JP2004008186A

JP2004008186A - 農業用作業車

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Publication number: JP2004008186A
Application number: JP2002170287A
Authority: JP
Inventors: Toshiki Minaishi; 南石　俊樹; Takashi Yamada; 山田　隆史; Akihiro Kubo; 久保　昭博; Kenji Monzen; 門前　健二; Kazuto Ando; 安藤　和登; Yuji Yamaguchi; 山口　雄司
Original assignee: Yanmar Agricultural Equipment Co Ltd; Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2002-06-11
Filing date: 2002-06-11
Publication date: 2004-01-15
Anticipated expiration: 2022-06-11
Also published as: JP3877301B2

Abstract

【課題】ＧＰＳやセンサ類を備え、自律的に走行・作業を行う農業用作業車の場合、ＧＰＳは個々の作物の位置情報を検知するものではないため、該農業用作業車が自律走行経路に沿って走行すると、農業用作業車は株割りなどを起こし、作物を延々踏み倒す場合があった。
【解決手段】ＧＰＳユニット１０２と、内界センサ１２２とを搭載し、自律的に作業を行う農業用作業車１０１を、作物株列に沿っての株倣い走行時には株倣いセンサ１２３による操向制御を行うよう構成した。
【選択図】　　　　図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・システム）と、方位センサや傾斜センサ、車速センサなどの内界センサと、株倣いセンサとを搭載し、自律的に作業を行う農業用作業車の走行作業管理の技術に関する。
詳細には、ＧＰＳを用いた自律走行作業時に農業用作業車の車輪により作物を踏まないように、株倣いセンサからの情報に基づいて自律走行経路を修正する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、既に作物が植わっている圃場において、手動操作により作物株列間を車輪が通過するように走行・作業を行う農業用作業車が知られている。該農業用作業車の例としては、散布機を搭載した散布作業機などが挙げられる。
また、ＧＰＳやセンサ類を備え、自律的に走行・作業を行う農業用作業車も知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
手動操作により作物株列間を車輪が通過するように走行・作業を行う農業用作業車の場合、作物を車輪で踏まないようにオペレータが手動で農業用作業車を運転するため、オペレータの負担は大きいものであった。
また、ＧＰＳやセンサ類を備え、自律的に走行・作業を行う農業用作業車の場合、ＧＰＳは作物の位置情報を検知するものではないため、該農業用作業車は作物の植わっている位置を考慮せずに自律走行経路を作成する。その結果、該自律走行経路に沿って走行すると、農業用作業車は株割りなどを起こし、作物を延々踏み倒す場合があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００５】
即ち、請求項１においては、ＧＰＳと、内界センサと株倣いセンサを搭載し、それぞれ制御手段と接続して自律的に作業を行う農業用作業車であって、
枕地の回行走行時はＧＰＳによる位置情報を基に操向制御を行い、回行以外の直進走行時には作物株列に沿って株倣い走行するように、株倣いセンサによる操向制御を行うものである。
【０００６】
請求項２においては、過去に当該圃場で自律走行作業した時の自律走行経路を記憶しておき、該過去の自律走行経路に沿って自律走行するものである。
【０００７】
請求項３においては、回行走行から株倣い走行へ移行する際に、作物株列の長手方向に対して斜めに走行するものである。
【０００８】
請求項４においては、株割りを起こす場合は、走行経路を左右どちらか一方に条間距離の略半分だけずらしてから株倣い走行を再開するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の農業用作業車の一実施例である散布作業機の側面図、図２は本発明の農業用作業車の一実施例である散布作業機の平面図、図３は本発明の農業用作業車の一実施例である散布作業機の正面図、図４は本発明における自律走行システムの模式図、図５は本発明の農業用作業車の一実施例である散布作業機の斜視図、図６は基準局ユニットを示す図、図７は本発明の農業用作業車による自律走行経路の実施例を示す模式図、図８は本発明における自律走行のフローチャート図、図９は株倣いセンサの実施例の模式図、図１０は株倣いセンサと前輪との位置関係を示す図、図１１はセンサアームの回動角と時間との関係を示す図、図１２はセンサアームの回動角と時間との関係を示す一部拡大図、図１３はセンサアームと作物株の位置関係を示す模式図、図１４はローパスフィルタ処理を行わない場合におけるセンサアームの回動角と時間との関係を示す図、図１５は作物株列に沿って形成された自律走行経路の実施例を示す図、図１６は株倣いセンサを用いた自律走行のフローチャート図、図１７は株割りの一形態を示す模式図、図１８は株割りの別形態を示す模式図、図１９は株割り状態から株倣い走行へ復帰するときの株倣いセンサの移動経路を示す模式図、図２０は斜行走行の実施例を示す図、図２１は株倣いセンサの別実施例の模式図である。
【００１０】
まず、本発明に係る農業用作業車の実施の一形態である散布作業機１０１について、図１から図３を用いて説明する。なお、本発明は本実施例の散布作業機１０１に限定されるものではなく、圃場表面を走査しつつ作業を行う農業用作業車に適用可能である。
散布作業機１０１は乗用型の走行車両２２と、該走行車両２２の前部及び側部に配設されたブーム部３５と、該走行車両の後部に配設されたポンプ部３６と、該ポンプ部３６の前部に配設された薬液タンク２４等で構成されている。
【００１１】
