(57)【要約】  衛星測位システムにより測位障害が発生した位置や時間、範囲を履歴として残すことができるようにする。  衛星測位システムを利用して自律走行作業車両（１）の位置を測位する位置算出手段と、自律走行作業車両（１）を自動走行させる自動走行手段と、制御装置（３０）とを備え、前記制御装置（３０）の記憶装置に記憶させた設定走行経路に沿って自律走行を行う作業車両（１）において、前記制御手段（３０）は、衛星測位システムにより現在位置が測位できない場合、その測位障害が発生した位置と時間と測位障害が発生した範囲を記憶装置（３０ａ）に記憶するとともに、表示手段（４９）や遠隔操作装置（１１２）のディスプレイ（１１３）に測位不能であることを表示する。
2015147111.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
衛星測位システムを利用して作業車両の位置を測位する位置算出手段と、作業車両を自動走行させる自動走行手段と、制御装置とを備え、前記制御装置の記憶装置に記憶させた設定走行経路に沿って自律走行を行う作業車両において、前記制御手段は、衛星測位システムにより現在位置が測位できない場合、その測位障害が発生した位置と時間と測位障害が発生した範囲を記憶装置に記憶するとともに、表示手段に測位障害が発生したことを表示することを特徴とする自律走行作業車両。
【請求項２】
前記測位障害が発生した位置と時間と測位障害が発生した範囲を記憶装置から任意に読み出し可能とすることを特徴とする請求項１に記載の自律走行作業車両。
【請求項３】
前記測位障害が発生した位置に近づくと音や表示により注意喚起を行うことを特徴とする請求項１に記載の自律走行作業車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衛星測位システムを利用して自律走行を可能とした自律走行作業車両が、測位できない場合に、その時間と位置を記憶し、注意喚起できるようにする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＧＰＳ測位システムを利用して、自律走行を可能とした自律走行作業車両が設定した目標方向に自律走行できるようにし、測位が正常に行われないようになると、自律走行を中止させる。中止から所定の時間が経過するまでの間に測位が正常な状態に回復した場合は、自律走行作業者が自律走行を再開するようにした技術が公知となっている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２９５２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記技術において、防風林や建物等により衛星からの信号を受信できない場合や、建物等に電波が反射して受信障害が発生した場合等は、測位の異常の原因となることが知られている。これら測位の異常が発生した場所や時期は略特定の位置や時間に関係していることが多い。このようなことから、特定の位置や時期に作業をするときには予め対策を立てておくことにより作業の停止を回避して作業効率の向上を図ったり、原因究明のための時間を省くことができる。【０００５】
本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、測位の異常が発生した位置と時間を記憶しておき、作業時に測位異常が発生する位置と時間を把握しておき、次回に同じ位置や時間に作業するときには、オペレータに注意喚起して対応を迅速にできるようにしようとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。【０００７】
即ち、本発明は、衛星測位システムを利用して作業車両の位置を測位する位置算出手段と、作業車両を自動走行させる自動走行手段と、制御装置とを備え、前記制御装置の記憶装置に記憶させた設定走行経路に沿って自律走行を行う作業車両において、前記制御手段は、衛星測位システムにより現在位置が測位できない場合、その測位障害が発生した位置と時間と測位障害が発生した範囲を記憶装置に記憶するとともに、表示手段に測位障害が発生したことを表示するものである。【０００８】
本発明は、前記測位障害が発生した位置と時間と測位障害が発生した範囲を記憶装置から任意に読み出し可能とする。【０００９】
本発明は、前記測位障害が発生した位置に近づくと音や表示により注意喚起を行うものである。
【発明の効果】
【００１０】
以上のような手段を用いることにより、測位障害が発生した位置や時間を履歴として残すことができ、電波障害をなくすための対策を立てる資料となり、次に作業経路の計画を立てるときに正確に走行できるルートを立案したりできる。また、次に作業を行ったときに電波障害等で測位不能となってもあわてることなく対応が容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】自律走行作業車両とＧＰＳ衛星と基準局を示す概略側面図。
【図２】制御ブロック図。
【図３】自律走行作業車両と随伴走行作業車両とによる作業の状態を示す図。
【図４】測位障害に対する制御のフローチャートを示す図。
【図５】測位障害の状況をマップで示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
衛星測位システムを利用して自律走行を可能とした自律走行作業車両１をトラクタとし、自律走行作業車両１の後部には作業機としてロータリ耕耘装置２４を装着した実施例について説明する。但し、作業車両はトラクタに限定するものではなく、コンバイン等でもよく、また、作業機はロータリ耕耘装置に限定するものではなく、畝立て機や草刈機やレーキや播種機や施肥機やワゴン等であってもよい。
【００１３】
図１、図２において、自律走行作業車両１となるトラクタの全体構成について説明する。ボンネット２内にエンジン３が内設され、該ボンネット２の後部のキャビン１１内にダッシュボード１４が設けられ、ダッシュボード１４上に操向操作手段となるステアリングハンドル４が設けられている。該ステアリングハンドル４の回動により操舵装置を介して前輪９・９の向きが回動される。自律走行作業車両１の操舵方向は操向センサ２０により検知される。操向センサ２０はロータリエンコーダ等の角度センサからなり、前輪９の回動基部に配置される。但し、操向センサ２０の検知構成は限定するものではなく操舵方向が認識されるものであればよく、ステアリングハンドル４の回動を検知したり、パワーステアリングの作動量を検知してもよい。操向センサ２０により得られた検出値は制御装置３０に入力される。
【００１４】
前記ステアリングハンドル４の後方に運転席５が配設され、運転席５下方にミッションケース６が配置される。ミッションケース６の左右両側にリアアクスルケース８・８が連設され、該リアアクスルケース８・８には車軸を介して後輪１０・１０が支承される。エンジン３からの動力はミッションケース６内の変速装置（主変速装置や副変速装置）により変速されて、後輪１０・１０を駆動可能としている。変速装置は例えば油圧式無段変速装置で構成して、可変容量型の油圧ポンプの可動斜板をモータ等の変速手段４４により作動させて変速可能としている。変速手段４４は制御装置３０と接続されている。後輪１０の回転数は車速センサ２７により検知され、走行速度として制御装置３０に入力される。但し、車速の検知方法や車速センサ２７の配置位置は限定するものではない。
