JP2024000624A - 作業車両 - Google Patents

Abstract

【課題】 耕耘作業および路上走行に必要な機能設定の簡単化を図る農用トラクターのような作業車両が、知られている。しかしながら、従来の作業車両については、自動動作制御機能を利用するための作業者の負担は必ずしも小さくない。【解決手段】 圃場Ｆの外周の少なくとも一部に沿ったティーチング走行を行うことにより自動走行基準データを取得し、自動走行基準データに基づいて自動植付け走行を行う田植え機であって、ティーチング走行は、多角形の所定の一辺以外の辺で構成されたティーチング経路に沿って行われ、自動走行基準データは、圃場Ｆにおける全ての自動植付け走行が終了した後に破棄される田植え機である。【選択図】 図２

Description

本発明は、田植え機などのような作業車両に関する。

耕耘作業および路上走行に必要な機能設定の簡単化を図る農用トラクターのような作業車両が、知られている（たとえば、特許文献１参照）。

特開２０１４－１４７３４７号公報

しかしながら、上述された従来の作業車両については、自動動作制御機能を利用するための作業者の負担は必ずしも小さくない。

本発明は、上述された従来の課題を考慮し、自動動作制御機能を利用するための作業者の負担を軽減することができる作業車両を提供することを目的とする。

第１の本発明は、圃場（Ｆ）の外周の少なくとも一部に沿ったティーチング走行を行うことにより自動走行基準データを取得し、前記自動走行基準データに基づいて自動植付け走行を行う作業車両であって、
前記ティーチング走行は、多角形の所定の一辺以外の辺で構成されたティーチング経路に沿って行われ、
前記自動走行基準データは、前記圃場（Ｆ）における全ての前記自動植付け走行が終了した後に破棄されることを特徴とする作業車両である。

第２の本発明は、前記多角形の内側エリアが、圃場エリアとして設定され、
前記自動走行基準データは、前記圃場エリアの外での手動植付け走行が開始された後に所定の走行距離で破棄されることを特徴とする第１の本発明の作業車両である。

第３の本発明は、前記ティーチング走行が最後に行われた、前記多角形の最後の一辺が、自動直進走行基準経路として設定され、
前記自動直進走行基準経路と平行な経路が、自動直進走行経路として設定され、
前記自動直進走行経路に沿って前記所定の一辺の反対側の辺へ向かって行われる自動往路直進走行、前記自動直進走行経路に沿って前記所定の一辺へ向かって行われる自動復路直進走行、前記自動往路直進走行が停止された後に前記反対側の辺の近傍で行われる第一の自動旋回走行、前記自動復路直進走行が停止された後に前記所定の一辺へ向かって行われる手動遠隔操作直進走行、および前記手動遠隔操作直進走行が停止された後に前記所定の一辺の近傍で行われる第二の自動旋回走行が、繰返して行われ、
前記自動往路直進走行、前記自動復路直進走行、および前記第一の自動旋回走行が行われるときの自動範囲判定エリアとしては、前記圃場エリアが利用され、
前記第二の自動旋回走行が行われるときの自動範囲判定エリアとしては、前記所定の一辺が前記手動遠隔操作直進走行による車体到達位置に応じて拡大されたまたは縮小された前記圃場エリアが利用されることを特徴とする第２の本発明の作業車両である。

第４の本発明は、前記ティーチング経路の内側の経路が、内周走行経路として設定され、
前記自動走行基準データは、前記内周走行経路に沿った前記自動植付け走行が終了したタイミングで破棄されることを特徴とする第１の本発明の作業車両である。

第５の本発明は、前記ティーチング走行が最後に行われた、前記多角形の最後の一辺が、自動直進走行基準経路として設定され、
前記自動直進走行基準経路と平行な経路が、自動直進走行経路として設定され、
前記自動走行基準データは、前記自動直進走行経路に沿った自動植付け直進走行が終了し、前記自動直進走行基準経路となす角度があらかじめ定められた角度を超える直進走行経路に沿った手動植付け直進走行が開始された後に所定の走行距離で破棄されることを特徴とする第１の本発明の作業車両である。

第６の本発明は、前記自動走行基準データは、搭乗者による手動植付け走行が開始された後に所定の走行距離で破棄されることを特徴とする第１の本発明の作業車両である。

第７の本発明は、圃場（Ｆ）の外周の少なくとも一部に沿ったティーチング走行を行うことにより自動走行基準データを取得し、前記自動走行基準データに基づいて自動植付け走行を行う作業車両であって、
前記ティーチング走行は、多角形の所定の一辺以外の辺で構成されたティーチング経路に沿って行われ、
前記多角形の内側エリアが、圃場エリアとして設定され、
前記ティーチング走行が最後に行われた、前記多角形の最後の一辺が、自動直進走行基準経路として設定され、
前記自動直進走行基準経路と平行な経路が、自動直進走行経路として設定され、
前記自動直進走行経路に沿って前記所定の一辺の反対側の辺へ向かって行われる自動往路直進走行、前記自動直進走行経路に沿って前記所定の一辺へ向かって行われる自動復路直進走行、前記自動往路直進走行が停止された後に前記反対側の辺の近傍で行われる第一の自動旋回走行、前記自動復路直進走行が停止された後に前記所定の一辺へ向かって行われる手動遠隔操作直進走行、および前記手動遠隔操作直進走行が停止された後に前記所定の一辺の近傍で行われる第二の自動旋回走行が、繰返して行われ、
前記自動往路直進走行、前記自動復路直進走行、および前記第一の自動旋回走行が行われるときの自動範囲判定エリアとしては、前記圃場エリアが利用され、
前記第二の自動旋回走行が行われるときの自動範囲判定エリアとしては、前記所定の一辺があらかじめ定められた距離に応じて拡大されたまたは縮小された前記圃場エリアが利用されることを特徴とする作業車両である。

