KR20160140787A

KR20160140787A - 작업 차량 제어 장치

Info

Publication number: KR20160140787A
Application number: KR1020167029848A
Authority: KR
Inventors: 토시후미 히라마쯔; 와타루 나카가와; 히데아키 아오키
Original assignee: 얀마 가부시키가이샤
Priority date: 2014-03-26
Filing date: 2015-03-25
Publication date: 2016-12-07
Also published as: KR20210037740A; JP6368964B2; JP2015194981A; CN106132187A; WO2015147108A1; US20180181143A1; US10198010B2; CN112558603A; KR20200067919A; EP3123850A1; CN106132187B; EP3123850A4; KR102121098B1

Abstract

수반 주행 작업 차량의 선회가 종료하면, 자율 주행 작업 차량이 작업을 재개할 수 있도록, 자율 주행 작업 차량(1)의 제어 장치(30)는, 수반 주행 작업 차량(100)에 마련한 원격 조작 장치(112)와 통신 가능하여, 헤드랜드를 선회해 설정 거리 주행하면 일단 정지하고, 수반 주행 작업 차량(100)에 마련한 선회 종료 확인 스위치(114)의 재개시 신호가 원격 조작 장치(112)를 통해 수신되거나, 혹은, 수반 주행 작업 차량(100)에 마련한 조향 센서(120)의 검출치가 원격 조작 장치(112)를 통해 자율 주행 작업 차량(1)의 제어 장치(30)로 송신되어, 수반 주행 작업 차량(100)이 헤드랜드 선회를 종료했다고 인식하면, 작업을 재개한다.

Description

작업 차량 제어 장치{CONTROL DEVICE FOR WORK VEHICLE}

본 발명은, 작업 차량 제어 장치에 관한 것으로, 자율 주행하는 무인 자율 주행 작업 차량과, 자율 주행 작업 차량에 수반해 병주(倂走) 주행하는 유인 수반 주행 작업 차량에 의해 작업을 실시하는 경우에서, 헤드랜드(headland) 등에서 선회할 때, 자율 주행 작업 차량과 수반 주행 작업 차량이 병주 주행을 유지하기 위한 제어 기술에 관한 것이다.

종래, 마스터 차량이 오퍼레이터에 의해 운전 조작되고, 슬레이브 차량이 무인 차량이고, 마스터 차량 및 슬레이브 차량이 각각 제어 장치를 구비하고, 무선에 의해 차량간의 연락을 가능하게 하여, 슬레이브 차량이 마스터 차량에 대해 평행으로 운전 가능한 프로그램이 마련되어 있다. 그리고, 마스터 차량과 슬레이브 차량에는 거리 측정 장치를 구비하고, 마스터 차량과 슬레이브 차량 사이의 거리가 소정 거리가 되도록 조정되는 기술이 공지되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).

특허 문헌 1: 일본 특허공표 2001-507843호 공보

상기 기술에서는, 마스터 차량과 슬레이브 차량이 논밭(이하, 포장(圃場)이라고 한다)의 끝단에 도달하면, 슬레이브 차량은 수동 조작으로 절환되고, 오퍼레이터가 슬레이브 차량을 운전해 다음 작업로로 이동하도록 하고 있다. 따라서, 포장의 끝단에 도달할 때마다 두 차량을 정지시키고 갈아타면서 한 대씩 선회시킬 필요가 있어, 작업 효율이 나빴다.

본 발명은 위와 같은 상황을 감안하여 이루어진 것으로, 자율 주행하는 자율 주행 작업 차량이 포장의 끝단에 도달하면 헤드랜드를 선회하고, 선회 종료 후에 일단 정지해, 유인 수반 주행 작업 차량이 헤드랜드에서 선회를 종료하는 것을 기다려, 수반 주행 작업 차량의 선회가 종료하면, 자율 주행 작업 차량이 작업을 재개하도록 한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상과 같으며, 다음에 이 과제를 해결하기 위한 수단을 설명한다.

즉, 본 발명은, 유인 또는 무인의 선행 작업 차량과 유인 또는 무인의 후속 작업 차량이 병주하면서 포장 내의 설정된 주행 경로를 왕복 주행해 작업을 행하기 위한 작업 시스템에서의 작업 차량 제어 장치로서, 선행 작업 차량과 후속 작업 차량에는, 각각 제어 장치와, 서로 통신 가능한 통신 장치와, 헤드랜드 선회를 검지하는 수단과, 주행 및 작업을 정지하는 수단과, 주행 및 작업을 재개하는 수단이 마련되고, 선행 작업 차량이 헤드랜드 선회 영역을 벗어날 때까지, 후속 작업 차량의 주행 및 작업이 제한된다.

본 발명은, 유인 또는 무인의 선행 작업 차량과 유인 또는 무인의 후속 작업 차량이 병주하면서 포장 내의 설정된 주행 경로를 왕복 주행해 작업을 행하기 위한 작업 시스템에서의 작업 차량 제어 장치로서, 선행 작업 차량과 후속 작업 차량에는, 각각 제어 장치와, 서로 통신 가능한 통신 장치와, 헤드랜드 선회 개시 검출 수단과, 헤드랜드 선회 종료 검출 수단을 구비하고, 상기 선행 작업 차량의 제어 장치가 헤드랜드 선회 개시를 검출하면, 후속 작업 차량에 헤드랜드 선회 개시 신호를 송신하고, 후속 작업 차량의 제어 장치는 주행·작업을 정지시킨다.

본 발명에서, 상기 선행 작업 차량의 제어 장치가 헤드랜드 선회 종료를 검출하면, 후속 작업 차량의 제어 장치는 주행·작업을 재개시킨다.

본 발명에서, 상기 후속 작업 차량의 제어 장치가 헤드랜드 선회 개시를 검출하면, 상기 선행 작업 차량의 제어 장치는 주행·작업을 정지시킨다.

본 발명에서, 상기 후속 작업 차량의 제어 장치가 헤드랜드 선회 종료를 검출하면, 상기 선행 작업 차량의 제어 장치는 주행·작업을 재개시킨다.

본 발명은, 위성 위치 측정 시스템을 이용해 기체의 위치를 측정하는 위치 산출 수단과, 조타 장치를 작동시키는 조타 액추에이터와, 엔진 회전 제어 수단과, 변속 수단과, 이들을 제어하는 제어 장치를 구비한 자율 주행 작업 차량을, 상기 제어 장치에 기억시킨 설정 주행 경로를 따라 자율 주행시킴과 함께, 자율 주행 작업 차량에 수반 주행하면서 작업을 실시하는 수반 주행 작업 차량에 탑재하는 원격 조작 장치에 의해 자율 주행 작업 차량을 조작 가능하게 하는 병주 작업 차량 제어 시스템에서의 작업 차량 제어 장치로서, 자율 주행 작업 차량의 제어 장치는, 수반 주행 작업 차량에 마련한 원격 조작 장치와 통신 가능하여, 헤드랜드를 선회해 설정 거리 주행하면 일단 정지하고, 수반 주행 작업 차량의 원격 조작 장치로부터의 재개시 신호를 수신하면, 작업을 재개하도록 제어한다.

본 발명은, 위성 위치 측정 시스템을 이용해 기체의 위치를 측정하는 위치 산출 수단과, 조타 장치를 작동시키는 조타 액추에이터와, 엔진 회전 제어 수단과, 변속 수단과, 이들을 제어하는 제어 장치를 구비한 자율 주행 작업 차량을, 상기 제어 장치에 기억시킨 설정 주행 경로를 따라 자율 주행시킴과 함께, 자율 주행 작업 차량에 수반 주행하면서 작업을 실시하는 수반 주행 작업 차량에 탑재하는 원격 조작 장치에 의해 자율 주행 작업 차량을 조작 가능하게 하는 병주 작업 차량 제어 시스템에서의 작업 차량 제어 장치로서, 상기 자율 주행 작업 차량의 제어 장치는, 수반 주행 작업 차량에 마련한 원격 조작 장치와 통신 가능하여, 헤드랜드를 선회해 설정 거리 주행하면 일단 정지하고, 상기 수반 주행 작업 차량에 마련한 헤드랜드 선회를 검지하는 수단에 의해 수반 주행 작업 차량이 선회해 헤드랜드 선회를 종료한 것을 검지하면, 그 신호가 원격 조작 장치를 통해 자율 주행 작업 차량의 제어 장치로 송신되어 작업을 재개하도록 제어한다.

본 발명에서, 상기 헤드랜드 선회를 검지하는 수단 또는 헤드랜드 선회 개시 검출 수단과 헤드랜드 선회 종료 검출 수단은 조향 센서이고, 제어 장치는, 조향 센서의 검출치가 직진으로부터 설정 각도 이상이 되면, 헤드랜드 선회 개시라고 판단하고, 직진 각도로 되돌려지고 설정 시간 이상 계속되면 헤드랜드 선회 종료라고 판단한다.

본 발명에서, 상기 헤드랜드 선회를 검지하는 수단 또는 헤드랜드 선회 개시 검출 수단과 헤드랜드 선회 종료 검출 수단은 방위 센서이고, 제어 장치는, 방위가 설정치 이상 변화하면 헤드랜드 선회 개시라고 판단하고, 방위가 헤드랜드 선회 개시전과 전후 반대가 되면 헤드랜드 선회 종료라고 판단한다.

본 발명에서, 상기 헤드랜드 선회를 검지하는 수단 또는 헤드랜드 선회 개시 검출 수단과 헤드랜드 선회 종료 검출 수단은, 자율 주행 작업 차량에 탑재한 카메라이고, 그 카메라는 후속 수반 작업 차량을 촬영하고, 제어 장치는, 상기 카메라의 영상을 화상 처리해, 수반 작업 차량의 화상이 설정량 이상 변화하면 헤드랜드 선회 개시라고 판단하고, 수반 작업 차량의 영상이 선회 전의 영상과 유사하면 헤드랜드 선회 종료라고 판단한다.

본 발명에서, 상기 헤드랜드 선회를 검지하는 수단 또는 헤드랜드 선회 개시 검출 수단과 헤드랜드 선회 종료 검출 수단은, 작업기의 승강 높이를 검지하는 수단이고, 제어 장치는, 작업기가 설정 높이 이상 상승하면 헤드랜드 선회 개시라고 판단하고, 작업기가 설정 높이 이하로 하강하면 헤드랜드 선회 종료라고 판단한다.

본 발명에서, 상기 헤드랜드 선회를 검지하는 수단 또는 헤드랜드 선회 개시 검출 수단과 헤드랜드 선회 종료 검출 수단은, PTO 온·오프 검지 수단이고, 제어 장치는, PTO의 오프가 검출되면 헤드랜드 선회 개시라고 판단하고, PTO의 온이 검출되면 헤드랜드 선회 종료라고 판단한다.

본 발명에서, 상기 헤드랜드 선회를 검지하는 수단 또는 헤드랜드 선회 개시 검출 수단과 헤드랜드 선회 종료 검출 수단은, 주행 속도를 검출하는 수단이고, 제어 장치는, 주행 속도가 설정 속도 이하로 저하되면 헤드랜드 선회 개시라고 판단하고, 주행 속도가 상기 저하 후에 설정 속도 이상으로 증가하면 헤드랜드 선회 종료라고 판단한다.

본 발명에서, 상기 헤드랜드 선회를 검지하는 수단 또는 헤드랜드 선회 개시 검출 수단과 헤드랜드 선회 종료 검출 수단은, 변속 위치 검출 수단이고, 제어 장치는, 변속 위치가 선회 속도로 감속되면 헤드랜드 선회 개시라고 판단하고, 작업 속도로 증속되면 헤드랜드 선회 종료라고 판단한다.

