JP2022011849A - 農作業機 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の基準方位から必要な基準方位を選択するとともに、選択された基準方位に基づいて操向制御が可能な農作業機の提供。【解決手段】操向可能な走行装置を有する機体１と、衛星測位を用いて機体位置を算出する機体位置算出部と、機体位置算出部によって算出された二つの機体位置を結ぶ直線の方位を基準方位Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４として算出する基準方位算出部と、基準方位Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４、または、基準方位Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４に基づいて設定された走行目標ラインに沿うように、機体位置に基づいて走行装置を自動的に操向制御する操向制御部と、が備えられている。基準方位算出部は、圃場の外周領域における周回走行中に算出された機体位置に基づいて基準方位Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４を算出する。【選択図】図４

Description

本発明は、農作業機に関する。

例えば特許文献１に開示された農作業機では、航法衛星を用いて機体の位置情報を取得可能な測位ユニットが備えられ、農作業機が最初のティーチング走行で算出された基準方位に沿って走行するように、操向制御部による操向制御が行われる。

特開２０１９－０９７５０３号公報

特許文献１に開示された農作業機では、基準方位の算出がティーチング走行によって取得された二点間の直線に沿う方位が算出されるが、このようなティーチング走行が圃場の形状に合わせた走行に基づいて行われると、基準方位の算出が効率よく行われる。特に、農作業機が圃場を周回走行しながら基準方位の算出する構成であれば、圃場の形状に合わせた基準方位の算出が容易となる。

本発明は、圃場の形状に合わせて基準方位を容易に算出できる農作業機を提供することにある。

本発明による農作業機では、操向可能な走行装置を有する機体と、衛星測位を用いて機体位置を算出する機体位置算出部と、前記機体位置算出部によって算出された二つの前記機体位置を結ぶ直線の方位を基準方位として算出する基準方位算出部と、前記基準方位、または、前記基準方位に基づいて設定された走行目標ラインに沿うように、前記機体位置に基づいて前記走行装置を自動的に操向制御する操向制御部と、が備えられ、前記基準方位算出部は、圃場の外周領域における周回走行中に算出された前記機体位置に基づいて前記基準方位を算出することを特徴とする。

本構成であれば、圃場の外周領域を周回走行することによって基準方位が算出される。このため、搭乗者は外周領域の周回走行に専念すれば、衛星測位を用いて算出された機体位置から基準方位が算出される。これにより、農作業機の搭乗者に負担が掛かることなく、基準方位が容易に算出される。つまり、圃場の形状に合わせて基準方位を容易に算出できる農作業機が実現される。

なお、本発明における『基準方位』は、操向制御部による操向制御において機体が地上を直進するべき方向である。本発明では、基準方位に沿って、一方向と、一方向と１８０°反対方向と、の双方向に機体の走行が可能であるが、基準方位に沿って一方向のみの単方向に機体が走行する構成も、本発明に含まれる。

本発明において、基準方位算出部は、圃場の外周辺の延びる方向に沿う複数の前記基準方位を算出すると好適である。

本構成であれば、また、基準方位が圃場の外周辺の延びる方向に沿うため、走行目標ラインが当該外周辺に沿って延びる。このことから、操向制御部による操向制御が当該外周辺に沿うものとなって、好適な作業走行が実現される。

本発明において、前記機体の方位を算出する機体方位算出部と、前記基準方位に基づいて前記走行目標ラインを設定するライン設定部と、が備えられ、前記ライン設定部は、前記複数の基準方位から前記機体の方位に近い前記基準方位を選択して前記走行目標ラインを設定すると好適である。

本構成であれば、機体方位算出部によって機体の方位が算出され、機体の方位に適した基準方位が選択されるため、機体の方位に基づく基準方位の選択が行われない構成と比較して、機体の旋回走行後に、操向制御部による操向制御が速やかに行われる。

本発明において、前記基準方位算出部は、算出済みの前記基準方位から所定の方位だけ方位ずれした前記基準方位を算出可能に構成されていると好適である。

本構成であれば、算出済みの基準方位に基づいて異なる方位を有する新たな基準方位の算出が可能となる。このため、基準方位を算出するために機体を走行させる手間を省くことが可能となり、複数の基準方位の算出が容易になる。

本発明において、前記基準方位に基づいて前記走行目標ラインを設定するライン設定部が備えられ、前記外周領域における周回走行は作業走行であって、前記ライン設定部は、前記外周領域における前記作業走行中に算出された前記基準方位に基づいて、前記外周領域における前記作業走行による既作業領域よりも内側に残された作業対象領域に前記走行目標ラインを設定すると好適である。

本構成であれば、外周領域における周回走行は作業走行であるため、外周領域で農作業と、基準方位の算出と、が一度の作業走行で可能となる。また、周回走行が行われた後の既作業領域よりも内側に残された作業対象領域では、例えば、前進しながらの作業走行と、外周領域における１８０°（または略１８０°）の方向転換と、を繰り返す往復走行が行われることが一般的である。本構成であれば、周回走行で算出された基準方位に基づいて作業対象領域に走行目標ラインが設定される。このため、作業対象領域における作業走行で自動的に操向制御が行われる構成が可能となり、農作業機を操作する者の負担が軽減される。

農作業機の全体側面図である。 農作業機の制御系を示す機能ブロック図である。 基準方位の算出に関するフローチャート図である。 機体の１周分の周囲刈り走行によって算出された基準方位を示す圃場の平面図である。 走行軌跡を滑らかにする処理を示す図である。 自動操向制御に関するフローチャート図である。 基準方位に基づく機体の自動操向制御を示す圃場の平面図である。 基準方位に基づく機体の自動操向制御を示す圃場の平面図である。 基準方位に基づく機体の自動操向制御を示す圃場の平面図である。 基準方位に基づく機体の自動操向制御を示す圃場の平面図である。 基準方位に基づく機体の自動操向制御を示す圃場の平面図である。 基準方位に基づく機体の自動操向制御を示す圃場の平面図である。 基準方位に基づく機体の自動操向制御を示す圃場の平面図である。 基準方位に基づく機体の自動操向制御を示す圃場の平面図である。 基準方位の算出及び機体の自動操向制御の一例を示す圃場の平面図である。

