JP2023097950A - 農作業支援システム、農業機械、農作業支援装置 - Google Patents

農作業支援システム、農業機械、農作業支援装置 Download PDF

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Abstract

【課題】農業機械の自動運転中に旋回方法を変更する場合の利便性を向上させる。【解決手段】農作業支援システムは、圃場を示すマップに農業機械を走行させる走行ルートを作成するルート作成部と、前記農業機械が有する走行装置の駆動状態が異なる複数の旋回方法のうちのいずれかを入力する入力部と、前記農業機械の位置を検出する位置検出部と、前記ルート作成部により作成された前記走行ルート、前記入力部により入力された前記旋回方法、及び前記位置検出部により検出された前記農業機械の位置に基づいて、前記農業機械の走行及び旋回を自動で行う自動運転を実行する自動制御部と、前記自動制御部による前記農業機械の自動運転中に、前記旋回方法を変更するための前記入力部による入力を有効にし、前記入力部により入力された前記旋回方法で前記農業機械を旋回させる変更指令を前記自動制御部に出力する旋回変更部と、を備える。【選択図】図1

Description

本発明は、圃場で農業機械を走行させながら農作業を行うことを支援する農作業支援システム及び農作業支援装置、並びに農業機械に関する。
特許文献1には、圃場で農業機械を自動運転で走行させながら、当該農業機械に連結された作業装置で農作業を行うことを支援する技術が開示されている。特許文献1に開示された農業機械に備わる制御装置は、圃場の外周位置データと農業機械の横幅とに基づいて、圃場の中央部に複数の作業走行ラインを所定の間隔で設定し、一方の作業走行ラインの作業終了位置から、隣接する作業走行ラインの作業開始位置にわたって、旋回ラインを設定する。農業機械は自動運転で、作業走行ラインに基づいて走行しながら、圃場の中央部に対して作業装置により農作業を行い、一方の作業走行ラインから他方の作業走行ラインに向かって旋回する。
農業機械は、例えば特許文献2に開示されているように、四輪駆動旋回、倍速旋回、及びAD(オートブレーキディスク)倍速旋回などの、複数の旋回方法で旋回可能である。特許文献2に開示された農業機械では、農業機械の操舵を自動で行い、走行を手動で行うオートステアリング制御中に、運転者がステアリングの近傍に設置されたスイッチを操作することで、農業機械の旋回方法を切り替え可能である。
特開2018-39号公報 特開2018-198552号公報
農業機械の自動運転を行うには、自動運転に関する各種の設定を予め順次入力する必要があり、当該設定には、農業機械の旋回方法の入力も含まれている。このため、農業機械の自動運転中は、予め設定された旋回方法で農業機械が旋回するが、圃場の土壌状態などによっては、自動運転中でも旋回方法を変更したいことがある。しかし、農業機械の自動運転中に旋回方法を変更するには、自動運転を停止して、自動運転に関する各種の設定を最初からやり直す必要があり、操作が煩わしく、不便であった。
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、農業機械の自動運転中に旋回方法を変更する場合の利便性を向上させることを目的とする。
上記の技術的課題を解決するための本発明の技術的手段は、以下に示す点を特徴とする。
本発明の一態様にかかる農作業支援システムは、圃場を示すマップに農業機械を走行させる走行ルートを作成するルート作成部と、前記農業機械が有する走行装置の駆動状態が異なる複数の旋回方法のうちのいずれかを入力する入力部と、前記農業機械の位置を検出する位置検出部と、前記ルート作成部により作成された前記走行ルート、前記入力部により入力された前記旋回方法、及び前記位置検出部により検出された前記農業機械の位置に基づいて、前記農業機械の自動運転を実行する自動制御部と、前記自動制御部による前記農業機械の自動運転中に、前記旋回方法を変更するための前記入力部による入力を有効に
し、前記入力部により入力された前記旋回方法で前記農業機械を旋回させる変更指令を前記自動制御部に出力する旋回変更部と、を備える。
本発明の一態様では、前記自動制御部は、前記農業機械の自動運転中に、前記旋回変更部からの前記変更指令を受けると、当該変更指令が示す旋回方法で前記農業機械を旋回させる。
また、本発明の一態様では、前記旋回変更部は、前記自動制御部による前記農業機械の自動運転中で且つ前記農業機械が旋回しているときに、前記旋回方法を変更するための前記入力部による入力を無効にする。
また、本発明の一態様では、前記旋回変更部は、前記自動制御部による前記農業機械の自動運転中で且つ前記農業機械が旋回しているときに、前記入力部により前記旋回方法が入力されると、当該入力された旋回方法で次の旋回時に前記農業機械を旋回させる変更指令を前記自動制御部に出力する。
また、本発明の一態様では、前記農作業支援システムは、前記マップ内に第1エリアと当該第1エリアの内側に位置する第2エリアとを設定するエリア設定部を備え、前記ルート作成部は、前記走行ルートに含まれる作業ルートであって、前記農業機械を走行させながら当該農業機械に連結された作業装置により農作業を行う作業ルートを前記第1エリア又は前記第2エリアに複数作成し、前記旋回変更部は、前記自動制御部による前記農業機械の自動運転中に、一方の前記作業ルートから前記第1エリアに作成された他方の前記作業ルートに向かって前記農業機械を旋回させる前記旋回方法を変更するための前記入力部による入力を無効にする。
また、本発明の一態様では、前記農作業支援システムは、前記マップ内に第1エリアと当該第1エリアの内側に位置する第2エリアとを設定するエリア設定部を備え、前記ルート作成部は、前記走行ルートに含まれる作業ルートであって、前記農業機械を走行させながら当該農業機械に連結された作業装置により農作業を行う作業ルートを前記第1エリア又は前記第2エリアに複数作成し、前記旋回変更部は、前記自動制御部による前記農業機械の自動運転中に、一方の前記作業ルートから前記第1エリアに作成された他方の前記作業ルートに向かって前記農業機械を旋回させるための旋回スペースの大きさを示す旋回代が、前記入力部により入力された前記旋回方法に応じた所定の閾値以上である場合に、当該旋回方法で前記農業機械を旋回させる変更指令を前記自動制御部に出力し、前記旋回代が前記閾値未満である場合に、前記入力部により入力された前記旋回方法による前記農業機械の旋回を阻止する。
また、本発明の一態様では、前記自動制御部による前記農業機械の自動運転の開始前に、一方の前記作業ルートから前記第1エリアに作成された他方の前記作業ルートに向かって前記農業機械を旋回させる前記旋回方法として、前記複数の旋回方法のうち、最も旋回半径の小さい旋回方法が設定されている。
また、本発明の一態様では、前記農業機械は、原動機と、前輪と後輪とを含む走行装置と、前記原動機の動力を前記走行装置に伝達し且つ前記前輪と前記後輪の回転速度を変速する変速装置と、前記前輪と前記後輪とを制動する制動装置と、を有し、前記自動制御部は、前記走行装置、前記変速装置、又は前記制動装置を制御することにより、前記農業機械を少なくとも四輪駆動旋回と倍速旋回とAD(オートブレーキディスク)倍速旋回の各旋回方法で旋回させ、前記旋回方法として前記四輪駆動旋回と前記倍速旋回と前記AD倍速旋回とを前記入力部により選択的に入力可能である。
また、本発明の一態様では、前記農作業支援システムは、前記自動制御部による前記農業機械の自動運転中に、前記マップ、前記走行ルート、前記農業機械の位置、及び前記農業機械を旋回させる前記旋回方法を表示する表示部を備える。
本発明の一態様にかかる農業機械は、車体と、前記車体に作業装置を連結可能な連結部と、原動機と、前記車体の左右前部を支持する前輪及び前記車体の左右後部を支持する後輪を有し且つ、前記前輪又は前記後輪を駆動して前記車体を走行させる走行装置と、前記原動機の動力を前記走行装置に伝達し且つ、前記前輪及び前記後輪の回転速度を変速する変速装置と、前記前輪又は前記後輪を制動する制動装置と、圃場を示すマップに農業機械を走行させる走行ルートを作成するルート作成部と、前記走行装置の駆動状態が異なる複数の旋回方法のうちのいずれかを入力する入力部と、前記車体の位置を検出する位置検出部と、前記ルート作成部により作成された前記走行ルート、前記入力部により入力された前記旋回方法、及び前記位置検出部により検出された前記車体の位置に基づいて、前記車体の自動運転を実行する自動制御部と、前記自動制御部による前記自動運転中に、前記旋回方法を変更するための前記入力部による入力を有効にし、前記入力部により入力された前記旋回方法で前記車体を旋回させる変更指令を前記自動制御部に出力する旋回変更部と、を備える。
また、本発明の一態様では、前記自動制御部は、前記車体の自動運転中に、前記旋回変更部からの前記変更指令を受けると、当該変更指令が示す旋回方法で前記車体を旋回させる。
また、本発明の一態様では、前記農業機械は、前記自動制御部による前記自動運転中に、前記マップ、前記走行ルート、前記農業機械の位置、及び前記車体を旋回させる前記旋回方法を表示する表示部を備える。
本発明の一態様にかかる農作業支援装置は、圃場を示すマップに農業機械を走行させる走行ルートを作成するルート作成部と、前記農業機械が有する走行装置の駆動状態が異なる複数の旋回方法のうちのいずれかを入力する入力部と、前記旋回方法を変更するための旋回変更部と、を備え、前記ルート作成部により作成された前記走行ルート、前記入力部により入力された前記旋回方法、及び位置検出部により検出された前記農業機械の位置に基づいて、自動制御部により前記農業機械の自動運転が実行されているときに、前記旋回変更部は、前記旋回方法を変更するための前記入力部による入力を有効にし、前記入力部により入力された前記旋回方法で前記農業機械を旋回させる変更指令を前記自動制御部に出力する。
本発明の一態様では、前記農作業支援装置は、前記自動制御部による前記農業機械の自動運転中に、前記マップ、前記走行ルート、前記農業機械の位置、及び前記農業機械を旋回させる前記旋回方法を表示する表示部を備える。
本発明によれば、農業機械の自動運転中に旋回方法を変更する場合の利便性を向上させることができる。
農作業支援システムの構成図である。 変速装置と制動装置と操舵装置の詳細図である。 昇降装置の斜視図である。 ホーム画面の一例を示す図である。 作業選択画面の一例を示す図である。 車両確認画面の一例を示す図である。 装置選択画面の一例を示す図である。 装置確認画面の一例を示す図である。 圃場選択画面の一例を示す図である。 ルート作成1画面の一例を示す図である。 ルート作成2画面の一例を示す図である。 ルート作成2画面の一例を示す図である。 自動確認画面の一例を示す図である。 旋回方法選択画面の一例を示す図である。 走行制御画面の一例を示す図である。 農業機械の自動運転を説明するための図である。 農業機械の自動運転を説明するための図である。 農業機械の自動運転を説明するための図である。 農業機械の自動運転を説明するための図である。 旋回方法変更処理の一例を示すフローチャートである。 設定変更画面の一例を示す図である。 設定変更画面の一例を示す図である。 設定変更画面の一例を示す図である。 設定変更画面の一例を示す図である。 旋回方法変更処理の他の例を示すフローチャートである。 図15Aの続きを示すフローチャートである。 農業機械の安全スペースの一例を示す図である。 農業機械の旋回代の一例を示す図である。 農業機械の旋回代の他の例を示す図である。 設定変更画面のエラー通知の一例を示す図である。 農業機械の側面図である。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず、本実施形態の農業機械1について説明する。図18は、農業機械1の側面図である。農業機械1は、トラクタから構成されている。なお、農業機械1は、トラクタに限定せず、例えば田植機又はコンバインなどの他の農業機械、或いは農作業を行うトラクタ以外の作業車両などにより構成されてもよい。
農業機械1は、走行車体3、原動機4、変速装置5、及び走行装置7を備えている。走行装置7は、左右1対の前輪7Fと、左右1対の後輪7Rとを有している。前輪7Fは、走行車体3の左右前部を支持していて、後輪7Rは、走行車体3の左右後部を支持している。前輪7Fは、タイヤ型であってもよいし、クローラ型であってもよい。また、後輪7Rも、タイヤ型であってもよいし、クローラ型であってもよい。原動機4は、ディーゼルエンジン或いは電動モータなどから構成されている。本実施形態では、原動機4はディーゼルエンジンにより構成されている。変速装置5は、変速によって走行装置7の推進力を切り替え可能であると共に、走行装置7の前進と後進を切り替え可能である。原動機4の駆動力が変速装置5により走行装置7に伝達されて、走行装置7が駆動することで、走行車体3が前後に走行する。なお、図18において、左側が走行車体3の前方であり、右側が走行車体3の後方である。また、図18に向かって、奥側が走行車体3の右方であり、手前側が走行車体3の左方である。
走行車体3にはキャビン9が設けられている。キャビン9の内部には、運転席10が設けられている。走行車体3の後部には、3点リンク機構などで構成された昇降装置8が設
けられている。昇降装置8には、農作業を行うための作業装置2を連結可能な連結部8g、8hが設けられている。作業装置2を連結部8g、8hに連結することで、作業装置2と走行車体3(農業機械1)とが連結されて、走行車体3が作業装置2を牽引可能になる。
作業装置2は圃場に対して対地作業を行う。例えば作業装置2には、圃場に対して耕うん作業を行う耕うん装置(ロータリ耕うん機)、粗耕起を行う粗耕起装置(スタブルカルチ)、及び代掻きを行う代掻き装置(ドライブハロー)、肥料若しくは農薬などを散布する散布装置、種まきを行う播種装置、苗を移植する移植装置、及び収穫を行う収穫装置などが含まれている。
次に、本実施形態の農作業支援システム100について説明する。図1は、農作業支援システム100の構成図である。農作業支援システム100は農作業支援装置50を含んでいる。農作業支援システム100及び農作業支援装置50は、圃場で農業機械1を走行させながら作業装置2により農作業を行うことを支援する。