前記走行車両２２の前端より後方へ向けて、左右一対のメインフレーム６Ｌ・６Ｒが平行に水平方向に延設され、該メインフレーム６Ｌ・６Ｒの前部下方にはフロントアクスルケース９２Ｆを介して前輪７・７が支承され、後部下方にはリアアクスルケース９２Ｒを介して後輪８・８が支承されている。
また、メインフレーム６Ｌ・６Ｒ上であって走行車両２２前部にはエンジン９を被覆するボンネット１０が配設されている。該ボンネット１０後方のカバー上に操作パネル１１が設けられており、該操作パネル１１の上方には操向ハンドル１２が設けられて、操作パネル１１及び操向ハンドル１２等で散布作業機１０１の操縦部を構成している。
【００１２】
また、メインフレーム６Ｌ・６Ｒ後部上には薬液タンク２４が配設されており、該薬液タンク２４の前部中央には運転席１４が形成されて、該薬液タンク２４によって側部と後部を取り囲まれるように載置されている。そして、薬液タンク２４とボンネット１０の間にはステップ１３が設けられ、該ステップ１３に乗降するための乗降ステップ５６・５６がメインフレーム６Ｌ・６Ｒに取り付けられている。
【００１３】
前記ブーム部３５は、薬液を散布するための複数のノズル２３・２３・・・を有するブーム４０と、該ブーム４０の昇降や展開を行うための機構より構成されている。
ブーム４０は走行車両２２の前方に位置する前方ブーム４１と、該前方ブーム４１の両端に枢支され、折畳み可能に側方に延設されている左右の側方ブーム４２Ｌ・４２Ｒから構成されている。そして、該ブーム４０には薬液を散布するための複数のノズル２３・２３・・・が一定間隔をおいて配設されている。
そして、前方ブーム４１と側方ブーム４２Ｌ・４２Ｒの間には、それぞれブーム開閉用シリンダ４３・４３が介装され、該ブーム開閉用シリンダ４３・４３を伸縮させることによって、側方ブーム４２Ｌ・４２Ｒを前方ブーム４１と略一直線となるよう左右水平方向へ延設した作業位置と、前後方向で後ろ上がりに位置させた収納位置に回動可能としている。
【００１４】
また、平行リンクにより前方ブーム４１とメインフレーム６Ｌ・６Ｒの前部の間が連結され、該平行リンクの一方とメインフレーム６Ｌ・６Ｒの間にブーム昇降用シリンダ３８・３８を介装し、該ブーム昇降用シリンダ３８・３８を伸縮させることによってブーム４０を上下昇降可能とした昇降リンク機構３７が構成されている。
さらに、前方ブーム４１の左右略中央が昇降リンク機構３７に対して左右傾倒可能に支持され、該前方ブーム４１と昇降リンク機構３７の間にブーム水平制御用シリンダ３９を介装して、走行車両２２が傾いてもブーム４０が略水平姿勢を保持するようブーム４０を水平制御する構成としている。
【００１５】
前記ポンプ部３６は、エンジン９から動力を得て薬液タンク２４内の薬液をノズル２３・２３・・・へ圧送する噴霧ポンプ４と、該噴霧ポンプ４から吐出される薬液の制御に関わる散布量制御装置３等で構成されている。
噴霧ポンプ４は、走行車両２２の後部に延設したサブフレーム５２Ｌ・５２Ｒ上に支持部材を介して該噴霧ポンプ４のクランクケースに内装されたクランク軸が車両前後方向に位置するよう配設され、該クランクケースの右上部にはエアチャンバや安全弁等が設けられている。
また、散布量制御装置３は、流量制御弁や、該流量制御弁の開閉に関わるモータ等より構成され、噴霧ポンプ４のクランクケース周囲に配設されている。
【００１６】
上述の如く構成される散布作業機１０１は、ブーム４０を広げた状態で走行車両２２により圃場を走行すると同時に、薬液タンク２４内の薬液が、ポンプ部３６により調量されるとともにブーム部３５に圧送されてブーム４０に設けられたノズル２３・２３・・・から散布され、薬液散布作業を行う。
【００１７】
そして、散布作業機１０１は、操縦者が車両に搭乗して操向ハンドル１２や操作レバー等を操作して走行・作業する手動操縦モードと、操縦者が車両に搭乗せずにＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・システム）を利用して車両の位置情報を得て自律走行プログラムにより圃場を走行しながら薬液散布作業を行う自動操縦モードを選択することが可能に構成されている。
【００１８】
次に、本発明の農業用作業車におけるＧＰＳについて説明する。
ＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・システム）とは、元来航空機・船舶等の航法支援用として開発されたシステムであって、上空約二万キロメートルを周回する二十四個のＧＰＳ衛星（六軌道面に四個ずつ配置）、ＧＰＳ衛星の追跡と管制を行う管制局、測位を行うための利用者の受信機で構成される。
ＧＰＳを用いた測量方法としては、単独側位、相対側位、ＤＧＰＳ（ディファレンシャルＧＰＳ）側位、ＲＴＫ−ＧＰＳ（リアルタイムキネマティック−ＧＰＳ）側位など種々の方法が挙げられる。
【００１９】
単独側位とは、ＧＰＳ衛星から送信される衛星の位置や時刻などの情報を一台のアンテナで受信する方法である。衛星から電波が発信されてから受信機に到達するまでに要した時間を測り、該時間と電波の速度から距離を求める
このとき、位置の判っているＧＰＳ衛星を動く基準点とし、四個以上の衛星から観測点までの距離を同時に知ることにより観測点の位置を決定する。
【００２０】
相対側位とは、二台以上の受信機を使い、同時に四個以上の同じＧＰＳ衛星を観測する方法であり、ＧＰＳ衛星の位置を基準として、ＧＰＳ衛星からの電波信号それぞれの受信機に到達する時間差（電波の位相差）を測定して、二点（二台の受信機）間の相対的な位置関係を求める。
各測定点で同じ衛星の電波を受信し、衛星から発射された電波が同じような気象条件の中を通過してくることから、二点（二台の受信機）間の観測値の差を取ることにより、観測値に含まれる衛星の位置誤差や対流圏・電離層遅延量などの誤差を解消することができる。
【００２１】
ＤＧＰＳ（ディファレンシャルＧＰＳ）側位、ＲＴＫ−ＧＰＳ（リアルタイムキネマティック−ＧＰＳ）側位は、位置が判っている基準局と、位置を求めようとする観測点とで同時にＧＰＳ観測を行い、基準局で観測したデータを無線等の方法で観測点にリアルタイムで送信し、基準局の位置成果に基づいて観測点の位置をリアルタイムに求める方法である。
ＤＧＰＳ（ディファレンシャルＧＰＳ）側位は、基準局と観測点の両点で単独側位を行い、基準局において位置成果と観測された座標値の差を求め、観測点に補正情報として送信する。
