JP2019106897A - 走行経路生成システム及び圃場作業車 - Google Patents

Abstract

【課題】自動走行のための走行経路を設定する際に、先行して作業を行った圃場作業車の作業状態を考慮する走行経路算出技術を提供する。【解決手段】機種の異なる圃場作業車によって作業される圃場において自動走行するための走行経路を生成する走行経路生成システムは、圃場を先行して作業した先行圃場作業車の作業情報を取得する作業情報取得部と、作業情報取得部からの作業情報に基づいて、先行圃場作業車によって作業された圃場をこれから自動走行作業する後行圃場作業車のための走行経路を算出する経路算出部とを備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、機種の異なる圃場作業車によって作業される圃場において自動走行するための走行経路を生成する走行経路生成システム、及びそのような走行経路生成システムを採用した圃場作業車に関する。

圃場での農作業では、農作業時期に合わせて、種々の圃場作業車、例えば、耕耘装置搭載のトラクタ、代掻き装置搭載のトラクタ、田植機、播種機、施肥機、収穫機（コンバイン）などが投入される。これらの各種の圃場作業車による農作業結果は、後行する農作業を行う圃場作業車に有益な情報となるはずであるが、これまでは、そのような情報の利用は農業作業者の個人的な能力に頼られており、情報技術を用いて、先行の圃場作業車の作業結果を後行の圃場作業車が利用することはほとんど行われていない。

特許文献１による作業情報共有システムでは、コンバイン、トラクタ、田植機にＧＰＳ通信部と制御装置とが備えられ、共通の記録装置が用意されている。記録装置は、代掻き作業時にはトラクタに取り付けられ、植付作業時には田植機に取り付けられ、収穫作業時にはコンバインに取り付けられる。コンバインの収穫作業中の走行速度とＧＰＳ通信部からの情報とが記録装置に記録され、この情報に基づいて苗移植機による植付作業時における施肥量が変更される。例えば、作物が育ちすぎの位置ではコンバインの走行速度が遅くなるので、当該位置での施肥量が低減される。また、植付作業に先立ってトラクタによって行われる代掻き作業では、作物が育ちすぎの位置に肥料が溜まらないように、当該位置での代掻き深さが浅くされる。

特許文献２による圃場管理システムでは、圃場における効率的な営農管理のために、トラクタ、田植機、収穫機による圃場作業データが、統合的にレイヤ構造で格納され、管理される。例えば、トラクタが圃場の外周を周回走行することによって得られた走行軌跡から圃場の外形データが生成され、格納される。田植機（播種機）が作業走行することによって生成された作物植付位置は、圃場の座標位置と関係づけられて、格納される。収穫機が収穫作業走行する際に走行位置に対応付けて生成される単位走行収量は圃場の座標位置によって関係づけられ、圃場における微小区画当たりの収量として格納される。

特開２０１４−１８７９５４号公報 特開２０１７−０６８５３３号公報

特許文献１及び２によるシステムは、各種農作業機の農作業情報が圃場単位で統合的に管理されるので、営農計画の効率化に貢献することができる。しかしながら、各農作業機を自動走行させるための走行経路の算出に関して、先に農作業を実施した農作業機の作業状態を考慮して、後から農作業を実施する予定の農作業機の走行経路算出するような技術は開示されていない。
上記実情から、本発明の目的は、自動走行のための走行経路を設定する際に、先行して作業を行った圃場作業車の作業状態を考慮する走行経路算出技術を提供することである。

本発明による走行経路生成システムは、機種の異なる圃場作業車によって作業される圃場において自動走行するための走行経路を生成するシステムであり、前記圃場を先行して作業した先行圃場作業車の作業情報を取得する作業情報取得部と、前記作業情報取得部からの前記作業情報に基づいて、前記先行圃場作業車によって作業された圃場をこれから自動走行作業する後行圃場作業車のための前記走行経路を算出する経路算出部とを備えている。

