JP2022118848A - 作業車両 - Google Patents

Abstract

【課題】自律走行を適切に実行する作業車両を提供すること。【解決手段】実施形態の一態様に係る作業車両は、走行車体と、走行車体に取り付けられた作業機と、走行車体の周囲の障害物を検出する障害物検出装置と、走行車体を自律走行させる制御装置とを備える。制御装置は、走行車体を遠隔操作可能な遠隔操作装置の位置情報と、障害物の位置情報とに基づいて、自律走行中の走行車体の走行を制御する。【選択図】図５

Description

本発明は、作業車両に関する。

従来、操作装置を直進位置に保持し、走行車体を自動直進走行させる作業車両が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１６－２４５４１号公報

自律走行中、走行車体の進行方向に障害物がある場合には、走行車体を停止させることで、安全性を向上させることができる。

しかし、障害物が検出された場合であっても、自律走行を継続させることが望ましい場合もある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、走行車体の周囲の状況に応じて自律走行を適切に実行する作業車両を提供することを目的とする。

上記した課題を解決し、目的を達成するために、実施形態の一態様に係る作業車両（１）は、走行車体（２）と、走行車体（２）に取り付けられた作業機（４）と、走行車体（２）の周囲の障害物を検出する障害物検出装置（１６０）と、走行車体（２）を自律走行させる制御装置（１００）とを備える。制御装置（１００）は、走行車体（２）を遠隔操作可能な遠隔操作装置（１７０）の位置情報と、障害物の位置情報とに基づいて、自律走行中の走行車体（２）の走行を制御する。

実施形態の一態様によれば、作業車両は、自律走行を適切に実行することができる。

図１は、作業車両を示す側面図である。 図２は、作業車両を示す平面図である。 図３は、苗移植機の制御装置を中心とした制御系を示すブロック図である。 図４は、苗移植機の圃場における自律走行の説明図である。 図５は、実施形態に係る自律走行処理を説明するフローチャートである。 図６は、変形例に係る苗移植機を示す平面図である。 図７は、変形例に係る苗移植機を示す側面図である。

（作業車両の概要）
まず、図１および図２を参照して第１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、作業車両１を示す側面図である。図２は、作業車両１を示す平面図である。なお、図１、および図２においては、一部の構成が省略されている。

なお、以下の説明では、前後方向とは、作業車両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。作業車両１の進行方向とは、直進時において、操縦席４１からハンドル３５に向かう方向である（図１および図２参照）。

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り、「前」側へ向けて左右を規定する。すなわち、操縦者（作業者ともいう）が操縦席４１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直交する。各方向は説明の便宜上定義したものであり、これらの方向によって本発明が限定されるものではない。

実施形態では、作業車両１を、作業機として苗植付部４を備え、圃場に苗を受け付ける乗用型の苗移植機１として説明する。図１および図２に示すように、苗移植機１は、走行車体２の後側に昇降リンク機構３を介して、圃場に苗を植え付ける昇降可能な苗植付部４を備える。

走行車体２の後部上側には施肥装置５の本体部分が配置される。なお、作業車両１が苗移植機１ではない場合、種子を供給する播種装置などを作業機として備える場合がある。

走行車体２は、車輪であり駆動輪である、左右の前輪１０および後輪１１を備える四輪駆動車両である。走行車体２の車体骨格を構成するメインフレーム１５の前側には、苗植付部４などに駆動力を伝達するミッションケース１３と、エンジン３０から供給される駆動力、すなわち、エンジン３０で発生した回転をミッションケース１３に出力する油圧式の無段変速装置１４とが設けられる。

無段変速装置１４は、いわゆるＨＳＴ（Hydro Static Transmission）と呼ばれる静油圧式の無段変速機である。以下では、無段変速装置がＨＳＴ１４である場合を説明する。

ミッションケース１３内には、高速モードでの路上走行時や、低速モードでの苗の植え付け時などにおける走行車体２の走行モードを切り替える副変速機構１６が設けられる。ミッションケース１３の左右側方には、前輪ファイナルケース１０ａが設けられ、左右の前輪ファイナルケース１０ａの操向方向を変更可能な前輪支持部からそれぞれ外向きに突出する左右の前車軸１０ｂに前輪１０が取り付けられる。

また、メインフレーム１５の後部側には、横方向に設けられた後部フレーム２２（図２参照）の左右両側に後輪ギヤケース１１ａが取付けられ、後輪ギヤケース１１ａからそれぞれ外向きに突出する左右の後車軸１１ｂに後輪１１がそれぞれ取り付けられる。

また、後部フレーム２２の上部には、昇降リンク機構３を支持する左右のリンク支持フレーム２３が上方に向けて突設される。左右のリンク支持フレーム２３の下部側で、かつ、左右の間には、左右一対のロワリンクアーム２４が設けられる。左右のロワリンクアーム２４の左右の間に、油圧により作動する昇降シリンダ２５が設けられる。

昇降シリンダ２５の上方には、アッパリンクアーム２６が設けられ、平行リンク機構である昇降リンク機構３が構成される。なお、それぞれ一端が走行車体２側に連結された、左右のロワリンクアーム２４と、昇降シリンダ２５と、アッパリンクアーム２６の他端側とは、苗植付部４の前部に装着される。

また、メインフレーム１５上には、エンジン３０が搭載される。エンジン３０の回転動力が、ベルト伝動装置２１およびＨＳＴ１４を介してミッションケース１３に伝達される。ミッションケース１３に伝達された回転動力は、ミッションケース１３内の副変速機構１６により変速された後、走行動力と外部取り出し動力に分けられる。

また、エンジン３０の回転動力は、図示しない油圧ポンプに伝達される。油圧ポンプで発生した油圧は、ＨＳＴ１４や、ハンドル３５のパワーステアリング機構８８（図３参照）や、昇降シリンダ２５などに供給される。

