JP7232429B1

JP7232429B1 - 穀稈の刈取作業方法

Info

Publication number: JP7232429B1
Application number: JP2021174659A
Authority: JP
Inventors: 浩喜三宅
Original assignee: Iseki and Co Ltd
Current assignee: Iseki and Co Ltd
Priority date: 2021-10-26
Filing date: 2021-10-26
Publication date: 2023-03-03
Anticipated expiration: 2041-10-26
Also published as: JP2023064398A

Abstract

【課題】刈取装置の横揺れによる穀稈の踏倒しを抑制して、刈取作業域の外側に残った未刈穀稈を効率良く刈取ることができる穀稈の刈取作業方法を提供する。【解決手段】コントローラは、コンバインを自動走行させる設定経路とコンバインが自動走行した走行経路の逸脱距離を算出し、コントローラは、逸脱距離が所定の距離未満の場合には、コンバインを自動走行を継続し、コントローラは、逸脱距離が所定の距離以上の場合には、コンバインを自動走行を中止して、再設定経路と、設定経路と再設定経路の間に仮想目標線を設定し、コントローラは、設定経路と再設定経路を連結する設定移動経路を設定した後に、コンバインを自動走行を再開させ、設定移動経路を、設定経路と仮想目標線を連結する第１設定移動経路と仮想目標線と再設定経路を連結する第２設定移動経路で形成し、第１設定移動経路と第２設定移動経路の角度変化量（ωl）の最大値を小さくした。【選択図】図７

Description

本発明は、操縦者がコンバインを操縦して圃場の外周部の穀稈の刈取りを行った後、コンバインが自動走行して圃場の内周部の穀稈の刈取りを行う穀稈の刈取作業方法に関するものである。

従来の穀稈の刈取作業方法では、圃場内に搬入されたコンバインが、測位衛星の信号に基づいて設定された刈取経路を走行しながら穀稈の刈取作業を行う方法が知られている。（特許文献１）

特開２０１７－１６２３７３号公報

しかし、従来の穀稈の刈取作業方法では、自動走行するコンバインを作業領域の外側に設けられた枕地でＵターンさせて作業領域内に植立する穀稈の刈取作業を行なわせるので、穀稈の刈取作業効率が低いという問題があった。

そこで、本発明は、刈取装置の横揺れによる穀稈の踏倒しを抑制して、刈取作業域の外側に残った未刈穀稈を効率良く刈取ることができる穀稈の刈取作業方法を提供することにある。

上記課題を解決した本発明は次のとおりである。
すなわち、請求項１記載の発明は、圃場に植立された穀稈の刈取りを行う刈取装置（３）と、該刈取装置（３）の後側に操縦者が搭乗する操縦部（５）と、自動走行を制御するコントローラ（２０）を備えたコンバインを使用して穀稈を刈取る穀稈の刈取作業方法において、
前記コントローラ（２０）は、前記コンバインを自動走行させる設定経路（４０）と前記コンバインが自動走行した走行経路の逸脱距離の算出と、前記走行経路の外周部の未刈穀稈の残存量を分析し、前記コントローラ（２０）は、前記逸脱距離が所定の距離未満で、且つ、前記走行経路の外周部の未刈穀稈の残存量が所定の残存量未満と判断した場合には、前記コンバインを自動走行を継続し、前記コントローラ（２０）は、前記逸脱距離が所定の距離以上、又は、前記走行経路の外周部の未刈穀稈の残存量が所定の残存量以上と判断した場合には、前記コンバインを自動走行を中止して、再設定経路（４１）と、前記設定経路（４０）と再設定経路（４１）の間の中心に１本の仮想目標線（４２）を設定し、前記コントローラ（２０）は、前記設定経路（４０）と再設定経路（４１）を連結する設定移動経路（４３）を設定した後に、前記コンバインを自動走行を再開させ、前記設定移動経路（４３）を、前記設定経路（４０）と仮想目標線（４２）を連結する第１設定移動経路（４３Ａ）と前記仮想目標線（４２）と再設定経路（４１）を連結する第２設定移動経路（４３Ｂ）で形成し、
前記コンバインの前後方向をＸ、前記コンバインの左右方向をＹとし、前記コンバインの単位移動距離をｌ[ｍ]とし、目標方位角度をθ _ｔ [度]としたときに、前記第１設定移動経路（４３Ａ）が、前記設定経路（４０）と仮想目標線（４２）の間をｎ区分したｍ番目の位置が以下で算出される位置（Ｘ _ｍ、Ｙ _ｍ）をとおり、
Ｘ _ｍ＝Ｘ _ｍ－１ + ｌｓｉｎθ _ｔ／ｎ但し、1≦ｍ≦ｎ、
Ｙ _ｍ＝Ｙ _ｍ－１ + ｌｃｏｓθ _ｔ／ｎ但し、1≦ｍ≦ｎ、
前記コンバインの前後方向をＸ、前記コンバインの左右方向をＹとし、前記コンバインの単位移動距離をｌ[ｍ]とし、目標方位角度を-θ _ｔ [度]としたときに、前記第２設定移動経路（４３Ｂ）が、前記仮想目標線（４２）を再設定経路（４１）の間をｎ区分したｍ番目の位置が以下で算出される位置をとおり、
Ｘ _ｍ＝Ｘ _ｍ－１ + ｌｓｉｎ（-θ _ｔ／ｎ）但し、1≦ｍ≦ｎ、
Ｙ _ｍ＝Ｙ _ｍ－１ + ｌｃｏｓ（-θ _ｔ／ｎ）但し、1≦ｍ≦ｎ、
前記θ _ｔを３０～６０度に設定し、前記-θ _ｔを-３０～-６０度に設定し、θ _ｔの絶対値と-θ _ｔの絶対値を同一にしたことを特徴とする穀稈の刈取作業方法である。

