JP2021070413A - 無人飛行体を利用した作業車両の自律走行システム - Google Patents

Abstract

【課題】 自律走行時に作業車両の周囲に存在する鳥などの動物を、作業車両の周囲から退かせることのできる作業車両の自律走行システムを提供する。【解決手段】測位衛星システムを利用して圃場を自律走行可能に構成された作業車両と、前記作業車両に随伴して飛行する無人飛行体とを備え、前記無人飛行体は、障害物検知手段と、障害物を除去する障害物除去手段とを備え、前記障害物検知手段は、障害物の生体情報を取得可能に構成され、前記生体情報から障害物が人以外の動物であるか判断し、障害物が人以外の動物であると判断した場合に、前記無人飛行体を、障害物の位置まで飛行させ、障害物除去手段によって障害物を除去させる制御を行うことを特徴とする自律走行システムの提供によって、上記課題が解決される。【選択図】 図１

Description

本発明は、圃場を自律走行しながら農作業を行う作業車両の自律走行システムに関するものであり、特に、作業車両の自律走行時に障害物を検知する障害物検知手段を備えた自律走行システムに関する。

従来、衛星測位システムを利用して位置情報を取得することによって、農作業時に圃場内を自律走行するように構成された作業車両の自律走行システムが知られている。例えば、特許文献１には、自律走行中の作業車両が障害物と接触することを防止するため、赤外線レーダやカメラ等の障害物検知手段によって、作業車両の周囲に存在する障害物を検知し、障害物の手前で停止や迂回等の回避動作を行うように作業車両を制御する技術が開示されている。

このように障害物検知手段を設けて障害物を回避する技術手段を講じた自律走行システムは、作業車両と障害物の接触を防止できるメリットがある一方で、作業車両に回避動作を行わせることで農作業が中断され、作業効率が低下してしまうデメリットがある。特に、鳥などの動物が障害物検知手段の検知範囲を一時的に往来し、作業効率の低下の原因となっている。

そこで、この問題に対し、特許文献１に記載の自律走行システムは、障害物検知手段としてカメラを採用し、カメラが撮像した画像を画像処理することにより、検知された障害物が人以外の動物であると判断した場合に、作業車両に回避動作をさせないことによって、農作業を続行し、作業効率の低下を防止する工夫がなされている。

特開２０１５−１９１５９２号公報

しかしながら、現実には、自律走行中にカメラが撮像した画像を画像処理することによって、回避すべき動物か否かを迅速かつ確実に判断することは、画像処理の処理速度や障害物の検出精度の点から難しい場合がある。そのため、鳥などの動物に対して、作業車両が回避動作を行い、作業効率が低下する問題が依然として存在する。

そこで、本発明は、自律走行時に作業車両の周囲に存在する鳥などの動物を、作業車両の周囲から退かせることのできる作業車両の自律走行システムを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、請求項１の発明は、
測位衛星システムを利用して圃場を自律走行可能に構成された作業車両と、
前記作業車両に随伴して飛行する無人飛行体とを備え、
前記無人飛行体は、障害物検知手段と、障害物を除去する障害物除去手段とを備え、
前記障害物検知手段は、検知した障害物の生体情報を取得可能に構成され、
前記生体情報から障害物が人以外の動物であるか否かを判断し、障害物が人以外の動物であると判断した場合に、前記無人飛行体を、障害物の位置まで飛行させ、障害物除去手段によって障害物を除去させる制御を行うことを特徴とする作業車両の自律走行システムを提供する。

請求項２の発明は、請求項１に記載の自律走行システムにおいて、前記障害物除去手段は、巻回自在かつ空気の供給により膨張自在な膨張体を備えることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の自律走行システムにおいて、さらに前記作業車両及び／または前記無人飛行体に設けられた撮像装置から撮像画像を取得し、これを表示する情報端末を備え、
前記障害物検知手段によって障害物が検知されると、前記障害物除去手段によって障害物を除去させる制御を行うか否かを、前記情報端末の操作によって指示可能としたことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、障害物から取得した生体情報から障害物が人以外の動物であるか判断し、障害物が人以外の動物であると判断した場合に、前記無人飛行体を、障害物の位置まで飛行させ、障害物除去手段によって障害物を除去させる制御を行うことによって、障害物が鳥などの人以外の動物か否かを良好に判断でき、自律走行時に作業車両の周囲を往来する鳥などの動物を作業車両の周囲から退かせることができるため、作業効率の低下を防止できる。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、障害物が人以外の動物である場合に、空気の供給により膨張自在な膨張体によって動物を傷つけることなく退かせることが可能であり、さらに、膨張体が巻回自在に構成されていることにより、非使用時はコンパクトに収納することができる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項１または請求項２に記載の発明の効果に加え、作業者が情報端末によって、障害物が動物であるか否かを視覚的に確認でき、前記情報端末の操作によって、障害物除去手段により障害物を除去させる制御を行うか否かを指示可能としたことで、誤検知による作業車両の回避動作を防止して、効率よく作業を行うことができる。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る自律走行システムの全体的な構成を示す説明図である。 図２は、図１の作業車両の制御装置の構成を示すブロック図である。 図３は、圃場における作業車両の予定走行経路を説明するための説明図である。 図４は、図１の無人飛行体の構成例を説明するための図である。 図５は、図１の無人飛行体の無人飛行体制御装置の構成を示すブロック図である。 図６（ａ）及び図６（ｂ）は、図１の無人飛行体の障害物除去装置の構成例を説明するための図である。 図７は、障害物検知時の制御装置の処理を示すフローチャートである。 図８は、障害物検知時の無人飛行体制御装置の処理を示すフローチャートである。 図９は、本発明の第１の実施形態に係る自律走行システムの情報の流れを示す模式図である。 図１０は、本発明の第２の実施形態に係る自律走行システムの全体的な構成を示す説明図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい複数の実施形態について、図面を参照しながら説明する。まず、第１の実施形態につき、図１から図９を用いて、詳細に説明する。なお、各実施形態で実質的に同一の要素には同一の番号を付し、説明を省略する。

（第１実施形態）
＜１−１．全体構成＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る自律走行システム１の全体的な構成を示す説明図である。
本発明に係る自律走行システム１は、図１に示されるように、作業車両Ａと、無人飛行体Ｕと、情報端末Ｂとを備えている。作業車両Ａは、圃場を自律走行しながら農作業を行う役割を果たし、無人飛行体Ｕは、作業車両Ａの周囲の障害物を除去する役割を果たし、情報端末Ｂは、作業者の操作を受け付けて作業車両Ａ及び無人飛行体Ｕに指示を送る役割を果たすものである。それぞれの具体的な構成について、以下に詳細を説明する。

＜１−２．作業車両の構成＞
作業車両Ａは、自律走行手段を備えた走行車体ａ１の後部に、農作業手段である作業機ＷＭが着脱可能に装着された、所謂ロボットトラクタの構成を有するものである。なお、走行車体ａ１及び作業機ＷＭは、必ずしもトラクタの構成に限定されるものではなく、例えば、コンバイン等の構成であってもよい。

図１に示されるように、走行車体ａ１は、ボンネットａ１１内に、駆動源となるエンジンＥＮ及び燃料タンク（図示せず）が配設され、このエンジンＥＮからの動力が、ミッションケースａ１２の変速装置ＴＲ（図２参照）により変速され、前輪ａ１３及び後輪ａ１４にそれぞれ伝達されて走行する。燃料タンクには、燃料残量センサＮＳ（図２参照）が配設され、燃料の残量を検知可能となっている。

