JP2022102955A - 作業車両の制御システム - Google Patents

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Masayoshi Abe
豊 楫野
Yutaka Kajino
智志 山下
Tomoshi Yamashita
一生 池田
Kazuo Ikeda
浪漫 有村
Roman Arimura
昌也 畑邊
Masaya Hatanabe
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Abstract

【課題】進入禁止領域を迂回しつつ作業開始点への移動の効率化を図り、作業効率を向上させることができる作業車両の制御システムを提供する。【解決手段】走行車体２は、圃場内Ｆ１を走行可能である。測位装置は、走行車体の自己位置を取得する。方位角取得手段は、走行車体の方位角を取得する。制御部は、圃場内の作業開始点Ｐ１を含む作業経路を生成し、作業経路に沿って自律走行しながら作業を行うよう走行車体を制御する。制御部は、走行車体の移動時の旋回半径と、圃場内の進入禁止領域Ａ３とを予め設定し、進入禁止領域を設定すると、進入禁止領域の頂点ｐ１に進入禁止領域を迂回する旋回半径の迂回円Ｃ４、Ｃ５を設定し、走行車体の自己位置Ｐ０から作業開始点Ｐ１までの移動経路Ｒ２を設定し、設定した移動経路が進入禁止領域に入る場合、移動経路を、迂回円を経由して進入禁止領域を迂回するように修正する。【選択図】図９

Description

本発明は、作業車両の制御システムに関する。
従来、自律走行が可能な農業用トラクタなどの作業車両において、作業車両を自律走行させる作業経路を設定する場合、作業車両が自律走行を開始可能な自律走行候補経路を特定する特定部によって、候補特定用領域を設定し、候補特定用領域に含まれる作業経路を自律走行候補経路として特定可能とする技術が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
特開２０１８－１４７１６３号公報
しかしながら、上記したような従来技術では、作業車両が自律走行を開始する位置（作業を開始する位置であり、以下、作業開始点という）が予め決定している場合に作業開始点への適切な移動経路を生成することができないため、作業開始点まで移動する際の効率化を図ることはできなかった。また、たとえば、作業開始点まで移動する際に進入したくない領域（進入禁止領域）があっても、進入禁止領域を迂回しつつ効率のよい移動経路を設定することはできなかった。すなわち、上記したような従来技術には、作業効率を向上させる点についてさらなる改善の余地があった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、進入禁止領域を迂回しつつ作業開始点への移動の効率化を図ることができ、作業効率を向上させることができる作業車両の制御システムを提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、実施形態に係る作業車両の制御システムは、圃場内を走行可能な走行車体と、前記走行車体の自己位置を取得する測位装置と、前記走行車体の方位角を取得する方位角取得手段と、前記圃場内の作業開始点を含む作業経路を生成し、生成した前記作業経路に沿って自律走行しながら作業を行うよう前記走行車体を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記走行車体の前記圃場内における移動時の旋回半径と、前記圃場内の閉じた多角形の内側領域として前記走行車体の進入を禁止する進入禁止領域とを予め設定し、前記進入禁止領域を設定すると、前記進入禁止領域の頂点に該進入禁止領域を迂回する前記旋回半径の迂回円を設定し、前記走行車体の前記自己位置から前記作業開始点までの移動経路を設定し、設定した前記移動経路が前記進入禁止領域に入る場合、前記移動経路を、前記迂回円を経由して前記進入禁止領域を迂回するように修正することを特徴とする。
実施形態に係る作業車両によれば、進入禁止領域を迂回しつつ作業開始点への移動の効率化を図ることができ、作業効率を向上させることができる。
図１は、実施形態に係る作業車両を示す概略左側面図である。 図２は、実施形態に係る作業車両の制御システムを示すブロック図である。 図３は、圃場内における自律走行の説明図（その１）である。 図４は、圃場内における自律走行の説明図（その２）である。 図５は、移動経路設定の処理を示すフローチャート（その１）である。 図６は、移動経路設定の処理を示すフローチャート（その２）である。 図７は、移動経路の経路パターンの説明図である。 図８は、（ａ）左折－右折－左折の経路パターンの説明図であり、（ｂ）右折－左折－右折の経路パターンの説明図である。 図９は、進入禁止領域や逸脱禁止領域を迂回する移動経路の説明図である。 図１０は、進入禁止領域の迂回経路設定の説明図（その１）である。 図１１は、進入禁止領域の迂回経路設定の説明図（その２）である。 図１２は、逸脱禁止領域の迂回経路設定の説明図（その１）である。 図１３は、逸脱禁止領域の迂回経路設定の説明図（その２）である。
以下、添付図面を参照して本願の開示する作業車両の制御システムの実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
＜作業車両（トラクタ）の概要＞
まず、図１を参照して実施形態に係る作業車両１の概要について説明する。図１は、実施形態に係る作業車両１を示す概略左側面図である。なお、以下では、作業車両１としてトラクタを例に説明する。また、作業車両であるトラクタ１は、自走しながら圃場で農作業を行う農業用トラクタである。
また、作業車両であるトラクタ１は、操縦者（作業者ともいう）が搭乗して圃場内を走行しながら所定の作業を実行する他、後述する制御部２００（図２参照）を中心とする制御系による各部の制御により、圃場内を自律走行しながら所定の作業を実行する。
なお、以下の説明において、前後方向とは、トラクタ１の直進時における進行方向であり、進行方向の前方側を「前」、後方側を「後」と規定する。トラクタ１の進行方向とは、トラクタ１の直進時において後述する操縦席８からステアリングホイール９へと向かう方向である。
また、左右方向とは、前後方向に対して水平に直交する方向である。以下では、「前」側へ向けて左右を規定する。すなわち、操縦者が操縦席８に着席して前方を向いた状態で、左手側が「左」、右手側が「右」である。上下方向とは、鉛直方向である。前後方向、左右方向および上下方向は、互いに３次元で直交する。また、以下の説明において、トラクタ１または走行車体２を指して「機体」という場合がある。
