自动转向系统技术方案

本发明专利技术涉及自动转向系统，能够进行可以自前行驶路径向后行驶路径高效地转移的转弯控制。自动转向系统具有：第一转向控制部，所述第一转向控制部进行脱离前行驶路径(Ls)而朝向后行驶路径(Ln)的第一转弯行驶用的转向控制；第二转向控制部，所述第二转向控制部进行进入后行驶路径的第二转弯行驶用的转向控制；第三转向控制部，所述第三转向控制部进行第一转弯行驶和第二转弯行驶之间的转移行驶用的转向控制；假想回转圆计算部，所述假想回转圆计算部对被用作第二转弯行驶的目标路径的假想回转圆(VC)进行计算；以及切线计算部，所述切线计算部对从第一转弯行驶中的车身基准点相对于假想回转圆的切线进行计算并将其作为转移行驶的目标路径。

【技术实现步骤摘要】
自动转向系统
本专利技术涉及自前行驶路径经由转弯行驶转移到后行驶路径的带有本车位置检测功能的车辆的自动转向系统。
技术介绍
在专利文献1中公开了如下的农业用作业车辆，该农业用作业车辆具有接收来自GPS卫星的电波的GPS接收装置，并基于算出的本车位置在农田内自动行驶，以使前轮中央位置追随目标路径。该作业车辆具有：使车身沿着直线目标路径行驶的自动直线前进控制、以及将回转圆作为目标路径使车身行驶的自动转弯控制。在自动转弯控制中，将作为目标路径的回转圆的中心和前轮中心部连接的直线与回转圆相交，将从上述相交的点引出的切线矢量作为基准来计算位置偏差和方位偏差。基于算出的偏差来计算液压转向阀的指令值并进行转向。由此，进行沿着回转圆即转弯目标路径的自动转弯行驶。需要说明的是，在农田中，频繁地实施从一条直线前进目标路径经由180度或90度的转弯目标路径转移到其他直线前进目标路径的作业行驶。在先技术文献专利文献1：日本特开2002-358122号公报专利技术要解决的课题在专利文献1所公开自动行驶的农业用作业车辆中，利用转弯目标路径将相互平行地延伸的两条直线前进目标路径相连。但是，利用转弯目标路径相连的两条直线前进目标路径的间隔大而使得将两条直线前进目标路径的端点连接的回转圆的半径变大。因此，会产生如下的不良情况：用于从一条直线目标路径转移到另一条直线目标路径的转弯行驶所要求的区域变大。在实际的作业中，隔着一条以上的直线前进目标路径将两条直线前进目标路径相连的路径频繁地被利用。因此，期待如下的自动转向系统，即便在两条直线前进目标路径的间隔长的情况下，该自动转向系统也可以进行能够高效地转移的转弯控制。
技术实现思路
本专利技术的自动转向系统是自前行驶路径经由转弯行驶转移到后行驶路径的带有本车位置检测功能的车辆的自动转向系统，其中，具有：第一转向控制部，所述第一转向控制部进行脱离所述前行驶路径而朝向所述后行驶路径的第一转弯行驶用的转向控制；第二转向控制部，所述第二转向控制部进行进入所述后行驶路径的第二转弯行驶用的转向控制；第三转向控制部，所述第三转向控制部进行所述第一转弯行驶和所述第二转弯行驶之间的转移行驶用的转向控制；假想回转圆计算部，所述假想回转圆计算部对被用作所述第二转弯行驶的目标路径的假想回转圆进行计算；以及切线计算部，所述切线计算部对从所述第一转弯行驶中的车身基准点相对于所述假想回转圆的切线进行计算并将其作为所述转移行驶的目标路径。在该结构中，作为供车辆最终进入到作为转移目的地的后行驶路径的目标路径而使用假想回转圆，用于脱离作为转移源的前行驶路径的转弯即第一转弯行驶能够以车辆允许的任意的转弯半径来进行。由于将从第一转弯行驶中的车身基准点相对于假想回转圆的切线作为目标路径，因此，从第一转弯行驶起直至第二转弯行驶为止的转移行驶成为直线前进行驶，其转向控制容易。另外，作为假想回转圆，可以采用用于进入向后行驶路径的理想的回转圆。由此，即便在两条直线前进目标路径的间隔长的情况下，自动转向系统也可以进行能够从直线前进目标路径向直线前进目标路径高效地转移的转弯控制。在本专利技术的一个优选实施方式中，在算出的所述切线与所述车辆的行驶方位所成的角度为第一规定角以内的情况下，所述切线计算部将该切线作为基准切线，并且，所述第三转向控制部将所述基准切线作为所述转移行驶用的目标路径进行转向控制。在该结构中，在第一转弯行驶中，在从本车位置向假想回转圆引出的切线的朝向和行驶方位的偏移减少的阶段，将该切线看作基准切线，该基准切线作为转移行驶用的目标路径。其结果是，从第一转弯行驶向转移行驶的转换以及从转移行驶向第二转弯行驶的转换变得顺畅。在将假想回转圆直接用作目标路径时，用于转向控制的运算变得复杂。因此，在本专利技术的一个优选实施方式中，所述假想回转圆计算部将通过将所述假想回转圆划分为多个圆弧而得到的弦作为路径线段，并且，所述第二转向控制部依次选择所述路径线段作为所述第二转弯行驶用的目标路径的同时进行转向控制。根据该结构，第二转弯行驶中的目标路径也成为直线，不仅用于转向控制的运算变得简单，而且，可以与直线前进行驶中的转向控制共用。在本专利技术的一个优选实施方式中，在所述车辆的行驶方位与所述后行驶路径所成的角度为第二规定角度以内并且所述车身基准点和所述后行驶路径之间的距离为规定距离以下的情况下，将所述后行驶路径作为目标路径进行转向控制。在该结构中，从假想回转圆所生成的线段组(优选中心角为20度到45度的弦)依次提取出的线段成为第二转弯行驶的目标路径供车辆进行第二转弯行驶，但在车辆和后行驶路径之间的距离偏移以及方位偏移减少的阶段，后行驶路径成为用于向后行驶路径转移的目标路径。由此，从第二转弯行驶向在后行驶路径行驶的转移变得顺畅。如上所述，用于脱离作为转移源的前行驶路径的转弯即第一转弯行驶能够以车辆允许的任意的转弯半径来进行，但优选为，若采用车辆的最小转弯半径，则第一转弯行驶的行驶距离也短，比较合适。在前行驶路径和后行驶路径之间的间隔变短而使得基准切线的长度低于预先设定的下限值的情况下，可以从第一转弯行驶直接转移到第二转弯行驶，不需要转移行驶。根据上述情况，在本专利技术的一个优选实施方式中，在由所述切线计算部算出的最初的切线的长度低于下限值的情况下，省略由所述第三转向控制部进行的转向控制而从所述第一转弯行驶直接转移到所述第二转弯行驶。在车辆的行驶地面凸凹不平或地面泥泞时，有时或产生侧滑等难以预料的车辆移动而使得车辆位置从目标路径较大地偏移。在这种情况下，仅通过前进难以使车辆位置在短时间内恢复到目标路径。尤其是，对于拖拉机、联合收割机等农用车辆而言，期望在前行驶路径的终端中断作业并在后行驶路径的始端立刻再次开始作业。因此，车辆必须在正确的位置可靠地进入后行驶路径。因此，在向后行驶路径进入前，在车辆位置从目标路径较大地偏移的情况下，优选进行后退(折返转弯行驶)来消除位置偏移。在本专利技术的一个优选实施方式中，在所述第二转弯行驶的结束阶段，在所述车辆从所述后行驶路径或所述后行驶路径的延长线超过限制值而离开的情况下，进行使其后退的所述车辆向所述后行驶路径的接近行驶后，再次进行所述第二转弯行驶用的转向控制。附图说明图1是搭载有自动转向系统的拖拉机的侧视图。图2是表示拖拉机通过自动转向进行行驶的行驶路径的一部分的示意图。图3是表示自前行驶路径向后行驶路径的自动转向转弯行驶中的拖拉机的移动情况的示意图。图4是表示与拖拉机的自动转向行驶相关的控制系统的功能框图。图5是表示从第一转弯行驶移到转移行驶的拖拉机的移动情况的示意图。图6是表示从转移行驶移到第二转弯行驶的拖拉机的移动情况的示意图。图7是表示从第二转弯行驶移到直线前进行驶的拖拉机的移动情况的示意图。图8是表示转弯行驶时的自动转向控制的概略性流程的一例的流程图。图9是用于说明后退转弯行驶的一例的示意图。附图标记说明1：车身5：控制单元6A：转向控制模块6B：目标路径设定模块7：卫星定位模块60：主转向控制部61：第一转向控制部62：第二转向控制部63：第三转向控制部65：主行驶路径设定部66：转弯路径设定部67：假想回转圆计算部68：切线计算部70：本车位置计算部CH：路径线段Ln：后行驶路径Ls：前行驶路径Pv：车身基准点RT：基准切线V本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动转向系统，是自前行驶路径经由转弯行驶转移到后行驶路径的带有本车位置检测功能的车辆的自动转向系统，其中，具有：第一转向控制部，所述第一转向控制部进行脱离所述前行驶路径而朝向所述后行驶路径的第一转弯行驶用的转向控制；第二转向控制部，所述第二转向控制部进行进入所述后行驶路径的第二转弯行驶用的转向控制；第三转向控制部，所述第三转向控制部进行所述第一转弯行驶和所述第二转弯行驶之间的转移行驶用的转向控制；假想回转圆计算部，所述假想回转圆计算部对被用作所述第二转弯行驶的目标路径的假想回转圆进行计算；以及切线计算部，所述切线计算部对从所述第一转弯行驶中的车身基准点相对于所述假想回转圆的切线进行计算并将其作为所述转移行驶的目标路径。

