JP2021087359A - 作業車両 - Google Patents

Abstract

【課題】前記操舵装置を制御する自動操舵制御と、前記走行機体が畦側に衝突することを回避する衝突回避制御とが実行可能に構成された作業車両において、専用のセンサ等を設置したり、対象の圃場面の外周形状を示すデータを事前に読込んだりすることなく、圃場面の外周形状を取得できる作業車両を提供することを課題としている。【解決手段】走行機体の位置情報を取得する受信ユニットと、操舵装置と、前記走行機体と障害物の間の距離を検出する距離センサと、内周経路を演算する内周経路設定制御と、走行機体が目標ライン上を走行するように前記操舵装置を制御する自動操舵制御とが実行可能に構成された制御部とを備え、前記制御部は、前記自動操舵制御を実行中に前記走行機体が枕地側に到達した際に、前記受信ユニットと前記距離センサにより圃場端側の畦の位置情報を取得・記憶し、複数の畦の位置情報に基づいて圃場の外周形状を演算可能に構成された。【選択図】図８

Description

本発明は、走行機体を予め演算した作業経路に沿って走行するように自動操舵可能な自動操舵制御が実行可能に構成された作業車両に関する。

走行機体と、測位衛星から前記走行機体の位置情報を取得する受信ユニットと、前記走行機体の操向操作を行う操舵装置と、前記走行機体の少なくとも前方側にある障害物の距離を検出する距離センサと、前記受信ユニットにより検出された前記走行機体の位置情報に基づいて、前記走行機体が直進走行するように前記操舵装置を制御する自動操舵制御が実行可能に構成された制御部と、前記自動操舵制御による自動操舵状態のＯＮ・ＯＦＦを操作する切換操作具とを備え、前記制御部は、前記距離センサによって前記走行機体と畦との距離が所定内となったことが検出された場合には、走行機体の車速を所定速度内まで減速するように構成した特許文献１に記載の作業車両が従来公知である。

上記文献によれば、走行機体が畦側に衝突することを回避できるとともに、畦に近いところまで作業走行する場合にも前記走行機体の直進性を確保できるものであるが、圃場内での作業走行を行う走行経路を演算・補正するために、圃場の形状や植付条列の状態を撮影するカメラを設けたり、事前に用意した圃場の外形データを読込んだりする必要があるという課題があった。

特開２０１９−０８８２５９号公報

本発明は、前記内周経路設定制御によって設定された作業経路上を作業走行するように前記操舵装置を制御する自動操舵制御と、前記走行機体が枕地旋回する際に走行機体が畦側に衝突することを回避する衝突回避制御とが実行可能に構成された作業車両において、専用のセンサ等を設置したり、対象の圃場面の外周形状を示すデータを事前に読込んだりすることなく、圃場面の外周形状を取得することができる作業車両を提供することを課題としている。

上記課題を解決するため、本発明は、走行機体と、測位衛星から前記走行機体の位置情報を取得する受信ユニットと、前記走行機体の操向操作を行う操舵装置と、前記走行機体の少なくとも前方側にある障害物の距離を検出する距離センサと、作業走行を行う圃場の内周側に所定の基準線を設定することによって、該基準線と並列方向に設定される複数の仮想線によって圃場の内周面側に設定される内周経路を演算する内周経路設定制御と、前記受信ユニットにより検出された前記走行機体の位置情報に基づいて、前記走行機体が予め設定された複数の仮想線の中から最も距離が近い仮想線である目標ラインを検出し、該走行機体が目標ライン上を走行するように前記操舵装置を制御する自動操舵制御とが実行可能に構成された制御部と、前記自動操舵制御による自動操舵状態のＯＮ・ＯＦＦを操作する切換操作具とを備え、前記制御部は、前記自動操舵制御を実行中に前記距離センサによって前記走行機体と障害物との間の距離が所定距離以下となったことが検出された場合には、該走行機体が障害物に衝突することを回避するように制御する衝突回避制御が実行可能に構成され、前記制御部は、前記自動操舵制御を実行中に前記走行機体が目標ライン上から隣接する仮想線に向けて枕地旋回する枕地側に到達した際に、前記受信ユニットと前記距離センサにより取得された圃場端側の畦の位置情報を記憶し、記憶された複数の畦の位置情報に基づいて、圃場の外周形状を演算できるように構成されたことを特徴としている。

第２に、前記制御部は、前記内周経路と圃場の外周形状との間に、複数の外周仮想線からなる外周経路を演算する外周経路設定制御が実行可能に構成されたことを特徴としている。

第３に、前記走行機体が内周経路上を作業走行する内周モードと、前記走行機体が外周経路上を作業走行する外周モードとを切換えるモード切換操作具を設けたことを特徴としている。

第４に、前記受信ユニットは、前記走行機体の向きを取得可能に構成され、前記自動操舵制御は、前記内周経路と外周経路を構成する全ての仮想線の中から、前記走行機体の向きに沿った仮想線であって且つ、該走行機体から最も距離が近い仮想線を前記目標ラインとして検出し、目標ラインとして検出された仮想線が内周経路を構成する仮想線である場合には、内周経路を作業走行する内周モードに切換えられ、目標ラインとして検出された仮想線が外周経路を構成する仮想線である場合には、外周経路を作業走行する外周モードに切換えられるように構成されたことを特徴としている。

前記制御部は、前記距離センサによって前記走行機体が圃場端の畦との衝突を回避する前記衝突回避制御を実行可能になるとともに、前記受信装置と前記距離センサによって圃場端の畦の位置情報を複数箇所で検出・記憶することによって、専用のセンサ、カメラを設けたり、予め圃場の外周形状のデータを読込んだりすることなく、圃場の外周形状を示すデータを演算することができる。このため、低コストな構成で作業走行を行う圃場面の外周形状のデータを効率的且つ精度良く取得することができる。

また、前記制御部は、前記内周経路と圃場の外周形状との間に、複数の外周仮想線からなる外周経路を演算する外周経路設定制御が実行可能に構成されたものによれば、前記自動操舵制御によって内周経路を作業走行することによって、前記外周経路を演算・設定することができるため、自動操舵制御による圃場面全体の作業走行をスムーズ且つ正確に行うことができる。

