JP7102332B2 - 走行支援装置、走行支援装置を備えた作業車両 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、トラクタ等の作業車両を走行させる場合の走行支援装置、走行支援装置を備えた作業車両に関する。

従来、トラクタ等の作業車両を自動走行させるための走行経路（走行予定ルート）を作成する技術として特許文献１に示す技術が知られている。特許文献１では、走行経路生成部が、直進経路と各直進経路同士をつなぐＵターン経路とからなる内側走行経路と、圃場の外周領域を周回走行するための周回走行経路とを生成する。

特開２０１８－１１６６０８号公報

特許文献１では、圃場の内側領域に対して走行経路（走行予定ルート）を作成している。圃場の内側領域の一部において、走行ができない場合や作業ができない場合は、走行予定ルートを作成する内側領域の再設定が必要であり、走行予定ルートの設定が大変である。また、内側領域の再設定がトラクタで行うことができない場合などは、圃場における作業を中断しなければならない虞がある。

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、圃場の一部において走行ができない場合、又は、作業ができない場合が生じたときでも簡単に走行予定ルートの作成を行うことができる走行支援装置、走行支援装置を備えた作業車両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。
走行支援装置は、作業装置が連結される走行車両の走行予定ルートを作成する走行支援装置であって、所定の圃場における圃場マップを取得するマップ取得部と、前記マップ取得部が取得した圃場マップに前記走行予定ルートを作成するルート作成部と、前記走行予定ルートを表示する表示部と、を備え、前記ルート作成部は、前記圃場マップの輪郭を内側に枕地幅の距離だけオフセットして形成される輪郭で囲まれる作業エリアを設定し、前記ルート作成部は、前記作業エリアの一辺と当該一辺と対向する他辺とを結ぶ直進ルートであって前記走行車両が直進する直進ルートを、複数平行に作成する直進作成部と、複数の直進ルートのうち互いに隣接する直進ルートを結ぶ円弧状の旋回ルートを前記作業エリアの外側に位置する枕地エリアに作成する旋回作成部と、を含み、前記複数の直進ルートと前記旋回ルートとからなる前記走行予定ルートを作成し、前記ルート作成部は、前記表示部に表示された前記走行予定ルートの直進ルートに対して所定の位置が指定された場合に、前記所定の位置を、前記作業装置の作業を行わない非作業部として前記走行予定ルートの直進ルートに設定する制限設定部を有している。

前記制限設定部は、前記所定の位置が１箇所指定された場合、当該１箇所の前記所定の位置を前記非作業部に設定し、前記所定の位置が２箇所指定された場合、当該２箇所の前記所定の位置を結ぶ範囲を前記非作業部に設定する。
前記制限設定部は、前記表示部に表示された前記走行予定ルートの始点及び終点以外に対して所定の停止位置が指定された場合に、前記所定の停止位置において、前記走行車両の停止を行う停止部として前記走行予定ルートに設定する。
前記ルート作成部は、前記走行予定ルートの直進ルートを短縮するルート変更部を有し、前記ルート変更部は、前記表示部に表示された前記走行予定ルートの複数の旋回ルートのうちで所定の旋回ルートが選択された場合に、前記選択された旋回ルートを保持し、前記保持された旋回ルートが前記枕地エリアから前記作業エリア内の任意の位置に移動されると、前記保持された旋回ルートに繋がる直進ルートを短縮する。

走行支援装置は、所定の圃場における圃場マップを登録するマップ登録部を備え、前記制限設定部は、前記マップ登録部によって登録された圃場マップに対して前記走行予定ルート上に前記非作業部を設定する。
作業車両は、走行支援装置と、走行車両と、前記走行予定ルートに基づいて前記走行車両の自動走行を行う自動走行制御部と、を備えている。

前記制限設定部は、前記表示部に表示された前記走行予定ルートの始点及び終点以外に対して所定の停止位置が指定された場合に、前記所定の停止位置において、前記走行車両の停止を行う停止部として前記走行予定ルートに設定し、前記自動走行制御部は、前記走行予定ルートに設定された前記停止部による前記自動走行の停止を解除する解除情報を取得した場合に、前記自動走行を再開する。

