JP7096531B2 - 作業車両の自律走行システム - Google Patents

Description

本発明は、圃場内を自律走行する農業用の作業車両の運転を制御する自律走行システムに関するものである。

圃場内を耕耘などの作業をしながら自律走行する作業車両は、走行中に燃料切れが生じるなど、走行の制御に不具合が生じた場合には、その作業を中断せざるを得ず、燃料不足のために、作業を中断したときは、燃料補給のための作業者の作業負担が大きく、作業の再開に著しく手間がかかることがあった。
かかる問題に対し、特許文献１には、燃料の減少を検知すると、燃料切れをしないように作業を中断し、燃料補給のため、圃場の端部まで移動して停止することによって、作業者の燃料補給にかかる作業負担を軽減するようにした作業車両の自律走行システムが提案されている。

特開２０１６-０５９３４９号公報

しかしながら、作業車両の作業中断を招く原因は燃料切れだけではなく、自律走行に関係するセンサに異常が生じて、適切に走行することができなくなり、圃場での作業を中断しなくてはならなくなる場合もあり、特許文献１に記載された対策では、燃料切れ以外の作業車両の作業中断が生じたときに、作業を速やかに再開することができなかった。

したがって、本発明は、圃場を自律走行中に作業車両が作業困難に陥っても、容易に作業に復帰することができる作業車両の自律走行システムを提供することを目的とするものである。

本発明のかかる目的は、圃場を自律走行する作業車両を備え、前記作業車両は、前記作業車両の自律走行を制御する自動運転制御部と、自機の位置情報を取得する位置情報取得手段と、車両に搭載したセンサの異常を検出するセンサ異常検出手段とを備え、前記自動運転制御部は、作業走行を中断してあらかじめ設定された待機場所まで前記作業車両を退避可能な待機モードと、前記位置情報取得手段により自機の位置情報を取得しながら前記圃場の内周を走行して圃場形状情報を作成する圃場形状情報作成モードと、前記圃場形状情報作成モードによって作成された圃場形状情報から、前記作業車両が走行した圃場の内周上の通過地点を複数取得し、取得された複数の前記通過地点の中から搭乗者が前記待機場所を選択して設定可能とする待機場所選択手段とを備えるとともに、前記作業車両が前記圃場を作業走行中に前記センサ異常検出手段が車両に搭載したセンサの異常を検出すると、待機モードに切り換り、前記作業車両が前記待機場所に移動されるように構成された作業車両の自律走行システムによって達成される。

本発明によれば、作業走行中にセンサに異常が発生し、センサ異常検出手段によりセンサの異常が検出された場合には、作業車両のモードが待機モードに切り換り、作業走行が中断されて、あらかじめ設定された待機場所まで作業車両が移動するので、センサの異常により自律走行に問題がある状態で作業走行が続行されることがなく、圃場に放置されることもない。また、待機場所は圃場内周上に設定されているので、作業車両の点検が容易になり、したがって、作業車両が作業に復帰しやすくなり、かつ、点検のために作業した場所へ立ち入る必要がないので、点検をする際に作業者（搭乗者）が既耕地を踏み荒らすことがない。

本発明の好ましい実施態様においては、前記作業車両は、自機の現在位置に基づいて前記待機場所を設定可能とする待機場所設定手段と、情報の送受信が可能な通信装置とを備え、前記自動運転制御部は、前記圃場形状情報作成モードにより作成した前記圃場形状情報と設定した前記待機場所の位置情報とを、前記通信装置により通信網を通じて管理サーバに送信し、前記管理サーバは、複数の前記圃場について、受信した前記圃場形状情報と前記待機場所の位置情報とを記録し、前記自動運転制御部は、前記作業車両が前記圃場で作業走行を開始するとき、前記位置情報取得手段により自機の位置情報を取得して前記管理サーバに送信し、前記管理サーバは、受け取った前記作業車両の位置情報が、前記管理サーバに記録された前記圃場の前記圃場形状情報に含まれている場合、前記圃場形状情報に対応する前記待機場所の位置情報を前記作業車両に送信するように構成されている。

本発明のこの好ましい実施態様によれば、作業車両は、自機の現在位置に基づいて待機場所を設定することができるので、搭乗者の所望の位置で簡易に待機場所を設定することができる。また、作業車両は、管理サーバに待機場所が記録されている圃場では、管理サーバから待機場所の位置情報を取得することができるので、一度、待機場所設定手段により待機場所を設定した圃場を再度、作業走行する場合、改めて待機場所を設定し直す手間を省くことができる。

本発明のさらに好ましい実施形態においては、前記自動運転制御部は、前記圃場での作業走行の開始時に、前記圃場における前記待機場所の位置情報を取得し、前記圃場での作業走行が完了すると、取得した前記待機場所の設定をキャンセルするように構成されている。

本発明のこのさらに好ましい実施態様によれば、作業車両が自律走行により、ある圃場における作業走行を完了させると、その圃場に設定されていた待機場所の位置情報がリセットされるので、作業車両が他の圃場を作業走行する際に、車両に搭載したセンサから異常が検出されて作業車両が退避手段により待機場所に移動することになっても、前に作業走行した圃場の待機場所に移動する事態を防ぐことができる。

