JP2023101240A - 走行制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】作業車の走行の効率が低下しにくい走行制御システムを提供する。【解決手段】作業車１の走行を制御する走行制御システムであって、圃場外縁部６の立体形状を示す外縁部情報を取得する外縁部情報取得部と、作業車１の機体１０に関する三次元位置情報と、機体１０の立体形状に関する機体形状情報と、のうち少なくとも一方を含む機体情報を取得する機体情報取得部と、外縁部情報と、機体情報と、に基づいて、機体１０が圃場外縁部６に干渉しないように作業車１の走行を制御する走行制御部と、を備える。【選択図】図７

Description

本発明は、作業車の走行を制御する走行制御システムに関する。

上記のようなシステムとして、例えば、特許文献１に記載のものが既に知られている。このシステムでは、作業車（特許文献１では「自律走行作業車両」）が圃場において予め設定された設定経路に沿って走行するように、作業車の走行が走行制御部（特許文献１では「制御装置」）によって制御される。

特開２０２１－２７８３４号公報

特許文献１では、圃場における作業中に、作業車の機体と、圃場を囲む状態で設けられた圃場外縁部（例えば畦畔）と、の干渉を回避することについては記載されていない。ここで、特許文献１に記載のシステムにおいて、平面視で機体と圃場外縁部とが重複することがないように、作業車の走行を制御することが考えられる。これにより、機体と圃場外縁部との干渉を回避することができる。

しかしながら、機体及び圃場外縁部の立体形状によっては、平面視で機体と圃場外縁部とが重複していても、機体と圃場外縁部とが実際には干渉しない場合もある。上記の構成では、作業車は、機体と圃場外縁部とが平面視では重複しているが実際には干渉しないような走行位置を走行できない。その結果、作業車が走行可能な領域が必要以上に制限され、走行の効率が低下してしまう事態が想定される。

本発明の目的は、作業車の走行の効率が低下しにくい走行制御システムを提供することである。

本発明の特徴は、作業車の走行を制御する走行制御システムであって、圃場外縁部の立体形状を示す外縁部情報を取得する外縁部情報取得部と、前記作業車の機体に関する三次元位置情報と、前記機体の立体形状に関する機体形状情報と、のうち少なくとも一方を含む機体情報を取得する機体情報取得部と、前記外縁部情報と、前記機体情報と、に基づいて、前記機体が前記圃場外縁部に干渉しないように前記作業車の走行を制御する走行制御部と、を備えることにある。

本構成によれば、圃場外縁部の立体形状を示す外縁部情報と、機体に関する機体情報と、に基づいて、機体が圃場外縁部に干渉しないように作業車の走行が制御される。そのため、平面視で機体と圃場外縁部とが重複することがないように作業車の走行が制御される構成に比べて、機体と圃場外縁部とが平面視では重複しているが実際には干渉しないような走行位置を作業車が走行しやすくなる。これにより、作業車の走行の効率が低下しにくい。

従って、本構成によれば、作業車の走行の効率が低下しにくい走行制御システムを実現できる。

さらに、本発明において、前記機体情報は、前記三次元位置情報を含んでおり、前記三次元位置情報は、前記機体の一部または全体の三次元位置、あるいは、前記機体に対する相対位置が設定された仮想的な基準マーカーの三次元位置を示す情報であり、前記作業車の有する測位装置による測定結果に基づいて前記三次元位置情報を生成する位置情報生成部を備えると好適である。

本構成によれば、位置情報生成部が、作業車の走行中に三次元位置情報を経時的に生成することにより、機体または基準マーカーと圃場外縁部との三次元の位置関係をリアルタイムで算出することができる。これにより、例えば、機体が圃場外縁部に干渉しないように事前に決められた経路に沿って作業車が走行する場合において、圃場の傾斜等の影響によって作業車が経路から外れた際に、機体と圃場外縁部との干渉を避けるように適切に走行制御を行いやすい。

さらに、本発明において、前記機体情報は、前記機体形状情報を含んでおり、前記外縁部情報と、前記機体情報と、に基づいて、前記機体が前記圃場外縁部に干渉しないように前記作業車が走行するための目標経路を生成する経路生成部を備え、前記走行制御部は、前記作業車が前記目標経路に沿って走行するように前記作業車の走行を制御することによって、前記機体が前記圃場外縁部に干渉しないように前記作業車の走行を制御すると好適である。

