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公開番号2025022818
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-14
出願番号2024124662
出願日2024-07-31
発明の名称自律農業車両の旋回制御
出願人株式会社クボタ
代理人安田岡本弁理士法人
主分類A01B 69/00 20060101AFI20250206BHJP(農業;林業;畜産;狩猟;捕獲;漁業)
要約【課題】自律走行車が旋回してトレリス間の列に入る際に、自律走行車の効率的な旋回制御を実現するシステムおよび方法を提供する。
【解決手段】自律車両ナビゲーションシステムは、コントローラを備える。コントローラは、センサによって検出され、作業車両の位置または周囲状況に関する情報を受信し、ユーザが入力したデータを受信し、作業車両が第1区画を走行し、退出し、第1区画と隣接圃場の間にあるマージン領域を走行し、第1区画の第2列に入る前に旋回操作処理を実行するように作業車両を制御する。コントローラは、作業車両が走行開始する前に、入力データに依拠する第1条件群が満たされているか否かに基づいて旋回エリア拡大機能が有効であるか否かを判断する。コントローラは、作業車両が旋回操作処理を実行しているときに、センサから検出された情報に基づいて、作業車両が後退して隣接圃場の第3列に進入することを許容するか否かを判定する。
【選択図】図1A
特許請求の範囲【請求項１】
自動運転が可能な作業車両のための自律車両ナビゲーションシステムであって、
コントローラを備え、
前記コントローラは、
少なくとも１つのセンサによって検出され、前記作業車両の位置または前記作業車両の周囲状況に関する情報を受信し、
ユーザが端末装置で入力した入力データを受信し、
前記作業車両が複数の列を含む第１区画を走行し、
前記作業車両が前記第１区画に含まれる前記複数の列のうちの第１列から前記第１区画を退出し、
前記作業車両が前記第１区画と複数の列を含む隣接領域または第２区画との間に設けられたマージン領域を走行し、前記マージン領域は前記第１区画と前記隣接領域または前記第２区画との間にあって、前記隣接領域または前記第２区画は前記第１区画とは離間し、
前記作業車両が前記第１区画の前記複数の列のうちの第２列に入る前に、旋回操作処理を実行するよう前記作業車両を制御し、
前記作業車両が走行開始する前に、前記端末装置でユーザから入力された前記入力データに基づき第１条件群の少なくとも１つ以上の条件が満たされているか否かに基づいて旋回エリア拡大機能が有効（ＯＮ）にするか否かを判断するように制御またはプログラムされ、
前記コントローラは、前記作業車両が前記旋回操作処理を実行しているときに、前記少なくとも１つのセンサで検出された前記情報に基づき第２条件群の前記少なくとも１つ以上の条件が満たされていることに基づいて前記作業車両が前記隣接領域または前記第２区画の複数の列に含まれる第３列に進入することを許容するか否かを判定するように構成またはプログラムされている自律車両ナビゲーションシステム。
続きを表示（約 2,000 文字）【請求項２】
前記情報は、前記作業車両の周辺状況情報を含み、
前記少なくとも１つのセンサは、前記作業車両に搭載され、
前記第１条件群の前記少なくとも１つ以上の条件は、前記作業車両が走行開始する前に前記作業車両が保持する前記情報から、前記第１条件群の前記少なくとも１つ以上の条件が満たされているか否か判定され、
前記第２条件群の少なくとも１つ以上の条件は、前記作業車両に搭載された前記少なくとも１つのセンサが走行中に取得した前記周辺状況情報から、前記第２条件群の前記少なくとも１つ以上の条件が満たされているか否か判定される請求項１に記載の自律車両ナビゲーションシステム。
【請求項３】
前記コントローラは、前記第１条件群または前記第２条件群の前記少なくとも１つ以上の条件が満たされていないと判定した場合、前記マージン領域と前記隣接領域または前記第２区画との間にジオフェンスを設定するように構成またはプログラムされている請求項１に記載の自律車両ナビゲーションシステム。
【請求項４】
前記端末装置でユーザから入力された前記入力データは、ＯＮまたはＯＦＦに設定されるユーザ選択機能を含み、
前記作業車両が後退して前記第３列に進入することを許容する前記第１条件群の前記少なくとも１つ以上の条件は、前記ユーザ選択機能に基づく請求項１に記載の自律車両ナビゲーションシステム。
【請求項５】
