JP2020108407A - コンバインの連携システム - Google Patents

Abstract

【課題】自律型コンバインを含む複数コンバインの刈取作業を効率よく実施できるコンバインの連携システムを提供する。【解決手段】刈取部と、脱穀部と、走行部とを備える少なくとも二機のコンバインの作業を連携させるコンバインの連携システムであって、第一のコンバインと、前記第一のコンバインの位置情報および作業情報と、圃場情報とに基づいて自律的に作業する他のコンバインと、を備え、前記圃場情報に特定の状態が含まれない場合は、前記他のコンバインは、前記作業情報を参照して作業する一方で、前記圃場情報に特定の状態が含まれる場合は、前記他のコンバインは、前記作業情報を参照せずに作業する。【選択図】図２

Description

本発明は、刈取部と、脱穀部と、走行部とを備える少なくとも二機のコンバインの作業を連携させるコンバインの連携システムに関する。

有人走行する一方のコンバイン、及び、無人走行する他方のコンバインから構成されるコンバイン集合体が公知である（特許文献１参照）。当該コンバイン集合体においては、個別に作業及び走行が可能なこれら２台のコンバインが左右に並列して連結され、有人走行する一方のコンバインからの指令によって両コンバインが操縦される。

特開平７−２０３７４８号公報

特許文献１に記載のコンバイン集合体において、２台のコンバインのそれぞれは、対向する機体横側部に設けられた連結機構を介して、互いに前後左右位置を規制された状態で連結される。このような連結によれば、当該コンバイン集合体は、容易に小回りすることができず、圃場内に刈り残しが生じたり、圃場が荒れたりするおそれがある。そのため、２台のコンバインを用いているとしても、効率よく刈取作業を実施することはできないと考えられる。

本発明は、自律型コンバインを含む複数コンバインの刈取作業を効率よく実施できるコンバインの連携システムを提供することを目的とする。

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を説明する。

本発明は、刈取部と、脱穀部と、走行部とを備える少なくとも二機のコンバインの作業を連携させるコンバインの連携システムであって、第一のコンバインと、前記第一のコンバインの位置情報および作業情報と、圃場情報とに基づいて自律的に作業する他のコンバインと、を備え、前記圃場情報に特定の状態が含まれない場合は、前記他のコンバインは、前記作業情報を参照して作業する一方で、前記圃場情報に特定の状態が含まれる場合は、前記他のコンバインは、前記作業情報を参照せずに作業するものである。

また、前記他のコンバインは、前記第一のコンバインが作業した各位置に対応する各位置の近傍で作業する際に、前記各位置と前記各位置の近傍の両方の前記圃場情報に特定の状態が含まれない場合は、前記第一のコンバインの前記各位置での前記作業情報を参照して作業する一方で、前記各位置と前記各位置の近傍の少なくとも一方の前記圃場情報に特定の状態が含まれる場合は、前記第一のコンバインの作業情報を参照せずに作業するものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

本発明によれば、自律型コンバインを含む複数コンバインの刈取作業を効率よく実施できる。

本発明の追従型コンバインを示した斜視図である。 追従型コンバイン、有人操縦式のコンバイン、ＧＰＳ衛星、及び、基準局を示す概略図である。 追従型コンバインの制御システムを示すブロック図である。 有人操縦式のコンバインの制御システムを示すブロック図である。 追従型コンバイン及び有人操縦式のコンバインの位置情報を取得するための構成を示すブロック図である。 追従型コンバインに入力される圃場情報の概念を示す図である。 追従型コンバインの刈取作業の制御を示すフローチャートである。 追従型コンバインの刈取作業の制御を示すフローチャートである。 追従型コンバインの刈取作業の制御を示すフローチャートである。

以下に、図１と図２とを用いて本発明の実施形態としてのコンバイン１００を説明する。コンバイン１００は、オペレータの操作によって走行及び作業するコンバインとは別に、自律して走行及び作業が可能な追従型コンバインであって、無人で走行及び作業できる。無人操縦式のコンバイン１００は、後述する有人操縦式のコンバイン２００に追従して刈取作業を実施する車両である。コンバイン１００は、先導するコンバイン２００に対して、刈取対象物のある圃場において、左右何れかにずれた位置を追従しながら自律して走行、転回、及び、作業するように構成されている。

図１に示すように、コンバイン１００は、主に走行部１と、刈取部２と、搬送部３と、脱穀部４と、選別部５と、貯留部６と、動力部７とで構成されている。なお、図１には、コンバイン１００の前後方向、左右方向及び上下方向を表す。

走行部１は、シャシ１０の下方に設けられている。走行部１は、トランスミッション１１と、クローラ式走行装置１２・１２とで構成されている。トランスミッション１１は、エンジン７１の回転動力をクローラ式走行装置１２・１２へ伝達する。クローラ式走行装置１２・１２は、コンバイン１００を前後方向に走行させる。また、クローラ式走行装置１２・１２は、コンバイン１００を左右方向に旋回させる。

走行部１は、図示しない制動装置を含む。制動装置としては、トランスミッション１１における機構の作動を制動する制動装置と、クローラ式走行装置１２の回転を制動する制動装置とが該当する。