本発明によれば、作業車両が圃場を自律走行中に作業困難に陥っても、容易に作業に復帰することができる作業車両の自律走行システムを提供することが可能になる。

図１は、本発明の実施態様にかかる自律走行システムによって走行が制御される作業車両の構成を示す略側面図である。 図２は、図１の作業車両の内部構成を示すブロック図である。 図３は、本発明の好ましい実施態様に係る自律走行システムの構成を示すブロック図である。 図４は、作業車両が圃場内を圃場内周に沿って走行して圃場形状情報作成モードにより圃場形状情報を作成する様子を示す平面図である。 図５は、作業車両が、圃場形状情報作成モードにより圃場の圃場形状情報を作成するプロセスを示すフローチャートである。 図６は、圃場形状情報から算定される作業範囲および走行予定経路を示す平面図である。 図７は、圃場での作業走行を中断して待機場所に移動する作業車両の様子を示す平面図である。 図８は、作業車両が車両に搭載されたセンサの異常を検出して待機場所に移動するプロセスを示すフローチャートである。 図９は、図１の作業車両の操縦部の内装を示す略斜視図である。 図１０は、待機場所選択メニューが表示された図９の操作パネルを示す概略図である。

以下、本発明の好ましい実施態様につき、添付図面を参照しつつ、詳細に説明を加える。

図１は、本発明の実施態様にかかる自律走行システムによって、走行が制御される作業車両１００の構成を示す略側面図である。
図１に示されるように、本実施態様にかかる作業車両１００は、圃場１３を走行可能な農作業用の車両であり、車体前部には、ボンネット１０７に覆われたコモンレール式のエンジン１０５が配設され、このエンジン１０５の回転動力を、主変速装置および副変速装置を介して、前輪１０３及び後輪１０４に伝達することによって走行可能に構成されている。また、エンジン１０５の後方には、操縦部１０６が設けられ、操縦部１０６後方の車体後部には、圃場１３を耕耘可能な作業機１４０が取り付けられている。

操縦部１０６には、作業車両１００を操舵するステアリングホイール１５０と操縦席１５３とを備えたキャビンが設けられている。また、キャビンの天井であるキャビンルーフ１０８にはＧＮＳＳ受信機１０２が設けられており、人工衛星１７０から所定の時間間隔で電波を受信して、作業車両１００の位置を測定することができるように構成されている。

作業車両１００の車体後部には、上側にあるトップリンク１４５ａと下側にある左右のロアリンク１４５ｂとからなる３点リンク機構１４５が設けられており、作業機１４０は３点リンク機構１４５に連結されている。作業機１４０には、圃場の土を耕す耕耘爪１４６と、耕耘爪１４６の上方を覆うロータリカバー１４７と、ロータリカバー１４７の後部に上下動自在に支持されるリヤカバー１４８が設けられ、ロータリカバー１４７上には、作業機１４０による耕耘の深さを検出する耕深センサ１４９が設けられている。耕深センサ１４９は、ポテンショメータ式のセンサであり、ロータリカバー１４７に対するリヤカバー１４８の回動角度を耕深度として検出可能に構成されている。

３点リンク機構１４５のロアリンク１４５ｂには、リフトアーム１４２を介して、作業機昇降シリンダ１４１が接続されており、作業機昇降シリンダ１４１を伸縮させることによって、ロアリンク１４５ｂを上下させ、作業機１４０を昇降させることができるように構成されている。また、リフトアーム１４２の基部には、リフトアーム１４２の回転角度を検出するリフトアームセンサ１４３が設けられており、リフトアームセンサ１４３の検出値に基づいて、昇降させた作業機１４０の高さが算出されるように構成されている。

したがって、３点リンク機構１４５は、作業機昇降シリンダ１４１を伸縮させることにより、連結した作業機１４０を昇降させることができるので、圃場１３を耕耘する作業時は作業機１４０を下ろして、接地させる一方、非作業時は、作業機１４０を所定の高さにまで持ち上げて、接地しないようにしておくことによって、作業機１４０が不必要に地面と接触し、作業車両１００の走行の妨げになることを防止することができる。

以下、作業車両１００が作業機１４０を下ろして接地させた状態で、圃場１３の土を耕しながら走行することを作業走行と呼ぶ。

図２は、図１の作業車両１００の内部構成を示すブロック図である。
図２に示されるように、作業車両１００は、図１のＧＮＳＳ受信装置１０２が受信した電波から自機の位置情報を取得する位置情報取得手段である位置情報取得部３０１と、作業車両に搭載された各種センサの異常を検出するセンサ異常検出部３０８と、作業車両の自律走行を制御する自動運転制御部である自動運転ＥＣＵ３０２と、作業車両の走行状態を制御する車両ＥＣＵ３０３と、図１のエンジン１０５を制御するエンジンＥＣＵ３１０と、作業機を制御する作業機ＥＣＵ３１１とを備えており、自動運転ＥＣＵ３０２は、位置情報から走行経路を算定する経路算定部３０６と、位置情報から圃場の形状を示す情報である圃場形状情報を算定する圃場形状算定部３０７と、圃場に関する情報を記録する圃場情報記録部３０２ａとを備えている。

