JP2018050491A - 経路生成システム - Google Patents

Abstract

【課題】資材の補給に際してのユーザの負担を軽減することが可能な経路生成システムを提供する。
【解決手段】経路生成システムにおいて、経路生成部は、予め設定された作業領域内においてトラクタにより自律作業が行われる自律作業経路を生成可能である。資材必要量算出部は、自律作業経路においてトラクタにより使用される肥料の予定量を算出する。補給位置設定部は、作業領域外でユーザによって指定された位置に肥料の補給位置Ａ１を設定する。肥料残量取得部（特定部）は、トラクタが使用可能な肥料の残量を取得する。離脱位置設定部は、前記予定量及び肥料の残量に基づいて、自律作業を中断する離脱位置Ｃ及び再開する復帰位置Ｄを設定する。経路生成部は、離脱位置Ｃから補給位置Ａ１を経由して復帰位置Ｄに至る補給経路Ｑを生成可能である。
【選択図】図１５

Description

本発明は、経路生成システムに関する。詳細には、作業車両が自律的に走行する経路を生成する経路生成システムに関する。

従来から、作業車両が自律的に走行する経路を生成する経路生成システムが知られている。特許文献１は、この種の経路生成システムによって自律的に走行される圃場作業機を開示する。この特許文献１の圃場作業機は、自機が自律的に走行する経路を算出する経路算出部と、当該経路算出部で算出された経路に基づいて自機の運転支援を行う運転支援ユニットと、を備えた構成となっている。

この特許文献１の圃場作業機においては、運転支援ユニットは、自機に搭載されている資材残量が閾値レベルを下回ると、そのことを報知するとともに自動走行を停止させる動作制御信号を自機の制御ユニットに出力する、としている。また、経路算出部は、必要資材の補給のために、自機を近くの畦まで自動走行するための非常走行経路を算出することが可能である、としている。

特開２０１５−１１２０７１号公報

しかし、上記特許文献１では、非常走行経路を具体的にどのように算出するのかについては開示がされていない。また、上記特許文献１の構成では、必要資材の補給のために圃場作業機を近くの畦まで自動的に移動できたとしても、その位置が資材の補給位置から離れていれば、ユーザは自ら圃場作業機を操向操作する等して自機を補給位置まで移動させなければならない。従って、資材の補給に際してのユーザの負担が依然として大きいという点で改善の余地があった。

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、資材の補給に際してのユーザの負担を軽減することにある。

課題を解決するための手段及び効果

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とその効果を説明する。

本発明の観点によれば、以下の構成の経路生成システムが提供される。即ち、この経路生成システムは、経路生成部と、算出部と、補給位置設定部と、特定部と、中断開始位置設定部と、を備える。前記経路生成部は、予め設定された作業領域内において作業車両により自律作業が行われる自律作業経路を生成可能である。前記算出部は、前記自律作業経路において前記作業車両により使用される資材の予定量を算出する。前記補給位置設定部は、前記作業領域外で指定された位置に資材の補給位置を設定する。前記特定部は、前記作業車両が使用可能な資材の保有量を特定する。前記中断開始位置設定部は、前記予定量及び前記保有量に基づいて自律作業の中断位置及び再開位置を設定する。前記経路生成部は、前記中断位置から前記補給位置を経由して前記再開位置に至る補給経路を生成可能である。

これにより、作業車両を、自動的に自律作業を中断させて資材の補給位置に向かわせ、補給終了後は自動的に自律作業の再開位置に向かわせて自律作業を再開することができるので、容易に資材を補給することができる。よって、ユーザの負担を軽減することができる。

前記の経路生成システムにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記自律作業経路は、接続路を介して接続される複数の自律作業路から構成される。前記中断開始位置設定部は、前記中断位置及び前記再開位置を、前記接続路によって接続される互いに異なる自律作業路に設定する。

これにより、自律作業の中断後の再開を、再開位置から円滑に行うことができ、作業効率が向上する。

前記の経路生成システムにおいては、前記中断開始位置設定部は、前記補給経路の経路長が、前記再開位置から前記自律作業経路における自律作業の終了位置までの経路長よりも短くなるように前記中断位置及び前記再開位置を設定することが好ましい。

これにより、経路長が長過ぎる補給経路が生成されることを抑制することができ、効率よく資材を補給することができる。また、ユーザの心理的な負担も軽減される。

前記の経路生成システムにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記補給位置設定部は、前記経路生成部により前記補給経路が生成された後に、前記補給位置の変更を受付可能に構成される。前記補給経路の生成後に、前記補給位置の変更が前記補給位置設定部により受け付けられた場合、前記経路生成部は、前記中断位置から変更後の補給位置を経由して前記再開位置に至る新たな補給経路を生成可能である。

これにより、補給経路生成後に、ユーザが補給位置を所望の位置に変更することが可能となり、よりユーザの意図に合致した補給経路を生成することが可能となる。

前記の経路生成システムにおいては、前記算出部は、前記自律作業経路の経路長、前記自律作業経路における前記作業車両の移動速度、前記自律作業経路における単位時間当たりの資材の使用量、作業車両が作業を行う幅、及び前記自律作業経路における単位長さ当たりの資材の使用量のうち少なくとも何れかに基づいて、前記予定量を算出することが好ましい。

これにより、予め設定した自律作業経路の経路長等を利用して、自律作業において必要となる資材の予定量を算出するので、圃場面積のみに基づいて算出する場合よりも正確に予定量を算出することができる。

本発明の一実施形態に係る経路生成システムによって生成された経路に沿って自律的に走行されるロボットトラクタの全体的な構成を示す側面図。 ロボットトラクタの平面図。 ユーザにより操作され、ロボットトラクタと無線通信することが可能な無線通信端末を示す図。 ロボットトラクタ及び無線通信端末の主要な電気的構成を示すブロック図。 経路生成システムが生成する走行経路の例を示す模式図。 無線通信端末のディスプレイにおける入力選択画面の表示例を示す図。 無線通信端末のディスプレイにおける作業車両情報入力画面の表示例を示す図。 無線通信端末のディスプレイにおける圃場情報入力画面の表示例を示す図。 無線通信端末のディスプレイにおける作業情報入力画面の表示例を示す図。 無線通信端末のディスプレイにおける資材の補給位置を設定するための資材補給位置設定ウィンドウの表示例を示す図。 資材の補給経路を生成するときに経路生成部等で行われる処理を示すフローチャート。 図１１の処理の続きを示すフローチャート。 ある走行経路において、設定された資材の補給位置と、算出された資材切れ発生位置と、の例を示す図。 図１３に示した例において、置換対象接続路を決定して暫定補給経路を生成した例を示す図。 置換対象接続路を図１４の場合から変更して暫定補給経路を生成した例を示す図。 図１５の暫定補給経路を補給経路として決定した後、資材の補給位置が変更された場合に、これに伴って生成された暫定補給経路の例を示す図。 図１６から更に資材の補給位置が変更された場合に、これに伴って生成された暫定補給経路の例を示す図。

次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。以下では、図面の各図において同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明を省略することがある。また、同一の符号に対応する部材等の名称が、簡略的に言い換えられたり、上位概念又は下位概念の名称で言い換えられたりすることがある。

本発明は、予め定められた圃場内で１台又は複数台の作業車両を走行させて、圃場内における農作業の全部又は一部を実行させるときに、作業車両を走行させる走行経路を生成する経路生成システムに関する。本実施形態では、作業車両としてトラクタを例に説明するが、作業車両としては、トラクタの他、田植機、コンバイン、土木・建設作業装置、除雪車等、乗用型作業機に加え、歩行型作業機も含まれる。本明細書において自律走行とは、トラクタが備える制御部（ＥＣＵ）によりトラクタが備える走行に関する構成が制御されて予め定められた経路に沿ってトラクタが走行することを意味し、自律作業とは、トラクタが備える制御部によりトラクタが備える作業に関する構成が制御されて、予め定められた経路に沿ってトラクタが作業を行うことを意味する。これに対して、手動走行・手動作業とは、トラクタが備える各構成がユーザにより操作され、走行・作業が行われることを意味する。

