JP2022170850A - 作業車両 - Google Patents

Abstract

【課題】 旋回終了後の直進精度を向上できる作業車両を提供する。【解決手段】目標走行経路Ｌに沿って圃場Ｈを自動走行する作業車両Ａであって、自動走行時に位置情報を取得して自車位置を算出し、設定された目標走行経路Ｌに沿うように自動操舵する制御装置Ｃを備え、前記制御装置Ｃは、自動走行の開始時に、目標走行経路Ｌの作業開始点Ｐｓと自車位置の、条方向と直交する方向の偏差ｄを算出し、自車位置の条方向に目標走行経路Ｌの作業開始点Ｐｓ´が来るように目標走行経路Ｌを修正する経路修正部ｃ６３を備えたことを特徴とする作業車両によって、上記課題が解決される。【選択図】 図１

Description

本発明は、圃場を自動走行しながら農作業を行う作業車両に関するものである。

従来、例えば、下記特許文献１に示されるように、衛星測位システムから得られる位置情報を利用し、圃場を自動走行しながら農作業（以下、単に作業という。）を行う作業車両が知られている。この従来の作業車両は、作業開始前に、圃場の大きさや形状に合わせて、自動走行する際に目標とする軌道である走行経路（以下、目標走行経路という。）が予め設定される。そして、自動走行中は、所定の時間間隔で、位置情報から自車位置（作業車両の現在位置）を算出し、さらに、目標走行経路に対する自車位置の偏差（方位及び距離のズレ）を算出し、算出された偏差に基づいてステアリングハンドルを自動操舵する構成となっている。なお、目標走行経路は、圃場全体を効率よく作業するため、一筆書きの要領で経路が設定され、作業車両が直進しながら作業を行う直進経路と、旋回して直進経路間を移動する旋回経路とを含んで設定される。

特開２０１８－１４７１６３号公報

ここで、自動走行の開始直後は、目標走行経路と自車位置との間に偏差が生じていることが通常であるため、上記従来の構成による作業車両は、目標走行経路の直進経路上に乗って軌道が安定するまでは、蛇行しやすい。その結果、自動走行の開始直後に作業を開始すると、蛇行によって作業精度が低下する問題が存在した。例えば、畝立て作業や播種作業では、蛇行により畝や播種列の見栄えが悪くなるとともに、その後に中耕培土や薬剤散布作業を行う際に、畝や播種列が曲がっていると機械で踏んでしまうリスクもある。

そこで、本発明は、このような問題を解消し、自動走行の開始直後における直進走行精度（直進性）を向上し、これにより作業精度を向上する作業車両を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、第１の発明は、
目標走行経路に沿って圃場を自動走行する作業車両であって、
自動走行時に位置情報を取得して自車位置を算出し、設定された目標走行経路に沿うように自動操舵する制御装置を備え、
前記制御装置は、自動走行の開始時に、目標走行経路の作業開始点と自車位置の、条方向と直交する方向の偏差を算出し、自車位置の条方向に目標走行経路の作業開始点が来るように目標走行経路を修正する経路修正部を備えたことを特徴とする作業車両を提供する。

上記第１の発明によれば、自動走行開始直後に作業開始点まで直進し、そのまま直進しながら目標走行経路の直線走行経路上に移行して作業開始できる。すなわち、自動走行開始直後は、作業車両の向きだけを調整すれば、直線走行経路上の軌道に安定して移行できる。これにより、自動走行の開始直後における直進性を向上し、作業精度を向上することができる。

第２の発明は、上記第１の発明において、
前記経路修正部は、目標走行経路に含まれる複数の直線走行経路同士の間隔を増減する方法によって、目標走行経路を修正することを特徴とする。

上記第２の発明によれば、上記第１の発明の効果に加えて、作業コストの増加を招くことなく簡便に目標走行経路の修正が可能となる。

第３の発明は、上記第１の発明において、
前記経路修正部は、目標走行経路に含まれる複数の直線走行経路を、条方向と直交する方向の偏差分だけ平行移動する方法によって、目標走行経路を修正することを特徴とする。

上記第３の発明によれば、上記第１の発明の効果に加えて、精度よく自車位置の条方向に目標走行経路の作業開始点が来るように目標走行経路の修正が可能となる。

第４の発明は、上記第３の発明において、
前記制御装置は、前記経路修正部による目標走行経路の修正過程において、作業機の作業幅及び目標走行経路の情報を用いて、作業領域内において作業が行われないと想定される未作業領域を算出する未作業領域算出部を備え、
前記経路修正部は、目標走行経路に含まれる複数の直線走行経路を、条方向と直交する方向の偏差分だけ平行移動した結果、前記未作業領域算出部により未作業領域が算出された場合に、目標走行経路に新たな直線走行経路を追加して、算出された未作業領域が無くなるように目標走行経路を修正することを特徴とする。