刈取部２は、走行部１の前方に設けられている。刈取部２は、引起装置２１、複数の分草板２２、刈刃２３、掻込装置２４、及び、搬送部３を備える。

引起装置２１は、各分草板２２によって一条毎に分離された穀稈を引き起こす。引起装置２１は、一条毎の未刈穀稈を起立させる複数の引起タイン２１Ｓを備える。また、掻込装置２４は、引起装置２１によって引き起こされた穀稈の株元を掻き込む。刈刃２３を含む切断装置は、掻込装置２４の下方に設けられている。刈刃２３は、掻込装置２４によって掻き込まれた穀稈を切断する。

刈取部２に設けられた搬送部３は、穀稈の穂先側を把持する上部搬送装置と、穀稈の株元側を把持する下部搬送装置と、下部搬送装置から脱穀部４に穀稈を引き継ぐ縦搬送装置及び受継搬送装置で構成されている。

脱穀部４は、搬送部３の後方に設けられている。脱穀部４は、ローター４１と、シーブメッシュ４２とを含む。ローター４１は、搬送部３によって送り込まれた穀稈から穀粒を脱穀する。また、ローター４１は、穀稈を搬送する。シーブメッシュ４２は、ローター４１によって搬送される穀稈を支持するとともに、穀粒をふるいにかける（穀粒を落下させる）。

選別部５は、脱穀部４の下方に設けられている。選別部５は、揺動装置５１と、送風装置５２とで構成されている。揺動装置５１は、シーブメッシュ４２から落下してきた脱穀物をふるいにかけて穀粒を選別する。送風装置５２は、穀粒とともに落下してきた穀稈屑や揺動装置５１の上に残った穀稈屑を吹き飛ばす。その後、穀稈屑は、図示しないカッターによって裁断されて排出される。

貯留部６は、脱穀部４及び選別部５の側方に設けられている。貯留部６は、グレンタンク６１と、排出オーガ６２とで構成されている。グレンタンク６１は、選別部５から搬送されてきた穀粒を貯留する。排出オーガ６２は、グレンタンク６１内の穀粒を排出する際に用いられる装置である。

動力部７は、貯留部６の下方に設けられている。動力部７は、エンジン７１で構成されている。エンジン７１は、燃料を燃焼させて得た熱エネルギーを回転動力に変換する。

コンバイン１００は、オペレータが乗り込み、操縦するためのスペースを有している。即ち、グレンタンク６１の前方に、キャビン８が設けられている。また、コンバイン１００には、有人操縦式のコンバインと同様にオペレータによって操作される操作具が設けられていている。コンバイン１００の各構成は、自立して自動的に作動することに加えて、オペレータによる操作に基づいて作動するものであってもよい。

キャビン８内部には運転座席８ａが載置され、運転座席８ａの前方には操向操作手段となるステアリングハンドル（図示せず）が設けられていている。例えば、このステアリングハンドルの回動により、左右のクローラ式走行装置１２・１２の各回転数が調整されて、転回を含むコンバイン１００の操舵方向が人為的に制御されることでもよい。

このように構成されたコンバイン１００は、図２に示すように、ＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・システム）を利用することにより、先導するコンバイン２００の位置と自身の位置との情報を取得する。更に、コンバイン１００は、これらの位置情報に基づいて、二機のコンバインの距離、方位、走行速度の各情報を算出等することにより、これら各情報に基づいてコンバイン２００に追従して走行及び作業するように構成されている。

無人操縦式のコンバイン１００と、有人操縦式のコンバイン２００とは、それぞれ自脱型コンバインである。しかし、本発明の実施形態として、コンバイン１００は、普通型コンバインであってもよく、コンバイン２００が普通型コンバインであってもよい。普通型のコンバインにおいて、刈取部２はリールと刈刃とを含む。リールは、前後移動と上下移動とが可能であって、圃場の穀稈を引き起こす。また、リールは、左右方向を向いた回転軸線を中心にして回転自在に構成されている。刈刃は、リールによって引き起こされた穀稈を切断する。

また、普通型コンバインの搬送部３は、オーガとコンベヤとで構成され、刈取部２の後方に設けられている。オーガは、刈刃によって切断された穀稈を集合させてコンベヤへ送り込む。コンベヤは、オーガによって送り込まれた穀稈を脱穀部４へ送り込む。

次に、コンバイン１００の制御装置８０について、図３を用いて説明する。

コンバイン１００は、最大限の性能を発揮できるよう、各所に情報ネットワークが張り巡らされている。具体的には、動力部７のほか、コンバイン１００の各構成が互いに情報を共有できるコントローラ・エリア・ネットワーク（ＣＡＮ）を構成している。

図３に示すように、制御装置８０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等のマイクロコンピュータからなる処理部８１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ、ハードディスクドライブ、フラッシュメモリ等の記憶部８２とを有している。処理部８１は、ＲＯＭに格納されているプログラム等をＲＡＭ上に読み出したうえで、これを実行することができる。更に、制御装置８０は、制御プログラムを処理部８１が実行することにより、各種構成要素の作動制御を行う。具体的には、通信時における情報の送受信、各種の入出力制御及び演算処理の制御等を行う。

