JP7110088B2 - 走行支援装置、走行支援装置を備えた作業車両及び走行支援方法 - 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及び走行支援方法に関する。

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２０１８－１１６６０６号公報

特許文献１では、予め登録した圃場に対して、走行経路（走行予定ルート）を作成することができる。即ち、特許文献１では、圃場の全体に走行予定ルートを設定することができる。しかしながら、圃場の一部を手動で作業を行った場合に、手動で作業を行ったエリアを除くエリアに走行予定ルートを設定することができないのが実情である。
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、手動で作業を行った場合でも、自動走行を行う走行予定ルートを簡単に作成する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及び走行支援方法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、所定の圃場を示す圃場マップを取得するマップ取得部と、所定の圃場において手動作業を行った手動エリアを取得する手動エリア取得部と、前記マップ取得部が取得した前記圃場マップ上の所定の圃場に対して、前記手動エリア取得部で取得した手動エリアを除く自動エリアを演算する自動エリア演算部と、前記自動エリア演算部で演算された自動エリアに前記走行車両の走行予定ルートを作成するルート作成部と、を備え、前記手動エリアは、前記自動エリアを包囲しない領域であり、前記自動エリア演算部は、前記圃場マップの外形の一部と前記手動エリアの外形の一部との両方で形成された領域を前記自動エリアとして演算する。
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、所定の圃場を示す圃場マップを取得するマップ取得部と、所定の圃場において手動作業を行った手動エリアを取得する手動エリア取得部と、前記マップ取得部が取得した前記圃場マップ上の所定の圃場に対して、前記手動エリア取得部で取得した手動エリアを除く自動エリアを演算する自動エリア演算部と、前記自動エリア演算部で演算された自動エリアに前記走行車両の走行予定ルートを作成するルート作成部と、を備え、前記手動エリアの外形は、前記圃場マップの外形と完全一致せず、前記自動エリア演算部は、前記圃場マップの外形の一部と前記手動エリアの外形の一部との両方で形成された領域を前記自動エリアとして演算する。

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、所定の圃場を示す圃場マップを取得するマップ取得部と、所定の圃場において手動作業を行った手動エリアを取得する手動エリア取得部と、前記マップ取得部が取得した前記圃場マップ上の所定の圃場に対して、前記手動エリア取得部で取得した手動エリアを除く自動エリアを演算する自動エリア演算部と、前記自動エリア演算部で演算された自動エリアに前記走行車両の走行予定ルートを作成するルート作成部と、を備え、少なくとも前記自動エリアの外形の一部は、前記圃場マップの外形の一部と一致する。
前記圃場は、Ｌ字状又は凹状である。
走行支援装置は、前記マップ取得部が取得した前記圃場マップ上の所定の圃場に対して、手動作業を行った手動エリアを設定する手動エリア設定部と、前記圃場マップ上の所定の圃場と、操作に応じて前記圃場マップを移動可能なポインタとを表示可能な表示部と、を備え、前記手動エリア設定部は、前記圃場マップにおいて前記ポインタによって複数の位置が設定された場合に、前記複数の位置を通る設定エリアを前記手動エリアとして設定し、前記手動エリア取得部は、前記手動エリア設定部によって設定された前記手動エリアを取得する。

走行支援装置は、前記マップ取得部が取得した前記圃場マップ上の所定の圃場に対して、手動作業を行った手動エリアを設定する手動エリア設定部を備え、前記手動エリア設定部は、前記手動エリアで手動作業を行った際の手動作業軌跡が含まれる設定エリアを求め、求めた設定エリアを前記手動エリアとして設定し、前記手動エリア取得部は、前記手動エリア設定部によって設定された前記手動エリアを取得する。
前記手動エリア設定部は、前記手動エリアで手動作業を行った際の手動作業軌跡が含まれる設定エリアを求め、求めた設定エリアを前記手動エリアとして設定する。
走行支援装置は、前記手動エリアで手動作業を行った際の手動作業軌跡を取得する手動軌跡取得部と、前記自動エリアで走行車両によって走行した際の自動作業軌跡を取得する自動軌跡取得部と、前記手動軌跡取得部と前記自動軌跡取得部とを作業履歴として記憶する記憶部と、を備えている。

