JP2022054428A - 農機の自動ｕターン方法、農機の自動ｕターンシステム及びその応用 - Google Patents

Abstract

【課題】農機の自動Ｕターン方法、農機の自動Ｕターンシステム及びその応用を提供する。【解決手段】農機の自動Ｕターン方法は、Ｕターン指令を受信した後、プロセッサによって農機のコントローラに減速指令を送信することで、前記農機が減速するように制御し、前記農機は、作業領域の１つの作業航路に位置し、前記作業領域は、少なくとも２つの前記作業航路を含み、１つの前記作業航路に沿って走行する前記農機が転向してはじめて、次の前記作業航路に入ることができるステップと、前記農機が設定値まで減速されると、前記プロセッサによって、前記農機の前記コントローラに転向指令を送信することで、前記農機を制御して転向させるステップと、前記農機が転向して新たな作業航路に入った後、前記農機が新たな作業航路に沿って作業を継続できるように前記農機の方向を正に修正するステップと、を備える。【選択図】図７

Description

本発明は、農機の自動運転分野に関し、特に、農機の自動Ｕターン方法、農機の自動Ｕターンシステム及びその応用に関する。

ナビゲーションシステムの発展に基づいて、自動運転が可能になった。現在、完全な無人路面運転はまだ実現が難しく、インテリジェント運転機能は主に補助機能として現れている。しかし、農業機械の分野では、伝統的な農業機械化による耕作には多くの人力と物力が必要であり、農業分野での自動運転は、普通の路面運転のように多くの要因を考慮する必要がなく、障害の少ない運転と作業を考慮することになり、活発な発展状態にある。

現在の農機が直線走行方式を採用することが多いが、農地の面積は限られているため、農機が一定の距離を走行した後、Ｕターンして作業する必要がある。Ｕターンは直線走行の農機にとって難易度の高い動作であり、通常は、専門の作業員によって隣で農機を制御して手動で調整する。

Ｕターンは通常の転向とは違って、農機の前進中に障害物が発生した場合、ホイールのわずかな転向によって障害物を回避したり、障害物を直接に乗り越えたりすることができるが、Ｕターンは通常の転向に比べてより複雑になっている。どのように農機の自動Ｕターンを実現するかは、農機の無人化運転と作業において重要なステップとなる。

本発明の１つの目的は、農機が作業領域で自動Ｕターンを実現できるような農機の自動Ｕターン方法、農機の自動Ｕターンシステム及びその応用を提供することにある。

本発明のもう１つの目的は、周りの環境に応じて経路を自動的に計画して、自動的にＵターンするための条件を作ることができる農機の自動Ｕターン方法、農機の自動Ｕターンシステム及びその応用を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、Ｕターンが必要かどうかを自動的に判断できる農機の自動Ｕターン方法、農機の自動Ｕターンシステム及びその応用を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、関連ユーザが農機の自動Ｕターンシステムを有する農機の動作経路を端末装置で観察し、且つ前記農機をリアルタイムに制御することができる農機の自動Ｕターン方法、農機の自動Ｕターンシステム及びその応用を提供することにある。

本発明の一態様によれば、本発明に係る農機の自動Ｕターン方法は、Ｕターン指令を受信した後、プロセッサによって農機のコントローラに減速指令を送信することで、前記農機が減速するように制御し、前記農機は、作業領域の１つの作業航路に位置し、前記作業領域は、少なくとも２つの前記作業航路を含み、１つの前記作業航路に沿って走行する前記農機が転向してはじめて、次の前記作業航路に入ることができるステップと、
前記農機が設定値まで減速されると、前記プロセッサによって、前記農機の前記コントローラに転向指令を送信することで、前記農機を制御して転向させるステップと、
前記農機が転向して新たな作業航路に入った後、前記農機が新たな作業航路に沿って作業を継続できるように前記農機の方向を正に修正するステップと、を備える。

本発明の一実施例によれば、上記の方法では、転向する過程において、前記コントローラにより前記農機の作業部が持ち上げられるように制御し、且つ新たな作業航路に入った後に、前記作業部を制御して復帰させる。

本発明の一実施例によれば、上記の方法では、前記農機が設定された角度に転向された後、前記プロセッサで加速指令を前記農機の前記コントローラに送信することで、前記農機が加速して転向するように制御するステップをさらに含む。

本発明の一実施例によれば、上記の方法では、前記作業領域内の２つの作業位置と２つの端部によって、前記農機の前記作業航路が決定される。

本発明の一実施例によれば、前記農機の自動Ｕターン方法、前記作業エリア内を前記農機が直進走行する走行経路に基づいて、２つの作業位置をそれぞれ特定することで、前記作業航路の航方向を特定するステップと、前記農機が前記作業航路の一端部まで走行し、且つＵターンして、もう１つの前記作業航路の他端部まで走行するように制御することで、前記作業航路の端部を特定し、さらに前記作業航路を特定するステップと、をさらに含む。

