JP7132381B2 - 自動走行システム - Google Patents

Description

本発明は、作業車両を目標走行経路に沿って自動走行させる自動走行システムに関する
。

上記の自動走行システムは、衛星測位システム等を用いて作業車両の位置情報を取得す
る位置情報取得部と、その位置情報取得部にて取得される作業車両の現在位置に基づき、
作業車両を連続する複数の目標走行経路に沿って自動走行させる制御部とを備えており、
作業車両の現在位置を随時取得しながら予め生成された連続する複数の目標走行径路に沿
って作業車両を自動走行させるようにしている（例えば、特許文献１、２参照。）。この
ような自動走行システムでは、作業車両が目標走行経路に沿って自動走行されるので、作
業車両にユーザが搭乗していなくても、作業車両による作業を行うことができる。

連続する複数の目標走行経路としては、例えば、図３に示すように、圃場の中央側の作
業領域Ｒ１を走行するための作業用経路と、圃場Ｈの端部の非作業領域Ｒ２を走行するた
めの転回用経路が生成される。
図３に示す例では、作業用経路として直線的に前進するための複数の前進直線路Ｋ１（
前進路Ｋｆ）が生成されている。また、転回用経路として、前進直進路Ｋ１に引き続き作
業車両２を機体一側（機体右側）に約１／４円弧に沿って旋回させながら前進させる第１
前進旋回路Ｋ２（前進路Ｋｆ）、第１前進旋回路Ｋ２に引き続き作業車両２を直線的に後
進させる後進直線路Ｋ３（後進路Ｋｂ）、後進直線路Ｋ３に引き続き作業車両２を機体一
側（機体右側）に約１／４円弧に旋回しながら前進させて次の前進直線路Ｋ１に接続する
第２前進旋回路Ｋ４（前進路Ｋｆ）を生成している。

そして、自動走行システムの制御部は、連続する複数の目標走行経路Ｋ１～Ｋ４から自
動走行対象の１つの目標走行経路を設定し、その設定目標走行経路を位置情報取得部にて
取得される作業車両２の現在位置Ｐに基づき切り替えることで、連続する複数の目標走行
経路Ｋ１～Ｋ４に沿って作業車両２を自動走行させている。
例えば、まず、設定目標走行経路を前進直線路Ｋ１に設定することで、トラクタ２を前
進直線路Ｋ１に沿って自動走行させ、その後、作業車両２の移動に連れて、設定目標走行
経路を第１前進旋回路Ｋ２、後進直線路Ｋ３、第２前進旋回路Ｋ４、次の前進直線路Ｋ１
の順で順番に切り替えることで、前進直線路Ｋ１、第１前進旋回路Ｋ２、後進直線路Ｋ３
、第２前進旋回路Ｋ４、次の前進直線路Ｋ１の順で連続して作業車両２を自動走行させて
いる。

ここで、自動走行システムの制御部は、作業車両２（作業車両２の現在位置Ｐ）が走行
中の目標走行経路の終点に到達したときに設定目標走行経路を次の目標走行経路に切り替
えるようにしている。例えば、図１２に示すように、作業車両２が走行中の第１前進旋回
路Ｋ２（図１２（ａ）参照）から後進直線路Ｋ３（図１２（ｄ）にて走行中の経路）に設
定目標走行経路を切り替える場合には、図１２（ｂ）に示すように、作業車両２（作業車
両２の現在位置Ｐ）が走行中の第１前進旋回路Ｋ２の終点Ｋ２ｅに到達したときに設定目
標走行経路を後進直線路Ｋ３に切り替えている。

国際公開第２０１５／１１９２６３号公報 特許第４２９５９１１号公報

ところが、圃場Ｈの上で作業車両２の前進移動を止めて後進移動させるには、車速等に
応じた相応の制動距離が必要となる。そのため、図１２（ｂ）に示すように、作業車両２
（作業車両２の現在位置Ｐ）が走行中の第１前進旋回路Ｋ２（前進路Ｋｆ）の終点Ｋ２ｅ
（Ｋｆｅ）に到達したときに設定目標走行経路を後続の後進直線路Ｋ３（後進路Ｋｂ）に
切り替えると、図１２（ｃ）に示すように、設定目標走行経路の切り替え直後に作業車両
２が第１前進路Ｋ２（前進路Ｋｆ）の終点Ｋ２ｅ（Ｋｆｅ）から少なくも制動距離分ＯＲ
は前進移動し、作業車両２が走行中の第１前進路Ｋ２（前進路Ｋｆ）の終点Ｋ２ｅ（Ｋｆ
ｅ）を通り過ぎて無駄に走行することになる。
よって、作業車両２の走行が増大して作業能率が低下する不都合がある。また、このよ
うな不都合は、設定目標走行経路を走行中の後進路Ｋｂから後続の前進路Ｋｆに切り替え
る場合にも生じる。

この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、作業車両の無駄な走行を削減して作業能率を
向上できる自動走行システムを提供する点にある。

本発明の第１特徴構成は、作業車両の位置情報を取得する位置情報取得部と、
前進路と後進路とを含む目標走行経路を設定し、
前記設定目標走行経路を前記位置情報取得部にて取得される前記作業車両の現在位置に基づき切り替えることで、前記作業車両を自動走行させる制御部と、を備えた自動走行システムであって、
前記制御部は、前記設定目標走行経路を、走行中の前記前進路から後続の前記後進路に切り替える又は走行中の前記後進路から後続の前記前進路に切り替える場合、走行中の前記目標走行経路における終点よりも設定距離手前側の先行切り替え地点に前記作業車両が到達したとき、前記作業車両を減速させることを特徴とする点にある。

本構成によれば、制御部は、設定目標走行経路を、走行中の前進路から後続の後進路に
切り替える又は走行中の後進路から後続の前進路に切り替える場合、作業車両の制動距離
を基準とする設定距離だけ、走行中の前記目標走行経路における終点よりも手前側の先行
切り替え地点に作業車両が到達したとき、作業車両を減速させることができる。
先行切り替え地点は作業車両の制動距離を基準とする設定距離だけ走行中の目標走行経
路の終点よりも手前側であるので、設定目標走行経路の切り替え直後に作業車両が先行切
り替え地点から制動距離分だけ前進移動又は後進移動しても、作業車両が走行中の目標走
行経路の終点を通り過ぎるのを回避することができる。
よって、作業車両の無駄な走行を削減して作
業能率を向上できる。