本発明に係る農作業機の一例としてのコンバインの実施形態が、図面に基づいて以下に記載されている。この実施形態で、機体１の前後方向を定義するときは、作業状態における機体進行方向に沿って定義する。機体１の左右方向を定義するときは、機体前進方向視で見た状態で左右を定義する。

〔農作業機の一例であるコンバインの基本構成〕
図１に示されるように、普通型のコンバインに、機体１と、操向可能な左右一対のクローラ式の走行装置１１と、搭乗部１２と、脱穀装置１３と、穀粒タンク１４と、収穫装置１５と、搬送装置１６と、穀粒排出装置１８と、が備えている。

走行装置１１は、コンバインの下部に備えられている。走行装置１１は左右一対のクローラ走行機構を有し、コンバインは、走行装置１１によって圃場を走行可能である。搭乗部１２、脱穀装置１３、穀粒タンク１４は、走行装置１１よりも上側に備えられ、これらは機体１の上部として構成されている。コンバインの搭乗者と、コンバインの作業を監視する監視者と、の少なくとも一人が、搭乗部１２に搭乗可能である。通常、搭乗者と監視者とは兼務される。なお、搭乗者と監視者とが別人の場合、監視者は、コンバインの機外からコンバインの作業を監視していても良い。搭乗部１２の下方に駆動用のエンジン（不図示）が備えられている。穀粒排出装置１８は、穀粒タンク１４の後下部に連結されている。

収穫装置１５は圃場の作物を収穫する。そして、コンバインは、収穫装置１５によって圃場の作物を収穫しながら走行装置１１によって走行する作業走行が可能である。搬送装置１６は収穫装置１５よりも後側に隣接して設けられている。収穫装置１５及び搬送装置１６は、機体１の前部に上下昇降可能に支持されている。

収穫装置１５によって収穫された作物は、搬送装置１６によって脱穀装置１３へ搬送され、脱穀装置１３によって脱穀処理される。脱穀処理によって得られた収穫物としての穀粒は、穀粒タンク１４に貯留される。穀粒タンク１４に貯留された穀粒は、必要に応じて、穀粒排出装置１８によって機外に排出される。穀粒排出装置１８は機体後部の縦軸芯回りに揺動可能に構成されている。即ち、穀粒排出装置１８の遊端部が機体１よりも機体横外側へ張り出して作物を排出可能な排出状態と、穀粒排出装置１８の遊端部が機体１の機体横幅の範囲内に位置する収納状態と、に切換可能なように穀粒排出装置１８は構成されている。

搭乗部１２の天井部に衛星測位モジュール８０が設けられている。衛星測位モジュール８０は、人工衛星ＧＳからのＧＮＳＳ（グローバル・ナビゲーション・サテライト・システム。例えばＧＰＳ、ＱＺＳＳ、Ｇａｌｉｌｅｏ、ＧＬＯＮＡＳＳ、ＢｅｉＤｏｕ、等）の信号を受信して、自車位置を取得する。

衛星測位モジュール８０の他に、機体１の走行方位を検出する方位検出手段として、例えばＩＭＵ（インターナル・メジャメント・ユニット）を有する慣性計測モジュール８１（図２参照）が、機体１に備えられている。慣性計測モジュール８１は、ジャイロセンサや加速度センサを有する構成であっても良い。慣性計測モジュール８１は、機体１の旋回角度の角速度を検出可能である。詳述はしないが、慣性計測モジュール８１は、機体１の旋回角度の角速度の他、機体１の左右傾斜角度、機体１の前後傾斜角度の角速度等も計測可能である。なお、衛星測位モジュール８０と慣性計測モジュール８１とが一体的に構成されても良い。

〔制御ユニットの構成〕
図２に示される制御ユニット３０は、コンバインの制御系の中核要素であり、複数のＥＣＵの集合体として示されている。制御ユニット３０は、自動操向制御が実行される自動操向モードと、自動操向制御が実行されない手動操向モードと、に切換え可能なように構成されている。『自動操向制御』とは、所定の方位に基づいて、後述する直線状の目標ラインＣを設定し、機体１が目標ラインＣに沿って走行するように走行装置１１を制御することを意味する。制御ユニット３０は、当該所定の方位として基準方位Ｂを算出する。

基準方位Ｂは、自動操向制御において機体１が地上を直進するべき方位であって、例えば東西南北の何れかを基準とした角度値で管理される。本実施形態では、基準方位Ｂに沿って、一方向と、一方向と１８０°反対方向と、の双方向に機体１の走行が可能である。この場合、基準方位Ｂは、東西南北の何れかを基準とした１８０°の範囲の角度値で管理されれば十分であるが、基準方位Ｂが３６０°の範囲の角度値で管理される構成であっても良い。あるいは、基準方位Ｂがベクトル値で管理されても良い。

本発明における『基準方位』は、自動操向制御において機体が地上を直進するべき方位である。本発明では、基準方位Ｂに沿って、一方向と、一方向と１８０°反対方向と、の双方向に機体の走行が可能であるが、基準方位Ｂに沿って一方向のみの単方向に機体１が走行する構成も、本発明に含まれる。

制御ユニット３０に、機体位置算出部３１と、機体方位算出部３２と、基準方位算出部３３と、記憶部３４と、選択部３５と、ライン設定部３６と、操向制御部３７と、が備えられている。制御ユニット３０に、衛星測位モジュール８０、慣性計測モジュール８１、始点設定スイッチ２１Ａ、終点設定スイッチ２１Ｂ、の信号が入力される。また、図示はしないが、制御ユニット３０に、車速センサ、エンジンのトルクセンサ、障害物検知センサ、等の信号も入力される。