この構成によれば、機種の異なる圃場作業車が同一の圃場に対して作業を行う場合、この圃場を先行して作業を行った圃場作業車（先行圃場作業車）の作業情報が作業情報取得部に取得される。したがって、先行圃場作業車による作業状態は、作業情報取得部に取得されている作業情報から読み取ることができる。この先行圃場作業車によって作業された圃場を後から圃場作業車（後行圃場作業車）が作業する場合、この後行圃場作業車が自動走行するための走行経路が、作業情報から読み取られた作業状態を考慮して算出される。これにより、作業すべき圃場の状態に適した走行経路の算出が可能となり、作業効率の改善が可能となる。

本発明の好適な実施形態の１つでは、前記先行圃場作業車が、播種機または田植機などの、条列を形成する条列形成機であり、前記条列形成機の前記作業情報には条列形成マップを示す植付条情報が含まれており、前記後行圃場作業車が、機体前部に収穫部を備え、自動走行しながら前記圃場の作物を収穫する収穫機であり、前記収穫機の前記走行経路が、前記経路算出部によって、前記植付条情報に基づいて前記条列の延び方向に沿う経路が長くなるように算出される。条列形成機によって植付等がなされている圃場において農作物を収穫する際には、収穫機を条列に沿って走行させることが、収穫効率が良い。したがって、上記構成を採用することにより、条列に直交するような収穫走行経路及び条列に斜行するような収穫走行経路を可能な限り少なくすることができ、作業効率が向上する。

大規模な圃場や複雑な外形形状の圃場に対する走行経路の算出は、走行経路算出アルゴリズムの制約等により、適正に行われないことがある。そのような場合には、中割り経路と称せられる、圃場を複数個に分割する分割経路が設定され、中割り経路による分割により生じた分割圃場に対して個別に走行経路が算出される。しかしながら、そのような中割り経路の算出において、分割後の圃場における条列の位置や向きなどを考慮しない場合、分割された圃場に対して算出される走行経路において、条列に直交するような走行経路部分及び条列に斜行するような走行経路部分が長くなりかねない。このことから、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記経路算出部には、前記圃場を分割する中割り経路を、前記収穫機のための前記走行経路の１つとして算出する中割り経路算出部が備えられており、前記中割り経路算出部は、前記植付条情報に基づいて、前記中割り経路によって分割された分割圃場における前記走行経路が前記条列の延び方向に沿いやすくなるように、前記中割り経路を算出する。

さらに、収穫部に植付穀稈を条列単位で区分けする複数のデバイダが備えられている場合、この複数のデバイダが各条列の間に正確に進入することが要求される。このため、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記収穫部に横並びのデバイダが備えられ、前記植付条情報に基づいて算出された未作業地側の前記条列の位置と、機体左右方向で端側の前記デバイダの位置とを最適にするように前記走行経路が修正される。例えば、未刈地と既刈地との境界で、既刈地における未刈地に最も近い境界条列の上に、あるいは既刈地の境界条列と未作業地の境界条列との間に、左右方向で端側のデバイダが進入すると、その結果、全てのデバイダが各条列の間に進入し、デバイダによる植付穀稈の良好な区分けが実現する。

トラクタのような大きな後輪やクローラ装置を有する圃場作業車が圃場を走行すると、軟らかい圃場では大きな轍が残され、圃場に凹凸面が生じる。このような凹凸面を後行圃場作業車が横切ると、揺れが生じ、精緻な作業走行の障害となる。また、トラクタによって畝が形成された場合には、この畝を後行圃場作業車が横切ると、畝を部分的に壊すことになる。したがって、先行圃場作業車によって残された凹凸面や畝を、後行圃場作業車ができるだけ横切らないような走行経路が好ましい。このことから、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記作業情報には、トラクタによって形成された畝の形成マップを示す畝情報が含まれており、前記経路算出部は、前記後行圃場作業車による前記畝の横断が少なくなるように前記走行経路を算出する。

圃場作業車の片輪が、畝や掘り起こし部などのように圃場面から上方に突き出した部分に乗り上げると機体が左右方向で傾斜する。特に旋回時に、旋回内側が高くなって旋回外側が低くなるような傾斜が生じた場合、旋回走行が不安定になる。このことから、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記作業情報には、トラクタに形成された畝の形成マップを示す畝情報が含まれており、前記経路算出部は、前記後行圃場作業車の旋回時に、前記後行圃場作業車における走行装置の旋回内側部分が前記畝に乗り上げないように前記走行経路を算出する。

