JP2020000189A - 作業車両 - Google Patents

Abstract

【課題】円滑な自動走行による作業を行わせるとともに、圃場を荒らし難くした作業車両を提供すること。【解決手段】作業車両は、位置情報取得装置により取得した自車位置情報に基づき、走行車体を自動走行させる走行処理を実行するとともに、作業装置を駆動しての作業処理を実行する制御装置を備え、制御装置は、走行車体を圃場の外周を周回させることで、圃場の外形を導出可能な圃場位置情報を取得するとともに、走行車体を直進させながら作業処理を同時に実行する単位作業行程を、圃場内で複数回繰り返して実行可能であり、単位作業行程における作業走行中に、走行車体が圃場端に接近したことを検出すると、所定のタイミングで操舵装置を駆動して走行車体を旋回させ、かつ旋回直前の前行程で作業走行していた直進経路との間に、単位作業行程分の作業幅を設けて次行程に移行する。【選択図】図６

Description

本発明は、作業車両に関する。

従来、作業車両として、たとえば、走行車体の後部に苗植付部を連結し、圃場を走行しながら苗の植付作業を行う苗移植機がある。かかる苗移植機の中でも、自車両の位置を示す自車位置情報と圃場位置情報とに基づいて自動操舵により自動走行しながら植付作業を可能としたものがある（たとえば、特許文献１を参照）。

特開２０１６−２４５４０号公報

しかしながら、従来の自動走行する苗移植機は、旋回する場合、たとえば湿田であれば機体が泥濘にはまったりするおそれがある。また、旋回の際の曲率半径が小さければ圃場を荒らすおそれがある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、圃場を荒らし難く、かつ圃場を円滑に自動走行することのできる作業車両を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１に記載の作業車両（１０）は、複数の走行車輪（１１），（１２）を備え、圃場（１００）を走行可能な走行車体（１）と、前記走行車輪（１１），（１２）に駆動力を供給する駆動源（６）と、前記走行車輪（１１）を操舵する操舵装置（４）と、水平方向へ回転自在となるように前記走行車体（１）に取付けられた資材貯留部（１５）と、前記資材貯留部（１５）の一側に昇降装置（１９）を介して昇降自在に連結された作業装置（２）と、自車両の位置を示す自車位置情報を取得する位置情報取得装置（５）と、前記位置情報取得装置（５）により取得した前記自車位置情報に基づき、前記走行車体（１）を自動走行させる走行処理を実行するとともに、前記作業装置（２）を駆動しての作業処理を実行する制御装置（３）と、を備え、前記制御装置（３）は、前記走行車体（１）を前記圃場（１００）の外周を周回させることで、前記圃場（１００）の外形を導出可能な圃場位置情報を取得するとともに、前記走行車体（１）を直進させながら前記作業処理を同時に実行する単位作業行程を、前記圃場（１００）内で複数回繰り返して実行可能であり、前記単位作業行程における作業走行中に、前記走行車体（１）が圃場端に接近したことを検出すると、所定のタイミングで前記操舵装置（４）を駆動して前記走行車体（１）を旋回させ、かつ旋回直前の前行程で作業走行していた直進経路との間に、前記単位作業行程分の作業幅（Ｓ１）を設けて次行程に移行することを特徴とする。

請求項２に記載の作業車両（１０）は、請求項１において、前記走行車体（１）を旋回させる前記所定のタイミングは、前記圃場端から前記走行車体（１）までの間の距離が、前記作業幅（Ｓ１）の倍の長さになったときとしたことを特徴とする。

請求項３に記載の作業車両（１０）は、請求項１または２において、前記制御装置（３）は、前記自動走行における走行処理を、前進走行のみで行うことを特徴とする。

請求項４に記載の作業車両（１０）は、請求項１から３のいずれかにおいて、前記制御装置（３）は、前記圃場（１００）内における前記走行車体（１）の位置および作業状況に応じて、車速を変更することを特徴とする。

請求項５に記載の作業車両（１０）は、請求項１から４のいずれかにおいて、前記作業装置（２）は、苗植付機構（２１）を備え、前記圃場（１００）における全面の苗植付作業には、前記単位作業行程をそれぞれ複数回繰り返す往路作業と復路作業とが含まれており、前記制御装置（３）は、前記往路作業における作業走行速度を少なくとも通常の作業走行速度よりも低速の第１の速度に設定する一方、前記復路作業における作業走行速度を前記第１の速度よりも高速の第２の速度に設定することを特徴とする。

請求項６に記載の作業車両（１０）は、請求項５において、前記第２の速度は、苗植付作業において規定される最高車速よりも低速であることを特徴とする。

請求項１に記載の作業車両によれば、旋回する際の曲率半径を比較的に大きくとれるため、圃場を荒らすおそれが抑制され、なおかつ圃場を円滑に自動走行することができる。また、走行車輪が泥濘に嵌り難いため、作業が中断するおそれも大きく減少する。

請求項２に記載の作業車両によれば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、作業車両が圃場端に達した際に、停止して後進し、さらにその位置から旋回するといった煩雑な動作が不要となるとともに、減速することなく旋回することも可能となるため作業時間の短縮に寄与することができる。

請求項３に記載の作業車両によれば、請求項１または２に記載の発明の効果に加えて、後進するために必要な停止動作が不要になるため、制御が容易となる。

請求項４に記載の作業車両によれば、請求項１から３のいずれかの効果に加えて、圃場内における作業を円滑に行うことが可能となる。

請求項５に記載の作業車両によれば、請求項１から４のいずれかの効果に加えて、圃場全面への苗の植付作業を、苗列を乱すことなく円滑に行うことができる。

請求項６に記載の作業車両によれば、請求項５に記載の発明の効果をより高めることができる。

図１は、実施形態に係る作業車両であるロボット苗移植機を含む農作業システムの概略説明図である。 図２は、同上のロボット苗移植機の側面視による説明図である。 図３は、同上のロボット苗移植機の背面視による説明図である。 図４は、同上のロボット苗移植機のコントローラを中心とするブロック図である。 図５は、同上の農作業システムにおけるロボット苗移植機の作業状況を示す説明図である。 図６は、同上のロボット苗移植機の走行処理の一例を示すフローチャートである。