ＲＴＫ−ＧＰＳ（リアルタイムキネマティック−ＧＰＳ）側位は、基準局と観測点の両点で位相の測定（相対側位）を行い、基準局で観測した位相データを観測点に送信する、
観測点のＧＰＳ受信機では、受信データと基準局から送信されたデータとをリアルタイムで解析することにより、観測点の位置を決定する。
【００２２】
本発明においては、測定精度の高いＲＴＫ−ＧＰＳ側位方式が採用されているが、前記他の方式を用いてもよく、限定されない。
【００２３】
図４に示すように、本発明におけるＧＰＳユニット１０２は、主に、散布作業機１０１本体に搭載される移動局ユニット１０３と、水田などの圃場の近くに設置される基準局側ユニット１０４からなる。該基準局ユニット１０４は地面に固定された基準局の役割を果たし、移動局側ユニット１０３は位置を求めようとする移動局（観測点）として機能する。
図３および図５に示すように、散布作業機１０１本体上面の運転席１４の後部から正面視門型のフレーム１０５が立設されている。フレーム１０５の横架部１０５ａおよび立設部１０５ｂ・１０５ｂで囲まれる部分には収納部１０６が設けられ、該収納部１０６に移動局ユニット１０３の内、ＧＰＳアンテナ１０８を除く部材が収納される。ＧＰＳアンテナ１０８はフレーム１０５の横架部１０５ａ上面に固設される。
【００２４】
移動局ユニット１０３は、ＧＰＳアンテナ１０８の他、ＧＰＳ受信部１０９、ＣＰＵやＲＡＭやＲＯＭ等を備える制御手段となる処理部１１０、操作部１１１、表示部１１２、無線部１１３などで構成される。
ＧＰＳアンテナ１０８で受信されたＧＰＳ衛星からの電波信号は、ケーブルでＧＰＳ受信部１０９を経て処理部１１０に送信される。操作部１１１は後述する自律走行の設定や、ＧＰＳの初期設定などを行うためのインターフェースであり、処理部１１０にケーブル接続されている。表示部１１２は処理部１１０にケーブル接続されており、処理部１１０におけるデータ処理の状況や、操作部１１１により入力された各種設定を表示する。無線部１１３は基準局ユニット１０４およびオペレータが携帯する無線操作手段１３３と、移動局ユニット１０３とが無線交信するためのものである。
【００２５】
なお、本実施例においては移動局ユニット１０３をフレーム１０５に固設しているが、例えばＧＰＳアンテナ１０８以外の移動局ユニット１０３を構成する他の部材はボンネット９に収納し、運転席１４の前に位置する操縦部の操作パネル１１に、操作部１１１および表示部１１２を組み込む構成としても良い。
また、操作部１１１はキーボードやスイッチ、レバー、押しボタン、ダイアルなどオペレータが入力操作可能であればよく、その形式は限定されない。さらに、操作部１１１と表示部１１２をタッチパネルとし、一体化してもよい。
また、処理部１１０、操作部１１１および表示部１１２として、既存のパソコンを使用してもよい。
【００２６】
基準局ユニット１０４も移動局ユニット１０３と略同じ構成であり、ＧＰＳアンテナ１１４、ＧＰＳ受信部１１５、処理部１１６、操作部１１７、表示部１１８、無線部１１９などで構成される。
【００２７】
図６に示すように、基準局ユニット１０４のＧＰＳアンテナ１１４は支柱１１４ａにより地面より立設される。基準局ユニット１０４を構成するＧＰＳアンテナ１１４以外の部材は筐体１２０に収納可能に構成される。
なお、基準局ユニット１０４は本発明の散布作業機１０１を使用する圃場の近傍に常設してもよく、あるいは使用後撤去可能な構成としても良い。
【００２８】
次に、本発明の散布作業機１０１における自律走行システムについて、図４を用いて説明する。該自律走行システムは、前述のＧＰＳユニット１０２の他、自律走行プログラム１２１や、散布作業機１０１の種々の情報を検出する内界センサ１２２、株倣いセンサ１２３、自律走行・作業をするための自律操作手段１２４などからなる。
【００２９】
ある時刻に発信されたＧＰＳ衛星１２５からの電波信号は、散布作業機１０１に設けられた移動局ユニット１０３のＧＰＳアンテナ１０８により受信され、ＧＰＳ受信部１０９を経て処理部１１０に送信される。
【００３０】
一方、前記ＧＰＳ衛星１２５から同時刻に発信された電波信号は、圃場付近に設置された基準局ユニット１０４のＧＰＳアンテナ１１４によっても受信され、ＧＰＳ受信部１１５を経て処理部１１６に送信される。さらに、無線部１１９から無線部１１３を経て処理部１１０に無線送信される。
【００３１】
処理部１１０では、前記基準局ユニット１０４において受信された電波信号と、移動局ユニット１０３において受信された電波信号とを比較対照し、同時刻に発信された電波信号がＧＰＳアンテナ１０８およびＧＰＳアンテナ１１４で受信されたときの位相差や、複数の衛星からの電波信号情報に基づき、移動局ユニット１０３と基準局ユニット１０４との相対位置を計算し、移動局ユニット１０３の位置計算を行う。上記の計算は処理部１１０に格納された自律走行プログラム１２１により行われる。
【００３２】
このように構成することにより、散布作業機１０１と基準局ユニット１０４との三次元の相対位置、すなわち、圃場内における散布作業機１０１の位置（高さ方向のデータを含む）を高精度かつリアルタイムで測定可能である。
【００３３】
内界センサ１２２は、速度、姿勢、エンジン回転数、ステアリングの操舵角など、散布作業機１０１を自律走行させる上で必要な情報を検知するためのセンサ類を指す。より具体的には、エンジン回転数センサ、車速センサ、操舵角センサ、方位センサ、ロール傾斜センサ、ピッチ傾斜センサなどである。これら内界センサ１２２からの検知信号は、処理部１１０に送信される。
なお、本実施例においては、内界センサ１２２のうち、方位センサ、ロール傾斜センサ、ピッチ傾斜センサなどは移動局ユニット１０３と同じ収納部１０６内に配設されているが、これらのセンサ類の配設位置については特に限定されない。
【００３４】
株倣いセンサ１２３は、散布作業機１０１の機体前部下面に配設される。株倣いセンサ１２３は散布作業機１０１が作物を車輪で踏んだりしないように、圃場に所定の間隔を空けて植わっている作物を検知し、該散布作業機１０１の走行方向を制御するために用いられる。株倣いセンサ１２３からの検知信号も処理部１１０に送信される。株倣いセンサ１２３については後で詳述する。
【００３５】