図１に示すように、トラクタ１は、走行車体２と、作業機６とを備える。走行車体２は、圃場内を走行可能であり、前輪３と、後輪４とを備える。前輪３は、左右一対で設けられた操舵用の車輪（操舵輪）である。後輪４は、左右一対で設けられた駆動用の車輪（駆動輪）である。なお、走行車体２は、車輪（前輪３および後輪４の少なくともいずれか）に代えてクローラ装置を備えてもよい。この場合、走行クローラが駆動輪である。
駆動輪である後輪４には、ボンネット５内に収容された駆動源であるエンジンＥで発生した回転動力が、動力伝達装置（ミッションケース）１２内に設けられた変速装置（トランスミッション）１２１（図２参照）で適宜減速されて伝達される。後輪４は、エンジンＥから伝達された回転動力によって駆動される。変速装置１２１は、エンジンＥから伝達される回転動力を複数（たとえば、１速～８速）の変速段のうちいずれかの変速段に切り替える。
走行車体２は、エンジンＥで発生し、かつ、変速装置１２１で減速された動力を、４ＷＤクラッチを介して前輪３にも伝達可能に構成される。この場合、４ＷＤクラッチが動力を伝達すると、エンジンＥから伝達される動力によって前輪３および後輪４の四輪が駆動される。また、４ＷＤクラッチが動力の伝達を遮断すると、エンジンＥから伝達される動力によって後輪４のみの二輪が駆動される。このように、走行車体２は、二輪駆動（２ＷＤ）と四輪駆動（４ＷＤ）とを切り替え可能に構成される。
走行車体２の後部には、圃場内で作業を行う作業機６が連結され、作業機６を駆動する動力を伝達するＰＴＯ（Power take-off）軸７１を有するＰＴＯ装置７が設けられる。走行車体２の中央部には、操縦者がトラクタ１を操縦する場合に座る操縦席８が設けられる。
操縦席８の前方には、前輪３の操舵用のハンドルであるステアリングホイール９が設けられる。なお、ステアリングホイール９や、ステアリングホイールを駆動する駆動部などは、ステアリング装置１２２（図２参照）を構成する。ステアリングホイール９は、ハンドルポスト１０の上端部に設けられる。ハンドルポスト１０の下方であり、操縦席８に操縦者が座った場合における操縦者の足元付近には、各種操作ペダル１１（アクセルペダルやブレーキペダル、クラッチペダル）が設けられる。
また、走行車体２の後部には、作業機６を昇降させる昇降装置１３が設けられる。昇降装置１３は、作業機６を上昇させることで、作業機６を非作業位置に移動させる。また、昇降装置１３は、作業機６を下降させることで、作業機６を対地作業位置に移動させる。昇降装置１３は、油圧式の昇降シリンダ１３１と、リフトアーム１３２と、リフトロッド１３３と、ロアリンク１３４と、トップリンク１３５を備える。
リフトアーム１３２は、昇降シリンダ１３１に作動油が供給されると、軸ＡＸまわりに作業機６を上昇させるように回動し、昇降シリンダ１３１から作動油が排出されると、軸ＡＸまわりに作業機６を下降させるように回動する。なお、リフトアーム１３２の基部（軸ＡＸ付近）には、リフトアーム１３２の回動角度を検出するリフトアームセンサが設けられる。作業機６の高さは、リフトアームセンサの検出値に基づいて算出される。
また、リフトアーム１３２は、リフトロッド１３３を介してロアリンク１３４に連結される。このように、昇降装置１３は、ロアリンク１３４とトップリンク１３５とで、走行車体２に対して作業機６を昇降可能に連結する。
なお、図１に示す例においては、作業機６がロータリ耕耘機の場合を例示している。ロータリ耕耘機は、ＰＴＯ装置７のＰＴＯ軸７１から伝達された動力によって耕耘爪６１が回転することで、圃場面（土壌）を耕起する。
また、トラクタ１は、制御部２００（図２参照）を備える。制御部２００は、エンジンＥを制御するとともに、走行車体２の走行速度を制御する。また、制御部２００は、作業機６を制御する。
また、トラクタ１は、測位装置１５０を備える。測位装置１５０は、走行車体２の上部に設けられ、走行車体２の位置を所定の周期で測定し、走行車体２の自己位置Ｐ０（図３参照）の情報（たとえば、緯度および経度）を取得する。測位装置１５０は、たとえば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）であり、上空を周回している航法衛星Ｓからの電波を受信して測位および計時することができる。
また、トラクタ１は、作業者による携帯端末装置１６０の操作で特定の圃場における各種作業の設定を行うことができる。携帯端末装置１６０は、、たとえば、タブレット端末であり、インターネットなどの通信ネットワークに接続可能であり、通信ネットワークを介して作業管理装置と互いに接続可能である。この場合、作業管理装置は、いわゆるクラウドコンピューティングが可能なシステムである。携帯端末装置１６０と作業管理装置とは、たとえば、無線ＬＡＮ（Local Area Network）で接続される。
携帯端末装置１６０は、たとえば、ハードディスク、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などで構成される記憶部と、タッチパネルにより構成される表示部および操作部とを備える。なお、操作部として、各種キーやボタンなどが別に設けられてもよい。また、携帯端末装置１６０は、後述する制御部２００と同様、電子制御によって各部を制御可能なように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などを有する処理部を備えてもよい。
作業管理装置は、ＣＰＵなどを有する処理装置やＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの記憶装置、さらには、入出力装置が設けられたコンピュータなどである。
また、トラクタ１は、方位角取得手段１７０（図２参照）を備える。方位角取得手段１７０は、走行車体の方位角を取得する。方位角取得手段１７０は、たとえば、方位角センサである。以下、方位角取得手段１７０を方位角センサという。
方位角センサ１７０は、たとえば、走行車体２の進行方向の絶対方位角（たとえば、「北」を０°（３６０°）として、「東」を９０°、「南」を１８０°、「西」を２７０°）を検出する。方位角センサ１７０は、一定時間ごとに絶対方位角を検出し、検出した絶対方位角を制御部２００などに送信する。なお、方位角取得手段１７０としては、方位角センサの他、たとえば、地磁気センサなどがある。
＜作業車両（トラクタ）の制御システム＞
