JP3200554B2 - 作業車の作業管理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、予定作業情報に基
づいて作業車を所定範囲の作業地内において作業させる
ように管理する作業管理手段が設けられた作業車の作業
管理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記作業車の作業管理装置では、例え
ば、予定作業情報に基づいて田植え用等の作業車を走行
させてその作業を行わせる作業者が、作業地における作
業の進行状況を見て、例えば予め予定作業情報を記した
帳面等の記録手段（これが作業管理手段に相当する）に
作業進行情報を記録して、圃場の所定範囲に苗の植付け
作業等を行うように作業管理していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
では、作業者が圃場での作業の進行状況を予定作業情報
を参照しながら管理する必要があってその管理作業が煩
わしく、また、例えば作業を中断後再開したような場合
に記録の不備や不注意等によって作業の進行状況の判断
を誤り易く、例えば苗補給すべき状態であるにもかかわ
らず、苗補給を忘れて圃場の途中で苗が不足するという
不具合が発生するおそれがあった。

【０００４】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であって、その目的は、上記従来技術の不具合を解消さ
せるべく、作業者による作業管理の負担を軽減するとと
もに、作業車に対する補助作業（例えば田植え作業車に
対する苗補給等）を的確に行えるようにすることにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の構成
によれば、地上側の基準位置に設置された固定局におい
て、ＧＰＳ衛星からの搬送波信号が受信され、その固定
局での搬送波位相情報が作業車側に送信される。一方、
作業車側では、ＧＰＳ衛星からの搬送波信号が受信され
るとともに上記固定局からの送信情報が受信されて、移
動局での搬送波位相情報と固定局での搬送波位相情報と
から求めた二重位相差情報に基づいて、前記基準位置に
対する作業車の位置が所定時間間隔の時系列のＧＰＳ位
置データとして求められ、又、作業車の位置変化量が所
定時間間隔の時系列の慣性航法位置データとして求めら
れ、その現在時刻より設定時間前のＧＰＳ位置データ、
及び、現在時刻での慣性航法位置データによって現在時
刻での作業車の所定範囲の作業地内における車体位置が
求められる。そして、予定作業情報に基づいて作業車を
上記作業地内において作業させるように管理する作業管
理手段が、上記予定作業情報と、上記検出された車体位
置情報と、作業車の作業進行情報とに基づいて、作業車
に対して補助作業を行わせるために、補助作業車に対し
て補助作業地点を指示する。

【０００６】従って、請求項１の構成によれば、ＧＰＳ
衛星からの搬送波信号の二重位相差情報に基づいて作業
車の位置を精度良く検出しながら、検出遅れがある上記
ＧＰＳによる位置検出を即時性のある慣性航法システム
にて補ってリアルタイムに検出した作業車の車体位置情
報と、予定作業情報及び作業進行情報とに基づいて、補
助作業車に対して補助作業地点を的確に指示するので、
従来のように、作業者自身が記録を付けながら作業の管
理を行うものに比べて、作業管理の負担が軽減されると
同時に、不注意等による補助作業のし忘れがなくなりと
いう利点を備えた作業車の作業管理装置が得られる。

【０００７】又、作業車側から、その作業に関する実作
業情報が送信され、作業管理手段は、上記送信された実
作業情報に基づいて作業進行情報を判別するとともに、
その判別した作業進行情報と、前記予定作業情報及び車
体位置検出情報とに基づいて、補助作業車に対して補助
作業地点を指示する構成であるから、作業進行情報を、
作業車側からの実作業情報に基づくのではなく、例えば
車体位置検出情報から判断される走行距離等に基づいて
判別するものに比べて、作業車の作業進行情報を作業車
での実際の検出情報等に基づいてより正確に判別して、
補助作業地点を的確に指示することができる。

【０００８】

【０００９】又、請求項２の構成によれば、上記請求項
１において、作業車が作業地内の予定走行経路に沿って
自動走行するように、予定作業情報及び車体位置検出情
報に基づいて走行制御される。

【００１０】従って、例えば作業車を作業者が手動運転
して予定走行経路に沿って走行させるようにするものに
比べて、作業者の作業負担をより軽減することができ、
もって、上記請求項１の構成の好適な手段が得られる。

【００１１】又、請求項３の構成によれば、上記請求項
１又は２において、補助作業車側で、ＧＰＳ衛星からの
搬送波信号が受信されるとともに前記固定局からの送信
情報が受信されて、補助作業車側移動局での搬送波位相
情報と固定局での搬送波位相情報とから求めた二重位相
差情報に基づいて、作業地内における補助作業車の位置
が検出され、その補助作業車の現在位置と作業車に対す
る補助作業地点とが表示される。

【００１２】従って、例えば補助作業車の位置を検出せ
ずに、補助作業地点だけを表示させるものに比べて、補
助作業車の運転者が補助作業地点に対する位置関係を即
座に知って補助作業車をその補助作業地点に迅速に走行
させることができ、もって、上記請求項１又は２の構成
の好適な手段が得られる。

【００１３】又、請求項４の構成によれば、上記請求項
１、２又は３において、地上側に設けた作業管理手段に
対して予定作業情報が入力され、その入力された予定作
業情報が作業車側に送信されるとともに、作業車側から
実作業情報が作業管理手段に対して送信され、作業管理
手段側において上記予定作業情報と作業進行情報とが表
示される。

【００１４】従って、例えば作業管理手段を作業車に設
けた場合の、作業車の装置構成が複雑化し又重量が重た
くなる等の不具合を回避させながら、地上側において作
業者が予定作業情報と作業進行情報を見て作業の管理を
容易に行うことができ、もって、上記請求項１、２又は
３の構成の好適な手段が得られる。