以下に、本発明の実施形態に係る作業車両を、無人で自動走行しながら田植作業を行うことのできる、いわゆるロボット苗移植機として図面を参照しながら詳細に説明する。なお、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形したり、各実施形態を組み合わせて実施したりすることができる。また、以下ではロボット苗移植機の走行車体、あるいは走行車体と作業部とを含む苗移植機の全体を指して機体と呼ぶ場合がある。

図１は、実施形態に係る作業車両であるロボット苗移植機を含む農作業システムの概略説明図である。図示するように、作業車両としてのロボット苗移植機（以下「苗移植機１０」とする）は、所定の圃場１００において、無人で自動走行しながら苗Ｎ_０の植付作業を行うことができる。なお、図１において、符号Ｌは、苗移植機１０の作業経路を示し、符号Ｎは、苗移植機１０により移植された苗Ｎ_０からなる苗列を示す。

苗移植機１０は、後述する制御装置であるコントローラ３（図４参照）を備えており、このコントローラ３によって自動走行が制御される。コントローラ３は、自動走行を開始する場合、圃場１００の外形を導出可能な圃場位置情報を取得するために、予め、圃場１００を、圃場端に沿って一周走行する。

苗移植機１０は、コントローラ３を搭載する略正方形の走行車体１を備え、走行車体１には、複数の走行車輪が設けられる。本実施形態に係る苗移植機１０の走行車輪は、駆動輪であり、かつ転動輪である４つの車輪１１，１１，１２，１２を備える。すなわち、苗移植機１０は、いわゆる４ＷＤ（四輪駆動）であり、かつ４ＷＳ（四輪操舵）の転舵駆動輪を備える作業車両である。なお、以下では、各一組の第１の車輪１１，１１および第２の車輪１２，１２を、それぞれまとめて車輪１１，１２、あるいは駆動輪１１，１２または転舵輪１１，１２等と記す場合がある。

本実施形態に係る車輪１１，１２は、平面視で略正方形の走行車体１に規定された仮想円の周上に９０度間隔で４つ設けられる。かかる仮想円の中心は、資材貯留部として苗マットなどを収容するタンク部１５の回転中心と一致する。

ここでは、この回転中心上に受信アンテナ５１を設置し、この受信アンテナ５１によって上空を周回している航法衛星３００からの電波を受信することにより、苗移植機１０の自動走行がなされる。すなわち、苗移植機１０の自動走行は、図１に示すように、コントローラ３が自身の位置情報を取得し、取得した位置情報と、圃場１００の外形を導出するために取得した圃場位置情報と、後述する舵角検出装置４２（図４参照）により取得した車輪１１，１２の舵角とに基づき行われる。

また、タンク部１５の一辺側には、苗植付装置２が昇降装置１９を介して昇降自在に連結されている。したがって、苗植付装置２は、走行車体１の走行フレーム１６の周りを３６０度回転自在に設けられている。なお、苗植付装置２は、走行フレーム１６の一端側に設けることもできる。

このように、本実施形態に係る農作業システムでは、苗移植機１０を自動走行させながら、タンク部１５内に収容した苗マットを苗植付装置２に送り、苗植付装置２によって苗Ｎ_０を圃場１００に自動的に植付けることができる。また、作業途中で苗マットなどが不足する場合は、苗マットを収容するとともに、畦道１１０などを走行可能とした４輪キャリー８００を、オペレータが携行するリモコンなどのオペレータ側処理装置９００（図４参照）を用いて適当な場所へ移動させ、随時苗マットを苗移植機１０に補充することができる。

ここで、図２〜図４を参照しながら、本実施形態に係る苗移植機１０の構成をより具体的に説明する。図２は、苗移植機１０の側面視による説明図、図３は、苗移植機１０の背面視による説明図である。また、図４は、苗移植機１０のコントローラ３を中心とするブロック図である。

図２に示すように、苗移植機１０は、圃場１００を走行可能な走行車体１と、走行車体１に取付けられたタンク部１５と、作業装置である苗植付装置２と、タンク部１５の内部に設けられた資材供給装置１４とを備える。走行車体１は、複数の車輪１１，１２を備える。タンク部１５は、水平方向へ回転自在（矢印Ａ１参照）となるように走行車体１上に設けられている。また、苗植付装置２は、タンク部１５の一側に昇降装置１９を介して昇降自在に連結されるとともに、タンク部１５の回転に伴い走行車体１の周りを３６０度回転可能に設けられている。

車輪１１，１２は、前述したように、駆動輪であってかつ転舵輪ともなるもので、かかる４つの車輪１１，１１，１２，１２への動力は、それぞれ独立した駆動モータを内蔵した動力伝達ケース１７０，１８０から伝達される。ここでは、第１の動力伝達ケース１７０から一対の第１ファイナルケース１７，１７を介して第１の車輪１１，１１に伝達される。また、第２の動力伝達ケース１８０から一対の第２ファイナルケース１８，１８を介して第２の車輪１２，１２に伝達される。第１の車輪１１，１１は、第１の車軸１７ａ，１７ａを介して第１ファイナルケース１７，１７に連結され、第２の車輪１２，１２は、第２の車軸１８ａ，１８ａを介して第２ファイナルケース１８，１８に連結される。