次に、図２を参照して実施形態に係る作業車両の制御システム１００、すなわち、制御部２００を中心とする作業車両（トラクタ）１の制御系について説明する。図２は、実施形態に係る作業車両の制御システム１００を示すブロック図である。図２に示すように、制御部２００は、エンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）２０１と、走行系ＥＣＵ２０２と、作業機昇降系ＥＣＵ２０３とを備える。
エンジンＥＣＵ２０１は、エンジンＥの回転数を制御する。走行系ＥＣＵ２０２は、駆動輪（後輪４）の回転を制御することで、走行車体２（図１参照）の走行速度を制御する。作業機昇降系ＥＣＵ２０３は、昇降装置１３を制御して作業機６の昇降駆動する。
制御部２００は、電子制御によって各部を制御することが可能であり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などを有する処理部をはじめ、各種プログラムや圃場ごとに予め設定された走行車体２の後述する予定走行経路（以下、作業経路という）Ｒ１などの必要なデータ類が記憶される、たとえば、ハードディスク、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などで構成される記憶部などを備える。
図２に示すように、制御部２００には、測位装置（ＧＮＳＳ）１５０、方位角センサ１７０、エンジン回転センサ１１０、車速センサ１１１、変速センサ１１２、切れ角センサ１１３などが接続される。また、制御部２００には、エンジンＥ、変速装置１２１、ステアリング装置１２２、昇降装置１３などが接続される。
エンジン回転センサ１１０は、エンジンＥの回転数を検出する。車速センサ１１１は、走行車体２（図１参照）の走行速度（車速）を検出する。変速センサ１１２は、変速装置１２１において複数の変速段のうちいずれの変速段であるかを検出する。切れ角センサ１１３は、操舵輪である前輪３（図１参照）の切れ角を検出する。
制御部２００には、測位装置１５０から圃場などにおける走行車体２の位置（自己位置）情報、エンジン回転センサ１１０からエンジンＥの回転数、車速センサ１１１から走行車体２の車速、変速センサ１１２から現在の変速段、切れ角センサ１１３から前輪３の切れ角がそれぞれ入力される。なお、制御部２００は、走行車体２を自律走行させる場合、上記したように、切れ角センサ１１３の検出値を用いて、前輪３の切れ角をフィードバックしながらステアリングホイール９（図１参照）に連結されたステアリングシリンダを制御することで、ステアリングホイール９を操舵する。
また、制御部２００においては、エンジンＥＣＵ１０１がエンジンＥに接続され、走行系ＥＣＵ１０２が変速装置１２１やステアリング装置１２２に接続され、作業機昇降系ＥＣＵ１０３が昇降装置１３に接続される。なお、作業機昇降系ＥＣＵ１０３は、昇降装置１３を介して作業機を昇降させる。
また、制御部２００においては、走行車体２を自律走行させる場合には、作業機６による作業内容に応じた作業経路Ｒ１（図３参照）が予め圃場ごとに定められ、データ化されて記憶部に記憶される。制御部２００は、測位装置１５０の測定結果に基づいて、記憶部に記憶された作業経路Ｒ１に沿って走行しながら作業を行うように、エンジンＥ、変速装置１２１、ステアリング装置１２２、昇降装置１３などを制御する。作業経路Ｒ１は、圃場の形状、大きさ、圃場内に形成された畝の幅、長さおよび本数、さらには、作物の種類などに応じて設定される。また、制御部２００は、トラクタ１（走行車体２）の圃場内における移動時の旋回半径を予め設定する。
また、上記したように、制御部２００は、たとえば、作業者が携行可能な携帯端末装置（タブレット端末）１６０と無線接続される。制御部２００は、作業者の操作による携帯端末装置１６０からの指示信号に基づいて、トラクタ１の各部を制御する。なお、制御部２００は、トラクタ１の機体情報データベースを有し、型式などの情報の受け渡しを携帯端末装置１６０などから行えるように構成されてもよい。
＜圃場内における自律走行＞
次に、図３～図８を参照して作業車両（トラクタ）１の圃場Ｆ１内における自律走行について説明する。図３および図４は、圃場Ｆ１内における自律走行の説明図であり、圃場の上方からの模式図である。なお、図３には、走行車体２が移動を開始する際の旋回半径の円Ｃ１と作業経路Ｒ１に進入する際の旋回半径の円Ｃ２との距離が所定距離（たとえば、１０ｍ）以上の場合を示し、図４には、走行車体２が移動を開始する際の旋回半径の円Ｃ１と作業経路Ｒ１に進入する際の旋回半径の円Ｃ２との距離が所定距離未満の場合を示している。
図５および図６は、移動経路Ｒ２設定の処理を示すフローチャートである。このうち、図６には、逸脱禁止領域Ａ２から逸脱しない移動経路Ｒ２設定の処理を示している。図７は、移動経路Ｒ２の経路パターンの説明図（表）である。図８は、（ａ）左折－右折－左折の経路パターンの説明図であり、（ｂ）右折－左折－右折の経路パターンの説明図である。
たとえば、自律走行しながら作業を行うトラクタ１による耕耘作業の場合、制御部２００（図２参照）は、たとえば、トラクタ１の全長、全幅、トレッド、作業機６（図１参照）の能力、圃場Ｆ１の形状や面積などが含まれる情報などに基づいて、適切な旋回位置や、耕深などが規定された作業経路Ｒ１を生成する。
なお、作業者Ｈは、畦Ｆ２などから携帯端末装置１６０を操作して遠隔でトラクタ１に指示を送ることも可能である。
図３および図４に示すように、トラクタ１は、作業経路Ｒ１に沿って、圃場Ｆ１の出入り口から圃場Ｆ１内に進入し、圃場Ｆ１内に設定された作業領域Ａ１において適切に旋回走行しながら耕耘作業を自動で行う。なお、トラクタ１は、プログラムによっては、耕耘作業の後、圃場Ｆ１の出入り口から圃場Ｆ１外に出て、所定の場所で停止するといった制御も可能である。
トラクタ１（走行車体２）は、たとえば、畦Ｆ２の内側、すなわち、圃場Ｆ１の端から内側の所定の領域を枕地領域として、枕地領域において周回しながら対地作業を行う。トラクタ１は、枕地領域よりも内側の作業領域Ａ１において、予め設定された作業開始点Ｐ１から作業終了点Ｐ２まで、作業経路Ｒ１に沿って、直進と旋回とを繰り返しながら対地（耕耘）作業を行う。
＜作業開始点への移動経路設定＞
また、本実施形態では、図３および図４に示すように、トラクタ１が作業を開始する場合に作業開始点Ｐ１まで適切な経路で移動できるように、トラクタ１（走行車体２）の移動経路Ｒ２を設定する。