作業車両は、走行支援装置と、走行車両と、前記走行車両に設けられた運転席と、を備え、前記走行支援装置は、前記運転席の近傍に設けられ且つ前記走行予定ルートを表示可能である。
走行支援方法は、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方法であって、所定の圃場を示す圃場マップを取得する第１ステップと、所定の圃場において手動作業を行った手動エリアを取得する第２ステップと、前記圃場マップ上の所定の圃場に対して、前記第２ステップで取得した手動エリアを除外した自動エリアを演算する第３ステップと、前記自動エリアに前記走行車両の走行予定ルートを作成する第４ステップと、を備え、前記手動エリアは、前記自動エリアを包囲しない領域であり、前記第３ステップにおいて、前記圃場マップの外形の一部と前記手動エリアの外形の一部との両方で形成された領域を前記自動エリアとして演算する。
走行支援方法は、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方法であって、所定の圃場を示す圃場マップを取得する第１ステップと、所定の圃場において手動作業を行った手動エリアを取得する第２ステップと、前記圃場マップ上の所定の圃場に対して、前記第２ステップで取得した手動エリアを除外した自動エリアを演算する第３ステップと、前記自動エリアに前記走行車両の走行予定ルートを作成する第４ステップと、を備え、前記手動エリアの外形は、前記圃場マップの外形と完全一致せず、前記第３ステップにおいて、前記圃場マップの外形の一部と前記手動エリアの外形の一部との両方で形成された領域を前記自動エリアとして演算する。

本発明によれば、手動で作業を行った場合でも、自動走行を行う走行予定ルートを簡単に作成することができる。

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。 マップ選択画面Ｍ１０の一例を示す図である。 エリア設定画面Ｍ１１の一例を示す図である。 手動エリアＡ１４を設定する一例を示す図である。 複数の手動作業軌跡が記憶された一例を示す図である。 手動作業軌跡から手動エリアを設定する一例を示す図である。 圃場確認画面Ｍ１２の一例を示す図である。 自動エリアＡ１５を設定する一例を示す図である。 図１２Ａとは異なる自動エリアＡ１５を設定する一例を示す図である。 図１２Ａ及び図１２Ｂとは異なる自動エリアＡ１５を設定する一例を示す図である。 ルート設定画面Ｍ３の一例を示す図である。 作業エリアＡ２の設定を説明する図である。 作業エリアＡ２に単位作業区画Ａ３を作成した図である。 図１５Ａとは異なる単位作業区画Ａ３を示す図である。 走行予定ルートの作成を説明する説明図である。 走行支援方法を示す図である。 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、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１７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、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１７では、作業装置２として散布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、走行車両３、即ち、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。走行車両３、例えば、運転席１０の下方に設けられ、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。
上述したように、表示装置（走行支援装置１００）は、マップ登録部１０１によって複数の圃場マップＭＰ２を登録することができる。作業等を行うにあたっては、複数の圃場マップＭＰ２のうち、所定の圃場を示す圃場マップＭＰ２を取得する。具体的には、表示装置は、マップ取得部１２０を備えている。マップ取得部１２０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。

作業者（運転者）が表示装置に対して所定の操作を行うと、図６に示すように、マップ取得部１２０は、表示装置の表示部５０にマップ選択画面Ｍ１０を表示する。マップ選択画面Ｍ１０には、マップ記憶部１０２に記憶された圃場、即ち、圃場の圃場識別情報の一覧表が表示される。作業者（運転者）が表示装置に対して所定の操作を行うと、マップ選択画面Ｍ１０に表示された複数の圃場識別情報の中から、例えば、１つの圃場識別情報を選択することができる。圃場識別情報が選択されると、マップ取得部１２０は、マップ記憶部１０２を参照し、選択された圃場識別情報に対応する圃場マップＭＰ２、即ち、所定の圃場マップＭＰ２を取得する。