本構成によれば、作業車の走行中に機体と圃場外縁部との三次元の位置関係をリアルタイムで算出しなくても、機体が圃場外縁部に干渉しないように作業車の走行を制御することができる。そのため、作業車の走行中における走行制御システム内の演算負荷が小さくなりやすい。

さらに、本発明において、前記作業車は、検出対象領域に存在する物体の位置及び高さを検出する検出部を有しており、前記外縁部情報取得部は、前記検出部による検出結果に基づいて前記外縁部情報を生成することにより、前記外縁部情報を取得すると好適である。

本構成によれば、外縁部情報取得部は、作業車が圃場で作業をしているときの検出部による検出結果に基づいて外縁部情報を生成できる。これにより、例えば、作業の前年に生成された外縁部情報が作業車の走行制御に利用される場合に比べて、作業時の（最新の）実際の圃場外縁部の立体形状と、外縁部情報により示される立体形状と、の齟齬が生じにくい。

コンバインの左側面図である。 コンバインの平面図である。 第１刈取走行を示す図である。 第２刈取走行を示す図である。 走行制御システムの構成を示すブロック図である。 外縁部マップの一例を示す図である。 走行制御部によるコンバインの走行制御の一例を示す側面図である。 目標経路等を示す図である。 その他の実施形態（１）における外縁部マップを示す図である。

本発明を実施するための形態について、図面に基づき説明する。尚、以下の説明においては、特に断りがない限り、図中の矢印Ｆの方向を「前」、矢印Ｂの方向を「後」として、図中の矢印Ｌの方向を「左」、矢印Ｒの方向を「右」とする。また、図中の矢印Ｕの方向を「上」、矢印Ｄの方向を「下」とする。

〔コンバインの構成〕
図１及び図２に示すように、本実施形態におけるコンバイン１（本発明に係る「作業車」に相当）の機体１０は、収穫部Ｈ、クローラ式の走行装置１１、運転部１２、脱穀装置１３、穀粒タンク１４、搬送部１６、穀粒排出装置１８、衛星測位モジュール８０（本発明に係る「測位装置」に相当）を備えている。

走行装置１１は、機体１０における下部に備えられている。また、走行装置１１は、エンジン（図示せず）からの動力によって駆動する。そして、コンバイン１は、走行装置１１によって走行可能である。

運転部１２、脱穀装置１３、穀粒タンク１４は、走行装置１１の上側に備えられている。運転部１２には、オペレータが搭乗可能である。尚、オペレータは、コンバイン１の機外からコンバイン１の作業を監視していても良い。

図１及び図２に示すように、穀粒排出装置１８は、穀粒タンク１４の上側に設けられている。また、衛星測位モジュール８０は、運転部１２の上面に取り付けられている。

収穫部Ｈは、機体１０における前部に備えられている。そして、搬送部１６は、収穫部Ｈの後側に設けられている。また、収穫部Ｈは、刈取装置１５及びリール１７を含んでいる。

刈取装置１５は、圃場５の植立穀稈を刈り取る。また、リール１７は、機体１０の左右方向に沿うリール軸芯１７ｂ周りに回転駆動しながら収穫対象の植立穀稈を掻き込む。刈取装置１５により刈り取られた刈取穀稈は、搬送部１６へ送られる。

この構成により、収穫部Ｈは、圃場５の作物を収穫する。そして、コンバイン１は、刈取装置１５によって圃場５の植立穀稈を刈り取りながら走行装置１１によって走行する刈取走行が可能である。

収穫部Ｈにより収穫された刈取穀稈は、搬送部１６によって後方へ搬送される。これにより、刈取穀稈は脱穀装置１３へ搬送される。

脱穀装置１３において、刈取穀稈は脱穀処理される。脱穀処理により得られた穀粒は、穀粒タンク１４に貯留される。穀粒タンク１４に貯留された穀粒は、必要に応じて、穀粒排出装置１８によって機外に排出される。

尚、収穫部Ｈは、昇降可能に構成されている。収穫部Ｈを下降させると、収穫部Ｈは作業姿勢（図１参照）となる。収穫部Ｈを上昇させると、収穫部Ｈは非作業姿勢（図７参照）となる。

ここで、コンバイン１は、図３及び図４に示すように、圃場外縁部６の内側に位置する圃場５において、作物を収穫するように構成されている。圃場外縁部６は、圃場５を囲む状態で設けられている。図１及び図２に示すように、圃場外縁部６には、例えば、畦畔６１や給排水ポンプ（図示せず）等が含まれている。

