作业车辆系统

技术领域

本发明涉及作业车辆系统。

背景技术

目前，已知一种作业车辆系统，在农田内设定作业区域及田头区域，当作业车辆处于田头区域的情况下指示作业开始，则在田头区域行驶直至作业开始位置，开始作业(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2017－162373号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，在田头区域行驶并移动至作业开始位置的情况下，直至作业开始位置的移动时间边长，存在作业开始延迟的问题。

本发明鉴于上述情况而做成，其目的在于提供高效地移动至作业开始位置的作业车辆系统。

用于解决课题的方案

为了解决上述课题，实现目的，实施方式的一个方案的作业车辆系统具备：行驶车体；作业机，其装配于行驶车体；定位装置，其测定行驶车体的位置；控制装置，其使行驶车体沿预先设定的作业路径自主行驶，通过作业机进行作业；以及终端装置，其能够设定作业路径中的作业开始地点。终端装置设定是否将行驶车体从行驶开始地点到作业开始地点的行驶路径设为直线连结行驶开始地点和作业开始地点的直线行驶路径。

发明的效果

根据实施方式的一个方案，能够高效地移动至作业开始位置。

附图说明

图1是实施方式的作业车辆系统的说明图。

图2是表示牵引车的控制系统的块图。

图3是说明农田中的预定作业路径的概略图。

图4是表示信息处理终端的块图。

图5是表示直线行驶路径的一例的图。

图6是表示作业路径通过路径的一例的图。

图7是表示田头行驶路径的一例的图。

图8是说明作业准备路径设定处理的流程图。

图9是显示进行作业的农田等的图像的一例。

图10是显示使作业者选择作业准备路径的图像的信息处理终端的一例。

图中：

1—牵引车，2—行驶车体，30—定位装置，40—控制装置，100—信息处理终端(终端装置)，200—作业车辆系统，A—田头区域，P1—作业开始地点，P2—行驶开始地点，L1—直线前进作业路径，L2—直线行驶路径，L3—作业路径通过路径，L4—田头行驶路径，W—作业机。

具体实施方式

以下，参照附图，对本申请公开的作业车辆系统的实施方式详细进行说明。此外，本发明不由以下所示的实施方式限定。

首先，参照图1，对实施方式的作业车辆系统200的整体结构进行说明。图1是实施方式的作业车辆系统200的说明图。作业车辆系统200具备作为作业车辆的牵引车1和信息处理终端100。

牵引车1是一边自主行驶一边在农田等进行作业的农业用牵引车。另外，牵引车1除了操纵者(也称为作业者。)搭乘，一边在农田内行驶走一边实施预定的作业，还通过以后述的控制装置40(参照图2)为中心的控制系统的各部分的控制，一边在农田内自主行驶(自动行驶)一边执行预定的作业。

另外，以下，前后方向是指牵引车1直线前进时的行进方向，将行进方向的前方侧规定为“前”，将后方侧规定为“后”。牵引车1的行进方向是指在直线前进时，从后述的操纵席8朝向方向盘9的方向。

左右方向是指相对于前后方向水平正交的方向。以下，朝向“前”侧规定左右。即，在牵引车1的操纵者落座于操縦席8朝向前方的状态下，左手侧为“左”，右手侧为“右”。

上下方向是指平行于铅垂方向的方向。前后方向、左右方向以及上下方向彼此正交。此外，各方向是为了便于说明而定义的，本发明不被这些方向限定。

如图1所示，牵引车1具备行驶车体2和作业机W。行驶车体2具备车体框架3、前轮4、后轮5、发动机罩6、发动机E、操纵部7以及变速箱体10。车体框架3是行驶车体2的主框架。

前轮4是左右一对，主要为转向用的车轮(转向轮)。后轮5是左右一对，主要为驱动用的车轮(驱动轮)。牵引车1也可以构成为可切换后轮5驱动的两轮驱动(2WD)和前轮4及后轮5一起驱动的四轮驱动(4WD)。该情况下，驱动轮为前轮4及后轮5双方。此外，行驶车体2也可以取代车轮(前轮4及后轮5)而具备履带装置。该情况下，行驶履带为驱动轮。