【００１５】又、請求項５の構成によれば、上記請求項
１、２、３又は４において、予め距離の判っている２地
点間を作業車が走行したときの慣性航法位置データの積
算値による距離検出値と上記２地点間の距離の関係から
慣性航法位置データの出力データの偏り特性が判別さ
れ、その慣性航法位置データの出力データの偏り特性を
打ち消すように慣性航法位置データを補正したものが時
系列の慣性航法位置データとされる。

【００１６】従って、例えば上記慣性航法位置データの
出力データの偏り特性を打ち消すような補正を行わない
場合には、その慣性航法位置データの出力データの偏り
特性によって、作業車の位置検出情報に進行方向側（又
はその反対側）にずれる誤差が生じるのに比べて、その
ような車体位置検出の誤差を確実に消してより的確に現
在時刻での車体位置を検出することができ、もって、上
記請求項１、２、３又は４の構成の好適な手段が得られ
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を、作業
車としての田植え用の作業車Ｖが、圃場内において予定
走行経路に沿って自動走行しながら、畦から苗補給を受
けて苗の植え付け作業を行う場合について図面に基づい
て説明する。ここで、圃場及び畦を含む範囲を作業地と
する。

【００１８】図１及び図２に示すように、例えばその地
点の重力方向に対して水平方向を東西及び南北方向で表
した局地水平座標系Ｅ（東方向），Ｎ（北方向），Ｈ
（地球中心からの高さ方向）において高精度に位置が判
っている地上側の基準位置に設置されて、少なくとも４
個のＧＰＳ衛星２からのスペクトラム拡散変調された電
波（搬送波信号）を受信する固定局Ｒ用のＧＰＳ受信ア
ンテナ１９ａと、そのＧＰＳ受信アンテナ１９ａの受信
信号を処理して搬送波の位相情報を得るＧＰＳ受信機１
９と、そのＧＰＳ受信機１９から出力される固定局での
搬送波位相情報（ＧＰＳ固定局データ）を送信するデー
タ送信アンテナ２０ａを備えた地上側通信手段としての
データ送信機２０とが設けられている。

【００１９】一方、作業車Ｖには、前記ＧＰＳ衛星２か
らの電波（搬送波信号）を受信する移動局Ｉ１用のＧＰ
Ｓ受信アンテナ１７ａと、そのＧＰＳ受信アンテナ１７
ａの受信信号を処理して移動局Ｉ１での搬送波位相情報
を得るＧＰＳ受信機１７と、地上側の送信機２０の送信
情報（固定局Ｒでの搬送波位相情報）を受信するデータ
受信アンテナ１８ａを備えた作業車側通信手段としての
データ受信機１８とが設けられている。尚、上記ＧＰＳ
受信アンテナ１７ａ及びデータ受信アンテナ１８ａは、
後述の予備苗収納棚部３０の上方に設置されている。

【００２０】そして、図２に示すように、上記ＧＰＳ受
信機１７を利用して、移動局Ｉ１での搬送波位相情報及
び前記データ受信機１８が受信した固定局Ｒでの搬送波
位相情報から求めた二重位相差情報に基づいて、前記基
準位置つまり固定局Ｒに対する移動局Ｉ１つまり作業車
Ｖの位置を所定時間間隔（１秒間隔）の時系列の位置デ
ータとして求めるＧＰＳ位置データ算出手段１０２が構
成されている。

【００２１】つまり、上記ＧＰＳ受信データに基づく作
業車Ｖの位置検出には、各受信局での搬送波位相の計測
やその位相情報の通信及び二重位相差の演算等に時間
（例えば２秒程度）がかかるため、ＧＰＳ受信データだ
けでは現在時刻での作業車Ｖの位置を検出することがで
きないので、上記のように、作業車Ｖの位置を所定時間
間隔（１秒間隔）の時系列のＧＰＳ位置データつまり計
測時刻ラベル付きの位置データとして求めるのである。
従って、上記１秒間隔の時系列の各ＧＰＳ位置データ
は、２秒前における作業車Ｖの位置に対応するデータで
あり、この位置データと１秒単位のＧＰＳクロックとが
ＧＰＳ受信機１７から出力される。

【００２２】前記１秒単位のＧＰＳクロックは同期信号
発生器２１に入力され、この同期信号発生器２１におい
て、図３に示すように、上記ＧＰＳクロックに同期した
ＧＰＳ位置データの出力と同じ間隔のクロックと、さら
にそれよりも短い時間間隔（例えば０．１秒間隔）のク
ロックとからなる後述のＩＮＳ位置データ取り込み用の
クロックを生成して出力する。

【００２３】ここで、二重位相差情報について概略を説
明すると、異なる２つの衛星２からの各搬送波信号を２
つの受信局（固定局Ｒ及び移動局Ｉ１）夫々で受信し
て、各衛星２ごとに対応する２つの位相差を求め、さら
にこれら２つの位相差を組み合わせた位相差の差分を二
重位相差と呼び、これによって各衛星２での送信信号の
位相乱れの影響が除去されるとともに、各受信局の位相
計測用の時計の同期ずれの影響が除去され、最終的に、
衛星側及び受信局側での誤差の影響を少なくした精度の
よい位相差情報が得られる。尚、後述の位置ベクトルｒ
１を求めるために、実際は、異なる４つの衛星２からの
各搬送波信号に基づいて、独立した３つの二重位相差が
求められることになる。