図１及び図２に示すように、畦畔６１は、側面部６１ａ及び上面部６１ｂを有している。側面部６１ａは、外側ほど（圃場５から離れるほど）高くなるように傾斜している。また、上面部６１ｂは水平である。尚、図２では、畦畔６１の上面部６１ｂが斜線のハッチングにより示されている。

コンバイン１は、図３に示すように、第１刈取走行を実行可能に構成されている。第１刈取走行とは、圃場５の外周領域ＳＡにおいて行われる刈取走行である。尚、外周領域ＳＡとは、図４に示すように、圃場５内の外周部に位置する領域である。

本実施形態において、第１刈取走行での周回数は１回である。しかしながら、本発明はこれに限定されず、第１刈取走行での周回数は、２回以上であっても良い。

そして、コンバイン１は、第１刈取走行を行った後、図４に示すように、第２刈取走行を行うことにより、圃場５における刈取走行を実行可能である。第２刈取走行とは、第１刈取走行の後に外周領域ＳＡよりも内側の作業対象領域ＣＡにおいて行われる刈取走行である。

本実施形態においては、図３に示す第１刈取走行は手動走行により行われる。また、図４に示す第２刈取走行は自動走行により行われる。しかしながら、本発明はこれに限定されず、第１刈取走行は自動走行により行われても良い。また、第２刈取走行は手動走行により行われても良い。

コンバイン１の自動走行は、走行制御システムＡ（図５参照）によって制御される。即ち、走行制御システムＡは、コンバイン１の走行を制御する。以下では、走行制御システムＡについて詳述する。

〔外縁部マップ〕
図５に示すように、走行制御システムＡは、制御部２０、衛星測位モジュール８０、検出部８１を備えている。制御部２０は、位置情報生成部２１及びマップ生成部２２（本発明に係る「外縁部情報取得部」に相当）を有している。尚、制御部２０、衛星測位モジュール８０、検出部８１は、コンバイン１に搭載されている。

衛星測位モジュール８０は、ＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・システム）で用いられる人工衛星ＧＳ（図１参照）からのＧＰＳ信号を受信する。これにより、衛星測位モジュール８０は、衛星測位モジュール８０の位置を測定するように構成されている。そして、図５に示すように、衛星測位モジュール８０は、測定結果を位置情報生成部２１へ送る。

尚、本発明はこれに限定されない。衛星測位モジュール８０は、ＧＰＳを利用するものでなくても良い。例えば、衛星測位モジュール８０は、ＧＰＳ以外のＧＮＳＳ（ＧＬＯＮＡＳＳ、Ｇａｌｉｌｅｏ、みちびき、ＢｅｉＤｏｕ等）を利用するものであっても良い。

位置情報生成部２１は、衛星測位モジュール８０により出力された測定結果に基づいて、コンバイン１の位置座標を経時的に算出する。算出された位置座標は、位置情報生成部２１から検出部８１へ送られる。尚、検出部８１へ送られる位置座標は、コンバイン１のうち、衛星測位モジュール８０の位置座標であっても良いし、検出部８１の位置座標であっても良いし、収穫部Ｈの左右方向中心位置の座標であっても良い。

図１及び図２に示すように、検出部８１は、運転部１２の上面に取り付けられている。検出部８１は、コンバイン１の進行方向前方に向けられている。検出部８１は、検出対象領域ＦＡに存在する物体の位置及び高さを検出する。検出部８１の検出対象領域ＦＡは、機体１０の前方へ広がっている。尚、本発明はこれに限定されず、検出部８１の検出対象領域ＦＡは、機体１０の左方、右方、または後方へ広がっていても良い。

このように、コンバイン１は、検出対象領域ＦＡに存在する物体の位置及び高さを検出する検出部８１を有している。

詳述すると、本実施形態における検出部８１は、ＴｏＦ（Ｔｉｍｅ ｏｆ ｆｌｉｇｈｔ）測定方式の測定装置である二次元スキャンＬｉＤＡＲである。尚、本発明はこれに限定されず、検出部８１は、三次元スキャンＬｉＤＡＲであっても良い。また、検出部８１の測定方式は、ＴｏＦ測定方式に限定されず、ステレオマッチング測定方式等であっても良い。