ミッションケース１３に伝達された回転動力から取り出される外部取り出し動力は、走行車体２の後部に設けられた植付クラッチケース２７に伝達され、植付クラッチケース２７から植付伝動軸６７によって苗植付部４に伝達される。

一方、ミッションケース１３の後部には、左右のドライブシャフト４２が設けられる。エンジン３０からの回転動力は、ミッションケース１３およびドライブシャフト４２を介して左右の後輪ギヤケース１１ａに伝動される。

なお、左右のドライブシャフト４２よりも伝動方向上手側には、左右のドライブシャフト４２に対する動力伝達を入切するサイドクラッチ４４（図３参照）が配置される。図１に示すように、操縦席４１の前側下部であり、かつ、左右一側には、左右のサイドクラッチ４４を入切操作するサイドクラッチペダル４３ａが設けられる。

左右のサイドクラッチペダル４３ａのうち、旋回内側のサイドクラッチペダル４３ａを踏み込んでサイドクラッチ４４を切状態にしてからハンドル３５を操作して旋回走行すると、旋回内側の後輪１１の駆動回転を完全に遮断することができる。

走行車体２の前側上部には、各部の操作を行う操縦パネル３８を上部に配置されたボンネット３９が設けられる。操縦パネル３８には、モニタ８６（図３参照）などが設けられる。

また、ボンネット３９には、走行車体２を操舵するハンドル３５、ＨＳＴ１４や苗植付部４を操作する変速操作レバー３６、副変速機構１６を操作する副変速操作レバー３７などが設けられる。

また、ボンネット３９の前側には、開閉可能なフロントカバー４０が設けられる。フロントカバー４０の内部には、燃料タンクやバッテリ、ハンドル３５の操舵に左右の前輪１０および左右の前輪ファイナルケース１０ａの下部側を回動させる連動機構が設けられる。前輪１０は、例えば、ハンドル３５の操舵に応じて転舵する操舵輪である。

ボンネット３９よりも後側で、かつ、エンジン３０の上方位置には、エンジン３０の上部および側部を覆うエンジンカバー３０ａが設けられ、エンジンカバー３０ａの上部には操縦者が着席する操縦席４１が設けられる。

操縦席４１の後側であって、メインフレーム１５の後端側には、施肥装置５が設けられる。施肥装置５の駆動力は、左右の後輪ギヤケース１１ａの左右一側から施肥装置５に臨むように設けられる、施肥伝動機構によって伝達される。

エンジンカバー３０ａおよびボンネット３９の下部における左右両側は、略水平なフロアステップ３３が形成される。フロアステップ３３は、図２に示すように、一部格子状であり、たとえば、フロアステップ３３を歩く操縦者の靴などについた泥が落ちても、落ちた泥などが圃場に落下する。

また、フロアステップ３３の後方には、図２に示すように、リヤステップ３３０が連接される。リヤステップ３３０の表面には、作業時に足が滑りにくくなるように、たとえば、複数の突起パターンが形成された滑り止め加工が施されることが好ましい。

また、走行車体２の前側であり、かつ、左右両側には、苗枠支柱５１に複数の予備苗載せ台５２を上下方向に間隔を空けて配置する予備苗枠５０がそれぞれ設けられ、苗植付部４に補充される苗や肥料袋などの作業資材が載置可能となっている。

また、昇降リンク機構３の後端部には、圃場に植え付ける苗を積載する苗タンク５３が、左右方向に摺動させる摺動機構と共に装着されている。苗タンク５３には、上下方向に長い苗仕切フェンス５４を左右方向に所定間隔を空けてそれぞれ配置される。苗タンク５３の下方には、積載された苗を掻き取って圃場に植え付ける苗植付装置５５が配置される。

苗植付装置５５は、苗仕切フェンス５４により区切られた植付作業条数と同数、すなわち、８条同時に植え付けるものであり、植付伝動ケース５６が苗タンク５３の下方に間隔を空けて４つ配置され、植付伝動ケース５６の左右両側に回転しながら植込杆５８により苗を取って圃場に植え付ける植付ロータリ５７がそれぞれ装着される。

施肥装置５は、肥料が貯留される施肥ホッパ７０が、苗植付部４の作業条数と同数（図２に示す例では、８条分）に仕切られている。なお、８条分の施肥ホッパ７０は、左右方向に長いため肥料の投入や着脱の利便性が低下するので、４条ずつに仕切られたものを左右にそれぞれ並べる、いわゆるサイド施肥構造であってもよい。

施肥ホッパ７０の下部には、肥料を設定量ずつ供給する繰出装置７１が１条ごとに設けられる。繰出装置７１の下方には、肥料を移動させる搬送風が通過する通風ダクト７２が左右方向に設けられる。繰出装置７１の下方には、苗植付部４の苗植付位置の近傍に肥料を案内する施肥ホース７３が設けられる。また、通風ダクト７２の一側端部には、ブロア用電動モータ７６により作動して搬送風を発生するブロア７４が設けられる。

図１および図２に示すように、苗植付部４の下方には、圃場面に接地して滑走するセンターフロート６２Ｃと、左右２つずつのサイドフロート６２Ｌ、６２Ｒとが、軸まわりに回動自在に設けられる。なお、センターフロート６２Ｃおよび左右のサイドフロート６２Ｌ、６２Ｒを総称してフロート６２という場合がある。

また、苗植付部４の下方において、フロート６２よりも前側には、圃場面の凹凸を整地する整地ロータ６３が設けられる。など、整地ロータ６３には、左右他側の後輪ギヤケース１１ａからロータ伝動シャフト６３ａを介して駆動力が伝達される。

また、図１に示すように、苗植付部４の左右両側には、左右いずれか一方が圃場面に接地して、次の作業条（次工程）における走行の目安とする溝を形成する線引きマーカ６５がそれぞれ設けられる。左右の線引きマーカ６５は、左右一側が接地すると他側が上方に離間し、旋回時に苗植付部４を上昇させたときには左右両側共に上方に離間し、旋回後に苗植付部４が下降すると、左右一側が上方に離間して他側が接地する。

