JP2021108600A - 農作業車 - Google Patents

Abstract

【課題】自動走行を用いた圃場作業において、作業開始位置へ自動走行するための走行経路の設定が簡単となる農作業車を提供する。【解決手段】農作業車は、圃場での機体の位置である機体位置を算出する機体位置算出部５２ａと、機体の方位を算出する機体方位算出部５２ｂと、自動走行の目標となる走行経路に基づいて機体を自動走行させる自動走行制御部６Ａと、自動走行での圃場作業が開始される作業開始点を設定する作業開始点設定部９３ａと、機体を作業開始点まで自動走行させるための走行経路である作業開始点誘導経路を用いた自動走行を、機体が特定位置で特定方位であることを条件として許可する開始誘導管理部５７とを備える。【選択図】図１０

Description

本発明は、圃場を自動走行して圃場作業を行う農作業車に関する。

特許文献１には、予め計測された畦際ライン（境界線）で境界付けられた圃場を最初に植付作業が行われる内部領域と、その後に植付作業が行われる外周領域とに分けられ、その植付作業が自動走行によって行われる田植機が開示されている。この田植機が圃場の出入口の前に停車すると、内部領域に対する植付作業を開始する作業開始位置までの走行経路が設定される。運転者が操作部を操作することで、田植機は、自動走行を行うための待機位置から出入口を通り、走行経路に沿って自動走行し、作業開始位置で停止する。さらに運転者が操作部を操作することにより、自動走行での植付作業が開始される。

特開２０１８−００００３９号公報（段落番号００９２−段落番号０１１４：図５−図８）

特許文献１による田植機では、待機位置から作業開始位置まで自動走行するように構成されているが、待機位置での田植機の姿勢が特定されていないので、田植機の姿勢に応じて、待機位置から作業開始位置までの自動走行のための走行経路が異なることになり、当該走行経路の設定が複雑化する問題がある。

本発明の課題は、自動走行を用いた圃場作業において、作業開始位置へ自動走行するための走行経路の設定が簡単となる農作業車を提供することである。

圃場を自動走行する本発明による農作業車は、前記圃場での機体の位置である機体位置を算出する機体位置算出部と、前記機体の方位を算出する機体方位算出部と、自動走行の目標となる走行経路に基づいて前記機体を自動走行させる自動走行制御部と、自動走行での圃場作業が開始される作業開始点を設定する作業開始点設定部と、前記機体を前記作業開始点まで自動走行させるための前記走行経路である作業開始点誘導経路を用いた自動走行を、前記機体が特定位置で特定方位であることを条件として許可する開始誘導管理部と、を備える。

この構成によれば、農作業車が自動走行のための待機位置（自動走行開始位置）に停車した場合、そこでの機体位置及び機体方位が予め設定されている特定条件を満たしている場合にのみ、作業開始点誘導経路を用いた作業開始点までの自動走行が許可される。作業開始点誘導経路を用いた自動走行（作業開始点誘導走行）が許可されると、農作業車は、作業開始点誘導経路を目標経路として、自動走行を開始し、作業開始点に到達する。作業開始点に到達した農作業車は、予め生成されている走行経路を目標経路とし、自動走行で圃場作業を開始する。この特定位置と特定方位とは、自動走行を開始するための待機している農作業車がスムーズに作業開始点誘導経路に移行できるように設定されているので、作業開始点誘導走行がスムーズに行われ、その所要時間も適切なものとなる。

本発明の好適な実施形態の１つでは、前記圃場は、前記圃場の境界線に沿った外周領域と前記外周領域の内側に位置する内部領域とに分けられ、前記内部領域での自動走行作業が、前記内部領域での直進走行と前記外周領域での旋回走行とを繰り返しによって行われ、前記外周領域での自動走行作業が前記外周領域での前記境界線に沿った周回走行によって行われ、前記作業開始点誘導経路は前記外周領域に設定される。田植機や施肥機のような農作業車は、出入口を通って圃場に入り、内部領域での作業走行を行った後に、外周領域での作業走行を行い、そのまま出入口を通って圃場外に移動する。このような作業走行により、作業済領域は後の作業走行で荒らされることはない。作業開始点誘導経路が外周領域に設定されること、及び、農作業車の方位や位置が農作業車の作業開始点誘導経路への移行が容易となるように限定されていることから、出入口付近に待機している農作業車は、その待機位置から作業開始位置点まで無駄なくに自動走行することができる。

