JP7256080B2 - 作業車両 - Google Patents

Description

本発明は、作業地での自動走行が可能な作業車両に関する。

作業車両としては、衛星測位システムを利用して車体の位置を測定する位置算出手段と、車体の方位を検出する方位センサと、作業車両を自動走行させる自動走行手段と、制御装置とを備えて、制御装置の記憶装置に記憶された目標経路（設定走行経路）に従って自動走行するように構成されたものがある（例えば特許文献１参照）。

国際公開第２０１５／１４７１１１号公報

特許文献１に記載の作業車両には、ＧＰＳ衛星からの電波を受信する単一の移動ＧＰＳアンテナが備えられている。位置算出手段は、単一の移動ＧＰＳアンテナが受信した電波などを利用して車体の位置を測定している。自動走行手段は、位置算出手段が測定した車体の位置と方位センサが検出した車体の方位とに基づいて作業車両を目標経路に従って自動走行させるようにしている。

方位センサには、絶対方位の算出が可能な地磁気センサを採用することが考えられるが、作業車両の作業地が、地磁気センサのノイズ源となる金属製のポールやワイヤなどの構造物が存在する果樹園などの農園である場合には、条件によっては絶対方位を算出する上において十分な精度を確保することができなくなる可能性がある。

そのため、方位センサに代えて慣性計測装置を備えることが考えられるが、慣性計測装置は、３軸のジャイロスコープと３方向の加速度センサとを用いて車体の方位を計測することから、作業車両が低速で旋回するような場合には、各センサの出力値が小さくなることで、ノイズカットフィルタの条件によっては車体方位の計測精度が低下することがある。

又、位置算出手段が測定した車体の位置から車体の移動ベクトルを求め、この移動ベクトルから車体の方位を算出することも可能であるが、この場合、旋回走行時の旋回半径が小さくなるほど車体の移動ベクトルを求めることが難しくなるため、旋回半径の小さい旋回走行時には車体の移動ベクトルから精度の高い車体の方位を算出することができなくなる。

つまり、作業地の条件や作業車両の走行状態にかかわらず作業車両を高い精度で目標経路に従って自動走行させる上において改善の余地がある。

この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、作業地の条件や作業車両の走行状態にかかわらず高い精度で目標経路に従って自動走行することが可能な作業車両を提供する点にある。

本発明の第１特徴構成は、作業車両において、
衛星測位システムを利用して車体の現在位置及び現在方位を測定する測位ユニットと、前記測位ユニットからの測位情報に基づいて前記車体を目標経路に従って自動走行させる自動走行制御を実行する自動走行制御部とを有し、
前記測位ユニットには、前記車体の異なる位置に設置された複数の測位アンテナと、前記測位アンテナの位置を測定する複数の測位部と、前記測位部からの測位情報に基づいて前記車体の現在位置及び現在方位を算出する算出部と、前記測位部の測位状態が高精度測位状態か否かを判定する測位状態判定部とが含まれており、
前記測位状態判定部は、少なくとも２つの前記測位部が高精度測位状態である場合に前記自動走行制御の開始を許可する点にある。

本構成によれば、測位状態判定部が自動走行制御の開始を許可した段階では、少なくとも２つの高精度測位状態の測位部が、衛星測位システムを利用して２つの測位アンテナの位置（以下、単にアンテナ位置と称することがある）を測定している状態であり、算出部は、高精度測位状態の測位部が測定した少なくとも２つのアンテナ位置に基づいて車体の現在位置及び現在方位を算出することになる。

算出部による車体の現在方位の算出について説明を加えると、例えば、２つの測位部が高精度測位状態である場合には、先ず、算出部は、高精度測位状態の測位部が測定した２つのアンテナ位置を、一方のアンテナ位置を原点としたＮＥＤ座標系に座標変換する。次に、算出部は、ＮＥＤ座標系での一方のアンテナ位置に対する他方のアンテナ位置のＸ方向での差分とＹ方向での差分とからＸ軸（北）を０度としたアンテナ間を結ぶ直線の傾きを算出する。又、算出部は、既知の情報である車体における２つの測位アンテナ間の位置関係から車体を真北に向けた場合のアンテナ間の傾きオフセット量を算出する。そして、算出部は、算出したアンテナ間を結ぶ直線の傾きとアンテナ間の傾きオフセット量との差分から車体の現在方位を算出する。

このように、複数の測位アンテナと複数の測位部とを備えることで、方位センサや慣性計測装置を備えなくても、算出部による車体の現在方位の算出が可能になることから、作業車両の作業地が、金属製のポールやワイヤなどの構造物が存在する果樹園などの農園である場合、又は、作業車両が低速で旋回するような場合においても、車体の現在位置及び現在方位を高い精度で算出することができる。

特に、算出部が、少なくとも２つのアンテナ位置に基づいて車体の現在方位を算出することから、単一のアンテナ位置から車体の現在方位を算出する場合のように、その過程において車体の移動ベクトルを求める必要がなくなる。そのため、車体の移動ベクトルを求めることが難しい旋回半径の小さい旋回走行時、又は、車体の移動ベクトルを求めることができない車体の走行停止時においても、車体の現在方位を高い精度で算出することができる。

そして、自動走行制御部は、少なくとも２つの測位部が高精度測位状態になるまでの間は自動走行制御を開始することができず、少なくとも２つの測位部が高精度測位状態になった場合に自動走行制御の開始が可能になることから、自動走行制御の開始時には、算出部が算出した精度の高い車体の現在位置及び現在方位に基づいて作業車両を目標経路に従って自動走行させることができる。

その結果、作業地の条件や作業車両の走行状態にかかわらず高い精度で目標経路に従って自動走行することが可能な作業車両を提供することができる。

本発明の第２特徴構成は、
前記測位ユニットには、前記車体の方位を計測する慣性計測装置が含まれており、
前記測位状態判定部は、前記自動走行制御の実行中においては、高精度測位状態の前記測位部が減少しても、いずれか一つの前記測位部が高精度測位状態であれば前記自動走行制御の継続を可能にする点にある。

本構成によれば、例えば、周囲環境の悪化により、測位アンテナにて受信可能な測位衛星の数量が減少する、又は、測位衛星からの電波強度が低下することなどに起因して、いくつかの測位部の測位精度が低下した場合であっても、いずれか一つの測位部が高精度測位状態であれば、算出部は、その測位部からの測位情報に基づいて車体の現在位置を高い精度で算出することができる。又、測位ユニットに慣性計測装置が含まれていることにより、算出部は、測位部の測位精度が低下する直前までに高精度測位状態の複数の測位部からの測位情報に基づいて算出した精度の高い車体の方位（絶対方位）と、慣性計測装置が計測する車体の方位（ヨー角変化量）とから、精度の高い車体の現在方位を算出することができる。

これにより、自動走行制御部は、いずれか一つの測位部が高精度測位状態であれば、算出部が算出した精度の高い車体の現在位置及び現在方位に基づいて作業車両を目標経路に従って自動走行させることができる。

本発明の第３特徴構成は、
前記目標経路には、車速が所定の作業速度に設定された作業経路と、車速が前記作業速度よりも低い旋回速度に設定された旋回経路とが含まれており、
前記測位状態判定部は、いずれか一つの前記測位部が高精度測位状態である場合は、前記車体の現在位置が前記作業経路上であれば前記自動走行制御の継続を許可し、前記車体の現在位置が前記旋回経路上であれば前記自動走行制御を中断させる点にある。

本構成によれば、いずれか一つの測位部が高精度測位状態である場合は、車体の現在方位を算出する上において慣性計測装置が計測する車体の方位を使用する必要が生じた場合である。しかしながら、慣性計測装置は低速時に計測精度の維持が難しくなることから、この点を考慮して、車体の現在位置が設定速度の速い作業経路上であれば自動走行制御の継続が許可され、車体の現在位置が設定速度の低い旋回経路上であれば自動走行制御が中断されるようにしている。

つまり、いずれか一つの測位部が高精度測位状態である場合においては、車体の現在位置が慣性計測装置の計測精度が高くなる作業経路上であれば、自動走行制御部による自動走行制御が継続されることになる。これにより、自動走行制御部は、算出部が算出した精度の高い車体の現在方位などに基づいて作業車両を目標経路に従って自動走行させることができる。又、車体の現在位置が慣性計測装置の計測精度が低くなる旋回経路上であれば、自動走行制御部による自動走行制御が中断されることになる。これにより、自動走行制御部が、算出部が算出した精度の低い車体の現在方位などに基づいて作業車両を自動走行させることに起因して、作業車両が目標経路から逸脱する虞を回避することができる。

本発明の第４特徴構成は、
前記複数の測位アンテナは、前記車体における前後２箇所の位置に所定間隔を置いて設置された前後一対の測位アンテナである点にある。

本構成によれば、算出部は、車体に設定された前後２箇所のアンテナ位置に基づいて車体の現在位置及び現在方位を高い精度で算出することになる。

これにより、測位アンテナ及び測位部の装備数量を少なくしながら、車体の現在位置及び現在方位を高い精度で算出することが可能になり、作業車両を高い精度で目標経路に従って自動走行させることができる。

