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JP7261241B2 - automatic steering controller - Google Patents

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JP7261241B2
JP7261241B2 JP2020546005A JP2020546005A JP7261241B2 JP 7261241 B2 JP7261241 B2 JP 7261241B2 JP 2020546005 A JP2020546005 A JP 2020546005A JP 2020546005 A JP2020546005 A JP 2020546005A JP 7261241 B2 JP7261241 B2 JP 7261241B2
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steering
control device
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Description

本発明の実施形態は、作業車両の自動操舵に関する。 Embodiments of the present invention relate to automatic steering of work vehicles.

従来、農作業の効率化を目的として、トラクタや田植機などの作業車両を指定した走行経路に追従させる自動操舵制御が行われている。この自動操舵制御によれば、目標とする走行経路上の位置と作業車両の位置との離間距離に基づいて、作業車両の位置を走行経路上に位置付けるように作業車両の操舵が制御される。 2. Description of the Related Art Conventionally, for the purpose of improving the efficiency of agricultural work, automatic steering control has been performed in which work vehicles such as tractors and rice transplanters follow a designated travel route. According to this automatic steering control, the steering of the work vehicle is controlled so as to position the work vehicle on the travel route based on the separation distance between the target position on the travel route and the position of the work vehicle.

また、作業車両の自動操舵に関する技術として、機体を操舵操作する操舵部材と、機体の位置座標を取得する位置情報取得装置と、操舵部材を作動させて機体を直進走行させる自動直進装置と、機体各部の制御を行う制御装置を備える作業車両において機体の直進走行の基準となる基準位置を取得する基準位置取得部材と、自動直進装置を入切する入切部材を設け、制御装置は、基準位置を取得した状態で入切部材を入操作することにより、自動直進装置を作動可能にすることを特徴とする作業車両、が知られている(例えば、特許文献1参照)。 In addition, as technology related to automatic steering of work vehicles, there are a steering member for steering the body, a position information acquisition device for acquiring the position coordinates of the body, an automatic straightening device for operating the steering member to make the body travel straight, and a body. A work vehicle equipped with a control device for controlling each part is provided with a reference position acquisition member for acquiring a reference position that is a reference for straight traveling of the machine body, and an on/off member for turning on and off the automatic straight traveling device, and the control device controls the reference position. There is known a work vehicle characterized by activating an automatic straight-ahead device by operating an on/off member in a state in which is acquired (see, for example, Patent Document 1).

特開2018-97621号公報JP 2018-97621 A

作業車両が走行する圃場は、一般車両が走行する舗装された道路と比較して、各圃場によってその特性に大きな幅があり、例えば、田植機が走行する水田においては、その耕土の質や耕土から水面までの水位などの様々な要素によって、田植機の操舵に係る特性が水田によって異なる。そのため、想定された圃場の特性と実際の圃場の特性とが大きく異なる場合、圃場に合わせた最適な自動操舵がなされない、という問題がある。 Compared to the paved roads on which general vehicles travel, the fields on which work vehicles travel have a wide range of characteristics depending on the field. The steering characteristics of the rice transplanter differ from paddy field to paddy field due to various factors such as the water level from the ground to the surface of the water. Therefore, when the expected characteristics of the field differ greatly from the actual characteristics of the field, there is a problem that the optimum automatic steering according to the field is not performed.

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、圃場に合わせた最適な作業車両の自動操舵を行うことができる自動操舵制御装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an automatic steering control system that can automatically steer a work vehicle optimally for a field.

上述した課題を解決するため、本実施形態の自動操舵制御装置は、自動操舵の対象である作業車両へ操舵信号を出力する自動操舵制御装置であって、目標進行方位と検出された前記作業車両の進行方位とに基づくPID制御により前記操舵信号を出力し、前記PID制御における比例ゲインに与えるべき複数の値を含む第1パラメータセットを有する操舵演算部と、前記第1パラメータセットに含まれる複数の値を示し、択一に選択可能な選択肢を提示する提示部と、前記第1パラメータセットについて選択された選択肢を取得する取得部とを備え、前記操舵演算部は、前記第1パラメータセットについて取得された選択肢により示される値を前記比例ゲインに設定して前記PID制御を行うことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the automatic steering control device of the present embodiment is an automatic steering control device that outputs a steering signal to a work vehicle that is a target of automatic steering, and the work vehicle that is detected as a target travel direction is A steering calculation unit having a first parameter set including a plurality of values to be given to a proportional gain in the PID control, and a plurality of the first parameter sets included in the first parameter set. and a presentation unit that presents alternatively selectable options, and an acquisition unit that acquires the option selected for the first parameter set, wherein the steering calculation unit provides the first parameter set with The PID control is performed by setting the value indicated by the acquired option as the proportional gain.