また、動力伝達ケース１７０，１８０には転舵軸（不図示）が設けられており、転舵輪である車輪１１，１２は、それぞれ独立して転舵軸周りに９０度以上の舵角で回動する。また、車輪１１，１２は、それぞれ独立して車軸１７ａ，１８ａ回りに駆動輪１１，１２として回動する。

また、走行車体１には、動力伝達ケース１７０，１８０の他に、後述する肥料散布機１６１などを含む苗植付装置２の各装置を駆動させるためのモータやギヤケース等を含む動力伝達機構（不図示）を備えている。

苗植付装置２は、基本的には周知の構成を利用している。すなわち、図２に示すように、苗植付装置２は、苗載台２０の下部側に、苗載台２０から苗Ｎ_０を取り出して圃場１００に移植する一対の植付爪２２を備える苗植付機構２１を備えるとともに、圃場１００を均すロータ２４を備えている。

また、苗植付装置２は、作業部リフト装置７ｃ（図４）を備える昇降装置１９によって上下方向へ直線状に昇降可能に連結される。すなわち、昇降装置１９は、タンク部１５の一部に固設された枠体内に配設された作業部リフト装置７ｃを備えており、かかる作業部リフト装置７ｃに基端が連結された連結杆１９０の先端に苗植付装置２の外枠が連結されている。

こうして、苗植付装置２は、図２に示すように、コンパクトな構成で上下方向へ直線状に昇降する（矢印Ａ２参照）。また、かかる構成により、苗移植機１０の全長も短縮できる。

また、苗植付装置２の苗載台２０には、苗Ｎ_０を検出する第１苗センサ８ａ（図４）が設けられる。第１苗センサ８ａは、苗載台２０と苗マットとの間の間隙の寸法あるいは密着度合を検出する。この第１苗センサ８ａにより、コントローラ３は苗マットの滑り具合を判定し、滑りが悪く苗マットの下降不良などが生じるおそれがある場合、オペレータへ警報信号を出力する。なお、苗マットの下降不良が検出された場合、コントローラ３はその解消を図るために、作業部リフト装置７ｃを駆動して苗植付装置２を上下動させることもできる。

また、苗植付装置２の苗植付機構２１の近傍には、植付爪２２の動作を検出する第２苗センサ８ｂ（図４）が設けられる。すなわち、植付爪２２が苗Ｎ_０の取り損ねが所定回数以上連続するような場合、コントローラ３がオペレータへ警報信号を出力する。

第１苗センサ８ａや第２苗センサ８ｂは、イメージセンサなどを適宜用いることができる。いずれの場合でも、検出結果に基づきコントローラ３から出力される警報信号は、たとえば、オペレータが所持する端末装置などに送信することができる。

苗移植機１０が自動走行するに際し、当該苗移植機１０の自車位置情報は、走行車体１に設けられた受信アンテナ５１により取得される。図２および図３に示すように、受信アンテナ５１は、タンク部１５の外殻１３の天井部略中央に設けられている。なお、受信アンテナ５１は、図４に示すように、位置情報取得装置５の一部を構成する。位置情報取得装置５としては、たとえば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）制御装置あるいはＧＰＳ（Global Positioning System）制御装置がある。

ところで、苗移植機１０は、自動運転のみならず、遠隔操作で走行させることもできる。たとえば、所定の圃場１００を自動運転させるための走行経路をティーチングするために、オペレータによって遠隔操作して所定の圃場１００を圃場端に沿って周回させ、自動運転の際の圃場１００の外形を圃場位置情報として取得して記憶させることができる。

また、苗移植機１０の走行車体１に、たとえばリモコンを設けた運転台を取付可能とし、オペレータが運転台に座して操縦して走行させることもできる。かかる構成により、格納庫（不図示）などから所定の圃場１００に至るまでの農道２００については、オペレータのリモコン操作により走行させることもできる。

タンク部１５の外殻１３は、図３に示すように、一側に枢支連結されて開閉自在に構成されており（矢印Ａ３参照）、内部に設けた資材供給装置１４のメンテナンスなどを容易に行うことができる。

タンク部１５に配設された資材供給装置１４は、圃場１００へ植付けるための苗Ｎ_０が多列に配列された複数の苗マットを載置状態で収容するとともに、これらの苗マットを、苗植付装置２の苗載台２０へ順次、送給することができる。なお、タンク部１５の一側には資材（苗Ｎ_０）を投入するための開口が形成され、他側には苗植付装置２に対峙するように資材排出口が形成される。また、タンク部１５の下縁部には、たとえば資材供給装置１４の異常や苗マット切れを報知することができる表示ランプ６００が設けられる。

資材供給装置１４は、図２に示すように、苗マットの搬送に適したコンベヤ装置の構成を具備する上段搬送機構１４１と下段搬送機構１４２とを備える。上段搬送機構１４１と下段搬送機構１４２とは、たとえばモータ駆動のローラコンベアやベルトコンベアなどのように、複数の苗マットを載置した状態で容易に搬送することができるように構成されており、これらが所定間隔をあけて上下に配設されている。このように、コンベヤ装置を用いて搬送することで、苗マットの端部などがまくれたりすることなく、安定した状態で搬送することができる。

なお、資材供給装置１４は、苗移植機１０の対応条数に応じた複数列分を配設するとよい。たとえば、苗移植機１０が４条植えであって、苗植付装置２が備える苗載台２０に４列の苗マットを載置することができるのであれば、資材供給装置１４もタンク部１５内に４列配設するとよい。

また、図２に示すように、タンク部１５の外殻１３の一部には透明部材で形成された窓部１３３が設けられている。そのため、資材供給装置１４の作動状況は、タンク部１５の外からでも目視により確認することができる。