自動運転ＥＣＵ３０２、車両ＥＣＵ３０３、エンジンＥＣＵ３１０および作業機ＥＣＵ３１１は、通信回線により電気的に接続されており、互いにアクセス可能に構成されている。また、通信回線には、外部ネットワークと通信する通信部３０４や、作業車両１００の操縦部１０６に設置されているメータパネル（図示せず）および操作パネル１８０（図２には図示されていない）が接続されており、通信情報や操作情報などを相互に送受信できるように構成されている。

エンジンＥＣＵ３１０の入力側には、図１のエンジン１０５の回転数を検出するエンジン回転センサ１２０と、ラジエータの液温を検出するエンジン水温センサ１２１と、エンジン１０５のコモンレール内の圧力を検出するレール圧センサ１２２とが接続されており、エンジンＥＣＵ３１０の出力側には、エンジン１０５の燃料タンク内の燃料を加圧してコモンレールに送る燃料高圧ポンプ１２３と、コモンレールで蓄圧された燃料をピストンシリンダ内に噴射する高圧インジェクタ１２４とが接続されている。

車両ＥＣＵ３０３の出力側には、油圧により動作するクラッチ１３５と、ステアリングシリンダ１３６とが接続され、車両ＥＣＵ３０３の入力側には、クラッチ１３５にかかる圧力（クラッチ圧力）を検出するクラッチ圧力センサ１３０と、副変速装置による変速状態を検出する副変速センサ１３１と、車両の走行速度を検出する車速センサ１３２と、ステアリングホイールの操作量（回転量）を検出するステアリングホイールセンサ１３３と、前輪１０３の操舵角を検出する操舵角センサ１３４とが接続されている。

作業機ＥＣＵ３１１の入力側には、リフトアームセンサ１４３と、耕深センサ１４９とが接続され、作業機ＥＣＵ３１１の出力側には作業機１４０を昇降させる作業機昇降シリンダ１４１が接続されている。

図３は、本発明の好ましい実施態様に係る自律走行システム１の構成を示すブロック図である。
図３に示されるように、作業車両１００は、通信部３０４により通信網を介して、遠隔的にクラウドＣと情報の送受信が可能であり、位置情報取得部３０１により取得した自機の位置情報を、所定時間毎に、クラウドＣに送信することができ、また、クラウドＣに格納された情報を取得することができるように構成されている。

遠隔管理装置２００は、携帯可能な電子演算機器であり、管理ユーザにより操作可能な管理端末２０１を備えている。管理端末２０１は、通信網を通じて、クラウドＣと相互に通信可能な通信機２０２と、人工衛星の測位情報から自機の位置情報、すなわち、管理端末２０１の現在の位置情報を取得可能な測位装置２０３と、管理端末２０１を制御する端末制御部２０４とを備えている。したがって、管理ユーザは、管理端末２０１を所持することにより、通信機２０２を介して、クラウドＣと情報のやり取りをすることができ、測位装置２０３により取得した測位情報から、現在の自機の位置情報を把握することができる。

このように、作業車両１００と遠隔管理装置２００とが、クラウドＣを媒介にして、通信可能に構成されているので、管理ユーザは、遠隔管理装置２００により、作業車両１００の状態を監視し、指令を送ることができ、遠隔的に作業車両１００を管理することができる。

クラウドＣには管理サーバ３２０が設けられており、この管理サーバ３２０には、複数の圃場について、圃場形状情報を格納する圃場形状情報データベース３２２と、作業車両１００および遠隔管理装置２００の位置情報を格納する位置情報データベース３２３と、圃場に関して設定された情報を格納する圃場設定情報データベース３２４が設けられている。したがって、管理ユーザは、管理サーバ３２０にアクセスし、圃場形状情報データベース３２２、位置情報データベース３２３および圃場設定情報データベース３２４を参照することにより、作業車両１００と圃場との位置関係、自分と圃場との位置関係、圃場に設定された情報を、それぞれ把握することができる。

図４は、作業車両１００が圃場１３内を圃場内周１３ａに沿って走行して圃場形状情報作成モードにより圃場形状情報を作成する様子を示す平面図である。
圃場形状情報作成モードは、圃場形状情報を生成するために作業車両１００に設定される走行モードであり、本実施態様においては、圃場の形状情報を作成するときは、搭乗者によって、モード設定手段（図示せず）が操作され、圃場形状情報作成モードに設定される。

図４に示されるように、作業車両１００は、管理通路１２に面した出入り口１１から圃場１３に出入りすることができる。作業車両１００は、圃場１３内に進入すると、作業走行を開始する前に、図３のクラウドＣを介して、管理サーバ３２０にアクセスし、圃場形状情報データベース３２２から圃場１３の形状を示すデータである圃場形状情報を取得するように構成されている。

圃場形状情報には、圃場１３の形状が囲う土地の平面的な位置、大きさ、範囲などの情報が含まれているので、作業車両１００は、圃場形状情報を取得することによって、圃場１３との位置関係を認識でき、圃場１３内を自律走行することができる。

