(57)【要約】【課題】複数のコンバインにより協調作業を行う場合に、効率よく排出作業が可能な協調作業システムを提供する。【解決手段】協調作業システムは、作物を収穫して貯留部６に貯留すると共に作物を貯留部６から排出する所定排出位置Ｆ０まで自動走行する自動走行作業車両１００を含む複数の作業車両１、１００と、自動走行作業車両１００に対し、所定の経路Ｐ３に沿った収穫作業及び貯留部６の作物の量に応じた所定排出位置Ｆ０への移動を含む協調作業を指示する協調作業指示部６０と、各々の作業車両１、１００について所定排出位置Ｆ０に到達する時点ｔ１から排出作業が終了する時点ｔ２までを含む排出期間を特定する排出期間特定部６１と、各々の作業車両１、１００の排出期間が重なっている場合又は所定の範囲内にある場合には、排出期間が後となる作業車両１、１００に対して排出期間の変更に関する制御信号を生成する制御信号生成部６２と、を有する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作物を収穫して貯留部に貯留すると共に作物を前記貯留部から排出する所定排出位置まで自動走行する自動走行作業車両を含む複数の作業車両と、
前記自動走行作業車両に対し、所定の経路に沿った収穫作業及び前記貯留部の作物の量に応じた前記所定排出位置への移動を含む協調作業を指示する協調作業指示部と、
各々の作業車両について前記所定排出位置に到達する時点から排出作業が終了する時点までを含む排出期間を特定する排出期間特定部と、
各々の作業車両の前記排出期間が重なっている場合又は所定の範囲内にある場合には、前記排出期間が後となる前記作業車両に対して前記排出期間の変更に関する制御信号を生成する制御信号生成部と、
を備える、協調作業システム。
【請求項２】
前記制御信号は、前記排出期間が後となる前記作業車両の排出期間の変更を促す報知を行わせる報知信号である、請求項１に記載の協調作業システム。
【請求項３】
前記制御信号は、前記排出期間が後となる前記作業車両の車速を減速させる減速信号である、請求項１に記載の協調作業システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、複数のコンバインによる協調作業を実現する協調作業システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、一つの圃場内を複数のコンバインが協調作業するシステムが開示されている。具体的には、第１のコンバインが所定の経路に沿って作業している途中に、第２のコンバインが圃場内に追加される場合に、第１及び第２のコンバインで未作業領域を分配し、各々のコンバイン用の経路を再生成することが開示されている。
【０００３】
コンバインは、収穫した穀粒を貯留するグレンタンクを有し、グレンタンクが満タンになれば、グレンタンクからトラックなどの搬送車へ穀粒を排出する作業が必要となる。排出作業に関して特許文献２には、コンバインの自動走行時にグレンタンクが所定量以上になると、圃場における所定排出位置（搬送車近傍）まで自動的に移動する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１８−１０８０３４号公報
【特許文献２】特開２０１５−１７０２２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
圃場にはトラックなどの搬送車が一台配置されることが一般的であるため、所定排出位置が一つとなる。この場合、複数のコンバインの排出時期が重なれば、順番待ちが生じ、効率がよいとはいえない。
【０００６】
本開示は、このような課題に着目してなされたものであって、その目的は、複数のコンバインにより協調作業を行う場合に、効率よく排出作業が可能な協調作業システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示に係る協調作業システムは、
