JP2020171318A - 自動走行作業車 - Google Patents

Abstract

【課題】作業装置の状態や車体の状態に応じて、臨機応変に障害物センサのための障害物検出領域を変更させる自動走行作業車を提供する。【解決手段】走行経路に沿って作業走行する自動走行作業車は、作業走行を制御する作業走行制御部５０と、走行の障害となる障害物を検出する１つ以上の障害物センサと、障害物センサからのセンサ信号に基づいて障害物検出領域内に存在する障害物を検出する障害物検出部４３と、作業装置の外形情報を含む作業走行状態情報に基づいて障害物検出領域を決定する障害物検出領域決定部４１とを備えている。【選択図】図４

Description

本発明は、作業装置を装備した車体を備え、走行経路に沿って作業走行する自動走行作業車に関する。

自動走行作業車は、走行時に衝突可能性のある障害物を非接触で検出する障害物センサを備えている。この障害物センサが障害物を検出すると、障害物との衝突を回避するために回避操舵や緊急停車が行われる。

特許文献１には、走行区間に応じて、障害物センサのための適切な検出エリアを設定し、障害物センサによって検出された障害物がこの検出エリア内であれば、障害物検出とみなす無人搬送車が開示されている。この検出エリアは、工場等に予め決められている走行経路の周辺に位置する壁や固定構造物を障害物として検出することを回避するために、壁や固定構造物の境界線がこの検出エリアから外れるように、走行区間単位で設定される。

特許文献２には、障害物センサと、障害物センサの感度を調整する感度調整手段とを設け、障害物センサの感度を、設定作業エリア内は高く、設定作業エリア外は低くなるように調整する自律走行作業車両が開示されている。具体的には、畦によって周囲と境界付けられた圃場のような作業エリアを走行する場合、障害物センサの感度を、作業エリア内は高く、設定作業エリア外は低くなるように調整し、圃場内を走行するときには小さな障害物でも敏感に反応して、オペレータに注意を促し、圃場外を検知しているときには、障害物が存在しても検知しないようにしている。これにより、圃場端に向かって走行しているときに、作業エリア外の畦に立っている補助者等を障害物として検出し、自動走行が停止されてしまうという不都合を回避している。

特開２００２−２１５２３８号公報 特開２０１５−１９１５９２号公報

車体に作業装置を装備した自動走行作業車には、大きさの異なる作業装置を装備するものや、車体の走行速度が作業走行中に変動するものがある。このため、障害物センサによって障害物が検出されるべき適切な領域が、作業装置の状態や車体の状態に依存して、変更されることが好ましい。しかしながら、特許文献１や特許文献２に基づく自動走行作業車では、作業対象となる作業地に対する作業走行の前に、障害物センサの障害物検出領域が、作業地に対する作業車の位置関係だけで予め決定されている。このため、作業装置の状態や車体の状態に応じて、臨機応変に障害物検出領域を変更させることは考慮されていない。

このような実情に鑑みて、作業装置の状態や車体の状態に応じて、臨機応変に障害物センサのための障害物検出領域を変更させる自動走行作業車が要望されている。

本発明による、走行経路に沿って作業走行する自動走行作業車は、作業装置を装備した車体と、作業走行を制御する作業走行制御部と、作業走行状態を検出する作業走行状態検出センサ群と、走行の障害となる障害物を検出する１つ以上の障害物センサと、前記障害物センサからのセンサ信号に基づいて障害物検出領域内に存在する障害物を検出する障害物検出部と、前記作業走行状態検出センサ群によって検出された前記作業走行状態に基づいて前記障害物検出領域を決定する障害物検出領域決定部とを備えている。
なお、この出願で用いられている「作業走行」という語句には、走行しながら作業を行うこと、走行のみを行うこと、作業のみを行うこと、これらのうち少なくとも１つが行われている状態、さらにはそのような作業走行の一時的な停止状態が含まれている。

この構成によれば、作業装置や車体の状態を検出している作業走行状態検出センサ群によって検出された作業走行状態に基づいて、障害物センサが障害物を検出する障害物検出領域が決定される。したがって、障害物検出領域は、作業装置の状態や車体の状態に応じて、臨機応変に変更することができる。作業走行の前でも、作業走行中でも、その時の作業装置や車体の状態に適した障害物検出領域で障害物を検出することができる。