また、図１および図２に示すように、走行車体２の左右中央部であり、かつ、ボンネット３９の前方には、上下方向に長いセンターマスコット６６が設けられる。センターマスコット６６を左右の線引きマーカ６５により圃場に形成された溝に合わせることにより、直前の作業条の作業位置に合わせた走行が可能になり、作業精度の向上や、非作業の発生防止を図ることができる。

なお、圃場の土質によっては、左右の線引きマーカ６５により形成されたガイド線がすぐに埋もれてしまい、直進の目安が消えてしまうことがある。このような場合には、左右の線引きマーカ６５よりも前側に設けられた左右のサイドマーカ１９を用いるとよい。すなわち、左右のサイドマーカ１９を外側方向に移動させ、植え付けられた苗の上方にサイドマーカ１９を位置させることで、前の作業条の苗の植え付けに合わせた植付作業が可能になる。

また、図１に示すように、苗移植機１は、位置取得装置１５０を備える。位置取得装置１５０は、苗移植機１の現在の位置、および方位を取得する。位置取得装置１５０は、例えば、方位センサや、ＧＰＳ（Global Positioning System）やＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）などの測位手段を含む。位置取得装置１５０は、複数の装置によって構成されてもよい。位置取得装置１５０は、カメラや、超音波センサを含んでもよく、圃場における旋回位置を取得し、旋回位置までの距離を検出してもよい。

例えば、位置取得装置１５０は、測位手段から測位情報を受け取り、受け取った測位情報に基づいて走行車体２の現在の位置情報、および方位情報を作成し、現在の位置、および方位を取得する。位置取得装置１５０は、たとえば、取付ステー５９に取り付けられ、走行車体２の上方に配置される。

位置取得装置１５０による位置情報に基づいて作成される、直進制御用プログラムと、旋回制御用プログラムとは、互いに別の場所に格納される。直進制御用プログラムは、たとえば、位置取得装置１５０内の直進制御用ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００ａに格納され、旋回制御用プログラムは、たとえば、ボンネット３９に収容された旋回制御用ＥＣＵ１００ｂに格納される。なお、直進制御用ＥＣＵ１００ａおよび旋回制御用ＥＣＵ１００ｂは、後述する制御装置１００（図３参照）に含まれる。直進制御用ＥＣＵ１００ａおよび旋回制御用ＥＣＵ１００ｂは、同一のＥＣＵに格納されてもよい。

（苗移植機の制御系）
次に、図３を参照して苗移植機１の制御系について説明する。図３は、苗移植機１の制御装置１００を中心とした制御系を示すブロック図である。苗移植機１は、電子制御によって各部を制御することが可能なものであり、各部を制御する制御装置（以下、コントローラという。）１００を備える。

コントローラ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などを有する処理部や、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの記憶部、さらには入出力部が設けられ、これらは、互いに接続されて互いに信号の受け渡しが可能である。記憶部には、苗移植機１を制御するコンピュータプログラムなどが格納される。コントローラ１００は、記憶部に格納されたコンピュータプログラムなどを読み出すことで、各機能を発揮させる。

コントローラ１００には、たとえば、アクチュエータ類として、スロットルモータ８０、油圧制御弁８１，８２、植付クラッチ作動ソレノイド８３、サイドクラッチ作動ソレノイド８４、ＨＳＴモータ８５、線引きマーカ昇降モータ８７、ステアリングモータ９５、デフロック切替モータ９６などが接続される。

スロットルモータ８０は、エンジン３０の吸気量を調節するスロットルを作動させることにより、エンジン３０の出力軸の回転数を増減させる。油圧制御弁８１は、昇降シリンダ２５の伸縮動作を制御する。油圧制御弁８２は、パワーステアリング機構８８を制御する。植付クラッチ作動ソレノイド８３は、植付クラッチ２７ａを作動させる。

サイドクラッチ作動ソレノイド８４は、後輪１１（図１参照）への動力伝達状態を切り替えるサイドクラッチ４４を作動させる。なお、サイドクラッチ４４は、左右の後輪１１にそれぞれ設けられ、サイドクラッチ作動ソレノイド８４は、各サイドクラッチ４４に対応して２つ設けられる。

ＨＳＴモータ８５は、ＨＳＴ１４のトラニオンの回動角度を変更することで、ＨＳＴ１４の斜板の傾斜角を変更する。ステアリングモータ９５は、自動旋回制御が行われる場合に、前輪１０（図１参照）の操舵量（舵角）を調整するハンドル３５を駆動するモータである。ステアリングモータ９５は、ハンドル３５を回動させる。線引きマーカ昇降モータ８７は、線引きマーカ６５を昇降させる。

デフロック切替モータ９６は、左右の走行車輪、具体的には、左右の前輪１０を同じ回転速度で回転させるデファレンシャルロック機構９７（以下、デフロック機構と称する。）の作動、および作動停止を切り替えるモータである。デフロック機構９７が入り状態になることで、左右の走行車輪が同じ回転速度で回転する。

コントローラ１００には、回転数センサ９０、操舵量センサ９１、傾斜センサ９２などが接続される。回転数センサ９０は、左右の後輪１１に対応して２つ設けられ、左右の後輪１１の回転数をそれぞれ検出する。なお、回転数センサ９０は、左右の前輪１０の回転数を検出してもよい。

操舵量センサ９１は、ハンドル３５の操舵量、すなわち、前輪１０の操舵量（舵角）を検出する。操舵量センサ９１は、例えば、ピットマンアームに連結する軸上に設けられる。なお、操舵量は、ハンドル３５が予め設定された直進位置になった場合の値を基準値として、左右方向それぞれに検出される。操舵量センサ９１は、複数設けられてもよい。なお、操舵量センサ９１は、複数箇所に設けられてもよい。複数の操舵量センサ９１によって前輪１０の操舵量を検出することで、検出精度を高めることができる。傾斜センサ９２は、走行車体２の傾きである傾斜角を検出する。