【００１５】
ミッションケース６内にはＰＴＯクラッチやＰＴＯ変速装置が収納され、ＰＴＯクラッチはＰＴＯ入切手段４５により入り切りされ、ＰＴＯ入切手段４５は制御装置３０と接続され、ＰＴＯ軸への動力の断接を制御可能としている。制御装置３０はＣＰＵ（中央演算処理装置）やＲＡＭやＲＯＭ等の記憶装置３０ａやインターフェース等を備え、記憶装置３０ａには自律走行作業車両１を動作させるためのプログラムやデータが記憶される。
【００１６】
前記エンジン３を支持するフロントフレーム１３にはフロントアクスルケース７が支持され、該フロントアクスルケース７の両側に前輪９・９が支承され、前記ミッションケース６からの動力が前輪９・９に伝達可能に構成している。前記前輪９・９は操舵輪となっており、ステアリングハンドル４の回動操作により回動可能とするとともに、操舵駆動手段となるパワステシリンダからなる操舵アクチュエータ４０により前輪９・９が左右操舵回動可能となっている。操舵アクチュエータ４０は制御装置３０と接続され、自動走行制御により駆動される。
【００１７】
制御装置３０にはエンジン回転制御手段となるエンジンコントローラ６０が接続され、エンジンコントローラ６０にはエンジン回転数センサ６１や水温センサや油圧センサ等が接続され、エンジンの状態を検知できるようにしている。エンジンコントローラ６０では設定回転数と実回転数から負荷を検出し、過負荷とならないように制御するとともに、後述する遠隔操作装置１１２にエンジン３の状態を送信してディスプレイ１１３で表示できるようにしている。
【００１８】
また、ステップ下方に配置した燃料タンク１５には燃料の液面を検知するレベルセンサ２９が配置されて制御装置３０と接続され、自律走行作業車両１のダッシュボードに設ける表示手段４９には燃料の残量を表示する燃料計が設けられ制御装置３０と接続されている。そして、制御装置３０から遠隔操作装置１１２に燃料残量に関する情報が送信されて、遠隔操作装置１１２のディスプレイ１１３に燃料残量と作業可能時間が表示される。
【００１９】
前記ダッシュボード１４上にはエンジンの回転計や燃料計や油圧等や異常を示すモニタや設定値等を表示する表示手段４９が配置されている。
【００２０】
また、トラクタ機体後方に作業機装着装置２３を介して作業機としてロータリ耕耘装置２４が昇降自在に装設させて耕耘作業を行うように構成している。前記ミッションケース６上に昇降シリンダ２６が設けられ、該昇降シリンダ２６を伸縮させることにより、作業機装着装置２３を構成する昇降アームを回動させてロータリ耕耘装置２４を昇降できるようにしている。昇降シリンダ２６は昇降アクチュエータ２５の作動により伸縮され、昇降アクチュエータ２５は制御装置３０と接続されている。
【００２１】
制御装置３０には衛星測位システムを構成する移動通信機３３が接続されている。移動通信機３３には移動ＧＰＳアンテナ３４とデータ受信アンテナ３８が接続され、移動ＧＰＳアンテナ３４とデータ受信アンテナ３８は前記キャビン１１上に設けられる。該移動通信機３３には、位置算出手段を備えて緯度と経度を制御装置３０に送信し、現在位置を把握できるようにしている。なお、ＧＰＳ（米国）に加えて準天頂衛星(日本)やグロナス衛星（ロシア）等の衛星測位システム（ＧＮＳＳ）を利用することで精度の高い測位ができるが、本実施形態ではＧＰＳを用いて説明する。
【００２２】
自律走行作業車両１は、機体の姿勢変化情報を得るためにジャイロセンサ３１、および進行方向を検知するために方位センサ３２を具備し制御装置３０と接続されている。但し、ＧＰＳの位置計測から進行方向を算出できるので、方位センサ３２を省くことができる。
ジャイロセンサ３１は自律走行作業車両１の機体前後方向の傾斜（ピッチ）の角速度、機体左右方向の傾斜（ロール）の角速度、および旋回（ヨー）の角速度、を検出するものである。該三つの角速度を積分計算することにより、自律走行作業車両１の機体の前後方向および左右方向への傾斜角度、および旋回角度を求めることが可能である。ジャイロセンサ３１の具体例としては、機械式ジャイロセンサ、光学式ジャイロセンサ、流体式ジャイロセンサ、振動式ジャイロセンサ等が挙げられる。ジャイロセンサ３１は制御装置３０に接続され、当該三つの角速度に係る情報を制御装置３０に入力する。
【００２３】
方位センサ３２は自律走行作業車両１の向き（進行方向）を検出するものである。方位センサ３２の具体例としては磁気方位センサ等が挙げられる。方位センサ３２は制御装置３０に接続され、機体の向きに係る情報を制御装置３０に入力する。
【００２４】
こうして制御装置３０は、上記ジャイロセンサ３１、方位センサ３２から取得した信号を姿勢・方位演算手段により演算し、自律走行作業車両１の姿勢（向き、機体前後方向及び機体左右方向の傾斜、旋回方向）を求める。
【００２５】
次に、自律走行作業車両１の位置情報をＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・システム）を用いて取得する方法について説明する。
ＧＰＳは、元来航空機・船舶等の航法支援用として開発されたシステムであって、上空約二万キロメートルを周回する二十四個のＧＰＳ衛星（六軌道面に四個ずつ配置）、ＧＰＳ衛星の追跡と管制を行う管制局、測位を行うための利用者の通信機で構成される。
ＧＰＳを用いた測位方法としては、単独測位、相対測位、ＤＧＰＳ（ディファレンシャルＧＰＳ）測位、ＲＴＫ−ＧＰＳ（リアルタイムキネマティック−ＧＰＳ）測位など種々の方法が挙げられ、これらいずれの方法を用いることも可能であるが、本実施形態では測定精度の高いＲＴＫ−ＧＰＳ測位方式を採用し、この方法について図１、図２より説明する。
【００２６】
ＲＴＫ−ＧＰＳ（リアルタイムキネマティック−ＧＰＳ）測位は、位置が判っている基準局と、位置を求めようとする移動局とで同時にＧＰＳ観測を行い、基準局で観測したデータを無線等の方法で移動局にリアルタイムで送信し、基準局の位置成果に基づいて移動局の位置をリアルタイムに求める方法である。
【００２７】
本実施形態においては、自律走行作業車両１に移動局となる移動通信機３３と移動ＧＰＳアンテナ３４とデータ受信アンテナ３８が配置され、基準局となる固定通信機３５と固定ＧＰＳアンテナ３６とデータ送信アンテナ３９が圃場の作業の邪魔にならない所定位置に配設される。本実施形態のＲＴＫ−ＧＰＳ（リアルタイムキネマティック−ＧＰＳ）測位は、基準局および移動局の両方で位相の測定（相対測位）を行い、基準局の固定通信機３５で測位したデータをデータ送信アンテナ３９からデータ受信アンテナ３８に送信する。
【００２８】
自律走行作業車両１に配置された移動ＧＰＳアンテナ３４はＧＰＳ衛星３７・３７・・・からの信号を受信する。この信号は移動通信機３３に送信され測位される。そして、同時に基準局となる固定ＧＰＳアンテナ３６でＧＰＳ衛星３７・３７・・・からの信号を受信し、固定通信機３５で測位し移動通信機３３に送信し、観測されたデータを解析して移動局の位置を決定する。こうして得られた位置情報は制御装置３０に送信される。
