JP6916120B2

JP6916120B2 - 作業車両用の自動走行システム

Info

Publication number: JP6916120B2
Application number: JP2018001857A
Authority: JP
Inventors: 康人西井
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2018-01-10
Filing date: 2018-01-10
Publication date: 2021-08-11
Anticipated expiration: 2038-01-10
Also published as: JP2023016880A; JP7184971B2; JP2019121266A; JP2021170378A

Description

本発明は、作業車両を蛇行状に往復案内する往復案内経路と、作業車両を作業地の外周側において周回案内する周回案内経路と、を生成する目標経路生成部を備えた作業車両用の自動走行システムに関する。

上記のような作業車両用の自動走行システムとしては、圃場の形状から中央作業地とその周囲に位置する枕地とを区分けする区分けデータを生成し、直線状の往復経路とＵターン経路とを有する中央作業地走行経路（往復案内経路）を子作業車用の目標走行経路として算定し、子作業車が親作業車に先行して目標走行経路に基づいて自動走行した後、親作業車が手動運転で子作業車に先行して枕地を周回走行するのに伴って、親作業車の走行軌跡に基づいて枕地での子作業車用の目標走行経路となる枕地走行経路（周回案内経路）を算定する経路算定モジュールを備えたものがある（例えば特許文献１参照）。

特開２０１６−３１６４９号公報

特許文献１に記載の作業車両用の自動走行システムにおいては、中央作業地が、往復案内経路に基づく作業車の自動走行によって作業される自動作業領域となり、枕地が、親作業車の手動運転に基づく子作業車の自動走行によって作業される半自動作業領域となるように、圃場内の作業領域を区分けすることが行われている。これにより、例えば、往復案内経路に基づく自動走行による作業によって、中央作業地の旋回側に不揃いの残耕が残るようになったとしても、枕地での半自動運転による作業車の周回走行により、中央作業地の旋回側に残る不揃いの残耕を枕地の未耕地とともに耕耘することができる。その反面、往復案内経路などを生成する上においては、その前の段階にて前述した区分けデータを生成する必要がある。この区分けデータは、これに基づいて圃場内の作業領域を区分けすることで得られる中央作業地とその周囲に位置する枕地とのそれぞれが、作業車の作業幅などを考慮して算定された例えば作業幅の整数倍の幅寸法を有する領域となるように、圃場内の作業領域を区分けするためのものであることから、その生成に複雑な演算処理を要することになる。つまり、往復案内経路などを生成する上においては、複雑な演算処理を要する区分けデータを生成する必要があることから、往復案内経路などの生成を容易にする上において改善の余地がある。また、枕地での周回走行はユーザによる親作業車の手動運転に基づくことから、ユーザの負担を軽減する上においても改善の余地がある。

ところで、往復案内経路を生成する上においては、基準経路となる往復案内経路における１番目の往路を圃場の端辺に近接させて生成するほど、往復案内経路の生成が容易になり、また、往復案内経路が長くなることにより、往復案内経路に基づく自動走行による作業後に残る未耕地を少なくすることができる。その反面、基準経路と圃場の端辺との間に周回用の経路を生成するための領域を確保することが難しくなり、この領域を確保することができない場合は、中央作業地の旋回側に残る不揃いの残耕を周回走行で耕耘することができなくなる。

上記の実情に鑑み、本発明の主たる課題は、往復案内経路および周回案内経路の生成を容易にしながら自動走行による作業後に残る作業地での未作業領域を少なくする点にある。

本発明の第１特徴構成は、
作業車両用の自動走行システムにおいて、
作業地の第１端部領域において前記作業地の第１端辺に隣接する基準経路と、前記基準経路に対して並列に並ぶ複数の並列経路と、前記基準経路と所定数の前記並列経路とを一連に接続する複数の転回経路と、を有して作業車両を蛇行状に往復案内する往復案内経路を生成し、前記往復案内経路に連接されるとともに、前記基準経路と、所定数の前記転回経路が位置する前記作業地の第２端部領域と第３端部領域において前記転回経路の配列方向に延びる一対の端部経路と、を有して、前記作業車両を前記作業地の外周側において周回案内する周回案内経路を生成する目標経路生成部と、
前記作業車両が前記基準経路を通るように前記往復案内経路を走行した後、または、前記基準経路を通らないように前記往復案内経路を走行した後に、前記周回案内経路を走行するように前記作業車両の走行を制御する走行制御部と、
前記往復案内経路においては、前記基準経路と前記転回経路での前記作業車両の走行状態を非作業走行状態とし、前記並列経路での前記作業車両の走行状態を作業走行状態とし、前記周回案内経路においては、前記基準経路と前記端部経路での前記作業車両の走行状態を作業走行状態とする作業制御部と、
を備えている点にある。

