JP2020031563A - 自動走行システム - Google Patents

Abstract

【課題】遠隔操作にて一層確実に作業車両の走行を制御することのできる自動走行システムを提供する。【解決手段】作業車両１に設けられ、作業車両１を目標走行経路に沿って自動走行させる自動走行制御部１８と、作業車両１を走行制御するための制御信号を無線通信にて送信可能な遠隔操作用の通信端末２００と、作業車両１に設けられ、通信端末２００から送信された制御信号を無線通信にて受信して自動走行制御部１８に伝達する車両側受信部３００と、通信端末２００と車両側受信部３００との無線通信に使用する通信チャンネルを複数の通信チャンネルから設定するチャンネル設定部と、複数の通信チャンネルの夫々の過去の通信状態を記憶する通信状態記憶部と、が備えられている。【選択図】図２

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）。
このような自動走行システムを用いて無人の作業車両にて圃場内の農作業を行う場合には、他者が誤って圃場内に侵入したとき等の危険が発生した際、自動走行中の無人の作業車両を遠隔操作にて走行停止させる必要がある。そこで、特許文献１に記載の自動走行システムでは、無線通信にて作業車両の自動走行を制御する遠隔操作デバイス（通信端末の一例）が備えられている。

特開２０１６−１６８８８３号公報

特許文献１記載の自動走行システムでは、ユーザ等は、遠隔操作デバイスを操作することで、自動走行中の無人の作業車両を遠隔操作にて走行停止させることができる。しかしながら、他者等の外部機器が使用する無線通信との混信等に起因して遠隔操作デバイスと作業車両との無線通信に通信途絶が発生し、必要なときに作業車両を遠隔操作で緊急停止できない事態が生じることも考えられる。

この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、遠隔操作にて一層確実に作業車両の走行を制御することの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、作業車両に設けられ、前記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制御部と、
前記作業車両を走行制御するための制御信号を無線通信にて送信可能な遠隔操作用の通信端末と、
前記作業車両に設けられ、前記通信端末から送信された前記制御信号を無線通信にて受信して前記自動走行制御部に伝達する車両側受信部と、
前記通信端末と前記車両側受信部との無線通信に使用する通信チャンネルを複数の通信チャンネルから設定するチャンネル設定部と、
複数の通信チャンネルの夫々の過去の通信状態を記憶する通信状態記憶部と、が備えられている点にある。

本構成によれば、ユーザ等は、通信端末を所有して当該通信端末から作業車両を走行制御するための制御信号を無線通信にて送信することができる。作業車両に備えられた車両側受信部は、当該通信端末から送信された制御信号を無線通信にて受信して自動走行制御部に伝達するので、遠隔操作にて作業車両の走行を制御することができる。
そして、本構成では、複数の通信チャンネルの夫々の過去の通信状態を記憶する通信状態記憶部が備えられているので、当該通信状態記憶部に記憶された複数の通信チャンネルの夫々の過去の通信状態を考慮して、チャンネル設定部にて複数の通信チャンネルから通信端末と車両側受信部との無線通信に使用する通信チャンネルを設定することができる。
よって、例えば、複数の通線チャンネルのうちで過去の通信途絶回数が少ない等の適切な通信チャンネルを通信端末と車両側受信部との無線通信に使用する通信チャンネルに設定することが可能となり、遠隔操作にて一層確実に作業車両の走行を制御することができるようになる。

本発明の第２特徴構成は、前記通信状態記憶部に記憶された前記通信状態に基づいて、複数の通信チャンネルから使用候補の通信チャンネルを選択するチャンネル選択部が備えられ、
前記チャンネル設定部は、前記チャンネル選択部にて選択された使用候補の通信チャンネルから前記通信端末と前記車両側受信部との無線通信に使用する通信チャンネルを設定する点にある。