作業車の走行障害となる障害物を検出する際、作業車の進行方向に直交する車体横断方向の幅（横幅）が重要となるが、車体に装備される作業装置の横幅は、作業効率を高めるため、車体の横幅より大きいことが多い。作業装置の横幅が、作業地の特徴によって変更されるものや、さらには、作業走行中に変更されるものもある。したがって、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記作業走行状態は、前記車体の進行方向に直交する車体横断方向での前記作業装置の横幅であり、作業走行状態検出センサ群によって検出される作業装置の横幅に応じて障害物検出領域が変更される。これにより、車体に横幅の異なる種々の作業装置を選択的に装備しても、適切な障害物検出領域を設定して、障害物検出を行うことができる。もちろん、作業装置の横幅が、車体幅より狭い場合、作業装置の横幅は車体幅とみなされる。

選択的に使用する作業装置が決まっている場合、その作業装置の横幅を予め登録しておき、装着された作業装置の種別から当該作業装置の横幅を導出することができる構成が好都合である。装着された作業装置の種別は、ＩＤコードなどを用いた認識方法で、簡単に得ることができる。このことから、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記作業装置の種別を認識する認識部が備えられ、前記認識部は、認識された種別から当該作業装置の横幅を前記作業走行状態として障害物検出領域決定部に与えるように構成されている。

作業装置の横幅が不明な場合は、ユーザが作業装置の横幅、特に車体の右端及び左端から突き出す長さを仕様書等から見つけるか、あるいは直接測定し、その長さを人為的に入力する必要がある。このようなケースに備えて、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記作業装置の横幅がユーザによって人為的に入力され、入力された前記作業装置の横幅が前記作業走行状態として前記障害物検出領域決定部に与えられるように構成されている。
なお、この出願では、車体の右端及び左端から突き出す長さが異なっている場合には、そのような車体の右端及び左端から突き出す長さを考慮して、車体中心から変位した横幅が求められ、当該横幅もこの出願での横幅に含まれる。

作業走行中に車体に対する姿勢を変更する作業装置の場合、例えば、昇降機構や旋回機構による姿勢変更によって障害物との干渉位置が変化する。このため、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記作業走行状態検出センサ群に前記車体に対する前記作業装置の姿勢を検出する姿勢検出センサが含まれており、前記姿勢が前記作業走行状態として前記障害物検出領域決定部に与えられるように構成されている。これにより、作業装置の姿勢変更に伴って、作業走行時に障害物の干渉する部分の位置が変化しても、それに追従して適切な障害物検出領域が変更設定されるので、走行の障害となる障害物だけが的確に検出される。

車体の走行速度（車速）が速いと、障害物までの到達時間が短くなり、障害物回避のための時間的余裕が少なくなる。このことから、車速が速いと障害物検出領域を進行方向で長くし、車速が遅いと障害物検出領域を進行方向で短くすることが好ましい。また、車速が遅い場合には、車速が速い場合に比べて、左右に旋回する可能性が高いので、言い換えると旋回前に車体が減速される場合が多いので、障害物検出領域を車体横断方向で長くすることが好ましい。このことから、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記作業走行状態検出センサ群に前記車体の走行速度を検出する車速センサが含まれており、前記走行速度が前記作業走行状態として前記障害物検出領域決定部に与えられるように構成されている。

また、自動走行作業車の走行経路が作業地内に限定されている場合、作業地の外側に位置する障害物を検出する必要はなくなる。このため、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記車体の進行方向における前記車体と作業地の境界線までの距離が限界距離として算出され、前記障害物検出領域決定部は、前記限界距離に基づいて前記障害物検出領域を変更するように構成されている。この構成により、不要な障害物の検出による不都合を回避することができる。