本構成によれば、各経路を生成するにおいて最初に生成する基準経路を、作業地における第１端辺の真際に生成することができ、これにより、後続する各並列経路の生成に関する作業車両の作業幅を考慮した配置設定や本数設定などが行い易くなる。その結果、作業地の第１端部領域からその反対側の端部領域に向けて作業車両を蛇行状に案内する長い往復案内経路の生成が容易になる。
また、このように基準経路を含む往復案内経路を生成することで、往復案内経路と第１端辺との間に周回用の経路を生成するための領域を確保することができなくなっても、往復案内経路の基準経路では作業車両が非作業走行状態になることにより、基準経路を作業用の経路として周回案内経路に含めることができる。これにより、基準経路と一対の端部経路において作業車両が作業走行状態になる周回案内経路を生成することができる。そして、各端部経路は、所定数の転回経路が位置する作業地の第２端部領域と第３端部領域において転回経路の配列方向に延びる作業経路であることから、往復案内経路での作業車両の自動走行により、転回経路が位置する第２端部領域と第３端部領域とに不揃いの未作業領域が残されていても、その後の各端部経路などを含む周回案内経路での作業車両の自動走行により、第２端部領域と第３端部領域とに残る不揃いの未作業領域を、基準経路などの未作業領域とともに無くすことができる。

つまり、作業地を、往復走行によって作業される作業地中央側の作業領域と、周回走行によって作業される作業地外周側の作業領域とに区分けしなくても、目標経路生成部により、各作業地での作業車両の自動走行に適した往復案内経路および周回案内経路を生成することができる。そして、これらの経路に基づく走行制御部および作業制御部の制御作動により、作業車両の走行状態を適正に制御することができ、これにより、基準経路において作業が重複して行われるなどの不都合を招くことなく、作業地での作業を、作業車両の自動走行によって作業残しの少ない状態で良好に行うことができる。

また、作業車両が往復案内経路を自動走行する際に基準経路を通らないように走行制御部が作業車両の走行を制御する場合は、作業車両の走行距離を短くすることができ、これにより、作業時間の短縮および燃料消費量の削減などを図ることができる。

本発明の第２特徴構成は、
前記目標経路生成部は、複数の前記並列経路のうちの前記作業地における前記第１端部領域とは反対側の第４端部領域に位置する並列経路を、前記往復案内経路に含めずに、前記周回案内経路の最終経路として前記周回案内経路に含める点にある。

本構成によれば、第４端部領域に位置する並列経路を周回案内経路に含めない場合は、端部経路が周回案内経路の最終経路になり、周回案内経路に含める場合は、第４端部領域に位置する並列経路が周回案内経路の最終経路になることから、周回案内経路における最終経路の方位および終端位置が変更されることになる。
つまり、作業地における作業車両用の入出経路の位置および方位が考慮されたより作業地に適した往復案内経路および周回案内経路を生成することができ、これにより、自動走行による作業車両の作業地からの退出を速やかに行える。

本発明の第３特徴構成は、
前記目標経路生成部は、前記第１端辺に対向する第４端辺が前記基準経路に沿わない場合は、前記周回案内経路に含まれる前記並列経路を前記第４端辺に沿うように生成する点にある。

本構成によれば、第４端辺が基準経路に沿わない作業地に対しても、周回案内経路を、その最終経路が第４端辺に沿うように生成することができる。これにより、第４端辺が基準経路に沿わない作業地においても、作業車両を周回案内経路に基づいて第４端辺に沿って自動走行させることができ、このような作業地での作業を、作業車両の自動走行によって作業残しの少ない状態で良好に行える。

作業車両用の自動走行システムの概略構成を示す図作業車両用の自動走行システムの概略構成を示すブロック図目標経路生成部により生成される目標経路のうちの第１例示経路を示す図目標経路生成制御のフローチャート目標経路生成部により生成される目標経路のうちの第２例示経路を示す図目標経路生成部により生成される目標経路のうちの第３例示経路を示す図

本発明に係る作業車両用の自動走行システムを、作業車両の一例であるトラクタに適用した実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、本発明に係る作業車両用の自動走行システムは、トラクタ以外の、乗用草刈機などの乗用作業車両、および、無人草刈機などの無人作業車両に適用することができる。

図１〜２に示すように、本実施形態で例示するトラクタ１は、作業車両用の自動走行システムによって作業地の一例である圃場Ａにおいて自動走行するように構成されている。作業車両用の自動走行システムは、トラクタ１に搭載された自動走行ユニット２と、自動走行ユニット２と通信可能に通信設定された携帯通信端末３とを備えている。携帯通信端末３には、タッチ操作可能な液晶パネル４などを有するタブレット型のパーソナルコンピュータが採用されている。
なお、携帯通信端末３には、ノート型のパーソナルコンピュータまたはスマートフォンなどを採用することができる。