検出部８１は、ＴｏＦ測定方式の測定結果と、位置情報生成部２１から受け取ったコンバイン１の位置座標と、に基づいて、検出対象領域ＦＡに存在する物体の位置及び高さを示す点群データを出力する。この構成により、検出部８１は、コンバイン１の圃場５での走行中に、コンバイン１の進行方向前方に広がる領域である検出対象領域ＦＡに存在する物体の位置及び高さを検出する。これにより、検出部８１は、圃場外縁部６に位置する物体の三次元位置データを取得する。

尚、本発明はこれに限定されず、検出部８１は、検出対象領域ＦＡに存在する物体の位置及び高さを検出可能であれば、いかなる構成であっても良い。

検出部８１は、例えば、圃場外縁部６に位置する畦畔６１の各地点の位置及び高さを検出する。

そして、検出部８１が検出対象領域ＦＡに存在する物体の位置及び高さを検出しながら、図３及び図４に示すようにコンバイン１が圃場５を走行することにより、圃場外縁部６の全周に対応する検出結果（三次元位置データの集合体）が取得されることとなる。

検出部８１による検出結果は、マップ生成部２２へ送られる。マップ生成部２２は、検出部８１による検出結果に基づいて、外縁部マップ（本発明に係る「外縁部情報」に相当）を生成する。これにより、マップ生成部２２は、外縁部マップを取得する。外縁部マップは、圃場外縁部６の立体形状の分布を示すものである。

即ち、走行制御システムＡは、圃場外縁部６の立体形状を示す外縁部マップを取得するマップ生成部２２を備えている。また、マップ生成部２２は、検出部８１による検出結果に基づいて外縁部マップを生成することにより、外縁部マップを取得する。

図６には、マップ生成部２２により生成される外縁部マップの一例が示されている。図６に示す外縁部マップには、畦畔６１の側面部６１ａの位置及び立体形状と、畦畔６１の上面部６１ｂの位置及び立体形状と、が含まれている。

本実施形態において、外縁部マップは、圃場外縁部６の立体形状の分布（各地点の高さ）を示す点群データとして生成される。

尚、図６に示す外縁部マップは、圃場外縁部６の全周に対応している。即ち、この外縁部マップは、圃場外縁部６の全周に亘る立体形状の分布を示している。しかしながら、本発明はこれに限定されない。

例えば、圃場外縁部６の一部のみの位置及び高さが検出部８１によって検出済みであるときに、その部分のみの立体形状の分布を示すマップが、外縁部マップとして生成されても良い。また、この場合、コンバイン１が圃場５を走行し、検出部８１によって物体の位置及び高さの検出された領域が拡大していくに伴って、外縁部マップが更新されていくように構成されていても良い。この場合、コンバイン１が圃場５における刈取走行を進めていくことに伴い、外縁部マップにより示される領域が拡大していくこととなる。

尚、制御部２０、及び、制御部２０に含まれる位置情報生成部２１等の各要素は、マイクロコンピュータ等の物理的な装置であっても良いし、ソフトウェアにおける機能部であっても良い。

〔機体情報〕
図５に示すように、制御部２０は、機体形状情報記憶部２３及び機体情報生成部２４（本発明に係る「機体情報取得部」に相当）を有している。機体形状情報記憶部２３は、機体形状情報を記憶している。機体形状情報とは、機体１０の立体形状に関する情報である。本実施形態における機体形状情報は、具体的には、機体１０の全体の立体形状を示す三次元データである。

また、位置情報生成部２１は、衛星測位モジュール８０による測定結果に基づいて、機体１０に関する三次元位置情報を生成するように構成されている。本実施形態において、三次元位置情報は、機体１０の一部または全体の三次元位置、あるいは、機体１０に対する相対位置が設定された仮想的な基準マーカーＭ（図７参照）の三次元位置を示す情報である。

即ち、走行制御システムＡは、コンバイン１の有する衛星測位モジュール８０による測定結果に基づいて三次元位置情報を生成する位置情報生成部２１を備えている。

例えば、図７には、第１部位Ｙ１、第２部位Ｙ２、第３部位Ｙ３が示されている。第１部位Ｙ１、第２部位Ｙ２、第３部位Ｙ３は、何れも、機体１０の一部である。

第１部位Ｙ１は、走行装置１１の前端部である。第２部位Ｙ２は、非作業姿勢（上昇姿勢）の収穫部Ｈの下端部である。第３部位Ｙ３は、非作業姿勢（上昇姿勢）の収穫部Ｈの前端部である。