本構成によれば、チャンネル選択部にて、通信状態記憶部に記憶された通線チャンネル毎の過去の通信状態に基づいて、複数の通信チャンネルから使用候補の通信チャンネルを選択し、チャンネル設定部にて、その使用候補の通信チャンネルから通信端末と車両側受信部との無線通信に使用する通信チャンネルを設定することができる。
よって、複数の通信チャンネルから適切な通信チャンネルを通信端末と車両側受信部との無線通信に使用する通信チャンネルに自動的に設定することが可能となる。

本発明の第３特徴構成は、前記チャンネル選択部は、複数の通信チャンネルから使用候補の通信チャンネルを複数選択するように構成され、
前記通信端末と前記車両側受信部との無線通信が成立するか否かを所定の時間間隔毎に確認する通信確認処理を行う通信確認部が備えられ、
前記チャンネル設定部は、前記通信確認処理において前記通信端末と前記車両側受信部との無線通信が成立しない場合に、通信チャンネルの設定を、設定中の通信チャンネルから別の使用候補の通信チャンネルに切り替える点にある。

本構成によれば、チャンネル選択部にて複数の通信チャンネルから使用候補の通信チャンネルを複数選択し、チャンネル設定部にて使用候補の通信チャンネルのいずれかを通信端末と車両側受信部との無線通信に使用する通信チャンネルに設定することができる。そして、通信確認部にて通信確認処理を行うことで、使用中の通信チャンネルにて無線通信が成立するか否かを所定の時間間隔毎に確認することができ、無線通信が成立しない場合には、チャンネル設定部にて現在の無線通信が成立しない通信チャンネルから別の使用候補の通信チャンネルに自動的に切り替えることができる。
よって、通信端末と車両側受信部との無線通信が成立しない通信途絶が発生した場合に、その通信途絶を早期に解消して通信端末と車両側受信部との無線通信を継続することができる。

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 目標走行経路を生成した状態における作業領域を示す図 緊急停止用リモコンの概略構成を示すブロック図 リモコン受信機の概略構成を示すブロック図 リモコン受信機の起動処理を行うときの動作を示すフローチャート 緊急停止用リモコンの起動処理を行うときの動作を示すフローチャート リモコン受信機の起動処理後の動作を示すフローチャート 緊急停止用リモコンの起動処理後の動作を示すフローチャート 緊急停止用リモコンとリモコン受信機の無線通信における通信チャンネルの切り替え動作のタイムチャート

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Ｓ（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Ｓ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Ｓが特定された例を示している。

特定された圃場の形状や位置等を含む圃場情報が端末記憶部５４に記憶されると、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や車体情報を用いて、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Ｓ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Ｓの中央部に設定されており、先行してトラクタ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おり、トラクタ１を方向転換させる方向転換領域となっている。走行経路生成部５３は、例えば、車体情報に含まれる旋回半径やトラクタ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、外周領域Ｒ２に求めたスペース等を確保するように、作業領域Ｓ内を中央領域Ｒ１と外周領域Ｒ２とに区分けしている。

走行経路生成部５３は、図３に示すように、車体情報や圃場情報等を用いて、目標走行経路Ｐを生成している。例えば、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、外周領域Ｒ２において隣接する作業経路Ｐ１の始端と終端とを連結する連結経路Ｐ２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Ｕターン経路であり、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。

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、車体情報及び圃場情報等と関連付けた経路情報として端末記憶部５４に記憶されている。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、携帯通信端末３からトラクタ１に経路情報を転送することで、トラクタ１の車載電子制御ユニット１８が、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。

経路情報の転送に関しては、トラクタ１が自動走行を開始する前の段階において、経路情報の全体を端末電子制御ユニット５２から車載電子制御ユニット１８に一挙に転送することができる。また、例えば、目標走行経路Ｐを含む経路情報を、情報量の少ない所定距離ごとの複数の経路部分に分割することもできる。この場合には、トラクタ１が自動走行を開始する前の段階においては、経路情報の初期経路部分のみが端末電子制御ユニット５２から車載電子制御ユニット１８に転送される。自動走行の開始後は、トラクタ１が情報量等に応じて設定された経路取得地点に達するごとに、その地点に対応する以後の経路部分のみの経路情報が端末電子制御ユニット５２から車載電子制御ユニット１８に転送するようにしてもよい。