作業車両用の自動走行システムの概略構成を示す図 作業車両用の自動走行システムの概略構成を示すブロック図 農園用の作業車両の構成を示す斜視図 農園用の作業車両の構成を示す正面図 農園用の作業車両の構成を示す背面図 左カバー体を取り外した状態での農園用の作業車両の構成を示す右側面図 右カバー体を取り外した状態での農園用の作業車両の構成を示す左側面図 農園用の作業車両の構成を示す平面図 農園での作業車両の目標経路を示す平面図 障害物検出システムなどの概略構成を示すブロック図 測位制御のフローチャート 測位制御のフローチャート 測位制御のフローチャート 第１方位算出処理のフローチャート 傾き算出処理の説明図 傾きオフセット量算出処理の説明図 方位算出処理の説明図 アンテナユニットの使用位置と格納位置とを示す要部の側面図 昇降駆動ユニットによる車体フレームに対するクローラの上昇状態を示す要部の側面図 昇降駆動ユニットによる車体フレームに対するクローラの下降状態を示す要部の側面図 昇降駆動ユニットの構成を示す要部の縦断背面図

以下、本発明を実施するための形態の一例として、本発明を作業車両の一例である農園用の作業車両に適用した実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、本発明は、農園用の作業車両以外の、例えばトラクタ、乗用草刈機、乗用田植機、コンバイン、除雪車、ホイールローダ、運搬車、などの自動走行可能な乗用作業車両、及び、無人耕耘機や無人草刈機などの無人作業車両に適用することができる。

図１～２に示すように、本実施形態に例示された農園用の作業車両Ｖは、作業車両用の自動走行システムを使用することで、作業地の一例である葡萄園や茶園などの農園における自動走行が可能になっている。作業車両用の自動走行システムには、作業車両Ｖの車体１に搭載された自動走行ユニット２、及び、自動走行ユニット２と無線通信可能に通信設定された無線通信機器の一例である携帯通信端末３、などが含まれている。携帯通信端末３には、自動走行に関する各種の情報表示や入力操作などを可能にするマルチタッチ式の表示デバイス（例えば液晶パネル）３Ａなどが備えられている。

図１～８に示すように、作業車両Ｖは、農園にて複数列に並べて植えられた葡萄又は林檎などの果樹あるいは茶樹などの樹木を跨いで走行する門型の車体１、作業対象の樹木に対して薬液を散布する薬液散布装置４、衛星測位システムの一例であるＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）を利用して車体１の現在位置や現在方位などを測定する測位ユニット５、車体１の周囲を監視してその周囲に存在する障害物を検出する障害物検出システム６、及び、車体１の前方側と後方側とを撮影するカメラユニット７、などが備えられている。障害物検出システム６は、農園に植えられた樹木などを障害物として検出する。

尚、この作業車両Ｖには、薬液散布装置４に代えて又は加えて、作業対象の樹木に対して摘心を行うバリカン型の摘心装置、及び、樹木間の土壌に対して除草や砕土などを行うカルチ、などの作業装置を備えることができる。携帯通信端末３には、ＨＭＩタブレットやスマートフォンなどを採用することができる。無線通信には、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）などの無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの近距離無線通信などを採用することができる。

図１、図３～８に示すように、車体１は、前後方向視で門型に形成された車体フレーム１０と、車体フレーム１０における左右の下端部に連結された左右のクローラ１１とを有している。車体１の左側部位には、エンジン１２やバッテリ１３などが搭載されている。車体１の右側部位には、横向きＬ字状に形成された鋼板製のオイルタンク１４や薬液散布装置４の薬液タンク４Ａなどが備えられている。車体１の天井部には、天井部の前部側に配置された前アンテナユニット１５、天井部の後部側に配置された後アンテナユニット１６、及び、車体１の走行状態を表示する積層形の表示灯１７、などが備えられている。エンジン１２やバッテリ１３などは、車体１における左側の外面を形成する左カバー体１８にて覆われている。オイルタンク１４や薬液タンク４Ａなどは、車体１における右側の外面を形成する右カバー体１９にて覆われている。

図３～８に示すように、車体フレーム１０は、左右方向に所定間隔を置いて平行に配置された左右のサイドフレーム２０、左右のサイドフレーム２０における前端側の上端部同士に架設された前クロスメンバ２１、及び、左右のサイドフレーム２０における後端側の上端部同士に架設された後クロスメンバ２２、などを有している。これにより、車体フレーム１０は、左右のサイドフレーム２０の間に樹木の通過を許容する空間が確保された門型に形成されている。左右の各サイドフレーム２０には、車体１における左右の内側面を形成する内壁体２３が取り付けられている。

図４～７に示すように、各サイドフレーム２０は、車体１の前後方向に延びるベース部材２０Ａ、ベース部材２０Ａの前端部から上方に延びる前支柱部材２０Ｂ、ベース部材２０Ａの後端部から上方に延びる後支柱部材２０Ｃ、及び、前支柱部材２０Ｂの上端部と後支柱部材２０Ｃの上端部とに架設された上側部材２０Ｄ、などを有している。これにより、左右のサイドフレーム２０は左右方向視で矩形状に形成されている。

図３～６に示すように、左右のサイドフレーム２０のうち、左サイドフレーム２０は、エンジン１２やバッテリ１３などが載置される載置台２４を支持している。載置台２４は、左サイドフレーム２０の下部から左方に張り出すことで、左側のクローラ１１の真上に当該クローラ１１に近接した状態で配置されている。図６に示すように、載置台２４には、マフラ２５や燃料タンク２６を支持する第１支持部２４Ａが備えられている。

図４～５、図７に示すように、右サイドフレーム２０には、その下部から右方に張り出す状態でオイルタンク１４が連結されている。これにより、オイルタンク１４は、右側のクローラ１１の真上に当該クローラ１１に近接した状態で配置されている。

つまり、この作業車両Ｖにおいては、重量の大きいエンジン１２やバッテリ１３、及び、オイルが貯留されることで重量が大きくなるオイルタンク１４などが、車体１の下部にて左右に振り分けた状態で配置されている。これにより、この作業車両Ｖは、左右バランスの均衡化が図られた状態で低重心化が図られている。その結果、作業車両Ｖは、農園の斜面での等高線走行などを安定して行うことができる。

図３、図６～７に示すように、左右のクローラ１１は、それらのトラックフレームにサイドフレーム２０のベース部材２０Ａが兼用されている。左右の各クローラ１１において、トラックフレーム（ベース部材）２０Ａの前端部には、駆動スプロケット１１Ａと第１転輪１１Ｂとが回転可能に支持されている。トラックフレーム２０Ａの後端部には、テンション用の遊輪１１Ｃが前後方向に変位可能に支持されている。トラックフレーム２０Ａの前後中間部には、トラックフレーム２０Ａから横外方に延びる前後の支軸１１Ｄを支点にして上下方向に天秤揺動する前後のイコライザアーム１１Ｅが備えられている。各イコライザアーム１１Ｅにおける前後の遊端部には、第２転輪１１Ｆが回転可能に支持されている。つまり、トラックフレーム２０Ａの前後中間部には、４つの第２転輪１１Ｆが上下方向に揺動変位可能に支持されている。駆動スプロケット１１Ａと各転輪１１Ｂ，１１Ｆと遊輪１１Ｃには、クローラベルト１１Ｇが回し掛けられている。トラックフレーム２０Ａの後部には、遊輪１１Ｃを後方に変位付勢することでクローラベルト１１Ｇを緊張状態に維持するテンション機構（図示せず）が備えられている。

図３～６に示すように、左側のクローラ１１において、前後の支軸１１Ｄは、それらの左端部が左側の支持プレート２７を介して載置台２４の左端部に連結されている。図４～５、図７に示すように、右側のクローラ１１において、前後の支軸１１Ｄは、それらの右端部が右側の支持プレート２７を介してオイルタンク１４の右端部に連結されている。つまり、この作業車両Ｖにおいては、車体フレーム１０と左右のクローラ１１とが一体構造に構成されている。

図４、図６～７に示すように、各クローラ１１の駆動スプロケット１１Ａには、エンジン１２からの動力が一対の静油圧式無段変速装置（以下、ＨＳＴと称する）３０と左右のチェーン式伝動装置３１とを介して伝えられている。各ＨＳＴ３０には、可変容量形でアキシャルプランジャ形の油圧ポンプ３０Ａ、固定容量形でアキシャルプランジャ形の油圧モータ３０Ｂ、及び、油圧ポンプ３０Ａと油圧モータ３０Ｂとを接続する複数の油圧配管３０Ｃ、などを有する分離型ＨＳＴが採用されている。