本発明の一実施例によれば、上記の方法では、２つの作業位置と２つの端部を操作者が手動で決定することによって、前記作業航路を確定する。

本発明の一実施例によれば、上記の方法では、前記プロセッサによって取得された前記農機の位置変化によって、前記Ｕターン指令が自動的に生成される。

本発明の他の態様によれば、本発明に係る農機の自動Ｕターンシステムは、農機からの外部情報と、前記農機の内部情報とを受信するための受信ユニットと、
前記受信ユニットが取得した情報に基づいて、前記農機の運行速度及び前記農機の転向角度を含む結論を生成する処理ユニットと、
前記処理ユニットが生成した前記結論に基づいて、前記農機が１つの作業領域における１つの作業航路の末端でＵターンして、次の前記作業航路に移動するように、前記農機の運行速度及び転向角度を制御するための制御ユニットと、を備える。

本発明の一実施例によれば、前記受信ユニットがＵターン指令を受信した後に、前記処理ユニットは、まず、前記制御ユニットに減速指令を送信して、前記農機の速度を設定値まで減速させ、次に、前記制御ユニットに転向指令を送信して、前記農機の走行方向を設定された向きに変更するように構成される。

本発明の一実施例によれば、前記農機が前記制御ユニットにより制御されて転向する時に、前記処理ユニットは、前記制御ユニットに加速指令を送信して、前記農機の転向を加速する。

本発明の一実施例によれば、前記農機の自動Ｕターンシステムは、経路計画ユニットをさらに備え、前記経路計画ユニットは、前記受信ユニットに通信可能に接続され、前記受信ユニットが受信した前記農機が前記作業領域内の走行経路の２つの作業位置と前記作業領域内の２つの端部とに基づいて、前記作業航路を確定する。

本発明の一実施例によれば、前記受信ユニットは、モバイル端末装置に統合されて、作業員が前記モバイル端末装置で前記農機を操作する。

本発明の他の態様によれば、本発明に係る端末装置は、少なくとも１つの農機を制御し、前記農機の外部情報と前記農機の内部情報とを受信するための少なくとも１つの受信ユニットと、前記受信ユニットが取得した情報に基づいて、前記農機の運行速度及び前記農機の転向角度を含む結論を生成し、且つ前記結論を前記農機の制御ユニットに送信する処理ユニットと、を備え、前記制御ユニットは、前記処理ユニットが生成した前記結論に基づいて、前記農機が１つの作業領域における１つの作業航路の末端でＵターンして、次の前記作業航路に移動するように、前記農機の運行速度及び転向角度を制御する。

本発明の他の態様によれば、本発明に係る自動Ｕターンシステムを持つ農機は、農機主体と、自動Ｕターンシステムとを備え、前記農機主体は、走行ユニットと、駆動ユニットと、転向ユニットと、作業部と、制御ユニットと、を含み、前記作業部と前記走行ユニットは、それぞれ前記駆動ユニットに駆動可能に接続されており、前記転向ユニット、前記走行ユニット、前記駆動ユニット及び前記作業部は、それぞれ前記制御ユニットに制御可能に接続されており、
前記自動Ｕターンシステムは、受信ユニット及び処理ユニットを含み、前記受信ユニットは、前記農機からの外部情報及び前記農機の内部情報を受信し、前記処理ユニットは、前記受信ユニットが取得した情報に基づいて、農機の運行速度及び転向角度を含む結論を生成し、前記制御ユニットは、前記処理ユニットが生成した前記結論に基づいて、前記農機が１つの作業領域における１つの作業航路の末端でＵターンして、次の前記作業航路に移動するように、前記農機の前記走行ユニット及び前記転向ユニットを制御する。

本発明の一好適な実施形態に係る農機の自動Ｕターン方法を模式的に示す図である。 本発明の一好適な実施形態に係る農機の自動Ｕターン方法を模式的に示す図である。 本発明の一好適な実施形態に係る農機の自動Ｕターン方法を模式的に示す図である。 本発明の一好適な実施形態に係る農機の自動Ｕターン方法を模式的に示す図である。 本発明の一好適な実施形態に係る農機の自動Ｕターン方法を模式的に示す図である。 本発明の一好適な実施形態に係る農機の自動Ｕターン方法を模式的に示す図である。 本発明の一好適な実施形態に係る農機の自動Ｕターン方法を模式的に示す図である。 本発明の一好適な実施形態による農機の自動Ｕターン方法のフローチャートである。 本発明の一好適な実施形態による農機の自動Ｕターンシステムのブロック図である。 本発明の一好適な実施形態による農機の自動Ｕターンシステムを持つ農機の構成を示すブロック図である。

以下、本発明を開示して、当業者が本発明を実現できるように記載する。以下の記載における好ましい実施例はあくまで例示であって、当業者は他の自明な変形を想到し得るものである。以下の説明において規定された本発明の基本原理は、他の実施形態、変形方式、改善案、均等案、及び本発明の精神及び範囲から逸脱していない他の技術案に適用され得る。