コンバイン１００は、制御装置８０の入力側の構成として、エンジン回転数センサ１０１、走行速度センサ１０２、ジャイロセンサ１０３、方位センサ１０４、及び、操向センサ１０５を備える。エンジン回転数センサ１０１は、エンジン７１のクランクシャフト（図示せず）の回転数を検出する。走行速度センサ１０２は、コンバイン１００の走行速度を検出する。ジャイロセンサ１０３は、コンバイン１００の機体の変位として、前後方向の傾斜（ピッチ）の角速度、左右方向の傾斜（ロール）の角速度、及び、旋回（ヨー）の角速度を検出する。方位センサ１０４は、コンバイン１００の進行方向を検出する。操向センサ１０５は、コンバイン１００の操舵方向を検出する。

これらの各センサには、公知の構成を有するセンサを用いることができる。各センサからの信号は、制御装置８０に送信される。制御装置８０は、これらの情報のうち、ジャイロセンサ１０３及び方位センサ１０４から取得した信号に基づいて、コンバイン１００の姿勢（向き、機体前後方向及び機体左右方向の傾斜、旋回方向）を算出又は導出等によって認識する。

制御装置８０は、算出等の結果に基づいて、コンバイン２００との相対位置が予め設定された所定範囲内に収まるように、又は、予め設定された走行経路をコンバイン１００が走行するように各構成を制御する。即ち、制御装置８０は、走行部１、刈取部２、搬送部３、脱穀部４、選別部５、貯留部６及び動力部７を制御する。

このとき、制御装置８０は、エンジン７１の状態を検出するエンジン回転数センサ１０１、温度センサ、及び、油温センサ（いずれも図示せず）等からの入力情報（検出情報）に基づいて、エンジン７１の運転状態を制御する。また、制御装置８０は、刈取部２の高さを設定高さに維持したり、刈取速度の変更に伴って搬送部３における搬送速度を変更したり、脱穀部４のローター４１の回転数を処理量に応じて変更したり、送風装置５２の風量及びシーブメッシュ４２の開度を処理量に応じて変更したりする制御を実行する。更に、制御装置８０は、後述する位置情報、変位及び方位情報、設定経路情報等に基づいて、操舵方向が変更されるように走行部１を制御する。

また、制御装置８０は、通信部８３を有する。通信部８３は、コンバイン１００の外部の構成と通信する機能を有する。制御装置８０は、通信部８３を通じてコンバイン２００の通信部１８３と通信可能である（図５参照）。制御装置８０は、コンバイン２００から送信される情報を読取及び解析等することにより、コンバイン２００の作業の状態を認識できるように構成されている。

次に、コンバイン２００の制御装置１８０について、図４を用いて説明する。

有人操縦式の先導型コンバイン２００は、コンバイン２００の各構成が互いに情報を共有できるコントローラ・エリア・ネットワーク（ＣＡＮ）を構成している。制御装置１８０は、ＣＰＵ等のマイクロコンピュータからなる処理部１８１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ、ハードディスクドライブ、フラッシュメモリ等の記憶部１８２とを有している。制御装置１８０の入力側の構成として、コンバイン２００は、選別ダイヤル２０１、刈取高さ設定ダイヤル２０２、変速レバー２０３、操舵装置２０４、刈取部昇降操作手段２０５を備えている。

選別ダイヤル２０１は、ダイヤル操作位置によって、刈取対象物を選択するためのものである。具体的には、オペレータが選別ダイヤル２０１を操作することにより、稲又は豆等といった２種以上の刈取対象物を選択することができる。

刈取高さ設定ダイヤル２０２は、押し込み操作可能且つダイヤル操作可能に構成されている。刈取高さ設定ダイヤル２０２の押し込み操作によって、刈取高さを自動で変更可能な状態に移行し、再度の押し込み操作によって当該状態を解除する。また、刈取高さ設定ダイヤル２０２のダイヤル操作によって、刈取作業時の刈取部２の高さ位置を設定することができる。

変速レバー２０３の操作により、ＨＳＴ等のトランスミッションを、ニュートラル状態と、前進走行側への増減速と、後進走行側への増減速とに変速することができる。

操舵装置２０４の操作により、左右のクローラ式走行装置１２・１２のうちの右側を左側に対して高速走行駆動させることによって車体を左側に旋回させ、左右のクローラ式走行装置１２・１２のうちの左側を右側に対して高速走行駆動させることによって車体を右側に旋回させることができる。また、刈取部昇降操作手段２０５の操作により、刈取部２を自動で上昇させたり降下させたりすることができる。

制御装置１８０は、通信部１８３を有する。通信部１８３は、コンバイン２００の外部の構成と通信する機能を有する。制御装置１８０は、通信部１８３を通じてコンバイン１００の通信部８３と通信可能である。無人操縦式のコンバイン１００と有人操縦式のコンバイン２００とは、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の近距離無線通信機能を各制御装置８０・１８０が備えることにより、互いに無線通信を実施できる。コンバイン１００の制御装置８０には、通信部１８３を介して、制御装置１８０から必要な作業情報が送信される。

制御装置１８０の出力側の構成として、コンバイン２００は、ディスプレイ２０６を備えている。ディスプレイ２０６は、コンバイン２００の走行及び作業の状態と、操作画面とを表示することができる。また、ディスプレイ２０６は、コンバイン２００に設置されたカメラで撮影された周囲の画像、二機のコンバイン１００・２００ごとの走行状態及び作業状態と、ＧＰＳに関する情報等を表示することができる。