ボンネットａ１１後部には、作業者が乗車可能なキャビンａ１５が配設され、キャビンａ１５内のダッシュボード上に、走行操作手段であるステアリングハンドルＳＴが設けられている。

ステアリングハンドルＳＴを回動操作すると、操舵装置（図示せず）を介し、その回動方向及び操作量に応じて、前輪ａ１３が回動されるよう構成されており、これにより、作業車両Ａの進行方向の操舵が可能となっている。図示しないが、このステアリングハンドルＳＴの回動基部には、ステアリングハンドルＳＴの操舵角（回転角度）を検出可能な操舵角検出手段が設けられている。この操舵角検出手段は、例えば、ロータリエンコーダ等の角度センサによって構成される。

また、ステアリングハンドルＳＴの回転軸（ステアリングシャフト）には、ステアリングハンドルＳＴを回転制御して自動操作を可能とする操舵アクチュエータＡＣ（図２参照）が設けられている。これにより、作業車両Ａは、ステアリングハンドルＳＴの操舵角を判断し、操舵アクチュエータＡＣによって、ステアリングハンドルＳＴを回転制御することで、作業車両Ａの自律走行時における進行方向の制御が可能となっている。

また、図示しないが、ミッションケースａ１２内には、ＰＴＯクラッチやＰＴＯ変速装置や制動装置が収容され、ＰＴＯ軸への動力の伝達を制御可能となっている。これにより、作業車両Ａは、作業機ＷＭの駆動制御が可能となっている。

作業機ＷＭは、走行車体ａ１の後部と連結されており、ＰＴＯ軸を介して、エンジンＥＮから動力の伝達を受けて駆動し、圃場に対して耕耘等の農作業を行う。なお、この作業機ＷＭとしては、圃場を耕耘する耕耘機が装着されているが、これに限られず、施肥機、草刈機、播種機等の種々のものを選択して装着可能となっている。

また、図１には図示されていないが、走行車体ａ１には、走行の妨げとなる障害物を検知するための障害物検知手段である障害物検知センサＣＳ１（図２参照）が設けられている。

この障害物検知センサＣＳ１は、走行車体ａ１の適宜の箇所に超音波を放射するソナーが配設されて構成されており、障害物検知センサＣＳ１が検知可能な障害物検知可能領域Ａｒ内における障害物の有無や、障害物の位置及び方向を検知することが可能となっている。なお、障害物検知可能領域Ａｒは、走行車体ａ１の周囲の所定範囲の領域に設定される。障害物検知センサＣＳ１は、検知した情報を後述する自律走行ＥＣＵ（Ｃ１）に出力する。

キャビンａ１５の上面には、走行車両Ａの現在地を測定するための測位アンテナＡＮと、無人飛行体Ｕの相対位置を測定するための測位レーダ装置ＬＤが配設されている。また、上面前部には、撮像装置（カメラ）ＫＭが設けられている。

測位アンテナＡＮは、測位衛星であるＧＰＳ衛星からの電波信号であるＧＰＳ信号を受信する受信装置である。測位アンテナＡＮは、受信したＧＰＳ信号を受信情報として後述する位置情報処理ＥＣＵ（Ｃ２）に出力する。

測位レーダ装置ＬＤは、作業車両Ａの周囲にミリ波帯の高周波（ミリ波）を放射して、その反射信号を受信することで、作業車両Ａに対する無人飛行体Ｕの相対位置を測定する装置である。測位レーダ装置ＬＤの測定情報は、作業車両Ａを基準として特定の一方向を前方と規定した場合の左右方向相対位置ｄｘ、前後方向相対位置ｄｙ、上下方向相対位置ｄｚの情報が含まれる。測位レーダ装置ＬＤは、測定情報を後述する位置情報処理ＥＣＵ（Ｃ２）に出力する。

キャビンａ１５の上部には、無人飛行体Ｕの駆動電源であるバッテリ（図示せず）を充電する充電装置ＢＣが配設されている。この充電装置ＢＣは、スパイラル型の送電コイルによって送電し、受電コイルを内蔵する無人飛行体Ｕに対し、非接触給電をすることが可能となっている。充電装置ＢＣは、キャビンａ１５の上面に配設されている。これにより、キャビンａ１５上面の所定位置（充電ポート）に着陸した無人飛行体に充電可能となっている。

＜１−３．作業車両の制御装置＞
図２は、図１の作業車両Ａの制御装置Ｃの構成を示すブロック図である。作業車両Ａは、制御装置Ｃによって作業車両Ａの農作業に係る動作を制御するよう構成されている。

作業車両Ａの制御装置Ｃは、図２に示されるように、複数のＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）を備えて構成されており、通信バスＢＡを介して相互に情報を送受可能に構成された、作業車両Ａの走行等を制御する自律走行ＥＣＵ（Ｃ１）、位置情報等を処理する位置情報処理ＥＣＵ（Ｃ２）、エンジンＥＮを制御するエンジンＥＣＵ（Ｃ３）、変速装置ＴＲを制御するトランスミッションＥＣＵ（Ｃ４）、ブレーキＢＲを制御するブレーキＥＣＵ（Ｃ５）、作業機ＷＭの駆動・停止・昇降等の動作を制御する作業機ＥＣＵ（Ｃ６）、ネットワークＮＷに接続して無人飛行体Ｕ及び情報端末Ｂと通信可能とする通信部ＣＤを備えている。

それぞれのＥＣＵは、演算処理を行うＣＰＵと、演算処理に必要な情報を読み書き可能なメモリとを備えて構成されており、メモリに記憶された各種制御プログラムに従ってＣＰＵが動作することにより、それぞれのＥＣＵのブロック中に示す各種の機能が実現される。なお、後述する無人飛行体制御装置Ｃｕについても同様である。

ネットワークＮＷは、例えば、インターネットなどのＷＡＮ（Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、専用通信網、ＶＰＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｐｒｉｖａｔｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等によって構築されたものである。

位置情報処理ＥＣＵ（Ｃ２）は、現在位置処理部ｃ２１、相対位置処理部ｃ２２、障害物処理部ｃ２３、位置情報記憶部ｃ２４を備え、測位アンテナＡＮ、測位レーダ装置ＬＤ、障害物検知センサＣＳ１が接続されている。

現在位置処理部ｃ２１は、測位アンテナＡＮの受信情報を所定の時間間隔（例えば、１秒毎）で取得して、作業車両Ａの現在位置を算出し、作業車両Ａの現在位置を示す現在位置情報Ｄ_ＡＰを作成する。現在位置情報Ｄ_ＡＰには、緯度・経度等の位置情報及び測位アンテナＡＮが測定した時刻情報が含まれる。そして、作成された現在位置情報Ｄ_ＡＰは、位置情報記憶部ｃ２４に経時的なデータとして記憶される。

相対位置処理部ｃ２２は、測位レーダ装置ＬＤの測定情報を所定の時間間隔で取得し、測位レーダ装置ＬＤの測定情報から、作業車両Ａと無人飛行体Ｕの相対位置を算出し、無人飛行体Ｕの相対位置を示す相対位置情報Ｄ_ＡＵを作成する。相対位置情報Ｄ_ＡＵには、無人飛行体Ｕの相対位置ｄ（すなわち、左右方向相対位置ｄｘ、前後方向相対位置ｄｙ、上下方向相対位置ｄｚ）と測位レーダ装置ＬＤが測定した時刻情報を含んでいる。そして、作成された相対位置情報Ｄ_ＡＵは、位置情報記憶部ｃ２４に記憶される。