内界センサ１２２、株倣いセンサ１２３からの検知信号、およびＧＰＳユニット１０２による散布作業機１０１の位置情報に基づき、処理部１１０内に格納された自律走行プログラム１２１によって散布作業機１０１の速度、姿勢、エンジン回転数、ステアリングの操舵角などを自律操作するための信号が自律操作手段１２４に送信される。該自律操作手段１２４は、より具体的には、ステアリング駆動アクチュエータやステアリング駆動電磁弁（図示せず）、ブーム昇降用パワーシリンダ（ブーム昇降用シリンダ３８に相当）、ブーム開閉用パワーシリンダ（ブーム開閉用シリンダ４３に相当）、ブーム水平制御用パワーシリンダ（ブーム水平制御用シリンダ３９に相当）、アクセルアクチュエータ、主クラッチ用アクチュエータ、株倣いセンサ昇降アクチュエータなどである。
なお、本実施例においては、ＧＰＳユニット１０２から得られる散布作業機１０１の位置情報は高さ方向に対しても高い精度を持つ。そのため、自律作業中に圃場からブーム４０までの高さが略一定となるようブーム昇降用シリンダ３８を制御し、薬液の散布状態を略一定にすることが可能である。
【００３６】
無線操作手段１３３はオペレータが携帯し、散布作業機１０１から離れた位置から各種の操作をおこなうためのものである。図４に示すように、本実施例の無線操作手段１３３は内部に合計六点の接点スイッチを備え、それぞれ第一ボタン１６３、第二ボタン１６４、第三ボタン１６５、第四ボタン１６６、第五ボタン１６７、第六ボタン１６８によりオン・オフされる。
自律走行時においてオペレータが行う遠隔操作としては、次の十種類の操作が挙げられる。すなわち、（１）非常時の緊急停止（エンジン停止）は第一ボタン１６３、（２）散布作業機の発進・停車は第二ボタン１６４、（３）ブーム上昇は第四ボタン１６６、（４）ブーム下降は第六ボタン１６８、（５）右側方ブーム開は第三ボタン１６５＋第四ボタン１６６、（６）右側方ブーム閉は第三ボタン１６５＋第六ボタン１６８、（７）左側方ブーム開は第五ボタン１６７＋第四ボタン１６６、（８）左側方ブーム閉は第五ボタン１６７＋第六ボタン１６８、（９）株倣いセンサ上昇は第三ボタン１６５＋第五ボタン１６７＋第四ボタン１６６、（１０）株倣いセンサ下降は第三ボタン１６５＋第五ボタン１６７＋第六ボタン１６８、である。
このように一つまたは複数のボタンを組み合わせて押すことにより、操作性を損なわず、無線操作手段１３３に設けられた接点スイッチの個数（本実施例においては六個）よりも多い種類（本実施例では十種類）の操作を可能としている。
【００３７】
続いて、散布作業方法の実施例を図７および図８を用いて説明する。
例えば図７に示すような平面視長方形の圃場である水田１２６で散布作業を行う場合、水田１２６内に均一に、言い換えれば、一度も散布されていない場所（未散布領域）や複数回散布される場所（重複散布領域）が生じないように薬液を散布することが重要である。よって、散布作業を行う散布作業機１０１が左右の側方ブーム４２Ｌ・４２Ｒを車体側方に伸ばした時の横幅（以後「全幅」と呼ぶ。１０メートル程度）と略同じ幅を持つ水田１２６の外縁部１２６ａ（図７における斜線部）を残し、該外縁部１２６ａの内側に位置する作業開始地点１２８（または作業開始地点１３１）から散布作業を開始する。最後に外縁部１２６ａを一周しながら散布作業して作業終了地点１２９（または作業終了地点１３２）から散布作業機１０１が水田１２６の外に退出する。すなわち、図７において実線および点線で示された経路に沿って散布作業機１０１が走行しつつ、散布作業を行うのである。
このとき、図７に示される散布作業機１０１の走行経路のうち、実線で示された部分は薬液散布作業を行いつつ走行する工程（以後「散布工程」と呼ぶ）を示し、点線で示された部分は薬液散布作業を行わずに走行する工程（以後、「移動工程」と呼ぶ）を示している。
【００３８】
本発明の散布作業機１０１における散布作業の場合、水田１２６端部の任意の地点である作業車進入地点１２７までオペレータが散布作業機１０１を運転し、作業車進入地点１２７で停車させて散布作業機１０１から降りる。次に、オペレータは携帯している無線操作手段１３３により、散布作業機１０１の自律走行を開始させる（自律走行開始ボタンを押す）。散布作業機１０１は作業直前に水田１２６の外縁部１２６ａを周回し、ＧＰＳユニット１０２から得られた水田１２６の形状を処理部１１０に記憶し、自律走行プログラム１２１により、水田１２６の形状に関する情報を基に作業経路を自動作成しておくか、予め圃場毎の作業経路データを作成しておき、処理部１１０に記憶しておく。
【００３９】
散布作業機１０１は処理部１１０内に格納されている自律走行プログラム１２１により、水田１２６の形状に関する情報を基に作業車進入地点１２７から作業開始地点１２８までの作業車誘導経路を自動作成する。
散布作業機１０１は前記作業車誘導経路（作業車進入地点１２７から作業開始地点１２８まで）を自律走行後、停車することなく薬液散布作業を開始し、ＧＰＳユニット１０２による位置情報を基に自律走行を続ける。最後に作業終了地点１２９まで到達すると、散布作業機１０１は自動的に自律走行を終了し、停車する。
【００４０】
なお、散布作業機１０１の自律走行経路は幾通りも作成することが可能であるが、作業速度の観点から見れば、走行経路が最も短い経路を選択することが望ましい。ただし、実際には圃場内に障害物（看板・鉄塔脚など）が存在したり、圃場の特定箇所が軟弱地盤であったり、あるいは作業車が圃場に進入できる地点が特定の場所に制約されるなど、種々の状況が考えられる。
また、散布作業機１０１が一度散布作業を行った場所を再び通過することは、薬液散布による害虫駆除・防除効果の観点から見て好ましいことではない。よって、処理部１１０に予め諸条件を入力するか、記憶させておくとともに、これらの諸条件を加味した上で最適の走行経路を選択可能に自律走行プログラム１２１を構成することが重要である。
【００４１】
次に、株倣いセンサ１２３について説明する。
図７に示した自律走行経路に沿って自律走行作業を行う場合、圃場に均一に（未散布領域および重複散布領域を生じることなく）薬液を散布するだけでなく、作物株列（条）間を車輪が通過するよう自律走行経路を作成し、圃場に植わった作物を車輪で踏まないことが求められる。しかし、ＧＰＳ自体は圃場に植わった作物を個々に検知することはできない。