さて、マップ取得部１２０が取得した圃場マップＭＰ２、即ち、所定の圃場に対して、手動作業を行った手動エリアを設定可能である。手動作業とは、作業者（運転者）等が自ら自動運転を用いずに、手動運転でトラクタ１を走行させて行った農作業、或いは、作業者等が農機具を用いて人力で行った農作業である。言い換えれば、手動作業とは、少なくともトラクタ１の自動運転による農作業以外の農作業である。

表示装置（走行支援装置１００）は、手動エリア設定部１２２を備えている。手動エリア設定部１２２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。
手動エリア設定部１２２は、マップ取得部１２０が取得した圃場マップＭＰ２上の所定の圃場に対して、手動作業を行った手動エリアＡ１４を設定する。

作業者（運転者）が表示装置に対して所定の操作を行うと、図７に示すように、手動エリア設定部１２２は、表示装置の表示部５０にエリア設定画面Ｍ１１を表示する。エリア設定画面Ｍ１１は、圃場表示部１３０を有している。圃場表示部１３０は、マップ取得部１２０が取得した圃場マップＭＰ２を表示する。エリア設定画面Ｍ１１に表示された第１設定ボタン１３３が選択されると、手動エリア設定部１２２は、圃場表示部１３０にポインタ１３１を表示する。ポインタ１３１は、圃場表示部１３０、即ち、圃場マップＭＰ２を移動可能である。圃場マップＭＰ２上にポインタ１３１が表示された状態で、所定の操作が行われると、手動エリア設定部１２２は、所定の操作が行われた時の圃場マップＭＰ１上のポインタ１３１の位置を、選択された位置（選択位置）Ｑｎ（ｎ：選択された数）として保持する。例えば、図８に示すように、圃場マップＭＰ２に対して、４つの選択位置Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４が選択された場合、手動エリア設定部１２２は、４つの選択位置Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４を通る設定エリアＡ１１を作成する。言い換えれば、手動エリア設定部１２２は、４つの選択位置Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４で囲まれる設定エリアＡ１１を作成する。設定エリアＡ１１が作成された状態で、エリア設定画面Ｍ１１に表示された決定ボタン１３２が選択されると、手動エリア設定部１２２は、設定エリアＡ１１を手動エリアＡ１４に設定する。

上述した実施形態では、エリア設定画面Ｍ１１に圃場マップＭＰ２を表示して、ポインタ１３１により複数の選択位置Ｑｎを選択することによって、手動エリアＡ１４を設定していたが、作業者（運転者）がトラクタ１を手動運転したときの手動作業軌跡Ｋ１０を用いて、手動エリアＡ１４を設定してもよい。
図１に示すように、制御装置６０には、自動走行をＯＮ／ＯＦＦにするスイッチ１３５が接続されている。スイッチ１３５がＯＮである場合には自動走行が可能であり、ＯＦＦである場合には自動走行が不能で、ハンドル１１ａの手動操作によって、手動運転が可能である。スイッチ１３５がＯＦＦの状態で、トラクタ１を手動運転させると、手動運転時に測位装置４０によって検出された車体位置が、手動作業軌跡Ｋ１０として、表示装置の不揮発性のメモリ等で構成された記憶部６２に記憶される。図９に示すように、例えば、記憶部６２に記憶された手動作業軌跡Ｋ１０は、作業を行った日付、時間等の時間情報が関連付けられ、時間情報及び手動作業軌跡Ｋ１０が記憶される。