農業機械1は、制御装置60、操作装置62、原動機4、変速装置5、制動装置6、操舵装置29、昇降装置8、測位装置40、警報装置63、及び検出装置64を備えている。また、農業機械1には、LAN又はCANなどの車載ネットワークN1が構築されている。制御装置60、操作装置62、測位装置40、警報装置63、及び検出装置64は、車載ネットワークN1に接続されている。農業機械1に備わるこれらの各部は、農作業支援システム100に含まれる。
制御装置60は、CPU(又はマイクロコンピュータ)とメモリとを含んだ電気回路などから構成されている。制御装置60のメモリには、揮発性メモリと不揮発性メモリとが含まれている。制御装置60は、農業機械1の各部の動作を制御する。制御装置60には、農業機械1の走行(操舵と速度変更を含む。)と作業装置2の動作とを制御する自動制御部61が設けられている。操作装置62は、運転席10に着座した運転者又は農業機械1の近傍にいる作業者などのユーザ(オペレータ)が操作可能なスイッチ、レバー、ペダル、及びその他のキーなどから構成されている。操作装置62には、モードスイッチ65が含まれている。モードスイッチ65は、農業機械1のモードを切り替えるために操作される。
原動機4(エンジン)は、制御装置60により駆動、停止、及び回転数を制御される。変速装置5は制御弁37に接続されている。制御弁37は、制御装置60から送信される制御信号に基づいて作動する電磁弁である。制御弁37には、油圧ポンプ33から吐出された作動油が供給される。制御弁37は、図1では1つのブロックで示しているが、変速装置5に設けられた油圧クラッチ又は油圧シリンダなどの油圧機器の数に応じて適宜数設けられている。
制動装置6は制御弁38に接続されている。制御弁38は、制御装置60から送信される制御信号に基づいて作動する電磁弁である。制御弁38には、油圧ポンプ33から吐出された作動油が供給される。自動制御部61は、制御弁38の切り替え位置及び開度を電気的に制御することにより、制動装置6を作動させて、走行車体3にブレーキをかける。
図2は、変速装置5と制動装置6と操舵装置29の詳細図である。変速装置5は、推進軸(主軸)5a、主変速部5b、副変速部5c、伝達軸5g、シャトル部5d、PTO動力伝達部5e、及び前変速部5fなどを備えている。推進軸5aは、原動機(エンジン)4のクランク軸から動力が伝達されることで回転する。主変速部5bは、複数のギア及び当該ギアの接続を変更するシフタ(図示省略)を有している。主変速部5bは、複数のギ
アの接続(噛合)をシフタで適宜変更することによって、推進軸5aの回転速度を変速し、推進軸5aの回転力(動力)の大きさを可変する。
副変速部5cは、主変速部5bと同様に、複数のギア及び当該ギアの接続を変更するシフタを有している。副変速部5cは、複数のギアの接続(噛合)をシフタで適宜変更することによって、主変速部5bから入力された動力の大きさを可変する。伝達軸5gは、副変速部5cから動力が伝達されることで回転する。
シャトル部5dは、シャトル軸11と前後進切替部13とを有している。シャトル軸11には、副変速部5cから伝達軸5gと前後進切替部13とを介して動力が伝達される。前後進切替部13は、例えば油圧クラッチなどで構成されている。前後進切替部13の油圧クラッチを接続又は切断することで、シャトル軸11の回転方向が切り替わり、農業機械1の進行方向(前進又は後進)が切り替わる。シャトル軸11は、後輪デフ装置20Rに接続されている。後輪デフ装置20Rは、後輪7Rが取り付けられた後車軸21Rを回転自在に支持している。
PTO動力伝達部5eは、PTO推進軸14とPTOクラッチ15とを有している。PTO推進軸14は、推進軸5aからPTOクラッチ15を介して動力が伝達されることで回転する。PTO推進軸14は、ギアなどを介してPTO軸16と接続されている。PTOクラッチ15は、例えば油圧クラッチなどで構成されている。PTOクラッチ15を接続又は切断することで、推進軸5aの動力がPTO推進軸14に伝達される状態と、推進軸5aの動力がPTO推進軸14に伝達されない状態とに切り替わる。
前変速部5fは、第1クラッチ17と第2クラッチ18とを有している。第1クラッチ17及び第2クラッチ18には、シャトル軸11の動力がギアと伝動軸5hを介して伝達される。第1クラッチ17及び第2クラッチ18に伝達された動力は、前伝動軸22と前輪デフ装置20Fとを介して前車軸21Fに伝達可能である。前伝動軸22は、前輪デフ装置20Fに接続されている。前輪デフ装置20Fは、前輪7Fが取り付けられた前車軸21Fを回転自在に支持している。
第1クラッチ17及び第2クラッチ18は、油圧クラッチなどで構成されている。第1クラッチ17には、油路25aが接続されていて、当該油路25aには、第1制御弁37aが接続されている。第2クラッチ18には、油路25bが接続されていて、当該油路25bには、第2制御弁37bが接続されている。第1制御弁37a及び第2制御弁37bは、図1に示した制御弁37に含まれている。各制御弁37a、37bには、農業機械1に備わる油圧ポンプ33から吐出された作動油が、図示しない油路を介して供給される。
第1制御弁37aと第2制御弁37bとは、例えば、電磁弁付き二位置切換弁から構成されている。制御装置60が、制御弁37a、37bに備わる電磁弁のソレノイドを励磁又は消磁することで、制御弁37a、37bは、作動油を油路25a、25bを介してクラッチ17、18に供給する第1位置と、作動油をクラッチ17、18に供給しない第2位置とに切り替わる。クラッチ17、18は、例えば、制御弁37a、37bから油路25a、25bを介して作動油が供給されたときに接続状態となり、当該作動油が供給されないときに切断状態となる。制御装置60は、制御弁37a、37bの位置を切り替えることにより、クラッチ17、18を接続状態又は切断状態に切り替える。他の例として、制御弁37a、37bを電磁比例弁で構成してもよい。この場合、制御装置60が制御弁(電磁比例弁)37a、37bの開度を変更することで、クラッチ17、18が接続状態又は切断状態に切り替わる。
シャトル軸11からの動力(回転力)が後輪デフ装置20Rを介して後車軸21Rに伝
達されることで、後車軸21R及び後輪7Rが回転する。また、シャトル軸11からの動力がクラッチ17、18と前伝動軸22と前輪デフ装置20Fとを介して前車軸21Fに伝達されることで、前車軸21F及び前輪7Fが回転する。後輪7Rの駆動状態に対する前輪7Fの駆動状態は、クラッチ17、18の状態に応じて変えることができる。
詳しくは、シャトル軸11からの動力が後車軸21Rに伝達された状態で、第1クラッチ17が切断され且つ第2クラッチ18が接続された場合には、シャトル軸11からの動力が第2クラッチ18と前伝動軸22と前輪デフ装置20Fとを介して前車軸21Fに伝達される。これにより、前輪7F及び後輪7Rが駆動して(四輪駆動)、前輪7Fの回転速度と後輪7Rの回転速度とが略等しくなり、いわゆる「4WD等速状態」となる。
対して、シャトル軸11からの動力が後車軸21Rに伝達された状態で、第1クラッチ17が接続され且つ第2クラッチ18が切断された場合には、シャトル軸11からの動力が第1クラッチ17と前伝動軸22と前輪デフ装置20Fとを介して前車軸21Fに伝達される。これにより、前輪7F及び後輪7Rが駆動して(四輪駆動)、前輪7Fの回転速度が後輪7Rの回転速度より速くなり、いわゆる「4WD増速状態」となる。
また、シャトル軸11からの動力が後車軸21Rに伝達された状態で、第1クラッチ17及び第2クラッチ18が両方とも接続された場合には、シャトル軸11からの動力が前車軸21Fに伝達されなくなる。これにより、前輪7Fは駆動せず、後輪7Rだけが駆動して、「二輪駆動状態(2WD)」となる。
後車軸21Rの左部には、左制動装置6aが設けられ、後車軸21Rの右部には、右制動装置6bが設けられている。左制動装置6a及び右制動装置6bは、制動装置6(図1)に含まれるディスク型の制動装置であり、制動状態と解除状態とに切り替わる。農業機械1の運転席10(図18)の近傍には、左ブレーキペダルと右ブレーキペダルとが設けられている(図示省略)。左ブレーキペダルには、左連結部材26aが連結されていて、右ブレーキペダルには、右連結部材26bが連結されている。ユーザ(運転者などのオペレータ)が農業機械1の左ブレーキペダルを操作する(踏み込む)ことによって、左連結部材26aが制動方向へ動き、左制動装置6aを制動状態に切り替える。ユーザが右ブレーキペダルを操作する(踏み込む)ことによって、右連結部材26bが制動方向へ動き、右制動装置6bを制動状態に切り替える。
また、左連結部材26aには、左油圧作動部27aが連結され、右連結部材26bには、右油圧作動部27bが連結されている。左油圧作動部27a及び右油圧作動部27bは、油圧シリンダから構成されている。左油圧作動部27aには、油路28aを介して第3制御弁38aが接続され、右油圧作動部27bには、油路28bを介して第4制御弁38bが接続されている。第3制御弁38a及び第4制御弁38bは、図1に示した制御弁38に含まれている。各制御弁38a、38bには、油圧ポンプ33から吐出された作動油が、図示しない油路を介して供給される。
第3制御弁38a及び第4制御弁38bは、例えば、電磁弁付き二位置切換弁から構成されている。制御装置60が、制御弁38a、38bに備わる電磁弁のソレノイドを励磁又は消磁することで、制御弁38a、38bは、作動油を油路28a、28bを介して油圧作動部27a、27bに供給する第1位置と、作動油を油圧作動部27a、27bに供給しない第2位置とに切り替わる。制御弁38a、38bから油路28a、28bを介して油圧作動部27a、27bに作動油が供給されることで、油圧作動部27a、27bが作動して、連結部材26a、26bを制動方向に移動させて、制動装置6a、6bを制動状態に切り替える。
上記のように、左制動装置6a及び右制動装置6bは、ユーザによる左ブレーキペダル及び右ブレーキペダルの操作だけでなく、制御装置60による第3制御弁38a、第4制御弁38b、左油圧作動部27a、及び右油圧作動部27bの作動によっても、左の後輪7R及び右の後輪7Rのそれぞれを独立して制動状態にすることが可能である。
図1に示す自動制御部61は、制御弁37(第1制御弁37a及び第2制御弁37b)の切り替え位置(開度)を電気的に制御して、変速装置5の駆動を制御する。前述したように、変速装置5が原動機4の駆動力を走行装置7に伝達することで、走行装置7が作動して、走行車体3を前後に走行させる。また、例えば作業装置2が対地作業を行う場合などに、変速装置5は、原動機4の駆動力を作業装置2に伝達する。これにより、作業装置2の作動力が大きくなる。
また、自動制御部61は、車載ネットワークN1を経由して作業装置2と通信する。具体的には、作業装置2は、制御部2aと通信部2bとを備えている。自動制御部61は、車載ネットワークN1を経由して作業装置2に作業指令を送信する。作業装置2の制御部2aは、当該作業指令を通信部2bにより受信すると、当該作業指令に基づいて作業装置2の各部の動作を制御して、農作業(対地作業)を行う。また、制御部2aは、作業状態などを示す情報又はデータを通信部2bにより車載ネットワークN1を経由して制御装置60に送信する。自動制御部61は、作業装置2から車載ネットワークN1を経由して受信した情報又はデータに基づいて、作業装置2の作業状態などを検出する。
操舵装置29は、図2に示すようにハンドル(ステアリングホイール)30、操舵軸(回転軸)31、及び補助機構(パワーステアリング機構)32を有している。ハンドル30は、キャビン9(図18)の内部に設けられている。操舵軸31は、ハンドル30の回転に伴って回転する。補助機構32は、ハンドル30による操舵を補助する。
補助機構32には、制御弁34とステアリングシリンダ35とが含まれている。制御弁34は、制御装置60から送信される制御信号に基づいて作動する電磁弁である。詳しくは、制御弁34は、スプールなどの移動によって切り替え可能な3位置切替弁から構成されている。制御弁34には、油圧ポンプ33から吐出された作動油が供給される。制御装置60は、制御弁34の切り替え位置及び開度を電気的に制御することにより、ステアリングシリンダ35に供給する油圧を調整して、ステアリングシリンダ35を伸縮させる。ステアリングシリンダ35は、前輪7Fの向きを変えるナックルアーム39に接続されている。
制御弁34は、操舵軸31の操舵によっても切り替え可能である。具体的には、ハンドル30を操作することで、当該操作状態に応じて操舵軸31が回転して、制御弁34の切り替え位置及び開度が切り替わる。ステアリングシリンダ35は、制御弁34の切り替え位置及び開度に応じて、走行車体3の左方又は右方に伸縮する。このステアリングシリンダ35の伸縮動作により、前輪7Fの操舵方向が変更される。なお、上述した操舵装置29は一例であり、上述した構成に限定されない。
農業機械1の走行車体3は、ハンドル30の手動操作による手動操舵と、自動制御部61による自動操舵とが可能である。また、操作装置62に備わるアクセル部材又はブレーキペダル(共に図示省略)の手動操作に応じて、変速装置5又は制動装置6が作動することで、走行車体3は走行及び停止が可能である。さらに、自動制御部61による変速装置5と制動装置6の制御に応じて、走行車体3は、自動で走行及び停止が可能である。即ち、農業機械1では、ユーザ(運転者)が走行操作と操舵操作とを行う手動運転、自動制御部61が走行と操舵とを自動で行う自動運転、及び自動制御部61が操舵を自動で行い且つユーザが走行操作を行うオートステア制御(自動操舵制御又は半自動運転とも言う。)がそれぞれ可能である。
また、自動制御部61は、農業機械1が有する走行装置7、変速装置5、又は制動装置6を制御することにより、走行装置7の前輪7Fと後輪7Rの駆動状態が異なる複数の旋回方法のうちのいずれかで農業機械1を旋回させる。具体的には、自動制御部61は、例えば、「4WD(四輪駆動)旋回」、「倍速旋回」、及び「AD(オートブレーキディスク)倍速旋回」の各旋回方法で農業機械1を旋回させる。