従って、コンバイン２００に乗車するオペレータは、ディスプレイ２０６の表示を確認することにより、先導する自身の操縦のための画面の他に、追従するコンバイン１００の情報を知ることができる。このように、オペレータは、ディスプレイ２０６による表示を通じて、コンバイン２００を操縦する姿勢のままで二機のコンバイン１００・２００の相対位置及び追従するコンバイン２００の作業状態を容易に認識することができる。

また、コンバイン２００は、警報器２０７を備えている。警報器２０７は、二機のコンバイン１００・２００の離間距離が設定された所定範囲を越える場合に、音声又は表示によって警報を発する。そのため、オペレータは、二機のコンバイン１００・２００の離間距離が所定範囲内で収まるようにコンバイン２００を操縦することにより、コンバイン２００の走行速度及び走行経路を適切に調節できる。

また、コンバイン２００は、追従指示スイッチ２０８を備えている。追従指示スイッチ２０８のオン操作によって、コンバイン１００の追従の開始を指示することができる。

なお、図示していないが、先導型コンバイン２００が普通型のコンバインである場合に、制御装置１８０の入力側の構成には、リール回転設定ダイヤル、リール前進スイッチ、リール後退スイッチ、リール上昇スイッチ、及び、リール降下スイッチが含まれる。

リール回転設定ダイヤルの操作に応じて、刈取部のリールの回転数が変更される。また、リール回転設定ダイヤル別の操作に応じて、検出される走行速度にリールの回転速度を連動させる制御のオンとオフとが切り替えられる。

リール前進スイッチ及びリール後退スイッチの操作に応じて、進退シリンダ（図示せず）を介してリールが刈取部に対して前後移動する。また、リール上昇スイッチ及びリール下降スイッチの操作に応じて、昇降シリンダ（図示せず）を介してリールが刈取部に対して昇降する。

次に、コンバイン１００が、先導する有人操縦式のコンバイン２００の位置情報と、これに追従する自身の位置情報とをＧＰＳを用いて取得する方法について説明する。

ＧＰＳを用いた測位方法としては、単独測位、相対測位、ＤＧＰＳ（ディファレンシャルＧＰＳ）測位、ＲＴＫ−ＧＰＳ（リアルタイムキネマティック−ＧＰＳ）測位など種々の方法が挙げられ、これらいずれの方法を用いることも可能である。追従車両であるコンバイン１００には、ＲＴＫ−ＧＰＳ測位方式を採用して現在位置を測位する。また、先導車両としてのコンバイン２００には、ＤＧＰＳ測位を採用して現在位置を測位する。

ＲＴＫ−ＧＰＳ測位の方法について、図５を参照して説明する。ＲＴＫ−ＧＰＳ測位は、位置が判っている基準局と、測位対象である移動局とで同時にＧＰＳ観測を行い、基準局で観測したデータを無線等の方法で移動局にリアルタイムで送信し、基準局の位置成果に基づいて移動局の位置をリアルタイムで求める方法である。

コンバイン１００のキャビン８上には、移動局となる移動通信機９１と移動ＧＰＳアンテナ９２とデータ受信アンテナ９３とが配置される。また、基準局となる固定通信機９４と固定ＧＰＳアンテナ９５とデータ送信アンテナ９６とが、畦等の圃場における作業の邪魔にならない所定位置に配設される。ＲＴＫ−ＧＰＳ測位については、基準局及び移動局の両方で位相の測定（相対測位）が行われ、基準局の固定通信機９４で測位されたデータがデータ送信アンテナ９６からコンバイン１００のデータ受信アンテナ９３に送信される。

コンバイン１００に配置された移動ＧＰＳアンテナ９２は、ＧＰＳ衛星９０・９０・・・からの信号を受信する。この信号は、移動通信機９１に送信され、測位される。そして、同時に基準局となる固定ＧＰＳアンテナ９５がＧＰＳ衛星９０・９０・・・からの信号を受信する。固定通信機９４で測位されたデータが、データ送信アンテナ９６とデータ受信アンテナ９３とを介して移動通信機９１に送信される。コンバイン１００の移動通信機９１においては、観測されたデータが解析されて、移動局の位置が決定される。こうして得られた位置情報は、コンバイン１００の制御装置８０に送信される。

こうして、ＧＰＳ衛星９０・９０・・・から送信される信号に基づいて、移動通信機９１において設定時間間隔でコンバイン１００の位置情報が取得され、ジャイロセンサ１０３及び方位センサ１０４からはコンバイン１００の変位情報及び方位情報が検出される。

コンバイン１００の制御装置８０は、これら位置情報と変位情報と方位情報とに基づいて、予め設定された走行経路に沿ってコンバイン１００が走行するように、走行部１及び動力部７を制御する。なお、予め設定された走行経路としては、走行する別のコンバイン２００との相対位置が通信可能な範囲内に収まるように設定された所定範囲、又は、別のコンバイン２００の走行経路に対応するように設定された所定経路が該当する。

ＤＧＰＳ測位については、移動局と基準局との両点で単独測位が行われ、基準局において測位誤差が求められる。移動局は、その補正情報を受信することによって、リアルタイムで補正処理を行う。

コンバイン２００には、通信機９７とＧＰＳアンテナ９８とデータ通信アンテナ９９とが設けられている。基準局で生成された補正情報が、データ通信アンテナ９９を介して通信機９７に送信される。通信機９７においては、観測されたデータが解析されて、移動局の位置が決定される。

