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收获机、行驶系统、行驶方法、行驶程序以及存储介质与流程

文档序号:24940179发布日期:2021-05-04 11:32
收获机、行驶系统、行驶方法、行驶程序以及存储介质与流程

本发明涉及能够进行田地的自动行驶的收获机、与其相关的行驶系统、行驶方法、行驶程序以及存储介质。



背景技术:

[第一背景技术]

例如,在专利文献1中公开了一种能够进行田地的自动行驶的收获机。在该收获机中例如具备转向杆等操作件,监控员(也包含驾驶员)通过对操作件进行操作而结束自动行驶。

[第二背景技术]

在专利文献2中公开了一种拖拉机,其具备自动行驶模式、手动行驶模式、手动行驶准备模式和自动行驶准备模式,自动行驶模式是沿设定路径自动行驶的模式,手动行驶模式是根据人为操作而行驶的模式,手动行驶准备模式是从自动行驶模式向手动行驶模式的过渡模式,自动行驶准备模式是从手动行驶模式向自动行驶模式的过渡模式。为了以自动行驶进行田地作业,通过手动操作使拖拉机移动到田地内的作业开始位置。若在此处满足了自动行驶开始条件,则进入自动行驶准备模式,若自动行驶所需的数据全部齐备,则进入自动行驶模式,开始自动行驶。自动行驶开始条件是设定速度以下的车速、中立状态的前进后退切换杆、非操作状态的离合踏板、非操作状态的制动踏板、非操作状态的驻车杆、低速位置的副变速杆、设定转速以上的发动机转速、直行位置的转向操作件、正常的电池电压、正常的液压、正常的冷却水温度。自动行驶所需的数据中包含行驶路径数据、作业数据、来自gps的位置数据、来自陀螺仪传感器和方位传感器的数据。

在专利文献3中公开了一种拖拉机,其具备自动行驶控制部和手动行驶控制部,自动行驶控制部基于本车位置和目标行驶路径实行自动行驶,手动行驶控制部基于来自被手动操作的行驶操作单元的操作信号来实行手动行驶。在该拖拉机中,在手动行驶中拖拉机停车的情况下,以检测出前进后退操作件为中立状态、检测出pto驱动操作件为切断状态、确认出可自动行驶状态、检测出自动行驶用信号为激活状态、以及存在请求自动行驶的自动行驶请求信号等作为条件,推断为从手动行驶进入自动行驶。而且,在来自本车位置检测模块的与本车位置相关的信号(gps信号等)也被输入的状态下,若输入了通过对拖拉机所具备的开关、按钮等行驶操作单元进行操作而生成的自动行驶请求信号,则开始车辆的自动行驶。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2018-99043号公报

专利文献2:日本特开2014-180894号公报

专利文献3:日本特开2016-168883号公报



技术实现要素:

发明所要解决的技术问题

上述[第一背景技术]所对应的[第一技术问题]如下。在收获机自动行驶的情况下,最适合自动行驶的条件根据田地的状态、作物的种类而变化。为了实现最适合的自动行驶,考虑在自动行驶的功能中搭载学习功能,重复田地的自动行驶而进行学习,但由于田地的状态、作物的状态随着季节而变化,因此难以适当地通过学习功能进行学习。因此,希望监控员能够根据田地的状态、作物的种类而一边操作操作件一边微调机体的状态,但如果每当监控员操作操作件就结束自动行驶,则操作性受损。

鉴于上述实际情况,本发明的目的在于提供一种收获机,其允许在使自动行驶继续的同时在一定条件下操作操作件,进行适当的自动行驶。

上述[第二背景技术]所对应的[第二技术问题]如下。专利文献2以及专利文献3所公开的可自动行驶的拖拉机以如下条件开始自动行驶:在想要开始自动行驶的位置停车且满足了车辆设备的状态从手动行驶进入自动行驶的条件,并取得了来自gps等的位置数据。在自动行驶中,以使基于所取得的位置数据计算的拖拉机的中心(控制基准点)来到预先计算的行驶路径上的方式进行自动转向。此时,需要在将要开始自动行驶的停车位置,基于停车状态的本车位置,捕捉在存储器上展开的行驶路径。在行驶于道路的汽车中,目标行驶路径并非一条线的行驶路径,目标行驶路径是具有道路宽度的路径,因此实质上不会产生不能捕捉自动行驶的目标行驶路径的问题。但是,收获机等农业作业车需要沿形成于田地的特定行自动行驶,因此捕捉行驶路非常重要。在停车位置不适当的情况下,会产生不能捕捉用于接下来进行自动行驶的目标行驶路径、或者到捕捉为止的运算时间变长而不能开始自动行驶的问题。在为了自动行驶而估算的行驶路径并非如一笔画那样为一条的情况下,会产生捕捉多个行驶路径的问题、捕捉到错误的行驶路径的问题。若产生了这种行驶路径捕捉错误,则即使满足进入自动行驶的条件而想要开始自动行驶,也找不到用于自动行驶的目标,不能进行自动转向,仍将保持停车。这会使驾驶员、监控员不安。从这种实际情况来看,希望一种消除上述问题而顺畅地从手动行驶进入自动行驶的收获机。

用于解决技术问题的手段

上述[第一技术问题]所对应的[第一解决手段]如下。

即,本发明的收获机能够进行田地的自动行驶,其特征在于,所述收获机具备:操作件,其具有能够在所述自动行驶中在使所述自动行驶继续的同时变更机体的状态的功能;机体状态检测部,其检测所述机体的状态;功能设定部,其在所述操作件被操作时,根据由所述机体状态检测部检测出的所述机体的状态,使所述功能有效或者无效。

根据本发明,操作件具有能够在使自动行驶继续的同时变更机体状态的功能,因此即使在自动行驶中,监控员也能够微调机体状态。另外,通过根据机体的状态而使操作件的功能有效或者无效的结构,可将自动行驶中对操作件的操作限制在用于变更机体状态的必要范围。由此,可实现允许在使自动行驶继续的同时在一定条件下操作操作件的、进行适当的自动行驶的收获机。

另外,上述收获机的技术特征也能够应用于行驶系统。该情况下的自动行驶系统用于能够进行田地的自动行驶的收获机,其特征在于,所述自动行驶系统具备:机体状态检测部,其检测机体的状态;功能设定部,其在具有一功能的操作件在所述自动行驶中被操作时,根据由所述机体状态检测部检测出的所述机体的状态而使所述一功能有效或者无效,所述一功能是能够在使所述自动行驶继续的同时变更所述机体的状态的功能。

另外,上述收获机的技术特征也能够应用于行驶程序。因此,本发明也能够将行驶程序作为权利对象。而且,存储了具有该技术特征的行驶程序的光盘、磁盘、半导体存储器等存储介质也能够作为权利对象。该情况下的行驶程序用于能够进行田地的自动行驶的收获机,其特征在于,所述行驶程序使计算机实行:机体状态检测功能,其检测机体的状态;设定功能,其在具有一功能的操作件在所述自动行驶中被操作时,根据由所述机体状态检测功能检测出的所述机体的状态而使所述一功能有效或者无效,所述一功能是能够在使所述自动行驶继续的同时变更所述机体的状态的功能。

除此之外,上述收获机、行驶系统、行驶程序的技术特征也能够应用于行驶方法。因此,本发明也能够将行驶方法作为权利对象。该情况下的行驶方法用于能够进行田地的自动行驶的收获机,其特征在于,所述行驶方法包含:机体状态检测步骤,其检测机体的状态;设定步骤,其在具有一功能的操作件在所述自动行驶中被操作时,根据由所述机体状态检测步骤检测出的所述机体的状态而使所述一功能有效或者无效,所述一功能是能够在使所述自动行驶继续的同时变更所述机体的状态的功能。

在本发明中,优选的是,作为所述操作件,具备对前进后退的速度变更进行指示的变速操作件,在正在通过所述自动行驶进行前进行驶时,若所述变速操作件在前进速度变更区域内被操作,则所述功能设定部使所述变速操作件的功能有效,并且若所述变速操作件在后退速度变更区域内被操作,则所述功能设定部使所述变速操作件的功能无效。