「4WD旋回」は、原動機4の動力を変速装置5により前輪7F及び後輪7Rに伝達して、前輪7F及び後輪7Rをそれぞれ駆動させ、且つ旋回外側に位置する一方の前輪7F及び後輪7Rを、旋回内側に位置する他方の前輪7F及び後輪7Rより速い回転速度で回転させて、農業機械1を旋回させる方法のことである。
「倍速旋回」は、原動機4の動力を変速装置5により前輪7F及び後輪7Rに伝達して、前輪7Fを後輪7Rの2倍の回転速度で回転させ、且つ旋回外側に位置する一方の前輪7F及び後輪7Rを、旋回内側に位置する他方の前輪7F及び後輪7Rより速い回転速度で回転させて、農業機械1を旋回させる方法のことである。「4WD旋回」は、「四輪駆動通常旋回」とも言われ、「倍速旋回」は、「四輪駆動倍速旋回」とも言われることがある。
「AD倍速旋回」は、原動機4の動力を変速装置5により前輪7F及び後輪7Rに伝達して、前輪7Fを後輪7Rの2倍の回転速度で回転させ、且つ旋回内側に位置する一方の後輪7Rを制動装置6により制動して、農業機械1を旋回させる方法のことである。「4WD旋回」、「倍速旋回」、及び「AD倍速旋回」の順で、農業機械1の旋回半径は小さくなる。また、路面に対する前輪7F及び後輪7Rのグリップ力は、「4WD旋回」及び「倍速旋回」よりも、「AD倍速旋回」の方が高くなる。
図3は、昇降装置8の斜視図である。昇降装置8は、リフトアーム8a、ロアリンク8b、トップリンク8c、リフトロッド8d、リフトシリンダ8eを有している。リフトアーム8aの前端部は、変速装置5を収容するケース(ミッションケース)の後上部に上方又は下方に揺動可能に支持されている。リフトアーム8aは、リフトシリンダ8eの駆動によって揺動(昇降)する。リフトシリンダ8eは、油圧シリンダから構成されている。リフトシリンダ8eは、制御弁36(図1)と接続されている。制御弁36は、制御装置60から送信される制御信号に基づいて作動する電磁弁である。制御弁36には、油圧ポンプ33から吐出された作動油が供給される。
図2に示すロアリンク8bの前端部は、変速装置5(図1、図18)の後下部に上方又は下方に揺動可能に支持されている。トップリンク8cの前端部は、ロアリンク8bよりも上方において、変速装置5の後部に上方又は下方に揺動可能に支持されている。リフトロッド8dは、リフトアーム8aとロアリンク8bとを連結している。ロアリンク8b及びトップリンク8cの後端部には、作業装置2を連結可能な連結部8g、8hが設けられている。
自動制御部61(図1)は、制御弁36の切り替え位置又は開度を電気的に制御することにより、リフトシリンダ8eに供給する油圧を調整して、リフトシリンダ8eを伸縮させる。リフトシリンダ8eの伸縮動作により、リフトアーム8aが昇降するとともに、リフトロッド8dを介してリフトアーム8aと連結されたロアリンク8bが昇降する。これにより、作業装置2がロアリンク8bの前部(連結部8g、8hと反対側)を支点として、上方又は下方に揺動(昇降)する。
図1に示す測位装置40は、受信装置41と慣性計測装置(IMU:Inertial Measurement Unit)42とを有している。受信装置41は、D-GPS、GPS、GLONASS、北斗、ガリレオ、みちびきなどの衛星測位システム(測位衛星)から送信された衛星信号(測位衛星の位置、送信時刻、補正情報など)を受信する。測位装置40は、受信装置41により受信した衛星信号に基づいて、現在位置(例えば、緯度、経度)を検出する。即ち、測位装置40は、農業機械1の走行車体3の位置を検出する位置検出部である。慣性計測装置42は、加速度センサとジャイロセンサなどを有している。慣性計測装置42は、走行車体3のロール角、ピッチ角、ヨー角などを検出する。警報装置63は、走行車体3に設けられたブザー、スピーカ、又は警告灯などから構成されている。警報装置63は、音又は光により走行車体3の周囲に対して警報を発する。
検出装置64は、農業機械1及び作業装置2の各部に設置されたセンサなど(カメラが含まれていてもよい。)から構成されている。検出装置64は、センサなどからの出力信号に基づいて、農業機械1の変速装置5、制動装置6、走行装置7、昇降装置8、操舵装置29、及び操作装置62といった各部の動作状態(駆動及び停止の状態と、動作位置など)を検出する。また、検出装置64は、センサなどからの出力信号に基づいて、作業装置2の動作状態を検出する。さらに、検出装置64には、対象物検出部64aと、LiDARのようなレーザセンサと、超音波センサなどが含まれている。レーザセンサと、超音波センサなどは、走行車体3の前部、後部、及び左右側部に設置されている。対象物検出部64aは、レーザセンサ又は超音波センサからの出力信号から、農業機械1の周囲の対象物の有無と、対象物までの距離などを検出する。
農作業支援装置50は、例えば携帯型のタブレット端末装置などから構成されている。農作業支援装置50は、例えば農業機械1のキャビン9の内部に搭載され、農業機械1に対して着脱可能である。即ち、農業機械1は農作業支援装置50を備えている。
農作業支援装置50には、制御部51、表示操作部52、記憶部53、及び通信部54が備わっている。制御部51は、CPU(又はマイクロコンピュータ)と揮発性メモリと不揮発性メモリとから構成されている。制御部51は、農作業支援装置50の各部を制御する。制御部51には、圃場登録部51a、エリア設定部51b、ルート作成部51c、旋回変更部51d、及び通知部51gが設けられている。これら各部は、本例ではソフトウェアプログラムで構成されているが、他の例としてASICなどの半導体素子又は電気回路のようなハードウェアで構成されていてもよい。
表示操作部52は、タッチパネルから構成されていて、各種の情報を画面に表示する。また、表示操作部52の表示画面に対して所定の操作を行うことにより、各種の入力を行うことができる。表示操作部52は、表示部であり且つ入力部である。表示操作部52に代えて、独立した表示部と操作部(入力部)とを農作業支援装置50に設けてもよい。
記憶部53は、不揮発性メモリなどから構成されている。記憶部53には、農業機械1の走行と作業を支援する情報又はデータが読み書き可能に記憶される。通信部54は、車載ネットワークN1に接続するためのインタフェイスから構成されている。制御部51は、通信部54により車載ネットワークN1を経由して、制御装置60、操作装置62、測位装置40、警報装置63、検出装置64、及び作業装置2と通信する。通信部54は、農業機械1の制御装置60に情報及びデータを出力する出力部である。
圃場登録部51aは、農業機械1と作業装置2により農作業を行う圃場に関する情報を登録する。エリア設定部51bは、圃場登録部51aにより登録された圃場に、所定のエリアを設定する。ルート作成部51cは、圃場登録部51aにより登録された圃場に、農業機械1が走行する走行ルートを作成する。
ユーザが表示操作部52で所定の操作を行うことにより、農業機械1が旋回するときの旋回方法として、4WD旋回、倍速旋回、及びAD倍速旋回のうちのいずれかを選択的に入力することができる。旋回変更部51dは、自動制御部61による農業機械1の自動運転中に、旋回方法を変更するための表示操作部52による入力を、所定の条件に基づいて有効(入力可能)又は無効(入力不可能)にする。また、旋回変更部51dは、表示操作部52により入力された旋回方法で農業機械1を旋回させる変更指令を自動制御部61に出力する。即ち、旋回変更部51dは、予め設定された農業機械1の旋回方法を、表示操作部52により入力された旋回方法に変更する。通知部51gは、所定の情報とデータの内容を表示操作部52に表示させることにより通知する。又は、通知部51gは、所定の情報とデータの内容を示す音声を、警報装置63のスピーカから出力することにより通知してもよい。
次に、農作業支援システム100の各部の動作について説明する。農作業支援装置50が起動すると、制御部51は、図4に示すホーム画面D1を表示操作部52に表示させる。このホーム画面D1のデータと以降で説明する各画面のデータは、記憶部53に記憶されている。制御部51は、必要に応じて記憶部53からデータを読み出して、当該データに基づく画面を表示操作部52に表示させる。
ホーム画面D1には、農業機械マークX1、圃場キーB1、自動運転キーB2a、オートステアキーB2b、履歴キーB3、及び設定キーB0が表示されている。設定キーB0は、各種の設定を行うためのキーである。設定キーB0を選択(タップ操作)することで、所定の項目の設定及び登録が可能となる。当該所定の項目には、例えば農作業支援装置50が搭載される農業機械1、当該農業機械1に連結される作業装置2、農業機械1と作業装置2により行う農作業、当該農作業を実施する圃場、及び表示操作部52に関する事項が含まれている。
履歴キーB3は、農業機械1の作業履歴を表示させるためのキーである。圃場キーB1は、農業機械1により農作業を行う圃場を登録するためのキーである。自動運転キーB2aは、農業機械1の自動走行作業モードに関する設定又は予測を行うためのキーである。オートステアキーB2bは、農業機械1の自動操舵作業モードに関する設定又は予測を行うためのキーである。
自動走行作業モードとは、農業機械1の走行車体3を自動運転で走行させながら、作業装置2により農作業(対地作業)を行うモードのことである。農業機械1の自動運転とは、走行車体3の走行速度を自動で変更し、且つ走行車体3の操舵を自動で行うことである。自動操舵作業モードとは、走行車体3の操舵を自動で行いながら、作業装置2により農作業(対地作業)を行うモードのことである。農業機械1が自動操舵作業モードにあるときは、農業機械1の運転者が操作装置62(図1)に含まれるアクセル部材又はブレーキ部材を操作することで、当該操作に応じて走行車体3の走行速度が変更される。即ち、自動操舵作業モードでは、走行車体3の走行速度が手動操作に基づいて変更される。
また、農業機械1は、当然手動運転によっても走行可能であり、且つ当該走行時に作業装置2により対地作業を行うことが可能である。農業機械1の手動運転とは、運転者が操作装置62のアクセル部材又はブレーキ部材を操作することにより、走行車体3の走行速度を変更し、且つハンドル30(図2)を操作することにより、走行車体3の操舵を行うことである。
図4に示すホーム画面D1において、ユーザが圃場キーB1を選択すると、制御部51は、図示しない圃場登録画面を表示操作部52に表示させる。当該圃場登録画面において
、ユーザが所定の操作を行うことで、圃場の位置と輪郭と識別情報などの圃場情報を入力することができる。制御部51は、圃場登録画面で入力された圃場情報を記憶部53の所定の領域に記憶させることにより、当該圃場情報を登録する。圃場情報の登録が終了した後、ユーザがホーム画面D1の自動運転キーB2aを選択すると、制御部51は、図5に示す作業選択画面D3を表示操作部52に表示させる。
作業選択画面D3には、入力操作手順を示すメッセージが表示されている。また、作業選択画面D3には、複数の作業キーB31~B35、上矢印キーB41、下矢印キーB42、次へキーB9、及び戻るキーB8が表示されている。作業キーB31~B35は、農業機械1と当該農業機械1に連結された作業装置2とで行うことが可能な農作業を示したキーである。図5では、5つの作業キーB31、B32、B33、B34、B35を表示しているが、農業機械1及び作業装置2で実行可能な農作業が6つ以上ある場合は、ユーザが上矢印キーB41又は下矢印キーB42を選択することで、制御部51が他の作業を示す作業キーを作業選択画面D3に表示させる。
ユーザが作業キーB31~B35のいずれかを選択すると、制御部51は、選択された作業キーを他の作業キーとは異なる表示形態で作業選択画面D3に表示させる。図5の例では、選択された耕うん作業キーB31だけに、黒丸印が付されている。作業キーB31、B32、B33、B34のいずれかが選択された状態で、ユーザが次へキーB9を選択すると、制御部51は、図6Aに示す車両確認画面D4aを表示操作部52に表示させる。即ち、次へキーB9は、表示操作部52の表示画面を次の画面に切り替えるためのキーである。なお、ユーザが戻るキーB8を選択すると、制御部51は、図3のホーム画面D1を表示操作部52に表示させる。即ち、戻るキーB8は、表示操作部52の表示画面を前の画面に戻すためのキーである。
図6Aに示す車両確認画面D4aには、入力操作手順を示すメッセージ、農作業の種別、農業機械1のタイプ、無人機設定キーB10、有人機設定キーB11、次へキーB9、及び戻るキーB8が表示されている。農作業の種別には、作業選択画面D3で選択された農作業が示されている。農業機械1のタイプには、車両タイプと制御タイプとが含まれている。図6Aでは、予め登録(設定)された農業機械1のタイプが車両確認画面D4aに表示されている。
なお、ユーザは、例えばホーム画面D1(図4)の設定キーB0を選択して、表示操作部52に対して所定の入力操作を行うことで、農業機械1のタイプを入力することができる。またその際、ユーザは所定の入力操作を行うことで、農業機械1の名称と寸法などの仕様も入力することができる。さらに、ユーザが所定の入力操作を行うことで、制御部51が、入力された農業機械1のタイプと仕様を記憶部53の所定の領域に記憶させることにより、当該タイプと仕様を登録する。後述する農業機械1の情報と作業装置2の情報も、ホーム画面D1から同様の手順で入力して、記憶部53に登録(記憶)することができる。
ユーザは、車両確認画面D4aの無人機設定キーB10又は有人機設定キーB11を選択して、所定の入力操作を行うことで、農業機械1のタイプを変更することができる。ユーザが、車両確認画面D4aの次へキーB8を選択すると、制御部51は、車両確認画面D4aに表示されていた設定情報(農作業の種別と農業機械1のタイプ)を内部メモリに記憶させ、図6Bに示す装置選択画面D4bを表示操作部52に表示させる。
装置選択画面D4bには、入力操作手順を示すメッセージ、作業装置キーB36a~B36d、上矢印キーB41、下矢印キーB42、次へキーB9、及び戻るキーB8が表示されている。各作業装置キーB36a~B36dには、予め登録された作業装置2の代表