なお、ＤＧＰＳ測位方式は、先導車両としてのコンバイン２００に採用しているが、追従車両としてのコンバイン１００に採用してもよい。即ち、ＤＧＰＳ測位方式を用いてコンバイン１００が測位され、且つ、ＲＴＫ−ＧＰＳ測位方式を用いてコンバイン２００が測位されるように、各コンバイン１００・２００が構成されていてもよい。

上述のようにＧＰＳを利用して測位された二機のコンバイン１００・２００の各位置に基づいて、二機のコンバイン１００・２００の離間距離が演算される。コンバイン１００はＲＴＫ−ＧＰＳ測位方式により測位され、コンバイン２００はＤＧＰＳ測位方式により測位されて、二機のコンバイン１００・２００の離間距離が演算される。そして、離間距離が設定された所定範囲内に収まるように、コンバイン１００の制御装置８０が走行部１及び動力部７等、必要な構成を制御する。或いは、コンバイン２００のオペレータがディスプレイ２０６に表示される離間距離を確認し、又は、操縦位置からコンバイン１００の位置を確認しながら、所定範囲内の離間距離で二機のコンバイン１００・２００が走行するように、コンバイン２００を操縦する。

一方、コンバイン１００は、コンバイン２００の走行速度に連動するように、設定経路情報に応じて走行する。つまり、コンバイン１００の制御装置８０は、コンバイン２００との相対位置が予め設定された所定範囲内に収まるように、又は、予め設定された走行経路をコンバイン１００が走行するように走行部１及び動力部７等の各構成を制御する。また、コンバイン１００は、制御装置８０が作業情報を通してコンバイン２００の各構成の作動を認識することにより、コンバイン２００の各作動に応じて適切に刈取作業を実施できる。

コンバイン２００から送信される作業情報には、走行及び刈取作業に関するコンバイン２００の各構成の設定値の情報が含まれる。例えば、コンバイン２００の刈取部２及び搬送部３の設定値としては、刈取部２の高さ位置、刈取速度、及び、これに連動する引起速度と搬送速度とが含まれる。脱穀部４と選別部５との設定値としては、ローラーの回転数、シーブメッシュの開度、送風強度、及び、送風量等が含まれる。また、排藁用のカッターの使用と非使用との切替の情報についても、コンバイン２００から送信される。

なお、走行に関する設定値として、トランスミッション１１の減速比の情報が含まれていてもよい。また、選別ダイヤル２０１の操作によって選択された刈取対象物の情報が、コンバイン２００から送信される情報に含まれている場合には、コンバイン１００の制御装置８０は、送信される各設定値の情報に対して、必要に応じて補正することができる。また、二機のコンバイン１００・２００が普通型コンバインである場合には、リール前後位置、リール高さ及びリール回転数が刈取部２の設定値に含まれている。

そして、コンバイン２００から送信される情報に対応するように、コンバイン１００は、自律して走行及び作業する。同時に、コンバイン１００は、コンバイン２００の位置情報ごとに、該当する作業情報を蓄積している。

例えば、コンバイン２００において走行速度の変更に伴って刈取高さ及び刈取速度が変更された場合に、コンバイン１００は、刈取高さ及び刈取速度に対応する設定値として、コンバイン１００の刈取部２の高さ位置、刈取速度、引起速度、搬送速度、ローラー回転数等の各設定値を変更する。また、コンバイン２００において走行速度が変更され又は蛇行が開始された場合に、コンバイン１００は、走行速度及び走行経路に対応する設定値として、コンバイン１００の走行速度、走行部１のトランスミッションの減速比、ステアリングハンドルの転舵角等の各設定値を変更する。このように、コンバイン２００の作業情報が変更される場合に、これらの作業情報の根拠となるオペレータの操作に同調するように、コンバイン１００の走行及び作業のための設定値が、コンバイン２００の設定値に応じて変更される。

つまり、コンバイン１００は、コンバイン２００からの作業情報に基づいて自律的に作業を実施しつつ、コンバイン２００の位置情報及びこれに対応する作業情報を蓄積する。更に、コンバイン１００は、所定の作業情報が変更された場合に、対応する設定値を変更する。このように、制御装置８０は、コンバイン２００の通信部１８３と通信部８３とを介して入力された作業情報の各設定値に基づいて、各構成が設定値で表される作動量で作動する制御を実行している。

また、コンバイン１００の制御装置８０は、コンバイン２００の位置情報ごとに該当する作業情報を蓄積することにより、コンバイン１００の位置情報に応じて、先導するコンバイン２００の位置情報ごとの作業情報を参照することができる。これにより、コンバイン１００は、コンバイン２００から都度入力される作業情報に含まれる各設定値に応じて自身の各構成の設定値を変更することに加えて、圃場内の各位置におけるコンバイン２００の作業情報に基づいて自身の各構成の設定値を変更できる。つまり、制御装置８０は、圃場内の所定位置におけるコンバイン２００の作業情報に含まれる各設定値に対応するように、当該所定位置において自身の各構成の設定値を変更することができる。

更に、コンバイン１００の自身の走行状態及び作業状態等の情報も、設定時間ごとに蓄積される。即ち、コンバイン１００は、自身の位置情報及びこれに対応する自身の作業情報を蓄積している。これにより、制御装置８０は、蓄積したこれらの情報に基づいて、コンバイン２００の走行経路に追従しない経路を走行するように走行経路を変更し、又は、コンバイン２００から送信される情報に対して適切な作業を個別に実施する、といった学習の機能を発揮できる。つまり、コンバイン１００は、蓄積したコンバイン２００の位置情報及び作業情報と、蓄積した自身の位置情報及び作業情報とから圃場の状態を認識し、圃場の状態に基づいて所定の設定値を変更する。