また、コントローラ１００には、操作信号として、変速操作レバー３６、副変速操作レバー３７、モード切替スイッチ４６、植付部昇降スイッチ４７、自動旋回切替スイッチ４８、線引きマーカ自動昇降スイッチ４９などから信号が入力される。

モード切替スイッチ４６は、自律走行を実行するか否かを切り替えるスイッチである。具体的には、モード切替スイッチ４６は、走行モードを自律走行モード、または手動走行モードに切り替えるスイッチである。

植付部昇降スイッチ４７は、苗植付部４を昇降させるか否かを切り替えるスイッチである。植付部昇降スイッチ４７は、「上昇」、および「降下」位置に変更される。

植付部昇降スイッチ４７が「上昇」位置にある場合には、苗植付部４は、所定の非作業位置まで上昇し、苗植付装置５５が停止する非作業状態となる。植付部昇降スイッチ４７が「降下」位置にある場合には、苗植付部４は、所定の作業位置まで降下し、苗植付装置５５が作動する作業状態となる。すなわち、植付部昇降スイッチ４７は、苗植付部４の作業状態を検知するスイッチである。なお、苗植付部４の作業状態を検知するスイッチが別途設けられてもよい。

線引きマーカ自動昇降スイッチ４９は、ハンドル３５の操舵量、すなわち、前輪１０の操舵量に連動して線引きマーカ６５を自動的に昇降させるか否かを切り替えるスイッチである。線引きマーカ自動昇降スイッチ４９が「ＯＮ」の場合には、操舵量に連動して線引きマーカ６５を自動的に昇降させる制御が実行される。一方、線引きマーカ自動昇降スイッチ４９が「ＯＦＦ」の場合には、操舵量に連動して線引きマーカ６５を自動的に昇降させる制御は、実行されない。

自動旋回切替スイッチ４８は、自動旋回の実行を可能とするか否かを切り替えるスイッチである。自動旋回切替スイッチ４８が「ＯＮ」にされている場合には、自動旋回を実行可能となる。自動旋回切替スイッチ４８が「ＯＦＦ」にされている場合には、自動旋回を実行不能となる。自動旋回切替スイッチ４８が「ＯＦＦ」にされている場合には、自動旋回を実行する条件が成立している場合であっても、自動旋回は実行されない。

また、コントローラ１００には、位置取得装置１５０から走行車体２の現在の位置情報などが入力される。コントローラ１００は、走行車体２が自動で走行しながら作業を行う自律走行モードを実行する。

また、コントローラ１００には、障害物検出装置１６０から、障害物に関する情報が入力される。障害物検出装置１６０は、例えば、レーザー検知器や、超音波検知器である。障害物検出装置１６０は、カメラによって撮影した画像から障害物に関する情報を取得してもよい。障害物検出装置１６０は、走行車体２の周囲に存在する障害物を検出する。例えば、障害物検出装置１６０は、走行車体２の進行方向に存在する障害物を検出する。

障害物に関する情報には、障害物の有無の情報、および走行車体２に対する障害物の位置情報が含まれる。障害物の位置情報には、走行車体２と障害物との距離情報、および走行車体２に対する障害物の方位情報が含まれる。障害物検出装置１６０は、走行車体２と障害物の距離、および走行車体２に対する障害物の方位を計測する。

なお、コントローラ１００は、障害物検出装置１６０から入力される情報に基づいて、走行車体２と障害物の距離、および走行車体２に対する障害物の方位を計測してもよい。

また、コントローラ１００には、遠隔操作装置１７０（以下、「リモコン」と称する。）から各種情報が入力される。例えば、コントローラ１００は、受信機１８０（図１参照）を介して、リモコン１７０から各種情報が入力される。受信機１８０は、例えば、取付ステー５９（図１参照）に取り付けられ、走行車体２の前方側の上方に配置される。なお、受信機１８０は、複数設けられてもよい。

リモコン１７０は、苗移植機１を遠隔操作可能である。リモコン１７０は、スマートフォンなどの端末装置であってもよい。リモコン１７０は、作業者の操作に応じた制御信号を送信する。リモコン１７０は、Ｗｉ－ｆｉ（登録商標）や、ＢＬＥ（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標） Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ）などの近距離無線通信によってコントローラ１００と通信可能に接続されるが、これに限られず、近距離無線通信に加えて、あるいは代えて通信ネットワークなどを介して通信可能に接続されてもよい。

リモコン１７０は、例えば、方位センサや、ＧＰＳやＧＮＳＳなどの測位手段を含む。リモコン１７０は、リモコン１７０の位置情報をコントローラ１００に送信する。

コントローラ１００は、リモコン１７０の位置情報、および走行車体２の位置情報に基づいて、リモコン１７０と走行車体２との距離、および走行車体２に対するリモコン１７０の方位を算出する。

リモコン１７０は、複数設けられてもよい。すなわち、コントローラ１００は、複数のリモコン１７０から、各リモコン１７０の位置情報を取得可能であってもよい。

（自律走行モード）
ここで、図４を参照して、苗移植機１による、圃場における自動旋回を含む自律走行（自動走行）について説明する。図４は、苗移植機１の圃場における自律走行の説明図である。コントローラ１００（図３参照）は、前輪１０（図１参照）の操舵量をフィードバックしながらステアリングモータ９５（図３参照）を制御してハンドル３５（図３参照）を操作する自律走行モードを有する。自律走行モードは、自動直進モードと、自動旋回モードとを含む。

コントローラ１００は、自律走行モードである場合には、走行車体２を自律走行させる。コントローラ１００は、自律走行時には、ハンドル３５を制御することによって、走行車体２の進行方向を制御する。また、コントローラ１００は、自律走行時には、例えば、エンジン３０の回転数を制御することによって、走行車体２の速度を制御する。なお、コントローラ１００は、自律走行時には、ブレーキ操作を行うことで、走行車体２の速度を制御してもよい。