【００２９】
こうして、この自律走行作業車両１における制御装置３０は自動走行させる自動走行手段を備えて、自動走行手段はＧＰＳ衛星３７・３７・・・から送信される電波を受信して移動通信機３３において設定時間間隔で機体の位置情報を求め、ジャイロセンサ３１及び方位センサ３２から機体の変位情報および方位情報を求め、これら位置情報と変位情報と方位情報に基づいて機体が予め設定した設定経路Ｒに沿って走行するように、操舵アクチュエータ４０、変速手段４４、昇降アクチュエータ２５、ＰＴＯ入切手段４５、エンジンコントローラ６０等を制御して自動走行し自動で作業できるようにしている。なお、作業範囲となる圃場Ｈの外周の位置情報も周知の方法によって予め設定され、記憶装置３０ａに記憶されている。
【００３０】
また、自律走行作業車両１には障害物センサ４１が配置されて制御装置３０と接続され、障害物に当接しないようにしている。例えば、障害物センサ４１は超音波センサで構成して機体の前部や側部や後部に配置して制御装置３０と接続し、機体の前方や側方や後方に障害物があるかどうかを検出し、障害物が設定距離以内に近づくと走行を停止させるように制御する。
【００３１】
また、自律走行作業車両１には前方や作業機を撮影するカメラ４２が搭載され制御装置３０と接続されている。カメラ４２で撮影された映像は随伴走行作業車両１００に備えられた遠隔操作装置１１２のディスプレイ１１３に表示されるようにしている。
【００３２】
遠隔操作装置１１２は前記自律走行作業車両１の走行経路Ｒを設定したり、自律走行作業車両１を遠隔操作したり、自律走行作業車両１の走行状態や作業機の作動状態を監視したり、作業データを記憶したりするものである。
【００３３】
本実施形態では、オペレータが随伴走行作業車両１００に乗車して運転操作するとともに、随伴走行作業車両１００に遠隔操作装置１１２を搭載して自律走行作業車両１を操作可能としている。随伴走行作業車両１００は図３に示すように自律走行作業車両１の斜め後方を作業しながら走行し、自律走行作業車両１を監視・操作する。但し、作業形体によっては、自律走行作業車両１の後方を随伴走行作業車両１００が走行して作業をしたり、随伴走行作業車両１００が前方を走行し、自律走行作業車両１が後方を走行して作業する場合もあり限定するものではない。随伴走行作業車両１００の基本構成は自律走行作業車両１と略同じ構成であるので詳細な説明は省略する。なお、随伴走行作業車両１００にはＧＰＳ用の移動通信機３３や移動ＧＰＳアンテナ３４を備える構成とすることも可能である。
【００３４】
遠隔操作装置１１２は、随伴走行作業車両１００及び自律走行作業車両１のダッシュボード等の操作部に着脱可能としている。遠隔操作装置１１２は随伴走行作業車両１００のダッシュボードに取り付けたまま操作することも、随伴走行作業車両１００の外に持ち出して携帯して操作することも、自律走行作業車両１のダッシュボードに取り付けて操作可能としている。遠隔操作装置１１２は例えばノート型やタブレット型のパーソナルコンピュータで構成することができる。本実施形態ではタブレット型のコンピュータで構成している。
【００３５】
さらに、遠隔操作装置１１２と自律走行作業車両１は無線で相互に通信可能に構成しており、自律走行作業車両１と遠隔操作装置１１２には通信するための送受信機１１０・１１１がそれぞれ設けられている。送受信機１１１は遠隔操作装置１１２に一体的に構成されている。通信手段は例えばＷｉＦｉ等の無線ＬＡＮで相互に通信可能に構成されている。遠隔操作装置１１２は画面に触れることで操作可能なタッチパネル式の操作画面としたディスプレイ１１３を筐体表面に設け、筐体内に送受信機１１１やＣＰＵや記憶装置やバッテリ等を収納している。
【００３６】
前記自律走行作業車両１は遠隔操作装置１１２により遠隔操作可能としている。例えば、自律走行作業車両１の緊急停止や一時停止や再発進や車速の変更やエンジン回転数の変更や作業機の昇降やＰＴＯクラッチの入り切り等を操作できるようにしている。つまり、遠隔操作装置１１２から送受信機１１１、送受信機１１０、制御装置３０を介してアクセルアクチュエータや変速手段４４やＰＴＯ入切手段４５等を制御し作業者が容易に自律走行作業車両１を遠隔操作できるのである。
【００３７】
前記ディスプレイ１１３には、前記カメラ４２で撮影した周囲の画像や自律走行作業車両１の状態や作業の状態やＧＰＳに関する情報や操作画面等を表示できるようにし、オペレータが監視できるようにしている。
【００３８】
前記自律走行作業車両１の状態としては、走行状態やエンジンの状態や作業機の状態等であり、走行状態としては変速位置や車速や燃料残量やバッテリの電圧等であり、エンジンの状態としてはエンジンの回転数や負荷率等であり、作業機の状態としては作業機の種類やＰＴＯ回転数や作業機高さ等であり、それぞれディスプレイ１１３に数字やレベルメータ等で表示される。
【００３９】
前記作業の状態としては、作業経路（目標経路または設定走行経路）、作業行程、現在位置、行程から計算される枕地までの距離、残りの経路、行程数、今までの作業時間、残りの作業時間等である。残りの経路は、全体の作業経路から既作業経路を塗りつぶすことで容易に認識できるようにしている。また、現在位置から次の行程を矢印で表示することで、現在から旋回方向等次の行程を容易に認識することができるようにしている。
ＧＰＳに関する情報は、自律走行作業車両１の実位置となる経度や緯度、衛星の補足数や電波受信強度や測位システムの異常等である。
【００４０】
次に、自律走行作業中に前記測位システムに異常が発生した場合、つまり、測位障害が発生した場合について説明する。
制御装置３０は、ＧＰＳアンテナ３４や移動通信機３３自体が故障していないか、測位障害が発生していないか判断する。ＧＰＳアンテナ３４や移動通信機３３自体が故障している場合は走行及び作業は中止し修理等の回復作業を行う。本実施形態ではＧＰＳ衛星３７からの受信障害や電波障害、つまり、測位障害が発生した場合の対応制御について説明する。受信障害としては、ＧＰＳ衛星３７からの電波が防風林や建物等で一時的に電波が受信できない場合や、建物等に電波が反射して干渉を起こす場合やＧＰＳ衛星３７の補足数が少ない場合等である。
前記ＧＰＳ衛星３７の軌道は、インターネット等の情報により容易に入手可能であるため、所定位置でのＧＰＳ衛星３７の補足数や角度等を予測することができる。従って、作業日時や作業位置（範囲）を設定した時に、同時に測位障害が発生する位置を予測することも可能となり、この予測を表示することも可能である。また、建物や防風林等により、過去に測位障害が発生した履歴が登録されている場合、ＧＰＳ衛星３７の位置と自律走行作業車両１の位置から建物や防風林等の位置（方向）や大きさ（高さ）等を大体予測することができ、測位障害の発生し易い位置（測位障害が発生した範囲）や時間を略特定することも可能となる。このようにして、測位障害が発生し易い位置、または、測位障害の発生可能位置に近づくと、ディスプレイ１１３に表示し、音で警報を発する、または、音声で知らせるようにする。