【００２４】前記ＧＰＳ位置データ算出手段１０２によ
る３つの二重位相差情報に基づく作業車Ｖの位置検出に
ついて具体的に説明する。先ず最初に、作業車Ｖを前記
局地水平座標系Ｅ，Ｎ，Ｈにおいて高精度に位置が判っ
ている地点に位置させ、移動局Ｉ１側及び固定局Ｒ側の
各ＧＰＳ受信機１７，１９の受信情報から前記３つの二
重位相差を計算し、固定局Ｒ及び作業車Ｖ間の相対位置
が判っていることから上記二重位相差情報に含まれる搬
送波波長の整数倍の不確定（整数値バイアス）を確定さ
せる。次に、図５に示すように、作業車Ｖを圃場Ｆ内の
未知の点に移動させたときの３つの二重位相差情報よ
り、固定局Ｒから作業車Ｖへの位置ベクトルｒ１が求ま
り、固定局Ｒの基準位置と上記求めた位置ベクトルｒ１
とから、作業車Ｖの位置が判別される。

【００２５】又、作業車Ｖには、図２に示すように、作
業車Ｖの車体方位を検出する方位検出手段としての地磁
気方位計Ｓ４と、作業車Ｖの車体の３次元（車体前後、
横幅及び上下方向）の各軸周りでの角速度を検出するジ
ャイロ装置Ｓ５と、作業車Ｖの３次元（車体前後、横幅
及び上下方向）各方向での加速度を検出する加速度計Ｓ
６とが設けられている。そして、前記ＧＰＳ受信機１７
からの計測時刻付きのＧＰＳ位置データと、同期信号発
生器２１からのＩＮＳデータ取り込み用のクロックと、
地磁気方位計Ｓ４、ジャイロ装置Ｓ５及び加速度計Ｓ６
の各検出情報とが、位置データ計算機２２に入力されて
いる。

【００２６】ここで、地磁気方位計Ｓ４、ジャイロ装置
Ｓ５、加速度センサＳ６及び位置データ計算機２２を利
用して、作業車Ｖの位置変化量を所定時間間隔の時系列
の慣性航法データとして求める慣性航法システムＩＮＳ
が構成される。上記慣性航法データ（以下、ＩＮＳ位置
データという）は、具体的には、作業車Ｖの位置変化量
つまり所定の計測時間間隔（例えば０．１秒）内におけ
る位置変化量が、所定時間間隔（例えば０．１秒）の計
測時刻ラベル付きのデータとして求まる。

【００２７】そして、図２に示すように、前記位置デー
タ計算機２２を利用して、前記ＧＰＳ位置データ算出手
段１０２にて求められる、現在時刻より設定時間（１
秒）前のＧＰＳ位置データ、及び、前記慣性航法システ
ムＩＮＳにて求められる、現在時刻での慣性航法位置デ
ータ（ＩＮＳ位置データ）によって現在時刻での作業車
Ｖの前記圃場Ｆ内での車体位置を求める車体位置検出手
段１０３が構成されている。

【００２８】つまり、検出遅れのあるＧＰＳ位置データ
に対して即時性のあるＩＮＳ位置データを補間すること
で現在時刻での作業車の車体位置を求めるのである。具
体的には、位置データ計算機２２は、位置検出のタイミ
ング状態（図３に示すクロック信号）によって、ＧＰＳ
の位置データが計測された時刻（１秒間隔）かあるいは
その間のもっと細かい時間間隔の時刻（０．１秒間隔）
かを区別しながら、作業車Ｖの位置決めをリアルタイム
に行う。以下、図３に基づいて説明する。

【００２９】先ず図３について補足説明する。図の上側
のラインは１秒間隔のＧＰＳクロックの時刻を表し、ｔ
０は現在時刻、ｔ−４，ｔ−３，ｔ−２，ｔ−１，ｔ＋
１は夫々ｔ０に対して４秒前、３秒前、２秒前、１秒
前、１秒後を示す。また、下側のラインは上のＧＰＳク
ロックを１０等分した０．１秒間隔のＩＮＳ位置データ
取り込みの時刻を表している。前述のように、衛星信号
を受信してからＧＰＳの位置データが得られるまでに
は、約２秒の遅れがあるので、現在時刻ｔ０での最新の
ＧＰＳの位置データはｔ−２の時刻に受信された衛星信
号によるデータとなるので、これを例えば（ｔ−２）の
ＧＰＳ位置データと呼ぶ。

【００３０】始めに、ＧＰＳの位置データが計測された
時刻（例えばｔ０）における現在位置の算出について説
明する。ＧＰＳの位置データが計測された時刻ｔ０で
は、（ｔ−３）のＧＰＳ位置データ及び（ｔ−２）のＧ
ＰＳ位置データの時刻夫々でのジャイロ角度データを取
り込み、その両ジャイロ角度データの差が必要計測精度
以内（つまり直線運動とみなせる）の場合には、（ｔ−
３）の時刻から（ｔ−２）の時刻までのＩＮＳ位置デー
タを積算したものを（ｔ−３）のＧＰＳ位置データに加
算して（ｔ−２）の位置データとするとともに、この
（ｔ−２）の位置データと前記（ｔ−２）のＧＰＳ位置
データとの差からＩＮＳの加速度のバイアスを求め、
（ｔ−３）の時刻から（ｔ−２）の時刻までのＩＮＳの
速度誤差を出す。そして、このＩＮＳの速度誤差を（ｔ
−２）の時刻の速度に加減算して速度補正をし、（ｔ−
２）の時刻から現在時刻ｔ０までのＩＮＳによる移動距
離を再計算し、この時間内の移動距離を積算して（ｔ−
２）のＧＰＳ位置データに加算して、現時点ｔ０での作
業車Ｖの現在位置とする。

【００３１】一方、前記ジャイロ角度データによる回転
角の差が必要計測精度以上（つまり車体が回転してい
る）の場合には、速度の補正は行わず、（ｔ−２）の時
刻から現在時刻ｔ０までのＩＮＳによる移動距離を積算
し、これを（ｔ−２）のＧＰＳ位置データに加算して、
現時点ｔ０での作業車Ｖの現在位置とする。