第８の本発明は、圃場（Ｆ）の外周の少なくとも一部に沿ったティーチング走行を行うことにより自動走行基準データを取得し、前記自動走行基準データに基づいて自動植付け走行を行う作業車両であって、
前記ティーチング走行は、多角形の所定の一辺以外の辺で構成されたティーチング経路に沿って行われ、
前記多角形の内側エリアが、圃場エリアとして設定され、
前記ティーチング走行が最後に行われた、前記多角形の最後の一辺が、自動直進走行基準経路として設定され、
前記自動直進走行基準経路と平行な経路が、自動直進走行経路として設定され、
前記自動直進走行経路に沿って前記所定の一辺の反対側の辺へ向かって行われる自動往路直進走行、前記自動直進走行経路に沿って前記所定の一辺へ向かって行われる自動復路直進走行、前記自動往路直進走行が停止された後に前記反対側の辺の近傍で行われる第一の自動旋回走行、前記自動復路直進走行が停止された後に前記所定の一辺へ向かって行われる手動遠隔操作直進走行、および前記手動遠隔操作直進走行が停止された後に前記所定の一辺の近傍で行われる第二の自動旋回走行が、繰返して行われ、
前記自動往路直進走行、前記自動復路直進走行、および前記第一の自動旋回走行が行われるときの自動範囲判定エリアとしては、前記圃場エリアが利用され、
前記第二の自動旋回走行が行われるときの自動範囲判定エリアとしては、前記所定の一辺が前記手動遠隔操作直進走行による車体到達位置に応じて拡大されたまたは縮小された前記圃場エリアが利用されることを特徴とする作業車両である。

第１の本発明により、自動動作制御機能を利用するための作業者の負担を軽減することが可能である。

第２の本発明により、第１の本発明の効果に加えて、意図しない自動動作制御の実行を簡素な構成で抑制することが可能である。

第３の本発明により、第２の本発明の効果に加えて、自動動作制御機能を利用するための作業者の負担をさらに軽減することが可能である。

第４の本発明により、第１の本発明の効果に加えて、意図しない自動動作制御の実行を簡素な構成で抑制することが可能である。

第５の本発明により、第１の本発明の効果に加えて、意図しない自動動作制御の実行を簡素な構成で抑制することが可能である。

第６の本発明により、第１の本発明の効果に加えて、意図しない自動動作制御の実行を簡素な構成で抑制することが可能である。

第７の本発明により、自動動作制御機能を利用するための作業者の負担を軽減することが可能である。

第８の本発明により、自動動作制御機能を利用するための作業者の負担を軽減することが可能である。

本発明における実施の形態の田植え機の左側面図 （ａ）本発明における実施の形態の田植え機の苗植付け作業の説明図（その一）、（ｂ）本発明における実施の形態の田植え機の苗植付け作業の説明図（その二） 本発明における実施の形態の田植え機の苗植付け作業の説明図（その三） 本発明における実施の形態の田植え機の苗植付け作業の説明図（その四） 本発明における実施の形態の田植え機の苗植付け作業の説明図（その五） 本発明における実施の形態の田植え機の苗植付け作業の説明図（その六） 本発明における実施の形態の田植え機の苗植付け作業の説明図（その七） 本発明における実施の形態の田植え機の苗植付け作業の説明図（その八） （ａ）本発明における実施の形態のロボット田植え機の走行経路の説明図（その一）、（ｂ）本発明における実施の形態のロボット田植え機の走行経路の説明図（その二）、（ｃ）本発明における実施の形態のロボット田植え機の走行経路の説明図（その三）、 （ａ）本発明における実施の形態のロボット田植え機の走行経路の説明図（その四）、（ｂ）本発明における実施の形態のロボット田植え機の走行経路の説明図（その五）、（ｃ）本発明における実施の形態のロボット田植え機の走行経路の説明図（その六）、（ｄ）本発明における実施の形態のロボット田植え機の走行経路の説明図（その七） 本発明における実施の形態の直進制御における圃場診断およびフィードバック制御の説明図