障害物処理部ｃ２３は、障害物検知センサＣＳ１の検知情報を所定の時間間隔で取得し、障害物検知センサＣＳ１の検知情報から、障害物検知可能領域Ａｒ内における障害物の有無を判断し、障害物があると判断した場合に、位置情報記憶部ｃ２４に記憶された現在位置情報Ｄ_Ａｐと障害物検知センサＣＳ１の検知情報から障害物の位置を示す障害物位置情報Ｄ_ＡＯを作成する。障害物位置情報Ｄ_ＡＯには、緯度・経度等を含む障害物の位置情報、障害物のサイズ情報、障害物検知センサＣＳ１が検知した時刻情報が含まれる。作成された障害物位置情報Ｄ_ＡＯは、位置情報記憶部ｃ２４に記憶される。また、障害物処理部ｃ２３は、障害物があると判断すると、障害物が検知された旨を伝達する通知とともに、障害物位置情報Ｄ_ＡＯを自律走行ＥＣＵ（Ｃ１）に送信する。

位置情報記憶部ｃ２４は、各種情報を記憶可能とするため、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）やフラッシュメモリ等の記憶装置を含んで構成される。

通信部ＣＤは、無人飛行体Ｕ及び情報端末Ｂとそれぞれ無線通信により各種情報の送受が可能な通信ユニットであり、例えば、無線ＬＡＮを用いた通信機能を備えてネットワークＮＷに接続可能に構成されている。

自律走行ＥＣＵ（Ｃ１）は、撮像装置（カメラ）ＫＭ、ジャイロセンサＪＩ、方位センサＨＩ、充電装置ＢＣ、燃料残量センサＮＳが各種情報を取得可能に接続されており、また、操舵アクチュエータＡＣ、エンジンＥＣＵ（Ｃ３）、トランスミッションＥＣＵ（Ｃ４）、ブレーキＥＣＵ（Ｃ５）、作業機ＥＣＵ（Ｃ６）等の制御対象Ｓに対し、制御命令を送信可能に構成されている。さらに、自律走行ＥＣＵは、圃場データＤ_Ｈを生成する圃場データ作成部ｃ１１、圃場データＤ_Ｈを記憶する圃場データ記憶部ｃ１２、予定走行経路データＤ_Ｙを作成する予定走行経路データ作成部ｃ１３、予定走行経路データＤ_Ｙを記憶する予定走行経路データ記憶部ｃ１４、障害物検知時の回避動作を決定する回避動作決定部ｃ１５、自律走行及び農作業に係る各機構を制御する自律走行制御部ｃ１６を備えている。

撮像装置（カメラ）ＫＭは、撮像画像を作業車両Ａの自律走行ＥＣＵ（Ｃ１）に出力し、自律走行ＥＣＵ（Ｃ１）は、取得した撮像画像を、通信部ＣＤを介して情報端末Ｂに送信して表示させることが可能となっている。

ジャイロセンサＪＩは、作業車両Ａの機体前後方向の傾斜（ピッチ）、機体左右方向の傾斜（ロール）及び旋回（ヨー）の角速度を検出し、方位センサＨＩは、作業車両Ａの進行方向を検出する。これらは、作業車両Ａの適宜の箇所に設けられている。

燃料残量センサＮＳは、エンジンＥＮの燃料の残量を検出するセンサであり、自律走行ＥＣＵ（Ｃ１）は、燃料残量センサＮＳの検出情報を取得して、エンジンＥＮの燃料の残量を判断可能となっている。

圃場データ作成部ｃ１１は、圃場の形状を示す圃場データＤ_Ｈを作成する機能を有し、圃場データＤ_Ｈを作成する所定のプログラム等を含んで構成される。圃場データ作成部ｃ１１は、作業者の操作により、作業車両Ａが圃場の内周を一周することによって、現在位置情報Ｄ_Ａｐから、圃場の内周の位置情報を把握し、圃場の形状を示す圃場データＤ_Ｈを作成可能となっている。圃場データＤ_Ｈには、圃場の形状情報と緯度・経度等の位置情報が含まれる。作成された圃場データＤ_Ｈは、圃場データ記憶部ｃ１２に記憶される。なお、圃場の形状情報は、圃場を２次元形状としてデータ化しても３次元形状としてデータ化してもよいが、３次元形状とすれば、高さ（高低）に関する情報を含めたより詳細な形状の把握が可能となる。

予定走行経路データ作成部ｃ１３は、圃場データ記憶部ｃ１２に記憶された圃場データＤ_Ｈから作業車両Ａの予定走行経路Ｙを算出し、この予定走行経路Ｙを示す予定走行経路データＤ_Ｙを生成する。作業車両Ａの自律走行ＥＣＵ（Ｃ１）は、予定走行経路データＤ_Ｙを参照し、予定走行経路Ｙに沿って作業車両Ａを自律走行するよう構成されている。

図３は、圃場における作業車両の予定走行経路Ｙを説明するための説明図である。
予定走行経路Ｙは、例えば、図３に示されるように、圃場内において所定間隔で平行に隣接して並ぶ直線状の作業経路Ｙ１と、直線路の端同士を交互に繋いだ旋回経路Ｙ２、圃場の内周に沿う枕地経路Ｙ３を含んで構成される。自律走行システム１は、作業開始前に、予定走行経路データ作成部ｃ１３が算出した予定走行経路Ｙを画像化して情報端末Ｂに表示し、作業者は、情報端末Ｂの操作によって、農作業の開始前に、作業経路Ｙ１の間隔調整等を行う指示情報を作業車両Ａに送信して、予定走行経路Ｙを変更することが可能となっている。

回避動作決定部ｃ１５は、障害物位置情報Ｄ_ＡＯや情報端末Ｂからの指示情報を取得し、作業車両Ａが障害物に対し回避動作するか否かを決定する。具体的には、回避動作決定部ｃ１５は、取得した障害物位置情報Ｄ_ＡＯから、作業車両Ａと障害物との距離を判断し、作業車両Ａと障害物との距離が所定値より小さいとき、すなわち、作業車両Ａと障害物との距離が極めて近いと判断される場合に、障害物との衝突を回避するため、回避動作を行うよう自律走行制御部ｃ１６に制御命令を送信する。作業車両Ａと障害物との距離が所定値以上のとき、作業者から、障害物を回避するか否かの指示を受けるため、通信部ＣＤからネットワークＮＷを介して、作業端末Ｂに障害物が検知された旨を通知するとともに、必要な情報を送信する。

自律走行制御部ｃ１６は、予定走行経路データ記憶部ｃ１４から予定走行経路データＤ_Ｙを、圃場データ記憶部ｃ１２から圃場データＤ_Ｈをそれぞれ取得し、自律走行時に、所定の時間間隔（例えば、数秒毎）で、位置情報処理ＥＣＵ（Ｃ２）から現在位置情報Ｄ_Ａｐを取得することによって、圃場における作業車両Ａの現在位置をリアルタイムで特定し、予定走行経路Ｙに沿って作業車両Ａが走行するよう、制御対象Ｓに制御指令を送信する。また、作業機ＷＭを予め設定された適宜のタイミングで駆動して農作業を行うように作業機ＥＣＵ（Ｃ６）に制御命令を送信する。このとき、走行制御部ｃ１６は、ジャイロセンサＪＩ、方位センサＨＩから取得した検出情報を姿勢・方位演算手段により演算し、作業車両Ａの姿勢や進行方向を判断することで自律走行時における走行方向の制御が可能となっている。

