JP6921735B2 - 作業エリア管理システム - Google Patents

Description

本発明は、作業エリア管理システムに関する。

従来、トラクタ等の農業機械を、圃場内を走行させることにより、圃場を検出する技術として特許文献１の技術が知られている。特許文献１では、トラクタにオペレータが乗車して、圃場内を周回させることによって、走行した周回軌道を圃場の外形として認識している。

特開２０１６−３１６４９号公報

特許文献１では、圃場を認識するために、圃場内をトラクタで周回させているものの、トラクタに装着された作業装置の位置、大きさ等については考慮されておらず、より精度よい検出が求められている。
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、作業エリアの輪郭をより正確に求めることができる作業エリア管理システムを提供することを目的とする。

この技術的課題を解決するための本発明の技術的手段は、以下に示す点を特徴とする。
作業エリア管理システムは、作業装置を連結可能な走行車両に設けられ、且つ前記走行車両の走行位置を検出する位置検出装置と、前記走行車両に連結された前記作業装置の装置情報と前記走行位置とに基づいて作業エリアの輪郭を演算する作業エリア演算部と、を備え、前記作業エリア演算部は、前記装置情報として前記作業装置の前記作業エリアに対して作業を施す範囲である作業幅を取得し、取得した作業幅と前記走行位置とに基づいて、前記作業エリアの輪郭を演算する。

前記作業エリア演算部は、前記装置情報として前記作業装置のサイズを取得し、取得したサイズと前記走行位置とに基づいて、前記作業エリアの輪郭を演算する。
前記作業エリア演算部は、前記サイズと前記走行位置とに基づいて、前記作業装置の幅方向端部の位置である装置位置を演算し、演算した装置位置を前記作業エリアの輪郭に設定する。

前記作業エリア演算部は、前記作業幅と前記走行位置とに基づいて、前記作業装置の作
業境界の位置である境界位置を演算し、演算した境界位置を前記作業エリアの輪郭に設定
する。

作業エリア管理システムは、前記作業装置を撮像する撮像装置をさらに備え、前記作業エリア演算部は、前記撮像装置により撮像された前記作業装置の画像を前記装置情報として取得し、該取得された前記作業装置の画像と前記走行位置とに基づいて、前記作業エリアの輪郭を演算する。
前記作業エリア演算部は、前記画像と前記走行位置に基づいて、前記作業装置の幅方向端部の位置である装置位置を演算し、演算した装置位置を前記作業エリアの輪郭に設定する。

作業エリア管理システムは、前記走行車両の外形を表示する第１設定画面を表示する表示装置と、前記第１設定画面上に前記位置検出装置の取付位置を設定する取付位置設定部と、を備え、前記作業エリア演算部は、前記取付位置に基づいて、前記作業エリアの輪郭を補正する。
前記表示装置は、前記作業装置の外形を表示する第２設定画面をさらに表示し、作業エリア管理システムは、前記第２設定画面上に前記作業装置の幅方向端部を設定する端部設定部をさらに備え、前記作業エリア演算部は、前記端部設定部に設定された前記幅方向端部に基づいて、前記作業エリアの輪郭を補正する。

作業エリア管理システムは、前記作業エリア演算部で演算された作業エリアを含む作業場を表示する表示装置と、前記表示装置に表示した作業場に前記走行車両の走行に関する
設定を行う走行設定部を備えている。

本発明によれば、作業エリアの輪郭をより正確に求めることができる。

作業エリア管理システムを示す図である。 設定画面Ｔ１を示す図である。 設定画面Ｔ２を示す図である。 設定画面Ｔ３を示す図である。 作業装置の幅Ｗ１を説明する説明図である。 作業装置の作業幅Ｗ２を説明する説明図である。 作業場Ｈ１の外周に沿ってトラクタを走行させている状態を示す図である。 作業装置の幅Ｗ１から装置位置Ｐｎを求める図である。 作業装置の作業幅Ｗ２から境界位置Ｕｎを求める図である。 面積Ｓ１、面積Ｓ２、軌跡ＨＰ１、作業エリアＷＥ１の輪郭を示す図である。 面積Ｓ３、面積Ｓ４、軌跡ＨＰ２、作業エリアＷＥ１の輪郭を示す図である。 設定画面Ｔ４を示す図である。 設定画面Ｔ５を示す図である。 設定画面Ｔ６を示す図である。 トラクタの側面全体図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、作業エリア管理システムを示している。作業エリア管理システムは、作業場を管理するシステムである。作業場とは、作物を作付けする圃場である。言い換えれば、作業場とは、トラクタ、コンバイン、田植機等の農業機械を用いて作業を行う場所である。
まず、トラクタを例にとり農業機械について説明する。

図１０に示すように、トラクタ１は、走行装置７を有する走行車両（走行車体）３と、原動機４と、変速装置５とを備えている。走行装置７は、前輪７Ｆ及び後輪７Ｒを有する装置である。前輪７Ｆは、タイヤ型であってもクローラ型であってもよい。また、後輪７も、タイヤ型であってもクローラ型であってもよい。原動機４は、ディーゼルエンジン、電動モータ等である。変速装置５は、変速によって走行装置７の推進力を切換可能であると共に、走行装置７の前進、後進の切換が可能である。走行車両３にはキャビン９が設けられ、当該キャビン９内には運転席１０が設けられている。