予め設定された走行すべき走行経路とリアルタイムに算出される自車位置とに基づいて走行する場合、これから走行しようとする予想軌跡を算出することができる。つまり、作業車が姿勢変更（旋回など）する位置までの距離または当該位置までの走行時間を算出することができるので、旋回時に、旋回方向から現れる障害物を考慮して障害物検出領域を求めることができる。このため、本発明の好適な実施形態の１つでは、衛星測位データに基づいて自車位置を算出する自車位置算出部が備えられ、前記障害物検出領域決定部は、前記走行経路と前記自車位置とに基づいて算出される前記車体の旋回開始位置の手前で、前記障害物検出領域を旋回方向に拡大するように構成されている。この構成の利点は、従来のように、操向輪が操舵されたことをトリガーとして旋回方向の障害物検出領域を拡大するのではなく、車体が旋回する前に、旋回方向の障害物検出領域を拡大できることである。これにより、旋回方向から近づく障害物を迅速に検出することができる。

作業車にごく近い領域で障害物を検出したい場合、作業車の車体や作業車に装備した作業装置が障害物検出領域に重なってしまう。このため、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記障害物検出領域決定部は、前記車体及び作業装置の前記障害物検出領域内に位置する部分をマスクするマスキング機能を有する。これにより、演算処理の軽減や走査機構の動作制限から、障害物検出領域を簡単な幾何学的形状であるため、障害物検出領域内に車体や作業装置の一部が入ることになっても、その部分をマスキングすることで障害物として検出されることが回避される。位置変更する作業装置が装備されている場合は、マスキング範囲が作業装置の姿勢変更に対応して変更されるように構成すると、好都合である。

走行経路に沿って作業走行する自動走行作業車の一例であるトラクタの側面図である。 トラクタに配備された障害物検出センサ群を示す、トラクタの概略平面図である。 トラクタの制御系を示す機能ブロック図である。 障害物検出領域を調整する制御の流れを示す説明図である。 作業走行状態に基づいて障害物検出領域が変更される例を示す説明図である。 作業走行状態に基づいて障害物検出領域が変更される例を示す説明図である。 作業走行状態に基づいて障害物検出領域が変更される例を示す説明図である。 作業走行状態に基づいて障害物検出領域が変更される例を示す説明図である。

次に、図面を用いて、本発明による自動走行作業車の実施形態の１つを説明する。この実施形態では、作業車は、畦によって境界づけられた圃場（作業地）に対して作業走行を行うトラクタである。

図１に示されているように、このトラクタは、前輪１１と後輪１２とによって支持された車体１の中央部に操縦部２０が設けられている。車体１の後部には油圧式の昇降機構３１を介してロータリ耕耘装置である作業装置３０が装備されている。前輪１１は操向輪として機能し、その操舵角を変更することでトラクタの走行方向が変更される。前輪１１の操舵角は操舵機構１３の動作によって変更される。操舵機構１３には自動操舵のための操舵モータ１４が含まれている。手動走行の際には、前輪１１の操舵は操縦部２０に配置されているステアリングホイール２２の操作によって可能である。トラクタのキャビン２１には、ＧＮＳＳ（global navigation satellite system）モジュールとして構成されている衛星測位モジュール８が設けられている。衛星測位モジュール８の構成要素として、ＧＮＳＳ信号（ＧＰＳ信号を含む）を受信するための衛星用アンテナがキャビン２１の天井領域に取り付けられている。なお、衛星測位モジュール８は、衛星航法を補完するために、ジャイロ加速度センサや磁気方位センサを組み込んだ慣性航法モジュールと組み合わせて使うことも可能である。もちろん、慣性航法モジュールは、衛星測位モジュール８とは別の場所に設けてもよい。操縦部２０には、車載ＬＡＮに接続されているユーザ操作端末４が備えられている。このユーザ操作端末４をタブレットコンピュータなどで構成すると、運転者や管理者が機外に持ち出して操作することも可能となる。