機体位置算出部３１は、衛星測位モジュール８０によって出力された測位データに基づいて、機体１の位置座標を経時的に算出する。即ち、機体位置算出部３１は、衛星測位を用いて機体位置を算出する。算出された機体１の経時的な位置座標は、機体方位算出部３２と操向制御部３７とへ送られる。

機体方位算出部３２は、慣性計測モジュール８１によって検出された角速度を積分することによって、機体１の走行方位変化角を算出できる。また、機体方位算出部３２は、経時的に算出した機体１の位置座標を時間微分することによって、機体１の走行速度及び走行方位を算出できる。即ち、機体方位算出部３２は、機体位置算出部３１によって経時的に算出された機体１の位置座標と、慣性計測モジュール８１によって出力された角速度と、の少なくとも一方に基づいて機体１の走行方位を算出する。機体方位算出部３２によって算出された機体１の走行方位は、選択部３５と操向制御部３７とに送られる。なお、機体方位算出部３２は、例えば電子コンパス等に基づいて機体１の走行方位を算出しても良い。

基準方位Ｂを設定するための設定スイッチ２１が備えられている。設定スイッチ２１は、例えば搭乗部１２に設けられたタッチパネル式画面（例えば液晶の画面、ＯＬＥＤの画面等のタッチ操作可能な画面）に表示されたアイコンボタンであって、始点位置を設定する始点設定スイッチ２１Ａと、終点位置を設定する終点設定スイッチ２１Ｂと、を有する。

手動操向モードの状態で始点設定スイッチ２１Ａの操作が可能であって、この状態で機体１が走行し、始点設定スイッチ２１Ａが操作されると、このタイミングにおける機体１の位置Ａａが基準方位算出部３３へ送られる。位置Ａａは、始点設定スイッチ２１Ａが操作されたタイミングで、機体位置算出部３１によって算出される。なお、始点設定スイッチ２１Ａが操作される時点において、終点設定スイッチ２１Ｂの操作は不能である。

搭乗者が始点設定スイッチ２１Ａを操作した後、機体１が走行を継続して位置Ａａから予め設定された距離以上に離れると、終点設定スイッチ２１Ｂの操作が可能となる。なお、搭乗者が始点設定スイッチ２１Ａを操作した後で機体１が走行している間、始点設定スイッチ２１Ａは操作可能であっても良いし、始点設定スイッチ２１Ａは操作不能であっても良い。始点設定スイッチ２１Ａが操作可能である場合、搭乗者が始点設定スイッチ２１Ａを改めて操作すると、このタイミングにおける機体１の位置Ａａが、再度、基準方位算出部３３へ送られても良い。始点設定スイッチ２１Ａが操作不能である場合、始点設定スイッチ２１Ａに代わって、位置Ａａの記憶を消去して基準方位Ｂの設定を中止するボタンが表示されても良い。

終点設定スイッチ２１Ｂが操作されると、このタイミングにおける機体１の位置Ａｂが基準方位算出部３３へ送られる。位置Ａｂは、終点設定スイッチ２１Ｂが操作されたタイミングで、機体位置算出部３１によって算出される。そして、位置Ａａ，Ａｂに基づいて、作業走行のための基準方位Ｂが基準方位算出部３３によって算出され、算出された基準方位Ｂが記憶部３４に記憶される。即ち、基準方位算出部３３は、圃場の走行中に算出された複数の機体位置に基づいて基準方位Ｂを算出する。また、記憶部３４は、作業走行のための複数の基準方位Ｂを記憶可能に構成されている。なお、記憶部３４は、基準方位Ｂの記憶に限定されず、例えば、位置Ａａ，Ａｂが記憶される構成であっても良い。

選択部３５は複数の基準方位Ｂのうちの一つを選択する。まず、選択部３５は、機体方位算出部３２から機体１の走行方位を取得する。そして選択部３５は、記憶部３４に記憶された複数の基準方位Ｂのうち、機体１の走行方位に最も近い基準方位Ｂを選択する。

ライン設定部３６は、機体位置算出部３１によって算出された最新の機体１の位置座標を常時取得する。そしてライン設定部３６は、当該最新の位置座標に基づいて、収穫装置１５の左右中心部から、記憶部３４によって選択された基準方位Ｂに沿って前方に延びる走行目標ラインＣを常時算出する。制御ユニット３０が自動操向モードに切換えられると、ライン設定部３６は、その時点で算出されている走行目標ラインＣを、機体１が走行すべき走行目標ラインＣとして固定（設定）する。この設定された走行目標ラインＣは、自動操向モードが解除されるまで固定される。走行目標ラインＣは、機体１から機体前方へ延び、かつ、記憶部３４によって選択された基準方位Ｂと平行である。即ち、ライン設定部３６は、選択された基準方位Ｂに基づいて走行目標ラインＣを設定する。自動操向モード中に、搭乗者が、操向レバー（不図示）を操作したり、主変速レバー（不図示）を停止位置に操作したりすると、制御ユニット３０が自動操向モードから手動操向モードに切換えられる。制御ユニット３０が自動操向モードから手動操向モードに切換えられると、ライン設定部３６は走行目標ラインＣの設定を解除する。なお、ライン設定部３６が、制御ユニット３０が自動操向モードに切換えられたときに走行目標ラインＣを算出・設定するよう構成されてもよい。

操向制御部３７は、走行目標ラインＣに対する機体１の機体横方向における位置ズレ量を算出できる。また、操向制御部３７は、機体１の走行方位と、記憶部３４によって選択された基準方位Ｂと、の角度偏差、即ち方位ズレを算出できる。制御ユニット３０が自動操向モードに設定されているとき、操向制御部３７は、機体位置算出部３１からの機体位置情報と、機体方位算出部３２からの方位情報と、に基づいて、機体１が走行目標ラインＣに沿って走行するように、走行装置１１を制御する。

