JP2020030644A - 自動走行システム - Google Patents

Abstract

【課題】目標走行経路の開始位置まで作業車両を案内することができながら、目標走行経路に沿って作業車両の自動走行をスムーズに開始することができる自動走行システムを提供する。【解決手段】作業領域内に任意に設定される指定位置Ｓから目標走行経路Ｐの開始位置Ｓ１までを繋ぐ案内経路Ｔを生成する案内経路生成部と、衛星測位システムにより取得される作業車両の測位情報に基づいて、案内経路Ｔに沿って作業車両を自動走行して案内する案内制御部と、案内経路生成部にて所望の案内経路Ｔを生成できない案内経路非生成条件が成立している場合には、指定位置Ｓを予め設定された特定位置Ｓ２に変更設定する指定位置変更設定部とが備えられている。【選択図】図４

Description

本発明は、作業車両を目標走行経路に沿って自動走行させる自動走行システムに関する。

上記の自動走行システムは、衛星測位システム等を用いて取得される作業車両の測位情報に基づいて、予め生成した目標走行経路に沿って作業車両を自動走行させるようにしている（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１に記載のシステムでは、圃場等の作業領域に対して、目標走行経路だけでなく、作業領域の出入口の近傍箇所を指定位置として、その指定位置から目標走行経路の開始位置までを繋ぐ案内経路を生成している。これにより、作業車両を案内経路に沿って走行させることで、指定位置から目標走行経路の開始位置まで作業車両を案内することができる。

特開２０１８−７３０５０号公報

上記特許文献１に記載のシステムでは、任意に設定される指定位置と目標走行経路の開始位置とを繋ぐ案内経路を生成している。しかしながら、指定位置と目標走行経路の開始位置との位置関係によっては、意図しない案内経路が生成されたり、目標走行経路に沿った作業車両の自動走行をスムーズに開始できない可能性がある。

指定位置での作業車両の向きと目標走行経路の開始位置での作業車両の向きとが異なる場合には、作業車両を旋回させて向きを合わせることになる。このとき、指定位置と開始位置との距離が短い場合には、十分な旋回半径を取ることができない。よって、例えば、開始位置に対して、一旦、遠ざかり、その後、接近するような意図していない案内経路が生成されることになる。また、指定位置と開始位置との距離が短い場合には、案内経路での走行距離が短くなるので、開始位置に対して作業車両を位置合わせできるだけの走行距離を確保することができず、開始位置に対して作業車両が位置ズレしてしまい、目標走行経路に沿った作業車両の自動走行をスムーズに開始できなくなる。

この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、目標走行経路の開始位置まで作業車両を案内することができながら、目標走行経路に沿って作業車両の自動走行をスムーズに開始することができる自動走行システムを提供する点にある。

本発明の第１特徴構成は、作業領域に対して開始位置と終了位置とが指定された目標走行経路を記憶する走行経路記憶部と、
衛星測位システムにより取得される作業車両の測位情報に基づいて、目標走行経路に沿って作業車両を自動走行させる自動走行制御を行う自動走行制御部と、
作業領域内に任意に設定される指定位置から目標走行経路の開始位置までを繋ぐ案内経路を生成する案内経路生成部と、
衛星測位システムにより取得される作業車両の測位情報に基づいて、案内経路に沿って作業車両を自動走行して案内する案内制御部と、
前記案内経路生成部にて所望の案内経路を生成できない案内経路非生成条件が成立している場合には、前記指定位置を予め設定された特定位置に変更設定する指定位置変更設定部とが備えられている点にある。

本構成によれば、案内経路生成部にて所望の案内経路を生成できない案内経路非生成条件が成立していなければ、案内経路生成部が、任意に設定される指定位置から目標走行経路の開始位置までを繋ぐ案内経路を生成している。それに対して、案内経路生成部にて所望の案内経路を生成できない案内経路非生成条件が成立している場合には、指定位置変更設定部が、指定位置を予め設定された特定位置に変更設定している。案内経路生成部は、任意に設定される指定位置ではなく、特定位置に変更設定された指定位置から目標走行経路の開始位置までを繋ぐ案内経路を生成している。これにより、意図していない案内経路が生成されることがなく、案内制御部が案内経路に沿って作業車両を自動走行して案内することで、作業車両を目標走行経路の開始位置まで適切に案内することができる。

以上のことから、目標走行経路の開始位置まで作業車両を適切に案内することができるので、目標走行経路の開始位置に対して作業車両が位置ズレする等の不都合が生じるのを抑制することができ、目標走行経路に沿った作業車両の自動走行をスムーズに開始することができる。