請求項２記載の発明は、前記コントローラ（２０）は、前記コンバインが設定移動経路（４３）を自動走行中には、前記設定経路（４０）に沿ってコンバインを直進走行させる直進アシストスイッチ（３６）をＯＦＦにした請求項１記載の穀稈の刈取作業方法である。

請求項１記載の発明によれば、コントローラ（２０）は、コンバインを自動走行させる設定経路（４０）とコンバインが自動走行した走行経路の逸脱距離の算出と、走行経路の外周部の未刈穀稈の残存量を分析し、コントローラ（２０）は、逸脱距離が所定の距離未満で、且つ、走行経路の外周部の未刈穀稈の残存量が所定の残存量未満と判断した場合には、コンバインを自動走行を継続し、コントローラ（２０）は、逸脱距離が所定の距離以上、又は、走行経路の外周部の未刈穀稈の残存量が所定の残存量以上と判断した場合には、コンバインを自動走行を中止して、再設定経路（４１）と、設定経路（４０）と再設定経路（４１）の間の中心に１本の仮想目標線（４２）を設定し、コントローラ（２０）は、設定経路（４０）と再設定経路（４１）を連結する設定移動経路（４３）を設定した後に、コンバインを自動走行を再開させ、設定移動経路（４３）を、設定経路（４０）と仮想目標線（４２）を連結する第１設定移動経路（４３Ａ）と仮想目標線（４２）と再設定経路（４１）を連結する第２設定移動経路（４３Ｂ）で形成し、
コンバインの前後方向をＸ、コンバインの左右方向をＹとし、コンバインの単位移動距離をｌ[ｍ]とし、目標方位角度をθ _ｔ [度]としたときに、第１設定移動経路（４３Ａ）が、設定経路（４０）と仮想目標線（４２）の間をｎ区分したｍ番目の位置が以下で算出される位置（Ｘ _ｍ、Ｙ _ｍ）をとおり、
Ｘ _ｍ＝Ｘ _ｍ－１ + ｌｓｉｎθ _ｔ／ｎ但し、1≦ｍ≦ｎ、
Ｙ _ｍ＝Ｙ _ｍ－１ + ｌｃｏｓθ _ｔ／ｎ但し、1≦ｍ≦ｎ、
コンバインの前後方向をＸ、コンバインの左右方向をＹとし、コンバインの単位移動距離をｌ[ｍ]とし、目標方位角度を-θ _ｔ [度]としたときに、第２設定移動経路（４３Ｂ）が、仮想目標線（４２）を再設定経路（４１）の間をｎ区分したｍ番目の位置が以下で算出される位置をとおり、
Ｘ _ｍ＝Ｘ _ｍ－１ + ｌｓｉｎ（-θ _ｔ／ｎ）但し、1≦ｍ≦ｎ、
Ｙ _ｍ＝Ｙ _ｍ－１ + ｌｃｏｓ（-θ _ｔ／ｎ）但し、1≦ｍ≦ｎ、
θ _ｔを３０～６０度に設定し、-θ _ｔを-３０～-６０度に設定し、θ _ｔの絶対値と-θ _ｔの絶対値を同一にしたので、設定移動経路（４３）に沿ってコンバインを自動走行する際に刈取装置（３）に作用する反力を抑制し、刈取装置（３）の大きな横揺れを防止して穀稈の踏倒しを抑制することができる。
また、コントローラ（２０）における設定移動経路（４３）の設定処理を速やかに行うことができ、設定移動経路（４３）の距離が過度に長くなるのを抑制して、設定経路（４０）から再設定経路（４１）にコンバインを効率良く移動させることができる。
さらに、設定経路（４０）の外周部に残存する未刈穀稈を刈取ることかできる。