上記の構成により、左右のクローラ１１は、対応するＨＳＴ３０による独立変速が可能な状態でエンジン１２からの動力で駆動されている。これにより、この車体１は、左右のクローラ１１が前進方向に等速駆動されることで前進方向に直進する前進状態になり、左右のクローラ１１が後進方向に等速駆動されることで後進方向に直進する後進状態になる。車体１は、左右のクローラ１１が前進方向に不等速駆動されることで前進しながら緩旋回する前進旋回状態になり、左右のクローラ１１が後進方向に不等速駆動されることで後進しながら緩旋回する後進旋回状態になる。車体１は、左右いずれか一方のクローラ１１が駆動停止された状態で他方のクローラ１１が駆動されることでピボット旋回状態になり、左右のクローラ１１が前進方向と後進方向とに等速駆動されることでスピン旋回状態になる。車体１は、左右のクローラ１１が駆動停止されることで走行停止状態になる。

尚、左右のクローラ１１は、それらの駆動スプロケット１１Ａが左右の電動モータにて駆動される電動式に構成されていてもよい。

図６に示すように、各ＨＳＴ３０において、それらの油圧ポンプ３０Ａは、エンジン１２の出力軸１２Ａに直結された単一のポンプ軸（図示せず）で駆動される二連式である。二連式の油圧ポンプ３０Ａは、燃料タンク２６の真下に位置する配置で載置台２４に載置されている。図３～４、図６～７に示すように、左右の油圧モータ３０Ｂは、各サイドフレーム２０の前端下部に連結された伝動ケース２９の上部に取り付けられている。各油圧配管３０Ｃは、車体フレーム１０に沿って敷設されている。左右のチェーン式伝動装置３１は、対応する伝動ケース２９の内部において、油圧モータ３０Ｂの出力軸（図示せず）から、クローラ１１の駆動スプロケット１１Ａと一体回転する駆動軸（図示せず）に伝動している。

図３、図５～８に示すように、薬液散布装置４は、薬液を貯留する薬液タンク４Ａ、薬液を圧送する薬液ポンプ４Ｂ、薬液ポンプ４Ｂを駆動する電動式の散布モータ４Ｃ、散布モータ４Ｃから薬液ポンプ４Ｂに伝動するベルト式伝動装置４Ｄ、車体１の背部において縦向き姿勢で左右に２本ずつ並列に備えられた散布管４Ｅ、各散布管４Ｅに３個ずつ備えられた合計１２個の散布ノズル４Ｆ、薬液の散布量や散布パターンを変更する電子制御式のバルブユニット４Ｇ、及び、これらを接続する複数の薬液配管（図示せず）、などを有している。

薬液タンク４Ａは、オイルタンク１４の上面に備えられた前後の支持フレーム３２，３３を介してオイルタンク１４に支持されている。薬液ポンプ４Ｂは、載置台２４の後部に載置されている。散布モータ４Ｃは、載置台２４の後部に備えられた第２支持部２４Ｂに支持されている。散布モータ４Ｃは、薬液ポンプ４Ｂの真上に配置されている。左側の２本の散布管４Ｅは、それぞれ、左サイドフレーム２０に備えられた平面視Ｌ字状の支持部材２０Ｅに、上下に延びる配管ホルダ３４と、配管ホルダ３４の上下中間部に連結されたブラケット３５とを介して取り付けられている。右側の２本の散布管４Ｅは、それぞれ、右サイドフレーム２０に備えられた平面視Ｌ字状の支持部材２０Ｅに、上下に延びる配管ホルダ３４と、配管ホルダ３４の上下中間部に連結されたブラケット３５とを介して取り付けられている。

各散布ノズル４Ｆは、対応する散布管４Ｅに上下方向に位置変更可能に取り付けられている。これにより、各散布ノズル４Ｆは、それらの上下間隔及び散布管４Ｅに対する高さ位置を散布対象に応じて変更することができる。各配管ホルダ３４は、対応するブラケット３５に上下方向に位置変更可能にピン連結されている。これにより、各散布ノズル４Ｆは、それらの車体１に対する高さ位置を散布対象に応じて配管ホルダ３４ごとに変更することができる。各ブラケット３５は、対応する支持部材２０Ｅに左右方向に位置変更可能にピン連結されている。これにより、各散布ノズル４Ｆは、それらの車体１に対する左右位置を散布対象に応じてブラケット３５ごとに変更することができる。

図３、図５～９に示すように、各散布ノズル４Ｆのうち、車体中央側の２本の散布管４Ｅに備えられた６個の中散布ノズル４Ｆは、車体１における左右中央の空間に位置する樹木Ｚに向けて薬液を散布する。車体左端の散布管４Ｅに備えられた３個の左散布ノズル４Ｆは、車体１の左外方に位置する樹木Ｚに向けて薬液を散布する。車体右端の散布管４Ｅに備えられた３個の右散布ノズル４Ｆは、車体１の右外方に位置する樹木Ｚに向けて薬液を散布する。

図７に示すように、オイルタンク１４は、その左端部が右サイドフレーム２０のベース部材２０Ａに支持されている。オイルタンク１４の右端部には支持プレート３６が連結されている。支持プレート３６は、その上端部が前後の支持部材３７を介して右サイドフレーム２０の上側部材２０Ｄに連結されている。これにより、オイルタンク１４の右端部は、支持プレート３６と前後の支持部材３７とを介して右サイドフレーム２０の上側部材２０Ｄに支持されている。

つまり、オイルタンク１４は、その左右の両端部が右サイドフレーム２０に両持ち支持されることで、薬液タンク４Ａが載置される載置台として使用可能な高い支持強度を有している。尚、オイルタンク１４は、その平面視の形状が載置台２４の平面視形状と左右対称になっている。

図２に示すように、車体１には、測位ユニット５からの測位情報などに基づいて車体１を農園の目標経路Ｐ（図９参照）に従って自動走行させる自動走行制御部４０、エンジン１２に関する制御を行うエンジン制御部４１、各ＨＳＴ３０に関する制御を行うＨＳＴ制御部４２、及び、作業装置に関する制御を行う作業装置制御部４３、などが搭載されている。各制御部４０～４３は、マイクロコントローラなどが搭載された電子制御ユニットや、マイクロコントローラの不揮発性メモリ（例えばフラッシュメモリなどのＥＥＰＲＯＭ）に記憶された各種の情報や制御プログラムなどによって構築されている。不揮発性メモリに記憶された各種の情報には、事前に作業対象の農園に応じて生成された目標経路Ｐなどが含まれている。

各制御部４０～４３は、車載ネットワークの一例であるＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を介して相互通信可能に接続されている。尚、車載ネットワークには、例えば、車載ＥｔｈｅｒｎｅｔやＣＡＮ－ＦＤ（ＣＡＮ ｗｉｔｈ ＦＬｅｘｉｂｌｅ Ｄａｔａ ｒａｔｅ）などを採用してもよい。

図９に示すように、目標経路Ｐには、複数列に並べて植えられた樹木Ｚに対して作業車両Ｖが作業を行いながら走行する複数列の作業経路Ｐｗと、複数列の作業経路Ｐｗを作業車両Ｖの走行順に接続する複数の移動経路Ｐｍとが含まれている。各移動経路Ｐｍは、作業車両Ｖが作業を行わずに走行する経路である。各移動経路Ｐｍには、車体１の向きを変更する旋回経路Ｐｍｔが含まれている。目標経路Ｐには、各経路Ｐｗ，Ｐｍにおける車体１の走行方向、設定車速、走行状態、及び、作業状態、などの自動走行に関する各種の情報が含まれている。

ちなみに、各作業経路Ｐｗにおいては、各作業経路Ｐｗが複数列に並べて植えられた樹木Ｚに対応する直線経路又はそれに近い略直線経路であることから、車速が比較的速い速度（作業速度）に設定されている。又、各移動経路Ｐｍのうちの各旋回経路Ｐｍｔにおいては、旋回経路Ｐｍｔからの作業車両Ｖの逸脱を防止するために、車速が作業経路Ｐｗでの車速よりも低い速度（旋回速度）に設定されている。一方、各旋回経路Ｐｍｔを除いた他の移動経路においては、それらが作業経路Ｐｗと同様の直線経路又はそれに近い略直線経路であることから、車速が各作業経路Ｐｗと同じ比較的速い速度に設定されている。

尚、図９に示す目標経路Ｐはあくまでも一例であり、目標経路Ｐは、車体１に備える作業装置の種類や作業形態などの車両情報、及び、農園ごとに異なる樹木Ｚの配列状態や列数などの作業地情報、などに応じて種々の変更が可能である。

図２に示すように、携帯通信端末３には、表示デバイス３Ａなどに関する制御を行う端末制御部３Ｂが備えられている。端末制御部３Ｂは、マイクロコントローラなどが搭載された電子制御ユニット、及び、マイクロコントローラの不揮発性メモリ（例えばフラッシュメモリなどのＥＥＰＲＯＭ）に記憶された各種の情報や制御プログラムなどによって構築されている。不揮発性メモリに記憶された各種の情報には、作業地情報や目標経路Ｐ（図９参照）などが含まれている。これにより、携帯通信端末３の表示デバイス３Ａにて作業地情報や目標経路Ｐなどを表示させることができる。