本発明の第２特徴構成は、前記案内経路非成立条件は、指定位置と目標走行経路の開始位置との間の距離が所定距離以下であることに設定されている点にある。

任意に設定される指定位置での作業車両の向きと目標走行経路の開始位置での作業車両の向きとが異なる場合には、作業車両を旋回させて向きを合わせることになる。このとき、指定位置と目標走行経路の開始位置との間の距離が所定距離以下である場合には、十分な旋回半径を取ることができない。よって、仮に案内経路を生成することを想定すると、開始位置に対して、一旦、遠ざかり、その後、接近するような意図していない案内経路が生成されることになる。また、指定位置と目標走行経路の開始位置との間の距離が所定距離以下である場合には、指定位置と開始位置との距離が短いので、案内経路での走行距離が短くなる。よって、開始位置に対して作業車両を位置合わせできるだけの走行距離を確保することができず、開始位置に対して作業車両が位置ズレしてしまい、目標走行経路に沿った作業車両の自動走行をスムーズに開始できなくなる。

そこで、本構成によれば、案内経路非生成条件は、指定位置と目標走行経路の開始位置との間の距離が所定距離以下であることに設定している。このように、案内経路非生成条件として適切な条件を設定することができるので、意図していない案内経路が生成されるのを適切に防止することができる。

本発明の第３特徴構成は、目標走行経路は、開始位置から始まる直線状の直線走行経路を有し、前記特定位置は、直線走行経路の延長線上に設定されている点にある。

本構成によれば、特定位置は、直線走行経路の延長線上に設定されているので、特定位置に変更設定された指定位置から目標走行経路の開始位置までを繋ぐ案内経路を生成すると、直線状の案内経路を生成することができる。これにより、目標走行経路の開始位置まで作業車両を簡易に且つ適切に案内することができ、目標走行経路に沿った作業車両の自動走行をより一層スムーズに開始することができる。

自動走行システムの概略構成を示す図 自動走行システムの概略構成を示すブロック図 目標走行経路を設定した状態における作業領域を示す図 案内経路の生成を説明するための図 案内経路を生成するときの動作を示すフローチャート 案内経路を用いてトラクタの自動走行を開始させるときの動作を示すフローチャート

本発明に係る自動走行システムの実施形態を図面に基づいて説明する。
この自動走行システムは、図１に示すように、作業車両としてトラクタ１を適用しているが、トラクタ以外の、乗用田植機、コンバイン、乗用草刈機、ホイールローダ、除雪車等の乗用作業車両、及び、無人草刈機等の無人作業車両を適用することができる。

この自動走行システムは、図１及び図２に示すように、トラクタ１に搭載された自動走行ユニット２、及び、自動走行ユニット２と通信可能に通信設定された携帯通信端末３を備えている。携帯通信端末３には、タッチ操作可能な表示部５１（例えば、液晶パネル）等を有するタブレット型のパーソナルコンピュータやスマートフォン等を採用することができる。

トラクタ１は、駆動可能な操舵輪として機能する左右の前輪５、及び、駆動可能な左右の後輪６を有する走行機体７が備えられている。走行機体７の前方側には、ボンネット８が配置され、ボンネット８内には、コモンレールシステムを備えた電子制御式のディーゼルエンジン（以下、エンジンと称する）９が備えられている。走行機体７のボンネット８よりも後方側には、搭乗式の運転部を形成するキャビン１０が備えられている。

走行機体７の後部には、３点リンク機構１１を介して、作業装置１２の一例であるロータリ耕耘装置を昇降可能かつローリング可能に連結することで、トラクタ１をロータリ耕耘仕様に構成することができる。トラクタ１の後部には、ロータリ耕耘装置に代えて、プラウ、播種装置、散布装置等の作業装置１２を連結することができる。

トラクタ１には、図２に示すように、エンジン９からの動力を変速する電子制御式の変速装置１３、左右の前輪５を操舵する全油圧式のパワーステアリング機構１４、左右の後輪６を制動する左右のサイドブレーキ（図示せず）、左右のサイドブレーキの油圧操作を可能にする電子制御式のブレーキ操作機構１５、ロータリ耕耘装置等の作業装置１２への伝動を断続する作業クラッチ（図示せず）、作業クラッチの油圧操作を可能にする電子制御式のクラッチ操作機構１６、ロータリ耕耘装置等の作業装置１２を昇降駆動する電子油圧制御式の昇降駆動機構１７、トラクタ１の自動走行等に関する各種の制御プログラム等を有する車載電子制御ユニット１８、トラクタ１の車速を検出する車速センサ１９、前輪５の操舵角を検出する舵角センサ２０、及び、トラクタ１の現在位置及び現在方位を測定する測位ユニット２１等が備えられている。