図面を参照しながら、本発明における実施の形態について詳細に説明する。

以下同様であるが、いくつかの構成要素は図面において示されていないこともあり、透視的にまたは省略的に示されていることもある。

（１）はじめに、図１を参照しながら、本発明における実施の形態の田植え機の構成および動作について具体的に説明する。

ここに、図１は、本発明における実施の形態の田植え機の左側面図である。

本実施の形態の田植え機の動作について説明しながら、制御機構６００などにより実現される、本発明に関連した発明の作業車両動作制御方法についても説明する。

本実施の形態の田植え機は、操舵装置２３０における手動操縦操作または自動操縦操作に基づいた制御機構６００の制御に応じて、左右一対の前輪２２１および後輪２２２を有する走行装置２２０で車体１００を走行させながら、ローター２６１およびフロート２６２を有する整地装置２６０により圃場Ｆの整地を行って苗植付け具２４１を有する苗植付け装置２４０により圃場Ｆへの苗植付けを行うとともに施肥装置２５０により圃場Ｆへの施肥を行うための田植え機である。

走行装置２２０ならびに苗植付け装置２４０、施肥装置２５０および整地装置２６０は、ＨＳＴである主変速装置および副変速装置を有する変速機構を介して伝達されるエンジン２１０の動力により駆動される。

本実施の形態の田植え機は、圃場Ｆの外周の少なくとも一部に沿ったティーチング走行を行うことにより自動走行基準データを取得し、自動走行基準データに基づいて自動植付け走行を行う作業車両であって、本発明における作業車両の具体的な例である。

（２）つぎに、図２（ａ）および２（ｂ）、３、４および５、ならびに６、７および８を主として参照しながら、本発明における実施の形態の田植え機の構成および動作についてより具体的に説明する。

ここに、図２（ａ）および２（ｂ）、３、４および５、ならびに６、７および８は、本発明における実施の形態の田植え機の苗植付け作業の説明図（その一から八）である。

図２（ａ）においては往路行程および復路行程を有する往路復路行程のための自動直進走行経路が説明されており、図２（ｂ）においては内周行程のための内周走行経路が説明されている。図３においては台形の圃場Ｆが説明されており、図４においてはサブ経路が作成される圃場Ｆが説明されており、図５においては苗補給側に張出し形状がある圃場Ｆが説明されている。図６、７および８においては、自動範囲判定エリアが説明されている。

ティーチング走行は、多角形の所定の一辺以外の辺で構成されたティーチング経路に沿って行われる。

つまり、手動運転によるティーチング走行は、手動運転モードからティーチングモードへの切替えの後に、外周の三辺の植付けを行いながら圃場形状を認識させるための行程により、田植え機へのユーザー搭乗をともなって行われる。植残しが発生しないように、圃場Ｆの三辺の畦に沿う移動が手動運転による植付けとともに行われる。作業機である苗植付け装置２４０の昇降は手動で行われ、ユーザーが苗補給に利用したい辺、およびユーザーが最後に植付けを行いたい辺においては、苗植付け装置２４０を下降させての植付けなしの走行が行われる。

多角形の内側エリアが、圃場エリアとして設定される。

ティーチング走行が最後に行われた、多角形の最後の一辺が、自動直進走行基準経路として設定される。自動直進走行基準経路と平行な経路が、自動直進走行経路として設定される。

ティーチング経路の内側の経路が、内周走行経路として設定される。

つまり、外周の三辺の植付け作業が終了すると、自動運転モードへの切替えが行われ、圃場Ｆの作業経路が自動で計算されることにより、往路復路行程（図２（ａ）参照）および内周行程（図２（ｂ）参照）における自動運転走行が準備される。

自動直進走行経路に沿って所定の一辺の反対側の辺へ向かって行われる自動往路直進走行、自動直進走行経路に沿って所定の一辺へ向かって行われる自動復路直進走行、自動往路直進走行が停止された後に反対側の辺の近傍で行われる第一の自動旋回走行、自動復路直進走行が停止された後に所定の一辺へ向かって行われる手動遠隔操作直進走行、および手動遠隔操作直進走行が停止された後に所定の一辺の近傍で行われる第二の自動旋回走行が、繰返して行われる。自動往路直進走行、自動復路直進走行、および第一の自動旋回走行が行われるときの自動範囲判定エリアとしては、圃場エリアが利用される。

つまり、自動運転による往路復路行程の走行は、つぎのように行われる、すなわち、苗および肥料の補給が必要に応じて行われ、搭乗ユーザーの降車の後に、自動運転がボタン操作で開始される。つぎの往路復路行程への移行は自動旋回により行われるが、およそ１メートルの後進が旋回に先立って必要である。往路行程の田植えが自動で行われ、圃場Ｆの端への到達にともなう自動旋回は苗植付け装置２４０の自動昇降とともに行われる。復路行程の植付けは自動で行われ、補給路側の畦までの距離がおよそ３メートルの地点で自動停止が行われ、畦寄せがボタン操作で行われる。苗補給は、苗植付け装置２４０が上昇されている状態で必要に応じて行われる。

（２ａ）はじめに、ロボット田植え機の経路データの破棄について説明する。

自動走行基準データは、圃場Ｆにおける全ての自動植付け走行が終了した後に破棄される。

以下においては、このようなロボット田植え機の経路データの破棄について詳細に説明する。

自動走行基準データは、圃場エリアの外での手動植付け走行が開始された後に所定の走行距離で破棄される。

具体的には、ティーチング走行による経路データの生成が行われた後に、車体１００が生成されたエリア外に存在する場合において、たとえば、５メートルの所定距離にわたる植付け作業が植付けクラッチオンで連続的に行われたとき、経路データを破棄する、エリア外での作業の検知による構成が、考えられる。別の圃場Ｆへの移動が行われて通常の植付け作業が行われたとき、経路データを破棄することができる。