作業開始点誘導経路への移行を容易にするためには、待機位置に停車している農作業車の進行方位が作業開始点誘導経路の方位に一致していることが好ましい。このことから、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記作業開始点に向き合った前記機体の方位が前記作業開始点に向かう前記作業開始点誘導経路の方位と一致している場合、前記機体と前記作業開始点との距離に関係なく、前記作業開始点誘導経路を用いた前記作業開始点までの自動走行が許可される。ここでの方位の一致とは、厳密な一致ではなく、数十度程度の誤差は許容される。例えば、作業開始点誘導経路の方位と機体の方位が逆であれば、作業開始点誘導経路に追加されなければならない作業開始点誘導経路への移行経路が複雑になるので、そのような作業開始点誘導経路を用いた作業開始点誘導走行は禁止される。この構成によれば、田植機が線状の作業開始点誘導経路上のどの位置に待機しても、田植機が作業開始点の方を向いてさえいれば作業開始点誘導走行が許可されるので、融通性が向上する。

しかしながら、田植機や施肥機のような農作業車では、圃場作業を開始する前に、資材補給をするため、圃場に進入した後に、機体の前部または後部が畦などの境界線に達するまで接近する場合が少なくない。この資材補給位置と作業開始位置とは、通常、外周領域の同じ辺の領域に存在しているので、切り返しに必要なスペースさえあれば、規格化された一定パターンの切り返し走行（後進旋回を含む）を行うことで、車体の進行方位をスムーズに作業開始位置に向き合うように変更することできる。このことから、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記機体の前部または後部が前記境界線に達して場合、前記機体と前記作業開始点との距離が所定距離以上である限り、前記作業開始点誘導経路を用いた前記作業開始点までの自動走行が許可される。この場合に用いられる作業開始点誘導経路には、規格化された切り返し走行経路が付与されることになる。

運転者は、作業開始点までの作業開始点誘導走行を開始するために、自動走行に移行するための手動操作を行う必要がある。このため、農作業車が作業開始点誘導経路に沿った自動走行が可能となる位置に達していることを運転者に報知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、前記機体が前記特定位置で前記特定方位である場合、前記作業開始点誘導経路を用いた前記作業開始点までの自動走行のための条件が満たされことが報知される。さらに別な本発明の好適な実施形態の１つでは、前記特定位置は作業対象の圃場内の地点であり、前記特定方位は、前記開始点誘導経路に沿った方位であり、前記農作業車が前記開始点誘導経路上にある場合、前記作業開始点までの自動走行の条件が満たされていることが報知される。

農作業車の一例である田植機の側面図である。 自動走行による苗植付作業の流れを示すフローチャートである。 障害物検出器の配置を示す模式図である。 走行経路が設定される圃場の領域分割を示す説明図である。 外周領域に設定される周回走行経路と田植機の走行とを説明する説明図である。 内部領域に設定される往復走行経路と田植機の走行とを説明する説明図である。 作業開始点誘導経路を用いた自動走行の許可条件の１つを説明する説明図である。 作業開始点誘導経路を用いた自動走行の許可条件の他の１つを説明する説明図である。 往復走行経路における直進経路の空走行を説明する説明図である。 田植機の制御系の機能部を説明する機能ブロック図である。

本発明による農作業車の実施形態として、乗用型の田植機を取り上げて、以下に説明される。この田植機は、境界物によって境界付けられた圃場面を自動走行することができる。なお、本明細書では、特に断りがない限り、「前」は機体前後方向（走行方向）に関して前方を意味し、「後」は機体前後方向（走行方向）に関して後方を意味する。また、左右方向または横方向は、機体前後方向に直交する機体横断方向（機体幅方向）を意味する。「上」または「下」は、機体の鉛直方向（垂直方向）での位置関係であり、地上高さにおける関係を示す。

図１は、田植機の側面図である。田植機は、乗用型で四輪駆動形式の走行機体（以下、機体１と称する）を備えている。機体１は、機体１の後部に昇降揺動可能に連結された平行四連リンク形式のリンク機構１１、リンク機構１１を揺動駆動する油圧式の昇降シリンダ１１ａ、リンク機構１１の後端部にローリング可能に連結される苗植付装置３（農用資材投与装置の一例）、及び、機体１の後端部から苗植付装置３にわたって架設されている施肥装置４などを備えている。