そこで、株倣いセンサ１２３によって作物の植わっている場所を検知し、該検知情報に基づいてＧＰＳによる自律走行経路を修正し、薬液の均一散布と、車輪で踏むことによる作物損傷防止とを両立させるのである。株倣いセンサ１２３は、圃場に植わっている作物の株からセンサまでの距離を検出することにより、散布作業機１０１の前輪７・７及び後輪８・８が条間を走行し、株を踏むことがないように操向制御するためのものである。
【００４２】
図９に示す如く、株倣いセンサ１２３は主にセンサ本体２０９と、該センサ本体２０９に回動可能に取り付けられたセンサアーム２１０Ｌ・２１０Ｒで構成される。センサアーム２１０Ｌ・２１０Ｒは、該センサ本体２０９の左右側方にその先端を突出しており、散布作業機１０１が前進すると該センサアーム２１０Ｌ・２１０Ｒの胴体部は作物の株に当接し、回動支持部２１０ａを中心に後方に回動する。
このとき、該回動支持部２１０ａに設けられた回動角検出手段２１１（角度センサなど）により、回動角θが検出され、本機コントローラ１６９に該検出データが送信される。そして、センサアーム２１０Ｌ・２１０Ｒの長さＬ（より厳密には、回動支持部２１０ａの回動中心軸からセンサアーム先端までの距離Ｌ）および回動角θから、図１０に示す距離Ｍ_Ｒ・Ｍ_Ｌを算出する。
センサアーム２１０Ｌ・２１０Ｒが無負荷状態（作物株に接触せず、回動していない状態）時の距離（Ｍ_Ｒ＋Ｍ_Ｌ）は、作物の生育条件等で決められた条間距離より大きくなるようにアーム２１０Ｌ・２１０Ｒの長さや形状が定められる。
【００４３】
図９ではアーム２１０Ｌ・２１０Ｒの形状は散布作業機１０１の進行方向に対して、平面視で後方へ弓なりに反った形状としているが、該センサアームをまっすぐな棒形状とし、無負荷状態でセンサアーム先端が散布作業機１０１の進行方向に対して略側方を向くように構成してもよい。
【００４４】
センサアーム２１０Ｌ・２１０Ｒにはバネなどの弾性体による付勢手段（図示せず）が設けられ、該アーム２１０Ｌ・２１０Ｒが無負荷状態（すなわち、作物株などと当接していない状態）では、左右のセンサアーム２１０Ｌ・２１０Ｒが左右に大きく開き、距離（Ｍ_Ｒ＋Ｍ_Ｌ）が作物の生育条件等で決められた条間距離より大きくなるように付勢される。
このとき、前記付勢手段の付勢力や剛性やセンサアーム２１０Ｌ・２１０Ｒの材質（プラスチックや樹脂、金属など）を変更可能に構成し、作物の種類や育成状態に適した検知条件を選択することが可能である。例えば、作物の茎が細いときは細くて柔らかい樹脂製のセンサアームを使用し、充分生育した作物のときは金属製のセンサアームを使用する、といった利用方法が可能である。
【００４５】
図１から図３に示すように、株倣いセンサ１２３は前方ブーム４１の左右両端部付近より下方に突設されたステー２５１・２５１の下端部に取り付けられる。そして、該株倣いセンサ１２３は散布作業機１０１の前輪７・７の前方に一個ずつ、計二個配置される形となる。
前方ブーム４１は昇降用シリンダ３８・３８およびブーム水平制御用シリンダ３９を伸縮させることにより圃場表面からの高さを略一定に保ち、かつ略水平姿勢を保持することが可能である。そのため、該前方ブーム４１に取り付けられた株倣いセンサ１２３もまた、圃場表面からの高さを略一定に保たれるとともに、略水平姿勢に保持される。
なお、本実施例では左右一対の株倣いセンサ１２３・１２３が前方ブーム４１下方に取り付けられ、左右の前輪７・７前方に配置されると共にブームの昇降に連動する構成としたが、該株倣いセンサ１２３を散布作業機１０１のメインフレーム６Ｌ・６Ｒに取り付け、専用の昇降アクチュエータを設ける構成としても良い。また、散布作業機１０１の左右中央かつ平面視で前輪７・７の略前方となる位置に一個の株倣いセンサを配設する構成としても良い。
【００４６】
散布作業機１０１の左右の車輪間距離は、作物の生育条件等で決められた条間距離の略整数倍となるように構成されている。そのため、距離Ｍ_Ｌ _・ＭＲが略等しくなるように操向制御されることにより、散布作業機１０１の前車輪７・７が条間を走行し、作物を車輪で踏むことがない。
【００４７】
株倣いセンサ１２３による株位置検知方法について、図１１から図１３を用いて説明する。
なお以後は説明を簡略にするために、株倣いセンサ１２３のセンサアーム２１０Ｌ・２１０Ｒの形状は真っ直ぐな棒であるとし、無負荷状態では散布作業機１０１の進行方向に対して左右に突出した状態であるものとする。また、回動角θは散布作業機１０１の機体前方を基準とし、平面視反時計回りを正とする。
【００４８】
図１２は散布作業機１０１の走行中において、株倣いセンサ１２３のセンサアームの内、センサ本体２０９の左側面に突出したセンサアーム２１０Ｌが、圃場に植わった作物株２５２・２５３と当接して回動するときの回動角θと時間の関係を示している。また、図１３は、散布作業機１０１の走行中において、センサアーム２１０Ｌが圃場に植わった作物株２５２・２５３と当接して回動するときの位置関係を示している。
以後、回動角θについては、センサアーム２１０Ｌの回動角をθ_Ｌ、センサアーム２１０Ｒの回動角をθ_Ｒとする。
【００４９】
ある時刻ｔ_０において、センサアーム２１０Ｌが株２５２に当接し、そのときの回動角θ_Ｌ＝θ_０であったとする（当接開始点）。散布作業機１０１が速度Ｖで前進を続けると回動角θ_Ｌは増加し続け、時刻ｔ_１にはセンサアーム２１０Ｌの先端と株２５２とが当接した状態となる。このとき、回動角θ_Ｌ＝θ_１であり、株２５２とセンサアーム２１０Ｌとが当接することによる回動角は最大値となる（当接終了点）。
さらに散布作業機１０１が速度Ｖで前進を続けると、センサアーム２１０Ｌは株２５２と離れて図示せぬ付勢手段により前方に回動し、時刻ｔ_２に株２５２と同じ作物株列（条）を形成する隣の株２５３と当接する。このとき、θ_Ｌ＝θ_２である。散布作業機１０１がさらに速度Ｖで前進を続けると回動角θ_Ｌは再び増加し、時刻ｔ_３にはセンサアーム２１０Ｌの先端と株２５３とが当接した状態となる。このとき、回動角θ_Ｌ＝θ_３であり、株２５３とセンサアーム２１０Ｌとが当接することによる回動角は最大値となる。
【００５０】
図１１および図１２に示すように、散布作業機１０１が作物株列（条）に沿って走行したときに、横軸を時間、縦軸を回動角θとして回動角θをプロットすると鋸刃状となる。センサアーム２１０Ｌの長さＬ、および当接終了点における回動角θ_Ｌ（θ_１あるいはθ_３）から、当接終了点における株倣いセンサ１２３と該株倣いセンサ１２３の左側方に位置する作物株との距離Ｍ_Ｌは以下の（式１）で表される。すなわち（式１）は、Ｍ_Ｌ＝Ｌ×ｓｉｎ（θ_Ｌ）である。