また、走行車両３の後部には、３点リンク機構等で構成された連結部８が設けられている。連結部８には、作業装置２が着脱可能である。作業装置２を連結部８に連結することによって、走行車両３によって作業装置２を牽引することができる。作業装置２は、耕耘する耕耘装置、肥料を散布する肥料散布装置、農薬を散布する農薬散布装置、収穫を行う収穫装置、牧草等の刈取を行う刈取装置、牧草等の拡散を行う拡散装置、牧草等の集草を行う集草装置、牧草等の成形を行う成形装置等である。なお、図１０では、作業装置２として耕耘装置を取り付けた例を示している。

図１に示すように、トラクタ１は、操舵装置１１を備えている。操舵装置１１は、ハンドル（ステアリングホイール）１１ａと、ハンドル１１ａの回転に伴って回転する回転軸（操舵軸）１１ｂと、ハンドル１１ａの操舵を補助する補助機構（パワーステアリング機構）１１ｃと、を有している。補助機構１１ｃは、油圧ポンプ２１と、油圧ポンプ２１から吐出した作動油が供給される制御弁２２と、制御弁２２により作動するステアリングシリンダ２３とを含んでいる。制御弁２２は、制御信号に基づいて作動する電磁弁である。制御弁２２は、例えば、スプール等の移動によって切り換え可能な３位置切換弁である。また、制御弁２２は、操舵軸１１ｂの操舵によっても切換可能である。ステアリングシリンダ２３は、前輪７Ｆの向きを変えるアーム（ナックルアーム）２４に接続されている。

したがって、ハンドル１１ａを操作すれば、当該ハンドル１１ａに応じて制御弁２２の切換位置及び開度が切り換わり、当該制御弁２２の切換位置及び開度に応じてステアリングシリンダ２３が左又は右に伸縮することによって、前輪７Ｆの操舵方向を変更することができる。なお、上述した操舵機構１１は一例であり、上述した構成に限定されない。
トラクタ１は、制御装置２５を備えている。制御装置２５は、トラクタ１における走行系の制御、作業系の制御を行う装置である。制御装置２５は、トラクタ１に搭載された様々な駆動部を制御する装置であって、例えば、原動機４のエンジン制御、連結部８を昇降する昇降装置の昇降制御等を行う。

トラクタ１は、位置検出装置３０を備えている。位置検出装置３０は、走行車両３のキャビン９の天板に装着されている。なお、位置検出装置３０は、キャビン９の天板に装着されているが、走行車両３における装着場所は限定されず、別の場所であってもよい。また、位置検出装置３０は、作業装置２に装着されていてもよい。
位置検出装置３０は、衛星測位システムによって自己の位置（緯度、経度を含む測位情報）を検出する装置である。即ち、位置検出装置３０は、測位衛星から送信された信号（測位衛星の位置、送信時刻、補正情報等）を受信し、受信した信号に基づいて位置（緯度、経度）を検出する。なお、位置検出装置３０は、測位衛星からの信号を受信可能な基地局（基準局）からの補正等の信号に基づいて補正した位置を、自己の位置（緯度、経度）として検出してもよい。また、位置検出装置３０がジャイロセンサや加速度センサ等の慣性計測装置を有し、慣性計測装置によって補正した位置を、自己の位置として検出してもよい。

以上の位置検出装置３０によれば、走行車両３の位置を位置検出装置３０によって検出することができる。
図１に示すように、作業エリア管理システムは、作業エリア演算部４０を備えている。作業エリア演算部４０は、管理装置（コンピュータ）に設けられている。管理装置は、例えば、タブレット、スマートフォン、ＰＤＡ等の携帯型の端末（携帯端末）、パーソナルコンピュータ、モニタ装置（表示装置）、サーバ等の固定型のコンピュータ等の固定型の端末（固定端末）である。管理装置が携帯端末である場合、オペレータ（トラクタ１を操作するオペレータ）、管理者（作業を管理する管理者等）が作業時に所持してもよい。管理装置が携帯端末である場合、オペレータ等がトラクタ１の操縦時に当該携帯端末をトラクタ１に装着してもよい。管理装置が固定端末のうち表示装置である場合、当該表示装置をトラクタ１に取付けてもよい。この実施形態では、管理装置は、トラクタ１に取付けた表示装置５０であるとして説明を続ける。

表示装置５０は、様々な情報を表示可能な装置であって、液晶パネル、タッチパネル、その他のパネルのいずれかを有する装置である。表示装置５０は、ＣＰＵ等で構成された制御部を有しており、作業エリア演算部４０は、表示装置５０に設けられた電気・電子部品、当該制御部等に組み込まれたプログラム等から構成されている。
作業エリア演算部４０は、作業装置２の装置情報と、位置検出装置３０によって検出された走行車両３の位置（走行位置）とに基づいて作業エリアの輪郭を演算する。図４に示すように、作業エリアＷＥ１とは、作業場Ｈ１において作業を行うエリアのことであり、例えば、作業エリアＷＥ１は作業場Ｈ１よりも小さいエリアである。なお、作業場Ｈ１によっては、作業エリアＷＥ１の大きさと作業場の大きさとが同じ場合もある。