機体１は、走行のための機構として車輪１２、エンジン１３、及び油圧式の無段変速装置１４を備えている。車輪１２は、操舵可能な左右の前輪１２Ａと、操舵不能な左右の後輪１２Ｂとを有する。エンジン１３及び無段変速装置１４は、機体１の前部に搭載されている。エンジン１３からの動力は、無段変速装置１４などを介して前輪１２Ａ、後輪１２Ｂなどに供給される。

苗植付装置３は、一例として８条植え形式に構成されている。苗植付装置３は、苗載せ台３１、８条分の植付機構３２などを備えている。なお、この苗植付装置３は、図示されていない各条クラッチの制御により、２条植え、４条植え、６条植えなどの形式に変更可能である。

苗載せ台３１は、８条分のマット状苗を載置する台座である。苗載せ台３１は、マット状苗の左右幅に対応する一定ストロークで左右方向に往復移動し、縦送り機構３３は、苗載せ台３１が左右のストローク端に達するごとに、苗載せ台３１上の各マット状苗を苗載せ台３１の下端に向けて所定ピッチで縦送りする。８個の植付機構３２は、ロータリ式で、植え付け条間に対応する一定間隔で左右方向に配置されている。そして、各植付機構３２は、機体１からの動力により、苗載せ台３１に載置された各マット状苗の下端から一株分の苗を切り取って、整地後の泥土部に植え付ける。

苗植付装置３には、植付機構３２による苗取り量を調節する苗取り量調節機能が備えられている。植付機構３２は、苗載せ台３１の下端を摺動案内するガイドレールに形成された苗取り出し口を通過して一株分の苗を取り出して植え付ける。苗載せ台３１及び苗載せ台３１の下端を摺動案内するガイドレールを上下に位置変更することにより苗取り量を調節する。

図１に示すように、施肥装置４は、横長のホッパ４１、繰出機構４２、電動式のブロワ４３、複数の施肥ホース４４、及び、条毎に備えられた作溝器４５を備えている。ホッパ４１は、粒状または粉状の肥料を貯留する。繰出機構４２は、エンジン１３から伝達される動力で作動し、ホッパ４１から２条分の肥料を所定量ずつ繰り出す。この施肥装置４は、繰出機構４２による肥料の繰出し量を変更する繰出し量調節機能を有する。

ブロワ４３は、機体１に搭載されたバッテリ（図示せず）からの電力で作動し、各繰出機構４２により繰り出された肥料を圃場の泥面に向けて搬送する搬送風を発生させる。施肥装置４は、ブロワ４３などの断続操作により、ホッパ４１に貯留した肥料を所定量ずつ圃場に供給する作動状態と、供給を停止する非作動状態とに切り換えることができる。

各施肥ホース４４は、搬送風で搬送される肥料を各作溝器４５に案内する。各作溝器４５は、各整地フロート１５に配備されている。そして、各作溝器４５は、各整地フロート１５と共に昇降し、各整地フロート１５が接地する作業走行時に、水田の泥土部に施肥溝を形成して肥料を施肥溝内に案内する。

機体１は、その後部側に運転部２０を備えている。運転部２０には、手動走行操作具として、前輪操舵用のステアリングホイール２１、無段変速装置１４の変速操作を行うことで車速を調整する主変速レバー２２、副変速装置の変速操作を可能にする副変速レバー２３、苗植付装置３の昇降操作と作動状態の切り換えなどを可能にする作業操作レバー２５などが備えられている。さらに運転席１６の前方には、汎用端末９が設けられている。汎用端末９は、各種の情報を表示してオペレータに報知する報知デバイスや各種の情報の入力を受け付けるタッチパネルを備えている。ステアリングホイール２１の周辺には、運転者による運転モード切替操作具２４が設けられている。さらに、運転部２０の前方に、予備苗を収容する予備苗フレーム１７が設けられている。

ステアリングホイール２１は、非図示の操舵機構を介して前輪１２Ａと連結されており、ステアリングホイール２１の回転操作を通じて、前輪１２Ａの操舵角が調整される。操舵機構には、ステアリングモータＭ１も連結されており、自動走行時には、操舵信号に基づいてステアリングモータＭ１が動作することにより、前輪１２Ａの操舵角が調整される。さらに、主変速レバー２２を自動操作するための変速操作用モータＭ２も備えられており、自動走行時には、変速信号に基づいて変速操作用モータＭ２が動作することにより、無段変速装置１４の変速位置が調整される。