エリア設定画面Ｍ１１に表示された第２設定ボタン１３６が選択されると、手動エリア設定部１２２は、表示装置の記憶部６２に記憶された手動作業軌跡Ｋ１０の一覧表１３４をエリア設定画面Ｍ１１に表示する。一覧表１３４には、圃場表示部１３０に表示された圃場マップＭＰ２にて手動運転を行った場合の手動作業軌跡Ｋ１０の一覧が表示される。一覧表１３４において、複数の手動作業軌跡Ｋ１０の中から、所定の手動作業軌跡Ｋ１０が選択されると、手動エリア設定部１２２は、手動作業軌跡Ｋ１０に基づいて、手動運転によって作業を行ったエリア（設定エリア）Ａ１２を求める。

図１０に示すように、手動エリア設定部１２２は、例えば、手動作業軌跡Ｋ１０の全体が含まれるエリアを設定エリアＡ１２に設定する。手動エリア設定部１２２は、例えば、手動作業軌跡Ｋ１０における縦ライン（縦長さ）Ｌ３１及び横ライン（横長さ）Ｌ３２を求め、縦ラインＬ３１及び横ラインＬ３２で構成される矩形状のエリアを設定エリアＡ１２に設定する。縦ラインＬ３１及び横ラインＬ３２を求めるにあたっては、手動作業軌跡Ｋ１０に対して予め定められた所定距離Ｌ３３を加算する。また、手動作業軌跡Ｋ１０において、圃場マップＭＰ２の輪郭から外側に位置する部分は、縦ラインＬ３１及び横ラインＬ３２を求めるための軌跡として除外する。

以上のように、手動エリア設定部１２２によれば、圃場マップＭＰ２において、手動エリアＡ１４を設定することができる。
さて、圃場マップＭＰ２において、手動エリアＡ１４を除くエリアに、自動走行の際に用いる走行予定ルートＬ１の設定が可能である。
表示装置（走行支援装置１００）は、手動エリア取得部１２７と、自動エリア演算部１２８とを備えている。手動エリア取得部１２７及び自動エリア演算部１２８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。

手動エリア取得部１２７は、所定の圃場（圃場マップＭＰ２）において手動作業を行った手動エリアＡ１４を取得する。作業者（運転者）が表示装置に対して所定の操作を行うと、図１１に示すように、手動エリア取得部１２７は、表示装置の表示部５０に、圃場確認画面Ｍ１２を表示する。手動エリア取得部１２７は、圃場確認画面Ｍ１２において、エリア設定画面Ｍ１１で表示された圃場マップＭＰ２と、手動エリア設定部１２２によって設定された手動エリアＡ１４とを表示する。圃場確認画面Ｍ１２において、確認ボタン１２３が選択されると、手動エリア取得部１２７は、圃場確認画面Ｍ１２に表示された圃場マップＭＰ２及び手動エリアＡ１４を取得する。なお、図１１の圃場確認画面Ｍ１２において、手動エリアＡ１４の修正が必要な場合、修正ボタン１２４を選択することによって、上述した方法で、手動エリアＡ１４の修正を行うことができる。

自動エリア演算部１２８は、手動エリア取得部１２７によって手動エリアＡ１４が取得されると、手動エリアＡ１４を含む圃場マップＭＰ２上の所定の圃場に対して、自動エリアＡ１５の演算を開始する。自動エリア演算部１２８は、手動エリア取得部１２７で取得した手動エリアＡ１４を除く自動エリアＡ１５を演算する。図１２Ａ～図１２Ｃに示すように、自動エリア演算部１２８は、圃場マップＭＰ２において、手動エリアＡ１４を除くエリアを自動エリアＡ１５に設定する。図１２Ａでは、辺Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４で囲まれるエリアが自動エリアＡ１５となる。また、図１２Ｂでは、辺Ｂ５、Ｂ６、Ｂ７、Ｂ８で囲まれるエリアが自動エリアＡ１５となる。また、図１２Ｃでは、辺Ｂ１０、Ｂ１１、Ｂ１２、Ｂ１３、Ｂ１４、Ｂ１５で囲まれるエリアが自動エリアＡ１５となる。

