JP6937681B2 - コンバイン制御システム - Google Patents

Description

本発明は、圃場の植立穀稈を刈り取る刈取装置を有するコンバインを制御するコンバイン制御システムに関する。

特許文献１には、圃場の植立穀稈を刈り取る刈取装置を有するコンバインの発明が記載されている。このコンバインは、自動走行によって圃場での収穫作業を行うように構成されている。

特開２００１−６９８３６号公報

特許文献１には、圃場の未刈領域における角部の植立穀稈を刈り取るためにコンバインが方向転換を行う際の方向転換の方法については詳述されていない。

ここで、圃場の未刈領域における角部の植立穀稈を刈り取るためにコンバインが方向転換を行う際に、コンバインが未刈領域に入らないようにコンバインを制御する構成が考えられる。この構成によれば、方向転換の際に、コンバインが未刈領域の植立穀稈を踏み付けてしまうことを回避できる。

しかしながら、この構成では、方向転換のために利用可能なスペースが比較的狭くなりがちである。これにより、方向転換を円滑に行うことができず、作業効率が低下してしまいやすい。

本発明の目的は、コンバインが未刈領域の植立穀稈を踏み付けてしまうことを回避できると共に、コンバインの方向転換を円滑に行いやすいコンバイン制御システムを提供することである。

本発明の特徴は、
圃場の植立穀稈を刈り取る刈取装置を有するコンバインを制御するコンバイン制御システムであって、
前記コンバインの方向転換を制御する方向転換制御部を備え、
圃場の未刈領域における角部の植立穀稈を刈り取るために前記コンバインが方向転換を行う際、前記方向転換制御部は、植立穀稈を刈り取りながら旋回する刈取旋回動作を含む方向転換方法である角部用特別方向転換によって前記コンバインの方向転換が行われるように前記コンバインを制御し、
前記コンバインの方向転換方法を決定する決定部を備え、
前記方向転換制御部は、前記決定部による決定内容に従って前記コンバインの方向転換を制御するように構成されており、
前記決定部は、前記角部と圃場の境界線との間の距離が所定距離よりも短い場合には、前記角部の植立穀稈を刈り取るために行われる前記コンバインの方向転換が前記角部用特別方向転換によって行われることを決定し、
前記決定部は、前記角部と圃場の境界線との間の距離が前記所定距離以上である場合には、前記角部の植立穀稈を刈り取るために行われる前記コンバインの方向転換が前記角部用特別方向転換とは異なる方向転換方法によって行われることを決定することにある。
本発明であれば、圃場の未刈領域における角部の植立穀稈を刈り取るためにコンバインが方向転換を行う際、コンバインは、角部用特別方向転換によって方向転換を行うように制御される。そして、この角部用特別方向転換には、植立穀稈を刈り取りながら旋回する刈取旋回動作が含まれている。
従って、本発明であれば、方向転換において、刈取旋回動作によりコンバインが未刈領域に入る。即ち、方向転換において、コンバインが植立穀稈を刈り取りながら未刈領域に入るため、コンバインが未刈領域の植立穀稈を踏み付けてしまうことを回避できる。
しかも、方向転換の際にコンバインが未刈領域に入らないようにコンバインを制御する場合に比べて、方向転換のために利用可能なスペースが広くなる。これにより、コンバインの方向転換を円滑に行いやすい。
即ち、本発明であれば、コンバインが未刈領域の植立穀稈を踏み付けてしまうことを回避できると共に、コンバインの方向転換を円滑に行いやすい。
また、本発明であれば、角部と圃場の境界線との間の距離が比較的短い場合には、角部用特別方向転換を行うことにより、方向転換のためのスペースを広く確保しながら、確実に方向転換を行うことができる。
ここで、角部と圃場の境界線との間の距離が比較的長い場合には、角部用特別方向転換を行わずとも、方向転換のために利用可能なスペースを広く確保しやすい。即ち、この場合には、角部用特別方向転換とは異なる方向転換方法であっても、方向転換を行うことができる。
そして、本発明であれば、角部と圃場の境界線との間の距離が比較的長い場合には、角部用特別方向転換とは異なる方向転換方法によって、コンバインの方向転換が行われる。従って、角部と圃場の境界線との間の距離が比較的長い場合には、角部用特別方向転換よりも迅速に方向転換が可能な方法によって方向転換を行う構成を実現できる。
従って、本発明であれば、角部と圃場の境界線との間の距離が比較的短い場合には、角部用特別方向転換によって確実に方向転換を行いながらも、角部と圃場の境界線との間の距離が比較的長い場合には、角部用特別方向転換とは異なる方向転換方法によって迅速な方向転換を行うことが可能な構成を実現できる。

さらに、本発明において、
前記角部用特別方向転換は、
方向転換前の前記コンバインの進行方向において前記角部よりも後側の位置まで後進する第１後進動作と、
前記第１後進動作の後に行われる前記刈取旋回動作と、
前記刈取旋回動作の後に行われる動作であって、方向転換後の前記コンバインの進行方向において前記角部よりも後側の位置まで後進する第２後進動作と、
前記第２後進動作の後に行われる前進動作と、を含んでいると好適である。