この場合、制御部２００は、図３および図４に示すように、方位角取得手段１７０で取得した方位角のベクトルＶ１と測位装置１５０で取得した自己位置Ｐ０とで接する旋回半径の円Ｃ１を設定し、作業経路Ｒ１のベクトルＶ２と作業開始点Ｐ１とで接する旋回半径の円Ｃ２を設定する。また、制御部２００は、２つの旋回半径の円Ｃ１，Ｃ２に対する接線Ｌ１を設定する。制御部２００は、２つの旋回半径の円Ｃ１，Ｃ２と、接線Ｌ１とに基づいて、複数の経路を生成する。
ここで、方位角のベクトルＶ１と自己位置Ｐ０とで接する旋回半径の円Ｃ１は、走行車体２が左折で移動を開始する左折移動開始円Ｃ１Ｌと、走行車体２が右折で移動を開始する右折移動開始円Ｃ１Ｒとの２つがある。また、作業経路Ｒ１のベクトルＶ２と作業開始点Ｐ１とで接する旋回半径の円Ｃ２は、走行車体２が作業経路Ｒ１に左折で進入する左折進入円Ｃ２Ｌと、走行車体２が作業経路Ｒ１に右折で進入する右折進入円Ｃ２Ｒとの２つがある。
そして、制御部２００は、走行車体２側の左右いずれかの旋回半径の円Ｃ１（Ｃ１Ｌ，Ｃ１Ｒ）を選定し、作業開始点Ｐ１側の左右いずれかの旋回半径の円Ｃ２（Ｃ２Ｌ，Ｃ２Ｒ）を選定し、これらの複数（４つ）の経路の中から、自己位置Ｐ０から作業開始点Ｐ１までの間で最短となる経路を移動経路Ｒ２として設定する。なお、制御部２００は、設定した移動経路Ｒ２を携帯端末装置１６０の表示画面に表示する。
制御部２００は、移動経路Ｒ２を設定する場合、図５に示すように、２つの旋回半径の円Ｃ１，Ｃ２と、接線Ｌ１とに基づいて、複数の経路を生成する（ステップＳ１０１）。
次いで、制御部２００は、複数の経路から、自己位置Ｐ０から作業開始点Ｐ１までの間で最短となる経路を選定する（ステップＳ１０２）。次いで、制御部２００は、選定した最短となる経路を移動経路Ｒ２として設定し（ステップＳ１０３）、処理を終了する。
このような構成によれば、トラクタ１の自律走行において、走行車体２の自己位置Ｐ０と作業開始点Ｐ１とを円滑に接続して移動可能な経路を生成し、生成した経路のうち最短となる経路（移動経路）Ｒ２で移動できるため、作業開始点Ｐ１への移動の効率化を図ることができ、円滑に作業を開始することができる。これにより、作業効率を向上させることができる。
また、図３および図４に示すように、制御部２００は、作業領域Ａ１の外側において、走行車体２の逸脱を禁止する逸脱禁止領域Ａ２を設定する。このため、走行車体２は、逸脱禁止領域Ａ２の内側において走行（移動）可能である。制御部２００は、複数の経路において自己位置Ｐ０から作業開始点Ｐ１までの間で最短となる経路が逸脱禁止領域Ａ２から逸脱する部分経路を含む場合、部分経路を含む経路を除外する。すなわち、経路内に逸脱禁止領域Ａ２からの逸脱成分（部分経路）を含む場合はその経路を除外する。
そして、制御部２００は、逸脱成分を含む経路を除外した残りの経路から、自己位置Ｐ０から作業開始点Ｐ１までの間で最短となる経路を移動経路Ｒ２として設定する。この場合、逸脱成分を含む経路が最も最短となる経路であったとしても、このような経路を移動経路Ｒ２として設定しない。なお、次に最短となる経路が逸脱成分を含む場合も、移動経路Ｒ２として設定しない。逸脱成分を含まない経路が最短となる経路となるまで繰り返す。また、制御部２００は、全ての経路が逸脱成分を含む場合は、移動経路Ｒ２を設定せず、たとえば、携帯端末装置１６０の表示画面に移動経路Ｒ２の設定ができないことを表示する。
制御部２００は、逸脱禁止領域Ａ２から逸脱しない移動経路Ｒ２を設定する場合、図６に示すように、２つの旋回半径の円Ｃ１，Ｃ２と、接線Ｌ１とに基づいて、複数の経路を生成する（ステップＳ２０１）。
次いで、制御部２００は、複数の経路から、自己位置Ｐ０から作業開始点Ｐ１までの間で最短となる経路を選定する（ステップＳ２０２）。次いで、制御部２００は、最短となる経路が逸脱禁止領域Ａ２から逸脱する部分経路を含むか否かを判定する（ステップＳ２０３）。
制御部２００は、最短となる経路が逸脱禁止領域Ａ２から逸脱する部分経路を含むと判定した場合（ステップＳ２０３：Ｙｅｓ）、逸脱する部分経路を含む経路以外から最短となる経路を再度選定し、再度選定した最短となる経路を移動経路Ｒ２として設定し（ステップＳ２０４）、処理を終了する。
また、制御部２００は、最短となる経路が逸脱禁止領域Ａ２から逸脱する部分経路を含まないと判定した場合（ステップＳ２０３：Ｎｏ）、制御部２００は、選定した最短となる経路を移動経路Ｒ２として設定し（ステップＳ１０３）、処理を終了する。なお、制御部２００は、ステップＳ２０３およびステップＳ２０４の処理において、再度選定した最短となる経路についても逸脱禁止領域Ａ２から逸脱する部分経路を含むか否かの判定を行うとともに、逸脱禁止領域Ａ２から逸脱する部分経路を含まないと判定するまで繰り返してもよい。
このような構成によれば、圃場Ｆ１からの逸脱や畦Ｆ２との接触を防止しつつ最短となる経路（移動経路）Ｒ２で移動できるため、安全を確保しながら作業開始点Ｐ１への移動の効率化を図ることができる。
また、ここで、走行車体２が移動を開始する際の旋回半径の円Ｃ１と作業経路Ｒ１に進入する際の旋回半径の円Ｃ２との距離が所定距離未満の場合について、図７および図８を参照してさらに説明する。
図７に示すように、走行車体２が移動を開始する際の旋回半径の円Ｃ１と作業経路Ｒ１に進入する際の旋回半径の円Ｃ２との距離が所定距離以上の場合、制御部２００は、左折－直進－左折の経路、左折－直進－右折の経路、右折－直進－左折の経路、右折－直進－右折の経路の４つの経路パターンの中から移動経路Ｒ２を設定する。
また、走行車体２が移動を開始する際の旋回半径の円Ｃ１と作業経路Ｒ１に進入する際の旋回半径の円Ｃ２との距離が所定距離未満の場合、制御部２００は、左折－直進－左折の経路、左折－直進－右折の経路、右折－直進－左折の経路、右折－直進－右折の経路の４つの経路パターンに、左折－右折－左折の経路と、右折－左折－右折の経路との２つの経路パターンを加えた中から移動経路Ｒ２を設定する。
制御部２００は、図８（ａ）に示すように、左折－右折－左折の経路を設定する場合は、２つの旋回半径の円Ｃ１，Ｃ２に接する旋回半径の接続円Ｃ３をさらに設定する。また、また、制御部２００は、図８（ｂ）に示すように、右折－左折－右折の経路を設定する場合も、２つの旋回半径の円Ｃ１，Ｃ２に接する旋回半径の接続円Ｃ３をさらに設定する。
このような構成によれば、走行車体２が移動を開始する際の旋回半径の円Ｃ１と作業経路Ｒ１に進入する際の旋回半径の円Ｃ２との距離が短い場合でも、最短経路となる移動経路Ｒ２を設定できるため、作業開始点Ｐ１への移動の効率化を図ることができる。