装置情報とは、例えば、作業装置２の幅方向の端部（幅方向端部）の位置を得られることができる情報であって、作業装置２の縦、横、高さ等のサイズ、作業装置２の作業幅、作業装置２の画像、作業装置２の作業幅等である。また、装置情報は、サイズ、画像、作業幅等に紐づけられた作業装置２の識別情報（名称、機種、型番、製造番号等）であってもよい。

まず、作業エリア演算部４０が装置情報を取得する方法等について、詳しく説明する。
オペレータが表示装置５０に対して所定の操作を行うと、図２Ａに示すように、作業エリア演算部４０は、トラクタ１に設けられた表示装置５０に設定画面Ｔ１を表示する。設定画面Ｔ１は、作業装置２のサイズ（寸法）を設定する画面である。設定画面Ｔ１には、
サイズを入力するサイズ入力部５１が表示され、サイズ入力部５１には、少なくとも作業装置２の幅Ｗ１が入力可能である。図３Ａに示すように、作業装置２の幅Ｗ１は、当該作業装置２を平面視した場合に、左の幅方向端部から右の幅方向端部までの距離（全幅という）、又は、作業装置２の幅方向中心部から最も幅方向に突出した端部までの距離（中心幅という）等である。なお、サイズ入力部５１は、作業装置２の幅Ｗ１以外のサイズ（奥行、高さ等）を入力可能であってもよい。

サイズ入力部５１に、作業装置２の幅Ｗ１が入力された後、設定画面Ｔ１に表示された完了ボタン５２が選択されると、作業エリア演算部４０は、サイズ入力部５１に入力された作業装置２の幅Ｗ１を、走行装置３に連結された作業装置２の幅Ｗ１として取得する。
オペレータが表示装置５０に対して所定の操作を行うと、図２Ｂに示すように、作業エリア演算部４０は、表示装置５０に設定画面Ｔ２を表示する。設定画面Ｔ２は、作業装置２の作業幅を設定する画面である。設定画面Ｔ２には、作業幅を入力する作業幅入力部５３が表示される。図３Ｂに示すように、作業装置２の作業幅Ｗ２は、作業エリアＷＥ１に対して作業を施す範囲（幅方向の範囲）であり、例えば、施肥、薬剤等の散布作業の場合は、散布幅である。なお、作業装置２が耕耘機等である場合は、作業幅Ｗ２と作業装置２の幅Ｗ１とは略一致するため、作業装置２によっては、作業幅Ｗ２を作業装置２の幅Ｗ１と同じとして考えてもよい。

作業幅入力部５３に作業装置２の作業幅Ｗ２が入力された後、設定画面Ｔ２に表示された完了ボタン５２が選択されると、作業エリア演算部４０は、作業幅入力部５３に入力された作業装置２の作業幅Ｗ２を取得する。
オペレータが表示装置５０に対して所定の操作を行うと、図２Ｃに示すように、作業エリア演算部４０は、表示装置５０に設定画面Ｔ３を表示する。設定画面Ｔ３は、作業装置２の識別情報を入力する画面である。設定画面Ｔ３には、識別情報を入力する識別入力部５４が表示される。図３Ｃに示すように、識別情報と、作業装置２の幅Ｗ１又は作業幅Ｗ２とは、関連付けられていて、識別情報から作業装置２の幅Ｗ１又は作業幅Ｗ２が抽出できるようになっている。なお、識別情報と、作業装置２の幅Ｗ１又は作業幅Ｗ２との関係は、表示装置５０の記憶部５８に記憶されている。

識別入力部５４に作業装置２の識別情報が入力された後、設定画面Ｔ３に表示された完了ボタン５２が選択されると、作業エリア演算部４０は、識別入力部５４に入力された識別情報を取得する。
図３Ａに示すように、トラクタ１には、作業装置２を撮像可能な撮像装置５５を備えている。撮像装置５５は、ＣＣＤカメラ等で構成されていて、走行車両３のキャビン９等に取付けられている。撮像装置５５の光軸は作業装置２に向けられていて、作業装置２の幅方向の端部を撮像する。撮像装置５５は、表示装置５０に接続されている。

例えば、イグニッションスイッチ等がＯＮした後は、撮像装置５５は作業装置２の撮像を開始する。作業エリア演算部４０は、は、撮像装置５５が撮像した作業装置２の画像を取得する。作業装置２の画像は、表示装置５０の記憶部５８に記憶される。
したがって、作業エリア演算部４０は、装置情報として、作業装置２の幅Ｗ１等の作業装置２のサイズ、作業装置２の作業幅Ｗ２、作業装置２の識別情報、作業装置２の画像等を取得する。なお、作業エリア演算部４０は、作業装置２の幅Ｗ１等のサイズ、作業幅Ｗ２、識別情報、作業装置２の画像のいずれか１つを取得するものであればよい。