図２に概略的に示すように、トラクタの車体１には、走行の障害となる障害物を検出する障害物センサ群７が配備されている。障害物センサ群７には、障害物センサとして、超音波ソナー７１やレーザスキャナ（ライダー）７２が含まれている。さらに、障害物の検出にも利用可能なカメラ７３も配備されている。超音波ソナー７１は、車体１の前後左右に２つずつ、合計８つ設けられており、車体１の付近のほぼ全周領域に存在する障害物を検出する。レーザスキャナ７２は、車体１の前後に１つずつ、合計２つ設けられており、車体１の前進方向及び後進方向に存在する障害物を検出する。カメラ７３は、車体１の前後左右に１つずつ、合計４つ設けられており、車体１の全周囲領域を撮影することができる。この実施形態では、４つのカメラ７３からの出力される撮影画像は、そのまま監視画像として用いられるとともに、視点変換処理を行うことにより俯瞰画像としても用いられる。なお、この実施形態では、障害物センサ群７として、超音波ソナー７１及びレーザスキャナ７２が装備されているが、特に区別する必要がない場合には、共通的に表す名称として「障害物センサ」が用いられる。

図３には、このトラクタに構築されている制御系が示されている。この実施形態の制御系は、ユーザ操作端末４である第１制御ユニット４と、第２制御ユニット５と、入出力信号処理ユニット６を備えている。第１制御ユニット４と、第２制御ユニット５と、入出力信号処理ユニット６とは、互いに車載ＬＡＮによって接続されている。さらに、衛星測位モジュール８も同じ車載ＬＡＮに接続されている。基本的には、第１制御ユニット４は、障害物の検出制御を行い、第２制御ユニット５は、トラクタの基本的な走行制御及び作業制御を行う。入出力信号処理ユニット６は、トラクタの作業走行で取り扱われる入出力信号を処理する。このトラクタの制御系には、図３では図示されていない種々の制御ユニット（例えば、エンジン制御ユニットなど）が備えられており、各制御ユニットは車載ＬＡＮを介して接続されている。

入出力信号処理ユニット６には、上述した障害物センサ群７が接続している。図３では、カメラ７３は、カメラ７３によって取得された撮影画像から監視画像や俯瞰画像を生成する処理など行う画像処理部７０を介して入出力信号処理ユニット６と接続している。この画像処理部７０は入出力信号処理ユニット６内に構築してもよいし、あるいはカメラ７３内に構築してもよい。画像処理部７０に障害物検出機能が備えられている場合には、このカメラ７３と画像処理部７０とが一体となって、障害物センサ群７の構成要素の１つ（障害物センサ）となる。

入出力信号処理ユニット６には、そのほかに、車両走行機器群９１、作業装置機器群９２、報知デバイス９３、自動／手動切替操作具９４、走行状態検出センサ群８１、作業状態検出センサ群８２が接続されている。車両走行機器群９１には、操舵モータ１４をはじめ、車両走行のために制御される変速機構やエンジンユニットなどに付属する制御機器が含まれている。作業装置機器群９２には、作業装置３０や昇降機構３１駆動するための制御機器が含まれている。報知デバイス９３には、運転者や監視者に作業走行上の注意を促すための報知を行うディスプレイやランプやスピーカなどが含まれている。自動／手動切替操作具９４は、自動操舵で走行する自動走行モードと手動操舵で走行する手動操舵モードとのいずれかを選択するスイッチである。例えば、自動操舵モードで走行中に自動／手動切替操作具９４を操作することで、手動操舵での走行に切り替えられ、手動操舵での走行中に自動／手動切替操作具９４を操作することで、自動操舵での走行に切り替えられる。走行状態検出センサ群８１には、車体１の走行速度（車速）を検出する車速センサ、前輪１１の操舵角を検出する操舵角センサ、エンジン回転数を検出する回転数センサ、変速状態を検出する変速センサなどが含まれている。作業状態検出センサ群８２には、作業装置３０の姿勢（地上高さや傾き）を検出する姿勢検出センサや作業装置３０の駆動／被駆動を検出する駆動状態検出センサなどが含まれている。なお、この出願では、走行状態検出センサ群８１と作業状態検出センサ群８２とを作業走行状態検出センサ群８０と総称している。

さらに、このトラクタには、車体１に装備された作業装置３０の型式を認識する認識部８３が取り付けられている。認識部８３は、作業装置３０の識別コードを機械的または電子的に読み取り、読み取った識別コードから、作業装置の種別やサイズなどの作業装置属性値を認識結果として導出する機能を有する。