また、作業者は、携帯端末装置１６０を用いて、走行車体２の移動開始を遠隔操作で指示することができる。この場合、制御部２００は、携帯端末装置１６０から走行車体２の移動開始が指示された時点、すなわち、制御部２００が携帯端末装置１６０から移動開始の指示信号を受信した時点での自己位置Ｐ０と方位角とに基づいて、移動経路Ｒ２を設定する。そして、制御部２００は、設定した移動経路Ｒ２に沿って走行車体２を移動させる。
このような構成によれば、携帯端末装置１６０から移動開始の指示があった地点、すなわち、制御部２００が携帯端末装置１６０から移動開始の指示信号を受信した地点から作業開始点Ｐ１までの間で無理のない経路を設定できるため、作業開始点Ｐ１への移動の効率化を図ることができる。
＜進入禁止領域や逸脱禁止領域を迂回する移動経路＞
次に、図９を参照して進入禁止領域Ａ３および進入禁止領域Ａ３を迂回する移動経路Ｒ２について説明する。図９は、進入禁止領域Ａ３や逸脱禁止領域Ａ２を迂回する移動経路Ｒ２の説明図である。図９に示すように、制御部２００は、圃場Ｆ１内の閉じた多角形の内側領域として進入禁止領域Ａ３を予め設定する。また、制御部２００は、進入禁止領域Ａ３の外側領域に逸脱禁止領域Ａ２を設定する。
進入禁止領域Ａ３は、走行車体２が作業開始点Ｐ１へと移動する間に、たとえば、走行車体２の走行で荒らしたくないような、走行車体２の走行を禁止する領域である。逸脱禁止領域Ａ２は、上記したように、走行車体２の逸脱を禁止する領域である。
そして、制御部２００は、進入禁止領域Ａ３や逸脱禁止領域Ａ２が設定されている場合、進入禁止領域Ａ３や逸脱禁止領域Ａ２を迂回する移動経路Ｒ２を設定する。
制御部２００は、進入禁止領域Ａ３を設定すると、多角形の進入禁止領域Ａ３の頂点ｐ１に進入禁止領域Ａ３を迂回する旋回半径の迂回円Ｃ４を設定する。制御部２００は、走行車体２の自己位置Ｐ０から作業開始点Ｐ１までの移動経路Ｒ２を設定する。制御部２００は、設定した移動経路Ｒ２が進入禁止領域Ａ３に入る場合、移動経路Ｒ２を、迂回円Ｃ４を経由して進入禁止領域Ａ３を迂回するように修正する。
制御部２００は、迂回円Ｃ４を、進入禁止領域Ａ３の頂点ｐ１のうち凸状頂点ｐ１ａにのみ設定する。言い換えると、制御部２００は、進入禁止領域Ａ３の凹状頂点ｐ１ｂには迂回円Ｃ４を設定しない。
また、制御部２００は、進入禁止領域Ａ３を迂回する移動経路Ｒ２内に逸脱禁止領域Ａ２から逸脱する、後述する経路Ｒ２ｃ（図１２参照）を含む場合、逸脱禁止領域Ａ２から逸脱する経路Ｒ２ｃを、逸脱禁止領域Ａ２の頂点ｐ２に設定した迂回円Ｃ５を経由するように変更する。
制御部２００は、迂回円Ｃ５を、逸脱禁止領域Ａ２の頂点ｐ２のうち凹状頂点ｐ２ｂにのみ設定する。言い換えると、制御部２００は、逸脱禁止領域Ａ２の凸状頂点ｐ１ａには迂回円Ｃ５を設定しない。
＜進入禁止領域の迂回経路の設定＞
次に、図１０および図１１を参照して進入禁止領域Ａ３の迂回経路（移動経路Ｒ２）の設定について説明する。図１０および図１１は、進入禁止領域Ａ３の迂回経路（移動経路Ｒ２）設定の説明図である。
図１０および図１１に示すように、制御部２００は、方位角のベクトルＶ１と自己位置Ｐ０とで接する旋回半径の円Ｃ１と、作業経路Ｒ１のベクトルＶ２と作業開始点Ｐ１とで接する旋回半径の円Ｃ２と、２つの旋回半径の円Ｃ１，Ｃ２と、進入禁止領域Ａ３の迂回円Ｃ４に対する接線Ｌ２（図９参照）とに基づいて、移動経路Ｒ２を設定する。
図１０に示すように、制御部２００は、進入禁止領域Ａ３を設定する場合、作業者に指定された頂点ｐ１の順番に基づいて、頂点ｐ１を接続して進入禁止領域Ａ３を設定する。頂点ｐ１を指定する場合、頂点ｐ１を、時計回りまたは反時計回りの順番（図１０および図１１に示す例では、位置ａ１，ａ２，・・・ａ７の順番、または位置ａ７，ａ６，・・・ａ１の順番）で指定することが好ましい。なお、位置ａ１，ａ２，・・・ａ７の順番を昇順といい、位置ａ７，ａ６，・・・ａ１の順番を降順という。
制御部２００は、指定された頂点ｐ１の順番に基づいて進入禁止領域Ａ３の各辺をベクトルＶｓ１として記憶する。制御部２００は、記憶したベクトルＶｓ１から隣接するベクトルＶｓ１同士の外積を算出する。制御部２００は、算出した外積の値に基づいて頂点ｐ１が凸状頂点ｐ１ａか否かを判定する。この場合、外積の値がプラス値かマイナス値かで、頂点ｐ１が凸状頂点ｐ１ａであるか凹状頂点ｐ１ｂであるかを判定する。外積の値がプラス値の場合は凸状頂点ｐ１ａと判別され、外積の値がマイナス値の場合は凹状頂点ｐ１ｂと判別される。
ここで、携帯端末装置１６０（図２参照）は、進入禁止領域Ａ３を設定する場合に作業者などによって操作される。携帯端末装置１６０は、進入禁止領域Ａ３の設定時において、頂点ｐ１を時計回りまたは反時計回りの順番で指定させるように案内を表示する。制御部２００は、携帯端末装置１６０によって指定された頂点ｐ１の順番に基づいて、頂点ｐ１を接続して進入禁止領域Ａ３を設定する。
図１０に示すように、制御部２００は、まず、旋回半径の円Ｃ１と、旋回半径の円Ｃ２と、２つの旋回半径の円Ｃ１，Ｃ２に対する接線Ｌ１（図３参照）とに基づいて、自己位置Ｐ０から作業開始点Ｐ１までの最短となる経路（移動経路Ｒ２）を設定する。
制御部２００は、移動経路Ｒ２内に進入禁止領域Ａ３に進入する経路Ｒ２ａを含む場合、進入禁止領域Ａ３に進入する経路Ｒ２ａを、頂点ｐ１のうち作業開始点Ｐ１に隣接する頂点ｐ１（位置ａ１の頂点ｐ１）から、指定された順番に基づいて昇順に設定された迂回円Ｃ４を経由するように修正する。図１０に示す例では、位置ａ２の頂点ｐ１を迂回円Ｃ４を経由するように修正する。
図１１に示すように、移動経路Ｒ２内に進入禁止領域Ａ３に進入する経路Ｒ２ａが解消されない場合、進入禁止領域Ａ３に進入する経路Ｒ２ａを、頂点ｐ１（位置ａ４の頂点ｐ１）を迂回円Ｃ４を経由するように修正する。
このように、制御部２００は、指定された順番に基づいて昇順に設定された迂回円Ｃ４を経由するように修正していき、進入禁止領域Ａ３に進入する経路Ｒ２ａがなくなると経路Ｒ２ｂを移動経路Ｒ２内の経路として設定する。なお、図１０および図１１に示す例は昇順に設定された迂回円Ｃ４を経由するが、指定された順番に基づいて降順に設定された迂回円Ｃ４を経由するように構成されてもよい。
このような構成によれば、自律走行において、走行車体２の自己位置Ｐ０と作業開始点Ｐ１とを円滑に接続して移動可能な経路を生成し、圃場Ｆ１内に荒らしたくない領域がある場合には走行車体２の進入禁止領域Ａ３として設定するとともに進入禁止領域Ａ３を迂回する移動経路Ｒ２を設定することで、進入禁止領域Ａ３を迂回しつつ作業開始点Ｐ１への移動の効率化を図ることができる。これにより、作業効率を向上させることができる。
