CN110383191A - 路径生成系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种路径生成系统，其生成与非作业区域的形状相对应的连接路径。其具备：路径生成部，其生成供作业车辆在作业区域及非作业区域进行自主行驶的行驶路径；以及方向设定部，其设定作业区域中的作业车辆的行进方向，路径生成部生成如下路径，该路径包括：多个作业路径(P1、P2)，它们是供作业车辆在作业区域内进行自主作业的路径；以及多个连接路径(Q)，它们是供作业车辆在非作业区域内进行自主行驶的行驶路径，且将各作业路径(P1、P2)连接起来，路径生成部能够生成包括第一转弯路径(Q1)、第二转弯路径(Q3)、以及设定在第一转弯路径(Q1)与第二转弯路径(Q3)之间的直行路径(Q2)在内的路径，来作为连接路径(Q)，并且，能够以行进方向和直行路径(Q2)不会正交的方式生成直行路径(Q2)。

Description

路径生成系统

技术领域

本发明涉及路径生成系统，其具备：生成供作业车辆进行自主行驶的行驶路径的路径生成部。

背景技术

如上所述的路径生成系统被用于使作业车辆进行自主行驶的自主行驶系统(例如参照专利文献1。)。根据该专利文献1中记载的系统，在田地等作业对象区域中，对利用作业车辆进行自主作业的作业区域、和没有利用作业车辆进行自主作业的非作业区域的形状进行登记，路径生成部在作业区域内生成多个作业路径，在非作业区域内则生成将各作业路径连接的多个连接路径。

根据专利文献1中记载的系统，在田地等作业对象区域中，将矩形的作业区域登记在其中央部分，以包围该作业区域的周围的方式来登记非作业区域。路径生成部生成：用于使作业车辆在作业区域内往复行驶的直线状的作业路径，并生成：用于使作业车辆的行进方向在位于作业区域中的作业车辆的行进方向的两端部位置的非作业区域内进行转换而与下一个作业路径连接起来的转弯状的连接路径。

专利文献

专利文献1：国际公开第2015/119265号

发明内容

田地等作业对象区域不限于矩形，例如，存在有平行四边形等外周倾斜的形状或其他各种形状，因此，作业区域及非作业区域的形状也不是恒定的形状，而是根据作业对象区域的形状而成为不同的形状。因此，如果只是针对非作业区域生成转弯状的连接路径，则有可能因非作业区域的形状而使得连接路径的一部分突出到作业对象区域的外部。例如，在非作业区域的形状为：相对于作业区域中的作业车辆的行进方向而倾斜的形状的情况下，由于无法在作业区域中的与作业车辆正交的方向上取得足够的行驶距离，所以无法确保：用于生成转弯状的连接路径而需足够的转弯半径，从而有可能无法在非作业区域内生成转弯状的连接路径。

因此，为了防止连接路径突出到作业对象区域外，考虑到增大非作业区域的面积，以便确保足够的转弯半径，但是如果增大非作业区域的面积，则作业对象区域中的作业区域的面积就会变小，从而产生导致作业效率降低等新的问题。

鉴于上述实际情况，本发明的主要课题在于，提供一种路径生成系统，其能够生成出与非作业区域的形状相对应的连接路径。

本发明的第一方案构成如下，其特征在于，具备：

区域登记部，该区域登记部对利用作业车辆进行自主作业的作业区域、和没有利用所述作业车辆进行自主作业的非作业区域的形状进行登记；

路径生成部，该路径生成部生成供所述作业车辆在所述作业区域及所述非作业区域进行自主行驶的行驶路径；以及

方向设定部，该方向设定部设定所述作业区域中的所述作业车辆的行进方向，

所述路径生成部生成如下路径，该路径包括：多个作业路径，该多个作业路径是供所述作业车辆在所述作业区域内进行自主作业的路径；以及多个连接路径，该多个连接路径是供所述作业车辆在所述非作业区域内进行自主行驶的行驶路径，且将各作业路径连接起来，

所述路径生成部能够生成包括第一转弯路径、第二转弯路径、以及设定在第一转弯路径与第二转弯路径之间的直行路径在内的路径，来作为所述连接路径，并且，能够以所述行进方向和所述直行路径不会正交的方式生成所述直行路径。

根据本构成，路径生成部能够生成包括第一转弯路径、直行路径以及第二转弯路径在内的路径，来作为连接路径，因此，能够根据非作业区域的形状而将第一转弯路径、直行路径以及第二转弯路径进行适当组合，从而能够生成与非作业区域的形状相对应的连接路径。并且，路径生成部以不会与作业区域中的作业车辆的行进方向正交的方式生成直行路径，因此，例如，即便非作业区域为：相对于作业区域中的作业车辆的行进方向而倾斜的形状的情况下，也能够确保足够的行驶距离来作为直行路径，并且，能够生成连接路径。据此，能够在非作业区域的有限的空间内生成出与非作业区域的形状相对应的适当连接路径。

本发明的第二方案构成如下，其特征在于，

第一转弯路径设定于：比所述直行路径更靠近行进方向上的跟前侧的位置，另一方面，第二转弯路径设定于：比所述直行路径更靠近行进方向上的里侧的位置，

在所述作业区域与所述非作业区域之间的边界线和沿着所述行进方向延伸的直线所成的角为锐角的情况下，所述路径生成部将第一转弯路径上的所述作业车辆的转弯角度设定为钝角，

在所述角为钝角的情况下，将第一转弯路径上的所述作业车辆的转弯角度设定为锐角。

根据本构成，在作业区域与非作业区域的边界线和沿着作业区域中的作业车辆的行进方向延伸的直线所成的角为锐角的情况下，或者，所述角为钝角的情况下，路径生成部都能够将第一转弯路径处的作业车辆的转弯角度设定为适当的角度，并且，能够生成连接路径。由此，例如，即便非作业区域为：相对于作业区域中的作业车辆的行进方向而倾斜的形状的情况下，也能够适当地生成：不会突出到作业对象区域的外部、且不会突出到作业区域侧的连接路径。