作物を収穫して貯留部に貯留すると共に作物を前記貯留部から排出する所定排出位置まで自動走行する自動走行作業車両を含む複数の作業車両と、
前記自動走行作業車両に対し、所定の経路に沿った収穫作業及び前記貯留部の作物の量に応じた前記所定排出位置への移動を含む協調作業を指示する協調作業指示部と、
各々の作業車両について前記所定排出位置に到達する時点から排出作業が終了する時点までを含む排出期間を特定する排出期間特定部と、
各々の作業車両の前記排出期間が重なっている場合又は所定の範囲内にある場合には、前記排出期間が後となる前記作業車両に対して前記排出期間の変更に関する制御信号を生成する制御信号生成部と、
を備える。
【０００８】
この構成によれば、各々の作業車両の排出期間が重なっている場合には、排出期間の変更に関する制御信号が生成されるので、制御信号に基づき、効率よく排出作業を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】コンバインの全体構成を示す側面図
【図２】コンバインの制御構成を示すブロック図
【図３】協調作業する各コンバインの経路及び所定排出位置を示す図
【図４】協調作業システムを示すブロック図
【図５】各コンバインの変更前後の排出期間を示す図
【図６】各コンバインの変更前後の排出期間を示す図
【図７】各コンバインの変更前後の排出期間を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１及び図２を参照して、作業車両としてコンバインを例とした場合の実施形態について説明する。図１は、作業車両としてのコンバイン１の全体構成を示す側面図である。図２は、コンバイン１の制御構成を示すブロック図である。コンバイン１は、自律して走行及び作業が可能なコンバイン（自律型コンバイン）である。
【００１１】
コンバイン１は、自脱形コンバインである。コンバイン１は、走行部２、刈取部３、脱穀部４、選別部５、貯留部６、排藁処理部７、動力部８、及び、操縦部９を備える。
【００１２】
コンバイン１は、走行部２によって走行しつつ、刈取部３によって刈り取った穀稈を脱穀部４で脱穀し、選別部５で穀粒を選別して貯留部６のグレンタンク１１に貯える。グレンタンク１１に貯えられた穀粒は、排出オーガ１２によって排出される。また、脱穀後の排藁は排藁処理部７によって処理される。動力部８のエンジン１３から、これら走行部２、刈取部３、脱穀部４、選別部５、貯留部６、排藁処理部７に動力が供給される。操縦部９は、運転席１４やステアリングハンドル１５等の運転操作具を内装するキャビン１６を備える。
【００１３】
コンバイン１は、測位衛星からの信号を受信して測位する測位ユニット２０を備える。測位ユニット２０は、移動測位アンテナ２２と、データ受信アンテナ２３と、を有する。移動測位アンテナ２２及びデータ受信アンテナ２３は、キャビン１６に配置されている。一方、固定測位アンテナ３２と、データ通信アンテナ３３とが所定位置に配置されている。コンバイン１は、ＲＴＫ−測位方式を用いて位置情報を取得している。
【００１４】
コンバイン１の制御装置４０は、ＣＰＵ等のコンピュータからなる処理部４１と、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク、フラッシュメモリ等の記憶部４２とを有する。処理部４１は、ＲＯＭに格納されているプログラム等をＲＡＭ上に読み出したうえで、これを実行することができる。記憶部４２には、グレンタンク１１の容量、刈取部３の幅等のコンバイン１の各諸元情報が記憶されている。
【００１５】
制御装置４０は、制御プログラムを処理部４１が実行することにより、各種構成要件の作動制御を行う。具体的には、通信時における情報の送受信、各種の入出力制御及び演算処理の制御等を行う。また、制御装置４０は、外部とのデータ通信用の通信部４３を有する。制御装置４０は、通信部４３を通じて、他の作業車両（コンバインや、収穫物を搬送するトラック等）、携帯端末等の外部構成と通信可能である。
【００１６】
