JP2002182741A

JP2002182741A - 農業用作業車

Info

Publication number: JP2002182741A
Application number: JP2000384716A
Authority: JP
Inventors: Fumio Ishibashi; 文雄石橋; Tomofumi Ochi; 知文越智; Takashi Yamada; 隆史山田; Yuji Yamaguchi; 雄司山口; Takayuki Shiromizu; 崇之白水
Original assignee: Yanmar Agricultural Equipment Co Ltd; Yanmar Diesel Engine Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2000-12-19
Filing date: 2000-12-19
Publication date: 2002-06-26
Anticipated expiration: 2020-12-19
Also published as: JP4295911B2

Abstract

(57)【要約】【課題】目標とする直進経路にスムーズに沿っ
た作業中の自律走行を可能とさせて、農作業の効率化や
労働負担の軽減化を図る。【解決手段】車体の走行位置を認識するＧＰＳ受信
装置（２０）を備え、圃場の直進目標経路（Ｂ１）に対
する車体前側及び後側中心部（４７）（４８）のそれぞ
れの変化状態を検出して車体の直進制御を行う自律直進
走行手段（２２）を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はＧＰＳ（全地域測位
システム）衛星からの電波を受信するＧＰＳ受信機を備
え、例えば圃場内における作業車の走行位置を認識して
自律走行させる農業用作業車に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】従来、圃場内で車体を
走行させながら各種農作業を行う場合、前方及び側方の
圃場区画や既作業跡を常に注視し、時には後方の圃場状
況や作業状況を確認しながら作業を行っている。しかし
乍らこのような作業の場合、作業車には作業中常に運転
操作を行うオペレータを必要として、農業就業者が減少
し高齢化の進行する近年にあって労働負担とさせて、農
作業能率の向上や農作業コストの低減や経営規模の拡大
など容易に図り得ないなどの問題があった。

【０００３】

【課題を解決するための手段】したがって本発明は、車
体の走行位置を認識するＧＰＳ受信装置を備え、圃場の
直進目標経路に対する車体前側及び後側中心部のそれぞ
れの変化状態を検出して車体の直進制御を行う自律直進
走行手段を設けて、目標経路に車体を正確に沿わせた直
進走行を容易に可能とさせて、直進走行性能を安定維持
させるものである。

【０００４】また、目標経路上に設定する目標点までの
前輪の目標操舵角と、目標経路と車体後側中心部の離間
距離との変化に基づいて操向機構を駆動して車体の直進
制御を行って、目標経路より外れた場合でも短時間にス
ムーズに目標経路に沿う状態に修正して直進性を向上さ
せるものである。

【０００５】さらに、目標経路と車体前側の左右離間距
離に応じ車体前側から目標点までの直進距離を異ならせ
る複数の目標点を設定して、目標経路と車体の外れ具合
に応じた目標点を選定して、目標点に対応した目標操舵
角で車体を制御して車体の直進性と安定性を向上させる
ものである。

【０００６】またさらに、目標経路と車体前側の離間距
離が大のとき車体と目標点間の直進距離を小、また目標
経路と車体前側の左右離間距離が小のとき車体と目標点
間の直進距離を大に切換えて、車体が目標経路より大き
く外れた場合や小さく外れた場合にこれらに適正に対応
した目標操舵角で車体を良好に操向制御して車体の直進
性と安定性を向上させるものである。

【０００７】また、前後方向の車体中心ライン上で左右
前輪或いは後輪間の鉛直線上にＧＰＳ受信装置を配置さ
せるもので、電波を乱す外気の影響の少なく、また比較
的車体振動などの少なく車体各部位置の算出が容易な左
右後輪間上方の高位置にＧＰＳ受信装置を良好に設け
て、圃場内の車体の現在位置や走行距離などの正確な認
識を容易に可能とさせるものである。

【０００８】さらに、ＧＰＳ受信装置をキャビンルーフ
上面に設けて、他の装置類の邪魔とさせることなく、車
体最上部に防振性良好にＧＰＳ受信装置を配置させて、
受信能力の向上と性能の安定保持を図るものである。