車体１及び携帯通信端末３には、自動走行制御部４０と端末制御部３Ｂとの間での無線通信を可能にする通信モジュール２８，３Ｃが備えられている。車体１の通信モジュール２８は、携帯通信端末３との無線通信にＷｉ－Ｆｉが採用される場合には、通信情報をＣＡＮとＷｉ－Ｆｉとの双方向に変換する変換器として機能する。端末制御部３Ｂは、自動走行制御部４０との無線通信にて車体１の現在位置や現在方位などを含む車体１に関する各種の情報を取得することができる。これにより、携帯通信端末３の表示デバイス３Ａにて、目標経路Ｐに対する車体１の現在位置や現在方位などを含む各種の情報を表示させることができる。

図２、図８に示すように、測位ユニット５には、複数の測位衛星８（図１参照）から送信された電波を受信する２つのＧＮＳＳアンテナ（測位アンテナの一例）５Ａ，５Ｂ、各ＧＮＳＳアンテナ５Ａ，５Ｂが受信した電波を利用して各ＧＮＳＳアンテナ５Ａ，５Ｂの位置（以下、単にアンテナ位置と称することがある）を測定する２つのＧＮＳＳ受信機（測位部の一例）５Ｃ，５Ｄ、車体１の姿勢や方位などを計測する慣性計測装置（ＩＭＵ：Ｉｎｅｒｔｉａｌ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ）５Ｅ、及び、各ＧＮＳＳ受信機５Ｃ，５Ｄからの位置情報や慣性計測装置５Ｅからの計測情報に基づいて車体１の現在位置や現在方位などを算出する測位モジュール（算出部の一例）５Ｆ、などが含まれている。

各ＧＮＳＳ受信機５Ｃ，５Ｄ及び慣性計測装置５Ｅは、自動走行制御部４０にＣＡＮを介して相互通信可能に接続されている。慣性計測装置５Ｅは、３軸のジャイロスコープ及び３方向の加速度センサなどを有している。測位モジュール５Ｆは、自動走行制御部４０の不揮発性メモリに記憶された測位用の制御プログラムなどによって構築されている。

ＧＮＳＳを利用した測位方法には、ＤＧＮＳＳ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ＧＮＳＳ：相対測位方式）やＲＴＫ－ＧＮＳＳ（Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｋｉｎｅｍａｔｉｃ ＧＮＳＳ：干渉測位方式）などがある。この実施形態では、移動体の測位に適した精度の高いＲＴＫ－ＧＮＳＳが採用されている。そのため、農園周辺の既知位置には、ＲＴＫ－ＧＮＳＳによる測位を可能にする基地局９が設置されている。

図１～２に示すように、基地局９には、複数の測位衛星８から送信された電波を受信するＧＮＳＳアンテナ９Ａ、ＧＮＳＳアンテナ９Ａが受信した電波を利用してＧＮＳＳアンテナ９Ａの位置（以下、単にアンテナ位置と称することがある）を測定するＧＮＳＳ受信機９Ｂが備えられている。ＧＮＳＳ受信機９Ｂは、測定したアンテナ位置と基地局９の設置位置とに基づいて位置補正情報を取得する。測位ユニット５及び基地局９には、測位ユニット５の各ＧＮＳＳ受信機５Ｃ，５Ｄと基地局９のＧＮＳＳ受信機９Ｂとの間での無線通信を可能にする通信モジュール５Ｇ，５Ｈ，９Ｃが備えられている。これにより、測位ユニット５の各ＧＮＳＳ受信機５Ｃ，５Ｄは、基地局９のＧＮＳＳ受信機９Ｂから位置補正情報を受け取ることができる。

測位ユニット５の各ＧＮＳＳ受信機５Ｃ，５Ｄは、それらが測定した各アンテナ位置を、基地局９のＧＮＳＳ受信機９Ｂからの位置補正情報に基づいて補正する。これにより、各ＧＮＳＳ受信機５Ｃ，５Ｄは、各ＧＮＳＳアンテナ５Ａ，５Ｂの位置（グローバル座標系での緯度、経度、高度）を高い精度で測定することができる。測位ユニット５は、ＧＮＳＳ受信機５Ｃ，５Ｄと慣性計測装置５Ｅとを有することにより、周囲環境の悪化などに起因したＧＮＳＳ受信機５Ｃ，５Ｄにおける測位精度の低下を慣性計測装置５Ｅにて補完することができる。測位ユニット５は、慣性計測装置５Ｅに蓄積される計測誤差を、ＧＮＳＳ受信機５Ｃ，５Ｄが測定したアンテナ位置に基づいて補正することができる。測位ユニット５は、各ＧＮＳＳアンテナ５Ａ，５Ｂの受信感度を高めるために各ＧＮＳＳアンテナ５Ａ，５Ｂが車体１の最上部に配置されていても、車体１のローリングに起因した目標経路Ｐに対する各アンテナ位置の車体左右方向での位置ずれを、各ＧＮＳＳアンテナ５Ａ，５Ｂの設置高さと慣性計測装置５Ｅが計測する車体１のロール角とに基づいて補正することができる。これにより、測位ユニット５は、車体１の現在位置、現在方位、姿勢角（ヨー角、ロール角、ピッチ角）を高い精度で測定することができる。

図８に示すように、測位ユニット５の各ＧＮＳＳアンテナ５Ａ，５Ｂは、車体１の天井部における車体前後方向に所定間隔を置いた前後２箇所の位置に分散して設置されている。前後のＧＮＳＳアンテナ５Ａ，５Ｂは、それらの高さ位置が同じ高さに設定されている。前後のＧＮＳＳアンテナ５Ａ，５Ｂのうち、前ＧＮＳＳアンテナ５Ａは、前ＧＮＳＳアンテナ５Ａに対応するＧＮＳＳ受信機５Ｃに接続された通信モジュール５Ｇなどとともに前アンテナユニット１５に含まれている。後ＧＮＳＳアンテナ５Ｂは、この後ＧＮＳＳアンテナ５Ｂに対応するＧＮＳＳ受信機５Ｄに接続された通信モジュール５Ｈ、慣性計測装置５Ｅ、及び、携帯通信端末３に対する通信モジュール２８、などとともに後アンテナユニット１６に含まれている。前後のＧＮＳＳアンテナ５Ａ，５Ｂにおけるアンテナ間の位置関係及び設置高さなどは、自動走行制御部４０の不揮発性メモリに記憶されている。

図１０に示すように、障害物検出システム６には、左右の前ライダーセンサ６Ａと単一の後ライダーセンサ６Ｂとが含まれている。図３～４、図６に示すように、左右の前ライダーセンサ６Ａのうち、左側の前ライダーセンサ６Ａは、車体１の天井部における左側の前端部に、車体１の左前方側を斜め上方側から見下ろす前下がり姿勢で配置されている。これにより、左側の前ライダーセンサ６Ａは、車体左前方側の所定範囲が測定範囲に設定されている。図３～４、図７に示すように、右側の前ライダーセンサ６Ａは、車体１の天井部における右側の前端部に、車体１の右前方側を斜め上方側から見下ろす前下がり姿勢で配置されている。これにより、右側の前ライダーセンサ６Ａは、車体右前方側の所定範囲が測定範囲に設定されている。図５～７に示すように、後ライダーセンサ６Ｂは、車体１の天井部における左右中央の後端部に、車体１の後方側を斜め上方側から見下ろす後下がり姿勢で配置されている。これにより、後ライダーセンサ６Ｂは、車体後方側の所定範囲が測定範囲に設定されている。

各ライダーセンサ６Ａ，６Ｂは、照射したレーザ光が測距点に到達して戻るまでの往復時間に基づいて測距点までの距離を測定するＴＯＦ（Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）方式により、各ライダーセンサ６Ａ，６Ｂから測定範囲の各測距点（測定対象物）までの距離を測定する。各ライダーセンサ６Ａ，６Ｂは、それらの測定範囲の全体にわたってレーザ光を高速で縦横に走査し、走査角（座標）ごとの測距点までの距離を順次測定する。各ライダーセンサ６Ａ，６Ｂは、測定した各測距点までの距離や各測距点に対する走査角（座標）などの測定情報から距離画像を生成するとともに障害物と推定される測距点群を抽出し、抽出した測距点群に関する測定情報を、障害物に関する測定情報として自動走行制御部４０に送信する。