予備苗フレーム１７の上部には、上方に延びた延長フレーム１７ａが設けられている。この延長フレーム１７ａには、外部に田植機の状態を報知する複数のカラーランプが縦方向に並んだ積層灯１８と、測位ユニット８が取り付けられている。測位ユニット８は、機体１の位置及び方位（機体方位）を算出するための測位データを出力する。測位ユニット８には、全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ）の衛星からの電波を受信する衛星測位モジュール８Ａと、機体１の三軸の傾きや加速度を検出する慣性計測モジュール８Ｂが含まれている。

この田植機による自動走行と手動走行とを組み合わせた苗植付作業における処理手順の一例が図２に示されている。この処理手順には、作業前処理＃Ａ、マップ作成処理＃Ｂ、境界線算出処理＃Ｃ、経路生成処理＃Ｄ、作業開始点誘導処理＃Ｅ、内側往復植付処理＃Ｆ、外周植付処理＃Ｈが含まれている。なお、圃場が大きい場合、内側往復植付処理において、苗補給処理＃Ｇが含まれる。

作業前処理＃Ａでは、田植機の制御系の各ユニット間の通信チェックや測位ユニット８の通信チェックなどが行われる。さらに、田植機では、リモコン９０（図１参照）を用いた遠隔制御や障害物検出器８０（図３参照）による障害物検出が行われるので、リモコン９０や障害物検出器８０の機能チェックも前処理として行われる。図３に示すように、この実施形態での障害物検出器８０はソナータイプであり、機体１の前方を検出範囲とする４つのフロントソナー８０ｆ、機体１の左右を検出範囲とする２つのサイドソナー８０ｓ、機体１の前方を検出範囲とする２つのリアソナー８０ｒからなる。

マップ作成処理＃Ｂは、作業対象となっている圃場のマップ、つまり圃場面の外形を測定する処理である。図４に示すように、田植機が圃場面を境界付ける畔などの境界物に沿って、つまり圃場面の最外周に沿って、手動走行（マップ作成ティーチング走行）した時に得られる測位ユニット８からの位置信号に基づいて走行軌跡（ティーチング走行軌跡）が算出される。この走行軌跡から、圃場面の地図情報としての圃場輪郭線、つまり圃場マップが生成される。

境界線算出処理＃Ｃでは、図４に示すように、マップ作成処理＃Ｂで算出された走行軌跡から、田植機が圃場の境界物との接触を避けるための限界となる機体１の位置を示す境界線が算出される。田植機の通常の走行において、機体１の位置がこの境界線（越境ラインとも呼ばれる）を越えない限り、田植機が畔などの境界物と接触しない。機体１の位置が境界線に達すると、機体１は強制的に停止する。不測のスリップや操舵のふらつきなどが生じても、田植機が畔などの境界物と接触しないように安全距離を付加して、最終的な境界線の位置が決定される。

経路生成処理＃Ｄでは、マップ作成処理＃Ｂで作成された圃場マップに基づいて規定される圃場内に、自動走行の目標となる走行経路が所定のアルゴリズムによって作成される。自動走行での苗植付作業のために生成される走行経路について、以下に説明する。

圃場マップによって規定された圃場面は、図４に示すように、外周領域と内部領域とに区分けされる。生成される走行経路は、外周領域に設定される周回走行経路（図５参照）と、内部領域に設定される往復走行経路（図６参照）とからなる。さらに、作業開始点誘導経路（図６参照）も外周領域の一辺に設定される。田植機は、最初に往復走行経路に沿って内部領域に対する苗植付作業を行い（内部作業走行モードと称する）、その後に、周回走行経路に沿って外周領域に対する苗植付作業を行う（周回作業走行モードと称する）。