本发明的第三方案构成如下，其特征在于，所述路径生成部将第一转弯路径的转弯半径和第二转弯路径的转弯半径设定为同一转弯半径，并且，以所述直行路径与所述非作业区域的外周之间的距离比所述直行路径与所述边界线之间的距离还短的方式生成所述直行路径。

根据本构成，使第一转弯路径及第二转弯路径的转弯半径为同一转弯半径，因此，在第一转弯路径上进行自主行驶时、和在第二转弯路径上进行自主行驶时，无需进行用于使转弯半径不同的控制等处理，从而能够实现用于进行自主行驶的控制构成的简化。并且，直行路径能够生成于尽量远离作业区域的一侧，因此，能够取得：更大的、第二转弯路径上的作业车辆的转弯半径。由此，在第二转弯路径上进行自主行驶中，能够确保用于调整作业车辆的位置、姿势等的时间，从而能够以使作业车辆的位置、姿势稳定的状态来开始在作业路径上进行自主作业。

本发明的第四方案构成如下，其特征在于，所述路径生成部将第一转弯路径的第一转弯半径和第二转弯路径的第二转弯半径设定为彼此不同的转弯半径，并且，第二转弯半径比第一转弯半径长。

根据本构成，能够取得：更大的、第二转弯路径上的作业车辆的转弯半径，因此，在第二转弯路径上进行自主行驶中，能够确保用于调整作业车辆的位置、姿势等的时间，从而能够以使作业车辆的位置、姿势稳定的状态来开始在作业路径上进行自主作业。

本发明的第五方案构成如下，其特征在于，

所述路径生成系统具备指示部，该指示部在所述角为锐角的情况下，能够对所述路径生成部发出指示，以使得所述路径生成部以所述行进方向和所述直行路径正交的方式来生成所述直行路径，

所述指示部在所述角为钝角的情况下，不对所述路径生成部进行所述指示。

根据本构成，在作业区域与非作业区域之间的边界线、和沿着作业区域中的作业车辆的行进方向延伸的直线所成的角为锐角的情况下，使用者能够利用指示部对路径生成部发出指示，以使得所述路径生成部以作业区域中的作业车辆的行进方向和直行路径正交的方式来生成直行路径。由此，能够根据使用者的需求而生成作业区域中的作业车辆的行进方向和直行路径正交的直行路径。

另一方面，在作业区域与非作业区域之间的边界线、和沿着作业区域中的作业车辆的行进方向延伸的直线所成的角为钝角的情况下，没有利用指示部对路径生成部进行指示，因此，不会生成作业区域中的作业车辆的行进方向和直行路径正交的直行路径，从而能够适当地防止：生成出突出到作业对象区域的外部这样的直行路径。

附图说明

图1是表示自主行驶系统的概略构成的图。

图2是表示自主行驶系统的概略构成的框图。

图3是表示田地的作业区域中的作业路径的图。

图4是用于说明田地的非作业区域中的连接路径的图。

图5是用于说明田地的非作业区域中的连接路径的图。

图6是用于说明田地的非作业区域中的连接路径的图。

图7是用于说明田地的非作业区域中的连接路径的图。

图8是用于说明田地的非作业区域中的连接路径的图。

图9是用于说明田地的非作业区域中的连接路径的图。

图10是用于说明田地的非作业区域中的连接路径的图。

图11是用于说明田地的非作业区域中的连接路径的图。

图12是用于说明田地的非作业区域中的连接路径的图。

图13是用于说明田地的非作业区域中的连接路径的图。

图14是用于说明田地的非作业区域中的连接路径的图。

图15是用于说明田地的非作业区域中的连接路径的图。

图16是用于说明田地的非作业区域中的连接路径的图。

图17是用于说明田地的非作业区域中的连接路径的图。

图18是用于说明田地的非作业区域中的连接路径的图。

图19是用于说明田地的非作业区域中的连接路径的图。

图20是用于说明田地的非作业区域中的连接路径的图。

图21是用于说明田地的非作业区域中的连接路径的图。

具体实施方式

基于附图，对使用了本发明所涉及的路径生成系统的自主行驶系统的实施方式进行说明。

如图1所示，该自主行驶系统具备：作为作业车辆的拖拉机1，其沿着预先确定的行驶路径进行自主行驶；以及无线通信终端2，其能够对该拖拉机1指示各种信息。并且，在该实施方式中，具备：在取得拖拉机1的位置信息时能够将定位校正信息发送给拖拉机1的基站4。

图1中，作为作业车辆，例示了拖拉机1，不过，除了拖拉机以外，还可以应用插秧机、联合收割机、土木建筑作业装置、除雪车等乘用型作业车辆、或手扶型作业车辆。另外，关于装配于拖拉机1的作业机5，虽然在图1中例示了装配有耕耘装置的情况，不过，不限定于耕耘装置，可以应用犁、施肥装置等各种作业机。

如图2所示，拖拉机1中具备车辆侧无线通信部14，无线通信终端2具备终端侧无线通信部21，基站4具备基站侧无线通信部41。由此，在车辆侧无线通信部14与终端侧无线通信部21之间、以及、车辆侧无线通信部14与基站侧无线通信部41之间构建无线网络系统，并构成为：能够在拖拉机1与无线通信终端2之间、以及、拖拉机1与基站4之间以无线来发送接收各种信息。

如图2所示，拖拉机1具备：定位用天线11、车辆侧控制部12、位置信息取得部13、车辆侧无线通信部14、存储部(省略图示)等。车辆侧控制部12构成为：利用位置信息取得部13来取得自己的目前位置信息(拖拉机1的目前位置)，并且，对调节装置、变速装置、制动装置以及转向装置等(省略图示)拖拉机1所具备的各种装置进行控制，从而能够使拖拉机1进行自主行驶。另外，拖拉机1具备具有3轴陀螺仪和3方向加速度计等的惯性计量装置(省略图示)，其构成为：车辆侧控制部12能够基于惯性计量装置的计量信息，来检测拖拉机1的姿势、行进方向的方位等。