また、前記走行機体が内周経路上を作業走行する内周モードと、前記走行機体が外周経路上を作業走行する外周モードとを切換えるモード切換操作具を設けたものによれば、前記自動操舵制御の実行時に、前記内周経路上を作業走行する状態から、前記外周経路上を作業走行する状態への切換操作をスムーズ且つ容易に行うことができる。

なお、前記受信ユニットは、前記走行機体の向きを取得可能に構成され、前記自動操舵制御は、前記内周経路と外周経路を構成する全ての仮想線の中から、前記走行機体の向きに沿った仮想線であって且つ、該走行機体から最も距離が近い仮想線を前記目標ラインとして検出し、目標ラインとして検出された仮想線が内周経路を構成する仮想線である場合には、内周経路を作業走行する内周モードに切換えられ、目標ラインとして検出された仮想線が外周経路を構成する仮想線である場合には、外周経路を作業走行する外周モードに切換えられるように構成されたものによれば、前記走行機体を内周経路側から外周経路上に操作することによって、内周経路上を作業走行する内周モードから外周経路上を作業走行する外周モードに自動的に切換えられるため、利便性がより向上する。

本発明を適用した乗用田植機の全体側面図である。 本発明を適用した乗用田植機の全体平面図である。 （Ａ）は、操舵ユニットの取付状態を示した要部斜視図であり、（Ｂ）は、操作パネルを示した正面図である。 （Ａ）乃至（Ｃ）は、タブレット端末の表示例を示したモデル図である。 制御部のブロック図である。 作業経路と作業走行を行う走行順を示したモデル図である。 内周経路の設定方法を示したモデル図である。 外周経路の設定方法を示したモデル図である。 別実施例の外周経路の設定方法を示したモデル図である。 ティーチング走行制御を示したフロー図である。 自動操舵制御を示したフロー図である。 衝突回避・仮想線生成制御Ａを示したフロー図である。 衝突回避・仮想線生成制御Ｂを示したフロー図である。 目標仮想線の切換制御を示したフロー図である。

図１及び図２は、本発明の作業車両を適用した乗用田植機の全体側面図及び全体平面図である。本乗用田植機は、前輪１，１及び後輪２，２を備えた走行機体３と、該走行機体３の後部に昇降リンク４を介して昇降自在に連結された植付作業機６と、該植付作業機６と後輪２との間に配置された整地作業機７と、圃場側にペースト状の肥料を散布する施肥装置８とを備えている。

前記走行機体３は、前側に配置されたボンネット９と、該ボンネット９の後方で各種操作具が配置された操縦部１１とを備えている。また、該走行機体３の前部側には、測位衛星から前記走行機体３の位置情報を取得（受信）するＧＮＳＳユニット（ＧＰＳユニット、受信ユニット）１２が設けられている（図１及び図２参照）。

前記操縦部１１には、オペレータが着座する座席１３と、該座席１３の前方に配置された操向操作具であるステアリングハンドル１４と、該ステアリングハンドル１４の左右一方（左）側に配置された主変速レバー１６と、該ステアリングハンドル１４の左右他方（右）側に配置された副変速レバー１７と、床面を形成するフロアステップ１８とが設けられている。

該ステアリングハンドル１４に連結されたステアリング軸側には、ステアリングハンドル１４の操作位置を検出する操作位置検出センサ（操舵角センサ）１９と、該ステアリングハンドル１４を自動的に操作可能な操舵ユニット（操舵装置）２１とが設けられている。詳しくは後述する。

上記主変速レバー１６は、前後揺動操作によって走行変速を操作できる他、該主変速レバー１６上端側の把持部内側には、前記植付作業機の昇降作動を操作するための上昇スイッチと、下降スイッチとが上下に配置されている。

上記副変速レバー１７は、前後揺動操作されることにより、圃場面等での作業走行に適した低速状態と、路上走行に適した高速状態とに切換えることができるように構成されており、各状態に応じて、前記主変速レバー１６によって変速操作可能な速度域が切換えられるように構成されている。

前記ＧＮＳＳユニット１２は、前記操縦部１１のボンネット９を左右方向に跨ぐように設けられた門型のフレーム部材２２と、該フレーム部材２２の上辺側に左右一対設けられた受信アンテナ（ＧＮＳＳアンテナ）である受信装置２３，２３と、後述するＲＴＫ基地局２４からの補正情報を取得する補正信号受信装置２６とを備えている。該受信装置２３は、コントロールエリアネットワーク（ＣＡＮ）等を介して後述する制御部５０に接続されており、該制御部５０に測位衛星システムから取得された前記走行機体３の位置情報、方位情報等を入力することができるように構成されている。

上記受信装置２３は、前記フレーム部材２２によって前記ボンネット９の上方側に配置されたことにより、衛星からの位置情報が取得し易くなる。また、該受信装置２３が左右方向のフレーム部材２２上に左右一対設けられたことにより、走行機体３の位置情報をより正確に取得することができる。

上記補正信号受信装置２６は、作業走行する圃場面からある程度離れた場所に設置されたＲＴＫ基地局２４（補正情報出力装置）から補正情報（具体的には、該ＲＴＫ基地局２４の座標データと、走行機体とＲＴＫ基地局２４との間の距離データ）を受信するように構成されている。これにより、前記受信装置２３によって取得された位置情報を、上記補正情報で補正することによって、前記走行機体３（ＧＮＳＳユニット１２）の位置情報の精度をセンチメートル単位まで向上させることができる。

また、該ＧＮＳＳユニット１２は、無線通信（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等）を介してタブレット端末等の情報端末２７が接続可能に構成されており、該情報端末２７にはナビゲーションソフトがインストールされている。ちなみに、該情報端末２７は、例えば操舵ユニット２１側に設けたＵＳＢソケット等を介して、前記ＧＮＳＳユニット１２側に有線接続されるように構成しても良い。

該構成により、前記制御部５０は、前記ＧＮＳＳユニット１２の受信装置２３から取得された走行機体３の位置情報に基づいて、前記走行機体３を予め演算・設定された圃場面上の作業経路に沿って走行させるように前記ステアリングハンドル１４の操作を制御する自動操舵制御と、該自動操舵制御の実行中に走行機体３が畦等の障害物に接触することを回避するための衝突回避制御とが実行可能に構成されている。また、該制御部５０は、詳しくは後述する内周経路と外周経路からなる作業経路を自動的に算出するティーチング走行制御（及び衝突回避制御）が実行可能に構成されている。詳しくは後述する。