【００３２】次に、現在の時刻が、ＧＰＳ位置データの
計測時刻の間のより細かい時間間隔の時刻である場合
は、最新のＧＰＳ位置データの時刻から現在時刻までの
ＩＮＳによる移動距離の積算値を、最新のＧＰＳ位置デ
ータに加算して作業車Ｖの現在位置とする。

【００３３】作業車Ｖの操向制御の構成について説明す
ると、図１及び図４に示すように、左右一対の前輪３及
び後輪４を備えた車体５の後部に、下降位置で駆動され
ている対地作業状態とこれ以外の非作業状態とに切換自
在な苗植え付け装置６が、昇降自在で且つ駆動停止自在
に設けられている。前後輪３，４は、左右を一対として
各別に操向操作自在に構成され、操向用の油圧シリンダ
７，８と、電磁操作式の制御弁９，１０とが設けられて
いる。つまり、前輪３又は後輪４の一方のみを操向する
２輪ステアリング形式、前後輪３，４を逆位相で且つ同
角度に操向する４輪ステアリング形式、前後輪３，４を
同位相で且つ同角度に操向する平行ステアリング形式の
３種類のステアリング形式を選択使用できる。尚、各作
業行程に沿っての直進走行は、前輪３のみを操向する２
輪ステアリング形式で行う。

【００３４】図４中、Ｅはエンジン、１１はエンジンＥ
からの出力を変速して前後輪３，４の夫々を同時に駆動
する油圧式無段変速装置、１２はその変速操作用の電動
モータ、１３は植え付け装置６の昇降用油圧シリンダ、
１４はその制御弁、１５はエンジンＥによる植え付け装
置６の駆動を断続する電磁操作式の植え付けクラッチ、
１６は作業車Ｖの走行並びに植え付け装置６の作動等を
制御するためのマイクロコンピュータ利用の制御装置で
あって、後述の各種センサによる検出情報及び予め記憶
された作業行程等に関するデータに基づいて、変速用モ
ータ１２、各制御弁９，１０，１４、及び、植え付けク
ラッチ１５の夫々を制御する。

【００３５】作業車Ｖに装備されるセンサ類について説
明すれば、図４に示すように、前後輪３，４夫々の操向
角を検出するポテンショメータ利用の操向角検出センサ
Ｒ１，Ｒ２と、変速装置１１の変速状態に基づいて間接
的に前後進状態及び車速を検出するポテンショメータ利
用の車速センサＲ３と、変速装置１１の出力軸の回転数
を計数して走行距離を検出するエンコーダＳ３とが設け
られている。

【００３６】前記制御装置１６を利用して、後述の地上
側の作業管理装置７０から送信される予定作業情報及び
前記車体位置検出手段１０３の車体位置情報に基づい
て、作業車Ｖが前記圃場Ｆ内に設定した予定走行経路と
しての複数の作業行程Ｌ夫々に沿って自動走行するよう
に制御する走行制御手段１０１が構成されている。つま
り、作業車Ｖは、図５に示すように、矩形状の圃場Ｆ内
で圃場長手方向に沿う状態で短手方向に並置された各作
業行程Ｌを、図の最右端側に位置する最初の作業行程Ｌ
のスタート位置Ｓｔから走行を開始して、各作業行程Ｌ
に沿って直進状態で行程終端部まで作業走行し、終端部
から隣接する作業行程Ｌの始端部に向けて１８０度旋回
して回向動作し、今度はその作業行程Ｌを逆方向に走行
する往復走行を繰り返して、圃場Ｆの全範囲を自動走行
する。

【００３７】具体的には、各作業行程Ｌに沿っての直線
走行では、前記車体位置検出手段１０３の検出情報から
各作業行程における適正操向位置に対する横方向での車
体位置ｘを判別し、その車体位置情報と、作業行程Ｌに
対する車体方位φの情報と、前輪３の操舵角θの情報
（これは操向角検出センサＲ１にて検出される）とに基
づいて、下式のように設定した目標操舵角θｓで前輪３
を操舵制御する。尚、ｋ１，ｋ２，ｋ３は所定のゲイン
係数である。

【００３８】

【数１】θｓ＝ｋ１・ｘ＋ｋ２・φ＋ｋ３・θ

【００３９】そして、前記制御装置１６は、作業車Ｖを
各作業行程の終端部から隣接する次の作業行程の始端部
に向けて移動させるために、図５に示すように、行程終
端地点つまり回向動作の開始点ｅから所定距離ａ直進走
行させてから１８０度の旋回動作を開始し、所定の旋回
区間ｇを経て旋回動作の終点ｆに至る経路ｅ〜ｆを所望
の回向軌跡として回向動作する。

【００４０】次に、作業車Ｖの苗植付け及び苗供給のた
めの構成について説明する。図６に示すように、前記植
え付け装置６は、機体横幅方向に並列した複数個の植付
け機構３４、機体横幅方向に往復移動しながらマット状
苗を植付け機構３４に供給する苗載せ台３５、接地フロ
ート３６等を備えている。又、予備苗を貯溜するため
に、車体中央の棚枠３１に多数の棚板３２を車体横幅及
び上下方向に整列して付設した予備苗収納棚部３０と、
車体前部側の苗受入れ部５０と、車体後部側の苗補給部
４０とが設けられ、苗受入れ部５０によって後述の苗供
給装置Ｂから苗移送ケースＫに入った予備苗Ｗを受入
れ、この予備苗Ｗを苗補給部４０によって自動的に予備
苗収納棚部３０の棚板３２上に収納し、予備苗収納棚部
３０に収納した予備苗Ｗを苗補給部４０によって植付け
装置６の苗載せ台３５に自動補給するとともに、苗補給
によって空になった苗移送ケースＫを苗受入れ部５０か
ら苗供給装置Ｂに戻すようにしている。