当業者であれば、「縦方向」、「横方向」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「鉛直」、「水平」、「頂」、「底」、「内」、「外」等の用語で示す方位や位置関係は、図面に示す方位や位置関係に基づくものであると理解すべきであり、本発明を容易に説明し、説明を簡単にするためだけであり、係る装置や素子は、特定の方位を持ち、特定の位置関係で操作しなければならないことを指示または暗示することではない。したがって、上記の用語は本発明に対する制限として理解されない。

「一」という用語は「少なくとも１つ」又は「１つ又は複数」と理解されるべきであり、つまり、ある実施例では、１つの素子の数は１つでもよいが、他の実施形態では、その素子の数は複数でもよく、「一」という用語は、数の制限として理解されない。

図１～図７は、本発明の一好適な実施形態に係る農機の自動Ｕターン方法を模式的に示す図である。

前記農機の自動Ｕターン方法によれば、農機がある作業領域ｓにおいて自動Ｕターンして、前記作業領域ｓでの自動走行を完了することができる。なお、前記農機は、他の作業領域ｓに移動されて作業しても、自動的にＵターンすることができる。

詳細には、前記農機の自動Ｕターン方法は、
前記作業領域ｓ内での１つの作業経路を確定するステップと、
前記農機が１つの作業航路Ｒから次の作業航路Ｒに入るように、前記農機を制御して前記作業領域ｓの端部で自動的にＵターンさせるステップと、を備える。

本実施形態では、前記作業領域ｓ内での前記作業経路を確定するには、以下の方法を採用することができる。

先ず、前記農機が前記作業領域ｓ内に初めて入り、且つ直進走行する際に、１つのＡ位置を一旦決定する。次に、前記農機がＡ位置を経過して、前に直進して一定の距離を走行した後に、１つのＢ位置を決定し、２点で１直線を決定することで、前記農機の前記作業領域ｓ内での１つの前記作業航路Ｒを決定する。このように、前記作業領域ｓ内において、前記作業航路Ｒに平行な他の前記作業航路Ｒを複数自動的に決定することができる。

前記農機が前記作業領域ｓの一方の端部まで継続的に直線に沿って走行すると、この位置を田頭Ａと確定する。その後、前記農機が田頭Ａの位置で自動的にＵターンして、次の前記作業航路Ｒに沿って前記作業領域ｓの他方の端部まで継続的に走行すると、この位置を田頭Ｂとする。このように、前記作業領域ｓ内における前記農機の前記作業経路を特定することができる。

なお、前記農機の前記作業領域ｓにおける前記作業経路は、自動で定められてもよいし、手動で定められてもよい。例えば、１つの衛星地図により前記作業領域ｓの範囲を特定し、その後、前記農機に対して前記作業経路を自動的に計画してもよいし、作業員が手動で前記農機を制御して前記作業領域ｓのエッジに回って１周走行させて、予めインストールされたプログラムにより前記農機に対して前記作業経路を自動に計画してもよい。

本実施形態では、前記農機は、前記作業領域ｓを自動的に走行するものであり、作業員は、端末装置により、前記作業領域ｓ内での前記農機の位置を知ることができる。前記作業領域ｓ内での前記農機の移動に伴って、前記農機の座標がリアルタイムに取得されて前記端末装置に表示される。作業員は、表示された前記農機が通る経路上にマークしてＡ位置を取得し、Ａ位置から一定の距離（例えば、５ｍ離間した）を離れた経路上にマークしてＢ位置を取得することで、前記農機の直線である前記作業航路Ｒを決定することができる。

さらに、前記農機が前記作業領域のエッジ位置に近いところまで走行した場合、作業員は、前記田頭Ａを前記端末装置において特定できる。前記田頭Ａは、直線である。これは、前記農機が前記作業航路Ｒでも次の前記作業航路Ｒでも、何れも直線上の前記田頭Ａの位置でＵターンすることを意味する。前記農機は、前記田頭Ａの位置で自動的にＵターンしてから、次の前記作業航路Ｒに入り、前記田頭Ａから離れる方向に向かって直線に沿って走行を継続する。前記農機が前記作業領域のもう１つのエッジ位置に近いところまで走行した場合、作業員は、前記端末装置において前記田頭Ｂを特定することができる。前記田頭Ｂは、直線である。これは、前記農機が前記作業航路Ｒでも次の前記作業航路Ｒでも、何れも直線上の前記田頭Ｂの位置でＵターンすることを意味する。

なお、開始段階に、前記農機は、前記作業領域ｓの縁に沿って移動するように制御され、Ａ位置の特定は、前記農機が一定の時間を移動した後でもよいし、前記農機が移動し始める時であってもよい。つまり、Ａ位置は、１つの前記作業航路Ｒの開始位置であってもよいし、前記作業航路Ｒの非端点の位置であってもよい。作業員にとって、農機が前記作業領域ｓに入ったばかりで、Ａ位置を特定してもよいし、前記農機を一定の距離移動させた後にＡ位置を特定してもよい。