この構成によれば、刈取旋回動作に先立って、第１後進動作が行われる。これにより、コンバインが刈取旋回動作によって圃場の境界線を越えてしまう事態を回避しやすい。

しかも、この構成によれば、第２後進動作及び前進動作によって、コンバインが角部の植立穀稈を刈り取りやすい位置へ移動しながら方向転換を完了させやすい。

コンバインの左側面図である。 制御部に関する構成を示すブロック図である。 圃場における周回走行を示す図である。 刈取走行経路に沿った刈取走行を示す図である。 角部用特別方向転換によって方向転換が行われる場合の例を示す図である。 角部用特別方向転換とは異なる方向転換方法によって方向転換が行われる場合の例を示す図である。 鋭角部用特別αターンによって方向転換が行われる場合の例を示す図である。 第１別実施形態において角部用特別方向転換によって方向転換が行われる場合の例を示す図である。 第１別実施形態において角部用特別方向転換とは異なる方向転換方法によって方向転換が行われる場合の例を示す図である。 第２別実施形態において角部用特別方向転換によって方向転換が行われる場合の例を示す図である。 第３別実施形態において角部用特別方向転換によって方向転換が行われる場合の例を示す図である。

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、特に断りがない限り、図１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１に示す矢印Ｕの方向を「上」、矢印Ｄの方向を「下」とする。

〔コンバインの全体構成〕
図１に示すように、普通型のコンバイン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。

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、刈取装置１５及びリール１７を有している。

刈取装置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、圃場の穀物を収穫する。そして、コンバイン１は、刈取装置１５によって圃場の植立穀稈を刈り取りながら走行装置１１によって走行する刈取走行が可能である。

このように、コンバイン１は、圃場の植立穀稈を刈り取る刈取装置１５を有している。

刈取装置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１に示すように、運転部１２には、通信端末４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。

ここで、コンバイン１は、図３に示すように圃場における外周側の領域で穀物を収穫しながら周回走行を行った後、図４に示すように圃場における内側の領域で刈取走行を行うことにより、圃場の穀物を収穫するように構成されている。

そして、この収穫作業において、コンバイン１は、コンバイン制御システムＡによって制御される。以下では、コンバイン制御システムＡの構成について説明する。

〔コンバイン制御システムの構成〕
図２に示すように、コンバイン制御システムＡは、衛星測位モジュール８０及び制御部２０を備えている。尚、制御部２０は、コンバイン１に備えられている。また、上述の通り、衛星測位モジュール８０も、コンバイン１に備えられている。

制御部２０は、自車位置算出部２１、経路算出部２２、走行制御部２３、領域算出部２４、距離算出部２５、決定部２６を備えている。また、走行制御部２３は、刈取走行制御部２３ａ及び方向転換制御部２３ｂを有している。

図１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２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、コンバイン１の自車位置を示す測位データを自車位置算出部２１へ送る。

自車位置算出部２１は、衛星測位モジュール８０により出力され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。算出されたコンバイン１の経時的な位置座標は、走行制御部２３及び領域算出部２４へ送られる。

領域算出部２４は、自車位置算出部２１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、図４に示すように、外周領域ＳＡ及び作業対象領域ＣＡを算出する。

より具体的には、領域算出部２４は、自車位置算出部２１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、圃場の外周側における周回走行でのコンバイン１の走行軌跡を算出する。そして、領域算出部２４は、算出されたコンバイン１の走行軌跡に基づいて、コンバイン１が穀物を収穫しながら周回走行した圃場の外周側の領域を外周領域ＳＡとして算出する。また、領域算出部２４は、算出された外周領域ＳＡの内側を、作業対象領域ＣＡとして算出する。

例えば、図３においては、圃場の外周側における周回走行のためのコンバイン１の走行経路が矢印で示されている。図３に示す例では、コンバイン１は、３周の周回走行を行う。そして、この走行経路に沿った刈取走行が完了すると、圃場は、図４に示す状態となる。

図４に示すように、領域算出部２４は、コンバイン１が穀物を収穫しながら周回走行した圃場の外周側の領域を外周領域ＳＡとして算出する。また、領域算出部２４は、算出された外周領域ＳＡの内側を、作業対象領域ＣＡとして算出する。

さらに、領域算出部２４は、自車位置算出部２１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、図５に示すように、作業対象領域ＣＡにおける未刈領域ＣＡ１及び既刈領域ＣＡ２を算出する。

より具体的には、領域算出部２４は、自車位置算出部２１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、作業対象領域ＣＡにおける刈取走行でのコンバイン１の走行軌跡を算出する。そして、領域算出部２４は、算出されたコンバイン１の走行軌跡に基づいて、コンバイン１が刈取走行した領域を既刈領域ＣＡ２として算出する。また、領域算出部２４は、作業対象領域ＣＡにおける既刈領域ＣＡ２以外の部分を、未刈領域ＣＡ１として算出する。

そして、図２に示すように、領域算出部２４による算出結果は、経路算出部２２及び距離算出部２５へ送られる。

経路算出部２２は、領域算出部２４から受け取った算出結果に基づいて、図４に示すように、作業対象領域ＣＡにおける刈取走行のための走行経路である刈取走行経路ＬＩを算出する。尚、図４に示すように、本実施形態において、刈取走行経路ＬＩは、縦横方向に延びる複数のメッシュ線である。また、複数のメッシュ線は直線でなくても良く、湾曲していても良い。

図２に示すように、経路算出部２２により算出された刈取走行経路ＬＩは、走行制御部２３へ送られる。

刈取走行制御部２３ａは、自車位置算出部２１から受け取ったコンバイン１の位置座標と、経路算出部２２から受け取った刈取走行経路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、刈取走行制御部２３ａは、図４に示すように、刈取走行経路ＬＩに沿った自動走行によって刈取走行が行われるように、コンバイン１の走行を制御する。