また、多角形の進入禁止領域Ａ３の凸状頂点ｐ１ａにのみ迂回円Ｃ４を設定することで、設定した迂回円Ｃ４を接続して最短の経路で進入禁止領域Ａ３を迂回することができる。なお、多角形の進入禁止領域Ａ３の凹状頂点ｐ１ｂに迂回円Ｃ４を設定しても、進入禁止領域Ａ３への進入を回避しながらの円滑な移動はできない。
また、多角形の進入禁止領域Ａ３の各頂点ｐ１を時計回り（または反時計回り）に順番に指定させることで、進入禁止領域Ａ３を正確に設定することができる。
また、多角形の進入禁止領域Ａ３の各頂点ｐ１を順番に指定すると、隣接する各辺のベクトルＶｓ１同士の外積の値で、すなわち、外積の値がプラス値かマイナス値かで、頂点ｐ１が凸状頂点ｐ１ａであるか凹状頂点ｐ１ｂであるかを判定することができる。このため、簡単な操作で進入禁止領域Ａ３の必要な情報を設定することができる。
また、移動経路Ｒ２内に進入禁止領域Ａ３に進入する経路Ｒ２ａを含む場合、進入禁止領域Ａ３に進入する経路Ｒ２ａを、頂点ｐ１のうち作業開始点Ｐ１に隣接する頂点ｐ１から、指定された順番に基づいて昇順（または降順）に設定された迂回円Ｃ４を経由するように修正するため、経由する必要のない迂回円Ｃ４の移動を省いて効率のよい移動経路Ｒ２として設定することができる。
そして、制御部２００は、方位角のベクトルＶ１と自己位置Ｐ０とで接する旋回半径の円Ｃ１と、作業経路Ｒ１のベクトルＶ２と作業開始点Ｐ１とで接する旋回半径の円Ｃ２と、２つの旋回半径の円Ｃ１，Ｃ２および進入禁止領域Ａ３の迂回円Ｃ４に対する接線Ｌ２とに基づいて、移動経路Ｒ２を設定する。
これにより、無理のない旋回による方向転換が可能となり、進入禁止領域Ａ３を迂回しつつ作業開始点Ｐ１への移動の効率化を図ることができ、円滑に作業を開始することができる。
また、制御部２００は、進入禁止領域Ａ３を時計回りで迂回する経路と、進入禁止領域Ａ３を反時計回りで迂回する経路との２つの経路を生成し、生成した２つの経路のうち短い方を移動経路Ｒ２として設定するように構成されてもよい。これにより、進入禁止領域Ａ３を迂回しつつ作業開始点Ｐ１への移動の効率化を図ることができ、円滑に作業を開始することができる。
＜逸脱禁止領域の迂回経路の設定＞
次に、図１２および図１３を参照して逸脱禁止領域Ａ２の迂回経路（移動経路Ｒ２）の設定について説明する。図１２および図１３は、逸脱禁止領域Ａ２の迂回経路（移動経路Ｒ２）設定の説明図である。
図１２に示すように、制御部２００は、逸脱禁止領域Ａ２を設定する場合、作業者に指定された頂点ｐ２の順番に基づいて、頂点ｐ２を接続して逸脱禁止領域Ａ２を設定する。頂点ｐ２を指定する場合、頂点ｐ２を、時計回りまたは反時計回りの順番（図１２および図１３に示す例では、位置ｂ１，ｂ２，・・・ｂ７の順番、または位置ｂ７，ｂ６，・・・ｂ１の順番）で指定することが好ましい。なお、位置ｂ１，ｂ２，・・・ｂ７の順番を昇順といい、位置ｂ７，ｂ６，・・・ｂ１の順番を降順という。
制御部２００は、指定された頂点ｐ２の順番に基づいて逸脱禁止領域Ａ２の各辺をベクトルＶｓ２として記憶する。制御部２００は、記憶したベクトルＶｓ２から隣接するベクトルＶｓ２同士の外積を算出する。制御部２００は、算出した外積の値に基づいて頂点ｐ２が凹状頂点ｐ２ｂか否かを判定する。この場合、外積の値がプラス値かマイナス値かで、頂点ｐ２が凹状頂点ｐ２ｂであるか凸状頂点ｐ２ａであるかを判定する。外積の値がプラス値の場合は凸状頂点ｐ２ａと判別され、外積の値がマイナス値の場合は凹状頂点ｐ２ｂと判別される。
ここで、携帯端末装置１６０（図２参照）は、逸脱禁止領域Ａ２を設定する場合に作業者などによって操作される。携帯端末装置１６０は、逸脱禁止領域Ａ２の設定時において、頂点ｐ２を時計回りまたは反時計回りの順番で指定させるように案内を表示する。制御部２００は、携帯端末装置１６０によって指定された頂点ｐ２の順番に基づいて、頂点ｐ２を接続して逸脱禁止領域Ａ２を設定する。
図１２に示すように、制御部２００は、移動経路Ｒ２内に逸脱禁止領域Ａ２に進入する経路Ｒ２ｃを含む場合、逸脱禁止領域Ａ２に進入する経路Ｒ２ｃを、頂点ｐ２（位置ｂ３の頂点ｐ２）を迂回円Ｃ５を経由するように修正する。
このように、制御部２００は、迂回円Ｃ５を経由するように修正し、逸脱禁止領域Ａ２に進入する経路Ｒ２ｃがなくなると経路Ｒ２ｄを移動経路Ｒ２内の経路として設定する。なお、迂回円Ｃ５が複数存在する場合は、指定された順番に基づいて降順または降順に設定された迂回円Ｃ５を経由するように構成されてもよい。
このような構成によれば、進入禁止領域Ａ３を迂回する移動経路Ｒ２内に逸脱禁止領域Ａ２から逸脱する経路Ｒ２ｃを含む場合、逸脱禁止領域Ａ２から逸脱する経路Ｒ２ｃを、逸脱禁止領域Ａ２の凹状頂点ｐ２ｂに設定した迂回円Ｃ５を経由するように変更する。これにより、圃場Ｆ１からの逸脱や畦Ｆ２との接触を防止しつつ最短となる移動経路Ｒ２で移動できるため、安全を確保しながら、進入禁止領域Ａ３を迂回しつつ作業開始点Ｐ１への移動の効率化を図ることができる。
また、逸脱禁止領域Ａ２の各頂点ｐ２を順番に指定すると、外積の値で、すなわち、外積の値がプラス値かマイナス値かで、頂点ｐ２が凸状頂点ｐ２ａであるか凹状頂点ｐ２ｂであるかを判定することができる。このため、簡単な操作で逸脱禁止領域Ａ２の必要な情報を設定することができ、進入禁止領域Ａ３を迂回しつつ作業開始点への移動の効率化を図ることができる。
そして、制御部２００は、方位角のベクトルＶ１と自己位置Ｐ０とで接する旋回半径の円Ｃ１と、作業経路Ｒ１のベクトルＶ２と作業開始点Ｐ１とで接する旋回半径の円Ｃ２と、２つの旋回半径の円Ｃ１，Ｃ２および、進入禁止領域Ａ３の迂回円Ｃ４および逸脱禁止領域Ａ２の迂回円Ｃ５の少なくともいずれかに対する接線Ｌ２とに基づいて、移動経路Ｒ２を設定する。
これにより、無理のない旋回による方向転換が可能となり、進入禁止領域Ａ３を迂回しつつ作業開始点Ｐ１への移動の効率化を図ることができ、円滑に作業を開始することができる。
上述してきた実施形態により、以下の作業車両の制御システム１００が実現される。
（１）圃場Ｆ１内を走行可能な走行車体２と、走行車体２の自己位置Ｐ０を取得する測位装置１５０と、走行車体２の方位角を取得する方位角取得手段１７０と、圃場Ｆ１内の作業開始点Ｐ１を含む作業経路Ｒ１を生成し、生成した作業経路Ｒ１に沿って自律走行しながら作業を行うよう走行車体２を制御する制御部２００とを備え、制御部２００は、走行車体２の圃場Ｆ１内における移動時の旋回半径と、圃場Ｆ１内の閉じた多角形の内側領域として走行車体２の進入を禁止する進入禁止領域Ａ３とを予め設定し、進入禁止領域Ａ３を設定すると、進入禁止領域Ａ３の頂点ｐ１に進入禁止領域Ａ３を迂回する旋回半径の迂回円Ｃ４を設定し、走行車体２の自己位置Ｐ０から作業開始点Ｐ１までの移動経路Ｒ２を設定し、設定した移動経路Ｒ２が進入禁止領域Ａ３に入る場合、移動経路Ｒ２を、迂回円Ｃ４を経由して進入禁止領域Ａ３を迂回するように修正する作業車両の制御システム１００。