根据本结构,在通过自动行驶进行前进行驶的期间,对变速操作件的操作在前进速度变更区域内有效,因此能够通过人为操作来调整前进行驶的车速。即,可将自动行驶中对变速操作件的操作限制在用于前进行驶的必要范围。

优选的是,作为所述操作件,具备对前进后退的速度变更进行指示的变速操作件,在正在通过所述自动行驶进行后退行驶时,无论所述变速操作件是在前进速度变更区域内被操作还是在后退速度变更区域内被操作,所述功能设定部都使所述变速操作件的功能无效并且指示停车。

后退行驶与前进行驶相比,更需要监控员注意对周围的确认,因此相比于基于对变速操作件的操作而调整车速,机体的停车更加优先。根据本结构,在自动行驶中监控员出于瞬间的判断而想要使联合收割机停车的情况下,能够通过操作变速操作件而使联合收割机停车。

在本发明中,优选的是,所述自动行驶中包含沿所设定的行驶路径一边收获作物一边行驶的自动作业行驶、在完成所述自动作业行驶之后朝向接下来的所述行驶路径转弯的自动转弯行驶和脱离所述行驶路径并向其他目标地点移动的自动排出行驶,作为所述操作件,具备操作收获部的收获部操作件,在正在进行所述自动作业行驶时,所述功能设定部使所述收获部操作件的功能有效,并且在正在进行所述自动转弯行驶或者所述自动排出行驶时,所述功能设定部使所述收获部操作件的功能无效。

根据本结构,由于对收获部操作件的操作仅在自动作业行驶的期间有效,因此可将自动行驶中对收获部操作件的操作限制在用于作物收获的必要范围。

在本发明中,优选的是,作为所述操作件,具备对所述机体的转弯进行指示的转弯操作件,所述功能设定部使所述自动行驶中的所述转弯操作件的功能无效,并且在对所述转弯操作件的操作大于预先设定的操作量时指示停车。

根据本结构,在自动行驶中监控员出于瞬间的判断而想要使联合收割机停车的情况下,能够通过大幅度地操作转弯操作件而使联合收割机停车。另外,根据本结构,如果对转弯操作件的操作量比预先设定的操作量小,则收获机不会停车,因此可减少因监控员的身体接触转弯操作件等误操作而违背监控员的意愿地使收获机停车的隐患。

上述[第二技术问题]所对应的[第二解决手段]如下。

即,根据本发明,收获机能够进行自动驾驶和手动驾驶,其中,所述收获机具备:手动行驶控制部,其基于手动操作信号进行所述手动行驶;路径计算部,其对田地的未作业区域计算自动行驶用的行驶路径,所述未作业区域是通过基于所述手动行驶的环绕收割行驶在田地的内周侧形成的,且是田地的作为已作业区域的外周区域的内侧的区域;自动行驶控制部,其基于本车位置和所述行驶路径进行所述自动行驶;自动行驶管理部,其基于自动行驶许可条件判定是否许可所述自动行驶,在该判定的结果为许可的情况下,对所述自动行驶控制部赋予自动行驶开始指令。而且,所述自动行驶许可条件中包含:本车位于能够捕捉到自动行驶开始行驶路径的自动行驶开始点,所述自动行驶开始行驶路径是从所述行驶路径选择的路径。

在以使本车位置对准提前计算出的行驶路径的方式进行自动转向的自动行驶中,自动行驶程序需要捕捉设定于本车位置附近的行驶路径,并确定成为自动行驶目标的行驶路径。在该结构中,捕捉到开始自动行驶时所使用的行驶路径(自动行驶开始行驶路径)是自动行驶许可条件之一。因此,在对自动行驶作出了许可的情况下,已经在程序上捕捉到应成为自动转向目标的行驶路径,能够计算自动转向所需的行驶路径与本车位置之间的偏移(位置偏移、方位偏移)。由此,可避免以往的如下问题:即便搭载于收获机的各种设备已处于适合自动行驶的的状态,也计算出了本车位置,已许可进入自动行驶,但由于在程序上未发现应成为自动转向目标的行驶路径,因此不开始自动行驶,导致驾驶员、监控员不安。

另外,上述收获机的技术特征也能够应用于行驶系统。该情况下的自动行驶系统是一种用于能够进行自动行驶和手动行驶的收获机的自动行驶系统,其特征在于,所述行驶系统具备:手动行驶控制部,其基于手动操作信号使所述收获机进行所述手动行驶;路径计算部,其对田地的未作业区域计算自动行驶用的行驶路径,所述未作业区域是通过基于所述手动行驶的环绕收割行驶在田地的内周侧形成的;自动行驶控制部,其基于本车位置和所述行驶路径使所述收获机进行所述自动行驶;自动行驶管理部,其基于自动行驶许可条件判定是否许可所述自动行驶,在该判定的结果为许可的情况下,对所述自动行驶控制部赋予自动行驶开始指令;所述自动行驶许可条件中包含:本车位于能够捕捉到自动行驶开始行驶路径的自动行驶开始点,所述自动行驶开始行驶路径是从所述行驶路径选择的路径。

另外,上述收获机的技术特征也能够应用于行驶程序。因此,本发明也能够将行驶程序作为权利对象。而且,存储了具有该技术特征的行驶程序的光盘、磁盘、半导体存储器等存储介质也能够作为权利对象。该情况下的行驶程序是一种用于能够进行自动行驶和手动行驶的收获机的行驶程序,其特征在于,所述行驶程序使计算机实行:手动行驶控制功能,其基于手动操作信号使所述收获机进行所述手动行驶;路径计算功能,其对田地的未作业区域计算自动行驶用的行驶路径,所述未作业区域是通过基于所述手动行驶的环绕收割行驶在田地的内周侧形成的;自动行驶控制功能,其基于本车位置和所述行驶路径使所述收获机进行所述自动行驶;自动行驶管理功能,其基于自动行驶许可条件判定是否许可所述自动行驶,在该判定的结果为许可的情况下,对所述自动行驶控制功能赋予自动行驶开始指令;所述自动行驶许可条件中包含:本车位于能够捕捉到自动行驶开始行驶路径的自动行驶开始点,所述自动行驶开始行驶路径是从所述行驶路径选择的路径。

除此之外,上述收获机、行驶系统、行驶程序的技术特征也能够应用于行驶方法。因此,本发明也能够将行驶方法作为权利对象。该情况下的行驶方法是一种用于能够进行自动行驶和手动行驶的收获机的行驶方法,其特征在于,所述行驶方法包含:手动行驶控制步骤,其基于手动操作信号使所述收获机进行所述手动行驶;路径计算步骤,其对田地的未作业区域计算自动行驶用的行驶路径,所述未作业区域是通过基于所述手动行驶的环绕收割行驶在田地的内周侧形成的;自动行驶控制步骤,其基于本车位置和所述行驶路径使所述收获机进行所述自动行驶;自动行驶管理步骤,其基于自动行驶许可条件判定是否许可所述自动行驶,在该判定的结果为许可的情况下,对所述自动行驶控制步骤赋予自动行驶开始指令;所述自动行驶许可条件中包含:本车位于能够捕捉到自动行驶开始行驶路径的自动行驶开始点,所述自动行驶开始行驶路径是从所述行驶路径选择的路径。

即使在基于来自卫星定位单元的位置信息计算的本车位置捕捉到了行驶路径,在该本车位置的精度较差的情况下,捕捉到错误的行驶路径、换句话说是不适合自动行驶开始的行驶路径的可能性也会升高。基于来自卫星定位单元的位置信息计算的本车位置的精度水平根据计算本车位置所使用的卫星的数量等而变动。因此,卫星定位单元的精度被要求处于能够计算出不会产生错误的行驶路径的捕捉失误的程度的本车位置的水平。因此,在本发明的一个优选实施方式中,在具备卫星定位单元,且该卫星定位单元输出用于计算所述本车位置的位置信息的情况下,所述自动行驶许可条件中包含:所述卫星定位单元的精度超过了规定水平。