如上所述，拖拉机1中具备转向装置(省略图示)，且构成为：通过车辆侧控制部12对转向装置进行控制，不仅能够使拖拉机1沿着直线状的路径进行自主行驶，还能够使拖拉机1沿着转弯路径进行自主行驶。此外，转向装置可以应用：例如能够调整方向盘的旋转角度(转向角)的装置、或者能够调整拖拉机1的前轮的转向角的装置。

并且，虽然省略图示，不过，拖拉机1具备：对左侧的车轮赋予制动力的左侧制动装置、和对右侧的车轮赋予制动力的右侧制动装置。由此，通过车辆侧控制部12仅使左右一对制动装置中的一侧的制动装置工作，即便为较小的转弯半径的转弯路径，也能够使拖拉机1沿着该转弯路径进行自主行驶。另外，虽然省略图示，不过，拖拉机1具备：仅使左右驱动轮中的一侧的驱动轮的旋转速度增加而对其进行驱动的倍速装置。由此，通过车辆侧控制部12对倍速装置进行控制，来代替制动装置的控制，能够使拖拉机1沿着较小的转弯半径的转弯路径进行自主行驶。

如图1所示，定位用天线11构成为：接收例如来自构成卫星定位系统(GNSS)的定位卫星3的信号。定位用天线11配置于：例如，拖拉机1的驾驶室的顶部的上表面。

作为使用了卫星定位系统的定位方法，可以应用如下定位方法，即，如图1所示，具备设置于预先确定的基准点的基站4，利用来自该基站4的定位校正信息，对拖拉机1(移动站点)的卫星定位信息进行校正，从而求出拖拉机1的目前位置。例如，可以应用DGPS(差分GPS定位)、RTK定位(实时动态定位)等各种定位方法。此外，关于定位方法，还可以不具备基站4，而是使用单独定位。

该实施方式中，应用了例如RTK定位，因此，如图1及图2所示，除了在移动站点侧亦即拖拉机1具备定位用天线11以外，还具备基站4。预先设定并掌握：基站4的设置位置亦即基准点的位置信息。基站4配置于：例如，田地的周围等不会妨碍拖拉机1的行驶的位置(基准点)。基站4具备：基站侧无线通信部41以及基站定位天线42。

RTK定位中，利用设置于基准点的基站4和求出位置信息的对象的移动站点侧亦即拖拉机1的定位用天线11这两者，来测定来自定位卫星3的载波相位(卫星定位信息)。在基站4中，每当由定位卫星3测定卫星定位信息，或者，每当经过设定周期，都会生成：包含所测定的卫星定位信息和基准点的位置信息等在内的定位校正信息，并将定位校正信息从基站侧无线通信部41发送给拖拉机1的车辆侧无线通信部14。拖拉机1的位置信息取得部13使用从基站4发送来的定位校正信息，对定位用天线11所测定的卫星定位信息进行校正，从而求出拖拉机1的目前位置信息。位置信息取得部13求出例如纬度信息及经度信息，来作为拖拉机1的目前位置信息。

无线通信终端2由例如具有触摸面板的平板电脑型的个人电脑等构成，能够将各种信息显示于触摸面板，通过对触摸面板进行操作，还能够输入各种信息。关于无线通信终端2，使用者可以携带到拖拉机1的外部进行使用，也可以装配于拖拉机1的驾驶席的侧部等进行使用。

如图2所示，无线通信终端2具备：终端侧无线通信部21、区域登记部22、路径生成部23、方向设定部24、指示部25、显示部(触摸面板)等。路径生成部23构成为：生成供拖拉机1自主行驶的行驶路径。另外，无线通信终端2具备存储部(省略图示)，该存储部中存储有：由使用者登记的信息等各种信息。

为了进行拖拉机1的自主行驶，进行：与作业对象区域亦即田地H相关的田地信息的登记、以及供拖拉机1自主行驶的行驶路径的生成。通过使用者对无线通信终端2进行操作，来对使拖拉机1自主行驶的田地H(参照图3)的形状等与田地H相关的田地信息进行登记。并且，路径生成部23针对已登记的田地H来生成行驶路径。由此，在存在多个田地H的情况下，对与多个田地H分别相关的田地信息进行登记，在各田地中生成各种行驶路径。

在进行拖拉机1的自主行驶的情况下，通过使用者对无线通信终端2进行操作，来选择进行这次作业的田地H，并从针对该田地H而生成的行驶路径内，选择出供这次自主行驶的行驶路径。在进行了该田地H及行驶路径的选择之后，通过自主行驶开始条件成立，而处于能够利用无线通信终端2来指示自主行驶的开始的状态。然后，通过使用者对无线通信终端2进行操作，指示拖拉机1开始自主行驶，从而拖拉机1能够开始进行自主行驶。

由于无线通信终端2的路径生成部23生成行驶路径，所以需要将与该行驶路径相关的路径信息从无线通信终端2发送给拖拉机1。因此，无线通信终端2在开始进行自主行驶之前或开始进行自主行驶之后，当到达规定的时机，就会将路径信息发送给拖拉机1。由此，拖拉机1中，车辆侧控制部12利用位置信息取得部13来取得拖拉机1的目前位置信息，并且，基于从无线通信终端2发送来的路径信息，使拖拉机1沿着行驶路径进行自主行驶。另外，关于利用位置信息取得部13取得的拖拉机1的目前位置信息，不仅在开始进行自主行驶之前，在开始进行自主行驶之后，也可以实时(例如、几百毫秒周期)从拖拉机1发送给无线通信终端2，并将拖拉机1的目前位置等显示于无线通信终端2的显示部。