本発明によれば、圃場の一部において走行ができない場合、又は、作業ができない場合が生じたときでも簡単に走行予定ルートの作成を行うことができる。

走行支援装置を備えた作業車両のブロック図を示す図である。 昇降装置を示す図である。 自動走行を説明する図である。 マップ登録画面Ｍ１の一例を示す図である。 走行軌跡Ｋ１から圃場の輪郭Ｈ１（圃場マップＭＰ２）を求める図である。 走行軌跡Ｋ１の変曲点から圃場の輪郭Ｈ１（圃場マップＭＰ２）を求める図である。 走行時のスイッチ操作から輪郭Ｈ１（圃場マップＭＰ２）を求める図である。 ルート設定画面Ｍ３の一例を示す図である。 作業エリアＡ２に単位作業区画Ａ３を作成した図である。 図７Ａとは異なる単位作業区画Ａ３を示す図である。 直進部Ｌｎａ及び旋回部Ｌｎｂの作成を示す図である。 走行予定ルートＬ１上に停止部を設定した図である。 走行予定ルートＬ１上に非作業部を設定した図である。 ポインタで走行予定ルートの任意の位置を保持して、保持した保持部分を移動させることを示す図である。 保持部分を移動させて走行予定ルートを収縮した図である。 保持部分を移動させて走行予定ルートを延長した図である。 作業画面Ｍ２１の一例を示す図である。 自動走行をまとめた図である。 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、走行支援装置１００を備えた作業車両のブロック図を示している。走行支援装置１００は、トラクタ等の作業車両の走行を行う場合の支援を行う装置である。この実施形態では、走行支援装置１００は、トラクタ１に設けられているが、トラクタ１以外に設けた装置、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、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）であってもよい。

まず、作業車両の１つであるトラクタをについて説明する。
図１３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７Ｒ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昇降装置８が設けられている。昇降装置８には、作業装置２が着脱可能である。作業装置２を昇降装置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、畦塗りを行う畦塗装置、畝立を行う畝立て装置、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。

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、上述した操舵装置１１は一例であり、上述した構成に限定されない。
図２に示すように、昇降装置８は、リフトアーム８ａ、ロアリンク８ｂ、トップリンク８ｃ、リフトロッド８ｄ、リフトシリンダ８ｅを有している。リフトアーム８ａの前端部は、変速装置５を収容するケース（ミッションケース）の後上部に上方又は下方に揺動可能に支持されている。リフトアーム８ａは、リフトシリンダ８ｅの駆動によって揺動（昇降）する。リフトシリンダ８ｅは、油圧シリンダから構成されている。リフトシリンダ８ｅは、制御弁を介して油圧ポンプと接続されている。制御弁は、電磁弁等であって、リフトシリンダ８ｅを伸縮させる。

ロアリンク８ｂの前端部は、変速装置５の後下部に上方又は下方に揺動可能に支持されている。トップリンク８ｃの前端部は、ロアリンク８ｂよりも上方において、変速装置５の後部に上方又は下方に揺動可能に支持されている。リフトロッド８ｄは、リフトアーム８ａとロアリンク８ｂとを連結している。ロアリンク８ｂの後部及びトップリンク８ｃの後部には、作業装置２が連結される。リフトシリンダ８ｅが駆動（伸縮）すると、リフトアーム８ａが昇降するとともに、リフトロッド８ｄを介してリフトアーム８ａと連結されたロアリンク８ｂが昇降する。これにより、作業装置２がロアリンク８ｂの前部を支点として、上方又は下方に揺動（昇降）する。

トラクタ１は、測位装置４０を備えている。測位装置４０は、Ｄ－ＧＰＳ、ＧＰＳ、ＧＬＯＮＡＳＳ、北斗、ガリレオ、みちびき等の衛星測位システム（測位衛星）により、自己の位置（緯度、経度を含む測位情報）を検出可能である。即ち、測位装置４０は、測位衛星から送信された衛星信号（測位衛星の位置、送信時刻、補正情報等）を受信し、衛星信号に基づいて、トラクタ１の位置（例えば、緯度、経度）、即ち、車体位置を検出する。測位装置４０は、受信装置４１と、慣性計測装置（ＩＭＵ：Inertial Measurement Unit）４２とを有している。受信装置４１は、アンテナ等を有していて測位衛星から送信された衛星信号を受信する装置であり、慣性計測装置４２とは別に走行車両３に取付けられている。この実施形態では、受信装置４１は、キャビン９に取付けられている。なお、受信装置４１の取付箇所は、実施形態に限定されない。

慣性計測装置４２は、加速度を検出する加速度センサ、角速度を検出するジャイロセンサ等を有している。慣性計測装置４２は、走行車両３に設けられ、慣性計測装置４２によって、走行車両３のロール角、ピッチ角、ヨー角等を検出することができる。
図１に示すように、トラクタ１は、制御装置６０を備えている。制御装置６０は、トラクタ１における走行系の制御、作業系の制御等を行う装置である。

制御装置６０は、トラクタ１の自動走行を制御する自動走行制御部６１を有している。自動走行制御部６１は、制御装置６０に設けられた電気・電子回路、ＣＰＵ等に格納されたプログラム等から構成されている。自動走行制御部６１は、自動走行を開始すると、走行車両３が走行予定ルートＬ１に沿って走行するように操舵装置１１の制御弁２２を制御する。また、自動走行制御部６１は、自動走行を開始すると、変速装置の変速段、原動機の回転数等を自動的に変更することによって、トラクタ１の車速（速度）を制御する。