なお、エンジン９には、電子ガバナを備えた電子制御式のガソリンエンジンを採用してもよい。変速装置１３には、油圧機械式無段変速装置（ＨＭＴ）、静油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）、又は、ベルト式無段変速装置等を採用することができる。パワーステアリング機構１４には、電動モータを備えた電動式のパワーステアリング機構１４等を採用してもよい。

キャビン１０の内部には、図１に示すように、パワーステアリング機構１４（図２参照）を介した左右の前輪５の手動操舵を可能にするステアリングホイール３８、搭乗者用の運転席３９、タッチパネル式の表示部、及び、各種の操作具等が備えられている。

図２に示すように、車載電子制御ユニット１８は、変速装置１３の作動を制御する変速制御部１８１、左右のサイドブレーキの作動を制御する制動制御部１８２、ロータリ耕耘装置等の作業装置１２の作動を制御する作業装置制御部１８３、自動走行時に左右の前輪５の目標操舵角を設定してパワーステアリング機構１４に出力する操舵角設定部１８４、及び、予め生成された自動走行用の目標走行経路Ｐ（例えば、図３参照）等を記憶する不揮発性の車載記憶部１８５等を有している。

図２に示すように、測位ユニット２１には、衛星測位システム（ＮＳＳ：Navigation Satellite System）の一例であるＧＰＳ（Global Positioning System）を利用してトラクタ１の現在位置と現在方位とを測定する衛星航法装置２２、及び、３軸のジャイロスコープ及び３方向の加速度センサ等を有してトラクタ１の姿勢や方位等を測定する慣性計測装置（ＩＭＵ：Inertial Measurement Unit）２３等が備えられている。ＧＰＳを利用した測位方法には、ＤＧＰＳ（Differential GPS：相対測位方式）やＲＴＫ−ＧＰＳ（Real Time Kinematic GPS：干渉測位方式）等がある。本実施形態においては、移動体の測位に適したＲＴＫ−ＧＰＳが採用されている。そのため、圃場周辺の既知位置には、図１及び図２に示すように、ＲＴＫ−ＧＰＳによる測位を可能にする基準局４が設置されている。

トラクタ１と基準局４との夫々には、図２に示すように、測位衛星７１（図１参照）から送信された電波を受信する測位アンテナ２４，６１、及び、トラクタ１と基準局４との間における測位情報を含む各種情報の無線通信を可能にする通信モジュール２５，６２等が備えられている。これにより、衛星航法装置２２は、トラクタ側の測位アンテナ２４が測位衛星７１からの電波を受信して得た測位情報と、基地局側の測位アンテナ６１が測位衛星７１からの電波を受信して得た測位情報とに基づいて、トラクタ１の現在位置及び現在方位を高い精度で測定することができる。また、測位ユニット２１は、衛星航法装置２２と慣性計測装置２３とを備えることにより、トラクタ１の現在位置、現在方位、姿勢角（ヨー角、ロール角、ピッチ角）を高精度に測定することができる。

トラクタ１に備えられる測位アンテナ２４、通信モジュール２５、及び、慣性計測装置２３は、図１に示すように、アンテナユニット８０に収納されている。アンテナユニット８０は、キャビン１０の前面側の上部位置に配置されている。

図２に示すように、携帯通信端末３には、表示部５１等の作動を制御する各種の制御プログラム等を有する端末電子制御ユニット５２、及び、トラクタ側の通信モジュール２５との間における測位情報を含む各種情報の無線通信を可能にする通信モジュール５５等が備えられている。端末電子制御ユニット５２は、トラクタ１を自動走行させるための目標走行経路Ｐ（例えば、図３参照）を生成する走行経路生成部５３、及び、ユーザが入力した各種の入力情報や走行経路生成部５３が生成した目標走行経路Ｐ等を記憶する不揮発性の端末記憶部５４等を有している。

走行経路生成部５３は、作業領域Ｑ内に目標走行経路Ｐ（例えば、図３参照）を生成しており、目標走行経路Ｐの生成の仕方については後述する。

走行経路生成部５３にて生成された目標走行経路Ｐは、表示部５１に表示可能であり、目標走行経路Ｐに関する走行経路情報が端末記憶部５４に記憶されている。走行経路情報には、目標走行経路Ｐの方位角、及び、目標走行経路Ｐでのトラクタ１の走行形態等に応じて設定された設定エンジン回転速度や目標走行速度等が含まれている。