位置情報生成部２１は、コンバイン１の自動走行中に、衛星測位モジュール８０による測定結果に基づいて、第１部位Ｙ１の三次元位置を示す情報と、第２部位Ｙ２の三次元位置を示す情報と、第３部位Ｙ３の三次元位置を示す情報と、を経時的に生成する。これらの情報は、何れも、三次元位置情報である。尚、収穫部Ｈが非作業姿勢（上昇姿勢）であるときの機体１０における第１部位Ｙ１、第２部位Ｙ２、第３部位Ｙ３の位置（機体１０の中での相対位置）は、位置情報生成部２１に予め記憶されている。

また、図７には、第１マーカーＭ１、第２マーカーＭ２、第３マーカーＭ３が示されている。第１マーカーＭ１、第２マーカーＭ２、第３マーカーＭ３は、何れも、機体１０に対する相対位置が設定された仮想的な基準マーカーＭである。尚、機体１０に対する各基準マーカーＭの相対位置は、位置情報生成部２１に予め記憶されている。

機体１０に対する第１マーカーＭ１の相対位置は、第１部位Ｙ１から前方に所定距離だけ離れた位置に設定されている。機体１０に対する第２マーカーＭ２の相対位置は、第２部位Ｙ２から前下方に所定距離だけ離れた位置に設定されている。機体１０に対する第３マーカーＭ３の相対位置は、第３部位Ｙ３から前方に所定距離だけ離れた位置に設定されている。尚、各所定距離は、互いに等しくても良いし、異なっていても良い。

位置情報生成部２１は、コンバイン１の自動走行中に、衛星測位モジュール８０による測定結果に基づいて、第１マーカーＭ１の三次元位置を示す情報と、第２マーカーＭ２の三次元位置を示す情報と、第３マーカーＭ３の三次元位置を示す情報と、を経時的に生成する。これらの情報は、何れも、三次元位置情報である。

図５に示すように、機体情報生成部２４は、位置情報生成部２１により生成された三次元位置情報と、機体形状情報記憶部２３に記憶されている機体形状情報と、を取得する。そして、機体情報生成部２４は、これらの情報に基づいて、機体情報を生成する。これにより、機体情報生成部２４は、機体情報を取得する。

尚、本実施形態において、機体情報生成部２４が取得する三次元位置情報は、第１部位Ｙ１、第２部位Ｙ２、第３部位Ｙ３、第１マーカーＭ１、第２マーカーＭ２、第３マーカーＭ３の全ての三次元位置を示す情報を含んでいる。しかしながら、本発明はこれに限定されず、機体情報生成部２４は、第１部位Ｙ１、第２部位Ｙ２、第３部位Ｙ３、第１マーカーＭ１、第２マーカーＭ２、第３マーカーＭ３のそれぞれについて個別に生成された三次元位置情報を取得しても良い。

本実施形態において、機体情報生成部２４は、機体情報に三次元位置情報及び機体形状情報が含まれるように、機体情報を生成する。しかしながら、本発明はこれに限定されず、機体情報生成部２４は、機体情報に三次元位置情報及び機体形状情報のうちの何れか一方のみが含まれるように、機体情報を生成しても良い。

このように、本実施形態における機体情報は、三次元位置情報を含んでいる。また、本実施形態における機体情報は、機体形状情報を含んでいる。また、走行制御システムＡは、コンバイン１の機体１０に関する三次元位置情報と、機体１０の立体形状に関する機体形状情報と、のうち少なくとも一方を含む機体情報を取得する機体情報生成部２４を備えている。

尚、本発明は以上で説明した構成に限定されない。機体情報に含まれる三次元位置情報は、機体１０のうち、いかなる個数の部位の三次元位置を示す情報であっても良い。また、機体情報に含まれる三次元位置情報は、機体１０の全体の三次元位置を示す情報であっても良い。また、機体情報に含まれる三次元位置情報は、いかなる個数の基準マーカーＭの三次元位置を示す情報であっても良い。

図５に示すように、制御部２０は、走行管理部２５を有している。走行管理部２５は、走行制御部２６を有している。走行制御部２６は、走行装置１１を制御することにより、コンバイン１の走行を制御可能に構成されている。