【００４１】
測位障害が発生した場合には、制御装置３０は、慣性航法に切り換えて自律走行を続行し、「測位障害発生」と自律走行作業車両１の表示手段４９に表示し、同時に遠隔操作装置１１２にその旨の信号を送信してディスプレイ１１３に表示し、警報を発する。この測位障害の発生時に、更に、ＧＰＳ衛星３７の補足数と不足数、ＧＰＳ衛星３７の角度（遮蔽された方向）、原因が電波強度（受信精度の低下）や測定データの間違いである等を表示できるようにしてもよい。そして更に、測位障害が発生した（発生している）位置と時間、ＧＰＳ衛星３７の補足数、角度等を記憶装置３０ａに記憶する。
この測位障害が発生した時のデータは、次回の作業や他の作業に利用されるようにネットワークを介しホストコンピュータや他の作業車の制御装置に送信できるようにし、ホストコンピュータではデータベース化して解析したり、マップ表示したりできるようにする。マップ表示できるようにすることで、図５に示すように、斜線の区域（測位障害が発生した範囲）は防風林や建物により影響を受けて測位障害が発生することを容易に認識でき、対策し易くなる。
【００４２】
自律走行作業車両１には慣性計測装置（ＩＭＵ）としてジャイロセンサ３１が搭載されており、測位障害が発生した場合には、慣性航法に切り換えて自律走行が一定距離は作業（走行）が続行される。しかし、測位障害が発生してから設定時間経過、または、設定距離走行しても測位障害が解消しない場合は自律走行作業車両１を停止し、作業機も停止させ、回復を待つ。前記設定時間、または、設定距離は慣性航法により走行した場合確実に設定作業経路を走行できる時間または距離である。前記停止した状態では、測位障害が解消できず自律走行が不可能な状態となっているので、オペレータは手動走行に切り換え、測位障害が解消する位置まで手動走行することになる。
【００４３】
そして、測位障害が改善されて作業を続行し圃場端に至るとＵターンして枕地旋回し、作業を続行する。往復作業（隣接耕耘）では、前記測位障害が発生した位置の近傍を再び通過するため測位障害が発生するおそれがある。そこで、測位障害が発生した位置の近傍に近づくと、ディスプレイ１１３に測位障害の発生のおそれがある旨の表示をし、注意を喚起する。測位障害が発生すると、前記同様に、ディスプレイ１１３に表示し、警報を発して慣性航法に切り換えて前記同様に制御する。
【００４４】
図４のフローチャートより具体に説明すると、まず、作業を行う圃場Ｈにおいて以前に衛星測位システムを用いて作業をしたことがあるか、つまり、作業履歴を有するか判断する（Ｓ１）。履歴がない場合は測位障害が発生していないか判断する（Ｓ２）。測位障害が発生していないと通常作業を行い（Ｓ３）、測位障害が発生していると、その旨を表示し、警報を発する（Ｓ４）。そして、測位障害が発生している位置と時間を記憶装置３０ａに記憶し（Ｓ５）、慣性航法に切り換える（Ｓ６）。慣性航法により設定時間（または設定距離）走行する（Ｓ７）までに測位障害が発生していると（Ｓ８）ステップＳ４に移行し、測位障害が解消されると慣性航法を解除し、その解除された位置と時間を記憶装置３０ａに記憶する（Ｓ９）。こうして、測位障害の経過時間と測位障害が発生した経路が記憶される。そして、ＧＰＳ測位システムに戻しステップＳ３に移行して作業を継続する。ステップＳ７において、設定時間走行すると測位障害が発生していないか判断し（Ｓ１０）、測位障害が発生していないとステップＳ９に移行し、測位障害が発生していると走行及び作業を停止し（Ｓ１１）、その位置と時間を記憶装置３０ａに記憶し、手動走行に切り換える。
【００４５】
前記ステップＳ１において、履歴が存在する場合、測位障害が発生した場所や時間を読み込み（Ｓ２１）、測位障害が発生した位置から設定範囲内に近づくと（Ｓ２２）、ディスプレイ１１３に表示し、注意を喚起し（Ｓ２３）ステップＳ２に移行する。この注意喚起及び前記警報はスピーカやブザー等による音やランプの点灯やディスプレイ１１３等による表示により行う。注意喚起と警報は、別の音声や表現とすることが好ましい。
【００４６】
こうして、一つの圃場の作業が終了すると、その圃場における測位障害発生領域（受信障害発生範囲）と時間帯を地図データに加えて記憶装置３０ａに保存する。そして、次回この圃場で作業する前に作業計画を立てる時に、走行経路の対応策や改善策を容易に立てることができることとなる。例えば、作業走行経路を計画するときに、記憶装置３０ａから履歴を呼び出して表示し、測位障害が発生する範囲が生じている圃場では、作業時間帯を変更したり、進行方向を変更したりするのである。
【００４７】
以上のように、衛星測位システムを利用して自律走行作業車両１の位置を測位する位置算出手段と、自律走行作業車両１を自動走行させる自動走行手段と、制御装置３０とを備え、前記制御装置３０の記憶装置に記憶させた設定走行経路に沿って自律走行を行う作業車両において、前記制御手段３０は、衛星測位システムにより現在位置が測位できない場合、その測位障害が発生した位置と時間と測位障害が発生した範囲を記憶装置３０ａに記憶するとともに、表示手段４９や遠隔操作装置１１２のディスプレイ１１３に測位障害が発生したことを表示するもので、測位できなかった位置や時間を履歴として残すことができ、測位障害をなくすための対策を立てる資料となり、次に作業経路の計画を立てるときに正確に走行できるルートを立案したりできる。また、次に作業を行ったときに測位障害等で測位不能となってもあわてることなく対応が容易にできる。
【００４８】
また、前記測位障害が発生した位置と時間と測位障害が発生した範囲を記憶装置３０ａから任意に読み出し可能とするので、測位障害が発生したときや走行経路を設定するときに、測位を確実にできる経路を選定することができ、走行経路の立案を容易にできる。
【００４９】
また、前記測位障害が発生した位置に近づくと、スピーカやブザー等による音やランプやディスプレイ１１３等による表示により注意喚起を行うので、測位障害の発生が予測される領域を容易に認識できるようになり、測位不能となったときの対応策を容易に講じることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、衛星測位システムを利用して作業車両が、所定の圃場等で作業を行う、建設機械や農用作業車等に利用可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１      自律走行作業車両
３０    制御装置
３０ａ  記憶装置
４９    表示手段
１１２  遠隔操作装置
１１３  ディスプレイ
【図１】
2015147111.tif 000003
【図２】
2015147111.tif 000004
【図３】
2015147111.tif 000005
【図４】
2015147111.tif 000006
【図５】
2015147111.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成28年10月25日(2016.10.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測位衛星システムを利用して自律走行作業車両の位置を測位する位置算出手段と、