本発明の第２特徴構成は、前記設定距離は、前記作業車両の制動距離を基準とする距離であることを特徴とする点にある。

本構成によれば、先行切り替え地点は、作
業車両の制動距離を基準とする設定距離に基づくものであるので、先行切り替え地点にて
設定目標走行経路を後続の目標走行経路に切り替えることで、走行中の目標走行経路の終
点又はその近傍にて作業車両の進行方向を切り替えることができ、後続の目標走行経路に
対する走行をスムーズに行うことができる。

本発明の第３特徴構成は、前記設定距離は、前記制動距離に所定距離を追加して設定さ
れることを特徴とする点にある。

本構成によれば、設定目標走行経路を切り替えるための先行切り替え地点を、制動距離
に所定距離を追加した設定距離だけ走行中の目標走行経路の終点よりも手前側にすること
ができるので、例えば、高速作業時等における設定目標走行経路の切り替え時などに作業
車両が先行切り替え地点から制動距離以上に前進移動又は後進移動してしまう場合でも、
作業車両が走行中の目標走行経路の終点を通り過ぎるのを適切に回避することができる。

本発明の第４特徴構成は、前記設定距離は、前記設定目標走行経路を走行中の前記前進路から後続の前記後進路に
切り替える場合に用いられる前進用設定距離と、前記設定目標走行経路を前記後進路から
前記前進路に切り替える場合に用いられる後進用設定距離とを有し、
前記前進用設定距離よりも前記後進用設定距離が大きいことを特徴とする点にある。

本構成によれば、設定目標走行経路を走行中の前進路から後続の後進路に切り替える場
合には、制動距離に前進用所定距離を追加し、走行中の前進路から後続の後進路への切り
替えに適した設定距離を設定することができる。また、設定目標走行経路を走行中の後進
路から後続の前進路に切り替える場合には、制動距離に後進用所定距離を追加し、走行中
の後進路から後続の前進路への切り替えに適した設定距離を設定することができる。
しかも、後進用所定距離は、前進用所定距離よりも大きいので、走行中の後進路から後
続の前進路への切り替える場合の設定距離を、走行中の後進路から後続の前進路への切り
替える場合の設定距離よりも大きくし、その分、先行切り替え地点をより手前側とするこ
とができる。
よって、作業車両が、後方側に作業機が装着された状態で走行中の後進路から後続の前
進路への切り替える場合に、例えば、作業車両の後方側の作業機が予定外の領域に飛び出
して障害物に接触する等の不都合が生じるのを抑制することができる

自動走行システムの概略構成を示す図 自動走行システムの概略構成を示すブロック図 目標走行経路の概略構成を示す図 走行中の前進路から後続の後進路に切り替えるときの作業車両の走行制御を示す図 走行中の前進路から後続の後進路に切り替えるときの作業車両の走行制御を示す図 走行中の後進路から後続の前進路に切り替えるときの作業車両の走行制御を示す図 走行中の後進路から後続の前進路に切り替えるときの作業車両の走行制御を示す図 転回用経路の概略構成を示す図 転回用経路の概略構成を示す図 転回用経路の概略構成を示す図 転回用経路の概略構成を示す図 従来における走行中の前進路から後進路に切り替えるときの作業車両の走行制御を示す図

本発明に係る自動走行システムの実施形態を図面に基づいて説明する。
この自動走行システム１は、図１に示すように、連続する複数の目標走行経路Ｋ１～Ｋ
４（図３参照）に沿って自動走行する作業車両としてのトラクタ２と、そのトラクタ２に
対して各種の情報を指示可能な無線通信端末３とが備えられている。そして、この実施形
態では、トラクタ２の位置情報を取得するための基準局４が備えられている。

トラクタ２は、後方側に作業機５を装着可能な車体部６を備え、車体部６の前部が左右
一対の前輪７で支持され、車体部６の後部が左右一対の後輪８で支持されている。車体部
６の前部にはボンネット９が配置され、そのボンネット９内に駆動源としてのエンジン１
０（ディーゼルエンジン）が収容されている。ボンネット９の後方側には、ユーザが搭乗
するためのキャビン１２が備えられ、そのキャビン１２内には、ユーザが操向操作するた
めのステアリングハンドル１３、ユーザの運転座席１４等が備えられている。

図１では、作業車両としてトラクタ２を例示したが、トラクタの他、田植機、コンバイ
ン、土木・建築作業装置、除雪車等、乗用型作業車両に加え、歩行型作業車両も適用可能
である。

図２に示すように、トラクタ２には車両側無線通信部２６が備えられ、無線通信端末３
には端末側無線通信部３１が備えられ、基準局４には基準局側無線通信部４１が備えられ
ている。車両側無線通信部２６と端末側無線通信部３１との間での無線通信によりトラク
タ２と無線通信端末３との間で各種の情報を送受信可能とするとともに、車両側無線通信
部２６と基準局側無線通信部４１との間での無線通信によりトラクタ２と基準局４との間
で各種の情報を送受信可能に構成されている。そして、無線通信端末３と基準局４とは、
トラクタ２を介して各種の情報を送受信可能に構成されている。ちなみに、端末側無線通
信部３１と基準局側無線通信部４１との間での無線通信により無線通信端末３と基準局４
とが、トラクタ２を介さずに直接各種の情報を送受信可能に構成することもできる。各無
線通信部同士での無線通信に用いられる周波数帯域は、共通の周波数帯域であってもよい
し、互いに異なる周波数帯域であってもよい。

トラクタ２には、図２に示すように、測位用アンテナ２１、車両側制御部２２、車両側
無線通信部２６、記憶部（図示省略）等が備えられている。
車両側制御部２２には、走行制御部２３、位置情報取得部２４、方位角特定部２５等が
備えられている。車両側制御部２２は、位置情報取得部２４にて随時取得される自己の位
置情報（測位用アンテナ２１の設置位置である現在位置Ｐ、）、方位角特定部２５にて随
時特定される自己の方位角（現在方位角）、トラクタ２に備えられる３軸のジャイロと３
方向の加速度計等を有する慣性計測装置（図示省略）で計測される自己の姿勢等を適時参
照しながら、走行制御部２３にてエンジン制御装置、前進と後進とを切替可能な変速装置
、操舵装置、ブレーキ装置等（図示省略）のトラクタ２に備えられる各種の装置を制御し
、目標走行経路Ｋ１～Ｋ４に沿ってトラクタ２を自動走行可能に構成されている。