〔基準方位の算出について〕
圃場の収穫作業を行う場合、まず、搭乗者（監視者であっても良い、以下同じ）は、コンバインを手動で操作し、圃場内の外周領域において、圃場の外周辺、即ち畦際に沿って周囲刈り走行（作業走行の一例）しながら収穫を行う。この周囲刈り走行の領域は、コンバインが後工程で往復走行しながら圃場内側領域（例えば図１３及び図１４の作業対象領域ＣＡ）の作物を収穫する際に、機体１の旋回スペースとなる。このことから、当該旋回スペースは広く確保されることが望ましい。このため、搭乗者は、圃場の外周領域でコンバインを２～３周走行させ、コンバインの収穫幅の２～３倍程度の周囲刈り走行の領域を旋回スペースとして確保する。

基準方位Ｂの算出は、圃場内の外周領域における周囲刈り走行と一緒に行われる。図３に、基準方位Ｂの算出の順序がフローチャートで示される。まず、終点設定スイッチ２１Ｂが自動的に操作不能状態に切換えられる（ステップ＃０１）。

本実施形態では、始点設定スイッチ２１Ａ及び終点設定スイッチ２１Ｂがタッチパネル式画面のアイコンボタンである。終点設定スイッチ２１Ｂの操作不能状態とは、例えば、終点設定スイッチ２１Ｂのアイコンボタンがタッチパネル式画面に表示されない状態（アイコンボタンのグレーアウトも含まれる）であったり、終点設定スイッチ２１Ｂのアイコンボタンがタッチパネル式画面に表示されていても搭乗者等の操作が反映されない状態であったりする。

搭乗者が圃場の畦際にコンバインを移動させ、圃場の畦際に沿って直進（または略直進）を開始する際に、搭乗者は始点設定スイッチ２１Ａを操作する（ステップ＃０２）。なお、本実施形態で『操作』とは、アイコンボタンである始点設定スイッチ２１Ａ及び終点設定スイッチ２１Ｂのアイコン操作も含まれる。

始点設定スイッチ２１Ａが操作されると（ステップ＃０２：Ｙｅｓ）、機体１の位置座標として位置Ａａが記憶される（ステップ＃０３）。位置Ａａは、始点設定スイッチ２１Ａが操作されたタイミングで、機体位置算出部３１によって算出された機体１の位置座標である。そして、搭乗者が圃場の畦際の一辺に沿ってコンバインを直進（または略直進）させながら作業走行を行う。この間、機体１が位置Ａａから予め設定された距離以上に離れたかどうかが、基準方位算出部３３によって判定される（ステップ＃０４）。『予め設定された距離』は、例えば位置Ａａから５メートルである。

機体１が位置Ａａから予め設定された距離以上に離れていなければ（ステップ＃０４：Ｎｏ）、ステップ＃０９の処理が行われる。ステップ＃０９は、終点設定スイッチ２１Ｂが操作可能状態である場合に、終点設定スイッチ２１Ｂを操作不能状態に切換える処理である。つまり、機体１が位置Ａａから予め設定された距離以上に離れていなければ（ステップ＃０４：Ｎｏ）、終点設定スイッチ２１Ｂの操作不能状態が保持され、搭乗者は終点設定スイッチ２１Ｂを操作できない。

機体１が位置Ａａから予め設定された距離以上に離れていれば（ステップ＃０４：Ｙｅｓ）、終点設定スイッチ２１Ｂが操作可能状態に切換えられる（ステップ＃０５）、このとき、終点設定スイッチ２１Ｂが既に操作可能状態であれば、終点設定スイッチ２１Ｂの操作可能状態が保持される。そして、終点設定スイッチ２１Ｂが操作されたかどうかが判定される（ステップ＃０６）。終点設定スイッチ２１Ｂが操作されなければ（ステップ＃０６：Ｎｏ）、ステップ＃０４～＃０５の処理が繰り返される。このとき、例えばコンバインが後進走行する等の要因によって、機体１が位置Ａａから予め設定された距離以上に離れなくなると（ステップ＃０４：Ｎｏ）、終点設定スイッチ２１Ｂが再び操作不能状態に切換えられる（ステップ＃０９）。

終点設定スイッチ２１Ｂが操作されると（ステップ＃０６：Ｙｅｓ）、機体１の位置座標として位置Ａｂが記憶される（ステップ＃０７）。位置Ａｂは、終点設定スイッチ２１Ｂが操作されたタイミングで、機体位置算出部３１によって算出された機体１の位置座標である。このように、搭乗者が圃場の畦際の一辺に沿ってコンバインを直進（または略直進）させながら作業走行を行い、始点設定スイッチ２１Ａ及び終点設定スイッチ２１Ｂを操作することによって、位置Ａａ，Ａｂが取得される。

位置Ａａ，Ａｂが取得されると、基準方位算出部３３は位置Ａａ，Ａｂの二点間を結ぶ直線の方位として基準方位Ｂを算出する（ステップ＃０８）。即ち、基準方位算出部３３は、機体位置算出部３１によって算出された二つの機体位置を結ぶ直線の方位を基準方位Ｂとして算出する。また、ステップ＃０８において基準方位算出部３３は算出済みの基準方位Ｂを記憶部３４に記憶する。これにより、基準方位Ｂの算出処理が完了する。

上述のステップ＃０１からステップ＃０８までの処理を繰り返し行うことによって、基準方位算出部３３は複数の基準方位Ｂを取得可能に構成されている。例えば、搭乗者が、圃場の別の畦際にコンバインを移動させ、始点設定スイッチ２１Ａを操作して当該別の畦際の一辺に沿ってコンバインを直進（または略直進）させながら作業走行を行って、その後、終点設定スイッチ２１Ｂを操作する。このとき、基準方位算出部３３は、ステップ＃０１からステップ＃０８までの処理を再度行い、別の基準方位Ｂを算出する。