このようにして、走行経路生成部５３が目標走行経路Ｐを生成すると、端末電子制御ユニット５２が、通信モジュール５５を用いて、携帯通信端末３からトラクタ１に走行経路情報を送信することで、トラクタ１の車載電子制御ユニット１８が、通信モジュール２５を用いて、走行経路情報を取得することができる。車載電子制御ユニット１８は、取得した走行経路情報に基づいて、測位ユニット２１にて自己の現在位置（トラクタ１の現在位置）を取得しながら、目標走行経路Ｐに沿ってトラクタ１を自動走行させることができる。測位ユニット２１にて取得するトラクタ１の現在位置については、リアルタイム（例えば、数ミリ秒周期）でトラクタ１から携帯通信端末３に送信されており、携帯通信端末３にてトラクタ１の現在位置を把握している。

トラクタ１では、車載電子制御ユニット１８が、自動走行の開始指示を受けることで、測位ユニット２１にて自己の現在位置（トラクタ１の現在位置）を取得しながら、目標走行経路Ｐに沿ってトラクタ１を自動走行させる自動走行制御を開始する。車載電子制御ユニット１８が、測位ユニット２１（衛星測位システムに相当する）により取得されるトラクタ１の測位情報に基づいて、作業領域Ｑ内の目標走行経路Ｐ（図３参照）に沿ってトラクタ１を自動走行させる自動走行制御を行う自動走行制御部として構成されている。

自動走行制御には、変速装置１３の作動を自動制御する自動変速制御、ブレーキ操作機構１５の作動を自動制御する自動制動制御、左右の前輪５を自動操舵する自動操舵制御、及び、ロータリ耕耘装置等の作業装置１２の作動を自動制御する作業用自動制御等が含まれている。

自動変速制御においては、変速制御部１８１が、目標走行速度を含む目標走行経路Ｐの経路情報と測位ユニット２１の出力と車速センサ１９の出力とに基づいて、目標走行経路Ｐでのトラクタ１の走行形態等に応じて設定された目標走行速度がトラクタ１の車速として得られるように変速装置１３の作動を自動制御する。

自動制動制御においては、制動制御部１８２が、目標走行経路Ｐと測位ユニット２１の出力とに基づいて、目標走行経路Ｐの経路情報に含まれている制動領域において左右のサイドブレーキが左右の後輪６を適正に制動するようにブレーキ操作機構１５の作動を自動制御する。

自動操舵制御においては、トラクタ１が目標走行経路Ｐを自動走行するように、操舵角設定部１８４が、目標走行経路Ｐの経路情報と測位ユニット２１の出力とに基づいて左右の前輪５の目標操舵角を求めて設定し、設定した目標操舵角をパワーステアリング機構１４に出力する。パワーステアリング機構１４が、目標操舵角と舵角センサ２０の出力とに基づいて、目標操舵角が左右の前輪５の操舵角として得られるように左右の前輪５を自動操舵する。

作業用自動制御においては、作業装置制御部１８３が、目標走行経路Ｐの経路情報と測位ユニット２１の出力とに基づいて、トラクタ１が作業経路Ｐ１（例えば、図３参照）の始端等の作業開始地点に達するのに伴って作業装置１２による所定の作業（例えば耕耘作業）が開始され、かつ、トラクタ１が作業経路Ｐ１（例えば、図３参照）の終端等の作業終了地点に達するのに伴って作業装置１２による所定の作業が停止されるように、クラッチ操作機構１６及び昇降駆動機構１７の作動を自動制御する。

このようにして、トラクタ１においては、変速装置１３、パワーステアリング機構１４、ブレーキ操作機構１５、クラッチ操作機構１６、昇降駆動機構１７、車載電子制御ユニット１８、車速センサ１９、舵角センサ２０、測位ユニット２１、及び、通信モジュール２５等によって自動走行ユニット２が構成されている。

この実施形態では、キャビン１０にユーザ等が搭乗せずにトラクタ１を自動走行させるだけでなく、キャビン１０にユーザ等が搭乗した状態でトラクタ１を自動走行させることも可能となっている。よって、キャビン１０にユーザ等が搭乗せずに、車載電子制御ユニット１８による自動走行制御により、トラクタ１を目標走行経路Ｐに沿って自動走行させることができるだけでなく、キャビン１０にユーザ等が搭乗している場合でも、車載電子制御ユニット１８による自動走行制御により、トラクタ１を目標走行経路Ｐに沿って自動走行させることができる。