コンバイン１は、制御装置４０の入力側の構成として、測位ユニット２０と、エンジン１３の回転数を検出するエンジン回転センサ５１と、コンバイン１の走行速度を検出する走行速度センサ５２と、コンバイン１の機体の変位情報として３方向の加速度を検出するジャイロセンサ５３と、コンバイン１の進行方向を検出する方位センサ５４と、ステアリングハンドル１５の回転角を検出するステアリングセンサ５５と、グレンタンク１１に貯留される穀粒の量を検出する穀粒センサ５６と、を有する。
【００１７】
制御装置４０の出力側の構成は、走行部２と、刈取部３と、脱穀部４と、選別部５と、貯留部６と、排藁処理部７と、動力部８と、操縦部９とである。制御装置４０は、入力される測位ユニット２０からの位置情報及び各種センサによって検出される運転状況（例えばエンジン１３の運転状態、機体の姿勢方位、グレンタンク１１内の穀粒量等）に基づいて、適宜、走行部２と、刈取部３と、脱穀部４と、選別部５と、貯留部６と、排藁処理部７と、動力部８と、操縦部９とを制御する。このようにして、コンバイン１は、所定の経路に沿って自律的に走行及び作業を実行するように制御されている。
【００１８】
協調作業の前提として、図３に示すように、協調作業用の経路Ｐ２、Ｐ３が予め設定されている。同図に示すように、作業領域となる圃場情報Ｆが記憶されている。圃場情報Ｆは、地図状に構成されている。圃場情報Ｆとして、作業範囲となる圃場の外周の位置情報（地図情報）及び所定排出位置Ｆ０が予め設定されている。所定排出位置Ｆ０に隣接する位置には、トラックなどの搬送車ＴＲが配置され、各コンバインからの作物の排出を受ける。圃場の外周の位置情報Ｐ０は、コンバイン１を実際に走行させることで記憶可能である。図３では、圃場を縦経路Ｐ１で半分に区画し、左側の経路Ｐ２を第１のコンバイン１用の経路とし、右側の経路Ｐ３を第２のコンバイン１００用の経路としている。
【００１９】
本実施形態では、第１のコンバイン１が有人で手動走行する作業車両、第２のコンバイン１００が無人で自動走行する自動走行作業車両であるとして説明するが、これに限定されない。第１のコンバイン１及び第２のコンバイン１００の双方が無人の自動走行であってもよい。
【００２０】
図４は、協調作業システムのブロック図である。協調作業システムは、協調作業指示部６０と、排出期間特定部６１と、制御信号生成部６２と、を有する。本実施形態では、各部６０〜６２は、有人機の第１のコンバイン１に実装されているが、これに限定されない。例えば、各部６０〜６２を第２のコンバイン１００に実装してもよいし、作業車両以外の外部サーバに実装してもよい。
【００２１】
協調作業指示部６０は、自動走行作業車両１００に対して、所定の経路Ｐ３に沿った収穫作業及び貯留部６の作物の量に応じた所定排出位置への移動を含む協調作業を指示する。協調作業指示部６０は、有人の第１のコンバイン１に対して、所定の経路Ｐ２に沿った収穫作業、貯留部６の作物の量に応じた所定排出位置への移動及び貯留部６からの作物の排出の少なくともいずれかの作業を含む協調作業のガイダンスを指示するように構成してもよい。協調作業指示部６０は、有人機の第１のコンバイン１に対しては所定の経路Ｐ２に沿った収穫作業をするように運転者に対してガイダンスし、貯留部６の作物の量が所定量以上になった場合に所定排出位置Ｆ０への移動をガイダンスし、所定排出位置Ｆ０に到達した場合には貯留部６からの作物の排出をガイダンスする。協調作業指示部６０は、無人機の第２のコンバイン１００に対しては所定の経路Ｐ３に沿った作業をするように指令し、貯留部６の作物の量が所定量以上になった場合に所定排出位置Ｆ０への移動を指令する。可能であれば、協調作業指示部６０は、所定排出位置Ｆ０に到達した場合には貯留部６からの作物の排出を指令するようにしてもよい。所定排出位置Ｆ０への移動及び作物の排出は予め条件を指示しておき、無人機の第２のコンバイン１００が予め指示された指令に基づき自律的に行動するようにしてもよい。
【００２２】