測位用アンテナ２１は、図１に示すように、例えば、衛星測位システム（ＧＮＳＳ）を
構成する測位衛星１５からの信号を受信するように構成されている。測位用アンテナ２１
は、例えば、トラクタ２のキャビン１２のルーフの上面に配置されている。

衛星測位システムを用いた測位方法として、図１に示すように、予め定められた基準点
に設置された基準局４を備え、その基準局４からの測位補正情報によりトラクタ２（移動
局）の衛星測位情報を補正して、トラクタ２の現在位置Ｐを求める測位方法を適用可能と
している。例えば、ＤＧＰＳ（ディファレンシャルＧＰＳ測位）、ＲＴＫ測位（リアルタ
イムキネマティック測位）等の各種の測位方法を適用することができる。ちなみに、測位
方法については、基準局４を備えずに単独測位を用いることもできる。

この実施形態では、例えば、ＲＴＫ測位を適用していることから、図１及び図２に示す
ように、移動局側となるトラクタ２に測位用アンテナ２１を備えるのに加えて、基準局４
が備えられている。基準局４の設置位置となる基準点の位置情報は予め設定されて把握さ
れている。基準局４は、例えば、圃場Ｈの周囲等、トラクタ２の走行の邪魔にならない位
置（基準点）に配置されている。基準局４には、基準局側無線通信部４１と基準局測位ア
ンテナ４２とが備えられている。

ＲＴＫ測位では、基準点に設置された基準局４と、位置情報を求める対象の移動局側と
なるトラクタ２の測位用アンテナ２１との両方で測位衛星１５からの搬送波位相（衛星測
位情報）を測定している。基準局４では、測位衛星１５から衛星測位情報を測定する毎に
又は設定周期が経過する毎に、測定した衛星測位情報と基準点の位置情報等を含む測位補
正情報を生成して、基準局側無線通信部４１からトラクタ２の車両側無線通信部２６に測
位補正情報を送信している。トラクタ２の位置情報取得部２４は、測位用アンテナ２１に
て測定した衛星測位情報と基準局４から送信される測位補正情報とを用いて、トラクタ２
の現在位置Ｐを求めている。位置情報取得部２４は、トラクタ２の現在位置Ｐとして、例
えば、緯度情報・経度情報を求めている。

トラクタ２の方位角特定部２５は、トラクタ２の移動に伴い、位置情報取得部２４にて
取得されるトラクタ２の現在位置Ｐの変化状態からトラクタ２の方位角を特定するように
構成されている。例えば、方位角特定部２５は、位置情報取得部２４にて現在位置Ｐを取
得した時点で、記憶部に保存された直前の現在位置Ｐを参照し、その直前の現在位置Ｐか
ら現在の現在位置Ｐに向かう速度ベクトルの向きをトラクタ２の方位角として特定する。
なお、上記直前の現在位置Ｐとしては、記憶部に保存された直前の位置情報取得部２４で
取得した現在位置Ｐを用いることができるが、例えば、トラクタ２の走行開始時において
は、単独測位又はユーザが入力して得られた現在位置Ｐを用いることもできる。

無線通信端末３は、例えば、タッチパネルを有するタブレット型のパーソナルコンピュ
ータ等から構成され、各種情報をタッチパネルに表示可能であり、タッチパネルを操作す
ることで、各種の情報も入力可能となっている。無線通信端末３については、ユーザがト
ラクタ２の外部にて携帯して使用することが可能であるとともに、トラクタ２の運転座席
１４の側脇等に装着して使用することもできる。

無線通信端末３には、図２に示すように、端末側無線通信部３１、端末側制御部３２、
経路生成部３３、表示部３４等が備えられている。経路生成部３３は、トラクタ２が自動
走行する連続する複数の目標走行経路Ｋ１～Ｋ４（図３参照）を生成するように構成され
ている。また、無線通信端末３には、記憶部（図示省略）が備えられており、この記憶部
には、ユーザにより登録された情報等、各種の情報が記憶されている。

トラクタ２の自動走行を行う場合には、ユーザが無線通信端末３のタッチパネル等を操
作して圃場領域、トラクタ２や作業機５に関する情報等の目標走行経路Ｋ１～Ｋ４を生成
するための情報を登録している。無線通信端末３の経路生成部３３が、登録情報等に基づ
いて、トラクタ２が自動走行する目標走行経路Ｋ１～Ｋ４を生成している。
例えば、図３に示すように、経路生成部３３は、圃場Ｈ内において、目標走行経路とし
て、トラクタ２を自動走行させながら耕耘等の作業を行う作業用経路であって、トラクタ
２を直線的に前進させる前進直線路Ｋ１を生成している。
また、経路生成部３３は、圃場Ｈ内において、目標走行経路として、トラクタ２を転回
させる転回用経路であって、トラクタ２を機体一側（機体右側）に約１／４円弧に沿って
旋回しながら前進させる第１前進旋回路Ｋ２、第１前進旋回路Ｋ２に引き続きトラクタ２
を直線的に後進させる後進直線路Ｋ３、後進直線路Ｋ３に引き続きトラクタ２を機体一側
（機体右側）に約１／４円弧に旋回しながら前進させる第２前進旋回路Ｋ４を生成してい
る。
なお、図３に示す目標走行経路Ｋ１～Ｋ４は、あくまで一例であり、経路生成部３３が
、どのような目標走行経路を生成するかは適宜変更が可能である。