以下の説明では、自律走行・自律作業されるトラクタを「無人（の）トラクタ」又は「ロボットトラクタ」と称することがあり、手動走行・手動作業されるトラクタを「有人（の）トラクタ」と称することがある。圃場内において農作業の一部が無人トラクタにより実行される場合、残りの農作業は有人トラクタにより実行される。単一の圃場における農作業を無人トラクタ及び有人トラクタで実行することを、農作業の協調作業、追従作業、随伴作業等と称することがある。本明細書において無人トラクタと有人トラクタの違いは、ユーザによる操作の有無であり、各構成は基本的に共通であるものとする。即ち、無人トラクタであってもユーザが搭乗（乗車）して操作することが可能であり（即ち、有人トラクタとして使用することができ）、あるいは有人トラクタであってもユーザが降車して自律走行・自律作業させることが可能である（即ち、無人トラクタとして使用することができる）。なお、農作業の協調作業としては、「単一の圃場における農作業を無人車両及び有人車両で実行すること」に加え、「隣接する圃場等の異なる圃場における農作業を同時期に無人車両及び有人車両が実行すること」が含まれていてもよい。

次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る経路生成システム９９によって生成された経路に沿って自律的に走行されるロボットトラクタ１の全体的な構成を示す側面図である。図２は、ロボットトラクタ１の平面図である。図３は、ユーザにより操作され、ロボットトラクタ１と無線通信することが可能な無線通信端末４６を示す図である。図４は、ロボットトラクタ１及び無線通信端末４６の主要な電気的構成を示すブロック図である。図５は、経路生成システム９９が生成する走行経路Ｐの例を示す模式図である。

本発明の実施の一形態に係る経路生成システム９９は、図１に示すロボットトラクタ１を自律作業させるときに走行させる自律作業経路を生成するものである。本実施形態の経路生成システム９９の各構成は、主として、ロボットトラクタ１と無線通信する無線通信端末４６に備えられる。

初めに、ロボットトラクタ（以下、単に「トラクタ」と称する場合がある。）１について、主として図１及び図２を参照して説明する。

トラクタ１は、圃場領域内を自律走行する車体部としての走行機体２を備える。走行機体２には、例えば、耕耘機（管理機）、プラウ、施肥機、草刈機、播種機等の種々の作業機を選択して装着することができるが、本実施形態においては、作業機として施肥装置３が装着されている。走行機体２は、装着された作業機（施肥装置３）の高さ及び姿勢を変更可能に構成されている。

トラクタ１の構成について、図１及び図２を参照してより詳細に説明する。トラクタ１の走行機体２は、図１に示すように、その前部が左右１対の前輪７，７で支持され、その後部が左右１対の後輪８，８で支持されている。

走行機体２の前部にはボンネット９が配置されている。このボンネット９内にはトラクタ１の駆動源であるエンジン１０や燃料タンク（不図示）等が収容されている。このエンジン１０は、例えばディーゼルエンジンにより構成することができるが、これに限るものではなく、例えばガソリンエンジンにより構成してもよい。また、駆動源としてエンジン１０に加えて、又は代えて電気モータを採用してもよい。

ボンネット９の後方には、ユーザが搭乗するためのキャビン１１が配置されている。このキャビン１１の内部には、ユーザが操向操作するためのステアリングハンドル１２と、ユーザが着座可能な座席１３と、各種の操作を行うための様々な操作装置と、が主として設けられている。ただし、作業車両は、キャビン１１付きのものに限るものではなく、キャビン１１を備えないものであってもよい。

上記の操作装置としては、図２に示すモニタ装置１４、スロットルレバー１５、主変速レバー２７、複数の油圧操作レバー１６、ＰＴＯスイッチ１７、ＰＴＯ変速レバー１８、副変速レバー１９、及び作業機昇降スイッチ２８等を例として挙げることができる。これらの操作装置は、座席１３の近傍、又はステアリングハンドル１２の近傍に配置されている。

モニタ装置１４は、トラクタ１の様々な情報を表示可能に構成されている。スロットルレバー１５は、エンジン１０の出力回転数を設定するための操作具である。主変速レバー２７は、トラクタ１の走行速度を無段階で変更するための操作具である。油圧操作レバー１６は、図略の油圧外部取出バルブを切換操作するための操作具である。ＰＴＯスイッチ１７は、トランスミッション２２の後端から突出した図略のＰＴＯ軸（動力伝達軸）への動力の伝達／遮断を切換操作するための操作具である。即ち、ＰＴＯスイッチ１７がＯＮ状態であるときＰＴＯ軸に動力が伝達されてＰＴＯ軸が回転する一方、ＰＴＯスイッチ１７がＯＦＦ状態であるときＰＴＯ軸への動力が遮断されて、ＰＴＯ軸の回転が停止される。ＰＴＯ変速レバー１８は、ＰＴＯ軸の回転速度の変速操作を行うための操作具である。副変速レバー１９は、トランスミッション２２内の走行副変速ギア機構の変速比を切り換えるための操作具である。作業機昇降スイッチ２８は、走行機体２に装着された作業機（施肥装置３）の高さを所定範囲内で昇降操作するための操作具である。

図１に示すように、走行機体２の下部には、トラクタ１のシャーシ２０が設けられている。当該シャーシ２０は、機体フレーム２１、トランスミッション２２、フロントアクスル２３、及びリアアクスル２４等から構成されている。

機体フレーム２１は、トラクタ１の前部における支持部材であって、直接、又は防振部材等を介してエンジン１０を支持している。トランスミッション２２は、エンジン１０からの動力を変化させてフロントアクスル２３及びリアアクスル２４に伝達する。フロントアクスル２３は、トランスミッション２２から入力された動力を前輪７に伝達するように構成されている。リアアクスル２４は、トランスミッション２２から入力された動力を後輪８に伝達するように構成されている。

施肥装置３は、肥料（資材）を収容可能な肥料タンク２９と、肥料タンク２９から供給された肥料を繰り出す繰出部２５と、土を鎮圧する回転可能な鎮圧輪２６と、を備える。繰出部２５及び鎮圧輪２６は、走行機体２の幅方向に複数（本実施形態では、４つ）並べて配置されており、肥料タンク２９に貯留された肥料は、複数の繰出部２５に分配して供給される。本実施形態において、それぞれの繰出部２５は回転可能な図略のロール状部材を備えており、このロール状部材の外周面には、粒状の肥料を収容可能な複数の小さな凹部が並べて形成されている。このロール状部材は、チェーン等により鎮圧輪２６と連結されている。この構成で、施肥装置３を後述の作業高さに支持した状態でトラクタ１が前進すると、接地している鎮圧輪２６が回転し、この動力がチェーン等により伝達されてロール状部材が駆動される。これにより、肥料タンク２９内の肥料が繰出部２５により繰り出されて圃場に撒かれ、施肥が行われる。

図４に示すように、トラクタ１は、走行機体２の動作（前進、後進、停止及び旋回等）、及び作業機（本実施形態では、施肥装置３）の動作（昇降、駆動及び停止等）を制御するための制御部４を備える。制御部４は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ等を備えて構成されており、ＣＰＵは、各種プログラム等をＲＯＭから読み出して実行することができる。制御部４には、トラクタ１が備える各構成（例えば、エンジン１０等）を制御するためのコントローラ、及び、他の無線通信機器と無線通信可能な無線通信部４０等がそれぞれ電気的に接続されている。

上記のコントローラとして、トラクタ１は少なくとも、図略のエンジンコントローラ、車速コントローラ、操向コントローラ及び昇降コントローラを備える。それぞれのコントローラは、制御部４からの電気信号に応じて、トラクタ１の各構成を制御することができる。

エンジンコントローラは、エンジン１０の回転数等を制御するものである。具体的には、エンジン１０には、当該エンジン１０の回転数を変更させる図略のアクチュエータを備えたガバナ装置４１が設けられている。エンジンコントローラは、ガバナ装置４１を制御することで、エンジン１０の回転数を制御することができる。また、エンジン１０には、エンジン１０の燃焼室内に噴射（供給）するための燃料の噴射時期・噴射量を調整する燃料噴射装置５２が付設されている。エンジンコントローラは、燃料噴射装置５２を制御することで、例えばエンジン１０への燃料の供給を停止させ、エンジン１０の駆動を停止させることができる。

車速コントローラは、トラクタ１の車速を制御するものである。具体的には、トランスミッション２２には、例えば可動斜板式の油圧式無段変速装置である変速装置４２が設けられている。車速コントローラは、変速装置４２の斜板の角度を図略のアクチュエータによって変更することで、トランスミッション２２の変速比を変更し、所望の車速を実現することができる。