図４に示すように、自律走行モードにおいては、苗移植機１は、圃場において、予定走行経路に沿って直進および旋回を繰り返しながら苗の植え付け作業を自動で行う。なお、コントローラ１００は、上記したように、走行車体２の上方に配置された位置取得装置１５０によって苗移植機１の現在の位置情報や、旋回位置に関する情報を取得する。

苗移植機１は、圃場における所定の作業エリア内を往復しながら、苗の植付を行う。この場合、直進走行については、コントローラ１００が自動直進モードを実行することにより、設定された直進走行経路Ｌ１に沿って自律走行を行う。また、旋回走行については、コントローラ１００が自動旋回モードを実行することにより、旋回走行経路Ｌ２に沿った自動旋回が実行される。

直進走行経路Ｌ１は、走行基準となる基準線Ｌ０に対して平行である。基準線Ｌ０は、苗の植え付け方向にあわせて、圃場において設定される。コントローラ１００は、直進走行の開始位置および終了位置をそれぞれ基準始点（Ａ点）および基準終点（Ｂ点）として取得し、Ａ点およびＢ点を結ぶ線分を基準線Ｌ０として記憶する。

コントローラ１００は、苗移植機１の旋回中において、ハンドル３５の操舵量が所定の操舵量になるようにステアリングモータ９５を制御する。この場合、コントローラ１００は、位置取得装置１５０が取得した位置情報に関わらず処理を実行する。所定の操舵量は、予め設定された値である。所定の操舵量は、苗移植機１の種類などによって設定される。所定の操舵量は、自動旋回から自動直進への受け渡しがスムーズに行われるように設定される。

自動旋回後の苗移植機１の位置が、次工程の自動直進の直進走行経路Ｌ１からずれている場合には、自動旋回後に、次工程の自動直進の直進走行経路Ｌ１に合うように調整が行われ、走行車体２のぶれが大きくなる。また、例えば、次工程の自動直進の直進走行経路Ｌ１に合うように、作業者がハンドル３５を操作し、条合わせを行わなければならず、作業者の負荷が大きくなる。また、苗移植機１の走行姿勢が崩れずおそれがある。このような点に鑑み、所定の操舵量は、自動旋回から自動直進への受け渡しがスムーズに行われるように設定される。

なお、コントローラ１００は、苗移植機１の旋回中において、位置取得装置１５０が取得した位置情報に基づいて、設定された旋回走行経路Ｌ２上のいずれか所望の位置に苗移植機１が到達するようステアリングモータ９５を制御してもよい。また、コントローラ１００は、上記した２つの自動旋回モードを組み合わせて自動旋回を行ってもよい。

コントローラ１００は、自動旋回によって旋回した後に、次工程の自動直進による植え付け開始位置に苗移植機１が到達するようにステアリングモータ９５を制御する。

コントローラ１００は、自律走行を実行する場合に、操舵量センサ９１によって検出されたハンドル３５の操舵量に基づいてステアリングモータ９５を制御する。具体的には、コントローラ１００は、操舵量センサ９１によって検出されたハンドル３５の操舵量と、基準値とを比較し、比較結果に基づいてステアリングモータ９５を制御する。

（自律走行処理）
次に、実施形態に係る自律走行処理について、図５のフローチャートを用いて説明する。図５は、実施形態に係る自律走行処理を説明するフローチャートである。なお、ここでは、走行車体２が自律走行を行っており、例えば、自動直進している。

コントローラ１００は、障害物検出装置１６０から障害物に関する情報を取得する（Ｓ１００）。コントローラ１００は、リモコン１７０からリモコン１７０の位置情報を取得し（Ｓ１０１）、リモコン１７０と走行車体２との距離、および走行車体２に対するリモコン１７０の方位を算出する（Ｓ１０２）。

コントローラ１００は、障害物が検出されたか否かを判定する（Ｓ１０３）。コントローラ１００は、障害物が検出されない場合には（Ｓ１０３：Ｎｏ）、今回の処理を終了する。すなわち、コントローラ１００は、障害物が検出されない場合には、走行車体２の自律走行を継続する。

コントローラ１００は、障害物が検出された場合には（Ｓ１０３：Ｙｅｓ）、障害物の位置とリモコン１７０の位置とが等しいか否かを判定する（Ｓ１０４）。

具体的には、コントローラ１００は、走行車体２と障害物との距離と、走行車体２とリモコン１７０との距離とが等しく、かつ走行車体２に対する障害物の方位と、走行車体２に対するリモコン１７０の方位とが等しいか否かを判定する。

なお、障害物の位置とリモコン１７０の位置とが等しいとは、障害物の位置と、リモコン１７０の位置とが略等しい状態を含む。具体的には、障害物の位置とリモコン１７０の位置とが等しいとは、障害物が作業者であり、作業者がリモコン１７０を有している状態を含む。すなわち、コントローラ１００は、作業者が障害物として検出され、検出された作業者がリモコン１７０を有しているか否かを判定する。

コントローラ１００は、障害物の位置とリモコン１７０の位置とが等しい場合には（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）、今回の処理を終了する。すなわち、コントローラ１００は、障害物の位置と、リモコン１７０の位置とが等しい場合には、走行車体２の自律走行を継続する。

コントローラ１００は、障害物の位置とリモコン１７０の位置とが等しくない場合には（Ｓ１０４：Ｎｏ）、自律走行を中止し、走行車体２を停止させる（Ｓ１０５）。なお、コントローラ１００は、苗植付部４による作業を停止させてもよい。

次に、実施形態に係る苗移植機１（作業車両）の効果について説明する。

苗移植機１は、走行車体２と、苗植付部４と、障害物検出装置１６０と、コントローラ１００とを備える。苗植付部４は、走行車体２に取り付けられる。障害物検出装置１６０は、走行車体２の周囲の障害物を検出する。コントローラ１００は、走行車体２を自律走行させる。コントローラ１００は、走行車体２を遠隔操作可能なリモコン１７０の位置情報と、障害物の位置情報とに基づいて、自律走行中の走行車体２の走行を制御する。