＜１−４．無人飛行体の構成＞
図４は、図１の無人飛行体の構成例を説明するための図である。
無人飛行体Ｕは、無人で自律飛行可能な小型飛行体（ＵＡＶ（Ｕｎｍａｎｎｅｄ ａｅｒｉａｌ ｖｅｈｉｃｌｅ））であり、所謂ドローンと呼ばれる構成を有する。無人飛行体Ｕは、台座部ｕ１と、台座部ｕ１から延出する４つのアームｕ２と、台座部ｕ１の下方に延出して設けられた脚部ｕ３とを備える。

４つのアームｕ２には、それぞれ、プロペラｕ４、プロペラｕ４を回転駆動する動力モータｕ５が設けられている。

台座部ｕ１には、無人飛行体Ｕの動作を制御する無人飛行体制御装置Ｃｕが内蔵されている。また、台座部ｕ１の上部には、測位衛星であるＧＰＳ衛星からの電波信号であるＧＰＳ信号を受信する第２測位アンテナＡＮ２が設けられている。

同図に示すように、台座部ｕ１の下部には、筐体ｕ６が取り付けられており、筐体ｕ６には、無人飛行体Ｕに駆動電源を供給するバッテリ（図示せず）と、作業車両Ａの充電装置ＢＣから非接触給電により送られる電力を受電してバッテリを充電可能な受電装置ＢＣ２（図５参照）とが内蔵され、さらに、第２撮像装置（カメラ）ＫＭ２と、作業車両Ａの相対位置を検出するためのミリ波の電波を放射する第２測位レーダ装置ＬＤ２と、障害物を検知するための第２の障害物検知手段である障害物検知センサＣＳ２と、障害物を除去するための障害物除去装置ＯＭが配設されている。

第２測位レーダ装置ＬＤ２は、無人飛行体Ｕの周囲にミリ波帯の高周波（ミリ波）を放射して、その反射信号を受信することで、無人飛行体Ｕに対する作業車両Ａの相対位置を測定する装置である。第２測位レーダ装置ＬＤ２の測定情報は、無人飛行体Ｕを基準として特定の一方向を前方と規定した場合の左右方向相対位置ｄｘ_２、前後方向相対位置ｄｙ_２、上下方向相対位置ｄｚ_２の情報が含まれる。第２測位レーダ装置ＬＤ２は、測定情報を後述する第２位置情報処理ＥＣＵ（Ｃｕ２）に出力する。

第２障害物検知センサＣＳ２は、無人飛行体Ｕの周囲に電波（ミリ波）を放射して、その反射信号を受信し、第２障害物検知センサＣＳ２が検知可能な障害物検知可能領域Ａｒ_２内における障害物の有無や、障害物の位置及び方向を検知することが可能となっている。さらに、障害物検知用の電波にミリ波を用いることにより、第２障害物検知センサＣＳ２は、検知した障害物から脈や呼吸等の生体情報を取得することが可能となっている。なお、障害物検知可能領域Ａｒ_２は、無人飛行体Ｕの周囲の所定範囲の領域に設定される。第２障害物検知センサＣＳ２は、検知した情報を後述する第２位置情報処理ＥＣＵ（Ｃｕ２）に出力する。このように、無人飛行体Ｕも障害物検知可能領域Ａｒ_２を有することにより、作業車両Ａの障害物検知可能領域Ａｒに加えて広範囲かつ柔軟な障害物の検知が可能となり、その結果、作業効率が向上する。

＜１−５．無人飛行体の制御装置＞
図１の無人飛行体Ｕの無人飛行体制御装置Ｃｕの構成を示すブロック図である。無人飛行体Ｕは、無人飛行体制御装置Ｃｕによって無人飛行体Ｕの動作を制御するよう構成されている。

無人飛行体制御装置Ｃｕは、通信バスＢＡ２を介して相互に情報を送受可能に構成された、無人飛行体Ｕの自律飛行を制御する自律飛行ＥＣＵ（Ｃｕ１）、位置情報等を処理する第２位置情報処理ＥＣＵ（Ｃｕ２）、ネットワークＮＷに接続して作業車両Ａ及び情報端末Ｂと通信可能とする通信部ＣＤ２を備えている。

第２位置情報処理ＥＣＵ（Ｃｕ２）は、第２現在位置処理部ｃｕ２１、第２相対位置処理部ｃｕ２２、第２障害物処理部ｃｕ２３、生体判定部ｃｕ２４、第２位置情報記憶部ｃｕ２５を備え、第２測位アンテナＡＮ２、第２測位レーダ装置ＬＤ２、第２障害物検知センサＣＳ２が接続されている。

第２現在位置処理部ｃｕ２１は、第２測位アンテナＡＮ２の受信情報を所定の時間間隔（例えば、数秒毎）で取得して、無人飛行体Ｕの現在位置を算出し、無人飛行体Ｕの現在位置を示す現在位置情報Ｄ_ＵＰを作成する。現在位置情報Ｄ_ＵＰには、緯度・経度等の位置情報及び第２測位アンテナＡＮ２が測定した時刻情報が含まれる。そして、作成された現在位置情報Ｄ_ＵＰは、第２位置情報記憶部ｃｕ２５に経時的なデータとして記憶される。

第２相対位置処理部ｃｕ２２は、第２測位レーダ装置ＬＤ２の測定情報を所定の時間間隔で取得し、第２測位レーダ装置ＬＤ２の測定情報から、無人飛行体Ｕと作業車両Ａの相対位置を算出し、作業車両Ａの相対位置を示す相対位置情報Ｄ_ＵＡを作成する。相対位置情報Ｄ_ＵＡには、無人飛行体Ｕの相対位置ｄ２（すなわち、左右方向相対位置ｄｘ_２、前後方向相対位置ｄｙ_２、上下方向相対位置ｄｚ_２）と第２測位レーダ装置ＬＤ２が測定した時刻情報を含んでいる。そして、作成された相対位置情報Ｄ_ＵＡは、第２位置情報記憶部ｃｕ２４に記憶される。

第２障害物処理部ｃｕ２３は、第２障害物検知センサＣＳ２の検知情報を所定の時間間隔で取得し、第２障害物検知センサＣＳ２の検知情報から、障害物検知可能領域Ａｒ_２内における障害物の有無を判断し、障害物があると判断した場合に、第２障害物検知センサＣＳ２の検知情報から、障害物に関する障害物情報Ｄ_ＵＯを作成する。障害物情報Ｄ_ＵＯには、無人飛行体Ｕに対する障害物の相対位置情報、障害物のサイズ情報、障害物の生体情報、第２障害物検知センサＣＳ２が検知した時刻情報が含まれる。作成された障害物情報Ｄ_ＵＯは、第２位置情報記憶部ｃｕ２５に記憶される。また、第２障害物処理部ｃｕ２３は、障害物があると判断すると、障害物が検知された旨を伝達する通知とともに、障害物情報Ｄ_ＵＯを自律飛行ＥＣＵ（Ｃｕ１）及び生体判定部ｃｕ２４に送信する。

生体判定部ｃｕ２４は、障害物情報Ｄ_ＵＯを取得すると、障害物情報Ｄ_ＵＯに含まれる生体情報から、検知された障害物が、動物か否か、動物であれば、人か否か判定する。具体的には、生体情報から障害物の心拍の有無または呼吸の有無、あるいは心拍及び呼吸の有無を判断することによって、障害物が動物か否か判定する。次に、障害物が動物であると判定された場合に、生体情報から得られる心拍パターンを解析することによって、人か否か判定する。生体判定部ｃｕ２４は、検知された障害物の判定結果を、自律飛行ＥＣＵ（Ｃｕ１）に送信する。