図３に示すように、トラクタ１が自動走行を行っている状況下において、車体位置と走行予定ルートＬ１との偏差が閾値未満である場合、自動走行制御部６１は、操舵軸（回転軸）１１ｂの回転角を維持する。車体位置と走行予定ルートＬ１との偏差が閾値以上であって、トラクタ１が走行予定ルートＬ１に対して左側に位置している場合は、自動走行制御部６１は、トラクタ１の操舵方向が右方向となるように操舵軸１１ｂを回転する。車体位置と走行予定ルートＬ１との偏差が閾値以上であって、トラクタ１が走行予定ルートＬ１に対して右側に位置している場合は、自動走行制御部６１は、トラクタ１の操舵方向が左方向となるように操舵軸１１ｂを回転する。なお、上述した実施形態では、車体位置と走行予定ルートＬ１との偏差に基づいて操舵装置１１の操舵角を変更していたが、走行予定ルートＬ１の方位とトラクタ１（走行車両３）の進行方向（走行方向）の方位（車体方位）Ｆ１とが異なる場合、即ち、走行予定ルートＬ１に対する車体方位Ｆ１の角度θｇが閾値以上である場合、自動走行制御部６１は、角度θｇが零（車体方位Ｆ１が走行予定ルートＬ１の方位に一致）するように操舵角を設定してもよい。また、自動走行制御部６１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、自動操舵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自動操舵における操舵角の設定は一例であり、限定されない。

以上のように、制御装置６０によって、トラクタ１（走行車両３）を自動走行させることができる。
また、制御装置６０は、手動昇降制御、自動上昇制御等を行うことができる。手動昇降制御では、制御装置６０に接続された昇降スイッチ７２の操作に基づいて昇降装置８による作業装置２の昇降する制御である。具体的には、昇降スイッチ７２は、運転席１０の周囲に設けられていて、３位置切換スイッチである。昇降スイッチ７２を中立位置から一方に切り換えると、昇降装置８（リフトアーム８ａ）を上昇させる上昇信号が制御装置６０に入力される。また、昇降スイッチ７２を中立位置から他方に切り換えると、昇降装置８（リフトアーム８ａ）を下降させる下降信号が制御装置６０に入力される。制御装置６０は、上昇信号を取得すると制御弁に制御信号を出力することで昇降装置８を上昇させ、下降信号を取得すると制御弁に制御信号を出力することで昇降装置８を下降させる。つまり、制御装置６０は、昇降スイッチ７２の手動操作に応じて昇降装置８を昇降させる手動昇降制御をすることができる。

また、自動上昇制御では、操舵装置１１の操舵角が所定以上、例えば、旋回に対応する操舵角である場合に、自動的に昇降装置８を作動させることで作業装置２を上昇する制御である。具体的には、制御装置６０には、操舵角検出装置７０と、切換スイッチ７１とが接続されている。操舵角検出装置７０は、操舵装置１１の操舵角を検出する装置である。切換スイッチ７１は、自動上昇制御の有効／無効を切り換えるスイッチであって、ＯＮ／ＯＦＦに切り換え可能なスイッチである。切換スイッチ７１がＯＮである場合、自動上昇制御が有効に設定され、切換スイッチ７１がＯＦＦである場合、自動上昇制御が無効に設定される。

制御装置６０は、自動上昇制御が有効であり且つ操舵角検出装置７０が検出した操舵角が旋回に相当する操舵角以上である場合、制御弁に制御信号を出力することで昇降装置８を自動的に上昇させる自動上昇制御を行う。
以上のように、制御装置６０によって、トラクタ１に関する制御、例えば、手動昇降制御、自動上昇制御を行うことができる。

走行支援装置１００は、運転席１０の近傍に設けられた表示装置である。以下、走行支援装置１００が表示装置であるとして説明を進める。
表示装置は、液晶パネル、タッチパネル、その他のパネルのいずれかで構成された表示部５０を有する表示装置であり、トラクタ１の走行を、支援をするための情報の他に、トラクタ１、作業装置２に関する様々な情報を表示可能である。

表示装置は、マップ登録部１０１と、マップ記憶部１０２とを備えている。マップ登録部１０１は、表示装置に設けられた電気・電子部品、表示装置に組み込まれたプログラム等から構成されている。マップ記憶部１０２は、不揮発性のメモリ等から構成されている。マップ登録部１０１は、所定の圃場の輪郭、例えば、所定の圃場の輪郭に対応した位置を登録する。