これにより、苗移植機１は、障害物が検出された場合であっても、リモコン１７０の位置と障害物の位置に応じて自律走行を適切に制御することができる。

コントローラ１００は、リモコン１７０の位置と、障害物の位置とが等しい場合には、自律走行を継続する。

これにより、例えば、障害物が、走行車体２を遠隔操作可能なリモコン１７０を有する作業者である場合には、苗移植機１は、自律走行を継続する。リモコン１７０を有する作業者は、自律走行中の走行車体２が近づいてきた場合には、リモコン１７０による操作によって、走行車体２を停止させることができる。そのため、リモコン１７０を有する作業者が障害物として検出された場合であっても、苗移植機１は、直ぐに走行車体２を停止させずに、自律走行による作業を継続する。従って、苗移植機１は、自律走行による作業を継続し、作業性を向上させることができる。

（変形例）
変形例に係る苗移植機１のコントローラ１００は、リモコン１７０の位置と、障害物の位置とが等しく、かつリモコン１７０、および障害物が自律走行による未作業領域外にある場合には、自律走行を継続してもよい。また、変形例に係る苗移植機１のコントローラ１００は、リモコン１７０の位置と、障害物の位置とが等しく、かつリモコン１７０、および障害物が自律走行による未作業領域内にある場合には、自律走行を停止し、走行車体２を停止させてもよい。

未作業領域とは、これから自律走行によって作業を実行する領域である。未作業領域は、例えば、苗が移植されていない領域であり、自律走行によって苗を移植する圃場の領域である。

未作業領域外とは、既に苗が移植された領域、および自律走行によって走行しない圃場の領域を含む。例えば、未作業領域は、枕地を含む。

変形例に係る苗移植機１は、リモコン１７０を有する作業者が未作業領域にいる場合には、リモコン１７０を有する作業者が障害物として検出されると、自律走行を中止し、走行車体２を停止させる。そのため、変形例に係る苗移植機１は、作業者の安全性を向上させることができる。また、リモコン１７０を有する作業者が未作業領域外にいる場合には、自律走行を継続しても、作業者の安全性が確保されているため、変形例に係る苗移植機１は、自律走行を継続し、自律走行による作業を継続する。そのため、変形例に係る苗移植機１は、自律走行による作業性を向上させることができる。

また、変形例に係る苗移植機１のコントローラ１００は、リモコン１７０の位置と、障害物の位置とが等しく、かつリモコン１７０、および障害物の距離が、畔までの距離よりも長い場合には、自律走行を継続してもよい。リモコン１７０、および障害物が圃場の外にある場合には、変形例に係る苗移植機１は、自律走行による作業を継続することによって、自律走行による作業性を向上させることができる。変形例に係る苗移植機１は、例えば、障害物検出装置１６０によって畔を検出する。変形例に係る苗移植機１は、圃場の形状、すなわち畔の形状に対応する位置情報と、走行車体２の位置情報とに基づいて、畔までの距離を算出してもよい。なお、変形例に係る苗移植機１は、障害物検出装置１６０とは別に、畔を検出する畔検出装置を備えてもよい。

また、変形例に係る苗移植機１は、リモコン１７０の位置と、障害物の位置とが等しく、リモコン１７０、および障害物の距離が、畔までの距離よりも長く、かつ走行車体２が旋回領域に到達した場合には、自律走行を停止し、リモコン１７０による畔寄せ走行に移行してもよい。なお、変形例に係る苗移植機１は、リモコン１７０の位置と、障害物の位置とが等しく、リモコン１７０、および障害物の距離が、畔までの距離よりも長く、かつ走行車体２が旋回領域に到達した場合に、リモコン１７０による旋回操作が行われると、次工程への旋回を開始する。

変形例に係る苗移植機１は、リモコン１７０による畔寄せ走行を行う場合には、走行車体２を減速させる。これにより、変形例に係る苗移植機１は、リモコン１７０の操作によって走行車体２を畔に近づける作業の安全性を向上させることができる。

また、変形例に係る苗移植機１は、リモコン１７０による畔寄せ走行を行う場合には、リモコン１７０の操作によって走行車体２を停止させる位置を設定する。すなわち、変形例に係る苗移植機１は、畔寄せ走行を行う場合に、リモコン１７０の操作によって走行車体２の停止位置が決定される。これにより、作業者は、リモコン１７０によって走行車体２を停止させる位置を調整できる。

また、変形例に係る苗移植機１は、リモコン１７０による畔寄せ走行を行う場合に、走行車体２と畔との距離が予め設定された所定接近距離以下になると、アラートによって報知する。変形例に係る苗移植機１は、リモコン１７０による畔寄せ走行を行う場合に、走行車体２と畔との距離が予め設定された所定接近距離以下になると、走行車体２を停止させてもよい。これにより、変形例に係る苗移植機１は、リモコン１７０の操作によって走行車体２を畔に近づける作業の安全性を向上させることができる。

また、変形例に係る苗移植機１は、リモコン１７０による畔寄せ走行を行い、走行車体２が停止すると、リモコン１７０による操作に基づいてモータを駆動し、予備苗枠５０を回動させて、予備苗載せ台５２を展開してもよい。これにより、作業者は、例えば、苗の補充作業を容易に行うことができる。

また、変形例に係る苗移植機１は、リモコン１７０による畔寄せ走行を行い、走行車体２の停止によるエンジン３０の自動停止を、リモコン１７０による操作に基づいて切り替えてもよい。すなわち、変形例に係る苗移植機１は、リモコン１７０による畔寄せ走行におけるエンジン３０の自動停止制御を実行するか否かをリモコン１７０の操作によって変更可能であってもよい。