図５で示された周回走行経路は、圃場境界物（畔）に平行に延びる周回直進経路と、周回直進経路どうしをつなぐために前進と後進とを取り入れた方向転換経路とからなる。図５において、周回直進経路には符号Ｒ１が付与され、方向転換経路には符号Ｒ２が付与されている。図６で示された往復走行経路は、多数の互いに略平行な直進経路と、直進経路どうしをつなぐ旋回経路（Ｕターン経路）からなる。図６において、直進経路にはＲ３が付与され、旋回経路には符号Ｒ５が付与されている。それぞれの直進経路に沿った植付作業が開始される位置である作業開始点から苗の植え付けが開始され、直進経路に沿った植付作業が終了する位置である作業終了点（旋回開始位置でもある）で苗の植え付けが終了される。なお、図６において、内部領域における植付作業の開始位置となる作業開始点には符号ＷＳが付与され、内部領域における植付作業の終了位置となる植付終了点には符号ＷＥが付与されている。さらに、図６には、出入口付近での田植機の待機位置から往復走行経路の走行開始位置である作業開始点までの作業開始点誘導経路（図６で符号Ｒ６が付与されている）が示されている。なお、本発明における直進なる語句は、厳密に直線状に走行ことを意味しているわけではなく、大きな湾曲を描く走行や蛇行走行なども含まれる。

作業開始点誘導処理＃Ｅでは、マップ作成ティーチング走行を終えて、出入口付近の待機位置に停止している田植機は、苗植付作業の開始点である走行開始位置までの走行経路である作業開始点誘導経路に沿って、自動走行で走行開始位置まで走行する。その際、この作業開始点誘導経路を用いた自動走行（作業開始点誘導走行）は、待機位置における田植機の機体１が、予め定められた特定位置で特定方位であるという条件が満たされた場合に、許可される。

作業開始点誘導走行のための許可条件の１つが、図７に示されている。図７では、機体１は、外周領域における作業開始点誘導経路が生成されている一辺に、機体１の前部を作業開始点の方を向けて停車している。この機体１の停車位置が、自動走行を行うための待機位置である。ここでは、機体１の前進方位と作業開始点誘導経路の方位との誤差が、所定角度誤差θ以内であることが許可条件である。この許可条件が満たされている場合、機体１は、作業開始点誘導経路に入っていく案内走行経路（図７と図８とでは点線で示され、符号ＦＬが付与されている）、が追加された作業開始点誘導経路に沿って、機体１が待機位置から作業開始点まで、自動走行する。

作業開始点誘導走行のための許可条件の他の１つが、図８に示されている。図８では、苗植付作業を行う前に苗補給を行うために、機体１は、機体１の前部を畦に突き合わせるように畔に接近し、停車している。この機体１の停車位置が、自動走行を行うための待機位置である。つまり、機体１は、機体１の前進方位と作業開始点誘導経路の方位との誤差が、所定角度誤差θ以内という、図７で説明した許可条件は満たされていない。このような機体１が機体１の前部を畦に突き合わせた姿勢である場合での許可条件は、機体１が自動運転開始可能エリア（図７及び図８において符号ＡＤＡが付与されている）に入っていることである。機体１が自動運転開始可能エリアに入っているという条件は、機体１が、作業開始点が設定されている側の外周領域で、作業開始点から所定距離以上離れて位置しているという条件に置き換えることができる。このような待機位置は、苗植付作業を行う前に苗補給を行う田植機の場合、頻繁に生じるので、この姿勢から、機体１を作業開始点誘導経路に案内する案内走行経路は、後進と前進とを組み合わせた、いわゆる切り返し走行経路として標準パターン化することができる。マップ作成ティーチング走行を終えた田植機が、出入口付近で苗補給を行うことを考慮して、自動運転開始可能エリアは、外周領域で、出入口から作業開始点に向かって数ｍまでのエリアに設定される。

図示はされていないが、図８での許可条件は、施肥作業や薬剤散布を行う前に肥料補給や薬剤補給を行うために、機体１が、機体１の後部を畦に突き合わせるように畔に接近し、停車している場合にも、適用できる。この場合には、機体１を作業開始点誘導経路に案内する案内走行経路は、前進９０度旋回経路となる。

内側往復植付処理＃Ｆでは、走行モードは内部作業走行モードとなり、図６に示された往復走行経路に沿って自動走行され、作業開始点から植付終了点までの内部領域での自動走行作業（苗植付作業）が、直進走行（作業走行）と旋回走行（非作業走行）とを繰り返しながら行われる。