前記端末装置でユーザから入力された前記入力データは、前記作業車両に取り付けられたインプルメントが１つ以上のタイヤを含むか否かを示す指標を含み、
前記作業車両が後退して前記第３列に進入することを許容する前記少なくとも１つ以上の条件は、前記作業車両に取り付けられた前記インプルメントが１つ以上のタイヤを含むか否かを示す前記指標に依存し、
前記インプルメントが１つ以上のタイヤを含む場合、前記作業車両が後退して前記第３列に進入することが許可されず、
前記インプルメントが１つ以上のタイヤを含まない場合、前記作業車両が後退して前記第３列に進入することが許可される請求項１に記載の自律車両ナビゲーションシステム。
【請求項６】
前記端末装置でユーザから入力された前記入力データは、前記作業車両の長さ（Ａ）と、前記作業車両に取り付けられたインプルメントの長さ（Ｌ）と、前記マージン領域の幅（Ｗ
Ａ
）とを含み、
前記作業車両が後退して前記第３列に進入することを許容する前記少なくとも１つ以上の条件は、前記長さ（Ａ）、前記長さ（Ｌ）、および前記幅（Ｗ
Ａ
）とに依存し、
条件式（Ｌ＜Ａ）および条件式（Ｗ
Ａ
＜Ｌ＋Ａ）のいずれか一方が満たされている場合、前記作業車両が後退して前記第３列に進入することが許可される請求項１に記載の自律車両ナビゲーションシステム。
【請求項７】
前記端末装置でユーザから入力された前記入力データは、前記作業車両に取り付けられたインプルメントの中心線の位置を規定するＣＬと、前記作業車両の中心線の位置を規定するＴＣＬとを含み、
前記作業車両が後退して前記第３列に進入することを許容する前記少なくとも１つ以上の条件は、前記ＣＬおよび前記ＴＣＬに依存し、前記ＣＬが前記ＴＣＬに等しいか、実質的に等しい場合、前記作業車両が後退して前記第３列に進入することが許可される請求項１に記載の自律車両ナビゲーションシステム。
【請求項８】
前記端末装置でユーザから入力された前記入力データは、前記隣接領域または前記第２区画にトレリスがあるか否かを示す指標を含み、
前記トレリスが前記隣接領域または前記第２区画にある場合、前記作業車両が後退して前記第３列に進入することが許可される請求項１に記載の自律車両ナビゲーションシステム。
【請求項９】
前記端末装置でユーザから入力された前記入力データは、前記隣接領域が圃場であるか否かを示す指標を含み、
前記隣接領域が圃場である場合、前記作業車両が後退して前記第３列に進入することが許可される請求項１に記載の自律車両ナビゲーションシステム。
【請求項１０】
前記端末装置でユーザから入力された前記入力データは、トレリス列幅を規定するＷ１と、前記作業車両および前記作業車両に取り付けられたインプルメントの合計幅を規定するＡ１とを含み、
前記合計幅Ａ１が前記トレリス列幅Ｗ１より小さい場合（Ａ１＞Ｗ１）、前記作業車両が後退して前記第３列に進入することが許可される請求項１に記載の自律車両ナビゲーションシステム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、本発明は、トラクタ等の自律農作業車両が旋回してトレリス間の列に入る際の旋回制御システムおよび旋回制御方法に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
圃場で使用される農業機械の自動化に対する研究および開発されてきた。例えば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）等の測位システムを利用して、圃場内を自動走行するトラクタ、コンバイン、田植機等の作業車両が実用化されつつある。
【０００３】
米国特許出願公開第2023/0015153号には、計画走行ラインに応じて自律走行する農業機械が開示されている。計画走行ラインは、車体（車両本体）を直進させる直進部と、車体を旋回させる旋回部とを含むものであってもよい。自律走行コントローラは、車体の走行および操舵を制御してラインアライメント（直線位置決め）を行うように構成されている。ラインアライメントにおいて、自律走行コントローラは、車体を前進させた後、車体を後退させることによってＫターン（切り返し転回）を行うように構成されている。ラインアライメントにおいて、自律走行コントローラは、Ｋターンを複数回実行し、Ｋターンの実行回数が所定回数以上になった場合に自律走行を開始するように構成またはプログラムされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