センサアーム２１０Ｒについても同様にして、距離Ｍ_Ｒは以下の（式２）で表される。すなわち（式２）は、Ｍ_Ｒ＝Ｌ×ｓｉｎ（θ_Ｒ）である。
散布作業機１０１の操向制御は距離Ｍ_ＬとＭ_Ｒとが略等しくなるように行う。言い換えれば、距離偏差ΔＤ（＝Ｍ_Ｌ−Ｍ_Ｒ）がゼロに略等しくなるように制御する。（式１）および（式２）より距離偏差ΔＤは以下の（式３）で表される。すなわち（式３）は、ΔＤ＝Ｌ×｛ｓｉｎ（θ_Ｌ）−ｓｉｎ（θ_Ｒ）｝である。
【００５１】
散布作業機１０１の機体前後方向が作物株列（条）に対して常に平行であれば上述の（式１）から（式３）だけで操向制御することが可能であるが、実際には作物株列に対して散布作業機１０１の機体前後方向は平行ではない。従って、前述の（式１）から（式３）における回動角θ_Ｌ・θ_Ｒには常に作物株列の長手方向と散布作業機１０１の機体前後方向との成す角度偏差Δθが誤差として含まれている。
【００５２】
角度偏差Δθは、（式４）に示すように、株倣いセンサ１２３の前後方向（すなわち散布作業機１０１の機体前後方向）と左側方の作物株列との成す角度Δφ_Ｌと、株倣いセンサ１２３と右側方の作物株列との成す角度Δφ_Ｒの平均値で表される。すなわち（式４）は、Δφ＝（Δφ_Ｌ＋Δφ_Ｒ）／２である。
図１３に示すように、Δφ_Ｌは、株２５２の当接終了点（時刻ｔ_１）におけるセンサアーム２１０Ｌの先端位置２５４と、株２５３の当接終了点（時刻ｔ_３）におけるセンサアーム２１０Ｌの先端位置２５５とを結ぶ直線と、散布作業機１０１の機体前後方向との成す角度で表される。
【００５３】
Δφ_Ｌは充分小さいと仮定するとともに、時刻ｔ_３を現在の時刻、時刻ｔ_１を過去の時刻として、Ｔ＝ｔ_３−ｔ_１、θ_１＝θ_Ｌｏｌｄ、θ_３＝θ_Ｌｎｏｗと書き換えると、Δφ_Ｌは以下の（式５）で近似される。すなわち（式５）は、Δφ_Ｌ＝Ａｒｋｔａｎ｛Ｌ×（ｓｉｎ（θ_Ｌｎｏｗ）―ｓｉｎ（θ_Ｌｏｌｄ））／ＶＴ｝である。
同様にして、Δφ_Ｒは以下の（式６）で近似される。すなわち（式６）は、Δφ_Ｒ＝Ａｒｋｔａｎ｛Ｌ×（ｓｉｎ（θ_Ｒｎｏｗ）―ｓｉｎ（θ_Ｒｏｌｄ））／ＶＴ｝である。
（式４）から（式６）より、Δφは（式７）のように表される。すなわち（式７）は、Δφ＝〔Ａｒｋｔａｎ｛Ｌ×（ｓｉｎ（θ_Ｌｎｏｗ）―ｓｉｎ（θ_Ｌｏｌｄ））／ＶＴ｝＋Ａｒｋｔａｎ｛Ｌ×（ｓｉｎ（θ_Ｒｎｏｗ）―ｓｉｎ（θ_Ｒｏｌｄ））／ＶＴ｝〕／２である。
（式７）で得られたΔφがゼロに略等しくなるように散布作業機１０１の操向制御を行うことで、散布作業機１０１は作物株列（条）に対して略平行に走行することが可能である。
以上の如く、株倣いセンサ１２３の回動角θ（θ_Ｌおよびθ_Ｒ）から、距離偏差ΔＤおよび角度偏差Δφを求めることが可能である。結果として、ＧＰＳユニット１０２では直接検知することができない圃場の作物株列（条）の方向、および個々の作物株の位置を検知し、散布作業機１０１が作物を踏むことなく自律走行することが可能である。
【００５４】
なお、前述の（式５）から（式７）中に出てくるＶＴ（＝Ｖ×（ｔ_３―ｔ_１））は同じ作物株列に植わっていて、かつ隣り合う作物間の距離と略同じである。従って、ＧＰＳユニット１０２による散布作業機１０１の位置情報と組み合わせることにより、ＶＴ値の圃場内分布を知ることが可能である。該ＶＴ値が大きければ、作物株間距離が大きいことを意味し、欠株や植付ミスが生じており、該ＶＴ値が小さければ、作物株間距離が小さいことを意味する。言い換えれば、ＶＴは作物の植え付け密度を表しているのである。よって、追肥作業データとして利用可能である（植え付け密度が高い場所に追肥するなど）。
また、作物株間距離が小さいことは当該地点において移植機が走行中スリップしつつ移植作業を行ったことをも示している。すなわち、軟弱地盤分布データとしても利用可能である。
【００５５】
図１４は株倣いセンサ１２３と処理部１１０との間にローパスフィルタ２５６を設けない場合の回動角θと時間ｔの関係を示すグラフである。本実施例では株倣いセンサ１２３の回動角検出手段２１１である角度センサの出力周波数は５Ｈｚであり、振動的な出力を行うため、当接開始点および当接終了点を検知するのは容易ではない。本実施例のローパスフィルタ２５６の周波数は１Ｈｚであり、該ローパスフィルタ２５６により回動角検出手段２１１からの出力（電圧）は図１１の如く平滑化され、当接開始点および当接終了点が容易に検知可能となった。また、ローパスフィルタ２５６を設けたことにより、外部からのノイズが株倣いセンサ１２３の出力信号に及ぼす影響が小さくなり、検知データの信頼性が向上した。
【００５６】
上記の株倣いセンサ１２３による自律走行経路の修正方法としては、次のような方法がある。
例えば図１５に示すように、散布作業機１０１の自律走行経路を、直進走行する部分が作物株列（条）に対して略平行となるように作成する。そして、該直進経路（図１５中の太い実線）を走行するときはＧＰＳからの位置情報よりも株倣いセンサ１２３からの作物位置情報を優先し、作物株を踏まないように操向制御する（以後、株倣いセンサからの情報に基づき、作物株を踏まないように作物株に対して略平行に走行することを「株倣い走行」と呼ぶ）。
一方、自律走行経路のうち、図１５中の太い点線で示される部分は散布作業機１０１が旋回走行する部分である（以後、「回行走行」と呼ぶ）。この回行走行時にはＧＰＳからの位置情報に基づいて自律走行を行う。
すなわち、作物株列（条）に沿って走行するときはＧＰＳによる自律走行経路から大きく外れず、かつ作物株を踏まないように走行し、旋回するときはＧＰＳによる自律走行経路を精度良くトレースするように散布作業機１０１の操向制御が行われるのである。
【００５７】
このように構成することにより、自律走行中において、旋回時はＧＰＳからの位置情報に基づき自律走行経路に対して精度良く走行し、直進時は株倣いセンサからの作物株の位置情報に基づき操向制御し、作物が散布作業機の車輪に踏まれて損傷することが最小限に抑えられる。
【００５８】