在自动行驶中,若本车位置的精度变差,换句话说,若卫星定位单元的精度降低,则行驶路径与机体的偏移变大。在收获机的情况下,为了实现良好的收获效率,重要的是对准收获物的种植路线即种植行进行收获,必须避免大幅偏离种植行的行驶。因此,在本发明的一个优选实施方式中,若输出用于计算所述本车位置的位置信息的卫星定位单元的精度降低到规定水平,则解除所述自动行驶。即使由于卫星定位单元的精度降低而解除了自动行驶,也能够通过手动行驶继续进行收获作业。

在收获机是将伴随着行驶而收获的收获物暂时存储于箱的联合收割机等的情况下,如果箱装满,则需要向在田地周边待机的运输车排出。因此,如果箱在自动行驶中装满,则将会驶往用于排出收获物的排出停车位置。在这种向排出停车位置的行驶也包含于自动行驶的情况下,如果未在自动行驶的控制系统中设定排出停车位置,就不能在箱装满时向排出停车位置进行自动行驶,收获机将会抛锚。为了避免这种情况,在本发明的一个优选实施方式中,具备排出位置设定部,该排出位置设定部设定用于排出所收获的收获物的排出停车位置,所述自动行驶许可条件中包含:已设定所述排出停车位置。优选的排出停车位置是如下场所:靠近田埂等田地边界的、已通过环绕收割行驶成为己收割区域的、收获机在作业中途可自由驶往的场所。不过,由于希望在排出停车位置能够确保进行准确的定位行驶所需的空间,因此田地的拐角部并不适当。因此,在本发明的一个优选实施方式中,所述排出停车位置被设定于通过所述环绕收割行驶而在所述田地的外周侧形成的外周区域,并且被设定于所述外周区域的拐角部以外的场所。

自动行驶开始点是能够捕捉到自动行驶开始时的行驶路径即自动行驶开始行驶路径的位置,收获机需要手动行驶至该自动行驶开始点。该自动行驶开始点优选靠近自动行驶开始行驶路径。自动行驶开始行驶路径是在自动行驶开始前对未作业区域计算出的行驶路径中的一个,是最适合依次跑完行驶路径的最初选择的行驶路径。在收获机的情况下,作为沿行驶路径跑完未作业区域的合适的行驶模式,以往已知往复行驶模式和漩涡行驶模式,往复行驶模式是通过u形转弯将多个平行的行驶路径连接来进行行驶的模式,漩涡行驶模式是沿未作业区域的外缘以漩涡状进行行驶的模式。在该两个行驶模式中,即使开始自动行驶的位置相同,开始行驶的机体方位不同的情况也不少。因此,在本发明的一个优选实施方式中,所述自动行驶的行驶模式中包含通过u形转弯将多个平行的所述行驶路径连接来进行行驶的往复行驶模式和沿所述未作业区域的外缘以漩涡状进行行驶的漩涡行驶模式,所述自动行驶开始点通过根据所述行驶模式而不同的算法计算。

若满足了自动行驶许可条件,则自动行驶的控制系统变为自动行驶许可状态,等待自动行驶开始指令的输入。自动行驶开始指令是基于驾驶员或者监控员的操作而生成的。在手动行驶中,驾驶员通过将变速杆从中立位置向前进变速位置操作而使机体开动。因而,若在自动行驶中用于使机体开动的自动行驶开始指令也通过相同的操作生成,则手动操作与自动操作之间就不再有差异,较为合适。因此,在本发明的一个优选实施方式中,以变速杆从中立位置向前进变速位置的位移作为触发条件,向所述自动行驶控制部赋予自动行驶开始指令。

另外,在联合收割机那样的收获机的驾驶操作中,变速杆不仅决定机体的前进速度和后退速度,变速杆还发挥制动杆的作用。这是因为,田地的行驶阻力较大,因此若使变速杆返回中立位置,则机体停止。因此,较好的是,在自动行驶中也对变速杆赋予相同的功能。特别是在自动行驶中,在行驶方向视野差的后退行驶中,需要紧急停止。因此,在本发明的一个优选实施方式中,若在所述自动行驶的后退时位移了变速杆,则停车并且解除所述自动行驶,若在所述自动行驶的所述前进时所述变速杆位移到停车位置,则停车,但未必要解除自动行驶,而是在该状态下等待自动行驶的信号发送。在收获机的田地行驶中,不一定在中立位置使机体停止,在中立位置附近的变速位置也使机体停止的情况也不少。考虑到这一点,在此将这样的机体停止的变速位置定义为停车位置,停车位置意指包含中立位置的变速杆操作范围。这是因为,在前进时,即使在自动驾驶中,为了进行田地的检查、收获物的检查而暂时停车的情况也不少。因此,即使在前进时使用变速杆停车也维持自动行驶状态会使得向自动行驶的复位变得迅速,因此优选。

若由于驾驶员、监控员的意外操作而从手动行驶进入了自动行驶,则驾驶员、监控员会感到突然和惊吓。为了避免该问题,最好是驾驶员、管理员以明确的意图,通过手动方式进行将请求自动行驶的信号输出的操作。因此,在本发明的一个优选实施方式中,所述自动行驶许可条件中包含对自动行驶许可操作件的操作,所述自动行驶许可操作件具有多个操作部,在所述手动行驶中,通过对多个所述操作部的操作来输出请求所述自动行驶的信号,在所述自动行驶中,通过对至少一个所述操作部的操作来解除所述自动行驶。在该结构中,要想开始自动行驶,必须对多个操作部进行操作以输出请求自动行驶的信号,因此可避免意外地开始自动行驶。

在收获机中,有时突发地产生不适合作业行驶、特别是自动作业行驶的机体状态,例如机体倾斜、发动机不正常、控制系统不正常等。必须避免在这样的机体状态下自动行驶。因此,在本发明的一个优选实施方式中,所述自动行驶许可条件中包含特定的机体状态,在所述自动行驶中,在所述机体状态中的至少一个产生了异常的情况下,解除所述自动行驶。

附图说明

图1是作为收获机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是表示在自动行驶的行驶路径中重复进行以u形转弯相连的往复行驶的行驶模式的说明图。

图4是表示以漩涡状朝向中心行驶的行驶模式的说明图。

图5是表示联合收割机的控制系统的构成的第一实施方式的功能框图。

图6是表示自动行驶的控制系统的第一实施方式的系统框图。

图7是表示自动行驶的行驶路径以及排出路径的第一实施方式的图。

图8是表示自动行驶的操作件的有效或者无效的第一实施方式的图。

图9是表示联合收割机的控制系统的构成的第二实施方式的功能框图。

图10是第二实施方式中的通用终端的俯视图。

图11是说明行驶路径的捕捉的第二实施方式的说明图。

图12是表示往复行驶模式中的行驶路径与自动行驶开始点的关系的第二实施方式的说明图。

图13是表示漩涡行驶模式中的行驶路径与自动行驶开始点的关系的第二实施方式的说明图。

图14是表示漩涡行驶模式中的270°转弯的第二实施方式的说明图。

具体实施方式

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,只要没有特别说明,图1所示的箭头“f”的方向是机体前侧方向,箭头“b”的方向是机体后侧方向。另外,图1所示的箭头“u”的方向是上侧方向,箭头“d”的方向是下侧方向。

〔联合收割机的整体构成〕

如图1所示,作为收获机的一方式的全喂入型的联合收割机具备机体10、履带式的行驶装置11、驾驶部12、脱粒装置13、谷粒箱14、作为收获部的收获装置h、输送装置16、谷粒排出装置18、本车位置检测模块80。

行驶装置11配备于联合收割机中的机体10的下部。联合收割机能够通过行驶装置11自行行驶。

另外,驾驶部12、脱粒装置13、谷粒箱14配备于比行驶装置11靠上侧的位置,它们构成为机体10的上部。驾驶联合收割机的驾驶员、监控联合收割机的作业的监控员能够搭乘于驾驶部12。驾驶员与监控员通常是兼任。注意,在驾驶员与监控员是不同人的情况下,监控员也可以从联合收割机的机外监控联合收割机的作业。即,本发明中的监控员也可以包含驾驶员。

