JP6824149B2 - 自動走行システム - Google Patents

Description

本発明は、圃場の農作物を収穫する収穫機の自動走行を管理する自動走行システムに関する。

上記のような自動走行システムとして、例えば、特許文献１に記載のものが既に知られている。この自動走行システムを利用した収穫作業において、作業者は、収穫作業の最初に収穫機（特許文献１では「コンバイン」）を手動で操作し、圃場内の外周部分を一周するように収穫走行を行う。

この外周部分での走行において、収穫機の走行すべき方位が記録される。そして、記録された方位に基づく自動走行によって、圃場における未刈領域での収穫走行が行われる。

実開平２−１０７９１１号公報

特許文献１に記載の自動走行システムにおいて、圃場内の外周部分を周回走行することにより収穫済みとなった領域を第１領域として設定し、圃場内の内周部分を第２領域として設定することが考えられる。この場合、第２領域は、第１領域の内側に位置することとなる。

この構成においては、第２領域の外形を、圃場内の外周部分を周回走行する間の収穫機の走行軌跡に基づいて算出することが考えられる。そして、算出された第２領域の外形に基づいて第２領域における走行経路を算出すると共に、算出された走行経路に基づいて収穫機を自動走行させれば、第２領域における収穫走行を自動走行によって行うことが可能となる。

しかしながら、圃場の外形が比較的複雑である場合、圃場内の外周部分を周回走行する間の収穫機の走行軌跡が複雑になりがちである。そして、圃場内の外周部分を周回走行する間の収穫機の走行軌跡が複雑であると、第２領域の外形の算出精度が低くなりがちである。

第２領域の外形の算出精度が低い場合、第２領域における自動走行のための走行経路を適切に算出することが困難となる。これにより、第２領域における収穫走行が非効率的となることや、刈り残しが生じること等が想定される。

本発明の目的は、圃場内の内周部分における自動走行を適切に行いやすい自動走行システムを提供することである。

本発明の特徴は、
圃場における外周部分での収穫走行を含む第１収穫走行と、前記第１収穫走行の後に行われる第２収穫走行と、によって圃場の農作物を収穫する収穫機の自動走行を管理する自動走行システムであって、
前記第１収穫走行により収穫済みとなった領域である第１領域の内側を第２領域として設定する領域設定部と、
前記領域設定部により設定された前記第２領域における走行経路である内周走行経路を算出する内周走行経路算出部と、
前記内周走行経路に基づいた自動走行によって前記第２収穫走行が行われるように前記収穫機の走行を制御する走行制御部と、
圃場の外形を示すデータである圃場外形データを取得するデータ取得部と、
前記データ取得部により取得された前記圃場外形データに基づいて、前記第１収穫走行のための走行経路または走行位置を示す情報である第１走行情報を生成する第１走行情報生成部と、を備え、
前記第１走行情報生成部により生成される前記第１走行情報に、中割走行のための走行経路または走行位置を示す情報である中割走行情報が含まれていることにある。

本発明であれば、データ取得部により取得された圃場外形データに基づいて、第１走行情報が生成される。そして、第１走行情報には、中割走行のための走行経路または走行位置を示す情報である中割走行情報が含まれている。

即ち、本発明であれば、圃場の外形に応じて中割走行情報が生成されることとなる。従って、圃場の外形が比較的複雑であっても、第１収穫走行における収穫機の走行軌跡が単純になるように、中割走行のための走行経路または走行位置が算出される構成を実現できる。これにより、第２領域の外形を精度良く算出すると共に、内周走行経路を適切に算出することができる。そして、算出された内周走行経路に基づいて、圃場内の内周部分における自動走行を適切に行うことができる。

従って、本発明であれば、圃場内の内周部分における自動走行を適切に行いやすい。

さらに、本発明において、
前記走行制御部は、前記第１収穫走行において、自動走行によって前記中割走行が行われるように、前記中割走行情報に基づいて前記収穫機の走行を制御すると好適である。

手動走行によって中割走行が行われる場合、中割走行情報により示される中割走行のための走行経路または走行位置と、実際の走行経路または走行位置と、がずれてしまう可能性がある。

ここで、上記の構成によれば、自動走行によって中割走行が行われる。従って、中割走行情報により示される中割走行のための走行経路または走行位置と、実際の走行経路または走行位置と、がずれてしまう事態を回避しやすい。

さらに、本発明において、
前記中割走行情報に基づいて、前記中割走行のための走行経路または走行位置を表示する表示装置を備えると好適である。

この構成によれば、自動走行によって中割走行が行われる場合、作業者は、中割走行の行われる予定の走行経路または走行位置を把握することができる。そのため、自動走行によって中割走行が行われているときに、中割走行が予定通り適切に行われているか否かを確認することが可能となる。

また、手動走行によって中割走行が行われる場合、作業者は、表示装置の表示に従って中割走行を行うことにより、適切な中割走行を行うことができる。

さらに、本発明において、
前記データ取得部は、前記収穫機とは別の作業車から前記圃場外形データを取得すると好適である。

収穫機とは別の作業車に、圃場の外形を算出する機能が備えられている場合、その作業車は、圃場外形データを生成することができる。

ここで、上記の構成によれば、データ取得部は、収穫機とは別の作業車によって生成された圃場外形データを取得することができる。これにより、収穫機とは別の作業車によって生成された圃場外形データを有効利用することが可能となる。