図４に示すように、作業者（運転者）が表示装置に対して所定の操作を行うと、マップ登録部１０１は、表示装置の表示部５０にマップ登録画面Ｍ１を表示する。マップ登録画面Ｍ１には、圃場を含むマップＭＰ１、トラクタ１の車体位置ＶＰ１、圃場名及び圃場管理番号等の圃場識別情報が表示される。マップＭＰ１には、圃場を示す画像データの他に緯度、経度等の位置情報が対応付けられている。トラクタ１が圃場内に入り、圃場内を周回すると、マップ登録画面Ｍ１には、トラクタ１が周回したときに測位装置４０が検出した現在の車体位置ＶＰ１が表示される。トラクタ１による圃場内の周回が終了し、マップ登録画面Ｍ１に表示された登録ボタン５１が選択されると、図５Ａに示すように、マップ登録部１０１は、トラクタ１が周回したときの複数の車体位置によって得られた走行軌跡Ｋ１を圃場の輪郭（外形）Ｈ１とし、当該輪郭Ｈ１で表される圃場マップＭＰ２を圃場識別情報と共に登録する。

なお、図５Ｂに示すように、マップ登録部１０１は、車体位置ＶＰ１で示される走行軌跡から変曲点を演算して変曲点を結ぶ輪郭Ｋ２を圃場の輪郭Ｈ１（圃場マップＭＰ２）として登録してもよいし、図５Ｃに示すように、トラクタ１が周回する際に運転者等がトラクタ１に設けられたスイッチ等によって圃場の端部を指定し指定された端部を結んだ輪郭Ｋ３を輪郭Ｈ１（圃場マップＭＰ２）として登録してもよい。上述した圃場の登録方法は、一例であり、限定されない。圃場の輪郭、即ち、圃場マップＭＰ２は、位置（緯度、経度）で示されたデータであっても、座標（Ｘ軸、Ｙ軸）系で示されたデータであっても、その他の表現で示されたデータであってもよい。

マップ記憶部１０２は、マップ登録部１０１によって登録した輪郭（外形）を示す圃場マップＭＰ２を記憶する。即ち、マップ記憶部１０２は、圃場マップＭＰ２、圃場の輪郭を示すデータ（所定の圃場を表すためのデータ）を記憶する。
表示装置（走行支援装置１００）は、所定の圃場に対してトラクタ１を自動走行する際に用いる走行予定ルートＬ１の作成を行うことができる。走行支援装置１００は、マップ取得部１２０と、走行予定ルートＬ１の作成を行うルート作成部１０５を備えている。マップ取得部１２０と、ルート作成部１０５は、表示装置に設けられた電気・電子回路、表示装置に格納されたプログラム等から構成されている。

図６に示すように、作業者（運転者）が表示装置に対して所定の操作を行うと、ルート作成部１０５は、ルート設定画面Ｍ３を表示する。ルート設定画面Ｍ３は、圃場入力部８０と、ルート表示部８５とを備えている。圃場入力部８０は、圃場名、圃場の管理番号等の圃場識別情報を入力可能である。ルート表示部８５は、圃場入力部８０に入力された圃場識別情報に対応する所定の圃場を示す圃場マップＭＰ２を表示する。マップ取得部１２０は、圃場識別情報が入力されると、マップ記憶部１０２を参照し、当該圃場識別情報に対応する圃場マップＭＰ２を取得する。ルート作成部１０５は、マップ取得部１２０が取得した圃場マップＭＰ２を、圃場表示部８１に表示させる。なお、圃場入力部８０は、マップ記憶部１０２に登録されている圃場マップＭＰ２に対応する圃場識別情報の一覧表を表示して、マップ取得部１２０は、一覧表の中から選択された圃場識別情報に対応する圃場マップＭＰ２をマップ記憶部１０２から取得してもよい。

また、ルート表示部８５は、圃場マップＭＰ２に設定された走行予定ルートＬ１を表示する。
ルート設定画面Ｍ３は、枕地幅Ｗ１を入力する枕地幅入力部８２と、作業幅Ｗ２を入力する作業幅入力部８８とを備えている。枕地幅入力部８２に枕地幅Ｗ１を入力した後、決定ボタン９９が選択されると、ルート作成部１０５は、ルート表示部８５に表示された圃場マップＭＰ２に、枕地エリアＡ１を除く作業エリアＡ２を表示する。例えば、ルート作成部１０５は、圃場マップＭＰ２の輪郭Ｈ１を内側に枕地幅Ｗ１の距離だけオフセットして形成される輪郭Ｈ２で囲まれるエリアを、作業エリアＡ２に設定する。なお、ルート設定画面Ｍ３において、ルート表示部８５に表示された圃場マップＭＰ２上に、ポインタ等を用いて作業エリアＡ２の輪郭の位置を指定することによって、圃場マップＭＰ２に作業エリアＡ２を設定してもよい。