なお、自動走行基準データは、内周走行経路に沿った自動植付け走行が終了したタイミングで破棄されてもよい。

具体的には、ティーチング走行による経路データの生成が行われた後に、内周行程作業が終了したとき、自動走行が再開されても走行が行われない箇所についての経路データを破棄する、内周行程の認識による構成が、考えられる。経路データは圃場作業終了後も保持されているので、圃場内の移動が行われているとき、または最終行程の植仕舞い部分の作業が行われているとき、自動走行開始操作が行われると、自動走行が開始され、植付けがすでに行われた箇所に向かっての走行および植付けが行われることがある。圃場作業が終了したとき、自動で経路データを破棄することにより、誤操作に起因する自動走行の発生を抑制することができる。

また、自動走行基準データは、自動直進走行経路に沿った自動植付け直進走行が終了し、自動直進走行基準経路となす角度があらかじめ定められた角度を超える直進走行経路に沿った手動植付け直進走行が開始された後に所定の走行距離で破棄されてもよい。

具体的には、ティーチング走行による経路データの生成が行われた後に、手動走行モードが選択されており、自動走行が行われていない場合において、ティーチングの最後で走行が行われた辺を基準線として生成された往路復路行程の経路方位に対して、プラスマイナス４５度以上異なる方位において、たとえば、５メートルの所定距離にわたる植付け作業が植付けクラッチオンで連続的に行われた（図３参照）とき、経路データを破棄する、いわゆる横走りなどの検知による構成が、考えられる。上述された構成において、サブ経路の植付けが行われる（図４参照）前に、経路データが破棄される恐れがある。最後の植仕舞い行程を自動で検知し、経路データを破棄することができる。サブ経路の植付けを行う前の不適切な経路データの破棄などを抑制することができる。

また、自動走行基準データは、搭乗者による手動植付け走行が開始された後に所定の走行距離で破棄されてもよい。

具体的には、ティーチング走行による経路データの生成が行われた後に、人の搭乗、すなわち、シートスイッチオンが検知されている状態において、たとえば、５メートルの所定距離にわたる植付け作業が植付けクラッチオンで連続的に行われたとき、経路データを破棄する、搭乗をともなう植付け作業の検知による構成が、考えられる。人の搭乗をともなう手動での植付け作業が検知されたとき、経路データを破棄することができる。

上述された構成において、経路データの自動消去の入切りがモニター操作などで切替え可能であり、コントローラー内部の不揮発メモリでの経路データ記憶が行われる構成も、考えられる。圃場形状およびユーザーによる使用の態様に応じて経路データの自動消去の入切りを行うことができる。

（２ｂ）つぎに、ロボット田植え機の圃場逸脱検知エリアの切替えについて説明する。

第二の自動旋回走行が行われるときの自動範囲判定エリアとしては、所定の一辺があらかじめ定められた距離に応じて拡大されたまたは縮小された圃場エリアが利用される。

具体的には、上述された構成において、圃場内エリア判定の範囲については、リモートコントローラー操作による畦寄せ時と自動走行時との間で切替えを行う構成が、考えられる。ロボット走行において、苗補給側の畦での自動的な停車は、たとえば、畦までの距離が３メートルである地点で行われる。その後に、手動の畦寄せによる任意の位置での停車がリモートコントローラー操作で行われ、資材補給および旋回が行われる。これは、圃場形状がしばしば厳密な意味での直線で囲まれた多角形形状でなく、ティーチング走行が行われなかった資材補給側の畦形状の直線近似が行われると、畦への衝突が発生する（図５参照）恐れがあるためである。変形圃場である圃場Ｆにおいても、畦の前での自動的な停車が行われ、走行は人の監視をともなうリモートコントローラー操作で行われる。安全性が確保されており、出張った箇所における畦寄せがリモートコントローラー操作で行われたとき、車体位置が圃場外の位置であると判定されて意図しない停車が行われないように、苗補給側の畦に関しては、圃場内エリア判定が、たとえば、畦側への１０メートルの延長処理が行われた後に行われる（図６、７および８参照）。このような延長エリアについては、圃場外での自動的な停車による安全性を重要視し、安全性を確保することができる、人の監視をともなうリモートコントローラー操作時における圃場内エリア判定の範囲と、自動走行時における圃場内エリア判定で圃場内エリア判定の範囲と、の間での区別により、状況に応じた適切な圃場逸脱判定を行うことができる。

上述された構成において、圃場内エリア判定の範囲について、リモートコントローラー操作による畦寄せ時の範囲を、たとえば、畦側への１０メートルの延長処理が行われた後に固定する構成も、考えられる。安全性を確保することができる、人の監視をともなうリモートコントローラー操作時においては、このような圃場内エリア判定を行うことにより、無意味な作業中断の発生を抑制することができる。

上述された構成において、圃場内エリア判定の範囲について、ティーチング経路から生成された直線近似による圃場エリアに従って、自動走行時の範囲を確定する構成も、考えられる。上述された範囲の拡張を自動走行時において行わないことにより、安全性を確保することができる。