【０００９】またさらに、前輪の移動距離を検出する前
輪回転センサを設け、ＧＰＳデータと回転センサの検出
値よりスリップ率を算出して、スリップ率に基づいた適
正な走行速度や作業負荷に調節可能とさせて、作業の適
正化を図るものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて詳述する。図１は全体の側面図、図２は同平面図
を示し、図中（１）は農業用作業車であるトラクタであ
り、エンジン（２）を内設させるボンネット（３）両側
に左右の前輪（４）（４）を装設させ、前記ボンネット
（３）後部に丸形操向ハンドル（５）を設け、該ハンド
ル（５）後方に運転席（６）を設置させ、運転席（６）
両側外方に左右の後輪（７）（７）を装設させ、運転席
（６）前側のステップ（８）に左右ブレーキペダル
（９）（９）及びクラッチペダル（１０）を配設させ、
作業者が運転席（６）に座乗して走行移動させると共
に、トラクタ機体後方に３点リンク機構（１１）を介し
耕耘ロータリ作業機（１２）を昇降自在に装設させて耕
耘作業を行うように構成している。

【００１１】また、走行主変速レバー（１３）と、作業
機（１２）を昇降させる昇降レバー（１４）とを運転席
（６）の右側に配設すると共に、走行副変速レバー（１
５）と、作業機（１２）の出力を変速するＰＴＯ変速レ
バー（１６）を運転席（６）の左側に配設させている。

【００１２】さらに、四角箱形の運転キャビン（１７）
内の正面右側上部にタッチパネル式液晶ディスプレイで
あるモニタ（１８）を配設させ、マイクロコンピュータ
で形成する管理コントローラ（１９）を運転キャビン
（１７）に内設させ、ＧＰＳ（全地球測位システム）衛
星からの電波を受信するカーナビ用ＧＰＳ受信機（２
０）と、前記モニタ（１８）とを管理コントローラ（１
９）に接続させると共に、自律走行用（ＲＴＫ）ＧＰＳ
受信機（２０Ａ）と、無線操縦用の自律走行開始及び停
止スイッチなど有する無線発信機からの信号を受信する
無線受信機（２１）と管理コントローラ（１９）に接続
させると共に、トラクタ（１）を自律走行させる自律コ
ントローラ（２２）に着脱自在な配線コネクタ（２３）
を介して管理コントローラ（１９）に接続させている。
なおモニタ（１８）の取付位置は各種レバー位置、道路
の走行状況などに応じ自在とさせるものであり、モニタ
（１８）・管理及び自律コントローラ（１９）（２２）
は別体或いは一体の何れでも良い。

【００１３】また、前記トラクタ（１）のエンジン
（２）回転数をアクセルの設定回転数に自動的に調節す
る電子ガバナなどのエンジン制御機構（２４）と、前記
トラクタ（１）の走行速度を自動制御する油圧無段変速
装置などの変速機構（２５）と、前記トラクタ（１）の
走行進路を自動的に変更する油圧操向装置などの操向機
構（２６）と、トラクタ（１）を片ブレーキ状態として
左右旋回させる左右ブレーキ機構（２７）と、前記トラ
クタ（１）が方向転換するときロータリ作業機（１２）
を自動的に上昇及び下降させる油圧昇降シリンダなどの
昇降機構（２８）とを自律走行コントローラ（１２）に
接続させると共に、トラクタ（１）の方位を検出する地
磁気方位センサ（２９）と、トラクタ（１）の前後傾斜
を検出するピッチングセンサ（３０）と、トラクタ
（１）の左右傾斜を検出するローリングセンサ（３１）
と、操向ハンドル（５）のハンドル軸の回転などより操
舵角（ハンドル切れ角）を検出する操舵角センサ（３
２）と、ミッションケース副変速出力軸の回転より前輪
の回転を検出する車輪回転センサ（３３）とを自律走行
コントローラ（２２）に接続させている。

【００１４】そして、前記ＧＰＳ受信機（２０）のアン
テナ（２０ａ）を前後方向の車体中心ライン上で左右前
輪（４）（４）或いは左右後輪（７）（７）間の鉛直線
上に（運転キャビン（１７）の後部上面）固定させるも
ので、車体の振動も比較的少なく車体各部位置の算出が
容易な左右後輪（７）（７）間で、エンジン（２）及び
ミッションケースなどの電波を乱す外乱の影響の最も少
なく防振性も良好なキャビン（１７）にアンテナ（２０
ａ）を受信精度良好に配置させると共に、方位センサ
（２９）やピッチングセンサ（３０）などをキャビン
（１７）上部のキャビンルーフ（３４）内に配置させる
ように構成している。なお自律走行用受信機（２０Ａ）
のアンテナもＧＰＳ受信機（２０）のアンテナ（２０
ａ）と略同一位置に設けるものである。