経路生成部３３が連続する複数の目標走行経路Ｋ１～Ｋ４を生成するに当たり、圃場Ｈ
の形状や位置情報等、圃場Ｈに関する情報が先に登録されている。そして、圃場Ｈ内にお
いて、目標走行経路Ｋ１～Ｋ４を生成するための領域として、耕耘等の作業を行う作業領
域Ｒ１と作業を行わない非作業領域Ｒ２（枕地）とが特定されている。
経路生成部３３は、作業領域Ｒ１に対して作業用経路である前進直線路Ｋ１を生成し、
非作業領域Ｒ２に転回用経路としての第１前進旋回路Ｋ２、後進直線路Ｋ３、第２前進旋
回路Ｋ４を生成している。前進直線路Ｋ１は、圃場Ｈ内の作業領域Ｒ１において一端側か
ら他端側に向けて自動走行させる経路であり、前進直線路Ｋ１がスタート地点Ｓからゴー
ル地点Ｇまで作業領域Ｒ１の全体に亘って圃場Ｈの幅方向に隣接して複数並ぶように生成
されている。前進直線路Ｋ１は、隣接するもの同士が進行方向を逆向きとする状態で生成
されている。
転回用経路としての第１前進旋回路Ｋ２、後進直線路Ｋ３、第２前進旋回路Ｋ４は、圃
場Ｈの幅方向に並ぶ２つの前進直線路Ｋ１において始点Ｋ４ｅと終点Ｋ１ｅを接続してト
ラクタ２を転回させるための経路として生成されている。
具体的には、図３の左側に示すように、前進直線路Ｋ１の終点Ｋ１ｅと第１前進旋回路
Ｋ２の始点とが同一地点で前進直線路Ｋ１と第１前進旋回路Ｋ２とが連続する状態となっ
ている。第１前進旋回路Ｋ２の終点Ｋ２ｅと後進直線路Ｋ３の始点とが同一地点で、第１
前進旋回路Ｋ２と後進直線路Ｋ３とが連続する状態となっている。後進直線路Ｋ３の終点
Ｋ３ｅと第２前進旋回路Ｋ４の始点が同一地点で後進直線路Ｋ３と第２前進旋回路Ｋ４と
が連続する状態となっている。第２前進旋回路Ｋ４の終点Ｋ４ｅと次の前進直線路Ｋ１の
始点とが同一地点で第２前進旋回路Ｋ４と次の前進直線路Ｋ１とが連続する状態となって
いる。

このようにして、経路生成部３３が目標走行経路Ｋ１～Ｋ４を生成すると、無線通信端
末３の端末側制御部３２が、無線通信端末３からトラクタ２に目標走行経路Ｋ１～Ｋ４に
関する経路情報を転送することで、トラクタ２の車両側制御部２２が、経路情報を取得す
ることができる。なお、無線通信端末３からトラクタ２への経路情報の転送については、
トラクタ２が自動走行を開始する前に、全ての目標走行経路Ｋ１～Ｋ４の経路情報を転送
するようにしてよいし、例えば、トラクタ２が自動走行中であるときに、走行中の目標走
行経路の次に続く後続の１つ又は複数の目標走行経路の経路情報をトラクタ２の移動に連
れて順次に転送するようにしてもよい。
車両側制御部２２は、取得した経路情報に基づいて、位置情報取得部２４にて自己の現
在位置Ｐを取得しながら、連続する複数の目標走行経路Ｋ１～Ｋ４に沿ってトラクタ２を
自動走行させることができる。位置情報取得部２４にて取得するトラクタ２の現在位置Ｐ
については、リアルタイム（例えば、数秒周期）でトラクタ２から無線通信端末３に送信
されており、無線通信端末３にてトラクタ２の現在位置Ｐを把握するようにしている。

なお、目標走行経路Ｋ１～Ｋ４を生成するに当たり、目標走行経路Ｋ１～Ｋ４の夫々に
対してトラクタ２の基準車速が設定されている。前進直線路Ｋ１に対するトラクタ２の基
準車速、第１前進旋回路Ｋ２や第２前進旋回路Ｋ４に対するトラクタ２の基準車速、後進
直線路Ｋ３に対するトラクタ２の基準車速は、同じ車速に設定したり、異なる車速に設定
することができる。トラクタ２の基準車速を示す車速情報は、経路情報に併せて、無線通
信端末３からトラクタ２に無線通信可能に構成されている。

無線通信端末３では、ユーザがタッチパネルを操作して自動走行の開始が指示されると
、無線通信端末３は、自動走行の開始指示をトラクタ２に送信する。これにより、トラク
タ２では、車両側制御部２２が、自動走行の開始指示を受けることで、位置情報取得部２
４にて自己の現在位置Ｐを取得しながら、連続する複数の目標走行経路Ｋ１～Ｋ４に沿っ
てトラクタ２を自動走行させる自動走行制御を行うように構成されている。

トラクタ２の自動走行制御について説明を加える。
トラクタ２の車両側制御部２２は、連続する複数の目標走行経路Ｋ１～Ｋ４から自動走
行対象の１つの目標走行経路を設定し、その設定目標走行経路を位置情報取得部２４にて
取得される自己の現在位置Ｐに基づき切り替えることで、連続する複数の目標走行経路Ｋ
１～Ｋ４に沿ってトラクタ２を自動走行させる。
図３に示す例では、車両側制御部２２は、まず、設定目標走行経路を前進直線路Ｋ１に
設定することで、トラクタ２を前進直線路Ｋ１に沿って自動走行させ、その後、トラクタ
２の移動に連れて、設定目標走行経路を第１前進旋回路Ｋ２、後進直線路Ｋ３、第２前進
旋回路Ｋ４、次の前進直線路Ｋ１の順で順番に切り替えることで、前進直線路Ｋ１、第１
前進旋回路Ｋ２、後進直線路Ｋ３、第２前進旋回路Ｋ４、次の前進直線路Ｋ１の順で連続
してトラクタ２を自動走行させる。
なお、前進直線路Ｋ１、第１前進旋回路Ｋ２、第２前進旋回路Ｋ４は、トラクタ２を前
進させる前進路Ｋｆに該当し、後進直線路Ｋ３は、トラクタ２を後進させる後進路Ｋｂに
該当する。

ここで、トラクタ２の車両側制御部２２は、走行中の目標走行経路と後続の目標走行経
路との関係（前進路Ｋｆと後進路Ｋｂに関する関係、トラクタ２の前後進関係）によって
異なるタイミングにて設定目標走行経路を切り替えるように構成されている。以下、車両
側制御部２２による設定目標走行経路の切り替えのタイミングについて説明する。

＜設定目標走行経路を走行中の前進路から後続の前進路に切り替える場合＞
この場合、車両側制御部２２は、トラクタ２（トラクタ２の現在位置Ｐ）が走行中の前
進路Ｋｆの終点Ｋｆｅに到達したときに設定目標走行経路を後続の前進路Ｋｆに切り替え
る。
図４（ａ）に示す例において、トラクタ２が前進直線路Ｋ１を走行している場合、車両
側制御部２２は、トラクタ２（トラクタ２の現在位置Ｐ）が走行中の前進直線路Ｋ１の終
点Ｋ１ｅに到達した時点で、設定目標走行経路を後続の第１前進旋回路Ｋ２に切り替える
。このタイミングにて設定目標走行経路を切り替えることで、前進直線路Ｋ１の終点Ｋ１
ｅから連続して第１前進旋回路Ｋ２に沿ってトラクタ２を自動走行させることができる。