上記第４の発明によれば、上記第３の発明の効果に加えて、
目標走行経路を修正した結果、作業されない領域が発生することを未然に防ぐことができる。

第５の発明は、上記第４の発明において、
前記経路修正部は、目標走行経路に新たな直線走行経路を追加した場合、直線走行経路の走行順を変更することを特徴とする。

上記第５の発明によれば、上記第４の発明の効果に加えて、直線走行経路の走行順について変更することで、走行の順番に齟齬が生じる事態を防止し、効率的に走行できる。

本発明によれば、自律走行の開始直後における直進性を向上し、作業精度を向上した作業車両を提供できる。

図１は、本発明の実施形態に係る作業車両の左側面図である。 図２は、図１の作業車両の制御装置の構成を示すブロック図である。 図３は、作業車両の目標走行経路を説明するための説明図である。 図４は、作業車両の目標走行経路の設定に係るデータの流れを示す説明図である。 図５は、未作業領域の概要を説明する説明図である。 図６は、重複幅増減法による目標走行経路の修正手順を示す説明図である。 図７は、直線走行経路追加法による目標走行経路の修正手順を示す説明図である。 図８は、枕地走行経路追加法による目標走行経路の修正手順を示す説明図である。 図９は、変形例に係る目標走行経路の修正手順を示す説明図である。 図１０は、自動走行開始時の制御装置の処理の例を示すフローチャートである。 図１１は、図１０の目標走行経路修正処理の処理の例を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、特に断りのない限り、作業車両の前進方向を前とし、その逆方向を後とし、前方を向いて右方を右、左方を左とする。

＜１．作業車両の構成＞
図１は、本発明の実施形態に係る作業車両の左側面図である。
作業車両Ａは、自動走行手段を備えた走行車体ａ１の後部に、作業手段である作業機ＷＭが装着された、所謂トラクタの構成を有するものである。なお、走行車体ａ１及び作業機ＷＭは、必ずしもトラクタの構成に限定されるものではなく、例えば、コンバイン等の構成であってもよい。

図１に示されるように、走行車体ａ１は、ボンネットａ１１内に、駆動源となるエンジンＥＮ及び燃料タンク（図示せず）、各機構の制御を行う制御装置Ｃが配設され、このエンジンＥＮからの動力が、ミッションケースａ１２内の変速装置（図示せず）により変速され、前輪ａ１３及び後輪ａ１４にそれぞれ伝達されて走行する。

ボンネットａ１１後部には、作業者が搭乗するキャビンａ１５が配設され、キャビンａ１５内のダッシュボード上に、走行車体ａ１の操向手段である回動式のステアリングハンドルＳＴが設けられている。

ステアリングハンドルＳＴが回動操作されると、操舵装置（図示せず）を介し、その回動方向及び操作量に応じて、操向輪である前輪ａ１３が回動し、これにより、作業車両Ａの走行方向が変更される。

ステアリングハンドルＳＴの回動基部には、ステアリングハンドルＳＴの回動方向及び操作量と対応する操舵角を検出可能な操舵角検出手段（図示せず）が設けられている。この操舵角検出手段は、例えば、ロータリエンコーダ等の角度センサによって構成される。この操舵角に応じて、作業車両Ａの走行方向が決定する。

作業車両Ａは、作業者から図示しない操作部材を介して所定操作を受け付けることにより、後述する制御装置Ｃによって、ステアリングハンドルＳＴが自動操作される自動走行モードと、作業者が操作する手動走行モードとを切り替え可能となっている。

また、ステアリングハンドルＳＴの回転軸（ステアリングシャフト）には、ステアリングハンドルＳＴを回動制御し、自動操舵を可能とする図示しない操舵アクチュエータ（ステアリングモータ）が設けられている。この操舵アクチュエータの操舵角を制御量とするフィードバック制御により、作業車両Ａの自動走行時における走行方向の制御が可能となっている。

また、ミッションケースａ１２内には、図示しないＰＴＯクラッチやＰＴＯ変速装置や制動装置が収容され、ＰＴＯ軸への動力の伝達を制御可能となっている。これにより、作業車両Ａは、作業機ＷＭの駆動制御が可能となっている。