排出期間特定部６１は、図５に示すように、各々のコンバイン１、１００について所定排出位置Ｆ０に到達する時点ｔ１から排出作業が終了する時点ｔ２までを含む排出期間［ｔ１−ｔ２］を特定する。具体的には、排出期間特定部６１は、穀粒センサ５６から貯留部６の貯留状況、走行速度センサ５２から車速を取得可能であり、これらのデータから単位距離当たりの収穫量を特定可能である。排出期間特定部６１は、貯留状況と単位距離当たりの収穫量とに基づき、貯留部６が所定量以上になる時点（排出位置への移動開始時点ｔ０）を算出できる。また、排出期間特定部６１は、移動開始時点ｔ０における所定の経路Ｐ２、Ｐ３上の所在位置が特定できるので、所定排出位置Ｆ０に到達するために必要な時間及び経路が算出可能である。
【００２３】
具体的には、所定の経路Ｐ２は、図３に示すように、複数の動線（作業経路）（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５）で構成されており、一つの動線が始点及び終点を有する。各々の動線は順序関係を有する。移動開始時点ｔ０において所定の経路Ｐ２を構成する動線Ｌ３にコンバイン１がいるとする場合、動線Ｌ３よりも一つ前の動線Ｌ２の終点に至る時点を移動開始時点ｔ０として演算し直す。このようにすれば、動線単位で作業を終了することができるので、排出作業開始及び排出作業からの復帰制御が動線単位で制御でき、制御が容易になるからである。
【００２４】
排出期間特定部６１は、各々のコンバイン１、１００が所定排出位置Ｆ０に到達する時点ｔ１が特定可能である。排出作業が終了する時点ｔ２は、貯留部６の貯留量及び予め設定された単位時間当たりの排出量に基づき特定可能である。有人機の第１のコンバイン１にＧＰＳが搭載されていない場合には、排出期間特定部６１は、貯留部６が所定量以上になった時点から所定時点経過するまでを排出期間としてもよい。
【００２５】
排出期間特定部６１は、所定の経路Ｐ２、Ｐ３に基づき排出期間を特定する。しかし、有人機の場合には、手動走行であり、ガイダンスに従わずに運転者の所望のタイミングで所定排出位置Ｆ０にて排出作業を開始する場合がある。また、無人機の場合でも、ユーザが手動操作を介入する場合がある。したがって、排出期間特定部６１は、演算で推測した排出期間［ｔ１−ｔ２］よりも早い時点にて排出情報（有人機にてユーザが排出クラッチをＯＮに操作し、排出オーガ１２が動作し始めたこと、又は、タブレット等の操作装置にて排出アイコンがタッチされ無人機への排出動作の開始が指示されたこと等）が検出された場合には、得られた排出情報に基づき排出期間を特定し直す。
【００２６】
トラックなどの搬送車ＴＲに測位アンテナが備えられており、所定排出位置Ｆ０に搬送車ＴＲがいないことが検出されている場合には、排出期間特定部６１は、排出期間［ｔ１−ｔ２］を、所定時間（搬送車ＴＲが戻ってくるまでの予想時間）後ろにシフトして特定することが好ましい。一方、搬送車ＴＲに測位アンテナがない場合において、第１のコンバイン１及び第２のコンバイン１００の作物の排出量の合計値が搬送車ＴＲのコンテナ量に達している場合には、排出期間特定部６１は、同様に、排出期間［ｔ１−ｔ２］を、所定時間（搬送車ＴＲが戻ってくるまでの予想時間）後ろにシフトして特定することが好ましい。
【００２７】
図５は、第１のコンバイン１の排出期間［ｔ１−ｔ２］と、第２のコンバイン１００の排出期間［ｔ１−ｔ２］とが重なっており、第１のコンバイン１の排出期間が後となる例である。図６は、第１のコンバイン１の排出期間［ｔ１−ｔ２］と、第２のコンバイン１００の排出期間［ｔ１−ｔ２］とが重なっており、第２のコンバイン１００の排出期間が後となる例である。図７は、第１のコンバイン１の排出期間［ｔ１−ｔ２］と、第２のコンバイン１００の排出期間［ｔ１−ｔ２］とが重なっていないが、所定の範囲内（数秒、数十秒等の短い期間内）にあり、第２のコンバイン１００の排出期間が後となる例である。
【００２８】
制御信号生成部６２は、各々のコンバイン１、１００の排出期間が図５及び図６に示すように重なっている場合、又は、各々のコンバイン１、１００の排出期間が図７に示すように所定の範囲内にある場合には、排出期間が後となるコンバインに対して排出期間の変更に関する制御信号を生成する。