圃場形状情報データベース３２２に圃場１３の圃場形状情報が登録されていない場合には、搭乗者によってモード設定手段（図示せず）が操作されて、作業車両１００が圃場形状情報作成モードに設定され、圃場１３の圃場形状情報を作成することができる。圃場形状情報作成モードは、作業車両１００を走行させている間に、所定の時間間隔で図１の位置情報取得部３０１により自機の位置情報を取得して、取得した位置情報を通過地点１７（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，・・・）としてプロットしていき、圃場形状算定部３０７が隣接する通過地点１７の位置情報をそれぞれつなぐことにより、各通過地点１７（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，・・・）で囲まれた範囲の座標データを作成するように構成されている。

すなわち、圃場形状情報作成モードで、作業車両１００を手動操縦により、圃場内周１３ａに沿って走行させることによって、作業車両１００は、圃場１３の圃場形状情報を取得することができる。

図５は、作業車両１００が、圃場形状情報作成モードにより、圃場１３の圃場形状情報を作成するプロセスを示すフローチャートである。
図５に示されるように、圃場形状情報作成モードが開始されると（ステップＳ１０１）、作業車両１００の自動運転ＥＣＵ３０２は、位置情報取得部３０１により自機の位置情報Ｐ１を取得し（ステップＳ１０２）、さらに、所定の時間間隔で自機の位置情報Ｐ２，Ｐ３，・・・と繰り返し、取得していく（ステップＳ１０３）。

自動運転ＥＣＵ３０２は、通過地点の位置情報Ｐｎ（ｎ＝２，３，・・・）を通過地点の位置情報Ｐ１と比較し（ステップＳ１０４）、Ｐ１と一致するＰｎを取得したら（ステップＳ１０５）、圃場１３を一周したと判断し、圃場形状算定部３０７によりＰ１，Ｐ２，・・・，Ｐｎの位置情報をつなぎ合わせて圃場形状情報を作成する（ステップＳ１０６）。そして、自動運転ＥＣＵ３０２は、作成した圃場形状情報および各通過地点Ｐ１，Ｐ２，・・・，Ｐｎの位置情報を圃場情報記録部３０２ａに記録する（ステップＳ１０５７）とともに、通信部３０４により、クラウドＣを介して、管理サーバ３２０にアクセスし、圃場形状情報および各通過地点Ｐ１，Ｐ２，・・・，Ｐｎの位置情報を管理サーバ３２０の圃場形状情報データベース３２２に登録して（ステップＳ１０６）、圃場形状情報作成モードを終了する（ステップＳ１０７）。

このように、作業車両１００は、圃場１３を作業走行するのに先立って、圃場形状情報作成モードで圃場１３を走行し、圃場内周１３ａに沿って１周することによって、圃場１３の形状を座標データ化した圃場形状情報を作成することができるので、作業走行をするために必要な事前準備を簡易に行なうことができる。

また、作業車両１００は、圃場形状情報作成モードにより、圃場１３の圃場形状情報を作成すると、クラウドＣを介して、管理サーバ３２０にアクセスし、作成した圃場形状情報（各通過地点１７の位置情報を含む）を圃場形状情報データベース３２２に登録するように構成されているから、同じ圃場１３で作業走行をする場合には、管理サーバ３２０にアクセスして、圃場形状情報を取得すればよく、再度、圃場形状情報作成モードにより圃場形状情報を作成する必要がない。

図６は、圃場形状情報から算定される作業範囲１６および走行予定経路２０を示す平面図であり、図７は、圃場１３での作業走行を中断して、待機場所１８に移動する作業車両１００の様子を示す平面図である。

図６に示されるように、作業車両１００は、図２の圃場形状算定部３０７により、圃場１３の圃場形状情報を取得すると、各通過地点１７の中から４つの通過点を選択する。これらの４点を結ぶことによって、作業車両１００が作業走行を行う所定の形状の作業範囲１６が設定される。作業範囲１６の形状は限定されるものではないが、長方形または平行四辺形をなし、面積が最大となるように、４つの通過点を選択することができる。

また、経路算定部３０６により、作業車両１００の作業幅と作業範囲１６の位置情報に基づいて、作業範囲１６内の全域を、直進と旋回を繰り返すことにより、満遍なく走行できるように設定された走行予定経路２０を算定するように構成されている。そして、作業車両１００は、圃場１３内の作業範囲１６を、走行予定経路２０に沿って、作業走行するように構成されている。

作業範囲１６を長方形または平行四辺形に設定することによって、作業走行が行われる走行予定経路２０を直進と旋回の繰り返しによってなる単純な経路に設定できるので、作業車両１００を自律走行により精度よく作業走行させることができる。

図７に示されるように、圃場１３には、作業車両１００を一時的に留置するための場所である待機場所１８が設定されている。待機場所１８は、後述するが、作業車両１００に設けられた待機場所設定手段によって、圃場１３内の任意の場所に設定されるか、または、待機場所選択手段によって、圃場内周１３ａ上の通過地点１７のいずれかから選択された場所に設定され、作業車両１００に記録されるとともに、図３の管理サーバ３２０の圃場設定情報データベース３２４に記録される。

また、圃場１３について、既に管理サーバ３２０に待機場所１８が記録されている場合には、作業車両１００は、圃場１３で作業走行を開始するのに先立って、管理サーバ３２０にアクセスし、圃場１３の待機場所１８の位置情報を取得するように構成されている。