发动机罩6开闭自如地设于行驶车体2的前部。发动机罩6可以以后部为转动中心在上下方向上转动(开闭)。发动机罩6在关闭状态下覆盖搭载于车体框架3上的发动机E。发动机E是牵引车1的驱动源，是柴油机、汽油机等热力机。

操纵部7设于行驶车体2的上部，具备操纵席8、方向盘9等。操纵部7也可以通过被设于行驶车体2的上部的驾驶室7a覆盖而形成。操纵席8是操纵者的座席。在使作为转向轮的前轮4转向的情况下，由操纵者操作方向盘9。此外，操纵部7在方向盘9的前方具备显示各种信息的显示部(仪表板)。

另外，操纵部7具备前进后退杆、加速杆、主变速杆、副变速杆等各种操作杆、加速踏板、制动踏板、离合器踏板等各种操作踏板。

变速箱体10容纳变速器(变速机构)。变速器将从发动机E传递的动力(旋转动力)适当减速，传递至作为驱动轮的后轮5、PTO(Power Take-off)轴。

在行驶车体2的后部连结有在农田内进行作业的作业机W，传递对作业机W进行驱动的动力的PTO轴从变速箱体10向后方突出。PTO轴将由变速器适当减速的旋转动力传递至装配于行驶车体2的至少后部的作业机W。

另外，在行驶车体2的后部设有使作业机W升降的升降装置12。升降装置12通过使作业机W上升，使作业机W移动到非作业位置。非作业位置例如在行驶车体2后退的情况下、行驶车体2转弯的情况下，是使作业机W上升的位置。另外，升降装置12通过使作业机W下降，使作业机W移动到对地作业位置。升降装置12具备液压式的升降缸筒121、提升臂122、提升杆123、下联杆124以及上联杆125。

提升臂122当对升降缸筒121供给工作油时，绕成为转动支点的轴AX以使作业机W上升的方式转动，当从升降缸筒121排出工作油时，绕轴AX以使作业机W下降的方式转动。此外，在提升臂122的基部(轴AX附近)设有探测提升臂122的转动角度的提升臂传感器26。作业机W的高度基于提升臂传感器26的探测结果、作业机W而算出。

另外，提升臂122经由提升杆123连结于下联杆124。这样，升降装置12通过下联杆124和上联杆125相对于行驶车体2可升降地连结作业机W。

作业机W是在农田内进行作业的机械。在图1所示的例中，作业机W是在农田中进行耕耘作业的旋转耕耘机。旋转耕耘机利用从PTO轴传递的动力使耕耘爪61旋转，从而对农田面(土壤)进行耕耘。此外，作业机W不限于旋转耕耘机。

另外，牵引车1具备控制装置40(参照图2)。控制装置40控制发动机E，并且控制行驶车体2的行驶速度。另外，控制装置40控制作业机W。牵引车1能够根据控制装置40的控制自主行驶。

另外，牵引车1具备定位装置30。定位装置30设于行驶车体2的上部，测定行驶车体2的位置。定位装置30例如是GNSS(Global Navigation Satellite System，全球导航卫星系统)，能够接受来自在天空中环绕的航天卫星S的电波进行定位及计时。

另外，牵引车1通过作业者对信息处理终端(终端装置)100的操作能够进行特定的农田中的各种作业的设定等。信息处理终端100为平板终端、智能电话、PDA(PersonalDigital Assistant，掌上电脑)。此外，信息处理终端100也可以是笔记本PC(PersonalComputer)。

另外，牵引车1具备障碍物传感器20。障碍物传感器20具备前方传感器21和后方传感器22。前方传感器21例如安装于设于发动机罩6的前方的传感器安装支柱13等、配置于行驶车体2的前部，探测存在于行驶车体2的前方的障碍物(人、物体)。

后方传感器22例如安装于驾驶室7a的上部等、配置于行驶车体2的后部上侧，探测存在于行驶车体2的后方的障碍物。

另外，前方传感器21及后方传感器22均为中距离传感器，优选为红外线传感器。前方传感器21及后方传感器22放射红外线光束，探测来自障碍物的反射光。前方传感器21具有向前方延伸的探测区域。另外，后方传感器22具有向后方延伸的探测区域。

前方传感器21及后方传感器22例如在放射红外线光束后，测定直至探测到来自障碍物的反射光的时间，从而能够探测直至障碍物的距离。作为红外线传感器的前方传感器21及后方传感器22二维地探测障碍物，例如为从数米到数10米左右的探测区域。此外，作为障碍物传感器20，也可以使用红外线传感器以外的其它中距离传感器。