図１に示すように、トラクタ１は、その後部に３点リンク機構５を介して、作業装置の一例であるロータリ耕耘装置６が昇降可能かつローリング可能に連結されている。これにより、このトラクタ１はロータリ耕耘仕様に構成されている。
なお、トラクタ１の後部には、ロータリ耕耘装置６に代えてプラウや草刈装置などの作業装置を連結することができる。

図１〜２に示すように、トラクタ１には、駆動可能で操舵可能な左右の前輪７、駆動可能な左右の後輪８、搭乗式の運転部を形成するキャビン９、コモンレールシステムを有する電子制御式のディーゼルエンジン（以下、エンジンと称する）１０、エンジン１０からの動力を変速する電子制御式の変速装置１１、左右の前輪７を操舵する全油圧式のパワーステアリング機構１２、左右の後輪８を制動する左右のサイドブレーキ（図示せず）、左右のサイドブレーキの油圧操作を可能にする電子制御式のブレーキ操作機構１３、ロータリ耕耘装置６への伝動を断続する作業クラッチ（図示せず）、作業クラッチの油圧操作を可能にする電子制御式のクラッチ操作機構１４、ロータリ耕耘装置６を昇降駆動する電子油圧制御式の昇降駆動機構１５、トラクタ１の自動走行などに関する各種の制御プログラムなどを有する車載電子制御ユニット１６、トラクタ１の車速を検出する車速センサ１７、前輪７の操舵角を検出する舵角センサ１８、および、トラクタ１の現在位置や現在方位などを測定する測位ユニット１９、などが備えられている。
なお、エンジン１０には、電子ガバナを備えた電子制御式のガソリンエンジンを採用してもよい。変速装置１１には、油圧機械式無段変速装置（ＨＭＴ）、静油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）、または、ベルト式無段変速装置、などを採用することができる。パワーステアリング機構１２には、電動モータを備えた電動式のパワーステアリング機構などを採用してもよい。

図１に示すように、キャビン９の内部には、パワーステアリング機構１２を介した左右の前輪７の手動操舵を可能にするステアリングホイール２０と乗車用の座席２１とが備えられている。また、図示は省略するが、変速装置１１の手動操作を可能にする変速レバー、左右のサイドブレーキの人為操作を可能にする左右のブレーキペダル、および、ロータリ耕耘装置６の手動昇降操作を可能にする昇降レバー、などが備えられている。

図２に示すように、車載電子制御ユニット１６は、トラクタ１の走行を制御する走行制御部１６Ａ、ロータリ耕耘装置６の駆動および昇降を制御する作業制御部１６Ｂ、および、トラクタ１の最小旋回半径とロータリ耕耘装置６の作業幅とを含む車体データや自動走行用の目標経路Ｐなどを記憶する不揮発性の車載記憶部１６Ｃ、などを有している。走行制御部１６Ａには、変速装置１１の作動を制御する変速制御手段、左右のサイドブレーキの作動を制御する制動制御手段、および、自動走行時にパワーステアリング機構１２の作動を制御するステアリング制御手段、などが含まれている。作業制御部１６Ｂには、クラッチ操作機構１４の作動を制御する作業動力制御手段、および、昇降駆動機構１５の作動を制御する昇降制御手段、などが含まれている。

つまり、このトラクタ１においては、変速装置１１、パワーステアリング機構１２、ブレーキ操作機構１３、クラッチ操作機構１４、昇降駆動機構１５、車載電子制御ユニット１６、車速センサ１７、舵角センサ１８、測位ユニット１９、および、通信モジュール２８、などによって自動走行ユニット２が構成されている。

図１〜２に示すように、測位ユニット１９には、衛星測位システム（ＮＳＳ：Navigation Satellite System）の一例であるＧＰＳ（Global Positioning System）を利用してトラクタ１の現在位置と現在方位とを測定する衛星航法装置２２、および、３軸のジャイロスコープおよび３方向の加速度センサなどを有してトラクタ１の姿勢や方位などを測定する慣性計測装置（ＩＭＵ：Inertial Measurement Unit）２３、などが備えられている。ＧＰＳを利用した測位方法には、ＤＧＰＳ（Differential GPS：相対測位方式）やＲＴＫ−ＧＰＳ（Real Time Kinematic GPS：干渉測位方式）などがあり、本実施形態においては、移動体の測位に適したＲＴＫ−ＧＰＳが採用されている。そのため、圃場周辺の既知位置には、ＲＴＫ−ＧＰＳによる測位を可能にする基準局２４が設置されている。