具体的には、作業車両１００が圃場１３で作業走行を開始するとき、図２の自動運転ＥＣＵ３０２は、位置情報取得部３０１により自機の位置情報を取得して得た位置情報を通信部３０４からクラウドＣを介して、管理サーバ３２０に送信する。管理サーバ３２０は、作業車両１００の位置情報を受け取ると、圃場形状情報データベース３２２を参照し、その位置情報が含まれている圃場形状情報を有する圃場１３を検索し、該当する圃場１３があれば、圃場設定情報データベース３２４を参照して、その圃場１３について、待機場所１８が設定されているか否かを判定する。待機場所１８が設定されていれば、その待機地場所１８の位置情報を作業車両１００に送信する。自動運転ＥＣＵ３０２は、通信部３０４を通じて待機場所１８の位置情報を受け取ると、図２の圃場情報記録部３０２ａに記録する。

したがって、作業車両１００は、管理サーバ３２０に待機場所１８が記録されている圃場１３では、管理サーバ３２０から待機場所１８の位置情報を取得することができるので、一度、待機場所設定手段や待機場所選択手段により待機場所１８を設定した圃場１３を再度、作業走行する場合、改めて待機場所１８を設定し直す手間を省くことができる。

さらに、作業車両１００は、作業走行中に、図２のセンサ異常検出部３０８が、車両に搭載した図２のエンジン回転センサ１２０、エンジン水温センサ１２１、レール圧センサ１２２、燃料高圧ポンプ１２３、クラッチ圧力センサ１３０、副変速センサ１３１、車速センサ１３２、ステアリングホイールセンサ１３３、操舵角センサ１３４、リフトアームセンサ１４３、耕深センサ１４９のいずれかから異常を検出すると、作業走行を中断して待機場所１８に移動する、作業範囲１６からの退避手段である待機モードに移行するように構成されている。

待機モードでは、あらかじめ設定された待機場所１８に対し、作業車両１００は、図２の経路算定部３０６が、センサの異常が検出された場所である異常発生場所２６から直近の圃場内周１３ａまで移動して、作業範囲１６を抜け、圃場内周１３ａに沿って待機場所１８に至る退避経路２４を算定し、退避経路２４に沿って、待機場所１８まで移動するように構成されている。

また、作業車両１００は、作業走行中にセンサの異常が検出されないまま、走行予定経路２０の全てを走行しきると、圃場１３における作業走行を終了するとともに、待機場所１８の設定をキャンセルするように構成されている。

図８は、作業車両１００が車両に搭載されたセンサの異常を検出して待機場所１８に移動するプロセスを示すフローチャートである。

図８に示されるように、作業車両１００が、自律走行により走行予定経路２０に沿って、圃場１３の作業走行を開始すると（ステップＳ２０１）、作業車両１００の自動運転ＥＣＵ３０２は、所定の時間間隔で位置情報取得部３０１により自機の位置情報を取得して、現在の車両の位置が走行予定経路２０の終端であるかを確認する（ステップＳ２０２）。その結果、作業車両１００が走行予定経路２０の終端に位置していれば、作業走行を終了して（ステップＳ２０３）、圃場情報記録部３０２ａから待機場所１８の位置情報を削除する（ステップＳ２０４）。

一方、作業車両１００が走行予定経路２０の終端に達していないときに、作業車両１００のセンサ異常検出部３０８が、作業車両１００に搭載されたセンサに異常が発生していることを検出すると（ステップＳ２０５）、自動運転ＥＣＵ３０２にセンサに異常が発生した旨の情報が送られ、自動運転ＥＣＵ３０２がその旨の情報を受け取ると、作業走行を中断し（ステップＳ２０６）、位置情報取得部３０１により自機の位置情報を取得する（ステップＳ２０７）。

さらに、自動運転ＥＣＵ３０２は、圃場情報記録部３０２ａに圃場形状情報が記録されているか否かを確認する（ステップＳ２０８）。圃場情報記録部３０２ａに圃場形状情報と待機場所１８の位置情報とが記録されていなければ、自動運転ＥＣＵ３０２は、通信部３０４によりクラウドＣと通信し、管理サーバ３２０の圃場形状情報データベース３２２から圃場形状情報を取得する（ステップＳ２０９）。

自動運転ＥＣＵ３０２の経路算定部３０６が、取得した作業車両１００の位置情報と、圃場内周１３ａの位置情報を含む圃場形状情報と、待機場所１８の位置情報とを参照し、これらの情報から、現在位置から直近の圃場内周１３ａまで移動して、圃場内周１３ａに沿って、待機場所１８に至る退避経路２４を算定すると（ステップＳ２１０）、自動運転ＥＣＵ３０２は、算定した退避経路２４に沿って、作業車両１００を待機場所１８まで走行させ（ステップＳ２１１）、作業車両１００が待機場所１８に到着した時点で、作業車両１００の走行を停止させる（ステップＳ２１２）。

このように、作業車両１００は、作業走行中にセンサに異常が発生しても、発生したセンサの異常を検出して、作業走行を中断し、待機モードによりあらかじめ設定された待機場所１８に移動するように構成されているので、センサの異常により自律走行に問題がある状態で、作業走行を続行することが防止され、さらに、センサに異常がある状態で、圃場１３の作業範囲１６内に放置されることが防止される。また、作業車両１００は、圃場内周１３ａ上に設定された待機場所１８に移動されるので、作業車両１００の点検が容易で、作業車両が作業に復帰しやすくなり、かつ、点検をする際に、作業者（搭乗者）が作業範囲１６に立ち入る必要がなく、既耕地が踏み荒らされることがない。