本発明によれば、圃場に合わせた最適な作業車両の自動操舵を行うことができる。 According to the present invention, it is possible to perform automatic steering of a working vehicle that is optimal for a field.

実施形態に係る農用トラクタの構成を示す概略側面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic side view which shows the structure of the agricultural tractor which concerns on embodiment. 実施形態に係る自動操舵システムのハードウェア構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing the hardware configuration of an automatic steering system according to an embodiment; FIG. 自動操舵制御装置のハードウェア構成を示すブロック図である。2 is a block diagram showing the hardware configuration of an automatic steering control device; FIG. 自動操舵制御装置の機能構成を示すブロック図である。2 is a block diagram showing the functional configuration of an automatic steering control device; FIG. 自動操舵制御システムの制御構成を示すブロック図である。2 is a block diagram showing a control configuration of an automatic steering control system; FIG. 操舵演算部の制御構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a control configuration of a steering calculation unit; FIG. 制御量設定に係るユーザインターフェイスを示す概略図である。FIG. 11 is a schematic diagram showing a user interface for setting the control amount;

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(対象車両及び自動操舵システムの構成)
まず、本実施形態に係る自動操舵システムとこの自動操舵システムにより自動操舵される対象車両について説明する。図1は、実施形態に係る農業用トラクタの構成を示す概略側面図である。図2は、実施形態に係る自動操舵システムの構成を示すブロック図である。
(Configuration of target vehicle and automatic steering system)
First, an automatic steering system according to the present embodiment and a target vehicle automatically steered by this automatic steering system will be described. FIG. 1 is a schematic side view showing the configuration of an agricultural tractor according to an embodiment. FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the automatic steering system according to the embodiment.

本実施形態に係る自動操舵システムの操舵対象としての車両は、作業車であり、具体的には、図1に示すような農業用のトラクタ1とする。このトラクタ1は、車体10と、2つの前輪11と2つの後輪12とを備える四輪車両とするが、操舵可能な車両であればどのような車両であっても良く、例えば、車輪の代わりにクローラを備える軌道車両であっても良い。また、トラクタ1は、運転者が座るための座席13、図示しない作業機を連結接続するリンク機構14、ステアリングコラム15、ステアリングハンドル16、操舵駆動装置17、アクセル、ブレーキ等を含むペダル類18、屋根部19を備える。 A vehicle to be steered by the automatic steering system according to the present embodiment is a working vehicle, specifically, an agricultural tractor 1 as shown in FIG. The tractor 1 is a four-wheeled vehicle having a vehicle body 10, two front wheels 11 and two rear wheels 12, but may be any vehicle as long as it can be steered. Alternatively, it may be a rail vehicle with crawlers. The tractor 1 also includes a seat 13 for a driver to sit on, a link mechanism 14 for connecting and connecting a work machine (not shown), a steering column 15, a steering handle 16, a steering drive device 17, pedals 18 including an accelerator, a brake, and the like. A roof portion 19 is provided.

ステアリングコラム15内には前輪11に偏角を与えてトラクタ1を操舵する操舵系が備えられ、ステアリングハンドル16または操舵駆動装置17によるハンドル角を操舵系に入力するための入力軸151が内蔵され、この入力軸151の回転に基づく操舵角が前輪11に与えられる。操舵駆動装置17は、自動操舵制御をするための構成が備えられていない、手動操舵を前提としたトラクタ1を自動操舵するために後付けされる装置であり、上方においては、ステアリングハンドル16が取り付けられるとともに、下方において、操舵系の入力軸151の上端部が嵌合される。屋根部19は、車体10において前後左右に異なる位置に設けられた4つの支持フレーム上に載置される全体として略平板上の部材である。 A steering system for steering the tractor 1 by giving a deflection angle to the front wheels 11 is provided in the steering column 15, and an input shaft 151 for inputting a steering wheel angle from the steering wheel 16 or the steering drive device 17 to the steering system is incorporated. , a steering angle based on the rotation of the input shaft 151 is given to the front wheels 11 . The steering drive device 17 is a device retrofitted to automatically steer the tractor 1, which is assumed to be manually steered and does not have a structure for automatic steering control. In addition, the upper end of the input shaft 151 of the steering system is fitted below. The roof portion 19 is a substantially flat member as a whole that is mounted on four support frames provided at different positions on the front, rear, left, and right sides of the vehicle body 10 .