設定走行経路に沿って自律走行作業車両を自律走行させる自律走行手段と、を備え、
前記自律走行手段は、
測位衛星システムの故障により前記位置算出手段が自律走行作業車両の位置を測位することができない場合は自律走行作業車両の自律走行を停止する一方、
測位障害により前記位置算出手段が自律走行作業車両の位置を測位することができない場合は慣性航法による自律走行を続行した後で自律走行を停止する
ことを特徴とする自律走行作業車両。
【請求項２】
前記自律走行手段は、
測位障害が解消されない場合、前記慣性航法による自律走行を、設定時間又は設定距離に限り行う
ことを特徴とする請求項１に記載の自律走行作業車両。
【請求項３】
測位障害が発生した位置を記憶する記憶部を有し、表示装置に所定の表示を行わせる制御部を備え、
前記制御部は、
測位障害が発生した場合には前記表示装置に警報を行わせ、
自律走行作業車両の現在位置が過去に測位障害が発生した位置から設定範囲内である場合には前記表示装置に注意喚起を行わせるものであって、
前記警報と前記注意喚起とは互いに異なる表示である
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の自律走行作業車両。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衛星測位システムを利用して自律走行を可能とした自律走行作業車両が、測位できない場合に、その時間と位置を記憶し、注意喚起できるようにする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＧＰＳ測位システムを利用して、自律走行を可能とした自律走行作業車両が設定した目標方向に自律走行できるようにし、測位が正常に行われないようになると、自律走行を中止させる。中止から所定の時間が経過するまでの間に測位が正常な状態に回復した場合は、自律走行作業者が自律走行を再開するようにした技術が公知となっている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２９５２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記技術において、防風林や建物等により衛星からの信号を受信できない場合や、建物等に電波が反射して受信障害が発生した場合等は、測位の異常の原因となることが知られている。これら測位の異常が発生した場所や時期は略特定の位置や時間に関係していることが多い。このようなことから、特定の位置や時期に作業をするときには予め対策を立てておくことにより作業の停止を回避して作業効率の向上を図ったり、原因究明のための時間を省くことができる。
【０００５】
本発明は、以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、測位の異常が発生した位置と時間を記憶しておき、作業時に測位異常が発生する位置と時間を把握しておき、次回に同じ位置や時間に作業するときには、オペレータに注意喚起して対応を迅速にできるようにしようとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００７】
請求項１においては、測位衛星システムを利用して自律走行作業車両の位置を測位する位置算出手段と、設定走行経路に沿って自律走行作業車両を自律走行させる自律走行手段と、を備え、前記自律走行手段は、測位衛星システムの故障により前記位置算出手段が自律走行作業車両の位置を測位することができない場合は自律走行作業車両の自律走行を停止する一方、測位障害により前記位置算出手段が自律走行作業車両の位置を測位することができない場合は慣性航法による自律走行を続行した後で自律走行を停止する自律走行作業車両である。
【０００８】
請求項２においては、前記自律走行手段は、測位障害が解消されない場合、前記慣性航法による自律走行を、設定時間又は設定距離に限り行うものである。
【０００９】
請求項３においては、測位障害が発生した位置を記憶する記憶部を有し、表示装置に所定の表示を行わせる制御部を備え、前記制御部は、測位障害が発生した場合には前記表示装置に警報を行わせ、自律走行作業車両の現在位置が過去に測位障害が発生した位置から設定範囲内である場合には前記表示装置に注意喚起を行わせるものであって、前記警報と前記注意喚起とは互いに異なる表示であるものである。
【発明の効果】
【００１０】
以上のような手段を用いることにより、電波障害等で測位不能となってもあわてることなく対応が容易にできる。
また、測位障害が発生した位置や時間を履歴として残すことができ、電波障害をなくすための対策を立てる資料となり、次に作業経路の計画を立てるときに正確に走行できるルートを立案したりできる。
また、次に作業を行ったときに、更に、電波障害等で測位不能となってもあわてることなく対応が容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】自律走行作業車両とＧＰＳ衛星と基準局を示す概略側面図。
【図２】制御ブロック図。
【図３】自律走行作業車両と随伴走行作業車両とによる作業の状態を示す図。
【図４】測位障害に対する制御のフローチャートを示す図。
【図５】測位障害の状況をマップで示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
衛星測位システムを利用して自律走行を可能とした、自律走行作業車両１をトラクタとし、自律走行作業車両１の後部には、作業機としてロータリ耕耘装置２４を装着した実施例について説明する。但し、作業車両はトラクタに限定するものではなく、コンバイン等でもよく、また、作業機はロータリ耕耘装置に限定するものではなく、畝立て機や草刈機やレーキや播種機や施肥機やワゴン等であってもよい。
【００１３】
図１、図２において、自律走行作業車両１となるトラクタの全体構成について説明する。ボンネット２内にエンジン３が内設され、該ボンネット２の後部のキャビン１１内にダッシュボード１４が設けられ、ダッシュボード１４上に操向操作手段となるステアリングハンドル４が設けられている。該ステアリングハンドル４の回動により操舵装置を介して前輪９・９の向きが回動される。自律走行作業車両１の操舵方向は操向センサ２０により検知される。操向センサ２０はロータリエンコーダ等の角度センサからなり、前輪９の回動基部に配置される。但し、操向センサ２０の検知構成は限定するものではなく、操舵方向が認識されるものであればよく、ステアリングハンドル４の回動を検知したり、パワーステアリングの作動量を検知してもよい。操向センサ２０により得られた検出値は制御装置３０に入力される。
【００１４】