走行車体ａ１の後部には、油圧シリンダケースａ２１側部より後方に突出されたリフトアームａ２２，ａ２２と、トップリンクａ２３、ロアリンクａ２４，ａ２４等よりなる作業機装着装置ＷＪが配設されており、油圧シリンダａ２５の伸縮により、作業機装着装置ＷＪに装着した作業機ＷＭを昇降可能としている。これにより、作業機ＷＭは圃場に対して作業を行う作業位置と、作業を行わない非作業位置とを切り替え可能に構成されている。例えば、作業機ＷＭが耕耘機であれば、作業位置は接地状態を指し、非作業位置は、接地状態から上昇されて、非接地状態であることを指す。なお、図示の例では、作業機ＷＭがロータリ耕耘機の場合を例示しているが、作業車両Ａに装着される作業機ＷＭとしては、上記したロータリ耕耘機の他、肥料散布機、農薬散布機、播種散布機および収穫機などがある。

測位装置ＡＮは、走行車体ａ１の前後方向における略中央に設けられ、走行車体Ａの位置を測定する装置である。測位装置ＡＮは、上空を周回している航法衛星ＡＳからの電波を測位アンテナ（図示せず）により受信して測位および計時するＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）を備え、かつ、３軸のジャイロスコープおよび３方向の加速度センサなどによって作業車両Ａの姿勢や方位などを測定する慣性計測装置（Ｉｎｅｒｔｉａｌ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ）を備えて構成されている。

＜２．制御装置の構成＞
図２は、作業車両Ａの制御装置Ｃを含む制御系の構成を示すブロック図である。
制御装置Ｃは、複数のＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）を組み合わせて構成された情報処理装置である。この複数のＥＣＵは、それぞれが、演算処理を行うＣＰＵと、演算処理に必要な情報を読み書き可能なメモリとを備えて構成されており、メモリに記憶された各種制御プログラムに従ってＣＰＵが動作することにより、図２中に機能ブロックとして記載された構成が実現される。

制御装置Ｃは、図２に示されるように、出力処理部ｃ１、通信処理部ｃ２、入力処理部ｃ３、走行制御部ｃ４、情報格納部ｃ５、経路管理部ｃ６を備えており、これらは通信バスＢＡを介して相互に情報を送受可能に構成されている。

出力処理部ｃ１は、入出力インターフェースの機能を果たす装置であり、作業車両Ａの走行・停止・走行方向の変更等の走行機能を司る走行系機器群ＭＡ１、作業機ＷＭの昇降・駆動・停止等の動作を司る作業系機器群ＭＡ２、映像や音声を出力して作業者に種々の情報を報知する報知部ＭＡ３と接続されている。なお、本実施形態において、走行系機器群ＭＡ１には、操舵アクチュエータ、エンジンＥＮ、変速装置、ブレーキ等の機構が含まれ、作業系機器群ＭＡ２には、ＰＴＯクラッチやＰＴＯ変速装置や制動装置、油圧シリンダａ２５等の機構が含まれる。

通信処理部ｃ２は、制御装置Ｃと物理的に離間した外部機器とネットワークＮＷを介して接続を行い、通信により情報交換を行う通信機構である。本実施形態において、通信処理部ｃ２は、操作端末Ｔと接続され、情報の送受が可能となっている。

操作端末Ｔは、通信制御部ｔ１や表示部ｔ２、操作部ｔ３を備えており、コンピュータシステムの機能や、制御装置Ｃによって実現される自動走行に必要な条件を入力するユーザー・インターフェイスとしての機能を有する情報端末である。例えば、通信制御部ｔ１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含む情報処理装置、表示部ｔ２は液晶パネル、操作部ｔ３はタッチパネルやボタン等により構成される。

また、操作端末Ｔは、後述する作業領域Ｒを設定するための領域選択部ｔ４を備えている。この領域選択部ｔ４は、制御装置Ｃからの要求に応じて、作業領域Ｒを設定するために必要な情報を表示部ｔ２に表示し、操作部ｔ３によって作業領域Ｒの位置・大きさ・範囲等を画定するのに必要な情報の入力を受け付け、作業者が選択・決定した入力情報に基づいて決定される作業領域Ｒに関する情報を制御装置Ｃに返信するプログラムである。

入力処理部ｃ３は、接続された外部機器から情報の入力を受ける機構であり、測位情報や検出情報等の各種情報を取得可能となっている。本実施形態においては、入力処理部ｃ３は、測位装置ＡＮ、操舵角検出手段を含む走行系検出センサＳＮ１、作業機ＷＭの動作や姿勢等の状態を検出する作業系検出センサＳＮ２と接続されている。

また、制御装置Ｃは、作業車両Ａの走行を制御する走行制御部ｃ４、各種情報を格納する情報格納部ｃ５、目標走行経路Ｌに関する処理を行う経路管理部ｃ６を備えている。

走行制御部ｃ４は、自動走行（自動操舵）及び手動走行（手動操舵）時の作業車両Ａの走行を制御するプログラム及び各種回路を含む機構であり、自動走行時に走行系機器群ＭＡ１を制御する自動走行制御部ｃ４１、手動走行時に走行系機器群ＭＡ１を制御する手動走行制御部ｃ４２を備えている。