また、外殻１３の開放端部の下方位置には、図３に示すように、肥料を貯留する肥料貯留部１６０が引出自在に設けられている。かかる肥料貯留部１６０は、引き出し状に形成された上面開口の箱体であり、タンク部１５から引き出して、肥料を適宜補充することができる。

さらに、図２に示すように、走行フレーム１６の下部には、肥料貯留部１６０からの肥料を圃場１００へ散布するための肥料散布機１６１が設けられている。この肥料散布機１６１には、苗植付装置２の後部側に終端が開口する肥料送給チューブ１６２の一端が接続される。なお、肥料散布機１６１に動力を伝達する不図示の動力伝達機構は、前述したようにコントローラ３により制御される。

かかる構成により、苗移植機１０は、十分な量の肥料を貯留することができるとともに、苗Ｎ_０の植付作業中に、圃場１００への肥料供給、あるいは苗マットに保持されている苗Ｎ_０に対して直接的に肥料散布することができる。

苗移植機１０が備える制御装置であるコントローラ３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を有する処理部や、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶部、さらには入出力部を備える。これらは互いに接続されて互いに信号の受け渡しが可能であり、記憶部には苗移植機１０を制御するためのコンピュータプログラムが格納される。

図４に示すように、コントローラ３には、車輪１１，１２に駆動力を供給する駆動源となる走行用モータ６や、前述の資材供給装置１４を駆動する資材搬送モータ７ａ、タンク部１５を水平回転させるためのタンク回転モータ７ｂなどの他に、苗植付装置２を昇降させる作業部リフト装置７ｃが接続される。

さらに、コントローラ３には、苗移植機１０が備える各種の装置を駆動させるための各種アクチュエータ４００が接続される。各種アクチュエータ４００としては、たとえば、肥料散布機１６１の動力機構、苗植付装置２に設けられる各種モータ、たとえば、植付クラッチを作動させる植付クラッチモータなどがある。

また、コントローラ３には、前述の表示ランプ６００、第１苗センサ８ａ、第２苗センサ８ｂやカメラ９、さらには各種センサ５００が接続される。

本実施形態では、複数のカメラ９が搭載されており、たとえば、走行車体１の前後左右位置にそれぞれ一対のカメラ９を設けてフロントセンサ、リヤセンサ、左右のサイドセンサとして機能させ、進行を阻害する障害物などを検出している。また、これらフロントセンサ、リヤセンサ、左右のサイドセンサは、畦際などとの接触を回避するための接触センサとしても機能する。さらに、カメラ９は、苗移植機１０の進行方向とは反対側における苗Ｎ_０の植付けがなされた圃場を撮像し、撮像した画像データをオペレータなどが視認することで、欠株の存在あるいは植付作業状況を判断することができる。

また、苗移植機１０は、自動操舵装置４と、位置情報取得装置５とを備えており、図４に示すように、これらはコントローラ３と接続され、コントローラ３により制御される。

自動操舵装置４は、動力伝達ケース１７０，１８０に内蔵され、コントローラ３により駆動を制御される駆動モータおよび転舵輪１１，１２を回動させて操舵するためのモータ等を含むステアリング機構４１と舵角検出装置４２とを備えている。そして、コントローラ３による制御によって、自動操舵装置４は苗移植機１０の自動操舵を可能にしている。たとえば、コントローラ３は、図示しない起動スイッチがＯＮになると、予め取得した圃場位置情報と、位置情報取得装置５が取得した位置情報と、舵角検出装置４２の検出結果とに基づき、自動操舵装置４を介して走行車体１の自動運転を開始する。

位置情報取得装置５は、ＧＮＳＳやＧＰＳで使用される航法衛星３００からの信号を受信する受信アンテナ５１を有し、地球上における苗移植機１０の位置情報（座標情報）を取得し、取得した位置情報をコントローラ３に送信する。

かかる位置情報取得装置５で取得した機体の位置データから、コントローラ３は、苗移植機１０の実速度を導出することもできる。すなわち、一定時間内における機体の移動量から実走行速度を逐次算出することができる。したがって、コントローラ３は、圃場１００における作業位置に応じて、苗Ｎ_０の植付作業に最適な速度に適宜速度を変更しながら自動走行することができる。また、位置情報取得装置５で取得した機体の位置データから車速を導出した場合、たとえば車輪１１や車輪１２がスリップなどした場合でも、車輪１２の回転量と関係なく、苗移植機１０の実車速を取得することができる。

こうして、苗移植機１０は、コントローラ３により、舵角検出装置４２が検出した転舵輪１１の舵角と、取得した圃場位置情報および自車位置情報とに基づいてステアリング機構４１を制御しながら、最も適した作業経路Ｌ（図１参照）にそって自動走行しつつ、苗Ｎ_０の植付作業、さらには施肥作業などを自動的に実行することができる。

また、コントローラ３には、通信部７００が接続されており、この通信部７００を介してオペレータが携行するリモコンなどのオペレータ側処理装置９００との間で所定の無線通信規格により無線通信することが可能である。なお、オペレータ側処理装置９００は、専用装置でもよいが、携帯電話やタブレット端末装置で代用することもできる。

本実施形態に係る苗移植機１０は、上述してきたように、無人で自動走行、苗移植作業を行うことができるロボット苗移植機である。そのため、走行車体１には、操縦席などは廃止されているが、前述したように、着脱自在とした運転台を用意しておき、必要に応じてオペレータによるマニュアル運転も可能にすることができる。

図５は、農作業システムにおける苗移植機１０の作業状況の一例を示す説明図である。本実施形態に係る苗移植機１０は、走行車体１を直進させながら苗Ｎ_０を圃場１００に植付ける作業を同時に実行する単位作業行程を、圃場１００内で複数回繰り返して実行し、圃場１００の略全領域に苗Ｎ_０の植付けが可能である。