以下，对本发明所涉及的路径生成系统进行说明。

该路径生成系统使各种画面显示于无线通信终端2的显示部(触摸面板)，并且，通过使用者对无线通信终端2进行操作，在作业对象区域亦即田地H生成出：供拖拉机1进行自主行驶的行驶路径。因此，如图2所示，无线通信终端2具备：区域登记部22、路径生成部23、方向设定部24、指示部25等。

如图3所示，区域登记部22构成为：基于已登记的田地信息、与拖拉机1相关的作业车辆信息、以及其他输入信息等，对利用拖拉机1进行自主作业的作业区域R1、和没有利用拖拉机1进行自主作业的非作业区域R2的形状进行登记。作业区域R1是：供拖拉机1进行自主行驶，并且利用装配于拖拉机1的作业机5实施实际进行耕耘等作业的自主作业的区域。与此相对，非作业区域R2是：在自主行驶中没有利用装配于拖拉机1的作业机5进行作业，例如，以作业机5已上升的状态仅进行自主行驶、或者、甚至没有进行自主行驶的区域。如图3所示，在田地H内，区域登记部22将作业区域R1登记在其中央部，以包围该作业区域R1的周围的方式来登记非作业区域R2。

方向设定部24构成为：设定作业区域R1中的拖拉机1的行进方向。如图3所示，在作业区域R1内，方向设定部24以例如拖拉机1在田地H的上下方向上往复行驶的方式设定拖拉机1的行进方向X。

路径生成部23构成为生成如下路径，该路径包括：多个作业路径P(参照图3)，它们是供拖拉机1在作业区域R1内进行自主作业的路径；以及多个连接路径Q(参照图4、图5等)，它们是供拖拉机1在非作业区域R2内进行自主行驶的行驶路径，且将各作业路径P连接起来。

如图3所示，路径生成部23以在作业区域R1内从作业开始位置S(参照图3)到达作业结束位置E(参照图3)的方式生成作业路径P。路径生成部23生成：拖拉机1在田地H中的一端侧(设定有作业开始位置S的一侧)与另一端侧之间沿着由方向设定部24所设定的拖拉机1的行进方向X进行往复行驶的直线状的路径，来作为作业路径P。多个作业路径P是以在作业区域R1整体上隔开一定间隔平行地排列的状态而被生成的。

路径生成部23针对非作业区域R2内的作为地头的非作业区域R2a(参照图3)来生成连接路径Q(参照图4、图5等)，其中该地头也是在拖拉机1的行进方向X上与作业区域R1的两端部相邻的地头。连接路径Q是：在非作业区域R2a内用于使拖拉机1的行进方向X翻转、且将相邻的作业路径P连接起来的路径。

当在非作业区域R2a生成连接路径Q时，由于非作业区域R2的形状因为田地H的形状而不同，所以，需要生成：与非作业区域R2的形状相对应的连接路径Q。例如，如图3所示，田地H的形状为平行四边形，因此，区域登记部22将平行四边形的作业区域R1登记在田地H的中央部，以包围该作业区域R1的周围的方式来登记非作业区域R2。由此，非作业区域R2为：相对于作业区域R1中的拖拉机1的行进方向X而倾斜的形状，因此，难以在与作业区域R1中的拖拉机1的行进方向X正交的方向上取得足够的行驶距离。因此，如图4及图5等所示那样，路径生成部23生成包括第一转弯路径Q1、直行路径Q2以及第二转弯路径Q3在内的路径，来作为连接路径Q，而不是生成单纯的转弯状的路径。直行路径Q2设定于：第一转弯路径Q1与第二转弯路径Q3之间。第一转弯路径Q1设定于：比直行路径Q2更靠近拖拉机1的行进方向上的跟前的位置，第二转弯路径Q3设定于：比直行路径Q2更靠向拖拉机1的行进方向上的里侧的位置。

以下，基于图4～图21，对利用路径生成部23生成连接路径Q进行说明。图4～图21中示出了：表示从图3中的多个作业路径P内提取出2条作业路径P、并将该2条作业路径P利用怎样的连接路径Q进行连接起来的示意图。图4及图5示出了：连接路径Q的基本图案，图6～图21分别示出了：由路径生成部23生成的连接路径Q，路径生成部23构成为：能够生成与各种条件相对应的连接路径Q。

图4～图21中，位于图中左侧的作业路径P是：在连接路径Q上进行自主行驶之前、拖拉机1进行自主作业的先行作业路径P1，也一并示出了：沿着该先行作业路径P1延伸的直线(第二直线K2)。另外，位于图中右侧的作业路径P是：在连接路径Q上进行自主行驶后，拖拉机1进行自主作业的后行作业路径P2，也一并示出了：沿着该后行作业路径P2延伸的直线。并且，图4～图21中，至少第一圆E1和第二圆E2这2个圆用虚线表示，不过，第一圆E1为：与沿着先行作业路径P1延伸的直线(第二直线K2)相切的圆，第二圆E2为：与沿着后行作业路径P2延伸的直线相切的圆。

作为连接路径Q，如图4及图5所示，存在2种图案，因此，首先对该图案进行说明。

在路径生成部23生成连接路径Q时，能够生成：图4所示的前进转弯图案、和图5所示的后退转弯图案这2种图案的连接路径Q。在前进转弯图案中，如图4所示，使第一转弯路径Q1为拖拉机1一边前进一边转弯的路径，使紧接着第一转弯路径Q1的直行路径Q2为拖拉机1后退后又前进的直线状的路径，使紧接着直行路径Q2的第二转弯路径Q3为拖拉机1一边前进一边转弯的路径。在后退转弯图案中，如图5所示，使第一转弯路径Q1为拖拉机1一边后退一边转弯的路径，使紧接着第一转弯路径Q1的直行路径Q2为拖拉机1后退后又前进的直线状的路径，使紧接着直行路径Q2的第二转弯路径Q3为拖拉机1一边前进一边转弯的路径。由此，根据图4所示的前进转弯图案、和图5所示的后退转弯图案，在第一转弯路径Q1中拖拉机1转弯时是前进还是后退这两者的不同而构成为不同图案。