自動走行制御部ｃ４１は、測位装置ＡＮの測位情報（位置情報）の取得により、自車位置を算出する自車位置算出部ｃ４３、自車方位を算出する自車方位算出部ｃ４４、偏差を算出する偏差算出部ｃ４５、走行系検出センサ群ＳＮ１の検出情報から操舵角を算出する操舵角算出部ｃ４６を備えている。このように構成された自動走行制御部ｃ４１は、偏差算出部ｃ４５により偏差を算出し、算出された偏差に基づいて、作業車両Ａが目標走行経路Ｌに沿って走行するために適切なステアリングハンドルＳＴの操舵角を算出し、算出された操舵角となるように操舵アクチュエータを制御することで作業車両Ａの自動走行が可能となっている。

情報格納部ｃ５は、各種情報を格納可能な記憶装置であり、例えば、例えばＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｃ Ｄｒｉｖｅ）やＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）で構成される。情報格納部ｃ５は、圃場に関する情報を格納する圃場情報格納部ｃ５１、自動走行時の走行経路に関する情報を格納する経路情報格納部ｃ５２、作業に関する情報を格納する作業情報格納部ｃ５３を備える。

圃場情報格納部ｃ５１には、圃場情報（作業対象となっている圃場の大きさ・形状・地図位置や当該圃場の境界線を規定する畦の位置データなどの情報）、圃場内の作業領域Ｒ（作業対象となる領域）を画定する作業領域情報等の情報が格納される。

経路情報格納部ｃ５２は、目標走行経路Ｌに関する情報や目標走行経路Ｌの作業コスト（目標走行経路Ｌに対応した走行距離・消費燃料・作業時間など）等の情報が格納される。

作業情報格納部ｃ５３は、作業者によって予め設定された作業幅Ｗ、作業の種類（中耕培土、播種など）等に関する情報が格納される。

経路管理部ｃ６は、目標走行経路Ｌを管理（算出・修正・設定等）するプログラムであり、領域設定部ｃ６１、経路算出部ｃ６２、経路修正部ｃ６３、未作業領域算出部ｃ６４、不適切経路除外部ｃ６５、作業コスト算出部ｃ６６、経路設定部ｃ６７を備えている。

図３は、作業車両Ａの目標走行経路Ｌを説明するための説明図であり、図４は、作業車両Ａの目標走行経路Ｌの設定に係るデータの流れを示す説明図である。次に、図３及び図４に基づいて、領域設定部ｃ６１、経路算出部ｃ６２の機能について説明する。

領域設定部ｃ３は、圃場情報格納部ｃ５１から圃場情報を取得し、圃場Ｈ内に作業領域Ｒを設定する。この作業領域Ｒは、図３に示されるように、操作部ｔ３からの入力情報に基づいて、圃場Ｈ内に納まる範囲内で位置・大きさ・範囲が決定される略矩形の領域である。領域設定部ｃ３は、圃場情報を取得すると、操作端末Ｔに入力要求を行い、入力された入力情報に基づき、作業領域Ｒを画定し、作業領域Ｒに関する情報を圃場情報とともに経路算出部ｃ６２に受け渡す（図４参照）。

経路算出部ｃ６２は、作業領域Ｒに関する情報及び圃場情報、作業幅Ｗに関する情報を取得し、画定された作業領域Ｒ内の目標走行経路Ｌを算出する。ここで、目標走行経路Ｌの算出は、例えば、以下のような設計手順で行われる。

まず、作業領域Ｒ内を周回状に走行して作業を行う枕地走行領域Ｒ１と、直線状に走行して作業を行う直線走行領域Ｒ２とに区画分けする。ここで、枕地走行領域Ｒ１は、作業幅Ｗを有する枠形状の領域に設定され、枕地走行領域Ｒ１の内側に、矩形状の直線走行領域Ｒ２が設定される。

次に、枕地走行領域Ｒ１内を周回状に走行する枕地走行経路ｌ１が設計される。続いて、直線走行領域Ｒ２内を直線状に走行する複数の直線走行経路ｌ２が設計される。直線走行経路ｌ２同士の幅は、直線走行経路ｌ２の走行時に作業幅Ｗが重なるよう所定の重複幅Ｖが設けられる。

次に、一筆書きの要領で直線走行経路ｌ２同士を移動し、また、直線走行経路ｌ２から枕地走行経路ｌ１へと移動するための、作業を行わない経路である非作業経路ｌ３が設計される。このとき、枕地走行経路ｌ１及び直線走行経路ｌ２の走行の順番も決定される。図３中に示される直線走行経路ｌ２及び直線走行経路ｌ２の矢線の向きは、作業車両Ａの走行の方向を示し、矢線の終端の近傍に示された丸で囲まれた番号は、自動走行時における走行の順番を示している。以上のような設計手順によって、目標走行経路Ｌが算出される。経路算出部ｃ６２は、算出された目標走行経路Ｌに関する情報を経路修正部ｃ６３へと受け渡す（図４参照）。