【００１５】図４に示す如く、前記モニタ（１８）にナ
ビゲーションシステムの情報など画面表示させるもの
で、メインスイッチの操作でメニュー画面（３５）を表
示させて、メニュー画面（３５）上の営農情報ボタン
（３６）を操作するとき、図５（１）（２）の如く、表
示圃場の所有者及び面積及び作物及び前年実績（収穫量
及び農薬及び肥料）などを記録している圃場経営情報
（３７）や特定の圃場内部の土壌分析データを記録した
土壌地図（３８）などを、またインターネットボタン
（３９）を操作するとき、図６（１）の如くホームペー
ジ及び天気情報及びＪＡ情報などインターネット情報
（４０）を、またカーナビボタン（４１）を操作すると
き、図６（２）の如く目的とする圃場の場所などを表示
する地図情報（４２）を、また自律走行ボタン（４３）
を操作するとき、図６（３）に示す如く自律走行を行う
圃場の領域や経路など表示する自律走行情報（４４）
を、またサービスコールボタン（４５）を操作するとき
トラクタ（１）及び作業機（１２）の取扱説明などサー
ビス情報を画面表示するように構成している。

【００１６】そして図７に示す如く、このトラクタによ
る耕耘作業時にあっては、作業を行う圃場までカーナビ
使用時にはカーナビによるモニタ（１８）画面の道路案
内によって車体を走行させ、圃場到達時には前回の作業
内容や走行軌跡など圃場情報をモニタ（１８）に画面表
示させ、作業開始時には今回の作業内容や走行軌跡など
作業情報をコントローラ（２２）に入力させ、自動或い
は手動での耕耘作業を行うと共に、作業後は作業情報や
耕耘経路を記録する。

【００１７】また、図８に示す如く、自動耕耘作業にあ
って初回時ＧＰＳ信号に基づいた圃場の領域や方位の設
定を行う一方、２回以降のときには初回時に設定された
圃場の領域や方位を呼び出し、目的とする圃場領域を決
定し、この領域内を新たな耕耘経路で走行させるときに
は初回にオペレータ操作で走行するときの経路を自動計
算し、過去の経路で走行するときには過去の経路を選択
して認識し、耕耘条件の手動設定後に耕耘作業を開始す
るもので、作業開始後は計算された或いは過去の経路に
沿って車体を自律走行させながら耕耘作業が行われるも
のである。

【００１８】図９に示す如く、自律走行制御にあっては
ＧＰＳ受信機（２０）のＧＰＳ信号及び無線受信機（２
１）の操作スイッチ信号、モニタ（１８）のコマンド信
号、各センサ（２９）〜（３３）の出力信号が一定時間
（Ｓ）毎にコントローラ（２２）に入力されることによ
って、一定時間（Ｓ）毎のトラクタ（１）の現在位置が
正確に認識され、経路に正確に沿わせたトラクタ（１）
の自律走行処理や、トラクタ（１）を走行移動させての
圃場領域設定及び経路生成処理などが行われるもので、
この作業中作業状態に応じ作業機（１２）の昇降装置に
昇降指令や、モニタ（１８）にトラクタ（１）の位置情
報などの信号を出力させて各種の出力処理を行うもので
ある。

【００１９】図１０、図１１に示す如く、前記トラクタ
（１）を目的とする圃場まで移動させてモニタ（１８）
をＸ−Ｙ座標で表示する圃場設定画面に切換え、オペレ
ータ操作で車体が圃場端に到達する毎に圃場端に作業機
（１２）を合わせて画面内のセットボタン（４６）を押
すことによって、実際の圃場領域が認識領域（Ａ）とし
て座標上に設定記憶されるもので、本実施例の場合例え
ば長方形の圃場領域にあって４つの角部に到達する毎に
（１）〜（４）のセットボタン（４６）を押すことによ
って、４つの圃場端を４つの認識領域地点（Ａ１）（Ａ
２）（Ａ３）（Ａ４）として認識する圃場情報が記憶さ
れ、画面座標にはこれら各地点（Ａ１）（Ａ２）（Ａ
３）（Ａ４）を直線で結んだ長方形が近似の認識領域
（Ａ）として自動計算されて表示されると共に、座標に
表示される車体方位（α）の自動設定が行われる。（Ｘ
軸方向の方位センサ（２９）の出力をαａ、方位（α）
のときの出力αｂとするとα＝αｂ−αａ）