変形例に係る苗移植機１のコントローラ１００は、リモコン１７０と走行車体２との距離が予め設定された通知距離以下になると、走行車体２の接近を知らせるためのアラートがリモコン１７０から報知されるように、リモコン１７０に警告信号を送信してもよい。すなわち、苗移植機１、およびリモコン１７０は、双方向における通信を実行する。変形例に係るコントローラ１００は、走行車体２の接近を報知させることができ、リモコン１７０を有する作業者の安全性を向上させることができる。

変形例に係る苗移植機１のコントローラ１００は、基準線Ｌ０を記憶するためのティーチング動作時においては、リモコン１７０を有する作業者を障害物として検出しなくてもよい。また、変形例に係るコントローラ１００は、畔からの苗や、薬剤の補給時には、リモコン１７０と有する作業者を障害物として検出しなくてもよい。

変形例に係る苗移植機１は、走行車体２から、予め設定される所定距離内においてのみ障害物を検出してもよい。また、変形例に係る苗移植機１は、走行車体２の進行方向に対して、予め設定される所定の角度範囲内においてのみ障害物を検出してもよい。これにより、苗色機は、自律走行において接触するおそれがある障害物のみを検出し、作業性を向上させることができる。

変形例に係る苗移植機１は、リモコン１７０からビーコンを送信し、送信されたビーコンに基づいて上記自律走行処理を行ってもよい。これにより、リモコン１７０と苗移植機１とのペアリングを行わずに、自律走行処理を実行できる。

変形例に係る苗移植機１は、図６、および図７に示すように、ガード装置１９０を備えてもよい。図６は、変形例に係る苗移植機１を示す平面図である。図７は、変形例に係る苗移植機１を示す側面図である。

ガード装置１９０は、例えば、走行車体２の前端に設けられる。ガード装置１９０は、走行車体２の前端から前方に突出するように設けられる。ガード装置１９０は、前後方向に伸縮可能であり、かつ走行車体２に対して回動可能となるように、走行車体２に取り付けられる。ガード装置１９０は、ガード装置１９０に障害物、例えば、人が接触すると、図７に示すように、接触による衝撃を緩和するように、収縮し、かつ上方に向けて回動する。これにより、変形例に係る苗移植機１は、作業者の安全性を向上させることができる。また、変形例に係る苗移植機１は、障害物に接触することによる苗移植機１の破損を低減することができる。

なお、ガード装置１９０には、リミットスイッチが設けられてもよい。変形例に係る苗移植機１は、ガード装置１９０に障害物が接触し、リミットスイッチがＯＮになると、走行車体２を停止させる。これにより、変形例に係る苗移植機１は、作業者の安全性を向上させることができる。また、変形例に係る苗移植機１は、障害物に接触することによる苗移植機１の破損を低減することができる。また、ガード装置１９０は、走行車体２の側方に設けられてもよく、走行車体２の後方に設けられてもよい。また、ガード装置１９０は、複数設けられてもよい。例えば、ガード装置１９０は、走行車体２の前方、および走行車体２の後方に設けられてもよい。

変形例に係る苗移植機１は、自動旋回を行う場合には、旋回中の車速と角速度変化を１秒毎に測定し、瞬間の旋回半径を算出してもよい。そして、変形例に係る苗移植機１は、算出し旋回半径に基づいてハンドル３５の操舵量を制御してもよい。

例えば、苗移植機１が、８条同時植え付けを行う場合、目標旋回半径は、２４００ｍｍに設定される。そのため、苗移植機１は、瞬間の旋回半径が２４００ｍｍに近づくようにハンドル３５の操舵量を制御する。例えば、コントローラ１００は、ＰＩＤ制御によってハンドル３５の操舵量を制御する。例えば、ハンドル３５の制御量ｕは、瞬間の旋回半径をｒとし、式（１）によって算出される。

ｕ＝０．１５×｜２４００－ｒ｜・・・（１）

またコントローラ１００は、瞬間の旋回半径が２３００ｍｍ以下の場合、ハンドル３５の操舵量を１５度戻し、１００ｍｍ毎に１５度戻してもよい。また、コントローラ１００は、瞬間の旋回半径が２５００ｍｍ以上の場合、ハンドル３５の操舵量を１５度足し、１００ｍｍ毎に１５度足してもよい。これにより、変形例に係る苗移植機１は、自動旋回後の条合わせの精度を向上させることができる。

また、コントローラ１００は、車速が０．３ｍ／ｓ以下の場合には、上記するハンドル３５の操舵量の制御をせずに、ハンドル３５の操舵量を規定値としてもよい。これにより、変形例に係る苗移植機１は、低速時の旋回精度を向上させることができる。

また、コントローラ１００は、角速度１ｒａｄ／ｓ以下の場合には、上記するハンドル３５の操舵量の制御をせずに、ハンドル３５の操舵量を規定値としてもよい。

また、コントローラ１００は、走行車体２が自動旋回のために前進を開始してから１秒後に上記するハンドル３５の操舵量の制御を開始してもよい。これにより、変形例に係る苗移植機１は、車速が安定した後に、上記するハンドル３５の操舵量の制御を開始し、旋回精度を向上させることができる。

なお、自動旋回におけるハンドル３５の戻し始め角度は、角速度に置き換えられてもよい。また、自動旋回におけるハンドル３５の操舵量は、舵角は、－３０度～＋３０度の範囲で実行される。

また、コントローラ１００は、自動旋回において、畔に対して９０度を超えた時点から上記するハンドル３５の操舵量の制御を開始してもよい。これにより、変形例に係る苗移植機１は、旋回半径が大きくなることを抑制し、畔への乗り上げを抑制し、安全性を向上させることができる。

また、コントローラ１００は、自動旋回において、畔に対して９０度旋回した時点で、上記するハンドル３５の操舵量の制御を１回行い、その後、１秒毎（または車速の１秒の移動平均）の瞬間の旋回半径に応じて上記するハンドル３５の操舵量を制御してもよい。これにより、変形例に係る苗移植機１は、旋回精度を向上させることができる。