また、作業車両１００が自律走行により、圃場１３に設定された走行予定経路２０の全てを走行しきり、その圃場１３における作業走行が完了すると、作業車両１００に記録されていた待機場所１８の位置情報がリセットされるので、作業車両１００が他の圃場１３を作業走行する際に、車両に搭載したセンサから異常が検出されて、待機モードに切り替わり、待機場所１８に移動することになっても、前に作業走行した圃場１３の待機場所１８に移動する事態を防ぐことができる。

図９は、図１の作業車両１００の操縦部１０６の内装を示す略斜視図である。
図９に示されるように、操縦部１０６には、操縦席１５３とステアリングポスト１５１とが設けられており、ステアリングポスト１５１には、作業車両１００を操舵するステアリングホイール１５０と待機場所設定手段である待機場所設定スイッチ１６０と、待機場所１８の設定状態を示すスイッチランプ１６１と、スピーカ１６２と、タッチパネル式の画像表示部である操作パネル１８０とが設けられている。また、ステアリングポスト１５１の下方には、図２のクラッチ１３５を作動させるクラッチペダル１５２が設けられている。

待機場所１８が設定されているときは、スイッチランプ１６１は点灯され、この状態で、待機場所設定スイッチ１６０が長押しされると、待機場所１８の設定をリセットすることができる。

一方、待機場所１８が設定されていないときには、スイッチランプ１６１が点灯しておらず、スイッチランプ１６１が点灯しているときに、待機場所設定スイッチ１６０が押されると、車両ＥＣＵ３０３に待機場所１８を設定する旨の信号が送られ、その信号を受け取った車両ＥＣＵ３０３は、位置情報取得部３０１に作業車両１００の現在の位置情報を取得させ、取得した位置情報とともに、自動運転ＥＣＵ３０２に待機場所１８を設定するように指令を出すように構成されている。

自動運転ＥＣＵ３０２は、車両の位置情報と、待機場所１８を設定する旨の指令とを受け取ると、まず、車両の位置情報と圃場形状情報とを比較して、車両の位置が圃場１３内に含まれているかを判断する。その結果、車両の位置が圃場１３内に含まれていないときは、設定エラー情報を車両ＥＣＵ３０３に送って、待機場所１８の設定処理を中断させる。車両ＥＣＵ３０３は設定エラー情報を受け取ると、スイッチランプ１６１を所定時間点滅させるとともに、スピーカ１６２から短いブザー音を数回鳴らして、待機場所１８の設定が無効である旨を搭乗者に報知する。

一方、車両の位置が圃場１３内に含まれているときは、自動運転ＥＣＵ３０２は、車両の現在位置を待機場所１８として設定し、圃場情報記録部３０２ａに記録するとともに、設定承認情報を車両ＥＣＵ３０３に送る。車両ＥＣＵ３０３は設定承認情報を受け取ると、スイッチランプ１６１を点灯させるとともに、スピーカ１６２からブザー音を１回鳴らして、待機場所１８が設定された旨を搭乗者に報知する。

さらに、自動運転ＥＣＵ３０２は、通信部３０４からクラウドＣを介して、管理サーバ３２０に車両の位置情報と、この位置を待機場所１８として設定した旨の情報とを送り、管理サーバ３２０は、その旨の情報を受け取ると、取得した車両の位置情報を待機場所１８として圃場設定情報データベース３２４に記録する。

また、スイッチランプ１６１が点灯している状態で、待機場所設定スイッチ１６０が長押しされると、車両ＥＣＵ３０３に待機場所１８の設定をキャンセルする旨の信号が送られ、その信号を受け取ると、車両ＥＣＵ３０３は、自動運転ＥＣＵ３０２に待機場所１８の設定をキャンセルするように指令を出す。

自動運転ＥＣＵ３０２は、待機場所１８の設定をキャンセルする旨の指令を受け取ると、圃場情報記録部３０２ａから待機場所１８の位置情報を削除するとともに、設定キャンセル情報を車両ＥＣＵ３０３に送り、車両ＥＣＵ３０３は、設定キャンセル情報を受け取ると、スイッチランプ１６１を消灯させるとともに、スピーカ１６２から長いブザー音を１回鳴らして、待機場所１８が未設定になった旨を搭乗者に報知する。

さらに、自動運転ＥＣＵ３０２は、通信部３０４からクラウドＣを介して、管理サーバ３２０に待機場所１８の設定がキャンセルされた旨の情報を送り、管理サーバ３２０は、その旨の情報を受け取ると、圃場設定情報データベース３２４から待機場所１８の情報を削除する。

このように、本実施態様においては、操縦部１０６に設けられた待機場所設定スイッチ１６０によって、作業車両１００の現在位置を待機場所１８として設定することが可能であるため、作業車両１００の搭乗者は、所望の位置で、簡易に待機場所１８を設定することができる。また、待機場所１８が圃場１３の外では設定できないように構成されているので、誤って圃場１３の外で待機場所設定スイッチ１６０を押した場合でも、作業車両１００が待機モードのときに、圃場１３の外へ出ていくことが防止される。