第２位置情報記憶部ｃｕ２５は、各種情報を記憶可能とするため、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）やフラッシュメモリ等の記憶装置を含んで構成される。

第２通信部ＣＤ２は、作業車両Ａ及び情報端末Ｂとそれぞれ無線通信により各種情報の送受が可能な通信ユニットであり、例えば、無線ＬＡＮを用いた通信機能を備えてネットワークＮＷに接続可能に構成されている。

自律飛行ＥＣＵ（Ｃｕ１）には、慣性センサ（加速度センサ、ジャイロセンサ）ＫＣ、撮像装置（カメラ）ＫＭ２、バッテリ残量検出部ＢＳ、受電装置ＢＣ２が各種情報を取得可能に接続されており、また、障害物除去装置ＯＭ、動力モータｕ５に対し、制御命令を送信可能に構成されている。さらに、自律飛行ＥＣＵ（Ｃｕ１）は、圃場データＤ_Ｈを記憶する第２圃場データ記憶部ｃｕ１１、予定走行経路データＤ_Ｙを記憶する第２予定走行経路データ記憶部ｃｕ１２、無人飛行体Ｕの飛行位置を決定する飛行位置決定部ｃｕ１３、無人飛行体Ｕの充電動作を決定する充電動作決定部ｃｕ１４、障害物除去動作を決定する障害物除去動作決定部ｃｕ１５、自律飛行を制御する自律走行制御部ｃｕ１６を備えている。

慣性センサ（加速度センサ、ジャイロセンサ）ＫＣは、無人飛行体Ｕの自律飛行ＥＣＵ（Ｃｕ１）に検出情報に出力し、これにより、自律飛行ＥＣＵ（Ｃｕ１）は、機体のバランスや進行方向を判断可能となっている。

第２撮像装置（カメラ）ＫＭ２は、撮像画像を無人飛行体Ｕの自律飛行ＥＣＵ（Ｃｕ１）に出力し、自律飛行ＥＣＵ（Ｃｕ１）は、取得した撮像画像を、第２通信部ＣＤ２を介して情報端末Ｂに送信して表示させることが可能となっている。

バッテリ残量検出部ＢＳは、無人飛行体Ｕのバッテリ残量を検出する装置であり、バッテリの残量に関する情報を自律飛行ＥＣＵ（Ｃｕ１）に出力する。また、受電装置ＢＣ２は、受電状態か否か等の情報を自律飛行ＥＣＵ（Ｃｕ１）に出力する。

第２圃場データ記憶部ｃ１１は、圃場データＤ_Ｈを記憶可能とするものであり、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）やフラッシュメモリ等の記憶装置を含んで構成され、農作業の開始前に、予め圃場データＤ_Ｈが記憶されている。なお、第２圃場データ記憶部ｃ１２に記憶される圃場データＤ_Ｈは、作業車両Ａの圃場データ記憶部ｃ１２から取得する構成としても、無人飛行体Ｕが観測により作成する構成としてもよく、その他の外部サーバ等からネットワークＮＷを介して取得する構成としてもよい。

第２圃場予定走行経路データ記憶部ｃｕ１２は、予定走行経路データＤ_Ｙを記憶可能とするものであり、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）やフラッシュメモリ等の記憶装置を含んで構成され、農作業の開始前に、予め予定走行経路データＤ_Ｙが記憶されている。なお、第２圃場予定走行経路データ記憶部ｃｕ１２に記憶される予定走行経路データＤ_Ｙは、作業車両Ａの予定走行経路データ記憶部ｃｕ１２や情報端末Ｂから取得する構成としても、その他の外部サーバ等からネットワークＮＷを介して取得する構成としてもよい。

飛行位置決定部ｃｕ１３は、農作業時における作業車両Ａに対する無人飛行体Ｕの飛行する相対位置を決定し、無人飛行体Ｕが決められた相対位置を維持して飛行するようにするよう自律飛行制御部ｃｕ１６に制御命令を送信する。この農作業時における作業車両Ａに対する無人飛行体Ｕの飛行する相対位置は、情報端末Ｂの操作により指定されて、適宜変更が可能となっている。農作業時に、無人飛行体Ｕが飛行する相対位置として、例えば、図３に示されるように、トラクタ１の前方位置Ｐ１、右側方位置Ｐ２、左側方位置Ｐ３、後方位置Ｐ４、上方位置Ｐ５のいずれか、あるいは作業車両Ａの周囲（前方位置Ｐ１〜右側方位置Ｐ２〜左側方位置Ｐ３〜後方位置Ｐ４）を周回して飛行するように相対位置を指定することができる。

充電動作決定部ｃｕ１４は、バッテリの電力が所定の閾値を下回ると、無人飛行体Ｕを作業車両Ａのキャビンａ１５の上面に配設された充電装置ＢＣまで飛行させて着陸させるよう自律飛行制御部ｃｕ１６に制御命令を送信する。このとき、無人飛行体Ｕは、作自律飛行制御部ｃｕ１６の制御により、作業車両Ａの障害物検知センサＣＳ１に検知されないよう、第２測位レーダ装置ＬＤ２によって作業車両Ａとの位置関係を把握しながら、作業車両Ａの障害物検知可能領域Ａｒを回避して、充電装置ＢＣ上（充電ポート）まで飛行するよう構成されている。

障害物除去動作決定部ｃｕ１５は、第２障害物処理部ｃｕ２３から障害物が検知された旨を伝達する通知とともに、障害物情報Ｄ_ＵＯを取得し、生体判定部ｃｕ２４から検知された障害物の判定結果を取得し、障害物への対応動作を決定する。具体的には、障害物が人以外の動物の場合、障害物を除去する障害物除去動作を行うよう障害物除去装置ＯＭ及び自律飛行制御部ｃｕ１６に制御命令を送信する。ここで、障害物除去動作とは、無人飛行体Ｕの自律飛行時において、障害物除去動作決定部ｃｕ１５の制御命令によって、障害物の位置まで無人飛行体Ｕを飛行させ、障害物の位置の近傍で後述する障害物除装置ＯＭのブロワｏｍ１を起動して、障害物の除去を行うことをいう。なお、障害物除去動作において障害物が除去できなかった場合、または、障害物が動物でない場合、情報端末Ｂにその旨を伝達する通知を行い、情報端末Ｂから指示情報を取得する。

自律飛行制御部ｃｕ１６は、動力モータｕ５に制御命令を送信してプロペラｕ４の回転を制御し、無人飛行体Ｕの自律飛行を可能とする。この自律飛行において、自律飛行制御部ｃｕ１６は、第２圃場データ記憶部ｃ１２から圃場データＤ_Ｈを取得し、第２位置情報記憶部ｃｕ２４から、現在位置情報Ｄ_ＵＰを及び相対位置情報Ｄ_ＵＡを取得することで、圃場における無人飛行体Ｕの現在位置を把握しながら、同時に、作業車両Ａとの相対位置を把握する。これにより、自律飛行制御部ｃｕ１６は、農作業時は、無人飛行体Ｕが、飛行位置決定部ｃｕ１３によって決定された相対位置を保ちながら、作業車両Ａに随伴飛行するよう制御し、障害物の除去作業時は、障害物に向かって飛行するよう動力モータｕ５を制御する。