的な固有情報が示されている。作業装置2の代表的な固有情報には、作業装置2の名称、作業装置2による前回作業の有無、及び作業幅が含まれている。作業幅は、作業装置2の進行方向に対して垂直な水平面内の対地作業を行うことが可能な左右方向の幅のことである。図6Bでは、4つの作業装置キーB36a~B36dを表示しているが、農作業支援装置50に登録された作業装置2が5つ以上ある場合は、ユーザが上矢印キーB41又は下矢印キーB42を選択することで、制御部51が他の作業装置2を示す作業装置キーを装置選択画面D4bに表示させる。
ユーザが作業装置キーB36a~B36dのいずれかを選択すると、制御部51は、選択された作業装置キーを他の作業装置キーとは異なる表示形態で装置選択画面D4bに表示させる。図6Bの例では、選択された作業装置キーB36aだけに、黒丸印が付されている。作業装置キーB36a~B36dのいずれかが選択された状態で、ユーザが次へキーB9を選択すると、制御部51は、図6Cに示す装置確認画面D4cを表示操作部52に表示させる。
装置確認画面D4cには、入力操作手順を示すメッセージ、装置選択画面D4b(図6B)で選択された作業装置2の固有情報、設定キーB37~B39、次へキーB9、及び戻るキーB8が表示されている。作業装置2の固有情報には、作業装置2の名称、作業装置2による前回作業の有無、作業装置2の寸法情報、及び作業装置2のタイプが含まれている。即ち、装置選択画面D4bで選択された作業装置2の詳細な仕様が、装置確認画面D4cで表示される。図6B及び図6Cでは、予め登録された作業装置2の固有情報が画面D4b、D4cに表示されている。
図6Cに示すように、作業装置2の寸法情報には、作業装置2の全幅、作業幅、全長、及び作業位置が含まれている。作業装置2のタイプには、耕うん装置である作業装置2を回転駆動させるための副変速機(図示省略)の速度段、昇降装置8による作業装置2の昇降の有無、及び農業機械1のPTO(Power take-off)との連動の有無が含まれている。
設定キーB37~B39は、作業装置2の寸法情報又はタイプを設定及び変更するためのキーである。詳しくは、ユーザが幅設定キーB37を選択して、所定の入力操作を行うことで、作業装置2の全幅及び作業幅の設定値を入力及び変更することができる。作業装置2の全幅とは、農業機械1の前後方向と上下方向とに対して垂直な左右方向の外形幅のことである。ユーザが長さ設定キーB38をして、所定の入力操作を行うことで、作業装置2の全長及び作業位置の設定値を入力及び変更することができる。作業装置2の全長とは、昇降装置8のロアリンク8b(図3)に対する作業装置2の連結位置から、作業装置2の後端(農業機械1の走行車体3と反対側の端)までの長さのことである。作業装置2の作業位置とは、ロアリンク8bに対する作業装置2の連結位置から対地作業を行うことが可能な作業部材の前端位置(走行車体3側の作業可能な部分の端)までの長さのことである。
また、ユーザがタイプ設定キーB39を選択して、所定の入力操作を行うことで、副変速機の速度段として、低速段(L(低速))又は中速段(M(中速))を入力及び変更することができる。本例では、作業装置2における農業機械1のPTOとの連動と昇降装置8による昇降とは、両方とも「有り」に固定されていて、変更不可になっている。他の例として、農業機械1のPTOとの連動と昇降装置8による昇降のそれぞれについて、「有り」と「無し」のいずれかを選択可能にしてもよい。
装置確認画面D4cで、ユーザが次へキーB9を選択すると、制御部51は、装置確認画面D4cに表示されている設定情報を内部メモリに記憶させ、図7に示す圃場選択画面D5を表示操作部52に表示させる。圃場選択画面D5には、登録された1つ以上の圃場
マップMP2、上矢印キーB41、下矢印キーB42、次へキーB9、及び戻るキーB8が表示されている。図7では、3つの圃場マップMP2を表示している。予め登録された圃場マップMP2が4つ以上ある場合は、ユーザが上矢印キーB41又は下矢印キーB42を選択することで、制御部51が他の圃場マップMP2を圃場選択画面D5に表示させる。
ユーザがいずれかの圃場マップMP2を選択すると、制御部51は、選択された圃場マップMP2を他の圃場マップMP2とは異なる表示形態で表示させる。図7では、選択された圃場マップMP2だけを太線枠で囲っている。また、制御部51は、選択された圃場マップMP2で農作業を行った前回の作業日時と、当該圃場マップMP2の面積とを圃場選択画面D5に表示させる。いずれかの圃場マップMP2が選択された状態で、ユーザが次へキーB9を選択すると、制御部51が、選択された圃場マップMP2を含む圃場情報を記憶部53から読み出して、内部メモリに記憶させ、図8に示すルート作成1画面D6を表示操作部52に表示させる。この設定時の圃場情報には、圃場マップMP2の情報として、圃場マップMP2の識別情報、輪郭、面積が含まれ、圃場マップMP2に対応する圃場の情報として、圃場の識別情報、位置、及び輪郭などが含まれている。また、当該圃場情報には、前回の作業日時が含まれている。
図8に示すルート作成1画面D6には、選択された圃場マップMP2(輪郭H1)、農業機械マークX1、入力操作手順を示すメッセージ、作業キーB43a、B43b、B44、次へキーB9、及び戻るキーB8が表示されている。作業キーB43a、B43b、B44は、後述する農業機械1の走行ルートを作成するための設定を選択するキーである。言い換えれば、作業キーB43a、B43b、B44は、農業機械1(走行車体3)及び作業装置2により圃場に対して農作業を行うための作業条件を設定するキーである。
より詳しくは、自動中央作業キーB43aは、後述するように圃場マップMP2に設定された中央エリアで、農業機械1の走行車体3を自動運転で走行させながら作業装置2により農作業をするか否かを選択するためのキーである。自動枕地作業キーB43は、後述するように圃場マップMP2に設定された枕地で、農業機械1の走行車体3を自動運転で走行させながら作業装置2により農作業をするか又は農作業をしないかを選択するためのキーである。
作業タイプキーB44は、作業装置2で行う作業状態を選択するためのキーである。本実施形態では、図5に示した作業選択画面D3で耕うん作業が選択された場合を例に挙げているため、図8の作業タイプキーB44は、耕うん作業のタイプが隣接作業であるか又は間接作業であるかを選択するためのキーとなっている。図5の作業選択画面D3で他の作業が選択された場合には、図8の作業タイプキーB44は、当該他の作業の状態を選択するためのキーとなる。
図8では、自動中央作業キーB43aにより、圃場の中央エリアで農業機械1を自動運転で走行させながら作業装置2で農作業を行うことが選択された状態を示している。また、自動枕地作業キーB43bにより、圃場の枕地で農業機械1を自動運転で走行させながら作業装置2で農作業を行うことが選択された状態を示している。さらに、作業タイプキーB44により、耕うん作業のタイプとして隣接作業が選択された状態を示している。ユーザが次へキーB9を選択すると、制御部51は、ルート作成1画面D6に表示されている作業条件(作業キーB43a、B43b、B44による設定内容)を内部メモリに記憶させ、図9Aに示すルート作成2画面D7を表示操作部52に表示させる。
ルート作成2画面D7には、選択された圃場マップMP2、農業機械マークX1、入力操作手順を示すメッセージ、複数の設定項目とそれらの数値入力欄、推奨キーB12、ル
ート作成キーB13、軌跡予測キーB14、プラスキーB45、マイナスキーB46、次へキーB9、及び戻るキーB8が表示されている。ルート作成2画面D7の表示中に、制御部51は、測位装置40により検出された実際の走行車体3の位置を通信部54により取得し、当該走行車体3の位置に応じた圃場マップMP2上の該当箇所に農業機械マークX1を表示させてもよい。
ルート作成2画面D7中の複数の設定項目は、走行ルートを作成するための作成条件であり、且つ農業機械1及び作業装置2により圃場に対して農作業を行うための作業条件である。当該設定項目には、予想作業距離、枕地数、自動運転枕地数、作業方向、枕地の重なり代、及び中央部の重なり代が含まれている。このうち、予想作業距離以外の項目に対して数値入力が可能である。枕地数とは、登録された圃場の輪郭H1(圃場マップMP2)の内側に当該輪郭H1に沿って一重以上設定する枕地の数のことである。自動運転枕地数とは、設定した枕地数のうち、農業機械1を自動運転で走行させながら作業装置2で農作業を行う枕地の数のことである。
作業方向とは、圃場の枕地の内側にある中央部で走行車体3を直進で往復させながら作業装置2で作業を行う方向のことである。作業方向の数値入力欄に所定の数値(例えば「1」~「4」など)を入力することで、当該数値に対応するルート作成2画面D7の上、下、左、右の各方向が設定される。枕地の重なり代とは、枕地に対する作業装置2の作業幅の食み出し代のことである。中央部の重なり代とは、圃場の中央部で走行車体3を直進で往復させながら作業装置2で作業を行う際の作業幅同士の重なり代のことである。
ルート作成2画面D7において、ユーザが各設定項目の数値入力欄を選択して、プラスキーB45又はマイナスキーB46を操作することで、各数値入力欄に数値を入力することができる。また、ユーザが推奨キーB12を選択することで、制御部51が、予め記憶部53に記憶された推奨値のうち、作業選択画面D3(図5)で選択された農作業に応じた各設定項目の推奨値を読み出して、当該推奨値を対応する数値入力欄に入力(表示)する。
ユーザが、ルート作成2画面D7の各設定項目に数値を入力した後、ルート作成キーB13を選択すると、制御部51が、当該各設定項目の数値を内部メモリに記憶させる。また、エリア設定部51b(図1)が、図9Bに示すように、圃場マップMP2に中央エリア(第2エリア)C1と枕地エリア(第1エリア)E1とを設定する。さらに、ルート作成部51c(図1)が、圃場マップMP2に走行ルート(走行予定ルート)L1を作成する。
具体的には、エリア設定部51bは、圃場情報、作業装置2の寸法情報、ルート作成2画面D7で入力された枕地数、又は枕地の重なり代に基づいて、中央エリアC1と枕地エリアE1とを設定する。より詳しくは、例えばエリア設定部51bは、作業装置2の作業幅(又は作業装置2の全幅)から枕地の重なり代を減算した幅で、圃場の輪郭H1を枕地数と同じ回数で内側にオフセットすることによって形成される各輪郭を演算する。そして、エリア設定部51bは、そのうち最も内側に形成される輪郭で囲まれるエリア(中央部)を、中央エリアC1として設定する。また、エリア設定部51bは、中央エリアC1の外側で且つ圃場の輪郭H1の内側にある枠状のエリア(外枠部)を、枕地エリアE1として設定する。また、エリア設定部51bは、枕地エリアE1において、圃場の輪郭H1と当該輪郭H1をオフセットした各輪郭のうち、隣接する輪郭同士の間にあるエリアを、枕地E2c、E2b、E2cとして設定する。そして、エリア設定部51bは、各エリアC1、E1(枕地E2c、E2b、E2cを含む。)を示す位置などのデータを記憶部53に記憶させる。
ルート作成部51cは、圃場情報、エリアC1、E1、農業機械1と作業装置2の寸法情報、ルート作成2画面D7で入力された作業方向、枕地の重なり代、及び中央部の重なり代に基づいて、走行ルートL1を作成する。より詳しくは、まずルート作成部51cは、作業装置2の作業幅から中央部の重なり代を減算した幅で、作業方向(図9Bでは上下方向)と平行な中央エリアC1の一方の端部(図9Bでは右端部)から中央エリアC1を区切ることによって、中央エリアC1内に複数の単位作業区画を作成する。そして、各単位作業区画の幅方向(図9Bでは左右方向)の中心線上に、走行車体3が直進する直進ルートL1aを作成する。
次に、ルート作成部51cは、隣り合う直進ルートL1a同士をつなぐ旋回ルートL1bを枕地エリアE1に作成する。旋回ルートL1bは、隣り合う2本の直進ルートL1aのうち、一方から他方へ向かうルートである。ルート作成部51cは、旋回ルートL1bを作成する際に、農業機械1及び作業装置2を旋回させる旋回スペースを枕地エリアE1に確保する。
図9Bでは、簡素な半円状の旋回ルートL1bを例示しているが、この形は表示操作部52の表示画面に表示し易くしたり、当該表示画面で走行ルートL1を視認し易くしたりするなどの便宜を図ったためである。実際に農業機械1の走行車体3と作業装置2が一方の直進ルートL1aに基づいて走行した後、他方の直進ルートL1aに向かって旋回する際は、走行車体3などが前進だけでなく、後進又は切り返しを行って、半円状よりも複雑な形状の軌跡を描くことがある。即ち、旋回ルートL1bは、表示操作部52への表示用のルートであって、農業機械1が旋回ルートL1bに基づいて旋回しないこともある。ルート作成部51cは、半円状以外の形状の旋回ルートL1bを作成してもよい。
農業機械1の自動制御部61(図1)は、直進ルートL1aに基づいて走行車体3を走行させているときに、昇降装置8(図3)により作業装置2を下降させて、当該作業装置2により対地作業を行う。また、自動制御部61は、旋回ルートL1bに対応する箇所で走行車体3を旋回させるとき、即ち一方の直進ルートL1aから他方の直進ルートL1aへ向かって走行車体3を旋回するときに、昇降装置8により作業装置2を上昇させて、作業装置2による対地作業を停止する。
即ち、直進ルートL1aは、農業機械1の走行車体3を自動運転で走行させながら作業装置2により対地作業を行う作業ルートである。また、直進ルートL1aが複数作成された中央エリアC1は、走行車体3を自動運転で直進させつつ往復させながら作業装置2により対地作業を行う作業エリアである。なお、作業ルートは、直進ルートL1aのような直線状のルートに限らず、曲線状のルートであってもよい。また、作業エリアには、直線状の作業ルートと曲線状の作業ルートのうち、少なくとも一方の作業ルートを1つ以上作成すればよい。
例えば、図8のルート作成1画面D6で、自動中央作業キーB43aにより中央エリアC1で作業することが選択され、自動枕地作業キーB43bにより枕地で作業しないことが選択され、作業タイプキーB44により隣接作業が選択される。この場合、ルート作成部51cは、直進ルートL1aと旋回ルートL1bとから構成される走行ルートL1を作成する。また、ルート作成部51cは、中央エリアC1の両側にある直進ルートL1aの端部のうち、旋回ルートL1bとつながっていない一方の直進ルートL1aの端部にスタート位置Psを設定し、他方の直進ルートL1aの端部にゴール位置Pgを設定する。そして、ルート作成部51cは、エリアC1、E1、走行ルートL1、スタート位置Ps、ゴール位置Pg、及び旋回スペースをそれぞれ示す情報を、ルート情報として内部メモリに記憶させる。