図示されていないが、入出力信号処理ユニット６には、通信ユニットも含まれている。通信ユニットは、無線通信規格や有線通信規格を通じて外部のコンピュータとデータのやり取りを行う。外部のコンピュータとして、遠隔地の管理センタ等に構築された管理コンピュータ及び運転者や監視者が携帯するタブレットコンピュータやスマートフォン（モバイルフォン）などが含まれる。

第１制御ユニット４は、グラフィックユーザインタフェースとして機能するタッチパネル４０を備えている。さらに、第１制御ユニット４には、障害物検出部４３、障害物検出領域決定部４１、障害物検出処理部４４が、主にソフトウエアで構築されている。第１制御ユニット４は、障害物センサ群７からのセンサ信号に基づいてトラクタ周辺の障害物を検出し、検出された障害物の位置やサイズを考慮して、必要となるトラクタの動作を導く指令を出力する。この第１制御ユニット４における制御の流れは、後で詳しく説明する。

第２制御ユニット５は、作業走行制御部５０、走行経路設定部５３、自車位置算出部５４、作業走行指令生成部５５、作業走行状態算定部５６を備えている。走行経路設定部５３は、自動走行の走行目標経路となる走行経路を読み出し可能にメモリに展開する。走行経路は、トラクタ側で生成されてもよいし、別なコンピュータ上で生成されてからこの第２制御ユニット５に、ダウンロードされてもよい。自車位置算出部５４は、ＧＰＳ等を採用した衛星測位モジュール８からの衛星測位データに基づいて、車体１の地図上の座標位置である自車位置を算出する。作業走行指令生成部５５は、自動走行時において、自車位置算出部５４からの自車位置と、走行経路設定部５３で設定された走行経路とのずれ量を求め、このずれ量を小さくするための走行指令（操舵指令や車速指令を含む）を生成する。

作業走行制御部５０には、走行制御部５１と作業制御部５２とが含まれている。走行制御部５１は、自動走行制御機能（自動走行モード）と手動走行制御機能（手動走行モード）を有する。自動走行モードが選択されると、走行制御部５１は、作業走行指令生成部５５からの走行指令に基づいて、車両走行機器群９１に制御信号を与える。作業制御部５２は、作業走行指令生成部５５からの作業指令に基づいて、作業装置機器群９２に制御信号を与える。手動走行モードが選択されると、運転者によるステアリングホイール２２の操作に基づく手動走行が行われる。同様に、作業制御部５２も、作業装置機器群９２を自動的に動作させる自動作業制御機能と、各種操作具を用いて手動で作業装置機器群９２を制御する手動作業制御機能とを有する。

図４に示すように、作業走行状態算定部５６は、作業走行状態検出センサ群８０からのセンサ信号に基づいて、車体１の車速、前輪１１の操舵角、作業装置３０の横幅、作業装置３０の姿勢、などを算定し、その算定結果は、作業走行状態情報として第１制御ユニット４の障害物検出領域決定部４１に送る。また、作業走行状態算定部５６は、自車位置算出部５４からからの自車位置と走行経路設定部５３の走行経路とを照合し、直進時には次の旋回開始位置までの走行距離または走行時間、旋回時には次の直進開始点までの走行距離または走行時間も算定し、作業走行状態情報に含める。さらに、作業走行状態算定部５６は、車体１の進行方向における車体１と作業地の境界線までの距離を限界距離として算出する限界距離算出機能を備えることができる。この場合、障害物検出領域決定部が限界距離に基づいて障害物検出領域を変更できるように、限界距離が作業走行状態情報に付加される。

次に、図３及び図４を用いて、第１制御ユニット４による障害物検出処理を詳しく説明する。この障害物検出処理の中核となる機能部である障害物検出部４３は、障害物検出領域決定部４１によって決定された障害物検出領域内に存在する障害物だけを、処理対象となる障害物として検出する。障害物検出領域決定部４１には、障害物検出領域に対するマスキング機能を有するマスキング設定部４２が備えられている。マスキング設定部４２は、障害物検出領域に入り込む車体１や作業装置３０の特定部分をマスキングすることで、その特定部分が、障害物として検出されることが回避される。