内側往復植付処理＃Ｆが植付終了点で終了すると、走行モードは周回作業走行モードとなり、図５で示された周回走行経路に沿った外周領域での自動走行作業（苗植付作業）である外周植付処理＃Ｈが実行される。この実施形態では、周回走行経路は、最初に走行する内側一周分の内周回走行経路と、その後に走行する外側一周分の外周回走行経路とからなる。基本的には、外周回走行経路の終了位置は圃場の出入口となっているので、外周回走行経路に沿った苗植付作業の後、田植機は、出入口を通じて圃場から出る。内周回走行経路に沿った苗植付作業は自動走行で行われる。外周回走行経路に沿った苗植付作業は、精密な走行が必要とされるので、自動走行であっても、監視者としての運転者が搭乗する有人自動走行が好ましい。

図５と図６とに示した走行経路パターンでは、往復走行経路の植付終了点、周回走行経路の開始点、周回走行経路の終了点は、圃場の出入口の近傍に位置している。往復走行経路における直進経路の本数が偶数の場合は良いが、直進経路の本数が奇数の場合、往復走行経路の植付終了点が出入口の反対側になる。この不都合を避けるため、図９に示すように、最終の直進経路（図９では符号Ｌnが付与されている）以外の直進経路、例えば、図９では符号Ｌn-1が付与されている直進経路を非作業（非苗植付作業）で空走行し、次の直進経路（図９では符号Ｌnが付与されている最終直進経路）を走行した後、空走行した直進経路を苗植付作業しながら走行する。これにより、最終直進経路の植付終了点が出入口側に反転される。図９の例では、植付終了点の位置が植付幅分だけ移動する。これを避けるには、他の直進経路を空走行直進経路として選択してするとよい。

図１０には、この田植機の制御系の制御ブロック図が示されている。田植機の制御系は、田植機の各種動作を制御する制御装置１００と、制御装置１００とのデータ交換が可能な汎用端末９とリモコン９０とからなる。制御装置１００には、測位ユニット８、運転モード切替操作具２４、走行センサ群２８、作業センサ群２９、障害物検出器８０からの信号が入力されている。制御装置１００からの制御信号が、走行機器群１Ａと作業機器群１Ｂとに出力される。

走行機器群１Ａには、例えば、ステアリングモータＭ１や変速操作用モータＭ２が含まれており、制御装置１００からの制御信号に基づいて、ステアリングモータＭ１が制御されることで操舵角が調節され、変速操作用モータＭ２が制御されることで車速が調節される。

作業機器群１Ｂには、例えば、苗植付装置３を昇降調整する昇降シリンダ１１ａ、植付機構３２による苗取り量を調節する苗取り量調節機器、繰出機構４２による肥料の繰出し量を変更する繰出し量調節機器などが含まれている。

走行センサ群２８には、操舵角、車速、エンジン回転数などの状態及びそれらに対する設定値を検出する各種センサが含まれている。作業センサ群２９には、リンク機構１１、苗植付装置３、施肥装置４の状態を検出する各種センサが含まれている。

制御装置１００には、走行制御部６、作業制御部５１、機体位置算出部５２ａ、機体方位算出部５２ｂ、走行経路管理部５３、運転制御状態検知部５５、越境管理部５６、開始誘導管理部５７、入力信号処理部５０ａ、通信部５０ｂが備えられている。

制御装置１００に車載ＬＡＮを通じて接続されている汎用端末９には、圃場情報格納部９１、圃場マップ作成部９２、走行経路生成部９３、境界線算出部９４、走行軌跡生成部９５が備えられている。圃場情報格納部９１は、作付け種や圃場の入口（出口）位置や苗補給可能位置など圃場に関する情報が格納されている。圃場マップ作成部９２は、図２を用いて説明されたマップ作成処理を行う。

走行経路生成部９３は、作業開始点設定部９３ａと開始点誘導経路生成部９３ｂとを備えている。走行経路生成部９３は、圃場マップ作成部９２によって作成された圃場マップに基づいて圃場を外周領域と内部領域とに区分けし、外周領域を走行するための周回走行経路と、内部領域の往復走行経路を生成する。作業用始点設定部として機能する作業開始点設定部９３ａは、生成された往復走行経路の始点を、自動走行での圃場作業が開始される作業開始点（植付開始点）として設定する。生成された往復走行経路の終点は、植付終了点となる。なお、最初に作業開始点と植付終了点とが内部領域に設定され、作業開始点と植付終了点とを結ぶように往復走行経路が生成されてもよい。開始点誘導経路生成部９３ｂは、ティーチング走行を終えて待機している機体１を作業開始点まで自動走行させるための走行経路である作業開始点誘導経路を生成する。