一方、図8のルート作成1画面D6で、自動中央作業キーB43aにより中央エリアC1で作業することが選択され、自動枕地作業キーB43bにより枕地で作業することが選択され、作業タイプキーB44により隣接作業が選択される。この場合、ルート作成部51cが、直進ルートL1aと旋回ルートL1bに加えて、図9Bに示すように中央エリアC1の外側を周回する周回ルートL1cを枕地エリアE1に作成する。例えば図9Aに示すように、ルート作成2画面D7で自動運転枕地数が1回に設定された場合、ルート作成部51cは、エリア設定部51bにより中央エリアC1の外側に一重以上設定された枕地E2a、E2b、E2cのうち、中央エリアC1に対して最も近い枕地E2aに、周回ルートL1cを作成する。
周回ルートL1cは、農業機械1の走行車体3を自動運転で走行させながら作業装置2により対地作業を行う作業ルートである。周回ルートL1cには、略真っ直ぐな直進ルートL1sと、所定の曲率半径以上で湾曲した旋回ルートL1rとが複数含まれている。直進ルートL1sは、中央エリアC1の輪郭H2aの各直線部分に対応するように、枕地E2aの幅方向の中心線上に複数作成されている。
旋回ルートL1rは、一方の直進ルートL1sから、当該一方の直進ルートL1sの延伸方向に隣接する他方の直進ルートL1sに向かうルートである。一方の直進ルートL1sと他方の直進ルートL1sとは、延伸方向が異なっているが、一方の直進ルートL1sの終端と、他方の直進ルートL1sの始端とは、旋回ルートL1rにより接続される。ルート作成部51cは、旋回ルートL1rを作成する際にも、農業機械1の走行車体3及び作業装置2を旋回させる旋回スペースを枕地エリアE1に確保する。
図9Bでは、便宜上、簡素な円弧状の旋回ルートL1bを例示している。然るに、実際に農業機械1などが一方の直進ルートL1sから他方の直進ルートL1sに向かって旋回する際は、前進だけでなく、後進又は切り返しを行って、円弧状よりも複雑な形状の軌跡を描くことがある。即ち、旋回ルートL1rは、表示操作部52への表示用のルートであって、農業機械1が旋回ルートL1rに基づいて旋回しないこともある。ルート作成部51cは、円弧状以外の形状の旋回ルートL1rを作成してもよい。
また、圃場の輪郭H1の形状によっては(例えば圃場の輪郭H1が歪んでいる場合)、直進ルートL1sと旋回ルートL1rとに加えて、所定の曲率半径未満で湾曲した緩いカーブ部分(曲線状のルート、図示省略)が周回ルートL1cに含まれてもよい。またこの場合、自動制御部61は、周回ルートL1cの直進ルートL1s又は緩いカーブ部分に基づいて走行車体3を自動運転で走行させているときに、作業装置2により対地作業を行ってもよい。即ち、直進ルートL1sと上記緩いカーブ部分とは、作業ルートである。
自動制御部61は、旋回ルートL1rに対応する箇所で走行車体3を旋回させるとき、即ち一方の直進ルートL1sから他方の直進ルートL1sへ向かって走行車体3を旋回させるときに、昇降装置8により作業装置2を上昇させて、作業装置2による対地作業を停止する。また、自動制御部61は、中央エリアC1の一方の直進ルートL1aから、枕地エリアE1の一方の直進ルートL1sへ向かって走行車体3を旋回させるときにも、昇降装置8により作業装置2を上昇させて、作業装置2による対地作業を停止する。
上記のように周回ルートL1cが作成された枕地E2aは、走行車体3が中央エリアC1の外側を周回しながら作業装置2により対地作業を行う作業エリアである。他の例として、枕地E2aの外側にある他の枕地E2b、E2cにも、ルート作成部51cが周回ルートを作成してもよい。また、周回ルートを作成する枕地の数を入力するキーを、ルート作成2画面D7に設けてもよい。
さらに、ルート作成部51cが、複数の枕地E2a、E2b、E2cのうち、少なくとも1つの枕地に複数回周回する周回ルートを作成してもよいし、又は隣り合う一方の枕地と他方の枕地の両方を通るように周回ルートを作成してもよい。即ち、ルート作成部51cは、中央エリアC1の周囲を枕地数以上の回数で周回するような周回ルートを枕地エリアE1に作成してもよい。
ルート作成部51cは、周回ルートL1cを作成した後、中央エリアC1の両端(図9Bで左右の端)にある直進ルートL1aの両端部のうち、旋回ルートL1bとつながっていない一方の直進ルートL1aの端部(図9Bで右端の直進ルートL1aの上端部)にスタート位置Psを設定し、他方の直進ルートL1aの端部(図9Bで左端の直進ルートL1aの下端部)に周回ルートL1cをつなげる。また、ルート作成部51cは、直進ルートL1aとつながっていない周回ルートL1cの端部に、ゴール位置Pgを設定する。そして、ルート作成部51cは、エリアC1、E1、走行ルートL1、スタート位置Ps、ゴール位置Pg、及び旋回スペースをそれぞれ示す情報を、ルート情報として内部メモリに記憶させる。
制御部51は、ルート作成部51cによる走行ルートL1の作成が完了すると、図9Bに示すように、エリアC1、E1、走行ルートL1、スタート位置Ps、及びゴール位置Pgといったルート情報をルート作成2画面D7に表示させる。また、ルート作成部51cは、全ての直進ルートL1a、L1sに基づいて、走行車体3を走行させながら作業装置2により対地作業を行う予想作業距離を演算する。制御部51は、当該予想作業距離もルート作成2画面D7に表示させる。
ルート作成2画面D7に走行ルートL1などが表示された後、ユーザが軌跡予測キーB14を選択する。これにより、制御部51が、走行ルートL1に基づいて走行車体3を自動運転で走行させながら作業装置2により対地作業を行うことが予測される作業部分、即ち作業装置2の予測作業軌跡を演算する。そして、制御部51は、ルート作成2画面D7中の圃場マップMP2の走行ルートL1上に予測作業軌跡を重ねるように表示させる(図示省略)。
また、ルート作成2画面D7に走行ルートL1などが表示された後、ユーザが次へキーB9を選択すると、制御部51は、図10Aに示す自動確認画面D9aを表示操作部52に表示させる。自動確認画面D9aには、入力操作手順を示すメッセージ、自動運転作業情報、設定キーB47~B49、次へキーB9、及び戻るキーB8が表示されている。自動運転作業情報は、農業機械1を自動運転しながら、作業装置2により農作業を行うための作業条件である。自動運転作業情報には、農作業時のエンジン(原動機4)の回転数、農作業時の走行車体3の車速、旋回時の走行車体3の車速、PTO変速段、旋回方法、及び走行ルートL1に対する走行車体3の進入精度などが含まれている。図10Aでは、予め登録された自動運転作業情報が自動確認画面D9aに表示されている。
ユーザは、駆動設定キーB47を選択して、所定の入力操作を行うことで、農作業時のエンジン(原動機4)の回転数、農作業時の走行車体3の車速、旋回時の走行車体3の車速、PTO変速段を変更することができる。また、ユーザは、精度設定キーB49を選択して、所定の入力操作を行うことで、走行ルートL1に対する走行車体3の進入精度を変更することができる。
また、ユーザは、旋回設定キーB48を選択して、所定の入力操作を行うことで、農業機械1の自動運転中の旋回方法を変更することができる。詳しくは、ユーザが旋回設定キーB48を選択すると、制御部51は、図10Bに示す旋回方法選択画面D9bを表示操作部52に表示させる。旋回方法選択画面D9bには、入力操作手順を示すメッセージ、複数の旋回選択キーB50a、B50b、B50c、次へキーB9、及び戻るキーB8が表示されている。旋回選択キーB50a、B50b、B50cは、農業機械1で実行可能な旋回方法をそれぞれ示したキーである。本実施形態では、農業機械1は、AD倍速旋回、倍速旋回、及び4WD旋回の3つの旋回方法をそれぞれ実行可能であるため、各旋回方法を示した3つの旋回選択キーB50a、B50b、B50cが、旋回方法選択画面D9bに表示されている。
他の例として、農業機械1で実行可能な旋回方法が4つ以上ある場合は、各旋回方法を示した4つ以上の旋回選択キーを設ければよい。なお、4つ以上の旋回選択キーを同時に旋回方法選択画面D9bに表示できない場合は、一部の旋回選択キーを旋回方法選択画面D9bに表示させ、ユーザにより上矢印キーB41又は下矢印キーB42が操作されたときに、他の旋回選択キーを旋回方法選択画面D9bに表示させればよい。
図10A及び図10Bの例では、AD倍速旋回、倍速旋回、及び4WD旋回のうち、農業機械1の旋回半径の最も小さいAD倍速旋回が、予め登録された旋回方法として表示されている。詳しくは、図10Bに示す旋回方法選択画面D9bでは、AD倍速旋回に対応する旋回選択キーB50aだけに黒丸印が付されている。ユーザが旋回方法選択画面D9bで、他の旋回選択キーB50b、B50cを選択すると、当該選択された旋回選択キーだけに黒丸印が付される。ユーザが旋回選択キーB50a、B50b、B50cのいずれかを選択した状態で、次へキーB9を操作すると、当該選択された旋回選択キーに対応する旋回方法が自動運転中の旋回方法として決定(設定)され、制御部51が、当該旋回方法を示す自動確認画面D9a(図10A)を表示操作部52に表示させる。
また、ユーザが自動確認画面D9aで次へキーB9を選択すると、制御部51は、当該画面D9に表示されていた作業条件である自動運転作業情報を内部メモリに記憶させ、図11に示す走行制御画面D8を表示操作部52に表示させる。また、制御部51は、内部メモリに記憶された設定情報に基づいて自動走行データを生成し、当該自動走行データを通信部54により農業機械1の制御装置60に送信(出力)する。自動走行データには、ルート情報、農業機械1の設定情報、作業装置2の設定情報、及び自動運転作業情報が含まれている。そのうち、ルート情報に含まれる走行ルートL1の情報には、作業ルートである直進ルートL1a、L1sの位置を示す情報が含まれ、旋回ルートL1b、L1rの位置を示す情報は含まれていなくてもよい。また、農業機械1及び作業装置2の設定情報には、農業機械1及び作業装置2の寸法情報が含まれている。
図11に示す走行制御画面D8は、自動走行作業モードにおける農業機械1の走行状態及び作業装置2による作業状態を表示する画面である。なお、図11では、自動走行作業モードが開始されてからしばらくした後の農業機械1の走行状態と作業状態を、走行制御画面D8に表示している。走行制御画面D8には、圃場マップMP2、走行ルートL1、スタート位置Ps、ゴール位置Pg、農業機械マークX2、農業機械1の走行状態、設定変更キーB20、状態表示キーB21、作業軌跡キーB15、及び軌跡クリアキーB16が表示されている。
制御部51は、測位装置40により検出された実際の走行車体3の位置を所定の周期で通信部54により取得し、当該走行車体3の位置に応じた圃場マップMP2上の該当箇所に、農業機械マークX2を随時表示させる。即ち、走行制御画面D8中の農業機械マークX2は、農業機械1の走行車体3の実際の位置を示している。
例えばユーザが走行制御画面D8を見ながら、農業機械1を手動運転でスタート位置Psに移動させた後、モードスイッチ65(図1)で自動走行作業モードに移行するための所定の操作を行う。これにより、自動制御部61(図1)は、自動走行作業モードに移行
し、農作業支援装置50から受信した自動走行データと、測位装置40により検出された走行車体3の位置とに基づいて、走行車体3を自動運転で走行させながら作業装置2により対地作業を行う。
詳しくは、自動制御部61は、まず自動走行データに含まれるルート情報を読み込んで、エリアC1、E1、走行ルートL1(作業ルートL1a、L1s)、スタート位置Ps、及びゴール位置Pgを把握する。そして、自動制御部61は、スタート位置Psから走行ルートL1の直進ルートL1aに基づいて、走行車体3を自動運転で走行させながら作業装置2により対地作業を行う。走行車体3(農業機械1)が一方の直進ルートL1aの終端に到達すると、自動制御部61は、作業装置2による対地作業を一旦停止して、作業装置2を上昇させ、隣接する他方の直進ルートL1aの始端に向かって走行車体3を旋回させる。即ち、自動制御部61は、旋回ルートL1bに対応する箇所で、農業機械1及び作業装置2を旋回させる。この際、自動制御部61は、エリアC1、E1の位置情報、直進ルートL1aの位置情報、農業機械1及び作業装置2の寸法情報、測位装置40により検出された走行車体3の位置、及び検出装置64の検出結果などに基づいて、農業機械1及び作業装置2を旋回させる。
そして、自動制御部61は、走行車体3が他方の直進ルートL1aの始端に到達すると、作業装置2を下降させ、他方の直進ルートL1aに基づいて走行車体3を自動運転で走行させ始めるときに、作業装置2による対地作業を再開する。これにより、走行車体3が自動運転で中央エリアC1を往復直進し、中央エリアC1に対して作業装置2により対地作業が行われる。
その後、自動制御部61は、周回ルートL1cと走行車体3の位置とに基づいて、走行車体3を自動運転で走行させながら作業装置2により対地作業を行う。この際、自動制御部61は、直進ルートL1sに基づいて、走行車体3を自動運転で走行させながら作業装置2により対地作業を行い、旋回ルートL1rに対応する箇所で走行車体3を旋回させるときには、作業装置2を上昇させて、作業装置2による対地作業を停止する。この旋回時に、自動制御部61は、エリアC1、E1の位置情報、直進ルートL1sの位置情報、農業機械1及び作業装置2の寸法情報、測位装置40により検出された走行車体3の位置、及び検出装置64の検出結果などに基づいて、農業機械1及び作業装置2を旋回させる。それにより、走行車体3が中央エリアC1の外側を自動運転で周回し、作業装置2が中央エリアC1を囲む枕地E2a(図9B)に対して対地作業を行う。