ちなみに、前記情報端末２７によって、ティーチング走行制御によって作業走行が行われる圃場の範囲（走行エリア）や、圃場面内に設定された前記作業経路の他、走行機体３の現在位置や走行状況等を確認することができるように構成されている。詳しくは後述する。

前記植付作業機６は、左右方向に延設されて主フレームをなす横フレーム３１と、該横フレーム３１の真後側近傍から前方に向かって上方傾斜されて背面側に苗が載置される苗載台３２と、該苗載台３２の下端側からマット苗を掻き取って圃場に植付ける植付部３３と、上記苗載台３２の下方に配置されて圃場面に接地される前後方向のフロート３４とを備え、昇降シリンダ１０によって走行機体３の後部側に昇降作動可能に連結されている。

左右方向に複数並べた上記フロート３４のうち、中央に配置されたセンターフロート３４Ａは、圃場面からの土圧を感知する感知体として機能する。これにより、該センターフロート３４Ａが圃場面と接地した際に圃場から受ける土圧（圃場の状態）に応じて、前記植付作業機６の昇降位置（植付作業する植付高さ）を制御することができる。

次に、図１乃至７に基づき、前記操舵ユニット２１と、前記制御部５０によるティーチング走行制御（内周経路設定制御）と、自動操舵制御の制御内容について説明する。図３（Ａ）は、操舵ユニットの取付状態を示した要部斜視図であり、図３（Ｂ）は、操作パネルを示した正面図であり、図４（Ａ）乃至（Ｃ）は、タブレット端末の表示例を示したモデル図である。

前記操舵ユニット２１は、前記ステアリング軸に軸装される減速ギヤを介して該ステアリング軸を回転駆動させるギヤ機構（図示しない）と、該ギヤ機構側に噛合う出力ギヤを駆動させるアクチュエータであるステアリングモータ３６と、前記自動操舵制御の実行を操作する操作パネル３７と、報知ブザー３８や各種ランプ等の報知表示部３９等からなる報知手段と、前記制御部５０とを備え、前記ステアリング軸側に着脱可能に取付けられるように構成されている（図３参照）。

前記操作パネル３７は、左右方向のパネル状に形成されて前記ステアリングハンドル１４の真下側に配置されており、該操作パネル３７には、前記制御部５０による自動操舵制御の実行と停止を操作する自動操舵スイッチ４１と、前記ティーチング走行制御による始点（Ａ点）を設定する始点（Ａ点）登録スイッチ４２Ａと、終点（Ｂ点）を設定する終点（Ｂ点）登録スイッチ４２Ｂと、詳しくは後述する目標線切換スイッチ４３とが左右方向に並べて配置されている。また、各スイッチの上方側には各スイッチのＯＮ・ＯＦＦ状態を報知する報知ランプが設けられている。

上記自動操舵スイッチ４１は、図示する例では、前記操作パネル３７の左端側に配置されており、上下で自動操舵制御の実行（ＯＮ）状態と、自動操舵制御の停止（ＯＦＦ）状態とに切換えるスイッチが上下に設けられている。

また、各スイッチ４１，４２，４３の近傍（図示する例では右側）には、作業者に作業車両の各種状況を報知する報知ランプ（報知表示部）３９が設けられている。具体的には、作業走行中の走行機体３が予め設定された規制速度を超えていることを報知する速度超過ランプ３９Ａと、作業走行中に前記主変速レバー１６による増速操作が許容された状態であることを報知する増速許容ランプ３９Ｂと、前記走行機体３が自動操舵制御の実行中に後述する目標ライン上を走行している状態であることを報知する目標ライン走行ランプ３９Ｃと、走行機体３が畦等の障害物に所定以上接近したことを報知する衝突回避ランプ３９Ｄとが設けられている（図３（Ｂ）参照）。

このとき、作業者は、各報知ランプ３９により報知される情報を前記情報端末２７からも取得することができるように構成されている（図４（Ａ）乃至（Ｃ）参照）。具体的に説明すると、まず、前記内周経路上を作業走行中に所定条件下で車速が予め定めた規則速度を超えた場合には、前記速度超過ランプ３９Ａの点灯とともに、その旨を情報端末２７上に表示することができる（図４（Ａ）参照）。

また、前記走行機体３が前記目標ライン（作業経路）上に乗ったことにより走行機体３の車速の増速が許容された場合には、前記増速許容ランプ３９Ｂと目標ライン走行ランプ３９Ｃが点灯するとともに、その旨を情報端末２７上に表示することができる（図４（Ｂ）参照）。さらに、走行機体３が畦等の障害物と所定距離以上近づいたことが検出されて走行機体３が自動的に停止した（後述の衝突回避制御が実行された）場合には、前記衝突回避ランプ３９Ｄが点灯するとともに、その旨を情報端末２７上に表示することができる（図４（Ｃ）参照）。

次に、図５乃至１４に基づいて、前記制御部５０による自動操舵制御について説明する。図５は、制御部のブロック図である。前記制御部５０の出力側には、前記ステアリングモータ３６と、前記報知ブザー３８と、上述の各種報知ランプ等からなる前記報知表示部３９とが接続されている。

その一方で、前記制御部５０の入力側には、前記始点登録スイッチ４２Ａと、前記終点登録スイッチ４２Ｂと、前記自動操舵スイッチ４１と、前記目標線切換スイッチ４２と、前記主変速レバー１６と、前記副変速レバー１７と、前記ステアリングハンドル１４による操舵角を検出する前記操舵角センサ１９と、前記走行機体３の車速を検出する車速センサ４６と、前記走行機体３の走行距離をカウントする回転センサ４７と、前記走行機体３から畦等の障害物までの距離を検出する距離センサ４８とが接続されている。

また、該制御部５０の入力側には、前記ＧＮＳＳユニット１２が接続されており、該ＧＮＳＳユニット１２には、前記走行機体３の位置データと、方位データとを取得する前記受信装置２３，２３と、タブレット等の前記情報端末２７と、ＲＴＫ基地局２４からの補正情報を受信する前記補正信号受信装置２６とが接続されている。