トラクタ１の自動走行を開始する場合には、例えば、ユーザ等がスタート地点にトラクタ１を移動させて、各種の自動走行開始条件が満たされると、携帯通信端末３にて、ユーザが表示部５１を操作して自動走行の開始を指示することで、携帯通信端末３は、自動走行の開始指示をトラクタ１に送信する。これにより、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、衛星測位システムを用いて測位ユニット２１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Ｓ内の目標走行経路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。

このような自動走行システムを用いて無人のトラクタ１にて作業領域Ｓ内の農作業を行う場合には、他者が誤って作業領域Ｓ内に侵入したとき等の危険が発生した際に、ユーザ等は自動走行中の無人のトラクタ１を遠隔操作で緊急停止させる必要がある。
そこで、この自動走行システムでは、図１及び図２に示すように、無線通信にてトラクタ１を緊急停止させる緊急停止指令等のトラクタ１を走行制御するための制御信号を送信可能な緊急停止用リモコン２００（遠隔操作用の通信端末の一例）と、当該緊急停止用リモコン２００から送信された制御信号を無線通信にて受信して車載電子制御ユニット１８に伝達するリモコン受信機３００（車両側受信部の一例）とが備えられている。

緊急停止用リモコン２００はユーザ等に所有され、リモコン受信機３００はトラクタ１に搭載されている。また、緊急停止用リモコン２００とリモコン受信機３００とは、トラクタ１の通信モジュール２５を使用して行う携帯通信端末３や基地局４との無線通信とは別の系統にて無線通信を行うように構成されている。

緊急停止用リモコン２００を所有するユーザ等が、必要なタイミングで緊急停止用リモコン２００を操作することで、トラクタ１を緊急停止させるための緊急停止指令を無線通信にて送信することができる。そして、緊急停止用リモコン２００から緊急停止指令が無線通信にて送信されると、トラクタ１のリモコン受信機３００が当該制御信号を受信して車載電子制御ユニット１８に伝達し、車載電子制御ユニット１８が自動制動制御を行ってトラクタ１を停止させる。

この自動走行システムでは、緊急停止用リモコン２００とリモコン受信機３００との無線通信を行うための通信チャンネルとして、７つ（複数の一例）の通線チャンネルが設定可能に用意されている。緊急停止用リモコン２００とリモコン受信機３００は、起動時点で、通線チャンネル毎の過去の通信状態を考慮して７つの通線チャンネルから３つ（複数の一例）の通線チャンネルを使用候補として選択し、選択した３つ（複数の一例）の使用候補の通線チャンネルのいずれかを使用して無線通信を確立するように構成されている。

そして、緊急停止用リモコン２００とリモコン受信機３００は、起動中において、無線通信が成立するか否かを所定の時間間隔毎に確認する通信確認処理を行い、その通信確認処理にて無線通信が成立しなくても、それが使用中の通信チャンネルに起因すると考えられる所定の条件（本例では外部機器が通信チャンネルを使用中等）が成立する場合には、３つ（複数の一例）の使用候補の通信チャンネルの中の他の通信チャンネルに自動的に切り替え、緊急停止用リモコン２００とリモコン受信機３００の無線通信を継続して、トラクタ１の自動走行を継続するように構成されている。

つまり、図１０のタイムチャートに示すように、緊急停止用リモコン２００とリモコン受信機３００は、例えば、通信チャンネルＡにて無線通信が確立している場合、通信確認処理として、確認信号（ハートビート信号ｈ）と応答信号（アンサーバック信号ａ）の送受信（図中の細線矢印）を所定の時間間隔毎に行い、無線通信が成立するか否かを所定の時間間隔毎に確認している。そして、このときに通信確認処理における通信待機時間を経過し、無線通信が成立しなくても、外部機器が通信チャンネルＡを使用中（通信中）であることによるものであれば、緊急停止用リモコン２００とリモコン受信機３００は、使用する通信チャンネルを通信チャンネルＢに切り替えて無線通信が確立し、通信チャンネルＢにて無線通信を行う。