上述の第２刈取走行において、走行管理部２５は、位置情報生成部２１から、コンバイン１の位置座標を取得する。また、走行管理部２５は、マップ生成部２２から、外縁部マップを取得する。また、走行管理部２５は、機体情報生成部２４から、機体情報を取得する。走行管理部２５の走行制御部２６は、これらの情報に基づいて、機体１０が圃場外縁部６に干渉しないようにコンバイン１の走行を制御するように構成されている。

即ち、走行制御システムＡは、外縁部マップと、機体情報と、に基づいて、機体１０が圃場外縁部６に干渉しないようにコンバイン１の走行を制御する走行制御部２６を備えている。

尚、本実施形態において、走行管理部２５が位置情報生成部２１から取得するコンバイン１の位置座標は、コンバイン１の二次元座標（平面視における位置）である。しかしながら、本発明はこれに限定されず、走行管理部２５が位置情報生成部２１から取得する位置座標は、コンバイン１の三次元座標であっても良い。

以下では、走行制御部２６によるコンバイン１の走行制御について詳述する。

〔三次元位置情報に基づく走行制御〕
図５に示した走行制御部２６は、上述の第２刈取走行において、外縁部マップと、機体情報に含まれる三次元位置情報と、に基づいて、機体１０が圃場外縁部６に干渉しないようにコンバイン１の走行を制御可能に構成されている。

例えば、図７に示す例では、コンバイン１が圃場外縁部６の畦畔６１に近付く方向へ走行している。このとき、走行制御部２６は、外縁部マップと、三次元位置情報と、に基づいて、畦畔６１（圃場外縁部６）と、第１部位Ｙ１、第２部位Ｙ２、第３部位Ｙ３と、の三次元の位置関係をリアルタイムで算出する。また、走行制御部２６は、外縁部マップと、三次元位置情報と、に基づいて、畦畔６１（圃場外縁部６）と、第１マーカーＭ１、第２マーカーＭ２、第３マーカーＭ３と、の三次元の位置関係をリアルタイムで算出する。そして、走行制御部２６は、第１部位Ｙ１、第２部位Ｙ２、第３部位Ｙ３が何れも畦畔６１（圃場外縁部６）に干渉しないように、コンバイン１の走行を制御する。また、走行制御部２６は、第１マーカーＭ１、第２マーカーＭ２、第３マーカーＭ３が何れも畦畔６１（圃場外縁部６）に干渉しないように、コンバイン１の走行を制御する。

即ち、図７に示す例では、第１部位Ｙ１、第２部位Ｙ２、第３部位Ｙ３、第１マーカーＭ１、第２マーカーＭ２、第３マーカーＭ３が何れも圃場外縁部６に干渉しない範囲で、コンバイン１が圃場外縁部６に近付くことが許容される。

尚、本発明はこれに限定されず、第１部位Ｙ１、第２部位Ｙ２、第３部位Ｙ３の三次元位置を示す情報が、走行制御部２６によるコンバイン１の走行制御に利用されなくても良い。即ち、機体１０の一部または全体の三次元位置を示す情報が、走行制御部２６によるコンバイン１の走行制御に利用されなくても良い。

また、第１マーカーＭ１、第２マーカーＭ２、第３マーカーＭ３の三次元位置を示す情報が、走行制御部２６によるコンバイン１の走行制御に利用されなくても良い。即ち、機体１０に対する相対位置が設定された仮想的な基準マーカーＭの三次元位置を示す情報が、走行制御部２６によるコンバイン１の走行制御に利用されなくても良い。

機体情報に含まれる三次元位置情報は、例えば複数点の三次元位置を示すことにより、機体１０の立体形状を示す情報であると好適である。

また、機体情報に含まれる三次元位置情報は、一つまたは複数の特定の点の三次元位置を示す情報であっても良いし、一つまたは複数の特定の線あるいは面の三次元位置を示す情報であっても良い。例えば、第１部位Ｙ１、第２部位Ｙ２、第３部位Ｙ３、第１マーカーＭ１、第２マーカーＭ２、第３マーカーＭ３は、それぞれ、点であっても良いし、線であっても良いし、面であっても良い。