次に、図６乃至９に基づき、前記ティーチング走行制御と前記自動操舵制御の制御内容について説明する。図６は、作業経路と作業走行を行う走行順を示したモデル図であり、図７は、内周経路の設定方法を示したモデル図であり、図８は、外周経路の設定方法を示したモデル図であり、図９は、別実施例の外周経路の設定方法を示したモデル図である。

前記制御部５０は、前記自動操舵制御によって前記ステアリングハンドル１４による操向操作を制御することにより、前記走行機体３を複数の仮想線によって構成される作業経路に沿って作業走行させることができるように構成されている。また、該作業経路は、圃場面の内側で折返し走行を繰返す内周経路と、該内周経路の外側を囲うように走行する外周経路（枕地経路）とから構成されおり、図示する例によれば、内周経路（１）→外周経路（２），（３）の順番で作業走行が行われる（図６参照）。

該自動操舵制御では、前記ＧＮＳＳユニット１２により検出された走行機体３の現在位置に基づいて、前記作業経路を構成する仮想線の中から走行機体３から最も距離が近い仮想線を検出し、検出された仮想線を目標ライン（目標線）として設定し、前記走行機体３が目標ライン上に沿って作業走行するように前記操舵ユニット（前記ステアリングモータ３６）を制御するように構成されている。

すなわち、該自動操舵制御は、例えば、枕地となる目標ライン（仮想線）の端部側まで作業走行し終わって、該走行機体３を枕地旋回することにより隣接する仮想線に移動する場合には、移動先の仮想線を新たな目標ラインと設定して作業走行を再開することができる。この作業を繰返すことにより、前記操舵ユニット２１によりステアリング操作を制御しながら圃場面上に張り巡らされた作業経路上を隈なく作業走行することができる（図６参照）。

ちなみに、該制御部５０は、前記作業経路を構成する複数の仮想線から前記目標ラインを設定する際には、前記走行機体３から最も距離が近い仮想線であって且つ、該仮想線の向きが前記走行機体３の向きと同じ方向の場合に、新たな前記目標ラインとして設定されるように構成されている。これにより、目標ラインが他の仮想線に切換った際に、前記操舵ユニット２１により前記走行機体３が急旋回される事態を防止することができる。

また、前記制御部５０は、前記目標線切換スイッチ４３により内側（内周モード、内周経路）が選択されている場合には、内周経路を構成する仮想線の中から走行機体３に最も近い仮想線（前記目標ライン）を検索し、前記目標線切換スイッチ４３により枕地側（外周モード、外周経路）が選択されている場合には、外周経路を構成する仮想線の中から走行機体３に最も近い仮想線（前記目標ライン）を検索するように構成されている。これにより、内周経路（１）から外周経路（２）への切換えをよりスムーズに行うことができる。

ちなみに、該目標線切換スイッチ４３によって、内周モードに切換えられている場合には、目標線切換ランプ４３Ａが消灯（又は点滅）し、前記目標線切換スイッチ４３によって、外周モードに切換えられている場合には、目標線切換ランプ４３Ａが点灯するように構成されている（図３（Ｂ）参照）。このとき、自動操舵制御が実行中の場合には、前記目標線切換スイッチ４３の外周枠が点灯するように構成しても良い。

また、該制御部５０は、前記自動操舵制御によってステアリング操作が制御されている最中に、前記距離センサ４８によって前記走行機体３が畦等の障害物と予め定めた所定距離（リミッター距離Ｋｌ）より近づいたことが検出された場合には、走行機体３を停止させることによって障害物と衝突することを回避する衝突回避制御が実行可能に構成されている。

なお、前記制御部５０は、前記内周経路を、後述するティーチング走行制御（内周経路設定制御）によって演算・設定することができるように構成されている。その一方で、前記制御部５０は、前記衝突回避制御を実行しながら内周経路上を作業走行させることによって、前記外周経路が自動的に演算・設定されるように構成されている（以下、衝突回避・仮想線生成制御Ａ，Ｂ）。以下、説明する。

前記ティーチング走行制御は、圃場面の内側に一本の基準線Ｌ０を設定することにより、該基準線Ｌ０の位置情報と、該基準線Ｌ０と交差する方向の圃場の幅や、圃場端から基準線Ｌ０の始点Ａまでの距離（枕地の幅）、走行機体３（植付作業機６）の左右幅等の情報に基づいて、該基準線Ｌ０に平行な内側仮想線Ｌ１，Ｌ２，・・・を所定間隔で複数並べて配置することにより構成される前記内周経路を自動的に演算・設定することができる（図７及び図８参照）。

具体的に説明すると、該基準線Ｌ０は、図７等に示されるように、まず、前記走行機体３を圃場の出入口から内周経路の開始地点となる始点Ａまで移動し、前記操作パネル３７の始点登録スイッチ４２Ａを押操作することによって、前記基準線Ｌ０の始点（Ａ点）を登録し、その後、圃場端に向けて直線状に作業（ティーチング）走行し、枕地側で旋回走行する前に前記終点登録スイッチ４２Ｂを押操作することによって、前記基準線Ｌ０の終点（Ｂ点）を登録する。これにより、前記制御部５０は、始点と終点とを結ぶことにより内周経路の端部を構成する前記基準線Ｌ０を特定（設定）することができる。

このとき、前記制御部５０は、前記走行機体３を圃場の出入口から前記基準線Ｌ０の始点Ａまで移動させる際に、前記作業機（植付作業機６）の駆動を停止した状態で、前記回転センサ４７により走行距離をカウントしながら圃場端に沿ってＬ字状に走行する準備走行（空歩き）を行うことによって、圃場の縦幅と横幅とを計測することができる（図７参照）。

また、前記制御部５０は、前記基準線Ｌ０を設定する際に、前記回転センサ４６や前記距離センサ４８を用いて、始点Ａから圃場端までの距離、言い換えると、枕地（外周経路）の幅を予め計測することができる（図７参照）。

前記衝突回避・仮想線生成制御Ａは、内周経路上を作業走行する前記走行機体３が枕地側で隣接する仮想線に向けて枕地旋回する際に、前記ＧＮＳＳユニット１２により走行機体３が隣接する仮想線に向けて枕地旋回を開始した旋回開始地点Ｐの座標データを取得するとともに、前記距離センサ４８により枕地旋回を開始した旋回開始地点Ｐから圃場端の畦までの距離Ｋを検出し、これらの情報に基づいて畦の座標データＰａを演算し、該座標データＰａを記憶装置に記憶するように構成されている。