谷粒排出装置18连结于谷粒箱14的后下部。另外,本车位置检测模块80安装于驾驶部12的前上部。

收获装置h配备于联合收割机的前部。而且,输送装置16在收获装置h的后侧邻接地设置。另外,收获装置h具有割取装置15(切断机构)以及卷筒17。割取装置15割取田地的植立谷秆。另外,卷筒17一边旋转驱动一边耙拢收获对象的植立谷秆。通过该结构,收获装置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割取行驶(作业行驶):一边通过收获装置h割取田地的植立谷秆,一边通过行驶装置11行驶。

如此,联合收割机具有割取田地中的作为作物的植立谷秆的收获装置h。

由割取装置15割取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作为收获物谷粒被存储于谷粒箱14。存储于谷粒箱14的谷粒根据需要由谷粒排出装置18向机外排出。

另外,在驾驶部12设置有通用终端4。通用终端4能够显示各种信息。在本实施方式中,通用终端4固定于驾驶部12。注意,通用终端4也可以构成为能够相对于驾驶部12装卸,还可以位于联合收割机的机外。

如图2所示,该联合收割机在田地中沿设定好的行驶路径自动行驶。因此,需要检测本车位置。为了检测本车位置,使用本车位置检测模块80。本车位置检测模块80中包含卫星导航模块81(卫星定位单元)和惯性导航模块82(惯性导航单元)。卫星导航模块81接收来自人工卫星gs的gnss(globalnavigationsatellitesystem:全球导航卫星系统)的信号(包含gps信号),并输出用于计算本车位置的定位数据。惯性导航模块82组装有陀螺仪加速度传感器以及磁方位传感器,输出表示瞬间行驶方向的位置矢量。惯性导航模块82被用于补充卫星导航模块81的本车位置计算。惯性导航模块82也可以设置于与卫星导航模块81不同的场所。

通过该联合收割机进行田地的收获作业的情况下的顺序如以下说明。

首先,驾驶员(监控员)以手动方式操作联合收割机,如图2所示,在田地内的外周部分以沿田地的分界线绕圈的方式进行收获行驶。该绕圈行驶被称作环绕收割行驶。通过环绕收割行驶而成为己收割区域(已作业区域、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(未作业区域、未作业地)而残留下来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。在该实施方式中,以作业对象区域ca成为四边形的方式进行环绕收割行驶。当然,也可以采用三角形、五边形的作业对象区域ca。

另外,此时,为了在某种程度上宽阔地确保外周区域sa的宽度,监控员使机体10行驶两周或者三周。在该行驶中,机体10每行驶一周,外周区域sa的宽度就扩大联合收割机的作业宽度大小。如果例如最初的两周或者三周的行驶结束,则外周区域sa的宽度变为联合收割机的作业宽度的两倍至三倍左右的宽度。

当在作业对象区域ca中进行收获行驶时,外周区域sa被用作供联合收割机进行方向转换的空间。另外,外周区域sa在暂时结束收获行驶而向谷粒的排出场所移动时、以及在向燃料的补给场所移动时等也被用作移动用的空间。

注意,图2所示的运输车cv能够将从联合收割机的谷粒排出装置18排出的谷粒收集并运输。在排出谷粒时,联合收割机在移动到运输车cv的附近之后,利用谷粒排出装置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以及图4所示,估算作业对象区域ca中的行驶路径。首先,若制作了表示作业对象区域ca的形状的内侧地图数据,则计算路径要素。以如下方式计算路径要素:该路径要素与四边形的作业对象区域ca的至少一边平行,并且该路径要素具有将作业宽度与重叠量考虑在内的间隔。基于该路径要素计算自动行驶用的行驶路径。行驶路径是使联合收割机以覆盖作业对象区域ca的方式自动行驶的路径,其根据行驶模式而不同。作为在联合收割机中主要使用的行驶模式,在图3以及图4中例示了往复行驶模式和漩涡行驶模式。往复行驶模式是通过u形转弯将多个平行的行驶路径连接而行驶的行驶模式,漩涡行驶模式是沿作业对象区域ca的外缘以漩涡状行驶的行驶模式。

在图3所示的往复行驶模式中,联合收割机通过u形转弯行驶将与作业对象区域ca的一边平行的行驶路径连接并行驶。在作业对象区域ca中,以长条形生成多个平行直线的行驶路径,行驶路径分别被设定为等间隔地排列。在从一个直线所示的行驶路径的一端向其他直线所示的行驶路径的一端移动时,进行u形转弯行驶(例如180度的方向转换行驶)。以下,将通过u形转弯行驶连接这种平行的行驶路径并进行自动行驶的行驶方式称作“往复行驶”。该u形转弯行驶中包含普通u形转弯行驶和折返转弯行驶。普通u形转弯行驶仅在机体10的前进中进行,其行驶轨迹为u字状。图3所示的普通u形转弯行驶是包含两个前进90度转弯和直行的180度转弯,并且有时也省略直行。折返转弯行驶是使用机体10的前进和后退来进行的,其行驶轨迹虽然不为u字状,但从结果来看,联合收割机可获得与普通u形转弯行驶相同的方向转换行驶。图3所示的折返转弯行驶是使用了前进90度转弯、后退和前进90度转弯的180度方向转换。为了进行普通u形转弯行驶,在方向转换行驶前的路径可变更点与方向转换行驶后的路径可变更点之间,需要隔着2条以上的行驶路径要素的距离。如果是比其更短的距离,则使用折返转弯行驶。即,由于折返转弯行驶与普通u形转弯行驶不同,要进行后退,因此没有机体10的转弯半径的影响,可成为进入目标的行驶路径要素的选项较多。但是,由于在折返转弯行驶中进行前进后退的切换,因此折返转弯行驶基本上与普通u形转弯行驶相比要花费更多的时间。

在图4所示的漩涡行驶模式中,联合收割机利用与作业对象区域ca的外形类似的行驶路径朝向中心如漩涡那样进行绕圈行驶。在各绕圈行驶中的拐角处的转弯中,使用被称作阿尔法转弯的转弯,该称作阿尔法转弯的转弯使用直行、后退转弯和前进转弯。注意,在作业中途,也能够从漩涡行驶变更为往复行驶,或者从往复行驶变更为漩涡行驶。

注意,图3以及图4所示的行驶路径并不限定为直线,也可以是曲线,还可以是曲线与直线的组合。平行排列的行驶路径的间隔是基于作业宽度和用于吸取行驶误差的重叠量来确定的,其中,该作业宽度是收获装置h的割取宽度。基于作业行驶的模式依次设定估算出的行驶路径,以沿设定好的行驶路径行驶的方式对联合收割机进行自动行驶控制。

基于图1至图4说明的上述内容是后述的第一实施方式与第二实施方式这双方共同的内容。

〔第一实施方式的说明〕

作为本发明的第一实施方式,在图5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包括控制单元5(控制装置)和与该控制单元5之间通过车载lan等配线网进行信号通信(数据通信)的各种输入输出设备。控制单元5是该控制系统的核心要素,体现为多个ecu的集合体。来自本车位置检测模块80的信号通过车载lan而输入到控制单元5。

控制单元5作为输入输出接口,具备输出处理部59、作为机体状态检测部的状态输入处理部57和作为功能设定部的操作输入处理部58。输出处理部59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,有作为与行驶相关的设备的行驶设备组71和作为与作业相关的设备的作业设备组72。行驶设备组71中例如包含转向设备、发动机设备、变速设备、制动设备等。作业设备组72中包含图1所示的收获作业装置(收获装置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。

在状态输入处理部57连接有行驶状态传感器组63、作业状态传感器组64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中包含检测图1所示的收获作业装置(收获装置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、检测谷秆、谷粒的状态的传感器等。如此,作为机体状态检测部的状态输入处理部57经由行驶状态传感器组63、作业状态传感器组64等检测机体10(参照图1至图3,以下相同)的状态。