并且，图6～图21所示的连接路径Q分别是由图4所示的前进转弯图案以及图5所示的后退转弯图案中的任意一种来生成的。图6、图7、图10、图11、图14、图15、图18、图19示出了：由图4所示的前进转弯图案来生成的连接路径Q。图8、图9、图12、图13、图16、图17、图20、图21示出了：由图5所示的后退转弯图案来生成的连接路径Q。

在路径生成部23生成连接路径Q时，具有如下两种情形，即：如图6等所示，作业区域R1与非作业区域R2a之间的边界线K1(以下简称为第一边界线K1)、和沿着行进方向X延伸的直线K2(以下简称为第二直线K2)所成的角α为锐角的情形；以及如图7等所示，第一边界线K1、和第二直线K2所成的角α为钝角的情形。图3中，在相对于作业区域R1而言相邻位于上侧的非作业区域R2a中，角α为锐角，在相对于作业区域R1而言相邻位于下侧的非作业区域R2a中，角α为钝角。并且，第一边界线K1和第二直线K2所成的角α为：接下来进行自主作业的作业路径P(后行作业路径P2)侧、且是作业区域R1侧的角。

因此，路径生成部23生成：在第一边界线K1和第二直线K2所成的角α为锐角的情形和该角α为钝角的情形不相同的连接路径Q。图6、图8、图10、图12、图14、图16、图18、图20示出了：在第一边界线K1和第二直线K2所成的角α为锐角的情况下生成的连接路径Q。图7、图9、图11、图13、图15、图17、图19、图21示出了：在第一边界线K1和第二直线K2所成的角α为钝角的情况下生成的连接路径Q。

在使拖拉机1自主行驶的情况下，如上所述，车辆侧控制部12对制动装置、或倍速装置进行控制，使得拖拉机1能够沿着较小转弯半径的转弯路径进行自主行驶。因此，路径生成部23构成为：可以生成使第一转弯路径Q1及第二转弯路径Q3的转弯半径为同一转弯半径的连接路径Q，也可以生成使第一转弯路径Q1及第二转弯路径Q3的转弯半径为不同的转弯半径的连接路径Q。

图6～图13示出了：使第一转弯路径Q1及第二转弯路径Q3的转弯半径为同一转弯半径而生成的连接路径Q。图14～图21示出了：使第一转弯路径Q1及第二转弯路径Q3的转弯半径为不同的转弯半径而生成的连接路径Q。另外，图6～图9示出了：使第一转弯路径Q1及第二转弯路径Q3的转弯半径为没有对制动装置或倍速装置进行控制而转弯时的转弯半径的情形。图10～图13示出了：使第一转弯路径Q1及第二转弯路径Q3的转弯半径为对制动装置或倍速装置进行控制而转弯时的转弯半径的情形。图14～图17示出了：使第一转弯路径Q1的转弯半径为对制动装置或倍速装置进行控制而转弯时的转弯半径、且使第二转弯路径Q3的转弯半径为没有对制动装置或倍速装置进行控制而转弯时的转弯半径的情形。图18～图21示出了：使第一转弯路径Q1的转弯半径为没有对制动装置或倍速装置进行控制而转弯时的转弯半径、且使第二转弯路径Q3的转弯半径为对制动装置或倍速装置进行控制而转弯时的转弯半径的情形。

如上所述，路径生成部23构成为：能够生成图6～图21分别所示的连接路径Q，来作为连接路径Q。在对图6～图21分别所示的连接路径Q进行说明时，根据属于图4所示的前进转弯图案和图5所示的后退转弯图案中的哪一种图案、以及第一边界线K1和第二直线K2所成的角为锐角还是钝角，分为4组进行说明。

(第一组)

对属于图4所示的前进转弯图案、且第一边界线K1和第二直线K2所成的角α(参照图6)为锐角的第一组进行说明。属于该第一组的是图6、图10、图14、图18分别所示的连接路径Q。

对图6所示的连接路径Q加以说明。第一转弯路径Q1是：拖拉机1从第二直线K2(沿着先行作业路径P1延伸的延长线)与第一圆E1的切点，沿着第一圆E1而朝向接近于后行作业路径P2一侧一边前进一边转弯的路径。并且，由于第一边界线K1和第二直线K2所成的角α为锐角，所以第一转弯路径Q1上的转弯角度β被设定为钝角。直行路径Q2是：与第一转弯路径Q1的末端位置连续，暂时使拖拉机1朝向远离后行作业路径P2一侧后退，然后，使拖拉机1再向接近于后行作业路径P2一侧前进的直线状的路径。直行路径Q2生成在与第一圆E1和第二圆E2相切的切线上。此外，图4～图21中，为了容易理解地表示直行路径Q2，在自与第一圆E1和第二圆E2相切的切线上稍微错开的位置示出直行路径Q2。图6所示的直行路径Q2是以与第一边界线K1及田地H的外周T平行的方式生成的，没有与拖拉机1的行进方向X(第二直线K2)正交。第二转弯路径Q3是：拖拉机1从直行路径Q2的末端位置(直行路径Q2和第二圆E2相切的位置)，沿着第二圆E2而朝向后行作业路径P2一边前进一边转弯的路径。此外，在沿着后行作业路径P2而延伸的直线上，从与第二圆E2相切的部位至与第一边界线K1之间的交点为止的直线状的路径部分(图中、实线箭头所示的部分)也生成为连接路径Q。