【００２０】そしてこの圃場領域（Ａ）設定後にあって
は、図１２に示す如く初回に圃場をオペレータの操作で
走行させるときの耕耘経路を計算して、モニタ（１８）
に生成経路（Ｂ）として画面表示させ、オペレータが適
正と判断したときには、設定された圃場領域（Ａ）・方
位（α）及び経路（Ｂ）を記録（記憶）し、不適正と判
断したときには修正を加える。

【００２１】そして２回以降の耕耘作業時にあっては、
経路（Ｂ）に沿った自律走行を行うもので、自律走行時
における直進制御は図１３、図１４に示す如く、直線目
標経路（Ｂ１）に沿って車体の走行中、車体前側の前輪
（４）（４）中心部（４７）及び車体後側の作業機（１
２）の中心部（４８）と目標経路（Ｂ１）とが距離（位
置偏差）（Ｌ１）（Ｌ２）離れて、前輪（４）（４）の
任意操舵角（θ１）状態にあるときには、車体前側の中
心部（４７）より一定距離（Ｄ）前方の目標経路（Ｂ
１）上に目標点（４９）を設定して、中心部（４７）と
目標点（４９）を結ぶ直線（Ｃ）と前記中心部（４７）
を通る経路（Ｂ１）と平行な直線（Ｆ）との間の目標方
位（α２）を算出させ、経路（Ｂ１）に対する車体の方
位（α１）と操舵角（θ１）と目標方位（θ２）とで目
標操舵角（θ）（θ＝α１＋θ１−α２）を算出させ、
車体後側の前記距離（Ｌ２）と目標操舵角（θ）とに基
づいて操向機構（２６）の油圧操向バルブ（２６ａ）の
指令値（Ｔ）（Ｔ＝Ｋ１Ｌ２＋Ｋ２θ）（Ｋ１，Ｋ２は
定数）を算出させ、指令値（Ｔ）に基づくバルブ（２６
ａ）の駆動制御によって経路（Ｂ１）に機体をスムーズ
に沿わせた直進の自律走行を行うように構成している。

【００２２】また図１５にも示す如く、前記目標点（４
９）を車体前側の左右離間距離（Ｌ１）の大小変化によ
って切換えるもので、距離（Ｌ１）が一定値より大とな
る距離（Ｌ３）のとき、車体前側の中心部（４７）と目
標点（４９）間の直進距離（Ｄ１）を小、距離（Ｌ１）
が一定値より小となる距離（Ｌ４）のとき、車体前側の
中心部（４７）と目標点（４９ｂ）間の直進距離（Ｄ
２）を大に切換えて、車体前側の距離（Ｌ３）（Ｌ４）
の大小変化に応じ目標操舵角（θ）も大小に変更して速
やかに収束させて直進制御の精度を向上させるように構
成している。

【００２３】また図１６、図１７に示す如く、車体旋回
時には円旋回目標経路（Ｂ２）に沿う自律旋回制御を行
うもので、車体前側の前輪（４）（４）中心部（４７）
を制御基準位置に設け、目標経路（Ｂ２）の旋回中心
（５０）と中心部（４７）とを結ぶ直線（Ｅ）と、経路
（Ｂ２）との交点（ａ）を通る車体の接線ベクトル
（ｂ）に対し、中心部（４７）の位置偏差（ｄ）と方位
偏差（α３）を算出して、これら偏差（ｄ）（α３）に
基づいて油圧操向バルブ（２６ａ）の指令値（ｔ）（ｔ
＝Ｋ３ｄ＋Ｋ４α３）（Ｋ３，Ｋ４は定数）を算出さ
せ、指令値（ｔ）に基づくバルブ（２６ａ）の駆動制御
によって、円旋回経路（Ｂ２）に機体をスムーズに沿わ
せた旋回制御を行うように構成している。