本実施形態では、図５に示すように、４つの畔１０１，１０２，１０３，１０４に囲まれた略矩形形状の圃場１００において、短辺をなす畦１０１，１０２に沿った直線経路における苗植付作業を単位作業行程としている。すなわち、圃場１００の一側短辺をなす畦１０１に設けられた圃場出入口１２０から進入した苗移植機１０は、単位作業行程を複数回繰り返しながら、対向する他側短辺をなす畦１０２に向かう往路Ｑを進む。

そして、単位作業行程における作業走行中に、走行車体１が進行方向における圃場端に接近したことを検出すると、コントローラ３は、自動操舵装置４のステアリング機構４１を駆動して走行車体１を旋回させる。

すなわち、図５において、圃場出入口１２０から進入した苗移植機１０が、畦１０１に沿って、圃場１００の長辺をなす畦１０４に向かって走行した後、右側へ旋回し（矢印Ａ４参照）、もう一つの長辺をなす畦１０３に向かって走行しながら苗移植を行う単位作業行程がなされるとする。この場合、進行方向における圃場端である畦１０３が接近したことを検出したコントローラ３は、自動操舵装置４のステアリング機構４１を駆動して走行車体１を旋回させる。このとき、コントローラ３は、次行程の直進経路と、旋回直前の前行程に相当する第１の単位作業行程Ｐ１で作業走行していた直進経路との間に、単位作業行程分の作業幅Ｓ１を設けて機体を旋回させるようにしている。

すなわち、コントローラ３は、機体を比較的に緩やかに旋回させ、往路Ｑにおける各単位作業行程の間には、単位作業行程における作業幅Ｓ１の苗Ｎ_０の未植付領域を設けるようにしている。かかる苗Ｎ_０の未植付領域には、復路Ｒにおいて苗Ｎ_０が移植されることになる。このように、本実施形態における農作業システムでは、苗移植機１０は、往路Ｑと復路Ｒとにおいて、単位作業行程の後に緩やかな旋回をして次行程の単位作業行程に移行するジグザグ走行を繰りかえすことになる。なお、復路Ｒにおける作業走行においても、コントローラ３は、往路Ｑと同様な制御を行う。

このように、作業走行を往路Ｑと復路Ｒとに分けて行い、旋回する際の曲率半径を比較的に大きくとるため、圃場１００を荒らすおそれが抑制される。また、車輪１１，１２が泥濘に嵌り難いため、作業が中断するおそれも大きく減少する。

また、走行車体１を旋回させる所定のタイミングは、圃場端から走行車体１までの間の距離が、距離Ｍ２の長さになったときとしている。すなわち、コントローラ３は、図５において、第１の単位作業行程Ｐ１において、畦１０３から枕地二つ分の距離Ｍ２の位置に達したタイミングＴ１で旋回を開始させる。なお、本実施形態では、枕地一つ分の距離Ｍ１は、単位作業行程分の作業幅Ｓ１と略等しい長さとしている。すなわち、コントローラ３は、畦１０３から作業幅Ｓ１の倍の位置に達したタイミングＴ１で旋回を開始させるのである。したがって、緩やかな旋回が可能となるため、圃場１００を荒らすことのないまま、車速を減速せずに旋回することも可能となるため作業時間の短縮に寄与することができる。

苗移植機１０は、上述のように制御されて往路Ｑにおける植付作業を行った後、最後の単位作業行程を終えると引き続き復路Ｒ（図５における破線を参照）を進行する。この復路Ｒでは、往路Ｑにおいて植付けられた苗列の間には、前述したように、単位作業行程分の作業幅Ｓ１があいているため、余裕をもって植付作業を行うことができる。

ところで、コントローラ３は、往路Ｑにおける走行速度、すなわち往路作業における作業走行速度を、少なくとも通常の作業走行速度よりも低速の第１の速度に設定する一方、復路Ｒにおける走行速度、すなわち復路作業における作業走行速度を第１の速度よりも高速の第２の速度に設定している。ここで、通常の作業走行速度とは、有人であれ無人であれ、従来の田植機が苗Ｎ_０の植付作業を行う際の走行速度を指し、安全面などを考慮して所定の範囲内に設定される。

したがって、往路Ｑにおける往路作業では、苗Ｎ_０の植付作業を、列を乱すことなく整然と行うことができ、また、苗列が乱れていないため、復路Ｒでは、隣の苗Ｎ_０などに接触することなく、復路作業を行うことができる。

このとき、復路Ｒにおける第２の速度として、コントローラ３は、往路Ｑにおける第１の速度よりも高速とはいえ、通常の苗植付作業において規定される最高車速よりは低速に設定している。すなわち、通常の苗植付作業において設定される通常車速範囲のうち、第１の速度は、通常車速の最低速度よりも遅く設定され、第２の速度は、通常車速の最高速度よりは低く設定されることになる。

したがって、本実施形態における苗移植機１０の作業走行速度は、通常の苗植付速度を超えることはなく、無人でありながら、安全かつ円滑な作業を行うことができる。

このように、コントローラ３が上述してきた制御を行うため、従来のいわゆるロボット田植機ように、機体が圃場１００の長辺側の圃場端である畦１０３や畦１０４に達すると、一端停止した後に後進し、後進した位置から旋回するといった煩雑な制御動作が不要となる。しかも、緩やかな旋回が可能となるため、圃場１００を荒らすことのないまま、車速を減速せずに旋回することも可能となるため作業時間の短縮に寄与することができる。