操向コントローラは、ステアリングハンドル１２の回動角度を制御するものである。具体的には、ステアリングハンドル１２の回転軸（ステアリングシャフト）の中途部には、操向アクチュエータ４３が設けられている。この構成で、予め定められた経路をトラクタ１が（無人トラクタとして）走行する場合、制御部４は、当該経路に沿ってトラクタ１が走行するようにステアリングハンドル１２の適切な回動角度を計算し、得られた回動角度となるように操向コントローラに制御信号を出力する。操向コントローラは、制御部４から入力された制御信号に基づいて操向アクチュエータ４３を駆動し、ステアリングハンドル１２の回動角度を制御する。

昇降コントローラは、作業機（施肥装置３）の昇降を制御するものである。具体的には、トラクタ１は、施肥装置３を走行機体２に連結している３点リンク機構の近傍に、油圧シリンダ等からなる昇降アクチュエータ４４を備えている。この構成で、昇降コントローラは、制御部４から入力された制御信号に基づいて昇降アクチュエータ４４を駆動して施肥装置３を適宜に昇降動作させることにより、所望の高さで施肥装置３により農作業（施肥作業）を行うことができる。この制御により、施肥装置３を、退避高さ（農作業を行わない高さ）及び作業高さ（農作業を行う高さ）等の所望の高さで支持することができる。

なお、上述した図略の複数のコントローラは、制御部４から入力される信号に基づいてエンジン１０等の各部を制御していることから、制御部４が実質的に各部を制御していると把握することができる。

上述のような制御部４を備えるトラクタ１は、ユーザがキャビン１１内に搭乗して各種操作をすることにより、当該制御部４によりトラクタ１の各部（走行機体２、施肥装置３等）を制御して、圃場内を走行しながら農作業を行うことができるように構成されている。加えて、本実施形態のトラクタ１は、ユーザがトラクタ１に搭乗しなくても、無線通信端末４６により出力される所定の制御信号により自律走行及び自律作業させることが可能となっている。

具体的には、図４等に示すように、トラクタ１は、自律走行・自律作業を可能とするための各種の構成を備えている。例えば、トラクタ１は、測位システムに基づいて自ら（走行機体２）の位置情報を取得するために必要な測位用アンテナ６等を備えている。このような構成により、トラクタ１は、測位システムに基づいて自らの位置情報を取得して、圃場上を自律的に走行することが可能となっている。

次に、自律走行を可能とするためにトラクタ１が備える構成について、図４等を参照して詳細に説明する。具体的には、本実施形態のトラクタ１は、測位用アンテナ６、無線通信用アンテナ４８、及び記憶部５５等を備える。また、これらに加えて、トラクタ１には、走行機体２の姿勢（ロール角、ピッチ角、ヨー角）を特定することが可能な図略の慣性計測ユニット（ＩＭＵ）が備えられている。

測位用アンテナ６は、例えば衛星測位システム（ＧＮＳＳ）等の測位システムを構成する測位衛星からの信号を受信するものである。図１に示すように、測位用アンテナ６は、トラクタ１のキャビン１１が備えるルーフ５の上面に取り付けられている。測位用アンテナ６で受信された測位信号は、図４に示す位置情報算出部４９に入力される。位置情報算出部４９は、トラクタ１の走行機体２（厳密には測位用アンテナ６）の位置情報を、例えば緯度・経度情報として算出する。当該位置情報算出部４９で算出された位置情報は、制御部４に入力されて、自律走行に利用される。

なお、本実施形態ではＧＮＳＳ−ＲＴＫ法を利用した高精度の衛星測位システムが用いられているが、これに限られるものではなく、高精度の位置座標が得られる限りにおいて他の測位システムを用いてもよい。例えば、相対測位方式（ＤＧＰＳ）、又は静止衛星型衛星航法補強システム（ＳＢＡＳ）を使用することが考えられる。

無線通信用アンテナ４８は、ユーザが操作する無線通信端末４６からの信号を受信したり、無線通信端末４６への信号を送信したりするものである。図１に示すように、無線通信用アンテナ４８は、トラクタ１のキャビン１１が備えるルーフ５の上面に取り付けられている。無線通信用アンテナ４８で受信した無線通信端末４６からの信号は、図４に示す無線通信部４０で信号処理され、制御部４に入力される。また、制御部４から無線通信端末４６に送信する信号は、無線通信部４０で信号処理された後、無線通信用アンテナ４８から送信されて無線通信端末４６で受信される。

前方カメラ５７はトラクタ１の前方を撮影するものである。後方カメラ５６はトラクタ１の後方を撮影するものである。前方カメラ５７及び後方カメラ５６で撮影された動画データは、無線通信部４０で信号処理された後、無線通信用アンテナ４８から無線通信端末４６に送信される。無線通信端末４６は、受信した動画データに基づく動画をディスプレイ３７に表示することができる。

車速センサ５３は、トラクタ１の車速を検出するものであり、例えば前輪７，７の間の車軸に設けられる。

肥料残量センサ３０は、肥料タンク２９に貯留されている肥料の残量、言い換えれば、施肥装置３を用いて作業を行う際にトラクタ１が使用可能な肥料の量を検出することができる。この肥料残量センサ３０は、例えば重量センサとして構成することができる。

車速センサ５３及び肥料残量センサ３０で得られた検出結果は、無線通信部４０で信号処理された後、無線通信用アンテナ４８から無線通信端末４６に送信される。無線通信端末４６は、受信した検出結果をディスプレイ３７に表示することができる。また、無線通信端末４６は、受信した検出結果を考慮に入れて、トラクタ１が走行する経路を生成することが可能である。

記憶部５５は、トラクタを自律走行させる経路を記憶したり、自律走行中のトラクタ１（厳密には、測位用アンテナ６）の位置の推移（走行軌跡）を記憶したりするメモリである。その他にも、記憶部５５は、トラクタ１を自律走行・自律作業させるために必要な様々な情報を記憶している。

無線通信端末４６は、図３に示すように、タブレット型のパーソナルコンピュータとして構成される。ユーザは、例えばトラクタ１の外で、無線通信端末４６のディスプレイ３７に表示された情報（例えば、トラクタ１に取り付けられた各種センサからの情報）を参照して確認することができる。また、ユーザは、ディスプレイ３７の近傍に配置されたハードウェアキー３８、及びディスプレイ３７を覆うように配置されたタッチパネル３９等を操作して、トラクタ１の制御部４に、トラクタ１を制御するための制御信号を送信することができる。ここで、無線通信端末４６が制御部４に出力する制御信号としては、自律走行・自律作業の経路に関する信号や自律走行・自律作業の開始信号、停止信号、終了信号、緊急停止信号、一時停止信号及び一時停止後の再開信号等が考えられるが、これに限定されない。

なお、無線通信端末４６はタブレット型のパーソナルコンピュータに限るものではなく、これに代えて、例えばノート型のパーソナルコンピュータで構成することも可能である。あるいは、ロボットトラクタ１と有人トラクタとで協調作業を行う場合、有人側のトラクタに搭載されるモニタ装置１４を無線通信端末とすることもできる。

このように構成されたトラクタ１は、無線通信端末４６を用いるユーザの指示に基づいて、予め作成された圃場上の経路に沿って自律的に走行しつつ、施肥装置（作業機）３による施肥作業（農作業）を行うことができる。

具体的には、ユーザは、無線通信端末４６を用いて各種設定を行うことにより、直線又は折れ線状の自律作業路（自律作業が行われる線状の経路）Ｐ１と、当該自律作業路Ｐ１の端同士を繋ぐ円弧状の接続路（旋回・折返し操作が行われる旋回路）Ｐ２と、を交互に繋いだ一連の経路としての走行経路Ｐを生成することが可能である。

この走行経路Ｐの例が図５に示されており、走行経路Ｐは、予め指定された作業開始位置Ｓと、作業終了位置Ｅと、を結ぶように生成される。図５に示すように、走行経路Ｐを作成するにあたっては、圃場（走行領域）に、施肥装置３による作業が行われない非作業領域である枕地及び非耕作地（サイドマージン）が設定され、この非作業領域を除いた部分が作業領域となる。上記の自律作業路Ｐ１，Ｐ１，・・・は、この作業領域内に並んで複数配置されるように生成される。また、複数の自律作業路Ｐ１の集合が、作業領域においてトラクタ１により自律作業が行われる自律作業経路Ｐ１Ｓに相当する。

上記の走行経路Ｐの情報を制御部４に入力（転送）して所定の操作をすることにより、当該制御部４によりトラクタ１を制御して、当該トラクタ１を走行経路Ｐに沿って自律的に走行させながら、自律作業路Ｐ１に沿って施肥装置３により農作業を行わせることが可能である。