図１０に示すように、障害物検出システム６には、左右の前超音波センサ６Ｃ、前後の左超音波センサ６Ｄ、前後の右超音波センサ６Ｅ、及び、単一の障害物検出部６Ｆが含まれている。図３～４、図６～７に示すように、左右の前超音波センサ６Ｃは、車体１における左右の前端部に前向き姿勢で配置されている。これにより、左右の前超音波センサ６Ｃは、車体前方側における左右の所定範囲が測定範囲に設定されている。図３に示すように、前後の左超音波センサ６Ｄは、車体１における前後の左側端部に左向き姿勢で配置されている。これにより、前後の左超音波センサ６Ｄは、車体１の左外方側における前後の所定範囲が測定範囲に設定されている。前後の右超音波センサ６Ｅは、車体１における前後の右側端部に右向き姿勢で配置されている。これにより、前後の右超音波センサ６Ｅは、車体１の右外方側における前後の所定範囲が測定範囲に設定されている。

障害物検出部６Ｆは、各超音波センサ６Ｃ～６Ｅでの超音波の送受信に基づいて、各超音波センサ６Ｃ～６Ｅの測定範囲における測定対象物の存否を判定する。障害物検出部６Ｆは、発信した超音波が測距点に到達して戻るまでの往復時間に基づいて測距点までの距離を測定するＴＯＦ（Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）方式により、各超音波センサ６Ｃ～６Ｅから測定対象物までの距離を測定する。障害物検出部６Ｆは、測定した測定対象物までの距離と測定対象物の方向とを、障害物に関する測定情報として自動走行制御部４０に送信する。

各ライダーセンサ６Ａ，６Ｂ及び障害物検出部６Ｆには、マイクロコントローラなどが搭載された電子制御ユニットや各種の制御プログラムなどが含まれている。各ライダーセンサ６Ａ，６Ｂ及び障害物検出部６Ｆは、自動走行制御部４０にＣＡＮを介して相互通信可能に接続されている。

図２、図１０に示すように、自動走行制御部４０には、各ライダーセンサ６Ａ，６Ｂ及び障害物検出部６Ｆからの障害物に関する測定情報に基づいて、作業車両Ｖが障害物に衝突する虞を回避する衝突回避モジュール４０Ａが含まれている。

図１０に示すように、カメラユニット７には、車体１の前方側を撮影する左右の前カメラ７Ａ、車体１の後方側を撮影する単一の後カメラ７Ｂ、及び、各カメラ７Ａ，７Ｂからの画像を処理する画像処理装置７Ｃ、が備えられている。図３～４、図６、図８に示すように、左右の前カメラ７Ａのうち、左側の前カメラ７Ａは、車体１の天井部における左側の前端部に、車体１の左前方側を斜め上方側から見下ろす前下がり姿勢で配置されている。これにより、左側の前カメラ７Ａは、車体左前方側の所定範囲が撮像範囲に設定されている。図３～４、図７～８に示すように、右側の前カメラ７Ａは、車体１の天井部における右側の前端部に、車体１の右前方側を斜め上方側から見下ろす前下がり姿勢で配置されている。これにより、右側の前カメラ７Ａは、車体右前方側の所定範囲が撮像範囲に設定されている。図５～８に示すように、後カメラ７Ｂは、車体１の天井部における左右中央の後端部に、車体１の後方側を斜め上方側から見下ろす後下がり姿勢で配置されている。これにより、後カメラ７Ｂは、車体後方側の所定範囲が撮像範囲に設定されている。

画像処理装置７Ｃには、マイクロコントローラなどが搭載された電子制御ユニットや各種の制御プログラムなどが含まれている。画像処理装置７Ｃは、自動走行制御部４０にＣＡＮを介して相互通信可能に接続されている。画像処理装置７Ｃは、各カメラ７Ａ，７Ｂからの情報を処理して、車体左前方画像、車体右前方画像、及び、車体後方画像、などを生成して自動走行制御部４０に送信する。自動走行制御部４０は、送信された各画像を携帯通信端末３の端末制御部３Ｂに転送する。これにより、車体左前方画像、車体右前方画像、及び、車体後方画像、などを携帯通信端末３の表示デバイス３Ａにて表示させることができる。そして、ユーザは、表示デバイス３Ａに表示された各画像を目視することで、車体前方側の状況及び車体後方側の状況を容易に把握することができる。

尚、カメラユニット７に農園の樹木などを障害物として認識するための学習処理を施して、カメラユニット７を障害物検出システム６に含めるようにしてもよい。この場合、測距精度の高い各ライダーセンサ６Ａ，６Ｂ及び各超音波センサ６Ｃ～６Ｅからの障害物に関する情報と、物体の判別精度が高いカメラユニット７からの障害物に関する情報とに基づいて、障害物の検出をより高い精度で行うことが可能になる。

作業車両Ｖにおいては、携帯通信端末３の表示デバイス３Ａに対するユーザのタッチ操作で自動走行の開始が指令された場合に、測位ユニット５の測位モジュール５Ｆが、車体１の現在位置や現在方位などを測定する測位制御を実行する。又、自動走行制御部４０が、不揮発性メモリに記憶された農園の目標経路Ｐ、及び、測位モジュール５Ｆからの測位情報、などに基づいて、車体１を目標経路Ｐに従って自動走行させる自動走行制御を実行する。

自動走行制御には、エンジン１２に関する制御指令をエンジン制御部４１に送信するエンジン用指令処理、ＨＳＴ３０に関する制御指令をＨＳＴ制御部４２に送信するＨＳＴ用指令処理、及び、薬液散布装置４などの作業装置に関する制御指令を作業装置制御部４３に送信する作業用指令処理、などが含まれている。

自動走行制御部４０は、エンジン用指令処理においては、目標経路Ｐに含まれた設定エンジン回転数に基づいてエンジン回転数の変更を指示するエンジン回転数変更指令、などをエンジン制御部４６Ａに送信する。エンジン制御部４６Ａは、自動走行制御部４６Ｆから送信されたエンジン回転数変更指令に応じてエンジン回転数を変更するエンジン回転数制御、などを実行する。

自動走行制御部４０は、ＨＳＴ用指令処理においては、目標経路Ｐに含まれた車体１の走行状態に基づいて走行状態の切り換えを指示する走行状態切り換え指令、及び、目標経路Ｐに含まれた設定車速に基づいて車速の変更を指示する車速変更指令、などをＨＳＴ制御部４２に送信する。ＨＳＴ制御部４２は、自動走行制御部４０から送信された走行状態切り換え指令に応じて各ＨＳＴ３０の作動を制御する走行状態切り換え制御、及び、自動走行制御部４０から送信された車速変更指令に応じて各ＨＳＴ３０の作動を制御する車速制御、などを実行する。

自動走行制御部４０は、作業用指令処理においては、目標経路Ｐに含まれた散布パターンに基づいて薬液散布装置４における散布パターンの切り換えを指示する散布パターン切り換え指令、目標経路Ｐに含まれた作業開始地点に基づいて薬液散布装置４による薬液散布の開始を指示する散布開始指令、及び、目標経路Ｐに含まれた作業停止地点に基づいて薬液散布装置４による薬液散布の停止を指示する散布停止指令、などを作業装置制御部４３に送信する。作業装置制御部４３は、自動走行制御部４０から送信された散布パターン切り換え指令、散布開始指令、及び、散布停止指令、などに応じてバルブユニット４Ｇの作動を制御して薬液散布装置４による薬液の散布状態を制御する薬液散布制御、などを実行する。

つまり、前述した自動走行ユニット２には、測位ユニット５、障害物検出システム６、カメラユニット７、自動走行制御部４０、エンジン制御部４１、ＨＳＴ制御部４２、及び、作業装置制御部４３、などが含まれている。そして、これらが適正に作動することにより、作業車両Ｖを目標経路Ｐに従って精度よく自動走行させることができるとともに、薬液散布装置４による薬液散布作業を適正に行うことができる。

図示は省略するが、車体１には、エンジン１２の出力回転数を検出する第１回転センサ、各ＨＳＴ３０における油圧モータ３０Ｂの出力回転数を検出する左右の第２回転センサ、薬液タンク４Ａにおける薬液の残量を検出する第１残量センサ、及び、燃料タンク２６における燃料の残量を検出する第２残量センサ、などの各種の検出機器が備えられている。

以下、図１１～１４のフローチャート及び図１５～１７に基づいて、測位制御における測位モジュール５Ｆの制御作動について説明する。

図１１に示すように、測位モジュール５Ｆは、測位制御の開始に伴って、前後のＧＮＳＳ受信機５Ｃ，５Ｄを初期化する第１初期化処理と、第１初期化処理にて前後双方のＧＮＳＳ受信機５Ｃ，５Ｄの測位状態が、測位精度が数十ｃｍの低精度測位状態（ＦＬＯＡＴ状態）から測位精度が数ｃｍの高精度測位状態（ＦＩＸ状態）に収束したか否かを判定する第１判定処理とを行う（ステップ＃１，＃２）。