勿論、各前記作業航路Ｒの特定は、衛星地図に依存して、前記農機に対して自動的に計画して形成してもよい。

前記Ｕターンステップは、以下のステップをさらに含む。

Ｕターン指令を受信した後、前記農機が予定値に減速するよう制御するステップ。
前記農機のハンドルが予定値まで回動するように制御するステップ。
前記農機が他の１つの前記作業航路Ｒに入るまで、前記農機を予定値まで加速させるステップ。
前記農機のハンドルを正に戻すステップ。

詳しくは、前記Ｕターンステップでは、前記農機がＵターンする必要があり、かつ、前記農機が開始した走行速度が速ければ、減速を行う必要があり、その後、Ｕターンを行う。これにより、移動速度が速すぎるときに、Ｕターンの難度が増加することを避ける。

前記Ｕターン指令を受信したのは、電子制御ユニットＥＣＵなどのプロセッサであってもよい。前記プロセッサは、作業員からの指令を受信することで、前記農機にＵターンさせてもよいし、前記農機の自動ナビゲーションシステムが検出したデータに基づいて指令を自動的に送信することで、Ｕターンしてもよい。例えば、前記農機の自動ナビゲーションシステムは、前記農機が既に前記作業航路Ｒの端部まで走行し、Ｕターンしないと、前記作業領域ｓを出て、外へ走行すると判断する場合、作業員にとって、前記端末装置で関連するアプリケーションをコントロールすることで、前記農機がＵターンするタイミングを制御でき、非常に便利である。また、前記農機が障害物や突発的な状況によって制御できない場合には、前記農機が田頭に達していないときにＵターンするように制御することができる。

前記電子制御ユニットＥＣＵは、指令を受信すると、例えば、全車コントローラＶＣＵなどのコントローラに減速指令を送信する。現在、前記農機の速度が予め設定された値を超えると、前記全車コントローラＶＣＵは、前記農機の走行ユニットを制御して減速又は加速させる。前記全車コントローラＶＣＵは、前記農機が減速するように、前記農機のアクセルペダルモータを制御して設定値まで回転させる。前記農機の速度が所定の数値まで減速されると、前記電子制御ユニットＥＣＵは、フィードバックを受けると、前記全車コントローラＶＣＵに作業部を持ち上げる指令を送信して、前記農機の作業部がＵターンする時に前記作業領域ｓに対する作業を停止させるようにする。前記全車コントローラＶＣＵは、前記農機の速度が所定の値まで減速されない場合、前記農機のアクセルペダルモータを設定値まで回転させるように制御して、前記農機に対して減速を行なう。

前記全車コントローラＶＣＵは、前記農機の作業部を持ち上げるように制御しつつ、前記農機を制御して転向させて、Ｕターンを行うようにしてもよい。前記農機のハンドルが設定値まで回動し、且つそれを前記電子制御ユニットＥＣＵにフィードバックすると、前記電子制御ユニットＥＣＵは、前記全車コントローラＶＣＵに１つの加速指令を与えることができる。前記全車コントローラＶＣＵは、前記農機のハンドルが設定値まで回動していない場合、設定値になるまで前記ハンドルの回動を継続させる。前記電子制御ユニットＥＣＵからの指令は、前記全車コントローラＶＣＵに送信される。前記全車コントローラＶＣＵは、前記農機のアクセルペダルモータを設定値まで回転させるように制御して、前記農機が加速してＵターンすることを開始するようにする。

前記電子制御ユニットＥＣＵは、前記農機のリアルタイム位置情報に基づいて、前記農機が現在どの前記作業航路Ｒにあるかを知ることができる。前記農機が前の前記作業航路Ｒから次の作業航路Ｒに入った場合、前記電子制御ユニットＥＣＵは、前記全車コントローラＶＣＵに制御指令を送信し、前記全車コントローラＶＣＵにて前記ハンドルを正に戻す。これにより、前記農機は、新たな前記作業航路Ｒに沿って直進走行することができる。

また、前記農機が新たな前記作業航路Ｒに入った後、前記電子制御ユニットＥＣＵは、前記農機の作業部の下部が正常の作業位置に到達するように、前記全車コントローラＶＣＵに指令を下す。なお、前記農機がＵターンする時に、前記作業部はＵターンを妨害すると、前記作業部が持ち上げられる。例えば、土中を探って、土中作業が必要な作業部は持ち上げられる必要がある。前記作業部がＵターン過程の全体に妨害しないのであれば、前記作業部は必ずしも調整する必要はない。また、前記農機の作業部は必ずしも持ち上げる必要がなく、作動が停止されれば、Ｕターンステップへの妨害を低減できる場合がある点に留意されたい。

なお、前記全車コントローラＶＣＵは、前記農機の転向を制御する際に、必ずしも前記農機のハンドルを直接に制御しなく、前記農機の内部の転向システムを制御してもよい。勿論、実際の操作者をシミュレートし、外部機器を介して直接に農機のハンドルを操作してもよい。

図８は、本発明の前記農機のＵターン方法の１つの具体例を示している。

前記農機のＵターン方法は、まず、前記端末装置の１つのＡＰＰによってＵターンを決定し、その後、前記電子制御ユニットＥＣＵに減速指令を送信し、前記全車コントローラＶＣＵが具体的な動作を実行するように実施されてもよい。