該衝突回避・仮想線生成制御Ａは、この作業を内周経路の作業走行時に枕地旋回する度に実行して畦の位置を示す座標データＰａを蓄積し、記憶装置に蓄積された畦を示す座標データＰａ群に基づいて、圃場の外形を示す畦ラインを演算（生成）することができるように構成されている（図８参照）。前記制御部５０は、この畦ラインと内周経路の外形との間に、前記外周経路を構成する複数の仮想線（外周仮想線・枕地仮想線）を演算・設定することができるように構成されている（図８参照）。該外周仮想線は、前記内周経路を１周又は２周（図示する例では２周）回るように設定される。

ちなみに、衝突回避・仮想線生成制御Ａは、前記旋回開始地点Ｐの他に、枕地旋回を開始する直前の旋回直前地点Ｐ−１と、枕地旋回を開始した直後の旋回直後地点Ｐ＋１についても、同様に走行機体の座標データＰと、畦までの距離Ｋに基づいて、畦の座標Ｐａを演算するように構成されている（図８等参照）。これにより、畦ラインを演算するための畦の座標データＰａをより数多く蓄積できるため、畦ラインの精度をより向上させることができる。

該構成によれば、作業走行を行う圃場の外形データを予め取得したり、圃場の外形データを取得するために圃場の外周縁を一周走行したりすることなく、前記衝突回避制御を実行しながら前記内周経路を作業走行するついでに前記外周経路を効率的に演算・設定することができる。

次に、図９に基づいて、前記衝突回避・仮想線生成制御の別実施例について上述の例と異なる点を説明する。

図９に示される例では、前記距離センサ４８が前記走行機体３の前端と、該走行機体３（具体的には左右に張出した前記植付作業機６）の左右端側の計３か所に設けられている。このため、前記走行機体３は、圃場の外周縁側を走行した場合に、前記距離センサ４８によって走行機体３の側方側から畦までの距離Ｋを検出することができるように構成されている。

これにより、前記衝突回避・仮想線生成制御Ｂは、前記ティーチング走行制御の前に行う前記準備走行（空歩き）する際に、圃場端の畦の座標データＰａを演算することができる。具体的に説明すると、前記衝突回避・仮想線生成制御Ｂは、前記準備走行によって該走行機体３を圃場端に沿ってＬ字状に走行させる際に、前記距離センサ４８とＧＮＳＳユニット１２により、走行機体３側方と圃場端の畦との間の距離Ｋと、このときの走行機体３の座標データＰとを取得し、これらのデータから畦の座標データＰａを連続的に演算することができるように構成されている（図９参照）。

該構成によれば、枕時旋回時に畦の座標データＰａを演算するものと比較して、畦の座標データＰａをより細かい間隔で連続的に演算することができるため、圃場の外形を示す前記畦ラインをより高精度に計算することができる。

また、前記衝突回避・仮想線生成制御Ｂは、図９に示されるように、上述の例と同様に前記内周経路の作業走行時における枕地旋回時に、前記基準線Ｌ０や内周仮想線Ｌ１，Ｌ２・・の延設方向と交差する畦の座標データＰａを演算することができる。

さらに、該前記衝突回避・仮想線生成制御Ｂは、図９に示されるように、内周経路を構成する最後の内周仮想線Ｌｚ上を作業走行する場合には、前記走行機体３の側方側と圃場端の畦側とが近接するため、前記走行機体３の側方側の前記距離センサ４８と前記ＧＮＳＳユニット１２とによって、準備走行時に取得した畦とは反対側の畦の座標データＰａを連続的に演算することができる。

以上より、上述の衝突回避・仮想線生成制御Ｂによれば、内周経路上を作業走行する前の前記準備走行中と、内周経路上の作業走行時における枕時での旋回走行時と、内周経路を構成する最後の内側仮想線Ｌｚ上の作業走行時とで、それぞれ圃場を囲繞する前記畦全体の座標データＰａを演算・取得することができるため、圃場の外形データをより高精度に得ることができる。以下、前記制御部によるティーチング走行制御と、自動操舵制御の制御フローついて説明する。

次に、図１０に基づいて、前記ティーチング走行制御のフローについて説明する。図１０は、ティーチング走行制御を示したフロー図である。前記ティーチング走行制御の処理フローが開始されると、ステップＳ１に進む。ステップＳ１では、圃場（走行エリア）内において前記始点登録スイッチ４２Ａの押操作が検出された地点を始点（Ａ点）として登録し、前記終点登録スイッチ４２Ｂの押操作が検出された地点を終点（Ｂ点）として登録し、ステップＳ２に進む。

ステップＳ２では、登録された始点（Ａ点）と終点（Ｂ点）を基に、前記基準線（基準ライン）Ｌ０を演算し、ステップＳ３に進む。

ステップＳ３では、前記基準線Ｌ０、該基準線と直交する方向の圃場面の幅（距離）、前記植付作業機６の左右幅や走行機体の旋回半径等の情報に基づいて、該圃場内における次工程以降の目標ラインとなる前記仮想線（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，・・・）を演算し、その後、リターンする。

すなわち、該構成のティーチング制御によれば、前記始点登録スイッチ４２Ａと終点登録スイッチ４２Ｂとで圃場内に一本の基準線Ｌ０を設定することによって、圃場内を作業走行する際の目印（目標ライン）となる複数の仮想線（Ｌ１，Ｌ２，・・・）からなる前記内周経路を自動的に演算・設定することができる。

次に、図１１に基づいて、前記自動操舵制御のメインフローについて説明する。図１１は、自動操舵制御を示したフロー図である。前記自動操舵制御の処理フローが開始されると、ステップＳ１１に進む。ステップＳ１１では、前記ティーチング走行制御によって算出された複数の仮想線の中から、前記受信装置２３により取得された走行機体３の現在位置から最も近い仮想線Ｌを検出して目標ラインとして設定し、ステップＳ１２に進む。

ステップＳ１２は、前記衝突回避・仮想線生成制御（Ａ又はＢ）のサブルーチンが実行されることにより、前記走行機体が障害物に接触することを回避しつつ、前記外周経路を構成する仮想線を生成し、その後、ステップＳ１３に進む。各衝突回避・仮想線生成制御については後述する。