屋根部19の上面には、少なくともGNSS(Global Navigation Satellite System)とジャイロセンサとを含むセンサ類21が設けられる。このセンサ類21は、少なくとも車両の位置と走行面上の車両の方位とを検出するものであれば、いかなるセンサを含むものであっても良い。また、屋根部19を支持する支持フレームのうち、前方に位置する1つの支持フレームには、自動操舵制御装置22が設けられる。この自動操舵制御装置22は、トラクタ1の自動操舵を制御するものであり、後に詳述するように、自動操舵制御に関する状況をトラクタ1の運転者に提示するとともに、自動操舵制御に関する運転者による操作を取得するものであるため、運転者の眼前に位置するように設けられることが望ましい。 Sensors 21 including at least a GNSS (Global Navigation Satellite System) and a gyro sensor are provided on the upper surface of the roof portion 19 . The sensors 21 may include any sensors as long as they detect at least the position of the vehicle and the direction of the vehicle on the running surface. In addition, an automatic steering control device 22 is provided on one of the support frames that support the roof portion 19, which is located in front. The automatic steering control device 22 controls the automatic steering of the tractor 1, and as will be described in detail later, presents the situation regarding the automatic steering control to the driver of the tractor 1, and also provides the driver with the automatic steering control. Since it acquires the operation, it is desirable to be provided so as to be positioned in front of the driver.

自動操舵システムは、図2に示すように、操舵系における入力軸151を駆動する操舵駆動装置17と、センサ類21と、自動操舵制御装置22と、図1に図示されないハンドル角制御装置23とにより構成される。 As shown in FIG. 2, the automatic steering system includes a steering drive device 17 that drives an input shaft 151 in the steering system, sensors 21, an automatic steering control device 22, and a steering wheel angle control device 23 (not shown in FIG. 1). Consists of

操舵駆動装置17は、入力軸151に駆動力を伝達する伝達軸171、伝達軸171を駆動するステッピングモータであるモータ172、伝達軸171の回転量及び回転位置を検知するロータリエンコーダであるエンコーダ173を備える。なお、モータ172は、入力軸151を回転させるのに十分なトルクを出力可能であるモータであれば、どのような種類のモータであっても良い。 The steering drive device 17 includes a transmission shaft 171 that transmits driving force to the input shaft 151, a motor 172 that is a stepping motor that drives the transmission shaft 171, and an encoder 173 that is a rotary encoder that detects the rotation amount and rotation position of the transmission shaft 171. Prepare. Note that the motor 172 may be any type of motor as long as it can output torque sufficient to rotate the input shaft 151 .

自動操舵制御装置22は、センサ類21による検出値に基づいて操舵信号を出力し、ハンドル角制御装置23は、自動操舵制御装置22により指示された操舵信号に基づいて操舵駆動装置17をフィードバック制御する。ここで、操舵駆動装置17は、エンコーダ173により検知された回転位置が所望の回転位置となるようにモータ172を制御して伝達軸171を駆動させる。 The automatic steering control device 22 outputs steering signals based on the values detected by the sensors 21, and the steering wheel angle control device 23 feedback-controls the steering drive device 17 based on the steering signals instructed by the automatic steering control device 22. do. Here, the steering driving device 17 drives the transmission shaft 171 by controlling the motor 172 so that the rotational position detected by the encoder 173 becomes a desired rotational position.

このように、トラクタ1に対して、操舵駆動装置17、センサ類21、自動操舵制御装置22及びハンドル角制御装置23を後付けで設置することによって、手動操舵されるように構成されたトラクタ1において自動操舵を実現することが可能となる。 In this way, the tractor 1 configured to be manually steered by retrofitting the steering drive device 17, the sensors 21, the automatic steering control device 22, and the steering wheel angle control device 23 to the tractor 1 Automatic steering can be realized.

(自動操舵制御装置の構成)
自動操舵制御装置のハードウェア構成及び機能構成について説明する。図3、図4は、それぞれ、自動操舵制御装置のハードウェア構成、機能構成を示すブロック図である。
(Configuration of automatic steering control device)
The hardware configuration and functional configuration of the automatic steering control device will be described. 3 and 4 are block diagrams showing the hardware configuration and functional configuration of the automatic steering control device, respectively.

自動操舵制御装置22は、ハードウェアとして、図3に示すように、CPU(Central Processing Unit)221、RAM(Random Access Memory)222、記憶装置223、入出力I/F(Interface)224、タッチパネル225、スイッチ群226を備える。 The automatic steering control device 22 includes, as hardware, a CPU (Central Processing Unit) 221, a RAM (Random Access Memory) 222, a storage device 223, an input/output I/F (Interface) 224, and a touch panel 225, as shown in FIG. , switch group 226 .