本実施形態における苗移植機１０の復路Ｒにおける作業走行について、図５を参照しながら説明を加える。図５に示すように、復路Ｒにおけるジグザグ走行を終えた後、機体は、圃場端である畦際から枕地一つ分の距離Ｍ１をあけて、長辺をなす畦１０３に沿って進行しながら苗Ｎ_０の植付作業を行う。

そして、往路Ｑの最後の２列の単位作業行程間に残された第２の単位作業行程を走行しながら苗Ｎ_０の植付作業を行い、今度は、長辺をなす畦１０４に沿って、畦際から枕地一つ分の距離Ｍ１をあけて畦１０１に向かって進行しながら苗Ｎ_０の植付作業を行う。

次いで、苗移植機１０は、畦際から枕地一つ分と略等しい作業幅Ｓ１をあけて、短辺をなす畦１０１に沿って畦１０３に向かって進行しながら苗Ｎ_０の植付作業を行う。そして最後に、苗移植機１０は、畦１０１、１０２、１０４に沿って圃場１００の最外周を一周しながら苗Ｎ_０の植付作業を行い、未植付領域をなくして圃場出入口１２０から退出する。

なお、苗移植機１０は、苗Ｎ_０の植付作業を行っている間に、タンク部１５内に収容していた苗マットが所定量よりも少なくなると、その減少状況を各種センサ５００の中の一つである苗マットセンサが検出し、コントローラ３に検出信号を送る。コントローラ３は、受信した検出信号に基づき、表示ランプ６００を点灯あるいは点滅表示する。

表示ランプ６００の作動を認識した作業者は、オペレータ側処理装置９００を用いて４輪キャリー８００を、苗移植機１０に近い畦に移動させ、苗マットの補給を円滑に行うことができる。なお、４輪キャリー８００の動作制御をコントローラ３が行えるようにしておくことで、苗マットセンサからの検出信号を受信したコントローラ３は、表示ランプ６００を作動させると同時に、作業者の手を介することなく、４輪キャリー８００を直接所定位置まで移動させることもできる。あるいは、農作業システムとして、苗移植機１０の走行経路に合わせて４輪キャリー８００が追従してくるようなシステム構成としてもよい。

ところで、コントローラ３は、自動走行における走行処理を、前進走行のみで行うように走行用モータ６（図４参照）を制御している。しかも、コントローラ３は、圃場１００内における走行車体１の位置および作業状況に応じて、車速を変更する。

たとえば、コントローラ３は、単位作業行程を終えて旋回の開始から終了までは、直進時よりも車速を落とすようにする。こうして、旋回時には車速を所定の速度まで落とすことにより、旋回性が向上する。

あるいは、圃場１００の最外周に設けられる枕地を走行する場合、コントローラ３は、車速を所定速度まで落として走行させるようにすることができる。この場合、圃場１００が荒れている場合、枕地も相応に荒れていることが考えられるため、車速を落とすことで、ロータ２４を利用した整地作業では整地性能を向上させることができる。このとき、ロータ２４の高さは、通常の圃場よりも低位置まで下げることが好ましい。

また、苗Ｎ_０の植付作業を行う場合であれば、苗Ｎ_０の植付姿勢を良好にすることができる。このとき、苗移植機１０が備える油圧経路の油圧感度は硬側にすることが好ましい。すなわち、苗植付装置２の油圧昇降シリンダ（不図示）の油圧感度を硬い側（＝鈍感側）に補正することで、図示しないフロートを効果的に作用させることで、整地性や苗Ｎ_０の植付姿勢を良好にすることが可能となる。また、フロートに例えばポテンショメータを設けておき、フロートの動きを検出して、動きが一定レベル以上に頻繁であると判定される場合、フロートが浮き気味と推定できるので、油圧昇降シリンダの油圧感度を鈍感側に補正することができる。逆に、フロートが浮いたままであることを検出すると、コントローラ３は、油圧昇降シリンダの油圧感度を敏感側に補正することになる。当然ながら、その逆の制御も可能である。

このような制御を実践することにより、苗移植機１０は、後進するために必要な停止動作が不要になるとともに、たとえば、走行車体１の位置および作業状況と車速とを対応付けてテーブル化などしておけば、走行用モータ６の制御も簡単となるため、全体的な制御が容易となる。

ここで、図６を参照しながら、コントローラ３による苗移植機１０の運転制御の流れの一例について説明する。図６は、苗移植機１０の走行処理の一例を示すフローチャートである。ここでは、苗移植機１０は、既に圃場出入口１２０から圃場１００内に進入しており、単位作業行程が開始されている状態にある場合としている。

図６に示すように、コントローラ３は、圃場端を検出したか否かを判定する（ステップＳ１１）。すなわち、コントローラ３は、自車両の前方に畦が接近するまで機体を直進走行させるが（ステップＳ１１：Ｎｏ）、圃場端を検出すると（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、圃場端までの距離が枕地２つ分か否かを判定する（ステップＳ１２）。

すなわち、コントローラ３は、圃場端が接近した中で、圃場端までの距離が枕地２つ分になるまでは機体を直進させる（ステップＳ１２：Ｎｏ）。そして、圃場端までの距離が枕地２つ分になったことを検出すると（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、コントローラ３は、自動操舵装置４を制御して機体を旋回させる（ステップＳ１３）。

次いで、コントローラ３は、旋回前の直進路に対し１作業行程分の距離だけ離隔したかどうかを判定する（ステップＳ１４）。すなわち、コントローラ３は、旋回直前の前行程に相当する第１の単位作業行程Ｐ１（図５参照）で作業走行していた直進経路との間に、単位作業行程分の作業幅Ｓ１ができるまで旋回を継続し（ステップＳ１４：Ｎｏ）、作業幅Ｓ１になったと判定すると（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、直進させて作業を再開する（ステップＳ１５）。すなわち、ステップＳ１５では、コントローラ３は、作業部リフト装置７ｃを駆動して苗植付装置２を降下させ、各種アクチュエータ４００の中で必要なアクチュエータを駆動して苗Ｎ_０の植付作業を再開する。