なお、緊急停止用リモコン２００とリモコン受信機３００は、その通信確認処理にて無線通信が成立せず、それが使用中の通信チャンネルに起因しないと考えられる所定の条件（本例では外部機器が通信チャンネルを使用中でない等）が成立する場合には、通信途絶を確定し、トラクタ１の車載電子制御ユニット１８に通信途絶情報を送信するとともに、ユーザ等に通信途絶を報知するように構成されている。

緊急停止用リモコン２００は、図４に示すように、アンテナ２０１と接続された通信モジュール２０２、通信相手となるリモコン受信機のＩＤ等を記憶する不揮発性のリモコン記憶部２０３、電源となる電池（図示省略）、ユーザ等が緊急停止指令（制御信号の一例）を送信する操作を行うための緊急停止ボタン２０４、トラクタ１の状態や通信途絶等の無線通信の状態を報知する報知装置（ブザー）２０６Ａ，報知装置（ＬＥＤ）２０６Ｂ、緊急停止用リモコン２００内の各部の動作を制御するリモコン制御部２１０等を備えて構成されている。ちなみに、図４の一点鎖線で示すように、ユーザ等がトラクタ１の自動走行を一時停止させたり、そこから自動走行を再開させたりする一時停止・再開指令（制御信号の一例）を送信する操作を行うためのポーズボタン２０５を緊急停止用リモコン２００に備えることもできる。

リモコン制御部２１０には、確認信号の送信や応答信号の受信等の通信確認処理を行う通信確認部２１１、通信チャンネルの設定や切り替え等の処理を行うチャンネル設定部２１２等が備えられている。更に、リモコン制御部２１０には、使用中の通信チャンネルの電波状態を判定する電波状態判定部２１３が備えられている。電波状態判定部２１３は、確認信号等の送信時に行われる現在通信中の他の装置があるか否か等を確認するキャリアセンスにて取得した使用中の通信チャンネルの電波強度を閾値と比較し、使用中の通信チャンネルの電波状態を判定する。

リモコン受信機３００には、図５に示すように、アンテナ３０１と接続された通信モジュール３０２、通信相手となる緊急停止用リモコンのＩＤや後述する複数の通信チャンネルの過去の通信状態等を記憶する不揮発性の受信機記憶部３０３（通信状態記憶部に相当する）、緊急停止指令等のトラクタ１を走行制御するための制御信号を車載電子制御ユニット１８にＣＡＮを介して送信するＣＡＮインターフェース３０４、リモコン受信機３００内の各部の動作を制御する受信機制御部３１０等を備えて構成されている。アンテナ３０１は、例えば、キャビン１０の内部（図１参照）等に配置されている。

受信機制御部３１０には、確認信号の受信や応答信号の送信等の通信確認処理を行う通信確認部３１１や、通信チャンネルの設定や切り替え等の処理を行うチャンネル設定部３１２等が備えられている。更に、受信機制御部３１０には、通信チャンネル毎の過去の通信状態を受信機記憶部３０３に書き込む処理を行う通信状態記録部３１３、受信機記憶部３０３に記憶された通信チャンネル毎の過去の通信状態に基づいて使用候補の通信チャンネルを選択するチャンネル選択部３１４、使用中の通信チャンネルの電波状態を取得する電波状態取得部３１５、取得した電波状態を判定する電波状態判定部３１６が備えられている。

通信状態記録部３１３は、通信チャンネル毎の過去の通信状態として、通信チャンネル毎の過去の通信途絶回数や起動時の電波状態確認結果等を受信機記憶部３０３に書き込むように構成されている。通信状態記録部３１３は、例えば、通信途絶が発生した場合等に、使用中の通信チャンネルの通信途絶回数等を増加させるように受信機記憶部３０３に書き込む。ちなみに、通信チャンネルの通信状態は、周囲の環境で変化するので、作業領域Ｓ毎に異なることから、通信状態記録部３１３は、通信チャンネル毎の過去の通信状態を作業領域Ｓ毎にカウントして書き込むこともできる。

