp表示,行驶装置211的转弯行驶中的转弯基准点由vp所示。转弯基准点vp实质上为左右的行驶装置211的中心点。cl是车身中心线,在该实施方式中,定位基准点gp以及转弯基准点vp位于车身中心线cl上,车身中心线cl也是胎面中心线。在图11所示的联合收割机中,收获部h朝向车身210的前方向左侧偏移。其结果,收获部h的作业宽度中心wp从车身中心线cl向左侧偏移。

图12示出了图11所示的联合收割机在最小转弯半径(在图12中由r所示)的转弯圆上的左转弯与右转弯的情形。该转弯圆的中心即转弯中心被标注了附图标记p。在图12中,当前行驶路径被标注了l0,以使作业宽度中心wp追踪当前行驶路径的方式进行转向控制。位于当前行驶路径的左侧的左下一候选行驶路径分别被标注了l11、l12。位于当前行驶路径的右侧的右下一候选行驶路径分别被标注了l21、l22、l23。根据图12可知,转弯基准点vp在左转弯中的转弯轨迹与在右转弯中的转弯轨迹是对称的。与此相对,作业宽度中心wp在左转弯中的转弯轨迹与在右转弯中的转弯轨迹是非对称的。例如,在进行了180°的左转弯的情况下,作业宽度中心wp移动到左下一候选行驶路径l11与左下一候选行驶路径l12之间,与当前行驶路径的距离为d1。与此相对,在进行了180°的右转弯的情况下,联合收割机在结束180°的右转弯之前越过右侧第二条右下一候选行驶路径l22,作业宽度中心wp移动到右下一候选行驶路径l22与右下一候选行驶路径l23之间,与当前行驶路径的距离为d2。由图可知,距离d2>距离d1。

据此,在从当前行驶路径进行左转弯的换向行驶中,联合收割机能够从当前行驶路径相对于左侧第二条左下一候选行驶路径l12以左的路径在转弯过程中不后退地移动。但是,在从当前行驶路径起进行右转弯的换向行驶中,如果在转弯过程中不包含后退,就不能移动到第二条右下一候选行驶路径l22。即,要想从当前行驶路径在不包含后退的前提下移动到右侧的下一行驶路径,就必须选择右侧第三条右下一候选行驶路径l23以右的行驶路径。即,在想要以最短距离进行转弯的情况下,在上述例子中,选择左侧第二条左下一候选行驶路径l12即可。

注意,这里使用的最小转弯半径r并非行驶装置211的物理上确定的硬件上的最小转弯半径,而是指根据田地状态、作业状态等设定的软件上的最小转弯半径。因而,能够变更作业中途的最小转弯半径r。

所设定的行驶装置211的最小转弯半径r、与左转弯时的作业宽度中心wp的转弯轨迹相关的左转弯轨迹信息以及与右转弯时的作业宽度中心wp的转弯轨迹相关的右转弯轨迹信息由联合收割机管理。下一行驶路径是从当前行驶路径起的移动目的地,该下一行驶路径的选择是基于左转弯轨迹信息、右转弯轨迹信息以及所设定的最小转弯半径r而确定的。此时,为了实现高效的行驶,若将用于从当前行驶路径向下一行驶路径移动的换向的行驶距离短作为选择条件,则在图12的例子中,如上所述,选择左下一候选行驶路径l12。假设在产生了右转弯优先于左转弯的事态(例如,在正在进行协作作业的情况下存在其它车,或者在考虑到后续的作业时转向右侧的话效率更高)的情况下,选择l23所示的右下一候选行驶路径。

图13中示出了利用本发明的自动转向系统的联合收割机的控制系统。联合收割机的控制系统由控制单元205以及各种输入输出设备构成,控制单元205由多个被称作ecu的电子控制单元构成,各种输入输出设备在其与该控制单元205之间通过车载lan等布线网进行信号通信(数据通信)。

报告器件262是用于向驾驶员等报告作业行驶状态和各种警告的器件,并且报告器件262是蜂鸣器、灯、扬声器、显示器等。通信部266为了供该联合收割机的控制系统在其与通信终端202之间、或者在其与设置于远程地的管理计算机之间进行数据交换而使用。通信终端202也包含供站在田地上的监视者、或者乘坐在联合收割机中的驾驶员兼监视者所操作的平板计算机、设置于自家或管理事务所的计算机等。控制单元205是该控制系统的核心要素,其体现为多个ecu的集合体。来自自车位置检测模块280的信号通过车载lan被输入到控制单元205。

控制单元205作为输入输出接口具备输出处理部2503与输入处理部2502。输出处理部2503经由设备驱动器265与各种动作设备270连接。作为动作设备270,有作为与行驶关联的设备的行驶设备组271以及作为与作业关联的设备的作业设备组272。行驶设备组271中例如包含转向设备2710、发动机设备、变速设备、制动设备等。作业设备组272中包含收获部h、脱粒装置213、输送装置216、谷粒排出装置218中的动力控制设备等。

在输入处理部2502连接有行驶状态传感器组263、作业状态传感器组264、行驶操作单元290等。行驶状态传感器组263中包含发动机转速传感器、过热检测传感器、制动踏板位置检测传感器、变速位置检测传感器、转向位置检测传感器等。作业状态传感器组264中包含检测收获作业装置(收获部h、脱粒装置213、输送装置216、谷粒排出装置218)的驱动状态的传感器、检测谷秆、谷粒的状态的传感器等。

行驶操作单元290是由驾驶员手动操作并将其操作信号向控制单元205输入的操作件的通称。行驶操作单元290中包含主变速操作件291、转向操作件292、模式操作件293、自动开始操作件294等。在手动行驶模式中,通过将转向操作件292从中立位置向左右摆动操作,调整左边的履带机构的履带速度与右边的履带机构的履带速度,变更车身210的朝向。模式操作件293具有将用于切换进行自动驾驶的自动行驶模式与进行手动驾驶的手动行驶模式的指令赋予给控制单元5的功能。自动开始操作件294具有将用于开始自动行驶的最终的自动开始指令赋予给控制单元205的功能。注意,有时也会与模式操作件293的操作无关地,利用软件自动地从自动行驶模式向手动行驶模式切换。例如,若产生了不能进行自动驾驶的状况,则控制单元205强制地执行从自动行驶模式向手动行驶模式的切换。