さらに、本発明において、
前記圃場外形データを格納する管理サーバを備え、
前記データ取得部は、前記管理サーバから前記圃場外形データを取得すると好適である。

この構成によれば、圃場外形データが管理サーバに格納される。従って、圃場の外形を一度だけ算出し、その算出結果を圃場外形データとして管理サーバに格納しておけば、その圃場外形データを繰り返し利用することが可能となる。即ち、収穫作業の度に圃場の外形を算出する必要が生じることを回避できる。

さらに、本発明において、
前記データ取得部により取得された前記圃場外形データに基づいて、圃場の外形が、圃場の外周側から内周側に向かって凹入する凹入部を有する形状であるか否かを判定する外形判定部を備え、
前記外形判定部により圃場の外形が前記凹入部を有する形状であると判定された場合、前記第１走行情報生成部は、前記中割走行のための走行経路または走行位置に前記凹入部の頂点部分が含まれるように前記第１走行情報を生成すると好適である。

圃場の外形が凹入部を有する形状である場合、収穫機が圃場内の外周部分を周回走行する際に、凹入部の全長に亘って圃場の境界線に沿って走行すると、収穫機の走行軌跡が複雑になりがちである。

ここで、上記の構成によれば、圃場の外形が凹入部を有する形状である場合、中割走行のための走行経路または走行位置に凹入部の頂点部分が含まれる。従って、上記の構成において生成された第１走行情報に基づいて収穫機が走行すれば、収穫機が圃場内の外周部分を、圃場の境界線に沿って収穫走行し、凹入部の頂点部分に到達すると、その地点から中割走行が行われることとなる。

これにより、収穫機が圃場内の外周部分を周回走行する際に、凹入部の全長に亘って圃場の境界線に沿って走行することにより収穫機の走行軌跡が複雑になる事態を回避できる。

自動走行システムの全体図である。 コンバインの左側面図である。 自動走行システムの構成を示すブロック図である。 第１穀物圃場における１回目の第１収穫走行を示す図である。 １回目の第１収穫走行後の第１穀物圃場を示す図である。 第１穀物圃場における１回目の第２収穫走行を示す図である。 第１穀物圃場における２回目の第１収穫走行を示す図である。 ２回目の第１収穫走行後の第１穀物圃場を示す図である。 第１穀物圃場における２回目の第２収穫走行を示す図である。 第１穀物圃場での収穫作業における通信端末の表示内容を示す図である。 第２穀物圃場における第１収穫走行を示す図である。 第１収穫走行後の第２穀物圃場を示す図である。 第２穀物圃場での収穫作業における通信端末の表示内容を示す図である。 第１別実施形態における第１穀物圃場での収穫作業における通信端末の表示内容を示す図である。 第１別実施形態における第２穀物圃場での収穫作業における通信端末の表示内容を示す図である。 第２別実施形態における第１穀物圃場での収穫作業における通信端末の表示内容を示す図である。 第２別実施形態における第２穀物圃場での収穫作業における通信端末の表示内容を示す図である。

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、図２に示す矢印Ｆの方向を「前」、矢印Ｂの方向を「後」とする。また、図２に示す矢印Ｕの方向を「上」、矢印Ｄの方向を「下」とする。

〔自動走行システムの全体構成〕
図１に示すように、自動走行システムＡは、種々の作業車Ｗと、管理サーバ２と、を備えている。種々の作業車Ｗと管理サーバ２とは、互いに通信可能に構成されている。

図１に示すように、種々の作業車Ｗには、普通型のコンバイン１（本発明に係る「収穫機」に相当）、トラクタ５、田植機６が含まれている。

〔コンバインの全体構成〕
図２に示すように、コンバイン１は、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、収穫装置Ｈ、搬送装置１６、穀粒排出装置１８、衛星測位モジュール８０を備えている。

図２に示すように、走行装置１１は、コンバイン１における下部に備えられている。コンバイン１は、走行装置１１によって自走可能である。

また、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、コンバイン１の作業を監視する作業者が搭乗可能である。尚、作業者は、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。

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。

収穫装置Ｈは、コンバイン１における前部に備えられている。そして、搬送装置１６は、収穫装置Ｈの後側に設けられている。また、収穫装置Ｈは、刈取部１５及びリール１７を有している。

刈取部１５は、圃場の植立穀稈を刈り取る。また、リール１７は、回転駆動しながら収穫対象の植立穀稈を掻き込む。この構成により、収穫装置Ｈは、圃場の穀物（本発明に係る「農作物」に相当）を収穫する。そして、コンバイン１は、収穫装置Ｈによって圃場の穀物を収穫しながら走行装置１１によって走行する収穫走行が可能である。

刈取部１５により刈り取られた刈取穀稈は、搬送装置１６によって脱穀装置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。

また、図２に示すように、運転部１２には、通信端末４（本発明に係る「表示装置」に相当）が配置されている。通信端末４は、種々の情報を表示可能に構成されている。本実施形態において、通信端末４は、運転部１２に固定されている。しかしながら、本発明はこれに限定されず、通信端末４は、運転部１２に対して着脱可能に構成されていても良いし、通信端末４は、コンバイン１の機外に位置していても良い。

〔制御部に関する構成〕
図３に示すように、コンバイン１は、制御部２０を備えている。そして、制御部２０は、データ取得部２１、外形判定部２２、自車位置算出部２３、領域設定部２４、内周走行経路算出部２５、走行制御部２６、第１走行情報生成部２７を有している。

コンバイン１は、図４に示すような第１収穫走行と、図６に示すような第２収穫走行と、によって圃場の穀物を収穫するように構成されている。第１収穫走行は、圃場における外周部分Ｑでの収穫走行を含んでいる。また、第２収穫走行は、第１収穫走行の後に行われる。尚、図４では、第１穀物圃場Ｇ１（本発明に係る「圃場」に相当）の外周部分Ｑが示されている。