米国特許出願公開第2023/0015153号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、車両が旋回してトレリス間の列に入る際に走行ルートのスペースが制限されている状況において、特に、インプルメントまたは作業ツールが車両またはトラクタに取り付けられている場合、車両が旋回してトレリス間の列に入るために複数回の旋回動作または複数回の後退動作を行うことが必要となる場合がある。したがって、旋回してトレリス間のスペースまたは列に入る際に、旋回制御中に領域の境界を画定し、車両が旋回操作中に特定の領域を利用することができるか否かを判断できる自律走行トラクタシステムが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の好適な実施形態は、旋回してトレリス間の列に入る際に自律走行農業車両の旋回制御を行い、旋回制御中に領域の境界を画定する新規な技術、システムおよび方法を提供する。
【０００７】
本発明の好適な実施形態によれば、自動運転が可能な作業車両のための自律車両ナビゲーションシステムであって、コントローラを備える。前記コントローラは、少なくとも１つのセンサによって検出され、前記作業車両の位置または前記作業車両の周囲状況に関する情報を受信し、ユーザが端末装置で入力した入力データを受信するように構成またはプログラムされている。前記コントローラは、前記作業車両が複数の列を含む第１区画を走行し、前記作業車両が前記第１区画に含まれる前記複数の列のうちの第１列から前記第１区画を退出し、前記作業車両が前記第１区画と複数の列を含む隣接領域または第２区画との間に設けられたマージン領域を走行し、前記マージン領域は前記第１区画と前記隣接領域または前記第２区画との間にあって、前記隣接領域または前記第２区画は前記第１区画とは離間し、前記作業車両が前記第１区画の前記複数の列のうちの第２列に入る前に、旋回操作処理を実行するよう前記作業車両を制御するように構成またはプログラムされている。前記コントローラは、前記作業車両が走行開始する前に、前記端末装置でユーザから入力された前記入力データに基づいて第１条件群の少なくとも１つ以上の条件が満たされているか否かに基づき、旋回エリア拡大機能が有効（ＯＮ）にするか否かを判断するように制御またはプログラムされている。前記コントローラは、前記作業車両が前記旋回操作処理を実行しているときに、前記少なくとも１つのセンサで検出された前記情報に基づき第２条件群の前記少なくとも１つ以上の条件が満たされているか否かに基づいて前記作業車両が前記隣接領域または前記第２区画の複数の列に含まれる第３列に進入することを許容するか否かを判定するように構成またはプログラムされている。
【０００８】
本発明の好適な実施形態によれば、前記情報は、前記作業車両の周辺状況情報を含み、前記少なくとも１つのセンサは、前記作業車両に搭載され、前記第１条件群の前記少なくとも１つ以上の条件は、前記作業車両が走行開始する前に前記作業車両が保持する前記情報から、前記第１条件群の前記少なくとも１つ以上の条件が満たされているか否か判定され、前記第２条件群の少なくとも１つ以上の条件は、前記作業車両に搭載された前記少なくとも１つのセンサが走行中に取得した前記周辺状況情報から、前記第２条件群の前記少なくとも１つ以上の条件が満たされているか否か判定される。
【０００９】
本発明の好適な実施形態によれば、前記端末装置でユーザから入力された前記入力データは、ＯＮまたはＯＦＦに設定されるユーザ選択機能を含み、前記作業車両が後退して前記第３列に進入することを許容する前記第１条件群の前記少なくとも１つ以上の条件は、前記ユーザ選択機能に基づく。
【００１０】
本発明の好適な実施形態によれば、前記端末装置でユーザから入力された前記入力データは、前記作業車両に取り付けられたインプルメントが１つ以上のタイヤを含むか否かを示す指標を含み、前記作業車両が後退して前記第３列に進入することを許容する前記少なくとも１つ以上の条件は、前記作業車両に取り付けられた前記インプルメントが１つ以上のタイヤを含むか否かを示す前記指標に依存し、前記インプルメントが１つ以上のタイヤを含む場合、前記作業車両が後退して前記第３列に進入することが許可されず、前記インプルメントが１つ以上のタイヤを含まない場合、前記作業車両が後退して前記第３列に進入することが許可される。
（【００１１】以降は省略されています）

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