【技术特征摘要】
2017.04.26 JP 2017-0873481.一种自动转向系统，是自前行驶路径经由转弯行驶转移到后行驶路径的带有本车位置检测功能的车辆的自动转向系统，其中，具有：第一转向控制部，所述第一转向控制部进行脱离所述前行驶路径而朝向所述后行驶路径的第一转弯行驶用的转向控制；第二转向控制部，所述第二转向控制部进行进入所述后行驶路径的第二转弯行驶用的转向控制；第三转向控制部，所述第三转向控制部进行所述第一转弯行驶和所述第二转弯行驶之间的转移行驶用的转向控制；假想回转圆计算部，所述假想回转圆计算部对被用作所述第二转弯行驶的目标路径的假想回转圆进行计算；以及切线计算部，所述切线计算部对从所述第一转弯行驶中的车身基准点相对于所述假想回转圆的切线进行计算并将其作为所述转移行驶的目标路径。2.如权利要求1所述的自动转向系统，其中，在算出的所述切线与所述车辆的行驶方位所成的角度为第一规定角以内的情况下，所述切线计算部将该切线作为基准切线，并且，所述第三转向控制部将所述基准切线作为所述转移行驶用的目标路径进行转向控制。3.如权利要求1或2所述的自动转...

【专利技术属性】
技术研发人员：新海敦，阪口和央，山口幸太郎，须贺博基，
申请(专利权)人：株式会社久保田，
类型：发明
国别省市：日本,JP