本実施形態において、走行制御部２６は、自動走行によって第１収穫走行及び第２収穫走行が行われるように、コンバイン１の走行を制御する。そして、自動走行システムＡは、コンバイン１の自動走行を管理する。

このように、自動走行システムＡは、圃場における外周部分Ｑでの収穫走行を含む第１収穫走行と、第１収穫走行の後に行われる第２収穫走行と、によって圃場の農作物を収穫するコンバイン１の自動走行を管理する。

図３に示すように、データ取得部２１は、管理サーバ２、トラクタ５、田植機６と互いに通信可能に構成されている。管理サーバ２には、圃場外形データが格納されている。圃場外形データとは、圃場の外形を示すデータである。また、トラクタ５及び田植機６は、圃場外形データを生成可能に構成されている。

そして、データ取得部２１は、管理サーバ２、トラクタ５、田植機６から圃場外形データを取得するように構成されている。

このように、自動走行システムＡは、圃場の外形を示すデータである圃場外形データを取得するデータ取得部２１を備えている。また、自動走行システムＡは、圃場外形データを格納する管理サーバ２を備えている。そして、データ取得部２１は、コンバイン１とは別の作業車Ｗから圃場外形データを取得する。また、データ取得部２１は、管理サーバ２から圃場外形データを取得する。

データ取得部２１により取得された圃場外形データは、外形判定部２２及び第１走行情報生成部２７へ送られる。

外形判定部２２は、データ取得部２１から受け取った圃場外形データに基づいて、圃場の外形が、凹入部Ｐを有する形状であるか否かを判定する。尚、凹入部Ｐとは、圃場の外形において、圃場の外周側から内周側に向かって凹入する部分である。例えば、図４に示す第１穀物圃場Ｇ１の外形は、凹入部Ｐを有する形状である。

外形判定部２２による判定結果は、第１走行情報生成部２７へ送られる。

このように、自動走行システムＡは、データ取得部２１により取得された圃場外形データに基づいて、圃場の外形が、圃場の外周側から内周側に向かって凹入する凹入部Ｐを有する形状であるか否かを判定する外形判定部２２を備えている。

また、図２に示すように、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からのＧＰＳ信号を受信する。そして、図３に示すように、衛星測位モジュール８０は、受信したＧＰＳ信号に基づいて、測位データを自車位置算出部２３へ送る。

自車位置算出部２３は、衛星測位モジュール８０から受け取った測位データに基づいて、コンバイン１の位置座標を経時的に算出する。図３に示すように、経時的に算出されたコンバイン１の位置座標は、領域設定部２４、走行制御部２６、第１走行情報生成部２７へ送られる。

領域設定部２４は、自車位置算出部２３から受け取ったコンバイン１の経時的な位置座標に基づいて、第１領域Ｒ１の内側を第２領域Ｒ２として設定するように構成されている。第１領域Ｒ１とは、第１収穫走行により収穫済みとなった領域である。

より具体的には、領域設定部２４は、自車位置算出部２３から受け取ったコンバイン１の経時的な位置座標に基づいて、第１収穫走行におけるコンバイン１の走行軌跡を算出する。さらに、領域設定部２４は、算出されたコンバイン１の走行軌跡に基づいて、第１領域Ｒ１を算出する。そして、領域設定部２４は、算出された第１領域Ｒ１に基づいて、第２領域Ｒ２を算出する。この方法により、領域設定部２４は、第２領域Ｒ２を設定する。

例えば、図４においては、第１穀物圃場Ｇ１での第１収穫走行のためのコンバイン１の走行経路である第１走行経路ＦＬが矢印で示されている。この第１走行経路ＦＬに沿った第１収穫走行が完了すると、第１穀物圃場Ｇ１は、図５に示す状態となる。即ち、第１収穫走行によって収穫済みとなった領域が第１領域Ｒ１となる。そして、領域設定部２４によって、第１領域Ｒ１の内側が第２領域Ｒ２として設定される。

このように、自動走行システムＡは、第１収穫走行により収穫済みとなった領域である第１領域Ｒ１の内側を第２領域Ｒ２として設定する領域設定部２４を備えている。

領域設定部２４による設定内容は、内周走行経路算出部２５へ送られる。

内周走行経路算出部２５は、領域設定部２４から受け取った設定内容に基づいて、内周走行経路ＬＩを算出する。内周走行経路ＬＩとは、第２領域Ｒ２における走行経路である。

より具体的には、領域設定部２４は、第１収穫走行におけるコンバイン１の走行軌跡に基づいて、第２領域Ｒ２の外形を算出する。即ち、領域設定部２４による設定内容には、第２領域Ｒ２の外形が含まれている。そして、内周走行経路算出部２５は、第２領域Ｒ２の外形に基づいて、内周走行経路ＬＩを算出する。

例えば、図５に示すように第２領域Ｒ２が設定された場合、内周走行経路算出部２５は、図６に示すように、内周走行経路ＬＩを算出する。尚、図６に示すように、本実施形態においては、内周走行経路ＬＩは、互いに平行な複数の平行線である。