〔目標経路〕
図５に示すように、走行管理部２５は、経路生成部２７を有している。上述の通り、走行管理部２５は、マップ生成部２２から、外縁部マップを取得する。また、走行管理部２５は、機体情報生成部２４から、機体情報を取得する。上述の第２刈取走行において、走行管理部２５の経路生成部２７は、これらの情報に基づいて、コンバイン１が走行するための目標経路Ｔ（図８参照）を生成する。より具体的には、経路生成部２７は、外縁部マップと、機体情報に含まれる機体形状情報と、に基づいて、目標経路Ｔを生成する。このとき、経路生成部２７は、コンバイン１が目標経路Ｔに沿って走行した際に機体１０が圃場外縁部６に干渉しないように、目標経路Ｔを生成する。

即ち、走行制御システムＡは、外縁部マップと、機体情報と、に基づいて、機体１０が圃場外縁部６に干渉しないようにコンバイン１が走行するための目標経路Ｔを生成する経路生成部２７を備えている。

そして、走行制御部２６は、コンバイン１の位置座標と、目標経路Ｔと、に基づいて、コンバイン１が目標経路Ｔに沿って走行するようにコンバイン１の走行を制御する。これにより、コンバイン１は、機体１０が圃場外縁部６に干渉しないように走行することとなる。

即ち、走行制御部２６は、コンバイン１が目標経路Ｔに沿って走行するようにコンバイン１の走行を制御することによって、機体１０が圃場外縁部６に干渉しないようにコンバイン１の走行を制御する。

例えば、図８に示す例では、外縁部マップ及び機体情報に基づいて、経路生成部２７により、第１刈取経路ＬＩ１、第２刈取経路ＬＩ２、旋回経路ＴＬが生成されている。第１刈取経路ＬＩ１、第２刈取経路ＬＩ２、旋回経路ＴＬは、何れも目標経路Ｔである。

図８に示すように、第１刈取経路ＬＩ１及び第２刈取経路ＬＩ２は、互いに平行に延びている。第１刈取経路ＬＩ１及び第２刈取経路ＬＩ２は、作業対象領域ＣＡ内に位置するように生成される。

また、旋回経路ＴＬは、第１刈取経路ＬＩ１の終端と、第２刈取経路ＬＩ２の始端と、を繋ぐＵ字状の経路である。尚、第１刈取経路ＬＩ１の終端とは、第１刈取経路ＬＩ１のうち、コンバイン１の走行方向の下手側の端を意味する。また、第２刈取経路ＬＩ２の始端とは、第２刈取経路ＬＩ２のうち、コンバイン１の走行方向の上手側の端を意味する。旋回経路ＴＬは、外周領域ＳＡ内に位置するように生成される。

図８に示す例では、走行制御部２６の制御により、コンバイン１は、第１刈取経路ＬＩ１に沿った刈取走行を行った後、旋回経路ＴＬに沿った旋回走行を行う。その後、コンバイン１は、第２刈取経路ＬＩ２に沿った刈取走行を行う。

図８の上部に示すように、旋回経路ＴＬに沿った旋回走行中に、コンバイン１は、平面視で機体１０が畦畔６１の側面部６１ａと重複する状態となる。このとき、図８の下部に示すように、機体１０は畦畔６１の側面部６１ａに干渉しない。

このように、本実施形態における走行制御システムＡでは、機体１０が圃場外縁部６に干渉しない範囲でコンバイン１が圃場外縁部６に近付くような目標経路Ｔの生成が許容される。

以上で説明した構成によれば、圃場外縁部６の立体形状を示す外縁部情報と、機体１０に関する機体情報と、に基づいて、機体１０が圃場外縁部６に干渉しないようにコンバイン１の走行が制御される。そのため、平面視で機体１０と圃場外縁部６とが重複することがないようにコンバイン１の走行が制御される構成に比べて、機体１０と圃場外縁部６とが平面視では重複しているが実際には干渉しないような走行位置をコンバイン１が走行しやすくなる。これにより、コンバイン１の走行の効率が低下しにくい。

従って、以上で説明した構成によれば、コンバイン１の走行の効率が低下しにくい走行制御システムＡを実現できる。

〔その他の実施形態〕
（１）上記実施形態における外縁部マップは、圃場外縁部６の立体形状の分布（各地点の高さ）を示す点群データとして生成される。しかしながら、本発明はこれに限定されず、外縁部マップは、図９に示すようなものであっても良い。図９に示す外縁部マップでは、圃場外縁部６の全体が、複数の微小な区画６３に区切られている。一つの区画６３の大きさや形状は特に限定されないが、例えば、一つの区画６３は一辺が１０センチメートルから１メートルの正方形であっても良い。この外縁部マップは、圃場外縁部６の立体形状の分布（各地点の高さ）を示す点群データから生成されても良い。