トラクタ１と基準局２４とのそれぞれには、ＧＰＳ衛星２５から送信された電波を受信するＧＰＳアンテナ２６，２７、および、トラクタ１と基準局２４との間における測位データを含む各種データの無線通信を可能にする通信モジュール２８，２９、などが備えられている。これにより、衛星航法装置２２は、トラクタ側のＧＰＳアンテナ２６がＧＰＳ衛星２５からの電波を受信して得た測位データと、基地局側のＧＰＳアンテナ２７がＧＰＳ衛星２５からの電波を受信して得た測位データとに基づいて、トラクタ１の現在位置および現在方位を高い精度で測定することができる。また、測位ユニット１９は、衛星航法装置２２と慣性計測装置２３とを備えることにより、トラクタ１の現在位置、現在方位、姿勢角（ヨー角、ロール角、ピッチ角）を高精度に測定することができる。

図２に示すように、携帯通信端末３には、液晶パネル４などの作動を制御する各種の制御プログラムなどを有する端末電子制御ユニット３０、および、トラクタ側の通信モジュール２８との間における各種のデータの無線通信を可能にする通信モジュール３１、などが備えられている。端末電子制御ユニット３０は、ユーザの手動入力やトラクタ側との無線通信などで得た各種のデータを記憶する不揮発性の端末記憶部３０Ａ、および、車体データや圃場データなどに基づいて目標経路Ｐを生成する目標経路生成部３０Ｂ、などを有している。
なお、端末記憶部３０Ａに記憶される各種のデータには、目標経路Ｐの検索や生成に使用する車体データや圃場データ、および、圃場Ａごとに生成した目標経路Ｐ、などが含まれている。

図１〜３に示すように、目標経路生成部３０Ｂは、液晶パネル４に表示された目標経路生成用の操作案内に基づくユーザの手動入力やトラクタ側との無線通信などによって使用するトラクタ１の車体データおよび作業対象の圃場データなどを取得した場合に、取得した車体データおよび圃場データなどに該当する目標経路Ｐが端末記憶部３０Ａに記憶されているか否かを判別する。該当する目標経路Ｐが記憶されている場合は、その目標経路Ｐを端末記憶部３０Ａから読み出して液晶パネル４に表示させる。該当する目標経路Ｐが記憶されていない場合は、目標経路Ｐの生成に必要な測位データを得るための測位データ取得走行の実行案内を液晶パネル４に表示させてユーザに測位データ取得走行を行わせる。そして、この測位データ取得走行中にトラクタ側との無線通信で得られた測位データなどに基づいて、作業対象圃場Ａの区画や形状などの圃場データを取得し、取得した圃場データおよび車体データなどに基づいて、このトラクタ１を作業対象の圃場Ａで自動走行させるのに適した目標経路Ｐを生成する目標経路生成制御を実行する。そして、生成した目標経路Ｐを、液晶パネル４に表示させるとともに、車体データおよび圃場データなどと関連付けて端末記憶部３０Ａに記憶させる。目標経路Ｐには、目標経路Ｐの基準方位、作業開始位置、作業終了位置、および、目標経路Ｐでのトラクタ１の走行状態などに応じて設定された目標エンジン回転数や目標車速、などが含まれている。

以下、図４に示すフローチャートに基づいて、目標経路生成制御にて図３に例示する圃場Ａに適した目標経路Ｐを生成する場合の目標経路生成部３０Ｂの制御作動について説明する。