また、距離算出部２５は、領域算出部２４から受け取った算出結果に基づいて、図５に示すように、未刈領域ＣＡ１における角部ＣＰと、圃場の境界線ＯＢと、の間の距離を算出する。

尚、距離算出部２５は、角部ＣＰと圃場の境界線ＯＢとの間において最も幅の狭い部位を特定した上で、その部位における角部ＣＰと圃場の境界線ＯＢとの間の距離を、距離算出部２５による最終的な算出結果として出力するように構成されていても良い。

また、距離算出部２５は、角部ＣＰと圃場の境界線ＯＢとの間における複数の部位を選定し、選定された各部位において、角部ＣＰと圃場の境界線ＯＢとの間の距離を算出するように構成されていても良い。この場合、各部位において算出された距離のうち、最も短い距離が、距離算出部２５による最終的な算出結果として出力されても良い。また、各部位において算出された距離の平均値が、距離算出部２５による最終的な算出結果として出力されても良い。

そして、図２に示すように、距離算出部２５により算出された距離は、決定部２６へ送られる。

決定部２６は、距離算出部２５により算出された距離に基づいて、コンバイン１の方向転換方法を決定する。

詳述すると、決定部２６は、角部ＣＰと圃場の境界線ＯＢとの間の距離が所定距離よりも短い場合には、角部ＣＰの植立穀稈を刈り取るために行われるコンバイン１の方向転換が角部用特別方向転換によって行われることを決定する。

尚、この所定距離は、コンバイン１の機種に応じて決められる固定値であっても良いし、作業者によって任意に設定可能であっても良い。

また、角部用特別方向転換とは、刈取旋回動作を含む方向転換方法である。また、刈取旋回動作とは、植立穀稈を刈り取りながら旋回する動作である。特に、本実施形態における角部用特別方向転換は、図５に示すように、第１後進動作と、刈取旋回動作と、第２後進動作と、前進動作と、を含んでいる。

第１後進動作とは、刈取旋回動作に先立って行われる動作であって、方向転換前のコンバイン１の進行方向において角部ＣＰよりも後側の位置まで後進する動作である。また、第２後進動作とは、刈取旋回動作の後に行われる動作であって、方向転換後のコンバイン１の進行方向において角部ＣＰよりも後側の位置まで後進する動作である。また、前進動作とは、第２後進動作の後に行われる動作であって、前進する動作である。

このように、本実施形態において、角部用特別方向転換は、方向転換前のコンバイン１の進行方向において角部ＣＰよりも後側の位置まで後進する第１後進動作と、第１後進動作の後に行われる刈取旋回動作と、刈取旋回動作の後に行われる動作であって、方向転換後のコンバイン１の進行方向において角部ＣＰよりも後側の位置まで後進する第２後進動作と、第２後進動作の後に行われる前進動作と、を含んでいる。

また、決定部２６は、角部ＣＰと圃場の境界線ＯＢとの間の距離が所定距離以上である場合には、角部ＣＰの植立穀稈を刈り取るために行われるコンバイン１の方向転換が角部用特別方向転換とは異なる方向転換方法によって行われることを決定する。

このように、コンバイン制御システムＡは、コンバイン１の方向転換方法を決定する決定部２６を備えている。

図２に示すように、決定部２６による決定内容は、方向転換制御部２３ｂへ送られる。そして、方向転換制御部２３ｂは、決定部２６による決定内容に従ってコンバイン１の方向転換を制御するように構成されている。

このように、コンバイン制御システムＡは、コンバイン１の方向転換を制御する方向転換制御部２３ｂを備えている。

ここで、上述の通り、決定部２６は、角部ＣＰと圃場の境界線ＯＢとの間の距離が所定距離よりも短い場合には、角部ＣＰの植立穀稈を刈り取るために行われるコンバイン１の方向転換が角部用特別方向転換によって行われることを決定する。そして、この場合、方向転換制御部２３ｂは、角部ＣＰの植立穀稈を刈り取るためにコンバイン１が方向転換を行う際、角部用特別方向転換によってコンバイン１の方向転換が行われるようにコンバイン１を制御することとなる。

このように、圃場の未刈領域ＣＡ１における角部ＣＰの植立穀稈を刈り取るためにコンバイン１が方向転換を行う際、方向転換制御部２３ｂは、植立穀稈を刈り取りながら旋回する刈取旋回動作を含む方向転換方法である角部用特別方向転換によってコンバイン１の方向転換が行われるようにコンバイン１を制御する。

〔コンバイン制御システムを利用した収穫作業の流れ〕
以下では、コンバイン制御システムＡを利用した収穫作業の例として、コンバイン１が、図３に示す圃場で収穫作業を行う場合の流れについて説明する。

最初に、作業者は、コンバイン１を手動で操作し、図３に示すように、圃場内の外周部分において、圃場の境界線ＯＢに沿って周回するように刈取走行を行う。図３に示す例では、コンバイン１は、３周の周回走行を行う。この周回走行が完了すると、圃場は、図４に示す状態となる。