このような作業車両の制御システム１００によれば、自律走行において、走行車体２の自己位置Ｐ０と作業開始点Ｐ１とを円滑に接続して移動可能な経路を生成し、圃場Ｆ１内に荒らしたくない領域がある場合には走行車体２の進入禁止領域Ａ３として設定するとともに進入禁止領域Ａ３を迂回する移動経路Ｒ２を設定することで、進入禁止領域Ａ３を迂回しつつ作業開始点Ｐ１への移動の効率化を図ることができる。これにより、作業効率を向上させることができる。
（２）上記（１）において、制御部２００は、迂回円Ｃ４を進入禁止領域Ａ３の頂点ｐ１のうち凸状頂点ｐ１ａにのみ設定する作業車両の制御システム１００。
このような作業車両の制御システム１００によれば、上記（１）の効果に加えて、たとえば、多角形の進入禁止領域Ａ３の凹状頂点ｐ１ｂに迂回円Ｃ４を設定しても、進入禁止領域Ａ３への進入を回避しながらの円滑な移動はできないため、迂回円Ｃ４を凸状頂点ｐ１ａにのみ設定し、設定した迂回円Ｃ４を接続することで、最短の経路で進入禁止領域Ａ３を迂回することができ、進入禁止領域Ａ３を迂回しつつ作業開始点Ｐ１への移動の効率化を図ることができる。
（３）上記（１）または（２）において、進入禁止領域Ａ３を設定する場合に操作される携帯端末装置１６０を備え、携帯端末装置１６０は、進入禁止領域Ａ３の設定時において、頂点ｐ１を時計回りまたは反時計回りの順番で指定させるように案内を表示し、制御部２００は、指定された頂点ｐ１の順番に基づいて頂点ｐ１を接続して進入禁止領域Ａ３を設定する作業車両の制御システム１００。
このような作業車両の制御システム１００によれば、上記（１）または（２）の効果に加えて、多角形の進入禁止領域Ａ３の各頂点ｐ１を時計回りまたは反時計回りに順番に指定させることで、進入禁止領域Ａ３を正確に設定することができ、進入禁止領域Ａ３を迂回しつつ作業開始点Ｐ１への移動の効率化を図ることができる。
（４）上記（３）において、制御部２００は、指定された頂点ｐ１の順番に基づいて進入禁止領域Ａ３の各辺をベクトルＶｓ１として記憶し、隣接するベクトルＶｓ１同士の外積を算出し、算出した外積の値に基づいて頂点ｐ１が凸状頂点ｐ１ａか否かを判定する作業車両の制御システム１００。
このような作業車両の制御システム１００によれば、上記（３）の効果に加えて、多角形の進入禁止領域Ａ３の各頂点ｐ１を順番に指定すると、隣接する各辺のベクトルＶｓ１同士の外積の値で、すなわち、外積の値がプラス値かマイナス値かで、頂点ｐ１が凸状頂点ｐ１ａであるか凹状頂点ｐ１ｂであるかを判定することができる。このため、簡単な操作で進入禁止領域Ａ３の必要な情報を設定することができ、進入禁止領域Ａ３を迂回しつつ作業開始点Ｐ１への移動の効率化を図ることができる。
（５）上記（３）または（４）において、制御部２００は、移動経路Ｒ２内に進入禁止領域Ａ３に進入する経路Ｒ２ａを含む場合、進入禁止領域Ａ３に進入する経路Ｒ２ａを、頂点ｐ１のうち作業開始点Ｐ１に隣接する頂点ｐ１から、指定された順番に基づいて昇順または降順に設定された迂回円Ｃ４を経由するように修正していき、進入禁止領域Ａ３に進入する経路Ｒ２ａがなくなると経路Ｒ２ｂを移動経路Ｒ２内の経路として設定する作業車両の制御システム１００。
このような作業車両の制御システム１００によれば、上記（３）または（４）の効果に加えて、経由する必要のない迂回円Ｃ４の移動を省いて効率のよい移動経路Ｒ２として設定することができ、進入禁止領域Ａ３を迂回しつつ作業開始点Ｐ１への移動の効率化を図ることができる。
（６）上記（１）～（５）のいずれか一つにおいて、制御部２００は、進入禁止領域Ａ３の外側領域に走行車体２の逸脱を禁止する逸脱禁止領域Ａ２を設定し、進入禁止領域Ａ３を迂回する移動経路Ｒ２内に逸脱禁止領域Ａ２から逸脱する経路Ｒ２ｃを含む場合、逸脱禁止領域Ａ２から逸脱する経路Ｒ２ｃを、逸脱禁止領域Ａ２の凹状頂点ｐ２ｂに設定した迂回円Ｃ５を経由するように変更する作業車両の制御システム１００。
このような作業車両の制御システム１００によれば、上記（１）～（５）のいずれか一つの効果に加えて、圃場Ｆ１からの逸脱や畦Ｆ２との接触を防止しつつ最短となる移動経路Ｒ２で移動できるため、安全を確保しながら、進入禁止領域Ａ３を迂回しつつ作業開始点Ｐ１への移動の効率化を図ることができる。
（７）上記（６）において、逸脱禁止領域Ａ２を設定する場合に操作される携帯端末装置１６０を備え、携帯端末装置１６０は、逸脱禁止領域Ａ２の設定時において、頂点ｐ２を時計回りまたは反時計回りの順番で指定させるように案内を表示し、制御部２００は、指定された頂点ｐ２の順番に基づいて頂点ｐ２を接続して逸脱禁止領域Ａ２を設定し、指定された頂点ｐ２の順番に基づいて逸脱禁止領域Ａ２の各辺ｓ２をベクトルＶｓ２として記憶し、隣接するベクトルＶｓ２同士の外積を算出し、算出した外積の値に基づいて頂点ｐ２が凹状頂点ｐ２ｂか否かを判定する作業車両の制御システム。
このような作業車両の制御システム１００によれば、上記（６）の効果に加えて、逸脱禁止領域Ａ２の各頂点ｐ２を順番に指定すると、外積の値で、すなわち、外積の値がプラス値かマイナス値かで、頂点ｐ２が凸状頂点ｐ２ａであるか凹状頂点ｐ２ｂであるかを判定することができる。このため、簡単な操作で逸脱禁止領域Ａ２の必要な情報を設定することができ、進入禁止領域Ａ３を迂回しつつ作業開始点への移動の効率化を図ることができる。
（８）上記（１）～（７）のいずれか一つにおいて、制御部２００は、進入禁止領域Ａ３の外側領域に走行車体２の逸脱を禁止する逸脱禁止領域Ａ２を設定し、方位角取得手段１７０で取得した方位角のベクトルＶ１および測位装置１５０で取得した自己位置Ｐ０で接する旋回半径の円Ｃ１と、作業経路Ｒ１のベクトルＶ２および作業開始点Ｐ１で接する旋回半径の円Ｃ２と、２つの旋回半径の円Ｃ１，Ｃ２および、進入禁止領域Ａ３の迂回円Ｃ４および／または逸脱禁止領域Ａ２の迂回円Ｃ５に対する接線Ｌ２とに基づいて、移動経路Ｒ２を設定する作業車両の制御システム１００。
このような作業車両の制御システム１００によれば、上記（１）～（７）のいずれか一つの効果に加えて、無理のない旋回による方向転換が可能となり、進入禁止領域Ａ３を迂回しつつ作業開始点Ｐ１への移動の効率化を図ることができ、円滑に作業を開始することができる。
（９）上記（１）～（８）のいずれか一つにおいて、制御部２００は、進入禁止領域Ａ３を時計回りで迂回する経路と、進入禁止領域Ａ３を反時計回りで迂回する経路とを生成し、生成した２つの経路のうち短い方を移動経路Ｒ２として設定する作業車両の制御システム１００。