また、本実施例の散布作業機１０１の処理部１１０に株倣い走行時の走行経路をＧＰＳによる位置情報として記憶させることも可能である。このように構成することにより、同一の圃場で次回に自律走行による薬液散布作業を行うときは、作物株を車輪で踏まない過去の自律走行経路を利用して、株倣いセンサを使用せずとも作物株を踏まずに自律走行を行うことが可能である。
【００５９】
また、株倣い走行経路２５７から隣の株倣い走行経路２６１へ移行する際に、該株倣い走行経路２５７・２６１に枕地が隣接している際は、図１６に示す旋回方法を用いることが可能である。
株倣い走行経路２５７および株倣い走行経路２６１と、枕地走行経路２５９とは、作物株列が略垂直になっている。すなわち、枕地走行経路２５９と後述する回行走行経路２５８・２６０はちょうど枕地上に位置する。株倣い走行経路２５７の終了点に到達した散布作業機１０１は回行走行経路２５８に沿って９０度左旋回（回行走行）し、枕地走行経路２５９では他の株倣い走行経路と同様に株倣い走行を行う。そして、回行走行経路２６０に沿って９０度左旋回（回行走行）し、株倣い走行経路２６１では株倣い走行を行う。
【００６０】
一方、回行経路２６２から中継経路２６３、回行経路２６４を経て株倣い経路２６１へ復帰するような、枕地でない場所での旋回作業（隣接する株倣い走行経路間の移行）を行うと、中継経路２６３では作物株列（条）を横切るように走行するため、該中継経路２６３を走行中は作物株を車輪で踏むことは避けられない。
【００６１】
上記の如く、回行走行を行う場所が枕地上に来るように自律走行経路を作成し、枕地内で回行走行し、枕地の作物株列（条）に沿って株倣い走行後再び回行走行して隣の株倣い走行経路へ進入することにより、枕地ではない場所で回行走行を行う場合と比較すると、車輪で踏むことによる作物の損傷が少ない。
【００６２】
次に、株割り時の操向制御方法について、図１７から図１９を用いて説明する。「株割り」とは、作物株を車輪で踏み倒しながら走行することを指す。より具体的には図１７または図１８のような状態になる。
図１７では、作物株列２６６の上に株倣いセンサ１２３が位置し、該株倣いセンサ１２３直下の作物は株倣いセンサ１２３の前方に折れ曲がっている。そのため、左右のセンサアーム２１０Ｌ・２１０Ｒはともに該株倣いセンサ１２３直下の作物に触れておらず、回動していない状態（以後、「第一株割り形態」と呼ぶ）である。
図１８では、作物株列２６６の上に株倣いセンサ１２３が位置し、該株倣いセンサ１２３直下の作物株を構成する複数の作物茎の束は、株倣いセンサ１２３の左右に割られた状態（以後、「第二株割り形態」と呼ぶ）になっている。この左右に割れた作物茎に当接して、左右のセンサアーム２１０Ｌ・２１０Ｒは後方へ大きく（最大回動角近傍まで）回動している。
このような状態で株倣い走行を継続すると、株倣いセンサ１２３・１２３後方に位置する前輪７・７により作物株列２６６は延々踏み倒されてしまう。
【００６３】
そこで、本発明の散布作業機１０１では、図１９に示すような走行経路修正を行う。すなわち、株倣いセンサ１２３のセンサアーム２１０Ｌ・２１０Ｒからの回動角θ_Ｌおよびθ_Ｒの情報から、第一株割り形態（回動角θ_Ｌおよびθ_Ｒが無負荷状態の時の回動角を示す）または第二株割り形態（回動角θ_Ｌおよびθ_Ｒが株倣いセンサの最大回動角近傍を示す）を呈していると判断されると、散布作業機１０１は条間距離（隣接する作物株列間の距離）の略半分だけ進行方向に対して左右どちらかにずれた位置に移動し、その位置から株倣い走行を再開するように操向制御される。図１９は散布作業機１０１が進行方向の左側に条間距離の略半分だけずれて、作物株列２６５と作物株列２６６の条間を車輪が通過する操向制御の実施例である。なお、半分ずらす場合は散布側にずらし、未散布領域が発生しないようにする。
このように制御することにより、株倣い走行中に株割りとなっても、散布作業機１０１は条間距離の略半分ずれた位置に移動して株倣い走行を再開するので、作物を延々車輪で踏むことなく自律走行を行うことが可能である。
【００６４】
また、本発明の散布作業機１０１が自律走行を行う際に株割りが発生する可能性が高いのは、ＧＰＳによる位置情報に基づいて旋回する「回行走行」から、株倣いセンサ１２３からの検知情報に基づいて作物株列に略平行に走行する「株倣い走行」へ移行するときである。
【００６５】
本発明では回行走行から株倣い走行へ移行するときに、回行走行終了時点から作物株列の長手方向に対して斜めに走行する「斜行走行」を行い、このときの株倣いセンサ１２３の検知情報に基づき株倣い走行へ移行する。
【００６６】
図２０は、互いに略平行な作物株列２６５・２６６・２６７に対して略垂直な作物株列である枕地株列２６８・２６９間を株倣いセンサ１２３が通過するように株倣い走行していた散布作業機１０１が、左に９０度旋回して作物株列２６５・２６６・２６７に略平行に株倣い走行する実施例である。
散布作業機１０１は、枕地走行経路の終了点２７０までは株倣いセンサ１２３の検知情報に基づき、株倣い走行を行っている。散布作業機１０１はＧＰＳからの位置情報に基づいて該枕地走行終了点２７０から回行走行を行い、左に９０度旋回する。そして株倣いセンサ１２３は回行走行終了点２７１に移動する。このとき、回行走行経路（枕地走行終了点２７０から回行走行終了点２７１まで）はＧＰＳからの位置情報に基づいて自律走行を行うため、図２０のように株倣いセンサ１２３がちょうど作物株列２６６に重なる（すなわち株割りを起こす）位置から株倣い走行を開始する場合が発生し得る。
【００６７】
このような場合でも、散布作業機１０１は作物株２７６や作物株２７７上を株割りしつつ走行していると、前述の如くセンサアーム２１０Ｌ・２１０Ｒの回動角から株割りを起こしていることを検知する。そして、条間距離の略半分だけ走行経路を側方にずらして（本実施例では走行経路修正開始点２７４から走行経路修正終了点２７５へ移動して）、作物株列２６６と作物株列２６７の間を株倣いセンサ１２３が通過しつつ株倣い走行する。
しかし、株割りを起こしていると認識するまでは株割りしつつ走行を続けることから、幾つかの作物株（本実施例では作物株２７６・２７７）を車輪で踏むことになる。
【００６８】
そこで、本発明では回行走行を行う際に９０度旋回せず、手前の斜行走行開始点２７２から、作物株列２６５・２６６・２６７の長手方向に対して斜めに横切るように斜行走行を行う。この斜行走行時はＧＰＳからの位置情報に基づき、直進走行する。そして、斜行走行時のセンサアーム２１０Ｌ・２１０Ｒの回動角から作物株列２６６・２６７の位置を検知し、株倣い走行開始点２７３から株倣い走行を開始する。