内周走行経路算出部２５により算出された内周走行経路ＬＩは、走行制御部２６へ送られる。

このように、自動走行システムＡは、領域設定部２４により設定された第２領域Ｒ２における走行経路である内周走行経路ＬＩを算出する内周走行経路算出部２５を備えている。

コンバイン１が第２収穫走行を行う際、走行制御部２６は、自車位置算出部２３から受け取ったコンバイン１の位置座標と、内周走行経路算出部２５から受け取った内周走行経路ＬＩと、に基づいて、コンバイン１の自動走行を制御する。より具体的には、走行制御部２６は、内周走行経路ＬＩに沿ってコンバイン１が自動走行するように、コンバイン１の走行を制御する。

このように、自動走行システムＡは、内周走行経路ＬＩに基づいた自動走行によって第２収穫走行が行われるようにコンバイン１の走行を制御する走行制御部２６を備えている。

第１走行情報生成部２７は、データ取得部２１から受け取った圃場外形データに基づいて、第１走行情報を生成する。第１走行情報とは、第１収穫走行のための走行経路または走行位置を示す情報である。

そして、第１走行情報生成部２７により生成される第１走行情報には、中割走行情報が含まれている。中割走行情報とは、中割走行のための走行経路または走行位置を示す情報である。中割走行とは、圃場における未刈領域を分割するように行われる収穫走行である。

例えば、図４においては、第１穀物圃場Ｇ１での第１収穫走行のためのコンバイン１の走行経路である第１走行経路ＦＬが矢印で示されている。第１穀物圃場Ｇ１での収穫作業において、第１走行情報生成部２７は、第１走行経路ＦＬを示す情報を生成する。図４に示すように、第１走行経路ＦＬは、図４において右下に位置する地点から反時計周りに３周する走行経路である。即ち、本実施形態においては、第１走行情報生成部２７は、第１収穫走行のための走行経路である第１走行経路ＦＬを示す情報を生成する。

そして、図４に示すように、第１走行経路ＦＬには、中割走行のための走行経路である３本の中割経路ＬＭが含まれている。即ち、第１穀物圃場Ｇ１での収穫作業において第１走行情報生成部２７により生成される第１走行情報には、中割経路ＬＭを示す情報が含まれている。コンバイン１が中割経路ＬＭに沿って収穫走行することにより、第１穀物圃場Ｇ１における未刈領域は２つに分割されることとなる。

このように、自動走行システムＡは、データ取得部２１により取得された圃場外形データに基づいて、第１収穫走行のための走行経路または走行位置を示す情報である第１走行情報を生成する第１走行情報生成部２７を備えている。また、第１走行情報生成部２７により生成される第１走行情報に、中割走行のための走行経路または走行位置を示す情報である中割走行情報が含まれている。

また、外形判定部２２により圃場の外形が凹入部Ｐを有する形状であると判定された場合、第１走行情報生成部２７は、中割走行のための走行経路または走行位置に凹入部Ｐの頂点部分Ｐｔが含まれるように第１走行情報を生成する。

例えば、上述の通り、図４に示す第１穀物圃場Ｇ１の外形は、凹入部Ｐを有する形状である。そのため、第１穀物圃場Ｇ１での収穫作業においては、外形判定部２２により、第１穀物圃場Ｇ１の外形が凹入部Ｐを有する形状であると判定される。そして、外形判定部２２による判定結果は、第１走行情報生成部２７へ送られる。

この判定結果を受け取った第１走行情報生成部２７は、中割走行のための走行経路または走行位置に凹入部Ｐの頂点部分Ｐｔが含まれるように第１走行情報を生成する。実際に、図４に示す中割経路ＬＭには、凹入部Ｐの頂点部分Ｐｔが含まれている。

第１走行情報生成部２７により生成された第１走行情報は、走行制御部２６及び通信端末４へ送られる。

コンバイン１が第１収穫走行を行う際、走行制御部２６は、自車位置算出部２３から受け取ったコンバイン１の位置座標と、第１走行情報生成部２７から受け取った第１走行情報と、に基づいて、コンバイン１の自動走行を制御する。より具体的には、走行制御部２６は、第１走行情報により示される走行経路または走行位置を通ってコンバイン１が自動走行するように、コンバイン１の走行を制御する。

このとき、特に、走行制御部２６は、第１収穫走行において、自動走行によって中割走行が行われるように、中割走行情報に基づいてコンバイン１の走行を制御する。

例えば、コンバイン１が図４に示す第１穀物圃場Ｇ１において第１収穫走行を行う際、走行制御部２６は、第１走行経路ＦＬに沿ってコンバイン１が自動走行するように、コンバイン１の走行を制御する。

このとき、特に、走行制御部２６は、中割経路ＬＭに沿った収穫走行が自動走行によって行われるように、コンバイン１の走行を制御する。

通信端末４は、第１走行情報生成部２７から受け取った第１走行情報に基づいて、第１収穫走行のための走行経路または走行位置を表示するように構成されている。このとき、特に、通信端末４は、第１走行情報に含まれている中割走行情報に基づいて、中割走行のための走行経路または走行位置を表示する。

例えば、コンバイン１が図４に示す第１穀物圃場Ｇ１において第１収穫走行を行う際、通信端末４は、図１０に示すように、第１走行情報生成部２７から受け取った第１走行情報により示される第１走行経路ＦＬを表示する。このとき、特に、通信端末４は、第１走行情報に含まれている中割走行情報に基づいて、中割経路ＬＭを表示する。

このように、自動走行システムＡは、中割走行情報に基づいて、中割走行のための走行経路または走行位置を表示する通信端末４を備える。

〔圃場の外形が凹入部を有する形状である場合の収穫作業の流れ〕
以下では、自動走行システムＡを利用した収穫作業の例として、コンバイン１が、図４に示す第１穀物圃場Ｇ１で収穫作業を行う場合の流れについて説明する。