また、コンバイン２００の位置を見失う場合、コンバイン２００からの信号を受信しない状態が一定時間以上経過する場合等、安定して追従できない場合に、コンバイン１００は、作業及び走行を停止し、更にはエンジンを停止するように構成されている。コンバイン１００において、自律した走行及び作業に必要な緊急停止、一時停止、再発進、走行速度の変更、エンジン回転数の変更、刈取部２の高さ位置の自動調整、及び、刈取物の搬送速度の自動調整等のための設定値は、コンバイン２００から取得する作業情報に含まれる設定値とは別の設定値として、記憶部８２に格納されている。

コンバイン１００には、圃場Ｆ内の刈取対象物の倒伏程度ごとに区分された倒伏状態及び倒伏領域Ｌｇを含む圃場情報ｆＩが、予め入力されている。以下に、コンバイン１００の記憶部８２に入力される圃場情報ｆＩについて説明する。

図６に示すように、圃場情報ｆＩはマップ状に構成されている。所定の圃場Ｆにおける倒伏領域Ｌｇとして、刈取対象物が倒伏している領域がプロットされている。刈取対象物の倒伏程度は、『重』『中』『軽』の３段階で設定されている。更に、図示していないが、進行方向、逆方向、左又は右方向、及び、これらが入り混じった不統一方向等、各倒伏領域Ｌｇにおける倒伏の方向も、圃場情報ｆＩとして設定されている。また、刈取対象物に掛かった水分量及び地面に残った水分量も、倒伏状態として倒伏程度とは別に倒伏領域Ｌｇごとに設定することができる。

先ず、作業範囲となる圃場Ｆの外周の位置情報（地図情報）が、予め設定されている。この地図情報に対応するように、圃場情報ｆＩがコンバイン１００の制御装置８０に事前に入力されている。オペレータが事前に圃場Ｆを目視等によって確認することにより、圃場Ｆ内の倒伏領域Ｌｇを倒伏程度が含まれた倒伏状態とともに指定する。或いは、衛星写真、ドローン等を活用することによって目視に代わる方法を採用することもできる。

圃場情報ｆＩが含まれた地図情報は、オペレータがラップトップ型のパーソナルコンピュータ等の端末装置を用いることにより、コンバイン２００の制御装置１８０に入力される。入力される圃場情報ｆＩは、制御装置１８０の記憶部１８２に格納されるとともに、通信部１８３を介して、コンバイン１００の制御装置８０に送信される。そして、制御装置８０の記憶部８２は、通信部８３から受信した圃場情報ｆＩを格納する。或いは、オペレータは、圃場Ｆ内の倒伏領域Ｌｇ及び倒伏状態を、端末装置を用いてコンバイン１００の制御装置８０に圃場情報ｆＩとして直接的に入力することもできる。

このような倒伏状態を示す圃場情報ｆＩを予め作成しておくことにより、オペレータは、倒伏した刈取対象物を刈り取るための設定値を前以て用意することができる。そのため、二機のコンバイン１００・２００が倒伏領域Ｌｇに進入する度に、各制御装置８０・１８０が作業の設定値を倒伏状態に対応させる制御が不要になる。

また、コンバイン１００の制御装置８０は、上述のように取得した位置情報と、入力された圃場情報ｆＩとを照合することにより、コンバイン１００が走行している領域が圃場Ｆの倒伏領域Ｌｇであるか否かを判定できる。先導車両としてのコンバイン２００とは別に追従車両としてのコンバイン１００のみが倒伏領域Ｌｇを走行する場合に、各倒伏領域Ｌｇの倒伏程度に応じて設定値を制御装置８０が変更することにより、倒伏した刈取対象物に対してコンバイン１００が適切に作業できる。

このとき、コンバイン１００は、予め用意された複数の設定値のうちの作業に必要な設定値を、圃場情報ｆＩが示す倒伏程度に応じて適宜選択することによって、適切な作業が可能である。更に、コンバイン２００が倒伏領域Ｌｇで実施する作業の設定値と、コンバイン１００が倒伏領域Ｌｇで実施する作業の設定値とが異なっている場合には、無人操縦式のコンバイン１００の作業に適した設定値によって、コンバイン１００が効率よく作業を実施することができる。つまり、オペレータの技量が反映されない無人操縦式のコンバイン１００について、作業の効率化を図ることができる。

具体的に説明すると、コンバイン２００が倒伏領域Ｌｇで実施する刈取高さ、走行速度、刈取速度、引起速度、搬送速度等が、刈取作業における各設定値としてコンバイン２００に予め設定されている。一方、コンバイン１００においては、コンバイン２００が倒伏領域Ｌｇで実施する作業に同調するように、各設定値が制御装置８０の記憶部８２に格納されている。これにより、コンバイン１００は、倒伏領域Ｌｇ及び倒伏程度に応じて設定されたコンバイン２００の各設定値と同一の設定値を倒伏領域Ｌｇにおいて優先的に採用することによって、同様の設定値で作業する。