また、作業幅入力部８８に作業幅Ｗ２が入力した後、決定ボタン９９が選択されると、ルート作成部１０５は、作業幅Ｗ２に基づいて、所定の圃場、即ち、圃場マップＭＰ２に複数の単位作業区画Ａ３ｎ（ｎ：単位作業区画の個数）を作成する。具体的には、ルート作成部１０５は、図７Ａに示すように、作業エリアＡ２を作業幅Ｗ２で縦方向又は横方向に区切ることによって、作業装置２で作業を行う複数の単位作業区画Ａ３ｎを作業エリアＡ２内に作成する。即ち、ルート作成部１０５は、作業幅Ｗ２と同一の幅の単位作業区画Ａ３ｎを作業エリアＡ２内に複数作成する。なお、図７Ｂに示すように、ルート作成部１０５は、作業幅Ｗ２からオーバラップ幅Ｗ３を除した幅Ｗ４の単位作業区画Ａ３ｎを作業エリアＡ２内に複数作成してもよい。オーバラップ幅Ｗ３は、ルート設定画面Ｍ３で入力することが可能である。

以上のように、ルート作成部１０５は、作業装置２を連結した走行車両３を走行させた場合に、当該作業装置２によって圃場に対して作業が行われる最小単位の領域を、単位作業区画Ａ３ｎとして設定する。なお、作業エリアＡ２の長さＬ４０に対して、単位作業区画Ａ３ｎの幅（Ｗ２，Ｗ４）が整数で割り切れず、余りの部分が生じる場合は、ルート作成部１０５は、単位作業区画Ａ３ｎにおいて、最初又は最後の単位作業区画Ａ３ｎは、余りの部分が含むエリアに設定する。

単位作業区画Ａ３の設定が完了すると、ルート作成部１０５は、走行予定ルートＬ１の作成を行う。ルート作成部１０５は、直進作成部１０５Ａと、旋回作成部１０５Ｂとを含んでいる。
図８に示すように、直進作成部１０５Ａは、走行車両３が直進する直進部（直進ルート）Ｌｎａ（ｎ＝１，２，３・・・）を作成する。直進作成部１０５Ａは、複数の単位作業区画Ａ３ｎ（ｎ＝１，２，３・・・）のそれぞれにおいて、長手方向の両端部を結ぶ直進部Ｌｎａを作成する。直進部Ｌｎａの所定位置における位置（緯度、経度）、即ち、位置を示す位置データは、圃場マップＭＰ２の位置（緯度、経度）に対応付けられる。また、ルート作成部１０５は、ルート設定画面Ｍ３に表示された車速入力部９７に入力された車速が、直進部Ｌｎａに割り当てられる。つまり、走行車両３が直進部Ｌｎａを走行する際は、当該直進部Ｌｎａに対応付けられた車速で自動走行することになる。

旋回作成部１０５Ｂは、走行車両３が旋回する旋回部（旋回ルート）Ｌｎｂ（ｎ＝１，２，３・・・）を作成する。旋回作成部１０５Ｂは、複数の直進部Ｌｎａのうち互いに隣接する直進部Ｌｎａを結ぶ円弧状の旋回部Ｌｎｂを枕地エリアＡ１に作成する。旋回部Ｌｎｂの所定位置における位置（緯度、経度）、即ち、位置を示す位置データは、圃場マップＭＰ２の位置（緯度、経度）に対応付けられる。また、ルート作成部１０５は、自動上昇制御の有効である場合において、走行車両３が旋回部Ｌｎｂを通過する際は、自動上昇制御によって作業装置２を上昇させることを自動的に割り当てられる。つまり、走行車両３が旋回部Ｌｎｂを走行する際は、作業装置２が自動的に上昇する。

以上のように、走行予定ルートＬ１（直進部Ｌ１ａ、旋回部Ｌ１ｂ）が設定された場合、設定された走行予定ルートＬ１は、表示装置のルート記憶部１０９に記憶される。また、走行予定ルートＬ１は、圃場マップＭＰ２と共にルート表示部８５に表示される。
さて、ルート作成部１０５は、走行車両３の走行に関する制限（走行制限）、又は、作業装置２の作業の制限（作業制限）を、走行予定ルートＬ１に設定することができる。ルート作成部１０５は、制限設定部１０５Ｄを備えている。制限設定部１０５Ｄは、少なくとも走行制限及び作業制限のいずれかを走行予定ルートＬ１に行うことができる。制限設定部１０５Ｄは、走行の制限として、走行予定ルートＬ１上に走行車両３の停止を行う停止部４１０を設定する。また、制限設定部１０５Ｄは、作業の制限として、走行予定ルートＬ１上に作業装置２の作業を行わない非作業部４２０を設定する。