上述したように、自動エリア演算部１２８によって、圃場マップＭＰ２において、手動エリアＡ１４に含まれない他のエリアを自動エリアＡ１５に設定することができる。自動エリアＡ１５には、走行予定ルートＬ１の設定が行われる。
なお、上述した実施形態では、自動エリアＡ１５を設定する前に、圃場確認画面Ｍ１２を表示することによって手動エリアＡ１４の確認をしていたが、圃場確認画面Ｍ１２は省略し、手動エリアＡ１４の設定後に、自動エリアＡ１５の設定が自動的に行われてもよい。

表示装置（走行支援装置１００）は、走行予定ルートＬ１を作成するルート作成部１０５と、作業幅取得部１０７とを備えている。ルート作成部１０５及び作業幅取得部１０７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１３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、枕地幅入力部８２と、ルート表示部８５と、幅入力部８８とを備えている。ルート表示部８５には、手動エリアＡ１４及び自動エリアＡ１５を含む圃場マップＭＰ２が表示される。

枕地幅入力部８２に枕地幅Ｗ１を入力した後、枕地設定ボタン８３を選択すると、ルート作成部１０５は、圃場表示部８１に表示された圃場マップＭＰ２の自動エリアＡ１５に対して、枕地エリアＡ１を除く作業エリアＡ２を表示する。図１４に示すように、例えば、ルート作成部１０５は、自動エリアＡ１５の輪郭Ｈ５を内側に枕地幅Ｗ１をオフセットして形成される輪郭Ｈ４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、自動エリアＡ１５に作業エリアＡ２を設定してもよい。

作業幅取得部１０７は、幅入力部８８に入力された作業幅Ｗ２を取得する。作業装置２の作業幅Ｗ２は、作業装置２が圃場等の対地に対して作業を行う幅（作業実行幅）である。
ルート作成部１０５は、作業幅取得部１０７が作業幅Ｗ２を取得すると、図１５Ａ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Ａ３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Ａ３を作業エリアＡ２内に複数作成する。なお、図１５Ｂ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Ａ３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。即ち、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Ａ３として設定する。

図１５Ｃに示すように、単位作業区画Ａ３の設定が完了すると、ルート作成部１０５は、単位作業区画Ａ３毎に直進部Ｌ１ａを作成する。即ち、ルート作成部１０５は、複数の単位作業区画Ａ３のそれぞれにおいて、長手方向の両端部を結ぶ直進部Ｌ１ａを作業エリアＡ２に設定する。また、ルート作成部１０５は、枕地エリアＡ１において、隣接する直進部Ｌ１ａを結ぶことにより、旋回部Ｌ１ｂを作成する。ルート作成部１０５によって、作業エリアＡ２に設定された走行予定ルートＬ１（直進部Ｌ１ａ、旋回部Ｌ１ｂ）は、記憶部６２に記憶される。ルート作成部１０５によって、作業エリアＡ２に設定された走行予定ルートＬ１は、ルート設定画面Ｍ３のルート表示部８５に表示される。

例えば、自動走行を行うには、トラクタ１（走行車両３）を所定の圃場に移動させた後、所定の圃場において、自動エリアＡ１５に位置させる。スイッチ１３５をＯＮすれば、ルート設定画面Ｍ３のルート表示部８５に表示された走行予定ルートＬ１に基づいて自動走行を開始することができる。自動走行中は、ルート設定画面Ｍ３のルート表示部８５に、自動エリアＡ１５にて行った自動走行時の車体位置、即ち、自動作業軌跡Ｋ１１が表示される。また、自動エリアＡ１５での自動走行の自動作業軌跡Ｋ１１は、日付、時間等の時間情報が関連付けられ、時間情報及び自動作業軌跡Ｋ１１が記憶される。