図12A~図12Dは、農業機械1の自動操舵を説明するための図である。自動走行作業モードにおいて、自動制御部61は走行車体3を自動で走行させながら、測位装置40により検出された走行車体3の位置と走行ルートL1(作業ルートL1a、L1s)との偏差を演算する。当該偏差が閾値未満である場合は(例えば図12A)、自動制御部61は、操舵軸31(図1)の回転角を維持する。走行車体3の位置と走行ルートL1との偏差が閾値以上であって、走行車体3が走行ルートL1に対して左側に位置している場合は(例えば図12B)、自動制御部61は、走行車体3の操舵方向が右方向となるように、操舵軸31を回転させる。走行車体3の位置と走行ルートL1との偏差が閾値以上であって、走行車体3が走行ルートL1に対して右側に位置している場合は(例えば図12C)、自動制御部61は、走行車体3の操舵方向が左方向となるように、操舵軸31を回転させる。
上記の例では、走行車体3の位置と走行ルートL1との偏差に基づいて、操舵装置29の操舵角を変更しているが、他の例として、図12Dに示す走行ルートL1に対する走行車体3の進行方向F1の角度θgに基づいて、操舵装置29の操舵角を変更してもよい。この場合、例えば自動制御部61が、走行車体3の位置の変化から走行車体3の進行方向
F1を演算し、さらに走行ルートL1に対する進行方向F1の角度θgを演算する。そして、自動制御部61は、角度θgが閾値以上である場合に、走行車体3の進行方向F1が走行ルートL1の方位と一致する(即ち、θg=「0°」になる)ように操舵軸31を回転させる。
また、他の例として、自動制御部61は、走行車体3の位置と走行ルートL1との偏差に基づいて第1操舵角を演算し、走行ルートL1と走行車体3の進行方向F1とに基づいて第2操舵角を演算してもよい。そして、自動制御部61は、第1操舵角と第2操舵角とに基づいて第3操舵角を演算し、当該第3操舵角に基づいて操舵軸31を回転させてもよい。
また、自動制御部61は、走行ルートL1に基づいて走行車体3を自動で走行させているときに、走行車体3の位置の変化に基づいて走行車体3の実際の車速を演算する。そして、実際の車速が自動確認画面D9a(図10A)で設定された車速と一致するように、変速装置5、制動装置6、及び原動機4の駆動を制御する。
上述したように、農業機械1の自動走行作業モードにおいて、自動制御部61は、走行ルートL1と走行車体3(農業機械1)の位置とに基づいて、走行車体3の走行速度を自動で変更しながら、走行車体3の操舵を自動で行う。また、自動制御部61は、作業装置2による農作業(対地作業)を自動で実行したり停止したりする。
ユーザが走行制御画面D8(図11)で作業軌跡キーB15を選択すると、制御部51が、測位装置40により検出された走行車体3の位置と作業装置2の作業幅とに基づいて、作業装置2が対地作業を行った実際の作業軌跡を演算する。そして、制御部51は、図11に示すように、圃場マップMP2の直進ルート(作業ルート)L1a上に実際の作業軌跡(ハッチングで示す部分)を重ねるように表示させる。ユーザが軌跡クリアキーB16を選択すると、制御部51が実際の作業軌跡の表示を消去する。
農業機械1の自動運転中(自動走行作業モードの実行中)に、自動制御部61は、旋回ルートL1b、L1rに対応する箇所で、自動確認画面D9a(図10A)又は旋回方法選択画面D9b(図10B)により設定された旋回方法と車速(所定の通常値)で、農業機械1(走行車体3)を旋回させる。また、農業機械1の自動運転中に、旋回変更部51d(図1)は、旋回方法変更処理を実行する。
図13は、旋回処理変更処理の一例を示すフローチャートである。旋回変更部51dは、表示操作部52により走行制御画面D8(図11)が表示されたことを確認すると(図13のS1)、通信部54により受信した検出装置64の検出結果に基づいて、農業機械1及び作業装置2の動作状態を確認する。そして、旋回変更部51dは、検出装置64の検出結果に基づいて、農業機械1の自動運転が開始されたことを確認した(S2)後、農業機械1が旋回中であるか否かと、農業機械1が枕地エリアE1を走行中であるか否かを確認する。
農業機械1が旋回中ではなく(S3:NO)、枕地エリアE1を走行中でもない(S4:NO)ときに、旋回変更部51dは、走行制御画面D8(図11)の設定変更キーB20が操作されると(図13のS5:YES)、例えば図14Aに示す設定変更画面D10を表示操作部52に表示させ、当該画面D10中に設けた旋回方法変更キーB51、B52を有効(操作可能)にする(図13のS6)。
図14Aに示すように、設定変更画面D10には、圃場マップMP2、走行ルートL1、スタート位置Ps、ゴール位置Pg、農業機械マークX2、農業機械1の走行状態(自動運転中)、農業機械1の旋回方法、旋回方法変更キーB51、B52、及び戻るキーB8が表示されている。図14Aでは、農業機械1の自動運転が開始されてからしばらくした後の農業機械1の走行状態と作業状態を、設定変更画面D10に表示している(後述の図14B~図14Dも同様)。また、農業機械1の旋回方法として、前述の自動確認画面D9a(図10A)などで設定された「AD倍速旋回」が表示されている。
旋回方法変更キーB51、B52は、農業機械1の旋回方法を変更するための入力を行う操作キーである。旋回変更部51dが旋回方法変更キーB51、B52を有効にしているときは(図13のS6)、図14Aに示すように旋回方法変更キーB51、B52がタップ操作可能に表示される(後述の図14B及び図14Cも同様)。即ち、農業機械1の旋回方法を変更するための表示操作部52による入力が有効になっている。
前述したように、自動制御部61(図1)が実行可能な農業機械1(走行車体3)の旋回方法には、「AD倍速旋回」以外に、「倍速旋回」と「4WD旋回」とがある。「AD倍速旋回」は、「4WD旋回」及び「倍速旋回」よりも、農業機械1の旋回半径が小さくて、路面に対する前輪7F及び後輪7Rのグリップ力が高い。このため、枕地エリアE1が狭い場合などには、農業機械1を「倍速旋回」又は「4WD旋回」で旋回させるよりも、「AD倍速旋回」で旋回させる方が、走行車体3を小回りさせて、切り返しの回数を少なくすることができる。
また、圃場の土壌がぬかるんだ状態にあるときにも、農業機械1を「倍速旋回」又は「4WD旋回」で旋回させるよりも、「AD倍速旋回」で旋回させる方が、切り返しの回数を少なくすることができ、走行車体3が途中停止することがない。然るに、農業機械1を「AD倍速旋回」で旋回させると、ぬかるんだ土壌が荒れてしまうので、圃場の整地の際には、「AD倍速旋回」よりも前輪7F及び後輪7Rのグリップ力が低くて、土壌を荒らし難い「倍速旋回」又は「4WD旋回」で農業機械1を旋回させることが好まれる。
ユーザが有効な旋回方法変更キーB51、B52のいずれかを操作する(図13のS7:YES)度に、旋回変更部51dは、図14A、図14B、及び図14Cに示すように、設定変更画面D10に表示させる旋回方法を「AD倍速旋回」、「倍速旋回」、及び「4WD旋回」のいずれかに切り替える(図13のS8)。ユーザは、例えば、圃場の土壌状態又は枕地エリアE1の広さなどを考慮して、旋回方法変更キーB51、B52を操作することにより、農業機械1の旋回方法を変更する。
図14A~図14Cの設定変更画面D10で、ユーザが戻るキーB8を選択すると、旋回変更部51dは、当該画面D10に表示されていた旋回方法が決定されたと判断し(図13のS9)、当該旋回方法を内部メモリに記憶させる。そして、旋回変更部51dは、決定された旋回方法で農業機械1(走行車体3)を旋回させる変更指令を通信部54により自動制御部61に出力し、走行制御画面D8を再び表示操作部52に表示させる(S10)。自動制御部61は、旋回変更部51dから送信された上記変更指令を受信すると、以降の全ての旋回時又は次の旋回時だけ、当該変更指令が示す旋回方法で農業機械1(走行車体3)を旋回させる。その後、農業機械1の自動運転が終了していなければ(S11:NO)、旋回変更部51dは、ステップS3から以降のステップを繰り返し実行する。
一方、農業機械1が旋回中であるとき(S3:YES)、又は農業機械1が枕地エリアE1を走行中であるとき(S4:YES)に、旋回変更部51dは、走行制御画面D8(図11)の設定変更キーB20が操作されると(S12:YES)、図14Dに示す設定変更画面D10を表示操作部52に表示させ、当該画面D10中に設けた旋回方法変更キーB51、B52を無効(操作不可能)にする(S13)。
図14Dに示す設定変更画面D10では、旋回方法変更キーB51、B52がタップ操作不可能に表示される。即ち、農業機械1の旋回方法を変更するための表示操作部52による入力が無効になっている。このため、農業機械1が旋回中であるときと、農業機械1が枕地エリアE1を走行中であるときには、農業機械1の旋回方法を変更することができない。
図14Dの設定変更画面D10で、ユーザが戻るキーB8を選択すると(図13のS14)、旋回変更部51dは、走行制御画面D8を再び表示操作部52に表示させる(S15)。この後、旋回変更部51dは、農業機械1の自動運転が終了していなければ(S11:NO)、ステップS3から以降のステップを繰り返し実行する。
自動制御部61が、走行ルートL1と走行車体3の位置とに基づいて、走行車体3を自動運転で走行させながら作業装置2により対地作業を行うことで、作業装置2がゴール位置Pgに到着する。このとき、自動制御部61は自動走行作業モード(自動運転)を停止し、走行車体3及び作業装置2を停止させる。これにより、農業機械1及び作業装置2の自動走行作業モードでの走行ルートL1に基づく農作業が完了した状態となる。そして、旋回変更部51dが、農業機械1の自動運転が終了したことを確認して(S11:YES)、旋回方法変更処理を終了する。
上述した実施形態では、農業機械1が旋回中であるときと、農業機械1が枕地エリアE1を走行中であるときに、旋回変更部51dが農業機械1の旋回方法を変更するための表示操作部52による入力を無効にした。然るに、農業機械1が旋回中であっても、枕地エリアE1の走行中であっても、旋回変更部51dが旋回方法を変更するための表示操作部52による入力を有効にしてもよい。この場合、例えば図15A及び図15Bに示す手順で、旋回変更部51dは旋回方法変更処理を実行する。
図15A及び図15Bは、旋回方法変更処理の他の例を示すフローチャートである。図15A及び図15Bでは、図13と同一ステップには、同一符号を付している。旋回変更部51dは、走行制御画面D8の表示(図15AのS1)と、農業機械1の自動運転の開始(S2)とを確認した後、設定変更キーB20が操作されると(S5:YES)、設定変更画面D10(図14A~図14Cのいずれかの設定変更画面D10)を表示操作部52に表示させ、旋回方法変更キーB51、B52を有効にする(S6)。即ち、旋回変更部51dは、農業機械1が旋回中であっても、枕地エリアE1の走行中であっても、旋回方法を変更するための表示操作部52による入力を有効にする。
ユーザが設定変更画面D10で旋回方法を確認したり変更したりするなどした後、戻るキーB8を選択すると、旋回変更部51dは、当該画面D10に表示されていた旋回方法が決定されたと判断し(S9)、当該旋回方法を内部メモリに記憶させる。このとき、農業機械1が枕地エリアE1を走行中でなければ(図15BのS16:NO)、旋回変更部51dは、決定された旋回方法で次の旋回時に農業機械1(走行車体3)を旋回させる変更指令を、通信部54により自動制御部61に出力し、走行制御画面D8を再び表示操作部52に表示させる(S10a)。
自動制御部61は、旋回変更部51dから送信された上記の旋回方法の変更指令を受信すると、このとき農業機械1が旋回中である場合は、実行中の旋回方法は変更せず、次の旋回時に変更指令が示す旋回方法で農業機械1(走行車体3)を旋回させる。即ち、農業機械1の旋回中には、このとき実行中の旋回方法が、入力部52により入力された旋回方法に変更されることが阻止される。農業機械1が旋回中でない場合も、自動制御部61は、次の旋回時に変更指令が示す旋回方法で農業機械1を旋回させる。
農業機械1が枕地エリアE1を走行中であれば(図15BのS16:YES)、旋回変更部51dは、次に農業機械1が旋回する箇所の旋回スペースを特定し、当該特定の旋回スペースの大きさを示す旋回代を算出する(S17)。この際、旋回変更部51dは、制御部51の内部メモリに記憶された農業機械1及び作業装置2の寸法情報、エリアC1、E1及び作業ルートL1a、L1sの位置情報、並びに農業機械1の位置などに基づいて、後述するように特定の旋回スペースの旋回代を算出する。
図16Aは、農業機械1の安全スペースVbを示す図である。図16Bは、農業機械1の旋回スペースG1と旋回代Z1を示す図である。図16Cは、農業機械1の他の旋回スペースG2と旋回代Z2を示す図である。
前述の走行ルートL1を作成する際に、ルート作成部51cは、例えば図16Aに示すように、農作業ユニット12の全幅(図16Aでは、作業装置2の全幅)Y1を、左右にそれぞれ所定の第1安全代A1bだけ拡張して、仮想幅Y1bを算出する(Y1b=Y1+A1b×2)。なお、農作業ユニット12とは、農業機械1と、当該農業機械1に連結された作業装置2とから成るユニットである。また、ルート作成部51cは、農作業ユニット12の全長Y2を、後方に所定の第2安全代A2bだけ拡張し、且つ前方に所定の第3安全代A3だけ拡張して、仮想長Y2bを算出する(Y2b=Y2+A2b+A3)。なお、全長Y2とは、図16Aでは、農業機械1の走行車体3の前端(作業装置2と反対側の走行車体3の端)から、走行車体3の後方に連結部8h、8gにより連結された作業装置2の後端(走行車体3と反対側の作業装置2の端)までの長さのことである。
そして、ルート作成部51cは、仮想幅Y1bと仮想長Y2bとで定まる矩形状の安全スペースVbを算出する。安全スペースVbは、農業機械1が無人で自動的に動作可能な無人型農業機械(自立型農業機械)1Bである場合に、農作業ユニット12と周囲にある対象物との間に安全上確保したいスペースである。農業機械1が運転席10(図18)に搭乗した運転者による操作装置62の操作で動作可能な有人型農業機械1Aである場合は、第2安全代A2b又は第3安全代A3を省略して、仮想長及び安全スペースを算出してもよい。