本発明の対象は走行経路生成システムだけでなく、この走行経路生成システムを採用した圃場作業車も本発明の対象となっている。そのような圃場作業車は、上述した走行経路生成システムを備えるとともに、自車位置を検出する自車位置検出モジュールと、前記経路算出部によって算出された前記走行経路と、前記自車位置とに基づいて自動走行を行う自動走行制御部とを備えている。本発明による圃場作業車は、上述した好適な実施形態も含めた走行経路生成システムの全ての作用効果を享受することができる。

走行経路生成システムの基本構成を示す模式図である。 収穫機の一例としての普通型のコンバインの側面図である。 普通型のコンバインの自動走行の概要を示す図である。 自動走行における走行経路を示す図である。 コンバインの制御系の構成を示す機能ブロック図である。 収穫機の一例としての自脱型のコンバインの側面図である。 自脱型のコンバインの平面図である。

〔走行経路生成システムの基本構成〕
本発明による走行経路生成システムの基本原理を、図１を用いて説明する。この走行経路生成システムは、機種の異なる圃場作業車が圃場を自動走行するための走行経路を生成する。図１では、同一圃場に対して時機をずらして作業する圃場作業車として、トラクタと田植機（播種機でも可）と収穫機（普通型コンバイン）とが示されている。田植機や播種機は、圃場に植立穀稈である条の列を形成するので、条列形成機とも呼ばれる。圃場を先行して作業した先行圃場作業車の走行軌跡を示す走行経路マップを含む作業情報が、作業情報データベース等に収納管理される。これから作業しようとする後行圃場作業車のための走行経路は、先行して作業を行った先行圃場作業車の作業情報を考慮して算出される。

これから作業を行う後行圃場作業車がコンバインのような収穫機の場合、先行して作業を行った播種機または田植機によって形成された条列を示す条列形成マップを含む植付条情報が、作業情報として、作業情報データベース等に収納管理されているので、この条列形成マップを収穫機の走行経路の算出に利用することができる。例えば、走行経路を算出する経路算出アルゴリムは、この条列形成マップを考慮して、条列の延び方向に沿う走行経路部分が長くなるように、収穫機の走行経路を算出することができる。

これから作業する後行圃場作業車がコンバインのような収穫機の場合、先行して作業を行ったトラクタによって形成された畝の位置を示す畝形成マップを含む畝情報が、作業情報として、作業情報データベース等に収納管理されているので、この畝形成マップを収穫機の走行経路の算出に利用することができる。例えば、経路算出アルゴリムは、この畝形成マップを考慮して、畝の横断が少なくなるように、収穫機の走行経路を算出することができる。さらには、経路算出アルゴリムは、収穫機の旋回時に、収穫機における旋回内側の走行装置（クローラ、車輪）が畝に乗り上げないように、収穫機の走行経路を算出することができる。

従来から、圃場作業車が作業する圃場が大規模である場合、あるいは、複雑な外形形状である場合、作業の最初に中割り経路を決定して、この中割り経路を作業走行することで圃場を２つ以上に分割する方法がとられる。この中割り経路を本発明においても採用するために、経路算出アルゴリムに、中割り経路を算出する機能を持たせることも可能である。そのような経路算出アルゴリムでは、収納管理されている作業情報から読み出された条列形成マップに基づいて、中割り経路によって分割された分割圃場における走行経路が条列の延び方向に沿いやすくなるように、中割り経路が算出される。

機種の異なる圃場作業車の同一圃場に対する作業に関する作業情報は、図１で模式的に示されるように、圃場地図レイヤ及び機種別の作業情報レイヤ群に区分けされて収納されることで、その管理が容易になる。各機種の圃場作業車の作業情報が格納される作業情報レイヤ群には、走行経路マップ（全機種）、条列形成マップ（田植機または播種機）、畝形成マップ（トラクタ）、収量マップ（収穫機）などが含まれる。