請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明による効果に加えて、コントローラ（２０）は、コンバインが設定移動経路（４３）を自動走行中には、設定経路（４０）に沿ってコンバインを直進走行させる直進アシストスイッチ（３６）をＯＦＦにしたので、設定移動経路（４３）に沿ってコンバインを自動走行させることができる。

コンバインの左側面図である。コンバインの平面図である。コンバインの測位ユニットの接続図である。コンバインのコントローラの接続図である。設定移動経路の説明図である。他の設定移動経路の説明図である。設定移動経路の設定方法の説明図である。

図１，２に示すように、コンバインは、機体フレーム１の下側に土壌面を走行する左右一対のクローラからなる走行装置２が設けられ、機体フレーム１の前側に圃場の穀稈を刈取る刈取装置３が設けられ、刈取装置３の後方左側に刈取られた穀稈を脱穀・選別処理する脱穀装置４が設けられ、刈取装置３の後方右側に操縦者が搭乗する操縦部５が設けられている。

操縦部５の下側にはエンジンＥを搭載するエンジンルーム６が設けられ、操縦部５の後側には脱穀・選別処理された穀粒を貯留するグレンタンク７が設けられ、グレンタンク７の後側に穀粒を外部に排出する上下方向に延在する揚穀部と前後方向に延在する横排出からなる排出オーガ８が設けられている。

図３に示すように、ＲＴＫ－ＧＰＳ測位方式である測位ユニット１０は、測位衛星１１と、既知の位置に設けられた基地局１２と、コンバインに設けられた移動局１６で構成されている。これにより、測位衛星１１から移動局１６に送信されてくる位置情報と基地局１２から移動局１６に送信されてくる補正用の位置情報から移動局１６の位置、すなわちコンバインの位置を正確に得ることができる。

基地局１２は、固定用通信機１３と、測位衛星１１からの位置情報を受信する固定用ＧＰＳアンテナ１４と、移動局１６に補正用の位置情報を送信する固定用データ送信アンテナ１５で構成されている。

移動局１６は、移動用通信機１７と、測位衛星１１からの位置情報を受信する移動用ＧＰＳアンテナ１８と、基地局１２からの補正用の位置情報を受信する移動用データ送信アンテナ１９で構成されている。

図４に示すように、コンバインのコントローラ２０は、ＣＰＵ等からなる処理部２１と、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクドライブ、フラッシュメモリ等からなる記憶部２２と、外部とのデータ通信用の通信部２３から形成されている。

処理部２１は、圃場の形状に基づいてコンバインを自動走行させる設定経路４０や再設定経路４１の設定、コンバインを設定経路４０から再設定経路４１に移動させる設定移動経路４３の設定等を行う。

記憶部２２は、処理部２１で設定された設定経路４０等の保存を行う。

通信部２３は、移動用通信機１７を介して基地局１２や外部のポータブルコントローラ等にコンバインの情報の通信を行う。

コントローラ２０の入力側には、測位衛星１１からのコンバインの位置情報を受信する移動用ＧＰＳアンテナ１８と、基地局１２からコンバインの位置情報を受信する移動用データ送信アンテナ１９と、圃場の未刈穀稈の状態等を撮影するカメラ３０と、圃場の形状に基づいて設定経路４０を設定する設定経路スイッチ３１と、コンバインを操縦者による操縦走行から自動走行に切替える切替スイッチ３２と、後述するコンバインの単位移動量をｌ[m]を入力するタッチパネル３３が所定の入力インターフェース回路を介して接続されている。

コントローラ２０の出力側には、コンバインを自動走行させる走行スイッチ３５と、コンバインを直進走行させる直進アシストスイッチ３６と、設定経路４０を再設定する再設定経路スイッチ３７と、設定経路４０と再設定経路４１の間に仮想目標線４２を設定する設定仮想目標線スイッチ３８と、設定経路４０から再設定経路４１にコンバインを移動させる設定移動経路４３を設定する設定移動経路スイッチ３９が所定の出力インターフェース回路を介して接続されている。

＜設定移動経路＞
以下の説明では、図５の上下方向をＸ方向といい、左右方向をＹ方向といい、設定経路４０と設定移動経路４３が交差する部位をポイントＰ１といい、仮想目標線４２と設定移動経路４３が交差する部位をポイントＰ２といい、再設定経路４１と設定移動経路４３が交差する部位をポイントＰ３という。

（設定経路と仮想目標線の間の設定移動経路）
設定経路４０と仮想目標線４２の間の設定移動経路(請求項の「第１設定移動経路」)４３Ａ上を自動走行するコンバインの単位移動量をｌ[m]とし、単位移動量当たりの角度変化量をω_ｌ[rad/m]とする。