次に、作業エリアの輪郭を演算する方法等について説明する。
図４に示すように、作業エリアＷＥ１の輪郭を求めるに際しては、オペレータ等はトラクタ１に乗車した後、作業場Ｈ１の外周を１周する。例えば、作業場Ｈ１が四角形の場合、トラクタ１を作業場Ｈ１の入口から当該作業場Ｈ１内へ入り、作業場Ｈ１の境界である４辺ａ１、ａ２、ａ３、ａ４に沿ってトラクタ１を進める。即ち、作業エリアＷＥ１の輪郭を求めるに際して、トラクタ１を、作業場Ｈ１内を走行させることにより、当該トラクタ１（作業装置２）によって作業を行う作業エリアＷＥ１を設定する。

図４に示すように、位置検出装置３０は、作業場Ｈ１内の走行時におけるトラクタ１の位置（走行位置）Ｑｎを逐次検出し、検出された走行位置Ｑｎは、記憶部５８に記憶され
る。
作業エリア演算部４０は、記憶部５８に記憶された走行位置Ｑｎを抽出し、抽出した走行位置Ｑｎと装置情報とに基づいて、作業エリアＷＥ１の輪郭を演算する。

装置情報が作業装置２のサイズ（作業装置２の幅Ｗ１等）である場合、図５Ａに示すように、作業エリア演算部４０は、走行車両３に対する位置検出装置３０の取付位置Ｋ１（Ｘ１、Ｙ１）と、作業装置２の幅Ｗ１とに基づいて、取付位置Ｋ１と作業装置２の幅方向端部Ｋ２とのシフト量（Ｘ２、Ｙ２）を求める。なお、図５Ａでは、紙面左から右がプラス方向、紙面右から左がマイナス方向、紙面下から上がプラス方向、紙面上から下がマイナス方向としているが、これに限定されない。なお、位置検出装置３０の取付位置Ｋ１は、表示装置５０の記憶部５８に予め記憶されていて、取付位置Ｋ１のＸ座標の位置Ｘ１は、作業装置２の幅方向中心部のＸ座標の位置と一致している。言い換えれば、平面視において、作業装置２の幅方向中心部を通り且つＹ軸方向に沿う直線上に、位置検出装置３０の中心部があるものとしている。

作業装置２の幅Ｗ１が全幅である場合、作業エリア演算部４０は、シフト量（Ｘ２、Ｙ２）を、シフト量（Ｘ２、Ｙ２）＝Ｘ１±Ｗ１／２、Ｙ２＝Ｙ１−Ｇ１）により求める。作業装置２の幅Ｗ１が中心幅である場合、作業エリア演算部４０は、シフト量（Ｘ２、Ｙ２）＝Ｘ１±Ｗ１、Ｙ２＝Ｙ１−Ｇ１）により求める。
なお、Ｇ１は、位置検出装置３０の取付位置Ｋ１から作業装置２までの距離（Ｙ軸方向の距離）であって、固定値であってもよいし、表示装置５０に入力した値であってもよい。例えば、表示装置５０にＹ軸方向の距離Ｇ１を入力する入力部を設け、管理者、オペレータ等が自由に距離Ｇ１を入力するようにしてもよい。距離Ｇ１のデフォルト値は、位置検出装置３０の取付位置Ｋ１から作業装置２の後端までの距離に設定されている。

そして、作業エリア演算部４０は、作業装置２のサイズによって求めたシフト量（Ｘ２、Ｙ２）と、走行位置Ｑｎとに基づいて、作業装置２の幅方向端部Ｋ２の位置である装置位置Ｐｎを演算する。作業エリア演算部４０は、装置位置Ｐｎ（経度Ｐｎｘ、緯度Ｐｎｙ）＝走行位置Ｑｎ（経度Ｑｎｘ、経度Ｑｎｙ）−シフト量（Ｘ２、Ｙ２）により、装置位置Ｐｎを求める。したがって、作業エリア演算部４０は、左の幅方向端部Ｋ２における装置位置Ｐｎと、右の幅方向端部Ｋ２における装置位置Ｐｎとを求める。説明の便宜上、左の幅方向端部Ｋ２における装置位置Ｐｎのことを「装置位置Ｐｎ１」、右の幅方向端部Ｋ２における装置位置Ｐｎのことを「装置位置Ｐｎ１」という。

作業エリア演算部４０は、図６Ａに示すように、装置位置Ｐｎ１で囲まれる面積Ｓ１と、装置位置Ｐｎ２で囲まれる面積Ｓ２とを求め、面積Ｓ１と面積Ｓ２のうち、大きい方の面積Ｓ１、Ｓ２に対応した装置位置Ｐｎ１、Ｐｎ２で結ばれる軌跡ＨＰ１を、作業エリアＷＥ１の輪郭とする。図６Ａは、面積Ｓ１＞面積Ｓ２であるため、装置位置Ｐｎ１で結ばれる軌跡ＨＰ１が作業エリアＷＥ１の輪郭となる。