CPU221及びRAM222は協働して後述する各種機能を実行し、記憶装置223は各種機能により実行される処理に用いられる各種データを記憶する。タッチパネル225は、出力装置としてのディスプレイと入力装置としてのタッチセンサとを有する入出力装置である。スイッチ群226は、入力装置として、後述する選択肢の選択に用いられる複数のスイッチであり、それぞれのスイッチは、例えば、スライドスイッチやディップスイッチとして構成される。入出力I/F224は、入出力装置としてのタッチパネル225とのデータの入出力を行う。なお、自動操舵制御装置22における入力装置及び出力装置は、いずれも、いかなる種類の装置であっても良い。 The CPU 221 and RAM 222 cooperate to execute various functions described later, and the storage device 223 stores various data used for processing executed by the various functions. The touch panel 225 is an input/output device having a display as an output device and a touch sensor as an input device. The switch group 226 is a plurality of switches used as an input device for selecting options to be described later, and each switch is configured as a slide switch or a dip switch, for example. The input/output I/F 224 performs data input/output with the touch panel 225 as an input/output device. Both the input device and the output device in the automatic steering control device 22 may be of any type.

また、自動操舵制御装置22は、機能として、図4に示すように、経路設定部31、操舵制御部32、提示部33、取得部34を備える。経路設定部31は、タッチパネル225を介した運転者からの指示に基づいて、後述する目標走行経路を設定する。操舵制御部32は、経路設定部31により設定された目標走行経路に基づいて、トラクタ1の自動操舵を制御する。提示部33は、タッチパネル225を介して、操舵制御部32による自動操舵に関する情報を運転者に提示する。取得部34は、タッチパネル225を介して、操舵制御部32による自動操舵の設定に関する運転者による操作を取得する。 Further, the automatic steering control device 22 includes, as functions, a route setting unit 31, a steering control unit 32, a presentation unit 33, and an acquisition unit 34, as shown in FIG. The route setting unit 31 sets a target travel route, which will be described later, based on an instruction from the driver via the touch panel 225 . The steering control section 32 controls automatic steering of the tractor 1 based on the target travel route set by the route setting section 31 . The presentation unit 33 presents information regarding automatic steering by the steering control unit 32 to the driver via the touch panel 225 . The acquisition unit 34 acquires the driver's operation regarding the automatic steering setting by the steering control unit 32 via the touch panel 225 .

(自動操舵制御システムの制御構成)
自動操舵制御システムの制御構成について説明する。図5は、自動操舵制御システムの制御構成を示すブロック図である。図6は、操舵演算部の制御構成を示すブロック図である。
(Control configuration of automatic steering control system)
A control configuration of the automatic steering control system will be described. FIG. 5 is a block diagram showing the control configuration of the automatic steering control system. FIG. 6 is a block diagram showing the control configuration of the steering calculation section.

図5に示すように、操舵制御部32は、目標進行方向演算部321と、操舵演算部322とを有する。目標進行方向演算部321は、センサ類21により検出されたトラクタ1の位置である車両位置と、経路設定部31により設定された目標走行経路とに基づいて、車両位置を目標走行経路に一致させるようなトラクタ1の進行方位である目標進行方位を演算して出力する。操舵演算部322は、目標進行方向演算部321により出力された目標進行方位と、センサ類21により検出されたトラクタ1の進行方位との偏差である進行方位偏差に基づいて、本実施形態においては操舵角を示す操舵信号を演算して出力する。 As shown in FIG. 5 , the steering control section 32 has a target traveling direction calculation section 321 and a steering calculation section 322 . The target travel direction calculation unit 321 matches the vehicle position with the target travel route based on the vehicle position, which is the position of the tractor 1 detected by the sensors 21, and the target travel route set by the route setting unit 31. A target traveling azimuth, which is the traveling azimuth of the tractor 1, is calculated and output. The steering calculation unit 322 is based on the traveling direction deviation, which is the difference between the target traveling direction output by the target traveling direction calculating unit 321 and the traveling direction of the tractor 1 detected by the sensors 21, in this embodiment. It calculates and outputs a steering signal indicating the steering angle.

ハンドル角制御装置23は、操舵演算部322により出力された操舵信号により示される操舵角に基づくハンドル角を操舵駆動装置17へ出力することにより入力軸151を制御し、入力軸151の回転に基づく操舵角が前輪11に与えられてトラクタ1の進行方向が制御され、制御されたトラクタ1の車両位置と進行方位とがセンサ類21により検出される。 The steering wheel angle control device 23 controls the input shaft 151 by outputting to the steering drive device 17 a steering wheel angle based on the steering angle indicated by the steering signal output from the steering calculation unit 322 , and controls the input shaft 151 based on the rotation of the input shaft 151 . A steering angle is given to the front wheels 11 to control the traveling direction of the tractor 1 , and sensors 21 detect the vehicle position and traveling direction of the controlled tractor 1 .