在操作输入处理部58连接有作业操作单元30、行驶操作单元90等。作业操作单元30以及行驶操作单元90是由驾驶员(监控员)手动操作且其操作信号被输入到控制单元5的操作件的通称。作业操作单元30中包含操作收获装置h(参照图1)的作为收获部操作件的割取升降杆31,割取升降杆31是用于通过前后摆动而对收获装置h进行升降控制的操作件。虽未图示,割取升降杆31向前后一方摆动时,驱动收获装置h上升,割取升降杆31向前后另一方摆动时,驱动收获装置h下降。另外,在割取升降杆31位于前后的中立位置的状态下,收获装置h的升降驱动停止。行驶操作单元90中包含主变速操作件91(例如主变速杆)、作为转弯操作件的转向操作件92(例如转向杆)、模式切换操作件93(例如模式切换开关)、自动行驶许可操作件94(自动开始操作件)等。转向操作件92对机体10的转弯进行指示。作业操作单元30以及行驶操作单元90具有能够在自动行驶中在使自动行驶继续的同时变更机体10的状态的功能。在操作件被操作时,作为功能设定部的操作输入处理部58根据机体10的状态而使操作件的功能有效或者无效,对此详见后述。

主变速操作件91例如是变速杆,是用于使行驶装置11(参照图1)前进驱动或者后退驱动、并且对前进后退的速度变更进行指示的操作件。若在主变速操作件91的车速调节范围内调节到车速为零的中立位置,则行驶装置11停止。主变速操作件91的车速调节范围中的比中立位置靠前侧的范围是前进速度变更区域,若在前进速度变更区域操作了主变速操作件91,则伴随着车速调整,行驶装置11前进驱动。另外,主变速操作件91的车速调节范围中的比中立位置靠后侧的范围是后退速度变更区域,若在后退速度变更区域操作了主变速操作件91,则行驶装置11后退驱动。

在手动行驶模式中,若从中立位置向左右摆动操作了转向操作件92,则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被调整,机体10的朝向改变。

模式切换操作件93例如是模式切换开关,其具有向控制单元5发送用于切换自动行驶模式和手动行驶模式的指令的功能,自动行驶模式是进行自动驾驶的模式,手动行驶模式是进行手动驾驶的模式。自动行驶许可操作件94具有通过驾驶员的操作(自动行驶许可条件之一)将用于开始自动行驶的最终的许可信号即自动行驶许可信号向控制单元5发送的功能。换言之,自动开始操作件94具有对控制单元5赋予用于开始自动行驶的最终的自动开始指令的功能。注意,在图5中,仅示出一个自动行驶许可操作件94,但在该实施方式中,自动行驶许可操作件94是由两个按钮开关构成为两个操作部。而且,若不同时操作构成自动行驶许可操作件94的第一按钮(第一操作器)与第二按钮(第二操作器),则不输出自动行驶许可信号,不满足自动行驶许可条件。由此,可防止对自动行驶许可操作件94的误操作。

有时也会与模式切换操作件93的操作无关地通过App自动地从自动行驶模式进入手动行驶模式。例如,若产生了不能自动驾驶的状况,则控制单元5强制地实行从自动行驶模式向手动行驶模式的进入。

报告器件62是用于向监控员等报告作业行驶状态、各种警告的器件,是蜂鸣器、灯、扬声器、显示器等。通信部66用于使该联合收割机的控制系统在与通用终端4(参照图1)之间、或者在与设置于远程地的管理计算机之间进行数据交换。通用终端4中也包含站在田地中的监控员、或者坐在联合收割机中的监控员所操作的平板计算机、设置于自家、管理事务所的计算机等。另外,与报告器件62相同,通用终端4也作为通过显示器的显示向驾驶员等报告作业状态、行驶状态、各种信息的器件发挥功能。

控制单元5中具备行驶控制部51、作业控制部52、行驶模式管理部53、行驶路径设定部54、本车位置计算部55、报告部56等。本车位置计算部55基于从本车位置检测模块80依次发送来的定位数据,计算预先设定的机体10的特定位置的地图坐标(或者田地坐标)即本车位置。作为本车位置,能够设定机体10的基准点(例如车身中心、图1所示的收获装置h的中心等)的位置。本车位置计算部55也能够使用来自惯性导航模块82的位置矢量和行驶距离计算本车位置。本车位置计算部55也能够组合来自卫星导航模块81以及惯性导航模块82的信号而计算本车位置。而且,本车位置计算部55能够从来自卫星导航模块81的定位数据取得卫星导航模块81的精度水平。该精度水平由用于生成定位数据的卫星的个数、卫星电波的强度等决定。如果精度水平为规定水平以下,则不能计算出可信赖的本车位置,因此不能进行自动行驶。

报告部56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将其赋予给报告器件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赋予控制信号。作业控制部52为了控制图1所示的收获作业装置(收获装置h、脱粒装置13、输送装置16、谷粒排出装置18等)的动作而对作业设备组72赋予控制信号。

该联合收割机能够以自动驾驶和手动驾驶这两种驾驶模式进行行驶,自动驾驶是通过自动行驶进行收获作业的驾驶模式,手动驾驶是通过手动行驶进行收获作业的驾驶模式。因此,行驶控制部51中包含手动行驶控制部51a与自动行驶控制部51b。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53管理。即,行驶模式管理部53构成为能够将行驶模式在实行自动行驶的自动行驶模式和实行手动行驶的手动行驶模式之间进行切换。

注意,行驶模式管理部53虽然构成为能够切换为自动行驶模式与手动行驶模式,但行驶模式并不限定于自动行驶模式以及手动行驶模式。例如,也可以是如下结构:在行驶模式管理部53从自动行驶模式切换为手动行驶模式时,行驶模式管理部53首先切换为手动准备模式,并在手动行驶的条件齐备之后切换为手动行驶模式。另外,也可以是如下结构:在自动行驶中通过对操作件的操作而使机体10停车的情况下,行驶模式管理部53从自动行驶模式切换到表示状态异常的异常模式。

在设定了自动行驶模式的情况下,基于图6所示的控制模块进行自动行驶。自动行驶控制部51b生成包含自动转向以及停车的车速变更控制信号来控制行驶设备组71。行驶路径由行驶路径设定部54设定,本车位置由本车位置计算部55计算。然后,以消除本车位置与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。与车速变更相关的控制信号是基于提前设定的车速值生成的。作为提前设定的车速值,可示出与主变速操作件91在前进速度变更区域中的位置对应地设定的车速值作为例子。注意,若由操作输入处理部58输出了停止指示,则自动行驶控制部51b通过停止行驶设备组71而使机体10(参照图1至图3)停车,对此详见后述。

行驶路径设定部54通过路径计算算法自行生成行驶路径。注意,也可以是行驶路径设定部54将由通用终端4(参照图1)、远程地的管理计算机等生成的行驶路径下载来使用的结构。

在选择了手动行驶模式的情况下,基于监控员的操作,由手动行驶控制部51a生成控制信号并控制行驶设备组71,从而实现手动驾驶。注意,即使在手动驾驶中,也能够将由行驶路径设定部54计算出的行驶路径用于指引联合收割机沿该行驶路径进行行驶。

〔关于第一实施方式中的操作件的有效与无效〕

在选择了自动行驶模式的情况下,作业操作单元30、行驶操作单元90所包含的操作件分别被分为在自动行驶中也能够操作的操作件和在自动行驶中不能操作的操作件。例如,转向操作件92在自动行驶中不能操作。图7中示出了联合收割机沿行驶路径进行自动行驶的例子,图8中示出了每种行驶路径下的操作件的有效或者无效的状态。

在图7中,作为行驶路径,以长条形生成多个路线l,机体10从田地的一端侧的路线l依次进行往复行驶。在外周区域sa中的可供运输车cv停靠的田埂边的位置,设定有排出位置dp。在联合收割机的自动行驶中,在沿着一个路线l完成了割取行驶之后,在向邻接的路线l移动时,通过折返转弯行驶进行转弯行驶。例如,在沿转移起点的路线l(1)以及前进行驶路径ml1(1)进行机体10的前进行驶之后,机体10暂时停车,沿后退行驶路径ml2(1)进行机体10的后退行驶。然后,在机体10再次停车之后,沿前进行驶路径ml3(1)再次进行机体10的前进行驶,到达转移目标的路线l(2)。排出路径pt是用于使机体10从路线l脱离并向排出位置dp移动的路径。在图7中示出了在沿路线l(4)进行机体10的前进行驶时,存储于谷粒箱14的谷粒达到设定量,机体10经由排出路径pt向排出位置dp移动。存储于谷粒箱14(参照图1,以下相同)的谷粒的量例如能够由设于作业状态传感器组64的产量传感器(未图示)检测出。若机体10到达排出位置dp,则存储于谷粒箱14的谷粒被向运输车cv排出。