上述の苗移植機１０は、いわゆるロボット苗植付機であるが、さらに次に示す機能を備えさせることができる。

たとえば、畦際などに位置した際に、機体を停止した状態で苗植付機構２１の植込杆を回転させて植え付けを行わせる畔際自動苗植付機能を有する苗移植機１０とすることができる。この場合、畔際自動苗植付機能のオン・オフを切り替えるスイッチも併せて備えさせておき、自動走行による苗Ｎ_０を植付作業は、スイッチがオフの場合にのみ行なわせる構成とするとよい。

すなわち、スイッチがオンの場合は、畦際に未植付領域を残すことなくぎりぎりまで苗Ｎ_０を植えることができ、一枚の圃場を、手植えの手間なくきれいに仕上げることができるし、自動走行による作業では、意図せぬタイミングで例えば植付クラッチなどが作動することを未然に防止することができる。なお、自動走行による作業中は、スイッチがオンになることを受け付けないような機械的構成にしたり、あるいはソフト的に制御したりすることが好ましい。

また、スイッチの受付位置によって、畔際自動苗植付機能が作動しているのか、あるいは自動走行による作業なのかを、表示ランプ６００や図示しないブザーなどを用いて視覚的あるいは聴覚的に報知できるようにすることもできる。あるいは、作業者が所持するリモコンなどのオペレータ側処理装置９００において報知させるようにしてもよい。

また、各種センサ５００の中の一つとして、苗植付機構２１の植付爪２２に対物センサを取付けておき、苗Ｎ_０の植付けがうまくいかずに圃場面からそのまま持ち上げたりした場合、コントローラ３は作業を中止するように制御することができる。この場合も、表示ランプ６００や図示しないブザーやオペレータ側処理装置９００を用いて、視覚的あるいは聴覚的に植付異常を報知できるようにするとよい。

また、苗移植機１０を、たとえば、インターネットなどのネットワークと接続を介して天気予報データを自動的に受信できるようにしておき、雨が予想される場合は、コントローラ３が、肥料散布機１６１による施肥作業を中止させるように制御することもできる。

また、苗移植機１０は、天気予報データを取得するのではなく、たとえば湿度計を備えておき、雨天時と同等な湿度を検出した場合に、コントローラ３が肥料散布機１６１による施肥作業を中止させるように制御することもできる。

また、肥料散布機１６１に関連し、各種センサ５００の中の一つである肥料センサにより、減り方が標準値よりも小さくなった場合、肥料送給チューブ１６２の詰まりなど、肥料散布機１６１に異常が発生したことが考えらえるため、コントローラ３は、苗移植機１０を自動的に停止させることもできる。なお、この場合も、表示ランプ６００や図示しないブザーやオペレータ側処理装置９００を用いて、視覚的あるいは聴覚的に報知できるようにするとよい。

また、肥料散布機１６１に関連するが、本苗移植機１０は、肥料が撒かれる溝を圃場１００に形成する搾孔器（不図示）を備えており、かかる搾孔器に肥料センサを設けておき、搾孔器における肥料詰まりが検出された場合、ロータ２４の高さ位置を低くするように制御することもできる。これは、搾孔器の詰まりが多くなると、圃場１００の粘度が高いことが推定されるため、植付爪２２が苗Ｎ_０を植付けることなく持上げてしまうことを可及的に抑制するためである。また、同様に、コントローラ３は、このような状況においては苗Ｎ_０を深植えするように苗植付装置２を制御することもできる。

また、施肥量を調整する際に、減肥している間は、苗Ｎ_０の植付けを深植えとするとよい。これは、肥料の効きが少ないと考えられるため、深植えにして活着を良くするためである。また、圃場１００の温度を検出して、温度が低い場合も深植えにして活着を良くすることが好ましい。

また、圃場１００の粘土が高いと判断したコントローラ３は、苗植付装置２の油圧昇降シリンダ（不図示）の油圧感度を軟い側（＝敏感側）に補正するとよい。

なお、苗移植機１０が左右のフロートを備える場合、かかるフロートにポテンショメータなどを設けておき、コントローラ３は、左右のフロートが同じ角度となるように、機体の水平姿勢を調整できるように制御することもできる。そして、ポテンショメータの検出結果により、フロートの動きが頻繁である場合、あるいはフロートが下がったままと判断されれば浮き気味と判断し、深植えにすることもできる。また、反対にフロートが浮いたままの状態であると判断すれば、浅植えにする。また、左右のフロートの高さが均等でない場合も深植えにするとよい。

また、コントローラ３は、自動走行による作業開始時には、苗Ｎ_０の植付深さを自動的に浅植えになるように制御することもできる。これは、苗移植機１０の発進時には、機体が前上がり状態になって深植えになる傾向があり、これを抑制するためである。逆に、自動走行による作業終了直前には、苗Ｎ_０の植付深さを自動的に深植えになるように制御することができる。これは、苗移植機１０の停止時には、機体が前のめり状態になって浅植えになる傾向があり、これを抑制するためである

また、圃場１００の土壌面や水面の高さを検知可能な超音波センサを機体の左右に設けておき、左右の超音波センサの検出結果の差が大きいときは、機体の傾きが大きいと推定できるため、深植えにすることもできる。また、左右の差の大小のみならず、差のバラつきが多い場合も機体のふらつきが多いと推定できるため、深植えにするとよい。

また、苗植付装置２を駆動するモータ類の負荷が大きい場合は圃場１００が深いと判断できるため、浅植えにするとよい。逆に、モータ類の負荷が小さい場合は圃場１００が浅いと判断できるため、深植えにするとよい。