領域算出部２４は、自車位置算出部２１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、図３に示す周回走行でのコンバイン１の走行軌跡を算出する。そして、図４に示すように、領域算出部２４は、算出されたコンバイン１の走行軌跡に基づいて、コンバイン１が植立穀稈を刈り取りながら周回走行した圃場の外周側の領域を外周領域ＳＡとして算出する。また、領域算出部２４は、算出された外周領域ＳＡの内側を、作業対象領域ＣＡとして算出する。

次に、経路算出部２２は、領域算出部２４から受け取った算出結果に基づいて、図４に示すように、作業対象領域ＣＡにおける刈取走行経路ＬＩを設定する。

そして、作業者が自動走行開始ボタン（図示せず）を押すことにより、図４に示すように、刈取走行経路ＬＩに沿った自動走行が開始される。このとき、刈取走行制御部２３ａは、刈取走行経路ＬＩに沿った自動走行によって刈取走行が行われるように、コンバイン１の走行を制御する。

尚、本実施形態においては、図３及び図４に示すように、圃場外に運搬車ＣＶが駐車している。そして、外周領域ＳＡにおいて、運搬車ＣＶの近傍位置には、停車位置ＰＰが設定されている。

運搬車ＣＶは、コンバイン１が穀粒排出装置１８から排出した穀粒を収集し、運搬することができる。穀粒排出の際、コンバイン１は停車位置ＰＰに停車し、穀粒排出装置１８によって穀粒を運搬車ＣＶへ排出する。

また、一つの刈取走行経路ＬＩの全体を走行し終えると、コンバイン１は、方向転換を行い、別の刈取走行経路ＬＩに沿った刈取走行を開始する。このとき、コンバイン１の方向転換は、方向転換制御部２３ｂの制御によって自動的に行われる。

そして、作業対象領域ＣＡにおける全ての刈取走行経路ＬＩに沿った刈取走行が完了すると、圃場の全体が収穫済みとなる。

〔コンバインの方向転換について〕
以下では、コンバイン１の方向転換について説明する。まずは、コンバイン１の方向転換が角部用特別方向転換によって行われる場合の例として、コンバイン１が図５に示す圃場で方向転換を行う場合について説明する。

図５における第１経路ＬＩ１及び第２経路ＬＩ２は、何れも、刈取走行経路ＬＩである。また、第１経路ＬＩ１と第２経路ＬＩ２とは互いに直交している。

そして、図５では、コンバイン１が第１経路ＬＩ１に沿った刈取走行を完了した後、角部ＣＰの植立穀稈を刈り取るために９０度の方向転換を行い、第２経路ＬＩ２に沿った刈取走行を開始するまでの動作が示されている。

尚、図５においては、コンバイン１の動作を表すために、刈取装置１５の前端部における機体左右方向中央部の軌跡を、矢印で示している。

最初に、コンバイン１は、第１経路ＬＩ１に沿った刈取走行を完了し、位置Ｑ１に位置している。このとき、距離算出部２５は、角部ＣＰと、圃場の境界線ＯＢと、の間の距離を算出する。図５に示すように、このとき算出される距離は、距離ＤＳ１である。

ここで、距離ＤＳ１は所定距離よりも短いものとする。そのため、決定部２６は、角部ＣＰの植立穀稈を刈り取るために行われるコンバイン１の方向転換が角部用特別方向転換によって行われることを決定する。

これにより、コンバイン１は、位置Ｑ１から、角部用特別方向転換を開始する。まず、コンバイン１は、第１経路ＬＩ１に沿って第１後進動作を行う。これにより、図５に示すように、コンバイン１は位置Ｑ２へ移動する。尚、位置Ｑ２は、第１経路ＬＩ１に沿った刈取走行の進行方向において角部ＣＰよりも後側の位置である。

次に、コンバイン１は、刈取旋回動作を行う。これにより、コンバイン１は位置Ｑ３へ移動する。また、この刈取旋回動作により、角部ＣＰの一部である部位ＣＰ１の植立穀稈が刈り取られる。

次に、コンバイン１は、第２後進動作を行う。これにより、コンバイン１は位置Ｑ４へ移動する。尚、位置Ｑ４は、第２経路ＬＩ２に沿った刈取走行の進行方向において角部ＣＰよりも後側の位置である。

そして、コンバイン１は、位置Ｑ４から前進動作を行い、方向転換を完了する。

以上で説明した一連の動作によって、コンバイン１の機体の向きは、第２経路ＬＩ２に沿う向きとなる。そして、第２経路ＬＩ２に沿った刈取走行が開始され、角部ＣＰの植立穀稈が刈り取られる。

次に、コンバイン１の方向転換が角部用特別方向転換とは異なる方向転換方法によって行われる場合の例として、コンバイン１が図６に示す圃場で方向転換を行う場合について説明する。

図６における第３経路ＬＩ３及び第４経路ＬＩ４は、何れも、刈取走行経路ＬＩである。また、第３経路ＬＩ３と第４経路ＬＩ４とは互いに直交している。

そして、図６では、コンバイン１が第３経路ＬＩ３に沿った刈取走行を完了した後、角部ＣＰの植立穀稈を刈り取るために９０度の方向転換を行い、第４経路ＬＩ４に沿った刈取走行を開始するまでの動作が示されている。

尚、図６においては、コンバイン１の動作を表すために、刈取装置１５の前端部における機体左右方向中央部の軌跡を、矢印で示している。

最初に、コンバイン１は、第３経路ＬＩ３に沿った刈取走行を完了し、位置Ｑ５に位置している。このとき、距離算出部２５は、角部ＣＰと、圃場の境界線ＯＢと、の間の距離を算出する。図６に示すように、このとき算出される距離は、距離ＤＳ２である。