본 발명에서, 상기 헤드랜드 선회를 검지하는 수단 또는 헤드랜드 선회 개시 검출 수단과 헤드랜드 선회 종료 검출 수단은, 엔진 회전수 검출 수단이고, 제어 장치는, 엔진 회전수가 설정 회전 이하로 저하되면 헤드랜드 선회 개시라고 판단하고, 엔진 회전수가 설정 회전 이상으로 증가하면 헤드랜드 선회 종료라고 판단한다.

본 발명에서, 상기 헤드랜드 선회를 검지하는 수단 또는 헤드랜드 선회 개시 검출 수단과 헤드랜드 선회 종료 검출 수단은, 위성 위치 측정 시스템을 이용한 위치 검출 수단이고, 제어 장치는, 차량이 설정된 헤드랜드 선회 영역으로 진입하면 헤드랜드 선회 개시라고 판단하고, 설정된 헤드랜드 선회 영역에서 나오면 헤드랜드 선회 종료라고 판단한다.

본 발명은, 위성 위치 측정 시스템을 이용해 기체의 위치를 측정하는 위치 산출 수단과, 조타 장치를 작동시키는 조타 액추에이터와, 엔진 회전 제어 수단과, 변속 수단과, 이들을 제어하는 제어 장치를 구비한 선행 작업 차량을 상기 제어 장치에 기억시킨 설정 주행 경로를 따라 자율 주행시킴과 함께, 위성 위치 측정 시스템을 이용해 기체의 위치를 측정하는 위치 산출 수단을 구비한 후속 작업 차량이 상기 선행 작업 차량에 수반 주행하면서 작업을 실시하는 병주 작업 차량 제어 시스템에서의 작업 차량 제어 장치로서, 상기 선행 작업 차량의 제어 장치는, 후속 작업 차량에 마련한 원격 조작 장치와 통신 가능하여, 헤드랜드를 선회해 작업하면서 주행하고, 후속 작업 차량과 엇갈리는 위치에 도달하면, 주행과 작업을 일단 정지하도록 제어한다.

본 발명에서, 상기 선행 작업 차량의 제어 장치는, 후속 작업 차량이 헤드랜드 선회로 선행 작업 차량의 진행 방향에 대해 대략 직교하는 방향으로 선회하면, 주행과 작업을 재개하도록 제어한다.

상기 작업 차량 제어 장치에 있어서, 선행 작업 차량에는 제1 위성 위치 측정 시스템을 탑재하고, 후속 작업 차량에 반입하는 원격 조작 장치에는 상기 제1 위성 위치 측정 시스템보다 정밀도가 낮은 제2 위성 위치 측정 시스템을 탑재하고, 제1 위성 위치 측정 시스템과 제2 위성 위치 측정 시스템에 의해 선행 작업 차량과 후속 작업 차량의 현재 위치를 측정해, 선행 작업 차량과 후속 작업 차량의 위치를 표시 장치에 표시한다.

이상과 같은 수단을 이용함으로써, 무인의 선행 작업 차량이 포장의 끝단에 도달해 선회하고 자동으로 후속 작업 차량을 기다려, 후속 작업 차량의 선회를 확인하고 작업을 재개하므로, 오퍼레이터가 무인의 선행 작업 차량으로 갈아타 수동으로 선행 작업 차량을 선회 조작할 필요가 없어 효율적으로 작업할 수 있고, 두 대가 제각각 작업하는 일도 없다.

도 1은 자율 주행 작업 차량, GPS(Global Positioning System) 위성 및 기준국을 나타내는 개략 측면도이다.
도 2는 제어 블록도이다.
도 3은 헤드랜드 선회 제어를 나타내는 플로우차트이다.
도 4는 병주 작업에서 포장 끝단 전의 상태를 나타내는 도면이다.
도 5는 병주 작업에서 포장 끝단에서의 선회 상태를 나타내는 도면이다.
도 6은 병주 작업에서 포장 끝단에서의 대기 상태를 나타내는 도면이다.
도 7은 선행 작업 차량과 후속 작업 차량의 전후 일렬 작업 상태를 나타내는 도면이다.
도 8은 전후 일렬 작업에서 포장 끝단에서의 선회 상태를 나타내는 도면이다.
도 9는 다른 실시 형태의 제어 블록도이다.
도 10은 선행 작업 차량의 헤드랜드 선회 개시 상태를 나타내는 도면이다.
도 11은 선행 작업 차량의 헤드랜드 선회 종료 상태를 나타내는 도면이다.
도 12는 후속 작업 차량의 헤드랜드 선회 개시 상태를 나타내는 도면이다.
도 13은 후속 작업 차량의 헤드랜드 선회 종료 상태를 나타내는 도면이다.
도 14는 자율 주행 작업 차량과 수반 주행 작업 차량이 엇갈리는 상태를 나타내는 도면이다.
도 15는 수반 주행 작업 차량으로부터 자율 주행 작업 차량이 시야에 들어온 상태를 나타내는 도면이다.

유인 또는 무인의 선행 작업 차량과 유인 또는 무인의 후속 작업 차량이 병주하면서 포장 내의 설정된 주행 경로(R)를 따라 왕복 주행해 작업을 행하기 위한 병주 작업 차량의 제어 시스템에 대해 설명한다.

우선, 선행 작업 차량은 무인으로 자동 주행 가능한 자율 주행 작업 차량(1)으로 하고, 후속 작업 차량은 상기 자율 주행 작업 차량(1)에 수반해 오퍼레이터가 조향 조작하는 유인 수반 주행 작업 차량(100)으로 한다. 자율 주행 작업 차량(1)과 수반 주행 작업 차량(100)은 트랙터로 하고, 자율 주행 작업 차량(1) 및 수반 주행 작업 차량(100)에는 작업기로서 로터리 경운 장치(24·224)가 각각 장착된 실시예에 대해 설명한다. 단, 작업 차량은 트랙터로 한정하지 않고, 콤바인 등이라도 무방하다, 또한, 작업기는 로터리 경운 장치로 한정하지 않고, 리스터(lister), 제초기, 레이크(rake), 파종기, 시비기(施肥機), 웨건 등이라도 무방하다.

도 1 및 도 2에서, 자율 주행 작업 차량(1)이 되는 트랙터의 전체 구성에 대해 설명한다. 보닛(2) 내에 엔진(3)이 마련되고, 보닛(2) 후부의 캐빈(11) 내에 대시보드(14)가 마련되고, 대시보드(14) 상에 조향 조작 수단이 되는 스티어링 핸들(4)이 마련된다. 스티어링 핸들(4)의 회동에 의해 조타 장치를 통해 전륜(9·9)의 방향이 회동된다. 자율 주행 작업 차량(1)의 조타 방향은 조향 센서(20)에 의해 검지된다. 조향 센서(20)는 로터리 인코더 등의 각도 센서로 이루어지고, 전륜(9)의 회동 기초부에 배치된다. 단, 조향 센서(20)의 검지 구성은 한정되지 않고, 조타 방향이 인식되는 것이면 된다. 스티어링 핸들(4)의 회동을 검지하거나 파워 스티어링의 작동량을 검지해도 무방하다. 조향 센서(20)에 의해 얻어진 검출치는 제어 장치(30)에 입력된다. 제어 장치(30)는 CPU(중앙 연산 처리 장치), RAM, ROM 등의 기억 장치(30m), 인터페이스 등을 구비하고, 기억 장치(30m)에는 자율 주행 작업 차량(1)을 동작시키기 위한 프로그램이나 데이터 등이 기억된다.

상기 스티어링 핸들(4)의 후방에 운전석(5)이 배치되고, 운전석(5) 하방에 미션 케이스(6)가 배치된다. 미션 케이스(6)의 좌우 양측에 리어 액셀러레이터 케이스(8·8)가 연결되고, 리어 액셀러레이터 케이스(8·8)에는 차축를 통해 후륜(10·10)이 지지된다. 엔진(3)으로부터의 동력은 미션 케이스(6) 내의 변속 장치(주변속 장치나 부변속 장치)에 의해 변속되어, 후륜(10·10)을 구동 가능하게 한다. 변속 장치는 예를 들면 유압식 무단 변속 장치로 구성하고, 가변 용량형의 유압 펌프의 가동 경사판을 모터 등의 변속 수단(44)에 의해 작동시켜 변속 가능하게 한다. 변속 수단(44)은 제어 장치(30)와 접속된다. 후륜(10)의 회전수는 주행 속도 검지 수단으로서 차속 센서(27)에 의해 검지되어, 주행 속도로서 제어 장치(30)에 입력된다. 단, 주행 속도의 검지 방법이나 차속 센서(27)의 배치 위치는 한정되지 않는다.

또한, 리어 액셀러레이터 케이스(8·8)에는 제동 장치(46)가 마련되고, 제동 장치(46)는 제어 장치(30)와 접속되어 제동 제어가 가능하다.

미션 케이스(6) 내에는 PTO 클러치나 PTO 변속 장치가 수납되고, PTO 클러치는 PTO 온·오프 수단(45)에 의해 온·오프되고, PTO 온·오프 수단(45)은 제어 장치(30)에 접속되어 PTO축으로의 동력의 절단·접속을 제어 가능하게 한다.

상기 엔진(3)을 지지하는 프런트 프레임(13)에는 프런트 액셀러레이터 케이스(7)가 지지되고, 프런트 액셀러레이터 케이스(7)의 양측에 전륜(9·9)이 지지되어, 상기 미션 케이스(6)로부터의 동력이 전륜(9·9)에 전달 가능하게 구성된다. 상기 전륜(9·9)은 조타륜으로 되어 있어, 스티어링 핸들(4)의 회동 조작에 의해 회동 가능할 뿐만 아니라, 조타 장치의 구동 수단이 되는 파워스티어링 실린더로 이루어지는 조타 액추에이터(40)에 의해 전륜(9·9)이 좌우 조타 회동 가능하게 된다. 조타 액추에이터(40)는 제어 장치(30)와 접속되고, 자동 주행 수단에 의해 제어되어 구동된다.

제어 장치(30)에는 엔진 회전 제어 수단이 되는 엔진 콘트롤러(60)가 접속되고, 엔진 콘트롤러(60)에는 엔진 회전수 센서(61), 수온 센서 또는 유압 센서 등이 접속되어 엔진의 상태를 검지할 수 있다. 엔진 콘트롤러(60)에서는 설정 회전수와 실제 회전수로부터 부하를 검출해 과부하가 되지 않도록 제어함과 함께, 후술하는 원격 조작 장치(112)로 엔진(3)의 상태를 송신해 디스플레이(113)에서 표시할 수 있게 한다.

또한, 스텝 하방에 배치한 연료 탱크(15)에는 연료의 액면을 검지하는 레벨 센서(29)가 배치되어 제어 장치(30)와 접속되고, 자율 주행 작업 차량(1)의 대시보드에 마련하는 표시 수단(49)에는 연료의 잔량을 표시하는 연료계가 마련되어 제어 장치(30)와 접속된다. 그리고, 제어 장치(30)로부터 원격 조작 장치(112)로 연료 잔량에 관한 정보가 송신되어, 원격 조작 장치(112)의 디스플레이(113)에 연료 잔량과 작업 가능 시간이 표시된다.

상기 대시보드(14) 상에는 엔진의 회전계, 연료계, 유압 등이나 이상을 나타내는 모니터, 설정치 등을 표시하는 표시 수단(49)이 배치된다.

또한, 트랙터 기체 후방에 작업기 장착 장치(23)를 통해 작업기로서 로터리 경운 장치(24)가 승강 가능하게 장착되어 경운 작업을 실시하도록 구성된다. 상기 미션 케이스(6) 상에 승강 실린더(26)가 마련되고, 승강 실린더(26)를 신축시킴으로써 작업기 장착 장치(23)를 구성하는 승강 아암을 회동시켜 로터리 경운 장치(24)를 승강할 수 있게 한다. 승강 실린더(26)는 승강 액추에이터(25)의 작동에 의해 신축되고, 승강 액추에이터(25)는 제어 장치(30)와 접속된다. 또한, 작업기 장착 장치(23)의 승강 아암에는 승강 위치를 검지해 작업기의 승강 높이를 검지하는 수단으로서 각도 센서(21)가 마련되고, 각도 센서(21)는 제어 장치(30)와 접속된다.