図４に示される例では、圃場の畦際に沿って１周分の周囲刈り走行が行われ、複数の基準方位Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４が基準方位算出部３３によって算出され、記憶部３４に、方位の夫々異なる複数の基準方位Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４が記憶されている。位置Ａ１，Ａ２に基づいて基準方位Ｂ１が算出され、位置Ａ３，Ａ４に基づいて基準方位Ｂ２が算出され、位置Ａ５，Ａ６に基づいて基準方位Ｂ３が算出され、位置Ａ７，Ａ８に基づいて基準方位Ｂ４が算出されている。位置Ａ１，Ａ３，Ａ５，Ａ７は始点設定スイッチ２１Ａが操作されたタイミングにおける位置Ａａ（図２及び図３参照）であって、位置Ａ２，Ａ４，Ａ６，Ａ８は終点設定スイッチ２１Ｂが操作されたタイミングにおける位置Ａｂ（図２及び図３参照）である。即ち、基準方位算出部３３は、圃場の外周領域における周回走行中に算出された機体位置に基づいて基準方位Ｂを算出する。このとき、基準方位算出部３３は、圃場の外周辺の延びる方位に沿う複数の基準方位Ｂを算出する。換言すると、基準方位算出部３３は、圃場の外周領域における人為操作での周回走行中に算出された機体位置に基づいて、圃場の外周辺の延びる方位に沿う複数の基準方位Ｂを算出する。

上述の基準方位Ｂの算出は、人が始点設定スイッチ２１Ａ及び終点設定スイッチ２１Ｂを操作することによって行われるが、この実施形態に限定されない。本発明では、圃場の畦際に沿って周囲刈り走行が行われると、圃場の畦際の各辺に応じて基準方位Ｂが自動的に算出される構成であっても良い。例えば、周囲刈り走行時に、機体位置が機体位置算出部３１によって経時的に算出されると、機体位置に基づいて走行軌跡の算出が可能である。基準方位算出部３３は、当該走行軌跡のうちの複数の直進部分（または略直進部分）を抽出し、これら複数の直進部分（または略直進部分）に基づいて複数の基準方位Ｂを算出しても良い。

基準方位算出部３３が走行軌跡に基づいて精度よく基準方位Ｂを算出するために、図５に示される手法が用いられる。機体位置算出部３１によって算出された機体位置として、ある機体位置を対象位置４１とする。対象位置４１から所定の数、例えば２つ離れた位置にある機体位置を基点位置４２とし、対象位置４１と基点位置４２との間に位置する機体位置を中間位置４３とする。対象位置４１と基点位置４２とを結んだ線分Ｌ１と、中間位置４３との距離ｘ１が所定の長さ以下である場合、中間位置４３を走行軌跡から削除する。図５の〔例１〕では、距離ｘ１が所定の長さ以下であるため、中間位置４３が削除される（削除された機体位置を白丸で表す）。

さらに、図５の〔例２〕に示されるように、対象位置４１の隣に位置する機体位置を対象位置４４とすると、図５の〔例１〕における中間位置４３は削除されているので、基点位置４２はそのままで、図５の〔例１〕における対象位置４１が中間位置４５となる。同様に、対象位置４４と基点位置４２とを結んだ線分Ｌ２と、中間位置４５との距離ｘ２は、所定の長さ以上であるため、中間位置４５（対象位置４１）は残される。

続けて、対象位置４４の隣に位置する機体位置を対象位置４６として、同様の処理を行うことにより、対象位置４４に対応する機体位置が削除されたとする。図５の〔例３〕に、基点位置４２に対応する機体位置と中間位置４５に対応する機体位置とを結んだ線、及び、中間位置４５に対応する機体位置と対象位置４６とを結んだ線が示される。このような処理が繰り返されると、周囲刈り走行の走行軌跡が滑らかに処理され、走行軌跡のうちの直進部分が圃場の畦際の各辺と平行（または略平行）になる。そして基準方位算出部３３は、当該滑らかに処理された走行軌跡に基づいて基準方位Ｂが算出する。例えば基準方位算出部３３は、残された機体位置同士を結んだ複数の線分の方位の平均値または中央値から基準方位Ｂを算出しても良い。また、例えば基準方位算出部３３は、残された機体位置同士を結んだ複数の線分のうち、同一（または略同一）の方位を有する線分を抽出しながら方位ごとにグループ分けし、線分の最も多いグループにおける方位情報から基準方位Ｂを算出しても良い。

〔自動操向制御について〕
基準方位Ｂが記憶部３４に記憶された後、自動操向制御の前に、人の操作に応じて図６に示されるような判定処理が行われる。まず、機体位置算出部３１によって算出された機体１の位置が位置Ｐａとして記憶される（ステップ＃１１）。続いて、選択部３５が、機体１の走行方位を機体方位算出部３２から取得し（ステップ＃１２）、複数の基準方位Ｂのうち機体１の走行方位に最も近い基準方位Ｂを選択する（ステップ＃１３）。図７に示される例では、機体１の走行方位が基準方位Ｂ１に沿っていることから、選択部３５は、複数の基準方位Ｂのうちの基準方位Ｂ１を選択する。そして、ライン設定部３６（または選択部３５）は、機体１の走行方位と基準方位Ｂとの差分Δθを算出し（ステップ＃１４）、差分Δθが予め設定された閾値以内（例えば５°以内）かどうかを判定する（ステップ＃１５）。

差分Δθが予め設定された閾値よりも大きければ（ステップ＃１５：Ｎｏ）、ステップ＃１１～１４の処理が繰り返され、位置Ｐａが更新され続ける。このとき、ステップ＃１３において同じ基準方位Ｂが繰り返し選択される場合が考えられるが、この場合には選択部３５の選択が保持される。また、この間に機体１が旋回し、機体１の走行方位に最も近い基準方位Ｂが他の基準方位Ｂになってしまうと、選択部３５は当該他の基準方位Ｂを選択する。