操舵演算部322は、図6に示すように、進行方位偏差に基づいて操舵角を出力するPID制御を行っており、このうち、積分要素I及び微分要素Dについては、対象とする作業車両、本実施形態においてはトラクタ1の特性に合わせて、積分時定数T、微分時定数Tが設定される。As shown in FIG. 6, the steering calculation unit 322 performs PID control for outputting a steering angle based on the heading deviation. In this embodiment, the integral time constant T i and the differential time constant T d are set according to the characteristics of the tractor 1 .

比例要素は、圃場に合わせて設定されるものであり、比例要素に対して、後述するように、比例ゲインKの複数の値が第1パラメータセットとして予め用意され、比例ゲインKの値を運転者が制御量のレベルとして設定可能となっている。The proportional element is set according to the field. As will be described later, for the proportional element, a plurality of values of the proportional gain K p are prepared in advance as a first parameter set, and the value of the proportional gain K p can be set by the driver as the control amount level.

また、積分時定数T、微分時定数Tは、積分時定数T、微分時定数Tの少なくともいずれか1つの値を有し、車種の特性に基づくとともにこの車種に対応付けられたパラメータを複数有する第2パラメータセットが予め用意され、積分時定数T、微分時定数Tの少なくともいずれか1つの値を運転者が特定の車種用の制御パラメータとして設定可能となっている。ここで、車種とは、具体的には、作業車両の種別、製造元やモデルなどにより区分されるものを示し、例えば、同一の構成を有する車両が同一の区分に属するように分類するカテゴリである。なお、第2パラメータに含まれるパラメータは、作業車両を所定の基準により区分したカテゴリであれば良く、例えば、作業車両の種別、作業車両に装着された作業機の種類、または作業車両のタイヤの種類のいずれかのカテゴリに対応付けられたものであっても良い。ここで、作業車両の種別としては、トラクタ、田植機、コンバイン、野菜移植機、農業用薬剤散布車、野菜収穫機、芝刈り機などが挙げられる。また、作業機の種類としては、耕運機、フロントローダ、レーキ(鍬)、ベーラー、モーア(草刈機)、サブソイラ、ハロー(砕土機)、プラウ(犂)、スラリータンカなどが挙げられる。また、タイヤの種類としては、軟質土用、硬質土用、畑地用、草地用、泥ねい地用、砂地用、芝地用、水田用、乾田用、湿田用、浅田用、深田用などが挙げられる。更に、第2パラメータに含まれるパラメータを、作業車両の車種、作業車両の種別、作業車両に装着された作業機の種類、作業車両のタイヤの種類における少なくとも2つの組み合わせに対応付けたものとしても良い。In addition, the integral time constant T i and the differential time constant T d have at least one value of the integral time constant T i and the differential time constant T d , and are based on the characteristics of the vehicle type and associated with the vehicle type. A second parameter set having a plurality of parameters is prepared in advance, and the driver can set at least one value of the integral time constant T i and the differential time constant T d as a control parameter for a specific vehicle type. Here, the type of vehicle specifically indicates a type of work vehicle classified by type, manufacturer, model, etc. For example, it is a category in which vehicles having the same configuration are classified so as to belong to the same category. . The parameter included in the second parameter may be a category obtained by classifying work vehicles according to a predetermined criterion. It may be associated with any category of types. Examples of types of work vehicles include tractors, rice transplanters, combine harvesters, vegetable transplanters, agricultural chemical spray vehicles, vegetable harvesters, lawn mowers, and the like. Examples of types of work machines include cultivators, front loaders, rakes, balers, mowers, subsoilers, harrows, plows, and slurry tankers. Types of tires include soft soil, hard soil, upland, grassland, muddy land, sandy soil, lawn, paddy field, dry field, wet field, shallow field, deep field, etc. mentioned. Further, the parameters included in the second parameter may be associated with at least two combinations of the vehicle type of the work vehicle, the type of the work vehicle, the type of work equipment attached to the work vehicle, and the type of tires of the work vehicle. good.

(制御量設定)
制御量の設定について説明する。図7は、制御量設定に係るユーザインターフェイスを示す概略図である。
(Control amount setting)
The setting of the control amount will be explained. FIG. 7 is a schematic diagram showing a user interface for control amount setting.