境界線算出部９４は、図２のステップ＃Ｃを用いて説明された境界線算出処理を行う。圃場マップ作成部９２によるマップ作成処理や境界線算出部９４による境界線算出処理には、マップ作成ティーチング走行における走行軌跡が必要である。走行軌跡生成部９５は、機体位置算出部５２ａによって算出された機体位置に基づいて、機体１の走行軌跡を生成する。

入力信号処理部５０ａは、田植機に設けられている各種センサ、スイッチ、レバーなどからの信号を処理して、制御装置１００に構築されている機能部に転送する。通信部５０ｂは、無線通信機能を有し、外部とのデータ通信、例えばリモコン９０とのデータ通信を行ない、受信データは入力信号処理部５０ａに転送される。

走行制御部６には、自動走行制御部６Ａと手動走行制御部６Ｂと制御管理部６Ｃとが備えられている。自動走行制御部６Ａは、自動走行時の速度制御や操舵制御を行う。走行経路管理部５３によって設定された目標となる走行経路と、機体位置算出部５２ａ及び機体方位算出部５２ｂによって算出された機体位置及び機体方位とを比較して算出される横偏差及び方位偏差に基づいて、横偏差及び方位偏差が縮小するように、操舵制御が行われる。

この田植機では、目標となる走行経路に沿って自動走行する自動走行モード以外に、少なくとも２点によって規定される基準線の方位を維持するように自動で直進走行する直線維持運転モードが備えられている。直線維持運転モードで用いられる基準線として、走行経路管理部５３によって管理されている直進走行経路が流用可能である。

手動運転モードでは、手動走行制御部６Ｂが、ステアリングホイール２１の操作量に基づいて、ステアリングモータＭ１を制御する。制御管理部６Ｃは、運転モード切替操作具２４からの信号に基づいて、自動走行モード、直線維持運転モード、手動運転モードのいずれかを選択する。

作業制御部５１は、自動走行では、前もって与えられているプログラムに基づいて自動的に作業機器群１Ｂを制御し、手動走行では、運転者の操作に基づいて、作業機器群１Ｂを制御する。機体位置算出部５２ａは、測位ユニット８から逐次送られてくる衛星測位データに基づいて、機体１の地図座標（機体位置）を算出する。機体方位算出部５２ｂは、機体位置算出部５２ａによって算出された経時的な機体位置から機体１の方位（進行方位）を算出する。

走行経路管理部５３は、走行経路生成部９３によって生成された各種走行経路を汎用端末９から受け取って管理し、自動走行モードでの機体操舵の目標となる走行経路を順次設定する。

運転制御状態検知部５５は、制御装置１００で取り扱われている制御情報に基づいて、走行制御状態や作業制御状態を検知する。

越境管理部５６は、境界線算出部９４で算出された境界線（境界線データ）を機体１が超えることで、機体１が畦などの境界物と接触することを回避するための機能を有する。例えば、越境管理部５６は、機体位置に基づいて機体１が境界線を越えないかどうかを判定し、機体１が境界線を越える走行を禁止する停止指令を走行制御部６に与える。

開始誘導管理部５７は、待機している機体１を作業業開始点まで作業開始点誘導経路を用いて自動走行させるかどうかを判定する。この実施形態での、自動走行の開始条件は、上述したように、
（１）作業開始点誘導経路が設定されている外周領域の一辺となる領域で、機体１が作業開始点に向き合うように位置しており、さらに、その機体方位と作業開始点誘導経路の方位との差が所定角度以内であること、
（２）機体１の前部または後部が境界線を規定している畔などの境界物に向き合い、機体方位と作業開始点誘導経路の方位とが略直角となっている機体姿勢であっても、機体１が自動運転開始可能エリアに入っていること、
（３）機体１が作業対象の圃場内に位置しており、機体１の方位が開始点誘導経路に沿った方位であり、機体１が前記開始点誘導経路上にいること、
である。

なお、自動走行の開始条件は、上記（１）（２）（３）に限定されるわけではない。作業開始点誘導経路を用いた自動走行を開始するために停止している機体１の待機位置が、任意に設定された特定位置で特定方位であることを、自動走行の開始条件とすることができる。