【００２４】また、図１７に示す如く耕耘作業にあって
は、初回に走行する経路（Ｂ）の１工程のエンジン回転
数や走行速度を走行条件として記憶し、以後の作業はこ
の走行条件を自動的に保って耕耘作業を行うもので、前
輪（４）（４）の操舵角や農作業機（１２）の上昇する
ときには同期してエンジン回転数（Ｎ１）を作業時の回
転数（Ｎ）より低下（Ｎ１＜Ｎ）させ、作業途中の中断
時或いは作業前にはアイドリング状態とさせるなどして
回転数（Ｎ２）をさらに低下させて動力ロスのない効果
的なエンジン（２）の駆動を可能とさせるように構成し
ている。さらに耕耘作業中にあっては、前輪回転センサ
（３３）の検出でもって前輪（４）の移動距離を算出さ
せ、ＧＰＳデータに基づく実際の移動距離と回転センサ
（３３）に基づく移動距離とでスリップ率を算出させる
もので、スリップ率が一定以上に大のときには警報装置
など作動させてオペレータに報知させるように構成して
いる。

【００２５】なお前記方位センサ（２９）は前輪（４）
（４）中心部（４７）位置やキャビンルーフ（３４）内
或いはキャビンルーフ（３４）上面の何れに設置しても
良く、キャビンルーフ（３４）内に設けた場合車体駆動
部などより遠隔させて、振動や塵埃より保護させること
ができると共に磁場（金属）より遠隔させることができ
る。

【００２６】以上実施例からも明らかなように、車体の
走行位置を認識するＧＰＳ受信装置であるＧＰＳ受信機
（２０）を備え、認識した圃場領域（Ａ）内を認識した
経路（Ｂ）で走行する自律走行手段である自律走行コン
トローラ（２２）を設けたもので、圃場内の所定領域
（Ａ）内を目標とする経路（Ｂ）で能率良く容易に車体
を自律走行させて、農作業の省力化を図って作業性を向
上させることができる。

【００２７】また、走行中の圃場外周端を認識領域地点
（Ａ１）（Ａ２）（Ａ３）（Ａ４）として設定する認識
領域設定手段であるセットボタン（４６）を設けたもの
で、必要とする認識領域（Ａ）を例えばセットボタン
（４６）などの設定手段の操作によって容易に得て、圃
場の認識領域内の能率良い走行を可能とさせることがで
きる。

【００２８】さらに、複数の領域地点（Ａ１）〜（Ａ
４）を直線で結んだ多角形内を認識領域（Ａ）に設定し
たことによって、複雑形状の認識領域（Ａ）でも簡単な
操作で容易に得て、認識領域（Ａ）内の能率良い走行を
可能とさせることができる。

【００２９】またさらに、認識領域（Ａ）内を初回に走
行する経路（Ｂ）を記憶して次回以降該経路（Ｂ）上を
自律走行させたことによって、圃場の認識領域（Ａ）内
をオペレータの運転で１回走行するだけで、以後オペレ
ータの運転を不用とさせた正確にして能率良好な走行を
行うことができる。

【００３０】また、初回に走行する経路（Ｂ）の１工程
の走行条件を記憶して、以後該走行条件に基づいて走行
を行って、１工程のみ人為による運転を行い、以後同一
運転条件を維持させた良好な作業を行うもので、走行条
件としてエンジン回転数（Ｎ）と、走行速度或いは走行
変速段を記憶して、１工程中のエンジン回転数（Ｎ）、
走行速度を適正に保った作業能率良好な走行を行うと共
に、エンジン回転数（Ｎ）を走行作業状態によって変更
させ、例えば作業前のアイドリング時や作業中の旋回動
作時にはエンジン回転数（Ｎ）を作業中より低下させて
動力ロスのない効果的なエンジン（２）の駆動を行うこ
とができる。さらには、車体に装備させる農作業機であ
る耕耘ロータリ作業機（１２）の上下に同期してエンジ
ン回転数（Ｎ）を変更させて、例えば作業機（１２）を
上昇させる農作業の中断時や車体旋回時には、自動的に
エンジン回転数（Ｎ）を低下させて無駄な動力損失を防
止して、各種作業に適応したエンジン回転数（Ｎ）で能
率良好に農作業を行うことができる。