測位モジュール５Ｆは、第１判定処理において高精度測位状態に収束していない間は、自動走行制御の実行を許可しない自動走行不許可処理を継続する（ステップ＃３）。測位モジュール５Ｆは、第１判定処理において高精度測位状態に収束した場合は、高精度測位状態の各ＧＮＳＳ受信機５Ｃ，５Ｄが測定した前後のアンテナ位置（グローバル座標系での各ＧＮＳＳアンテナ５Ａ，５Ｂの緯度、経度、高度）を取得するアンテナ位置取得処理と、前後のＧＮＳＳ受信機５Ｃ，５Ｄでの前アンテナ位置の受信時間と後アンテナ位置の受信時間との差分が第１規定時間以内か否かを判定する第２判定処理（同期判定処理）とを行う（ステップ＃４，＃５）。

測位モジュール５Ｆは、第２判定処理においてアンテナ位置受信時間の差分が第１規定時間以内である場合は、前後のアンテナ位置から車体１の方位を算出する第１方位算出処理と、自動走行制御の実行を許可する自動走行許可処理とを行う（ステップ＃６，＃７）。測位モジュール５Ｆは、第２判定処理においてアンテナ位置受信時間の差分が第１規定時間を超えている場合は、自動走行制御の実行を許可しないまま測位制御を終了する。

図１４～１７に示すように、第１方位算出処理には、各ＧＮＳＳ受信機５Ｃ，５Ｄが測定した前後のアンテナ位置ｐ１，ｐ２を、前後いずれか一方のアンテナ位置（ここでは後アンテナ位置ｐ２）を原点としたＮＥＤ座標系に座標変換する第１座標変換処理と、ＮＥＤ座標系での後アンテナ位置ｐ２に対する前アンテナ位置ｐ１のＸ方向の差分ΔｘとＹ方向の差分ΔｙとからＸ軸（北：Ｎ）を０度としたアンテナ間を結ぶ直線Ｌの傾きθＬを算出する傾き算出処理（図１５参照）と、自動走行制御部４０の不揮発性メモリに記憶された前後のＧＮＳＳアンテナ５Ａ，５Ｂ間の位置関係から車体１を真北（Ｎ）に向けた場合のアンテナ間の傾きオフセット量Δθを算出する傾きオフセット量算出処理（図１６参照）と、傾き算出処理で得た直線Ｌの傾きθＬと傾きオフセット量算出処理で得たアンテナ間の傾きオフセット量Δθとの差分から車体１の方位θvを算出する方位算出処理（図１７参照）とが含まれている（ステップ＃３１～３４）。

図１２に示すように、測位モジュール５Ｆは、自動走行許可処理を行った後、前後双方のＧＮＳＳ受信機５Ｃ，５Ｄの測位状態が高精度測位状態か否かを判定する第３判定処理を行う（ステップ＃８）。

測位モジュール５Ｆは、第３判定処理において前後双方のＧＮＳＳ受信機５Ｃ，５Ｄが高精度測位状態である場合は、前述した第１方位算出処理を行い（ステップ＃９）、この第１方位算出処理で算出した車体１の方位を車体１の現在方位として更新する第１方位更新処理を行う（ステップ＃１０）。又、測位モジュール５Ｆは、後アンテナ位置をＮＥＤ座標系での車体１の現在位置を算出するための基準位置に設定する第１設定処理と、ＮＥＤ座標系での車体１の現在位置を算出する第１車体位置算出処理と、算出した車体１の現在位置をＮＥＤ座標系からグローバル座標系に座標変換する第２座標変換処理とを行う（ステップ＃１１～１３）。その後、測位モジュール５Ｆは、目標経路Ｐの終端位置への到達、又は、携帯通信端末３の表示デバイス３Ａに対するユーザのタッチ操作、などで自動走行の終了が指令されたか否かを判定する第４判定処理を行う（ステップ＃１４）。そして、測位モジュール５Ｆは、第４判定処理にて自動走行の終了が指令された場合は測位制御を終了し、指令されていない場合はステップ＃８の第３判定処理に遷移する。

測位モジュール５Ｆは、第３判定処理において前後双方のＧＮＳＳ受信機５Ｃ，５Ｄが高精度測位状態でない場合は、前後いずれか一方のＧＮＳＳ受信機５Ｃ，５Ｄの測位状態が高精度測位状態か否かを判定する第５判定処理を行う（ステップ＃１５）。

測位モジュール５Ｆは、第５判定処理において前後いずれか一方のＧＮＳＳ受信機５Ｃ，５Ｄが高精度測位状態である場合は、車体１の現在位置が旋回経路Ｐｍｔ上か否かを判定する第６判定処理を行う（ステップ＃１６）。測位モジュール５Ｆは、第５判定処理において前後いずれか一方のＧＮＳＳ受信機５Ｃ，５Ｄが高精度測位状態でない場合、及び、第６判定処理において旋回経路Ｐｍｔ上である場合は、自動走行制御を中断する自動走行中断処理を行い（ステップ＃１７）、その後、ステップ＃２の第１判定処理に遷移する。

測位モジュール５Ｆは、第６判定処理において旋回経路Ｐｍｔ上でない場合は、前後いずれか一方のＧＮＳＳ受信機５Ｃ，５Ｄが低精度測位状態になる直前の第１方位算出処理で算出した車体１の方位と、慣性計測装置５Ｅにて計測されたヨー角変化量とから車体１の方位を算出する第２方位算出処理を行い（ステップ＃１８）、この第２方位算出処理で算出した車体１の方位を車体１の現在方位として更新する第２方位更新処理を行う（ステップ＃１９）。

測位モジュール５Ｆは、第２方位更新処理を行った後、の測位状態が高精度測位状態か否かを判定する第７判定処理を行う（ステップ＃２０）。

測位モジュール５Ｆは、第７判定処理において前ＧＮＳＳ受信機５Ｃが高精度測位状態である場合は、前アンテナ位置をＮＥＤ座標系での車体１の現在位置を算出するための基準位置に設定する第２設定処理を行う（ステップ＃２１）。第７判定処理において後ＧＮＳＳ受信機５Ｄが高精度測位状態である場合は、前述した第１設定処理を行う（ステップ＃２２）。

測位モジュール５Ｆは、ステップ＃２２の第１設定処理又はステップ＃２１の第２設定処理にて基準位置が設定されると、図１３に示すように、ＮＥＤ座標系での車体１の現在位置を算出する第２車体位置算出処理と、算出した車体１の現在位置をＮＥＤ座標系からグローバル座標系に座標変換する第２座標変換処理とを行う（ステップ＃２３～２４）。

測位モジュール５Ｆは、ステップ＃２４の第２座標変換処理を行った後、前後いずれか一方のＧＮＳＳ受信機５Ｃ，５Ｄが低精度測位状態になってからの時間が慣性計測装置５Ｅの計測精度を確保することができなくなる第２規定時間を超えたか否かを判定する第８判定処理を行う（ステップ＃２５）。

測位モジュール５Ｆは、第８判定処理において第２規定時間を超えた場合は、ステップ＃１７の自動走行中断処理に遷移する。測位モジュール５Ｆは、第８判定処理において第２規定時間を超えていない場合は、ステップ＃８の第３判定処理に遷移する。

つまり、この作業車両Ｖにおいては、測位モジュール５Ｆが、各ＧＮＳＳ受信機５Ｃ，５Ｄの測位状態が高精度測位状態か否かを判定する測位状態判定部として機能する。そして、測位モジュール５Ｆが、前後双方のＧＮＳＳ受信機５Ｃ，５Ｄが高精度測位状態であると判定した場合に自動走行制御の開始を許可することから、自動走行制御の開始が許可された段階では、高精度測位状態の各ＧＮＳＳ受信機５Ｃ，５Ｄが、ＧＮＳＳを利用して前後のアンテナ位置を測定している状態となり、測位モジュール５Ｆは、高精度測位状態の各ＧＮＳＳ受信機５Ｃ，５Ｄが測定した前後のアンテナ位置に基づいて車体１の現在位置及び現在方位を算出することになる。

このように、前後のＧＮＳＳ受信機５Ｃ，５Ｄが高精度測位状態であれば、慣性計測装置５Ｅや方位センサを使用しなくても、測位モジュール５Ｆによる車体１の現在方位の算出が可能になることから、作業車両Ｖの作業地が、金属製のポールやワイヤなどの構造物が存在する果樹園などの農園である場合、又は、作業車両Ｖが低速で旋回するような場合などにおいても、車体１の現在位置及び現在方位を高い精度で算出することができる。

又、この作業車両Ｖにおいては、測位モジュール５Ｆが、前後のアンテナ位置に基づいて車体１の現在方位を算出することから、単一のアンテナ位置から車体１の現在方位を算出する場合のように、その過程において車体１の移動ベクトルを求める必要がなくなる。そのため、車体１の移動ベクトルを求めることが難しい旋回半径の小さい旋回走行時、又は、車体１の移動ベクトルを求めることができない車体１の走行停止時においても、車体１の現在方位を高い精度で算出することができる。