なお、図３に示されるように、直線走行領域Ｒ２の一端側の直線走行経路ｌ２の始端が、直線走行経路ｌ２における作業開始点Ｐｓ（作業機ＷＭにより最初に作業が開始される点）となり、他端側の直線走行経路ｌ２の終端側が作業終了点Ｐｅ（直線走行領域Ｒ２内において作業が終了する点）となる。作業車両Ａの自動走行開始時においては、作業開始点Ｐｓ近傍まで作業車両Ａが移動されているものとする。また、以下では、説明の便宜上、直線走行領域Ｒ２の一端側を右、直線走行領域Ｒ２の他端側を左と称する。

経路修正部ｃ６３は、目標走行経路Ｌに関する情報を取得し、自動走行開始時に、偏差算出部ｃ４５から偏差に関する情報を取得して、自車位置と目標走行経路Ｌの偏差に基づいて、修正した目標走行経路Ｌを算出する機能を果たす。ここで、経路修正部ｃ６３は、複数の修正方法（重複幅増減法、直線走行経路追加法、枕地走行経路追加法）によって、修正した目標走行経路Ｌを複数算出するよう構成されている。複数の修正方法について、詳細は後述する。

未作業領域算出部ｃ６４は、経路修正部ｃ６３が目標走行経路Ｌを修正する際、未作業領域Ｒ３を算出する。ここで、未作業領域Ｒ３は、図５に網掛けされた領域で示されるように、作業車両Ａが、目標走行経路Ｌに沿って、作業幅Ｗで作業を行いながら走行したと仮定した場合に、直線走行領域Ｒ２内において作業が行われない領域を指す。なお、図５中の作業領域Ｒ内において色付けされた領域は、作業が行われる領域を示している。

不適切経路除外部ｃ６５は、経路修正部ｃ６３から目標走行経路案に関する情報を取得し、目標走行経路案から不適切な目標走行経路Ｌを除外する機能を果たす。例えば、不適切な目標走行経路Ｌとは、例えば、圃場逸脱や、直線走行領域Ｒ２外に直線走行経路ｌ２を有する目標走行経路Ｌを指す。

作業コスト算出部ｃ６６は、不適切経路除外部ｃ６５から不適切な目標走行経路Ｌが除外された目標走行経路案を取得し、それぞれの目標走行経路Ｌについて作業コストを算出する。続いて、目標走行経路案と作業コストに関する情報を、経路設定部ｃ６７に受け渡す（図４参照）。

経路設定部ｃ６７は、作業コスト算出部ｃ６６から目標走行経路案と作業コストに関する情報を取得し、これらを操作端末Ｔに送信し、表示部ｔ２に目標走行経路案と作業コストを表示させて、操作部ｔ３により作業者に目標走行経路案のうち一の目標走行経路Ｌを選択・決定させ、操作端末Ｔから入力情報を取得して、作業者により決定された目標走行経路Ｌを、作業車両Ａが自動走行する目標走行経路Ｌとして、制御装置Ｃに設定する。このとき、決定された目標走行経路Ｌは、経路情報格納部ｃ２３に格納され、自動走行制御部ｃ４１に受け渡されて、自動走行が開始される（図４参照）。表示部ｔ２に目標走行経路案と作業コストを表示させることにより、目標走行経路Ｌ及び作業コスト、直進性を可視化し、作業者の判断材料とすることができる。

＜３．目標走行経路の修正方法（重複幅増減法）＞
図６は、重複幅増減法による目標走行経路Ｌの修正手順を示す説明図である。
図６（ａ）に示されるように、作業開始点Ｐｓに対して、作業車両Ａの自動走行を開始する際の自車位置が、条方向と直交する方向（図６における紙面左右方向）左に偏差ｄを有していた場合（図６中の左偏差点ＰＬが自車位置の場合）と、右に偏差ｄを有していた場合（図６中の右偏差点ＰＲが自車位置の場合）における修正手順について説明する。なお、条方向（図６における紙面上下方向）及び方位の偏差については、考慮しない。また、条方向とは直線走行経路ｌ２と平行な方向を指す。

図６（ｂ）に示されるように、自車位置が、左に偏差ｄを有していた場合、それぞれの重複幅Ｖが増加する方向へ直線経路ｌ２を平行移動させ、これにより、自車位置の直進方向（条方向）に新たな作業開始点Ｐｓ´が来るように目標走行経路Ｌが修正される。