ステップＳ１３では、前記目標仮想線の切換え制御が実行され、その後、ステップＳ１４に進む。詳しくは後述する。

ステップＳ１４では、前記自動操舵スイッチ４１が、自動操舵制御が実行される自動操舵ＯＮ状態に切換操作された状態か否かが確認され、自動操舵ＯＮ状態であることが検出された場合には、ステップＳ１５に進む。なお、ステップＳ１６において、自動操舵ＯＮ状態が検出されなかった（自動操舵ＯＦＦ状態が検出された）場合には、その後、リターンする。

ステップＳ１５では、前記ＧＮＳＳユニット１２により、前記走行機体３と前記目標ラインＬとの間における左右方向のズレであるズレ幅Ｄが、予め設定された許容ズレ幅Ｄｔ内に収まっているかが確認され、ズレ幅Ｄ≦許容ズレ幅Ｄｔであることが検出された場合には、ステップＳ１６に進む。

ステップＳ１６では、前記走行機体３の進行方向と前記目標ラインとの間の角度のズレであるズレ角θが、予め設定された許容ズレ角θｔ内に収まっているか否かが確認され、ズレ角θ≦許容ズレ角θｔであることが検出された場合には、ステップＳ１７に進む。

ステップＳ１７では、前記報知表示部３９や報知ブザー３８によって、前記走行機体３の速度アップが許容される状態であることを作業者に報知し、その後、リターンする。

すなわち、前記自動操舵制御の実行中に、前記走行機体３が前記目標ライン上を所定の範囲内で走行していること（適正状態）が検出された場合には、前記主変速レバー１６による走行機体３の増速操作が許容される状態となるため、その旨が作業者に報知される。

また、ステップＳ１５において、前記ズレ幅Ｄ＞前記許容ズレ幅Ｄｔであることが検出された場合、又は、ステップＳ１６において、前記ズレ角θ＞許容ズレ角θｔであることが検出された場合には、何れもステップＳ１８に進む。

ステップＳ１８では、検出された前記ズレ幅Ｄと、前記ズレ角θに基づいて、前記走行機体３を目標ライン上に戻すために必要なステアリングハンドル１４の操作量である修正操舵角θｓを演算・出力する。さらに、得られた修正操作舵角θｓの分だけ前記ステアリングハンドル１４が操向操作されるように前記ステアリングモータ３６を駆動させ、その後、ステップＳ１９に進む。

ステップＳ１９では、前記車速センサ４６によって検出された前記走行機体３の車速Ｖが前記操舵ユニット２１による自動操舵中に許容される予め設定された所定の車速（警告速度）Ｖｔを超えているか否かが確認され、検出された車速Ｖ≧予め設定された所定の車速Ｖｔであることが検出された場合には、ステップＳ２０に進む。

ステップＳ２０では、前記走行機体３が自動操舵の実行中に許容されている速度Ｖｔを超過している旨が作業者に報知され、その後、リターンする。

なお、ステップＳ１９において、検出された車速＜予め設定された所定の車速Ｖｔが検出された場合には、その後、リターンする。

上記によれば、目標ラインに沿って作業走行をする前記走行機体３が、該目標ライン上からズレている場合には、前記走行機体３の車速Ｖが前記警告速度Ｖｔを超えているか否かが判断され、走行機体３が所定の警告速度Ｖｔより早くならないように構成されている。すなわち、前記走行機体３を目標ライン上に乗せるために前記操舵ユニット２１による自動操舵が実行されている最中は、走行機体３の車速を抑えることができるため、安全性が向上する。

次に、図１２に基づいて、前記衝突回避・仮想線生成制御Ａについて説明する。図１２は、衝突回避・仮想線生成制御Ａを示したフロー図である。衝突回避・仮想線生成制御Ａの処理フローが開始されると、ステップＳ２１に進む。ステップＳ２１では、前記走行機体３の前端に設けた前記距離センサ４８により、走行機体３前端から畦までの距離Ｋを検出し、ステップＳ２２に進む。

ステップＳ２２では、前記距離センサ４８によって検出された走行機体３から畦までの距離Ｋが、予め定めた衝突回避距離（リミッター距離）Ｋｌより大きいか否かが確認され、距離Ｋ＞衝突回避距離Ｋｌが検出された場合には、ステップＳ２３に進む。

ステップＳ２３では、前記距離センサ４８によって検出された距離Ｋが、予め設定された旋回開始地点での走行機体と畦との間の距離Ｋ２を示すか否か、又は、旋回開始地点の前後での走行機体と畦との間の距離を示す距離Ｋ１、Ｋ３であるか否かが確認され、前記距離センサ４８で検出された距離Ｋが、距離Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３であることが検出された場合、言い換えると、前記走行機体が旋回開始位置か、その前後位置であることが検出された場合には、ステップＳ２４に進む。なお、ステップＳ２３において、前記距離センサ４８が距離Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３を検出しなかった場合、すなわち、走行機体が旋回開始位置、又は旋回開始位置の前後位置でなかった場合には、その後、リターンする。

ちなみに、ステップＳ２３は、前記操舵角センサ１９によって所定以上のステアリング操舵が検出された際に、前記距離センサ４８が検出した距離Ｋを、旋回開始地点における走行機体と畦との間の距離Ｋ２と設定しても良い。

ステップＳ２４では、前記制御部５０は、前記距離センサ４８によって検出された前記走行機体３から畦までの距離Ｋと、前記距離センサ４８により距離Ｋが検出されたときに前記ＧＮＳＳユニット１２により取得された前記走行機体３の位置情報（座標データ）Ｐ（Ｐ−１，Ｐ０，Ｐ＋１）とを記憶し、前記制御部５０は、取得された走行機体の位置情報Ｐと、走行機体から畦までの距離Ｋとから、走行機体から最も距離が近い畦の座標データＰａを演算し、記憶する。

さらに、該ステップＳ２４では、前記制御部５０は、記憶された複数の畦の座標データＰａの集合から圃場端の畦の形状を示す畦ラインとなる近似線を演算し、得られた畦ライン（圃場の外形データ）に基づいて、前記外周経路となる複数の枕地仮想線を演算し、その後、リターンする。