前記ステアリングハンドル４の後方に運転席５が配設され、運転席５の下方にミッションケース６が配置される。ミッションケース６の左右両側にリアアクスルケース８・８が連設され、該リアアクスルケース８・８には車軸を介して、後輪１０・１０が支承される。エンジン３からの動力はミッションケース６内の変速装置（主変速装置や副変速装置）により変速されて、後輪１０・１０を駆動可能としている。変速装置は例えば油圧式無段変速装置で構成して、可変容量型の油圧ポンプの可動斜板をモータ等の変速手段４４により作動させて変速可能としている。変速手段４４は制御装置３０と接続されている。後輪１０の回転数は車速センサ２７により検知され、走行速度として制御装置３０に入力される。但し、車速の検知方法や車速センサ２７の配置位置は限定するものではない。
【００１５】
ミッションケース６内にはＰＴＯクラッチやＰＴＯ変速装置が収納され、ＰＴＯクラッチはＰＴＯ入切手段４５により、入り切りされ、ＰＴＯ入切手段４５は制御装置３０と接続され、ＰＴＯ軸への動力の断接を制御可能としている。制御装置３０はＣＰＵ（中央演算処理装置）や、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶装置３０ａやインターフェース等を備え、記憶装置３０ａには自律走行作業車両１を動作させるためのプログラムやデータが記憶される。
【００１６】
前記エンジン３を支持するフロントフレーム１３にはフロントアクスルケース７が支持され、該フロントアクスルケース７の両側に前輪９・９が支承され、前記ミッションケース６からの動力が前輪９・９に伝達可能に構成している。前記前輪９・９は操舵輪となっており、ステアリングハンドル４の回動操作により回動可能とするとともに、操舵駆動手段となるパワステシリンダからなる操舵アクチュエータ４０により、前輪９・９が左右操舵回動可能となっている。操舵アクチュエータ４０は制御装置３０と接続され、自動走行制御により駆動される。
【００１７】
制御装置３０には、エンジン回転制御手段となるエンジンコントローラ６０が接続され、エンジンコントローラ６０には、エンジン回転数センサ６１や水温センサや油圧センサ等が接続され、エンジンの状態を検知できるようにしている。エンジンコントローラ６０では設定回転数と実回転数から負荷を検出し、過負荷とならないように制御するとともに、後述する遠隔操作装置１１２にエンジン３の状態を送信してディスプレイ１１３で表示できるようにしている。
【００１８】
また、ステップ下方に配置した燃料タンク１５には、燃料の液面を検知するレベルセンサ２９が配置されて制御装置３０と接続され、自律走行作業車両１のダッシュボードに設ける表示手段４９には燃料の残量を表示する燃料計が設けられ制御装置３０と接続されている。そして、制御装置３０から遠隔操作装置１１２に燃料残量に関する情報が送信されて、遠隔操作装置１１２のディスプレイ１１３に燃料残量と作業可能時間が表示される。
【００１９】
前記ダッシュボード１４上には、エンジンの回転計や燃料計や油圧等や異常を示すモニタや設定値等を表示する表示手段４９が配置されている。
【００２０】
また、トラクタ機体後方に作業機装着装置２３を介して、作業機としてロータリ耕耘装置２４が昇降自在に装設させて、耕耘作業を行うように構成している。前記ミッションケース６上に昇降シリンダ２６が設けられ、該昇降シリンダ２６を伸縮させることにより、作業機装着装置２３を構成する昇降アームを回動させて、ロータリ耕耘装置２４を昇降できるようにしている。昇降シリンダ２６は昇降アクチュエータ２５の作動により伸縮され、昇降アクチュエータ２５は制御装置３０と接続されている。
【００２１】
制御装置３０には衛星測位システムを構成する移動通信機３３が接続されている。移動通信機３３には、移動ＧＰＳアンテナ３４とデータ受信アンテナ３８が接続され、移動ＧＰＳアンテナ３４とデータ受信アンテナ３８は、前記キャビン１１上に設けられる。該移動通信機３３には、位置算出手段を備えて緯度と経度を制御装置３０に送信し、現在位置を把握できるようにしている。なお、ＧＰＳ（米国）に加えて準天頂衛星( 日本) やグロナス衛星（ロシア）等の衛星測位システム（ＧＮＳＳ）を利用することで精度の高い測位ができるが、本実施形態ではＧＰＳを用いて説明する。
【００２２】
自律走行作業車両１は、機体の姿勢変化情報を得るためにジャイロセンサ３１、および進行方向を検知するために方位センサ３２を具備し制御装置３０と接続されている。但し、ＧＰＳの位置計測から進行方向を算出できるので、方位センサ３２を省くことができる。ジャイロセンサ３１は自律走行作業車両１の機体前後方向の傾斜（ピッチ）の角速度、機体左右方向の傾斜（ロール）の角速度、および旋回（ヨー）の角速度、を検出するものである。該三つの角速度を積分計算することにより、自律走行作業車両１の機体の前後方向および左右方向への傾斜角度、および旋回角度を求めることが可能である。ジャイロセンサ３１の具体例としては、機械式ジャイロセンサ、光学式ジャイロセンサ、流体式ジャイロセンサ、振動式ジャイロセンサ等が挙げられる。ジャイロセンサ３１は制御装置３０に接続され、当該三つの角速度に係る情報を制御装置３０に入力する。
【００２３】
方位センサ３２は自律走行作業車両１の向き（進行方向）を検出するものである。方位センサ３２の具体例としては磁気方位センサ等が挙げられる。方位センサ３２は制御装置３０に接続され、機体の向きに係る情報を制御装置３０に入力する。
【００２４】
こうして制御装置３０は、上記ジャイロセンサ３１、方位センサ３２から取得した信号を姿勢・方位演算手段により演算し、自律走行作業車両１の姿勢（向き、機体前後方向及び機体左右方向の傾斜、旋回方向）を求める。
【００２５】
次に、自律走行作業車両１の位置情報をＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・システム）を用いて取得する方法について説明する。ＧＰＳは、元来航空機・船舶等の航法支援用として開発されたシステムであって、上空約二万キロメートルを周回する二十四個のＧＰＳ衛星（六軌道面に四個ずつ配置）、ＧＰＳ衛星の追跡と管制を行う管制局、測位を行うための利用者の通信機で構成される。ＧＰＳを用いた測位方法としては、単独測位、相対測位、ＤＧＰＳ（ディファレンシャルＧＰＳ）測位、ＲＴＫ−ＧＰＳ（リアルタイムキネマティック−ＧＰＳ）測位など種々の方法が挙げられ、これらいずれの方法を用いることも可能であるが、本実施形態では測定精度の高いＲＴＫ−ＧＰＳ測位方式を採用し、この方法について図１、図２より説明する。
【００２６】
ＲＴＫ−ＧＰＳ（リアルタイムキネマティック−ＧＰＳ）測位は、位置が判っている基準局と、位置を求めようとする移動局とで同時にＧＰＳ観測を行い、基準局で観測したデータを無線等の方法で移動局にリアルタイムで送信し、基準局の位置成果に基づいて移動局の位置をリアルタイムに求める方法である。
【００２７】
本実施形態においては、自律走行作業車両１に移動局となる移動通信機３３と移動ＧＰＳアンテナ３４とデータ受信アンテナ３８が配置され、基準局となる固定通信機３５と固定ＧＰＳアンテナ３６とデータ送信アンテナ３９が圃場の作業の邪魔にならない所定位置に配設される。本実施形態のＲＴＫ−ＧＰＳ（リアルタイムキネマティック−ＧＰＳ）測位は、基準局および移動局の両方で位相の測定（相対測位）を行い、基準局の固定通信機３５で測位したデータをデータ送信アンテナ３９からデータ受信アンテナ３８に送信する。