【００４１】図７に示すように、苗補給装置Ｂは、畦際
の補給地点（図５の×で示す地点）に走行する運搬車Ｔ
の荷台に設置され、苗移送ケースＫを運搬車Ｔの前後及
び上下方向に並べて多数収容した苗収容部６０、この苗
収容部６０の前面側を車体横幅及び上下方向に移動して
所定の苗入り移送ケースＫを取り出す取出し機構６１、
この取出し機構６１からの苗移送ケースＫを苗収納部６
０の横一端側に送るベルトコンベア６２、このベルトコ
ンベア６２からの苗移送ケースＫを受け取って荷台の横
外側に向けて送り出す送り出しテーブル６３、この送り
出しテーブル６３からの苗移送ケースＫを田植え機側の
苗受入れ部５０に向けて搬送したり、この苗受入れ部５
０から空の苗移送ケースＫを運搬車Ｔ側に搬送するコン
ベア部６４からなる。尚、コンベア部６４は、基端側の
縦軸芯周りでの旋回、延出角度の変更、及び伸縮自在な
ベルトコンベアに構成されている。ここで、運搬車Ｔ
が、作業車Ｖに対して補助作業（苗補給作業）を行う補
給作業車に相当する。

【００４２】田植え機側の苗受入れ部５０は、図６に示
すように、予備苗収納棚部３０の棚枠内に後端側が入り
込んだ上下２段のベルトコンベア装置５１，５２と、こ
のベルトコンベア装置５１，５２の車体前方側に位置し
たコンベア連結装置５３とからなる。そして、運搬車側
のコンベア部６４をコンベア連結装置５３に連結する
と、コンベア部６４の上下２段のベルトコンベア装置６
４ａ，６４ｂと、苗受入れ部５０側の両ベルトコンベア
装置５１，５２とが苗移送ケースＫを受渡しできる状態
に接続され、苗受入れ部５０の上段のベルトコンベア装
置５１がコンベア部６４の上段のベルトコンベア装置６
４ａから苗入り移送ケースＫを受け取って苗補給部４０
の図６に示す苗補給テーブル４１に送り込み、苗受入れ
部５０の下段のベルトコンベア装置５２が苗補給テーブ
ル４１からの空の移送ケースＫをコンベア部６４の下段
のベルトコンベア装置６４ｂに送り込む。

【００４３】図８に示すように、苗補給テーブル４１
は、苗移送ケースＫを底板部４１ａで受け止め支持し、
側壁部４１ｂとエアシリンダＣＹ１にて係脱操作自在な
係止爪４２とで脱落しないように支持している。そし
て、苗移送ケースＫを受け渡しするために電動モータＭ
２等によって苗受入れ部５０側に接近操作され、予備苗
収納棚部３０に対して苗移送ケースＫを出し入れするた
めに図６に示す電動モータＭ１等によって横方向移動操
作され且つ図示しない電動モータ等によって上下方向に
移動操作され、さらに、植付け装置６の苗載せ台３５の
車体横幅方向に並ぶ複数の苗載せ部のうちの所定のもの
に苗補給するために苗載せ台３５の前側を車体横幅方向
に移動しながら、エアーシリンダＣＹ２によって苗載せ
台３５側に接近移動し且つエアーシリンダＣＹ３によっ
て苗載せ台３５側に向けて上昇揺動操作される。

【００４４】図８に示すように、予備苗収納棚部３０
に、各棚板３２における苗移送ケースＫの存否を検出す
るケース検出スイッチＳ１と、各棚板３２における予備
苗Ｗの存否を検出する苗検出スイッチＳ２とを備え、図
４に示すように、この両検出スイッチＳ１，Ｓ２、及び
苗載せ台３５の各苗載せ部における苗量が苗補給を必要
とする設定量になったことを検出するスイッチ（図示せ
ず）の情報が前記制御装置１６に入力されている。一
方、制御装置１６からは、前記電動モータＭ１，Ｍ２及
びエアシリンダＣＹ１，ＣＹ２，ＣＹ３に対する駆動信
号が出力されている。これにより、苗載せ台３５上の苗
量が上記設定量に減少すると、苗補給部４０は自動的に
苗補給テーブル４１を操作し、予備苗収納棚部３０の予
備苗がある棚板３２から苗入り移送ケースＫを取り出し
て、苗載せ台３５の苗量が少ない苗載せ部に苗補給し、
空になった苗移送ケースＫを予備苗収納棚部３０の元の
棚板３２に戻す。又、苗受入れ部５０が苗入り移送ケー
スＫを受入れるに伴い、苗補給部４０は自動的に苗補給
テーブル４１を操作し、予備苗収納棚部３０の空の苗移
送ケースＫを収納している棚板３２から空の苗移送ケー
スＫを取出して苗受入れ部５０に送り込み、苗受け入れ
部５０から苗入り移送ケースＫを受け取って予備苗収納
棚部３０の空になっている棚板３２に収納する。

【００４５】図７及び図９に示すように、前記運搬車Ｔ
に、ＧＰＳ衛星からの搬送波信号を受信する補助作業車
側移動局Ｉ２用のＧＰＳ受信アンテナ２４ａと、そのＧ
ＰＳ受信アンテナ２４ａの受信信号を処理して補助作業
車側移動局Ｉ２での搬送波位相情報を得るＧＰＳ受信機
２４と、前記地上側のデータ送信機２０の送信情報を受
信するデータ受信アンテナ２３ａを備えた補助作業車側
通信手段としてのデータ受信機２３とが設けられてい
る。