キャビン１０にユーザ等が搭乗している場合には、車載電子制御ユニット１８にてトラクタ１を自動走行させる自動走行状態と、ユーザ等の運転に基づいてトラクタ１を走行させる手動走行状態とに切り替えることができる。よって、自動走行状態にて目標走行経路Ｐを自動走行している途中に、自動走行状態から手動走行状態に切り替えることができ、逆に、手動走行状態にて走行している途中に、手動走行状態から自動走行状態に切り替えることができる。手動走行状態と自動走行状態との切り替えについては、例えば、運転席３９の近傍に、自動走行状態と手動走行状態とに切り替えるための切替操作部を備えることができるとともに、その切替操作部を携帯通信端末３の表示部５１に表示させることもできる。また、車載電子制御ユニット１８による自動走行制御中に、ユーザがステアリングホイール３８を操作すると、自動走行状態から手動走行状態に切り替えることができる。

トラクタ１には、図１及び図２に示すように、トラクタ１（走行機体７）の周囲における障害物を検知して、障害物との衝突を回避するための障害物検知システム１００が備えられている。障害物検知システム１００は、レーザを用いて測定対象物までの距離を３次元で測定可能な複数のライダーセンサ１０１，１０２と、超音波を用いて測定対象物までの距離を測定可能な複数のソナーを有するソナーユニット１０３，１０４と、障害物検知部１１０と、衝突回避制御部１１１とが備えられている。

ライダーセンサ１０１，１０２及びソナーユニット１０３，１０４にて測定する測定対象物は、物体や人等としている。ライダーセンサ１０１，１０２は、トラクタ１の前方側を測定対象とする前ライダーセンサ１０１と、トラクタ１の後方側を測定対象とする後ライダーセンサ１０２とが備えられている。ソナーユニット１０３，１０４は、トラクタ１の右側を測定対象とする右側のソナーユニット１０３と、トラクタ１の左側を測定対象とする左側のソナーユニット１０４とが備えられている。

障害物検知部１１０は、ライダーセンサ１０１，１０２及びソナーユニット１０３，１０４の測定情報に基づいて、所定距離内の物体や人等の測定対象物を障害物として検知する障害物検知処理を行うように構成されている。衝突回避制御部１１１は、障害物検知部１１０にて障害物を検知すると、トラクタ１を減速させる又はトラクタ１を走行停止させる衝突回避制御を行うように構成されている。衝突回避制御部１１１は、衝突回避制御において、トラクタ１を減速させる又はトラクタ１を走行停止させるだけでなく、報知ブザーや報知ランプ等の報知装置２６を作動させて、障害物が存在することを報知している。衝突回避制御部１１１は、衝突回避制御において、通信モジュール２５，５５を用いて、トラクタ１から携帯通信端末３に通信して表示部５１に障害物の存在を表示させることで、障害物が存在することを報知可能としている。

障害物検知部１１０は、ライダーセンサ１０１，１０２及びソナーユニット１０３，１０４の測定情報に基づく障害物検知処理をリアルタイムで繰り返し行い、物体や人等の障害物を適切に検知している。衝突回避制御部１１１は、リアルタイムで検知される障害物との衝突を回避するための衝突回避制御を行うようにしている。

障害物検知部１１０及び衝突回避制御部１１１は、車載電子制御ユニット１８に備えられている。車載電子制御ユニット１８は、コモンレールシステムに含まれたエンジン用の電子制御ユニット、ライダーセンサ１０１，１０２、及び、ソナーユニット１０３，１０４等にＣＡＮ（Controller Area Network）を介して通信可能に接続されている。

以下、走行経路生成部５３による目標走行経路Ｐの生成について説明する。
走行経路生成部５３が目標走行経路Ｐを生成するに当たり、携帯通信端末３の表示部５１に表示された目標走行経路設定用の入力案内に従って、運転者や管理者等のユーザ等が作業車両や作業装置１２の種類や機種等の車体情報を入力しており、入力された車体情報が端末記憶部５４に記憶されている。目標走行経路Ｐの生成対象となる作業領域Ｑ（図３参照）を圃場としており、携帯通信端末３の端末電子制御ユニット５２は、圃場の形状や位置を含む圃場情報を取得して端末記憶部５４に記憶している。

圃場情報の取得について説明すると、ユーザ等が運転してトラクタ１を実際に走行させることで、端末電子制御ユニット５２は、測位ユニット２１にて取得するトラクタ１の現在位置等から圃場の形状や位置等を特定するための位置情報を取得することができる。端末電子制御ユニット５２は、取得した位置情報から圃場の形状及び位置を特定し、その特定した圃場の形状及び位置から特定した作業領域Ｑを含む圃場情報を取得している。図３では、矩形状の作業領域Ｑが特定された例を示している。