＜設定目標走行経路を走行中の前進路から後続の後進路に切り替える場合＞
前述したように、圃場Ｈの上でトラクタ２の前進移動を止めて後進移動させるには、車
速等に応じた相応の制動距離が必要となる。そこで、車両側制御部２２は、設定目標走行
経路を走行中の前進路Ｋｆから後続の後進路Ｋｂに切り替える場合は、トラクタ２を前進
から後進に切り替えたときに生じる制動距離分の前進移動を考慮したタイミングにて設定
目標走行経路を切り替えるように構成されている。
具体的には、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、車両側制御部２２は、トラクタ２（ト
ラクタ２の現在位置Ｐ）が、制動距離分の前進移動を基準とする前進用設定距離Ｄｆだけ
、走行中の第１前進旋回路Ｋ２における終点Ｋ２ｅよりも手前側の先行切り替え地点Ｐｓ
に到達したときに設定目標走行経路を後続の後進直線路Ｋ３に切り替える。

前進用設定距離Ｄｆは、トラクタ２を前進から後進に切り替える場合の車速に応じた制
動距離Ｄ１に前進用所定距離Ｄ２を追加（加算）して車両側制御部２２にて設定される。
この制動距離Ｄ１は、例えば、トラクタ２に備えられた車速センサにてトラクタ２の実
車速を検出する等によりトラクタ２の車速を特定し、記憶部に記憶された前進時の車速と
制動距離の関係を示すテーブル等を参照して求めることができる。前進用所定距離Ｄ２は
、例えば、トラクタ２における測位用アンテナ２１の設置位置からトラクタ２の前端まで
の距離等に基づいて予め設定されている。
この場合、例えば、車両側制御部２２は、車速センサにてリアルタイム等で車速を随時
検出しており、そのトラクタ２の車速を検出するタイミング毎で、制動距離Ｄ１を基準と
する前進用設定距離Ｄｆを求めて先行切り替え地点Ｐｓを随時特定することができる。

なお、トラクタ２を前進から後進に切り替える場合の車速に応じた制動距離Ｄ１は、例
えば、目標走行経路の夫々に設定されたトラクタ２の基準車速をトラクタ２の車速として
特定して求めてもよく、その場合、車両側制御部２２は、設定目標走行経路を切り替えた
直後のタイミング等で、制動距離Ｄ１を考慮した前進用設定距離Ｄｆを求めて先行切り替
え地点Ｐｓを特定することができる。

このように特定した先行切り替え地点Ｐｓにトラクタ２（トラクタ２の現在位置Ｐ）が
到達したタイミング（図４（ｂ）のタイミング）で設定目標走行経路を切り替えると、図
４（ｃ）に示すように、車両側制御部２２は、例えば、ブレーキ装置や変速装置等を作動
制御する等によりトラクタ２の前進移動に制動力を付与し、図４（ｃ）に示すように第１
前進旋回路Ｋ２の終点Ｋ２ｅ又はその近傍にてトラクタ２を停止させる。そして、車両側
制御部２２は、例えば、変速装置を作動制御する等により、図４（ｄ）に示すようにトラ
クタ２を後進直線路Ｋ３に沿って後進移動させる。
よって、トラクタ２を前進から後進に切り替える場合にも、第１前進旋回路Ｋ２におけ
る終点Ｋ２ｅやその近傍にてトラクタ２の進行方向を切り替えることができ、トラクタ２
が終点Ｋ２ｅを通り過ぎるのを未然に回避し、トラクタ２の無駄な走行を一層減らすこと
ができる。

更に、車両側制御部２２は、図５に示すように、方位角特定部２５にて特定されるトラ
クタ２の現在方位角に沿う直線Ｌｃと、後続の目標走行経路に沿う直線Ｌ３との鋭角側の
角度偏差θｃが所定値θａ以下になると、トラクタ２（トラクタ２の現在位置Ｐ）が先行
切り替え地点Ｐｓに到達していなくても、設定目標走行経路を後続の目標走行経路に切り
替える。
具体的には、図５に示すように、トラクタ２が第１前進旋回路Ｋ２を走行しているとき
、トラクタ２の前進移動に連れて、トラクタ２の現在方位角に沿う直線Ｌｃと後続の後進
直線路Ｋ３に沿う直線Ｌ３との鋭角側の角度偏差θｃが徐々に小さくなっていく。車両側
制御部２２は、この角度偏差θｃを随時算出して監視しており、トラクタ２（トラクタ２
の現在位置Ｐ）が第１前進旋回路Ｋ２における先行切り替え地点Ｐｓに到達していなくと
も、角度偏差θｃが所定値θａになると、設定目標走行経路を後続の後進直線路Ｋ３に切
り替える。
例えば、角度偏差θｃの所定値θａは、トラクタ２が短時間又は少ない走行距離で後続
の目標走行経路に沿う姿勢に移行できる許容値に設定されている。

このように、トラクタ２（トラクタ２の現在位置Ｐ）が、走行中の第１前進旋回路Ｋ２
の先行切り替え地点Ｐｓに到達していなくとも、角度偏差θｃが所定値θａになると、設
定目標走行経路を後続の後進直線路Ｋ３に切り替えることで、トラクタ２の無駄な走行を
一層減らすことができる。

＜設定目標走行経路を走行中の後進路から後続の前進路に切り替える場合＞
設定目標走行経路を走行中の後進路Ｋｂから後続の前進路Ｋｆに切り替えるときも、圃
場Ｈの上でトラクタ２の後進移動を止めるには、車速等に応じた相応の制動距離が必要と
なる。そこで、車両側制御部２２は、設定目標走行経路を走行中の後進路Ｋｂから後続の
前進路Ｋｆに切り替える場合は、トラクタ２を後進から前進に切り替えたときに生じる制
動距離分の後進移動を考慮したタイミングにて設定目標走行経路を切り替えるように構成
されている。
具体的には、図６に示すように、車両側制御部２２は、トラクタ２（トラクタ２の現在
位置Ｐ）が、制動距離分の後進移動を考慮した後進用設定距離Ｄｂだけ、走行中の後進直
線路Ｋ３における終点Ｋ３ｅよりも手前側の先行切り替え地点Ｐｓに到達したときに設定
目標走行経路を後続の第２前進旋回路Ｋ４に切り替える。