障害物検出領域決定部４１は、認識部８３から、車体１に装備されている作業装置３０の種別やサイズなどを記述した作業装置属性値を受け取り、基本的な障害物検出領域を算定するために利用する。なお、認識部８３が備えられていない場合には、作業装置属性値は、入力デバイスを用いて人為的に入力される。

さらに、障害物検出領域決定部４１は、障害物検出領域を決定するために、作業走行状態検出センサ群８０から送られてくる作業走行状態情報を利用する。つまり、障害物検出領域は、作業走行状態情報に基づいて、臨機応変に変更される。この障害物検出領域を変更する障害物検出領域変更ルールの例を以下に列挙する。なお、図５、図６、図７には、変更ルールを図解したものが示されている。また、ここで取り扱っている障害物センサは、レーザスキャナ７２であり、水平方向で回転走査するため、その走査範囲は扇形走査範囲であり、この扇形走査範囲の中心角である走査角（図においてθで示されている）は変更可能である。さらに、この扇形走査範囲を有効ビーム距離（図においてＬで示されている）で限定した範囲が、有効走査範囲であり、この有効ビーム距離も変更可能である。図５、図６、図７、図８では、この有効走査範囲は斜線で示されている。

（１）図５に示すように、トラクタの車体１の横幅（トラクタの進行方向に直交する車体横断方向での車体１長さ）と、作業装置３０の横幅を比較すると、ほとんどの場合、作業装置３０の横幅（トラクタの進行方向に直交する横断方向での作業装置３０の長さ）の方が大きい。直進しているトラクタの走行の障害となる障害物は、作業装置３０の横幅内に位置する物体である。障害物検出領域決定部４１は、有効走査範囲内に作業装置３０の横幅が収まるように、障害物検出領域を決定する。図５の右側に示された作業装置３０の横幅は、左側に示された作業装置３０の横幅に比べて大きい。したがって、図５の右側に示された障害物検出領域は、図５の左側に示された障害物検出領域よりも大きい。言い換えると、図５の右側に示された障害物検出領域の走査角：θは、図５の左側に示された障害物検出領域の走査角：θよりも大きくなっている。なお、障害物検出領域のうち、作業装置３０の側端の走行軌跡から外側に外れた部分は、マスキング設定部４２によってマスクキングしてもよい。

（２）図６には、直進走行から旋回走行に移行する際の障害物検出領域の変更が示されている。ここでは、作業装置３０は省略されている。このトラクタは、予め設定された走行経路に沿って走行するので、直進走行から旋回走行に移行するタイミングを算出することができる。図６の右側には、直進走行が続くトラクタが示されており、図６の左側には、旋回開始位置（図においてＰｓで示されている）から所定距離だけ手前に位置する直進走行中のトラクタが示されている。図６の左側に示された、通常直進走行では、走査角：θが約４５°の標準の障害物検出領域が設定されている。これに対して、図６の右側に示された、旋回開始位置直前領域（旋回開始位置から所定距離だけ手前の領域）の直進走行では、障害物検出領域が、曲線状の走行経路に沿うように旋回方向に拡大されている。より、詳しくは、走査角：θの中心線が曲線状の走行経路の接線に沿うようにトラクタの長手方向中心線から旋回方向に傾斜しており、走査角：θも約９０°に拡大されている。

（３）図７には、高速直進走行時と低速直進走行時とにおける障害物検出領域の違いが示されている。ここでも、作業装置３０は省略されている。この障害物検出領域変更ルールでは、高速直進走行時には（図７の左側）、障害物検出領域の走査角：θは３０°程度の比較的狭い角度であるのに対し、扇形走査範囲の有効ビーム距離：Ｌは長く設定されており、障害物検出領域は、進行方向に沿って細長い形状となっている。これに対して、低速直進走行時には（図７の右側）、障害物検出領域の走査角：θは９０°程度の広い角度であるのに対し、扇形走査範囲の有効ビーム距離：Ｌは短く設定されており、障害物検出領域は短い形状であるが、走査角が広いので、進行方向の近接領域に存在する障害物を確実に検出することができる領域となっている。