差分Δθが予め設定された閾値以内であれば（ステップ＃１５：Ｙｅｓ）、ライン設定部３６は、ステップ＃１１で記憶された位置Ｐａから予め設定された距離以上に機体位置が離れたかどうかを判定する（ステップ＃１６）。ステップ＃１６の判定がＮｏであれば、ステップ＃１２～＃１６の処理が繰り返される。このとき、ステップ＃１１の処理は行われずに位置Ｐａは更新されない。この状態で機体１が前進すると、機体位置と、ステップ＃１１で記憶された位置Ｐａと、の離間距離が大きくなる。そして、ステップ＃１６の判定がＹｅｓになると、制御ユニット３０が自動操向モードに移行し、操向制御部３７による自動操向制御が行われる（ステップ＃１７）。

制御ユニット３０が自動操向モードに移行すると、ライン設定部３６は、基準方位Ｂと平行な直線状の走行目標ラインＣを機体１の前方に設定する。自動操向モードの移行後において、機体１の位置情報が機体位置算出部３１によって経時的に算出されるとともに、相対的な方位変化角が機体方位算出部３２によって経時的に算出される。そして、操向制御部３７は、走行目標ラインＣに対する機体１の機体横方向の位置ズレ量と、基準方位Ｂと機体１の走行方位との方位ズレ角度と、を算出し、機体１が走行目標ラインＣに沿って走行するように、走行装置１１を制御する。

上述したように、周囲刈り走行の領域は後工程でコンバインの旋回スペースとして用いられるため、コンバインの周囲刈り走行は２～３周に亘って行われる。本実施形態では、圃場の外周辺に沿って１周の周囲刈り走行が行われて複数の基準方位Ｂが算出され（図４参照）、基準方位Ｂの夫々は記憶部３４に記憶されている。このため、これらの基準方位Ｂの夫々は、２周目以降の周囲刈り走行に利用可能である。

図７では、位置Ａ１，Ａ２に亘る刈跡に隣接して周囲刈り走行が行われる。このとき、選択部３５は、機体１の走行方位に最も近い基準方位Ｂ１を選択し、ライン設定部３６は、機体１の進行方位前方に基準方位Ｂ１と平行な直線状の走行目標ラインＣ１を生成する。そして、コンバインの刈幅に亘る領域Ｄ１において、走行目標ラインＣ１に沿う自動操向制御が行われる。

図８では、位置Ａ３，Ａ４に亘る刈跡に隣接して周囲刈り走行が行われる。このとき、選択部３５は、機体１の走行方位に最も近い基準方位Ｂ２を選択し、ライン設定部３６は、機体１の進行方位前方に基準方位Ｂ２と平行な直線状の走行目標ラインＣ２を生成する。そして、コンバインの刈幅に亘る領域Ｄ２において、走行目標ラインＣ２に沿う自動操向制御が行われる。

図９では、位置Ａ５，Ａ６に亘る刈跡に隣接して周囲刈り走行が行われる。このとき、選択部３５は、機体１の走行方位に最も近い基準方位Ｂ３を選択し、ライン設定部３６は、機体１の進行方位前方に基準方位Ｂ３と平行な直線状の走行目標ラインＣ３を生成する。そして、コンバインの刈幅に亘る領域Ｄ３において、走行目標ラインＣ３に沿う自動操向制御が行われる。

図１０では、位置Ａ６と位置Ａ７とに亘る刈跡に隣接して周囲刈り走行が行われており、機体１の走行方位は基準方位Ｂ１と同一または近似する。このため、選択部３５は基準方位Ｂ１を選択し、ライン設定部３６は、機体１の進行方位前方に基準方位Ｂ１と平行な直線状の走行目標ラインＣ４を生成する。そして、コンバインの刈幅に亘る領域Ｄ４において、走行目標ラインＣ４に沿う自動操向制御が行われる。

図１１では、位置Ａ６と位置Ａ７とに亘る刈跡に隣接して周囲刈り走行が行われており、機体１の走行方位は基準方位Ｂ２と同一または近似する。このため、選択部３５は基準方位Ｂ２を選択し、ライン設定部３６は、機体１の進行方位前方に基準方位Ｂ２と平行な直線状の走行目標ラインＣ５を生成する。そして、コンバインの刈幅に亘る領域Ｄ５において、走行目標ラインＣ５に沿う自動操向制御が行われる。

図１２では、位置Ａ７，Ａ８に亘る刈跡に隣接して周囲刈り走行が行われる。このとき、選択部３５は、機体１の走行方位に最も近い基準方位Ｂ４を選択し、ライン設定部３６は、機体１の進行方位前方に基準方位Ｂ４と平行な直線状の走行目標ラインＣ６を生成する。そして、コンバインの刈幅に亘る領域Ｄ６において、走行目標ラインＣ６に沿う自動操向制御が行われる。

コンバインの周囲刈り走行が完了すると、図１３及び図１４に示されるように、コンバインは、周囲刈り走行による既作業領域よりも内側に残された作業対象領域ＣＡを往復走行しながら作物を刈り取る。作業対象領域ＣＡにおいて、走行目標ラインＣに沿って前進しながら作物を刈り取る刈取走行と、作業対象領域ＣＡよりも外側の外周領域における１８０°（または略１８０°）の方向転換と、が繰り返される。これにより、コンバインは、作業対象領域ＣＡの全体を網羅するように作物を刈り取る。このとき、機体１の走行方位は基準方位Ｂ１と同一または近似する。このため、選択部３５は基準方位Ｂ１を選択し、ライン設定部３６は、機体１の進行方位前方に基準方位Ｂ１と平行な直線状の走行目標ラインＣ７，Ｃ８等を生成する。これにより、例えば図１３に示される往復走行では、コンバインの刈幅に亘る領域Ｄ７において、走行目標ラインＣ７に沿う自動操向制御が行われる。また、例えば図１４に示される中割り走行では、コンバインの刈幅に亘る領域Ｄ８において、走行目標ラインＣ８に沿う自動操向制御が行われる。つまり、ライン設定部３６は、外周領域における周回走行中に算出された基準方位Ｂに基づいて作業対象領域ＣＡに走行目標ラインＣを設定する。なお、図１３及び図１４に示される例では、作業対象領域ＣＡが圃場の形状に沿って不等辺の多角形となるように周囲刈り走行が行われているが、作業対象領域ＣＡが四角形となるように周囲刈り走行が行われても良い。コンバインの周囲刈り走行後の往復走行等で自動操向制御が行われることによって、搭乗者の負担が軽減される。