なお、第二の自動旋回走行が行われるときの自動範囲判定エリアとしては、所定の一辺が手動遠隔操作直進走行による車体到達位置に応じて拡大されたまたは縮小された圃場エリアが利用されてもよい。

具体的には、上述された構成において、ティーチング経路から生成された直線近似による圃場エリアと比べて、車体１００がリモートコントローラー操作による畦寄せ操作で苗補給側の畦へ向かって進入した場合において、畦側への侵入距離に応じて、自動走行時における苗補給側の圃場内エリア判定の範囲を畦側へ拡張する構成が、考えられる。範囲の拡張が行われない態様においては、ティーチングにより生成された圃場形状を畦寄せ操作で畦側へ寄せた後に、自動走行操作が再び行われると、車体位置が圃場外の位置であると判定され、走行を開始することができないことがある。安全性を確保することができる、人の監視をともなうリモートコントローラー操作による車体進入が行われた部分においては、自動走行時における苗補給側の畦の圃場内エリアを拡張することにより、走行をより確実に開始することができる。もちろん、車体１００が自動走行時においてイレギュラーに圃場外へ逸脱した場合においては、適切な安全機能により停止を行うことができる。

上述された構成において、リモートコントローラー操作による畦寄せ操作での車体進入が自動走行のための元々の圃場エリアを超えないように行われた場合においては、自動走行時における苗補給側の圃場内エリア判定の範囲の変更なしに、ティーチング経路から生成された直線近似による圃場エリアに従って、自動走行時の範囲を確定する構成も、考えられる。車体１００がリモートコントローラー操作による畦寄せで十分に畦から離れて停止した場合においては、圃場範囲がエリア更新で小さくなることがあるが、ティーチング経路から生成された直線近似による圃場エリアを採用することにより、圃場範囲は不必要に小さくならない。

上述された構成において、畦寄せ操作にともなう圃場エリアの拡張処理を畦寄せ操作ごとに行う、毎回のエリア更新による構成も、考えられる。変形田などの場合においては、元々の直線近似による圃場エリアから畦までのズレ程度が変化するので、直近の畦寄せ距離に基づいてエリアを確定することにより、圃場逸脱を安全に検知することができる。

上述された構成において、畦寄せ操作での車体進入が自動走行のための元々の圃場エリアを超えるように行われた場合においてのみ、畦寄せ操作にともなう圃場エリアの拡張処理を行う、エリア最大領域更新による構成も、考えられる。毎回のエリア更新が行われると、元々の直線近似による圃場エリアから畦までのズレ程度が大きい場合において、車体位置が圃場内の位置であるにもかかわらず、車体位置が圃場外の位置であるという判定が行われ、無意味な車体停止が行われる恐れがある。畦寄せの最大量に基づいて圃場エリアの拡張処理を行うことにより、このような誤検知に起因する走行停止の発生はしばしば抑制されやすい。

（３）つぎに、本発明における実施の形態の田植え機の構成および動作についてさらにより具体的に説明する。

（３ａ）はじめに、図９（ａ）、９（ｂ）および９（ｃ）、ならびに１０（ａ）、１０（ｂ）、１０（ｃ）および１０（ｄ）を主として参照しながら、ロボット田植え機の走行経路について説明する。

ここに、図９（ａ）、９（ｂ）および９（ｃ）、ならびに１０（ａ）、１０（ｂ）、１０（ｃ）および１０（ｄ）は、本発明における実施の形態のロボット田植え機の走行経路の説明図（その一から七）である。

ロボット田植え機の走行経路において、植えながら出口に向かうように走行を行う構成が、考えられる（図９（ａ）、９（ｂ）および９（ｃ）参照）。ロボット田植え経路において、出口付近で植付け条を横切るように植付けが行われてもよいが（図１０（ａ）、１０（ｂ）、１０（ｃ）および１０（ｄ）参照）、植えながら出口に向かうことで、美的な植仕舞いを実現することができる。

ロボット田植え機の走行経路において、植えながら出口に向かうように走行を行い、畦際の第１番目の辺に沿う行程、第２および３番目の辺に沿う行程、および第４番目の辺に沿う行程の三つの行程を全て手動で行う構成も、考えられる。これらの三つの行程を自動で行うと、畦際で障害物と衝突することがあるが、三つの行程を手動で行うことにより、安全性を確保しながら、美的な植仕舞いを実現することができる。

ロボット田植え機の走行経路において、植えながら出口に向かうように走行を行い、上述された三つの行程について、畦際の第１番目の辺に沿う行程を手動で行い、第２および３番目の辺に沿う行程を自動で行い、第４番目の辺に沿う行程を手動で行う構成も、考えられる。両辺の植付け条で挟まるように囲まれた部分においてはＧＮＳＳシステムが利用されるので、搭乗者が左右の側条を気遣いながら走行を行う必要はなく、労力軽減を実現することができる。