自动行驶中包含自动作业行驶、自动转弯行驶和自动排出行驶。自动作业行驶是联合收割机沿所设定的作为行驶路径的路线l一边收获作为作物的植立谷秆一边行驶的自动行驶方式。自动转弯行驶是机体10在完成自动作业行驶后朝向接下来的路线l转弯的自动行驶方式,沿前进行驶路径ml1、后退行驶路径ml2和前进行驶路径ml3进行自动转弯行驶。自动排出行驶是机体10从作为行驶路径的路线l脱离并向作为其他目标地点的排出位置dp移动的自动行驶方式,沿排出路径pt进行自动排出行驶。

若模式切换操作件93(参照图5)被进行了接通操作,机体10到达了路线l(1)的开始位置,而且规定的条件齐备,则控制单元5的行驶模式能够切换为自动行驶模式。然后,若自动行驶许可操作件94(参照图5)被接通,则控制单元5的行驶模式进入自动行驶模式。

在田地中进行机体10的自动行驶的情况下,在路线l、前进行驶路径ml1、前进行驶路径ml3和排出路径pt上进行机体10的前进行驶。在此期间,由于主变速操作件91(参照图5以及图6,以下相同)在前进速度变更区域内的操作被设为有效,因此若主变速操作件91在前进速度变更区域内被进行了操作,则在对机体10的车速进行调整的同时继续前进行驶。即,在正在通过自动行驶进行前进行驶时,若主变速操作件91在前进速度变更区域内被操作,则作为功能设定部的操作输入处理部58(参照图5以及图6,以下相同)使主变速操作件91的功能有效。

在正在通过自动行驶进行前进行驶时,若主变速操作件91在后退速度变更区域内被操作,则作为功能设定部的操作输入处理部58使主变速操作件91的功能无效。因此,在机体10基于自动行驶进行前进行驶的期间,若监控员向后退速度变更区域内操作主变速操作件91,则操作输入处理部58输出停车指示。停车指示被输入到自动行驶控制部51b,机体10基于停车指示而停车。然后,控制单元5的行驶模式从自动行驶模式切换为手动行驶模式。

在后退行驶路径ml2上,进行机体10的后退行驶。在此期间,在主变速操作件91中,前进速度变更区域内的操作和后退速度变更区域内的操作都被设为无效。即,后退行驶与前进行驶相比,更需要监控员注意对周围的确认,因此相比于基于对主变速操作件91的操作而调整车速,机体10的停车更加优先。因此,在机体10基于自动行驶进行后退行驶的期间,若监控员操作主变速操作件91,则操作输入处理部58输出停车指示。停车指示被输入到自动行驶控制部51b,机体10基于停车指示而停车。然后,控制单元5的行驶模式从自动行驶模式切换为手动行驶模式。即,在正在通过自动行驶进行后退行驶时,无论主变速操作件91是在前进速度变更区域内被操作还是在后退速度变更区域内被操作,作为功能设定部的操作输入处理部58都使主变速操作件91的功能无效,并且指示停车。由此,可将自动行驶中对主变速操作件91的操作限制在前进行驶所需的范围。

割取升降杆31(参照图5以及图6,以下相同)的功能仅在沿路线l进行自动作业行驶的期间被设为有效。即,仅在自动作业行驶的期间,可基于割取升降杆31的操作进行收获装置h的升降控制。在机体10沿前进行驶路径ml1、后退行驶路径ml2和前进行驶路径ml3进行自动转弯行驶的期间,割取升降杆31的功能被设为无效。另外,在机体10沿排出路径pt进行自动排出行驶的期间,割取升降杆31的功能也被设为无效。在割取升降杆31的功能被设为无效的期间,即使操作割取升降杆31,也不进行收获装置h的升降控制。如此,作为功能设定部的操作输入处理部58在正在进行自动作业行驶时使作为收获部操作件的割取升降杆31的功能有效,并且在正在进行自动转弯行驶或者自动排出行驶时使割取升降杆31的功能无效。由此,可将自动行驶中对割取升降杆31的操作限制在收获作物所需的范围。

如图8中的转向操作件92一行所示,在自动行驶中,转向操作件92(参照图5以及图6,以下相同)的转向功能被设为无效。因此,在沿着路线l的自动作业行驶的期间、沿着前进行驶路径ml1、后退行驶路径ml2和前进行驶路径ml3的自动转弯行驶的期间以及沿着排出路径pt的自动排出行驶的期间,即使操作转向操作件92,机体10也不转弯。如图8中的“操作量大”一行所示,若比预先设定的操作量大地操作转向操作件92,则操作输入处理部58输出停车指示,自动行驶停止。操作输入处理部58的停车指示被输入到自动行驶控制部51b,机体10基于操作输入处理部58的停车指示而停车。然后,控制单元5的行驶模式从自动行驶模式切换为手动行驶模式,自动行驶停止。即,操作输入处理部58构成为:在自动行驶中监控员出于瞬间的判断而想要使机体10停车的情况下,监控员能够通过大幅度地操作转向操作件92而使机体10停车。另一方面,如图8中的“操作量小”一行所示,在自动行驶中,在转向操作件92的操作量比该操作量小的情况下,操作输入处理部58不输出停车指示,继续自动行驶。即,作为功能设定部的操作输入处理部58使自动行驶中的转向操作件92的功能无效,并且若比预先设定的操作量大地操作转向操作件92,则指示停车。由此,可减少因监控员的身体接触转向操作件92等误操作而违背监控员的意愿地使机体10停车的隐患。

如上所述,作为机体状态检测部的状态输入处理部57基于行驶状态传感器组63(参照图5以及图6)、作业状态传感器组64(参照图5以及图6)检测机体10的状态。并且,作为功能设定部的操作输入处理部58在操作件被操作时,根据机体10的状态而使操作件的功能有效或者无效。

〔第一实施方式的其他实施方式〕

本发明并不限定于上述第一实施方式所例示的结构,以下将例示本发明的具有代表性的其他实施方式。

<第一实施方式的其他实施方式1>在上述实施方式中,在主变速操作件91的功能被设为无效的状态下,若主变速操作件91被操作,则通过操作输入处理部58的停车指示而使机体10停车,但并不限定于该实施方式。也可以构成为:在主变速操作件91的功能被设为无效的状态下,即使操作主变速操作件91,操作输入处理部58也不输出停车指示。例如,可以构成为:在主变速操作件91的功能被设为无效的状态下,操作输入处理部58不受理主变速操作件91的操作并且不输出停车指示。也可以构成为:在该状态下,主变速操作件91的位置自动地返回到操作前的位置。

例如也可以构成为:在正在通过自动行驶进行前进行驶时,即使向后退速度变更区域内摆动主变速操作件91,操作输入处理部58也不受理主变速操作件91的操作,主变速操作件91的位置自动地返回到操作前的位置。另外,也可以构成为:在正在通过自动行驶进行后退行驶时,即使主变速操作件91摆动,操作输入处理部58也不受理主变速操作件91的操作,主变速操作件91的位置自动地返回到操作前的位置。即,作为功能设定部的操作输入处理部58只要构成为在操作件被操作时根据由作为机体状态检测部的状态输入处理部57检测出的机体10的状态而使操作件的功能有效或者无效即可。

<第一实施方式的其他实施方式2>在上述实施方式中,在正在通过自动行驶进行后退行驶时,作为功能设定部的操作输入处理部58使主变速操作件91的所有功能均无效,但并不限定于该实施方式。例如,也可以构成为:在正在通过自动行驶进行后退行驶时,将主变速操作件91的前进速度变更区域内的操作设为有效。如果是该结构,则即使在后退行驶中,监控员也能够为了接下来的前进行驶而进行车速调整。

<第一实施方式的其他实施方式3>在上述实施方式中,操作输入处理部58在正在进行自动作业行驶时使割取升降杆31的功能有效,并且在正在进行自动转弯行驶或者自动排出行驶时使割取升降杆31的功能无效,但并不限定于该实施方式。例如,操作输入处理部58也可以是即使在正在进行自动转弯行驶的情况下也使割取升降杆31的功能有效,还可以是即使在正在进行自动排出行驶的情况下也使割取升降杆31的功能有效。