チャンネル選択部３１４は、後述する起動処理等において、受信機記憶部３０３に記憶された通信チャンネル毎の過去の通信状態に基づいて、設定可能に用意された複数（本例では７つ）の通信チャンネルから複数（本例では３つ）の使用候補の通信チャンネルを選択する。

電波状態取得部３１５は、例えば、使用中の通信チャンネルにおいてキャリアセンスを行い、当該通信チャンネルでの電波強度等の電波状態を取得する。電波状態判定部３１６は、例えば、電波状態取得部３１５にて取得した使用中の通信チャンネルの電波強度を閾値と比較して、使用中の通信チャンネルの電波状態を判定する。

なお、緊急停止用リモコン２００の通信確認部２１１とリモコン受信機３００の通信確認部３１１とが自動走行システムの通信確認部に相当し、緊急停止用リモコン２００のチャンネル設定部２１２とリモコン受信機３００のチャンネル設定部３１２とが自動走行システムのチャンネル設定部に相当する。

次に、図６、図７を参照して、緊急停止用リモコン２００とリモコン受信機３００とを起動して無線通信を確立する場合の緊急停止用リモコン２００とリモコン受信機３００の夫々の動作について説明する。

（リモコン受信機３００の動作）
図６のフローチャートに示すように、リモコン受信機３００の受信機制御部３１０は、トラクタ１のエンジン９が始動される等の所定の起動条件が満たされると、起動処理を開始して電源を投入する（ステップ♯１１）。そして、チャンネル選択部３１４が、チャンネル選択処理を実行し、複数（本例では７つ）の通信チャンネルから複数（本例では３つ）の使用候補の通信チャンネルを選択する（ステップ♯１２）。

チャンネル選択部３１４は、チャンネル選択処理として、受信機記憶部３０３に記憶されている複数（本例では７つ）の通信チャンネル毎の過去の通信状態を取得し、複数（本例では７つ）の通信チャンネルから優先順位の高い複数（本例では３つ）の通信チャンネルを使用候補チャンネルとして選択する。チャンネル選択の優先順位は、適宜に変更可能であるが、本実施形態では、当該作業領域Ｓにおいて所定期間内の通信途絶回数等が少ない順等に設定されている。

チャンネル選択処理にて複数（本例では３つ）の使用候補の通信チャンネルが選択されると、電波状態取得部３１５が、電波状態取得処理を実行し、複数の使用候補の通信チャンネルの１つを使用してキャリアセンスを行い、その使用中の通信チャンネルの電波強度を電波状態として取得する（ステップ♯１３）。

電波状態取得部３１５は、使用候補の１つの通信チャンネルの電波状態の取得が所定回数（例えば３回）を満了するまで、当該通信チャンネルの電波状態取得処理を繰り替えし実行する（ステップ♯１４のＮｏの場合、ステップ♯１３）。
電波状態取得部３１５は、１つの通信チャンネルの電波状態の取得が所定回数を満了すると当該通信チャンネルの電波状態の取得を完了し、複数の使用候補の通信チャンネルの全ての電波状態の取得が完了していなければ、電波状態の取得が完了していない他の使用候補の通信チャンネルに切り替え、切り替え後の通信チャンネルにて電波状態取得処理を実行する（ステップ♯１４のＹｅｓの場合、ステップ♯１５のＮｏの場合、ステップ♯１６、ステップ♯１３）。

複数（本例では３つ）の使用候補の通信チャンネルの全ての電波状態の取得が完了すると、チャンネル設定部３１２が、チャンネル確定処理を実行し、複数の使用候補の通信チャンネルの中で、電波状態の良い通信チャンネル（電波強度の高い通信チャンネル）を使用する通信チャンネルに確定し、使用する通信チャンネルとして設定する（ステップ♯１５のＹｅｓの場合、ステップ♯１７）。このようにして、リモコン受信機３００の起動処理が完了する。なお、電波状態取得部３１５にて取得した使用候補の通信チャンネル毎の電波状態（電波状態確認結果）は、通信状態記録部３１３により過去の通信状態の一つとして受信機記憶部３０３に書き込まれる。