ここで、距離ＤＳ２は所定距離以上であるものとする。そのため、決定部２６は、角部ＣＰの植立穀稈を刈り取るために行われるコンバイン１の方向転換が角部用特別方向転換とは異なる方向転換方法によって行われることを決定する。

このとき、決定部２６は、角部ＣＰの植立穀稈を刈り取るために行われるコンバイン１の方向転換が、通常αターンによって行われることを決定する。尚、通常αターンとは、図６に示すように、植立穀稈を刈り取らずに旋回する通常旋回動作を行った後、後進動作を行い、その後、前進動作を行う方向転換方法である。また、通常αターンは、角部用特別方向転換に比べて、迅速に方向転換が可能な方法である。

これにより、コンバイン１は、位置Ｑ５から、通常αターンを開始する。まず、コンバイン１は、通常旋回動作を行う。これにより、コンバイン１は位置Ｑ６へ移動する。

次に、コンバイン１は、後進動作を行う。これにより、コンバイン１は位置Ｑ７へ移動する。尚、位置Ｑ７は、第４経路ＬＩ４に沿った刈取走行の進行方向において角部ＣＰよりも後側の位置である。

そして、コンバイン１は、位置Ｑ７から前進動作を行い、方向転換を完了する。

以上で説明した一連の動作によって、コンバイン１の機体の向きは、第４経路ＬＩ４に沿う向きとなる。そして、第４経路ＬＩ４に沿った刈取走行が開始され、角部ＣＰの植立穀稈が刈り取られる。

以上で説明した構成であれば、圃場の未刈領域ＣＡ１における角部ＣＰの植立穀稈を刈り取るためにコンバイン１が方向転換を行う際、コンバイン１は、角部用特別方向転換によって方向転換を行うように制御される。そして、この角部用特別方向転換には、植立穀稈を刈り取りながら旋回する刈取旋回動作が含まれている。

従って、以上で説明した構成であれば、方向転換において、刈取旋回動作によりコンバイン１が未刈領域ＣＡ１に入る。即ち、方向転換において、コンバイン１が植立穀稈を刈り取りながら未刈領域ＣＡ１に入るため、コンバイン１が未刈領域ＣＡ１の植立穀稈を踏み付けてしまうことを回避できる。

しかも、方向転換の際にコンバイン１が未刈領域ＣＡ１に入らないようにコンバイン１を制御する場合に比べて、方向転換のために利用可能なスペースが広くなる。これにより、コンバイン１の方向転換を円滑に行いやすい。

即ち、以上で説明した構成であれば、コンバイン１が未刈領域ＣＡ１の植立穀稈を踏み付けてしまうことを回避できると共に、コンバイン１の方向転換を円滑に行いやすい。

〔圃場の鋭角部分における方向転換について〕
図５及び図６を参照して説明した通り、本実施形態においては、圃場の未刈領域ＣＡ１における角部ＣＰの植立穀稈を刈り取るためにコンバイン１が方向転換を行う際、コンバイン１は、角部用特別方向転換または通常αターンによって方向転換を行うように制御される。

ここで、図７に示すように、圃場の鋭角部分においてコンバイン１が方向転換を行う場合には、コンバイン１は、鋭角部用特別αターンによって方向転換を行うように制御される。尚、鋭角部用特別αターンとは、図７に示すように、第１後進動作を行った後、植立穀稈を刈り取らずに旋回する通常旋回動作を行い、通常旋回動作の後に第２後進動作を行い、その後、前進動作を行う方向転換方法である。

以下では、コンバイン１の方向転換が鋭角部用特別αターンによって行われる場合の例として、コンバイン１が図７に示す圃場で方向転換を行う場合について説明する。

図７における第５経路ＬＩ５及び第６経路ＬＩ６は、何れも、刈取走行経路ＬＩである。そして、図７では、圃場の鋭角部分において、コンバイン１が第５経路ＬＩ５に沿った刈取走行を完了した後、角部ＣＰの植立穀稈を刈り取るために方向転換を行い、第６経路ＬＩ６に沿った刈取走行を開始するまでの動作が示されている。

尚、図７においては、コンバイン１の動作を表すために、刈取装置１５の前端部における機体左右方向中央部の軌跡を、矢印で示している。

最初に、コンバイン１は、第５経路ＬＩ５に沿った刈取走行を完了し、位置Ｑ８に位置している。そして、コンバイン１が圃場の鋭角部分に位置していることから、決定部２６は、角部ＣＰの植立穀稈を刈り取るために行われるコンバイン１の方向転換が鋭角部用特別αターンによって行われることを決定する。

これにより、コンバイン１は、位置Ｑ８から、鋭角部用特別αターンを開始する。まず、コンバイン１は、第５経路ＬＩ５に沿って第１後進動作を行う。これにより、図７に示すように、コンバイン１は位置Ｑ９へ移動する。

次に、コンバイン１は、通常旋回動作を行う。これにより、コンバイン１は位置Ｑ１０へ移動する。次に、コンバイン１は、第２後進動作を行う。これにより、コンバイン１は位置Ｑ１１へ移動する。そして、コンバイン１は、位置Ｑ１１から前進動作を行い、方向転換を完了する。

以上で説明した一連の動作によって、コンバイン１の機体の向きは、第６経路ＬＩ６に沿う向きとなる。そして、第６経路ＬＩ６に沿った刈取走行が開始され、角部ＣＰの植立穀稈が刈り取られる。