此处，如上所述，第一圆E1为：与沿着先行作业路径P1而延伸的直线(第二直线K2)相切的圆，因此，沿着第一圆E1来生成第一转弯路径Q1，由此，拖拉机1能够在先行作业路径P1上进行自主作业(利用作业机5进行作业的状态下的自主行驶)后，紧接着在第一转弯路径Q1上进行自主行驶(没有利用作业机5进行作业的状态下的自主行驶)。另外，第二圆E2为：与沿着后行作业路径P2而延伸的直线相切的圆，因此，沿着第二圆E2来生成第二转弯路径Q3，由此，拖拉机1能够在第二转弯路径Q3上进行自主行驶后，紧接着在后行作业路径P2上进行自主作业。

如图6～图21所示，路径生成部23沿着第一圆E1来生成第一转弯路径Q1，沿着第二圆E2来生成第二转弯路径Q3，因此，无论是图6～图21所示的连接路径Q中的哪一个连接路径上，拖拉机1都能够在先行作业路径P1上进行自主作业后，紧接着在第一转弯路径Q1上进行自主行驶，并且，能够在第二转弯路径Q3上进行自主行驶后，紧接着在后行作业路径P2上进行自主作业。

对图10所示的连接路径Q进行说明。图10所示的连接路径Q与图6所示的连接路径Q相比，不同点在于：使第一转弯路径Q1及第二转弯路径Q3的转弯半径变小，并且，以与拖拉机1的行进方向X(第二直线K2)正交的方式来生成直行路径Q2。此外，在沿着后行作业路径P2而延伸的直线上，从与第二圆E2相切的部位至与第一边界线K1之间的交点为止的直线状的路径部分(图中、实线箭头所示的部分)也生成为连接路径Q。

如图2所示，无线通信终端2具备指示部25，该指示部25能够对路径生成部23发出指示，以使得路径生成部23以拖拉机1的行进方向X(第二直线K2)和直行路径Q2正交的方式来生成直行路径Q2。图10所示的连接路径Q示出了：指示部25对路径生成部23发出了指示的情形。并且，通过使用者对无线通信终端2进行操作，能够利用指示部25对路径生成部23发出指示。由此，路径生成部23不仅能够如图6等所示那样地以拖拉机1的行进方向X(第二直线K2)和直行路径Q2不会正交的方式来生成直行路径Q2，还能够如图10所示那样地通过使用者的操作等而生成拖拉机1的行进方向X(第二直线K2)和直行路径Q2正交的直行路径Q2。

并且，指示部25能够对路径生成部23发出指示，使得路径生成部23如图10所示，仅在第一边界线K1和第二直线K2所成的角α为锐角的情况下，以拖拉机1的行进方向X(第二直线K2)和直行路径Q2正交的方式来生成直行路径Q2。由此，如图7等所示，在第一边界线K1和第二直线K2所成的角α为钝角的情况下，即便存在使用者等的操作，指示部25也不会对路径生成部23进行指示。

图14所示的连接路径Q与图6所示的连接路径Q相比，除了使第一转弯路径Q1的转弯半径变小之外，还使直行路径Q2与田地H的外周T及第一边界线K1不平行，使得直行路径Q2的角度与之不同。此外，在沿着后行作业路径P2而延伸的直线上，从与第二圆E2相切的部位至与第一边界线K1之间的交点为止的直线状的路径部分(图中、实线箭头所示的部分)也生成为连接路径Q。

图18所示的连接路径Q与图6所示的连接路径Q相比，不同点仅在于：使第二转弯路径Q3的转弯半径变小。此外，在沿着后行作业路径P2而延伸的直线上，从与第二圆E2相切的部位至与第一边界线K1之间的交点为止的直线状的路径部分(图中、实线箭头所示的部分)也生成为连接路径Q。

(第二组)

对属于图4所示的前进转弯图案、且第一边界线K1和第二直线K2所成的角α(参照图7)为钝角的第二组进行说明。属于该第二组的是图7、图11、图15、图19分别所示的连接路径Q。

图7所示的连接路径Q与第一组的图6所示的连接路径Q相比，不同点在于：由于第一边界线K1和第二直线K2所成的角α为钝角，所以第一转弯路径Q1处的转弯角度β被设定为锐角。此外，在第二直线K2上，从与第一边界线K1之间的交点至与第一圆E1相切的部位为止的直线状的路径部分(图中、实线箭头所示的部分)也生成为连接路径Q。

图11所示的连接路径Q与第二组的图7所示的连接路径Q相比，不同点仅在于：使第一转弯路径Q1及第二转弯路径Q3的转弯半径变小。此外，在第二直线K2上，从与第一边界线K1之间的交点至与第一圆E1相切的部位为止的直线状的路径部分(图中、实线箭头所示的部分)也生成为连接路径Q。

图15所示的连接路径Q与第二组的图7所示的连接路径Q相比，除了使第一转弯路径Q1的转弯半径变小以外，还使直行路径Q2与田地H的外周T及第一边界线K1不平行，使得直行路径Q2的角度与之不同。此外，在第二直线K2上，从与第一边界线K1之间的交点至与第一圆E1相切的部位为止的直线状的路径部分(图中、实线箭头所示的部分)也生成为连接路径Q。

图19所示的连接路径Q与第二组的图7所示的连接路径Q相比，不同点仅在于：使第二转弯路径Q3的转弯半径变小。此外，在第二直线K2上从与第一边界线K1之间的交点至与第一圆E1相切的部位为止的直线状的路径部分(图中、实线箭头所示的部分)、以及在沿着后行作业路径P2而延伸的直线上从与第二圆E2相切的部位至与第一边界线K1之间的交点为止的直线状的路径部分(图中、实线箭头所示的部分)也生成为连接路径Q。

(第三组)

对属于图5所示的后退转弯图案、且第一边界线K1和第二直线K2所成的角α(参照图8)为锐角的第三组进行说明。属于该第三组的是图8、图12、图16、图20分别所示的连接路径Q。