提示部33は、図7に示すように、比例ゲインKについての第1パラメータセットを制御量として、また、積分時定数T、微分時定数Tの少なくともいずれかについての第2パラメータセットを車種名として、運転者または作業者により選択可能にタッチパネル225に表示する。ここで、作業者とは、トラクタ1に自動操舵制御システムを装備する者を示す。提示部33は、レベル表示領域Lにおいて、レベルの大きさ順に並べられた複数のレベルを表示するとともに、車種表示領域Vにおいて、複数の車種名を表示する。第1パラメータセットに含まれる複数の値のそれぞれは、それぞれの値の第1パラメータセットにおける相対的な大きさを段階的に示す複数のレベルのそれぞれと対応付けられ、大きな値ほど大きなレベルに対応付けられる。また、第2パラメータセットに含まれる複数のパラメータのそれぞれは、それぞれのパラメータが基づく作業車両の車種名と対応付けられる。提示部33は、このような複数のレベル、複数の車種名を運転者または作業者に対して選択可能に提示する。As shown in FIG. 7, the presentation unit 33 uses the first parameter set for the proportional gain Kp as the control amount, and the second parameter set for at least one of the integral time constant T i and the differential time constant Td . is displayed on the touch panel 225 as the vehicle type name so that it can be selected by the driver or the operator. Here, the operator means a person who equips the tractor 1 with the automatic steering control system. The presentation unit 33 displays a plurality of levels arranged in descending order of level in the level display area L, and displays a plurality of vehicle model names in the vehicle model display area V. FIG. Each of the plurality of values included in the first parameter set is associated with each of a plurality of levels indicating the relative magnitude of each value in the first parameter set in stages, and larger values correspond to larger levels. Attached. Also, each of the plurality of parameters included in the second parameter set is associated with the vehicle model name of the work vehicle based on each parameter. The presentation unit 33 presents such multiple levels and multiple vehicle model names to the driver or operator in a selectable manner.

また、提示部33は、選択中のレベル、即ち、現行の比例ゲインKに適用されている値に対応付けられたレベルのみをタッチパネル225において強調して表示するとともに、現行の積分時定数T、微分時定数Tに適用されているパラメータに対応付けられた車種名のみをタッチパネル225において強調して表示する。なお、第1パラメータセットにおける複数の値のそれぞれ、第2パラメータセットにおける複数のパラメータのそれぞれは、運転者により選択可能な選択肢として提示されれば良い。In addition, the presentation unit 33 emphasizes and displays only the level being selected, that is, the level associated with the value applied to the current proportional gain Kp on the touch panel 225, and also displays the current integral time constant T Only the vehicle model name associated with the parameter applied to i and the differential time constant Td is highlighted and displayed on the touch panel 225 . Each of the plurality of values in the first parameter set and each of the plurality of parameters in the second parameter set may be presented as options that can be selected by the driver.

取得部34は、提示部33によりタッチパネル225に表示された複数のレベルのうち、タップ操作によって運転者により選択されたレベルを取得する。操舵演算部322は、パラメータセットのうち、取得部34により取得されたレベルに対応付けられた値を比例ゲインKに設定する。The acquisition unit 34 acquires the level selected by the driver through a tap operation from among the plurality of levels displayed on the touch panel 225 by the presentation unit 33 . The steering calculation unit 322 sets the proportional gain Kp to a value associated with the level acquired by the acquisition unit 34 in the parameter set.

このように、比例ゲインKの値をレベルとして選択可能に提示し、選択されたレベルに対応する値を比例ゲインKに設定することによって、運転者が専門的な知識を必要とすることなく比例ゲインKの値を直感的に選択することができ、例えば、操舵において前輪11に対する抵抗が強くなるような圃場に対してはより強いレベルを選択することによって、より圃場に合った自動操舵制御を行わせることができる。Thus, by presenting the value of the proportional gain Kp as a selectable level and setting the proportional gain Kp to a value corresponding to the selected level, the driver does not need to have specialized knowledge. It is possible to intuitively select the value of the proportional gain K p , and for example, by selecting a stronger level for an agricultural field where the resistance to the front wheels 11 in steering becomes stronger, an automatic steering system that is more suitable for the agricultural field can be obtained. Steering control can be performed.

なお、提示部33による複数のレベル、複数の車種名の提示は、タッチパネル225への表示以外にいかなる手段を用いてなされても良く、提示手段としては、例えば、音声、発光、振動などが挙げられ、トラクタ1に搭載される出力装置に依存する。同様に、取得部34により取得されるレベルの選択は、タッチパネル225へのタッチ操作以外にいかなる手段を用いてなされても良く、選択手段としては、音声認識、物理ボタンなどが挙げられ、トラクタ1に搭載される入力装置に依存する。本実施形態においては、提示手段及び選択手段として、スイッチ群226を用いることも可能であり、この際、スイッチ群226のそれぞれがスライドスイッチである場合にはその操作部が移動可能な位置に複数のレベルや複数の車種が表記され、スイッチ群226のそれぞれがディップスイッチである場合にはその複数の操作部の組み合わせにより複数のレベルや複数の車種の提示がなされる。 It should be noted that presentation of multiple levels and multiple vehicle model names by the presentation unit 33 may be performed using any means other than display on the touch panel 225. Examples of presentation means include sound, light emission, and vibration. and depends on the output device mounted on the tractor 1. Similarly, the selection of the level acquired by the acquisition unit 34 may be made using any means other than the touch operation on the touch panel 225. Examples of selection means include voice recognition, physical buttons, and the like. It depends on the input device installed in the . In this embodiment, it is also possible to use the switch group 226 as the presentation means and the selection means. When each switch group 226 is a DIP switch, a plurality of levels and a plurality of vehicle types are presented by combining the plurality of operation sections.