【００２８】
自律走行作業車両１に配置された移動ＧＰＳアンテナ３４はＧＰＳ衛星３７・３７・・・からの信号を受信する。この信号は移動通信機３３に送信され測位される。そして、同時に基準局となる固定ＧＰＳアンテナ３６でＧＰＳ衛星３７・３７・・・からの信号を受信し、固定通信機３５で測位し移動通信機３３に送信し、観測されたデータを解析して移動局の位置を決定する。こうして得られた位置情報は制御装置３０に送信される。
【００２９】
こうして、この自律走行作業車両１における制御装置３０は自動走行させる自動走行手段を備えて、自動走行手段はＧＰＳ衛星３７・３７・・・から送信される電波を受信して移動通信機３３において設定時間間隔で機体の位置情報を求め、ジャイロセンサ３１及び方位センサ３２から機体の変位情報および方位情報を求める。これら位置情報と変位情報と方位情報に基づいて機体が予め設定した設定経路Ｒに沿って走行するように、操舵アクチュエータ４０、変速手段４４、昇降アクチュエータ２５、ＰＴＯ入切手段４５、エンジンコントローラ６０等を制御して自動走行し自動で作業できるようにしている。なお、作業範囲となる圃場Ｈの外周の位置情報も周知の方法によって予め設定され、記憶装置３０ａに記憶されている。
【００３０】
また、自律走行作業車両１には障害物センサ４１が配置されて制御装置３０と接続され、障害物に当接しないようにしている。例えば、障害物センサ４１は超音波センサで構成して機体の前部や側部や後部に配置して制御装置３０と接続し、機体の前方や側方や後方に障害物があるかどうかを検出し、障害物が設定距離以内に近づくと走行を停止させるように制御する。
【００３１】
また、自律走行作業車両１には前方や作業機を撮影するカメラ４２が搭載され制御装置３０と接続されている。カメラ４２で撮影された映像は随伴走行作業車両１００に備えられた遠隔操作装置１１２のディスプレイ１１３に表示されるようにしている。
【００３２】
遠隔操作装置１１２は前記自律走行作業車両１の走行経路Ｒを設定したり、自律走行作業車両１を遠隔操作したり、自律走行作業車両１の走行状態や作業機の作動状態を監視したり、作業データを記憶したりするものである。
【００３３】
本実施形態では、オペレータが随伴走行作業車両１００に乗車して運転操作するとともに、随伴走行作業車両１００に遠隔操作装置１１２を搭載して自律走行作業車両１を操作可能としている。随伴走行作業車両１００は図３に示すように自律走行作業車両１の斜め後方を作業しながら走行し、自律走行作業車両１を監視・操作する。但し、作業形体によっては、自律走行作業車両１の後方を随伴走行作業車両１００が走行して作業をしたり、随伴走行作業車両１００が前方を走行し、自律走行作業車両１が後方を走行して作業する場合もあり限定するものではない。随伴走行作業車両１００の基本構成は自律走行作業車両１と略同じ構成であるので詳細な説明は省略する。なお、随伴走行作業車両１００にはＧＰＳ用の移動通信機３３や移動ＧＰＳアンテナ３４を備える構成とすることも可能である。
【００３４】
遠隔操作装置１１２は、随伴走行作業車両１００及び自律走行作業車両１のダッシュボード等の操作部に着脱可能としている。遠隔操作装置１１２は随伴走行作業車両１００のダッシュボードに取り付けたまま操作することも、随伴走行作業車両１００の外に持ち出して携帯して操作することも、自律走行作業車両１のダッシュボードに取り付けて操作可能としている。遠隔操作装置１１２は例えばノート型やタブレット型のパーソナルコンピュータで構成することができる。本実施形態ではタブレット型のコンピュータで構成している。
【００３５】
さらに、遠隔操作装置１１２と自律走行作業車両１は無線で相互に通信可能に構成しており、自律走行作業車両１と遠隔操作装置１１２には通信するための送受信機１１０・１１１がそれぞれ設けられている。送受信機１１１は遠隔操作装置１１２に一体的に構成されている。通信手段は例えばＷｉＦｉ等の無線ＬＡＮで相互に通信可能に構成されている。遠隔操作装置１１２は画面に触れることで操作可能なタッチパネル式の操作画面としたディスプレイ１１３を筐体表面に設け、筐体内に送受信機１１１やＣＰＵや記憶装置やバッテリ等を収納している。
【００３６】
前記自律走行作業車両１は遠隔操作装置１１２により遠隔操作可能としている。例えば、自律走行作業車両１の緊急停止や一時停止や再発進や車速の変更やエンジン回転数の変更や作業機の昇降やＰＴＯクラッチの入り切り等を操作できるようにしている。つまり、遠隔操作装置１１２から送受信機１１１、送受信機１１０、制御装置３０を介してアクセルアクチュエータや変速手段４４やＰＴＯ入切手段４５等を制御し作業者が容易に自律走行作業車両１を遠隔操作できるのである。
【００３７】
前記ディスプレイ１１３には、前記カメラ４２で撮影した周囲の画像や自律走行作業車両１の状態や作業の状態やＧＰＳに関する情報や操作画面等を表示できるようにし、オペレータが監視できるようにしている。
【００３８】
前記自律走行作業車両１の状態としては、走行状態やエンジンの状態や作業機の状態等であり、走行状態としては変速位置や車速や燃料残量やバッテリの電圧等であり、エンジンの状態としてはエンジンの回転数や負荷率等であり、作業機の状態としては作業機の種類やＰＴＯ回転数や作業機高さ等であり、それぞれディスプレイ１１３に数字やレベルメータ等で表示される。
【００３９】
前記作業の状態としては、作業経路（目標経路または設定走行経路）、作業行程、現在位置、行程から計算される枕地までの距離、残りの経路、行程数、今までの作業時間、残りの作業時間等である。残りの経路は、全体の作業経路から既作業経路を塗りつぶすことで容易に認識できるようにしている。また、現在位置から次の行程を矢印で表示することで、現在から旋回方向等次の行程を容易に認識することができるようにしている。ＧＰＳに関する情報は、自律走行作業車両１の実位置となる経度や緯度、衛星の補足数や電波受信強度や測位システムの異常等である。
【００４０】
次に、自律走行作業中に前記測位システムに異常が発生した場合、つまり、測位障害が発生した場合について説明する。制御装置３０は、ＧＰＳアンテナ３４や移動通信機３３自体が故障していないか、測位障害が発生していないか判断する。ＧＰＳアンテナ３４や移動通信機３３自体が故障している場合は走行及び作業は中止し修理等の回復作業を行う。本実施形態ではＧＰＳ衛星３７からの受信障害や電波障害、つまり、測位障害が発生した場合の対応制御について説明する。受信障害としては、ＧＰＳ衛星３７からの電波が防風林や建物等で一時的に電波が受信できない場合や、建物等に電波が反射して干渉を起こす場合やＧＰＳ衛星３７の補足数が少ない場合等である。前記ＧＰＳ衛星３７の軌道は、インターネット等の情報により容易に入手可能であるため、所定位置でのＧＰＳ衛星３７の補足数や角度等を予測することができる。従って、作業日時や作業位置（範囲）を設定した時に、同時に測位障害が発生する位置を予測することも可能となり、この予測を表示することも可能である。また、建物や防風林等により、過去に測位障害が発生した履歴が登録されている場合、ＧＰＳ衛星３７の位置と自律走行作業車両１の位置から建物や防風林等の位置（方向）や大きさ（高さ）等を大体予測することができ、測位障害の発生し易い位置（測位障害が発生した範囲）や時間を略特定することも可能となる。このようにして、測位障害が発生し易い位置、または、測位障害の発生可能位置に近づくと、ディスプレイ１１３に表示し、音で警報を発する、または、音声で知らせるようにする。