对图8所示的连接路径Q加以说明。第一转弯路径Q1是：拖拉机1从第二直线K2(沿着先行作业路径P1而延伸的延长线)与第一圆E1的切点，沿着第一圆E1而朝向远离后行作业路径P2的一侧，一边后退一边转弯的路径。并且，由于第一边界线K1和第二直线K2所成的角α为锐角，所以第一转弯路径Q1上的转弯角度β被设定为钝角。直行路径Q2是：与第一转弯路径Q1的末端位置连续，使拖拉机1朝向接近于后行作业路径P2一侧前进的直线状的路径。直行路径Q2生成在与第一圆E1和第二圆E2相切的切线上，没有与拖拉机1的行进方向X(第二直线K2)正交。第二转弯路径Q3是：拖拉机1从直行路径Q2的末端位置(直行路径Q2和第二圆E2相切的位置)，沿着第二圆E2而朝向后行作业路径P2，一边前进一边转弯的路径。此外，在第二直线K2上从与第一边界线K1之间的交点至与第一圆E1相切的部位为止的直线状的路径部分(图中、实线箭头所示的部分)、以及在沿着后行作业路径P2而延伸的直线上从与第二圆E2相切的部位至与第一边界线K1之间的交点为止的直线状的路径部分(图中、实线箭头所示的部分)也生成为连接路径Q。

图12所示的连接路径Q与图8所示的连接路径Q相比，不同点仅在于：使第一转弯路径Q1及第二转弯路径Q3的转弯半径变小。此外，在第二直线K2上从与第一边界线K1之间的交点至与第一圆E1相切的部位为止的直线状的路径部分(图中、实线箭头所示的部分)、以及在沿着后行作业路径P2而延伸的直线上从与第二圆E2相切的部位至与第一边界线K1之间的交点为止的直线状的路径部分(图中、实线箭头所示的部分)也生成为连接路径Q。

图16所示的连接路径Q与图8所示的连接路径Q相比，不同点仅在于：使第一转弯路径Q1的转弯半径变小。此外，在第二直线K2上从与第一边界线K1之间的交点至与第一圆E1相切的部位为止的直线状的路径部分(图中、实线箭头所示的部分)、以及在沿着后行作业路径P2而延伸的直线上从与第二圆E2相切的部位至与第一边界线K1之间的交点为止的直线状的路径部分(图中、实线箭头所示的部分)也生成为连接路径Q。

图20所示的连接路径Q与图8所示的连接路径Q相比，不同点仅在于：使第二转弯路径Q3的转弯半径变小。此外，在第二直线K2上从与第一边界线K1之间的交点至与第一圆E1相切的部位为止的直线状的路径部分(图中、实线箭头所示的部分)、以及在沿着后行作业路径P2而延伸的直线上从与第二圆E2相切的部位至与第一边界线K1之间的交点为止的直线状的路径部分(图中、实线箭头所示的部分)也生成为连接路径Q。

(第四组)

对属于图5所示的后退转弯图案、且第一边界线K1和第二直线K2所成的角α(参照图9)为钝角的第四组进行说明。属于该第四组的是图9、图13、图17、图21分别所示的连接路径Q。

对图9所示的连接路径Q加以说明。路径生成部23生成：第一转弯路径Q1、直行路径Q2、第二转弯路径Q3、以及中间转弯路径Q4，来作为连接路径Q。中间转弯路径Q4设定于第一转弯路径Q1与直行路径Q2之间。第一转弯路径Q1是：拖拉机1从第二直线K2(沿着先行作业路径P1而延伸的延长线)与第一圆E1的切点，沿着第一圆E1而朝向远离后行作业路径P2的一侧，一边后退一边转弯的路径。中间转弯路径Q4是：与第一圆E1和第三圆E3之间的切点连续，且拖拉机1沿着第三圆E3而朝向远离后行作业路径P2的一侧，一边后退一边转弯的路径。此处，第三圆E3的半径与第一圆E1及第二圆E2的半径相同，且为与第一圆E1相切的圆。直行路径Q2是：与中间转弯路径Q4的末端位置连续，使拖拉机1朝向接近于后行作业路径P2一侧前进的直线状的路径。直行路径Q2生成在与第三圆E3和第二圆E2相切的切线上，没有与拖拉机1的行进方向X(第二直线K2)正交。第二转弯路径Q3是：拖拉机1从直行路径Q2的末端位置(直行路径Q2和第二圆E2相切的位置)，沿着第二圆E2而朝向后行作业路径P2，一边前进一边转弯的路径。此外，在第二直线K2上从与第一边界线K1之间的交点至与第一圆E1相切的部位为止的直线状的路径部分(图中、实线箭头所示的部分)、以及在沿着后行作业路径P2而延伸的直线上从与第二圆E2相切的部位至与第一边界线K1之间的交点为止的直线状的路径部分(图中、实线箭头所示的部分)也生成为连接路径Q。

图13所示的连接路径Q上，第一转弯路径Q1是：拖拉机1从第二直线K2(沿着先行作业路径P1而延伸的延长线)与第一圆E1的切点沿着第一圆E1而朝向远离后行作业路径P2的一侧，一边后退一边转弯的路径。直行路径Q2是：与第一转弯路径Q1的末端位置连续，暂时使拖拉机1朝向远离后行作业路径P2的一侧后退，然后，使拖拉机1朝向接近于后行作业路径P2的一侧前进的直线状的路径。直行路径Q2生成在与第一圆E1和第二圆E2相切的切线上，没有与拖拉机1的行进方向X(第二直线K2)正交。第二转弯路径Q3是：拖拉机1从直行路径Q2的末端位置(直行路径Q2和第二圆E2相切的位置)，沿着第二圆E2而朝向后行作业路径P2，一边前进一边转弯的路径。此外，在第二直线K2商，从与第一边界线K1之间的交点至与第一圆E1相切的部位为止的直线状的路径部分(图中、实线箭头所示的部分)也生成为连接路径Q。