図６（ｃ）に示されるように、自車位置が、右に偏差ｄを有していた場合、それぞれの重複幅Ｖが減少する方向へ直線経路ｌ２を平行移動させ、これにより、自車位置の直進方向（条方向）に新たな作業開始点Ｐｓ´が来るように目標走行経路Ｌが修正される。この方法によれば、作業コストの増加を招くことなく簡便に目標走行経路Ｌの修正が可能となる。

＜４．目標走行経路の修正方法（直線走行経路追加法）＞
図７は、直線走行経路追加法による目標走行経路Ｌの修正手順を示す説明図である。
図７（ａ）に示されるように、作業開始点Ｐｓに対して、作業車両Ａの自動走行を開始する際の自車位置が、左偏差点ＰＬが自車位置の場合と、右偏差点ＰＲが自車位置の場合における修正手順について説明する。なお、条方向（図７における紙面上下方向）及び方位の偏差については、考慮しない。

図７（ｂ）に示されるように、自車位置が、左に偏差ｄを有していた場合、偏差ｄだけ左方向（作業方向下手側）へ全ての直線経路ｌ２を平行移動させ、これにより、自車位置の直進方向（条方向）に新たな作業開始点Ｐｓ´が来るように直線経路ｌ２を修正する。このとき、未作業領域Ｒ３が発生しなければ、目標走行経路Ｌの修正が完了する。未作業領域Ｒ３が発生した場合、図７（ｃ）に示されるように、右側（作業方向上手側）に直線経路ｌ２を追加し、未作業領域Ｒ３を無くすように修正する。このとき、直線走行経路ｌ２及び枕地走行経路ｌ３の走行順が最適化されるように、走行順についても変更する。これにより、目標走行経路Ｌの修正が完了する。この方法によれば、精度よく自車位置の条方向に目標走行経路Ｌの作業開始点Ｐｓ´が来るように目標走行経路の修正が可能となる。

図７（ｄ）に示されるように、自車位置が、右に偏差ｄを有していた場合、偏差ｄだけ右方向（作業方向上手側）へ全ての直線経路ｌ２を平行移動させ、これにより、自車位置の直進方向（条方向）に新たな作業開始点Ｐｓ´が来るように直線経路ｌ２を修正する。このとき、未作業領域Ｒ３が発生しなければ、目標走行経路Ｌの修正が完了する。未作業領域Ｒ３が発生した場合、図７（ｅ）に示されるように、左側（作業方向下手側）に直線経路ｌ２を追加し、未作業領域Ｒ３を無くすように修正する。これにより、目標走行経路Ｌを修正した結果、作業されない領域が発生することを未然に防ぐことができる。このとき、直線走行経路ｌ２及び枕地走行経路ｌ３の走行順が最適化されるように、走行順についても変更する。これにより、目標走行経路Ｌの修正が完了する。このように、目標走行経路Ｌの走行順についても変更することで、走行の順番に齟齬が生じる事態を防止し、効率的に走行できる。

＜５．目標走行経路の修正方法（枕地走行経路追加法）＞
図８は、枕地走行経路追加法による目標走行経路Ｌの修正手順を示す説明図である。
図８（ａ）に示されるように、作業開始点Ｐｓに対して、作業車両Ａの自動走行を開始する際の自車位置が、左偏差点ＰＬが自車位置の場合と、右偏差点ＰＲが自車位置の場合における修正手順について説明する。なお、条方向（図８における紙面上下方向）及び方位の偏差については、考慮しない。

図８（ｂ）に示されるように、自車位置が、左に偏差ｄを有していた場合、偏差ｄだけ左方向（作業方向下手側）へ全ての直線経路ｌ２を平行移動させ、これにより、自車位置の直進方向（条方向）に新たな作業開始点Ｐｓ´が来るように直線経路ｌ２を修正する。このとき、未作業領域Ｒ３が発生しなければ、目標走行経路Ｌの修正が完了する。未作業領域Ｒ３が発生した場合、図８（ｃ）に示されるように、枕地走行経路ｌ１の内側に、さらに枕地走行経路ｌ２を追加し、未作業領域Ｒ３を無くすように修正する。これにより、目標走行経路Ｌを修正した結果、作業されない領域が発生することを未然に防ぐことができる。このとき、直線走行経路ｌ２及び枕地走行経路ｌ３の走行順が最適化されるように、走行順についても変更する。これにより、目標走行経路Ｌの修正が完了する。