【００４１】
測位障害が発生した場合には、制御装置３０は、慣性航法に切り換えて自律走行を続行し、「測位障害発生」と自律走行作業車両１の表示手段４９に表示し、同時に遠隔操作装置１１２にその旨の信号を送信してディスプレイ１１３に表示し、警報を発する。この測位障害の発生時に、更に、ＧＰＳ衛星３７の補足数と不足数、ＧＰＳ衛星３７の角度（遮蔽された方向）、原因が電波強度（受信精度の低下）や測定データの間違いである等を表示できるようにしてもよい。そして更に、測位障害が発生した（発生している）位置と時間、ＧＰＳ衛星３７の補足数、角度等を記憶装置３０ａに記憶する。この測位障害が発生した時のデータは、次回の作業や他の作業に利用されるようにネットワークを介しホストコンピュータや他の作業車の制御装置に送信できるようにし、ホストコンピュータではデータベース化して解析したり、マップ表示したりできるようにする。マップ表示できるようにすることで、図５に示すように、斜線の区域（測位障害が発生した範囲）は防風林や建物により影響を受けて測位障害が発生することを容易に認識でき、対策し易くなる。
【００４２】
自律走行作業車両１には慣性計測装置（ＩＭＵ）としてジャイロセンサ３１が搭載されており、測位障害が発生した場合には、慣性航法に切り換えて自律走行が一定距離は作業（走行）が続行される。しかし、測位障害が発生してから設定時間経過、または、設定距離走行しても測位障害が解消しない場合は自律走行作業車両１を停止し、作業機も停止させ、回復を待つ。前記設定時間、または、設定距離は慣性航法により走行した場合、確実に設定作業経路を走行できる時間または距離である。前記停止した状態では、測位障害が解消できず自律走行が不可能な状態となっているので、オペレータは手動走行に切り換え、測位障害が解消する位置まで手動走行することになる。
【００４３】
そして、測位障害が改善されて作業を続行し圃場端に至るとＵターンして枕地旋回し、作業を続行する。往復作業（隣接耕耘）では、前記測位障害が発生した位置の近傍を再び通過するため測位障害が発生するおそれがある。そこで、測位障害が発生した位置の近傍に近づくと、ディスプレイ１１３に測位障害の発生のおそれがある旨の表示をし、注意を喚起する。測位障害が発生すると、前記同様に、ディスプレイ１１３に表示し、警報を発して慣性航法に切り換えて前記同様に制御する。
【００４４】
図４のフローチャートより具体に説明すると、まず、作業を行う圃場Ｈにおいて以前に衛星測位システムを用いて作業をしたことがあるか、つまり、作業履歴を有するか判断する（Ｓ１）。履歴がない場合は測位障害が発生していないか判断する（Ｓ２）。測位障害が発生していないと通常作業を行い（Ｓ３）、測位障害が発生していると、その旨を表示し、警報を発する（Ｓ４）。そして、測位障害が発生している位置と時間を記憶装置３０ａに記憶し（Ｓ５）、慣性航法に切り換える（Ｓ６）。慣性航法により設定時間（または設定距離）走行する（Ｓ７）までに測位障害が発生していると（Ｓ８）ステップＳ４に移行し、測位障害が解消されると慣性航法を解除し、その解除された位置と時間を記憶装置３０ａに記憶する（Ｓ９）。こうして、測位障害の経過時間と測位障害が発生した経路が記憶される。そして、ＧＰＳ測位システムに戻しステップＳ３に移行して作業を継続する。ステップＳ７において、設定時間走行すると測位障害が発生していないか判断し（Ｓ１０）、測位障害が発生していないとステップＳ９に移行し、測位障害が発生していると走行及び作業を停止し（Ｓ１１）、その位置と時間を記憶装置３０ａに記憶し、手動走行に切り換える。
【００４５】
前記ステップＳ１において、履歴が存在する場合、測位障害が発生した場所や時間を読み込み（Ｓ２１）、測位障害が発生した位置から設定範囲内に近づくと（Ｓ２２）、ディスプレイ１１３に表示し、注意を喚起し（Ｓ２３）ステップＳ２に移行する。この注意喚起及び前記警報はスピーカやブザー等による音やランプの点灯やディスプレイ１１３等による表示により行う。注意喚起と警報は、別の音声や表現とすることが好ましい。
【００４６】
こうして、一つの圃場の作業が終了すると、その圃場における測位障害発生領域（受信障害発生範囲）と時間帯を地図データに加えて記憶装置３０ａに保存する。そして、次回この圃場で作業する前に作業計画を立てる時に、走行経路の対応策や改善策を容易に立てることができることとなる。例えば、作業走行経路を計画するときに、記憶装置３０ａから履歴を呼び出して表示し、測位障害が発生する範囲が生じている圃場では、作業時間帯を変更したり、進行方向を変更したりするのである。
【００４７】
以上のように、衛星測位システムを利用して自律走行作業車両１の位置を測位する位置算出手段と、自律走行作業車両１を自動走行させる自動走行手段と、制御装置３０とを備え、前記制御装置３０の記憶装置に記憶させた設定走行経路に沿って自律走行を行う作業車両において、前記制御装置３０は、衛星測位システムにより現在位置が測位できない場合、その測位障害が発生した位置と時間と測位障害が発生した範囲を記憶装置３０ａに記憶するとともに、表示手段４９や遠隔操作装置１１２のディスプレイ１１３に測位障害が発生したことを表示するもので、測位できなかった位置や時間を履歴として残すことができ、測位障害をなくすための対策を立てる資料となり、次に作業経路の計画を立てるときに正確に走行できるルートを立案したりできる。また、次に作業を行ったときに測位障害等で測位不能となってもあわてることなく対応が容易にできる。
【００４８】
また、前記測位障害が発生した位置と時間と測位障害が発生した範囲を記憶装置３０ａから任意に読み出し可能とするので、測位障害が発生したときや走行経路を設定するときに、測位を確実にできる経路を選定することができ、走行経路の立案を容易にできる。
【００４９】
また、前記測位障害が発生した位置に近づくと、スピーカやブザー等による音やランプやディスプレイ１１３等による表示により注意喚起を行うので、測位障害の発生が予測される領域を容易に認識できるようになり、測位不能となったときの対応策を容易に講じることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、衛星測位システムを利用して作業車両が、所定の圃場等で作業を行う、建設機械や農用作業車等に利用可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１      自律走行作業車両
３０    制御装置
３０ａ  記憶装置
４９    表示手段
１１２  遠隔操作装置
１１３  ディスプレイ
【国際調査報告】
2015147111.tif 000008
2015147111.tif 000009
2015147111.tif 000010
2015147111.tif 000011