接下来，参照图2，对以控制装置40为中心的牵引车1的控制系统进行说明。图2是表示牵引车1的控制系统的块图。如图2所示，控制装置40具备发动机ECU(ElectronicControl Unit，车载电脑)41、行驶系ECU42以及作业机升降系ECU43。发动机ECU41控制发动机E的转速。行驶系ECU42控制驱动轮的旋转，从而控制行驶车体2(参照图1)的行驶速度。作业机升降系ECU43控制升降装置12，对作业机W进行升降控制。

控制装置40可以通过电子控制控制各部分，以具有CPU(Central ProcessingUnit)等的处理部为代表，具备存储有各种程序、对每一农田预先设定的行驶车体2的预定行驶路径等所需的数据类的存储部等。

如图2所示，在控制装置40连接有定位装置(GNSS)30、发动机旋转传感器23、车速传感器24、转角传感器25、障碍物传感器20(前方传感器21及后方传感器22)、提升臂传感器26等各种传感器类。此外，发动机旋转传感器23探测发动机E的转速。车速传感器24探测行驶车体2(参照图1)的行驶速度(车速)。转角传感器25探测作为转向轮的前轮4(参照图1)的转角。转角传感器25探测行驶车体2的转弯。

向控制装置40分别从定位装置30输入农田等的行驶车体2的位置信息、从发动机旋转传感器23输入发动机E的转速、从车速传感器24输入行驶车体2的行驶速度、从转角传感器25输入前轮4的转角。控制装置40在使牵引车1自主行驶的情况下，使用转角传感器25的检测结果，一边对前轮4的转角进行反馈一边控制连结于方向盘9的转向缸筒，从而使方向盘9自动转向。

另外，在控制装置40中，发动机ECU41连接于发动机E，行驶系ECU42连接于转向装置51、变速装置52以及制动装置53等，作业机升降系ECU43连接于升降装置12。

其中，作业机升降系ECU43向升降装置12输出作业机升降信号。升降装置12基于从作业机升降系ECU43输出的作业机升降信号对作业机W进行升降驱动。

另外，控制装置40是牵引车1一边自主行驶一边进行作业的模式的“自动驾驶模式”。控制装置40在自动驾驶模式中，对每一农田预先确定与作业机W的作业内容相应的预定作业路径(作业路径)，并数据化，存储于存储部。控制装置40基于定位装置30的测定结果控制发动机E、操舵装置51、变速装置52、制动装置53以及升降装置12等各部，以沿预定作业路径行驶。此外，预定作业路径根据农田的形状、大小、形成于农田内的垄的宽度、长度以及个数、以及作物的种类等预先设定。预定作业路径也可以存储有人行驶的作业时的行驶路径。

如图3所示，预定作业路径设于比农田的田头区域A靠内侧。图3是说明农田中的预定作业路径的概略图。预定作业路径包括多个平行的直线进行作业路径L1及连接直线行进作业路径L1的转弯路径(未图示)。转弯路径设为连接某直线行进作业路径L1和接下来进行作业的直线行进作业路径L1。例如，转弯路径是连结某直线行进作业路径L1的终点和接下来进行作业的直线行进作业路径L1的始点，使牵引车1转弯的路径。

此外，预定作业路径的一部分例如转弯路径的一部也可以包括田头区域A。即，预定作业路径比田头区域A靠内侧包括沿着预定作业路径的牵引车1的行驶路径的一部分为田头区域A的情况。

返回图2，控制装置40例如与作业者可携带的信息处理终端100无线连接。控制装置40基于来自作业者操作的信息处理终端100的指示信号控制牵引车1的各部。另外，控制装置40也可以构成为，保持牵引车1的机体信息数据库，能够从信息处理终端100等进行型号等信息、行驶车体2的位置信息的授受。

另外，控制装置40在由前方传感器21、或后方传感器22探测到障碍物的情况下，使行驶车体2停止。另外，控制装置40在前方传感器21或后方传感器22探测到障碍物的情况下，使发动机E停止、使向PTO轴的旋转动力的传递中止。另外，控制装置40在前方传感器21或后方传感器22探测到障碍物的情况下，也可以使警报器(未图示)工作，通知探测到障碍物。