なお、作業エリア演算部４０は、装置位置Ｐｎ１に基づいて第１軌跡、装置位置Ｐｎ２に基づいて第２軌跡を求め、第１軌跡で囲まれる面積を面積Ｓ１、第２軌跡で囲まれる面積を面積Ｓ２としてもよい。
装置情報が作業装置２の作業幅Ｗ２である場合、図５Ｂに示すように、作業エリア演算部４０は、走行車両３に対する位置検出装置３０の取付位置Ｋ１（Ｘ１、Ｙ１）と、作業装置２の作業幅Ｗ２とに基づいて、取付位置Ｋ１と作業境界Ｋ３とのシフト量（Ｘ３、Ｙ３）を求める。

作業エリア演算部４０は、シフト量（Ｘ３、Ｙ３）を、シフト量（Ｘ３、Ｙ３）＝Ｘ１±Ｗ２／２、Ｙ３＝Ｙ１−Ｇ２）により求める。
なお、Ｇ２は、位置検出装置３０の取付位置Ｋ１から作業装置２へ向けて離れる距離であって任意に設定可能な距離（Ｙ軸方向の距離）である。Ｇ２は、予め定められた固定値であってもよいし、表示装置５０に入力した値であってもよい。例えば、表示装置５０にＹ軸方向の距離Ｇ２を入力する入力部を設け、管理者、オペレータ等が自由に距離Ｇ２を入力するようにしてもよい。距離Ｇ２のデフォルト値は、位置検出装置３０の取付位置Ｋ１から作業装置２の後端までの距離に設定されている。図５Ｂでは、作業装置２の奥行
（前又は後の方向）に対して約１／２に設定している状態を示している。

そして、作業エリア演算部４０は、作業装置２の作業幅Ｗ２によって求めたシフト量（Ｘ３、Ｙ３）と、走行位置Ｑｎとに基づいて、作業境界Ｋ３の境界位置Ｕｎを演算する。作業エリア演算部４０は、境界位置Ｕｎ（経度Ｕｎｘ、緯度Ｕｎｙ）＝走行位置Ｑｎ（経度Ｑｎｘ、経度Ｑｎｙ）−シフト量（Ｘ３、Ｙ３）により、境界位置Ｕｎを求める。ここで、作業装置２の左側の境界位置Ｕｎのことを、「境界位置Ｕｎ１」、作業装置２の右側の境界位置Ｕｎのことを、「境界位置Ｕｎ２」という。

作業エリア演算部４０は、図６Ｂに示すように、境界位置Ｕｎ１で囲まれる面積Ｓ３と、境界位置Ｕｎ２で囲まれる面積Ｓ４とを求め、面積Ｓ３と面積Ｓ４のうち、大きい方の面積Ｓ３、Ｓ４に対応した境界位置Ｕｎ１、Ｕｎ２で結ばれる軌跡ＨＰ２を、作業エリアＷＥ１の輪郭とする。図６Ｂ、面積Ｓ３＞面積Ｓ４であるため、境界位置Ｕｎ１で結ばれる軌跡ＨＰ２が作業エリアＷＥ１の輪郭となる。

なお、作業エリア演算部４０は、境界位置Ｕｎ１に基づいて第１軌跡、境界位置Ｕｎ２に基づいて第２軌跡を求め、第１軌跡で囲まれる面積を面積Ｓ３、第２軌跡で囲まれる面積を面積Ｓ４としてもよい。
作業エリア演算部４０は、表示装置５０の設定画面Ｔ３で設定された識別情報に基づいて、作業装置２の幅Ｗ１又は作業幅Ｗ２を抽出する。作業エリア演算部４０は、作業装置２の幅Ｗ１及び作業幅Ｗ２のいずれかを用いて、上述したように、装置位置Ｐｎ１、Ｐｎ２で結ばれる軌跡ＨＰ１、境界位置Ｕｎ１、Ｕｎ２で結ばれる軌跡ＨＰ２を求め、軌跡ＨＰ１、ＨＰ２を作業エリアＷＥ１の輪郭とする。

装置情報が作業装置２の画像である場合、作業エリア演算部４０は、画像と走行位置Ｑｎとに基づいて、作業エリアＷＥ１の輪郭を演算する。作業エリア演算部４０は、画像と走行位置Ｑｎに基づいて、作業装置２の幅方向端部Ｋ２の装置位置Ｐｎ１、Ｐｎ２を演算し、装置位置Ｐｎ１、Ｐｎ２を作業エリアＷＥ１の輪郭に設定する。作業エリア演算部４０は、作業装置２の画像に対して画像処理を実行し、画像から作業装置２の幅方向端部Ｋ２を算出する。図３Ａに示すように、作業エリア演算部４０は、作業装置２の幅方向端部Ｋ２の位置と、撮像装置５５の取付位置Ｋ４、位置検出装置３０の取付位置Ｋ１とに基づいて、上述したように、取付位置Ｋ１と幅方向端部Ｋ２とのシフト量（Ｘ２、Ｙ２）を求める。作業エリア演算部４０は、シフト量（Ｘ２，Ｙ２）の演算後は、作業装置２の幅Ｗ１と同様に演算処理を行い、装置位置Ｐｎ１、Ｐｎ２で結ばれる軌跡ＨＰ１を作業エリアＷＥ１の輪郭とする。