控制单元205具备转弯信息管理部241、下一行驶路径选择部242、报告部2501、行驶控制部251、作业控制部252、行驶模式管理部253、行驶路径设定部254、自车位置计算部255、车身方位计算部256、位置偏移计算部257、方位偏移计算部258。报告部2501基于来自控制单元205的各功能部的指令等生成报告数据并赋予给报告器件262。自车位置计算部255基于从自车位置检测模块280依次送来的定位数据,计算预先设定的车身210的车身基准点,在该实施方式中是计算作业宽度中心wp的地图坐标(或者田地坐标)。车身方位计算部256根据由自车位置计算部255依次计算出的车身基准点(作业宽度中心wp)的位置,求出微小时间内的行驶轨迹来确定表示车身210在行驶方向上的朝向的车身方位。另外,车身方位计算部256也能够基于来自惯性定位模块282的输出数据所包含的方位数据来确定车身方位。

转弯信息管理部241管理使用图12说明的、与左转弯时的作业宽度中心wp的转弯轨迹相关的左转弯轨迹信息、与右转弯时的所述作业宽度中心wp的转弯轨迹相关的右转弯轨迹信息以及所述行驶装置的最小转弯半径r。

下一行驶路径选择部242基于从转弯信息管理部241读出的左转弯轨迹信息、右转弯轨迹信息与最小转弯半径r,确定对下一行驶路径的选择,该下一行驶路径是接着当前行驶路径行驶的路径。特别是,将这些信息中包含的、以最小转弯半径r左转弯的作业宽度中心wp的移动点与当前行驶路径的距离(在图12中由d1所示)、以及以最小转弯半径右转弯的作业宽度中心wp的移动点与当前行驶路径的距离(在图12中由d2所示)被用于对下一行驶路径的选择。首先,作为左下一最终候选行驶路径,选择当前行驶路径左侧的未行驶的行驶路径中的比d1所示的长度远且换向行驶距离最短的行驶路径,作为右下一最终候选行驶路径,选择当前行驶路径右侧的未行驶的行驶路径中的比d2所示的长度远且换向行驶距离最短的行驶路径。接着,在左下一最终候选行驶路径与右下一最终候选行驶路径中,选择距当前行驶路径的换向行驶距离短的一方作为最终的下一行驶路径。注意,在最初从设定于作业对象区域ca的所有平行行驶路径中选择下一行驶路径的情况下,例如选择在该时刻最靠近联合收割机的位置的平行行驶路径。

行驶控制部251具有发动机控制功能、转向控制功能、车速控制功能等,行驶控制部251向行驶设备组271赋予控制信号。作业控制部252为了控制收获作业装置(收获部h、脱粒装置213、输送装置216、谷粒排出装置218等)的动作,向作业设备组272赋予控制信号。

该联合收割机能够以通过自动行驶进行收获作业的自动驾驶和通过手动行驶进行收获作业的手动驾驶这两种方式行驶。因此,行驶控制部251包含手动行驶控制部2511、自动行驶控制部2512以及转向量计算部2513。注意,在进行自动驾驶时设定自动行驶模式,为了进行手动驾驶而设定手动行驶模式。行驶模式的切换由行驶模式管理部253管理。

行驶路径设定部254利用路径计算算法制作通过使收获部h的作业宽度中心wp对其进行追踪而对作业对象区域ca的整个区域进行作业的平行行驶路径,并将其在存储器展开以设定于作业对象区域ca。然而,在路径计算算法配备于通信终端202、远程地的管理计算机等并在该处制作的情况下,将制作出的平行行驶路径下载下来并在存储器展开。在存储器中展开的平行行驶路径被下一行驶路径选择部242依次选择为行驶目标。

位置偏移计算部257计算由下一行驶路径选择部242设定的已经成为行驶目标的行驶路径与由自车位置计算部255计算出的车身基准位置之间的位置偏移(偏差)。方位偏移计算部258计算由行驶路径设定部254设定的将要成为行驶目标的下一行驶路径的延伸方向与由车身方位计算部256计算出的车身方位之间的角度差作为方位偏移。

在设定了自动行驶模式的情况下,自动行驶控制部2512生成包含停止的车速变更控制信号来控制行驶设备组271。与车速变更相关的控制信号是基于预前设定的车速值而生成的。转向量计算部2513生成与转向相关的控制信号来控制行驶设备组271。以消除已经成为行驶目标的行驶路径与车身基准位置之间的位置偏移(偏差)的方式,生成转向量,该转向量是与转向相关的控制信号。在转向量的计算中,也考虑方位偏移。

在选择了手动行驶模式的情况下,手动行驶控制部2511基于驾驶员的操作生成控制信号并控制行驶设备组271,从而实现手动驾驶。注意,即使是在手动驾驶中,也能够出于指引联合收割机沿该行驶路径行驶的目的来利用由下一行驶路径选择部242选择的行驶路径。

接下来,使用图14的流程图,对行驶路径选择系统的下一行驶路径选择处理的流程进行说明。

·读取所设定的最小转弯半径(#01)。

·读取左转弯轨迹信息与右转弯轨迹信息(#02)。

·基于左转弯轨迹信息计算以最小转弯半径左转弯的作业宽度中心的移动点与当前行驶路径的距离:d1(#03)。

·基于右转弯轨迹信息计算以最小转弯半径右转弯的作业宽度中心的移动点与当前行驶路径的距离:d2(#04)。

·读取位于当前行驶路径左侧的未行驶的行驶路径作为左下一候选行驶路径(#05)。

·读取位于当前行驶路径右侧的未行驶的行驶路径作为右下一候选行驶路径(#06)。

·从左下一候选行驶路径删除与当前行驶路径的间隔小于d1的行驶路径(#07)。

·从右下一候选行驶路径删除与当前行驶路径的间隔小于d2的行驶路径(#08)。

·从左下一候选行驶路径选择距当前行驶路径的换向行驶距离最短的行驶路径作为左下一最终候选行驶路径(#09)。

·从右下一候选行驶路径选择距当前行驶路径的换向行驶距离最短的行驶路径作为右下一最终候选行驶路径(#10)。

·比较向左下一最终候选行驶路径进行换向的行驶距离与向右下一最终候选行驶路径进行换向的行驶距离,选择较短的一方作为最终的下一行驶路径(#11)。

〔第二实施方式的其它实施方式〕

(1)在由行驶路径设定部254设定于作业对象区域ca的整个区域的平行行驶路径全部被自动行驶的情况下,在作业行驶开始之前,能够利用下一行驶路径选择部242选择下一行驶路径,并确定自动行驶的平行行驶路径的顺序。然而,在由于某些理由而中断自动行驶,从而在与预先确定的顺序不同的平行行驶路径上行驶的情况下,从该时刻起,利用下一行驶路径选择部242选择下一行驶路径。