〔コンバインの全体構成〕
次に、本発明の走行経路生成システムを採用した圃場作業機の一例である収穫機として、普通型のコンバインを取り上げて説明する。なお、本明細書では、特に断りがない限り、「前」(図２に示す矢印Ｆの方向)は機体前後方向（走行方向）における前方を意味し、「後」(図２に示す矢印Ｂの方向)は機体前後方向（走行方向）における後方を意味する。また、左右方向または横方向は、機体前後方向に直交する機体横断方向（機体幅方向）を意味する。「上」(図１に示す矢印Ｕの方向)及び「下」(図１に示す矢印Ｄの方向)は、車体の鉛直方向（垂直方向）での位置関係であり、地上高さにおける関係を示す。

図２に示すように、このコンバインは、機体１０、クローラ式の走行装置１１、運転部１２、脱穀装置１３、穀粒タンク１４、収穫部Ｈ、搬送装置１６、穀粒排出装置１８、衛星測位モジュール８０を備えている。

走行装置１１は、機体１０の下部に備えられている。コンバインは、走行装置１１によって自走可能に構成されている。運転部１２、脱穀装置１３、穀粒タンク１４は、走行装置１１の上側に備えられ、機体１０の上部を構成している。運転部１２は、コンバインを運転する運転者やコンバインの作業を監視する監視者が搭乗可能である。なお、監視者は、コンバインの機外からコンバインの作業を監視していても良い。

穀粒排出装置１８は、穀粒タンク１４の後下部に連結されている。また、衛星測位モジュール８０は、運転部１２の前上部に取り付けられている。

収穫部Ｈは、機体１０の前部に備えられている。そして、搬送装置１６は、収穫部Ｈの後側に設けられている。また、収穫部Ｈは、切断機構１５及びリール１７を有している。切断機構１５は、圃場の植立穀稈を刈り取る。また、リール１７は、回転駆動しながら収穫対象の植立穀稈を掻き込む。この構成により、コンバインは、収穫部Ｈによって圃場の穀物（農作物の一種）を収穫しながら走行装置１１によって走行する作業走行が可能である。

切断機構１５により刈り取られた刈取穀稈は、搬送装置１６によって脱穀装置１３へ搬送される。脱穀装置１３において、刈取穀稈は脱穀処理される。脱穀処理により得られた穀粒（収穫物の一種）は、穀粒タンク１４に貯留される。穀粒タンク１４に貯留された穀粒は、必要に応じて、穀粒排出装置１８によって機外に排出される。

運転部１２には、通信端末４が配置されている。本実施形態において、通信端末４は、運転部１２に固定されている。通信端末４は、運転部１２に対して着脱可能に構成されていても良いし、コンバインの機外に位置していても良い。

〔自動走行に関する構成〕
図３に示すよう、このコンバインは、圃場において設定された走行経路に沿って自動走行することができる。このため、衛星測位モジュール８０は、人工衛星ＧＳからのＧＮＳＳ（global navigation satellite system）信号（ＧＰＳ信号を含む）を受信して、自車位置を算出するための測位データを出力する。この測位データに基づいて自車位置が算出される。

このコンバインによって圃場での収穫作業を行う場合の手順は、以下に説明する通りである。

まず、運転者兼監視者は、コンバインを手動で操作し、図３に示すように、圃場内の外周部分において、圃場の境界線に沿って周回するように収穫走行を行う。これにより既刈地となった領域は、外周領域ＳＡとして設定される。そして、外周領域ＳＡの内側に未刈地のまま残された領域は、作業対象領域ＣＡとして設定される。

また、このとき、外周領域ＳＡの幅をある程度広く確保するために、監視者は、コンバインを３〜４周走行させる。この走行においては、コンバインが１周する毎に、コンバインの作業幅分だけ外周領域ＳＡの幅が拡大する。最初の、３〜４周の走行が終わると、外周領域ＳＡの幅は、コンバインの作業幅の３〜４倍程度の幅となる。

外周領域ＳＡは、作業対象領域ＣＡにおいて収穫走行を行うときに、コンバインが方向転換するためのスペースとして利用される。また、外周領域ＳＡは、収穫走行を一旦終えて、穀粒の排出場所へ移動する際や、燃料の補給場所へ移動する際等の移動用のスペースとしても利用される。

なお、図３に示す運搬車ＣＶは、コンバインから排出された穀粒を収集し、運搬することができる。穀粒排出の際、コンバインは運搬車ＣＶの近傍へ移動した後、穀粒排出装置１８によって穀粒を運搬車ＣＶへ排出する。