そして、この作業車両Ｖにおいては、自動走行制御部４０は、前後のＧＮＳＳ受信機５Ｃ，５Ｄが高精度測位状態になるまでの間は自動走行制御を開始することができず、前後のＧＮＳＳ受信機５Ｃ，５Ｄが高精度測位状態になった場合に自動走行制御の開始が可能になることから、自動走行制御の開始時には、測位モジュール５Ｆが算出した精度の高い車体１の現在位置及び現在方位に基づいて作業車両Ｖを目標経路Ｐに従って自動走行させることができる。

又、この作業車両Ｖにおいては、例えば、周囲環境の悪化により、ＧＮＳＳアンテナ５Ａ，５Ｂにて受信可能な測位衛星８の数量が減少する、又は、測位衛星８からの電波強度が低下することなどに起因して、前後のＧＮＳＳ受信機５Ｃ，５Ｄのいずれか一方の測位精度が低下した場合であっても、他方の測位精度が高精度測位状態であれば、測位モジュール５Ｆは、その高精度測位状態のＧＮＳＳ受信機５Ｃ，５Ｄからの測位情報に基づいて車体１の現在位置を高い精度で算出することができる。更に、測位ユニット５に慣性計測装置５Ｅが含まれていることにより、測位モジュール５Ｆは、一方のＧＮＳＳ受信機５Ｃ，５Ｄの測位精度が低下する直前までに高精度測位状態の前後のＧＮＳＳ受信機５Ｃ，５Ｄからの測位情報に基づいて算出した精度の高い車体１の方位（絶対方位）と、慣性計測装置５Ｅが計測する車体１の方位（ヨー角変化量）とから、精度の高い車体１の現在方位を算出することが可能になる。

しかしながら、慣性計測装置５Ｅは低速時に計測精度の維持が難しくなることから、この点を考慮して、前後のＧＮＳＳ受信機５Ｃ，５Ｄのいずれか一方の測位精度が低下した場合は、測位モジュール５Ｆが車体１の現在位置を判定し、車体１の位置が設定速度の速い作業経路Ｐｗ上又は移動経路Ｐｍにおける旋回経路Ｐｍｔ以外の経路上であれば、測位モジュール５Ｆが自動走行制御の継続を許可し、車体１の現在位置が設定速度の低い旋回経路Ｐｍｔ上であれば、測位モジュール５Ｆが自動走行制御を中断させるようにしている。

つまり、前後のＧＮＳＳ受信機５Ｃ，５Ｄのいずれか一方の測位精度が低下した場合であっても、車体１の現在位置が作業経路Ｐｗ上又は移動経路Ｐｍにおける旋回経路Ｐｍｔ以外の経路上であれば、慣性計測装置５Ｅの計測精度が高くなることから、自動走行制御部４０による自動走行制御が継続されることになる。その結果、自動走行制御部４０は、測位モジュール５Ｆが算出した精度の高い車体１の現在方位などに基づいて作業車両Ｖを目標経路Ｐに従って自動走行させることができる。

これに対し、車体１の現在位置が旋回経路Ｐｍｔ上であれば、慣性計測装置５Ｅの計測精度が低くなることから、自動走行制御部４０による自動走行制御が中断されることになる。又、慣性計測装置５Ｅは、計測時間が長くなるほど蓄積される計測誤差が大きくなることから、車体１の現在位置が作業経路Ｐｗ上又は移動経路Ｐｍにおける旋回経路Ｐｍｔ以外の経路上であっても、前後のＧＮＳＳ受信機５Ｃ，５Ｄのいずれか一方が低精度測位状態になってからの時間が前述した第２規定時間を超えた場合には、測位モジュール５Ｆが自動走行制御を中断させるようにしている。その結果、自動走行制御部４０が、慣性計測装置５Ｅの計測精度が低い場合に測位モジュール５Ｆが算出した精度の低い車体１の現在方位などに基づいて作業車両Ｖを自動走行させることに起因して、作業車両Ｖが目標経路Ｐから逸脱する虞を回避することができる。

更に、この作業車両Ｖにおいては、前後双方のＧＮＳＳ受信機５Ｃ，５Ｄが高精度測位状態でない場合は、測位モジュール５Ｆが自動走行制御を中断させるようにしている。これにより、自動走行制御部４０が、前後双方のＧＮＳＳ受信機５Ｃ，５Ｄが高精度測位状態でない場合に測位モジュール５Ｆが算出した精度の低い車体１の現在方位などに基づいて作業車両Ｖを自動走行させることに起因して、作業車両Ｖが目標経路Ｐから逸脱する虞を回避することができる。

又、この作業車両Ｖにおいては、前後のＧＮＳＳ受信機５Ｃ，５Ｄのいずれか一方の測位精度が低下した場合は、測位モジュール５Ｆが、高精度測位状態のＧＮＳＳ受信機５Ｃ，５Ｄが測定するアンテナ位置を基準にして車体１の現在位置を算出することから、前後のＧＮＳＳ受信機５Ｃ，５Ｄのいずれか一方の測位精度が低下した場合であっても、車体１の現在位置を高い精度で算出することができる。その結果、自動走行制御部４０は、測位モジュール５Ｆが算出した精度の高い車体１の現在位置などに基づいて作業車両Ｖを目標経路Ｐに従って自動走行させることができる。

尚、測位モジュール５Ｆが算出する車体１の現在位置は、種々の設定が可能であり、例えば、車体１の上端における左右中心上の前端位置、車体１の上端における左右中心上の後端位置、車体１の上端における左右中心上の前後中間位置、車体１の中心位置、車体１の重心位置、又は、スピン旋回状態での旋回中心位置、などに設定することが考えられる。

図３～４、図８、図１８に示すように、車体フレーム１０の前クロスメンバ２１には、前アンテナユニット１５を支持する平面視Ｕ字状の支持部材５０が取り付けられている。図４、図１８に示すように、支持部材５０には、側面視の形状が下向きＬ字状に形成された左右の支持プレート５１が含まれている。図１８に示すように、各支持プレート５１は、それらの上端部において車体前後方向に延びる長孔５１Ａが形成されている。各支持プレート５１には、それらの長孔５１Ａを利用して、前アンテナユニット１５の底部に備えられた左右のブラケット５２が、前後一対のボルト５３などを介して連結されている。
この構成により、前アンテナユニット１５は、前側のボルト５３などによる各支持プレート５１との連結を解除した後、後側のボルト５３などによる各支持プレート５１との連結を緩めることで、図１８に実線で示す車体上方の使用位置から図１８に二点鎖線で示す車体前方の格納位置に位置変更することができる。

図３、図５～８に示すように、車体フレーム１０の後クロスメンバ２２には、後アンテナユニット１６を支持する平面視Ｕ字状の支持部材５４が取り付けられている。図５～７に示すように、支持部材５４には、側面視の形状が下向きＬ字状に形成された左右の支持プレート５５が含まれている。各支持プレート５５は、それらの上端部に車体前後方向に延びる長孔５５Ａが形成されている。各支持プレート５５には、それらの長孔５５Ａを利用して、後アンテナユニット１６の底部に備えられた左右のブラケット（図示せず）が、前後一対のボルト５６などを介して連結されている。
この構成により、後アンテナユニット１６は、後側のボルト５６などによる各支持プレート５５との連結を解除した後、後側のボルト５６などによる各支持プレート５５との連結を緩めることで、車体上方の使用位置から車体後方の格納位置に位置変更することができる。

図３～４、図８、図１８に示すように、左右の支持プレート５１は、それらの前下部に左右の支持金具５７を介して左右の前照灯５８が取り付けられている。左右の支持金具５７は、上下方向への角度調節が可能な状態で左右の支持プレート５１にボルト連結されている。左右の前照灯５８は、左右方向への揺動変位が可能な状態で左右の支持金具５７にボルト連結されている。
この構成により、左右の前照灯５８は、それらの照明方向を上下方向と左右方向とに調整することができる。又、図１８に示すように、前アンテナユニット１５を図１８に実線で示す使用位置から図１８に二点鎖線で示す格納位置に位置変更させる場合には、左右の前照灯５８を、前向きの使用位置から横外向きの退避位置に位置変更しておくことにより、前アンテナユニット１５と左右の前照灯５８との干渉を回避することができる。

図３～６、図８、図１８に示すように、支持部材５０の左側部には、前述した表示灯１７が着脱可能に取り付けられるブラケット５９が連結されている。

上記の構成により、この作業車両Ｖにおいては、各アンテナユニット１５，１６の位置を使用位置から格納位置に変更し、表示灯１７をブラケット５９から取り外すことで、作業車両Ｖを納屋などに格納する場合や搬送車などで搬送する場合に、各アンテナユニット１５，１６及び表示灯１７が他物に接触して破損する不都合の発生を抑制することができる。