図１６は、走行予定ルートＬ１を作成する走行支援方法を示す図である。なお、走行支援方法では、圃場の登録は行われていることを前提として走行予定ルートＬ１の作成について説明する。
図１６に示すように、登録した複数の中から、所定の圃場を示す圃場マップＭＰ２を取得する（Ｓ４０）。
取得した圃場マップＭＰ２において手動エリアＡ１４の設定を行う（Ｓ４１）。手動エリアＡ１４の設定では、圃場マップＭＰ２においてポインタ１３１によって複数の選択位置Ｑｎを選択し、選択された複数の選択位置Ｑｎに囲まれるエリアを手動エリアＡ１４に設定する。或いは、手動運転時でトラクタ１を走行させた場合の手動作業軌跡Ｋ１０が含まれるエリアを手動エリアＡ１４に設定する。

手動エリアＡ１４を含む圃場マップＭＰ２において、当該手動エリアＡ１４を除くエリアを自動エリアＡ１５として演算する（Ｓ４２）。
手動エリアＡ１４及び自動エリアＡ１５を含む圃場マップＭＰ２を表示する（Ｓ４３）。自動エリアＡ１５において、枕地エリアＡ１及び作業エリアＡ２を設定する（Ｓ４４）。作業装置２の作業幅Ｗ２を取得する（Ｓ４５）。作業幅Ｗ２を用いて、複数の単位作業区画Ａ３を自動エリアＡ１５の作業エリアＡ２内に作成する（Ｓ４６）。作業エリアＡ２内に走行予定ルートＬ１を作成する（Ｓ４７）。

以上によれば、所定の圃場を示す圃場マップＭＰ２及び手動エリアＡ１４を取得し、取得した圃場マップＭＰ２上の所定の圃場に対して、手動エリアＡ１４を除く自動エリアＡ１５を演算し、自動エリアＡ１５に走行予定ルートＬ１を作成している。所定の圃場に対して手動作業を行った手動エリアＡ１４がある場合には、手動エリアＡ１４を除く自動エリアＡ１５にて自動走行をしながら作業を行うことができる。例えば、圃場の形状が複雑で手動作業で行った方が良い場合、圃場の一部に対して手動作業を行っておき、残りの部分について、トラクタ１を自動走行させることで圃場の全体の作業を行うことができる。また、予め登録されている圃場マップＭＰ２を利用して、当該圃場マップＭＰ２に対して手動エリアＡ１４と自動エリアＡ１５とを割り当てることができるため、自動走行用の圃場マップＭＰ２を新たに作成しなくても、簡単に走行予定ルートＬ１の作成を行うことができる。

また、圃場マップＭＰ２においてポインタ１３１によって複数の位置（選択位置）Ｑｎが設定された場合に、複数の位置（選択位置）Ｑｎを通る設定エリアＡ１１を手動エリアＡ１４として設定している。したがって、予め登録されている圃場マップＭＰ２の位置をポインタ１３１によって任意に選択するだけで手動エリアＡ１４を簡単に設定することができる。

手動エリアＡ１３で手動作業を行った際の手動作業軌跡Ｋ１０が含まれる設定エリアＡ１２を求め、設定エリアＡ１２を手動エリアＡ１３として設定する。したがって、手動作業を行った時の手動作業軌跡Ｋ１０を用いて簡単に手動エリアＡ１３の設定を行うことができる。
さて、上述したように、所定の圃場、即ち、圃場マップＭＰ２上に手動エリアＡ１４と、自動エリアＡ１５とを設定することができるのに加え、手動エリアＡ１４で手動作業を行った手動作業軌跡Ｋ１０と、自動エリアＡ１５で自動走行を行った自動作業軌跡Ｋ１１とを、作業履歴として記憶してもよい。