接下来，参照图4对信息处理终端100进行说明。图4是表示信息处理终端100的块图。

信息处理终端100具备显示部101、操作部102、通信部103、控制部104以及存储部105。

显示部101及操作部102由触控面板构成。此外，作为操作部102，也可以另外设置各种键盘、按钮。通信部103在与牵引车1的控制装置40之间对指示信号、行驶车体2的信息等进行无线通信。

存储部105例如对应于RAM、数据闪存。RAM、数据闪存能够存储各种程序的信息等。

控制部104例如包括具有CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read OnlyMemory)、RAM、输入输出口等的微型计算机、各种电路。此外，控制部104的一部分或全部也可以由ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路)、FPGA(FieldProgrammable Gate Array，现场可编程门阵列)等硬件构成。

控制部104具备通过将RAM用作作业区域执行存储于ROM的程序(未图示)来发挥功能的多个处理部。具体而言，控制部104具备取得部110和设定部111。控制部104也可以由多个控制部构成，各处理部也可以由多个处理部构成，也可以集成地构成。

取得部110经由操作部102取得与作业者的操作相关的信号。另外，取得部110经由通信部103从牵引车1取得行驶车体2的位置信息等。

设定部111设定农田中的作业开始地点P1(参照图5等)。设定部111基于农田、作业内容设定作业开始地点P1。设定部111也可以基于作业者的操作设定作业开始地点P1。作业开始地点P1是对农田的比田头区域A靠内侧的区域开始作业的地点。设定部111基于行驶车体2的位置信息设定行驶开始地点P2(参照图5等)。

设定部111设定行驶车体2从行驶开始地点P2到作业开始地点P1的行驶路径(以下，称为“作业准备路径”。)。作业准备路径在通过自动驾驶模式进行作业的情况下，是从行驶开始地点P2到开始基于自主行驶进行的作业的作业开始地点P1的行驶路径。行驶开始地点P2是基于作业者对操作部102的操作开始自主行驶的地点。

设定部111将作业准备路径设定为直线行驶路径L2、作业路径通过路径L3、以及田头行驶路径L4的任一个。设定部111基于作业者对操作部102的操作设定作业准备路径。

如图5所示，直线行驶路径L2是用直线连结行驶开始地点P2和作业开始地点P1的路径。图5是表示直线行驶路径L2的一例的图。

作业路径通过路径L3是包括直线前进作业路径L1的路径。如图6所示，作业路径通过路径L3是在设于比田头区域A靠内侧的直线前进作业路径L1行驶的路径。图6是表示作业路径通过路径L3的一例的图。

作业路径通过路径L3是在直线前进作业路径L1、及直线前进作业路径L1以外的田头区域A行驶的路径。例如，作业路径通过路径L3按照田头区域A、直线前进作业路径L1、以及田头区域A的顺序行驶，是从行驶开始地点P2行驶到作业开始地点P1的路径。此外，作业路径通过路径L3除了与直线前进作业路径L1完全一致的路径，还包括比田头区域A靠内侧的区域且与直线前进作业路径L1大致平行的路径。

作业路径通过路径L3也可以基于农田的信息及行驶车体2的位置信息自动设定，也可以由作业者设定。另外，作业路径通过路径L3也可以基于农田中的行驶车体2的以往的作业状态(行驶信息)设定。

如图7所示，田头行驶路径L4是仅在田头区域A行驶的路径。图7是表示田头行驶路径L4的一例的图。

这样，设定部111设定是否将从行驶开始地点P2到作业开始地点P1的作业准备路径设为直线行驶路径L2。

设定的作业准备路径相关的信息经由通信部103发送至牵引车1的控制装置40。取得了设定的作业准备路径相关的信息的牵引车1根据取得的作业准备路径自主行驶。

接下来，参照图8，对作业准备路径设定处理进行说明。图8是说明作业准备路径设定处理的流程图。

信息处理终端100设定作业开始地点P1及行驶开始地点P2(S100)。

信息处理终端100显示进行作业的农田的图像等(S101)。具体而言，信息处理终端100显示进行作业的农田、作业开始地点P1以及行驶开始地点P2(S101)。信息处理终端100例如显示图9所示的图像。图9是显示进行作业的农田等的图像的一例。