最初に、データ取得部２１が、管理サーバ２、トラクタ５、田植機６の何れかから圃場外形データを取得する。データ取得部２１により取得された圃場外形データは、外形判定部２２及び第１走行情報生成部２７へ送られる。

次に、外形判定部２２が、データ取得部２１から受け取った圃場外形データに基づいて、第１穀物圃場Ｇ１の外形が凹入部Ｐを有する形状であるか否かを判定する。図４に示すように、第１穀物圃場Ｇ１の外形は、凹入部Ｐを有する形状である。そのため、外形判定部２２により、第１穀物圃場Ｇ１の外形が凹入部Ｐを有する形状であると判定される。この判定結果は、第１走行情報生成部２７へ送られる。

この判定結果を受け取った第１走行情報生成部２７は、図４に示すように、第１走行経路ＦＬを示す第１走行情報を生成する。第１走行経路ＦＬは、図４において右下に位置する地点から反時計周りに３周する走行経路である。また、図４に示すように、第１走行経路ＦＬには、中割走行のための走行経路である３本の中割経路ＬＭが含まれている。そして、第１穀物圃場Ｇ１の外形が凹入部Ｐを有する形状であるため、中割経路ＬＭには、凹入部Ｐの頂点部分Ｐｔが含まれている。

尚、図４に示すように、このとき生成される第１走行情報により示される第１走行経路ＦＬにおいて、中割経路ＬＭ以外の部分は、第１穀物圃場Ｇ１における外周部分Ｑを通っている。

次に、第１走行情報生成部２７により生成された第１走行情報が、走行制御部２６及び通信端末４へ送られる。そして、通信端末４は、図１０に示すように、第１走行情報生成部２７から受け取った第１走行情報により示される第１走行経路ＦＬを表示する。

また、走行制御部２６が第１走行情報を受け取ると、コンバイン１の自動走行が開始される。コンバイン１は、第１走行経路ＦＬに沿って自動走行するように、走行制御部２６によって制御される。この自動走行により、第１収穫走行が行われる。

第１収穫走行が完了すると、図５に示すように、第１収穫走行が行われた部分が収穫済みとなる。また、この収穫済みの領域の内側の領域は、未刈のまま残されている。また、図４及び図５に示すように、コンバイン１が中割経路ＬＭに沿って収穫走行することにより、第１穀物圃場Ｇ１における未刈領域は２つに分割されている。

領域設定部２４は、第１収穫走行におけるコンバイン１の経時的な位置座標に基づいて、第１収穫走行におけるコンバイン１の走行軌跡を算出する。さらに、領域設定部２４は、算出されたコンバイン１の走行軌跡に基づいて、第１収穫走行により収穫済みとなった領域を、第１領域Ｒ１として算出する。そして、領域設定部２４は、算出された第１領域Ｒ１の内側を、第２領域Ｒ２として算出する。この方法により、領域設定部２４は、第２領域Ｒ２を設定する。

そして、領域設定部２４による設定内容は、内周走行経路算出部２５へ送られる。領域設定部２４による設定内容には、第２領域Ｒ２の外形が含まれている。そして、内周走行経路算出部２５は、第２領域Ｒ２の外形に基づいて、図６に示すように、内周走行経路ＬＩを算出する。このとき算出される内周走行経路ＬＩは、互いに平行な複数の平行線である。

内周走行経路算出部２５により算出された内周走行経路ＬＩは、走行制御部２６へ送られる。走行制御部２６が内周走行経路ＬＩを受け取ると、コンバイン１は、図６に示す内周走行経路ＬＩに沿って自動走行するように、走行制御部２６によって制御される。この自動走行により、第２収穫走行が行われる。そして、この第２収穫走行が完了すると、第１穀物圃場Ｇ１は、図７に示す状態となる。

第１走行情報生成部２７は、図４から図６において示した第１収穫走行及び第２収穫走行におけるコンバイン１の経時的な位置座標に基づいて、図４から図６において示した第１収穫走行及び第２収穫走行におけるコンバイン１の走行軌跡を算出する。さらに、第１走行情報生成部２７は、算出されたコンバイン１の走行軌跡に基づいて、図７の時点で収穫済みである領域を算出する。

そして、このように算出された収穫済みである領域と、圃場外形データと、に基づいて、第１走行情報生成部２７は、図７の時点での未刈領域を算出する。さらに、第１走行情報生成部２７は、算出された未刈領域に基づいて、図７に矢印で示す第１走行経路ＦＬを示す第１走行情報を生成する。このとき生成される第１走行経路ＦＬは、図７に示すように、未刈領域において、図７の右上に位置する地点から反時計周りに３周する走行経路である。

尚、図７に示すように、このとき生成される第１走行情報により示される第１走行経路ＦＬにおいて、収穫済みの領域に接する部分以外は、第１穀物圃場Ｇ１における外周部分Ｑを通っている。

そして、この第１走行情報は、走行制御部２６及び通信端末４へ送られる。そして、通信端末４は、再び、第１走行情報生成部２７から受け取った第１走行情報により示される第１走行経路ＦＬを表示する（図示せず）。

また、コンバイン１は、図７に示す第１走行経路ＦＬに沿って自動走行するように、走行制御部２６によって制御される。この自動走行により、２回目の第１収穫走行が行われる。

２回目の第１収穫走行が完了すると、図８に示すように、２回目の第１収穫走行が行われた部分が収穫済みとなる。また、この収穫済みの領域の内側の領域は、未刈のまま残されている。