このような作業車両の制御システム１００によれば、上記（１）～（８）のいずれか一つの効果に加えて、進入禁止領域Ａ３を迂回しつつ作業開始点Ｐ１への移動の効率化を図ることができ、円滑に作業を開始することができる。
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
１ 作業車両（トラクタ）
２ 走行車体
３ 前輪
４ 後輪
５ ボンネット
６ 作業機
７ ＰＴＯ装置
８ 操縦席
９ ステアリングホイール
１０ ハンドルポスト
１１ 操作ペダル
１２ 動力伝達装置（ミッションケース）
１３ 昇降装置
６１ 耕耘爪
７１ ＰＴＯ軸
１３１ 昇降シリンダ
１３２ リフトアーム
１３３ リフトロッド
１３４ ロアリンク
１３５ トップリンク
１００ 作業車両の制御システム
１１０ エンジン回転センサ
１１１ 車速センサ
１１２ 変速センサ
１１３ 切れ角センサ
１２１ 変速装置
１２２ ステアリング装置
１５０ 測位装置（ＧＮＳＳ）
１６０ 携帯端末装置（タブレット端末）
１７０ 方位角取得手段（方位角センサ）
２００ 制御部
２０１ エンジンＥＣＵ
２０２ 走行系ＥＣＵ
２０３ 作業機昇降系ＥＣＵ
ＡＸ 軸
Ａ１ 作業領域
Ａ２ 逸脱禁止領域
Ａ３ 進入禁止領域
Ｃ１ 旋回半径の円
Ｃ２ 旋回半径の円
Ｃ３ 接続円
Ｃ４ 迂回円
Ｃ５ 迂回円
Ｅ エンジン
Ｆ１ 圃場
Ｆ２ 畦
Ｈ 作業者
Ｌ１ 接線
Ｌ２ 接線
Ｐ０ 自己位置
Ｐ１ 作業開始点
Ｐ２ 作業終了点
ｐ１ 頂点
ｐ１ａ 凸状頂点
ｐ１ｂ 凹状頂点
ｐ２ 頂点
ｐ２ａ 凸状頂点
ｐ２ｂ 凹状頂点
Ｒ１ 作業経路
Ｒ２ 移動経路
Ｒ２ａ 経路
Ｒ２ｂ 経路
Ｓ 航法衛星
Ｖ１ ベクトル
Ｖ２ ベクトル
Ｖｓ１ ベクトル
Ｖｓ２ ベクトル

Claims (9)

  1. 圃場内を走行可能な走行車体と、
    前記走行車体の自己位置を取得する測位装置と、
    前記走行車体の方位角を取得する方位角取得手段と、
    前記圃場内の作業開始点を含む作業経路を生成し、生成した前記作業経路に沿って自律走行しながら作業を行うよう前記走行車体を制御する制御部と
    を備え、
    前記制御部は、
    前記走行車体の前記圃場内における移動時の旋回半径と、前記圃場内の閉じた多角形の内側領域として前記走行車体の進入を禁止する進入禁止領域とを予め設定し、
    前記進入禁止領域を設定すると、前記進入禁止領域の頂点に該進入禁止領域を迂回する前記旋回半径の迂回円を設定し、前記走行車体の前記自己位置から前記作業開始点までの移動経路を設定し、設定した前記移動経路が前記進入禁止領域に入る場合、前記移動経路を、前記迂回円を経由して前記進入禁止領域を迂回するように修正すること
    を特徴とする作業車両の制御システム。
  2. 前記制御部は、
    前記迂回円を前記進入禁止領域の前記頂点のうち凸状頂点にのみ設定すること
    を特徴とする請求項１に記載の作業車両の制御システム。
  3. 前記進入禁止領域を設定する場合に操作される携帯端末装置
    を備え、
    前記携帯端末装置は、
    前記進入禁止領域の設定時において、前記頂点を時計回りまたは反時計回りの順番で指定させるように案内を表示し、
    前記制御部は、
    指定された前記頂点の順番に基づいて該頂点を接続して前記進入禁止領域を設定すること
    を特徴とする請求項１または２に記載の作業車両の制御システム。
  4. 前記制御部は、
    指定された前記頂点の順番に基づいて前記進入禁止領域の各辺をベクトルとして記憶し、隣接する前記ベクトル同士の外積を算出し、算出した外積の値に基づいて前記頂点が凸状頂点か否かを判定すること
    を特徴とする請求項３に記載の作業車両の制御システム。
  5. 前記制御部は、
    前記移動経路内に前記進入禁止領域に進入する経路を含む場合、前記進入禁止領域に進入する経路を、前記頂点のうち前記作業開始点に隣接する頂点から、指定された順番に基づいて昇順または降順に設定された前記迂回円を経由するように修正していき、前記進入禁止領域に進入する経路がなくなると該経路を前記移動経路内の経路として設定すること
    を特徴とする請求項３または４に記載の作業車両の制御システム。
  6. 前記制御部は、
    前記進入禁止領域の外側領域に前記走行車体の逸脱を禁止する逸脱禁止領域を設定し、
    前記進入禁止領域を迂回する前記移動経路内に前記逸脱禁止領域から逸脱する経路を含む場合、前記逸脱禁止領域から逸脱する経路を、前記逸脱禁止領域の凹状頂点に設定した迂回円を経由するように変更すること
    を特徴とする請求項１～５のいずれか一つに記載の作業車両の制御システム。
  7. 前記逸脱禁止領域を設定する場合に操作される携帯端末装置
    を備え、
    前記携帯端末装置は、
    前記逸脱禁止領域の設定時において、前記頂点を時計回りまたは反時計回りの順番で指定させるように案内を表示し、
    前記制御部は、
    指定された前記頂点の順番に基づいて該頂点を接続して前記逸脱禁止領域を設定し、
    指定された前記頂点の順番に基づいて前記逸脱禁止領域の各辺をベクトルとして記憶し、隣接する前記ベクトル同士の外積を算出し、算出した外積の値に基づいて前記頂点が前記凹状頂点か否かを判定すること
    を特徴とする請求項６に記載の作業車両の制御システム。
  8. 前記制御部は、
    前記進入禁止領域の外側領域に前記走行車体の逸脱を禁止する逸脱禁止領域を設定し、
    前記方位角取得手段で取得した前記方位角のベクトルおよび前記測位装置で取得した前記自己位置で接する前記旋回半径の円と、前記作業経路のベクトルおよび前記作業開始点で接する前記旋回半径の円と、２つの前記旋回半径の円および、前記進入禁止領域の迂回円および／または前記逸脱禁止領域の迂回円に対する接線とに基づいて、前記移動経路を設定すること
    を特徴とする請求項１～７のいずれか一つに記載の作業車両の制御システム。
  9. 前記制御部は、
    前記進入禁止領域を時計回りで迂回する経路と、前記進入禁止領域を反時計回りで迂回する経路とを生成し、生成した２つの前記経路のうち短い方を前記移動経路として設定すること
    を特徴とする請求項１～８のいずれか一つに記載の作業車両の制御システム。
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