後進用設定距離Ｄｂは、トラクタ２を後進から前進に切り替える場合の車速に応じた制
動距離Ｄ３に後進用所定距離Ｄ４を追加（加算）して車両側制御部２２にて設定される。
この制動距離Ｄ３は、例えば、トラクタ２に備えられた車速センサにてトラクタ２の実
車速を検出する等によりトラクタ２の車速を特定し、記憶部に記憶された後進時の車速と
制動距離の関係を示すテーブル等を参照して求めることができる。
後進用所定距離Ｄ４は、トラクタ２の後部に作業機５が装着されることを考慮して前進
用所定距離Ｄ２よりも大きい距離、例えば、トラクタ２における測位用アンテナ２１の設
置位置からトラクタ２の後部に装着した作業機５の後端までの距離等に予め設定されてい
る。
この場合、例えば、車両側制御部２２は、車速センサにてリアルタイム等で車速を随時
検出しており、そのトラクタ２の車速を検出するタイミング毎で、制動距離Ｄ３を考慮し
た後進用設定距離Ｄｂを求めて先行切り替え地点Ｐｓを随時特定することができる。

なお、トラクタ２を後進から前進に切り替える場合の車速に応じた制動距離Ｄ３は、前
述した制動距離Ｄ１と同様、目標走行経路の夫々に設定されたトラクタ２の基準車速をト
ラクタ２の車速として特定して求めてもよく、その場合、車両側制御部２２は、設定目標
走行経路を切り替えた直後のタイミング等で、制動距離Ｄ３を考慮した後進用設定距離Ｄ
ｂを求めて先行切り替え地点Ｐｓを特定することができる。
また、トラクタ２を後進から前進に切り替える場合の車速に応じた制動距離Ｄ３は、例
えば、トラクタ２を前進から後進に切り替える場合の車速に応じた制動距離Ｄ１を代用し
てもよい。

このように特定した先行切り替え地点Ｐｓにトラクタ２（トラクタ２の現在位置Ｐ）が
到達したタイミング（図６（ｂ）のタイミング）で設定目標走行経路を切り替えると、図
４（ｃ）に示すように、車両側制御部２２は、例えば、ブレーキ装置や変速装置を作動制
御する等によりトラクタ２の後進移動に制動力を付与し、図６（ｃ）に示すように後進直
線路Ｋ３の終点Ｋ３ｅやその近傍にてトラクタ２を停止させる。そして、車両側制御部２
２は、例えば、変速装置を作動制御する等により、図６（ｄ）に示すようにトラクタ２を
第２前進旋回路Ｋ４に沿って前進移動させる。
よって、トラクタ２を後進から前進に切り替える場合にも、後進直線路Ｋ３における終
点Ｋ３ｅやその近傍にてトラクタ２の進行方向を切り替えることができ、トラクタ２が終
点Ｋ３ｅを通り過ぎるのを未然に回避し、トラクタ２の無駄な走行を一層減らすことがで
きる。

更に、車両側制御部２２は、図７に示すように、方位角特定部２５にて特定されるトラ
クタ２の現在方位角に沿う直線Ｌｃと、後続の目標走行経路に沿う直線Ｌ４との鋭角側の
角度偏差θｃが所定値θｂ以下になると、トラクタ２が先行切り替え地点Ｐｓに到達して
いなくても、設定目標走行経路を後続の目標走行経路に切り替える。
具体的には、トラクタ２が後進直線路Ｋ３を走行しているとき、トラクタ２の後進移動
に連れて、トラクタ２の現在方位角に沿う直線Ｌｃと後続の第２前進旋回路Ｋ４に沿う直
線Ｌ４との鋭角側の角度偏差θｃが徐々に小さくなっていく。なお、直線Ｌ４は、第２前
進旋回路Ｋ４において後進直線路Ｋ３を走行中のトラクタ２の現在位置Ｐから移行が可能
な所定距離内の地点の接線等とすることができる。
車両側制御部２２は、この角度偏差θｃを随時算出して監視しており、トラクタ２（ト
ラクタ２の現在位置Ｐ）が後進直線路Ｋ３における先行切り替え地点Ｐｓに到達していな
くとも、角度偏差θｃが所定値θｂになると、設定目標走行経路を後続の第２前進旋回路
Ｋ４に切り替える。
例えば、角度偏差θｃの所定値θｂは、トラクタ２が短時間又は少ない走行距離で後続
の目標走行経路に沿う姿勢に移行できる許容値に設定されている。なお、トラクタ２を前
進から後進に切り替える場合の角度偏差θｃの所定値θｂと、トラクタ２を前進から後進
に切り替える場合の角度偏差θｃの所定値θａとは、同じ値に設定したり、異なる値に設
定することができる。

このように、トラクタ２（トラクタ２の現在位置Ｐ）が、走行中の後進直線路Ｋ３にお
ける先行切り替え地点Ｐｓに到達していなくとも、角度偏差θｃが所定値θｂになると、
設定目標走行経路を後続の第２前進旋回路Ｋ４に切り．替えることで、トラクタ２の無駄
な走行を一層減らすことができる。

＜設定目標走行経路を走行中の後進路から後続の後進路に切り替える場合＞
目標走行経路に沿って圃場Ｈ内を走行中に何らかの事情で圃場Ｈから脱出したい場合も
考えられる。その場合、例えば、設定目標走行経路を、走行中の転回用経路としての後進
路Ｋｂ（後進直進路Ｋ３）の終点Ｋｂｅ（Ｋ３ｅ）から更に後進するための後進路Ｋｂ（
図示省略）に切り替えて圃場Ｈから脱出すること等が考えられる。このように目標走行経
路を走行中の後進路Ｋｂから後続の後進路Ｋｂに切り替える場合には、図示は省略するが
、前進路Ｋｆから前進路Ｋｆに切り替える場合と同様、車両側制御部２２は、トラクタ２
（トラクタ２の現在位置Ｐ）が走行中の後進路Ｋｂの終点Ｋｂｅに到達したときに設定目
標走行経路を後続の後進路Ｋｂに切り替える。このタイミングにて設定目標走行経路を切
り替えることで、走行中の後進路Ｋｂの終点Ｋｂｅから連続して後続の後進路Ｋｂに沿っ
てトラクタ２を自動走行させることができる。