１回目の第１収穫走行と同様に、領域設定部２４は、図８に示すように、第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２を設定する。そして、内周走行経路算出部２５は、図８に示す第２領域Ｒ２の外形に基づいて、図９に示すように、内周走行経路ＬＩを算出する。このとき算出される内周走行経路ＬＩは、互いに平行な複数の平行線である。

そして、１回目の第２収穫走行と同様に、コンバイン１は、図９に示す内周走行経路ＬＩに沿って自動走行するように、走行制御部２６によって制御される。この自動走行により、２回目の第２収穫走行が行われる。そして、この第２収穫走行が完了すると、第１穀物圃場Ｇ１の全体が収穫済みとなる。

〔圃場の外形が凹入部を有する形状でない場合の収穫作業の流れ〕
以下では、自動走行システムＡを利用した収穫作業の例として、コンバイン１が、図１１に示す第２穀物圃場Ｇ２（本発明に係る「圃場」に相当）で収穫作業を行う場合の流れについて説明する。

最初に、データ取得部２１が、管理サーバ２、トラクタ５、田植機６の何れかから圃場外形データを取得する。データ取得部２１により取得された圃場外形データは、外形判定部２２及び第１走行情報生成部２７へ送られる。

次に、外形判定部２２が、データ取得部２１から受け取った圃場外形データに基づいて、第２穀物圃場Ｇ２の外形が凹入部Ｐを有する形状であるか否かを判定する。図１１に示すように、第２穀物圃場Ｇ２の外形は、凹入部Ｐを有する形状でない。そのため、外形判定部２２により、第２穀物圃場Ｇ２の外形が凹入部Ｐを有する形状でないと判定される。この判定結果は、第１走行情報生成部２７へ送られる。

この判定結果を受け取った第１走行情報生成部２７は、図１１に矢印で示す第１走行経路ＦＬを示す第１走行情報を生成する。図１１に示すように、第１走行経路ＦＬは、図１１おいて右下に位置する地点から第２穀物圃場Ｇ２の外形に沿って反時計周りに３周する走行経路と、中割経路ＬＭと、を含んでいる。図１１に示すように、中割経路ＬＭは、第２穀物圃場Ｇ２の中央部分において、図１１における上下方向に延びている。

尚、図１１に示すように、このとき生成される第１走行情報により示される第１走行経路ＦＬにおいて、中割経路ＬＭ以外の部分は、第２穀物圃場Ｇ２における外周部分Ｑを通っている。

次に、第１走行情報生成部２７により生成された第１走行情報が、走行制御部２６及び通信端末４へ送られる。そして、通信端末４は、図１３に示すように、第１走行情報生成部２７から受け取った第１走行情報により示される第１走行経路ＦＬを表示する。

また、走行制御部２６が第１走行情報を受け取ると、コンバイン１の自動走行が開始される。コンバイン１は、図１１に示す第１走行経路ＦＬに沿って自動走行するように、走行制御部２６によって制御される。この自動走行により、第１収穫走行が行われる。

第１収穫走行が完了すると、図１２に示すように、第１収穫走行が行われた部分が収穫済みとなる。また、この収穫済みの領域の内側の領域は、未刈のまま残されている。また、図１１及び図１２に示すように、コンバイン１が中割経路ＬＭに沿って収穫走行することにより、第２穀物圃場Ｇ２における未刈領域は２つに分割されている。

領域設定部２４は、第１収穫走行におけるコンバイン１の経時的な位置座標に基づいて、第１収穫走行におけるコンバイン１の走行軌跡を算出する。さらに、領域設定部２４は、算出されたコンバイン１の走行軌跡に基づいて、第１収穫走行により収穫済みとなった領域を、第１領域Ｒ１として算出する。そして、領域設定部２４は、算出された第１領域Ｒ１の内側を、第２領域Ｒ２として算出する。この方法により、領域設定部２４は、第２領域Ｒ２を設定する。

尚、図１２に示すように、この例においては、第１領域Ｒ１により囲まれる領域が２つ存在する。そのため、領域設定部２４は、２つの第２領域Ｒ２を設定する。

その後、２つの第２領域Ｒ２のそれぞれにおいて、図６及び図９に基づいて説明したように、内周走行経路ＬＩが算出されると共に、自動走行により第２収穫走行が行われる。そして、第２収穫走行が完了すると、第２穀物圃場Ｇ２の全体が収穫済みとなる。

内周走行経路ＬＩの算出、及び、自動走行による第２収穫走行については、図６及び図９に基づいて既に説明しているため、ここでは説明を割愛する。

尚、図１０及び図１３においては、外周部分Ｑが示されている。実際の通信端末４においては、このように外周部分Ｑが表示されていても良いし、表示されていなくても良い。

以上で説明した構成であれば、データ取得部２１により取得された圃場外形データに基づいて、第１走行情報が生成される。そして、第１走行情報には、中割走行のための走行経路または走行位置を示す情報である中割走行情報が含まれている。

即ち、以上で説明した構成であれば、圃場の外形に応じて中割走行情報が生成されることとなる。従って、圃場の外形が比較的複雑であっても、第１収穫走行におけるコンバイン１の走行軌跡が単純になるように、中割走行のための走行経路または走行位置が算出される構成を実現できる。これにより、第２領域Ｒ２の外形を精度良く算出すると共に、内周走行経路ＬＩを適切に算出することができる。そして、算出された内周走行経路ＬＩに基づいて、圃場内の内周部分における自動走行を適切に行うことができる。