また、以上で説明した鋭角部用特別αターンによれば、通常旋回動作に先立って、第１後進動作が行われる。これにより、圃場の鋭角部分においてコンバイン１が方向転換を行う場合に、コンバイン１が通常旋回動作によって圃場の境界線ＯＢを越えてしまう事態を回避しやすい。

〔第１別実施形態〕
上記実施形態において、角部用特別方向転換は、図５に示すように、第１後進動作と、刈取旋回動作と、第２後進動作と、前進動作と、を含んでいる。

しかしながら、本発明はこれに限定されない。角部用特別方向転換は、第１後進動作と、第２後進動作と、前進動作と、のうちの一部または全てを含んでいなくても良い。

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８は、本発明に係る第１別実施形態においてコンバイン１の方向転換が角部用特別方向転換によって行われる場合の例を示す図である。この第１別実施形態において、角部用特別方向転換は、刈取旋回動作に先立つ第１後進動作を含んでいない。

図８における第７経路ＬＩ７は、刈取走行経路ＬＩである。そして、図８では、コンバイン１が外周領域ＳＡを走行しているときに、角部ＣＰの植立穀稈を刈り取るために９０度の方向転換を行い、第７経路ＬＩ７に沿った刈取走行を開始するまでの動作が示されている。

尚、図８においては、コンバイン１の動作を表すために、刈取装置１５の前端部における機体左右方向中央部の軌跡を、矢印で示している。

最初に、コンバイン１は、外周領域ＳＡを走行しており、位置Ｑ１２に位置している。このとき、距離算出部２５は、角部ＣＰと、圃場の境界線ＯＢと、の間の距離を算出する。図８に示すように、このとき算出される距離は、距離ＤＳ３である。

ここで、距離ＤＳ３は所定距離よりも短いものとする。そのため、決定部２６は、角部ＣＰの植立穀稈を刈り取るために行われるコンバイン１の方向転換が角部用特別方向転換によって行われることを決定する。

これにより、コンバイン１は、位置Ｑ１２から、角部用特別方向転換を開始する。まず、コンバイン１は、刈取旋回動作を行う。これにより、コンバイン１は位置Ｑ１３へ移動する。また、この刈取旋回動作により、角部ＣＰの一部である部位ＣＰ２の植立穀稈が刈り取られる。

次に、コンバイン１は、後進動作を行う。これにより、コンバイン１は位置Ｑ１４へ移動する。尚、位置Ｑ１４は、第７経路ＬＩ７に沿った刈取走行の進行方向において角部ＣＰよりも後側の位置である。

そして、コンバイン１は、位置Ｑ１４から前進動作を行い、方向転換を完了する。

以上で説明した一連の動作によって、コンバイン１の機体の向きは、第７経路ＬＩ７に沿う向きとなる。そして、第７経路ＬＩ７に沿った刈取走行が開始され、角部ＣＰの植立穀稈が刈り取られる。

次に、この第１別実施形態において、コンバイン１の方向転換が角部用特別方向転換とは異なる方向転換方法によって行われる場合の例として、コンバイン１が図９に示す圃場で方向転換を行う場合について説明する。

図９における第８経路ＬＩ８は、刈取走行経路ＬＩである。そして、図９では、コンバイン１が外周領域ＳＡを走行しているときに、角部ＣＰの植立穀稈を刈り取るために９０度の方向転換を行い、第８経路ＬＩ８に沿った刈取走行を開始するまでの動作が示されている。

尚、図９においては、コンバイン１の動作を表すために、刈取装置１５の前端部における機体左右方向中央部の軌跡を、矢印で示している。

最初に、コンバイン１は、外周領域ＳＡを走行しており、位置Ｑ１５に位置している。このとき、距離算出部２５は、角部ＣＰと、圃場の境界線ＯＢと、の間の距離を算出する。図９に示すように、このとき算出される距離は、距離ＤＳ４である。

ここで、距離ＤＳ４は所定距離以上であるものとする。そのため、決定部２６は、角部ＣＰの植立穀稈を刈り取るために行われるコンバイン１の方向転換が角部用特別方向転換とは異なる方向転換方法によって行われることを決定する。

このとき、決定部２６は、角部ＣＰの植立穀稈を刈り取るために行われるコンバイン１の方向転換が、通常旋回によって行われることを決定する。尚、通常旋回とは、図９に示すように、植立穀稈を刈り取らずに旋回する通常旋回動作のみによって方向転換を行う方向転換方法である。

これにより、コンバイン１は、位置Ｑ１５から、通常旋回を開始する。即ち、コンバイン１は、位置Ｑ１５から通常旋回動作を行い、方向転換を完了する。

この通常旋回動作によって、コンバイン１の機体の向きは、第８経路ＬＩ８に沿う向きとなる。そして、第８経路ＬＩ８に沿った刈取走行が開始され、角部ＣＰの植立穀稈が刈り取られる。

〔第２別実施形態〕
上記実施形態において、角部用特別方向転換は、図５に示すように、第１後進動作、刈取旋回動作、第２後進動作、前進動作の４つの動作のみから構成される。