以上によれば、走行車両３の走行位置Ｑｎと作業装置２の装置情報とに基づいて作業エリアＷＥ１の輪郭を演算している。このため、オペレータが実際に作業場Ｈ１にて作業を行う作業装置２に応じて作業エリアＷＥ１の輪郭を演算しているため、仮想的な作業場Ｈ１の設定に比べて実際の作業に応じた作業エリアＷＥ１を求めることができる。例えば、装置情報として、作業装置２のサイズ、作業装置２の作業幅Ｗ２、作業装置２の画像等によって、作業エリアＷＥ１の輪郭を求めることができる。オペレータは、作業開始前に走行車両３に連結した作業装置２のサイズ及び作業幅Ｗ２のいずれかを設定することにより、作業装置２のサイズ又は作業幅Ｗ２によって作業エリアＷＥ１を求めることができる。

また、作業装置２の画像においては、作業装置２のサイズ又は作業幅Ｗ２が分からなくても当該画像の画像処理等によって、作業エリアＷＥ１の輪郭を求めることができる。
さて、位置検出装置３０の取付位置Ｋ５を表示装置５０等に入力して、入力された取付位置Ｋ５に基づいて、作業エリアＷＥ１の輪郭を補正してもよい。図１に示すように、作業エリア管理システムは、取付位置設定部４１を備えている。取付位置設定部４１は、表示装置５０に設けられた電気・電子部品、当該表示装置５０等に組み込まれたプログラム等から構成されている。

例えば、オペレータが表示装置５０に対して所定の操作を行うと、図７に示すように、取付位置設定部４１は、当該表示装置５０に設定画面Ｔ４を表示する。設定画面Ｔ４では、当該設定画面Ｔ４のフィールドＦ１上に走行車両３の外形Ｄ１を示す図形を表示する。フィールドＦ１は、Ｘ軸、Ｙ軸で示される２次元であって、２次元の走行車両３の外形Ｄ
１が示されている。フィールドＦ１上には、ポインタ部５６が示され、当該ポインタ部５６によってフィールドＦ１上に位置検出装置３０の取付位置Ｋ５（Ｘ５、Ｙ５）を指定することができる。フィールドＦ１上において、ポインタ部５６によって位置検出装置３０の取付位置Ｋ５が指定された後、設定画面Ｔ４に表示された完了ボタン５２が選択されると、取付位置設定部４１は、フィールドＦ１で指定された取付位置Ｋ５を取得する。なお、図７では、取付位置Ｋ１（Ｘ１、Ｙ１）が仮想的に示されているが、設定画面Ｔ１では、システム上の取付位置Ｋ１は表示されていない。

作業エリア演算部４０は、取付位置Ｋ５に基づいて、作業エリアＷＥ１の輪郭を補正する。作業エリア演算部４０は、例えば、取付位置Ｋ１と取付位置Ｋ５のズレ量（ΔＸ：Ｘ１−Ｘ５、ΔＹ：Ｙ１−Ｙ５）に基づいて、装置位置Ｐｎ（経度Ｐｎｘ、緯度Ｐｎｙ）及び境界位置Ｕｎ（経度Ｕｎｘ、緯度Ｕｎｙ）を補正する。上述した実施形態では、作業装置２の幅方向中央部の直線上に位置検出装置３０が取り付けられている（位置検出装置３０の直後に作業装置２の幅方向中央部が位置する）こととしている。そのため、作業装置２の幅方向中央部の直線上に位置検出装置３０が取り付けられていない場合は、ズレ量（ΔＸ、ΔＹ）だけ、装置位置Ｐｎ及び境界位置Ｕｎが水平方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向）にずれることになる。作業エリア演算部４０は、装置位置Ｐｎ及び境界位置Ｕｎに対して、ズレ量（ΔＸ、ΔＹ）を加算又は減算することによって、装置位置Ｐｎ及び境界位置Ｕｎを補正する。言い換えれば、ズレ量（ΔＸ、ΔＹ）によって軌跡ＨＰ１又は軌跡ＨＰ２がシフトすることから、ズレ量を適用することで装置位置Ｐｎ及び境界位置Ｕｎ（軌跡ＨＰ１、ＨＰ２）を補正する。

作業エリア管理システムは、取付位置設定部４１を備え、作業エリア演算部４０は、取付位置設定部４１で設定された取付位置に基づいて、作業エリアＷＥ１の輪郭を補正している。それゆえ、位置検出装置３０がトラクタ１に対して様々な位置に取付けられたとしても、取付位置に対応して作業エリアＷＥ１の輪郭を求めることができる。
さて、作業装置２の幅方向端部Ｋ６を表示装置５０等に入力して、入力された幅方向端部Ｋ６に基づいて、作業エリアＷＥ１の輪郭を補正してもよい。図１に示すように、作業エリア管理システムは、端部設定部４２を備えている。端部設定部４２は、表示装置５０に設けられた電気・電子部品、当該表示装置５０等に組み込まれたプログラム等から構成されている。