角度変化量であるω_ｌ[rad/m]の最大値を最小になるのは、数１の条件を満たす場合である。

（数１）
ω_ｌｍ＝ ω_ｌｍ-1但し、1≦ｍ≦ｎ

ここで、ｎは、処理部２１が設定経路４０と仮想目標線４２の間を分割した区割数であり、ω_ｌｍ-1は、設定経路４０から数えてｍ-１番目の区割内の角度変化量であり、ω_ｌｍは、設定経路４０から数えてｍ番目の区割内の角度変化量である。

よって、ω_ｌ[rad/m]の最大値が最小になるω_ｌは、数２から近似的に算出することができる。

（数２）
ω_ｌ＝ θ_ｔ／ｎ

ここで、θ_ｔ[rad]は目標方位角度である。なお、θ_ｔ[rad]は、操縦者がタッチパネル３３から入力する設定値であり、図５に図示した形態においては６０[度]（略１.０５[rad]）に設定されている。また、θ_ｔ[rad]は、３０～６０度（０．５２～１．０５[rad]）に設定するのが好ましい。これにより、設定移動経路４３が過度に長くなるのを防止することができる。

従って、ポイントＰ１（Ｘ１，Ｙ１）からポイントＰ２（Ｘ２，Ｙ２）のＸ方向の移動距離Ｌ[m]（Ｘ２-Ｘ１）は数３で算出することができる。

（数３）
n
Ｌ＝ Σ｛ｌ（sin ｍθ_ｔ／ｎ｝
ｍ=0

また、ｍ番目の区割内の位置（Ｘ_ｍ、Ｙ_ｍ）はそれぞれ数４，５で算出することができる。

（数４）
Ｘ_ｍ＝Ｘ_ｍ－１+ ｌｓｉｎθ_ｔ／ｎ但し、1≦ｍ≦ｎ

（数５）
Ｙ_ｍ＝Ｙ_ｍ－１+ ｌｃｏｓθ_ｔ／ｎ但し、1≦ｍ≦ｎ

そして、設定移動経路４３Ａは、式４，５で算出された位置（Ｘ_ｍ－１、Ｙ_ｍ－１）と（Ｘ_ｍ、Ｙ_ｍ）をとおる曲線として設定される。これにより、設定移動経路４３Ａ上の移動するコンバインの刈取装置３に作用する反力を抑制することができるので、刈取装置３の大きな横揺れを防止することができる。

（仮想目標線と再設定経路の間の設定移動経路）
仮想目標線４２と再設定経路４１の間の設定移動経路(請求項の「第２設定移動経路)４３Ｂ上を自動走行するコンバインの単位移動量をｌ[m]とし、単位移動量当たりの角度変化量をω_ｌ[rad/m]とする。

角度変化量であるω_ｌ[rad/m]の最大値を最小になるのは、設定移動経路４３Ａの数６の条件を満たす場合である。

（数６）
ω_ｌｍ＝ ω_ｌｍ-1但し、1≦ｍ≦ｎ

よって、ω_ｌ[rad/m]の最大値が最小になるω_ｌは、数７から近似的に算出することができる。

（数７）
ω_ｌ＝ -θ_ｔ／ｎ

ここで、-θ_ｔ[rad]は目標方位角度である。なお、-θ_ｔ[rad]は、操縦者がタッチパネル３３から入力する設定値であり、図５に図示した形態においては-６０度（略-１，０５[rad]）に設定されている。また、-θ_ｔ[rad]は、-３０～-６０度（-０．５２～-１．０５[rad]）に設定するのが好ましい。これにより、設定移動経路４３が過度に長くなるのを防止することができる。

従って、ポイントＰ２（Ｘ２，Ｙ２）からポイントＰ３（Ｘ３，Ｙ３）からのＸ方向の移動距離Ｌ[m]（Ｘ３-Ｘ２）は数８で算出することができる。

（数８）
n
Ｌ＝ Σ｛ｌ（sin ｍ（-θ_ｔ／ｎ）｝
ｍ=0

また、ｍ番目の区割内の位置（Ｘ_ｍ、Ｙ_ｍ）はそれぞれ数９，１０で算出することができる。

（数９）
Ｘ_ｍ＝Ｘ_ｍ－１+ ｌｓｉｎ（-θ_ｔ／ｎ）但し、1≦ｍ≦ｎ

（数１０）
Ｙ_ｍ＝Ｙ_ｍ－１+ ｌｃｏｓ（-θ_ｔ／ｎ）但し、1≦ｍ≦ｎ

そして、設定移動経路４３Ｂは、数９，１０で算出された位置（Ｘ_ｍ－１、Ｙ_ｍ－１）と（Ｘ_ｍ、Ｙ_ｍ）をとおる曲線として設定される。これにより、設定移動経路４３Ａ上の移動するコンバインの刈取装置３に作用する反力を抑制することができるので、刈取装置３の大きな横揺れを防止することができる。また、仮想目標線４２を設定経路４０と再設定経路４１のＹ方向の中心に設けているので、計算式が簡略され処理部２１を処理を効率良く行うことができる。