また、第1パラメータセットは、第2パラメータセットにおける複数のパラメータのそれぞれに対応付けて用意しても良い。この場合、制御演算部322は複数の第1パラメータセットと第2パラメータセットとを有し、提示部33は第2パラメータにおいて選択されているパラメータと対応付けられた第1パラメータセットを選択可能に提示する。 Also, the first parameter set may be prepared in association with each of the plurality of parameters in the second parameter set. In this case, the control calculation unit 322 has a plurality of first parameter sets and second parameter sets, and the presentation unit 33 can select the first parameter set associated with the parameter selected in the second parameter Present.

また、自動操舵制御システムによる制御対象としての作業車両としては、農耕作業用自動車であるトラクタ、田植機、コンバイン、野菜移植機、農業用薬剤散布車、野菜収穫機、芝刈り機などが挙げられ、自動操舵制御システムは、所定の経路に沿って作業を行う全ての作業車両を制御対象とすることができる。 Examples of working vehicles to be controlled by the automatic steering control system include agricultural vehicles such as tractors, rice transplanters, combine harvesters, vegetable transplanters, agricultural chemical spray vehicles, vegetable harvesters, and lawn mowers. , the automatic steering control system can control all work vehicles that perform work along a predetermined route.

本発明の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Embodiments of the invention are provided by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. This novel embodiment can be embodied in various other forms, and various omissions, replacements, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof.

1 トラクタ(作業車両)
22 自動操舵制御装置
33 提示部
34 取得部
321 目標進行方向演算部
322 操舵演算部
1 tractor (work vehicle)
22 Automatic steering control device 33 Presentation unit 34 Acquisition unit 321 Target traveling direction calculation unit 322 Steering calculation unit

Claims (11)