図３〜４に示すように、目標経路生成部３０Ｂは、先ず、車体データに含まれたトラクタ１の全長やロータリ耕耘装置６の大きさ、および、圃場データに含まれた圃場Ａの形状や大きさ、などに基づいて、圃場Ａを圃場Ａの外周に隣接するマージン領域Ａａと圃場中央側の作業領域Ａｂとに区分けする領域区分け処理（図４のステップ＃１）を行う。マージン領域Ａａは、トラクタ１が圃場Ａの外周側で自動走行するときに、トラクタ１が圃場Ａからはみ出す虞やロータリ耕耘装置６が圃場Ａに隣接する畦などに接触する虞を回避するために、圃場Ａの外周と作業領域Ａｂとの間に確保された幅狭の領域である。
次に、車体データに含まれたトラクタ１の最小旋回半径やロータリ耕耘装置６の作業幅、圃場データに含まれた圃場Ａに対するトラクタ１の入出経路Ｒ、および、領域区分け処理で区分けした作業領域Ａｂ、などに基づいて、目標経路Ｐを生成する目標経路生成処理（図４のステップ＃２〜８）を行う。
目標経路生成処理では、先ず、目標経路Ｐのうち、圃場Ａの第１端部領域Ａ１において圃場Ａの第１端辺Ａ１ａに隣接する単一の基準経路Ｐａを、目標経路Ｐの生成基準として生成する基準経路生成処理（図４のステップ＃２）を行う。次に、基準経路Ｐａから作業幅に応じた一定間隔ごとに位置して基準経路Ｐａに対して平行に並ぶ１０本の並列経路Ｐｂを生成する並列経路生成処理（図４のステップ＃３）を行う。その後、基準経路Ｐａと１０本の並列経路Ｐｂとを一連に接続する１０本の第１転回経路Ｐｃを生成する第１転回経路生成処理（図４のステップ＃４）を行う。そして、これらの生成処理により、単一の基準経路Ｐａと１０本の並列経路Ｐｂと１０本の第１転回経路Ｐｃとを有して、トラクタ１を蛇行状に往復案内する往復案内経路Ｐ１を生成する。なお、各第１転回経路Ｐｃには、最小旋回半径が作業幅の半分以下の場合に好適なＵ字旋回や、最小旋回半径が作業幅の半分よりも大きい場合に好適なスイッチバックを利用したスイッチバック旋回、などを採用することができる。
次に、所定数の第１転回経路Ｐｃが位置する圃場Ａの第２端部領域Ａ２と第３端部領域Ａ３とにおいて第１転回経路Ｐｃの配列方向に延びる一対の端部経路Ｐｄを生成する端部経路生成処理（図４のステップ＃５）を行う。その後、基準経路Ｐａと一対の端部経路Ｐｄとを一連に接続する２本の第２転回経路Ｐｅを生成する第２転回経路生成処理（図４のステップ＃６）を行う。そして、これらの生成処理により、単一の基準経路Ｐａと一対の端部経路Ｐｄと２本の第２転回経路Ｐｅとを有して、トラクタ１を圃場Ａの外周側において周回案内する周回案内経路Ｐ２を生成する。なお、各第２転回経路Ｐｅには、作業領域Ａｂの外周を揃えるのに適したスイッチバック旋回が採用されている。
次に、往復案内経路Ｐ１の終端部を周回案内経路Ｐ２の始端部に接続する接続経路Ｐｆを生成する接続経路生成処理（図４のステップ＃７）を行う。これにより、往復案内経路Ｐ１と周回案内経路Ｐ２とを有する目標経路Ｐを生成する。なお、接続経路Ｐｆには、作業領域Ａｂの外周を揃えるのに適したスイッチバック旋回が採用されている。
その後、往復案内経路Ｐ１と周回案内経路Ｐ２における各経路Ｐａ〜Ｐｆを、トラクタ１が作業を行う作業経路（図３にて実線で示す経路）や作業を行わない非作業経路（図３にて破線で示す経路）に設定する作業経路設定処理（図４のステップ＃８）を行うことで、往復案内経路Ｐ１においては、基準経路Ｐａと各第１転回経路Ｐｃとを非作業経路に設定し、各並列経路Ｐｂを作業経路に設定する。また、周回案内経路Ｐ２においては、基準経路Ｐａと一対の端部経路Ｐｄとを作業経路に設定し、各第２転回経路Ｐｅを非作業経路に設定する。そして、接続経路Ｐｆを非作業経路に設定する。
なお、図３においては、目標経路Ｐにおける往復案内経路Ｐ１と周回案内経路Ｐ２との判別及び作業経路と非作業経路との判別を行い易くするために、目標経路Ｐのうちの往復案内経路Ｐ１が太線で示され、往復案内経路Ｐ１での各作業経路が太い実線で示され、往復案内経路Ｐ１での各非作業経路が太い破線で示されている。また、目標経路Ｐのうちの周回案内経路Ｐ２が細線で示され、周回案内経路Ｐ２での各作業経路が細い実線で示され、周回案内経路Ｐ２での各非作業経路が細い破線で示されている。そのため、往復案内経路Ｐ１には非作業経路として含まれ、周回案内経路Ｐ２には作業経路として含まれる基準経路Ｐａは、同一経路であるが、図３において平行に位置ずれした太い破線と細い実線との２本の線で示されている。これと同様に、目標経路Ｐの各経路Ｐａ〜Ｐｆを判別し易くするために、それらの重複する経路部分も位置ずれさせて示すようにしている。

これにより、図３に例示した圃場Ａにおいては、この目標経路Ｐと測位ユニット１９の測位結果とに基づく走行制御部１６Ａの制御作動により、トラクタ１が、往復案内経路Ｐ１の走行後に周回案内経路Ｐ２を走行して入出経路Ｒから圃場外に退出するように、トラクタ１を自動走行させることができる。そして、この目標経路Ｐと測位ユニット１９の測位結果とに基づく作業制御部１６Ｂの制御作動により、トラクタ１が、往復案内経路Ｐ１に含まれた基準経路Ｐａと各第１転回経路Ｐｃ、周回案内経路Ｐ２に含まれた各第２転回経路Ｐｅ、および、接続経路Ｐｆを自動走行する間は、トラクタ１の走行状態を、ロータリ耕耘装置６が浮上してロータリ耕耘装置６の駆動が停止された非作業走行状態とすることができる。また、トラクタ１が、往復案内経路Ｐ１に含まれた各並列経路Ｐｂ、および、周回案内経路Ｐ２に含まれた基準経路Ｐａと一対の端部経路Ｐｄを自動走行する間は、トラクタ１の走行状態を、ロータリ耕耘装置６が接地してロータリ耕耘装置６が駆動された作業走行状態とすることができる。