以下では、主として図４を参照して、本発明の実施の一形態に係る経路生成システム９９の主たる構成要素を備える無線通信端末４６の構成について、より詳細に説明する。

図３及び図４に示すように、本実施形態の無線通信端末４６は、ディスプレイ３７、ハードウェアキー３８、及びタッチパネル３９の他に、主要な構成として、表示制御部３１、圃場形状取得部３３、経路生成部３５、作業車両情報設定部３６、圃場情報設定部４５、作業情報設定部４７、肥料必要量算出部（算出部）５１、肥料残量取得部（特定部）５４、補給位置設定部５８、離脱復帰位置設定部（中断開始位置設定部）５９、及び記憶部３２等を備えている。

表示制御部３１は、ディスプレイ３７に表示する表示用データを作成し、表示画面を適宜に切り換える制御を行うものである。表示制御部３１は、図６に示す初期画面（メニュー画面）としての入力選択画面６０を生成し、ディスプレイ３７に表示することが可能である。また、表示制御部３１は、入力選択画面６０において所定の操作がされたとき、後述する各入力画面７０，８０，９０（図７から図１０までを参照）を生成し、ディスプレイ３７の表示画面を７０，８０，９０に切り換えることが可能である。

図４に示す圃場形状取得部３３は、例えばトラクタ１を圃場の外周に沿って１回り周回させ、そのときの測位用アンテナ６の位置の推移を記録することで、圃場の形状を取得するものである。圃場形状取得部３３で取得された圃場の形状は記憶部３２に記憶される。ただし、圃場の形状を取得する方法はこれに限るものではなく、例えばこれに代えて、圃場の角部の位置情報を記録して、記録した点同士を結ぶ線分が交わらないいわゆる閉路グラフにより特定した多角形を、圃場の形状として取得することとしてもよい。

経路生成部３５は、トラクタ１に入力（転送）する経路を生成するものである。本実施形態の経路生成部３５で生成される経路としては、トラクタ１を自律走行させる走行経路Ｐ、及び、トラクタ１に資材（本実施形態の場合は、肥料）を補給するときに当該トラクタ１を自動走行（自律走行）させる補給経路Ｑが挙げられる。経路生成部３５は、後述する作業車両情報、圃場情報、及び作業情報が入力されるとともに、所定の操作がされた場合に、自動的に走行経路Ｐ及び補給経路Ｑを生成（算出）する。生成された走行経路Ｐ及び補給経路Ｑは、記憶部３２に記憶される。

作業車両情報設定部３６は、後述する作業車両情報入力画面７０に入力された作業車両情報（走行機体２及び施肥装置３に関する情報）を受け付けるものである。作業車両情報設定部３６により設定された作業車両情報は記憶部３２に記憶される。

圃場情報設定部４５は、後述する圃場情報入力画面８０に入力された圃場情報（圃場に関する情報）を受け付けるものである。圃場情報設定部４５により設定された圃場情報は記憶部３２に記憶される。

作業情報設定部４７は、作業情報入力画面９０等に入力された作業情報（作業態様等に関する情報）を受け付けるものである。作業情報設定部４７により設定された作業情報は記憶部３２に記憶される。

肥料必要量算出部５１は、自律作業経路Ｐ１Ｓにおいてトラクタ１により使用される肥料（資材）の予定量を算出する。肥料必要量算出部５１は、経路生成部３５で走行経路Ｐが生成されることに伴って得られる自律作業経路Ｐ１Ｓの経路長と、自律作業路Ｐ１における単位長さ当たりの肥料の使用量と、に基づいて、前記予定量（必要となる肥料の量）を算出する。

肥料残量取得部５４は、肥料残量センサ３０から受信した検出値に基づいて、施肥装置３における肥料の残量、言い換えれば、トラクタ１が使用可能な肥料の保有量を取得（特定）する。

補給位置設定部５８は、ユーザが無線通信端末４６のディスプレイ３７に後述する資材補給位置設定ウィンドウ９１を表示させて肥料の補給位置を指定したときに、この指定された補給位置の情報を受け付けるものである。

離脱復帰位置設定部５９は、自律作業経路Ｐ１Ｓの途中で肥料切れが生じると判定された場合に、肥料切れが生じる位置を基準にして、トラクタ１が肥料の補給のために自律作業を中断して走行経路Ｐから離脱する離脱位置（中断位置）と、肥料補給後に走行経路Ｐに復帰して自律作業を再開する復帰位置（再開位置）と、を設定するものである。なお、離脱位置及び復帰位置等の詳細については後述する。

記憶部３２は、不揮発性のメモリ（例えば、フラッシュＲＯＭ）を含んで構成されており、作業車両情報設定部３６で設定された作業車両情報、圃場情報設定部４５で設定された圃場情報、及び、作業情報設定部４７で設定された作業情報を記憶することができる。また、記憶部３２は、生成された走行経路Ｐ及び補給経路Ｑの情報等を記憶することができる。

次に、作業車両情報、圃場情報、及び作業情報の設定を行い、走行経路Ｐ及び補給経路Ｑを生成するときに、ユーザが無線通信端末４６を用いて行う操作について、無線通信端末４６のディスプレイ３７に表示される画面である図６から図１０までを主に参照して詳細に説明する。図６は、入力選択画面６０の表示例を示す図である。図７は、作業車両情報入力画面７０の表示例を示す図である。図８は、圃場情報入力画面８０の表示例を示す図である。図９は、作業情報入力画面９０の表示例を示す図である。図１０は、資材の補給位置を設定するための資材補給位置設定ウィンドウ９１の表示例を示す図である。

ユーザが作業車両情報、圃場情報、及び作業情報の設定を開始する前の段階では、無線通信端末４６のディスプレイ３７には、図６に示すように、表示制御部３１により作成された入力選択画面６０が初期画面（メニュー画面）として表示されている。入力選択画面６０には、作業車両情報入力操作部６１と、圃場情報入力操作部６２と、作業情報入力操作部６３と、走行経路生成・転送操作部６４と、農作業開始操作部６５と、が主として表示されている。

これらの操作部は、何れもディスプレイ３７に表示される仮想的なボタン（いわゆるアイコン）として構成される。また、以後の説明において「ボタン」とは、何れもディスプレイ３７に表示される仮想的なボタンであり、当該ボタンの表示領域に対応するタッチパネル３９の位置をユーザが指等で触れることによって操作できるものを意味する。

ユーザは、初めに、作業車両情報を設定するために、入力選択画面６０の作業車両情報入力操作部６１を操作する。これにより、表示画面が、図７に示す作業車両情報入力画面７０に切り換えられる。

この作業車両情報入力画面７０では、走行機体２及び当該走行機体２に装着される作業機（施肥装置３）に関する作業車両情報を入力することができる。具体的には、作業車両情報入力画面７０には、作業車両情報としての、トラクタ１の機種、測位用アンテナ６の走行機体２に対する取付位置、トラクタ１の横幅、施肥装置３の横幅（作業幅）、３点リンク機構の後端（ロアリンクの後端）から施肥装置３の後端までの距離、施肥装置３における単位長さ当たりの肥料繰出量（肥料使用量）、往路での作業時の車速、復路での作業時の車速、枕地（旋回時）での車速、往路での作業時のエンジン回転数、復路での作業時のエンジン回転数、枕地（旋回時）でのエンジン回転数等を指定する欄がそれぞれ配置されている。なお、図７に示す作業車両情報入力画面７０では上記した欄の一部しか表示されていないが、図７の状態から画面を下方へスクロールする操作を行うことで、残りの欄を表示させることができる。

作業車両情報入力画面７０の全ての項目について指定が行われ、図略の「車両設定確認」のボタンをユーザが操作すると、作業車両情報の内容が記憶部３２に記憶され、作業車両情報の設定が完了する。

ユーザが作業車両情報を設定し終わって図６の入力選択画面６０に戻り、圃場情報入力操作部６２を操作すると、ディスプレイ３７の表示画面が、図８に示す圃場情報入力画面８０に切り換えられる。

圃場情報入力画面８０では、走行機体２が走行する走行領域（圃場）に関する情報を入力することができる。具体的には、圃場情報入力画面８０には、圃場の形状を図形で（グラフィカルに）示す平面表示部８１が配置されている。また、圃場情報入力画面８０において、「圃場の外周の位置・形状」の欄には、「記録開始」及び「やり直し」のボタンが配置されている。また、圃場情報入力画面８０において、「作業開始位置」、「作業終了位置」、及び「作業方向」のそれぞれの欄には、「設定」及び「やり直し」のボタンが配置されている。