【００２９】
具体的には、制御信号生成部６２は、図５に示すように、排出期間［ｔ１−ｔ２］が後となる第１のコンバイン１が有人機の手動走行である場合には、第１のコンバイン１に対して、排出期間が後となる第１のコンバイン１の排出期間の変更を促す報知を行わせる報知信号を制御信号として生成する。制御信号は、第１のコンバイン１へ入力され、ディスプレイや音声によって排出期間の変更を促す報知がなされる。具体的には、このままでは協調作業しているコンバイン１００の排出期間と重なるおそれがあることを報知したり、排出期間の重なりを解消するために、車速を減速するガイダンス（減速する目標車速の表示など）を行ったり、先となる排出期間の情報を出力したりすることが挙げられる。報知としては、協調作業しているコンバイン１００があと何分（何ｍ）作業すれば所定排出位置Ｆ０に向かい、いつ排出作業が終了するかなどの情報を出力することが挙げられる。
【００３０】
このように、減速する報知を行わせ、運転者が従った場合には、図５に示すように、第１のコンバイン１の排出期間［ｔ１−ｔ２］を後へ変更することができ、第２のコンバイン１００の排出期間との重なりを回避して、無駄な待ち時間を省略することができる。それでいて、車速を減速しているので選別部５への穀粒量が減少し、選別の精度を向上させることが可能となる。
【００３１】
別の例として、制御信号生成部６２は、図６及び図７に示すように、排出期間［ｔ１−ｔ２］が後となる第２のコンバイン１００が無人機の自動走行である場合には、第２のコンバイン１００に対して、車速を減速させる減速信号を制御信号として生成する。制御信号は、第２のコンバイン１００へ入力され、処理部４１によって第２のコンバイン１００の車速が減速する。
【００３２】
このように、減速する制御信号を生成、送信することにより、図６及び図７に示すように、第２のコンバイン１００の排出期間［ｔ１−ｔ２］を後へ変更することができ、第１のコンバイン１の排出期間との重なりを回避して、無駄な待ち時間を省略することができる。それでいて、車速を減速しているので選別部５への穀粒量が減少し、選別の精度を向上させることが可能となる。
【００３３】
上記では、基本的に、貯留部６が所定量以上になることに起因して、移動開始時点ｔ０を特定しているが、これに限定されず、次のように移動開始時点ｔ０を特定してもよい。例えば、搬送車ＴＲのコンテナの積載量が２０００とし、各々のコンバイン１、１００の積載量（所定量）が１０００とした場合、コンテナの積載量が１５００で残り積載量５００であり、各々のコンバイン１、１００の１回分の排出量に満たない場合、第１のコンバイン１（有人機の手動走行）に対しては、貯留部６の貯留量が５００を超えた時点でその旨を報知し、所定排出位置Ｆ０への移動を促すことが好ましい。第２のコンバイン１００（無人機の自動走行）に対しては、貯留部６の貯留量が５００を超えた時点で所定排出位置Ｆ０への移動を指示することが好ましい。
【００３４】
また、第１のコンバイン１及び第２のコンバイン１００の排出期間が重なる又は所定の範囲内にある場合であっても、貯留部６に空き容量があり、予定されている所定の経路Ｐ２、Ｐ３に沿って最後まで収穫ができる場合には、上記排出期間の変更に関する制御信号を生成しないようにすることが好ましい。例えば、あと少しで雨が降りそうな場合には、雨が降ってしまうと収穫作業ができないために、排出期間が重なったとしても、雨が降る前に収穫作業を終了することが好ましいからである。
【００３５】