(2)图13所示的各功能部主要是以说明为目的进行划分。实际上,各功能部可以与其它功能部合并,或者也可以分为多个功能部。而且,也可以采用如下结构:构建于控制单元205的功能部中的转弯信息管理部241、下一行驶路径选择部242、行驶模式管理部253、行驶路径设定部254、位置偏移计算部257、方位偏移计算部258中的全部或者一部分构建于能够与控制单元205连接的便携式的通信终端202(平板计算机等),经由无线方式或车载lan与控制单元205进行数据交换。

(3)本发明不仅能够应用于全喂入型的联合收割机,也能够应用于半喂入型的联合收割机。另外,也能够应用于玉米收获机、马铃薯收获机、胡萝卜收获机、甘蔗收获机等各种收获机、插秧机、拖拉机等田地作业车。而且,也能够应用于草坪修剪机、工程机械等作业车。

<第三实施方式>

基于附图对用于实施本发明的方式进行说明。注意,在以下的说明中,将图15所示的箭头f的方向设为“前”,将箭头b的方向设为“后”。另外,将图15所示的箭头u的方向设为“上”,将箭头d的方向设为“下”。

〔联合收割机的整体结构〕

图15所示,全喂入型的联合收割机301具备履带式的行驶装置311、驾驶部312、脱粒装置313、谷粒箱314、收获装置h、输送装置316、谷粒排出装置318、卫星定位模块380。

行驶装置311在联合收割机301中配备于下部。联合收割机301能够通过行驶装置311自走行驶。

另外,驾驶部312、脱粒装置313、谷粒箱314配备于行驶装置311的上侧。驾驶部312能够供监视联合收割机301的作业的作业者搭乘。注意,作业者也可以从联合收割机301的机外监视联合收割机301的作业。

谷粒排出装置318设于谷粒箱314的上侧。另外,卫星定位模块380安装于驾驶部312的上表面。

收获装置h在联合收割机301中配备于前部。而且,输送装置316设于收获装置h的后侧。另外,收获装置h具有割取装置315以及滚筒317。

割取装置315割取田地的植立谷秆。另外,滚筒317一边进行旋转驱动一边将收获对象的植立谷秆拨入。通过该结构,收获装置h收获田地的谷物。而且,联合收割机301能够进行一边通过割取装置315割取田地的植立谷秆一边通过行驶装置311进行行驶的割取行驶。

由割取装置315割取到的割取谷秆被输送装置316向脱粒装置313输送。在脱粒装置313中,割取谷秆被进行脱粒处理。通过脱粒处理获得的谷粒被存储于谷粒箱314。存储于谷粒箱314的谷粒根据需要被谷粒排出装置318排出到机外。

另外,如图15所示,在驾驶部312配置有通信终端304。通信终端304构成为能够显示各种信息。在本实施方式中,通信终端304固定于驾驶部312。然而,本发明并不限定于此,通信终端304也可以构成为能够相对于驾驶部312装卸,通信终端304还可以位于联合收割机301的机外。

另外,如图16所示,联合收割机301具备存储量传感器314s。存储量传感器314s构成为感测谷粒箱314内的谷粒存储量。另外,本发明的“谷粒存储量”可以是存储的谷粒的体积,也可以是存储的谷粒的重量,还可以是存储的谷粒的堆积高度。

即,存储量传感器314s可以构成为感测谷粒箱314内的谷粒的体积来作为谷粒箱314内的谷粒存储量,也可以构成为感测谷粒箱314内的谷粒的重量来作为谷粒箱314内的谷粒存储量,还可以构成为感测谷粒箱314内的谷粒的堆积高度来作为谷粒箱314内的谷粒存储量。

如此,联合收割机301具有割取田地的植立谷秆的割取装置315、对利用割取装置315割取到的割取谷秆进行脱粒处理的脱粒装置313、存储通过脱粒装置313的脱粒处理获得的谷粒的谷粒箱314以及感测谷粒箱314内的谷粒存储量的存储量传感器314s。

这里,联合收割机301构成为,如图17所示那样在田地中的外周侧的区域一边收获谷物一边进行了环绕行驶之后,如图19所示那样在田地中的内侧的区域进行割取行驶,从而收获田地的谷物。

并且,在该收获作业中,由行驶路径计算系统a计算联合收割机301的行驶路径。以下,对行驶路径计算系统a的构成进行说明。

〔行驶路径计算系统的构成〕

如图16所示,行驶路径计算系统a具备卫星定位模块380、控制部320、行驶距离感测部333、作业状态感测部334、存储量传感器314s、通信终端304。注意,控制部320、行驶距离感测部333、作业状态感测部334配备于联合收割机301。另外,如上所述,卫星定位模块380、存储量传感器314s、通信终端304也配备于联合收割机301。

控制部320具有自车位置计算部321、割取行驶路径计算部322、行驶控制部323、区域计算部324、割取行驶距离计算部325、单位收获量计算部326、存储极限量存储部327、位置预测部328、存储预测部329。

如图15所示,卫星定位模块380接收来自在gps(全球定位系统)中使用的人工卫星gs的gps信号。并且,如图16所示,卫星定位模块380基于接收到的gps信号,将表示联合收割机301的自车位置的定位数据送向自车位置计算部321。

