JP7280153B2 - 作業車両 - Google Patents

Description

本発明は、作業経路に沿って走行するように操向操作を制御する自動操舵制御が実行可能な制御部を備えた作業車両に関する。

走行機体と、測位衛星から前記走行機体の位置情報を取得する受信ユニットと、該走行機体の操向操作を行う操舵ユニットと、該走行機体から圃場端側の畦までの距離を検出する距離センサと、予め取得された圃場の外形を示す圃場データや、作業走行を行う圃場の外周を走行することによって取得された前記圃場データに基づいて、圃場面の内周側を作業走行する内周経路と、該内周経路を囲うように外周側を走行する外周経路とから構成される作業経路を演算するとともに、該作業経路に沿って自動走行するように前記操舵ユニットを制御する自動操舵制御が実行可能に構成された制御部とを備え、前記自動操舵制御は、前記内周経路に沿って走行機体を作業走行させる内周モードと、前記外周経路に沿って走行機体を作業走行させる外周モードとに切換可能に構成された特許文献１に記載の作業車両が従来公知である。

上記文献の作業車両は、前記自動操舵制御によって前記走行機体が予め演算・設定された作業経路上を作業走行するように前記操舵ユニットを制御するにあたり、前記圃場内の畦際に障害物があった場合や、前記受信ユニットによって取得される走行機体の位置情報や前記圃場データの精度が不足していた場合に、前記走行機体が畦や障害物に接触してしまう場合が有り得るという課題があった。

特開２０１８－１１７５５８号公報

本発明は、予め演算・設定された作業経路に沿って作業走行するように前記操舵ユニットを制御する自動操舵制御が実行可能な制御部を備えた作業車両において、より簡易な制御によって自動操舵制御の実行時に前記走行機体が畦際に衝突する事態を回避できる作業車両を提供することを課題としている。

上記課題を解決するため、本発明は、第１に、走行機体及び該走行機体の後部に連結された作業機を含む作業車両であって、前記走行機体と、前記作業機と、測位衛星から前記走行機体の位置情報を取得する受信ユニットと、該走行機体の操向操作を行う操舵ユニットと、前記作業車両から圃場端側の畦までの距離を検出する距離センサと、予め取得された圃場の外形を示す圃場データや、作業走行を行う圃場の外周を走行することによって取得された前記圃場データに基づいて、圃場面の内周側を作業走行する内周経路と、該内周経路を囲うように外周側を走行する外周経路とから構成される作業経路を演算するとともに、該作業経路に沿って自動走行するように前記操舵ユニットを制御する自動操舵制御が実行可能に構成された制御部とを備え、前記自動操舵制御は、前記内周経路に沿って走行機体を作業走行させる内周モードと、前記外周経路に沿って走行機体を作業走行させる外周モードとに切換可能に構成され、前記制御部は、前記外周モード時に、前記距離センサによって検出される前記走行機体と畦側との距離が、予め設定された所定の衝突回避距離以上を保持するように前記操舵ユニットを制御する衝突回避制御が実行されるように構成されたことを特徴としている。

第２に、前記衝突回避制御は、不測の事態に起因して前記距離センサにより検出される距離が前記衝突回避距離以下となった場合には、前記走行機体を停止させるように構成されたことを特徴としている。

第３に、前記衝突回避制御は、前記外周モードによって前記走行機体が圃場の最外周経路を走行している場合にのみ実行されるように構成されたことを特徴としている。

第４に、前記制御部は、前記内周モード時に前記走行機体の旋回走行が検出された場合には、前記衝突回避制御が実行されるように構成されたことを特徴としている。

第５に、前記距離センサは、前記作業車両の周縁から畦までの距離を検出できるように、走行機体の前端側と、該走行機体の後部に連結された作業機の左右端側と、該作業機の後端側との少なくとも４カ所に設けられ、前記衝突回避制御は、前記圃場データと前記受信ユニットとから取得された情報に基づいて、畦際から最も近接する位置に配置された前記距離センサの検出結果を用いるように構成されたことを特徴としている。

第６に、オペレータに走行機体の制御状況を報知する情報端末を設け、前記制御部は、前記衝突回避制御によって前記走行機体が停止した場合に、前記情報端末を介してオペレータに前記走行機体の状況と、前記走行機体の作業走行を再開するために必要な手段を報知することができるように構成されたことを特徴としている。

前記制御部は、前記走行機体と畦との間が所定の前記衝突回避距離以下とならないように前記操舵ユニットを制御する衝突回避制御が実行されるように構成したことにより、前記受信ユニットや圃場データの精度不足等によって走行機体が畦側に必要以上に近くなった場合でも、前記走行機体と畦との距離が衝突回避距離より近くなることを効率的に予防することができる。また、該衝突回避制御は、前記走行機体が畦等の障害物と接触し易い前記外周モード時に切換えられた場合に実行されるように構成したことによって、より簡易な制御内容によって、走行機体が畦側に接触することを防止することができる。

また、前記衝突回避制御は、前記距離センサによって前記走行機体と畦際との間の距離が前記衝突回避距離以下となったことが検出された場合には、前記走行機体を停止させるように構成されたものによれば、不測の事態によって走行機体と畦又は障害物との距離が衝突回避距離以下となった場合であっても、走行機体が畦や障害物等と衝突する事態をより確実に防止することができる。