従って、以上で説明した構成であれば、圃場内の内周部分における自動走行を適切に行いやすい。

〔第１別実施形態〕
上記実施形態においては、第１走行情報生成部２７は、第１走行情報として、第１収穫走行のための走行経路である第１走行経路ＦＬを示す情報を生成する。そして、第１走行経路ＦＬには、中割経路ＬＭが含まれている。即ち、第１走行情報生成部２７により生成される第１走行情報には、中割経路ＬＭを示す情報が含まれている。

しかしながら、本発明はこれに限定されない。以下では、本発明に係る第１別実施形態について、上記実施形態とは異なる点を中心に説明する。以下で説明している部分以外の構成は、上記実施形態と同様である。また、上記実施形態と同様の構成については、同じ符号を付している。

図１４及び図１５は、本発明に係る第１別実施形態における通信端末４を示す図である。この第１別実施形態において、第１走行情報生成部２７は、データ取得部２１から受け取った圃場外形データに基づいて、中割箇所ＰＭを示す情報を生成する。

中割箇所ＰＭは、中割走行のための走行位置である。即ち、中割箇所ＰＭを示す情報は、本発明に係る「中割走行情報」に相当する。

また、この第１別実施形態においては、第１走行情報として、中割箇所ＰＭを示す情報のみが生成される。即ち、この第１別実施形態においては、第１走行情報と中割走行情報とが同一である。このように、本発明に係る「第１走行情報」は、「中割走行情報」と同一であっても良い。

そして、図１４及び図１５に示すように、通信端末４は、第１走行情報生成部２７から受け取った第１走行情報により示される走行位置を表示する。より具体的には、通信端末４は、中割箇所ＰＭを三角形のシンボルにより表示する。

尚、図１４に示されている圃場は、上述の第１穀物圃場Ｇ１である。また、図１５に示されている圃場は、上述の第２穀物圃場Ｇ２である。

図１４に示すように、圃場の外形が凹入部Ｐを有する形状である場合、第１走行情報生成部２７は、中割箇所ＰＭが凹入部Ｐの頂点部分Ｐｔに位置するように、第１走行情報を生成する。また、図１５に示すように、圃場の外形が凹入部Ｐを有する形状でない場合、第１走行情報生成部２７は、中割箇所ＰＭが圃場の中央部分に位置するように、第１走行情報を生成する。

この第１別実施形態において、作業者が、通信端末４に表示される中割箇所ＰＭに従って手動走行により中割走行を行うと共に、圃場における外周部分Ｑでの収穫走行を手動走行により行えば、上記実施形態と同様に、第１収穫走行が完了する。そして、上記実施形態において説明したように、内周走行経路ＬＩが算出されると共に、自動走行により第２収穫走行が行われる。そして、第１収穫走行及び第２収穫走行を、必要な回数だけ行うことにより、圃場の全体が収穫済みとなる。

尚、中割走行及び圃場における外周部分Ｑでの収穫走行は、自動走行により行われても良い。

また、図１４及び図１５においては、外周部分Ｑが示されている。実際の通信端末４においては、このように外周部分Ｑが表示されていても良いし、表示されていなくても良い。

〔第２別実施形態〕
上記実施形態においては、第１走行情報生成部２７は、第１走行情報として、第１収穫走行のための走行経路を示す情報を生成する。そして、第１走行情報生成部２７により生成される第１走行情報には、中割経路ＬＭを示す情報が含まれている。

しかしながら、本発明はこれに限定されない。以下では、本発明に係る第２別実施形態について、上記実施形態とは異なる点を中心に説明する。以下で説明している部分以外の構成は、上記実施形態と同様である。また、上記実施形態と同様の構成については、同じ符号を付している。

図１６及び図１７は、本発明に係る第２別実施形態における通信端末４を示す図である。この第２別実施形態において、第１走行情報生成部２７は、データ取得部２１から受け取った圃場外形データに基づいて、帯状の第１走行領域ＦＲを示す情報を生成する。

尚、図１６に示されている圃場は、上述の第１穀物圃場Ｇ１である。また、図１７に示されている圃場は、上述の第２穀物圃場Ｇ２である。

図１６及び図１７において、第１走行領域ＦＲは、斜線のハッチングにより示されている。

第１走行領域ＦＲは、第１収穫走行のための走行位置である。即ち、第１走行領域ＦＲを示す情報は、本発明に係る「第１走行情報」に相当する。図１６に示すように、第１走行領域ＦＲは、第１穀物圃場Ｇ１における外周部分Ｑと重複している。また、図１７に示すように、第１走行領域ＦＲは、第２穀物圃場Ｇ２における外周部分Ｑと重複している。

また、図１６及び図１７に示すように、第１走行領域ＦＲには、中割走行のための走行位置である中割領域ＲＭが含まれている。即ち、この第２別実施形態において、第１走行情報生成部２７により生成される第１走行情報には、中割領域ＲＭを示す情報が含まれている。また、中割領域ＲＭは、本発明に係る「中割走行情報」に相当する。

そして、図１６及び図１７に示すように、通信端末４は、第１走行情報生成部２７から受け取った第１走行情報により示される走行位置を表示する。より具体的には、通信端末４は、中割領域ＲＭを含む第１走行領域ＦＲを、帯状の図形により表示する。

図１６に示すように、圃場の外形が凹入部Ｐを有する形状である場合、第１走行情報生成部２７は、中割領域ＲＭに凹入部Ｐの頂点部分Ｐｔが含まれるように、第１走行情報を生成する。また、図１７に示すように、圃場の外形が凹入部Ｐを有する形状でない場合、第１走行情報生成部２７は、中割領域ＲＭが圃場の中央部分に位置するように、第１走行情報を生成する。