自车位置计算部321基于由卫星定位模块380输出的定位数据,随时间计算联合收割机301的位置坐标。计算出的联合收割机301的经时坐标位置被送向坐标行驶控制部323以及区域计算部324。

区域计算部324基于从自车位置计算部321接收到的联合收割机301的经时位置坐标,如图18所示那样计算外周区域sa以及作业对象区域ca。

更具体而言,区域计算部324基于从自车位置计算部321接收的联合收割机301的经时位置坐标,计算联合收割机301在田地的外周侧的环绕行驶中的行驶轨迹。并且,区域计算部324基于计算出的联合收割机301的行驶轨迹,计算联合收割机301一边收获谷物一边进行了环绕行驶的田地的外周侧的区域,以此来作为外周区域sa。另外,区域计算部324将计算出的外周区域sa的内侧作为作业对象区域ca计算出来。

例如,在图17中,用箭头示出了田地的外周侧的环绕行驶用的联合收割机301的行驶路径。在图17所示的例子中,联合收割机301进行3周的环绕行驶。然后,若沿着该行驶路径完成了割取行驶,则田地变为图18所示的状态。

而且,如上所述,如图18所示,区域计算部324计算联合收割机301一边收获谷物一边进行了环绕行驶的田地的外周侧的区域,以此来作为外周区域sa。另外,区域计算部324将计算出的外周区域sa的内侧作为作业对象区域ca计算出来。

并且,如图16所示,区域计算部324的计算结果被送向割取行驶路径计算部322。

割取行驶路径计算部322基于从区域计算部324接收的计算结果,如图18所示那样计算作业对象区域ca中的割取行驶用的行驶路径即割取行驶路径li。如图18所示,割取行驶路径li由相互平行的多个行驶路线ln构成。

如此,行驶路径计算系统a具备计算田地中的割取行驶用的行驶路径即割取行驶路径li的割取行驶路径计算部322。另外,割取行驶路径li由多个行驶路线ln构成。

如图16所示,由割取行驶路径计算部322计算出的割取行驶路径li被送向行驶控制部323。

行驶控制部323基于从自车位置计算部321接收的联合收割机301的位置坐标和从割取行驶路径计算部322接收的割取行驶路径li控制联合收割机301的自动行驶。更具体而言,如图19所示,行驶控制部323控制联合收割机301的行驶,以通过沿着割取行驶路径li的自动行驶进行割取行驶。

如此,行驶路径计算系统a具备控制联合收割机301以通过沿着割取行驶路径li的自动行驶进行割取行驶的行驶控制部323。

另外,如图16所示,存储量传感器314s的感测结果被送向通信终端304。通信终端304基于从存储量传感器314s接收的感测结果,将谷粒箱314内的谷粒存储量显示于通信终端304的显示器。

作业者能够观察显示于通信终端304的显示器的谷粒存储量。而且,通过由作业者按下谷粒排出按钮(未图示),可开始联合收割机301的谷粒排出作业。

另外,行驶距离感测部333随时间感测联合收割机301的行驶距离。而且,由行驶距离感测部333感测到的行驶距离被送向割取行驶距离计算部325。

作业状态感测部334随时间感测联合收割机301是否是通过割取装置315割取田地的植立谷秆的状态。并且,作业状态感测部334的感测结果被送向割取行驶距离计算部325。

割取行驶距离计算部325基于由行驶距离感测部333感测的行驶距离和作业状态感测部334的感测结果,随时间计算割取行驶距离。割取行驶距离是割取行驶中的行驶距离。

更具体而言,割取行驶距离计算部325从联合收割机301的行驶距离中仅提取联合收割机301通过割取装置315割取田地的植立谷秆的状态下的行驶距离,从而计算割取行驶距离。

并且,由割取行驶距离计算部325计算出的割取行驶距离被送向单位收获量计算部326。另外,存储量传感器314s的感测结果也被送向单位收获量计算部326。

单位收获量计算部326基于存储量传感器314s的感测结果和由割取行驶距离计算部325计算出的割取行驶距离,计算单位收获量。单位收获量是每单位割取行驶距离收获的谷粒的量。

并且,由单位收获量计算部326计算出的单位收获量被送向位置预测部328。

如此,行驶路径计算系统a具备计算每单位割取行驶距离收获的谷粒的量即单位收获量的单位收获量计算部326。

如图16所示,位置预测部328从自车位置计算部321取得联合收割机301的位置坐标。另外,位置预测部328从割取行驶路径计算部322取得割取行驶路径li。另外,位置预测部328从存储量传感器314s取得感测结果。另外,位置预测部328取得存储于存储极限量存储部327的规定的存储极限量(相当于本发明的“阈值”)。

注意,该存储极限量例如可以是与谷粒箱314中的存储空间的100%相当的谷粒量,也可以是除此以外的谷粒量。

并且,位置预测部328基于从存储极限量存储部327取得的存储极限量、存储量传感器314s的感测结果以及由单位收获量计算部326计算出的单位收获量,预测谷粒存储量达到存储极限量的时刻的联合收割机301的位置。

详细来说,位置预测部328基于从存储极限量存储部327取得的存储极限量、存储量传感器314s的感测结果以及由单位收获量计算部326计算出的单位收获量,计算可行驶距离。可行驶距离是联合收割机301到谷粒箱314内的谷粒存储量达到存储极限量为止可通过割取行驶而行驶的极限距离。

更具体而言,位置预测部328用存储极限量与当前时刻的谷粒存储量之差除以单位收获量,从而计算可行驶距离。

并且,位置预测部328基于计算出的可行驶距离、联合收割机301在当前时刻的位置坐标、以及割取行驶路径li,预测谷粒存储量达到存储极限量的时刻的联合收割机301的位置。

位置预测部328的位置预测结果被送向存储预测部329。

如此,行驶路径计算系统a具备位置预测部328,该位置预测部328基于存储极限量、存储量传感器314s的感测结果以及由单位收获量计算部326计算出的单位收获量,预测谷粒存储量达到存储极限量的时刻的联合收割机301的位置。