（緊急停止用リモコン２００の動作）
図７のフローチャートに示すように、緊急停止用リモコン２００のリモコン制御部２１０は、電源投入前に緊急停止ボタン２０４が操作される等の所定の起動条件が満たされると、起動処理を開始して電源を投入し、チャンネル設定部２１２が、チャンネル仮設定処理を実行し、複数（本例では７つ）の通信チャンネルから１つの通信チャンネルを無線通信に使用する通信チャンネルに設定する（ステップ♯２１、ステップ♯２２）。チャンネル設定部２１２は、チャンネル仮設定処理において、直前に使用した通信チャンネルを無線通信に使用する通信チャンネルに設定したり、規定の順番やランダムに選択した１つの通信チャンネルを無線通信に使用する通信チャンネルに設定することができる。

チャンネル仮設定処理にて通信チャンネルが設定されると、通信確認部２１１が、確認信号送信処理を実行し、当該通信チャンネルを使用して無線通信の確立（無線通信が成立するか否か）を確認するための確認信号を送信する（ステップ♯２３）。その確認信号に対して通信待機時間内にリモコン受信機３００から応答信号を受信しない場合は、チャンネル設定部２１２が、チャンネル切替処理を実行し、通信チャンネルを別の通信チャンネルに切り換え、通信確認部２１１が切り替え後の通信チャンネルを使用して改めて確認信号送信処理を実行する（ステップ♯２４のＮｏの場合、ステップ♯２６、ステップ♯２３）。

確認信号に対して通信待機時間内にリモコン受信機３００から応答信号を受信すると、チャンネル設定部２１２が、チャンネル確定処理を実行し、当該確認信号を送信した通信チャンネルを、無線通信に使用する通信チャンネルに確定して設定する（ステップ♯２４のＹｅｓの場合、ステップ♯２５）。このようにして、緊急停止用リモコン２００の起動処理が完了し、緊急停止用リモコン２００とリモコン受信機３００の無線通信が確立する。

次に、図８、図９を参照して、緊急停止用リモコン２００とリモコン受信機３００の夫々の起動中において、無線通信が成立しない通信途絶が生じた場合の緊急停止用リモコン２００とリモコン受信機３００の夫々の動作について説明する。

（リモコン受信機３００の動作）
図８のフローチャートに示すように、起動中において、リモコン受信機３００の通信確認部２１１は、通信確認処理を実行しており、緊急停止用リモコン２００からの確認信号を受信すると、緊急停止用リモコン２００に応答信号を送信している（ステップ♯３１のＹｅｓの場合、ステップ♯３２）。この応答信号には、通信途絶した場合に切り替える次候補（切り替え先）の通線チャンネルを特定する情報が含まれており、応答信号を受信した緊急停止用リモコン２００は、当該応答信号に含まれる次候補の通線チャンネルを特定する情報をリモコン記憶部２０３に記憶している。

通信待機時間が経過しても、緊急停止用リモコン２００から確認信号を受信しない場合には、電波状態取得部３１５が、電波状態取得処理を実行し、使用中の通信チャンネルを使用してキャリアセンスを行い、その使用中の通信チャンネルの電波強度を電波状態として取得する（ステップ♯３１のＮｏ、ステップ♯３３のＹｅｓの場合、ステップ♯３４）。

電波状態取得処理にて使用中の通信チャンネルの電波状態を取得すると、電波状態判定部３１６が、電波状態判定処理を実行し、当該通信チャンネルを外部機器が使用中であるか否かを判定する（ステップ♯３５）。電波状態判定部３１６は、電波状態判定処理において、電波状態取得部３１５にて取得した電波強度を閾値と比較し、電波強度が閾値よりも大きい場合は、当該通信チャンネルを外部機器が使用中でないと判定し、電波強度が閾値よりも小さい場合は、当該通信チャンネルを外部機器が使用中であると判定する。