このような自動走行の開始条件が満たされていれば、汎用端末９や図示されていないスピーカやランプを通じて、現在の待機位置から作業業開始点までの自動走行が許可されることが報知される。そこで、運転者が自動走行を開始するための操作を行うことで、作業開始点誘導経路を用いた自動走行が開始される。この自動走行の開始条件が満たされていないにもかかわらず、運転者が自動走行を開始するための操作を行うと、現在の待機位置では、自動走行が開始できないことが報知され、開始可能な位置や機体方位が汎用端末９のディスプレイに表示される。

〔別実施の形態〕
（１）上記実施形態では、圃場マップ作成部９２や走行経路生成部９３や境界線算出部９４、走行軌跡生成部９５が汎用端末９に構築されていたが、そのうちの少なくとも一部は、制御装置１００に構築されてもよいし、制御装置１００との間でデータ交換可能な外部の管理コンピュータに構築されてもよい。
（２）自動走行制御部６Ａによる旋回経路での操舵角は、生成された旋回経路に沿うような制御で行ってもよいし、あるいは、所定の旋回経路になるように予め決められた操舵角を用いるような制御で行ってもよい。
（３）上記実施形態では、農作業車として田植機が採用されたが、コンバインやトラクタ、直播機、噴霧（散布）用管理機などの農作業車であってもよい。

なお、上記実施形態（別実施形態を含む、以下同じ）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。

本発明は、自動走行可能な農作業車に適用可能である。

１ ：機体
１Ａ ：走行機器群
１Ｂ ：作業機器群
３ ：苗植付装置
４ ：施肥装置
６Ａ ：自動走行制御部
８ ：測位ユニット
８Ａ ：衛星測位モジュール
８Ｂ ：慣性計測モジュール
９ ：汎用端末
３１ ：苗載せ台
５２ａ ：機体位置算出部
５２ｂ ：機体方位算出部
５３ ：走行経路管理部
５７ ：開始誘導管理部
９２ ：圃場マップ作成部
９３ ：走行経路生成部
９３ａ ：作業開始点設定部（作業用始点設定部）
９３ｂ ：開始点誘導経路生成部
９５ ：走行軌跡生成部
１００ ：制御装置
θ ：所定角度誤差

Claims (6)

1. 圃場を自動走行する農作業車であって、
   前記圃場での機体の位置である機体位置を算出する機体位置算出部と、
   前記機体の方位を算出する機体方位算出部と、
   自動走行の目標となる走行経路に基づいて前記機体を自動走行させる自動走行制御部と、
   自動走行での圃場作業が開始される作業開始点を設定する作業開始点設定部と、
   前記機体を前記作業開始点まで自動走行させるための前記走行経路である作業開始点誘導経路を用いた自動走行を、前記機体が特定位置で特定方位であることを条件として許可する開始誘導管理部と、
   を備える農作業車。
2. 前記圃場は、前記圃場の境界線に沿った外周領域と前記外周領域の内側に位置する内部領域とに分けられ、前記内部領域での自動走行作業が、前記内部領域での直進走行と前記外周領域での旋回走行とを繰り返しによって行われ、前記外周領域での自動走行作業が前記外周領域での前記境界線に沿った周回走行によって行われ、前記作業開始点誘導経路は前記外周領域に設定される請求項１に記載の農作業車。
3. 前記作業開始点に向き合った前記機体の方位が前記作業開始点に向かう前記作業開始点誘導経路の方位と一致している場合、前記機体と前記作業開始点との距離に関係なく、前記作業開始点誘導経路を用いた前記作業開始点までの自動走行が許可される請求項２に記載の農作業車。
4. 前記機体の前部または後部が前記境界線に達して場合、前記機体と前記作業開始点との距離が所定距離以上である限り、前記作業開始点誘導経路を用いた前記作業開始点までの自動走行が許可される請求項２または３に記載の農作業車。
5. 前記機体が前記特定位置で前記特定方位である場合、前記作業開始点誘導経路を用いた前記作業開始点までの自動走行のための条件が満たされことが報知される請求項１から４のいずれか一項に記載の農作業車。
6. 前記特定位置は作業対象の圃場内の地点であり、前記特定方位は、前記作業開始点誘導経路に沿った方位であり、前記機体が前記作業開始点誘導経路上にある場合、前記作業開始点までの自動走行の条件が満たされていることが報知される請求項１から５のいずれか一項に記載の農作業車。

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