具体的には、ルート設定画面Ｍ３には、制限を示す制限項目を表示する制限項目部４０１が表示される。制限項目部４０１には、例えば、作業制限として作業を行わないことを示す作業停止Ｑ１が表示され、走行制限として、走行車両３の停止を示す走行停止Ｑ２が表示される。また、ルート設定画面Ｍ３には、ポインタ４０２が表示される。
図９Ａに示すように、制限設定部１０５Ｄは、制限項目部４０１において、走行停止Ｑ２が選択され且つ走行予定ルートＬ１の所定の位置がポインタ４０２によって指定された場合、指定された所定の位置（所定位置）Ｐ７１に停止部４１０を設定する。制限設定部１０５Ｄは、走行予定ルートＬ１において、複数の所定位置Ｐ７１が指定された場合、複数の所定位置Ｐ７１を停止部４１０として設定する。つまり、制限設定部１０５Ｄは、走行予定ルートＬ１の所定位置Ｐ７１において、走行車両３が停止するという停止部４１０の位置データを付与する。このように、制限設定部１０５Ｄによって、走行予定ルートＬ１上に停止部４１０が設定された場合、停止部４１０の位置データを含む走行予定ルートＬ１の位置データがルート記憶部１０９に記憶される。

図９Ｂに示すように、制限設定部１０５Ｄは、制限項目部４０１において、作業停止Ｑ１が選択され且つ走行予定ルートＬ１の所定の位置がポインタ４０２によって指定された場合、指定された所定の位置（所定位置）Ｐ７２に非作業部４２０を設定する。つまり、制限設定部１０５Ｄは、走行予定ルートＬ１の所定位置Ｐ７２において、作業装置２の作業を行わないという非作業部４２０の情報を付与する。なお、制限設定部１０５Ｄは、走行予定ルートＬ１において選択された所定位置Ｐ７２ａと、Ｐ７２ｂとを結ぶ部分が、非作業部４２０として設定してもよい。このように、制限設定部１０５Ｄによって、走行予定ルートＬ１上に非作業部４２０が設定された場合、非作業部４２０の位置データを含む走行予定ルートＬ１の位置データがルート記憶部１０９に記憶される。

なお、ルート作成部１０５は、走行予定ルートＬ１の延長、短縮（収縮）を行うことができるようにしてもよい。ルート作成部１０５は、ルート変形部１０５Ｅを備えている。ルート変形部１０５Ｅは、走行予定ルートＬ１の延長、短縮を行う。具体的には、ルート設定画面Ｍ３に表示された延長ボタン４０５を選択後、図１０Ａに示すように、走行予定ルートＬ１上をポインタ４０２で選択すると、ルート変形部１０５Ｅは、選択した選択位置Ｐ７５に対応する走行予定ルートＬ１の一部を保持する。例えば、走行予定ルートＬ１において、選択位置Ｐ７５に対応する位置が旋回部Ｌｎｂである場合、ルート変形部１０５Ｅは、旋回部Ｌｎｂを保持する。

以降、説明の便宜上、旋回部Ｌｎｂが、ポインタ４０２によって保持された保持部分４２５であるとして説明を進める。当然の如く、ポインタ４０２によって保持された保持部分４２５は、旋回部Ｌｎｂでなくても様々な個所が適用可能である。
ルート表示部８５に表示された圃場マップＭＰ上において、ポインタ４０２を上、下、右、左に移動させると、ルート変形部１０５Ｅは、図１０Ａに示すように、保持部分４２５を、ポインタ４０２の移動に伴って、選択位置Ｐ７５から任意の位置に移動させ、保持部分４２５の任意の位置に応じて走行予定ルートＬ１の長さを延長したり、短縮（収縮）する。図１０Ｂに示すように、例えば、保持部分４２５を選択位置Ｐ７５よりも作業エリアＡ２側に移動させた場合は、ルート変形部１０５Ｅは、保持部分４２５の移動に伴って、保持部分４２５に繋がる直進部Ｌｎａを短縮（収縮）する。図１０Ｃに示すように、例えば、保持部分４２５を選択位置Ｐ７５よりも作業エリアＡ２の内側に移動させた場合は、ルート変形部１０５Ｅは、保持部分４２５の移動に伴って、保持部分４２５に繋がる直進部Ｌｎａを短縮する。このように、ルート変形部１０５Ｅによって、走行予定ルートＬ１上が延長、短縮（収縮）された場合、短縮（収縮）された走行予定ルートＬ１の位置データがルート記憶部１０９に記憶される。