【００６９】
このように制御することにより、回行走行から株倣い走行への移行時に起こりやすい株割れを回避し、自律走行による作物への損傷をより低減することが可能である。
【００７０】
また、図２１に示すように、接触センサや距離センサなどで構成される前方検知手段２７６を株倣いセンサ１２３の前面に設けることにより、株割れを起こしたり、作物株列を横切ったことをより早く検知することが可能となる。結果として、作物株を車輪で踏むことによる損傷を低減可能である。また、センサアーム２１０Ｌ・２１０Ｒからの回動角の情報と組み合わせることにより、作物株列の位置の検知精度が向上する。
【００７１】
なお、本実施例においては、散布作業機１０１の本機コントローラ１６９と自律走行コントローラである処理部１１０とは別体であり、これらの間をケーブルで接続する構成としたが、これらを一体化して、ＣＰＵやＲＡＭやＲＯＭ等を備える一つの制御手段により制御する構成としても良い。
【００７２】
また、本実施例では車輪前方に配置する左右一側の株倣いセンサ１２３について説明したが、実際には、左右両側の株倣いセンサ１２３について株割れが生じないように制御する。このことき左右の株倣いセンサ１２３・１２３の前方両側の株と株の間隔は同一とすることは不可能に近いので、左右両側の株倣いセンサ１２３・１２３の内側の株または外側の株までの距離が略均等になるように制御する。また、左右いずれか一方がどうしても株を踏むときは、左右の株から均等距離を走行すると両側を踏んでしまうので、左右一方が確実に踏まないように制御して踏み倒す株をできるだけ少なくなるように制御する。
【００７３】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成したので、以下に示すような効果を奏する。
【００７４】
即ち、請求項１に示す如く、ＧＰＳと、内界センサと株倣いセンサを搭載し、それぞれ制御手段と接続して自律的に作業を行う農業用作業車であって、
枕地の回行走行時はＧＰＳによる位置情報を基に操向制御を行い、回行以外の直進走行時には作物株列に沿って株倣い走行するように、株倣いセンサによる操向制御を行うので、車輪は株間を走行することができるようになり、自律走行中に作物が該農業用作業車の車輪に踏まれて損傷することが最小限に抑えられる。また、株に沿って散布することができる。また、株に沿ったり株を避けて通るようにすると、所望の位置にたどり着くことが難しくなるが、ＧＰＳによる位置情報を基に回行走行するので、最短距離で回行でき、精度良く走行することが可能である。
【００７５】
請求項２に示す如く、過去に当該圃場で自律走行作業した時の自律走行経路を記憶しておき、該過去の自律走行経路に沿って自律走行するので、同一の圃場で次回に自律走行による薬液散布作業を行うときは、作物株を車輪で踏まない過去の自律走行経路を利用して、株倣いセンサを使用せずとも作物株を踏まずに自律走行を行うことが可能である。
【００７６】
請求項３に示す如く、回行走行から株倣い走行へ移行する際に、作物株列の長手方向に対して斜めに走行するので、回行走行から株倣い走行への移行時に起こりやすい株割れを回避し、自律走行による作物への損傷をより低減することが可能である。
【００７７】
請求項４に示す如く、株割りを起こす場合は、走行経路を左右どちらか一方に条間距離の略半分だけずらしてから株倣い走行を再開するので、作物を延々車輪で踏むことなく自律走行を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の農業用作業車の一実施例である散布作業機の側面図。
【図２】本発明の農業用作業車の一実施例である散布作業機の平面図。
【図３】本発明の農業用作業車の一実施例である散布作業機の正面図。
【図４】本発明における自律走行システムの模式図。
【図５】本発明の農業用作業車の一実施例である散布作業機の斜視図。
【図６】基準局ユニットを示す図。
【図７】本発明の農業用作業車による自律走行経路の実施例を示す模式図。
【図８】本発明における自律走行のフローチャート図。
【図９】株倣いセンサの実施例の模式図。
【図１０】株倣いセンサと前輪との位置関係を示す図。
【図１１】センサアームの回動角と時間との関係を示す図。
【図１２】センサアームの回動角と時間との関係を示す一部拡大図。
【図１３】センサアームと作物株の位置関係を示す模式図。
【図１４】ローパスフィルタ処理を行わない場合におけるセンサアームの回動角と時間との関係を示す図。
【図１５】作物株列に沿って形成された自律走行経路の実施例を示す図。
【図１６】株倣いセンサを用いた自律走行のフローチャート図。
【図１７】株割りの一形態を示す模式図。
【図１８】株割りの別形態を示す模式図。
【図１９】株割り状態から株倣い走行へ復帰するときの株倣いセンサの移動経路を示す模式図。
【図２０】斜行走行の実施例を示す図。
【図２１】株倣いセンサの別実施例の模式図。
【符号の説明】
１０１　農業用作業機
１０２　ＧＰＳユニット
１０３　移動局ユニット
１０４　基準局ユニット
１０８　ＧＰＳアンテナ
１２２　内界センサ
１２３　株倣いセンサ
２０９　センサ本体
２１０Ｌ・２１０Ｒ　センサアーム

Claims

ＧＰＳと、内界センサと株倣いセンサを搭載し、それぞれ制御手段と接続して自律的に作業を行う農業用作業車であって、
枕地の回行走行時はＧＰＳによる位置情報を基に操向制御を行い、回行以外の直進走行時には作物株列に沿って株倣い走行するように、株倣いセンサによる操向制御を行うことを特徴とする農業用作業車。
過去に当該圃場で自律走行作業した時の自律走行経路を記憶しておき、該過去の自律走行経路に沿って自律走行することを特徴とする請求項１に記載の農業用作車。
回行走行から株倣い走行へ移行する際に、作物株列の長手方向に対して斜めに走行することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の農業用作業車。
株割りを起こす場合は、走行経路を左右どちらか一方に条間距離の略半分だけずらしてから株倣い走行を再開することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の農業用作業車。