該構成によれば、前記自動操舵制御による自動操舵によって内周経路上を作業走行することにより、自動的に圃場端の畦の座標Ｐａを蓄積して畦全体の形状を示す畦ラインを取得することができる。これにより、圃場の外形データがない場合であっても、内周経路上を作業走行するだけで、前記外周経路を設定することができる。

また、ステップＳ２２において、前記距離センサ４８によって検出された走行機体３から畦までの距離Ｋ≦衝突回避距離Ｋｌが検出された場合には、ステップＳ２５に進む。

ステップＳ２５では、走行機体３の前進走行を停止し、前記報知ブザー３８による警告音と、前記衝突回避ランプ３９Ｄの点灯によって衝突回避制御による走行機体３の自動停止が実行されたことを作業者に報知し、自動操舵ＯＦＦ状態に切換えて前記操舵ユニット２１による前記ステアリングハンドル１４の操向制御を停止し、その後、リターンする。

すなわち、前記制御部５０は、前記距離センサ４８によって前記走行機体３前端と畦等の障害物との間の距離が予め定めた所定の衝突回避距離Ｋｌよりも短くなったことが検出された場合には、走行機体３の作業走行を自動的に停止することにより、走行機体が畦等に衝突することを確実に防止することができる。

次に、図１３に基づいて、前記衝突回避・仮想線生成制御Ｂについて説明する。図１３は、衝突回避・仮想線生成制御Ｂを示したフロー図である。衝突回避・仮想線生成制御Ｂの処理フローが開始されると、ステップＳ３１に進む。ステップＳ３１では、前記走行機体３に設けた各距離センサ４８により、走行機体３前端又は左右端から畦までの距離Ｋを検出し、ステップＳ３２に進む。

ステップＳ３２では、前記距離センサ４８によって検出された走行機体３から畦までの距離Ｋが、予め定めた衝突回避距離（リミッター距離）Ｋｌより大きいか否かが確認され、距離Ｋ＞衝突回避距離Ｋｌが検出された場合には、ステップＳ３３に進む。

ステップＳ３３では、所定時間（又は所定距離）以上の作業（植付）走行が検知されていない（作業経路に沿った作業走行が開始されていない）状態か否か、言い換えると、前記準備走行（空歩き）中であるか否かが検出され、圃場内での準備走行中であることが確認された場合には、ステップＳ３４に進む。

ステップＳ３４では、前記制御部５０は、前記ＧＮＳＳユニット１２により取得された前記走行機体３の位置情報（座標データ）Ｐと、前記距離センサ４８によって検出された前記走行機体３から畦までの距離Ｋとを記憶し、前記制御部５０は、新たに取得された走行機体の位置情報Ｐと、走行機体から畦までの距離Ｋとから、走行機体から最も近い箇所の畦の座標データＰａを演算し、記憶する。

さらに、該ステップＳ３４では、前記制御部５０は、記憶された複数の畦の座標データＰａの集合から畦ラインと設定される近似線を演算し、得られた畦ライン（圃場の外形データ）に基づいて、前記外周経路となる複数の枕地仮想線と、前記内側経路とを演算し、その後、リターンする。

また、ステップＳ３３において、前記自動操舵制御によって作業経路（具体的には内周経路）に沿った作業走行が開始されていることが検出された場合には、ステップＳ３５に進む。

ステップＳ３５では、前記距離センサ４８によって検出された走行機体の前側と畦ラインが未取得側の畦との間の距離Ｋが、予め設定された旋回開始地点での走行機体と畦との間の距離Ｋ２を示すか否か、又は、旋回開始地点の前後での走行機体と畦との距離を示す距離Ｋ１、Ｋ３であるか否かが確認され、前記距離センサ４８で検出された距離Ｋが、距離Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３であることが検出された場合、言い換えると、前記走行機体が畦ライン未取得側での旋回開始位置か、その前後位置であることが検出された場合には、ステップＳ３６に進む。

ちなみに、該ステップＳ３５は、前記操舵角センサ１９によって所定以上のステアリング操舵が検出された際に、前記距離センサ４８によって検出された走行機体の前側と畦との間の距離Ｋを、旋回開始地点における走行機体と畦との間の距離Ｋ２と設定しても良い。

ステップＳ３６では、前記制御部５０は、前記距離センサ４８によって検出された前記走行機体３から畦までの距離Ｋと、前記距離センサ４８により距離Ｋが検出されたときに前記ＧＮＳＳユニット１２により取得された前記走行機体３の位置情報（座標データ）Ｐ（Ｐ−１，Ｐ０，Ｐ＋１）とを記憶し、前記制御部５０は、取得された走行機体の位置情報Ｐと、走行機体から畦までの距離Ｋとから、走行機体から最も距離が近い畦の座標データＰａを演算し、記憶する。

さらに、該ステップＳ３６では、前記制御部５０は、記憶された複数の畦の座標データＰａの集合から畦ラインと設定される近似線を演算し、得られた畦ライン（圃場の外形データ）に基づいて、前記外周経路となる複数の枕地仮想線を演算し、演算された枕地仮想線を上書きして記憶し、その後、リターンする。

また、ステップＳ３５において、前記距離センサ４８で検出された距離Ｋが、距離Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３であることが検出されなかった場合、言い換えると、前記走行機体が畦ライン未取得側での旋回開始位置か、その前後位置であることが検出されなかった場合には、ステップＳ３７に進む。

ステップＳ３７では、前記走行機体３の側方側に設けられた前記距離センサ４８によって、畦ラインが演算されていない方向の畦が予め定めた所定距離以内にあることが検出されたか否かが確認され、前記走行機体３の側方側に畦ラインが演算されていない畦が所定距離以内に検出された場合には、ステップＳ３８に進む。

ステップＳ３８では、前記制御部５０は、前記ＧＮＳＳユニット１２により取得された前記走行機体３の位置情報（座標データ）Ｐと、前記距離センサ４８によって検出された前記走行機体３から畦までの距離Ｋとを記憶し、前記制御部５０は、新たに取得された走行機体の位置情報Ｐと、走行機体から畦までの距離Ｋとから、走行機体から最も近い箇所の畦の座標データＰａを演算し、記憶する。