第２通信部ＣＤ２は、作業車両Ａ及び情報端末Ｂとそれぞれ無線通信により情報の送受が可能な通信ユニットであり、例えば、無線ＬＡＮを用いた通信機能を備えて電気通信回線２に接続可能に構成されている。

このように構成された無人飛行体制御装置Ｃｕは、作業車両Ａによる農作業時において、第２測位レーダ装置ＬＤ２によって作業車両Ａの相対位置を把握し、無人飛行体Ｕを、作業車両Ａと所定の相対距離を保ちながら随伴するようにして作業車両Ａの上空を自律飛行するよう制御する。自律飛行中、第２障害物検知センサＣＳ２により、作業車両Ａの周囲に存在する障害物を検知し、障害物が検知されると、障害物が人か否か判断し、人以外の動物であると判断したときに障害物除装置ＯＭによって障害物除去動作を行うよう無人飛行体Ｕを制御する。

＜１−６．無人飛行体の障害物除去装置＞
図６（ａ）及び図６（ｂ）は、図１の無人飛行体の障害物除去装置の構成例を説明するための図である。無人飛行体Ｕは、障害物除装置ＯＭを備えており、障害物除去装置ＯＭは、障害物除去動作決定部ｃｕ１４によって、駆動制御可能に構成されたブロワｏｍ１と、当該ブロワの噴出口に接続されたインフレータブルバルーンｏｍ２を備えている。なお、インフレータブルバルーンｏｍ２の生地は、例えば、ナイロンタフタ、ターポリン等を用いることができる。

このように構成された障害物除去装置ＯＭは、障害物除去動作において、ブロワｏｍ１のファンｏｍ３が回転駆動して、インフレータブルバルーンｏｍ２に空気を注入して膨張させる仕組みとなっている。インフレータブルバルーンｏｍ２の内部には、巻回状態が記憶された長尺の薄板状の金属弾性体ｏｍ４が配設されており、インフレータブルバルーンｏｍ２に空気が注入されない状態においては、図６（ａ）に示されるように、金属弾性体ｏｍ４とともに巻回状態で筐体ｕ６内に収納されている。一方、ファンｏｍ３の回転駆動中は、図６（ｂ）に示されるように、インフレータブルバルーンｏｍ２の膨張とともに、金属弾性体ｏｍ４が伸長する。これにより、無人飛行体Ｕは、障害物除去動作時において、インフレータブルバルーンｏｍ２を膨張させた状態で障害物に押し当てることで、障害物の除去が可能となっている。

そして、インフレータブルバルーンｏｍ２が膨張した状態から、ファンｏｍ３を停止すると、インフレータブルバルーンｏｍ２から空気が抜けて収縮するとともに、金属弾性体ｏｍ４の付勢力により、インフレータブルバルーンｏｍ２が巻回状態となって、筐体ｕ６内に収納される。これにより、障害物除去動作時以外は、インフレータブルバルーンｏｍ２を筐体ｕ６に収納してコンパクト化することが可能となっている。このような構成された障害物除去装置ＯＭによれば、障害物が人以外の動物である場合に、空気の供給により膨張自在な膨張体であるインフレータブルバルーンｏｍ２によって動物を傷つけることなく退かせることが可能であり、膨張体が巻回自在に構成されていることにより、非使用時はコンパクトに収納することができる。

なお、障害物除去動作によって障害物の除去が成功したか否かは、例えば、インフレータブルバルーンｏｍ２に図示しない接触センサ等を配設することにより判断することができる。

＜１−７．情報端末の構成＞
情報端末Ｂは、作業車両Ａや無人飛行体Ｕによって取得した各種情報を作業者に提示する機能と、作業車両Ａ及び無人飛行体Ｕを操作する機能を有する遠隔操作装置である。情報端末Ｂは、専用のコンピュータであっても良いし、例えば、汎用的なパーソナルコンピュータや、所謂スマートフォン又はタブレット端末等の高機能携帯端末であっても良い。

情報端末Ｂは、図１に示されるように、情報端末制御部ｂ１、第３通信部ｂ２、モニタｂ３、操作部ｂ４を有する。第３通信部ｂ２、モニタｂ３、及び操作部ｂ４は、それぞれ情報端末制御部ｂ１に電気的に接続されている。

情報端末制御部ｂ１は、例えば図示しないＣＰＵや、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び書き換え可能なフラッシュメモリ等の記憶領域を有するマイクロコンピュータを主体に構成されている。情報端末制御部ｂ１の図示しない記憶領域は、情報端末Ｂを自律走行システム１に適用させるためのプログラムを記憶している。

第３通信部ｂ２は、作業車両Ａ及び無人飛行体Ｕとそれぞれ無線通信により情報の送受が可能な通信ユニットであり、例えば、無線ＬＡＮを用いた通信機能を備えてネットワークＮＷに接続可能に構成されている。

モニタｂ３は、例えば一般的な液晶モニタ等であって、ネットワークＮＷを介して無人飛行体Ｕから取得した生体情報や、無人飛行体ＵのカメラＫＭで撮影された画像又は映像を表示する機能を有している。

操作部ｂ４は、作業車両Ａや無人飛行体Ｕ作業者の操作を受け付ける機能を有し、操作部ｂ４によって受け付けた操作は、指示情報として、第３通信部ｂ２によって作業車両Ａ及び無人飛行体Ｕに送信される。

＜１−８．作業車両Ａの障害物検知時の処理＞
図７は、障害物検知時の制御装置Ｃの処理を示すフローチャートである。
障害物処理部ｃ２３は、障害物検知センサＣＳ１から検出情報を取得し、障害物検知可能領域Ａｒ内に障害物があると判断すると、障害物検知センサＣＳ１の検知情報から障害物の位置を示す障害物位置情報Ｄ_ＡＯを作成する（ステップＳ１０１でＹｅｓ）。

次に、障害物処理部ｃ２３は、障害物位置情報Ｄ_ＡＯを回避動作決定部ｃ１５に送信する。回避動作決定部ｃ１５は、取得した障害物位置情報Ｄ_ＡＯから、作業車両Ａと障害物との距離を判断し、作業車両Ａと障害物との距離が所定値より小さいとき、すなわち、作業車両Ａと障害物との距離が極めて近いと判断される場合に（ステップＳ１０２でＮｏ）、障害物との衝突を回避するため、回避動作を行うよう自律走行制御部ｃ１６に制御命令を送信する（ステップＳ１０５）。

一方、回避動作決定部ｃ１５は、取得した障害物位置情報Ｄ_ＡＯから、作業車両Ａと障害物との距離が所定値以上のとき（ステップＳ１０２でＹｅｓ）、作業者から、障害物を回避するか否かの指示を受けるため、通信部ＣＤからネットワークＮＷを介して、情報端末Ｂに障害物が検知された旨を通知する。通知を受けた作業端末Ｂは、操作部ｂ４から作業者の操作を受け付けて、障害物を回避する回避動作を行うか否かの指示情報を取得し、これを制御装置Ｃに送信する（ステップＳ１０３）。

制御装置Ｃの回避動作決定部ｃ１５は、作業端末Ｂから指示情報を取得し、障害物を回避する旨の指示を受けた場合（ステップＳ１０５でＹｅｓ）、自律走行制御部ｃ１６に回避動作を行う旨の制御命令を送信する。障害物を回避しない旨の指示を受けた場合、または、所定時間内に指示情報が得られなかった場合は、ステップＳ１０１に戻る。