存储预测部329基于从位置预测部328接收的位置预测结果,预测谷粒存储量是否会在联合收割机301沿下一行驶路线lnb行驶的中途达到存储极限量。

注意,下一行驶路线lnb是多个行驶路线ln中的、联合收割机301接着当前行驶路线lna而行驶的预定的行驶路线ln。另外,当前行驶路线lna是多个行驶路线ln中的、联合收割机301在当前时刻行驶的行驶路线ln。

若详细叙述存储预测部329的预测,则在由位置预测部328预测出的联合收割机301的位置为下一行驶路线lnb的中途位置的情况下,存储预测部329预测为谷粒存储量会在下一行驶路线lnb的中途达到存储极限量。

注意,如上所述,位置预测部328的位置预测结果基于存储量传感器314s的感测结果。并且,存储预测部329的预定基于位置预测部328的位置预测结果。即,存储预测部329的预测基于存储量传感器314s的感测结果。

如此,行驶路径计算系统a具备存储预测部329,该存储预测部329基于存储量传感器314s的感测结果,预测谷粒存储量是否会在接着将要行驶的预定的行驶路线ln即下一行驶路线lnb的中途达到存储极限量。

并且,存储预测部329的预测结果被送向割取行驶路径计算部322。

割取行驶路径计算部322构成为,在利用存储预测部329预测为谷粒存储量会在下一行驶路线lnb的中途达到存储极限量的情况下,进行行驶路线校正处理。注意,行驶路线校正处理是校正下一行驶路线lnb以使谷粒存储量不会在下一行驶路线lnb的中途达到存储极限量的处理。

并且,在本实施方式中,割取行驶路径计算部322在行驶路线校正处理中以使割取装置315的割取宽度减少的方式校正下一行驶路线lnb。

如此,在利用存储预测部329预测为谷粒存储量会在下一行驶路线lnb的中途达到存储极限量的情况下,割取行驶路径计算部322进行校正下一行驶路线lnb以使谷粒存储量不会在下一行驶路线lnb的中途达到存储极限量的行驶路线校正处理。

〔利用了行驶路径计算系统的收获作业的流程〕

以下,作为利用了行驶路径计算系统a的收获作业的例子,对联合收割机301在图17所示的田地中进行收获作业的情况下的流程进行说明。

最初,作业者手动操作联合收割机301,如图17所示,在田地内的外周部分,以沿田地的分界线环绕的方式进行割取行驶。在图17所示的例子中,联合收割机301进行3周环绕行驶。若完成了该环绕行驶,则田地变为图18所示的状态。

区域计算部324基于从自车位置计算部321接收的联合收割机301的经时位置坐标,计算图17所示的环绕行驶中的联合收割机301的行驶轨迹。然后,如图18所示,区域计算部324基于计算出的联合收割机301的行驶轨迹,计算联合收割机301一边割取植立谷秆一边进行了环绕行驶的田地的外周侧的区域,以此来作为外周区域sa。另外,区域计算部324将计算出的外周区域sa的内侧作为作业对象区域ca计算出来。

接下来,割取行驶路径计算部322基于从区域计算部324接收的计算结果,如图18所示那样计算作业对象区域ca中的割取行驶路径li。割取行驶路径li由相互平行的多个行驶路线ln构成。

然后,作业者按下自动行驶开始按钮(未图示),从而如图19所示,开始沿着割取行驶路径li的自动行驶。此时,行驶控制部323以通过沿着割取行驶路径li的自动行驶进行割取行驶的方式控制联合收割机301的行驶。

注意,在本实施方式中,如图17至图19所示,运输车cv在田地外驻车。而且,在外周区域sa中,在运输车cv的附近位置设定有停车位置pp。

运输车cv能够将联合收割机301从谷粒排出装置318排出的谷粒收集并运输。在排出谷粒时,联合收割机301在停车位置pp停车,利用谷粒排出装置318将谷粒向运输车cv排出。

在联合收割机301在田地中进行收获作业时,如上所述,作业者能够观察显示于通信终端304的显示器的谷粒存储量。而且,通过由作业者按下谷粒排出按钮(未图示),可开始联合收割机301的谷粒排出作业。

若谷粒排出作业开始,则联合收割机301自动地向停车位置pp行驶。然后,联合收割机301在停车位置pp停车,利用谷粒排出装置318将谷粒向运输车cv排出。若完成了谷粒排出作业,则联合收割机301恢复到沿着割取行驶路径li的自动行驶。

并且,若沿着作业对象区域ca中的所有行驶路线ln完成了割取行驶,则整个田地完成收获。

〔关于行驶路线校正处理〕

如图19所示,在联合收割机301沿着行驶路线ln进行割取行驶的期间,始终利用位置预测部328预测谷粒存储量达到存储极限量的时刻的联合收割机301的位置。

在由位置预测部328预测出的联合收割机301的位置不是下一行驶路线lnb的中途位置的情况下,存储预测部329预测为谷粒存储量不会在下一行驶路线lnb的中途达到存储极限量。因而,在该情况下,不进行上述的行驶路线校正处理。

与此相对,在由位置预测部328预测出的联合收割机301的位置为下一行驶路线lnb的中途位置的情况下,存储预测部329预测为谷粒存储量会在下一行驶路线lnb的中途达到存储极限量。因而,在该情况下,进行上述的行驶路线校正处理。

以下,作为进行行驶路线校正处理的情况下的例子,参照图20以及图21对行驶路线校正处理进行说明。

在图20所示的例子中,联合收割机301在田地的作业对象区域ca中正沿行驶路线ln进行割取行驶。

图20所示的作业对象区域ca中的已收割区域ca2是已完成割取作业的区域。而且,联合收割机301割取作业对象区域ca中的未收割区域ca1的植立谷秆。

如图20所示,联合收割机301沿位于未收割区域ca1的端部的行驶路线ln(当前行驶路线lna)进行割取行驶。此时,联合收割机301的割取装置315的割取宽度为宽度w1。注意,宽度w1是能够通过割取装置315割取的最大宽度。

另外,如图20所示,下一行驶路线lnb与当前行驶路线lna相邻。而且,此时,假设由位置预测部328预测出的联合收割机301的位置为位置p1。如图20所示,位置p1是下一行驶路线lnb的中途位置。