（３ｂ）つぎに、図１１を主として参照しながら、直進制御における圃場診断およびフィードバック制御について説明する。

ここに、図１１は、本発明における実施の形態の直進制御における圃場診断およびフィードバック制御の説明図である。

直進制御における直進アシスト行程において、ステアリング角度、主変速レバー位置、後輪回転数、ＧＮＳＳ車速、およびＧＮＳＳヨー角速度を記録する構成が、考えられる。

上述された構成において、直進アシスト走行時において決められた距離ごとに、上述されたパラメーター状態のそれぞれの記録データを、第１番目の記録番号の記録データ、第２番目の記録番号の記録データ、…、および第ｎ番目の記録番号の記録データとして、つぎの行程まで保持する構成も、考えられる。

上述された構成において、ステアリング角度およびＧＮＳＳ車速から車体１００の理想角速度を算出し、ＧＮＳＳヨー角速度との差を検出し、ヨー角のスリップしやすさとして記録する構成も、考えられる。

上述された構成において、新しい行程での直進作業が行われるとき、新しい行程での記録番号と逆向きに付与されている前行程での対応する記録番号の記録データ、およびその記録番号プラスマイナス１の記録番号の記録データ、ならびに現在の理想角速度および現在のＧＮＳＳヨー角速度から、現在のヨー角のスリップしやすさを判定する構成も、考えられる。たとえば、新しい行程の第１番目の記録番号の記録データのみならず、前行程の第ｎ番目の記録番号の記録データ、および第（ｎ－１）番目の記録番号の記録データのような前行程の情報が、近接する位置での記録データの平均値を求めるために利用される。同様に、新しい行程の第２番目の記録番号の記録データのみならず、前行程の第ｎ番目の記録番号の記録データ、第（ｎ－１）番目の記録番号の記録データ、および第（ｎ－２）番目の記録番号の記録データのような前行程の情報が、近接する位置での記録データの平均値を求めるために利用される。最初の一区間については前行程の記録データは存在しないので、最初の一区間の二箇所の記録データのみが利用される。

上述された構成において、ヨー角のスリップしやすさに応じて最大車速を低減する構成も、考えられる。これは、スリップしやすい箇所において車速を低減することが望ましいためである。

上述された構成において、ヨー角のスリップしやすさに応じて植付け部リンク角度を低減する構成も、考えられる。これは、スリップしやすい箇所においては、たとえば、夾雑物などが存在する、または表土が湿りなどで軟弱であると考えられるので、植付けが深くなるようにリンク角度を変化させることが望ましいためである。

上述された構成において、後輪回転数およびＧＮＳＳ車速からスリップ率を算出して記録する構成も、考えられる。これは、後輪回転から理想車速を求めてＧＮＳＳ車速と比較することが望ましいためである。

上述された構成において、新しい行程での直進作業が行われるとき、新しい行程での記録番号と逆向きに付与されている前行程での対応する記録番号の記録データ、およびその記録番号プラスマイナス１の記録番号の記録データ、ならびに現在の後輪回転数および現在のＧＮＳＳ車速から、現在のスリップ率を判定する構成も、考えられる。これは、ＧＮＳＳ車速が後輪回転に対して小さい場合において、スリップの発生が多いと判定することが望ましいためである。

上述された構成において、スリップ率に応じて施肥量を低減する構成も、考えられる。これは、電動施肥型式の場合において、スリップ率に応じて施肥量を変更させることが望ましいためである。

上述された構成において、ＨＳＴレバー位置および現在の後輪回転数から圃場抵抗を算出して記録する構成も、考えられる。これは、ＨＳＴレバー位置から理想車速を求めて後輪回転数と比較することが望ましいためである。

上述された構成において、新しい行程での直進作業が行われるとき、新しい行程での記録番号と逆向きに付与されている前行程での対応する記録番号の記録データ、およびその記録番号プラスマイナス１の記録番号の記録データ、ならびに現在のＨＳＴレバー位置および現在の後輪回転数から、現在の圃場抵抗を判定する構成も、考えられる。

上述された構成において、ＨＳＴレバー位置に対し、後輪回転数が小さい場合において、圃場抵抗が大きいと判定する構成も、考えられる。これは、後輪２２２がＨＳＴレバー位置に応じて回転していない場合において、抵抗が大きいと判定することが望ましいためである。

（３ｃ）つぎに、ロボット田植え機の畦クラッチ条切り処理について説明する。

苗植付け装置２４０においては、植付け伝動ケースの各後端部の両側に設けられている２つのロータリーケースごとに、それらのロータリーケースおよび苗植付け具２４１への駆動力の伝動を入切する部分条クラッチとも呼ばれる畦クラッチが設けられている。すなわち、２条ごとに苗の植付け動作の要否を選択することができる。

そして、正逆転可能なモーターによって回転する切替えカムを複数の切替えアームに段階的に接触させ、２条分の苗植付け装置２４０への伝動を入切りする部分条クラッチを左右何れかの外側端部から順に入切りする。