自律走行制御部ｃ１６は、回避動作決定部ｃ１５から回避動作を行う旨の制御命令を取得すると、制御対象Ｓを制御し、障害物の回避動作を行う。この回避動作は、例えば、走行の停止や、障害物を避けるように進行方向に対して左方または右方に迂回してから予定走行経路Ｙ上に復帰して走行する等の動作を作業者が予め設定することができる。

制御装置Ｃは、障害物が検知されなかった場合（ステップＳ１０１でＮｏ）、または、回避動作が完了した場合（ステップＳ１０５）、農作業が終了か否かを判断し、農作業が終了の場合は、処理を終了し（ステップＳ１０６でＹｅｓ）、農作業が終了でない場合は、ステップＳ１０１に戻る。

＜１−９．無人飛行体の障害物検知時の処理＞
図８は、障害物検知時の無人飛行体制御装置Ｃｕの処理を示すフローチャートである。
第２障害物処理部ｃｕ２３は、第２障害物検知センサＣＳ２から検出情報を取得し、障害物検知可能領域Ａｒ_２内に障害物があると判断すると、障害物に関する障害物情報Ｄ_ＵＯを作成し、障害物が検知された旨を伝達する通知とともに、障害物情報Ｄ_ＵＯを自律飛行ＥＣＵ（Ｃｕ１）及び生体判定部ｃｕ２４に送信する（ステップＳ２０１でＹｅｓ）。

障害物除去動作決定部ｃｕ１５は、第２障害物処理部ｃｕ２３から障害物が検知された旨を伝達する通知とともに、障害物情報Ｄ_ＵＯを取得し、生体判定部ｃｕ２４から検知された障害物の判定結果を取得すると、障害物が動物でない場合（ステップＳ２０２でＮｏ）、作業者から、障害物を回避するか否かの指示を受けるため、第２通信部ＣＤ２からネットワークＮＷを介して、作業端末Ｂに障害物が検知された旨を通知するとともに、第２撮像装置ＫＭ２によって取得された撮像画像を送信する。通知を受けた情報端末Ｂは、撮像画像をモニタｂ３に表示し、操作部ｂ４から作業者の操作を受け付けて、障害物除去動作を行うか否かの指示情報を取得し、これを無人飛行体制御装置Ｃｕに送信する（ステップＳ２０６）。

障害物除去動作決定部ｃｕ１５は、障害物が動物である場合であって（ステップＳ２０２でＹｅｓ）、生体判定部ｃｕ２４の判定結果が人以外である場合（ステップＳ２０３でＹｅｓ）、障害物の除去動作を行うよう障害物除装置ＯＭ及び自律飛行制御部ｃｕ１６に制御命令を送信する。これにより、無人飛行体Ｕは、自律飛行制御部ｃｕ１６の制御によって障害物の位置まで飛行し、障害物除装置ＯＭの制御によって障害物除去動作を行う（ステップＳ２０４）

第２障害物検知センサＣＳ２の検知情報から、障害物に関する障害物情報Ｄ_ＵＯを作成する。障害物情報Ｄ_ＵＯには、無人飛行体Ｕに対する障害物の相対位置情報、障害物のサイズ情報、障害物の生体情報、第２障害物検知センサＣＳ２が検知した時刻情報が含まれる。作成された障害物情報Ｄ_ＵＯは、第２位置情報記憶部ｃｕ２５に記憶される。また、第２障害物処理部ｃｕ２３は、障害物があると判断すると、障害物が検知された旨を伝達する通知とともに、障害物情報Ｄ_ＵＯを自律飛行ＥＣＵ（Ｃｕ１）及び生体判定部ｃｕ２４に送信する。

障害物除去動作決定部ｃｕ１５は、第２障害物処理部ｃｕ２３から障害物が検知された旨を伝達する通知とともに、障害物情報Ｄ_ＵＯを取得し、生体判定部ｃｕ２４から検知された障害物の判定結果を取得し、障害物除去動作を行うか否かを決定する。具体的には、障害物が人以外の動物の場合、障害物を除去する障害物除去動作を行うよう障害物除去装置ＯＭ及び自律飛行制御部ｃｕ１６に制御命令を送信する。

障害物除去動作において所定時間内に障害物が除去できなかった場合（ステップＳ２０５でＹｅｓ）、または、障害物が動物でない場合（ステップＳ２０２でＮｏ）、障害物除去動作決定部ｃｕ１５は、圃場データＤ_Ｈ、予定走行経路データＤ_Ｙ、障害物情報Ｄ_ＵＯを参照し、障害物が予定走行経路Ｙ上にあるか否か判断する。障害物が予定走行経路Ｙ上にあると判断した場合（ステップＳ２０６でＹｅｓ）、情報端末Ｂにその旨を伝達する通知とともに撮像画像等の必要な情報を送信し、情報端末Ｂから指示情報を取得する（ステップＳ２０７）。

無人飛行体制御装置Ｃｕは、情報端末Ｂから指示情報を取得し、情報端末Ｂから、障害物除去動作を行う旨の指示を受けた場合（ステップＳ２０８でＹｅｓ）、障害物除去動作を行うよう、障害物除去動作決定部ｃｕ１５が制御命令を送信し、障害物除装置ＯＭ及び自律飛行制御部ｃｕ１６によって、障害物除去動作を行う（ステップＳ２０９）。

無人飛行体制御装置Ｃｕは、情報端末Ｂから指示情報を取得し、情報端末Ｂから、障害物除去動作を行わない旨の指示を受けた場合、または、所定時間内に情報端末Ｂから指示情報を取得できなかった場合（ステップＳ２０８でＮｏ）、農作業が終了か否かを判断し、農作業が終了の場合は、処理を終了し（ステップＳ２１０でＹｅｓ）、農作業が終了でない場合は、ステップＳ２０１に戻る。このように、障害物から取得される生体情報を利用することで、障害物が鳥などの動物か否かを良好に判断でき、自律走行時に作業車両の周囲を往来する鳥などの動物を作業車両の周囲から退かせることができるため、作業効率の低下を防止できる。また、作業者は、情報端末Ｂによって、障害物が動物であるか否かを視覚的に確認でき、情報端末Ｂを操作して障害物除去手段によって障害物を除去させる制御を行うか否かを指示可能としたことで、誤検知による作業車両Ａの回避動作を防止して、さらに効率よく作業を行うことができる。

＜１−１０．障害物の位置の特定方法＞
図９は、本発明の第１の実施形態に係る自律走行システムの情報の流れを示す模式図である。図９に示されるように、作業車両Ａの撮像装置ＫＭ及び無人飛行体Ｕの第２撮像装置ＫＭ２で取得された撮像画像は、ネットワークＮＷを介して、リアルタイムで情報端末Ｂに送信され、情報端末Ｂのモニタｂ３に表示可能となっており、これにより、作業者が障害物を視覚的に確認可能となっている。自律走行システム１は、障害物を作業車両Ａが検知した場合、現在位置情報Ｄ_ＡＰ、障害物位置情報Ｄ_ＡＯ、圃場データＤ_Ｈを利用することより、作業車両Ａ及び情報端末Ｂが、圃場における作業車両及び障害物の位置を特定することを可能としている。また、情報端末Ｂは、これらの情報を取得することにより、圃場における障害物の位置をモニタｂ３に表示して、作業者に認識させることが可能となっている。