外周領域ＳＡ及び作業対象領域ＣＡが設定されると、図４に示すように、作業対象領域ＣＡにおける走行経路が算出される。算出された走行経路は、作業走行のパターンに基づいて順次、目標走行経路として設定される。コンバインは、設定された目標走行経路に沿って走行するように、自動走行制御される。

〔コンバイン制御系の構成〕
図５に、本発明による走行経路生成システムを利用するコンバインの制御系が示されている。図５では、クラウドサービスを行う管理センタに設置される管理コンピュータ１００に備えられた機能部と、コンバインの制御系に備えられた機能部とが示されている。管理コンピュータ１００に備えられた機能部は、コンバインの制御系内に、またはコンバインに持ち込まれる通信端末４内に備えることも可能である。

コンバインの制御系は、多数のＥＣＵと呼ばれる電子制御ユニットと、各種動作機器、センサ群やスイッチ群、それらの間のデータ伝送を行う車載ＬＡＮなどの配線網から構成されている。報知デバイス９１は、運転者等に作業走行状態や種々の警告を報知するためのデバイスであり、ブザー、ランプ、スピーカ、ディスプレイなどが含まれる。通信部９２は、このコンバインの制御系が、遠隔地に設置されている管理コンピュータ１００及びその他の通信端末４との間でデータ交換するために用いられる。通信端末４には、圃場に立っている監視者、またはコンバイン乗り込んでいる監視者（運転者も含む）が操作するタブレットコンピュータが含まれる。制御ユニット６は、この制御系の中核要素であり、複数のＥＣＵの集合体として示されている。衛星測位モジュール８０からの測位データは、車載ＬＡＮを通じて制御ユニット６に入力される。

制御ユニット６は、入出力インタフェースとして、出力処理部６Ｂと入力処理部６Ａとを備えている。出力処理部６Ｂは、走行機器群７Ａ及び作業機器群７Ｂと接続している。走行機器群７Ａには、車両走行に関する動作機器、例えばエンジン制御機器、変速制御機器、制動制御機器、操舵制御機器などが含まれている。作業機器群７Ｂには、収穫部Ｈ、脱穀装置１３、搬送装置１６、穀粒排出装置１８における動作機器などが含まれている。

入力処理部６Ａには、走行系検出センサ群８Ａや作業系検出センサ群８Ｂなどが接続されている。走行系検出センサ群８Ａには、エンジン回転数調整具、アクセルペダル、ブレーキペダル、変速操作具などの状態を検出するセンサが含まれている。作業系検出センサ群８Ｂには、収穫部Ｈ、脱穀装置１３、搬送装置１６、穀粒排出装置１８における装置状態及び穀稈や穀粒の状態を検出するセンサが含まれている。

制御ユニット６には、作業情報管理モジュール５、走行制御部６１、作業制御部６２、経路算出部６３、収穫管理部６４、自車位置算出部６５、報知部６６が備えられている。

報知部６６は、制御ユニット６の各機能部からの指令等に基づいて報知データを生成し、報知デバイス９１に与える。自車位置算出部６５は、衛星測位モジュール８０から逐次送られてくる測位データに基づいて、機体１０における前もって設定された箇所の地図座標（あるいは圃場座標）である自車位置を算出する。衛星測位モジュール８０と自車位置算出部６５とによって、自車位置を検出する自車位置検出モジュールを構成する。走行制御部６１は、エンジン制御機能、操舵制御機能、車速制御機能などを有し、走行機器群７Ａに走行制御信号を与える。作業制御部６２は、収穫部Ｈ、脱穀装置１３、穀粒排出装置１８、搬送装置１６などの動きを制御するために、作業機器群７Ｂに作業制御信号を与える。

この実施形態のコンバインは自動走行（自動操舵）と手動走行（手動操舵）の両方で走行可能である。このため、走行制御部６１には、手動走行制御部６１１と自動走行制御部６１２と走行経路設定部６１３とが含まれている。また、自動走行作業を行うために自動操舵で走行する自動走行モードと、手動走行作業を行うために手動操舵で走行する手動走行モードとのいずれかを選択する走行モードスイッチ（非図示）が運転部１２内に設けられている。この走行モードスイッチを操作することで、手動走行から自動走行への移行、あるいは自動走行から手動走行への移行が可能である。