各区画６３には、それぞれ、高さを示す情報が付与されている。区画６３には、圃場外縁部６のうち当該区画６３に対応する領域内の代表的な高さ（例えば平均値や最大値や最小値）を示す情報が付与されても良い。このような外縁部マップであっても、圃場外縁部６の立体形状を示すことができる。

（２）走行装置１１は、ホイール式であっても良いし、セミクローラ式であっても良い。

（３）検出部８１は、ＬｉＤＡＲでなくても良い。例えば、検出部８１はレーダーであっても良いし、カメラであっても良い。また、検出部８１は、ＬｉＤＡＲに加えて、別の検出用装置を含んでいても良い。また、検出部８１は設けられていなくても良い。

（４）コンバイン１の外部に設けられた管理施設や管理サーバから外縁部マップを取得するマップ取得部が設けられていても良い。この場合、マップ取得部は、本発明に係る「外縁部情報取得部」に相当する。また、マップ取得部により取得された外縁部マップが検出部８１による検出結果に基づいて更新されるように構成されていても良い。

（５）経路生成部２７は設けられていなくても良い。

（６）衛星測位モジュール８０は設けられていなくても良い。

（７）位置情報生成部２１、マップ生成部２２、機体形状情報記憶部２３、機体情報生成部２４、走行管理部２５、走行制御部２６、経路生成部２７のうち、一部または全てがコンバイン１の外部に備えられていても良いのであって、例えば、コンバイン１の外部に設けられた管理施設や管理サーバに備えられていても良い。

（８）基準マーカーＭは設定されていなくても良い。

（９）コンバイン１の外部に設けられた管理施設や管理サーバから機体情報を取得する情報取得部が設けられていても良い。この場合、情報取得部は、本発明に係る「機体情報取得部」に相当する。

尚、上述の実施形態（別実施形態を含む、以下同じ）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能である。また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。

本発明は、普通型のコンバインだけではなく、自脱型のコンバイン、トラクタ、田植機、トウモロコシ収穫機、ジャガイモ収穫機、ニンジン収穫機、建設作業機等の種々の作業車に利用可能である。

１ コンバイン（作業車）
６ 圃場外縁部
１０ 機体
２１ 位置情報生成部
２２ マップ生成部（外縁部情報取得部）
２４ 機体情報生成部（機体情報取得部）
２６ 走行制御部
２７ 経路生成部
８０ 衛星測位モジュール（測位装置）
８１ 検出部
Ａ 走行制御システム
ＦＡ 検出対象領域
Ｍ 基準マーカー
Ｔ 目標経路

Claims (4)

1. 作業車の走行を制御する走行制御システムであって、
   圃場外縁部の立体形状を示す外縁部情報を取得する外縁部情報取得部と、
   前記作業車の機体に関する三次元位置情報と、前記機体の立体形状に関する機体形状情報と、のうち少なくとも一方を含む機体情報を取得する機体情報取得部と、
   前記外縁部情報と、前記機体情報と、に基づいて、前記機体が前記圃場外縁部に干渉しないように前記作業車の走行を制御する走行制御部と、を備える走行制御システム。
2. 前記機体情報は、前記三次元位置情報を含んでおり、
   前記三次元位置情報は、前記機体の一部または全体の三次元位置、あるいは、前記機体に対する相対位置が設定された仮想的な基準マーカーの三次元位置を示す情報であり、
   前記作業車の有する測位装置による測定結果に基づいて前記三次元位置情報を生成する位置情報生成部を備える請求項１に記載の走行制御システム。
3. 前記機体情報は、前記機体形状情報を含んでおり、
   前記外縁部情報と、前記機体情報と、に基づいて、前記機体が前記圃場外縁部に干渉しないように前記作業車が走行するための目標経路を生成する経路生成部を備え、
   前記走行制御部は、前記作業車が前記目標経路に沿って走行するように前記作業車の走行を制御することによって、前記機体が前記圃場外縁部に干渉しないように前記作業車の走行を制御する請求項１または２に記載の走行制御システム。
4. 前記作業車は、検出対象領域に存在する物体の位置及び高さを検出する検出部を有しており、
   前記外縁部情報取得部は、前記検出部による検出結果に基づいて前記外縁部情報を生成することにより、前記外縁部情報を取得する請求項１から３の何れか一項に記載の走行制御システム。

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