【００４６】上記ＧＰＳ受信機２４を利用して、補助作
業車側移動局Ｉ２での搬送波位相情報及び前記データ受
信機２３が受信した固定局Ｒでの搬送波位相情報から求
めた二重位相差情報に基づいて、固定局Ｒに対する補助
作業車側移動局Ｉ２つまり作業地内における運搬車Ｔの
位置を検出する補助作業車位置検出手段１０４が構成さ
れている。具体的には、前述の作業車Ｖと同様に、最初
に上記二重位相差情報に含まれる搬送波波長の整数倍の
不確定（整数値バイアス）を確定させてから、、図５に
示すように、固定局Ｒから運搬車Ｔへの位置ベクトルｒ
２を求め、固定局Ｒの基準位置と上記位置ベクトルｒ２
とから運搬車Ｔの位置を判別する。ここで、運搬車Ｔは
苗補給の指示があるまでは停止状態にあるので、ＧＰＳ
位置検出の遅れ（約２秒）は問題とならず、ＧＰＳ位置
データのみによって、現在時刻での運搬車Ｔの位置を求
めることができる。そして、前記ＧＰＳ受信機２４から
のＧＰＳ位置データが、運搬車Ｔの制御装置２５に入力
されている。

【００４７】前記制御装置２５には、後述の作業管理装
置７０からの送信情報を受信するデータ受信機２７を経
由して苗補給地点情報が入力されるとともに、前記補助
作業車位置検出手段１０４にて検出した運搬車Ｔの現在
位置及び上記指示された苗補給地点（補助作業地点）を
表示する位置表示手段としての画像表示装置２６に対す
る表示駆動情報が出力されている。尚、画像表示装置２
６は、液晶式のフラットディスプレイ等に構成されて、
運搬車Ｔの運転部等に設置されている。

【００４８】図１０に示すように、地上側に、予定作業
情報に基づいて作業車Ｖを所定範囲の作業地内において
作業させるように管理する作業管理手段としてのマイク
ロコンピュータ利用の作業管理装置７０と、その作業管
理装置７０に予定作業情報を入力する情報入力手段とし
てキーボード等を利用して構成された情報入力装置７１
と、前記予定作業情報を作業車Ｖ側に送信し、且つ、作
業車Ｖ側からの作業に関する実作業情報を受信する管理
側通信手段としてのアンテナ７２ａを備えたデータ送受
信機７２と、前記情報入力装置７１にて入力した予定作
業情報及び後述の作業進行情報を表示する情報表示手段
としての画像表示装置７３とが設けられている。尚、作
業管理装置７０は前記予定作業情報、作業車Ｖからの実
作業情報及び作業進行情報を記憶するためのメモリ７０
ａを備えている。

【００４９】一方、前記作業車Ｖには、図４に示すよう
に、上記作業管理装置７０から送信される予定作業情報
を受信するとともに、その実作業情報を送信する作業情
報送信手段としての送受信機２８が設けられ、この送受
信機２８の送受信情報が制御装置１６に入力されてい
る。そして、前記作業管理装置７０は、作業車Ｖ側の送
受信機２８から送信された実作業情報に基づいて、作業
車Ｖにおける作業の進行に関する作業進行情報を判別す
るとともに、前記予定作業情報と、前記車体位置検出手
段１０３の車体位置情報及び上記作業進行情報とに基づ
いて、前記運搬車Ｔに対して補助作業地点（苗補給地
点）を指示するように構成されている。

【００５０】ここで、予定作業情報として、圃場Ｆの位
置及び大きさ（例えば４隅の位置座標で与えれる）、圃
場内での前記作業行程Ｌの配置及びその走行順序、植付
け作業をする圃場範囲等の情報が入力される。又、実作
業情報としては、苗の消費状態（苗貯溜量）、作業開始
からの走行距離、燃料消費状態等の情報が送信される。
作業進行情報としては、苗の補給必要性及びそのための
補給地点、燃料補給の必要性等が判別される。

【００５１】次に、図１１〜図１２に示すフローチャー
トに基づいて、作業車Ｖの制御装置１６の動作を説明す
る。メインフロー（図１１）では、作業車Ｖは、最初の
作業行程Ｌの自動走行を開始すると、時系列のＧＰＳ位
置データ及びＩＮＳ位置データによる位置検出情報に基
づいて操向制御し、植付け開始位置に到着すると植付け
装置６を下降させるとともに駆動開始して植付け作業を
開始する。

【００５２】そして、行程終端部に向けて、植付け作業
を行いながら走行し、作業に関する実作業情報を適宜送
信する。行程終端部のｅ地点に到達すると、植付け装置
６を駆動停止して上昇させる。ここで、回向回数等に基
づいて作業終了を判別した場合には、走行を停止して全
処理を終了する。作業終了でない場合には、苗補給地点
であることが作業管理装置７０側から送信されていれ
ば、走行を停止して補給完了情報を受信するまで待機す
る。苗補給が完了したら、回向開始点での車体方位を方
位センサＳ４にて検出し、その地点から所定距離直進し
た後、ステアリングを２輪から４輪に切り換えて、次の
行程始端部への１８０度の旋回動作を行う。旋回を終了
すると、ステアリングを４輪から２輪に切り換えて、前
記ＧＰＳ受信データ及びＩＮＳ位置データによる位置検
出情報に基づく操向制御を行いながら、次の作業行程Ｌ
に沿っての苗植付けの作業走行を開始する。

【００５３】前記操向制御処理（図１２）では、時系列
のＧＰＳ位置データ及びＩＮＳ位置データを夫々取り込
み、その両データから現在時刻での作業車Ｖの車体位置
ｘを算出し、又、方位センサＳ４にて車体方位φを検出
し、さらに前輪３の操向角θを検出する。そして、目標
操舵角θｓを設定して、前輪３をステアリング操作す
る。

【００５４】次に、図１３に示すフローチャートに基づ
いて、補助作業車（運搬車Ｔ）の制御装置２５の動作を
説明すると、ＧＰＳによる位置検出を行い、又、作業管
理装置７０側から苗補給地点の情報が送信されているか
どうかを判断し、苗補給の指示があれば、自己の車体位
置と苗補給地点を表示させ、苗補給の指示がなければ、
自己の車体位置だけを表示させる。