제어 장치(30)에는 위성 위치 측정 시스템을 구성하는 이동 통신기(33)가 접속된다. 이동 통신기(33)에는 이동 GPS 안테나(34)와 데이터 수신 안테나(38)가 접속되고, 이동 GPS 안테나(34)와 데이터 수신 안테나(38)는 상기 캐빈(11) 상에 마련된다. 이동 통신기(33)에는 위치 산출 수단을 구비해, 위도와 경도를 제어 장치(30)에 송신해 현재 위치를 파악할 수 있게 한다. 한편, GPS(미국) 외에 준천정 위성(일본)이나 그로나스(GRONASS) 위성(러시아) 등의 위성 위치 측정 시스템(Global Navigation Satellite System; GNSS)을 이용함으로써 정밀도 높은 위치 측정이 가능하지만, 본 실시 형태에서는 GPS를 이용해 설명한다.

자율 주행 작업 차량(1)은 기체의 자세 변화 정보를 얻기 위한 자이로 센서(31) 및 진행 방향을 검지하기 위한 방위 센서(32)를 구비하고, 제어 장치(30)와 접속된다. 단, GPS의 위치 계측으로부터 진행 방향을 산출할 수 있으므로, 방위 센서(32)를 생략할 수 있다.

자이로 센서(31)는 자율 주행 작업 차량(1)의 기체 전후 방향 경사(pitch)의 각속도, 기체 좌우 방향 경사(roll)의 각속도, 및 선회(yaw)의 각속도를 검출한다. 이 세 가지의 각속도를 적분 계산함으로써 자율 주행 작업 차량(1) 기체의 전후 방향 및 좌우 방향으로의 경사 각도, 그리고 선회 각도를 구할 수 있다. 자이로 센서(31)의 구체적인 예로는, 기계식 자이로 센서, 광학식 자이로 센서, 유체식 자이로 센서, 진동식 자이로 센서 등을 들 수 있다. 자이로 센서(31)는 제어 장치(30)에 접속되어, 3개의 각속도와 관련되는 정보를 제어 장치(30)에 입력한다.

방위 센서(32)는 자율 주행 작업 차량(1)의 방향(진행 방향)을 검출한다. 방위 센서(32)의 구체적인 예로는 자기 방위 센서 등을 들 수 있다. 방위 센서(32)는 제어 장치(30)에 접속되어, 기체의 방향과 관련되는 정보를 제어 장치(30)에 입력한다.

이렇게 하여 제어 장치(30)는 상기 자이로 센서(31), 방위 센서(32)로부터 취득한 신호를 자세·방위 연산 수단에 의해 연산하여, 자율 주행 작업 차량(1)의 자세(방향, 기체 전후 방향 및 기체 좌우 방향의 경사, 선회 방향)를 구한다.

다음으로, 자율 주행 작업 차량(1)의 위치 정보를 GPS(Global Positioning System)를 이용해 취득하는 방법에 대해 설명한다.

GPS는 원래 항공기·선박 등의 항법 지원용으로 개발된 시스템으로서, 상공 약 2만 킬로미터를 주회하는 24개의 GPS 위성(6 궤도면에 4개씩 배치), GPS 위성의 추적과 관제를 실시하는 관제국, 위치 측정을 행하기 위한 이용자의 통신기로 구성된다.

GPS를 이용한 위치 측정 방법으로는 단독 위치 측정, 상대 위치 측정, DGPS(Differential GPS) 위치 측정, RTK-GPS(Real-Time Kinematic-GPS) 위치 측정 등 여러 가지 방법을 들 수 있고, 이들 어느 방법을 이용해도 되지만, 본 실시 형태에서는 측정 정밀도가 높은 RTK-GPS 위치 측정 방식(제1 위성 위치 측정 시스템)을 채용해 자율 주행 작업 차량(1)의 현재 위치를 측정한다. 또한, 수반 주행 작업 차량(100)에는 오퍼레이터가 원격 조작 장치(112)를 휴대하고 타는데, 원격 조작 장치(112)에는 통신기(333), GPS 안테나(334), 데이터 통신 안테나(338)가 구비되어 상대 위치 측정(D-GPS 위치 측정, 제2 위성 위치 측정 시스템)을 가능하게 해, 저렴한 D-GPS 센서로, 상기 RTK-GPS 위치 측정 방식보다 정밀도는 떨어지지만, 자율 주행 작업 차량(1)과 원격 조작 장치(112) 사이의 상대 위치를 검출할 수 있도록 하고, 원격 조작 장치(112)의 표시 장치(113)에 표시할 수 있게 해, 원격 조작 장치(112)를 조작하면서 자율 주행 작업 차량(1)과 수반 주행 작업 차량(100) 사이의 상대 위치를 파악해, 너무 가까워지거나 지나치게 멀어지는 등을 용이하게 인식할 수 있다.

RTK-GPS 위치 측정 방법에 대해 도 1 및 도 2를 참조해 설명한다.

RTK-GPS 위치 측정은, 위치를 알고 있는 기준국과, 위치를 구하고자 하는 이동국에서 동시에 GPS 관측을 실시하고, 기준국에서 관측한 데이터를 무선 등의 방법으로 이동국에 실시간으로 송신하고, 기준국의 위치 성과에 기초해 이동국의 위치를 실시간으로 구하는 방법이다.

본 실시 형태에서는, 자율 주행 작업 차량(1)에 이동국이 되는 이동 통신기(33), 이동 GPS 안테나(34) 및 데이터 수신 안테나(38)가 배치되고, 기준국이 되는 고정 통신기(35), 고정 GPS 안테나(36) 및 데이터 송신 안테나(39)가 포장에서의 작업의 방해가 되지 않는 소정 위치에 배치된다. 본 실시 형태의 RTK-GPS 위치 측정은 기준국 및 이동국의 양쪽 모두에서 위상의 측정(상대 위치 측정)을 실시하고, 기준국의 고정 통신기(35)에서 위치 측정한 데이터를 데이터 송신 안테나(39)로부터 데이터 수신 안테나(38)로 송신한다.

자율 주행 작업 차량(1)에 배치된 이동 GPS 안테나(34)는 GPS 위성(37·37…)으로부터의 신호를 수신한다. 이 신호는 이동 통신기(33)로 송신되어 위치 측정된다. 그리고, 동시에 기준국이 되는 고정 GPS 안테나(36)에서 GPS 위성(37·37…)으로부터의 신호를 수신해, 고정 통신기(35)에서 위치 측정하고 이동 통신기(33)로 송신해, 관측된 데이터를 해석해 이동국의 위치를 결정한다. 이렇게 해서 얻어진 위치 정보는 제어 장치(30)로 송신된다.

이렇게 하여, 자율 주행 작업 차량(1)에서의 제어 장치(30)는 자동 주행시키는 자동 주행 수단을 구비하고, 자동 주행 수단은 GPS 위성(37·37…)으로부터 송신되는 전파를 수신해 이동 통신기(33)에서 설정 시간 간격으로 기체의 위치 정보를 구하고, 자이로 센서(31) 및 방위 센서(32)로부터 기체의 변위 정보 및 방위 정보를 구해, 이들 위치 정보, 변위 정보 및 방위 정보에 기초해 기체가 미리 설정한 설정 경로(R)를 따라 주행하도록 조타 액추에이터(40), 변속 수단(44), 승강 액추에이터(25), PTO 온·오프 수단(45), 엔진 콘트롤러(60) 등을 제어해, 자동 주행해 자동으로 작업할 수 있게 한다. 한편, 작업 범위가 되는 포장(H) 외주의 위치 정보(지도 정보)도 주지의 방법에 따라 미리 설정되어 기억 장치(30m)에 기억되어 있다.

또한, 원격 조작 장치(112)와 이동국 사이에서의 D-GPS 위치 측정은, 두 곳에서 단독으로 위치 측정이 행해지고, 기준국에서 위치 측정 오차를 구하고, 그 보정 정보를 원격 조작 장치(112)로 데이터 통신 안테나(38)를 통해 송신하고 보정해 원격 조작 장치(112)의 위치를 구한다. 원격 조작 장치(112)의 위치와 자율 주행 작업 차량(1)의 위치를 표시 장치(113)나 표시 수단(49)에서 표시할 수 있게 해, 상호의 이간 거리를 연산하여 자율 주행 작업 차량(1)과 수반 주행 작업 차량(100)의 상대 위치를 용이하게 인식할 수 있게 한다.

또한, 자율 주행 작업 차량(1)에는 장애물 센서(41)가 배치되고 제어 장치(30)와 접속되어, 장애물에 닿지 않도록 한다. 예를 들면, 장애물 센서(41)는 레이저 센서나 초음파 센서로 구성하고, 기체의 전방, 측방 또는 후방에 배치해 제어 장치(30)와 접속하고, 기체의 전방, 측방 또는 후방에 장애물이 있는지 여부를 검출해, 장애물이 설정 거리 이내로 가까워지면 주행을 정지시키도록 제어한다.

또한, 자율 주행 작업 차량(1)에는 전방, 후방 또는 작업기를 촬영하는 카메라(42)가 탑재되고, 제어 장치(30)와 접속된다. 카메라(42)로 촬영된 영상은 수반 주행 작업 차량(100)에 구비된 원격 조작 장치(112)의 디스플레이(113)에 표시된다. 단, 디스플레이(113)의 표시 화면이 작은 경우는 다른 큰 디스플레이로 표시하거나, 카메라 영상을 다른 전용의 디스플레이에서 상시 또는 선택적으로 표시하거나, 자율 주행 작업 차량(1)에 마련한 표시 수단(49)에서 표시할 수도 있다. 또한, 상기 카메라(42)는 하나의 카메라(42)를 기체 중심에 배치해 연직축을 중심으로 회전시켜 주위를 촬영해도 되고, 복수의 카메라(42)를 기체의 앞 부분이나 뒷부분 또는 네 모서리에 배치해 기체 주위를 촬영하는 구성이라도 되지만, 이것으로 한정되지는 않는다.

원격 조작 장치(112)는 상기 자율 주행 작업 차량(1)의 주행 경로(R)를 설정하거나, 자율 주행 작업 차량(1)을 원격 조작하거나, 자율 주행 작업 차량(1)의 주행 상태나 작업기의 작동 상태를 감시하거나, 작업 데이터를 기억한다.

유인 주행 차량이 되는 수반 주행 작업 차량(100)은 오퍼레이터가 승차해 운전 조작함과 함께, 수반 주행 작업 차량(100)에 원격 조작 장치(112)를 탑재해 자율 주행 작업 차량(1)을 조작 가능하게 한다. 수반 주행 작업 차량(100)의 기본 구성은 자율 주행 작업 차량(1)과 대략 같은 구성이므로, 상세한 설명은 생략한다.

원격 조작 장치(112)는 수반 주행 작업 차량(100) 및 자율 주행 작업 차량(1)의 대시보드 등의 조작부에 탈착 가능하게 한다. 원격 조작 장치(112)는 수반 주행 작업 차량(100)의 대시보드에 부착한 채로 조작하는 것도, 수반 주행 작업 차량(100)의 밖으로 꺼내 휴대해서 조작하는 것도, 자율 주행 작업 차량(1)의 대시보드에 부착해 조작하는 것도 가능하다. 원격 조작 장치(112)는 예를 들면, 노트형이나 태블릿형의 퍼스널 컴퓨터로 구성할 수 있다. 본 실시 형태에서는 태블릿형 컴퓨터로 구성되어 있다.