手動走行モードが選択されている場合、運転者による操作に基づいて、手動走行制御部６１１が制御信号を生成し、走行機器群７Ａを制御する。

走行経路設定部６１３は、経路算出部６３によって作成された走行経路を、自動走行における目標走行経路として設定する。なお、この走行経路は、手動走行であっても、コンバインが当該走行経路に沿って走行するためのガイダンスのために利用されてもよい。

自動走行モードが選択されている場合、自動走行制御部６１２は、自動操舵及び車速変更の制御信号を生成して、走行機器群７Ａを制御する。自動操舵に関する制御信号は、走行経路設定部６１３によって設定された目標となる走行経路と、自車位置算出部６５によって算出された自車位置との間の方位ずれ及び位置ずれを解消するように生成される。車速変更に関する制御信号は、前もって設定された車速値に基づいて生成される。

作業制御部６２は、手動走行モードが選択されている場合、運転者による操作に基づいて、作業制御部６２が制御信号を生成し、作業機器群７Ｂを制御する。作業制御部６２は、自動走行モードが選択されている場合、予め設定された走行位置あるいは走行状態に応じて制御信号を生成して、作業機器群７Ｂの制御も行う。もちろん、自動走行モードであっても、作業制御部６２は、少なくとも部分的には、運転者による操作に基づいて、作業機器群７Ｂを制御することも可能である。

この実施形態のコンバインは、単位走行あたりの収量（収穫量）を測定する収量測定機能と、単位走行当たりに収穫された穀粒の食味（ここでは水分とタンパク成分）を測定する機能部として、収穫管理部６４を備えている。収穫管理部６４には、収穫マップ生成部６４１が備えられ、収穫マップ生成部６４１は、単位走行あたりの収量と食味とを機体１０の走行軌跡（自車位置）と関係づけて、収穫マップを生成する。

作業情報管理モジュール５は、作業情報生成部５１と、作業情報取得部５２と、作業情報処理部５３とを含む。作業情報生成部５１は、実際に行った圃場に対する作業（コンバインでは収穫作業、トラクタでは耕耘作業、播種機または田植機では種まき作業、苗植付け作業など）に関する情報である作業情報を生成する。コンバインの作業情報生成部５１が生成する作業情報には、収穫情報として、圃場における走行軌跡、単位区画当たりの収量（収量マップ）及び食味（品質マップ）、などが含まれる。生成された作業情報は、作業情報処理部５３によって、圃場を特定する圃場ＩＤ、作業に従事した管理者を特定する管理者ＩＤ、作業を行ったコンバインを特定する圃場作業車ＩＤなどとリンクされて、管理コンピュータ１００にアップロードされる。

さらに、圃場作業車が播種機または田植機の場合、作業情報には、植付け情報として、圃場おける走行軌跡、走行軌跡から求められる苗の条列方向などを示す条列形成マップ、施肥マップなどが含まれる。圃場作業車が耕耘装置を装備したトラクタの場合、作業情報には、耕耘情報として、圃場おける走行軌跡、走行軌跡から求められる畝の延び方向を含む畝形成マップなどが含まれる。

作業情報取得部５２は、これから圃場作業を行おうとしている圃場に対して、先行して作業した先行圃場作業車の作業情報を、管理コンピュータ１００からダウンロードする。

管理コンピュータ１００には、各圃場作業車の通信部９２との間でデータ交換する通信部１０１と、圃場管理部１０２と、作業車管理部１０３と、作業情報格納管理部１０４が備えられている。圃場管理部１０２は、機種の異なる圃場作業車によって作業される各圃場の圃場情報を管理する。圃場情報には、圃場所有者、圃場地図、土壌特徴、作付け履歴などが含まれている。作業車管理部１０３は、作業車の所有者、機種名、作業車仕様、走行距離、走行時間などを含む作業車情報を管理する。