携帯通信端末３には、図２に示すように、端末記憶部５４に記憶されている圃場情報における作業領域Ｑにおいて、スタート地点Ｓを設定するスタート地点設定部５６、及び、ゴール地点Ｇを設定するゴール地点設定部５７が備えられている。スタット地点及びゴール地点を入力するために、端末電子制御ユニット５２が、例えば、図３に示すように、作業領域Ｑを含む入力用の画面を表示部５１に表示させている。入力用の画面上においてユーザ等がスタート地点を指定することで、スタート地点設定部５６が指定された位置をスタート地点Ｓに設定している。同様に、入力用の画面上においてユーザ等がゴール地点を指定することで、ゴール地点設定部５７が指定された位置をゴール地点Ｇに設定している。スタート地点設定部５６にて設定されたスタート地点Ｓ、及び、ゴール地点設定部５７にて設定されたゴール地点Ｇは、端末電子制御ユニット５２により端末記憶部５４に記憶されている。

走行経路生成部５３は、端末記憶部５４に記憶されている圃場情報及び車体情報等に加えて、スタート地点設定部５６にて設定されたスタート地点Ｓ、及び、ゴール地点設定部５７にて設定されたゴール地点Ｇを用いて、目標走行経路Ｐを生成する。図３に示すように、走行経路生成部５３は、作業領域Ｑ内を中央領域Ｒ１と外周領域Ｒ２とに区分け設定している。中央領域Ｒ１は、作業領域Ｑの中央部に設定されており、トラクタ１を往復方向に自動走行させて所定の作業（例えば、耕耘等の作業）を行う往復作業領域となっている。外周領域Ｒ２は、中央領域Ｒ１の周囲に設定されている。走行経路生成部５３は、例えば、旋回情報に含まれる旋回半径や車体情報に含まれるトラクタ１の前後幅及び左右幅等から、トラクタ１を圃場の畔際で旋回走行させるために必要となる旋回走行用のスペース等を求めている。走行経路生成部５３は、中央領域Ｒ１の外周に求めたスペース等を確保するように、作業領域Ｑ内を中央領域Ｒ１と外周領域Ｒ２とに区分けしている。

図３に示すように、走行経路生成部５３は、スタート地点Ｓに対応する開始位置Ｓ１、及び、ゴール地点Ｇに対応する終了位置Ｇ１を指定し、開始位置Ｓ１から終了位置Ｇ１までを繋ぐ目標走行経路Ｐを生成している。目標走行経路Ｐは、中央領域Ｒ１において同じ直進距離を有して作業幅に対応する一定距離をあけて平行に配置設定された直線状の複数の作業経路Ｐ１とを有している。複数の作業経路Ｐ１は、トラクタ１を直進走行させながら、所定の作業を行うための経路である。連結経路Ｐ２は、所定の作業を行わずに、トラクタ１の走行方向を１８０度転換させるための経路であり、作業経路Ｐ１の終端と隣接する次の作業経路Ｐ１の始端とを連結している。ちなみに、図３に示す目標走行経路Ｐは、あくまで一例であり、どのような目標走行経路を設定するかは適宜変更が可能である。

ユーザ等は、作業領域Ｑ内において、スタート地点Ｓ及びゴール地点Ｇを任意な位置に指定することができる。例えば、作業領域Ｑの出入口の近傍箇所に、スタート地点Ｓ及びゴール地点Ｇを指定することができる。この場合には、作業領域Ｑの出入口の近くからトラクタ１の自動走行を開始し、作業領域Ｑの出入口の近くにてトラクタ１の自動走行を終了することができる。また、作業領域Ｑの出入口から離れた箇所にスタート地点Ｓを指定し、作業領域Ｑの出入口の近傍箇所にゴール地点Ｇを指定することもできる。この場合には、作業領域Ｑの出入口から離れた箇所からトラクタ１の自動走行を開始し、作業領域Ｑの出入口に近づくようにトラクタ１を自動走行させ、作業領域Ｑの出入口の近くにてトラクタ１の自動走行を終了することができる。

この自動走行システムでは、走行経路生成部５３が目標走行経路Ｐを生成するだけでなく、携帯通信端末３には、作業領域Ｑ内に設定されるスタート地点Ｓ（指定位置に相当する）から目標走行経路Ｐの開始位置Ｓ１までを繋ぐ案内経路Ｔ（図４（ａ）参照）を生成する案内経路生成部５８が備えられている。ちなみに、図４では、目標走行経路Ｐにおいて、開始位置Ｓ１の周囲の作業経路Ｐ１のみを図示している。

案内経路生成部５８は、ユーザ等により任意に指定されたスタート地点Ｓから目標走行経路Ｐの開始位置Ｓ１までを繋ぐ案内経路Ｔを生成するが、指定されるスタート地点Ｓの位置によっては、所望の案内経路Ｔを生成できない場合がある。そこで、携帯通信端末３には、図２に示すように、案内経路生成部５８にて所望の案内経路Ｔを生成できない案内経路非生成条件が成立している場合に、スタート地点Ｓを予め設定された特定位置Ｓ２に変更設定するスタート地点変更設定部５９（指定位置変更設定部に相当する）が備えられている。