또한, 원격 조작 장치(112)와 자율 주행 작업 차량(1)은 무선으로 서로 통신 가능하게 구성되어, 자율 주행 작업 차량(1)과 원격 조작 장치(112)에는 통신을 위한 통신 장치(110·111)가 각각 마련된다. 통신 장치(111)는 원격 조작 장치(112)에 일체적으로 구성되어 있다. 통신 수단은 예를 들면 WiFi 등의 무선 LAN으로 서로 통신 가능하게 구성된다. 원격 조작 장치(112)는 화면에 접촉함으로써 조작 가능한 터치 패널식 조작 화면으로 한 디스플레이(113)를 케이스 표면에 마련하고, 케이스에 통신 장치(111), 제어 장치(119)로서의 CPU, 기억 장치 또는 배터리 등을 수납한다. 상기 디스플레이(113)에는, 상기 카메라(42)로 촬영한 주위의 화상, 자율 주행 작업 차량(1)의 상태, 작업 상태, GPS에 관한 정보, 조작 화면 등을 표시할 수 있도록 해, 오퍼레이터가 감시할 수 있게 한다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 자율 주행 작업 차량(1)은 설정 주행 경로(R)를 따라 주행하고, 그 비스듬히 후방(측방이라도 무방하다)을 수반 주행 작업 차량(100)이 주행해, 수반 주행 작업 차량(100)이 자율 주행 작업 차량(1)을 감시하면서 작업을 실시한다.

또한, 상기 자율 주행 작업 차량(1)은 원격 조작 장치(112)에 의해 원격 조작 가능하게 한다. 예를 들면, 원격 조작 장치(112)의 조작에 의해 자율 주행 작업 차량(1)의 긴급정지, 일시정지, 재발진, 차속 변경, 엔진 회전수의 변경, 작업기의 승강 또는 PTO 클러치의 온·오프 등을 조작할 수 있게 한다. 즉, 원격 조작 장치(112)로부터 통신 장치(111), 통신 장치(110), 제어 장치(30)를 통해 액셀러레이터 액추에이터, 변속 수단(44), PTO 온·오프 수단(45) 또는 제동 장치(46) 등을 제어해, 작업자가 용이하게 자율 주행 작업 차량(1)을 원격 조작할 수 있다.

또한, 수반 주행 작업 차량(100)에는 제어 장치(130)가 구비되고, 제어 장치(130)는 원격 조작 장치(112)와 통신 장치(133)를 통해 통신이 가능하다. 또한, 수반 주행 작업 차량(100)에는 상기 자율 주행 작업 차량의 조향 센서(20)와 동일하게 구성한 조향 센서(120)가 마련되어 제어 장치(130)와 접속된다. 이렇게 하여, 수반 주행 작업 차량(100)의 스티어링 핸들의 조향 조작이 조향 센서(120)에 의해 검지되어 제어 장치(130)에 입력된다. 제어 장치(130)로부터 원격 조작 장치(112)로 통신 장치(133)를 통해 조향 센서(120)로부터의 조향 조작 신호가 송신되어, 원격 조작 장치(112)의 제어 장치(119)는 조향 조작 신호로부터 기체가 헤드랜드를 선회했는지 여부를 판단한다(헤드랜드 선회를 검지하는 수단으로서 조향 센서의 검출치로 헤드랜드 선회를 판단하는 경우를 제1 실시예로 한다). 예를 들면, 헤드랜드 선회는 스티어링 핸들을 최대한 돌려 소정 거리를 주행하고 되돌리면서 180도 기체의 방향을 변경하므로, 쉽게 헤드랜드 선회를 인식할 수 있다. 한편, 조향 센서(120)는 상기 자율 주행 작업 차량의 조향 센서(20)와 마찬가지로, 로터리 인코더 등의 각도 센서로 구성하고, 전륜, 너클 아암 또는 스티어링 핸들 등의 조향 장치의 회동을 검지하거나 파워 스티어링의 작동량을 검지하도록 구성하는데, 조타 방향이 인식되는 것이라면 한정되는 것은 아니다. 단, 수반 주행 작업 차량(100)의 헤드랜드 선회 종료의 판단은 제어 장치(30)가 행해도 되고, 제어 장치(130)가 행해도 된다.

또한, 헤드랜드 선회를 판단하기 위해, 수반 주행 작업 차량(100)에 방위 센서(132)를 구비하는 구성으로 해도 된다(헤드랜드 선회를 검지하는 수단으로서 방위 센서의 검출치로 헤드랜드 선회를 판단하는 경우를 제2 실시예로 한다). 방위 센서(132)는 제어 장치(130)와 접속된다. 이렇게 하여, 수반 주행 작업 차량(100)이 선회해 진행 방향이 변경되면, 방위 센서(132)에 의해 진행 방향의 방위가 검지되어 제어 장치(130)에 입력된다. 제어 장치(130)로부터 원격 조작 장치(112)로 통신 수단을 통해 방위 신호가 송신되어, 원격 조작 장치(112)의 제어 장치(119)는 방위 신호로부터 기체가 헤드랜드를 선회했는지 여부를 판단한다. 예를 들면, 기체의 방향이 서서히 변경되어 180도 방향이 변경됨으로써, 방위 센서(132)에 의해 쉽게 헤드랜드 선회를 인식할 수 있다.

또한, 헤드랜드 선회를 판단하기 위해, 자율 주행 작업 차량(1)에 마련한 카메라(42)에 의해 수반 주행 작업 차량(100)을 촬영하고, 그 영상으로부터 헤드랜드를 선회했는지 여부를 판단해도 된다(헤드랜드 선회를 검지하는 수단으로서 카메라의 검출치로 헤드랜드 선회를 판단하는 경우를 제3 실시예로 한다). 카메라(42)는 자율 주행 작업 차량(1)의 캐빈(11) 상부에 마련해 비스듬히 후방을 촬영하도록 배치하거나, 또는, 카메라(42)를 기체 중심에 배치하고 회전시켜 외주를 촬영하도록 해도 된다. 이렇게 하여, 자율 주행 작업 차량(1)이 헤드랜드를 선회한 후에, 카메라(42)에 의해 촬영한 화상이 제어 장치(30)에 입력되고, 제어 장치(30)는 비스듬히 후방에 수반 주행 작업 차량(100)이 존재하고 있는지를 화상 처리해 판단하여, 자율 주행 작업 차량(1)이 헤드랜드 선회를 종료한 후에, 수반 주행 작업 차량(100)의 영상이 선회 전의 영상과 유사하면, 자율 주행 작업 차량(1)의 제어 장치(30)는 수반 주행 작업 차량(100)의 헤드랜드 선회가 종료한 것으로 판단한다.

또한, 헤드랜드 선회를 판단하기 위해, 수반 주행 작업 차량(100)의 작업기(로터리 경운 장치(224))의 승강을 검지하는 작업기 승강 검지 수단을 마련하고, 헤드랜드 선회 후에 작업기를 하강시킨 것을 헤드랜드 선회 종료라고 판단하는 것도 가능하다(헤드랜드 선회를 검지하는 수단으로서 작업기 승강 검지 수단의 검출치로 헤드랜드 선회를 판단하는 경우를 제4 실시예로 한다). 즉, 수반 주행 작업 차량(100)의 작업기 승강 검지 수단은, 승강 스위치나 작업기 장착 장치(리프트 아암이나 로어 링크)의 회동을 검지하는 각도 센서(121) 등이며, 수반 주행 작업 차량(100)이 포장의 끝단에 도달하면 작업기를 상승시키고, 헤드랜드 선회 후에 작업기를 하강시킨다. 작업기의 상승 신호와 하강 신호를 자율 주행 작업 차량(1)의 제어 장치(30)로 송신해, 자율 주행 작업 차량(1)은 수반 주행 작업 차량(100)의 작업기의 하강에 의해 헤드랜드 선회가 종료한 것으로 판단한다.

또한, 헤드랜드 선회를 판단하기 위해, 작업기의 승강 대신에 작업기의 PTO의 온·오프를 검지하는 PTO 온·오프 검지 수단(124)을 마련하고, 온·오프의 신호에 의해 헤드랜드 선회 종료를 판단해도 된다(헤드랜드 선회를 검지하는 수단으로서 PTO 온·오프 검지 수단의 검출치로 헤드랜드 선회를 판단하는 경우를 제5 실시예로 한다).

또한, 헤드랜드 선회를 판단하기 위해, 수반 주행 작업 차량(100)의 주행 속도를 검지하는 주행 속도 검지 수단으로서 차속 센서(127)를 마련하고, 차속 또는 차속의 증감으로부터 헤드랜드 선회 종료를 판단해도 된다(헤드랜드 선회를 검지하는 수단으로서 주행 속도 검지 수단의 검출치로 헤드랜드 선회를 판단하는 경우를 제6 실시예로 한다). 즉, 수반 주행 작업 차량(100)이 포장의 끝단에 가까워지면 주행 속도를 낮추고(또는 정지하고), 작업기를 들고 저속(설정한 헤드랜드 선회 속도)으로 선회한 후, 헤드랜드 선회가 종료하면 정지해 작업기를 내리고, 작업 속도로 가속해 작업을 재개한다. 이렇게 하여, 헤드랜드 선회 종료를 판단할 수 있다.

또한, 헤드랜드 선회를 판단하기 위해, 주행 속도 검지 수단 대신에 수반 주행 작업 차량(100)의 변속 위치를 검지하는 변속 위치 검출 수단(122)을 마련하고, 변속 위치 신호의 변화에 의해 헤드랜드 선회 종료를 판단해도 된다(헤드랜드 선회를 검지하는 수단으로서 변속 위치 검출 수단의 검출치로 헤드랜드 선회를 판단하는 경우를 제7 실시예로 한다).

또한, 헤드랜드 선회를 판단하기 위해, 작업 주행 속도 대신에 수반 주행 작업 차량(100)의 엔진 회전수를 검지하는 엔진 회전수 검지 수단(123)을 마련하고, 회전수 또는 회전수의 증감에 의해 헤드랜드 선회 종료를 판단해도 된다(헤드랜드 선회를 검지하는 수단으로서 엔진 회전수 검지 수단의 검출치로 헤드랜드 선회를 판단하는 경우를 제8 실시예로 한다).

다음으로, 병주 작업시의 헤드랜드 선회의 제어에 대해 도 3 내지 도 6을 참조해 설명한다.

우선, 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 자율 주행 작업 차량(1)이 포장의 끝단에 도달하면(도 10의 헤드랜드 선회 영역(U)으로 진입하면)(S1), 작업을 정지해, 작업기를 상승시키고(S2), 선회 동작에 들어간다(S3). 한편, 상기 작업의 정지는 제어 장치(30)가 PTO 온·오프 수단(45)을 작동시켜 PTO축으로의 동력을 끊는 제어이고, 상기 작업기의 상승은 제어 장치(30)가 승강 액추에이터(25)를 작동시켜 승강 실린더(26)를 신장시키는 제어이다. 이하, 작업의 정지와 작업기의 상승에서는(자율 주행 작업 차량(1), 수반 주행 작업 차량(100) 모두) 같은 제어가 행해진다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 선회가 종료하면(S4) 작업기를 하강시켜 작업하면서 직진하고(S5), 도 6에 나타낸 바와 같이, 설정 거리(L)만큼 진행해 대기 위치에 도달했는지 여부를 판단한다(S6). 대기 위치까지 진행하면 주행과 작업을 정지한다(S7). 대기 위치는 인접 행정의 작업 개시 위치라도 되고, 이 경우는 선회 종료 후, 작업하지 않고 설정 거리(L)만큼 직진해 작업기를 하강시키고 대기한다. 한편, 상기 주행 정지는 제어 장치(30)가 변속 수단(44) 및 제동 장치(46)를 작동시켜 주행 속도를 0으로 하는 제어이고, 작업기의 하강은 제어 장치(30)가 승강 액추에이터(25)를 작동시켜 승강 실린더(26)를 축소시키는 제어이다. 이하, 주행 정지와 작업기의 하강에서는(자율 주행 작업 차량(1), 수반 주행 작업 차량(100) 모두) 같은 제어가 행해진다.