信息处理终端100显示选择作业准备路径的图像(S102)。信息处理终端100基于作业者的操作从显示进行作业的农田等的图像切换成选择作业准备路径的图像。信息处理终端100例如显示图10所示的图像。图10是显示作业者选择作业准备路径的图像的信息处理终端100的一例。在信息处理终端100显示有作为作业准备路径可选择的“直线行驶路径”、“作业路径通过路径”、以及“田头行驶路径”。由此，作业者可以从“直线行驶路径”、“作业路径通过路径”、以及“田头行驶路径”中选择作业准备路径。

信息处理终端100设定由作业者选择出的作业准备路径(S103)。例如，在作业者选择(触碰)了图10所示的直线行驶路径L2的情况下，信息处理终端100将作业准备路径设定为直线行驶路径L2。此外，也可以是，信息处理终端100显示作业者选择出的作业准备路径(例如，参照图5～图7)，使作业者确认作业准备路径，在作业者承认了作业准备路径的情况下，设定作业准备路径。

信息处理终端100经由通信部103向牵引车1发送设定的作业准备路径相关的信息(S104)。由此，牵引车1根据设定的作业准备路径自主行驶至作业开始地点P1，开始作业。

作业车辆系统200具备行驶车体2、作业机W、定位装置30、控制装置40以及信息处理终端100。作业机W装配于行驶车体2。定位装置30测定行驶车体2的位置。控制装置40使行驶车体2使预定作业路径自主行驶，通过作业机W进行作业。信息处理终端100可以设定作业路径中的作业开始地点P1。另外，信息处理终端100设定是否将行驶车体2的从行驶开始地点P2到作业开始地点P1的作业准备路径设为也能直线连结行驶开始地点P2和作业开始地点P1的直线行驶路径L2。

作业准备路径设定为直线行驶路径L2的情况下，牵引车1从行驶开始地点P2到作业开始地点P1按照直线行驶路径L2自主行驶。由此，作业车辆系统200能够缩短至作业开始地点P1的移动时间，能够高效地移动至作业开始地点P1。

预定作业路径包括多个平行的直线前进作业路径L1。信息处理终端100将作业准备路径设定为包括直线前进作业路径L1的作业路径通过路径L3或直线行驶路径L2。作业路径通过路径L3是在直线前进作业路径L1及直线前进作业路径L1以外的田头区域A行驶的路径。

在作业准备路径设定为作业路径通过路径L3的情况下，作业车辆系统200能够抑制比田头区域A靠内侧的区域荒芜，并且缩短至作业开始地点P1的移动时间。因此，作业车辆系统200能够高效地移动至作业开始地点P1。

终端装置将作业准备路径设定为作业路径通过路径L3、直线行驶路径L2、以及田头行驶路径L4的任一个。

在牵引车1移动至作业开始地点P1时，在不建议牵引车1在比田头区域A靠内侧的区域行驶的情况下，作业者能够将作业准备路径设定为田头行驶路径L4。由此，能够抑制在开始对农田的作业前农田荒芜。另外，作业者能够从作业路径通过路径L3、直线行驶路径L2、以及田头行驶路径L4选择作业准备路径，能够增多使自主行驶至作业开始地点P1的情况的选择性。

变形例的作业车辆系统200也可以在从行驶开始地点P2到作业开始地点P1的距离为预先设定的预定距离以下的情况下将作业准备路径设定为直线行驶路径L2。预定距离例如为5m，是从行驶开始地点P2到作业开始地点P1的距离短且选择直线行驶路径L2作为作业准备路径的可能性高的距离。此外，预定距离也可以由作业者设定。

由此，在从行驶开始地点P2到作业开始地点P1的距离短的情况下，能够缩短至作业开始地点P1的移动时间，能够高效率地移动至作业开始地点P1。另外，作业车辆系统200能够降低作业者对作业准备路径的选择的麻烦，提高作业效率。

变形例的作业车辆系统200也可以将作业准备路径设定为直线行驶路径L2、及作业路径通过路径L3的任一个。

本领域技术人员能够容易地得到更多的效果、变形例。因此，本发明的更大范围的方案不限定于如上示出并详细叙述的特定的详细及代表性的实施方式。因此，能够在不脱离由附加的权利要求书及其等效物定义的概括性的发明的概念的精神或范围的情况下，进行各种变更。