表示装置（走行支援装置１００）は、手動軌跡取得部１３８と、自動軌跡取得部１３９とを備えている。手動軌跡取得部１３８は、手動運転時において、測位装置４０によって検出された車体位置を手動作業軌跡Ｋ１０として取得し、手動作業軌跡Ｋ１０を記憶部６２に記憶する。また、自動軌跡取得部１３９は、自動運転時において、測位装置４０によって検出された車体位置を自動作業軌跡Ｋ１１として取得し、自動作業軌跡Ｋ１１を記憶部６２に記憶する。表示装置（走行支援装置１００）は、記憶部６２に記憶された複数の手動作業軌跡Ｋ１０、複数の自動作業軌跡Ｋ１１において、同じ圃場における手動作業軌跡Ｋ１０及び自動作業軌跡Ｋ１１とを抽出して、抽出した手動作業軌跡Ｋ１０及び自動作業軌跡Ｋ１１を、所定の圃場における作業履歴として紐づけて記憶部６２に記憶する。

以上のように、走行支援装置、走行支援装置を備えた作業車両及び走行支援方法によれば、例えば、トラクタ１を自動ではなく手動で運転して作業を行った手動エリアＡ１４、或いは、作業者が農機具を用いて自ら手動で作業を行った手動エリアＡ１４を除くエリアを、自動走行をさせる自動エリアＡ１５に設定することができる。即ち、圃場において、一部を手動で作業を行った残りのエリアを、自動エリアＡ１５に設定することができる。つまり、１つの圃場において、手動で作業を行う場合と、自動で作業を行う場合とを簡単に分けて作業を行うことができる。

また、圃場の形状が矩形（四角形）ではなく、複雑な形状、例えば、Ｌ字状、凹状などの場合、複雑な形状によって自動走行での作業が難しいエリアが存在する場合には、当該エリアを手動エリアＡ１４とし、残りのエリアを自動エリアＡ１５にすることができ、複雑な形状でも自動及び手動の作業を両立することができる。また、手動エリアＡ１４及び自動エリアＡ１５の登録は、予め登録した所定の圃場に対して行うことができるため、手動エリアＡ１４及び自動エリアＡ１５の設定のために、新たに圃場を登録し直す必要がなく、簡単に手動エリアＡ１４及び自動エリアＡ１５を設定することができる。

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。

１ ：作業車両（トラクタ）
１０ ：運転席
５０ ：表示部
６２ ：記憶部
１００ ：走行支援装置
１２０ ：マップ取得部
１２２ ：手動エリア設定部
１２７ ：手動エリア取得部
１２８ ：自動エリア演算部
１３８ ：手動軌跡取得部
１３９ ：自動軌跡取得部
Ａ１４ ：手動エリア
Ａ１５ ：自動エリア

Claims (10)