図１０は、待機場所選択メニューが表示された図９の操作パネル１８０を示す概略図である。
図１０に示されるように、操作パネル１８０は、タッチパネル式のディスプレイ１８１を備え、搭乗者からの操作を受け付けられるように構成されている。

操作パネル１８０のディスプレイ１８１には、管理サーバ３２０の圃場形状情報データベース３２２から取得した通過地点１７の位置情報を含む圃場形状情報に基づいて、圃場１３の形状と、各通過地点１７（Ｐ１～Ｐｎ）と、作業範囲１６とが表示され、位置情報データベース３２３から取得した作業車両１００の位置情報に基づいて、作業車両１００の位置が表示され、圃場設定情報データベース３２４から取得した待機場所１８の位置情報に基づいて、設定された待機場所１８が表示されるように構成されている。

また、ディスプレイ１８１には、待機場所選択手段である待機場所選択メニュー１８２が表示されており、この待機場所選択メニュー１８２の待機場所設定の項目から、圃場内周１３ａ上にある各通過地点１７（Ｐ１～Ｐｎ）のいずれかを選択することにより、待機場所１８の位置を選択した通過地点１７の位置に設定することができるように構成されている。

また、待機場所選択メニュー１８２の待機場所変更の項目から、圃場内周１３ａ上にある各通過地点１７（Ｐ１～Ｐｎ）のいずれかを選択することにより、既に設定された待機場所１８の位置を、新たに選択した通過地点１７の位置に設定し直すことができるように構成されている。

具体的には、待機場所１８が設定されていない状態で、搭乗者により待機場所選択メニュー１８２の待機場所設定の項目から、通過地点Ｐｘ（ｘ＝１～ｎ）が一つ選択され、決定ボタンが押されると、操作パネル１８０から自動運転ＥＣＵ３０２に、通過地点Ｐｘを待機場所１８に設定する旨の信号が送られる。その旨の信号を受け取ると、自動運転ＥＣＵ３０２は、圃場情報記録部３０２ａの情報を書き換えて、待機場所１８の位置を通過地点Ｐｘに設定する。

そして、圃場情報記録部３０２ａは、操作パネル１８０に、通過地点Ｐｘを待機場所１８として設定した旨の情報を送り、その旨の情報を受け取ると、操作パネル１８０は、ディスプレイ１８２に、通過地点Ｐｘを待機場所１８として設定した旨のメッセージを表示する。

さらに、圃場情報記録部３０２ａは、通信部３０４からクラウドＣを介して、管理サーバ３２０に通過地点Ｐｘの位置を待機場所１８として設定した旨の情報を送る。管理サーバ３２０は、その旨の情報を受け取ると、通過地点Ｐｘの位置を待機場所１８として圃場設定情報データベース３２４に記録する。

また、待機場所１８が設定されている状態で、待機場所選択メニュー１８２の待機場所変更の項目から、既に設定されている通過地点Ｐｘ（ｘ＝１～ｎ）以外の通過地点Ｐｙ（ｙ＝１～ｎ；ｙ≠ｘ）の一つが選択され、決定ボタンが押されると、操作パネル１８０から自動運転ＥＣＵ３０２に、通過地点Ｐｙを待機場所１８に変更する旨の信号が送られる。その旨の信号を受け取ると、自動運転ＥＣＵ３０２は、圃場情報記録部３０２ａの情報を書き換えて待機場所１８の位置を通通過地点Ｐｘから過地点Ｐｙに変更する。

さらに、圃場情報記録部３０２ａは、操作パネル１８０に、通過地点Ｐｘを待機場所１８として設定した旨の情報を送り、操作パネル１８０は、その旨の信号を受け取ると、ディスプレイ１８２に、通過地点Ｐｙを待機場所１８として設定した旨のメッセージを表示する。

そして、圃場情報記録部３０２ａは、通信部３０４からクラウドＣを介して、管理サーバ３２０に通過地点Ｐｙの位置を待機場所１８として設定した旨の情報を送る。管理サーバ３２０は、その旨の情報を受け取ると、通過地点Ｐｙの位置を待機場所１８として圃場設定情報データベース３２４に記録する。

このように、搭乗者が作業車両１００に設けられた操作パネル１８０から、待機場所選択メニュー１８２を操作することによって、圃場１３の待機場所１８を、圃場内周１３ａ上にある複数の通過地点１７の中から選択して設定できるように構成されているので、作業車両１００の点検をするのに適した待機場所１８を容易に設定することが可能になる。また、待機場所１８が既に設定した場合にも待機場所１８の位置を容易に変更することができる。

以上、本発明の好ましい実施態様につき説明を加えたが、本発明は、かかる実施態様に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

例えば、本発明の好ましい実施態様においては、作業車両１００の操縦部１０６に設けられた操作パネル１８０に表示する待機場所選択メニュー１８２を用いて、圃場内周１３ａ上の各通過地点１７から待機場所１８を選択可能に構成されているが、操作パネル１８０を用いて、待機場所１８が選択可能に構成されていることは必ずしも必要でなく、管理端末２０１を用いて、待機場所１８を選択可能に構成されていてもよい。