자율 주행 작업 차량(1)은, 주행을 정지한 상기 대기 위치에서 수반 주행 작업 차량(100)의 선회 종료를 기다린다(S8). 즉, 수반 주행 작업 차량(100)의 선회 종료의 판단은, 제1 실시예의 헤드랜드 선회를 수반 주행 작업 차량(100)에 마련한 조향 센서(120)에 의해 검지한다. 이 경우, 조향 센서(120)로부터의 신호는 제어 장치(130), 통신 수단을 통해 원격 조작 장치(112)로 송신되어, 원격 조작 장치(112)의 제어 장치(119)가 헤드랜드 선회 여부를 판단한다. 헤드랜드 선회가 종료하면, 작업 재개 신호가 송신되어, 자율 주행 작업 차량(1)의 주행 개시와 동시에 작업이 재개된다(S10). 헤드랜드를 선회하고 있지 않은 경우는 수반 주행 작업 차량(100)의 오퍼레이터가 종료 신호를 발신했는지 판단한다(S9). 즉, 수반 주행 작업 차량(100)의 대시보드 또는 원격 조작 장치(112)에 선회 종료 확인 스위치(114)가 마련되고, 오퍼레이터가 선회 종료 확인 스위치(114)를 온 상태로 함으로써 재개 신호가 자율 주행 작업 차량(1)으로 송신되어, 자율 주행 작업 차량(1)의 제어 장치(30)는 헤드랜드 선회가 종료했다고 판단해, 작업을 재개한다(S10). 한편, 선회 종료 확인 스위치(114)는, 오퍼레이터가 임의로 조작해 작업을 재개할 수 있도록 하는 것으로 예를 들면, 수반 주행 작업 차량(100)이 선회를 종료하기 전이나 선회 도중이라도, 선회 종료 확인 스위치(114)를 온 상태로 함으로써 강제적으로 선회 종료로 판단시켜 작업을 재개시킨다. 이렇게 하여 자율 주행 작업 차량(1)이 기다리는 시간을 줄여 작업 시간 단축을 도모할 수 있다. 한편, 작업 재개는 주행 재개도 포함하는 것이다. 한편, 주행 개시는 제어 장치(30)가 제동 장치(46)의 제동을 해제하고, 변속 수단(44)을 작동시켜 주행 속도를 설정 작업 속도까지 증속시키는 제어이고, 작업의 개시 또는 재개는 제어 장치(30)가 PTO 온·오프 수단(45)을 작동시켜 PTO축으로의 동력을 전달하는 제어이다. 이하, 주행 개시와 작업의 개시·재개에서는(자율 주행 작업 차량(1), 수반 주행 작업 차량(100) 모두) 같은 제어가 행해진다.

또한, 도 4 내지 도 6은 자율 주행 작업 차량(1)과 수반 주행 작업 차량(100)이 병주(좌우 방향으로 나란히 주행)하고, 같은 작업을 실시해 한 번에 2배의 폭을 작업하는 실시 형태에 대해 설명했지만, 도 7 및 도 8에 나타낸 바와 같이, 자율 주행 작업 차량(1)과 수반 주행 작업 차량(100)이 전후로 나란히 배치되고 다른 작업을 실시하는 경우에도, 전술한 바와 같이, 자율 주행 작업 차량(1)이 먼저 선회하고 설정 거리(L)만큼 진행해 대기하면서, 도 8에 나타낸 바와 같이, 수반 주행 작업 차량(100)이 헤드랜드 선회를 종료하는 것을 기다리도록 제어할 수도 있다. 이와 같은 같은 작업을 하는 경우, 1조를 건너뛰고 선회한다.

이상과 같이, 위성 위치 측정 시스템을 이용해 기체의 위치를 측정하는 위치 산출 수단과, 조타 장치를 작동시키는 조타 액추에이터(40)와, 엔진 회전 제어 수단이 되는 엔진 콘트롤러(60)와, 변속 수단(44)과, 이들을 제어하는 제어 장치(30)를 구비한 자율 주행 작업 차량(1)을 상기 제어 장치(30)에 기억시킨 설정 주행 경로(R)를 따라 자율 주행시킴과 함께, 자율 주행 작업 차량(1)에 수반 주행하면서 작업을 실시하는 수반 주행 작업 차량(100)에 탑재하는 원격 조작 장치(112)에 의해 자율 주행 작업 차량(1)을 조작 가능하게 하는 병주 작업 차량의 제어 시스템으로서, 자율 주행 작업 차량(1)의 제어 장치(30)는, 수반 주행 작업 차량(100)에 마련한 원격 조작 장치(112)와 통신 가능하여, 헤드랜드를 선회해 설정 거리 주행하면 일단 정지하고, 수반 주행 작업 차량(100)에 마련한 선회 종료 확인 스위치(114)의 재개시 신호가 원격 조작 장치(112)를 통해 수신되면, 혹은, 수반 주행 작업 차량(100)에 마련한 조향 센서(120)의 검출치가 원격 조작 장치(112)를 통해 자율 주행 작업 차량(1)의 제어 장치(30)로 송신되어, 수반 주행 작업 차량(100)이 선회해 헤드랜드 선회를 종료했다고 인식하면, 작업을 재개하도록 제어하므로, 자율 주행 작업 차량(1)이 선회한 후에 수반 주행 작업 차량(100)과 멀어지지 않고 소정의 거리를 유지한 채로 작업을 속행할 수 있어, 헤드랜드를 선회할 때마다 오퍼레이터가 자율 주행 작업 차량(1)으로 갈아 타 선회 조작할 필요가 없어, 작업 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 소유하고 있던 트랙터를 거의 변경하지 않고, 자율 주행 작업 차량(1) 및 원격 조작 장치(112)를 추가하는 것만으로, 혼자서 2대를 조작할 수 있어 작업의 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 제2 실시예로서, 수반 주행 작업 차량(100)이 선회를 종료했는지 여부는, 수반 주행 작업 차량(100)에 마련한 방위 센서(132)의 검출치가 원격 조작 장치(112)를 통해 자율 주행 작업 차량(1)의 제어 장치(30)에 입력되어, 제어 장치(30)에서 수반 주행 작업 차량(100)이 헤드랜드 선회 여부를 판단한다. 즉, 방위 센서(132)에 의해 수반 주행 작업 차량(100)의 진행 방향을 검지해, 그 방위로부터 수반 주행 작업 차량(100)이 포장의 끝단에서 U턴해 헤드랜드 선회가 종료했다고 판단하면, 자율 주행 작업 차량(1) 및 수반 주행 작업 차량(100)에 의한 작업이 재개된다. 이렇게 하여, 자율 주행 작업 차량(1)이 선회한 후에 수반 주행 작업 차량(100)과 멀어지지 않고 소정의 거리를 유지한 채로 작업을 속행할 수 있어, 헤드랜드를 선회할 때마다 오퍼레이터가 자율 주행 작업 차량(1)으로 갈아 타 선회 조작할 필요가 없어, 작업 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 제3 실시예로서 자율 주행 작업 차량(1)의 비스듬히 후방을 수반 주행해 작업을 실시하는 수반 주행 작업 차량(100)을 촬영하도록 카메라(42)를 자율 주행 작업 차량(1)에 부착한다. 예를 들면, 캐빈(11)의 천정의 오른쪽 뒤 및 왼쪽 뒤에 카메라(42)를 달아 비스듬히 후방을 촬영하도록 한다. 그리고, 자율 주행 작업 차량(1)이 포장의 끝단에 도달해 헤드랜드를 선회하고 있을 때는, 수반 주행 작업 차량(100)은 촬영 범위 밖이 된다. 헤드랜드 선회가 종료해 설정 거리 주행한 후에 정지한 상태에서, 카메라(42)로 촬영한 화상에 수반 주행 작업 차량(100)이 소정 범위 내의 소정의 위치에 촬영되어 있는지 화상 처리해 판단한다. 즉, 수반 주행 작업 차량(100)이 소정의 촬영 범위 내에 찍혀있으면, 헤드랜드 선회가 종료했다고 판단할 수 있어 작업을 재개할 수 있다. 이렇게 하여, 자율 주행 작업 차량(1)이 선회한 후에 수반 주행 작업 차량(100)과 멀어지지 않고 소정의 거리를 유지한 채로 작업을 속행할 수 있어, 헤드랜드를 선회할 때마다 오퍼레이터가 자율 주행 작업 차량(1)으로 갈아 타 선회 조작할 필요가 없어, 작업 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 제4 실시예로서 상기 자율 주행 작업 차량(1)의 제어 장치(30)는, 수반 주행 작업 차량(100)에 마련한 원격 조작 장치(112)와 통신 가능하여, 헤드랜드를 선회해 설정 거리 주행하면 일단 정지하고, 상기 수반 주행 작업 차량(100)에 마련한 작업기 승강 검지 수단(각도 센서(121))의 검출치가 원격 조작 장치(112)를 통해 자율 주행 작업 차량(1)의 제어 장치(30)로 송신되어, 수반 주행 작업 차량이 선회하기 전에 작업기를 상승시키고 헤드랜드 선회를 종료해 작업기를 하강시켰을 때 헤드랜드 선회 종료라고 인식하면, 작업을 재개하도록 제어한다. 이렇게 하여, 자율 주행 작업 차량(1)이 선회한 후에 수반 주행 작업 차량(100)과 멀어지지 않고 소정의 거리를 유지한 채로 작업을 속행할 수 있어, 헤드랜드를 선회할 때마다 오퍼레이터가 자율 주행 작업 차량(1)으로 갈아 타 선회 조작할 필요가 없어, 작업 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 작업기 승강 검지 수단은 핸들 포스트에 마련한 승강 스위치 또는 작업기 경운 깊이 제어를 실시할 때 이용하는 리프트 아암의 각도 센서(121)를 이용함으로써, 부품수를 증가시키지 않고 소프트웨어의 추가로 실현할 수 있다.

또한, 상기 제6 실시예에서 상기 자율 주행 작업 차량(1)의 제어 장치(30)는, 수반 주행 작업 차량(100)에 마련한 원격 조작 장치(112)와 통신 가능하여, 헤드랜드를 선회해 설정 거리 주행하면 일단 정지하고, 상기 수반 주행 작업 차량(100)에 마련한 주행 속도 검지 수단의 검출치가 원격 조작 장치(112)를 통해 자율 주행 작업 차량(1)의 제어 장치(30)로 송신되어, 수반 주행 작업 차량(100)이 속도를 낮춰 선회하고 정지했을 때를 헤드랜드 선회 종료로서 인식하면, 작업을 재개하도록 제어한다. 이렇게 하여, 자율 주행 작업 차량(1)이 선회한 후에 수반 주행 작업 차량(100)과 멀어지지 않고 소정의 거리를 유지한 채로 작업을 속행할 수 있어, 헤드랜드를 선회할 때마다 오퍼레이터가 자율 주행 작업 차량(1)으로 갈아 타 선회 조작할 필요가 없어, 작업 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 주행 속도 검지 수단은 주행 제어에서 이용하는 차속 센서(27)를 이용함으로써, 부품수를 증가시키지 않고 소프트웨어의 추가로 실현할 수 있다. 한편, 자세히 기술하지 않았지만, 제5, 제7, 제8 실시예도 상기와 같이 수반 주행 작업 차량(100)의 헤드랜드 선회를 검지해, 헤드랜드 선회 종료로서 인식하면, 자율 주행 작업 차량(1)의 작업을 재개하도록 제어할 수 있다.