ポイントＰ１では、設定経路４０と設定移動経路４３の交差角度が０度に設定され、設定経路４０とコンバインの幅方向の中心をとおり前後方向に延在する機体中心線の交差角度は０度になる。また、ポイントＰ３では、再設定経路４１と設定移動経路４３の交差角度が０度に設定され、再設定経路４１とコンバインの機体中心線の交差角度は０度になる。これにより、再設定経路４１上に移動したコンバインを速やかに自動走行させることができる。

また、上述の説明では、目標方位角度であるθ_ｔ[rad]を設定値としたがＸ方向の移動距離Ｌ[m]を算出したが、Ｘ方向の移動距離Ｌ[m]を設定値としてθ_ｔ[rad]を算出することもできる。なお、設定経路４０と再設定経路４１の間隔（Ｙ３-Ｙ１）は、刈取装置３の刈取幅の２５％～７５％に設定される。

＜他の設定移動経路＞
以下の説明では、図６の上下方向をＸ方向といい、左右方向をＹ方向といい、設定経路４０と設定移動経路４３が交差する部位をポイントＰ１といい、第１仮想目標線（請求項の「左側仮想目標線」）４２Ａと設定移動経路４３が交差する部位をポイントＰ２といい、第２仮想目標線（請求項の「左側仮想目標線」）４２Ｂと設定移動経路４３が交差する部位をポイントＰ３といい、第３仮想目標線（請求項の「中心仮想目標線」）４２Ｃと設定移動経路４３が交差する部位をポイントＰ４といい、第４仮想目標線（請求項の「右側仮想目標線」）４２Ｄと設定移動経路４３が交差する部位をポイントＰ５といい、第５仮想目標線（請求項の「右側仮想目標線」）４２Ｅと設定移動経路４３が交差する部位をポイントＰ６といい、再設定経路４１と設定移動経路４３が交差する部位をポイントＰ７という。

また、設定経路４０と第１仮想目標線４２Ａの間の設定移動経路４３を設定移動経路４３ａといい、第１仮想目標線４２Ａと第２仮想目標線４２Ｂの間の設定移動経路４３を設定移動経路４３ｂといい、第２仮想目標線４２Ｂと第３仮想目標線４２Ｃの間の設定移動経路４３を設定移動経路４３ｃといい、第３仮想目標線４２Ｃと第４仮想目標線４２Ｄの間の設定移動経路４３を設定移動経路４３ｄといい、第４仮想目標線４２Ｄと第５仮想目標線４２Ｅの間の設定移動経路４３を設定移動経路４３ｅといい、第５仮想目標線４２Ｅと再設定経路４１の間の設定移動経路４３を設定移動経路４３ｆという。

（設定経路と第１仮想目標線の間の設定移動経路）
設定移動経路４３Ａと同様に、ポイントＰ１（Ｘ１，Ｙ１）からポイントＰ２（Ｘ２，Ｙ２）のＸ方向の移動距離Ｌ１[m]（Ｘ２-Ｘ１）は数１１で算出することができる。なお、θ_ｔ[rad]は、操縦者がタッチパネル３３から入力する設定値であり、図６に図示した形態においては４５度（０．７９[rad]）に設定されている。

（数１１）
n
Ｌ１＝ Σ｛ｌ（sin ｍθ_ｔ／ｎ｝
ｍ=0

また、ｍ番目の区割内の位置（Ｘ_ｍ、Ｙ_ｍ）はそれぞれ数１２，１３で算出することができる。

（数１２）
Ｘ_ｍ＝Ｘ_ｍ－１+ ｌｓｉｎθ_ｔ／ｎ但し、1≦ｍ≦ｎ

（数１３）
Ｙ_ｍ＝Ｙ_ｍ－１+ ｌｃｏｓθ_ｔ／ｎ但し、1≦ｍ≦ｎ

そして、設定移動経路４３ａは、式１３，１４で算出された位置（Ｘ_ｍ－１、Ｙ_ｍ－１）と（Ｘ_ｍ、Ｙ_ｍ）を時とおる曲線として設定される。これにより、設定移動経路４３ａ上の移動するコンバインの刈取装置３に作用する反力を抑制することができるので、刈取装置３の大きな横揺れを防止することができる。