作業情報格納管理部１０４は、コンバインだけでなく、各圃場作業車の作業情報生成部５１によって生成され、アップロードされた作業情報を、対応する圃場情報及び対応する作業車情報とリンクさせた形式で格納管理する。例えば、作業情報格納管理部１０４は、図１で示されたような、圃場毎かつ圃場作業車毎の作業情報レイヤ構造で、作業情報を格納管理することができる。これにより、作業情報格納管理部１０４は、これから作業を行う圃場作業車に対して、同一圃場で先行して作業した圃場作業車の作業情報を当該圃場作業車に送出することができる。

例えば、コンバインが特定の圃場で収穫作業を行う場合に、当該圃場で先行して苗植付け作業を行った田植機が生成した作業情報に含まれている条列形成マップを含む植付条情報を、作業情報取得部５２が、管理コンピュータ１００からダウンロードする。次に、作業情報処理部５３が、取得した条列形成マップから条列の延び方向を求めて、経路算出部６３に与える。経路算出部６３は、条列の延び方向に沿う経路ができるだけ長くなるように走行経路を算出する。

この実施形態の経路算出部６３には、中割り経路を算出する中割り経路算出部６３１が含まれている。圃場に対して、最初に中割り経路による収穫作業が行われる場合には、中割り経路算出部６３１が、中割り経路によって分割された分割圃場における走行経路が条列の延び方向に沿いやすくなるように、中割り経路を算出する。

〔別実施の形態〕
（１）上述した実施形態では、収穫機として普通型のコンバインが取り上げられた。図６と図７には、異なるタイプの収穫機として、自脱型のコンバインが示されている。普通型のコンバインと自脱型のコンバインとは、図２と図６との比較から明らかなように、類似する構成を有する。但し、自脱型のコンバインには、リール１７に代えて、複数のデバイダ１９及び引起装置２０が収穫部Ｈの前端領域に備えられている。図７に示すように、横方向に条列間隔で並設された各デバイダ１９は、条列の間に進入して、植立穀稈を条列ごとに区分ける機能を有する。デバイダ１９によって区分けされた植立穀稈は、引起装置２０によって引き起こされる。引き起こされた植立穀稈は、切断機構１５によって切断される。作業途中において、デバイダ１９を正確に条列の間に進入させるためには、未刈地と既刈地の境界となる条列とデバイダ１９との位置関係が適切となるように、目標走行経路を設定する必要がある。このため、経路算出部６３は、植付条情報に基づいて算出された未作業地側の前記条列の位置と、機体左右方向で端側のデバイダ１９の位置とを最適にするように、予め算出された走行経路を修正する機能を有する。デバイダ１９の最適な位置のとして、例えば、未刈地と既刈地との境界で、既刈地における未刈地に最も近い境界条列の上に、あるいは既刈地の境界条列と未作業地の境界条列との間に、左右方向で端側のデバイダ１９を進入させる位置が挙げられる。また、デバイダ１９が、上述した最適な位置となるように、デバイダ１９の先端部の位置が、機体左右方向で変更可能なように構成して、デバイダ１９の先端が好適な位置に位置するようにデバイダ１９を制御してもよい。

（２）上述した実施形態では、圃場管理部１０２と作業車管理部１０３と作業情報格納管理部１０４とが、管理コンピュータ１００に備えられている。これに代えて、圃場管理部１０２と作業車管理部１０３と作業情報格納管理部１０４とを、持ち運び可能な携帯型の通信端末４に構築し、作業しようとする各圃場作業車に持ち込んで、作業情報管理モジュール５とデータ交換するような構成を採用してもよい。さらには、前もって必要となる作業情報だけをＵＳＢメモリなどの記憶媒体に記録し、作業情報管理モジュール５に転送するような構成を採用してもよい。

（３）上述した実施形態では、作業情報管理モジュール５は圃場作業車の制御系に備えられていたが、これも管理コンピュータ１００や通信端末４などに備えて、圃場作業車から送られてくる作業に関するデータに基づいて、作業情報を作成し、経路算出部６３に必要な作業情報を送る構成を採用してもよい。さらには、経路算出部６３も管理コンピュータ１００や通信端末４などに備え、算出された走行経路を圃場作業車が受け取るような構成を採用してもよい。