詳しくは、前記全車コントローラＶＣＵは、前記農機の前記走行ユニットを設定値に達するまで減速させ、且つ前記電子制御ユニットＥＣＵにフィードバックする。これに伴い、前記電子制御ユニットＥＣＵは、前記全車コントローラＶＣＵにＵターン指令を送信する。前記全車コントローラＶＣＵは、前記農機の作業部が持ち上げられるように制御した後、ハンドルが設定値まで回動するようにハンドルの転向を制御してＵターンさせる。その後、これを前記電子制御ユニットＥＣＵにフィードバックする。前記電子制御ユニットＥＣＵは、これに伴い、前記全車コントローラＶＣＵに加速指令を送信する。前記全車コントローラＶＣＵは、前記農機の前記走行ユニットが設定値まで加速するように制御する。この過程では、ハンドルが回動した角度を維持し、作業部は持ち上がったままである。

前記電子制御ユニットＥＣＵは、前記作業領域ｓの相関データと前記農機の現在位置とに基づいて前記農機が次の前記作業航路Ｒに入ったか否かを判断し、そうであればＵターンを停止する。前記全車コントローラＶＣＵは、新たな作業航路Ｒに沿った直進走行を継続するように、前記農機のハンドルを元の位置に戻してもよい。前記農機のハンドルを正に戻した後、前記農機の作業部も制御されて元の位置に戻る。したがって、前記農機は、前記作業領域ｓ内での作業を継続することができる。

前記農機は、前記田頭Ａの位置でＵターンを行うと、次の前記作業航路Ｒに入った後、新たな前記作業航路Ｒの田頭Ｂの位置でＵターンを再度行うことが可能となり、これにより、前記作業領域ｓ全体に対する作業が完了できる。

注意すべきことは、前記農機のＵターン過程における予想される制御速度と転向角度の決定は、それが受信したＵターン指令と現時点での前記農機及び前記作業領域sの関連パラメータによって決定され得る。

例えば、前記作業領域sの単一の前記作業航路Ｒの幅がより狭い場合、前記農機は、Ｕターンする過程においてその転向角度を小さく制御する必要がある。そうでないと、１つの前記作業航路Ｒを遺漏し易い。例えば、前記農機は、最初に、第１の前記作業航路Ｒ内で作業していたが、Ｕターンする時に回転幅が大きすぎるため、直接に第３の作業航路Ｒに入り、第１の作業航路Ｒと第３の作業航路Ｒとの間に位置する第２の作業航路Ｒを逃してしまった可能性がある。

例えば、前記農機のサイズが大きく、且つ前記農機の走行速度が速ければ、Ｕターン過程では、前記農機が方向転換時の速度が小さくなるように、前記農機の速度をより良く制御する必要がある。

なお、前記作業領域s内の前記作業航路Ｒは必ずしも直線型ではなく、前記作業航路Ｒの経路は、必要に応じて選択または設定されてもよく、例えば、曲線型である。

図９をさらに参照すると、本発明の別の態様によれば、本発明は、１つの受信ユニット１０、１つの処理ユニット２０及び１つの制御ユニット３０を含む農機の自動Ｕターンシステム１を提供している。受信ユニット１０は、処理ユニット２０に通信可能に接続されている。処理ユニット２０は、制御ユニット３０に通信可能に接続されている。

受信ユニット１０は、外部情報または農機の内部からの情報を受信するためのものであり、処理ユニット２０は、受信ユニット１０が受信した情報に基づいて指令を生成する。制御ユニット３０は、処理ユニット２０が生成した指令に基づいて、前記農機の作業または走行を制御する。

詳細には、前記農機がＵターンを必要とする場合、受信ユニット１０は、Ｕターン指令を受信し、且つそれを処理ユイット２０に伝送する。処理ユニット２０は、受信ユニット１０により取得された情報（前記Ｕターン指令、前記農機自身のパラメータ情報及び前記作業領域ｓのパラメータ情報を含む）に基づいて、一結論を出し、且つ当該結論を制御ユニット３０に送信する。前記結論は、前記農機の運行速度及び前記農機のハンドルの転向角度を含む。制御ユニット３０は、処理ユニット２０が出した結論に基づいて、前記農機がスムーズにＵターンして次の前記作業航路に入るように、前記農機を制御する。

注意すべきことは、前記農機がＵターンする時に、転向角度が大きすぎると、予期せぬ作業航路Ｒに入る可能性がある一方で、転向角度が小さすぎると、現在の作業航路Ｒから離れられなくなり、新たな作業航路Ｒ内で作業ができなくなる可能性があるので、農機の転向角度をタイムリーに調整する必要がある。

本実施形態では、受信ユニット１０は、衛星測位システムを介して農機に関する地理位置情報をリアルタイムに受信する。転向過程では、前記農機の運行方向が次の作業航路Ｒ内に入らない場合、前記農機は次の作業航路Ｒ内に入ることができるように引き続き転向する。