そして、上記のように目標経路Ｐを生成することにより、目標経路Ｐを生成する上において最初に生成する基準経路Ｐａを、圃場Ａにおける第１端辺Ａ１ａの真際に生成することができ、これにより、後続する各並列経路Ｐｂの生成に関する作業幅を考慮した配置設定や本数設定などが行い易くなる。その結果、圃場Ａの第１端部領域Ａ１からその反対側に位置する第４端部領域Ａ４に向けてトラクタ１を蛇行状に案内する長い往復案内経路Ｐ１の生成が容易になる。
また、このように基準経路Ｐａを含む往復案内経路Ｐ１を生成することで、往復案内経路Ｐ１と第１端辺Ａ１ａとの間に周回用の経路を生成するための領域を確保することができなくなっても、往復案内経路Ｐ１では基準経路Ｐａが非作業経路に設定されていることにより、基準経路Ｐａを作業経路として周回案内経路Ｐ２に含めることができる。これにより、基準経路Ｐａと一対の端部経路Ｐｄとを作業経路とする周回案内経路Ｐ２を生成することができる。そして、各端部経路Ｐｄは、所定数の第１転回経路Ｐｃが位置する圃場Ａの第２端部領域Ａ２と第３端部領域Ａ３において第１転回経路Ｐｃの配列方向に延びる作業経路であることから、往復案内経路Ｐ１でのトラクタ１の自動走行により、第１転回経路Ｐｃが位置する第２端部領域Ａ２と第３端部領域Ａ３とに不揃いの残耕が残されていても、その後の各端部経路Ｐｄなどを含む周回案内経路Ｐ２でのトラクタ１の自動走行により、第２端部領域Ａ２と第３端部領域Ａ３とに残る不揃いの残耕を、基準経路Ｐａなどの未耕地とともに耕耘することができる。

つまり、領域区分け処理によってマージン領域Ａａと区分けされた作業領域Ａｂを、往復走行によって耕耘される圃場中央側の作業領域と、周回走行によって耕耘される圃場外周側の作業領域とに更に区分けしなくても、図３に例示した圃場Ａに対しては、目標経路生成部３０Ｂによって図３に示す目標経路Ｐを生成することができる。そして、この目標経路Ｐと測位ユニット１９の測位結果とに基づく走行制御部１６Ａおよび作業制御部１６Ｂの制御作動により、トラクタ１の走行状態を適正に制御することができ、これにより、基準経路Ｐａにおいて耕耘作業が重複して行われる不都合を招くことなく、作業領域Ａｂの全域を、トラクタ１の自動走行によって残耕のない状態に確実に耕耘することができる。そして、自動走行の終了時にトラクタ１を図３に例示する圃場Ａの入出経路Ｒから圃場外に速やかに退出させることができる。

以下、目標経路生成制御にて図５に例示する圃場Ａに適した目標経路Ｐを生成する場合の目標経路生成部３０Ｂの制御作動について説明する。
なお、図５に例示する圃場Ａは、図３に例示する圃場Ａと比較して、圃場Ａに対するトラクタ１の退出位置と退出方向とが異なっている。そのため、図５に例示する圃場Ａに適した目標経路Ｐを生成する場合の目標経路生成部３０Ｂの制御作動は、図３に例示する圃場Ａに適した目標経路Ｐを生成する場合と、第１転回経路生成処理（図４のステップ＃４）と第２転回経路生成処理（図４のステップ＃６）での処理内容が少し異なるだけで、他の処理は同じになる。
詳述すると、目標経路生成部３０Ｂは、図５に例示する圃場Ａに適した目標経路Ｐを生成する場合には、第１転回経路生成処理（図４のステップ＃４）にて、基準経路Ｐａと、第４端部領域Ａ４に位置する最終の並列経路Ｐｂを除いた９本の並列経路Ｐｂとを一連に接続する９本の第１転回経路Ｐｃを生成する。これにより、最終の並列経路Ｐｂを含まない往復案内経路Ｐ１を生成することができる。また、第２転回経路生成処理（図４のステップ＃６）にて、基準経路Ｐａと一対の端部経路Ｐｄと最終の並列経路Ｐｂとを、その並列経路Ｐｂが最終経路となるように一連に接続する３本の第２転回経路Ｐｅを生成する。これにより、最終の並列経路Ｐｂを含む周回案内経路Ｐ２を生成することができる。

つまり、図５に例示した圃場Ａに対しては、目標経路生成部３０Ｂによって図５に示す目標経路Ｐを生成することができる。そして、この目標経路Ｐと測位ユニット１９の測位結果とに基づく走行制御部１６Ａおよび作業制御部１６Ｂの制御作動により、トラクタ１の走行状態を適正に制御することができる。その結果、図５に例示した圃場Ａにおいても、作業領域Ａｂの全域を、トラクタ１の自動走行によって適正かつ確実に耕耘することができるとともに、自動走行の終了時にトラクタ１を図５に例示する圃場Ａの入出経路Ｒから圃場外に速やかに退出させることができる。