以下、案内経路Ｔを生成するときの動作について、図５のフローチャート、及び、図４に基づいて説明する。

まず、案内経路非生成条件について説明する。図４（ｂ）では、スタート地点Ｓと目標走行経路Ｐの開始位置Ｓ１との間の距離が所定距離ｒ以下である領域を、点線にて囲まれた領域Ｖとしている。

スタート地点Ｓでのトラクタ１の向きと目標走行経路Ｐの開始位置Ｓ１でのトラクタ１の向きとが異なる場合には、トラクタ１を旋回させて向きを合わせることになる。このとき、スタート地点Ｓが領域Ｖ内に存在する場合には、十分な旋回半径を取ることができない。よって、仮に案内経路Ｔを生成することを想定すると、開始位置Ｓ１に対して、一旦、遠ざかり、その後、接近するような意図していない案内経路Ｔが生成されることになる。また、スタート地点Ｓが領域Ｖ内に存在する場合には、スタート地点Ｓと開始位置Ｓ１との距離が短いので、案内経路Ｔでの走行距離が短くなる。よって、開始位置Ｓ１に対してトラクタ１を位置合わせできるだけの走行距離を確保することができず、開始位置Ｓ１に対してトラクタ１が位置ズレしてしまい、目標走行経路Ｐに沿ったトラクタ１の自動走行をスムーズに開始できなくなる。更に、作業装置１２がロータリ耕耘装置等のように、所定の下降位置に作業装置１２を下降させた状態で作業を開始するものである場合には、トラクタ１が開始位置Ｓ１に到達する前から作業装置１２の下降位置への下降を開始させ、開始位置Ｓ１に到達した時点で作業装置１２を下降位置に下降させると、開始位置Ｓ１からスムーズに作業を開始することができる。しかしながら、スタート地点Ｓが領域Ｖ内に存在して、開始位置Ｓ１までの走行距離が短くなると、作業装置１２を下降位置まで下降させるだけの時間を確保できなくなり、開始位置Ｓ１に到達した時点で作業装置１２を下降位置に下降させることができなくなる。

そこで、案内経路非生成条件は、スタート地点Ｓと目標走行経路Ｐの開始位置Ｓ１との間の距離が所定距離ｒ以下であることに設定されている。案内経路非生成条件は、この条件に限らず、例えば、生成される案内経路Ｔが開始位置Ｓ１に対して遠ざかるものであることに設定したり、生成される案内経路Ｔに沿ってトラクタ１を自動走行させることができるか否かによって設定することもでき、各種の条件を設定することができる。

図４（ｂ）に示すように、スタート地点Ｓが領域Ｖ内に存在する場合は、スタート地点変更設定部５９が、案内経路非生成条件が成立すると判別している（図５において、ステップ＃１のＹｅｓの場合）。逆に、スタート地点Ｓが領域Ｖ外に存在する場合は、スタート地点変更設定部５９が、案内経路非生成条件が成立しないと判別している（図５において、ステップ＃１のＮｏの場合）。

案内経路非生成条件が成立している場合には、スタート地点変更設定部５９が、スタート地点Ｓを予め設定された特定位置Ｓ２に変更設定している（図５において、ステップ＃１のＹｅｓの場合、ステップ＃２）。図４（ｃ）に示すように、特定位置Ｓ２は、作業経路Ｐ１の延長線上で、開始位置Ｓ１から作業経路Ｐ１が延びる方向とは反対側に所定距離だけ離れた位置に設定されている。

スタート地点変更設定部５９が、スタート地点Ｓを特定位置Ｓ２に変更設定すると、図４（ｃ）に示すように、案内経路生成部５８が、変更設定されたスタート地点Ｓから開始位置Ｓ１までを繋ぐ案内経路Ｔを生成している（図５において、ステップ＃３）。このときの案内経路Ｔは、直線状の経路となる。

案内経路非生成条件が成立しない場合には、図４（ａ）に示すように、案内経路生成部５８が、ユーザ等により任意に指定されたスタート地点Ｓから開始位置Ｓ１までを繋ぐ案内経路Ｔを生成している（図５において、ステップ＃１のＮｏの場合、ステップ＃３）。このときの案内経路Ｔの形状は、スタート地点Ｓと開始位置Ｓ１との位置関係に応じて変化するが、基本的には、スタート地点Ｓから開始位置Ｓ１に向けて接近する案内経路Ｔが生成されることになる。