図８（ｄ）に示されるように、自車位置が、右に偏差ｄを有していた場合、偏差ｄだけ右方向（作業方向上手側）へ全ての直線経路ｌ２を平行移動させ、これにより、自車位置の直進方向（条方向）に新たな作業開始点Ｐｓ´が来るように直線経路ｌ２を修正する。このとき、未作業領域Ｒ３が発生しなければ、目標走行経路Ｌの修正が完了する。未作業領域Ｒ３が発生した場合、図８（ｅ）に示されるように、枕地走行経路ｌ１の内側に、さらに枕地走行経路ｌ２を追加し、未作業領域Ｒ３を無くすように修正する。このとき、直線走行経路ｌ２及び枕地走行経路ｌ３の走行順が最適化されるように、走行順についても変更する。これにより、目標走行経路Ｌの修正が完了する。

＜６．目標走行経路の修正方法（変形例）＞
図９は、変形例に係る目標走行経路Ｌの修正手順を示す説明図である。
図７（ｄ）、図７（ｅ）において、未作業領域Ｒ３が発生した場合、左側（作業方向下手側）に直線経路ｌ２を追加し、未作業領域Ｒ３を無くすように修正する構成を示したが、図９（ｂ）、図９（ｃ）に示されるように、左側に未作業領域Ｒ３が発生した場合、重複幅Ｖが減少する方向へ、それぞれの直線経路ｌ２を平行移動させ、これにより、未作業領域Ｒ３を無くすように修正してもよい。この方法によれば、左右どちらに未作業領域Ｒ３が発生しても、良好に未作業領域Ｒ３を無くすことができる。

以上のような方法によって、経路修正部ｃ６３は、自動走行開始時の自車位置に基づいて、自車位置から条方向に、新たな作業開始点Ｐｓ´が来るように目標走行経路Ｌの直線走行経路ｌ２を修正するため、本実施形態による作業車両Ａは、自動走行開始直後に作業開始点Ｐｓ´まで直進し、そのまま直進しながら直線走行経路ｌ２上に移行して作業開始できる。すなわち、自動走行開始直後は、作業車両Ａの向きだけを調整すれば、直線走行経路ｌ２上の軌道に安定して移行できる。これにより、自動走行の開始直後における直進性を向上し、作業精度を向上することができる。

＜７．自動走行開始時における処理＞
図１０は、自動走行開始時の制御装置Ｃの処理の例を示すフローチャートである。また、図１１は、図１０の目標走行経路修正処理の処理の例を示すフローチャートである。次に、図１０及び図１１を用いて、自動走行開始時における制御装置Ｃの処理について説明する。

図１０に示されるように、制御装置Ｃは、自動走行の開始前、圃場情報格納部ｃ５１から圃場情報を取得し（ステップＳ１０１）、領域設定部ｃ６１により、作業領域Ｒを設定する（ステップＳ１０２）。

次に、目標経路算出部ｃ６２により、目標走行経路Ｌを算出し、算出した目標走行経路Ｌに関する情報を経路情報格納部ｃ５２に格納する（ステップＳ１０３）。

続いて、作業者の所定操作により、制御装置Ｃが、自動走行開始の指示を受け付けると（ステップＳ１０４でＹｅｓ）、偏差算出部ｃ４５から偏差を取得し、取得した偏差に基づいて目標走行経路を修正する目標走行経路修正処理を開始する。

目標走行経路修正処理が開始されると、図１１に示されるように、制御装置Ｃは、経路修正部ｃ６３及び未作業領域算出部ｃ６４により、重複幅増減法により修正された目標走行経路Ｌを算出し（ステップＳ２０１）、直線走行経路追加法により修正された目標走行経路Ｌを算出し（ステップＳ２０２）、枕地走行経路追加法により修正された目標走行経路Ｌを算出し（ステップＳ２０３）、これらの算出された複数の目標走行経路Ｌ（目標走行経路案）のうち、不適切な目標走行経路Ｌを、不適切経路除外部ｃ６５によって除外する（ステップＳ２０４）。

続いて、目標走行経路案に含まれる目標走行経路Ｌのそれぞれについて、作業コストを算出する（ステップＳ２０５）。

作業コストが算出されると、情報端末Ｔから作業者の入力を受け付けて、目標走行経路案のうち、作業者によって選択・決定された目標走行経路Ｌを、最終的に作業車両Ａが走行する目標走行経路Ｌとして、経路情報格納部ｃ５２に設定する（ステップＳ２０６）。

その後、図１０に戻り、自動走行制御部ｃ４１により、設定された目標走行経路Ｌに従って、自動走行を開始する（ステップＳ１０７）。

＜８．別の実施形態＞
本発明は、以上の実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

上記実施形態においては、経路設定部ｃ６７は、目標走行経路案に含まれる複数の目標走行経路Ｌの作業コストを表示部ｔ２に表示し、操作部ｔ３によって、作業者が一の目標走行経路Ｌを選択・決定する構成としたが、走行距離、作業時間、直進性、消費燃料から最も効率のよい目標走行経路Ｌを作業者に最初に提示するよう構成してもよい。