此时,由于由位置预测部328预测出的联合收割机301的位置是下一行驶路线lnb的中途位置,因此存储预测部329预测为谷粒存储量会在下一行驶路线lnb的中途达到存储极限量。其结果,进行割取行驶路径计算部322的行驶路线校正处理。

如图21所示,在该行驶路线校正处理中,以使下一行驶路线lnb向接近当前行驶路线lna的方向变更位置的方式校正下一行驶路线lnb。

如图20所示,在联合收割机301沿校正前的下一行驶路线lnb进行割取行驶的情况下,联合收割机301的割取装置315的割取宽度为宽度w1。与此相对,如图21所示,在联合收割机301沿校正后的下一行驶路线lnb进行割取行驶的情况下,联合收割机301的割取装置315的割取宽度为宽度w2。而且,宽度w2比宽度w1小。

即,通过校正下一行驶路线lnb,使联合收割机301沿下一行驶路线lnb进行割取行驶时的割取装置315的割取宽度从宽度w1减少到宽度w2。这是因为,如图21所示,在联合收割机301沿校正后的下一行驶路线lnb进行割取行驶的情况下,割取装置315的一部分通过已收割区域ca2。

如以上说明,在本实施方式的行驶路线校正处理中,以使割取装置315的割取宽度减少的方式校正下一行驶路线lnb。而且,通过行驶控制部323的控制,联合收割机301沿校正后的下一行驶路线lnb自动行驶。

根据以上说明的结构,在利用存储预测部329预测为谷粒存储量会在接下来行驶的预定的行驶路线ln即下一行驶路线lnb的中途达到存储极限量的情况下,进行行驶路线校正处理。通过该行驶路线校正处理,校正下一行驶路线lnb以使谷粒存储量不会在下一行驶路线lnb的中途达到存储极限量。然后,只要联合收割机301基于校正后的下一行驶路线lnb行驶,谷粒存储量就不会在下一行驶路线lnb的中途达到存储极限量。

因而,根据以上说明的结构,能够避免谷粒存储量在行驶路线ln的中途达到存储极限量。而且,只要将存储极限量设定为与谷粒箱314的装满量相当的谷粒量以下,就能够避免谷粒箱314在行驶路线ln的中途装满。

并且,根据以上说明的结构,通过使联合收割机301沿着校正后的下一行驶路线lnb进行割取行驶,易于向谷粒箱314内存储尽可能多的谷粒。由此,容易防止作业效率的降低。

即,根据以上说明的结构,容易避免联合收割机301的谷粒箱314在行驶路线ln的中途装满,同时容易向谷粒箱314内存储尽可能多的谷粒而防止作业效率的降低。

〔第三实施方式的第一其它实施方式〕

在上述实施方式的行驶路线校正处理中,以减少割取装置315的割取宽度的方式校正下一行驶路线lnb。

然而,本发明并不限定于此。以下,以与上述实施方式的不同点为中心对本发明的第一其它实施方式进行说明。以下说明的部分以外的结构与上述实施方式相同。另外,对于与上述实施方式相同的结构,标注相同的附图标记。

图22是表示本发明的第一其它实施方式中的行驶路线校正处理的图。如图22所示,联合收割机301正在沿位于未收割区域ca1的端部的行驶路线ln(当前行驶路线lna)进行割取行驶。

而且,此时,假设由位置预测部328预测出的联合收割机301的位置为位置p2。如图22所示,位置p2是下一行驶路线lnb的中途位置。

此时,由于由位置预测部328预测出的联合收割机301的位置是下一行驶路线lnb的中途位置,因此存储预测部329预测为谷粒存储量会在下一行驶路线lnb的中途达到存储极限量。其结果,进行割取行驶路径计算部322的行驶路线校正处理。

如图22所示,在该第一其它实施方式的行驶路线校正处理中,以使下一行驶路线lnb变短的方式进行校正。

详细来说,如图22所示,在行驶路线校正处理前,行驶路线ln沿长方形状的作业对象区域ca的长度方向延伸。而且,通过行驶路线校正处理,下一行驶路线lnb被校正为沿作业对象区域ca的短边方向延伸。由此,下一行驶路线lnb变短。

根据该结构,在利用存储预测部329预测为谷粒存储量会在下一行驶路线lnb的中途达到存储极限量的情况下,以使下一行驶路线lnb变短的方式进行校正。而且,通过使下一行驶路线lnb变短,使得在整个下一行驶路线lnb中进行割取行驶的情况下获得的谷粒量减少。由此,谷粒存储量难以在下一行驶路线lnb的中途达到存储极限量。

即,根据该结构,在行驶路线校正处理中,能够可靠地进行使谷粒存储量不会在下一行驶路线lnb的中途达到存储极限量的校正。

〔第三实施方式的第二其它实施方式〕

在上述实施方式中,联合收割机301为全喂入型。

然而,本发明并不限定于此。以下,以与上述实施方式的不同点为中心对本发明的第二其它实施方式进行说明。以下说明的部分以外的结构与上述实施方式相同。

图23是表示本发明的第二其它实施方式中的联合收割机302的图。如图23所示,联合收割机302为半喂入型,并且是收割6行的规格。

在该第二其它实施方式的行驶路线校正处理中,以使联合收割机302的割取行数减少的方式校正下一行驶路线lnb。此时,例如,下一行驶路线lnb被校正为,使联合收割机302以横跨未收割地的垄与已收割地的垄的状态行驶。由此,联合收割机302的割取行数减少。即,联合收割机302的割取宽度减少。

注意,例如,在行驶路线校正处理中,可以以割取行数从6行减少为5行的方式校正下一行驶路线lnb,也可以以减少为4行以下的行数的方式校正下一行驶路线lnb。

另外,联合收割机302中的割取行驶路径计算部322构成为接收从插秧机或者管理服务器发送来的行信息。注意,该行信息中包含田地中的行的位置信息。并且,割取行驶路径计算部322基于接收的行信息,进行行驶路线校正处理。