しかしながら、本発明はこれに限定されない。角部用特別方向転換は、第１後進動作、刈取旋回動作、第２後進動作、前進動作に加えて、別の動作を含んでいても良い。

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１０は、本発明に係る第２別実施形態においてコンバイン１の方向転換が角部用特別方向転換によって行われる場合の例を示す図である。この第１別実施形態において、角部用特別方向転換は、第１後進動作、第１刈取旋回動作（本発明に係る「刈取旋回動作」に相当）、第２後進動作、第２刈取旋回動作（本発明に係る「刈取旋回動作」に相当）、第３後進動作、前進動作の６つの動作を含んでいる。

図１０における第９経路ＬＩ９及び第１０経路ＬＩ１０は、何れも、刈取走行経路ＬＩである。また、第９経路ＬＩ９と第１０経路ＬＩ１０とは互いに直交している。

そして、図１０では、コンバイン１が第９経路ＬＩ９に沿った刈取走行を完了した後、角部ＣＰの植立穀稈を刈り取るために９０度の方向転換を行い、第１０経路ＬＩ１０に沿った刈取走行を開始するまでの動作が示されている。

尚、図１０においては、コンバイン１の動作を表すために、刈取装置１５の前端部における機体左右方向中央部の軌跡を、矢印で示している。

最初に、コンバイン１は、第９経路ＬＩ９に沿った刈取走行を完了し、位置Ｑ１６に位置している。このとき、距離算出部２５は、角部ＣＰと、圃場の境界線ＯＢと、の間の距離を算出する。図１０に示すように、このとき算出される距離は、距離ＤＳ５である。

ここで、距離ＤＳ５は所定距離よりも短いものとする。そのため、決定部２６は、角部ＣＰの植立穀稈を刈り取るために行われるコンバイン１の方向転換が角部用特別方向転換によって行われることを決定する。

これにより、コンバイン１は、位置Ｑ１６から、角部用特別方向転換を開始する。まず、コンバイン１は、第９経路ＬＩ９に沿って第１後進動作を行う。これにより、図１０に示すように、コンバイン１は位置Ｑ１７へ移動する。尚、位置Ｑ１７は、第９経路ＬＩ９に沿った刈取走行の進行方向において角部ＣＰよりも後側の位置である。

次に、コンバイン１は、第１刈取旋回動作を行う。これにより、コンバイン１は位置Ｑ１８へ移動する。また、この第１刈取旋回動作により、角部ＣＰの一部である部位ＣＰ３の植立穀稈が刈り取られる。

次に、コンバイン１は、第２後進動作を行う。これにより、コンバイン１は位置Ｑ１９へ移動する。尚、位置Ｑ１９は、第１０経路ＬＩ１０に沿った刈取走行の進行方向において角部ＣＰよりも後側の位置である。

次に、コンバイン１は、第２刈取旋回動作を行う。これにより、コンバイン１は位置Ｑ２０へ移動する。また、この第２刈取旋回動作により、角部ＣＰの一部である部位ＣＰ４の植立穀稈が刈り取られる。

次に、コンバイン１は、第３後進動作を行う。これにより、コンバイン１は位置Ｑ２１へ移動する。尚、位置Ｑ２１は、第１０経路ＬＩ１０に沿った刈取走行の進行方向において角部ＣＰよりも後側の位置である。

そして、コンバイン１は、位置Ｑ２１から前進動作を行い、方向転換を完了する。

以上で説明した一連の動作によって、コンバイン１の機体の向きは、第１０経路ＬＩ１０に沿う向きとなる。そして、第１０経路ＬＩ１０に沿った刈取走行が開始され、角部ＣＰの植立穀稈が刈り取られる。

〔第３別実施形態〕
上記実施形態においては、刈取旋回動作により、角部ＣＰの一部における植立穀稈が刈り取られる。

しかしながら、本発明はこれに限定されない。本発明に係る「刈取旋回動作」によって刈り取られる植立穀稈は、角部ＣＰの植立穀稈でなくても良い。

以下では、本発明に係る第３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１１は、本発明に係る第３別実施形態においてコンバイン１の方向転換が角部用特別方向転換によって行われる場合の例を示す図である。

図１１における第１１経路ＬＩ１１及び第１２経路ＬＩ１２は、何れも、刈取走行経路ＬＩである。また、第１１経路ＬＩ１１と第１２経路ＬＩ１２とは互いに直交している。

そして、図１１では、コンバイン１が第１１経路ＬＩ１１に沿った刈取走行を完了した後、角部ＣＰの植立穀稈を刈り取るために９０度の方向転換を行い、第１２経路ＬＩ１２に沿った刈取走行を開始するまでの動作が２通り示されている。

尚、図１１においては、コンバイン１の動作を表すために、刈取装置１５の前端部における機体左右方向中央部の軌跡を、矢印で示している。

コンバイン１は、図１１に示す位置から、２通りの方向転換方法によって方向転換を行うことができる。

２通りの方向転換方法のうちの１つ目は、図５において説明したものと同様である。即ち、図１１に示す１つ目の方向転換方法は、第１後進動作、刈取旋回動作、第２後進動作、前進動作の４つの動作により構成される。そして、この４つの動作のうちの刈取旋回動作では、角部ＣＰの一部である部位ＣＰ５の植立穀稈が刈り取られる。

２通りの方向転換方法のうちの２つ目は、刈取旋回動作、後進動作、前進動作の３つの動作により構成される。そして、この３つの動作のうちの刈取旋回動作では、角部ＣＰ以外の部分における植立穀稈が刈り取られる。