「圃場の外周の位置・形状」の「記録開始」ボタンを操作すると、無線通信端末４６が圃場形状記録モードに切り換わる。この圃場形状記録モードにおいて、例えばトラクタ１を圃場の外周に沿って１回り周回させると、そのときの測位用アンテナ６の位置の推移が圃場形状取得部３３で記録されて、当該圃場形状取得部３３で圃場の形状が取得（算出）される。これにより、圃場の位置及び形状を指定することができる。このようにして算出（指定）された圃場の外周の位置及び形状は、平面表示部８１にグラフィカルに表示される。また、「やり直し」ボタンを操作することで、圃場の外周の位置の記録（指定）を再び行うことができる。

「作業開始位置」の「設定」ボタンを操作すると、圃場情報入力画面８０の平面表示部８１に、上記のようにして取得した圃場の形状が地図データに重ね合わされて表示される。この状態で、ユーザが圃場の輪郭の近傍の任意の点を選択することで、選択した点の近傍の位置情報を作業開始位置として設定することができる。「作業終了位置」の設定についても、「作業開始位置」と同様の方法で行うことができる。

「作業方向」の「設定」ボタンを操作すると、圃場情報入力画面８０の平面表示部８１に、上記のようにして取得した圃場の形状、作業開始位置、及び作業終了位置が地図データと重ね合わされて表示される。この状態で、ユーザが、例えば圃場の輪郭上の任意の２点を選択することで、当該２点を結んだ直線の方向を作業方向として設定することができる。

圃場情報入力画面８０の全ての項目についての設定が完了した場合、「登録」のボタンが表示される。ユーザが指定した内容を平面表示部８１等により確認して当該「登録」ボタンを操作すると、設定された圃場情報の内容が記憶部３２に記憶され、圃場情報の設定が完了する。

ユーザが圃場情報を設定し終わって図６の入力選択画面６０に戻り、作業情報入力操作部６３を操作すると、表示画面が図９に示す作業情報入力画面９０に切り換わる。

作業情報入力画面９０の「作業内容」の欄は、耕耘、整地、施肥、播種、薬剤散布、除草剤散布、及び、耕耘しながら施肥、等の作業のうち何れの作業を行うかを選択する欄である。当該欄でプルダウン操作を行うことにより、ユーザがトラクタ１に行わせたい自律作業を設定できるようになっている。

作業情報入力画面９０の「複数台の協調作業の有無」の欄は、同一の圃場内において複数のトラクタ（例えば、ロボットトラクタ１及び有人トラクタの２台）を用いて作業を行うか否か（協調作業を行うか否か）を選択する欄である。当該欄でプルダウン操作を行うことにより、「協調作業有り」又は「協調作業無し」の何れかに設定できるようになっている。

作業情報入力画面９０の「協調作業態様」の欄は、上記の「複数台の協調作業の有無」の欄で「協調作業有り」に設定した場合に限り、操作可能となる。当該欄は、複数のトラクタを異なる自律作業路Ｐ１を走行させて協調作業を行う（随伴）か、あるいは複数のトラクタを同一の自律作業路Ｐ１を走行させて協調作業を行う（追従）か、等を選択する欄である。当該欄でプルダウン操作を行うことにより、何れかの協調作業態様に設定できるようになっている。

作業情報入力画面９０の「オーバーラップ幅」の欄は、隣接する自律作業路Ｐ１，Ｐ１において作業機（施肥装置３）が通過する幅を相互にオーバーラップさせる幅（オーバーラップ量）を設定する欄である。当該欄に数値を直接入力することで、オーバーラップ量を設定することができる。本実施形態では、オーバーラップ量はマイナスの値にも設定できるようになっており、この場合、隣接する自律作業路Ｐ１，Ｐ１において作業機（施肥装置３）が通過する幅の間に隙間が形成されることになる。

作業情報入力画面９０の「スキップ数」の欄は、トラクタ１が走行する走行経路Ｐの任意の自律作業路Ｐ１と、当該任意の自律作業路Ｐ１の次にトラクタ１が走行する自律作業路Ｐ１と、の間に配置される自律作業路の数（何列飛ばしで作業を行うか）を選択する欄である。本実施形態では、当該欄でプルダウン操作を行うことにより、スキップ数を、「０」、「１」、又は「２」の何れかに設定できるようになっている。

作業情報入力画面９０の「枕地幅」の欄は、トラクタ１が旋回して折返しを行う領域（即ち、枕地）の幅を設定する欄である。当該欄には、当初、ユーザがこれよりも前に設定した作業幅及びオーバーラップ幅等に基づいて算出された推奨の幅が表示されているが、プルダウン操作を行うことにより、例えば作業幅の整数倍の値を選択して枕地幅として設定できるようになっている。ただし、これに限るものではなく、ユーザが所望の幅の数値を枕地幅として直接入力することも可能である。

作業情報入力画面９０の「非耕作地幅」の欄は、トラクタ１の自律作業路Ｐ１が並ぶ方向における走行領域の両端に配置される非作業領域（即ち、非耕作地）の幅を設定する欄である。当該欄には、当初、ユーザがこれよりも前に設定した作業幅及びオーバーラップ幅等に基づいて算出された推奨の幅が表示されているが、プルダウン操作を行うことにより、例えば作業幅の整数倍の値を非耕作地幅として設定できるようになっている。ただし、これに限るものではなく、ユーザが所望の幅の数値を直接入力することも可能である。

上記で設定した作業内容（本実施形態では、作業情報入力画面９０の一番上の欄に入力された内容）に資材を消費する作業が含まれていた場合（具体的には、例えば作業内容が、「施肥」、「播種」、「薬剤散布」、「除草剤散布」、又は「耕耘しながら施肥」等の場合）に、ユーザが作業情報入力画面９０の全ての欄を入力して図略の「確定」ボタンを操作すると、図１０に示すように、作業情報入力画面９０の上に重ねて資材補給位置設定ウィンドウ９１が表示される。

資材補給位置設定ウィンドウ９１には、例えば「資材の補給位置を指定して下さい。」というメッセージとともに、走行領域（圃場）の形状及び作業領域（自律作業路Ｐ１が並べて配置される領域）の形状を図形でグラフィカルに表す平面表示部９２が表示されている。ユーザは、平面表示部９２において、資材補給位置として指定する位置に指で触れて当該位置に適宜のマーク（補給位置マーク９３）を表示させた状態で、資材補給位置設定ウィンドウ９１の下部の「登録」ボタンを操作する。これにより、資材の補給位置の設定が補給位置設定部５８により受け付けられる。なお、本実施形態では、資材補給位置は、走行領域内でありかつ作業領域外の領域にのみ設定することができる。

ユーザが作業情報を設定し終わって図６の入力選択画面６０に戻り、走行経路生成・転送操作部６４を選択した場合、自動的にトラクタ１の走行経路Ｐが生成され、この走行経路Ｐが記憶部３２に記憶される。また、走行経路Ｐが生成されると、ディスプレイ３７の表示画面に「パスシミュレーション」のボタンが選択可能に表示される。この「パスシミュレーション」のボタンを選択（操作）することにより、生成した走行経路Ｐを矢印や線等で表現した画像が表示される。なお、走行経路Ｐに沿ってトラクタのアイコンが移動するアニメーション表示が行われてもよい。

更に、ディスプレイ３７の表示画面には、「データを転送する」のボタンと、「入力選択画面へ戻る」のボタンと、が選択可能に表示される。「データを転送する」を選択すると、走行経路Ｐの情報をトラクタ１の制御部４に転送するための指示を行うことができる。「入力選択画面へ戻る」のボタンを選択すると、表示画面が入力選択画面６０に切り換わる。

このように、本実施形態の経路生成システム９９では、無線通信端末４６側で生成した走行経路Ｐの情報をトラクタ１の制御部４に送信することができる。制御部４は、無線通信端末４６から受信した走行経路Ｐの情報を、当該制御部４に電気的に接続された記憶部５５に記憶する。

次に、経路生成部３５が補給経路Ｑを生成するときの具体的な処理について、図１１及び図１２を参照して説明する。なお、補給経路Ｑは、経路生成部３５により走行経路Ｐが生成された後に、当該走行経路Ｐを考慮に入れて自動的に生成される。図１１は、肥料の補給経路Ｑを生成するときに経路生成部３５等で行われる処理を示すフローチャートである。図１２は、図１１の処理の続きを示すフローチャートである。