さらに、処理ユニット２０は、受信ユニット１０からのフィードバックをリアルタイムに受信する。処理ユニット２０は、まず、制御ユニット３０に減速指令を送信し、その後、前記農機が設定値まで減速した後、受信ユニット１０はこの状況を処理ユニット２０にフィードバックする。続いて、処理ユニット２０は、制御ユニット３０に転向指令及び作業部の持ち上げ指令を送信する。これにより、前記農機は、制御ユニット３０により転向が制御され、且つ転向過程において作業部の持ち上げ状態を維持する。そして、前記農機の転向角度が設定値に達した後、受信ユニット１０は、この状況を制御ユニット３０にフィードバックする。その結果、前記農機は、制御されて、加速して転向し、且つ次の作業航路Ｒに進んだ後、受信ユニット１０は処理ユニット２０にフィードバックする。続いて、処理ユニット２０は、前記農機が制御ユニット３０により制御されて転向された前記走行ユニットを正に戻すように、正に戻す指令を制御ユニット３０に送信する。その後、処理ユニット２０は、前記農機が新たな作業航路Ｒに入った後に作業を再開することができるように、作業指令を制御ユニット３０に送信する。

さらに、前記農機の自動Ｕターンシステム１は、作業領域s内の前記農機の走行経路、即ち、前記作業航路Ｒを計画するための経路計画ユニット４０をさらに含む。

勿論、経路計画ユニット４０は必要ではないが、受信ユニット１０は、作業領域sの関連履歴データから、作業領域ｓに関するパラメータを取得することができる。従って、処理ユニット２０は、走行経路を自動的に計画してもよいし、前記作業領域ｓに関連する履歴データベースから直接に他の農機が前記作業領域ｓ内を走行することによって形成された走行経路を取得しても良い。

本実施形態では、受信ユニット１０によって情報を受信すると、経路計画ユニット４０は、前記作業領域ｓと前記農機に関する前記作業航路Ｒを形成する。経路計画ユニット４０は、受信ユニット１０と処理ユニット２０とにそれぞれ通信可能に接続されている。

受信ユニット１０は、作業員からの少なくとも２つのマーク位置と２つの田頭位置とに関連する情報を受信し、且つ経路計画ユニット４０に送信して、経路計画ユニット４０にて少なくとも１つの作業航路Ｒを決定する。そして、前記作業領域ｓ全体の大きさと前記農機の作業範囲とに基づいて前記作業航路Ｒの幅を決定する。これにより、前記作業領域ｓ内の複数の前記作業航路Ｒが決定される。勿論、ここでの作業領域ｓ内の複数の前記作業航路Ｒの決定方法が例示的なものである。前記作業領域ｓ全体の大きさの決定は、直接に衛星測位装置によって決定されてもよく、作業領域ｓのエッジを一周するように作業員が制御して決定されてもよい。

なお、受信ユニット１０と処理ユニット２０は、前記農機に設けられてもよいし、前記農機から独立して設けられてもよい。例えば、受信ユニット１０と処理ユニット２０は、それぞれ制御ユニット３０とリモート通信接続を維持する。なお、受信ユニット１０と処理ユニット２０は、前記端末装置に統合されてもよい。作業員は、前記端末装置によって、前記農機に指令を送信することができる。

本発明の別の態様によれば、図１～図7に示すように、本発明は、前記農機に通信可能に接続されるように構成された端末装置２０００を提供している。

端末装置２０００は、少なくとも受信ユニット１０と処理ユニット２０とを備えてもよい。受信ユニット１０は、前記農機からの情報と作業員からの操作情報を受信する。処理ユニット２０は、受信ユニット１０が受信した情報に基づいて結論を出し、且つ前記農機の制御ユニット３０に送信する。制御ユニット３０は、前記農機の走行ユニット、転向ユニット、及び作業部を制御して、前記農機が順調に転向を完了させるように構成されている。

端末装置２０００は、表示ユニット５０を備えてもよい。受信ユニット１０及び処理ユニット２０は、表示ユニット５０に通信可能に接続される。表示ユニット５０は、受信ユニット１０が受信した情報を表示できるし、処理ユニット２０が現時点で下した指令を表示してもよい。

なお、端末装置２０００は、例えば、携帯電話、タブレットなどのモバイル端末装置であってもよい。端末装置２０００は、１つの農機を制御するだけでなく、複数の農機を制御することもできる。そして、前記農機のタイプは、異なっていてもよい。前記農機は、草刈り機、種まき機、田植え機や散薬機などであるが、これらに限定されるものではない。