如图23所示,如果田地的谷物是行栽植,则容易准确地掌握与割取行数对应的谷粒的收获量。因此,在行栽植的田地中,通过以割取行数为基准进行行驶路线校正处理,能够高精度地进行谷粒的收获量的调节。由此,容易向谷粒箱314内存储尽可能多的谷粒。

注意,以上所记载的各实施方式仅为一个例子,本发明并不限定于此,能够适当变更。

〔第三实施方式的其它实施方式〕

(1)行驶装置311可以是轮式,也可以是半履带式。

(2)在上述实施方式中,割取行驶路径li由相互平行的多个行驶路线ln构成,但本发明并不限定于此。例如,割取行驶路径li也可以由配置为网格状的多个行驶路线ln构成。

(3)在上述实施方式中,作业者手动操作联合收割机301,如图17所示,在田地内的外周部分以沿田地的分界线环绕的方式进行割取行驶。然而,本发明并不限定于此,也可以构成为,联合收割机301自动行驶,在田地内的外周部分以沿田地的分界线环绕的方式进行割取行驶。

(4)在上述实施方式中,联合收割机301沿着割取行驶路径li的行驶是在行驶控制部323的控制下通过自动行驶进行的。然而,本发明并不限定于此,联合收割机301沿着割取行驶路径li的行驶也可以通过手动操作进行。在该情况下,也可以使行驶路线ln以及联合收割机301的当前位置显示于通信终端304。另外,也可以使经行驶路线校正处理校正后的下一行驶路线lnb作为对作业者的指引而显示于通信终端304。

(5)也可以是,在利用存储预测部329预测为谷粒存储量会在下一行驶路线lnb的中途达到存储极限量的情况下,从以下的一状态变更为以下的另一状态:一状态是以使卫星定位模块380的位置和行驶路线ln一致的方式进行自动行驶的状态,另一状态是以使联合收割机301的机体中的与卫星定位模块380不同的位置和行驶路线ln一致的方式进行自动行驶的状态。这种变更实质上也相当于本发明的“行驶路线校正处理”。

(6)也可以将自车位置计算部321、割取行驶路径计算部322、行驶控制部323、区域计算部324、割取行驶距离计算部325、单位收获量计算部326、存储极限量存储部327、位置预测部328、存储预测部329中的一部分或者全部配备于联合收割机301的外部,例如,也可以配备于在联合收割机301的外部设置的管理服务器中。

(7)存储预测部329也可以计算出联合收割机301在整个下一行驶路线lnb中进行割取行驶的情况下的谷粒存储量的预测值。另外,存储预测部329也可以在计算出的谷粒存储量的预测值为存储极限量以上的情况下,预测为谷粒存储量会在下一行驶路线lnb的中途达到存储极限量。

(8)也可以不设置行驶距离感测部333。

(9)也可以不设置作业状态感测部334。

(10)也可以不设置割取行驶距离计算部325。

(11)也可以不设置单位收获量计算部326。

(12)也可以不设置位置预测部328。

(13)也可以不设置行驶控制部323。

(14)也可以不设置通信终端304。

(15)本发明不仅能够利用于全喂入型的联合收割机,也能够利用于半喂入型的联合收割机。

注意,上述的第一实施方式~第三实施方式(包含其它实施方式,以下相同)中公开的结构只要不产生矛盾,就能够与其它实施方式中公开的结构组合应用,另外,本说明书中公开的各实施方式是示例,本发明的实施方式并不限定于此,能够在不脱离本发明的目的范围内适当改变。

附图标记说明

5:控制单元

10:车身

50:自车位置计算部

51:行驶控制部

52:作业控制部

53:行驶模式管理部

54:作业区域确定部

55:行驶路径设定部

56:位置偏移值计算部

57:校正值计算部

58:行驶路径位移部

80:自车位置检测模块

81:卫星定位模块

82:惯性测量模块

h:收获部(作业装置)

210:行驶车身(车身)

211:行驶装置

241:转弯信息管理部

242:下一行驶路径选择部

205:控制单元

251:行驶控制部

2511:手动行驶控制部

2512:自动行驶控制部

2513:转向量计算部

252:作业控制部

253:行驶模式管理部

254:行驶路径设定部

255:自车位置计算部

280:自车位置检测模块

281:卫星定位模块

282:惯性定位模块

ca:作业对象区域

sa:外周区域

301:联合收割机

313:脱粒装置

314:谷粒箱

314s:存储量传感器

315:割取装置

322:割取行驶路径计算部

323:行驶控制部

326:单位收获量计算部

328:位置预测部

329:存储预测部

a:行驶路径计算系统

li:割取行驶路径

ln:行驶路线

lnb:下一行驶路线


技术特征:

1.一种作业车,其通过沿行驶路径自动行驶而将作业地划分为已作业区域与未作业区域,其中,所述作业车具备:

作业装置,其规定作业宽度;

行驶路径设定部,其设定隔开路径间隔且平行延伸的多个行驶路径,该路径间隔基于所述作业宽度与预先设定于所述作业宽度的两侧的重叠值而确定;

自车位置计算部,其计算自车位置;

位置偏移值计算部,其计算所述自车位置从正作为行驶目标的所述行驶路径向所述已作业区域侧发生位置偏移时的位置偏移值;

校正值计算部,其求出所述重叠值与所述位置偏移值的差值,将不超过所述差值的值设为校正值;

行驶路径位移部,其基于所述校正值使设定于所述未作业区域的所述行驶路径向所述未作业区域侧位移。

2.一种作业车,其通过沿行驶路径自动行驶而将作业地划分为已作业区域与未作业区域,其中,所述作业车具备:

作业装置,其规定作业宽度;

行驶路径设定部,其相对于行驶中的所述行驶路径设定隔开路径间隔且平行延伸的所述行驶路径当作成为下一行驶目标的目标行驶路径,该路径间隔基于所述作业宽度与预先设定于所述作业宽度的两侧的重叠值而确定;

自车位置计算部,其计算自车位置;

位置偏移值计算部,其计算所述自车位置从正作为行驶目标的所述行驶路径向所述已作业区域侧发生位置偏移时的位置偏移值;

校正值计算部,其求出所述重叠值与所述位置偏移值的差值,将不超过所述差值的值设为校正值;