（４）図４で示された各機能部は、主に説明目的で区分けされている。実際には、各機能部は他の機能部と統合してもよいし、複数の機能部に分けてもよい。

なお、上記実施形態（別実施形態を含む、以下同じ）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。

（５）本発明が適用される圃場作業車としての収穫機は、稲や小麦等を収穫する自脱型コンバインや普通型コンバインだけでなく、トウモロコシなど他の農作物を収穫するコンバインや、ニンジンなどを収穫する収穫機であってもよい。

本発明は、機種の異なる圃場作業車によって作業される圃場において自動走行するための走行経路を生成するシステム、及びそのようなシステムを用いる圃場作業車に適用可能である。

１０ ：機体
１９ ：デバイダ
４ ：通信端末
５ ：作業情報管理モジュール
５１ ：作業情報生成部
５２ ：作業情報取得部
５３ ：作業情報処理部
６ ：制御ユニット
６Ａ ：入力処理部
６Ｂ ：出力処理部
６１ ：走行制御部
６１１ ：手動走行制御部
６１２ ：自動走行制御部
６１３ ：走行経路設定部
６２ ：作業制御部
６３ ：経路算出部
６３１ ：中割り経路算出部
６４ ：収穫管理部
６５ ：自車位置算出部
６６ ：報知部
８０ ：衛星測位モジュール
９１ ：報知デバイス
９２ ：通信部
１００ ：管理コンピュータ
１０１ ：通信部
１０２ ：圃場管理部
１０３ ：作業車管理部
１０４ ：作業情報格納管理部
ＣＡ ：作業対象領域
Ｈ ：収穫部
ＳＡ ：外周領域

Claims (7)

1. 機種の異なる圃場作業車によって作業される圃場において自動走行するための走行経路を生成する走行経路生成システムであって、
   前記圃場を先行して作業した先行圃場作業車の作業情報を取得する作業情報取得部と、
   前記作業情報取得部からの前記作業情報に基づいて、前記先行圃場作業車によって作業された前記圃場をこれから自動走行作業する後行圃場作業車のための前記走行経路を算出する経路算出部と、
   を備えた走行経路生成システム。
2. 前記先行圃場作業車が、播種機または田植機などの、条列を形成する条列形成機であり、前記条列形成機の前記作業情報には条列形成マップを示す植付条情報が含まれており、
   前記後行圃場作業車が、機体前部に収穫部を備え、自動走行しながら前記圃場の作物を収穫する収穫機であり、
   前記収穫機の前記走行経路が、前記経路算出部によって、前記植付条情報に基づいて前記条列の延び方向に沿う経路が長くなるように算出される請求項１に記載の走行経路生成システム。
3. 前記経路算出部には、前記圃場を分割する中割り経路を、前記収穫機のための前記走行経路の１つとして算出する中割り経路算出部が備えられており、
   前記中割り経路算出部は、前記植付条情報に基づいて、前記中割り経路によって分割された分割圃場における前記走行経路が前記条列の延び方向に沿いやすくなるように、前記中割り経路を算出する請求項２に記載の走行経路生成システム。
4. 前記収穫部に横並びのデバイダが備えられ、
   前記植付条情報に基づいて算出された未作業地側の前記条列の位置と、機体左右方向で端側の前記デバイダの位置とを最適にするように前記走行経路が修正される請求項２または３に記載の走行経路生成システム。
5. 前記作業情報には、トラクタによって形成された畝の形成マップを示す畝情報が含まれており、
   前記経路算出部は、前記後行圃場作業車による前記畝の横断が少なくなるように前記走行経路を算出する請求項１から４のいずれか一項に記載の走行経路生成システム。
6. 前記作業情報には、トラクタに形成された畝の形成マップを示す畝情報が含まれており、
   前記経路算出部は、前記後行圃場作業車の旋回時に、前記後行圃場作業車における走行装置の旋回内側部分が前記畝に乗り上げないように前記走行経路を算出する請求項１から５のいずれか一項に記載の走行経路生成システム。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の走行経路生成システムを備え、
   自車位置を検出する自車位置検出モジュールと、
   前記経路算出部によって算出された前記走行経路と、前記自車位置とに基づいて自動走行を行う自動走行制御部とを備えた圃場作業車。

Images