本発明の別の態様によれば、図１～図7及び図９、図１０に示すように、本発明は、前記自動Ｕターンシステム１を持つ農機１０００を提供する。農機１０００は、農機本体２と自動Ｕターンシステム１とを備える。ここで、自動Ｕターンシステム１は、農機本体２にインストールされている。農機本体２は、走行ユニット１００、駆動ユニット２００、転向ユニット３００、制御ユニット３０及び作業部４００を含む。走行ユニット１００は、駆動ユニット２００、転向ユニット３００、制御ユニット３０及び作業部４００を動かして移動させるためのものである。駆動ユニット２００は、走行ユニット１００、転向ユニット３００及び作業部４００を駆動するために用いられる。走行ユニット１００、駆動ユニット２００、転向ユニット３００及び作業部４００は、制御ユニット３０に制御可能に接続される。

自動Ｕターンシステム１は、受信ユニット１０と、処理ユニット２０と、制御ユニット３０とを備えていてもよい。受信ユニット１０は、農機１０００からの外部情報と、農機１０００の内部情報を受信するために用いられる。処理ユニット２０は、受信ユニット１０が取得した情報に基づいて、農機の運行速度及び転向角度を含む結論を生成する。制御ユニット３０は、処理ユニット２０により生成された前記結論に基づいて、農機１０００が前記作業領域ｓの現在の作業航路Ｒの末端で転向して、次の作業航路Ｒに移動するように、農機１０００の走行ユニット１００及び転向ユニット３００を制御する。

受信ユニット１０がＵターンを確定した指令を受信すると、処理ユニット２０は、まず、制御ユニット３０に減速指令を送信して、前記農機の速度を設定値まで減速させる。次に、制御ユニット３０に転向指令を送信して、前記農機の走行方向を設定された向きに変更するように構成される。農機１０００が制御ユニット３０により転向が制御されると、処理ユニット２０は、制御ユニット３０に加速指令を送信して、農機１０００の転向を加速するように構成される。

なお、前の作業航路Ｒと後の作業航路Ｒは必ずしも互いに隣接しているとは限らない。両者の間は、間隔があいていてもよい。例えば、前記作業領域ｓには、全部で5行ある。第１行、第３行、及び第5行には既に植物が植えられており、現在は第２行と第４行に対して作業が必要であり、前の作業航路Ｒである第２行と後の作業航路Ｒである第４行とは互いに間隔をあけている。農機１０００は、自動Ｕターンシステム１の指導の下で、第二行から第四行へのＵターンを完了することができる。

上記の説明及び図面に示された本発明の実施例は、本発明を限定するものではなく、例としてのみ用いられることを当業者は理解すべきである。本発明の目的は、完全かつ効果的に実現されている。本発明の機能及び構造原理は、実施形態において示され、説明されており、本発明の実施形態は、上記の原理から逸脱することなく、任意の変形または変更があってもよい。

Claims (20)