<第一实施方式的其他实施方式4>在上述实施方式中,操作输入处理部58构成为使自动行驶中的转向操作件92的功能无效,并且在比预先设定的操作量大地操作了转向操作件92时指示停车,但并不限定于该实施方式。例如,操作输入处理部58也可以构成为仅使自动行驶中的转向操作件92的功能无效。

<第一实施方式的其他实施方式5>在上述实施方式中,图3以及图7所示的折返转弯行驶使机体10转弯180度,但并不限定于该实施方式。折返转弯行驶例如也可以使机体10转弯90度左右。

<第一实施方式的其他实施方式6>也可以将上述实施方式中的各功能部构成为用于收获机的行驶系统。另外,也可以将上述实施方式中的各功能部构成为用于收获机的行驶程序。该行驶程序可以保存于光盘、磁盘(例如硬盘)、半导体存储器(例如闪存、eprom、eeprom、掩模rom、feram、mram、reram)等存储介质,并能够由计算机读出。而且,也可以将上述实施方式中的各功能部所进行的处理构成为行驶方法。

〔第二实施方式的说明〕

作为本发明的第二实施方式,在图9中示出了联合收割机的控制系统。联合收割机的控制系统包括由经由车载lan连接的多个被称作ecu的电子控制单元构成的控制单元5(控制装置)、以及与控制单元5进行信号通信、数据通信的各种输入输出设备。

在图9中,与本车位置检测模块80所包含的卫星导航模块81(卫星定位单元)以及惯性导航模块82(惯性导航单元)、报告器件62、行驶状态传感器组63、作业状态传感器组64、设备驱动器65、动作设备70(包含行驶设备组71以及作业设备组72)、行驶操作单元90(包含主变速操作件91、转向操作件92、模式切换操作件93以及自动行驶许可操作件94)相关的结构参见以上基于图5所作的说明。另外,在图9的控制单元5中,与作业控制部52、本车位置计算部55、报告部56、输出处理部59相关的结构参见以上基于图5所作的说明。输入处理部570包含图5中的状态输入处理部57和操作输入处理部58。注意,也可以在输入处理部570连接图5所示的作业操作单元30。

作为第二实施方式而由图9所示的控制单元5(控制装置)还通过车载lan而与通用终端4也连接。通用终端4是具备触摸面板40的平板计算机。通用终端4具有路径计算部41、作业行驶管理部42、输入输出控制部43。输入输出控制部43中还具备使用触摸面板40构建图形界面的功能、以及通过无线线路、因特网而与远程地的管理计算机100也进行数据交换的功能。另外,与报告器件62相同,通用终端4作为通过在触摸面板40中进行显示而向驾驶员等报告作业状态、行驶状态、各种信息的器件发挥功能。在该实施方式中,如图10所示,在通用终端4的右侧安装有模式切换操作件93(模式切换开关)以及自动行驶许可操作件94。

如图9所示,作业行驶管理部42具备行驶轨迹计算部421、作业区域确定部422和排出位置设定部423。行驶轨迹计算部421基于从控制单元5赋予的本车位置计算行驶轨迹。作业区域确定部422如图2所示,基于通过使联合收割机在田地的外周区域sa手动行驶几周而获得的行驶轨迹,将田地区分为外周区域sa和作业对象区域ca。通过外周区域sa的最外线计算出与田地的田埂之间的分界线,通过外周区域sa的最内线计算出将进行自动行驶的未作业区域(作业对象区域ca的形状)。在谷粒箱14装满的情况下,谷粒箱14的谷粒由谷粒排出装置18向运输车cv排出,而排出位置设定部423设定此时的联合收割机的排出停车位置。对排出停车位置作如下限制:其被设定于通过环绕收割行驶而在田地的外周侧形成的外周区域sa,并且被设定于多边形状的外周区域sa的拐角部以外的场所。

路径计算部41对由作业区域确定部422确定的未作业区域计算自动行驶用的行驶路径。注意,用于在未作业区域自动行驶的行驶模式(往复行驶模式或者漩涡行驶模式)通过触摸面板40来输入。通过由驾驶员输入外周区域sa的手动行驶已经结束这一情况,从而自动地在所选择的路径模式下进行路径计算。

与基于图5所述的行驶控制部51相同,图9所示的行驶控制部510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。该联合收割机能够以自动驾驶和手动驾驶这两种驾驶模式进行行驶,自动驾驶是通过自动行驶进行收获作业的驾驶模式,手动驾驶是通过手动行驶进行收获作业的驾驶模式。行驶控制部510中包含手动行驶控制部511、自动行驶控制部512、行驶路径设定部513和自动行驶管理部514。手动行驶控制部511具有与图5所示的手动行驶控制部51a相同的结构。自动行驶控制部512具有与图5所示的自动行驶控制部51b相同的结构。行驶路径设定部513为将图5所示的行驶路径设定部54整合于行驶控制部510而成的。

在基于模式切换操作件93的操作而输出了向自动行驶模式切换的指令的情况下,自动行驶管理部514基于预先设定的自动行驶许可条件判定是否许可自动行驶。并且,在该判定的结果为许可的情况下,自动行驶管理部514对自动行驶控制部51b赋予自动行驶开始指令。注意,自动行驶管理部514也可以包含图5所示的行驶模式管理部53的结构。

以下列举在该实施方式中设定的与机体状态相关的自动行驶许可条件。

(1)定位数据关系

(1-1)来自卫星导航模块81的位置信息所包含的定位数据的精度超过了规定水平。

(1-2)由于卫星导航模块81使用了rtk(实时动态型)gps,因此基站位于规定位置的10m以内。

(2)车辆状态关系

(2-1)覆盖驾驶部12的驾驶舱的出入门是关闭的。

(2-2)佩戴了安全带。

(2-3)谷粒排出装置18被保持在收纳位置。

(2-4)并非正在加油。

(2-5)设定了动作设备70的微调数据。

(2-6)主变速操作件91(主变速杆)以及转向操作件92(转向杆)为中立位置。

(2-7)割取脱粒杆为停止位置。

(2-8)解除了驻车制动。

(2-9)机体10的倾斜为规定范围内。

(2-10)收获物的输送系统中未产生堵塞。

(2-11)谷粒箱14未装满。

(3)控制关系

(3-1)未产生ecu异常。

(3-2)车载lan未产生通信异常。

(3-3)在排出位置设定部423设定了排出停车位置。

(4)行驶路径关系

(4-1)制作了未作业区域即作业对象区域ca的地图信息,计算出了用于在作业对象区域ca自动行驶的行驶路径。

(4-2)在当前时刻的本车位置捕捉到了在开始由行驶路径设定部513选择的自动行驶时所使用的行驶路径(自动行驶开始行驶路径),换言之,联合收割机已经位于能够捕捉到自动行驶开始行驶路径的自动行驶开始点。

使用图11,对行驶路径的捕捉示意地进行说明。图11中示意地示出了联合收割机、行驶路径和路径搜索区域。在图中,cp是联合收割机的基准点,由本车位置计算部55计算的本车位置是该基准点的坐标位置。自动行驶开始行驶路径由ls表示,其他行驶路径由lo表示。图中被较薄地涂色的路径搜索区域在该例子中是以本车位置为中心向行进方向扩散且中心角约为45°的扇形。因此,如果在路径搜索区域内发现了自动行驶开始行驶路径,则在本车位置捕捉到了在开始自动行驶时所使用的行驶路径这一自动行驶许可条件成立。若计算出了行驶路径,选择了行驶模式,则计算自动行驶开始点。此时,以如下方式计算自动行驶开始点:若联合收割机位于自动行驶开始点附近,则在路径搜索区域内可捕捉到该自动行驶开始行驶路径。

自动行驶开始点通过根据所选择的行驶模式而不同的算法计算。在往复行驶模式中,如图12所示,可以设定在靠近覆盖作业对象区域ca的多个行驶路径(在图12中标注了附图标记l1……l13)中的任意行驶路径的端部的外周区域sa(在图12中由箭头所示)。然而,考虑到作业效率,基本上是将靠近当前联合收割机本车位置的、最外侧的行驶路径l1设定为自动行驶开始行驶路径ls。不过,在作业对象区域ca较大情况下,将被称作中间分割行驶的把作业对象区域ca分割为两个部分的行驶路径设定为自动行驶开始行驶路径ls。自动行驶开始行驶路径ls之后的目标行驶路径要考虑联合收割机的180度u形转弯所需的距离而设定。