このように、選択部３５は、算出された機体１の走行方位に基づいて複数の基準方位Ｂのうちの一つを選択し、ライン設定部３６は選択された基準方位Ｂに基づいて走行目標ラインＣを設定する。

〔基準方位及び走行目標ラインの画面表示について〕
図６におけるステップ＃１１～＃１６の処理が行われる間、搭乗部１２に設けられたタッチパネル式画面に、選択された基準方位Ｂと、コンバイン（農作業機）と、が表示される。基準方位Ｂとコンバインとの夫々は、差分Δθに応じて基準方位Ｂとコンバインとの一方が傾斜するように、当該画面に表示される。このため、搭乗者は、自動操向制御の開始前にタッチパネル式画面を確認しながら機体１の走行方位を基準方位Ｂに合わせ易くなる。また、基準方位Ｂに平行な方位線が、コンバインの作業幅の間隔で当該画面に複数表示されても良く、複数の方位線とコンバインとの位置関係が当該画面に表示されても良い。この場合、搭乗者は、例えば中割り走行を行う際の基準として機体横方向の位置調整を行い易くなる。なお、機体１の走行方位が基準方位Ｂに合わない場合、機体１の走行方位が基準方位Ｂに沿うように、機体１の走行方位が自動的に修正される構成であっても良い。

図６のステップ＃１７で制御ユニット３０が自動操向モードに移行すると、搭乗部１２に設けられたタッチパネル式画面に走行目標ラインＣが表示され、走行目標ラインＣは、コンバインの前方に延びるように表示される。また、走行目標ラインＣに沿う作業領域が当該画面に表示される。作業領域は、例えば図１３及び図１４に示される領域Ｄ７，Ｄ８等であって、コンバインの作業幅に亘る幅で作業領域が当該画面に表示される構成であっても良い。作業幅は、搭乗者が入力するものであっても良いし、外部のネットワーク経由で取得するものであっても良い。また、この作業幅に、横方向に隣接する既刈領域または未刈領域とオーバーラップする余分な幅、いわゆるオーバーラップしろが考慮されても良い。このとき、当該オーバーラップしろは、搭乗者が入力するものであっても良いし、外部のネットワーク経由で取得するものであっても良い。コンバインの作業幅に亘る幅で走行目標ラインＣに沿う作業領域が当該画面に表示されるとともに、走行目標ラインＣに対するコンバインの横ズレ及び方位ズレが当該画面に表示される。

〔別実施形態〕
本発明は、上述の実施形態に例示された構成に限定されるものではなく、以下、本発明の代表的な別実施形態を例示する。

（１）制御ユニット３０は、機体位置算出部３１によって算出された機体位置に基づいて走行軌跡を算出する構成であっても良い。例えば図１５に示されるように、機体位置算出部３１によって算出された機体位置に基づいて走行軌跡Ｔが算出され、圃場の外周領域における位置Ａ１と位置Ａ２とに亘る二点間走行の走行軌跡Ｔが示される。走行軌跡Ｔの途中の領域Ｅに水口Ｗが存在し、水口Ｗを回避するための迂回走行が行われる場合も考えられる。このような場合、圃場の外周領域における走行軌跡Ｔが制御ユニット３０に記憶され、基準方位算出部３３は、走行軌跡Ｔのうちの直進部分に基づいて基準方位Ｂ１を算出する構成であっても良い。また、基準方位Ｂ１が算出された後で、基準方位Ｂ１に沿って自動操向制御が行われる場合、機体位置算出部３１によって算出された機体位置に基づいて、水口Ｗの存在する領域Ｅへの接近が判定されると、制御ユニット３０は領域Ｅへの接近を報知可能な構成であっても良い。

（２）上述の実施形態において、操向制御部３７は、機体位置算出部３１からの自機位置情報と、機体方位算出部３２からの方位情報と、に基づいて走行装置１１を制御するが、この実施形態に限定されない。操向制御部３７は、機体位置算出部３１からの自機位置情報に基づいて走行装置１１を制御しても良いし、機体方位算出部３２からの方位情報に基づいて走行装置１１を制御しても良い。操向制御部３７は、基準方位Ｂに沿うように、機体位置に基づいて走行装置１１を自動的に操向制御しても良い。また、操向制御部３７は、基準方位Ｂに基づいて設定された走行目標ラインＣに沿うように、機体位置に基づいて走行装置１１を自動的に操向制御しても良い。操向制御部３７が基準方位Ｂに沿うように走行装置１１を自動的に操向制御する場合、ライン設定部３６が備えられない構成であっても良い。

（３）上述の実施形態では、図４に示されるように、位置Ａ１，Ａ２に基づいて基準方位Ｂ１が算出され、位置Ａ３，Ａ４に基づいて基準方位Ｂ２が算出されているが、この実施形態に限定されない。例えば、基準方位算出部３３は、算出済みの基準方位Ｂから所定の方位だけ方位ずれした基準方位Ｂを算出可能に構成されても良い。図４に示される例では、位置Ａ１，Ａ２に基づいて基準方位Ｂ１が算出されると、基準方位Ｂ１に対して９０°だけ方位ずれした基準方位Ｂ２が自動的に算出される構成であっても良い。また、位置Ａ３，Ａ４に基づいて基準方位Ｂ２が算出されると、所定の方位だけ方位ずれした基準方位Ｂ３が自動的に算出される構成であっても良い。