【００５５】次に、図１４に示すフローチャートに基づ
いて、作業管理装置７０の動作を説明する。先ず、情報
入力モードでは、情報入力装置７１による前記予定作業
情報の入力処理を行い、その入力情報を表示装置７３に
表示する。作業車Ｖとの間での通信モードでは、作業車
Ｖ側への上記予定作業情報の送信処理と作業車Ｖ側あら
の実作業情報の受信処理を行う。そして、作業進行情報
を判別し、予定作業情報と作業進行情報とを表示装置７
３に表示するとともに、作業進行情報として苗補給の必
要を判別している場合には、苗補給地点情報を運搬車Ｔ
に送信する。

【００５６】〔別実施形態〕ＧＰＳ位置データ及びＩＮ
Ｓ位置データによって作業車の車体位置を求める構成は
は、上記実施例に示した構成のものに限らず、各データ
の検出特性や誤差等の条件を考慮して、種々の構成が可
能である。以下、その１つの別実施形態を図１５に基づ
いて説明する。つまり、前記車体位置検出手段１０３
は、作業車Ｖを予め距離が判っている２地点ｐ０，ｐ１
間を走行（直線走行）させたときの、前記慣性航法シス
テムＩＮＳによる慣性航法位置データΔｑ１，Δｑ２，
Δｑ３……Δｑｎ……を積算して求めた距離の値と、前
記２地点ｐ０，ｐ１間の距離とを比較して、前記慣性航
法システムＩＮＳの出力データの偏り特性を判別し、そ
の慣性航法システムＩＮＳの出力データの偏り特性を打
ち消す状態で、前記車体位置の検出を行うように構成さ
れている。図１５において、２地点ｐ０，ｐ１がｘ軸に
沿っているとすると、その間の距離は両地点のｘ座標の
差ｘｐ１−ｘｐ０で与えられるので、以下の式のよう
に、ＩＮＳ出力データの偏り特性を表す偏り係数αが求
まる。Σは、Δｑ１からｐ１到着までの全てのΔｑｎの
和を示す。ここで、偏りが無ければα＝１であり、その
偏り特性を打ち消すために、例えば、αの逆数１／αを
補正係数として慣性航法システムＩＮＳの出力データに
掛けたものを位置検出用のＩＮＳ位置データとする。

【００５７】

【数２】α＝ΣΔｑｎ／（ｘｐ１−ｘｐ０）

【００５８】又、慣性航法システムＩＮＳの構成は、上
記実施例のものに限らない。例えば、加速度センサＳ６
に換えて、作業車の車輪の回転数を検出する車輪回転計
で構成し、位置計測の時間間隔に応じて車輪の回転数を
計数して作業車の移動量を求めるようにしてもよい。

【００５９】

【００６０】上記実施例では、補助作業車（運搬車Ｔ）
にも、ＧＰＳ衛星からの電波信号を受信して自己の車体
位置を検出し、その車体位置と補助作業地点（補給地
点）の両方を表示するようにしたが、ＧＰＳ衛星からの
受信信号に基づいて位置検出することは必ずしも必要で
はなく、補助作業地点だけを表示するものでもよい。

【００６１】上記実施例では、作業管理手段７０を地上
側に設けたが、必ずしも地上側に設ける必要はなく、例
えば作業車Ｖや補助作業車等に設けてもよい。尚、作業
車Ｖに設ける場合には、予定作業情報を作業車Ｖ側に送
信し、作業車Ｖ側からその実作業情報を受信する管理側
通信手段７２は不要になり、補助作業車に設ける場合に
は、作業管理手段７０が苗補給地点情報を補助作業車Ｖ
側に送信する必要がなくなる。

【００６２】上記実施例では、作業車が田植え用の作業
車Ｖの場合を例示したが、田植え用以外の農作業用作業
車及び農作業用以外の各種の作業車にも適用できるもの
であって、その際の各部の具体構成は、作業車の目的や
作業条件等に合わせて適宜変更される。

【００６３】上記実施例では、補助作業車が田植え用の
作業車Ｖに対して苗補給するための運搬車Ｔである場合
を例示したが、補助作業車はこれに限るものではなく、
例えば、作業車が刈取収穫用のコンバインであるとき
に、そのコンバインに貯溜した穀粒を回収する穀粒回収
装置でもよく、あるいは、作業車に燃料を補給する燃料
補給車でもよい。

【００６４】上記実施例では、移動車Ｖが作業地内の予
定走行経路に沿って自動走行するように制御する走行制
御手段１０１を設けたが、自動走行させるのではなく、
運転者が手動で操縦するようにしてよい。

【００６５】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にする為に符号を記すが、該記入により本発明は添
付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】作業車、補助作業車及び固定局を示す概略側面
図