倒伏領域Ｌｇにおける特有の作業として、コンバイン１００は、走行速度を減少させ、これに伴って刈取速度を減少させる。或いは、穀稈の落下を防止するために、コンバイン１００は、倒伏領域Ｌｇにおいて倒伏方向に合わせて蛇行したり刈取高さを低くしたりする。

また、二機のコンバイン１００・２００が普通型コンバインである場合には、倒伏領域Ｌｇにおける上述の作業の他に、コンバイン１００は、リール高さを下げてリール回転数を上げ、更に、リール前後位置を倒伏方向に合わせて変更する。

刈取作業のための各設定値は、倒伏程度が『軽』から『重』に向かって重くなるに従って走行速度及び刈取速度が減少するように設定されている。また、刈取作業に適さない程度に刈取対象物が倒伏した領域においては、作業を実施することなく当該領域を避けて走行するように、各設定値が設定されていてもよい。

倒伏程度に応じた各設定値については、異なる倒伏状態ごとに複数のモードが用意されている。コンバイン１００は、倒伏程度等の倒伏状態に応じて、即ち、圃場情報ｆＩに応じて制御装置８０が各モードを使い分けることによって作業を実施する。

なお、コンバイン１００において採用される複数のモードに含まれる各設定値は、コンバイン２００において採用される複数のモードに含まれる各設定値と異なる値であってもよい。また、コンバイン１００において採用される複数のモードは、コンバイン２００において採用される複数のモードとは別のモードであってもよい。

次に、制御装置８０が取得する作業情報に応じて設定値を変更する制御について、フローチャートを用いて説明する。

先ず、コンバイン１００の制御装置８０は、コンバイン２００の追従指示スイッチ２０８（図４参照）のオン操作による、追従開始のための信号を取得した場合に、コンバイン２００に追従して走行及び刈取作業する制御を実施する。また、制御装置８０は、コンバイン２００に追従して走行及び刈取作業する制御を実施する間に、追従指示スイッチ２０８のオフ操作による、追従終了のための信号を取得した場合には、当該制御を終了する。

図７に示すように、ステップＳ１１において、制御装置８０は、所定時間ごとに作業情報の受信を要求することにより、作業情報を取得する。このときに、制御装置８０は、コンバイン２００とコンバイン１００との位置情報ごとに作業情報を格納する。

ステップＳ１２においては、今回取得した作業情報に含まれる設定値が、前回取得した作業情報に含まれる設定値から変更されているか否かが判定される。ここで、Ｙｅｓと判定される場合にはステップＳ１４に進み、Ｎｏと判定される場合にはステップＳ１３に進む。

ステップＳ１３においては、前回と今回とで取得した作業情報に含まれる設定値に応じて各構成が制御される。ステップＳ１３の後にはステップＳ１１に移行する。

一方、ステップＳ１４においては、変更されている設定値に応じて各構成が制御される。ステップＳ１４の後にはステップＳ１１に移行する。

このようにして、制御装置８０は、コンバイン２００に追従して走行及び刈取作業するための制御を実施する間に、コンバイン２００から取得する作業情報に応じて設定値を変更する。

次に、倒伏領域Ｌｇにおいて制御装置８０が設定値を変更する制御、即ち、コンバイン１００が圃場情報ｆＩに基づいて所定の設定値を変更する制御について、フローチャートを用いて説明する。

図８に示すように、ステップＳ２０において、制御装置８０は、コンバイン１００の位置情報と圃場情報ｆＩとを照合する。これにより、制御装置８０は、圃場Ｆ内の各所定位置において、コンバイン１００の現在位置が倒伏領域Ｌｇに該当するか否か、即ち、コンバイン１００が倒伏領域Ｌｇに進入したか否かを判定できる。

ステップＳ２１においては、コンバイン１００が倒伏領域に進入したか否かが判定される。ここで、Ｙｅｓと判定される場合にはステップＳ２２に進み、Ｎｏと判定される場合にはステップＳ２４に進む。

ステップＳ２２においては、各倒伏領域Ｌｇの倒伏状態、即ち、圃場情報ｆＩに応じた各設定値で刈取作業が実施される。ステップＳ２２の後にはステップＳ２３に移行する。

ステップＳ２３においては、コンバイン１００が倒伏領域Ｌｇから脱出したか否かが判定される。ここで、Ｙｅｓと判定される場合にはステップＳ２４に移行し、Ｎｏと判定される場合にはステップＳ２２に戻る。

ステップＳ２４においては、現在、コンバイン２００から取得している作業情報に含まれる設定値に応じて各構成が制御される。ステップＳ２４の後にはステップＳ２０に移行する。

このようにして、制御装置８０は、コンバイン２００に追従して走行及び刈取作業するための制御を実施する間に、各倒伏領域Ｌｇの倒伏程度に応じて設定値を変更する。

次に、圃場Ｆの状態に応じて制御装置８０が設定値を変更する制御、即ち、蓄積したコンバイン２００の位置情報及び作業情報と、蓄積した自身の位置情報及び作業情報とからコンバイン１００が圃場Ｆの状態を認識し、圃場Ｆの状態に基づいて所定の設定値を変更する制御について、フローチャートを用いて説明する。なお、制御装置８０は、圃場情報ｆＩが予め入力されているか否かにかかわらず、図９に示す制御を実施できる。