詳述すると、図１１に示す圃場には、２つの未刈領域ＣＡ１が存在する。２つの未刈領域ＣＡ１のうちの一方には、角部ＣＰが含まれていると共に、第１２経路ＬＩ１２が設定されている。また、２つの未刈領域ＣＡ１のうちの他方は、方向転換前のコンバイン１の進行方向における前方に位置している。

そして、図１１に示す２つ目の方向転換方法における刈取旋回動作では、２つの未刈領域ＣＡ１のうちの他方にコンバイン１が進入する。このとき、２つの未刈領域ＣＡ１のうちの他方における一部の植立穀稈が刈り取られる。その後、コンバイン１は後進動作及び前進動作を行い、方向転換を完了する。

尚、図１１に示す２通りの方向転換方法は、何れも、本発明に係る「角部用特別方向転換」に相当する。

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）上記実施形態においては、経路算出部２２により算出される刈取走行経路ＬＩは、縦横方向に延びる複数のメッシュ線である。しかしながら、本発明はこれに限定されず、経路算出部２２により算出される刈取走行経路ＬＩは、縦横方向に延びる複数のメッシュ線でなくても良い。例えば、経路算出部２２により算出される刈取走行経路ＬＩは、渦巻き状の走行経路であっても良い。また、刈取走行経路ＬＩは、別の刈取走行経路ＬＩと直交していなくても良い。

（３）上記実施形態においては、作業者は、コンバイン１を手動で操作し、図３に示すように、圃場内の外周部分において、圃場の境界線ＯＢに沿って周回するように刈取走行を行う。しかしながら、本発明はこれに限定されず、コンバイン１が自動で走行し、圃場内の外周部分において、圃場の境界線ＯＢに沿って周回するように刈取走行を行うように構成されていても良い。

（４）図５、図６、図８、図９、図１０、図１１に示した例では、コンバイン１は、９０度の方向転換を行っている。しかしながら、本発明はこれに限定されない。即ち、方向転換制御部２３ｂの制御により、コンバイン１が９０度以外の角度の方向転換を行う構成であっても良い。特に、本発明に係る「角部用特別方向転換」は、９０度の方向転換方法に限定されず、９０度以外の角度の方向転換方法であっても良い。

（５）上記実施形態において、決定部２６がコンバイン１の方向転換方法を決定するタイミングは、コンバイン１が方向転換を行う直前である。しかしながら、本発明はこれに限定されず、決定部２６がコンバイン１の方向転換方法を決定するタイミングは、どの時点であっても良い。例えば、決定部２６がコンバイン１の方向転換方法を決定するタイミングは、領域算出部２４が外周領域ＳＡ及び作業対象領域ＣＡを算出した時点であっても良い。

（６）刈取走行制御部２３ａは設けられていなくても良い。即ち、刈取走行経路ＬＩに沿った刈取走行は、作業者がコンバイン１を手動操作することによって行われても良い。

（７）自車位置算出部２１、経路算出部２２、走行制御部２３、領域算出部２４、距離算出部２５、決定部２６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、コンバイン１の外部に設けられた管理サーバに備えられていても良い。

（８）決定部２６は設けられていなくても良い。

（９）距離算出部２５は設けられていなくても良い。

（１０）通信端末４は設けられていなくても良い。

（１１）図３に示すように、上記実施形態における圃場の外形は四角形である。しかしながら、本発明はこれに限定されず、圃場の外形は四角形以外の形状であっても良い。例えば、圃場の外形は五角形や三角形であっても良い。

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。

１ コンバイン
１５ 刈取装置
２０ 制御部
２３ｂ 方向転換制御部
２６ 決定部
Ａ コンバイン制御システム
ＣＡ１ 未刈領域
ＣＰ 角部
ＯＢ 圃場の境界線

Claims (2)

1. 圃場の植立穀稈を刈り取る刈取装置を有するコンバインを制御するコンバイン制御システムであって、
   前記コンバインの方向転換を制御する方向転換制御部を備え、
   圃場の未刈領域における角部の植立穀稈を刈り取るために前記コンバインが方向転換を行う際、前記方向転換制御部は、植立穀稈を刈り取りながら旋回する刈取旋回動作を含む方向転換方法である角部用特別方向転換によって前記コンバインの方向転換が行われるように前記コンバインを制御し、
   前記コンバインの方向転換方法を決定する決定部を備え、
   前記方向転換制御部は、前記決定部による決定内容に従って前記コンバインの方向転換を制御するように構成されており、
   前記決定部は、前記角部と圃場の境界線との間の距離が所定距離よりも短い場合には、前記角部の植立穀稈を刈り取るために行われる前記コンバインの方向転換が前記角部用特別方向転換によって行われることを決定し、
   前記決定部は、前記角部と圃場の境界線との間の距離が前記所定距離以上である場合には、前記角部の植立穀稈を刈り取るために行われる前記コンバインの方向転換が前記角部用特別方向転換とは異なる方向転換方法によって行われることを決定するコンバイン制御システム。
2. 前記角部用特別方向転換は、
   方向転換前の前記コンバインの進行方向において前記角部よりも後側の位置まで後進する第１後進動作と、
   前記第１後進動作の後に行われる前記刈取旋回動作と、
   前記刈取旋回動作の後に行われる動作であって、方向転換後の前記コンバインの進行方向において前記角部よりも後側の位置まで後進する第２後進動作と、
   前記第２後進動作の後に行われる前進動作と、を含んでいる請求項１に記載のコンバイン制御システム。

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