【００３１】また、圃場の直進目標経路（Ｂ１）に対す
る車体前側及び後側中心部（４７）（４８）のそれぞれ
の変化状態を検出して車体の直進制御を行う自律直進走
行手段である自律走行コントローラ（２２）を設けて、
目標経路（Ｂ１）に車体を正確に沿わせた直進走行を容
易に可能とさせて、直進走行性能を安定維持させるもの
で、目標経路（Ｂ１）上に設定する目標点（４９）まで
の前輪（４）の目標操舵角（θ）と、目標経路（Ｂ１）
と車体後側中心部（４８）の離間距離（Ｌ２）との変化
に基づいて油圧操向バルブ（２６ａ）など操向機構（２
６）を駆動し車体の直進制御を行って、目標経路（Ｂ
１）より外れた場合でも短時間にスムーズに目標経路
（Ｂ１）に沿う状態に修正して直進性を向上させること
ができる。

【００３２】さらに、目標経路（Ｂ１）と車体前側の左
右離間距離（Ｌ３）（Ｌ４）に応じ車体前側から目標点
までの直進距離（Ｄ１）（Ｄ２）を異ならせる複数の目
標点（４９ａ）（４９ｂ）を設定し、目標経路（Ｂ１）
と車体の外れ具合に応じた目標点（４９ａ）（４９ｂ）
を選定して、目標点（４９ａ）（４９ｂ）に対応した目
標操舵角（θ）で車体を制御して車体の直進性と安定性
を向上させるもので、目標経路（Ｂ１）と車体前側の左
右離間距離（Ｌ３）が大のとき車体と目標点（４９ａ）
間の直進距離（Ｄ１）を小、また目標経路（Ｂ１）と車
体前側の左右離間距離（Ｌ４）が小のとき車体と目標点
（４９ｂ）間の直進距離（Ｄ２）を大に切換えて、車体
が目標経路（Ｂ１）より大きく外れた場合や小さく外れ
た場合にこれらに適正に対応した目標操舵角（θ）で車
体を良好に操向制御して車体の直進性と安定性を向上さ
せることができる。

【００３３】またさらに、前後方向の車体中心ライン上
で左右前輪（４）（４）或いは後輪（７）（７）間の鉛
直線上ＧＰＳ受信装置（２０）のアンテナ（２０ａ）を
配置させ、電波を乱す外乱の影響の少なく、また比較的
車体振動などの少なく車体各部位置の算出が容易な左右
後輪（７）（７）間上方の高位置にＧＰＳ受信装置（２
０）を良好に設けて、圃場内の車体の現在位置や走行距
離などの正確な認識を容易に可能とさせることができる
もので、ＧＰＳ受信装置（２０）のアンテナ（２０ａ）
をキャビンルーフ（３４）上面に設けることによって、
他の装置類の邪魔とさせることなく、車体最上部に防振
性良好にＧＰＳ受信装置（２０）を配置させて、受信能
力の向上と性能の安定保持を図るものである。

【００３４】また、前輪（４）の移動距離を検出する前
輪回転センサ（３３）を設け、ＧＰＳデータと回転セン
サ（３３）の検出値よりスリップ率を算出することによ
って、スリップ率に基づいた適正な走行速度や作業負荷
に調節可能とさせて、作業の適正化を図ることができ
る。

【００３５】また、車体の方位を検出する方位センサ
（２９）を備え、旋回目標経路（Ｂ２）に対する車体の
位置及び方位の偏差（ｄ）（α３）に基づいて旋回制御
を行う自律旋回手段である操向機構（２６）を設けて、
目標経路（Ｂ２）に正確に沿わせた車体の旋回を容易に
可能とさせて、旋回走行性能を安定維持させるもので、
旋回中心（５０）と車体の前側中心部となる制御基準位
置（４７）を結ぶ直線（Ｅ）と旋回目標経路（Ｂ２）と
の交点（ａ）の接線ベクトルである接線部（ｂ）に対す
る車体の位置及び方位偏差（ｄ）（α３）を検出して車
体の旋回制御を行うことによって、車体進路と目標経路
（Ｂ２）との交点（ａ）の接線部（ｂ）とを略一致させ
る状態に制御して、目標経路（Ｂ２）にスムーズに沿わ
せた良好な車体の旋回を可能とさせることができる。