例えば、オペレータが表示装置５０に対して所定の操作を行うと、図８に示すように、端部設定部４２は、当該表示装置５０に設定画面Ｔ５を表示する。設定画面Ｔ５では、当該設定画面Ｔ５のフィールドＦ１上に走行車両３の外形Ｄ１を示す図形を表示する。フィールドＦ１上には、ポインタ部５６が示され、当該ポインタ部５６によってフィールドＦ１上に作業装置２の幅方向端部Ｋ６（Ｘ６、Ｙ６）を指定することができる。フィールドＦ１上において、ポインタ部５６によって作業装置２の幅方向端部Ｋ６が指定された後、設定画面Ｔ５に表示された完了ボタン５２が選択されると、端部設定部４２は、フィールドＦ１で指定された幅方向端部Ｋ６を取得する。

作業エリア演算部４０は、幅方向端部Ｋ６に基づいて、作業エリアＷＥ１の輪郭を補正する。作業エリア演算部４０は、作業装置２の幅Ｗ１から求めたシフト量（Ｘ２、Ｙ２）を補正し、補正したシフト量（Ｘ２、Ｙ２）を適用することで作業エリアＷＥ１の輪郭を補正する。作業エリア演算部４０は、取付位置Ｘ１と幅方向端部Ｋ６との差分に基づいてシフト量（Ｘ４、Ｙ４）を求める。シフト量（Ｘ２、Ｙ２）とシフト量（Ｘ４、Ｙ４）とが一致する場合は、作業エリア演算部４０は、シフト量（Ｘ２、Ｙ２）を補正しない。シフト量（Ｘ２、Ｙ２）とシフト量（Ｘ４、Ｙ４）とが異なる場合は、作業エリア演算部４０は、シフト量（Ｘ２、Ｙ２）を、シフト量（Ｘ４、Ｙ４）に適用し、当該シフト量（Ｘ４、Ｙ４）を適用したシフト量によって、装置位置Ｐｎを再計算する。なお、装置位置Ｐｎを再計算した後、作業エリア演算部４０は、上述した同様の手順で軌跡ＨＰ１を求める。

作業エリア管理システムは、端部設定部４２を備え、作業エリア演算部４０は、端部設定部４２に設定された幅方向端部に基づいて、作業エリアＷＥ１の輪郭を補正する。これ
によれば、オペレータ等が表示装置５０に入力した作業装置２のサイズ、作業幅Ｗ２が実際の作業装置２と少し異なる場合や微調整が必要な場合であっても適正に作業エリアＷＥ１の輪郭を求めることができる。また、作業装置２において、サイズや作業幅が自在に変更できるような装置である場合でも、端部設定部４２により作業エリアＷＥ１の輪郭を補正することができる。

作業エリア管理システムは、走行設定部４４を備えていてもよい。走行設定部４４は、表示装置５０に設けられた電気・電子部品、当該表示装置５０等に組み込まれたプログラム等から構成されている。走行設定部４４は、作業エリアＷＥ１を含む作業場Ｈ１の作業場マップＭ１を表示装置５０に表示して、作業場マップＭ１に基づいて、走行車両３の走行に関する設定を行う。走行設定部４４は、トラクタ１にオートステアリング（自動操舵）の機能が設けられている場合、オートステアリングを行付ための走行予定ルートＲ１の設定を行う。

例えば、オペレータが表示装置５０に対して所定の操作を行うと、図９に示すように、走行設定部４４は、当該表示装置５０に設定画面Ｔ６を表示する。走行設定部４４は、設定画面Ｔ６に作業場マップＭ１を表示する。例えば、走行設定部４４は、作業エリアＷＥ１の輪郭を含む作業場マップＭ１を表示装置５０する。オペレータ等は、表示装置５０のインターフェース等を用いて、設定画面Ｔ６に表示された作業エリアＷＥ１上に、走行ルート（走行予定ルート）Ｒ２を設定する。例えば、走行ルートＲ２として、トラクタ１を直進させる直進部Ｒ３と、トラクタ１を旋回させる旋回部Ｒ４とを設定する。走行ルートＲ２における直進部Ｒ３及び旋回部Ｒ４は、作業エリアＷＥ１の位置（緯度、経度）に対応付けられており、少なくとも直進部Ｒ３及び旋回部Ｒ４に対応する位置を、表示装置５０の設定画面Ｔ６上で設定することができる。

設定画面Ｔ６において、完了ボタン５２が選択されると、走行設定部４４による走行ルートＲ２の設定が完了し、設定された走行ルートＲ２は記憶部３８に記憶される。走行ルートＲ２によるオートステアリングの制御（オートステアリング制御）は、制御装置２５により行われる。制御装置２５には、指令スイッチ５９が接続されている。指令スイッチ５９は、ＯＮ／ＯＦＦに切り換え可能なスイッチであって、ＯＮである場合にオートステアリング制御を有効にし、ＯＦＦである場合にはオートステアリング制御を無効にする。なお、表示装置５０に指令スイッチ５９を示す図形を表示して、指令スイッチ５９の操作によって、オートステアリング制御を有効又は無効に切り換えてもよい。