さらに、該ステップＳ３８では、前記制御部５０は、記憶された複数の畦の座標データＰａの集合から畦ラインと設定される近似線を演算し、得られた畦ライン（圃場の外形データ）に基づいて、前記外周経路となる複数の枕地仮想線を演算し、演算された枕地仮想線を上書きして記憶し、その後、リターンする。

また、ステップＳ３２において、前記距離センサ４８によって検出された走行機体３から畦までの距離Ｋ≦衝突回避距離Ｋｌが検出された場合には、ステップＳ３９に進む。

ステップＳ３９では、走行機体３の作業走行を停止し、前記報知ブザー３８による警告音と、前記衝突回避ランプ３９Ｄの点灯によって衝突回避制御による走行機体３の自動停止が実行されたことを作業者に報知し、自動操舵ＯＦＦ状態に切換えて前記操舵ユニット２１による前記ステアリングハンドル１４の操向制御を停止し、その後、リターンする。

次に、図１４に基づいて、目標仮想線の切換制御について説明する。図１４は、目標仮想線の切換制御を示したフロー図である。目標仮想線の切換制御の処理フローが開始されると、ステップＳ４１に進む。ステップＳ４１では、前記目標線切換スイッチ４３によって、前記目標ラインが前記内周経路を構成する仮想線から検出する状態であるか否かが確認され、前記目標線切換スイッチ４３によって前記自動操舵制御が内周経路上を作業走行する状態に切換えられていることが検出された場合には、ステップＳ４２に進む。

ステップＳ４２では、前記目標線切換スイッチ４３のスイッチ操作の有無を確認し、前記目標線切換スイッチ４３のスイッチ操作が検出された場合には、ステップＳ４３に進む。なお、該ステップＳ４２で、前記目標線切換スイッチ４３のスイッチ操作が検出されなかった場合には、その後、リターンする。

ステップＳ４３では、前記走行機体から最も近い仮想線となる前記目標ラインを、内周経路を構成する仮想線から外周経路を構成する仮想線（枕地仮想線）に変更し、その後、リターンする。

また、ステップＳ４１において、前記目標線切換スイッチ４３によって前記自動操舵制御が外周経路上を作業走行する状態に切換えられていることが検出された場合には、ステップＳ４４に進む。

ステップＳ４４では、前記目標線切換スイッチ４３のスイッチ操作の有無を確認し、前記目標線切換スイッチ４３のスイッチ操作が検出された場合には、ステップＳ４５に進む。なお、該ステップＳ４５で、前記目標線切換スイッチ４３のスイッチ操作が検出されなかった場合には、その後、リターンする。

ステップＳ４５では、前記走行機体から最も近い仮想線となる前記目標ラインを、外周経路を構成する仮想線から内周経路を構成する仮想線に変更し、その後、リターンする。

該構成によれば、前記目標ライン上に沿って作業走行を行うように自動操作する前記自動操舵制御を実行する際に、内周経路上を作業走行か、外周経路上を作業走行するかの切換を、前記目標線切換スイッチ４３のスイッチ操作によってスムーズに切換えることができる。

これに対し、前記自動操舵制御について、内周経路を構成する仮想線と外周経路を構成する仮想線との区別をなくし、全ての仮想線で前記作業経路全体が構成されるようにしても良い。この場合、前記自動操舵制御は、常に前記ＧＮＳＳユニット１２によって取得された前記走行機体３の位置から最も近い仮想線を目標ラインと設定するように構成されるため、旋回移動等によって最も近い仮想線が切換ると、内周経路、外周経路を問わず自動的に前記目標ラインの設定も変更される。

３ 走行機体
１２ ＧＮＳＳユニット（受信ユニット）
２１ 操舵ユニット（操舵装置）
４１ 自動操舵スイッチ（切換操作具）
４３ 目標線切換スイッチ（モード切換操作具）
４８ 距離センサ
５０ 制御部

Claims (4)

1. 走行機体と、
   測位衛星から前記走行機体の位置情報を取得する受信ユニットと、
   前記走行機体の操向操作を行う操舵装置と、
   前記走行機体の少なくとも前方側にある障害物までの距離を検出する距離センサと、
   作業走行を行う圃場の内周側に所定の基準線を設定することによって、該基準線と並列方向に設定される複数の仮想線によって圃場の内周面側に設定される内周経路を演算する内周経路設定制御と、前記受信ユニットにより検出された前記走行機体の位置情報に基づいて、前記走行機体が予め設定された複数の仮想線の中から最も距離が近い仮想線である目標ラインを検出し、該走行機体が目標ライン上を走行するように前記操舵装置を制御する自動操舵制御とが実行可能に構成された制御部と、
   前記自動操舵制御による自動操舵状態のＯＮ・ＯＦＦを操作する切換操作具とを備え、
   前記制御部は、前記自動操舵制御を実行中に前記距離センサによって前記走行機体と障害物との間の距離が所定距離以下となったことが検出された場合には、該走行機体が障害物に衝突することを回避するように制御する衝突回避制御が実行可能に構成され、
   前記制御部は、前記自動操舵制御を実行中に前記走行機体が目標ライン上から隣接する仮想線に向けて枕地旋回する枕地側に到達した際に、前記受信ユニットと前記距離センサにより取得された圃場端側の畦の位置情報を記憶し、記憶された複数の畦の位置情報に基づいて、圃場の外周形状を演算できるように構成された
   作業車両。
2. 前記制御部は、前記内周経路と圃場の外周形状との間に、複数の外周仮想線からなる外周経路を演算する外周経路設定制御が実行可能に構成された
   請求項１に記載の作業車両。
3. 前記走行機体が内周経路上を作業走行する内周モードと、前記走行機体が外周経路上を作業走行する外周モードとを切換えるモード切換操作具を設けた
   請求項２に記載の作業車両。
4. 前記受信ユニットは、前記走行機体の向きを取得可能に構成され、
   前記自動操舵制御は、前記内周経路と外周経路を構成する全ての仮想線の中から、前記走行機体の向きに沿った仮想線であって且つ、該走行機体から最も距離が近い仮想線を前記目標ラインとして検出し、目標ラインとして検出された仮想線が内周経路を構成する仮想線である場合には、内周経路を作業走行する内周モードに切換えられ、目標ラインとして検出された仮想線が外周経路を構成する仮想線である場合には、外周経路を作業走行する外周モードに切換えられるように構成された
   請求項２に記載の作業車両。

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