電波状態判定処理にて当該通信チャンネルを外部機器が使用中であると判定すると、チャンネル設定部３１２が、チャンネル切替処理を実行し、使用中の通信チェンネルから次候補の通信チャンネルに切り替える（ステップ♯３５のＹｅｓの場合、ステップ♯３６）。

そして、チャンネル切替処理の実行後、通信待機時間が経過する前に緊急停止用リモコン２００から確認信号を受信すると、通信確認部３１１が、緊急停止用リモコン２００に応答信号を送信するとともに、通信状態記録部３１３が、通信状態記録処理を実行して切り替え前の元の通信チャンネルの不具合の情報（通信途絶の回数や時間等）を受信機記憶部３０３に書き込む（ステップ♯３７のＹｅｓの場合、ステップ♯３８、ステップ♯３９）。

一方、チャンネル切替処理の実行後、通信待機時間が経過しても、緊急停止用リモコン２００からの確認信号を受信しない場合は、受信機制御部３１０が、通信途絶を確定し、ＣＡＮインターフェースを使用してトラクタ１の車載電子制御ユニット１８に通信途絶情報を送信する。そして、通信状態記録部３１３が、通信状態記録処理を実行し、切り替え後の通信チャンネルの不具合の情報（通信途絶の回数や時間等）を受信機記憶部３０３に書き込むとともに、切り替え前の元の通信チャンネルの不具合の情報（通信途絶の回数や時間）を受信機記憶部３０３に書き込む（ステップ♯３７のＮｏ、ステップ♯４１のＹｅｓの場合、ステップ♯４２、ステップ♯４３、ステップ♯３９）。
このように、チャンネル切替処理の実行後、通信待機時間が経過しても、緊急停止用リモコン２００からの確認信号を受信しない場合に、通信途絶を確定することで、チャンネル切替処理が繰り返されることによる通信途絶時間の長期化を防止するようにしている。

また、電波状態判定処理にて当該通信チャンネルを外部機器が使用中でないと判定すると、受信機制御部３１０が、通信途絶を確定し、ＣＡＮインターフェースを使用してトラクタ１の車載電子制御ユニット１８に通信途絶情報を送信する。そして、通信状態記録部３１３が、通信状態記録処理を実行し切り替え前の元の通信チャンネルの不具合の情報（通信途絶の回数や時間）を受信機記憶部３０３に書き込む（ステップ♯３５のＮｏの場合、ステップ♯４０、ステップ♯３９）。
ちなみに、トラクタ１の車載電子制御ユニット１８は、通信途絶情報を受信すると、自動制動制御を行ってトラクタ１を停止させる。

（緊急停止用リモコン２００の動作）
図９のフローチャートに示すように、起動中において、緊急停止用リモコン２００の通信確認部２１１は、通信確認処理を実行しており、リモコン受信機３００に対して通信待機時間未満の所定の時間間隔で確認信号を送信している（ステップ♯４１）。緊急停止用リモコン２００の通信確認部２１１は、リモコン受信機３００に確認信号を送信する際、その直前のタイミングでキャリアセンスを行い、そのキャリアセンスで取得した電波強度を電波状態としてリモコン記憶部２０３に記憶している。

リモコン受信機３００に確認信号を送信した後、通信待機時間が経過してもリモコン受信機３００から応答信号を受信しない場合は、電波状態判定部２１３が、電波状態判定処理を実行し、リモコン記憶部２０３に記憶されている使用中の通信チャンネルの電波状態に基づいて確認信号の送信が失敗した状態にあるか否かを判定する（ステップ♯４２のＮｏ、ステップ♯４３のＹｅｓの場合、ステップ♯４４）。
電波状態判定部２１３は、電波状態判定処理において、確認信号を送信した際の電波強度を閾値と比較し、電波強度が閾値よりも強い場合は、外部機器が当該通信チャンネルを使用中ではなく、確認信号の送信が成功した状態にあると判定し、電波強度が閾値よりも弱い場合は、外部機器が当該通信チャンネルを使用中で確認信号の送信が失敗した状態にあると判定する。