さらに、走行距離、作業時間、直進性、消費燃料のどれを優先するか作業者が選択することでソートする機能を有する構成としてもよい。

また、経路修正部ｃ３３による目標走行経路Ｌの修正は、偏差が所定の範囲内（１工程分、作業幅Ｗ以内等）でないと有効にしないよう構成されてもよい。さらに、目標走行経路Ｌの修正が有効でないとき、目標走行経路Ｌの修正に失敗した旨を表示部ｔ２にポップで表示するよう構成されてもよい。

また、経路修正部ｃ３３は、作業情報格納部ｃ５３から作業内容を取得するよう構成し、経路修正部ｃ３３による目標走行経路Ｌの修正は、所定の作業内容の場合は有効にしないよう構成されてもよい。中耕培土等、目標走行経路Ｌの修正が適当でない作業も存在するため、このような構成により、目標走行経路Ｌの変更が望ましくない作業において、変更を避けることができる。

また、上記実施形態において、操作端末Ｔは、ネットワークＮＷを介して、制御装置Ｃと接続され、作業車両Ａの機体外部の装置として構成したが、通信バスＢＡを介して制御装置Ｃと接続することで、機体側（例えば、キャビンａ１５内）に設けられてもよい。

Ａ 作業車両
ａ１ 走行車体
ａ１１ ボンネット
ａ１２ ミッションケース
ａ１３ 前輪
ａ１４ 後輪
ａ１５ キャビン
ａ２１ 油圧シリンダケース
ａ２２ リフトアーム
ａ２３ トップリンク
ａ２４ ロアリンク
ａ２５ 油圧シリンダ
ＢＡ 通信バス
Ｃ 制御装置
Ｌ 目標走行経路
ｌ１ 枕地走行経路
ｌ２ 直線走行経路
ｌ３ 非作業経路
Ｒ 作業領域
Ｒ１ 枕地走行領域
Ｒ２ 直線走行領域
Ｒ３ 未作業領域
Ｔ 操作端末
Ｖ 重複幅
Ｗ 作業幅
ＡＳ 航法衛星
２２５ 電光表示部
２２６ 液晶表示部
２２７ 方向報知部
２２７ｒ 右方向表示部
２２７ｌ 左方向表示部
２２８ 入力操作部
２２８ａ ロータリスイッチ
２２８ｂ 押ボタンスイッチ
２２９ 音声出力部
３０１ 苗植付部
３０２ 苗載置台
３０３ 苗植付装置
３０４ フロート
３０５ 苗載せ面
３０６ 植込杆
３０７ ロータリケース
３０８ 植付伝動ケース
３０９ 油圧ローリングシリンダ
３１０ 整地ロータ
３１１ 整地ロータ調節機構
ＢＡ 通信バス
Ｃ 制御装置
Ｌ 目標走行経路
ｌ１ 直進走行経路
ｌ２ 旋回経路
Ｔ 情報端末

Claims (5)

1. 目標走行経路に沿って圃場を自動走行する作業車両であって、
   自動走行時に位置情報を取得して自車位置を算出し、設定された目標走行経路に沿うように自動操舵する制御装置を備え、
   前記制御装置は、自動走行の開始時に、目標走行経路の作業開始点と自車位置の、条方向と直交する方向の偏差を算出し、自車位置の条方向に目標走行経路の作業開始点が来るように目標走行経路を修正する経路修正部を備えたことを特徴とする作業車両。
2. 前記経路修正部は、目標走行経路に含まれる複数の直線走行経路同士の間隔を増減する方法によって、目標走行経路を修正することを特徴とする請求項１に記載の作業車両。
3. 前記経路修正部は、目標走行経路に含まれる複数の直線走行経路を、条方向と直交する方向の偏差分だけ平行移動する方法によって、目標走行経路を修正することを特徴とする請求項１に記載の作業車両。
4. 前記制御装置は、前記経路修正部による目標走行経路の修正過程において、作業機の作業幅及び目標走行経路の情報を用いて、作業領域内において作業が行われないと想定される未作業領域を算出する未作業領域算出部を備え、
   前記経路修正部は、目標走行経路に含まれる複数の直線走行経路を、条方向と直交する方向の偏差分だけ平行移動した結果、前記未作業領域算出部により未作業領域が算出された場合に、目標走行経路に新たな直線走行経路を追加して、算出された未作業領域が無くなるように目標走行経路を修正することを特徴とする請求項３に記載の作業車両。
5. 前記経路修正部は、目標走行経路に新たな直線走行経路を追加した場合、直線走行経路の走行順を変更することを特徴とする請求項４に記載の作業車両。
   
   

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