上記の実施形態は、有人機がガイダンスに従って所定の経路Ｐ２に沿って手動走行することを前提としているが、有人機が所定の経路Ｐ２に沿って走行しなくても協調作業が成立するようにシステムを構成することが好ましい。例えば、有人機のコンバイン１に測位アンテナがある場合には、排出期間特定部６１は、貯留部６が所定量以上になった時点で、運転者が自分で所定排出位置Ｆ０に向かうと仮定し、所定排出位置Ｆ０までの距離、車速、排出に要する時間に基づき、有人機の排出期間を特定するように構成することが挙げられる。一方、有人機のコンバイン１に測位アンテナがない場合には、排出期間特定部６１は、貯留部６が所定量以上になった時点から、所定時間が経過するまでが排出時間であると特定するように構成することが挙げられる。有人機の排出期間よりも後に無人機の排出期間が到来する場合には、制御信号生成部６２は、自動走行作業車両１００に対して、車速を減速させる減速信号を制御信号として生成する。無人の排出期間よりも後に有人機の排出期間が到来する場合には、制御信号生成部６２は、有人機のコンバイン１に対して、排出期間の変更を促す報知を行わせる報知信号を制御信号として生成することが挙げられる。
【００３６】
このようにすれば、上記と同様に、第１のコンバイン１と第２のコンバイン１００の排出期間との重なりを回避して、無駄な待ち時間を省略することができる。それでいて、車速を減速しているので選別部５への穀粒量が減少し、選別の精度を向上させることが可能となる。
【００３７】
以上のように本実施形態の協調作業システムは、
作物を収穫して貯留部６に貯留すると共に作物を貯留部６から排出する所定排出位置Ｆ０まで自動走行する自動走行作業車両１００を含む複数の作業車両１、１００と、
自動走行作業車両１００に対し、所定の経路Ｐ３に沿った収穫作業及び貯留部６の作物の量に応じた所定排出位置Ｆ０への移動を含む協調作業を指示する協調作業指示部６０と、
各々の作業車両１、１００について所定排出位置Ｆ０に到達する時点ｔ１から排出作業が終了する時点ｔ２までを含む排出期間［ｔ１−ｔ２］を特定する排出期間特定部６１と、
各々の作業車両１、１００の排出期間［ｔ１−ｔ２］が重なっている場合又は所定の範囲内にある場合には、排出期間［ｔ１−ｔ２］が後となる作業車両１、１００に対して排出期間の変更に関する制御信号を生成する制御信号生成部６２と、
を備える。
【００３８】
この構成によれば、各々の作業車両１、１００の排出期間が重なっている場合には、排出期間の変更に関する制御信号が生成されるので、制御信号に基づき、効率よく排出作業を行うことが可能となる。
【００３９】
本実施形態において、制御信号は、排出期間が後となる作業車両１、１００の排出期間の変更を促す報知を行わせる報知信号である。
【００４０】
この構成によれば、運転者が報知信号に従った場合には、排出期間［ｔ１−ｔ２］を後へ変更することができ、排出期間との重なりを回避して、無駄な待ち時間を省略することができる。それでいて、車速を減速しているので選別部５への穀粒量が減少し、選別の精度を向上させることが可能となる。
【００４１】
本実施形態において、制御信号は、排出期間が後となる作業車両１、１００の車速を減速させる減速信号である。
【００４２】
この構成によれば、減速する制御信号を生成することにより、排出期間［ｔ１−ｔ２］を後へ変更することができ、排出期間との重なりを回避して、無駄な待ち時間を省略することができる。それでいて、車速を減速しているので選別部５への穀粒量が減少し、選別の精度を向上させることが可能となる。
【００４３】
本開示は、上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１      第１のコンバイン（作業車両）
１００  第２のコンバイン（自動走行作業車両）
６      貯留部
６０    協調作業指示部
６１    排出期間特定部
６２    制御信号生成部
Ｐ２    所定の経路
Ｐ３    所定の経路
Ｆ０    所定排出位置
【図１】
2020120586.tif 000003
【図２】
2020120586.tif 000004
【図３】
2020120586.tif 000005
【図４】
2020120586.tif 000006
【図５】
2020120586.tif 000007
【図６】
2020120586.tif 000008
【図７】
2020120586.tif 000009