（４）上述の実施形態では、始点設定スイッチ２１Ａが押下されると位置Ａａが記憶され、終点設定スイッチ２１Ｂが押下されると位置Ａｂが記憶され、基準方位算出部３３は位置Ａａ，Ａｂに基づいて基準方位Ｂを算出するが、この実施形態に限定されない。例えば、機体１が圃場の外周辺に沿って直進（または略直進、以下同じ）したら、その直進区間に基づいて基準方位Ｂが自動的に算出される構成であっても良い。例えば図４では、機体１が位置Ａ１，Ａ２に亘って直進することによって基準方位Ｂ１が自動的に算出され、機体１が位置Ａ３，Ａ４に亘って直進することによって基準方位Ｂ２が算出されても良い。また、機体１が位置Ａ５，Ａ６に亘って直進することによって基準方位Ｂ３が自動的に算出され、機体１が位置Ａ７，Ａ８に亘って直進することによって基準方位Ｂ４が算出されても良い。また、圃場の外周辺に沿う直進区間の全てに基づいて基準方位Ｂが自動的に算出される必要はなく、圃場の外周辺のうち少なくとも一辺に沿う直進区間に基づいて基準方位Ｂが自動的に算出される構成であっても良い。即ち、基準方位算出部３３は、圃場の外周領域における周回走行中に算出された機体位置に基づいて基準方位Ｂを算出する構成であれば良い。

（５）本発明の『機体位置算出部』は、機体位置算出部３１と衛星測位モジュール８０とが一体的に構成されたものであっても良い。また、機体方位算出部３２が、機体位置算出部３１と衛星測位モジュール８０との少なくとも一方の位置情報に基づいて機体１の方位を算出する構成であっても良い。

（６）上述の実施形態では、基準方位Ｂに沿って、一方向と、一方向と１８０°反対方向と、の双方向に機体１の走行が可能であるが、基準方位Ｂに沿って一方向にのみ機体１の走行が可能な単方向の構成であっても良い。この場合、当該一方向と反対方向に自動走行制御を行う場合、当該一方向と１８０°反対方向の情報を有する別の基準方位Ｂが記憶部３４に記憶されても良い。そして、当該一方向と１８０°反対方向へ直進する自動操向制御が行われる際に、選択部３５が当該別の基準方位Ｂを選択する構成であっても良い。

（７）制御ユニット３０に、領域算出部が備えられてもよい。領域算出部は、機体位置算出部３１が算出した機体１の経時的な位置座標に基づいて、外周領域及び作業対象領域ＣＡ（図１３及び図１４参照）を算出する。具体的には、領域算出部は、機体位置算出部３１が算出した機体１の経時的な位置座標に基づいて、圃場の外周側における周回走行（初期周回走行）での機体１の走行軌跡を算出する。そして、領域算出部は、算出された機体１の走行軌跡に基づいて、機体１が圃場の作物を収穫しながら走行した圃場の外周側の領域を外周領域として設定する。また、領域算出部は、算出された外周領域よりも圃場内側の領域を作業対象領域ＣＡとして設定する。算出された外周領域及び作業対象領域ＣＡは記憶部３４に記憶される構成であっても良い。

なお、上述の実施形態（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る。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、普通型コンバイン以外にも、自脱型コンバイン、田植機、直播機、トラクタ、管理機等の農作業機に適用できる。

１ ：機体
１１ ：走行装置
３１ ：機体位置算出部
３２ ：機体方位算出部
３３ ：基準方位算出部
３６ ：ライン設定部
３７ ：操向制御部
Ｂ ：基準方位
Ｂ１ ：基準方位
Ｂ２ ：基準方位
Ｂ３ ：基準方位
Ｂ４ ：基準方位
Ｃ ：走行目標ライン
Ｃ１ ：走行目標ライン
Ｃ２ ：走行目標ライン
Ｃ３ ：走行目標ライン
Ｃ４ ：走行目標ライン
Ｃ５ ：走行目標ライン
Ｃ６ ：走行目標ライン
Ｃ７ ：走行目標ライン
Ｃ８ ：走行目標ライン

Claims (5)

1. 操向可能な走行装置を有する機体と、
   衛星測位を用いて機体位置を算出する機体位置算出部と、
   前記機体位置算出部によって算出された二つの前記機体位置を結ぶ直線の方位を基準方位として算出する基準方位算出部と、
   前記基準方位、または、前記基準方位に基づいて設定された走行目標ラインに沿うように、前記機体位置に基づいて前記走行装置を自動的に操向制御する操向制御部と、が備えられ、
   前記基準方位算出部は、圃場の外周領域における周回走行中に算出された前記機体位置に基づいて前記基準方位を算出する農作業機。
2. 前記基準方位算出部は、圃場の外周辺の延びる方向に沿う複数の前記基準方位を算出する請求項１に記載の農作業機。
3. 前記機体の方位を算出する機体方位算出部と、
   前記基準方位に基づいて前記走行目標ラインを設定するライン設定部と、が備えられ、
   前記ライン設定部は、前記複数の基準方位から前記機体の方位に近い前記基準方位を選択して前記走行目標ラインを設定する請求項２に記載の農作業機。
4. 前記基準方位算出部は、算出済みの前記基準方位から所定の方位だけ方位ずれした前記基準方位を算出可能に構成されている請求項１から３の何れか一項に記載の農作業機。
5. 前記基準方位に基づいて前記走行目標ラインを設定するライン設定部が備えられ、
   前記外周領域における周回走行は作業走行であって、
   前記ライン設定部は、前記外周領域における前記作業走行中に算出された前記基準方位に基づいて、前記外周領域における前記作業走行による既作業領域よりも内側に残された作業対象領域に前記走行目標ラインを設定する請求項１から４の何れか一項に記載の農作業機。

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