以下、目標経路生成制御にて図６に例示する圃場Ａに適した目標経路Ｐを生成する場合の目標経路生成部３０Ｂの制御作動について説明する。
なお、図６に例示する圃場Ａは、図５に例示する矩形状の圃場Ａと比較して、圃場Ａに対するトラクタ１の退出方向に沿う第４端辺Ａ４ａが傾斜した台形状の変形圃場である。そのため、図６に例示する圃場Ａに適した目標経路Ｐを生成する場合の目標経路生成部３０Ｂの制御作動は、図５に例示する圃場Ａに適した目標経路Ｐを生成する場合と、並列経路生成処理（図４のステップ＃３）での処理内容が少し異なるだけで、他の処理は同じになる。
詳述すると、目標経路生成部３０Ｂは、図６に例示する圃場Ａに適した目標経路Ｐを生成する場合には、並列経路生成処理（図４のステップ＃３）にて、基準経路Ｐａに対して並列に並ぶ１０本の並列経路Ｐｂのうち、基準経路側の９本の並列経路Ｐｂが基準経路Ｐａに対して平行になり、最終の並列経路Ｐｂが第４端辺Ａ４ａに沿うように各並列経路Ｐｂを生成する。これにより、最終の並列経路Ｐｂを含む周回案内経路Ｐ２を、最終の並列経路Ｐｂからなる周回案内経路Ｐ２の最終経路においては、トラクタ１が傾斜する第４端辺Ａ４ａに沿って第４端辺Ａ４ａと平行に自動走行するように、生成することができる。そして、圃場Ａの外周と作業領域Ａｂとの間に確保されるマージン領域Ａａのうちの周回案内経路Ｐ２の最終経路（最終の並列経路Ｐｂ）と第４端辺Ａ４ａとの間に確保される領域部分（サイドマージン）の幅寸法を、トラクタ１の作業幅に対するＮ倍の一定幅に調整することができる。

つまり、図６に例示した圃場Ａに対しては、目標経路生成部３０Ｂによって図６に示す目標経路Ｐを生成することができる。そして、この目標経路Ｐと測位ユニット１９の測位結果とに基づく走行制御部１６Ａおよび作業制御部１６Ｂの制御作動により、トラクタ１の走行状態を適正に制御することができる。その結果、図６に例示した圃場Ａにおいても、作業領域Ａｂの全域を、トラクタ１の自動走行によって適正かつ確実に耕耘することができるとともに、自動走行の終了時にトラクタ１を図６に例示する圃場Ａの入出経路Ｒから圃場外に速やかに退出させることができる。

なお、図５〜６においても、図３と同様に、目標経路Ｐにおける往復案内経路Ｐ１と周回案内経路Ｐ２との判別及び作業経路と非作業経路との判別を行い易くするために、目標経路Ｐのうちの往復案内経路Ｐ１が太線で示され、往復案内経路Ｐ１での各作業経路が太い実線で示され、往復案内経路Ｐ１での各非作業経路が太い破線で示されている。また、目標経路Ｐのうちの周回案内経路Ｐ２が細線で示され、周回案内経路Ｐ２での各作業経路が細い実線で示され、周回案内経路Ｐ２での各非作業経路が細い破線で示されている。そして、往復案内経路Ｐ１の非作業経路と周回案内経路Ｐ２の作業経路とを兼ねる基準経路Ｐａは、同一経路であるが、図５〜６においても平行に位置ずれした太い破線と細い実線の２本の線で示されている。これと同様に、目標経路Ｐの各経路Ｐａ〜Ｐｆを判別し易くするために、それらの重複する経路部分も位置ずれさせて示すようにしている。

〔別実施形態〕
本発明の他の実施形態について説明する。
尚、以下に説明する各実施形態の構成は、それぞれ単独で適用することに限らず、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。

（１）作業車両１の構成は種々の変更が可能である。
例えば、作業車両１は、エンジン１０と走行用の電動モータとを備えるハイブリット仕様に構成されていてもよく、また、エンジン１０に代えて走行用の電動モータを備える電動仕様に構成されていてもよい。
例えば、作業車両１は、左右の後輪８に代えて左右のクローラを備えるセミクローラ仕様に構成されていてもよい。
例えば、作業車両１は、左右の前輪７と左右の後輪８とに代えて左右のクローラを備えるフルクローラ仕様に構成されていてもよい。

（２）作業車両用の自動走行システムは、走行制御部１６Ａの制御作動により、作業車両１が、目標経路生成部３０Ｂが生成した目標経路Ｐに対して、基準経路Ｐａを通らずに、基準経路Ｐａに隣接する並列経路Ｐｂから目標経路Ｐでの自動走行を行うように構成されていてもよい。