図９に示すように、ステップＳ３０において、制御装置８０は、現在位置に対応する、蓄積したコンバイン１００の位置情報及び作業情報と、現在位置に対応する、蓄積したコンバイン２００の位置情報及び作業情報とを参照する。言い換えると、制御装置８０は、コンバイン１００の位置情報に応じて、蓄積したコンバイン１００の位置情報及びこれに対応する作業情報を参照するとともに、コンバイン２００の位置情報及びこれに対応する作業情報を参照する。

つまり、制御装置８０は、コンバイン１００の現在位置に対応するコンバイン２００の位置情報の作業情報と、当該現在位置に対応するコンバイン１００の位置情報の作業情報とを、蓄積された各情報から圃場Ｆ内の位置ごとに読み出す。これにより、制御装置８０は、圃場Ｆ内の各所定位置において、コンバイン１００が実施していた作業とコンバイン２００が実施していた作業とのそれぞれを認識する。つまり、制御装置８０は、圃場Ｆ内の各所定位置におけるコンバイン１００の各構成の設定値及びコンバイン２００の各構成の設定値を認識する。もっとも、現在位置が未だコンバイン１００が通過していない位置である場合には、制御装置８０は、当該現在位置に対応するコンバイン２００の位置情報ごとの作業情報を参照することにより、当該現在位置においてコンバイン２００が実施していた作業を認識している。

ステップＳ３１においては、コンバイン１００が圃場Ｆ内の刈取済み領域に進入したか否かが判定される。ここで、Ｙｅｓと判定される場合にはステップＳ３２に進み、Ｎｏと判定される場合にはステップＳ３４に進む。

ステップＳ３２においては、刈取作業が中断され、即ち、上昇した走行速度でコンバイン１００が走行するように走行部１を作動させ且つ刈取部２に刈取高さ位置を上昇させる制御が実施される。ステップＳ３２の後にはステップＳ３３に移行する。

ステップＳ３３においては、コンバイン１００が刈取済み領域から脱したか否かが判定される。ここで、Ｙｅｓと判定される場合にはステップＳ３４に移行し、Ｎｏと判定される場合にはステップＳ３２に戻る。

ステップＳ３４においては、ステップＳ２４（図８参照）と同様に、現在、コンバイン２００から取得している作業情報に含まれる設定値に応じて各構成が制御される。ステップＳ３４の後にはステップＳ３０に移行する。

このようにして、制御装置８０は、コンバイン２００に追従して走行及び刈取作業するための制御を実施する間に、圃場Ｆの状態に応じて設定値を変更する。

また、制御装置８０は、コンバイン１００の位置情報ごとにコンバイン２００の各構成の設定値を認識できるので、圃場情報ｆＩを予め有していない場合でも、穀稈が倒伏した領域において、倒伏に対応した適切な設定値で各構成を制御できる。つまり、制御装置８０は、コンバイン２００から送信される作業情報に含まれる設定値に応じて設定値を変更することに加えて、コンバイン１００の現在位置ごとに、当該現在位置に対応したコンバイン２００の各構成の設定値に応じてコンバイン１００の各設定値を変更できる。そのため、制御装置８０が圃場情報ｆＩを有していない場合に、二機のコンバイン１００・２００の距離が比較的大きく離れているとしても、コンバイン１００は、倒伏が現出する位置に進入する前に倒伏に対応した作業を開始することなく、倒伏が現出する位置で適切な各設定値を用いて作業できる。このように、コンバイン１００の位置情報ごとにコンバイン２００の各構成の設定値を認識することにより、コンバイン１００は、各所定位置において、コンバイン２００の作業に対応する適切な各設定値を用いて作業できる。

一方、制御装置８０が圃場情報ｆＩを予め有している場合には、圃場Ｆ内の所定位置ごとに、二機のコンバイン１００・２００の位置情報及びこれに対応する作業情報を圃場情報ｆＩに追加する等により、圃場情報ｆＩを上書きすることができる。制御装置８０は、このように上書きされた圃場情報ｆＩを用いて、図７に示す制御の他に、図８に示す制御及び図９に示す制御を実施することができる。

９０ ＧＰＳ衛星
１００ コンバイン（追従型コンバイン）
２００ （有人操縦式・先導型）コンバイン

Claims (2)

1. 刈取部と、脱穀部と、走行部とを備える少なくとも二機のコンバインの作業を連携させるコンバインの連携システムであって、
   第一のコンバインと、
   前記第一のコンバインの位置情報および作業情報と、圃場情報とに基づいて自律的に作業する他のコンバインと、を備え、
   前記圃場情報に特定の状態が含まれない場合は、前記他のコンバインは、前記作業情報を参照して作業する一方で、
   前記圃場情報に特定の状態が含まれる場合は、前記他のコンバインは、前記作業情報を参照せずに作業する
   ことを特徴とするコンバインの連携システム。
2. 前記他のコンバインは、前記第一のコンバインが作業した各位置に対応する各位置の近傍で作業する際に、前記各位置と前記各位置の近傍の両方の前記圃場情報に特定の状態が含まれない場合は、前記第一のコンバインの前記各位置での前記作業情報を参照して作業する一方で、前記各位置と前記各位置の近傍の少なくとも一方の前記圃場情報に特定の状態が含まれる場合は、前記第一のコンバインの作業情報を参照せずに作業する
   ことを特徴とする請求項１に記載のコンバインの連携システム。

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