行驶路径位移部,其基于所述校正值使所述目标行驶路径向所述未作业区域侧位移。

3.根据权利要求1或2所述的作业车,其中,

所述校正值是所述差值,所述行驶路径位移部使所述行驶路径位移所述校正值的值。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的作业车,其中,

所述自车位置计算部基于从卫星定位模块或者惯性测量模块或者卫星定位模块及惯性测量模块双方输出的信号计算所述自车位置。

5.一种作业车,其沿行驶路径在作业地上行驶,该行驶路径包含相互平行地延伸的多个平行行驶路径和将所述平行行驶路径彼此相连的换向行驶路径,其中,所述作业车具备:

行驶装置,其能够转向;

作业装置;

转弯信息管理部,其管理与左转弯时的所述作业装置的作业宽度中心的转弯轨迹相关的左转弯轨迹信息、与右转弯时的所述作业宽度中心的转弯轨迹相关的右转弯轨迹信息以及所述行驶装置的最小转弯半径;

下一行驶路径选择部,其基于所述左转弯轨迹信息、所述右转弯轨迹信息以及所述最小转弯半径,确定对下一行驶路径的选择,所述下一行驶路径是接着行驶中的所述平行行驶路径即当前行驶路径而行驶的所述平行行驶路径。

6.根据权利要求5所述的作业车,其中,

所述下一行驶路径选择部将从所述当前行驶路径向所述下一行驶路径的换向行驶距离短作为选择条件。

7.根据权利要求5或6所述的作业车,其中,具备:

卫星定位模块,其基于来自卫星的卫星信号输出定位数据;

自车位置计算部,其基于所述定位数据计算自车位置;

转向量计算部,其基于所述行驶路径与所述自车位置的偏差计算转向量。

8.根据权利要求7所述的作业车,其中,

成为所述卫星定位模块的定位基准点的卫星天线配置于所述行驶装置的胎面中心线上。

9.一种行驶路径选择系统,其用于沿行驶路径在作业地上行驶的作业车,该行驶路径包含相互平行地延伸的多个平行行驶路径和将所述平行行驶路径彼此相连的换向行驶路径,其中,所述行驶路径选择系统具备:

转弯信息管理部,其管理与左转弯时的所述作业车的作业宽度中心的转弯轨迹相关的左转弯轨迹信息、与右转弯时的所述作业宽度中心的转弯轨迹相关的右转弯轨迹信息以及所述作业车的行驶装置的最小转弯半径;

下一行驶路径选择部,其基于所述左转弯轨迹信息、所述右转弯轨迹信息以及所述最小转弯半径,确定对下一行驶路径的选择,所述下一行驶路径是接着行驶中的所述平行行驶路径即当前行驶路径而行驶的所述平行行驶路径。

10.一种行驶路径计算系统,其计算联合收割机的行驶路径,该联合收割机具有割取田地的植立谷秆的割取装置、对利用所述割取装置割取到的割取谷秆进行脱粒处理的脱粒装置、存储通过所述脱粒装置的脱粒处理获得的谷粒的谷粒箱以及对所述谷粒箱内的谷粒存储量进行感测的存储量传感器,其中,

所述行驶路径计算系统具备割取行驶路径计算部,该割取行驶路径计算部计算田地中的用于割取行驶的行驶路径即割取行驶路径,

所述割取行驶路径由多个行驶路线构成,

所述行驶路径计算系统具备存储预测部,该存储预测部基于所述存储量传感器的感测结果,预测所述谷粒存储量是否会在接下来将要行驶的预定的所述行驶路线即下一行驶路线的中途达到规定的阈值,

在利用所述存储预测部预测为所述谷粒存储量会在所述下一行驶路线的中途达到所述阈值的情况下,所述割取行驶路径计算部进行校正所述下一行驶路线以使所述谷粒存储量不会在所述下一行驶路线的中途达到所述阈值的行驶路线校正处理。

11.根据权利要求10所述的行驶路径计算系统,其中,

所述行驶路径计算系统具备行驶控制部,该行驶控制部控制所述联合收割机以通过沿着所述割取行驶路径的自动行驶进行割取行驶,

所述割取行驶路径计算部在所述行驶路线校正处理中以减少所述割取装置的割取宽度的方式校正所述下一行驶路线。

12.根据权利要求10或11所述的行驶路径计算系统,其中,具备:

单位收获量计算部,其计算每单位割取行驶距离收获的谷粒的量即单位收获量;

位置预测部,其基于所述阈值、所述存储量传感器的感测结果以及由所述单位收获量计算部计算出的所述单位收获量,预测所述联合收割机在所述谷粒存储量达到所述阈值的时刻的位置;

在由所述位置预测部预测出的所述联合收割机的位置为所述下一行驶路线的中途位置的情况下,所述存储预测部预测为所述谷粒存储量会在所述下一行驶路线的中途达到所述阈值。

技术总结
提供一种作业车,该种作业车能够对由重叠量的过度确定导致的无用的作业行驶进行抑制。作业车具备:作业装置,其规定作业宽度(W);行驶路径设定部,其设定隔开路径间隔且平行延伸的多个行驶路径(RL1、RL2),该路径间隔基于作业宽度(W)与预先设定于作业宽度(W)的两侧的重叠值(L)而确定;位置偏移值计算部,其对计算出的自车位置从正作为行驶目标的行驶路径(RL1)向已作业区域侧发生偏移位置时的位置偏移值(δ)进行计算;校正值计算部,其求出重叠值与位置偏移值的差值,将不超过差值的值设为校正值(d);行驶路径位移部,其基于校正值(d)使设定于未作业区域的行驶路径(RL2)向未作业区域侧位移。

技术研发人员:阪口和央;佐野友彦;吉田脩;中林隆志
受保护的技术使用者:株式会社久保田
技术研发日:2018.12.13
技术公布日:2020.06.26

介绍作业车、用于作业车的行驶路径选择系统以及行驶路径计算系统的制作方法的相关内容如下:

本文标题:介绍作业车、用于作业车的行驶路径选择系统以及行驶路径计算系统的制作方法
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