図６にフローチャートに基づいて、案内経路生成部５８にて案内経路Ｔが生成された場合に、トラクタ１の自動走行を開始するときの動作について説明する。
まず、ユーザ等がスタート地点Ｓにトラクタ１を移動させて、各種の自動走行開始条件が成立するか否かが判別される（ステップ＃１１）。自動走行開始条件が成立した場合に、ユーザ等が携帯通信端末３の表示部５１を操作することで、自動走行の開始の指示を受けると、車載電子制御ユニット１８（案内制御部に相当する）が、トラクタ１を自動走行させる自動走行制御を行う（ステップ＃１１のＹｅｓの場合、ステップ＃１２のＹｅｓの場合、ステップ＃１３）。この自動走行制御では、まず、案内経路Ｔに沿ってトラクタ１を自動走行させ、トラクタ１が目標走行経路Ｐの開始位置Ｐ１に到達すると、引き続いて目標走行経路Ｐに沿ってトラクタ１を自動走行させている。

端末電子制御ユニット５２は、案内経路生成部５８が案内経路Ｔを生成すると、案内経路Ｔを端末記憶部５４に記憶させるとともに、通信モジュール５５を用いて、案内経路Ｔに関する案内経路情報を送信している。車載電子制御ユニット１８は、通信モジュール２５にて受信する案内経路情報を用いて、案内経路Ｔに沿ってトラクタ１を自動走行させる自動走行制御を行っている。

ちなみに、案内経路生成部５８が案内経路Ｔを生成した場合でも、ユーザ等が目標走行経路Ｐの開始位置Ｓ１にトラクタ１を移動させることで、目標走行経路Ｐに沿ったトラクタ１の自動走行を開始させることができる。この場合には、開始位置Ｓ１にトラクタ１を移動させた状態において、各種の自動走行開始条件が成立するか否かが判別され、自動走行開始条件が成立した場合に、自動走行の開始の指示を受けると、車載電子制御ユニット１８が自動走行制御を開始している。

〔別実施形態〕
本発明の他の実施形態について説明する。
尚、以下に説明する各実施形態の構成は、夫々単独で適用することに限らず、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。

（１）作業車両の構成は種々の変更が可能である。
例えば、作業車両は、エンジン９と走行用の電動モータとを備えるハイブリット仕様に構成されていてもよく、また、エンジン９に代えて走行用の電動モータを備える電動仕様に構成されていてもよい。
例えば、作業車両は、走行部として、左右の後輪６に代えて左右のクローラを備えるセミクローラ仕様に構成されていてもよい。
例えば、作業車両は、左右の後輪６が操舵輪として機能する後輪ステアリング仕様に構成されていてもよい。

（２）上記実施形態では、走行経路生成部５３、スタート地点設定部５６、ゴール地点設定部５７、案内経路生成部５８、スタート地点変更設定部５９を携帯通信端末３に備えた例を示したが、例えば、走行経路生成部５３、スタート地点設定部５６、ゴール地点設定部５７、案内経路生成部５８、スタート地点変更設定部５９をトラクタ１の作業車両側に備えたり、外部の管理装置等に備えることもできる。

１ トラクタ（作業車両）
１８ 車載電子制御ユニット（自動走行制御部、案内制御部）
５４ 端末記憶部（走行経路記憶部）
５８ 案内経路生成部
５９ スタート地点変更設定部（指定位置変更設定部）
Ｐ１ 作業経路（直線走行経路）
Ｑ 作業領域
Ｓ スタート地点（指定位置）
Ｓ１ 開始位置
Ｇ１ 終了位置

Claims (3)

1. 作業領域に対して開始位置と終了位置とが指定された目標走行経路を記憶する走行経路記憶部と、
   衛星測位システムにより取得される作業車両の測位情報に基づいて、目標走行経路に沿って作業車両を自動走行させる自動走行制御を行う自動走行制御部と、
   作業領域内に任意に設定される指定位置から目標走行経路の開始位置までを繋ぐ案内経路を生成する案内経路生成部と、
   衛星測位システムにより取得される作業車両の測位情報に基づいて、案内経路に沿って作業車両を自動走行して案内する案内制御部と、
   前記案内経路生成部にて所望の案内経路を生成できない案内経路非生成条件が成立している場合には、前記指定位置を予め設定された特定位置に変更設定する指定位置変更設定部とが備えられている自動走行システム。
2. 前記案内経路非成立条件は、指定位置と目標走行経路の開始位置との間の距離が所定距離以下であることに設定されている請求項１に記載の自動走行システム。
3. 前記目標走行経路は、開始位置から始まる直線状の直線走行経路を有し、前記特定位置は、直線走行経路の延長線上に設定されている請求項１又は２に記載の自動走行システム。

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