電波状態判定処理にて確認信号の送信が失敗した状態にあると判定すると、電波状態判定部２１３は、更に、送信が失敗した状態が所定時間継続しているか否かを判定し、所定時間継続している場合には、チャンネル設定部２１２が、チャンネル切り替え処理を実行して使用中の通信チェンネルから記憶部に記憶されている次候補の通信チャンネルに切り替える（ステップ♯４４のＹｅｓ、ステップ♯４５のＹｅｓの場合、ステップ♯４６）。そして、ステップ♯４１に戻り、通信確認部２１１が切り替え後の通信チャンネルにてリモコン受信機３００に確認信号を送信する。なお、切り替え後の通信チャンネルで送信した確認信号に対して、所定時間内にリモコン受信機３００から応答信号を受信しない場合には、報知装置６Ａ，６Ｂにてユーザ等に通信途絶を報知する。

〔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、遠隔操作用の通信端末の一例として、緊急停止用リモコン２００を例に示したが、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であってもよく、場合によっては、自動走行システムに備えられた携帯通信端末３と兼用構成されていてもよい。

（３）上記実施形態では、チャンネル選択部３１４が、使用候補の通信チャンネルを複数（３つ）選択するように構成されている場合を例に示したが、使用候補の通信チャンネルを１つだけ選択するように構成されていてもよい。

（４）上記実施形態では、通信状態記憶部３０３に記憶されたチャンネル毎の過去の通信状態に基づいてチャンネル設定部２１２，３１２が自動的に使用する通信チャンネルを設定する場合を例に示したが、通信状態記憶部３０３に記憶されたチャンネル毎の過去の通信状態を考慮してユーザ等が手動で使用する通信チャンネルを設定してもよい。

（５）上記実施形態では、通信確認処理として、緊急停止用リモコン２００とリモコン受信機３００による通信確認処理として、確認信号（ハートビート信号）と応答信号（アンサーバック信号）の送受信（図中の細線矢印）を所定の時間間隔毎に行う場合を例に示したが、無線通信が成立するか否かを所定の時間間隔毎に確認可能な各種の方法を用いることができる。

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）
２００ 緊急停止用リモコン（通信端末）
２１１，３１１ 通信確認部
２１２，３１２ チャンネル設定部
３００ リモコン受信機（車両側受信部）
３０３ 受信機記憶部（通信状態記憶部）
３１４ チャンネル選択部
Ｐ 目標走行経路

Claims (3)

1. 作業車両に設けられ、前記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制御部と、
   前記作業車両を走行制御するための制御信号を無線通信にて送信可能な遠隔操作用の通信端末と、
   前記作業車両に設けられ、前記通信端末から送信された前記制御信号を無線通信にて受信して前記自動走行制御部に伝達する車両側受信部と、
   前記通信端末と前記車両側受信部との無線通信に使用する通信チャンネルを複数の通信チャンネルから設定するチャンネル設定部と、
   複数の通信チャンネルの夫々の過去の通信状態を記憶する通信状態記憶部と、が備えられている自動走行システム。
2. 前記通信状態記憶部に記憶された前記通信状態に基づいて、複数の通信チャンネルから使用候補の通信チャンネルを選択するチャンネル選択部が備えられ、
   前記チャンネル設定部は、前記チャンネル選択部にて選択された使用候補の通信チャンネルから前記通信端末と前記車両側受信部との無線通信に使用する通信チャンネルを設定する請求項１記載の自動走行システム。
3. 前記チャンネル選択部は、複数の通信チャンネルから使用候補の通信チャンネルを複数選択するように構成され、
   前記通信端末と前記車両側受信部との無線通信が成立するか否かを所定の時間間隔毎に確認する通信確認処理を行う通信確認部が備えられ、
   前記チャンネル設定部は、前記通信確認処理において前記通信端末と前記車両側受信部との無線通信が成立しない場合に、通信チャンネルの設定を、設定中の通信チャンネルから別の使用候補の通信チャンネルに切り替える請求項２記載の自動走行システム。
   

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