【００３６】さらに、位置及び方位偏差（ｄ）（α３）
の検出に基づいて車体を旋回動作させる操向機構（２
６）の油圧操向バルブ（２６ａ）の指令値を算出させ
て、目標経路（Ｂ２）より車体がズレたときには、簡単
に算出する指令値に基づいて操向バルブ（２６ａ）を必
要量だけ容易に操作して旋回精度を向上させることがで
きる。

【００３７】またさらに、左右前輪（４）（４）間を制
御基準位置である車体前側中心部（４７）に設けて、車
体前側中心部（３５）を中心とした旋回制御を行って、
目標経路（Ｂ２）に沿わせる旋回制御の高精度化を可能
とさせることができる。

【００３８】また、方位センサ（２９）をキャビンルー
フ（３４）内に設けたことによって、防振性良好なキャ
ビンルーフ（３４）内にコンパクトに方位センサ（２
９）を組込んでセンサ性能を安定維持させることができ
る。

【００３９】

【発明の効果】以上実施例から明らかなように本発明
は、車体の走行位置を認識するＧＰＳ受信装置（２０）
を備え、圃場の直進目標経路（Ｂ１）に対する車体前側
及び後側中心部（４７）（４８）のそれぞれの変化状態
を検出して車体の直進制御を行う自律直進走行手段（２
２）を設けたものであるから、目標経路（Ｂ１）に車体
を正確に沿わせた直進走行を容易に可能とさせて、直進
走行性能を安定維持させることができるものである。

【００４０】また、目標経路（Ｂ１）上に設定する目標
点（４９）までの前輪（４）の目標操舵角（θ）と、目
標経路（Ｂ１）と車体後側中心部（４８）の離間距離
（Ｌ２）との変化に基づいて油圧操向バルブ（２６ａ）
など操向機構（２６）を駆動し車体の直進制御を行うも
のであるから、目標経路（Ｂ１）より外れた場合でも短
時間にスムーズに目標経路（Ｂ１）に沿う状態に修正し
て直進性を向上させることができるものである。

【００４１】さらに、目標経路（Ｂ１）と車体前側の左
右離間距離（Ｌ３）（Ｌ４）に応じ車体前側から目標点
までの直進距離（Ｄ１）（Ｄ２）を異ならせる複数の目
標点（４９ａ）（４９ｂ）を設定するものであるから、
目標経路（Ｂ１）と車体の外れ具合に応じた目標点（４
９ａ）（４９ｂ）を選定して、目標点（４９ａ）（４９
ｂ）に対応した目標操舵角（θ）で車体を制御して車体
の直進性と安定性を向上させることができるものであ
る。

【００４２】またさらに、目標経路（Ｂ１）と車体前側
の離間距離（Ｌ３）が大のとき車体と目標点（４９ａ）
間の直進距離（Ｄ１）を小、また目標経路（Ｂ１）と車
体前側の左右離間距離（Ｌ４）が小のとき車体と目標点
（４９ｂ）間の直進距離（Ｄ２）を大に切換えて、車体
が目標経路（Ｂ１）より大きく外れた場合や小さく外れ
た場合にこれらに適正に対応した目標操舵角（θ）で車
体を良好に操向制御して車体の直進性と安定性を向上さ
せることができるものである。

【００４３】また、前後方向の車体中心ライン上で左右
前輪（４）（４）或いは後輪（７）（７）間の鉛直線上
にＧＰＳ受信装置（２０）を配置させたものであるか
ら、電波を乱す外気の影響の少なく、また比較的車体振
動などの少なく車体各部位置の算出が容易な左右後輪
（７）（７）間上方の高位置にＧＰＳ受信装置（２０）
を良好に設けて、圃場内の車体の現在位置や走行距離な
どの正確な認識を容易に可能とさせることができるもの
である。

【００４４】さらに、ＧＰＳ受信装置（２０）をキャビ
ンルーフ（３４）上面に設けたものであるから、他の装
置類の邪魔とさせることなく、車体最上部に防振性良好
にＧＰＳ受信装置（２０）を配置させて、受信能力の向
上と性能の安定保持を図ることができるものである。

【００４５】またさらに、前輪（４）の移動距離を検出
する前輪回転センサ（３３）を設け、ＧＰＳデータと回
転センサ（３３）の検出値よりスリップ率を算出するも
のであるから、スリップ率に基づいた適正な走行速度や
作業負荷に調節可能とさせて、作業の適正化を図ること
ができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】全体の側面図。