＜제2 실시 형태＞

상기 제1 실시 형태에서는 자율 주행 작업 차량(1)이 헤드랜드를 선회하고 있을 때는 주행 속도가 저하되고, 후속 수반 주행 작업 차량(100)은 작업 속도인 채로 헤드랜드로 진입하기 때문에, 자율 주행 작업 차량(1)과 수반 주행 작업 차량(100)의 차간거리가 짧으면, 수반 주행 작업 차량(100)이 헤드랜드로 진입할 때 선회를 시작한 자율 주행 작업 차량(1) 후단의 작업기와 간섭할 우려가 있다. 따라서, 선행 작업 차량이 헤드랜드 선회를 개시할 때는 후속 차량이 주행을 정지해 대기하고, 선행 작업 차량이 헤드랜드 선회를 종료했을 때 후속 작업 차량을 주행시켜 선회하고, 이때 선행 작업 차량을 정지시켜 기다리도록 제어하는 것도 가능하다.

구체적으로 설명하면, 도 9에 나타낸 바와 같이, 수반 주행 작업 차량(100)의 제어 장치(130)에는 주행 정지 수단(143), 변속 수단(144), 승강 액추에이터(125), PTO 온·오프 수단(245), 위성 위치 측정 시스템을 이용하기 위한 GPS용의 이동 통신기(233)가 접속되고, 이동 통신기(233)에는 이동 GPS 안테나(234)와 데이터 수신 안테나(238)가 접속된다. 제어 장치(130)는 원격 조작 장치(112), 제어 장치(30), 통신 장치(133·110·111)를 통해 서로 통신 가능하게 되어 있다. 그리고, 도 10에 나타낸 바와 같이, 제어 장치(30)의 기억 장치(30m)에는, 설정 주행 경로(R)의 포장의 끝단측에 헤드랜드 선회 영역(U)이 설정되어 있다. 한편, 자율 주행 작업 차량(1)이 무인일 때 수반 주행 작업 차량(100)은 무인이어도 유인이어도 되고, 자율 주행 작업 차량(1)이 유인일 때 수반 주행 작업 차량(100)은 무인으로 하여, 혼자서 2대를 감시·조작할 수 있게 한다. 제2 실시 형태에서는, 선행 작업 차량을 무인 자율 주행 작업 차량(1), 후속 작업 차량을 유인 수반 주행 작업 차량(100)으로 하여 설명한다.

이와 같은 구성에서, 헤드랜드 선회 제어는, 도 10에 나타낸 바와 같이, 선행 작업 차량이 되는 자율 주행 작업 차량(1)이 헤드랜드 선회 영역(U)으로 진입하면, 통신 장치(110·133)를 통해 후속 작업 차량이 되는 수반 주행 작업 차량(100)의 제어 장치(130)에 선회 영역 진입 신호가 송신된다. 헤드랜드 선회 영역(U)으로의 진입·진출은 위성 위치 측정 시스템을 이용해 기체의 위치를 측정할 수 있기 때문에 용이하게 인식할 수 있다.

선회 영역 진입 신호를 수신하면, 수반 주행 작업 차량(100)의 제어 장치(130)는 주행 정지 수단(143)을 작동시켜 주행을 정지함과 함께, 작업도 정지한다(작업기는 상승시키지 않는다).

자율 주행 작업 차량(1)이 헤드랜드 선회 영역(U)으로 진입하면, 제어 장치(30)는 PTO 온·오프 수단(45)을 작동시켜 작업을 정지하고, 로터리 경운 장치(24)를 상승시키고, 변속 수단(44)을 작동시켜 감속해(헤드랜드 선회 속도로) 주행하면서 헤드랜드 선회를 실시한다.

도 11에 나타낸 바와 같이, 자율 주행 작업 차량(1)이 헤드랜드 선회를 종료하면(헤드랜드 선회 영역(U)을 나오면), 제어 장치(30)는 PTO 온·오프 수단(45)을 작동시켜 작업기를 구동하고, 승강 액추에이터(25)를 작동시켜 로터리 경운 장치(24)를 하강시키고, 변속 수단(44)을 작동시켜 작업 주행 속도로 되돌려 주행한다. 그리고 동시에, 헤드랜드 선회 종료 신호를 수반 주행 작업 차량(100)의 제어 장치(130)에 송신하고, 제어 장치(130)는 PTO 온·오프 수단(245)을 작동시켜 작업을 개시함과 동시에, 변속 수단(144)을 작동시켜 주행을 개시한다.

그리고, 도 12에 나타낸 바와 같이, 수반 주행 작업 차량(100)이 헤드랜드 선회 영역(U)으로 진입하면, 헤드랜드 선회 개시 신호가 자율 주행 작업 차량(1)의 제어 장치(30)로 송신되어, 상기와 같이 자율 주행 작업 차량(1)의 주행 및 작업이 정지됨과 동시에, 제어 장치(130)는 PTO 온·오프 수단(245)을 작동시켜 수반 주행 작업 차량(100)의 작업을 정지하고, 승강 액추에이터(125)를 작동시켜 로터리 경운 장치(24)를 상승시키고, 변속 수단(144)을 작동시켜 감속 주행하면서 헤드랜드 선회를 실시한다.

수반 주행 작업 차량(100)이 헤드랜드 선회를 종료하면, 도 13에 나타낸 바와 같이, 작업 속도로 되돌리고 주행해 작업을 재개함과 동시에, 헤드랜드 선회 종료 신호를 자율 주행 작업 차량(1)의 제어 장치(30)로 송신한다. 이 신호를 받은 자율 주행 작업 차량(1)의 제어 장치(30)는 주행 및 작업을 재개시킨다. 이렇게 하여, 포장의 다음 끝단까지 작업하고, 상기와 같이 선회 제어가 행해진다(위성 위치 측정 정보와 지도 정보로 헤드랜드 선회를 판단하는 경우를 제9 실시예로 한다).

상기 헤드랜드 선회의 개시와 종료는, 위성 위치 측정 정보와 지도 정보로 판단하는 대신에 상기 제1 실시예 내지 제8 실시예의 검출 수단으로 판단해도 된다.

즉, 제1 실시예에서는, 헤드랜드 선회 개시의 검지는 헤드랜드 선회 개시 검출 수단과 헤드랜드 선회 종료 검출 수단으로서 조향 센서(20·120)에 의해 검지되고, 제어 장치(30·130)에 입력되어, 조향 센서(20·120)의 검출치로부터 자율 주행 작업 차량(1)과 수반 주행 작업 차량(100)의 헤드랜드 선회의 개시나 종료를 판단한다. 예를 들면, 수반 주행 작업 차량(100)의 헤드랜드 선회 개시는, 스티어링 핸들이 직진 위치로부터 설정 각도 이상 회전되면 헤드랜드 선회 개시라고 판단하고, 설정 각도 이상 회전된 후에 직진 위치로 되돌려지고 직진 상태가 소정 시간 이상 계속되면 헤드랜드 선회가 종료한 것으로 판단한다. 한편, 자율 주행 작업 차량(1)의 헤드랜드 선회의 개시와 종료도 마찬가지로 판단된다. 단, 자율 주행 작업 차량(1), 수반 주행 작업 차량(100)의 헤드랜드 선회 개시·종료의 판단은 제어 장치(30)가 행해도 되고, 제어 장치(130)가 행해도 되고, 제어 장치(119)가 행해도 된다.

또한, 헤드랜드 선회의 개시나 종료의 판단은, 제2 실시예에서는 헤드랜드 선회 개시 검출 수단과 헤드랜드 선회 종료 검출 수단으로서의 방위 센서(32·132)의 검출치에 의해 실시한다. 자율 주행 작업 차량(1) 또는 수반 주행 작업 차량(100)이 선회해 진행 방향이 변경되면, 방위 센서(32·132)에 의해 진행 방향의 방위가 검지되고, 제어 장치(30·130)에 입력된다. 예를 들면, 수반 주행 작업 차량(100)의 방위 센서(132)가 기체의 방향이 직진 방향으로부터 설정 각도 이상 변경된 것을 검지하면 헤드랜드 선회 개시라고 판단하고, 진행 방향이 헤드랜드 선회 개시 방향으로부터 반대 방향(약 180도 방향이 변경된 것)으로 변경된 것을 검지하면 헤드랜드 선회 종료라고 판단한다. 또한, 자율 주행 작업 차량(1)의 헤드랜드 선회의 개시와 종료도 이와 같이 판단된다.

또한, 헤드랜드 선회의 개시나 종료의 판단은, 제3 실시예에서는, 자율 주행 작업 차량(1)에 마련한 헤드랜드 선회 개시 검출 수단과 헤드랜드 선회 종료 검출 수단으로서의 카메라(42)로부터의 영상에 의해 실시한다. 예를 들면, 자율 주행 작업 차량(1)의 캐빈(11) 상부에 카메라(42)를 마련해 주위를 촬영하고, 자율 주행 작업 차량(1)이 헤드랜드 선회를 개시하면, 비스듬히 후방을 주행하는 수반 주행 작업 차량(100)의 화상이 서서히 이동한다. 이 이동량이 설정치 이상이 되면, 자율 주행 작업 차량(1)의 헤드랜드 선회 개시라고 판단한다. 자율 주행 작업 차량(1)이 헤드랜드 선회를 종료하면, 수반 주행 작업 차량(100)은 전후 반대 방향이 된다. 수반 주행 작업 차량(100)이 헤드랜드 선회를 개시하면, 형상의 변화량이 커진다. 수반 주행 작업 차량(100)이 헤드랜드 선회를 종료하면, 선회 개시전과 유사한 형상이 된다. 단, 화상에 의한 헤드랜드 선회의 개시와 종료의 판단은, 수반 주행 작업 차량(100)의 형상 변화로 한정하지 않고, 포장과 두둑 경계의 화상의 형상 변화로 판단해도 된다. 또한, 수반 주행 작업 차량(100)에 카메라를 탑재해, 각각 헤드랜드 선회의 개시와 종료를 판단해도 된다.

또한, 헤드랜드 선회의 개시나 종료의 판단은, 제4 실시예에서는, 작업기(로터리 경운 장치(24))의 승강을 검지하는 각도 센서(121)에 의해 판단한다. 예를 들면, 수반 주행 작업 차량(100)의 헤드랜드 선회 개시 검출 수단과 헤드랜드 선회 종료 검출 수단으로서의 각도 센서(121)의 검출치가 설정 각도 이상이 되면, 작업기가 상승된 것이 되어 헤드랜드 선회 개시라고 판단한다. 각도 센서(121)의 검출치가 설정 각도 이하가 되면, 작업기가 하강된 것이 되어 헤드랜드 선회 종료라고 판단한다. 한편, 각도 센서(121)의 검출치로 헤드랜드 선회의 개시나 종료를 판단하는 대신에 상승 스위치나 하강 스위치의 조작으로 판단해도 된다.

또한, 헤드랜드 선회의 개시나 종료의 판단은, 제5 실시예에서는, 작업기의 PTO의 온·오프를 검지해, 온·오프 신호에 의해 헤드랜드 선회의 개시와 종료를 판단한다. 예를 들면, 수반 주행 작업 차량(100)의 헤드랜드 선회 개시 검출 수단과 헤드랜드 선회 종료 검출 수단으로서의 PTO 온·오프 검지 수단(124)의 오프를 검지하면 헤드랜드 선회 개시라고 판단하고, PTO 온·오프 검지 수단(124)의 온을 검지하면 헤드랜드 선회 종료라고 판단한다.

또한, 헤드랜드 선회의 개시나 종료의 판단은, 제6 실시예에서는, 주행 속도의 증감으로부터 판단한다. 예를 들면, 수반 주행 작업 차량(100)이 포장의 끝단에 가까워지면, 주행 속도를 헤드랜드 선회 개시 검출 수단과 헤드랜드 선회 종료 검출 수단으로서의 차속 센서(127)로 검지해, 그 속도가 설정 속도 이하(헤드랜드 선회 속도)가 되면 헤드랜드 선회 개시라고 판단하고, 작업기를 상승시켜 저속으로 선회하고, 작업기를 내리고 작업 속도로 가속해 주행 속도가 설정 속도 이상(작업 속도)이 되면 헤드랜드 선회 종료라고 판단한다.