（第１仮想目標線と第２仮想目標線の間の設定移動経路）
第１仮想目標線４２Ａと第２仮想目標線４２Ｂの間の設定移動経路４３ｂ上を自動走行するコンバインの単位移動量をｌ[m]とし、単位移動量当たりの角度変化量をω_ｌ[rad/m]とする。

設定移動経路４３ｂ上では、ω_ｌ[rad/m]は一定値であり、目標方位角度θ_ｔ[rad]になる。なお、θ_ｔ[rad]は、操縦者がタッチパネル３３から入力する設定値であり、図６に図示した形態においては、θ_ｔは４５度（０．７９[rad]）に設定されている。

ポイントＰ２（Ｘ２，Ｙ２）からポイントＰ３（Ｘ３，Ｙ３）のＸ方向の移動距離Ｌ２[m]（Ｘ３-Ｘ２）は数１４で算出することができる。

（数１４）
n
Ｌ２＝ Σ｛ｌｍθ_ｔ｝
ｍ=0

また、ｍ番目の区割内の位置（Ｘ_ｍ、Ｙ_ｍ）はそれぞれ数１５，１６で算出することができる。

（数１５）
Ｘ_ｍ＝Ｘ２ + Ｘ_ｍ－１+ ｌｓｉｎθ_ｔ但し、1≦ｍ≦ｎ

（数１６）
Ｙ_ｍ＝Ｙ２ + Ｙ_ｍ－１+ ｌｃｏｓθ_ｔ但し、1≦ｍ≦ｎ

そして、設定移動経路４３ｂは、式１５，１６で算出された位置（Ｘ_ｍ－１、Ｙ_ｍ－１）と（Ｘ_ｍ、Ｙ_ｍ）をとおる直線として設定される。これにより、設定移動経路４３ｂ上の移動するコンバインの刈取装置３に反力が作用しないので、刈取装置３の大きな横揺れを防止することができる。

（第２仮想目標線と第３仮想目標線の間の設定移動経路等）
設定移動経路４３ｃ～４３ｅの移動距離Ｌ３～Ｌ５、ｍ番目の区割内の位置（Ｘ_ｍ、Ｙ_ｍ）は、設定移動経路４３ｂと同様に式１４～１６に算出することができるので説明を省略する。

（第５仮想目標線と再設定経路の間の設定移動経路）
設定移動経路４３Ｂと同様に、ポイントＰ６（Ｘ６，Ｙ６）からポイントＰ７（Ｘ７，Ｙ７）のＸ方向の移動距離Ｌ６[m]（Ｘ７-Ｘ６）は数１７で算出することができる。なお、θ_ｔ[rad]は、操縦者がタッチパネル３３から入力する設定値であり、図６に図示した形態においては４５度（０．７９[rad]）に設定されている。

（数１７）
n
Ｌ６＝ Σ｛ｌ（sin ｍ（-θ_ｔ／ｎ）｝
ｍ=0

また、ｍ番目の区割内の位置（Ｘ_ｍ、Ｙ_ｍ）はそれぞれ数１８，１９で算出することができる。

（数１８）
Ｘ_ｍ＝Ｘ６ + Ｘ_ｍ－１+ ｌｓｉｎ（-θ_ｔ／ｎ）但し、ｌ≦ｍ≦ｎ

（数１９）
Ｙ_ｍ＝Ｙ６ + Ｙ_ｍ－１+ ｌｃｏｓ（-θ_ｔ／ｎ）但し、ｌ≦ｍ≦ｎ

そして、設定移動経路４３ｆは、式１８，１９で算出された位置（Ｘ_ｍ－１、Ｙ_ｍ－１）と（Ｘ_ｍ、Ｙ_ｍ）をとおる曲線として設定される。これにより、設定移動経路４３ａ上の移動するコンバインの刈取装置３に作用する反力を抑制することができるので、刈取装置３の大きな横揺れを防止することができる。また、第３仮想目標線４２Ｃを設定経路４０と再設定経路４１のＹ方向の中心に設けているので、計算式が簡略され処理部２１を処理を効率良く行うことができる。

ポイントＰ１では、設定経路４０と設定移動経路４３の交差角度が０度に設定され、設定経路４０とコンバインの機体中心線の交差角度は０度になる。また、ポイントＰ３では、再設定経路４１と設定移動経路４３の交差角度が０度に設定され、再設定経路４１とコンバインの機体中心線の交差角度は０度になる。これにより、再設定経路４１上に移動したコンバインを速やかに自動走行させることができる。なお、設定経路４０と再設定経路４１の間隔（Ｙ７-Ｙ１）は、刈取装置３の刈取幅の２５％～７５％に設定される。