さて、自動走行を行う場合、図１１に示すように、表示装置には、作業画面Ｍ２１が表示される。作業画面Ｍ２１は、作業表示部１９７を備えている。作業表示部１９７は、ルート記憶部１０９に記憶された走行予定ルートＬ１を表示する。作業表示部１９７は、走行制限が走行予定ルートＬ１に設定されている場合は、走行制限が設定された走行予定ルートＬ１、例えば、停止部４１０の位置が付与された走行予定ルートＬ１を表示する。作業表示部１９７は、作業制限が走行予定ルートＬ１に設定されている場合は、作業制限が設定された走行予定ルートＬ１、例えば、非作業部４２０の位置が付与された走行予定ルートＬ１を表示する。作業表示部１９７において、停止部４１０を示す図形Ｄ２１、非作業部４２０を示す図形Ｄ２２を走行予定ルートＬ１上に表示してもよい。また、作業表示部１９７は、走行予定ルートＬ１が延長又は短縮されている場合は、延長又は短縮された走行予定ルートＬ１を表示する。作業表示部１９７は、自動走行を行ったときの測位装置４０が検出した車体位置、即ち、自動作業軌跡Ｋ１１を表示する。なお、作業表示部１９７は、走行予定ルートＬ１に対するトラクタ１の現在の位置を表示してもよい。

自動走行を行っている状況下において、走行車両３が停止部４１０に到達した場合は、自動走行制御部６１は、車速を零にすることによって走行車両３を停止させることで、自動走行を一旦停止する。
なお、直進部Ｌｎａ、旋回部Ｌｎｂにおいて、停止部４１０が設定されていない場合は、緊急の場合を除き、走行車両３は、停止することなく直進及び旋回を行う。緊急の場合とは、走行車両３が自動走行中に人、動物等の障害物を検出した場合である。障害物の検出は、トラクタ１に設けられた障害物検出装置７７によって検出される。障害物検出装置７７によって障害物を検出した場合は、自動走行制御部６１は、車速を零にすることによって走行車両３を停止させることで、自動走行を一旦停止する。

即ち、自動走行制御部６１は、障害物検出装置７７によって障害物が検出されておらず且つ直進部Ｌｎａ、旋回部Ｌｎｂに停止部４１０が設定されていない定常走行の場合は、車速に応じて走行車両３の走行を継続し、定常走行において、走行車両３が停止部４１０に到達した場合は、自動走行制御部６１は、自動走行を一旦停止する。
自動走行を一旦停止した場合、走行車両３を停止した場合において、走行に関する制限を解除する解除情報を取得した場合には、自動走行制御部６１は、自動走行を再開する。例えば、リモコン等の外部端末を操作することによって、外部からトラクタ１に向けて解除情報が送信され、トラクタ１に設けた通信装置を介して自動走行制御部６１が解除情報を取得した場合、当該自動走行制御部６１は解除情報を取得した時点で、走行に関する制御、例えば、走行車両３の停止を解除し、走行予定ルートＬ１に対応した車速で走行車両３を自動走行させる。

また、自動走行を行っている状況下において、走行車両３が非作業部４２０に到達した場合、自動走行制御部６１は、制御装置６０に対して作業装置２における作業停止を通知する。制御装置６０は、自動走行制御部６１からの通知を受けて、例えば、クラッチ等を切断することによりＰＴＯの動力を作業装置２に伝達しないようにすることで作業装置２の作業を停止したり、自動上昇制御によって作業装置２を自動的に上昇させることで対地作業を行わないようにすることで作業装置２の作業を停止する。直進部Ｌｎａにおいて、非作業部４２０が設定されていない場合は、作業装置２の作業は連続して行われる。なお、上述した実施形態では、自動走行制御部６１が制御装置６０に作業停止を通知することによって、作業装置２の作業を停止していたが、自動走行制御部６１が制御装置６０と同様な制御を行うことによって、作業装置２の作業を停止してもよい。

図１２は、自動走行の動作をまとめた図である。図１２に示すように、自動走行の開始が指令されると（Ｓ１２０）、自動走行制御部６１は、障害物検出装置７７によって、障害物を検出していないか否かを判定する（Ｓ１２１）。障害物検出装置７７が障害物を検出していない場合（Ｓ１２１、Ｎｏ）、自動走行制御部６１は、走行予定ラインＬ１と走行車両３との偏差（位置偏差、方位偏差）に基づいて、自動操舵を行う（Ｓ１２２）。また、自動走行制御部６１は、走行車両３の車速を、走行予定ラインＬ１に対応した車速に設定する（Ｓ１２３）。自動走行制御部６１は、自動走行中に、走行予定ラインＬ１に設定された制限に対応する位置（制限位置）に走行車体３が達したか否かを判断する（Ｓ１２４）。走行車体３が制限位置に達した場合（Ｓ１２４、Ｙｅｓ）、トラクタ１、例えば、自動走行制御部６１は、制限位置に対応する制限（走行制限、作業制限）を実行する（Ｓ１２５）。走行車体３が制限位置に達していない場合（Ｓ１２４、Ｎｏ）、自動走行制御部６１は、自動走行を継続する。