또한, 헤드랜드 선회의 개시나 종료의 판단은, 제7 실시예에서는, 변속 위치로 판단한다. 예를 들면, 수반 주행 작업 차량(100)의 변속 위치를 헤드랜드 선회 개시 검출 수단과 헤드랜드 선회 종료 검출 수단으로서의 변속 위치 검출 수단(122)에서 검출해, 그 변속 위치가 작업 변속 위치로부터 감속한 위치가 되면 헤드랜드 선회 개시라고 판단하고, 작업 변속 위치(증속)를 검지하면 헤드랜드 선회 종료라고 판단한다.

또한, 헤드랜드 선회의 개시나 종료의 판단은, 제8 실시예에서는, 엔진 회전수에 의해 판단한다. 예를 들면, 수반 주행 작업 차량(100)의 헤드랜드 선회 개시 검출 수단과 헤드랜드 선회 종료 검출 수단으로서의 엔진 회전수 검지 수단(123)의 검출치가 작업 회전수로부터 설정 회전수 이하로 감소하면 헤드랜드 선회 개시라고 판단하고, 작업 회전수로 증가되면 헤드랜드 선회 종료라고 판단한다.

자율 주행 작업 차량(1)의 헤드랜드 선회의 개시와 종료도 상기 수반 주행 작업 차량(100)의 헤드랜드 선회의 개시나 종료의 판단과 동일하게 판단된다.

이상과 같이, 유인 또는 무인의 선행 작업 차량이 되는 자율 주행 작업 차량(1)과, 유인 또는 무인의 후속 작업 차량이 되는 수반 주행 작업 차량(100)이 병주하면서 포장 내의 설정된 주행 경로(R)를 왕복 주행해 작업을 행하기 위한 작업 시스템으로서, 자율 주행 작업 차량(1)과 수반 주행 작업 차량(100)에는 각각 제어 장치(30·130), 통신 장치(110·133), 헤드랜드 선회 개시 검출 수단, 헤드랜드 선회 종료 검출 수단, 상기 제어 장치(30·130)와 통신 가능한 원격 조작 장치(112)를 구비하고, 자율 주행 작업 차량(1)이 헤드랜드 선회 영역(U)에서 나올 때까지 수반 주행 작업 차량(100)의 주행 및 작업이 제한된다. 즉, 상기 자율 주행 작업 차량(1)의 제어 장치(30)가 헤드랜드 선회 개시를 검출하면, 수반 주행 작업 차량(100)에 선회 개시 신호를 송신하고, 수반 주행 작업 차량(100)의 제어 장치(130)가 주행·작업을 정지시킨다. 따라서, 자율 주행 작업 차량(1)이 속도를 낮추어 헤드랜드를 선회하고 있을 때, 후속 수반 주행 작업 차량(100)이 따라붙어 자율 주행 작업 차량(1)의 작업기 등과 접촉할 우려가 없다.

또한, 상기 선행 자율 주행 작업 차량(1)의 제어 장치(30)가 헤드랜드 선회 종료를 검출하면, 후속 수반 주행 작업 차량(100)의 제어 장치(130)가 주행·작업을 재개시키므로, 자율 주행 작업 차량(1)이 선회 중에는 수반 주행 작업 차량(100)이 헤드랜드 선회 영역(U)으로 진입하지 않는다.

또한, 상기 후속 수반 주행 작업 차량(100)의 제어 장치(130)가 헤드랜드 선회 개시를 검출하면, 상기 선행 자율 주행 작업 차량(1)의 제어 장치(30)는 주행·작업을 정지시키므로, 수반 주행 작업 차량(100)이 속도를 낮추어 선회하고 있는 동안에 자율 주행 작업 차량(1)이 멀리 떨어지지 않는다.

또한, 상기 후속 수반 주행 작업 차량(100)의 제어 장치(130)가 헤드랜드 선회 종료를 검출하면, 상기 선행 자율 주행 작업 차량(1)의 제어 장치(30)가 주행·작업을 재개시키므로, 일정한 거리를 유지하면서 병주해 작업을 행할 수 있어 유인 차량에서 무인 차량을 감시할 수 있다.

＜제3 실시 형태＞

상기 제2 실시 형태에서는, 선행 작업 차량이 헤드랜드 선회 영역(U)으로 진입할 때 주행하면서 작업을 중지하고, 헤드랜드 선회 영역(U)을 나올 때도 주행하면서 작업을 개시하고 있다. 또한, 후속 작업 차량도 선행 작업 차량과 마찬가지로, 헤드랜드 선회 영역(U)으로 진입할 때 주행하면서 작업을 중지하고, 헤드랜드 선회 영역(U)을 나올 때도 주행하면서 작업을 개시하고 있다. 이와 같은 작업 형태에서는, 경기(耕起)나 써레질 등의 작업에서는 그다지 문제가 되지 않지만, 파종 작업이나 이식 작업에서는 종자나 모종이 작업 개시 부분이나 종료 부분에서 땅속으로 들어가지 않아 자라지 않는다. 또한, 시비 작업에서는 작업 개시 부분이나 종료 부분에서 비료를 흩뿌리게 된다.

따라서, 제3 실시 형태에서는, 선행 작업 차량이 되는 자율 주행 작업 차량(1)과 후속 작업 차량이 되는 수반 주행 작업 차량(100)에 각각 헤드랜드 선회 개시 검출 수단과 헤드랜드 선회 종료 검출 수단을 구비하고, 자율 주행 작업 차량(1) 및 수반 주행 작업 차량(100)이 헤드랜드 선회 영역(U)으로 진입할 때는 주행을 일단 정지함과 동시에 작업을 중지하고 작업기를 상승시켜 헤드랜드 선회를 실시하고, 헤드랜드 선회 영역(U)으로부터 나올 때는 주행을 일단 정지하고, 작업기를 하강시켜 주행 작업과 작업을 동시에 재개하도록 제어한다.

구체적으로는, 상기 자율 주행 작업 차량(1)이 헤드랜드 선회 영역(U)으로 진입하면(도 10), 자율 주행 작업 차량(1) 및 수반 주행 작업 차량(100)은 주행 및 작업을 정지하고, 자율 주행 작업 차량(1)은 승강 액추에이터(25)를 작동시켜 작업기를 상승시키고, 주행을 헤드랜드 선회 속도로 개시한다. 자율 주행 작업 차량(1)의 헤드랜드 선회가 종료하면(도 11), 수반 주행 작업 차량(100)은 주행 및 작업을 재개하고, 자율 주행 작업 차량(1)은 주행을 정지하고, 작업기를 하강시켜 하강한 것을 확인한 후, 주행과 동시에 작업을 개시한다. 한편, 작업기 하강은 작업기 장착 장치(23)에 마련한 각도 센서(21)의 검출치에 의해 확인할 수 있다.

그리고, 수반 주행 작업 차량(100)이 헤드랜드 선회 영역(U)으로 진입하면(도 12), 자율 주행 작업 차량(1)은 주행 및 작업을 정지하고, 수반 주행 작업 차량(100)도 주행 및 작업을 정지하고, 작업기를 상승시킨 후, 헤드랜드 선회 주행을 개시한다. 수반 주행 작업 차량(100)이 헤드랜드 선회를 종료하면(도 13), 자율 주행 작업 차량(1)은 주행 및 작업을 개시하고, 수반 주행 작업 차량(100)은 주행을 정지하고, 작업기를 하강시킨 후, 하강을 확인한 후에, 주행 및 작업을 개시한다. 그 외의 행정은 상기 제2 실시 형태와 마찬가지로 제어된다. 이렇게 하여, 헤드랜드 선회 후의 작업 개시시에 작업기가 지표면 위로 하강해 확실하게 작업할 수 있게 된다.

＜제4 실시 형태＞

또한, 선행 작업 차량이 무인이고 후속 작업 차량이 유인인 경우, 후속 작업 차량은 선행 작업 차량의 주행 상태나 작업 상태를 확인하면서 작업을 할 수 있다. 그런데, 도 11에서, 선행 작업 차량이 헤드랜드 선회를 종료한 후에 후속 작업 차량이 주행을 개시하면, 도중에 선행 작업 차량과 엇갈려 버려 선행 작업 차량을 확인할 때는 후방을 확인해야 하기 때문에 확인이 곤란했다.

따라서, 제4 실시 형태에서는, 자율 주행 작업 차량(1)이 헤드랜드 선회를 개시해 수반 주행 작업 차량(100)이 주행 및 작업을 정지한 상태로부터, 자율 주행 작업 차량(1)이 헤드랜드 선회를 종료해 수반 주행 작업 차량(100)이 주행을 개시한다(도 11). 그리고, 도 14에 나타낸 바와 같이, 자율 주행 작업 차량(1)과 수반 주행 작업 차량(100)이 엇갈려, 자율 주행 작업 차량(1)의 오퍼레이터의 시야로부터 벗어날 때, 즉, 선행 작업 차량이 되는 자율 주행 작업 차량(1)의 제어 장치(30)는, 후속 주행 작업 차량이 되는 수반 주행 작업 차량(100)에 마련한 원격 조작 장치(112)와 통신해, 자율 주행 작업 차량(1)과 수반 주행 작업 차량(100)의 위치를 위성 위치 측정 시스템을 이용해 측정해 산출하고, 수반 주행 작업 차량(100)과 엇갈리는 위치에 도달하면, 주행과 작업을 일단 정지하도록 제어한다. 엇갈림 위치는 좌우 방향으로 자율 주행 작업 차량(1)과 수반 주행 작업 차량(100)이 좌우 반대 방향으로 나란해졌을 때이다.

그리고, 도 15에 나타낸 바와 같이, 수반 주행 작업 차량(100)의 헤드랜드 선회 도중에 자율 주행 작업 차량(1)이 시야에 들어오면, 즉, 수반 주행 작업 차량(100)이 작업 진행 방향에 대해 횡 방향(헤드랜드 선회 영역(U)에서 자율 주행 작업 차량(1)의 진행 방향에 대해 수반 주행 작업 차량(100)이 대략 직교하는 방향)이 되면, 자율 주행 작업 차량(1)의 주행과 작업을 재개하도록 제어한다. 그 이후는 상기와 같은 제어가 행해진다. 이렇게 하여, 자율 주행 작업 차량(1)이 오퍼레이터의 시야로부터 벗어나면 자율 주행 작업 차량(1)을 정지시키고, 자율 주행 작업 차량(1)이 시야에 들어오면 주행 및 작업을 개시하도록 제어한다. 이렇게 하여, 안전하게 작업할 수 있게 된다.

한편, 상기 자율 주행 작업 차량(1)과 수반 주행 작업 차량(100)의 엇갈림은, 제3 실시예의 카메라를 이용해 측방을 촬영하거나, 제9 실시예의 위성 위치 측정에 의해 자율 주행 작업 차량(1)과 수반 주행 작업 차량(100)의 위치를 측정함으로써 검출하거나, 원격 조작 장치(112)의 위치를 측정하여 자율 주행 작업 차량(1)과 엇갈리는 위치를 검출할 수 있다. 또한, 수반 주행 작업 차량(100)이 헤드랜드를 주행하고 있을 때, 자율 주행 작업 차량(1)이 시야에 들어오는 위치는, 제1 실시예의 조향 센서(120), 제2 실시예의 방위 센서(132), 제3 실시예의 카메라, 제9 실시예의 위성 위치 측정을 이용해 검출할 수 있다.

《산업상의 이용 가능성》

본 발명은 포장 등 소정 작업 영역 내에서 2대의 작업 차량이 병주해 작업을 실시하는, 건설 기계나 농업용 작업차 등의 제어 장치에 이용 가능하다.