【図２】作業車の位置検出のための制御構成を示すブロ
ック図

【図３】作業車の位置検出のタイミングを示すタイムチ
ャート

【図４】作業車の制御構成を示すブロック図

【図５】作業車の予定走行経路及び補助作業地点を示す
概略平面図

【図６】作業車の苗補給、貯溜、植付け構造を示す側面
図

【図７】作業車と苗補給装置を示す斜視図

【図８】苗補給動作を示す側面図

【図９】補助作業車の制御構成を示すブロック図

【図１０】作業管理装置の制御構成を示すブロック図

【図１１】作業車の制御作動のフローチャート

【図１２】作業車の操向制御のフローチャート

【図１３】補助作業車の制御作動のフローチャート

【図１４】作業管理装置の制御作動のフローチャート

【図１５】別実施例の車体位置検出の偏り特性を求める
ための走行軌跡を示す平面図

【符号の説明】

Ｖ 作業車 ７０ 作業管理手段 Ｒ 固定局 ２０ 地上側通信手段 Ｉ１ 移動局 １８ 作業車側通信手段 １０２ ＧＰＳ位置データ算出手段 ＩＮＳ 慣性航法システム １０３ 車体位置検出手段 Ｔ 補助作業車 ２８ 作業情報送信手段 １０１ 走行制御手段 Ｉ２ 補助作業車側移動局 ２３ 補助作業車側通信手段 １０４ 補助作業車位置検出手段 ２６ 位置表示手段 ７１ 情報入力手段 ７２ 管理側通信手段 ７３ 情報表示手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｇ０５Ｄ 1/02 Ｇ０５Ｄ 1/02 Ｐ (72)発明者 斉藤 寛 茨城県那珂郡那珂町大字向山1230 株式 会社農作物生育管理システム研究所 水 戸事業所内 (56)参考文献 特開 平６−113607（ＪＰ，Ａ) 実開 平６−33409（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01C 15/00 - 15/14 A01B 69/00 - 69/08 A01C 11/00 - 11/04 G01C 21/00 - 21/24 G01S 5/00 - 5/14 G05D 1/00 - 1/12

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 予定作業情報に基づいて作業車（Ｖ）を
   所定範囲の作業地内において作業させるように管理する
   作業管理手段（７０）が設けられた作業車の作業管理装
   置であって、 地上側の基準位置に設置されて、ＧＰＳ衛星からの搬送
   波信号を受信する固定局（Ｒ）と、 この固定局（Ｒ）での搬送波位相情報を送信する地上側
   通信手段（２０）とが設けられ、 前記作業車（Ｖ）に、 ＧＰＳ衛星からの搬送波信号を受信する移動局（Ｉ１）
   と、 前記地上側通信手段（２０）の送信情報を受信する作業
   車側通信手段（１８）と、 前記移動局（Ｉ１）での搬送波位相情報及び前記作業車
   側通信手段（１８）が受信した前記固定局（Ｒ）での搬
   送波位相情報から求めた二重位相差情報に基づいて、前
   記基準位置に対する前記作業車（Ｖ）の位置を所定時間
   間隔の時系列のＧＰＳ位置データとして求めるＧＰＳ位
   置データ算出手段（１０２）と、 前記作業車（Ｖ）の位置変化量を所定時間間隔の時系列
   の慣性航法位置データとして求める慣性航法システム
   （ＩＮＳ）と、 前記ＧＰＳ位置データ算出手段（１０２）にて求められ
   る、現在時刻より設定時間前のＧＰＳ位置データ、及
   び、前記慣性航法システム（ＩＮＳ）にて求められる、
   現在時刻での慣性航法位置データによって現在時刻での
   前記作業車（Ｖ）の前記作業地内での車体位置を求める
   車体位置検出手段（１０３）と、作業に関する実作業情報を送信する作業情報送信手段
   （２８）とが設けられ、 前記作業管理手段（７０）は、前記作業情報送信手段（２８）から送信された前記実作
   業情報に基づいて作業進行情報を判別するとともに、 前記予定作業情報と、前記車体位置検出手段（１０３）
   の車体位置情報及び前記作業進行情報とに基づいて、前
   記作業車（Ｖ）に対して補助作業を行う補助作業車
   （Ｔ）に対して補助作業地点を指示するように構成され
   ている作業車の作業管理装置。
2. 【請求項２】 前記作業車（Ｖ）に、前記予定作業情報
   及び前記車体位置検出情報に基づいて、前記作業車
   （Ｖ）が前記作業地内の予定走行経路に沿って自動走行
   するように制御する走行制御手段（１０１）が設けられ
   ている請求項１記載の作業車の作業管理装置。
3. 【請求項３】 前記補助作業車（Ｔ）に、 ＧＰＳ衛星からの搬送波信号を受信する補助作業車側移
   動局（Ｉ２）と、 前記地上側通信手段（２０）の送信情報を受信する補助
   作業車側通信手段（２３）と、 前記補助作業車側移動局（Ｉ２）での搬送波位相情報及
   び前記補助作業車側通信手段（２３）が受信した前記固
   定局（Ｒ）での搬送波位相情報から求めた二重位相差情
   報に基づいて、前記作業地内における前記補助作業車
   （Ｔ）の位置を検出する補助作業車位置検出手段（１０
   ４）と、 前記補助作業車位置検出手段（１０４）にて検出した前
   記補助作業車（Ｔ）の現在位置及び前記補助作業地点を
   表示する位置表示手段（２６）とが設けられている請求
   項１又は２記載の 作業車の作業管理装置。
4. 【請求項４】 地上側に、前記作業管理手段（７０）
   と、 前記作業管理手段（７０）に前記予定作業情報を入力す
   る情報入力手段（７１）と、 前記予定作業情報を前記作業車（Ｖ）側に送信し、且
   つ、前記作業車（Ｖ）側から前記実作業情報を受信する
   管理側通信手段（７２）と、 前記情報入力手段（７１）にて入力した予定作業情報及
   び前記作業進行情報を表示する情報表示手段（７３）と
   が設けられている請求項１、２又は３記載の 作業車の作
   業管理装置。
5. 【請求項５】 前記車体位置検出手段（１０３）は、前
   記作業車（Ｖ）を予め距離が判っている２地点間を走行
   させたときの、前記慣性航法システム（ＩＮＳ）による
   前記慣性航法位置データを積算して求めた距離の値と、
   前記２地点間の距離とを比較して、前記慣性航法システ
   ム（ＩＮＳ）の出力データの偏り特性を判別し、その慣
   性航法システム（ＩＮＳ）の出力データの偏り特性を打
   ち消す 状態で、前記車体位置の検出を行うように構成さ
   れている請求項１、２、３又は４記載の作業車の作業管
   理装置。