電動畦クラッチユニットで、たとえば、８条植えの田植え機の場合において、全条入り、右２条切り、右４条切り、右６条切り、右８条切り、左２条切り、左４条切り、左６条切り、および左８条切りの９パターンの条入切りポジションがあるが、これに加えて、右側についてのスタンバイ、すなわち、全条入りから右２条切りへのスタンバイ、右２条切りから右４条切りへのスタンバイ、右４条切りから右６条切りへのスタンバイ、右６条切りから右８条切りへのスタンバイ、右８条切りから右６条切りへのスタンバイ、右６条切りから右４条切りへのスタンバイ、右４条切りから右２条切りへのスタンバイ、および右２条切りから全条入りへのスタンバイ、ならびに左側についての同様なスタンバイが想定されるので、これらの１６パターンのスタンバイなどを想定することにより、スタンバイポジションを追加する構成が、考えられる。ロボット走行において、条切り動作は車体１００が停止させられた後に行われ、条切り動作が完了すると、走行が再び行われる。これは、モーターにより畦クラッチケーブルを動かすための時間が必要であるので、走りながらケーブルが動作させられると、狙いの条切り処理が行われていないにもかかわらず、走行をともなう植付け作業が行われやすいためである。しかしながら、車体停車が条切り動作のたびに行われると、作業効率が悪化することがある。スタンバイポジションを追加することにより、つぎの条切り動作を速やかに行うことができる。

電動畦クラッチユニットで、自動走行時において、現在の走行経路で条切り動作が必要である場合において、畦クラッチモーターを先行的に狙いの位置の前まで動作させる構成も、考えられる。たとえば、全条入りから右２条切りを経て右４条切りへの条切り動作を行いたい場合において、右２条切り位置の前の位置から右２条切り位置への条切り動作、右２条切り位置から右４条切り位置の前の位置への条切り動作、右４条切り位置の前の位置から右４条切り位置への条切り動作が行われ、モーターが動いてから条切り位置が切替わるまでの時間が低減される。ロボット田植え機においては、条切り位置を含む経路データの生成があらかじめ行われているので、つぎの条切り動作が行われることはあらかじめ決められている。畦クラッチモーターを先行的に狙いの位置の前まで動作させることにより、条切り動作のための停車なしに、走行しながら条切り動作を行うことができるので、作業効率が向上される。

上述された構成において、施肥畦クラッチについても同様に発想を展開する構成も、考えられる。畦クラッチユニットが施肥畦クラッチと連結されている構成のみならず、施肥畦クラッチが独立的である構成も、考えられる。両方について同様な構成を採用する、すなわち、畦クラッチについてのみではなく、施肥畦クラッチについても同様な構成を採用することにより、畦クラッチおよび施肥畦クラッチの連結動作をともなう構成を実現することができ、また、ユニット独立タイプについては施肥についても、動作タイミングの整合性を実現することができる。

なお、本発明に関連した発明のプログラムは、上述された本発明に関連した発明の作業車両動作制御方法の全部または一部のステップ（または工程、動作および作用など）の動作をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、コンピュータと協働して動作するプログラムである。

また、本発明に関連した発明の記録媒体は、上述された本発明に関連した発明の作業車両動作制御方法の全部または一部のステップ（または工程、動作および作用など）の全部または一部の動作をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録した記録媒体であり、読取られたプログラムがコンピュータと協働して利用されるコンピュータ読取り可能な記録媒体である。

なお、上述された「一部のステップ（または工程、動作および作用など）」は、それらの複数のステップの内の一つまたはいくつかのステップを意味する。

また、上述された「ステップ（または工程、動作および作用など）の動作」は、上述されたステップの全部または一部の動作を意味する。

また、本発明に関連した発明のプログラムの一利用形態は、インターネット、光、電波または音波などのような伝送媒体の中を伝送され、コンピュータにより読取られ、コンピュータと協働して動作するという形態であってもよい。

また、記録媒体としては、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などが含まれる。

また、コンピュータは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などのような純然たるハードウェアに限らず、ファームウェア、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）、そしてさらに周辺機器を含んでもよい。

なお、上述されたように、本発明の構成は、ソフトウェア的に実現されてもよいし、ハードウェア的に実現されてもよい。

本発明における作業車両は、自動動作制御機能を利用するための作業者の負担を軽減することができ、田植え機などのような作業車両に利用する目的に有用である。

１００ 車体
２１０ エンジン
２２０ 走行装置
２２１ 前輪
２２２ 後輪
２３０ 操舵装置
２４０ 苗植付け装置
２４１ 苗植付け具
２５０ 施肥装置
２６０ 整地装置
２６１ ローター
２６２ フロート
６００ 制御機構
Ｆ 圃場

Claims (8)