図３、図５～８に示すように、左右の支持プレート５５には、停止ランプとバックランプとを有する左右のコンビネーションランプ６０が取り付けられている。左右のコンビネーションランプ６０は、前述した後アンテナユニット１６の位置変更に支障を来たさない位置に配置されている。

図３～４、図６、図８に示すように、車体１の左側において、表示灯１７を支持するブラケット５９には、バッテリ１３から各制御部４０～４３などの各電装品への給電を断続する電源スイッチ６１が取り付けられている。左側の支持プレート２７には、ユーザの立ち乗りを可能にするステップ６２が取り付けられている。左カバー体１８は、その前後中間部に位置する上部カバー１８Ａ（図３参照）が上下方向に開閉揺動可能に備えられている。そして、車体１の左側内部には、上部カバー１８Ａを開位置に保持した場合に手動操作が可能になる十字揺動式の操縦レバー６３が備えられている。操縦レバー６３は、その操作方向及び操作量を検出するセンサユニット（図示せず）などを介して自動走行制御部４０に接続されている。自動走行制御部４０は、センサユニットから送信される操縦レバー６３の操作方向及び操作量に応じて、車体１の走行状態の切り換えをＨＳＴ制御部４２に送信する。ＨＳＴ制御部４２は、自動走行制御部４０から送信された走行状態の切り換えに応じて各ＨＳＴ３０の作動を制御する。

つまり、この作業車両Ｖにおいては、ユーザがステップ６２に立ち乗りすることにより、電源スイッチ６１の操作を容易に行うことができる。又、上部カバー１８Ａを開位置に保持した状態で、ユーザがステップ６２に立ち乗りすることにより、操縦レバー６３を利用した手動による移動走行が可能になっている。

〔別実施形態〕
本発明の別実施形態について説明する。
尚、以下に説明する各別実施形態の構成は、それぞれ単独で適用することに限らず、他の別実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。

（１）作業車両Ｖは、例えば、エンジン１２及び一対のＨＳＴ３０の代わりに、左右のクローラ１１を独立駆動する左右の電動モータを備える電動仕様に構成されていてもよい。

（２）作業車両Ｖは、図１９～２１に示すように、車体フレーム１０に対して、左右のクローラ１１のいずれか一方又は双方が昇降駆動ユニット７０を介して昇降可能に連結されていてもよい。

昇降駆動ユニット７０の構成について詳述すると、図１９～２１に示すように、昇降駆動ユニット７０は、車体１の前後方向に延びる支持部材７１を有している。支持部材７１は、車体フレーム１０の下部に固定されている。支持部材７１は、前後方向視の形状がクローラ１１を跨ぐ門型に形成されている。支持部材７１の前端部には、左右の第１支軸７２を介して上下揺動可能に支持された左右の第１スイングアーム７３が備えられている。支持部材７１の後端部には、左右の第２支軸７４を介して上下揺動可能に支持された左右の第２スイングアーム７５が備えられている。各第１スイングアーム７３の遊端部は、トラックフレーム２０Ａの前部側から横外方に延びる左右の第３支軸７６に相対回転可能に嵌合している。各第２スイングアーム７５の遊端部は、トラックフレーム２０Ａの後端部から横外方に延びる左右の第４支軸７７に相対回転可能に嵌合している。これにより、トラックフレーム２０Ａと支持部材７１と左右の第１スイングアーム７３と左右の第２スイングアーム７５とが、車体フレーム１０に対するクローラ１１の平行移動を許容する平行リンクとして機能する。左右の第２スイングアーム７５には、それらの揺動支点部から上方に延びる操作アーム７５Ａが一体形成されている。左右の操作アーム７５Ａは、それらの遊端部が左右に延びる第５支軸７８を介して連結されている。そして、この第５支軸７８と、支持部材７１の上部に備えられた左右に延びる第６支軸７９とに、各第２スイングアーム７５の操作アーム７５Ａを車体前後方向に揺動操作する昇降シリンダ８０が架設されている。昇降シリンダ８０は、支持部材７１の左右幅内に配置されている。昇降シリンダ８０には、電磁弁（図示せず）の作動で油圧制御される油圧シリンダ、又は、電動シリンダなどを採用することができる。

この構成によると、路面が傾斜している農園などの作業地において、作業車両Ｖが目標経路Ｐに沿って等高線走行を行う場合には、路面の傾斜に応じて、車体フレーム１０に対する左右のクローラ１１の高さ位置を変更することができ、路面の傾斜にかかわらず作業車両Ｖの姿勢を垂直姿勢に維持することが可能になる。これにより、各ＧＮＳＳアンテナ５Ａ，５Ｂの受信感度を高めるために各ＧＮＳＳアンテナ５Ａ，５Ｂが車体１の最上部に配置されていても、等高線走行に起因した目標経路Ｐに対する各アンテナ位置の車体左右方向での位置ずれを防止することができる。その結果、路面が傾斜している作業地での等高線走行においても、作業車両Ｖを目標経路Ｐに従って精度よく自動走行させることができる。

又、門型の作業車両Ｖが、複数列に並べて植えられた樹木を跨いだ状態で走行しながら作業を行う場合には、車体１に対する樹木の左右傾斜に応じて、車体フレーム１０に対する左右のクローラ１１の高さ位置を変更することができ、作業車両Ｖのロール姿勢を樹木の左右傾斜に応じた任意の姿勢に変更することが可能になる。その結果、作業車両Ｖが、複数列に並べて植えられた樹木を跨いだ状態で走行しながら作業を行う場合に、作業車両Ｖが樹木に接触する不都合の発生を抑制することができる。

尚、昇降駆動ユニット７０の作動による左右のクローラ１１の高さ変更は、携帯通信端末３の表示デバイス３Ａに対するユーザのタッチ操作に基づく自動走行制御部４０の制御作動で行われるようにしてもよく、又、障害物検出システム６からの検出情報に基づく自動走行制御部４０の制御作動で自動的に行われるようにしてもよい。

（３）作業車両Ｖは、左右のクローラ１１の左右間隔とともに車体１の左右幅が変更可能に構成されていてもよい。

（４）測位ユニット５には、３つ以上の測位アンテナ５Ａ，５Ｂと測位部５Ｃ，５Ｄとが含まれていてもよい。
この場合、測位状態判定部（測位モジュール）５Ｆが、各測位部５Ｃ，５Ｄの測位状態などに応じて使用する測位部５Ｃ，５Ｄを選択するように構成してもよい。

（５）測位ユニット５には、複数の慣性計測装置５Ｅが含まれていてもよい。

（６）測位ユニット５は、測位モジュール５Ｆが算出部及び測位状態判定部として機能する構成に代えて、算出部と測位状態判定部とを個別に有する構成であってもよい。

１ 車体
５ 測位ユニット
５Ａ 前ＧＮＳＳアンテナ（測位アンテナ）
５Ｂ 後ＧＮＳＳアンテナ（測位アンテナ）
５Ｃ ＧＮＳＳ受信機（測位部）
５Ｄ ＧＮＳＳ受信機（測位部）
５Ｅ 慣性計測装置
５Ｆ 測位モジュール（算出部、測位状態判定部）
４０ 自動走行制御部
Ｐ 目標経路
Ｐｗ 作業経路
Ｐｍｔ 旋回経路

Claims (4)

1. 衛星測位システムを利用して車体の現在位置及び現在方位を測定する測位ユニットと、前記測位ユニットからの測位情報に基づいて前記車体を目標経路に従って自動走行させる自動走行制御を実行する自動走行制御部とを有し、
   前記測位ユニットには、前記車体の異なる位置に設置された複数の測位アンテナと、前記測位アンテナの位置を測定する複数の測位部と、前記測位部からの測位情報に基づいて前記車体の現在位置及び現在方位を算出する算出部と、前記測位部の測位状態が高精度測位状態か否かを判定する測位状態判定部とが含まれており、
   前記測位状態判定部は、少なくとも２つの前記測位部が高精度測位状態である場合に前記自動走行制御の開始を許可する作業車両。
2. 前記測位ユニットには、前記車体の方位を計測する慣性計測装置が含まれており、
   前記測位状態判定部は、前記自動走行制御の実行中においては、高精度測位状態の前記測位部が減少しても、いずれか一つの前記測位部が高精度測位状態であれば前記自動走行制御の継続を可能にする請求項１に記載の作業車両。
3. 前記目標経路には、車速が所定の作業速度に設定された作業経路と、車速が前記作業速度よりも低い旋回速度に設定された旋回経路とが含まれており、
   前記測位状態判定部は、いずれか一つの前記測位部が高精度測位状態である場合は、前記車体の現在位置が前記作業経路上あれば前記自動走行制御の継続を許可し、前記車体の現在位置が前記旋回経路上であれば前記自動走行制御を中断させる請求項２に記載の作業車両用。
4. 前記複数の測位アンテナは、前記車体における前後２箇所の位置に所定間隔を置いて配置された前後一対の測位アンテナである請求項１～３のいずれか一項に記載の作業車両。

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