初めに、肥料必要量算出部５１は、走行経路Ｐを生成するときに併せて設定又は算出された、自律作業経路Ｐ１Ｓの経路長（全ての自律作業路Ｐ１の経路長を加算したもの）の情報と、自律作業路Ｐ１での単位長さ当たりの肥料の使用量（繰出量）の情報と、を取得する。そして、上記を乗算することにより、自律作業経路Ｐ１Ｓにおいて必要となる肥料の予定量を算出する（ステップＳ１０１）。

続いて、肥料残量取得部５４は、肥料タンク２９の肥料の残量を、肥料残量センサ３０の検出結果に基づいて取得する（ステップＳ１０２）。

続いて、経路生成部３５は、肥料の補給がされないと仮定した場合に、トラクタ１を走行経路Ｐに沿って走行させて自律作業させている途中で肥料切れになるか否かを判断する（ステップＳ１０３）。この判断は、ステップＳ１０１で取得した肥料の予定量と、ステップＳ１０２で取得した肥料の残量と、を比較することで行うことができる。

ステップＳ１０３の判断の結果、自律作業の途中で肥料切れにならない場合（ステップＳ１０３、Ｎｏ）、途中で肥料の補給を行う必要がないため、補給経路Ｑを生成する必要もない。よって、処理が終了する。

一方、ステップＳ１０３の判断の結果、自律作業の途中で肥料切れになる場合（ステップＳ１０３、Ｙｅｓ）、途中で肥料の補給を行う必要があることを意味する。従って、経路生成部３５は、肥料を補給する補給経路Ｑを生成するために、まず、自律作業経路Ｐ１Ｓ上で肥料切れとなる肥料切れ発生位置Ｂを計算により求める（ステップＳ１０４）。具体的には、経路生成部３５は、ステップＳ１０２で得られた肥料の残量を、ステップＳ１０１で説明した単位長さ当たりの肥料の使用量で除算し、肥料が持続する距離（肥料持続距離）を求める。その後、距離をカウントしながら自律作業経路Ｐ１Ｓを上流端から辿り、距離のカウント値が肥料持続距離と等しくなった地点を、肥料切れ発生位置Ｂとして求める。図１３には、ある走行経路Ｐにおいて、上記の方法により特定された肥料切れ発生位置Ｂの例を示している。

続いて、経路生成部３５は、肥料切れ発生位置Ｂの所定数（本実施形態では、３つ）上流側の接続路Ｐ２を、補給経路で置き換える対象の接続路（以下、置換対象接続路と呼ぶことがある。）として決定する（ステップＳ１０５）。図１３において接続路Ｐ２に付された丸付き数字は、資材切れ発生位置Ｂから見て何個上流側であるかを示している。従って、図１３の例では、符号Ｐ２Ｒが付された接続路が置換対象接続路である。次に、経路生成部３５は、置換対象接続路Ｐ２Ｒの始端の位置Ｃ１を暫定離脱位置（暫定中断位置）として設定し（ステップＳ１０６）、置換対象接続路Ｐ２Ｒの終端の位置Ｄ１を暫定復帰位置（暫定再開位置）として設定する（ステップＳ１０７）。図１３には、設定された暫定離脱位置Ｃ１及び暫定復帰位置Ｄ１の例が示されている。

なお、図１３に示すように、上記の暫定離脱位置Ｃ１は、置換対象接続路Ｐ２Ｒの始端に接続されている自律作業路Ｐ１の終端（下流側の端）の位置と言い換えることができる。また、暫定復帰位置Ｄ１は、置換対象接続路Ｐ２Ｒの接続路Ｐ２の終端に接続されている自律作業路Ｐ１の始端（上流側の端）の位置と言い換えることができる。

続いて、経路生成部３５は、暫定補給経路Ｑ１を計算により生成する（ステップＳ１０８）。具体的には、経路生成部３５は、補給位置設定部５８で設定された肥料の補給位置Ａ１の情報を取得する。そして、経路生成部３５は、非作業領域内で、肥料の補給位置Ａ１を経由して暫定離脱位置Ｃ１と暫定復帰位置Ｄ１とを結ぶ最短の経路を計算により求め、これを暫定補給経路Ｑ１とする。図１４には、図１３に示す位置に暫定離脱位置Ｃ１及び暫定復帰位置Ｄ１が設定された場合において、補給位置Ａ１での補給を行うために生成された暫定補給経路Ｑ１を示している。この暫定補給経路Ｑ１は、始点である暫定離脱位置Ｃ１から枕地又は非耕作地の領域を通過しつつ肥料の補給位置Ａ１に到達し、当該補給位置Ａ１から枕地又は非耕作地の領域を通過しつつ終点である暫定復帰位置Ｄ１に至る経路群を計算した上で、最短の経路を選択することにより得ることができる。

続いて、経路生成部３５は、暫定補給経路Ｑ１の経路長が、走行経路Ｐのうちの暫定復帰位置Ｄ１から作業終了位置Ｅまでの経路長よりも短いか否かを判断する（ステップＳ１０９）。

ステップＳ１０９の判断の結果、暫定補給経路Ｑ１の経路長が、走行経路Ｐのうちの暫定復帰位置Ｄ１から作業終了位置Ｅまでの経路長よりも短い場合（ステップＳ１０９、Ｙｅｓ）、経路生成部３５は、暫定補給経路Ｑ１を補給経路Ｑとする（ステップＳ１１０）。即ち、ステップＳ１０６及びステップＳ１０７で設定した暫定離脱位置Ｃ１及び暫定復帰位置Ｄ１が離脱位置（中断位置）Ｃ及び復帰位置（再開位置）Ｄとしてそれぞれ採用され、ステップＳ１０８で生成した暫定補給経路Ｑ１が補給経路Ｑとして採用されることになる。その後、一連の処理を終了する。なお、得られた補給経路Ｑによって置換対象接続路Ｐ２Ｒが置き換えられることで、走行経路Ｐと補給経路Ｑとが接続され、トラクタ１の全体的な走行経路が完成する。

一方、ステップＳ１０９の判断の結果、暫定補給経路Ｑ１の経路長が、走行経路Ｐのうちの暫定復帰位置Ｄ１から作業終了位置Ｅまでの経路長と同じかそれよりも長い場合（ステップＳ１０９、Ｎｏ）、補給経路Ｑとして採用するには暫定補給経路Ｑ１の経路長が長過ぎ、バランスが良くない。そこで、経路生成部３５は、置換対象接続路Ｐ２Ｒを更に１つ上流側の接続路Ｐ２に移動させて（ステップＳ１１１）、ステップＳ１０６に戻り、上記の処理を繰り返す。図１５には、新しく設定された置換対象接続路Ｐ２Ｒ（暫定離脱位置Ｃ１及び暫定復帰位置Ｄ１）と、再生成された暫定補給経路Ｑ１と、の例が示されている。

ステップＳ１０６からステップＳ１０９まで、及びステップＳ１１１の処理は、新たな暫定補給経路Ｑ１の経路長が、走行経路Ｐのうちの暫定復帰位置Ｄ１から作業終了位置Ｅまでの経路長よりも短くなるまで、繰り返し行われる。この結果、図１３の例では、図１４の暫定補給経路Ｑ１ではなく図１５の暫定補給経路Ｑ１が、補給経路Ｑとして採用されることになる。

こうして、経路生成部３５は、経路長が極端に長すぎない補給経路Ｑを生成することができる。このようにして生成された補給経路Ｑの情報は、上述の「パスシミュレーション」のボタンが操作されたときに、走行経路Ｐの情報とともに、矢印や線等で表現した画像としてディスプレイ３７の表示画面に表示される。

「パスシミュレーション」の表示が終わった後、ディスプレイ３７の表示画面には、「データを転送する」のボタンと、「入力選択画面へ戻る」のボタンと、「肥料の補給位置を変更する」のボタンと、が選択可能に表示される。ただし、「肥料の補給位置を変更する」のボタンは、補給経路Ｑが生成された場合に限り、表示される。「データを転送する」を選択すると、補給経路Ｑの情報をトラクタ１の制御部４に転送するための指示を行うことができる。「入力選択画面へ戻る」を選択すると、表示画面が入力選択画面６０に切り換わる。