【図２】全体の平面図。

【図３】自律走行の制御回路図。

【図４】モニタのナビゲーションシステムのメニュー画
面の説明図。

【図５】モニタのナビゲーションシステム画面の説明
図。

【図６】モニタのナビゲーションシステム画面の説明
図。

【図７】ＧＰＳデータに基づくトラクタ作業のフローチ
ャート。

【図８】ＧＰＳデータに基づく自動耕耘作業のフローチ
ャート。

【図９】ＧＰＳデータに基づく自律走行のフローチャー
ト。

【図１０】ＧＰＳデータに基づく経路生成のフローチャ
ート。

【図１１】ＧＰＳデータに基づく領域設定の説明図。

【図１２】ＧＰＳデータに基づく経路生成の説明図。

【図１３】直進制御のフローチャート。

【図１４】直進制御の説明図。

【図１５】目標点の設定説明図。

【図１６】旋回制御のフローチャート。

【図１７】旋回制御の説明図。

【図１８】エンジン制御のフローチャート。

【符号の説明】

（４）前輪（７）後輪（２０）ＧＰＳ受信機（ＧＰＳ受信装置）（２２）自律走行コントローラ（自律直進走行手段）（３３）回転センサ（３４）キャビンルーフ（４７）車体前側中心部（４８）車体後側中心部（４９）（４９ａ）（４９ｂ）目標点（Ｂ１）直進目標経路（Ｄ１）（Ｄ２）直進距離（Ｌ１）（Ｌ３）（Ｌ４）離間距離（θ）操舵角

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ６２Ｄ 6/00 Ｂ６２Ｄ 6/00 // Ｂ６２Ｄ 105:00 105:00 113:00 113:00 137:00 137:00 (72)発明者越智知文大阪市北区茶屋町１番32号ヤンマー農機株式会社内 (72)発明者山田隆史大阪市北区茶屋町１番32号ヤンマー農機株式会社内 (72)発明者山口雄司大阪市北区茶屋町１番32号ヤンマーディーゼル株式会社内 (72)発明者白水崇之大阪市北区茶屋町１番32号ヤンマーディーゼル株式会社内Ｆターム(参考） 2B033 AA02 AA10 AB01 AB11 AC05 BA01 BB02 ED15 ED20 2B043 AA04 BA09 BB03 DC03 EA06 EB05 EB08 EC02 EC12 EC13 EC14 ED02 ED03 ED12 3D030 EA26 EA29 EA33 EA34 EA44 3D032 CC49 DA03 DA49 EC35 GG12 5H301 AA03 BB01 CC03 CC06 DD02 DD06 DD15 GG07 GG16 HH02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車体の走行位置を認識するＧＰＳ受信装
置を備え、圃場の直進目標経路に対する車体前側及び後
側中心部のそれぞれの変化状態を検出して車体の直進制
御を行う自律直進走行手段を設けたことを特徴とする農
業用作業車。
【請求項２】目標経路上に設定する目標点までの前輪
の目標操舵角と、目標経路と車体後側中心部の離間距離
との変化に基づいて操向機構を駆動して車体の直進制御
を行うように設けたことを特徴とする請求項１記載の農
業用作業車。
【請求項３】目標経路と車体前側の左右離間距離に応
じ車体前側から目標点までの直進距離を異ならせる複数
の目標点を設定するように設けたことを特徴とする請求
項１記載の農業用作業車。
【請求項４】目標経路と車体前側の離間距離が大のと
き車体と目標点間の直進距離を小、また目標経路と車体
前側の左右離間距離が小のとき車体と目標点間の直進距
離を大に切換えるように設けたことを特徴とする請求項
２及び３記載の農業用作業車。
【請求項５】前後方向の車体中心ライン上で左右前輪
或いは後輪間の鉛直線上にＧＰＳ受信装置を配置させた
ことを特徴とする請求項１記載の農業用作業車。
【請求項６】ＧＰＳ受信装置をキャビンルーフ上面に
設けたことを特徴とする請求項５記載の農業用作業車。
【請求項７】前輪の移動距離を検出する前輪回転セン
サを設け、ＧＰＳデータと回転センサの検出値よりスリ
ップ率を算出するように設けたことを特徴とする請求項
１及び５及び６記載の農業用作業車。