また、上述の説明では、目標方位角度であるθ_ｔ[rad]を設定値としたがＸ方向の移動距離Ｌ１とＬ６[m]を算出したが、Ｘ方向の移動距離Ｌ１とＬ６[m]を設定値としてθ_ｔ[rad]を算出することもできる。同様に、上述の説明では、目標方位角度であるθ_ｔ2[rad]を設定値としたがＸ方向の移動距離Ｌ２～Ｌ５[m]を算出したが、Ｘ方向の移動距離Ｌ２～Ｌ５[m]を設定値としてθ_ｔ2[rad]を算出することもできる。

＜設定移動経路の設定方法＞
図７に示すように、ステップＳ１で、コントローラ２０の処理部２１は、自動走行しているコンバインの走行経路が設定経路４０から所定の距離以上に逸脱しているか否か判断する。コンバインの走行経路が設定経路４０から所定の距離未満である場合にはステップＳ２に進み、コンバインの走行経路が設定経路４０から所定の距離以上に逸脱している場合にはステップＳ４に進む。なお、コンバインの走行経路は、移動用ＧＰＳアンテナ１８、移動用データ送信アンテナ１９から入力された情報によって算出することができる。

ステップＳ２で、処理部２１は、走行経路の外周部の未刈穀稈の残存量について判断する。未刈穀稈の残存量が少量であると判断した場合にはステップＳ３に進み、未刈穀稈の残存量が所定以上であると判断した場合にはステップＳ４に進む。なお、未刈穀稈の残存量は、カメラ３０から入力された画像状況を分析して算出することができる。

ステップＳ３で、処理部２１は、走行スイッチ３５のＯＮ状態を維持して、引続いて設定経路４０に沿ってコンバインを自動走行させてステップＳ１に戻る。なお、ステップＳ３では、コンバインの蛇行走行を抑制して設定経路４０に沿ってコンバインを直進させる直進アシストスイッチ３６のＯＮ状態も維持される。

ステップＳ４で、処理部２１は、走行スイッチ３５をＯＦＦにして、コンバインの自動走行を中止してステップＳ５に進む。

ステップＳ５で、処理部２１は、直進アシストスイッチ３６をＯＦＦにしてステップＳ６に進む。これにより、設定経路４０と再設定経路４１に連結された設定移動経路４３に沿ってコンバインを自動走行させることができる。

ステップＳ６で、処理部２１は、再設定経路スイッチ３７をＯＮにしてステップＳ７に進む。これにより、処理部２１は、設定経路４０の外周部に再設定経路４１を設定して、再設定経路４１上に沿ってコンバインを自動走行させて設定経路４０の外周部に残存する未刈穀稈を刈取ることができる。

ステップＳ７で、処理部２１は、設定仮想目標線スイッチ３８をＯＮにして設定経路４０と再設定経路４１の間の中心に仮想目標線４２を設定してステップＳ８に進む。これにより、設定経路４０から仮想目標線４２の間では、設定経路４０に対してコンバインを時計方向に所定の角度持たせて進行させ、仮想目標線４２から再設定経路４１の間では、設定経路４０に対してコンバインを反時計方向に所定の角度持たせて進行させてコンバインの刈取装置３に作用する反力を均等化して刈取装置３の横揺れを抑制することができる。

また、設定経路４０と再設定経路４１の間に奇数の複数本の仮想目標線４２を設定する場合には、設定経路４０と再設定経路４１の間の中心に設けた仮想目標線４２を中心として対称に仮想目標線４２を設定するのが好ましい。これにより、設定移動経路４３の算出式の複雑化が抑制されて処理部２１の処理能力を負担を軽減することができる。

ステップＳ８で、処理部２１は、設定移動経路スイッチ３９をＯＮにして、設定経路４０と再設定経路４１を連結する設定移動経路４３を設定してステップＳ９に進む。この場合、設定移動経路４３上の角度変化量を小さくするために、設定移動経路４３の区割りした隣接する区割における角度変化量を一定にするのが好ましい。これにより、設定移動経路４３に沿ってコンバインを自動走行させた場合に、コンバインの刈取装置３に作用する反力をより抑制して、刈取装置３の横揺れをより防止することができ、刈取装置３の横揺れに起因する穀稈の踏み倒しも防止することができる。

ステップＳ９で、処理部２１は、走行スイッチ３５をＯＮにして、設定移動経路４３に沿ってコンバインを自動走行させてステップＳ１０に進む。

ステップＳ１０で、処理部２１は、コンバインが再設定経路４１に到達したか否か判断する。コンバインが再設定経路４１に到達した場合には、ステップＳ１１に進み、コンバインが再設定経路４１に到達していない場合には、ステップＳ１０を繰り返す。なお、コンバインが再設定経路４１に到達したか否かの判断は、移動用ＧＰＳアンテナ１８、移動用データ送信アンテナ１９から入力された情報によって行われる。