自動操舵の対象である作業車両へ操舵信号を出力する自動操舵制御装置であって、
目標進行方位と検出された前記作業車両の進行方位とに基づくPID制御により前記操舵信号を出力し、前記PID制御における比例ゲインに与えるべき複数の値を含む第1パラメータセットを有する操舵演算部と、
前記第1パラメータセットに含まれる複数の値を示し、択一に選択可能な選択肢を提示する提示部と、
前記第1パラメータセットについて選択された選択肢を取得する取得部とを備え、
前記操舵演算部は、前記第1パラメータセットについて取得された選択肢により示される値を前記比例ゲインに設定して前記PID制御を行うことを特徴とする自動操舵制御装置。
An automatic steering control device that outputs a steering signal to a work vehicle that is a target of automatic steering,
a steering calculation unit that outputs the steering signal by PID control based on a target traveling direction and the detected traveling direction of the work vehicle, and has a first parameter set including a plurality of values to be given to a proportional gain in the PID control; ,
a presentation unit that indicates a plurality of values included in the first parameter set and presents alternatives that can be selected;
an acquisition unit that acquires an option selected for the first parameter set;
The automatic steering control device, wherein the steering calculation unit performs the PID control by setting the proportional gain to a value indicated by the option acquired for the first parameter set.
前記第1パラメータセットに含まれる複数の値のそれぞれは、該値の前記第1パラメータセットにおける相対的な大きさを段階的に示す複数のレベルのそれぞれと対応付けられ、
前記提示部は、前記第1パラメータセットについての選択肢として前記複数のレベルを選択可能に提示し、
前記取得部は、選択されたレベルを取得し、
前記操舵演算部は、前記第1パラメータセットにおいて前記選択されたレベルと対応する値を前記比例ゲインに設定することを特徴とする請求項1に記載の自動操舵制御装置。
Each of the plurality of values included in the first parameter set is associated with each of a plurality of levels indicating the relative magnitude of the value in the first parameter set in stages,
The presentation unit selectably presents the plurality of levels as options for the first parameter set,
The acquisition unit acquires the selected level,
2. The automatic steering control system according to claim 1, wherein the steering calculation unit sets the proportional gain to a value corresponding to the selected level in the first parameter set.
予め設定された目標走行経路と検出された前記作業車両の位置とに基づいて前記目標進行方位を出力する目標進行方向演算部を更に備えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の自動操舵制御装置。 3. The work vehicle according to claim 1, further comprising a target travel direction calculation unit that outputs the target travel direction based on a preset target travel route and the detected position of the work vehicle. Automatic steering controller. 前記PID制御における積分要素の時定数または微分要素の時定数の少なくともいずれか1つは、前記作業車両の特性に基づいて設定されることを特徴とする請求項1~請求項3のいずれか一項に記載の自動操舵制御装置。 At least one of the time constant of the integral element and the time constant of the differential element in the PID control is set based on the characteristics of the work vehicle. 3. An automatic steering control device according to claim 1. 前記操舵演算部は、前記積分要素の時定数または前記微分要素の時定数の少なくともいずれか1つに与えるべき値をそれぞれが有する複数のパラメータを含む第2パラメータセットを有し、
前記提示部は、前記第2パラメータセットに含まれる複数のパラメータを示し、択一に選択可能な選択肢を提示し、
前記取得部は、前記第2パラメータセットについて選択された選択肢を取得し、
前記操舵演算部は、前記第2パラメータセットについて取得された選択肢により示されるパラメータを前記積分要素の時定数または前記微分要素の時定数の少なくともいずれか1つに設定して前記PID制御を行うことを特徴とする請求項4に記載の自動操舵制御装置。
The steering calculation unit has a second parameter set including a plurality of parameters each having a value to be given to at least one of the time constant of the integral element and the time constant of the differential element,
The presentation unit presents a plurality of parameters included in the second parameter set and presents options that can be selected alternatively,
The acquisition unit acquires options selected for the second parameter set,
The steering calculation unit performs the PID control by setting the parameter indicated by the option acquired for the second parameter set to at least one of the time constant of the integral element and the time constant of the differential element. The automatic steering control device according to claim 4, characterized by:
前記操舵演算部は、前記第2パラメータセットに含まれる複数のパラメータそれぞれに対応付けられた複数の第1パラメータセットを有し、
前記提示部は、前記第2パラメータセットについて選択された選択肢により示されるパラメータと対応付けられた第1パラメータセットに含まれる複数の値を示し、択一に選択可能な選択肢を提示することを特徴とする請求項5に記載の自動操舵制御装置。
The steering calculation unit has a plurality of first parameter sets associated with each of the plurality of parameters included in the second parameter set,
The presentation unit presents a plurality of values included in the first parameter set associated with the parameter indicated by the option selected for the second parameter set, and presents alternatively selectable options. 6. The automatic steering control device according to claim 5.
前記第2パラメータセットに含まれる複数のパラメータのそれぞれは、該パラメータが基づく作業車両のカテゴリと対応付けられ、
前記提示部は、選択された作業車両のカテゴリを取得し、
前記操舵演算部は、前記第2パラメータセットにおいて前記選択された作業車両のカテゴリと対応するパラメータを前記積分要素の時定数または前記微分要素の時定数のいずれか1つに設定することを特徴とする請求項6に記載の自動操舵制御装置。
Each of the plurality of parameters included in the second parameter set is associated with a category of work vehicle based on which the parameter is based;
The presentation unit acquires the category of the selected work vehicle,
The steering calculation unit sets a parameter corresponding to the selected work vehicle category in the second parameter set to either the time constant of the integral element or the time constant of the differential element. 7. The automatic steering control system of claim 6.
前記作業車両のカテゴリは、作業車両の種別、作業車両の車種、作業車両に装着された作業機の種類、または作業車両のタイヤの種類のうち少なくともいずれか1つにより区分されるカテゴリであることを特徴とする請求項7に記載の自動操舵制御装置。 The category of the work vehicle is a category classified by at least one of the type of work vehicle, the type of work vehicle, the type of work equipment attached to the work vehicle, and the type of tires of the work vehicle. The automatic steering control device according to claim 7, characterized by: 前記提示部は、前記選択肢をディスプレイに表示することを特徴とする請求項1~請求項8のいずれか1項に記載の自動操舵制御装置。 The automatic steering control device according to any one of claims 1 to 8, wherein the presentation unit displays the options on a display. 前記取得部は、前記選択された選択肢をタッチセンサの操作により取得することを特徴とする請求項9に記載の自動操舵制御装置。 10. The automatic steering control device according to claim 9, wherein the acquisition unit acquires the selected option by operating a touch sensor. 前記取得部は、前記選択された選択肢をスイッチに対する操作により取得することを特徴とする請求項1~請求項10のいずれか1項に記載の自動操舵制御装置。 The automatic steering control device according to any one of claims 1 to 10, wherein the acquisition unit acquires the selected option by operating a switch.
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