図16Bに示すように、中央エリアC1に作成した一方の直進ルートL1aから他方の直進ルートL1aに向かって旋回ルートL1bを作成する場合、ルート作成部51cは、一方の直進ルートL1aの終端P1から、当該直進ルートL1aの進行方向にある最も近い圃場マップMP2の端P10に向けて、安全スペースVbを配置する。また、ルート作成部51cは、他方の直進ルートL1aの始端P2から、当該直進ルートL1aの進行方向と反対にある最も近い圃場マップMP2の端P10に向けて、安全スペースVbを配置する。そして、ルート作成部51cは、配置した2つの安全スペースVbのうちの少なくとも一方が及ぶ箇所(安全スペースVbの内側)と、圃場マップMP2の端P10までの範囲とを、旋回スペースG1(ハッチングで示す範囲)として確保する。また、ルート作成部51cは、一方の直進ルートL1aから他方の直進ルートL1aに向かう旋回ルートL1bを、旋回スペースG1に作成する。
旋回変更部51dは、農業機械1及び作業装置2の寸法情報、エリアC1、E1及び作業ルートL1a、L1sの位置情報、並びに農業機械1の位置などに基づいて、上記のように旋回スペースG1が確保されていることを検出する。そして、旋回変更部51dは、一方の直進ルートL1aの終端P1から当該一方の直進ルートL1aの進行方向に向かって広がる旋回スペースG1の幅Z1a、又は他方の直進ルートL1aの始端P2から当該他方の直進ルートL1aの進行方向と反対に向かって広がる旋回スペースG1の幅Z1bを、旋回スペースG1の旋回代Z1として算出する。詳しくは、旋回変更部51dは、安全スペースVbの仮想長Y2bと、旋回スペースG1から圃場マップMP2の端P10ま
での距離である余裕代Y3bとの加算値を、旋回スペースG1の幅Z1a、Z1b及び旋回代Z1として算出する(Z1a=Y2b+Y3b=Z1、Z1b=Y2b+Y3b=Z1)。図16Bの例では、一方の直進ルートL1aの終端P1から最も近い圃場マップMP2の端P10までの距離と、他方の直進ルートL1aの始端P2から最も近い圃場マップMP2の端P10までの距離とが同一であるため、旋回スペースG1の幅Z1aと幅Z1bとは同値になる(Z1a=Z1b=Z1)。
図16Cに示すように、枕地エリアE1に作成した周回ルートL1cにおいて、一方の直進ルートL1sから他方の直進ルートL1sに向かって旋回ルートL1rを作成する場合、ルート作成部51cは、一方の直進ルートL1sの終端P11から、当該直進ルートL1sの進行方向にある最も近い圃場マップMP2の端P20に向けて、安全スペースVbを配置する。また、ルート作成部51cは、他方の直進ルートL1sの始端P12から、当該直進ルートL1sの進行方向と反対にある最も近い圃場マップMP2の端P21に向けて、安全スペースVbを配置する。そして、ルート作成部51cは、上記2つの安全スペースVbのうちの少なくとも一方が及ぶ箇所から、圃場マップMP2の端P20、P21までの範囲を、旋回スペースG2(ハッチングで示す範囲)として確保する。また、ルート作成部51cは、一方の直進ルートL1sから他方の直進ルートL1sに向かう旋回ルートL1rを、旋回スペースG2に作成する。
旋回変更部51dは、農業機械1及び作業装置2の寸法情報、エリアC1、E1及び作業ルートL1a、L1sの位置情報、並びに農業機械1の位置などに基づいて、上記のように旋回スペースG2が確保されていることを検出する。そして、旋回変更部51dは、一方の直進ルートL1sの終端P11から当該一方の直進ルートL1aの進行方向に向かって広がる旋回スペースG2の幅Z2a、又は他方の直進ルートL1sの始端P12から当該他方の直進ルートL1aの進行方向と反対に向かって広がる旋回スペースG2の幅Z2bを、旋回スペースG2の旋回代Z2として算出する。
詳しくは、旋回変更部51dは、安全スペースVbの仮想長Y2bと、旋回スペースG1から圃場マップMP2の端P20、P21までの距離である余裕代Y3cとの加算値を、旋回スペースG2の幅Z2a、Z2b及び旋回代Z2として算出する(Z2a=Y2b+Y3c=Z2、Z2b=Y2b+Y3c=Z2)。図16Cの例でも、一方の直進ルートL1sの終端P11から最も近い圃場マップMP2の端P20までの距離と、他方の直進ルートL1sの始端P12から最も近い圃場マップMP2の端P21までの距離とが同一であるため、旋回スペースG2の幅Z2aと幅Z2bとは同値になる(Z2a=Z2b=Z2)。
上述した例では、ルート作成部51cが、隣接する直進ルートL1a、L1sのうち、一方の直進ルートL1a、L1sの終端P1、P11と圃場マップMP2の端P10、P20との間と、他方の直進ルートL1a、L1sの始端P2、P12と圃場マップMP2の端P21との間の両方に、安全スペースVbを仮想的に配置した。これ以外に、ルート作成部51cが、一方の直進ルートL1a、L1sの終端P1、P11と圃場マップMP2の端P10、P20との間と、他方の直進ルートL1a、L1sの始端P2、P12と圃場マップMP2の端P21との間のうち、いずれか一方の間に、安全スペースVbを仮想的に配置してもよい。
さらに、ルート作成部51cが、安全スペースVbと、安全スペースVbから圃場マップMP2の端P10、P20、P21までのスペースとを合わせることにより、旋回スペースを確保してもよい。また、旋回変更部51dが、旋回スペースの幅(即ち、旋回ルートL1bを作成する旋回スペースの幅Z1aと幅Z1bのうちのいずれか一方、或いは旋回ルートL1rを作成する旋回スペースの幅Z2aと幅Z2bのうちのいずれか一方)を、旋回代Z1、Z2として算出してもよい。
上述したように、旋回変更部51dは、次の旋回箇所である特定の旋回スペースG1、G2の旋回代Z1、Z2を算出すると(図15BのS17)、図15AのステップS9で決定された旋回方法に対応する閾値Ztを設定する(S18)。例えば、農業機械1及び作業装置2が「4WD旋回」、「倍速旋回」、及び「AD倍速旋回」の各旋回方法で、圃場マップMP2(圃場)の輪郭H1から食み出たり、旋回不能になったりすることなく、正常に旋回することが可能な理想の旋回代が、設計、試験、又はシミュレーションなどの結果に基づいて予め設定されていて、当該理想の旋回代が各旋回方法に対応する閾値Ztとして、記憶部53(図1)の所定の記憶領域に記憶されている。
具体的には、図16B及び図16Cに示すように、安全スペースVbの仮想長Y2bと所定の第4安全代A4bとの加算値が、閾値Ztとして設定される(Zt=Y2b+A4b=Y2+A2+A3+A4b)。第4安全代A4bには、「4WD旋回」、「倍速旋回」、及び「AD倍速旋回」の各旋回方法で異なる値が予め設定されている。そのうち、例えば、「4WD旋回」の第4安全代A4bが最も大きくて、「AD倍速旋回」の第4安全代A4bが最も小さく設定されている。
旋回代Z1、Z2が閾値Zt以上の場合(図15BのS19:YES)、旋回変更部51dは、図15AのステップS9において決定された旋回方法で次の旋回時に農業機械1(走行車体3)を旋回させる変更指令を、通信部54により自動制御部61に出力し、走行制御画面D8を再び表示操作部52に表示させる(図15BのS10a)。
対して、旋回代Z1、Z2が閾値Zt未満の場合(S19:NO)、旋回変更部51dは、当該旋回代Z1、Z2が不足していると判断して、図15AのステップS9において決定された旋回方法の変更を無効にし(図15BのS20)、エラー通知を通知部51gにより通知する(S21)。このとき、通知部51gは、例えば図17に示すように、旋回代が不足しているため旋回方法を変更できない旨を示すメッセージM1と、現在設定されている旋回方法が継続される旨を示すメッセージM2とを含むエラー通知U1を、設定変更画面D10(図14A~図14C)にポップアップで表示させる。
エラー通知U1を視認したユーザが、設定変更画面D10に対してタップ操作を行うと、エラー通知U1が消去される。そして、ユーザが、別の旋回方法に変更するために、旋回方法変更キーB51、B52を操作してから(図15BのS22:NO、図15AのS7:YES、S8)、戻るキーB8を操作すると、旋回変更部51dは、旋回方法が決定されたと判断し(S9:YES)、図15BのステップS16から以降のステップを繰り返し実行する。
また、ユーザが、旋回方法変更キーB51、B52を操作せずに、戻るキーB8を操作すると(S22:YES)、旋回変更部51dは、走行制御画面D8を再び表示操作部52に表示させる(S23)。加えて、旋回変更部51dは、図15AのステップS9において決定された旋回方法を示す情報を、制御部51の内部メモリから消去する。この後、農業機械1の自動運転が終了していなければ(図15BのS11:NO)、旋回変更部51dは、図15AのステップS3から以降のステップを繰り返し実行する。
上述した実施形態では、農業機械1の自動運転中の旋回方法として、「4WD旋回」、「倍速旋回」、及び「AD倍速旋回」を例に挙げたが、例えば、後輪7Rだけが駆動される二輪駆動状態(2WD)で走行してその二輪駆動状態のまま旋回する「2WD旋回」、四輪駆動状態で走行して旋回時だけ二輪駆動状態に切り替える「限定2WD旋回」など、他の旋回方法で農業機械1を自動運転中に旋回させてもよい。また、「4WD旋回」、「
2WD旋回」、又は「限定2WD旋回」のそれぞれと、旋回内側に位置する一方の後輪7Rを制動装置6により制動するAD(オートブレーキディスク)機能とを組み合わせた旋回方向で、農業機械1を自動運転中に旋回させてもよい。
上述した実施形態では、圃場登録部51a、エリア設定部51b、ルート作成部51c、旋回変更部51d、及び通知部51gが、農作業支援装置50の制御部51に設けられた例を示したが、これ以外に、例えば、上記各部51a、51b、51c、51d、51gのうち、少なくとも1つが農業機械1の制御装置60に設けられたり、制御装置60とは別体の装置で構成されたりしてもよい。
また、表示操作部52以外に、圃場マップMP2(圃場)、農業機械1、作業装置2、及び作業条件などの登録情報を記憶したサーバ又は記憶媒体から、当該登録情報を農作業支援装置50に入力するための通信回路又は入力インタフェイスにより、入力部を構成してもよい。また、農作業支援装置50に設けられた表示操作部52及び通信部54以外に、農業機械1に搭載された通信回路、入力インタフェイス、ディスプレイ、タッチパッド、キー、又は出力インタフェイスにより、入力部、表示部、又は出力部を構成してもよい。また、表示操作部52は、走行ルートL1などの情報を表示することにより、ユーザに目視可能に出力するので、出力部とみなしてもよい。
また、農作業支援装置50は、携帯型のタブレット端末装置以外に、例えばスマートフォン、又は農業機械1に固定された端末装置で構成されていてもよい。また、例えばクラウド上に設けられたサーバなどのような、農業機械1に搭載されないPCのような電子装置で農作業支援装置を構成してもよい。また、農作業支援装置に代えて、例えばユーザが保有する電子装置により、クラウド上から取得してインストール可能なアプリケーションプログラムを農作業支援システムに含めてもよい。この場合、当該アプリケーションプログラムで圃場登録部51a、エリア設定部51b、ルート作成部51c、旋回変更部51d、及び通知部51gを構成し、当該アプリケーションプログラムをインストールした電子装置に備わる表示部又は当該電子装置に接続されたディスプレイ装置に、通知部からの通知を表示させてもよい。又は、通知部からの通知を音声にして、農業機械若しくは電子装置のスピーカなどから出力してもよい。
以上説明した本実施形態の農作業支援システム100、農業機械1、及び農作業支援装置50は、以下の構成を備え、効果を奏する。
本実施形態の農作業支援システム100は、圃場を示すマップ(圃場マップ)MP2に農業機械1を走行させる走行ルートL1を作成するルート作成部51cと、農業機械1が有する走行装置7の駆動状態が異なる複数の旋回方法のうちのいずれかを入力する入力部(表示操作部)52と、農業機械1の位置を検出する位置検出部(測位装置)40と、ルート作成部51cにより作成された走行ルートL1、入力部52により入力された旋回方法、及び位置検出部40により検出された農業機械1の位置に基づいて、農業機械1の自動運転を実行する自動制御部61と、自動制御部61による農業機械1の自動運転中に、旋回方法を変更するための入力部52による入力を有効にし、入力部52により入力された旋回方法で農業機械1を旋回させる変更指令を自動制御部61に出力する旋回変更部51dと、を備える。
本実施形態の農業機械1は、車体(走行車体)3と、車体3に作業装置2を連結可能な連結部8g、8hと、原動機4と、車体3の左右前部を支持する前輪7F及び車体3の左右後部を支持する後輪7Rを有し且つ、前輪7F又は後輪7Rを駆動して車体3を走行させる走行装置7と、原動機4の動力を走行装置7に伝達し且つ、前輪7F及び後輪7Rの回転速度を変速する変速装置5と、前輪7F又は後輪7Rを制動する制動装置6と、圃場
を示すマップMP2に農業機械1を走行させる走行ルートL1を作成するルート作成部51cと、走行装置7の駆動状態が異なる複数の旋回方法のうちのいずれかを入力する入力部52と、車体3の位置を検出する位置検出部40と、ルート作成部51cにより作成された走行ルートL1、入力部52により入力された旋回方法、及び位置検出部40により検出された前記車体3の位置に基づいて、前記車体の自動運転を実行する自動制御部61と、自動制御部61による自動運転中に、旋回方法を変更するための入力部52による入力を有効にし、入力部52により入力された旋回方法で車体3を旋回させる変更指令を自動制御部61に出力する旋回変更部51dと、を備える。
本実施形態の農作業支援装置50は、圃場を示すマップMP2に農業機械1を走行させる走行ルートL1を作成するルート作成部51cと、農業機械1が有する走行装置7の駆動状態が異なる複数の旋回方法のうちのいずれかを入力する入力部52と、旋回方法を変更するための旋回変更部51dと、を備え、ルート作成部51cにより作成された走行ルートL1、入力部52により入力された旋回方法、及び位置検出部40により検出された前記車体3の位置に基づいて、自動制御部61により農業機械1の自動運転が実行されているときに、旋回変更部51dは、旋回方法を変更するための入力部52による入力を有効にし、入力部52により入力された旋回方法で車体3を旋回させる変更指令を自動制御部61に出力する。
上記構成によれば、農業機械1の自動運転中に、自動運転を停止して自動運転に関する各種の設定をやり直さなくても、予め設定された旋回方法を入力部52により入力した旋回方法に変更することができるので、利便性を向上させることが可能となる。