上述した実施形態から以下の苗移植機１０が実現する。

（１）複数の車輪１１，１２を備え、圃場１００を走行可能な走行車体１と、車輪１１，１２に駆動力を供給する走行用モータ６と、車輪１１を操舵する自動操舵装置４と、水平方向へ回転自在となるように走行車体１に取付けられたタンク部１５と、タンク部１５の一側に昇降装置１９を介して昇降自在に連結された苗植付装置２と、自車両の位置を示す自車位置情報を取得する位置情報取得装置５と、位置情報取得装置５により取得した自車位置情報に基づき、走行車体１を自動走行させる走行処理を実行するとともに、苗植付装置２を駆動しての作業処理を実行するコントローラ３と、を備え、コントローラ３は、走行車体１を圃場１００の外周を周回させることで、圃場１００の外形を導出可能な圃場位置情報を取得するとともに、走行車体１を直進させながら作業処理を同時に実行する単位作業行程を、圃場１００内で複数回繰り返して実行可能であり、単位作業行程における作業走行中に、走行車体１が圃場端に接近したことを検出すると、所定のタイミングで自動操舵装置４を駆動して走行車体１を旋回させ、かつ旋回直前の前行程で作業走行していた直進経路との間に、単位作業行程分の作業幅Ｓ１を設けて次行程に移行する苗移植機１０。

（２）上記（１）において、走行車体１を旋回させる所定のタイミングは、圃場端から走行車体１までの間の距離が、作業幅Ｓ１の倍の長さになったときとした苗移植機１０。

（３）上記（１）または（２）において、コントローラ３は、自動走行における走行処理を、前進走行のみで行う苗移植機１０。

（４）上記（１）から（３）のいずれかにおいて、コントローラ３は、圃場１００内における走行車体１の位置および作業状況に応じて、車速を変更する苗移植機１０。

（５）上記（１）から（４）のいずれかにおいて、苗植付装置２は、苗植付機構２１を備え、圃場１００における全面の苗植付作業には、単位作業行程をそれぞれ複数回繰り返す往路作業と復路作業とが含まれており、コントローラ３は、往路作業における作業走行速度を少なくとも通常の作業走行速度よりも低速の第１の速度に設定する一方、復路作業における作業走行速度を第１の速度よりも高速の第２の速度に設定する苗移植機１０。

（６）上記（５）において、第２の速度は、苗植付作業において規定される最高車速よりも低速である苗移植機１０。

上述してきた実施形態はあくまで一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、各構成や、形状、表示要素などのスペック（構造、種類、方向、形状、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質など）は、適宜に変更して実施することができる。また、作業車両を、上述の実施形態では、作業装置を苗植付装置２として説明したが、作業装置としては何ら限定されるものではない。

１ 走行車体
２ 苗植付装置（作業装置）
３ コントローラ（制御装置）
４ 自動操舵装置
５ 位置情報取得装置
６ 走行用モータ（駆動源）
７ｃ 作業部リフト装置（リフト機構）
８ａ 第１苗センサ（滑動検出部）
１０ 苗移植機（作業車両）
１１ 車輪（走行車輪）
１２ 車輪（走行車輪）
１５ タンク部（資材貯留部）
２１ 苗植付機構
１００ 圃場
Ｎ_０ 苗
Ｓ_１ 作業幅

Claims (6)

1. 複数の走行車輪を備え、圃場を走行可能な走行車体と、
   前記走行車輪に駆動力を供給する駆動源と、
   前記走行車輪を操舵する操舵装置と、
   水平方向へ回転自在となるように前記走行車体に取付けられた資材貯留部と、
   前記資材貯留部の一側に昇降装置を介して昇降自在に連結された作業装置と、
   自車両の位置を示す自車位置情報を取得する位置情報取得装置と、
   前記位置情報取得装置により取得した前記自車位置情報に基づき、前記走行車体を自動走行させる走行処理を実行するとともに、前記作業装置を駆動しての作業処理を実行する制御装置と、
   を備え、
   前記制御装置は、
   前記走行車体を前記圃場の外周を周回させることで、前記圃場の外形を導出可能な圃場位置情報を取得するとともに、前記走行車体を直進させながら前記作業処理を同時に実行する単位作業行程を、前記圃場内で複数回繰り返して実行可能であり、
   前記単位作業行程における作業走行中に、前記走行車体が圃場端に接近したことを検出すると、所定のタイミングで前記操舵装置を駆動して前記走行車体を旋回させ、かつ旋回直前の前行程で作業走行していた直進経路との間に、前記単位作業行程分の作業幅を設けて次行程に移行する
   ことを特徴とする作業車両。
2. 前記走行車体を旋回させる前記所定のタイミングは、
   前記圃場端から前記走行車体までの間の距離が、前記作業幅の倍の長さになったときとした
   ことを特徴とする請求項１に記載の作業車両。
3. 前記制御装置は、
   前記自動走行における走行処理を、前進走行のみで行う
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の作業車両。
4. 前記制御装置は、
   前記圃場内における前記走行車体の位置および作業状況に応じて、車速を変更する
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の作業車両。
5. 前記作業装置は、苗植付機構を備え、
   前記圃場における全面の苗植付作業には、前記単位作業行程をそれぞれ複数回繰り返す往路作業と復路作業とが含まれており、
   前記制御装置は、
   前記往路作業における作業走行速度を少なくとも通常の作業走行速度よりも低速の第１の速度に設定する一方、前記復路作業における作業走行速度を前記第１の速度よりも高速の第２の速度に設定する
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の作業車両。
6. 前記第２の速度は、
   苗植付作業において規定される最高車速よりも低速である
   ことを特徴とする請求項５に記載の作業車両。

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