在漩涡行驶模式中,如图13所示,能够在靠近最外侧的漩涡行驶路径(在图13中标注了l1……l4)中的任意拐角的外周区域sa设定自动行驶开始点。在图13的例子中,也是考虑到作业效率而将最靠近当前联合收割机本车位置的拐角处的逆时针的行驶路径l1设定为自动行驶开始行驶路径ls。

若所有的自动驾驶许可条件均成立,则报告处于自动驾驶许可状态。在自动驾驶许可状态下,联合收割机虽然停车,但变为自动驾驶状态。构成自动行驶许可操作件94的第一按钮以及第二按钮具有灯功能,在自动驾驶许可状态下点亮。注意,在联合收割机到达能够捕捉到自动行驶开始行驶路径的自动行驶开始点的状态下,该第一按钮以及第二按钮反复快速闪烁。如果按下第一按钮以及第二按钮,使得所有的自动驾驶许可条件均成立,则闪烁变化为点亮。在该自动驾驶许可状态下(虽然联合收割机停止,但维持为自动行驶状态),若驾驶员使主变速操作件91从中立位置向前进变速位置位移,则该位移成为触发条件,使行驶开始指令赋予到自动行驶控制部512,联合收割机开始沿着自动行驶开始行驶路径自动行驶。注意,自动行驶许可操作件94并不限定于第一按钮与第二按钮这两个按钮,也可以由三个以上的按钮构成。

在自动行驶中,如果上述的自动行驶许可条件不成立,则自动行驶中止。以下列举中止自动驾驶的自动驾驶中止条件。

(1)定位数据关系

(1-1)定位数据的精度降低到了规定水平以下。

(2)车辆状态关系

(2-1)驾驶舱的出入门是敞开的。

(2-2)超过规定时间未佩戴安全带。

(2-3)谷粒排出装置18工作。

(2-4)产生超过允许范围的滑移。

(2-5)转向操作件92(转向杆)被操作。

(2-6)在前进行驶中主变速操作件91(主变速杆)被向停车位置操作,或者在后退行驶中主变速操作件91被操作。

(2-7)割取脱粒杆被操作。

(2-8)驻车制动器工作。

(2-9)机体倾斜超过规定范围。

(2-10)收获物的输送系统中产生堵塞。

(3)控制关系

(3-1)ecu产生异常。

(3-2)车载lan产生通信异常。

(3-3)模式切换操作件93(模式切换开关)被切换为手动行驶模式。

(3-4)自动行驶许可操作件94的第一按钮和第二按钮中的至少一个被操作。

(4)行驶路径关系

(4-1)持续规定时间以上不能捕捉行驶路径。

通用终端4的触摸面板40具有作为可输入输出的图形界面的功能,因此能够进行各种输入操作。然而,行驶中的操作有安全上的问题。其中,在触摸面板40显示田地中的联合收割机的位置、成为行驶目标的行驶路径与本车位置的关系等即使在行驶中也希翼确认的信息。因此,在行驶中也只有触摸面板40的画面放大、画面缩小、当前地显示是可操作的。

在漩涡行驶模式中,如图4所示,作为迅速且不占空间的方向转换,可采用使用直行、后退转弯和前进转弯的阿尔法转弯。作为这种用于在拐角处进行方向转换的空间,可使用己收割区域即外周区域sa,但随着漩涡行驶模式下的作业行驶的进行,外周区域sa变大,可用于方向转换的空间也变大。在像这样外周区域sa变大的情况下,在左旋漩涡行驶中,也能够通过进行图14所示的右旋270度转弯来进入接下来的行驶路径。该270度转弯与阿尔法转弯相比不需要后退而仅是前进转弯,因此具有自动转向控制较为简单的优点。

在可与通用终端4进行数据交换的管理计算机100中构建有具有数据库功能的农业作业管理部101。农业作业管理部101对每个田地的每年的农业作业信息进行存储管理。农业作业信息中包含田地的地图信息、田地周边的农用道路的地图信息、对田地实施的农业作业的种类以及方法等。例如,作为与联合收割机的收获作业相关的农业作业信息,存储管理有环绕收割的环绕圈数、所采用的行驶模式、将谷粒箱14中存储的谷粒向运输车cv排出时的田地内停车位置即排出停车位置、行驶路径、行驶轨迹、产量地图等。每次收获作业中存储的这些农业作业信息接下来被用于收获作业、其他农业作业。例如,在进行收获作业时,如果将前一次的收获作业中的行驶模式、排出停车位置等用作初始值,则可减少初始设定的工时。

〔第二实施方式的其他实施方式〕

<第二实施方式的其他实施方式1>上述第二实施方式所示的自动行驶许可条件以及自动驾驶中止条件是一个例子,本发明的特征是本车位于能够捕捉到自动行驶开始行驶路径的自动行驶开始点这一条件,该条件以外的各条件的取舍选择是自由的。

<第二实施方式的其他实施方式2>图9所示的各功能部主要是按照说明目的来区分的。实际上,各功能部也可以与其他功能部整合,或者还可以分为多个功能部。例如,也可以将通用终端4中构建的功能部组装于控制单元5。

<第二实施方式的其他实施方式3>在上述第二实施方式中,驾驶员手动驾驶联合收割机,如图2所示,在田地内的外周部分以沿田地的分界线绕圈的方式进行收获行驶,之后计算出行驶路径,切换为自动驾驶。然而,本发明并不限定于此,也可以是如下驾驶方法:还计算最初用于绕圈行驶的行驶路径,并自动驾驶联合收割机,在发生了特别情况时切换为手动驾驶。另外,也可以是如下驾驶方法:直线状或者大致直线状的行驶路径为自动驾驶,方向转换等伴有急转弯的行驶路径为手动驾驶。在此时的从手动驾驶向自动驾驶的切换中,也适用上述自动行驶许可条件。

<第二实施方式的其他实施方式4>也可以将上述实施方式中的各功能部构成为用于收获机的行驶系统。另外,也可以将上述实施方式中的各功能部构成为用于收获机的行驶程序。该行驶程序可以保存于光盘、磁盘(例如硬盘)、半导体存储器(例如闪存、eprom、eeprom、掩模rom、feram、mram、reram)等存储介质,并能够由计算机读出。而且,也可以将上述实施方式中的各功能部所进行的处理构成为行驶方法。

另外,上述实施方式(包含第一实施方式、第二实施方式和各个其他实施方式,以下相同)公开的结构只要不产生矛盾,就能够与其他实施方式公开的结构组合应用。另外,本说明书中公开的实施方式为示例,本发明的实施方式并不限定于此,可在不脱离本发明的目的的范围内适当改变。

工业实用性

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

附图标记说明

〔第一实施方式〕

10:车身

31:割取升降杆(收获部操作件)

57:状态输入处理部(机体状态检测部)

58:操作输入处理部(功能设定部)

91:主变速操作件(变速操作件)

92:转向操作件(转弯操作件)

dp:排出位置(其他目标地点)

h:收获装置(收获部)

l:路线(行驶路径)

〔第二实施方式〕

4:通用终端

40:触摸面板

41:路径计算部

42:作业行驶管理部

421:行驶轨迹计算部

422:作业区域确定部

423:排出位置设定部

43:输入输出控制部

5:控制单元(控制装置)

510:行驶控制部

511:手动行驶控制部

512:自动行驶控制部

513:行驶路径设定部

514:自动行驶管理部

52:作业控制部

55:本车位置计算部

56:报告部

80:本车位置检测模块

81:卫星导航模块(卫星定位单元)

82:惯性导航模块(惯性导航单元)

90:行驶操作单元

91:主变速操作件(主变速杆)

93:模式切换操作件(模式切换开关)

94:自动行驶许可操作件

100:管理计算机

101:农业作业管理部

ca:作业对象区域

sa:外周区域

再多了解一些
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