1. Ｕターン指令を受信した後、プロセッサによって農機のコントローラに減速指令を送信することで、前記農機が減速するように制御し、前記農機は、作業領域の１つの作業航路に位置し、前記作業領域は、少なくとも２つの前記作業航路を含み、１つの前記作業航路に沿って走行する前記農機が転向してはじめて、次の前記作業航路に入ることができるステップと、
   前記農機が設定値まで減速されると、前記プロセッサによって、前記農機の前記コントローラに転向指令を送信することで、前記農機を制御して転向させるステップと、
   前記農機が転向して新たな作業航路に入った後、前記農機が新たな作業航路に沿って作業を継続できるように前記農機の方向を正に修正するステップと、を備えることを特徴とする農機の自動Ｕターン方法。
2. 上記の方法では、転向する過程において、前記コントローラにより前記農機の作業部が持ち上げられるように制御し、且つ新たな作業航路に入った後に、前記作業部を制御して復帰させることを特徴とする請求項１に記載の農機の自動Ｕターン方法。
3. 上記の方法では、前記農機が設定された角度に転向された後、前記プロセッサで加速指令を前記農機の前記コントローラに送信することで、前記農機が加速して転向するように制御するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の農機の自動Ｕターン方法。
4. 上記の方法では、前記作業領域内の２つの作業位置と２つの端部によって、前記農機の前記作業航路が決定されることを特徴とする請求項１に記載の農機の自動Ｕターン方法。
5. 前記作業エリア内を前記農機が直進走行する走行経路に基づいて、２つの作業位置をそれぞれ特定することで、前記作業航路の航方向を特定するステップと、
   前記農機が前記作業航路の一端部まで走行し、且つＵターンして、もう１つの前記作業航路の他端部まで走行するように制御することで、前記作業航路の端部を特定し、さらに前記作業航路を特定するステップと、
   をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の農機の自動Ｕターン方法。
6. 上記の方法では、２つの作業位置と２つの端部を操作者が手動で決定することによって、前記作業航路を確定することを特徴とする請求項４に記載の農機の自動Ｕターン方法。
7. 上記の方法では、前記プロセッサによって取得された前記農機の位置変化によって、前記Ｕターン指令が自動的に生成されることを特徴とする請求項４に記載の農機の自動Ｕターン方法。
8. 農機からの外部情報と、前記農機の内部情報とを受信するための受信ユニットと。
   前記受信ユニットが取得した情報に基づいて、前記農機の運行速度及び前記農機の転向角度を含む結論を生成する処理ユニットと、
   前記処理ユニットが生成した前記結論に基づいて、前記農機が１つの作業領域における１つの作業航路の末端でＵターンして、次の前記作業航路に移動するように、前記農機の運行速度及び転向角度を制御するための制御ユニットと、
   を備えることを特徴とする農機の自動Ｕターンシステム。
9. 前記受信ユニットがＵターン指令を受信した後に、前記処理ユニットは、まず、前記制御ユニットに減速指令を送信して、前記農機の速度を設定値まで減速させ、次に、前記制御ユニットに転向指令を送信して、前記農機の走行方向を設定された向きに変更するように構成されることを特徴とする請求項８に記載の農機の自動Ｕターンシステム。
10. 前記農機が前記制御ユニットにより制御されて転向する時に、前記処理ユニットは、前記制御ユニットに加速指令を送信して、前記農機の転向を加速することを特徴とする請求項９に記載の農機の自動Ｕターンシステム。
11. 経路計画ユニットをさらに備え、前記経路計画ユニットは、前記受信ユニットに通信可能に接続され、前記受信ユニットにより受信された前記農機が前記作業領域内の走行経路の２つの作業位置と前記作業領域内の２つの端部とに基づいて、前記作業航路を確定することを特徴とする請求項８～１０の何れか一項に記載の農機の自動Ｕターンシステム。
12. 前記受信ユニットは、モバイル端末装置に統合されて、作業員が前記モバイル端末装置で前記農機を操作することを特徴とする請求項８～１０の何れか一項に記載の農機の自動Ｕターンシステム。
13. 少なくとも１つの農機を制御するモバイル端末装置であって、
    前記農機の外部情報と前記農機の内部情報とを受信するための少なくとも１つの受信ユニットと、
    前記受信ユニットが取得した情報に基づいて、前記農機の運行速度及び前記農機の転向角度を含む結論を生成し、且つ前記結論を前記農機の制御ユニットに送信する処理ユニットと、を備え、
    前記制御ユニットは、前記処理ユニットが生成した前記結論に基づいて、前記農機が１つの作業領域における１つの作業航路の末端でＵターンして、次の前記作業航路に移動するように、前記農機の運行速度及び転向角度を制御することを特徴とする端末装置。
14. 前記受信ユニットがＵターン指令を受信した後に、前記処理ユニットは、まず、前記制御ユニットに減速指令を送信して、前記農機の速度を設定値まで減速させ、次に、前記制御ユニットに転向指令を送信して、前記農機の走行方向を設定された向きに変更するように構成されることを特徴とする請求項１３に記載の端末装置。
15. 前記農機が前記制御ユニットにより制御されて転向する時に、前記処理ユニットは、前記制御ユニットに加速指令を送信して、前記農機の転向を加速するように構成されることを特徴とする請求項１４に記載の端末装置。
16. 経路計画ユニットをさらに備え、前記経路計画ユニットは、前記受信ユニットに通信可能に接続され、前記受信ユニットが受信した前記農機が前記作業領域内の走行経路の２つの作業位置と前記作業領域内の２つの端部とに基づいて、前記作業航路を確定することを特徴とする請求項１３～１５の何れか一項に記載の端末装置。
17. 前記受信ユニットの少なくとも一部として、作業員から指令を受信するために用いられる表示ユニットをさらに備えることを特徴とする請求項１３～１５の何れか一項に記載のモバイル端末装置。
18. 農機主体と、自動Ｕターンシステムとを備え、
    前記農機主体は、走行ユニットと、駆動ユニットと、転向ユニットと、作業部と、制御ユニットと、を含み、
    前記作業部と前記走行ユニットは、それぞれ前記駆動ユニットに駆動可能に接続されており、前記転向ユニット、前記走行ユニット、前記駆動ユニット及び前記作業部は、それぞれ前記制御ユニットに制御可能に接続されており、
    前記自動Ｕターンシステムは、受信ユニット及び処理ユニットを含み、前記受信ユニットは、前記農機からの外部情報及び前記農機の内部情報を受信し、前記処理ユニットは、前記受信ユニットが取得した情報に基づいて、農機の運行速度及び転向角度を含む結論を生成し、
    前記制御ユニットは、前記処理ユニットが生成した前記結論に基づいて、前記農機が１つの作業領域における１つの作業航路の末端でＵターンして、次の前記作業航路に移動するように、前記農機の前記走行ユニット及び前記転向ユニットを制御することを特徴とする自動Ｕターンシステムを持つ農機。
19. 前記受信ユニットがＵターン指令を受信した後に、前記処理ユニットは、まず、前記制御ユニットに減速指令を送信して、前記農機の速度を設定値まで減速させ、次に、前記制御ユニットに転向指令を送信して、前記農機の走行方向を設定された向きに変更するように構成されることを特徴とする請求項１８に記載の農機。
20. 前記農機が前記制御ユニットにより制御されて転向する時に、前記処理ユニットは、前記制御ユニットに加速指令を送信して、前記農機の転向を加速するように構成されることを特徴とする請求項１９に記載の農機。

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