（３）作業車両用の自動走行システムは、目標経路生成部３０Ｂが、第１端部領域Ａ１での第１端辺Ａ１ａに沿った作業車両１の手動運転で得られる測位ユニット１９の測位結果に基づいて基準経路Ｐａを生成した後、この基準経路Ｐａと作業地データと車体データとに基づいて基準経路Ｐａに連なる後続の各経路Ｐｂ〜Ｐｆを生成する一方で、作業車両１の第１端部領域Ａ１での手動運転後は、走行制御部１６Ａの制御作動によって作業車両１が各経路Ｐｂ〜Ｐｆを通るように作業車両１の走行を制御し、作業制御部１６Ｂの制御作動により、目標経路Ｐの各作業経路では作業車両１が作業走行状態になり、目標経路Ｐの各非作業経路では作業車両１が非作業走行状態になるように、作業車両１の走行状態（作業装置の作動）を制御するように構成されていてもよい。

（４）目標経路生成部３０Ｂは、例えば、図５に例示する圃場Ａにおいて、第４端辺Ａ４ａから第４端部領域Ａ４に張り出す鉄塔などの障害物が存在して、第４端部領域Ａ４に生成される並列経路Ｐｂが、障害物を迂回する経路になる場合は、第４端部領域Ａ４の並列経路（迂回経路）Ｐｂを往復案内経路Ｐ１に含めるとともに、第４端部領域Ａ４の並列経路Ｐｂに隣接する並列経路Ｐｂを、往復案内経路Ｐ１に含めずに、周回案内経路Ｐ２の最終経路になるように往復案内経路Ｐ１に含めるようにしてもよい。

（５）作業車両用の自動走行システムによって作業車両の自動走行が行われる作業地（圃場）Ａは、その形状が、図３、図５に示す矩形状や図６に示す台形状ではなく、例えば、作業地内に向けて張り出す張出部を有する凹形状やＬ字状、少なくとも一つの端辺が湾曲するまたはＳ字状に曲がる形状、などの変形地（変形圃場）であってもよい。
そして、作業地（圃場）Ａが上記のような変形地（変形圃場）である場合は、目標経路生成部３０Ｂによって生成される目標経路Ｐには、図３、図５〜６に示す目標経路Ｐに含まれている各経路Ｐａ〜Ｐｆとは異なる経路が含まれることになるが、本発明は、このような場合においても適用することができる。

１作業車両
１６Ａ走行制御部
１６Ｂ作業制御部
３０Ｂ目標経路生成部
Ａ作業地
Ａ１第１端部領域
Ａ１ａ第１端辺
Ａ２第２端部領域
Ａ３第３端部領域
Ａ４第４端部領域
Ａ４ａ第４端辺
Ｐ１往復案内経路
Ｐ２周回案内経路
Ｐａ基準経路
Ｐｂ並列経路
Ｐｃ第１転回経路
Ｐｄ端部経路
Ｐｅ第２転回経路

Claims

作業地の第１端部領域において前記作業地の第１端辺に隣接する基準経路と、前記基準経路に対して並列に並ぶ複数の並列経路と、前記基準経路と所定数の前記並列経路とを一連に接続する複数の転回経路と、を有して作業車両を蛇行状に往復案内する往復案内経路を生成し、前記往復案内経路に連接されるとともに、前記基準経路と、所定数の前記転回経路が位置する前記作業地の第２端部領域と第３端部領域において前記転回経路の配列方向に延びる一対の端部経路と、を有して、前記作業車両を前記作業地の外周側において周回案内する周回案内経路を生成する目標経路生成部と、
前記作業車両が前記基準経路を通るように前記往復案内経路を走行した後、または、前記基準経路を通らないように前記往復案内経路を走行した後に、前記周回案内経路を走行するように前記作業車両の走行を制御する走行制御部と、
前記往復案内経路においては、前記基準経路と前記転回経路での前記作業車両の走行状態を非作業走行状態とし、前記並列経路での前記作業車両の走行状態を作業走行状態とし、前記周回案内経路においては、前記基準経路と前記端部経路での前記作業車両の走行状態を作業走行状態とする作業制御部と、
を備え、
前記目標経路生成部は、複数の前記並列経路のうちの前記作業地における前記第１端部領域とは反対側の第４端部領域に位置する並列経路を、前記往復案内経路に含めずに、前記周回案内経路の最終経路として前記周回案内経路に含める作業車両用の自動走行システム。
前記目標経路生成部は、前記第１端辺に対向する第４端辺が前記基準経路に沿わない場合は、前記周回案内経路に含まれる前記並列経路を前記第４端辺に沿うように生成する請求項１に記載の作業車両用の自動走行システム。