上述の如く、経路生成部３３は、図３に示すように、作業領域Ｒ１に対して作業用経路
である前進直線路Ｋ１を生成し、非作業領域Ｒ２に転回用経路としての第１前進旋回路Ｋ
２、後進直線路Ｋ３、第２前進旋回路Ｋ４を生成しているが、非作業領域Ｒ２に対して生
成する転回用経路としては、図３に示すものに限らず、例えば、図８に示す転回用経路Ｋ
５～Ｋ１０を生成することもできる。

図８に示すように、経路生成部３３は、転回用経路として、第５前進直線路Ｋ５、第６
前進旋回路Ｋ６、第７前進直線路Ｋ７、第８後進直線路Ｋ８、第９前進旋回路Ｋ９、第１
０前進直線路Ｋ１０を生成している。よって、転回用経路は、第５前進直線路Ｋ５、第６
前進旋回路Ｋ６、第７前進直線路Ｋ７、第８後進直線路Ｋ８、第９前進旋回路Ｋ９、第１
０前進直線路Ｋ１０の順に連続する状態となっている。

第５前進直線路Ｋ５は、前進直線路Ｋ１に引き続きトラクタ２を直線的に前進させるた
めの経路となっている。第６前進旋回路Ｋ６は、第５前進直線路Ｋ５に引き続きトラクタ
２を機体一側（機体左側）に約１／４円弧に沿って旋回しながら前進させるための経路と
なっている。第７前進直線路Ｋ７は、第６前進旋回路Ｋ６に引き続きトラクタ２を直線的
に前進させることで、トラクタ１の進行方向が第８後進直線路Ｋ８に沿う方向になるよう
に車体部２の向きを変更させるための経路となっている。第８後進直線路Ｋ８は、第７前
進直線路Ｋ７に引き続き、トラクタ１の進行方向を反転させてトラクタ２を直線的に後進
させるための経路となっている。第９前進旋回路Ｋ９は、第８後進直線路Ｋ８に引き続き
、トラクタ１の進行方向を反転させてトラクタ２を機体一側（機体左側）に約１／４円弧
に沿って旋回しながら前進させるための経路となっている。第１０前進直線路Ｋ１０は、
第９前進旋回路Ｋ９に引き続きトラクタ２を直線的に前進させることで、トラクタ１の進
行方向が前進直線路Ｋ１に沿う方向になるように車体部２の向きを変更させるための経路
となっている。
なお、第５前進直線路Ｋ５、第６前進旋回路Ｋ６、第７前進直線路Ｋ７、第９前進旋回
路Ｋ９、第１０前進直線路Ｋ１０は、トラクタ２を前進させる前進路Ｋｆに該当し、第８
後進直線路Ｋ８は、トラクタ２を後進させる後進路Ｋｂに該当する。

図８に示す転回用経路において、車両側制御部２２による設定目標走行経路の切り替え
のタイミングについて説明する。

設定目標走行経路を、前進直線路Ｋ１から第５前進直線路Ｋ５に切り替える場合、第５
前進直線路Ｋ５から第６前進旋回路Ｋ６に切り替える場合、第６前進旋回路Ｋ６から第７
前進直線路Ｋ７に切り替える場合、第９前進旋回路Ｋ９から第１０前進直線路Ｋ１０に切
り替える場合、第１０前進直線路Ｋ１０から前進直線路Ｋ１に切り替える場合の夫々が、
設定目標走行経路を走行中の前進路Ｋｆから後続の前進路Ｋｆに切り替える場合となる。
よって、この場合、車両側制御部２２は、トラクタ２が走行中の前進路Ｋｆの終点に到達
した時点で、設定目標走行経路を後続の前進路Ｋｆに切り替える。

第７前進直線路Ｋ７から第８後進直線路Ｋ８に切り替える場合が、設定目標走行経路を
走行中の前進路Ｋｆから後続の後進路Ｋｂに切り替える場合となる。よって、この場合に
は、車両側制御部２２は、トラクタ２が、前進用設定距離Ｄｆだけ、走行中の第７前進直
進路Ｋ７における終点Ｋ７ｅよりも手前側の先行切り替え地点Ｐｓに到達したときに設定
目標走行経路を後続の第８後進直線路Ｋ８に切り替える。このとき、上述と同様に、車両
側制御部２２は、方位角特定部２５にて特定されるトラクタ２の現在方位角に沿う直線と
、後続の第８後進直線路Ｋ８に沿う直線との鋭角側の角度偏差が所定値以下になると、ト
ラクタ２が先行切り替え地点Ｐｓに到達していなくても、設定目標走行経路を後続の第８
後進直線路Ｋ８に切り替えることもできる。

設定目標走行経路を、第８後進直線路Ｋ８から第９前進旋回路Ｋ９に切り替える場合が
、設定目標走行経路を走行中の後進路Ｋｂから後続の前進路Ｋｆに切り替える場合となる
。よって、この場合、車両側制御部２２は、トラクタ２が、後進用設定距離Ｄｂだけ、走
行中の第８後進直進路Ｋ８における終点Ｋ８ｅよりも手前側の先行切り替え地点Ｐｓに到
達したときに設定目標走行経路を後続の第９前進旋回路Ｋ９に切り替える。このとき、上
述と同様に、車両側制御部２２は、方位角特定部２５にて特定されるトラクタ２の現在方
位角に沿う直線と、後続の第９前進旋回路Ｋ９に沿う直線との鋭角側の角度偏差が所定値
以下になると、トラクタ２が先行切り替え地点Ｐｓに到達していなくても、設定目標走行
経路を後続の第９前進旋回路Ｋ９に切り替えることもできる。

以上のように、図８では、転回用経路として、第８後進直線路Ｋ８を含めて生成し、設
定目標走行経路を前進路Ｋｆから後進路Ｋｂへ切り替える場合と、設定目標走行経路を後
進路Ｋｂから前進路Ｋｆに切り替える場合とが存在している。これに代えて、図９～図１
１に示すように、設定目標走行経路を前進路Ｋｆから後進路Ｋｂへ切り替える場合と、設
定目標走行経路を後進路Ｋｂから前進路Ｋｆに切り替える場合とが存在しない転回用経路
を生成することもできる。この場合には、設定目標走行経路の切り替えについて、設定目
標走行経路を走行中の前進路Ｋｆから後続の前進路Ｋｆに切り替えることになるので、車
両側制御部２２は、トラクタ２が走行中の前進路Ｋｆの終点に到達した時点で、設定目標
走行経路を後続の前進路Ｋｆに切り替える。