自動走行制御部６１は、走行制限が行われて走行車両３が停止している場合、走行制限の解除があったか否かを判断する（Ｓ１２６）。走行制限の解除があった場合（Ｓ１２６、Ｙｅｓ）、自動走行制御部６１は、走行制限を解除する（Ｓ１２７）、走行制限の解除後は、自動走行に戻る。
なお、作業制限が行われている場合、走行車両３が、作業制限が設定されていない位置に到達した場合には、作業制限が自動的に解除される。

以上のように、トラクタ１は、走行予定ルート及び当該走行予定ルートに設定された制限に対応した走行を行うことができる。
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。例えば、上述した走行制限及び作業制限は一例であり、他の内容であってもよい。

１ ：作業車両（トラクタ）
５０ ：表示部
６１ ：自動走行制御部
１００ ：走行支援装置
１０１ ：マップ登録部
１０５ ：ルート作成部
１０５Ｄ ：制限設定部

Claims (7)

1. 作業装置が連結される走行車両の走行予定ルートを作成する走行支援装置であって、
   所定の圃場における圃場マップを取得するマップ取得部と、
   前記マップ取得部が取得した圃場マップに前記走行予定ルートを作成するルート作成部と、
   前記走行予定ルートを表示する表示部と、
   を備え、
   前記ルート作成部は、前記圃場マップの輪郭を内側に枕地幅の距離だけオフセットして形成される輪郭で囲まれる作業エリアを設定し、
   前記ルート作成部は、前記作業エリアの一辺と当該一辺と対向する他辺とを結ぶ直進ルートであって前記走行車両が直進する直進ルートを、複数平行に作成する直進作成部と、複数の直進ルートのうち互いに隣接する直進ルートを結ぶ円弧状の旋回ルートを前記作業エリアの外側に位置する枕地エリアに作成する旋回作成部と、を含み、前記複数の直進ルートと前記旋回ルートとからなる前記走行予定ルートを作成し、
   前記ルート作成部は、前記表示部に表示された前記走行予定ルートの直進ルートに対して所定の位置が指定された場合に、前記所定の位置を、前記作業装置の作業を行わない非作業部として前記走行予定ルートの直進ルートに設定する制限設定部を有している走行支援装置。
2. 前記制限設定部は、前記所定の位置が１箇所指定された場合、当該１箇所の前記所定の位置を前記非作業部に設定し、前記所定の位置が２箇所指定された場合、当該２箇所の前記所定の位置を結ぶ範囲を前記非作業部に設定する請求項１に記載の走行支援装置。
3. 前記制限設定部は、前記表示部に表示された前記走行予定ルートの始点及び終点以外に対して所定の停止位置が指定された場合に、前記所定の停止位置において、前記走行車両の停止を行う停止部として前記走行予定ルートに設定する請求項１又は２に記載の走行支援装置。
4. 前記ルート作成部は、前記走行予定ルートの直進ルートを短縮するルート変更部を有し、
   前記ルート変更部は、前記表示部に表示された前記走行予定ルートの複数の旋回ルートのうちで所定の旋回ルートが選択された場合に、前記選択された旋回ルートを保持し、前記保持された旋回ルートが前記枕地エリアから前記作業エリア内の任意の位置に移動されると、前記保持された旋回ルートに繋がる直進ルートを短縮する請求項１～３のいずれか１項に記載の走行支援装置。
5. 所定の圃場における圃場マップを登録するマップ登録部を備え、
   前記制限設定部は、前記マップ登録部によって登録された圃場マップに対して前記走行予定ルート上に前記非作業部を設定する請求項１～４のいずれかに記載の走行支援装置。
6. 請求項１～５のいずれかに記載の走行支援装置と、
   走行車両と、
   前記走行予定ルートに基づいて前記走行車両の自動走行を行う自動走行制御部と、
   を備えている作業車両。
7. 前記制限設定部は、前記表示部に表示された前記走行予定ルートの始点及び終点以外に対して所定の停止位置が指定された場合に、前記所定の停止位置において、前記走行車両の停止を行う停止部として前記走行予定ルートに設定し、
   前記自動走行制御部は、前記走行予定ルートに設定された前記停止部による前記自動走行の停止を解除する解除情報を取得した場合に、前記自動走行を再開する請求項６に記載の作業車両。

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