图17所示的连接路径Q与图13所示的连接路径Q相比，不同点仅在于：使第二转弯路径Q3的转弯半径变大。此外，在第二直线K2上，从与第一边界线K1之间的交点至与第一圆E1相切的部位为止的直线状的路径部分(图中、实线箭头所示的部分)也生成为连接路径Q。

图21所示的连接路径Q与图13所示的连接路径Q相比，不同点仅在于：使第一转弯路径Q1的转弯半径变大。此外，在第二直线K2上从与第一边界线K1之间的交点至与第一圆E1相切的部位为止的直线状的路径部分(图中、实线箭头所示的部分)、以及在沿着后行作业路径P2而延伸的直线上从与第二圆E2相切的部位至与第一边界线K1之间的交点为止的直线状的路径部分(图中、实线箭头所示的部分)也生成为连接路径Q。

在图6及图7所示的连接路径Q上，路径生成部23将第一转弯路径Q1的转弯半径和第二转弯路径Q3的转弯半径设定为同一转弯半径。并且，路径生成部23使得直行路径Q2与非作业区域R2a的外周T之间的距离W2比直行路径Q2与第一边界线K1之间的距离W1短。由此，直行路径Q2能够生成于：尽量远离第一边界线K1的一侧，因此，能够取得：更大的、且是紧接着直行路径Q2的第二转弯路径Q3的转弯半径、或到达后行作业路径P2的起始端位置为止的行驶距离，能够确保用于调整拖拉机1的位置、或姿势等的时间，从而能够以使拖拉机1的位置、或姿势稳定的状态开始在后行作业路径P2上的自主作业。

图14～图17所示的连接路径Q上，路径生成部23将第一转弯路径Q1的第一转弯半径V1和第二转弯路径Q3的第二转弯半径V2设定为彼此不同的转弯半径。并且，路径生成部23以第二转弯半径V2比第一转弯半径V1长的方式进行设定。由此，能够取得：更大的、且是第二转弯路径Q3的第二转弯半径V2，能够确保用于调整拖拉机1的位置、或姿势等的时间，从而能够以使拖拉机1的位置、或姿势稳定的状态开始在后行作业路径P2上的自主作业。

如上所述，路径生成部23能够根据各种条件而生成不同的连接路径Q，不过，例如，可以使图6～图21所示的连接路径Q显示于无线通信终端2的显示部，通过使用者对无线通信终端2进行操作，从图6～图21所示的连接路径Q内选择任意一种连接路径Q。

另外，路径生成部23能够设定2个转弯半径，来作为第一转弯路径Q1及第二转弯路径Q3的转弯半径，不过，不限于2个转弯半径，还可以设定3个以上的转弯半径。

产业上的可利用性

本发明可以应用于各种路径生成系统，它们具备生成供作业车辆自主行驶的行驶路径的路径生成部。

符号说明

1 拖拉机(作业车辆)

22 区域登记部

23 路径生成部

24 方向设定部

25 指示部

K1 作业区域与非作业区域的边界线(第一边界线)

K2 沿着作业区域中的拖拉机的行进方向延伸的直线(第二直线)

P 作业路径

Q 连接路径

Q1 第一转弯路径

Q2 直行路径

Q3 第二转弯路径

R1 作业区域

R2 非作业区域

T 非作业区域的外周

V1 第一转弯路径的第一转弯半径

V2 第二转弯路径的第二转弯半径

X 拖拉机的行进方向

Claims (5)

1.一种路径生成系统，其特征在于，具备：

区域登记部，该区域登记部对利用作业车辆进行自主作业的作业区域、和没有利用所述作业车辆进行自主作业的非作业区域的形状进行登记；

路径生成部，该路径生成部生成供所述作业车辆在所述作业区域及所述非作业区域进行自主行驶的行驶路径；以及

方向设定部，该方向设定部设定所述作业区域中的所述作业车辆的行进方向，

所述路径生成部生成如下路径，该路径包括：多个作业路径，该多个作业路径是供所述作业车辆在所述作业区域内进行自主作业的路径；以及多个连接路径，该多个连接路径是供所述作业车辆在所述非作业区域内进行自主行驶的行驶路径，且将各作业路径连接起来，

所述路径生成部能够生成包括第一转弯路径、第二转弯路径、以及设定在第一转弯路径与第二转弯路径之间的直行路径在内的路径，来作为所述连接路径，并且，能够以所述行进方向和所述直行路径不会正交的方式生成所述直行路径。

2.根据权利要求1所述的路径生成系统，其特征在于，

第一转弯路径设定于：比所述直行路径更靠近行进方向上的跟前侧的位置，另一方面，第二转弯路径设定于：比所述直行路径更靠近行进方向上的里侧的位置，

所述路径生成部在所述作业区域与所述非作业区域之间的边界线、和沿着所述行进方向延伸的直线所成的角为锐角的情况下，将第一转弯路径上的所述作业车辆的转弯角度设定为钝角，

在所述角为钝角的情况下，将第一转弯路径上的所述作业车辆的转弯角度设定为锐角。

3.根据权利要求2所述的路径生成系统，其特征在于，

所述路径生成部将第一转弯路径的转弯半径和第二转弯路径的转弯半径设定为同一转弯半径，并且，以所述直行路径与所述非作业区域的外周之间的距离比所述直行路径与所述边界线之间的距离还短的方式生成所述直行路径。

4.根据权利要求2所述的路径生成系统，其特征在于，

所述路径生成部将第一转弯路径的第一转弯半径和第二转弯路径的第二转弯半径设定为彼此不同的转弯半径，并且，第二转弯半径比第一转弯半径长。

5.根据权利要求2～4中的任意一项所述的路径生成系统，其特征在于，

所述路径生成系统具备指示部，该指示部在所述角为锐角的情况下，能够对所述路径生成部发出指示，以使得所述路径生成部以所述行进方向和所述直行路径正交的方式来生成所述直行路径，

所述指示部在所述角为钝角的情况下，不对所述路径生成部进行所述指示。