この第２別実施形態において、作業者が、通信端末４に表示される第１走行領域ＦＲに従って手動走行により収穫作業を行えば、上記実施形態と同様に、圃場における外周部分Ｑでの収穫走行を含む第１収穫走行が完了する。そして、上記実施形態において説明したように、内周走行経路ＬＩが算出されると共に、自動走行により第２収穫走行が行われる。そして、第１収穫走行及び第２収穫走行を、必要な回数だけ行うことにより、圃場の全体が収穫済みとなる。

尚、第１走行領域ＦＲでの収穫走行は、自動走行により行われても良い。

また、図１６及び図１７においては、外周部分Ｑが示されている。実際の通信端末４においては、このように外周部分Ｑが表示されていても良いし、表示されていなくても良い。

尚、以上に記載した各実施形態は一例に過ぎないのであり、本発明はこれに限定されるものではなく、適宜変更が可能である。

〔その他の実施形態〕
（１）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。

（２）圃場外形データがコンバイン１の内部で生成されるように構成されていても良い。この場合、データ取得部２１は、コンバイン１の内部で生成された圃場外形データを取得するように構成されていても良い。

（３）コンバイン１による第１収穫走行は、手動走行によって行われても良い。

（４）上記実施形態においては、内周走行経路算出部２５により算出される内周走行経路ＬＩは、互いに平行な複数の平行線であるが、本発明はこれに限定されず、内周走行経路算出部２５により算出される内周走行経路ＬＩは、互いに平行な複数の平行線でなくても良い。例えば、内周走行経路算出部２５により算出される内周走行経路ＬＩは、渦巻き状の走行経路であっても良い。

（５）外形判定部２２は設けられていなくても良い。

（６）外形判定部２２により圃場の外形が凹入部Ｐを有する形状であると判定された場合、第１走行情報生成部２７は、中割走行のための走行経路または走行位置に凹入部Ｐの頂点部分Ｐｔが含まれないように第１走行情報を生成しても良い。

（７）自動走行システムＡは、管理サーバ２を備えていなくても良い。

（８）通信端末４は設けられていなくても良い。

（９）データ取得部２１、外形判定部２２、自車位置算出部２３、領域設定部２４、内周走行経路算出部２５、走行制御部２６、第１走行情報生成部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、管理サーバ２に備えられていても良い。

本発明は、普通型のコンバインだけでなく、自脱型のコンバインにも利用可能である。また、トウモロコシ収穫機、ジャガイモ収穫機、ニンジン収穫機、サトウキビ収穫機等の種々の収穫機にも利用できる。

１ コンバイン（収穫機）
２ 管理サーバ
４ 通信端末（表示装置）
２１ データ取得部
２２ 外形判定部
２４ 領域設定部
２５ 内周走行経路算出部
２６ 走行制御部
２７ 第１走行情報生成部
Ａ 自動走行システム
Ｇ１ 第１穀物圃場（圃場）
Ｇ２ 第２穀物圃場（圃場）
ＬＩ 内周走行経路
Ｐ 凹入部
Ｐｔ 頂点部分
Ｑ 外周部分
Ｒ１ 第１領域
Ｒ２ 第２領域
Ｗ 作業車

Claims (6)

1. 圃場における外周部分での収穫走行を含む第１収穫走行と、前記第１収穫走行の後に行われる第２収穫走行と、によって圃場の農作物を収穫する収穫機の自動走行を管理する自動走行システムであって、
   前記第１収穫走行により収穫済みとなった領域である第１領域の内側を第２領域として設定する領域設定部と、
   前記領域設定部により設定された前記第２領域における走行経路である内周走行経路を算出する内周走行経路算出部と、
   前記内周走行経路に基づいた自動走行によって前記第２収穫走行が行われるように前記収穫機の走行を制御する走行制御部と、
   圃場の外形を示すデータである圃場外形データを取得するデータ取得部と、
   前記データ取得部により取得された前記圃場外形データに基づいて、前記第１収穫走行のための走行経路または走行位置を示す情報である第１走行情報を生成する第１走行情報生成部と、を備え、
   前記第１走行情報生成部により生成される前記第１走行情報に、中割走行のための走行経路または走行位置を示す情報である中割走行情報が含まれている自動走行システム。
2. 前記走行制御部は、前記第１収穫走行において、自動走行によって前記中割走行が行われるように、前記中割走行情報に基づいて前記収穫機の走行を制御する請求項１に記載の自動走行システム。
3. 前記中割走行情報に基づいて、前記中割走行のための走行経路または走行位置を表示する表示装置を備える請求項１または２に記載の自動走行システム。
4. 前記データ取得部は、前記収穫機とは別の作業車から前記圃場外形データを取得する請求項１から３の何れか一項に記載の自動走行システム。
5. 前記圃場外形データを格納する管理サーバを備え、
   前記データ取得部は、前記管理サーバから前記圃場外形データを取得する請求項１から４の何れか一項に記載の自動走行システム。
6. 前記データ取得部により取得された前記圃場外形データに基づいて、圃場の外形が、圃場の外周側から内周側に向かって凹入する凹入部を有する形状であるか否かを判定する外形判定部を備え、
   前記外形判定部により圃場の外形が前記凹入部を有する形状であると判定された場合、前記第１走行情報生成部は、前記中割走行のための走行経路または走行位置に前記凹入部の頂点部分が含まれるように前記第１走行情報を生成する請求項１から５の何れか一項に記載の自動走行システム。
   

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