（４）図８には、直進走行時と旋回走行時とにおける障害物検出領域の違いが示されている。ここでも、作業装置３０は省略されている。この障害物検出領域変更ルールでは、直進走行時には（図８の左側）、上記（３）で説明したように、障害物検出領域は、進行方向に沿って細長い形状に設定される。これに対して、旋回走行時には（図８の右側）、障害物検出領域の走査角：θは９０°程度の広い角度であるのに対し、扇形走査範囲の有効ビーム距離：Ｌは短く設定されている。しかしながら、上記（１）で説明したような、走査角：θの中心線のトラクタの長手方向中心線から旋回方向への障害物検出領域の傾斜はされていない。つまり、旋回走行時は、直進走行時に比べて、進行方向の近接領域に存在する障害物を確実に検出することができる領域となっている。

（５）図には示されていないが、限界距離が作業走行状態情報に付加されている場合、この限界距離が短くなると、障害物検出領域の走査角：θを広げるとともに、扇形走査範囲の有効ビーム距離：Ｌは短くする。

上述した障害物検出領域変更ルールは、任意の組み合わせで使用することができる。また作業に応じて、自動的または人為的に障害物検出領域変更ルールの選択や、修正を行うことも可能である。

上述した障害物検出領域変更ルールにおいて、図を用いて説明された障害物センサは、レーザスキャナ７２であったが、他の障害物センサも、上述したルールと同様な趣旨でその障害物検出領域を変更することができる。例えば、走行障害物が生じる可能性の高い領域を拡大し、可能性の少ない領域を縮小するべく、検出された作業走行状態に基づいて、その障害物検出領域が変更される。

障害物検出領域決定部４１によって決定された障害物検出領域は、障害物検出部４３に与えられる。障害物検出部４３は、障害物センサ群７からのセンサ信号によって算定される障害物の位置が障害物検出領域に入っておれば、障害物が検出されたとして、検出した障害物センサのＩＤ、検出された障害物の位置、検出された障害物の幅などを含む障害物検出情報を生成し、障害物検出処理部４４に与える。障害物検出処理部４４は、障害物検出情報に基づき、検出した障害物に対する処理内容を決定する。この処理内容には、車体１の徐行、車体の停止、障害物の迂回走行、手動走行への切替、などが含まれる。処理内容が決定されると、その処理内容を実行するための、障害物処理指令が作成され、作業走行制御部５０に送られる。また、障害物検出処理部４４は、障害物検出情報に基づく障害物検出を報知するため、障害物検出報知データを生成し、報知デバイス９３に送る。障害物検出情報や障害物検出報知データは入出力信号処理ユニット６を介して、トラクタの外部に送信可能である。

作業走行制御部５０は、障害物検出処理部４４か受け取った障害物処理指令に基づいて、車両走行機器群９１や作業装置機器群９２に、制御信号を与える。これにより、障害物処理指令に基づく、トラクタの制御が実行される。

〔別実施の形態〕
（１）上述した実施形態では、耕耘装置を装備したトラクタが作業車として取り上げられたが、耕耘装置以外の作業装置３０を装備したトラクタ、さらには、コンバインや田植機などの農作業機や建機などにも本発明は適用可能である。
（２）上述した実施形態では、障害物検出領域決定部４１は、作業走行状態検出センサ群８０の検出結果に基づく作業走行状態に基づいて障害物検出領域を決定していたが、ユーザがタッチパネル４０等の入力デバイスを通じて、障害物検出領域を強制的に変更する機能を設けてもよい。
（３）上述した実施形態では、第１制御ユニット４、第２制御ユニット５、入出力信号処理ユニット６は、車載ＬＡＮで接続されており、トラクタに備えられていたが、第１制御ユニット４は、管理者によって携帯され、トラクタの制御系と無線でデータ交換される、タブレットコンピュータやノート型コンピュータやスマートフォンなどのような構成を採用することも可能である。さらに、第１制御ユニット４は、遠隔地の管理センタやユーザの自宅などに設置され、トラクタの制御系とインタネット回線などで接続されるようなコンピュータとして構成されることも可能である。
（４）図３で示された機能ブロック図における各機能部の区分けは、説明を分かりやすくするための一例であり、種々の機能部を統合したり、単一の機能部を複数に分割したりすることは自由である。