制御装置２５は、指令スイッチ５９がＯＮされると、オートステアリング制御を実行する。制御装置２５は、まず、トラクタ１の走行位置Ｑｎと、走行ルートＲ２で示された位置（走行予定位置）とを比較し、走行位置Ｑｎと走行予定位置とが一致している場合は、操舵装置１１におけるハンドル１１ａの操舵角及び操舵方向（前輪７Ｆの操舵角及び操舵方向）を変更せずに保持する（制御弁２２の開度及び切換位置を変更せずに維持する）。一方、制御装置２５は、走行位置Ｑｎと走行予定位置とが一致していない場合、当該走行位置Ｑｎと走行予定位置との偏差（ズレ量）が零となるように、操舵装置１１におけるハンドル１１ａの操舵角及び／又は操舵方向を変更する（制御弁２２の開度及び／又は切換位置を変更する）。

また、走行ルートＲ２の方位とトラクタ１（車体３）の進行方向（走行方向）の方位（車体方位）とが異なる場合（走行ルートＲ２に対する車体方位の角度θが閾値以上である場合）、制御装置２５は、角度θが零（車体方位が走行ルートＲ２の方位に一致）するように操舵角を設定する。なお、制御装置２５は、偏差（位置偏差）に基づいて求めた操舵角と、方位（方位偏差）に基づいて求めた操舵角とに基づいて、オートステアリング制御における最終の操舵角を設定してもよい。上述した実施形態におけるオートステアリング制御における操舵角の設定は一例であり、限定されない。

なお、上述した実施形態では、作業場マップＭ１に対して、オートステアリングの走行ルートＲ２の設定について説明したが、走行設定部４４は、走行車両２の走行に関する設定としてトラクタ１の自動走行に関する設定を行ってもよい。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えら
れるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ トラクタ
２ 作業装置
３ 走行車両（走行車体）
２５ 制御装置
３０ 位置検出装置
４０ 作業エリア演算部
４１ 取付位置設定部
４２ 端部設定部
４４ 走行設定部
５０ 表示装置
５３ 作業幅入力部
５４ 識別入力部
５５ 撮像装置
Ｄ１ 外形
Ｆ１ フィールド
Ｈ１ 作業場
Ｋ３ 作業境界
Ｋ６ 幅方向端部
Ｐｎ 装置位置
Ｑｎ 走行位置
Ｕｎ 境界位置
Ｗ１ 作業装置の幅
Ｗ２ 作業装置の作業幅
ＷＥ１ 作業エリア

Claims (9)

1. 作業装置を連結可能な走行車両に設けられ、且つ前記走行車両の走行位置を検出する位置検出装置と、
   前記走行車両に連結された前記作業装置の装置情報と前記走行位置とに基づいて作業エリアの輪郭を演算する作業エリア演算部と、
   を備え、
   前記作業エリア演算部は、前記装置情報として前記作業装置の前記作業エリアに対して作業を施す範囲である作業幅を取得し、取得した作業幅と前記走行位置とに基づいて、前記作業エリアの輪郭を演算する作業エリア管理システム。
2. 前記作業エリア演算部は、前記装置情報として前記作業装置のサイズを取得し、取得したサイズと前記走行位置とに基づいて、前記作業エリアの輪郭を演算する請求項１に記載の作業エリア管理システム。
3. 前記作業エリア演算部は、前記サイズと前記走行位置とに基づいて、前記作業装置の幅方向端部の位置である装置位置を演算し、演算した装置位置を前記作業エリアの輪郭に設定する請求項２に記載の作業エリア管理システム。
4. 前記作業エリア演算部は、前記作業幅と前記走行位置とに基づいて、前記作業装置の作業境界の位置である境界位置を演算し、演算した境界位置を前記作業エリアの輪郭に設定する請求項１に記載の作業エリア管理システム。
5. 前記作業装置を撮像する撮像装置をさらに備え、
   前記作業エリア演算部は、前記撮像装置により撮像された前記作業装置の画像を前記装置情報として取得し、該取得された前記作業装置の画像と前記走行位置とに基づいて、前記作業エリアの輪郭を演算する請求項１に記載の作業エリア管理システム。
6. 前記作業エリア演算部は、前記画像と前記走行位置に基づいて、前記作業装置の幅方向端部の位置である装置位置を演算し、演算した装置位置を前記作業エリアの輪郭に設定する請求項５に記載の作業エリア管理システム。
7. 前記走行車両の外形を表示する第１設定画面を表示する表示装置と、
   前記第１設定画面上に前記位置検出装置の取付位置を設定する取付位置設定部と、
   を備え、
   前記作業エリア演算部は、前記取付位置に基づいて、前記作業エリアの輪郭を補正する請求項１〜６のいずれかに記載の作業エリア管理システム。
8. 前記表示装置は、前記作業装置の外形を表示する第２設定画面をさらに表示し、
   前記第２設定画面上に前記作業装置の幅方向端部を設定する端部設定部をさらに備え、
   前記作業エリア演算部は、前記端部設定部に設定された前記幅方向端部に基づいて、前記作業エリアの輪郭を補正する請求項７に記載の作業エリア管理システム。
9. 前記作業エリア演算部で演算された作業エリアを含む作業場を表示する表示装置と、
   前記表示装置に表示した作業場に前記走行車両の走行に関する設定を行う走行設定部を備えている請求項１〜８のいずれかに記載の作業エリア管理システム。

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