1 자율 주행 작업 차량
30 제어 장치
40 조타 액추에이터
42 카메라
44 변속 수단
60 엔진 콘트롤러
100 수반 주행 작업 차량
112 원격 조작 장치
114 선회 종료 확인 스위치
120 조향 센서
132 방위 센서

Claims

유인 또는 무인의 선행 작업 차량과, 유인 또는 무인의 후속 작업 차량이 병주하면서 포장 내의 설정된 주행 경로를 왕복 주행해 작업을 행하기 위한 작업 시스템에서의 작업 차량 제어 장치로서, 선행 작업 차량과 후속 작업 차량에는, 각각 제어 장치와, 서로 통신 가능한 통신 장치와, 헤드랜드 선회를 검지하는 수단과, 주행 및 작업을 정지하는 수단과, 주행 및 작업을 재개하는 수단이 마련되고, 선행 작업 차량이 헤드랜드 선회 영역을 벗어날 때까지, 후속 작업 차량의 주행 및 작업이 제한되는 것을 특징으로 하는 작업 차량 제어 장치.
유인 또는 무인의 선행 작업 차량과, 유인 또는 무인의 후속 작업 차량이 병주하면서 포장 내의 설정된 주행 경로를 왕복 주행해 작업을 행하기 위한 작업 시스템에서의 작업 차량 제어 장치로서, 선행 작업 차량과 후속 작업 차량에는, 각각 제어 장치와, 서로 통신 가능한 통신 장치와, 헤드랜드 선회 개시 검출 수단과, 헤드랜드 선회 종료 검출 수단을 구비하고, 상기 선행 작업 차량의 제어 장치가 헤드랜드 선회 개시를 검출하면, 후속 작업 차량에 헤드랜드 선회 개시 신호를 송신하고, 후속 작업 차량의 제어 장치는 주행·작업을 정지시키는 것을 특징으로 하는 작업 차량 제어 장치.
제2항에 있어서,
상기 선행 작업 차량의 제어 장치가 헤드랜드 선회 종료를 검출하면, 후속 작업 차량의 제어 장치는 주행·작업을 재개시키는 것을 특징으로 하는 작업 차량 제어 장치.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 후속 작업 차량의 제어 장치가 헤드랜드 선회 개시를 검출하면, 상기 선행 작업 차량의 제어 장치는 주행·작업을 정지시키는 것을 특징으로 하는 작업 차량 제어 장치.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 후속 작업 차량의 제어 장치가 헤드랜드 선회 종료를 검출하면, 상기 선행 작업 차량의 제어 장치는 주행·작업을 재개시키는 것을 특징으로 하는 작업 차량 제어 장치.
위성 위치 측정 시스템을 이용해 기체의 위치를 측정하는 위치 산출 수단과, 조타 장치를 작동시키는 조타 액추에이터와, 엔진 회전 제어 수단과, 변속 수단과, 이들을 제어하는 제어 장치를 구비한 자율 주행 작업 차량을 상기 제어 장치에 기억시킨 설정 주행 경로를 따라 자율 주행시킴과 함께, 상기 자율 주행 작업 차량에 수반 주행하면서 작업을 실시하는 수반 주행 작업 차량에 탑재하는 원격 조작 장치에 의해 자율 주행 작업 차량을 조작 가능하게 하는 병주 작업 차량 제어 시스템에서의 작업 차량 제어 장치로서, 자율 주행 작업 차량의 제어 장치는, 수반 주행 작업 차량에 마련한 원격 조작 장치와 통신 가능하여, 헤드랜드를 선회해 설정 거리 주행하면 일단 정지하고, 수반 주행 작업 차량의 원격 조작 장치로부터의 재개시 신호를 수신하면, 작업을 재개하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 작업 차량 제어 장치.
위성 위치 측정 시스템을 이용해 기체의 위치를 측정하는 위치 산출 수단과, 조타 장치를 작동시키는 조타 액추에이터와, 엔진 회전 제어 수단과, 변속 수단과, 이들을 제어하는 제어 장치를 구비한 자율 주행 작업 차량을 상기 제어 장치에 기억시킨 설정 주행 경로를 따라 자율 주행시킴과 함께, 상기 자율 주행 작업 차량에 수반 주행하면서 작업을 실시하는 수반 주행 작업 차량에 탑재하는 원격 조작 장치에 의해 자율 주행 작업 차량을 조작 가능하게 하는 병주 작업 차량 제어 시스템에서의 작업 차량 제어 장치로서, 상기 자율 주행 작업 차량의 제어 장치는, 수반 주행 작업 차량에 마련한 원격 조작 장치와 통신 가능하여, 헤드랜드를 선회해 설정 거리 주행하면 일단 정지하고, 상기 수반 주행 작업 차량에 마련한 헤드랜드 선회를 검지하는 수단에 의해 수반 주행 작업 차량이 선회해 헤드랜드 선회를 종료했다고 검지하면, 그 신호가 원격 조작 장치를 통해 자율 주행 작업 차량의 제어 장치로 송신되어 작업을 재개하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 작업 차량 제어 장치.
제1항, 제2항 또는 제7항에 있어서,
상기 헤드랜드 선회를 검지하는 수단 또는 헤드랜드 선회 개시 검출 수단과 헤드랜드 선회 종료 검출 수단은, 조향 센서이고, 제어 장치는, 조향 센서의 검출치가 직진으로부터 설정 각도 이상이 되면, 헤드랜드 선회 개시라고 판단하고, 직진 각도로 되돌려지고 설정 시간 이상 계속되면 헤드랜드 선회 종료라고 판단하는 것을 특징으로 하는 작업 차량 제어 장치.
제1항, 제2항 또는 제7항에 있어서,
상기 헤드랜드 선회를 검지하는 수단 또는 헤드랜드 선회 개시 검출 수단과 헤드랜드 선회 종료 검출 수단은, 방위 센서이고, 제어 장치는, 방위가 설정치 이상 변화하면 헤드랜드 선회 개시라고 판단하고, 방위가 헤드랜드 선회 개시전과 전후 반대가 되면 헤드랜드 선회 종료라고 판단하는 것을 특징으로 하는 작업 차량 제어 장치.
제1항, 제2항 또는 제7항에 있어서,
상기 헤드랜드 선회를 검지하는 수단 또는 헤드랜드 선회 개시 검출 수단과 헤드랜드 선회 종료 검출 수단은, 자율 주행 작업 차량에 탑재한 카메라이고, 상기 카메라는 후속 수반 작업 차량을 촬영하고, 제어 장치는, 상기 카메라의 영상을 화상 처리해, 수반 작업 차량의 화상이 설정량 이상 변화하면, 헤드랜드 선회 개시라고 판단하고, 수반 작업 차량의 영상이 선회 전의 영상과 유사하면, 헤드랜드 선회 종료라고 판단하는 것을 특징으로 하는 작업 차량 제어 장치.
제1항, 제2항 또는 제7항에 있어서,
상기 헤드랜드 선회를 검지하는 수단 또는 헤드랜드 선회 개시 검출 수단과 헤드랜드 선회 종료 검출 수단은, 작업기의 승강 높이를 검지하는 수단이고, 제어 장치는, 작업기가 설정 높이 이상 상승하면 헤드랜드 선회 개시라고 판단하고, 작업기가 설정 높이 이하로 하강하면 헤드랜드 선회 종료라고 판단하는 것을 특징으로 하는 작업 차량 제어 장치.
제1항, 제2항 또는 제7항에 있어서,
상기 헤드랜드 선회를 검지하는 수단 또는 헤드랜드 선회 개시 검출 수단과 헤드랜드 선회 종료 검출 수단은, PTO 온·오프 검지 수단이고, 제어 장치는, PTO가 온 상태가 된 것이 검출되면 헤드랜드 선회 개시라고 판단하고, PTO가 오프 상태가 된 것이 검출되면 헤드랜드 선회 종료라고 판단하는 것을 특징으로 하는 작업 차량 제어 장치.
제1항, 제2항 또는 제7항에 있어서,
상기 헤드랜드 선회를 검지하는 수단 또는 헤드랜드 선회 개시 검출 수단과 헤드랜드 선회 종료 검출 수단은, 주행 속도를 검출하는 수단이고, 제어 장치는, 주행 속도가 설정 속도 이하로 저하되면 헤드랜드 선회 개시라고 판단하고, 주행 속도가 상기 저하 후에 설정 속도 이상으로 증가하면 헤드랜드 선회 종료라고 판단하는 것을 특징으로 하는 작업 차량 제어 장치.
제1항, 제2항 또는 제7항에 있어서,
상기 헤드랜드 선회를 검지하는 수단 또는 헤드랜드 선회 개시 검출 수단과 헤드랜드 선회 종료 검출 수단은, 변속 위치 검출 수단이고, 제어 장치는, 변속 위치가 선회 속도로 감속되면 헤드랜드 선회 개시라고 판단하고, 작업 속도로 증속되면 헤드랜드 선회 종료라고 판단되는 것을 특징으로 하는 작업 차량 제어 장치.
제1항, 제2항 또는 제7항에 있어서,
상기 헤드랜드 선회를 검지하는 수단 또는 헤드랜드 선회 개시 검출 수단과 헤드랜드 선회 종료 검출 수단은, 엔진 회전수 검출 수단이고, 제어 장치는, 엔진 회전수가 설정 회전 이하로 저하되면 헤드랜드 선회 개시라고 판단하고, 엔진 회전수가 설정 회전 이상으로 증가하면 헤드랜드 선회 종료라고 판단하는 것을 특징으로 하는 작업 차량 제어 장치.
제1항, 제2항 또는 제7항에 있어서,
상기 헤드랜드 선회를 검지하는 수단 또는 헤드랜드 선회 개시 검출 수단과 헤드랜드 선회 종료 검출 수단은, 위성 위치 측정 시스템을 이용한 위치 검출 수단이고, 제어 장치는, 차량이 설정된 헤드랜드 선회 영역으로 진입하면 헤드랜드 선회 개시라고 판단하고, 설정된 헤드랜드 선회 영역에서 나오면 헤드랜드 선회 종료라고 판단하는 것을 특징으로 하는 작업 차량 제어 장치.
위성 위치 측정 시스템을 이용해 기체의 위치를 측정하는 위치 산출 수단과, 조타 장치를 작동시키는 조타 액추에이터와, 엔진 회전 제어 수단과, 변속 수단과, 이들을 제어하는 제어 장치를 구비한 선행 작업 차량을 상기 제어 장치에 기억시킨 설정 주행 경로를 따라 자율 주행시킴과 함께, 위성 위치 측정 시스템을 이용해 기체의 위치를 측정하는 위치 산출 수단을 구비한 후속 작업 차량이 상기 선행 작업 차량에 수반 주행하면서 작업을 실시하는 병주 작업 차량 제어 시스템에서의 작업 차량 제어 장치로서, 상기 선행 작업 차량의 제어 장치는, 후속 작업 차량에 마련한 원격 조작 장치와 통신 가능하여, 헤드랜드를 선회해 작업하면서 주행해, 후속 작업 차량과 엇갈리는 위치에 도달하면, 주행과 작업을 일단 정지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 작업 차량 제어 장치.
제17항에 있어서,
상기 선행 작업 차량의 제어 장치는, 후속 작업 차량이 헤드랜드 선회로 선행 작업 차량의 진행 방향에 대해 대략 직교하는 방향으로 선회하면, 주행과 작업을 재개하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 작업 차량 제어 장치.
제1항 내지 제18항에 있어서,
선행 작업 차량에는 제1 위성 위치 측정 시스템을 탑재하고, 후속 작업 차량에 반입하는 원격 조작 장치에는 상기 제1 위성 위치 측정 시스템보다 정밀도가 낮은 제2 위성 위치 측정 시스템을 탑재하고, 제1 위성 위치 측정 시스템과 제2 위성 위치 측정 시스템에 의해 선행 작업 차량과 후속 작업 차량의 현재 위치를 측정해, 선행 작업 차량과 후속 작업 차량의 위치를 표시 장치에 표시하는 것을 특징으로 하는 작업 차량 제어 장치.