変形例に係る苗移植機１は、自律走行中に、走行車体２が作業領域から逸脱する場合、または自律走行中に、既に苗が移植された領域に進入する場合に、アラートを出し、報知してもよい。例えば、変形例に係る苗移植機１は、警報を鳴らしたり、警告灯を点灯したりすることで、報知する。これにより、苗移植機１は、作業者の安全性を向上させることができる。

また、変形例に係る苗移植機１は、自律走行において経路を逸脱した場合に、逸脱後、近接する経路から自律走行を再開してもよい。この場合、自律走行を再開した経路が、本来の次工程の経路とは異なる場合、変形例に係る苗移植機１は、アラートを出し、自律走行を中止してもよい。

また、変形例に係る苗移植機１は、自律走行を再開し、未作業の領域が残る場合に、アラートを出し、自律走行を中止してもよい。また、変形例に係る苗移植機１は、モニタ８６に、未作業の領域を表示させてもよい。これにより、作業者は、モニタ８６を見ながら、手動操作によって苗の植え付けを容易に行うことができる。また、変形例に係る苗移植機１は、モニタ８６に未作業の領域を表示させた後に、既に苗が移植された領域を走行車体２が走行する場合に、アラートを出してもよい。これにより、苗移植機１は、既に苗が移植された領域に走行車体２が進入することを抑制することができる。

また、変形例に係る苗移植機１は、畔や、既に苗が植え付けされた領域と、走行車体２との距離に応じてアラートの方法を変更してもよい。例えば、変形例に係る苗移植機１は、距離が短くなると、警報のインターバルが短くしたり、モニタ８６への警告表示を大きくしたりする。

また、変形例に係る苗移植機１は、他の作業車両によって得られた位置座標データを利用してもよい。例えば、他の作業車両によって得られた位置座標データは、データが生成された時間情報に紐付けられている。苗移植機１は、時間情報と共に取得した位置座標データを、最寄り基準点（電子基準点）の時間変化に応じて、補正して使用する。例えば、苗移植機１は、取得した最寄り基準点と、他の作業車両によって得られた位置座標データの基準点との相対距離を維持するように、作業を行う。これにより、苗移植機１は、例えば、再度のティーチングを実行せずに、過去に生成されたデータに基づいた作業を精度よく実行できる。

なお、基準点は複数であってもよい。例えば、基準点は２つであってもよい。この場合、初期取得された時点での位置座標と、２つの基準点との相対距離比が維持される。相対距離は、基準点同士の移動割合によって補正される。例えば、基準点同士が同一方向に動いた場合には相対距離は変化しない。また、差がある場合には、差がある距離比に応じて重み付けを行う。これにより、苗移植機１は、過去に生成されたデータに基づいた作業をさらに精度よく実行できる。

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 苗移植機（作業車両）
２ 走行車体
４ 苗植付部（作業機）
１００ コントローラ（制御装置）
１６０ 障害物検出装置
１７０ リモコン（遠隔操作装置）

Claims (10)

1. 走行車体と、
   前記走行車体に取り付けられた作業機と、
   前記走行車体の周囲の障害物を検出する障害物検出装置と、
   前記走行車体を自律走行させる制御装置と
   を備え、
   前記制御装置は、
   前記走行車体を遠隔操作可能な遠隔操作装置の位置情報と、前記障害物の位置情報とに基づいて、自律走行中の前記走行車体の走行を制御する
   ことを特徴とする作業車両。
2. 前記制御装置は、前記遠隔操作装置の位置と、前記障害物の位置とが等しい場合には、前記自律走行を継続する
   ことを特徴とする請求項１に記載の作業車両。
3. 前記制御装置は、前記遠隔操作装置の位置と、前記障害物の位置とが等しく、かつ前記遠隔操作装置、および前記障害物が前記自律走行による未作業領域外にある場合には、前記自律走行を継続する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の作業車両。
4. 前記制御装置は、前記遠隔操作装置の位置と、前記障害物の位置とが等しく、かつ前記障害物が前記自律走行による未作業領域にある場合には、前記自律走行を停止し、前記走行車体を停止させる
   ことを特徴とする請求項１～３のいずれか１つに記載の作業車両。
5. 前記制御装置は、前記遠隔操作装置の位置と、前記障害物の位置とが等しく、かつ前記遠隔操作装置、および前記障害物までの距離が畦までの距離よりも長い場合には、前記自律走行を継続する
   ことを特徴とする請求項１～４のいずれか１つに記載の作業車両。
6. 前記制御装置は、前記遠隔操作装置の位置と、前記障害物の位置とが等しく、前記遠隔操作装置、および前記障害物までの距離が畦までの距離よりも長く、前記走行車体が旋回領域に到達し、かつ前記自律走行によって次工程への旋回を行わない場合には、前記自律走行を停止し、前記遠隔操作装置による畔寄せ走行に移行する
   ことを特徴とする請求項１～５のいずれか１つに記載の作業車両。
7. 前記制御装置は、前記畔寄せ走行に移行すると、前記走行車体を減速させる
   ことを特徴とする請求項６に記載の作業車両。
8. 前記制御装置は、前記畔寄せ走行に移行すると、前記遠隔操作装置の操作に基づいて前記走行車体を停止させる
   ことを特徴とする請求項６または７に記載の作業車両。
9. 前記制御装置は、前記畔寄せ走行に移行し、かつ前記畔までの距離が所定接近距離以下になると、アラートによって報知する
   ことを特徴とする請求項６～８のいずれか１つに記載の作業車両。
10. 前記制御装置は、前記畔寄せ走行に移行し、かつ前記畔までの距離が所定接近距離以下になると、前記走行車体を停止させる
    ことを特徴とする請求項６～９のいずれか１つに記載の作業車両。

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