図９に示すように、経路生成部３３は、転回用経路として、第１１前進直線路Ｋ１１、
第１２前進旋回路Ｋ１２、第１３前進直線路Ｋ１３、第１４前進旋回路Ｋ１４、第１５前
進直線路Ｋ１５を生成することができる。第１１前進直線路Ｋ１１、第１３前進直線路１
３、第１５前進直線路Ｋ１５は、トラクタ２を直線的に前進させるための経路となってい
る。第１２前進旋回路Ｋ１２、第１４前進旋回路Ｋ１４は、トラクタ２を機体一側（機体
左側）に旋回しながら前進させるための経路となっている。

また、図９に代えて、図１０や図１１に示すように、経路生成部３３は、複数の前進直
線路と複数の前進旋回路とを組み合わせて転回用経路を生成することもできる。なお、図
３、図８、図９では、作業領域Ｒ１と非作業領域Ｒ２との区切り（図中、一点鎖線）が直
線状である場合を示しているのに対して、図１０及び図１１では、作業領域Ｒ１と非作業
領域Ｒ２との区切り（図中、一点鎖線）が傾斜状（図中、右側の領域が左側の領域よりも
下方側に位置する傾斜状）となっている場合を示している。

図１０では、前進直線路が、第１６前進直線路Ｋ１６、第１８前進直線路Ｋ１８、第２
０前進直線路Ｋ２０となっており、前進旋回路が、第１７前進旋回路Ｋ１７、第１９前進
旋回路Ｋ１９となっている。図１０に示す転回用経路では、トラクタ２が後続の前進直線
路Ｋ１から一旦離れる側に走行することで、トラクタ２が第１９前進旋回路Ｋ１９を旋回
走行するための旋回半径を確保している。

図１１では、前進直線路が、第２１前進直線路Ｋ２１、第２３前進直線路Ｋ２３、第２
５前進直線路Ｋ２５となっており、前進旋回路が、第２２前進旋回路Ｋ２２、第２４前進
旋回路Ｋ２４となっている。図１１に示す転回用経路では、まず、トラクタ２の進行方向
を後続の前進直線路Ｋ１に接近する側に変更させ、トラクタ２を第２３前進直線路Ｋ２３
に沿って斜め前方側に直線的に前進させて後続の前進直線路Ｋ１に接近させ、トラクタ２
が第２４前進旋回路Ｋ２４を旋回走行するための旋回半径を確保している。図１１に示す
転回用経路は、例えば、先行の前進直線路Ｋ１と後続の前進直線路Ｋ１とが離れている場
合等に適用される。

〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、トラクタ２の制動距離を基準とする設定距離として、前進用設
定距離Ｄｆと後進用設定距離Ｄｂの二種類を例に示したが、共通の一種類であってもよい
。

（２）上記実施形態では、トラクタ２の制動距離を基準とする設定距離が、トラクタ２の
制動距離に所定距離を追加して設定される場合を例に示したが、他の方法により制動距離
を考慮して設定されてもよい。また、所定距離として、前進用の所定距離Ｄ２と後進用の
所定距離Ｄ４の二種類を例に示したが、共通の一種類であってもよい。

１ 自動走行システム
２ トラクタ（作業車両）
２２ 車両側制御部（制御部）
２３ 走行制御部
２４ 位置情報取得部
２５ 方位角特定部
Ｄｆ 前進用設定距離（設定距離）
Ｄｂ 後進用設定距離（設定距離）
Ｄ１，Ｄ３ 制動距離
Ｄ２ 前進用所定距離（所定距離）
Ｄ４ 後進用所定距離（所定距離）
Ｋ１ 前進直線路（目標走行経路）
Ｋ１ｅ 終点
Ｋ２ 第１前進旋回路（目標走行経路）
Ｋ２ｅ 終点
Ｋ３ 後進直線路（目標走行経路）
Ｋ３ｅ 終点
Ｋ４ 第２前進旋回路（目標走行経路）
Ｋ４ｅ 終点
Ｋｆ 前進路
Ｋｆｅ 終点
Ｋｂ 後進路
Ｋｂｅ 終点
Ｐｓ 先行切り替え地点
θｃ 角度偏差
θａ，θｂ 所定値

Claims (4)

1. 作業車両の位置情報を取得する位置情報取得部と、
   連続する複数の目標走行経路から自動走行対象の１つの目標走行経路を設定し、その設定目標走行経路を前記位置情報取得部にて取得される前記作業車両の現在位置に基づき切り替えることで、連続する複数の目標走行経路に沿って前記作業車両を自動走行させる制御部と、を備えた自動走行システムであって、
   前記複数の目標走行経路は、作業領域に並列に配置される複数の作業用経路と、非作業領域に配置されて複数の前記作業用経路を走行順に接続する複数の転回用経路と、を含み、
   前記転回用経路には、前記作業車両を前進させる前進路と、前記作業車両を後進させる後進路と、が含まれており、
   前記制御部は、前記設定目標走行経路を、走行中の前記前進路から後続の前記後進路に切り替える又は走行中の前記後進路から後続の前記前進路に切り替える場合、走行中の前記目標走行経路における終点よりも設定距離手前側の先行切り替え地点に前記作業車両が到達したとき、前記作業車両を減速させることを特徴とする自動走行システム。
2. 前記設定距離は、前記作業車両の制動距離を基準とする距離であることを特徴とする請求項１記載の自動走行システム。
3. 前記設定距離は、前記制動距離に所定距離を追加して設定されることを特徴とする請求項２記載の自動走行システム。
4. 前記設定距離は、前記設定目標走行経路を走行中の前記前進路から後続の前記後進路に切り替える場合に用いられる前進用設定距離と、前記設定目標走行経路を前記後進路から前記前進路に切り替える場合に用いられる後進用設定距離とを有し、
   前記前進用設定距離よりも前記後進用設定距離が大きいことを特徴とする請求項３記載の自動走行システム。

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