「肥料の補給位置を変更する」を選択すると、前述の資材補給位置設定ウィンドウ９１が再度ディスプレイ３７の表示画面に表示される。ユーザが、平面表示部９２に表示されている補給位置マーク９３を、新たな資材補給位置（変更後の資材補給位置）として指定しようとする位置に例えばドラッグ操作により移動させて、資材補給位置設定ウィンドウ９１の下部の「登録」ボタンを押すと、ユーザが平面表示部９２上で指定した位置に資材の補給位置が設定（登録）される。この設定内容は、補給位置設定部５８によって受け付けられる。

この場合、補給経路Ｑの再生成のための処理が行われる。この処理の詳細は説明しないが、実質的には、図１２のステップＳ１０５以降の処理をやり直せば良い。図１６には、変更後の補給位置Ａ２と、この補給位置の変更に伴って生成された暫定補給経路Ｑ２と、の例が示されている（この暫定補給経路Ｑ２が、補給経路Ｑとして採用されている）。

走行経路Ｐの情報に加えて補給経路Ｑの情報も制御部４に入力（転送）して、無線通信端末４６から制御部４に対して自律走行・自律作業の開始信号を送信することにより、当該制御部４によりトラクタ１を制御して、当該トラクタ１を走行経路Ｐに沿って自律的に走行させることができる。加えて、走行経路Ｐに沿って自律的に走行させている途中で、一時的に、トラクタ１を走行経路Ｐから逸脱させて、補給経路Ｑに沿って自動走行させて、補給経路Ｑの中途部にある肥料の補給位置Ａ１（Ａ２）で一時停止させ、肥料を補給することができる。これにより、途中で肥料切れが生じることなく、トラクタ１を作業開始位置から作業終了位置Ｅまで走行させて、自律作業経路に農作業を施すことが可能である。

また、本実施形態では、肥料切れ発生位置Ｂの３つ以上手前にある接続路Ｐ２の始端及び終端を、それぞれ離脱位置Ｃ及び復帰位置Ｄとして、補給経路Ｑを生成している。よって、肥料切れ発生位置Ｂに対して余裕をみて離脱位置Ｃ及び復帰位置Ｄが設定されるので、自律作業の途中で肥料切れが生じてしまうことを確実に防止することができる。

以下では、様々な状況において生成される補給経路Ｑについて、図１４から図１７までを主に参照して説明する。

図１３から図１６までに示した例においては、非耕作地の幅が、トラクタ１を１８０度方向転換（向きを反転）できるほどには広く取られていない。そこで、例えば、図１４に示す暫定補給経路Ｑ１は、トラクタ１を１８０度方向転換させる必要がないように生成されている。具体的には、暫定補給経路Ｑ１の往路（補給位置Ａ１に向かう経路）は、トラクタ１が、暫定離脱位置Ｃ１を出発した直後に切返しを行って、後進しながら補給位置Ａ１に到着するように生成される。そして、暫定補給経路Ｑ２の復路（補給位置Ａ１から遠ざかる経路）においては、トラクタ１が、補給位置Ａ１を前進しながら出発し、復帰位置Ｄに向かうようにしている。なお、図１５及び図１６に示す暫定補給経路Ｑ１，Ｑ２も同様である。この構成により、枕地幅や非耕作地幅が狭い場合でも、トラクタ１は、離脱位置Ｃから補給位置Ａ１を経由して復帰位置Ｄに至ることが可能である。

ただし、トラクタ１が離脱位置Ｃから補給位置Ａ１を経由して復帰位置Ｄに至る経路は、図１５に示す補給経路Ｑとは逆に、前進しながら補給位置Ａ１に到着し、その後、後進しながら補給位置Ａ１を出発して切返しを行うように構成することもできる。また、トラクタ１が離脱位置Ｃから前進しながら補給位置Ａ１に到着した後、進行方向を切り換えずに前進しながら補給位置Ａ１を出発し、非作業領域（非耕作地及び枕地）上を周回するようにして復帰位置Ｄに至るものとしてもよい。あるいは、非作業領域（非耕作地及び枕地）上を遠回りすることに加えて又はこれに代えて、未作業地をダミー走行するものとしてもよい。

図１４から図１６までの例では、暫定離脱位置Ｃ１を基準として、トラクタ１の作業の進み方向（作業開始位置Ｓから作業終了位置Ｅに向かって自律作業路Ｐ１が並べられている方向）で見たときに補給位置Ａ１（Ａ２）が既作業側（既に農作業を施している側）に配置されている。この場合は、トラクタ１を、暫定補給経路Ｑ１，Ｑ２の往路では後進しながら補給位置Ａ１（Ａ２）に到着し、復路では前進しながら補給位置Ａ１（Ａ２）を出発するようにすることで、トラクタ１が暫定離脱位置Ｃ１から補給位置Ａ１（Ａ２）を経由して暫定復帰位置Ｄ１に至るようにすることができる。

図１７には、補給位置が図１６から再び変更されて新しい補給位置Ａ３が指定されたために、暫定補給経路Ｑ３が生成され、この暫定補給経路Ｑ３が補給経路Ｑとして採用された例が示されている。この例では、暫定離脱位置Ｃ１を基準として、作業の進み方向で見たときに補給位置Ａ３が未作業側（まだ農作業を施していない側）に配置されている。この場合は、トラクタ１を、暫定補給経路Ｑ３の往路では前進しながら補給位置Ａ３に到着し、復路では後進しながら補給位置Ａ３を出発するようにすることで、トラクタ１が暫定離脱位置Ｃ１から補給位置Ａ３を経由して暫定復帰位置Ｄ１に至るようにすることができる。詳細には、トラクタ１を暫定離脱位置Ｃ１から前進させながら補給位置Ａ３に到着させ、進行方向を切り換えて後進させながら補給位置Ａ３を出発させ、暫定復帰位置Ｄ１を少し通り過ぎた位置で切返しを行って前進しながら暫定復帰位置Ｄ１に至るようにする。

もっとも、図１７のような場合には、作業領域のうち未作業地を通過するように補給経路Ｑを生成してもよく、この場合、補給経路Ｑの自由度を高めることができる。ただし、この場合でも、未作業地を通過する部分においては自律作業路Ｐ１となるべく平行となるように生成すると、未作業地の走行跡の処理が容易になる点で望ましい。

以上に説明したように、本実施形態の経路生成システム９９は、経路生成部３５と、肥料必要量算出部（算出部）５１と、補給位置設定部５８と、肥料残量取得部（特定部）５４と、離脱復帰位置設定部（中断開始位置設定部）５９と、を備える。経路生成部３５は、予め設定された作業領域内においてトラクタ（作業車両）１により自律作業が行われる自律作業経路Ｐ１Ｓを生成可能である。肥料必要量算出部５１は、自律作業経路Ｐ１Ｓにおいてトラクタ１により使用される肥料（資材）の予定量を算出する。補給位置設定部５８は、作業領域外でユーザによって指定された位置に肥料の補給位置Ａ１を設定する。肥料残量取得部５４は、トラクタ１が使用可能な肥料の保有量を特定する。離脱復帰位置設定部５９は、前記予定量及び前記保有量に基づいて、自律作業を中断して走行経路Ｐから離脱する離脱位置Ｃと、補給後に走行経路Ｐに復帰して作業を再開する復帰位置Ｄと、を設定する。経路生成部３５は、離脱位置Ｃから補給位置Ａ１を経由して復帰位置Ｄに至る補給経路Ｑを生成可能である。

これにより、トラクタ１を、肥料が無くなる前に自動的に自律作業を中断させて肥料の補給位置Ａ１に向かわせ、補給終了後は自動的に適切な場所に向かわせて自律作業を再開することができるので、容易に肥料を補給することができる。よって、ユーザの負担を軽減することができる。

また、本実施形態の経路生成システム９９においては、自律作業経路Ｐ１Ｓは、接続路Ｐ２を介して接続される複数の自律作業路Ｐ１から構成される。離脱復帰位置設定部５９は、離脱位置Ｃ及び復帰位置Ｄを、接続路Ｐ２によって接続される互いに異なる自律作業路Ｐ１，Ｐ１に設定する。

これにより、自律作業の中断後の再開を、復帰位置Ｄから円滑に行うことができ、作業効率が向上する。とりわけ、離脱位置Ｃと復帰位置Ｄとが異なる自律作業路Ｐ１上に配置されているので、自律作業を中断した後に再開するときに、復帰位置Ｄへのトラクタ１の位置合わせのために切返し等を多用する必要がなく、円滑に作業の中断・再開を行える。

また、本実施形態の経路生成システム９９においては、離脱位置Ｃは、接続路Ｐ２の始端に接続される自律作業路Ｐ１の終端に設定される。また、復帰位置Ｄは、当該接続路Ｐ２の終端に接続される自律作業路Ｐ１の始端に設定される。