本発明は、走行経路に沿って作業走行する自動走行作業車に適用可能である。

１ ：車体
３０ ：作業装置
３１ ：昇降機構
４ ：第１制御ユニット（ユーザ操作端末）
４０ ：タッチパネル
４１ ：障害物検出領域決定部
４２ ：マスキング設定部
４３ ：障害物検出部
４４ ：障害物検出処理部
５ ：第２制御ユニット
５０ ：作業走行制御部
５１ ：走行制御部
５２ ：作業制御部
５３ ：走行経路設定部
５４ ：自車位置算出部
５５ ：作業走行指令生成部
５６ ：作業走行状態算定部
６ ：入出力信号処理ユニット
７ ：障害物センサ群
７０ ：画像処理部
７１ ：超音波ソナー
７２ ：レーザスキャナ
７３ ：カメラ
８ ：衛星測位モジュール
８０ ：作業走行状態検出センサ群
８１ ：走行状態検出センサ群
８２ ：作業状態検出センサ群
８３ ：認識部
９１ ：車両走行機器群
９２ ：作業装置機器群
９３ ：報知デバイス

Claims (10)

1. 走行経路に沿って作業走行する自動走行作業車であって、
   作業装置を装備した車体と、
   作業走行を制御する作業走行制御部と、
   走行の障害となる障害物を検出する１つ以上の障害物センサと、
   前記障害物センサからのセンサ信号に基づいて障害物検出領域内に存在する障害物を検出する障害物検出部と、
   前記作業装置の外形情報を含む作業走行状態情報に基づいて前記障害物検出領域を決定する障害物検出領域決定部と、を備える自動走行作業車。
2. 前記外形情報は、前記車体の進行方向に直交する車体横断方向での前記作業装置の横幅を含む請求項１に記載の自動走行作業車。
3. 前記作業装置の種別を認識する認識部が備えられ、
   前記認識部は、認識された種別から当該作業装置の横幅を前記作業走行状態情報として障害物検出領域決定部に与える請求項２に記載の自動走行作業車。
4. 作業走行状態を検出する作業走行状態検出センサ群を備え、
   前記作業走行状態情報は、前記作業走行状態検出センサ群の検出結果に基づいて算定される請求項１から３のいずれか一項に記載の自動走行作業車。
5. 前記作業走行状態検出センサ群に前記車体に対する前記作業装置の姿勢を検出する姿勢検出センサが含まれており、前記姿勢が前記作業走行状態として前記障害物検出領域決定部に与えられる請求項４に記載の自動走行作業車。
6. 前記作業走行状態検出センサ群に前記車体の走行速度を検出する車速センサが含まれており、前記走行速度が前記作業走行状態として前記障害物検出領域決定部に与えられる請求項４または５に記載の自動走行作業車。
7. 前記車体の進行方向における前記車体と作業地の境界線までの距離が限界距離として算出され、
   前記障害物検出領域決定部は、前記限界距離に基づいて前記障害物検出領域を変更する請求項１から６のいずれか一項に記載の自動走行作業車。
8. 衛星測位データに基づいて自車位置を算出する自車位置算出部が備えられ、
   前記障害物検出領域決定部は、前記走行経路と前記自車位置とに基づいて算出される前記車体の旋回開始位置の手前で、前記障害物検出領域を旋回方向に拡大する請求項１から７のいずれか一項に記載の自動走行作業車。
9. 前記作業装置の横幅がユーザによって人為的に入力され、入力された前記作業装置の横幅が前記作業走行状態情報として前記障害物検出領域決定部に与えられる請求項１から８のいずれか一項に記載の自動走行作業車。
10. 前記障害物検出領域決定部は、前記車体及び作業装置の前記障害物検出領域内に位置する部分をマスクするマスキング機能を有する請求項１から９のいずれか一項に記載の自動走行作業車。

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