ステップＳ１１で、処理部２１は、直進アシストスイッチ３６をＯＮにしてステップＳ１に戻る。これにより、コンバインの蛇行走行を抑制して再設定経路４１に沿ってコンバインを効率良く直進させることができる。

３刈取装置
５操縦部
２０コントローラ
３６直進アシストスイッチ
４０設定経路
４１再設定経路
４２仮想目標線
４２Ａ仮想目標線（左側仮想目標線）
４２Ｂ仮想目標線（左側仮想目標線）
４２Ｃ仮想目標線（中心仮想目標線）
４２Ｄ仮想目標線（右側仮想目標線）
４２Ｅ仮想目標線（右側仮想目標線）
４３設定移動経路
４３Ａ設定移動経路(第１設定移動経路)
４３Ｂ設定移動経路(第２設定移動経路)
ω_ｌ角度変化量
θ_ｔ目標方位角度

Claims

圃場に植立された穀稈の刈取りを行う刈取装置（３）と、該刈取装置（３）の後側に操縦者が搭乗する操縦部（５）と、自動走行を制御するコントローラ（２０）を備えたコンバインを使用して穀稈を刈取る穀稈の刈取作業方法において、
前記コントローラ（２０）は、前記コンバインを自動走行させる設定経路（４０）と前記コンバインが自動走行した走行経路の逸脱距離の算出と、前記走行経路の外周部の未刈穀稈の残存量を分析し、
前記コントローラ（２０）は、前記逸脱距離が所定の距離未満で、且つ、前記走行経路の外周部の未刈穀稈の残存量が所定の残存量未満と判断した場合には、前記コンバインを自動走行を継続し、
前記コントローラ（２０）は、前記逸脱距離が所定の距離以上、又は、前記走行経路の外周部の未刈穀稈の残存量が所定の残存量以上と判断した場合には、前記コンバインを自動走行を中止して、再設定経路（４１）と、前記設定経路（４０）と再設定経路（４１）の間の中心に１本の仮想目標線（４２）を設定し、
前記コントローラ（２０）は、前記設定経路（４０）と再設定経路（４１）を連結する設定移動経路（４３）を設定した後に、前記コンバインを自動走行を再開させ、
前記設定移動経路（４３）を、前記設定経路（４０）と仮想目標線（４２）を連結する第１設定移動経路（４３Ａ）と前記仮想目標線（４２）と再設定経路（４１）を連結する第２設定移動経路（４３Ｂ）で形成し、
前記コンバインの前後方向をＸ、前記コンバインの左右方向をＹとし、前記コンバインの単位移動距離をｌ[ｍ]とし、目標方位角度をθ _ｔ [度]としたときに、前記第１設定移動経路（４３Ａ）が、前記設定経路（４０）と仮想目標線（４２）の間をｎ区分したｍ番目の位置が以下で算出される位置（Ｘ _ｍ、Ｙ _ｍ）をとおり、
Ｘ _ｍ＝Ｘ _ｍ－１ + ｌｓｉｎθ _ｔ／ｎ但し、1≦ｍ≦ｎ、
Ｙ _ｍ＝Ｙ _ｍ－１ + ｌｃｏｓθ _ｔ／ｎ但し、1≦ｍ≦ｎ、
前記コンバインの前後方向をＸ、前記コンバインの左右方向をＹとし、前記コンバインの単位移動距離をｌ[ｍ]とし、目標方位角度を-θ _ｔ [度]としたときに、前記第２設定移動経路（４３Ｂ）が、前記仮想目標線（４２）を再設定経路（４１）の間をｎ区分したｍ番目の位置が以下で算出される位置をとおり、
Ｘ _ｍ＝Ｘ _ｍ－１ + ｌｓｉｎ（-θ _ｔ／ｎ）但し、1≦ｍ≦ｎ、
Ｙ _ｍ＝Ｙ _ｍ－１ + ｌｃｏｓ（-θ _ｔ／ｎ）但し、1≦ｍ≦ｎ、
前記θ _ｔを３０～６０度に設定し、前記-θ _ｔを-３０～-６０度に設定し、θ _ｔの絶対値と-θ _ｔの絶対値を同一にしたことを特徴とする穀稈の刈取作業方法。
前記コントローラ（２０）は、前記コンバインが設定移動経路（４３）を自動走行中には、前記設定経路（４０）に沿ってコンバインを直進走行させる直進アシストスイッチ（３６）をＯＦＦにした請求項１記載の穀稈の刈取作業方法。