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、
   所定の圃場を示す圃場マップを取得するマップ取得部と、
   所定の圃場において手動作業を行った手動エリアを取得する手動エリア取得部と、
   前記マップ取得部が取得した前記圃場マップ上の所定の圃場に対して、前記手動エリア取得部で取得した手動エリアを除く自動エリアを演算する自動エリア演算部と、
   前記自動エリア演算部で演算された自動エリアに前記走行車両の走行予定ルートを作成するルート作成部と、
   を備え、
   前記手動エリアは、前記自動エリアを包囲しない領域であり、前記自動エリア演算部は、前記圃場マップの外形の一部と前記手動エリアの外形の一部との両方で形成された領域を前記自動エリアとして演算する走行支援装置。
2. 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、
   所定の圃場を示す圃場マップを取得するマップ取得部と、
   所定の圃場において手動作業を行った手動エリアを取得する手動エリア取得部と、
   前記マップ取得部が取得した前記圃場マップ上の所定の圃場に対して、前記手動エリア取得部で取得した手動エリアを除く自動エリアを演算する自動エリア演算部と、
   前記自動エリア演算部で演算された自動エリアに前記走行車両の走行予定ルートを作成するルート作成部と、
   を備え、
   前記手動エリアの外形は、前記圃場マップの外形と完全一致せず、前記自動エリア演算部は、前記圃場マップの外形の一部と前記手動エリアの外形の一部との両方で形成された領域を前記自動エリアとして演算する走行支援装置。
3. 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、
   所定の圃場を示す圃場マップを取得するマップ取得部と、
   所定の圃場において手動作業を行った手動エリアを取得する手動エリア取得部と、
   前記マップ取得部が取得した前記圃場マップ上の所定の圃場に対して、前記手動エリア取得部で取得した手動エリアを除く自動エリアを演算する自動エリア演算部と、
   前記自動エリア演算部で演算された自動エリアに前記走行車両の走行予定ルートを作成するルート作成部と、
   を備え、
   少なくとも前記自動エリアの外形の一部は、前記圃場マップの外形の一部と一致する走行支援装置。
4. 前記圃場は、Ｌ字状又は凹状である請求項１～３のいずれか1項に記載の走行支援装置。
5. 前記マップ取得部が取得した前記圃場マップ上の所定の圃場に対して、手動作業を行った手動エリアを設定する手動エリア設定部と、
   前記圃場マップ上の所定の圃場と、操作に応じて前記圃場マップを移動可能なポインタとを表示可能な表示部と、
   を備え、
   前記手動エリア設定部は、前記圃場マップにおいて前記ポインタによって複数の位置が設定された場合に、前記複数の位置を通る設定エリアを前記手動エリアとして設定し、
   前記手動エリア取得部は、前記手動エリア設定部によって設定された前記手動エリアを取得する請求項１～４のいずれかに記載の走行支援装置。
6. 前記マップ取得部が取得した前記圃場マップ上の所定の圃場に対して、手動作業を行った手動エリアを設定する手動エリア設定部を備え、
   前記手動エリア設定部は、前記手動エリアで手動作業を行った際の手動作業軌跡が含まれる設定エリアを求め、求めた設定エリアを前記手動エリアとして設定し、
   前記手動エリア取得部は、前記手動エリア設定部によって設定された前記手動エリアを取得する請求項１～５のいずれかに記載の走行支援装置。
7. 前記手動エリアで手動作業を行った際の手動作業軌跡を取得する手動軌跡取得部と、
   前記自動エリアで走行車両によって走行した際の自動作業軌跡を取得する自動軌跡取得部と、
   前記手動軌跡取得部と前記自動軌跡取得部とを作業履歴として記憶する記憶部と、
   を備えている請求項１～６のいずれかに記載の走行支援装置。
8. 請求項１～７のいずれかに記載の走行支援装置と、
   走行車両と、
   前記走行車両に設けられた運転席と、
   を備え、
   前記走行支援装置は、前記運転席の近傍に設けられ且つ前記走行予定ルートを表示可能である作業車両。
9. 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方法であって、
   所定の圃場を示す圃場マップを取得する第１ステップと、
   所定の圃場において手動作業を行った手動エリアを取得する第２ステップと、
   前記圃場マップ上の所定の圃場に対して、前記第２ステップで取得した手動エリアを除外した自動エリアを演算する第３ステップと、
   前記自動エリアに前記走行車両の走行予定ルートを作成する第４ステップと、
   を備え、
   前記手動エリアは、前記自動エリアを包囲しない領域であり、前記第３ステップにおいて、前記圃場マップの外形の一部と前記手動エリアの外形の一部との両方で形成された領域を前記自動エリアとして演算する走行支援方法。
10. 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方法であって、
    所定の圃場を示す圃場マップを取得する第１ステップと、
    所定の圃場において手動作業を行った手動エリアを取得する第２ステップと、
    前記圃場マップ上の所定の圃場に対して、前記第２ステップで取得した手動エリアを除外した自動エリアを演算する第３ステップと、
    前記自動エリアに前記走行車両の走行予定ルートを作成する第４ステップと、
    を備え、
    前記手動エリアの外形は、前記圃場マップの外形と完全一致せず、前記第３ステップにおいて、前記圃場マップの外形の一部と前記手動エリアの外形の一部との両方で形成された領域を前記自動エリアとして演算する走行支援方法。

Images