１ 自律走行システム
１０ 管理区域
１１ 出入り口
１２ 管理通路
１３ 圃場
１３ａ 圃場内周
１５ 畦
１６ 作業範囲
１７ 通過地点
１８ 待機場所
２０ 走行予定経路
２４ 退避経路
２６ 異常発生場所
１００ 作業車両
１０２ ＧＮＳＳ受信機
１０３ 前輪
１０４ 後輪
１０５ エンジン
１０６ 操縦部
１０７ ボンネット
１０８ キャビンルーフ
１２０ エンジン回転センサ
１２１ エンジン水温センサ
１２２ レール圧センサ
１２３ 燃料高圧ポンプ
１２４ 高圧インジェクタ
１３０ クラッチ圧力センサ
１３１ 副変速センサ
１３２ 車速センサ
１３３ ステアリングホイールセンサ
１３４ 操舵角センサ
１３５ クラッチ
１３６ ステアリングシリンダ
１４０ 作業機
１４１ 作業機昇降シリンダ
１４２ リフトアーム
１４３ リフトアームセンサ
１４５ ３点リンク機構
１４５ａ トップリンク
１４５ｂ ロアリンク
１４６ 耕耘爪
１４７ ロータリカバー
１４８ リヤカバー
１４９ 耕深センサ
１５０ ステアリングホイール
１５１ ステアリングポスト
１５２ クラッチペダル
１５３ 操縦席
１６０ 待機場所設定スイッチ
１６１ スイッチランプ
１６２ スピーカ
１７０ 人工衛星
１８０ 操作パネル
１８１ ディスプレイ
１８２ 待機場所選択メニュー
２００ 遠隔管理装置
２０１ 管理端末
２０２ 通信機
２０３ 測位装置
２０４ 端末制御部
３０１ 位置情報取得部
３０２ 自動運転ＥＣＵ
３０２ａ 圃場情報記録部
３０３ 車両ＥＣＵ
３０４ 通信部
３０６ 経路算定部
３０７ 圃場形状算定部
３０８ センサ異常検出部
３１０ エンジンＥＣＵ
３１１ 作業機ＥＣＵ
３２０ 管理サーバ
３２２ 圃場形状情報データベース
３２３ 位置情報データベース
３２４ 圃場設定情報データベース
Ｃ クラウド

Claims (3)

1. 圃場を自律走行する作業車両を備え、
   前記作業車両は、前記作業車両の自律走行を制御する自動運転制御部と、自機の位置情報を取得する位置情報取得手段と、車両に搭載したセンサ装置自体の異常を検出するセンサ異常検出手段とを備え、
   前記自動運転制御部は、予め設定された待機場所の位置情報に基づいて前記作業車両を退避させる退避手段と、前記位置情報取得手段により自機の位置情報を取得しながら前記圃場の内周を走行することにより圃場形状情報を作成する圃場形状情報作成手段と、前記圃場形状情報作成手段によって作成された圃場形状情報から、搭乗者が前記待機場所の位置を選択して設定可能とする待機場所選択設定手段とを備え、
   前記圃場形状情報作成手段は、前記圃場形状情報の作成時、自機が前記位置情報取得手段により位置情報を取得した地点を通過地点として決定し、決定した前記通過地点の位置情報を、前記圃場形状情報に含めるよう構成され、さらに、前記通過地点は、圃場内周における自機の走行軌跡上に位置し、かつ互いに離間した複数の地点からなり、
   前記待機場所選択設定手段は、タッチパネルに前記複数の通過地点の一覧を表示し、この一覧の中から搭乗者の操作により選択された通過地点を待機場所として設定する第１の設定手段と、前記作業車両の操縦部に設けられた待機場所設定スイッチが操作されると、前記位置情報取得手段が自機の現在地点の位置情報を取得するとともに、取得した現在地点を待機場所として設定する第２の設定手段とを備え、
   前記作業車両が前記圃場を作業走行中に前記センサ異常検出手段が車両に搭載したセンサ装置自体の異常を検出すると、設定された前記待機場所に、前記退避手段によって、前記作業車両を移動させることを特徴とする作業車両の自律走行システム。
2. さらに、複数の圃場について、前記圃場形状情報と設定された前記待機場所の位置情報とを記録する管理サーバを備え、
   前記作業車両は、前記管理サーバと通信網を通じて情報を送受可能な通信装置を備え、
   前記自動運転制御部は、前記作業車両が前記圃場で作業走行を開始するとき、前記位置情報取得手段により自機の位置情報を取得して前記管理サーバに送信するよう構成され、
   前記管理サーバは、記録された前記圃場形状情報から、複数の圃場のうち、前記取得した自機の位置情報を含む圃場を特定し、特定された圃場に設定されている待機場所の位置情報を前記作業車両に送信し、前記自動運転制御部に、送信した待機場所の位置情報を記録させることで、前記作業車両の待機場所を設定可能に構成されたことを特徴とする請求項１に記載の作業車両の自律走行システム。
3. 前記作業車両は、前記操縦部に、前記待機場所の設定の有無をランプの点灯の有無により搭乗者に報知するスイッチランプを備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の作業車両の自律走行システム。
   

Images