本実施形態では、自動制御部61は、農業機械1(車体3)の自動運転中に、旋回変更部51dからの変更指令を受けると、当該変更指令が示す旋回方法で農業機械1(車体3)を旋回させる。これにより、農業機械1の自動運転中に、変更した旋回方法で農業機械1を旋回させることができるので、利便性を向上させることが可能となる。
また、本実施形態では、旋回変更部51dは、自動制御部61による農業機械1の自動運転中で且つ農業機械1が旋回しているときに、旋回方法を変更するための入力部52による入力を無効にする。これにより、農業機械1の自動運転中で且つ農業機械1の旋回中に、旋回方法が変更されないので、農業機械1の旋回半径が急に変化したり、農業機械1の挙動が不安定になったりするのを防止することができる。
また、本実施形態では、旋回変更部51dは、自動制御部61による農業機械1の自動運転中で且つ農業機械1が旋回しているときに、入力部52により旋回方法が入力されると、当該入力された旋回方法で次の旋回時に農業機械1を旋回させる変更指令を自動制御部61に出力する。これにより、農業機械1の自動運転中で且つ農業機械1の旋回中に、旋回方法が変更されないので、実行中の農業機械1の旋回を安定に行うことができる。また、次の農業機械1の旋回時に、旋回方法を入力部52により入力した旋回方法に変更することができ、利便性を向上させることが可能となる。
また、本実施形態では、農作業支援システム100は、マップMP2内に第1エリア(枕地エリア)E1と当該第1エリアE1の内側に位置する第2エリア(中央エリア)C1とを設定するエリア設定部51bを備え、ルート作成部51cは、走行ルートL1に含まれる作業ルートであって、農業機械1を走行させながら当該農業機械1に連結された作業装置2により農作業を行う作業ルートL1a、L1sを第1エリアE1又は第2エリアC1に複数作成し、旋回変更部51dは、自動制御部61による農業機械1の自動運転中に、一方の作業ルートL1a、L1sから第1エリアE1に作成された他方の作業ルートL1sに向かって農業機械1を旋回させる旋回方法を変更するための入力部52による入力を無効にする。
上記により、農業機械1の自動運転中に、第1エリアE1の作業ルートL1sに向かって農業機械1を旋回させる旋回方法が、入力部52により入力された旋回方法に変更されないので、例えば、幅が狭い第1エリアE1での旋回方法が旋回半径の大きな旋回方法に変更されて、農業機械1が旋回することができなくなるのを防止することができる。
また、本実施形態では、農作業支援システム100は、マップMP2内に第1エリア(枕地エリア)E1と当該第1エリアE1の内側に位置する第2エリア(中央エリア)C1とを設定するエリア設定部51bを備え、ルート作成部51cは、走行ルートL1に含まれる作業ルートであって、農業機械1を走行させながら当該農業機械1に連結された作業装置2により農作業を行う作業ルートL1a、L1sを第1エリアE1又は第2エリアC1に複数作成し、旋回変更部51dは、自動制御部61による農業機械1の自動運転中に、一方の作業ルートL1a、L1sから第1エリアE1に作成された他方の作業ルートL1sに向かって農業機械1を旋回させるための旋回スペースG1、G2の大きさを示す旋回代Z1、Z2が、入力部52により入力された旋回方法に応じた所定の閾値Zt以上である場合に、当該旋回方法で農業機械1を旋回させる変更指令を自動制御部61に出力し、旋回代Z1、Z2が閾値Zt未満である場合に、入力部52により入力された旋回方法による農業機械1の旋回を阻止する。
上記により、農業機械1の自動運転中に、第1エリアE1の作業ルートL1sに向かって農業機械1を旋回させる旋回代Z1、Z2が閾値Zt未満に不足している場合に、入力部52により入力された旋回方法に変更されないので、農業機械1が旋回することができなくなるのを防止することができる。また、旋回代Z1、Z2が閾値Zt以上の十分な大きさである場合に、入力部52により入力された旋回方法に変更されるので、利便性を向上させることができる。
また、本実施形態では、自動制御部61による農業機械1の自動運転の開始前に、一方の作業ルートL1a、L1sから第1エリアE1に作成された他方の作業ルートL1sに向かって農業機械1を旋回させる旋回方法として、複数の旋回方法のうち、最も旋回半径の小さい旋回方法が設定されている。これにより、農業機械1の自動運転中に、幅が狭い第1エリアE1で農業機械1を旋回半径が小さい旋回方法で安定に旋回させることができる。
また、本実施形態では、農業機械1は、原動機4と、前輪7Fと後輪7Rとを含む走行装置7と、原動機4の動力を走行装置7に伝達し且つ前輪7Fと後輪7Rの回転速度を変速する変速装置5と、前輪7Fと後輪7Rとを制動する制動装置6と、を有し、自動制御部61は、走行装置7、変速装置5、又は制動装置6を制御することにより、農業機械1を少なくとも四輪駆動旋回と倍速旋回とAD(オートブレーキディスク)倍速旋回の各旋回方法で旋回させ、旋回方法として四輪駆動旋回と倍速旋回とAD倍速旋回とを入力部52により選択的に入力可能である。これにより、農業機械1の自動運転中に、少なくとも四輪駆動旋回と倍速旋回とAD倍速旋回のうちのいずれかの旋回方法を、入力部52により選択して、当該旋回方法で農業機械を旋回させることができる。
また、本実施形態では、農作業支援システム100、農業機械1、及び農作業支援装置50は、自動制御部61による農業機械1(車体3)の自動運転中に、マップMP2、走行ルートL1、農業機械1(車体3)の位置、及び農業機械1(車体3)を旋回させる旋回方法を表示する表示部(表示操作部)52を備える。これにより、ユーザは農業機械1の自動運転中に、農業機械1と作業装置2により農作業を行う圃場を示したマップMP2、農業機械1の走行ルートL1、農業機械1の位置、及び農業機械1の旋回方法を視認して、圃場の土壌状態などを考慮し、変更したい旋回方法を入力部52により入力することができ、利便性を一層向上させることが可能となる。
以上、本発明について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1 農業機械
2 作業装置
3 走行車体(車体)
4 原動機
5 変速装置
6 制動装置
7 走行装置
7F 前輪
7R 後輪
8g、8h 連結部
40 測位装置(位置検出部)
50 農作業支援装置
51b エリア設定部
51c ルート作成部
51d 旋回変更部
51g 通知部
52 表示操作部(入力部、表示部)
61 自動制御部
100 農作業支援システム
C1 中央エリア(第2エリア)
E1 枕地エリア(第1エリア)
L1 走行ルート
L1a、L1s 直進ルート(作業ルート)
MP2 圃場マップ(マップ)
Z1、Z2 旋回代
Zt 閾値

Claims (14)

  1. 圃場を示すマップに農業機械を走行させる走行ルートを作成するルート作成部と、
    前記農業機械が有する走行装置の駆動状態が異なる複数の旋回方法のうちのいずれかを入力する入力部と、
    前記農業機械の位置を検出する位置検出部と、
    前記ルート作成部により作成された前記走行ルート、前記入力部により入力された前記旋回方法、及び前記位置検出部により検出された前記農業機械の位置に基づいて、前記農業機械の自動運転を実行する自動制御部と、
    前記自動制御部による前記農業機械の自動運転中に、前記旋回方法を変更するための前記入力部による入力を有効にし、前記入力部により入力された前記旋回方法で前記農業機械を旋回させる変更指令を前記自動制御部に出力する旋回変更部と、を備えた農作業支援システム。
  2. 前記自動制御部は、前記農業機械の自動運転中に、前記旋回変更部からの前記変更指令を受けると、当該変更指令が示す旋回方法で前記農業機械を旋回させる請求項1に記載の農作業支援システム。
  3. 前記旋回変更部は、前記自動制御部による前記農業機械の自動運転中で且つ前記農業機械が旋回しているときに、前記旋回方法を変更するための前記入力部による入力を無効にする請求項1又は2に記載の農作業支援システム。
  4. 前記旋回変更部は、前記自動制御部による前記農業機械の自動運転中で且つ前記農業機械が旋回しているときに、前記入力部により前記旋回方法が入力されると、当該入力された旋回方法で次の旋回時に前記農業機械を旋回させる変更指令を前記自動制御部に出力する請求項1又は2に記載の農作業支援システム。
  5. 前記マップ内に第1エリアと当該第1エリアの内側に位置する第2エリアとを設定するエリア設定部を備え、
    前記ルート作成部は、前記走行ルートに含まれる作業ルートであって、前記農業機械を走行させながら当該農業機械に連結された作業装置により農作業を行う作業ルートを前記第1エリア又は前記第2エリアに複数作成し、
    前記旋回変更部は、前記自動制御部による前記農業機械の自動運転中に、一方の前記作業ルートから前記第1エリアに作成された他方の前記作業ルートに向かって前記農業機械を旋回させる前記旋回方法を変更するための前記入力部による入力を無効にする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の農作業支援システム。
  6. 前記マップ内に第1エリアと当該第1エリアの内側に位置する第2エリアとを設定するエリア設定部を備え、
    前記ルート作成部は、前記走行ルートに含まれる作業ルートであって、前記農業機械を走行させながら当該農業機械に連結された作業装置により農作業を行う作業ルートを前記第1エリア又は前記第2エリアに複数作成し、
    前記旋回変更部は、前記自動制御部による前記農業機械の自動運転中に、一方の前記作業ルートから前記第1エリアに作成された他方の前記作業ルートに向かって前記農業機械を旋回させるための旋回スペースの大きさを示す旋回代が、前記入力部により入力された前記旋回方法に応じた所定の閾値以上である場合に、当該旋回方法で前記農業機械を旋回させる変更指令を前記自動制御部に出力し、前記旋回代が前記閾値未満である場合に、前記入力部により入力された前記旋回方法による前記農業機械の旋回を阻止する請求項1ないし4のいずれか1項に記載の農作業支援システム。
  7. 前記自動制御部による前記農業機械の自動運転の開始前に、一方の前記作業ルートから前記第1エリアに作成された他方の前記作業ルートに向かって前記農業機械を旋回させる前記旋回方法として、前記複数の旋回方法のうち、最も旋回半径の小さい旋回方法が設定されている請求項6に記載の農作業支援システム。
  8. 前記農業機械は、原動機と、前輪と後輪とを含む走行装置と、前記原動機の動力を前記走行装置に伝達し且つ前記前輪と前記後輪の回転速度を変速する変速装置と、前記前輪と前記後輪とを制動する制動装置と、を有し、
    前記自動制御部は、前記走行装置、前記変速装置、又は前記制動装置を制御することにより、前記農業機械を少なくとも四輪駆動旋回と倍速旋回とAD(オートブレーキディスク)倍速旋回の各旋回方法で旋回させ、
    前記旋回方法として前記四輪駆動旋回と前記倍速旋回と前記AD倍速旋回とを前記入力部により選択的に入力可能である請求項1~7いずれか1項に記載の農作業支援システム。
  9. 前記自動制御部による前記農業機械の自動運転中に、前記マップ、前記走行ルート、前記農業機械の位置、及び前記農業機械を旋回させる前記旋回方法を表示する表示部を備えた請求項1~8のいずれか1項に記載の農作業支援システム。
  10. 車体と、
    前記車体に作業装置を連結可能な連結部と、
    原動機と、
    前記車体の左右前部を支持する前輪及び前記車体の左右後部を支持する後輪を有し且つ、前記前輪又は前記後輪を駆動して前記車体を走行させる走行装置と、
    前記原動機の動力を前記走行装置に伝達し且つ、前記前輪及び前記後輪の回転速度を変速する変速装置と、
    前記前輪又は前記後輪を制動する制動装置と、
    農業機械を走行させる走行ルートを、圃場を示すマップに作成するルート作成部と、
    前記走行装置の駆動状態が異なる複数の旋回方法のうちのいずれかを入力する入力部と、
    前記車体の位置を検出する位置検出部と、
    前記ルート作成部により作成された前記走行ルート、前記入力部により入力された前記旋回方法、及び前記位置検出部により検出された前記車体の位置に基づいて、前記車体の自動運転を実行する自動制御部と、
    前記自動制御部による前記自動運転中に、前記旋回方法を変更するための前記入力部による入力を有効にし、前記入力部により入力された前記旋回方法で前記車体を旋回させる変更指令を前記自動制御部に出力する旋回変更部と、を備えた農業機械。
  11. 前記自動制御部は、前記車体の自動運転中に、前記旋回変更部からの前記変更指令を受けると、当該変更指令が示す旋回方法で前記車体を旋回させる請求項10に記載の農業機械。
  12. 前記自動制御部による前記自動運転中に、前記マップ、前記走行ルート、前記車体の位置、及び前記車体を旋回させる前記旋回方法を表示する表示部を備えた請求項10又は11に記載の農業機械。
  13. 農業機械を走行させる走行ルートを、圃場を示すマップに作成するルート作成部と、
    前記農業機械が有する走行装置の駆動状態が異なる複数の旋回方法のうちのいずれかを入力する入力部と、
    前記旋回方法を変更するための旋回変更部と、を備え、
    前記ルート作成部により作成された前記走行ルート、前記入力部により入力された前記旋回方法、及び位置検出部により検出された前記農業機械の位置に基づいて、自動制御部により前記農業機械の自動運転が実行されているときに、前記旋回変更部は、前記旋回方法を変更するための前記入力部による入力を有効にし、前記入力部により入力された前記旋回方法で前記農業機械を旋回させる変更指令を前記自動制御部に出力する農作業支援装置。
  14. 前記自動制御部による前記農業機械の自動運転中に、前記マップ、前記走行ルート、前記農業機械の位置、及び前記農業機械を旋回させる前記旋回方法を表示する表示部を備えた請求項13に記載の農作業支援装置。
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