これにより、自律作業経路Ｐ１Ｓに殆ど影響を与えることなく、補給作業を行うことができる。

また、本実施形態の経路生成システム９９においては、離脱復帰位置設定部５９は、補給経路Ｑの経路長が、復帰位置Ｄから自律作業経路Ｐ１Ｓにおける作業終了位置（自律作業の終了位置）Ｅまでの経路長よりも短くなるように離脱位置Ｃ及び復帰位置Ｄを設定する。

これにより、経路長が長過ぎる補給経路Ｑが生成されることを抑制することができ、効率よく肥料を補給することができる。また、補給経路Ｑの経路長が長過ぎることによるユーザの心理的な負担も軽減される。

また、本実施形態の経路生成システム９９においては、補給位置設定部５８は、経路生成部３５により補給経路Ｑが生成された後に、補給位置の変更を受付可能に構成される。補給経路Ｑの生成後に、補給位置Ａ１について新しい補給位置Ａ２への変更が補給位置設定部５８により受け付けられた場合、経路生成部３５は、図１６に示すように、離脱位置Ｃから変更後の補給位置Ａ２を経由して再開位置Ｄに至る新たな補給経路Ｑを生成可能である。

これにより、補給経路Ｑの生成後に、ユーザが補給位置Ａ１を所望の補給位置Ａ２に変更することが可能となるので、柔軟性が更に向上する。

また、本実施形態の経路生成システム９９においては、肥料必要量算出部５１は、自律作業経路Ｐ１Ｓの経路長と、Ｐ１における単位長さ当たりの肥料の使用量と、に基づいて、前記予定量（必要となる肥料の量）を算出する。

これにより、予め設定した自律作業経路Ｐ１Ｓの経路長等を利用するので、圃場面積のみに基づいて算出する場合よりも、必要となる肥料の予定量を正確に算出することができる。

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。

上記の実施形態では、施肥装置３は、走行機体２に取外し可能に装着されている。しかしながら、これに代えて、施肥装置３が走行機体２に取外し不能に固定されていても良い。また、施肥装置３が、走行機体２に装着された他の作業機に付加的に設けられるものであっても良い。

上記の実施形態では、資材は肥料であるものとしたが、これに限るものではなく、例えばこれに代えて、資材を、除草剤、薬剤、苗、又は種子等としてもよい。例えば、資材が除草剤の場合には除草剤散布装置を、薬剤の場合には薬剤散布装置を、苗の場合には苗移植装置を、種子の場合には播種装置を、上記の施肥装置３の代わりに作業機として用いることができる。

上記の実施形態では、肥料残量取得部５４が、肥料残量センサ３０から得られた検出値に基づいて、肥料の残量を取得している。しかしながら、肥料残量取得部５４は、例えば、肥料タンク２９に付されている目盛りを用いてユーザが目視で計測した肥料の残量を無線通信端末に入力することで肥料の残量を取得するように構成しても良い。

上記の実施形態では、経路生成部３５は、肥料切れ発生位置Ｂの３つ上流側の接続路Ｐ２（置換対象接続路Ｐ２Ｒ）を基準に離脱位置・復帰位置を設定するものとしたが、これは肥料切れが生じることを確実に防ぐために余裕をみて補給経路Ｑを生成するためである。即ち、肥料切れ発生位置Ｂのいくつ上流側の接続路Ｐ２を基準に離脱位置・復帰位置を設定するかは、任意であり、適宜に定めることができる。

上記の実施形態では、肥料必要量算出部５１は、自律作業経路Ｐ１Ｓの経路長と、自律作業路Ｐ１における単位長さ当たりの肥料の使用量と、に基づいて、前記予定量（必要となる肥料の量）を算出している。しかしながら、これ以外の要素も考慮に入れて前記予定量を算出するものとしてもよい。例えば、施肥装置３において、繰出部２５を鎮圧輪２６で駆動する代わりに、電動モータで駆動し、その繰出速度を制御可能に構成することができる。この場合、肥料必要量算出部５１は、自律作業経路Ｐ１Ｓにおけるトラクタ１の移動速度と、繰出部２５の単位時間当たりの繰出量（複数の繰出部２５の合計値）と、を用いて、肥料の使用予定量を算出することができる。また、作業を行う幅を変更可能な作業機においては、その作業幅を考慮して使用予定量を算出することができる。

上記の実施形態では、トラクタ１は、走行経路Ｐのうちの接続路Ｐ２では施肥（資材の供給）を行わないものとしたが、これに限るものではなく、接続路Ｐ２においても施肥を行うものとしてもよい。その場合、肥料必要量算出部５１は、自律作業路Ｐ１，Ｐ１，・・・及び接続路Ｐ２，Ｐ２，・・・の経路長を加算したものに基づいて、必要となる肥料の予定量を算出するものとすればよい。なお、この場合は、施肥を行っていないフィッシュテールターン時等の走行経路の長さを除いて算出することが望ましい。

上記の構成では、経路生成部３５、肥料必要量算出部（算出部）５１、肥料残量取得部５４、補給位置設定部５８、及び離脱復帰位置設定部５９は、無線通信端末４６に備えられ、肥料保有量センサ（特定部）５４はトラクタ１に備えられるものしたが、これらの構成がトラクタ１及び無線通信端末４６の何れに備えられるかについてはこれに限るものではない。また、これ以外の構成部分についても、トラクタ１及び無線通信端末４６の何れに備えられていてもよい。

補給経路Ｑを生成する過程だけに上記の経路生成システム９９を用いることとし、実際の走行は、例えばユーザが補給経路Ｑを無線通信端末４６等によって参照しながらトラクタ１を操向操作することにより行うものとしてもよい。

１ トラクタ（作業車両）
３５ 経路生成部
５１ 肥料必要量算出部（算出部）
５４ 肥料保有量センサ（特定部）
５８ 補給位置設定部
５９ 離脱復帰位置設定部（中断開始位置設定部）
９９ 経路生成システム
Ａ１，Ａ２ （資材の）補給位置
Ｂ 肥料切れ発生位置
Ｃ 離脱位置（中断位置）
Ｄ 復帰位置（再開位置）
Ｐ１ 自律作業路
Ｐ１Ｓ 自律作業経路
Ｑ 補給経路

Claims (5)

1. 予め設定された作業領域内において作業車両により自律作業が行われる自律作業経路を生成可能な経路生成部と、
   前記自律作業経路において前記作業車両により使用される資材の予定量を算出する算出部と、
   前記作業領域外で指定された位置に資材の補給位置を設定する補給位置設定部と、
   前記作業車両が使用可能な資材の保有量を特定する特定部と、
   前記予定量及び前記保有量に基づいて自律作業の中断位置及び再開位置を設定する中断開始位置設定部と、
   を備え、
   前記経路生成部は、前記中断位置から前記補給位置を経由して前記再開位置に至る補給経路を生成可能であることを特徴とする経路生成システム。
2. 請求項１に記載の経路生成システムであって、
   前記自律作業経路は、接続路を介して接続される複数の自律作業路から構成され、
   前記中断開始位置設定部は、前記中断位置及び前記再開位置を、前記接続路によって接続される互いに異なる自律作業路に設定することを特徴とする経路生成システム。
3. 請求項１又は２に記載の経路生成システムであって、
   前記中断開始位置設定部は、前記補給経路の経路長が、前記再開位置から前記自律作業経路における自律作業の終了位置までの経路長よりも短くなるように前記中断位置及び前記再開位置を設定することを特徴とする経路生成システム。
4. 請求項１から３までの何れか一項に記載の経路生成システムであって、
   前記補給位置設定部は、前記経路生成部により前記補給経路が生成された後に、前記補給位置の変更を受付可能に構成され、
   前記補給経路の生成後に、前記補給位置の変更が前記補給位置設定部により受け付けられた場合、前記経路生成部は、前記中断位置から変更後の補給位置を経由して前記再開位置に至る新たな補給経路を生成可能であることを特徴とする経路生成システム。
5. 請求項１から４までの何れか一項に記載の経路生成システムであって、
   前記算出部は、前記自律作業経路の経路長、前記自律作業経路における前記作業車両の移動速度、前記自律作業経路における単位時間当たりの資材の使用量、作業車両が作業を行う幅、及び前記自律作業経路における単位長さ当たりの資材の使用量のうち少なくとも何れかに基づいて、前記予定量を算出することを特徴とする経路生成システム。

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