1. 圃場（Ｆ）の外周の少なくとも一部に沿ったティーチング走行を行うことにより自動走行基準データを取得し、前記自動走行基準データに基づいて自動植付け走行を行う作業車両であって、
   前記ティーチング走行は、多角形の所定の一辺以外の辺で構成されたティーチング経路に沿って行われ、
   前記自動走行基準データは、前記圃場（Ｆ）における全ての前記自動植付け走行が終了した後に破棄されることを特徴とする作業車両。
2. 前記多角形の内側エリアが、圃場エリアとして設定され、
   前記自動走行基準データは、前記圃場エリアの外での手動植付け走行が開始された後に所定の走行距離で破棄されることを特徴とする請求項１に記載の作業車両。
3. 前記ティーチング走行が最後に行われた、前記多角形の最後の一辺が、自動直進走行基準経路として設定され、
   前記自動直進走行基準経路と平行な経路が、自動直進走行経路として設定され、
   前記自動直進走行経路に沿って前記所定の一辺の反対側の辺へ向かって行われる自動往路直進走行、前記自動直進走行経路に沿って前記所定の一辺へ向かって行われる自動復路直進走行、前記自動往路直進走行が停止された後に前記反対側の辺の近傍で行われる第一の自動旋回走行、前記自動復路直進走行が停止された後に前記所定の一辺へ向かって行われる手動遠隔操作直進走行、および前記手動遠隔操作直進走行が停止された後に前記所定の一辺の近傍で行われる第二の自動旋回走行が、繰返して行われ、
   前記自動往路直進走行、前記自動復路直進走行、および前記第一の自動旋回走行が行われるときの自動範囲判定エリアとしては、前記圃場エリアが利用され、
   前記第二の自動旋回走行が行われるときの自動範囲判定エリアとしては、前記所定の一辺が前記手動遠隔操作直進走行による車体到達位置に応じて拡大されたまたは縮小された前記圃場エリアが利用されることを特徴とする請求項２に記載の作業車両。
4. 前記ティーチング経路の内側の経路が、内周走行経路として設定され、
   前記自動走行基準データは、前記内周走行経路に沿った前記自動植付け走行が終了したタイミングで破棄されることを特徴とする請求項１に記載の作業車両。
5. 前記ティーチング走行が最後に行われた、前記多角形の最後の一辺が、自動直進走行基準経路として設定され、
   前記自動直進走行基準経路と平行な経路が、自動直進走行経路として設定され、
   前記自動走行基準データは、前記自動直進走行経路に沿った自動植付け直進走行が終了し、前記自動直進走行基準経路となす角度があらかじめ定められた角度を超える直進走行経路に沿った手動植付け直進走行が開始された後に所定の走行距離で破棄されることを特徴とする請求項１に記載の作業車両。
6. 前記自動走行基準データは、搭乗者による手動植付け走行が開始された後に所定の走行距離で破棄されることを特徴とする請求項１に記載の作業車両。
7. 圃場（Ｆ）の外周の少なくとも一部に沿ったティーチング走行を行うことにより自動走行基準データを取得し、前記自動走行基準データに基づいて自動植付け走行を行う作業車両であって、
   前記ティーチング走行は、多角形の所定の一辺以外の辺で構成されたティーチング経路に沿って行われ、
   前記多角形の内側エリアが、圃場エリアとして設定され、
   前記ティーチング走行が最後に行われた、前記多角形の最後の一辺が、自動直進走行基準経路として設定され、
   前記自動直進走行基準経路と平行な経路が、自動直進走行経路として設定され、
   前記自動直進走行経路に沿って前記所定の一辺の反対側の辺へ向かって行われる自動往路直進走行、前記自動直進走行経路に沿って前記所定の一辺へ向かって行われる自動復路直進走行、前記自動往路直進走行が停止された後に前記反対側の辺の近傍で行われる第一の自動旋回走行、前記自動復路直進走行が停止された後に前記所定の一辺へ向かって行われる手動遠隔操作直進走行、および前記手動遠隔操作直進走行が停止された後に前記所定の一辺の近傍で行われる第二の自動旋回走行が、繰返して行われ、
   前記自動往路直進走行、前記自動復路直進走行、および前記第一の自動旋回走行が行われるときの自動範囲判定エリアとしては、前記圃場エリアが利用され、
   前記第二の自動旋回走行が行われるときの自動範囲判定エリアとしては、前記所定の一辺があらかじめ定められた距離に応じて拡大されたまたは縮小された前記圃場エリアが利用されることを特徴とする作業車両。
8. 圃場（Ｆ）の外周の少なくとも一部に沿ったティーチング走行を行うことにより自動走行基準データを取得し、前記自動走行基準データに基づいて自動植付け走行を行う作業車両であって、
   前記ティーチング走行は、多角形の所定の一辺以外の辺で構成されたティーチング経路に沿って行われ、
   前記多角形の内側エリアが、圃場エリアとして設定され、
   前記ティーチング走行が最後に行われた、前記多角形の最後の一辺が、自動直進走行基準経路として設定され、
   前記自動直進走行基準経路と平行な経路が、自動直進走行経路として設定され、
   前記自動直進走行経路に沿って前記所定の一辺の反対側の辺へ向かって行われる自動往路直進走行、前記自動直進走行経路に沿って前記所定の一辺へ向かって行われる自動復路直進走行、前記自動往路直進走行が停止された後に前記反対側の辺の近傍で行われる第一の自動旋回走行、前記自動復路直進走行が停止された後に前記所定の一辺へ向かって行われる手動遠隔操作直進走行、および前記手動遠隔操作直進走行が停止された後に前記所定の一辺の近傍で行われる第二の自動旋回走行が、繰返して行われ、
   前記自動往路直進走行、前記自動復路直進走行、および前記第一の自動旋回走行が行われるときの自動範囲判定エリアとしては、前記圃場エリアが利用され、
   前記第二の自動旋回走行が行われるときの自動範囲判定エリアとしては、前記所定の一辺が前記手動遠隔操作直進走行による車体到達位置に応じて拡大されたまたは縮小された前記圃場エリアが利用されることを特徴とする作業車両。