障害物を無人飛行体Ｕが検知した場合、自律走行システム１は、障害物情報Ｄ_ＵＯ、相対位置情報Ｄ_ＡＵ、現在位置情報Ｄ_ＡＰ、圃場データＤ_Ｈを利用することより、作業車両Ａ及び情報端末Ｂが、圃場における作業車両Ａ及び障害物の位置を特定することを可能としている。すなわち、障害物情報Ｄ_ＵＯによって障害物と無人飛行体Ｕの相対位置を把握し、相対位置情報Ｄ_ＡＵによって、無人飛行体Ｕと作業車両Ａとの相対位置を把握し、さらに、圃場データＤ_Ｈ及び現在位置情報Ｄ_ＡＰを利用することにより、圃場における作業車両Ａと障害物の位置を把握する。なお、作業車両Ａに対する無人飛行体Ｕの位置を示す相対位置情報Ｄ_ＡＵは、無人飛行体Ｕに対する作業車両Ａの位置を示す相対位置情報Ｄ_ＵＡを用いることも可能である。情報端末Ｂは、これらの情報を取得することにより、圃場における障害物の位置をモニタｂ３に表示して、作業者に認識させることが可能となっている。

（第２実施形態）
＜２−１．全体構成＞
図１０は、本発明の第２の実施形態に係る自律走行システム１´の全体的な構成を示す説明図である。第１の実施形態においては、一つの無人飛行体Ｕを用いる例を示したが、図１０に示されるように、複数の無人飛行体Ｕ（Ｕ_１、Ｕ_２、Ｕ_３、・・・Ｕ_Ｎ）によって構成することもできる。

＜２−２．第２の実施形態に係る充電動作＞
本発明の第２の実施形態に係るキャビンａ１５の上部の充電装置ＢＣ（充電ポート）は、複数の無人飛行体Ｕを充電可能に構成されており、第２の実施形態に係る充電動作決定部ｃｕ１４は、特定の無人飛行体Ｕが充電中の間、他の無人飛行体Ｕを稼働させ、無人飛行体Ｕのバッテリの残量に応じて稼働させる無人飛行体Ｕを切り替えることで、連続的に農作業を継続することができるよう構成されている。これにより、１台で稼働させる場合と比較し、バッテリ容量を抑えることができ、コストダウンや軽量化が図られる。

＜２−３．第２の実施形態に係る障害物検知方法＞
また、第２の実施形態に係る自律走行システム１´は、複数の無人飛行体Ｕに圃場データＤ_Ｈをそれぞれ記憶させ、複数の無人飛行体Ｕを同時に稼働させて、圃場全体の障害物を検知することにより、圃場全体の障害物の検知を迅速に行うことができるよう構成されている。さらに、検知された障害物に対しては、情報端末Ｂの操作により、任意の無人飛行体Ｕを選択して障害物除去動作を行うよう、指示情報を無人飛行体Ｕに送信することが可能となっている。また、複数の無人飛行体Ｕによって圃場全体の障害物を検知する際、充電済みの無人飛行体Ｕを１機、キャビンａ１５の上部の充電装置ＢＣ（充電ポート）上に待機させておくよう構成することで、圃場全体の障害物の検知の用いた複数の無人飛行体Ｕがバッテリを消耗しても、充電済みの無人飛行体Ｕを利用して速やかに農作業を開始することが可能である。

１ 自律走行システム
Ａ 作業車両
ａ１ 走行車体
ａ１１ ボンネット
ａ１２ ミッションケース
ａ１３ 前輪
ａ１４ 後輪
ａ１５ キャビン
Ｃ１ 自律走行ＥＣＵ
Ｃ２ 位置情報処理ＥＣＵ
Ｃ３ エンジンＥＣＵ
Ｃ４ トランスミッションＥＣＵ
Ｃ５ ブレーキＥＣＵ
Ｃ６ 作業機ＥＣＵ
ＣＤ 通信部
Ｓ 制御対象
ｃ１１ 圃場データ作成部
ｃ１２ 圃場データ記憶部
ｃ１３ 予定走行経路データ作成部
ｃ１４ 予定走行経路データ記憶部
ｃ１５ 回避動作決定部
ｃ１６ 自律走行制御部
ｃ２１ 現在位置処理部
ｃ２２ 相対位置処理部
ｃ２３ 障害物処理部
ｃ２４ 位置情報記憶部
ＡＣ 操舵アクチュエータ
ＡＮ 測位アンテナ
ＬＤ 測位レーダ装置
ＣＳ１ 障害物検知センサ
ＫＭ 撮像装置（カメラ）
ＪＩ ジャイロセンサ
ＨＩ 方位センサ
ＢＣ 充電装置
ＮＳ 燃料残量センサ
ＥＮ エンジン
ＷＭ 作業機
ＴＲ 変速装置
ＢＲ ブレーキ
ＳＴ ステアリングハンドル
ＮＷ ネットワーク
ＢＡ 通信バス
Ｂ 情報端末
ｂ１ 情報端末制御部
ｂ２ 第３通信部
ｂ３ モニタ
ｂ４ 操作部
Ｕ 無人飛行体
ｕ１ 台座部
ｕ２ アーム
ｕ３ 脚部
ｕ４ プロペラ
ｕ５ 動力モータ
ｕ６ 筐体
Ｃｕ１ 自律飛行ＥＣＵ
Ｃｕ２ 第２位置情報処理ＥＣＵ
ＣＤ２ 第２通信部
Ｓ 制御対象
ｃｕ１１ 第２圃場データ記憶部
ｃｕ１２ 第２予定走行経路データ記憶部
ｃｕ１３ 飛行位置決定部
ｃｕ１４ 充電動作決定部
ｃｕ１５ 障害物除去動作決定部
ｃｕ１６ 自律飛行制御部
ｃｕ２１ 第２現在位置処理部
ｃｕ２２ 第２相対位置処理部
ｃｕ２３ 第２障害物処理部
ｃｕ２４ 生体判定部
ｃｕ２５ 第２位置情報記憶部
ＡＮ２ 第２測位アンテナ
ＬＤ２ 第２測位レーダ装置
ＣＳ２ 第２障害物検知センサ
ＢＡ２ 第２通信バス
ＫＭ 第２撮像装置（カメラ）
ＫＣ 慣性センサ
ＯＭ 障害物除去装置
ｏｍ１ ブロワ
ｏｍ２ インフレータブルバルーン
ｏｍ３ ファン
ｏｍ４ 金属弾性体

Claims (3)

1. 測位衛星システムを利用して圃場を自律走行可能に構成された作業車両と、
   前記作業車両に随伴して飛行する無人飛行体とを備え、
   前記無人飛行体は、障害物検知手段と、障害物を除去する障害物除去手段とを備え、
   前記障害物検知手段は、障害物の生体情報を取得可能に構成され、
   前記生体情報から障害物が人以外の動物であるか否かを判断し、障害物が人以外の動物であると判断した場合に、前記無人飛行体を、障害物の位置まで飛行させ、障害物除去手段によって障害物を除去させる制御を行うことを特徴とする自律走行システム。
2. 前記障害物除去手段は、巻回自在かつ空気の供給により膨張自在な膨張体を備えることを特徴とする請求項１に記載の自律走行システム。
3. さらに前記作業車両及び／または前記無人飛行体に設けられた撮像装置から撮像画像を取得し、これを表示する情報端末を備え、
   前記障害物検知手段によって障害物が検知されると、前記障害物除去手段によって障害物を除去させる制御を行うか否かを、前記情報端末の操作によって指示可能としたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の自律走行システム。

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