また、前記衝突回避制御は、前記外周モードによって前記走行機体が圃場の最外周経路を走行している場合にのみ実行されるように構成されたものによれば、必要な状況でのみ前記衝突回避制御が実行されるため、前記制御部に掛かる負担がより軽くなるように構成することができる。

また、前記制御部は、前記内周モード時に前記走行機体の旋回走行が検出された場合には、前記衝突回避制御が実行されるように構成されたものによれば、前記衝突回避制御を内周モード時において走行機体が障害物等と衝突する可能が比較的高い旋回時にも実行することによって、安全性がより向上する。

また、前記距離センサは、前記作業車両の周縁から畦までの距離を検出できるように、走行機体の前端側と、該走行機体の後部に連結された作業機の左右端側と、該作業機の後端側との少なくとも４カ所に設けられ、前記衝突回避制御は、前記圃場データと前記受信ユニットとから取得された情報に基づいて、畦際から最も近接する位置に配置された前記距離センサの検出結果を用いるように構成されたものによれば、複数配置された前記距離センサのうち、前記衝突回避制御に用いる距離センサのみが利用されるため、制御部に掛かる負荷をより軽く構成することができる。

なお、オペレータに走行機体の制御状況を報知する情報端末を設け、前記制御部は、前記衝突回避制御によって前記走行機体が停止した場合に、前記情報端末を介してオペレータに前記走行機体の状況と、前記走行機体の作業走行を再開するために必要な手段を報知することができるように構成されたものによれば、前記自動操舵制御による作業走行時に、前記衝突回避制御によって前記走行機体が停止した場合、走行機体が停止した理由と、作業走行を再開するために必要な操作とをスムーズにオペレータに報知することができるため、作業走行をよりスムーズに再開することができる。

本発明を適用した乗用田植機の全体側面図である。 本発明を適用した乗用田植機の全体平面図である。 （Ａ）は、操舵ユニットの設置状態を示した要部斜視図であり、（Ｂ）は、操作パネルを示した図である。 圃場データを取得するための外周走行を示した図である。 自動操舵制御により演算される作業経路を示したモデル図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、作業経路の予備幅と衝突回避距離とを示した図である。 （Ａ）乃至（Ｃ）は、タブレット端末の表示パターンを示した図である。 （Ｄ）及び（Ｅ）は、タブレット端末の表示パターンを示した図である。 制御部のブロック図である。 自動操舵制御を示したフロー図である。 衝突回避制御を示したフロー図である。 衝突回避制御の別実施例を示したフロー図である。

図１及び図２は、本発明を適用した乗用田植機の全体側面図及び全体平面図である。本乗用田植機は、前輪１，１及び後輪２，２を備えた走行機体３と、該走行機体３の後部に昇降リンク４を介して昇降自在に連結された植付作業機６と、該植付作業機６と後輪２との間に配置された整地作業機７とを備えている。

前記走行機体３は、前側に配置されたボンネット８と、該ボンネット８の後方に配置されてオペレータが操向操作を行う操縦部９とを備えている。また、該走行機体３の前部側には、測位衛星から前記走行機体３の位置情報を取得（受信）することができるＧＮＳＳユニット（ＧＰＳユニット、受信ユニット）１１が設けられている（図１及び図２参照）（図１及び図２参照）。

前記操縦部９は、オペレータが着座する座席１２と、該座席１２の前方に配置されたステアリングハンドル１３と、該ステアリングハンドル１３の左右一方（図示する例では左）側に配置された主変速レバー１４と、該ステアリングハンドル１３の左右他方（図示する例では右）側に配置された副変速レバー１６と、該副変速レバー１６と並べて配置されてエンジンの回転数を操作するコントロールレバー１７と、床面を形成するフロアステップ１８とが設けられている。

該ステアリングハンドル１３に連結されたステアリング軸（又はピットマンアーム）側には、回転位置を検出することによってステアリングハンドル１３の操作位置を検出するポテンショメータ等のセンサからなる操作位置検出センサ（操舵角センサ）２０と、該ステアリングハンドル１３の真下側に取付けられて該ステアリング軸を介してステアリングハンドル１３を自動的に操作可能な操舵ユニット２１とが設けられている。詳しくは後述する。

上記主変速レバー１４は、前後揺動操作されることによって走行変速を操作できるとともに、該主変速レバー１４上端の把持部内側には、前記植付作業機６の昇降作動を操作する上昇スイッチと、下降スイッチ（図示しない）とが上下に並べて配置されている。

上記副変速レバー１６は、前後揺動操作されることにより、走行機体を圃場面等での作業走行に適した低速状態（作業状態）と、路上走行に適した高速状態（路上状態）とに切換えることができるように構成されており、各状態に応じて前記主変速レバー１４によって変速操作可能な速度域が切換えられる。

前記ＧＮＳＳユニット１１は、前記操縦部９のボンネット８を左右方向に跨ぐように設けられた門型のフレーム部材２２と、該フレーム部材２２の上辺側に左右一対設けられた受信アンテナ（ＧＮＳＳアンテナ）である受信装置２３，２３とを備えており、該受信装置２３はコントロールエリアネットワーク（ＣＡＮ）等を介して、後述する制御部５０に接続され、該受信装置２３によって取得された衛星測位システムによる位置情報、方位情報等を該制御部５０に入力することができるように構成されている。

該受信装置２３，２３は、前記フレーム部材２２によって走行機体３のボンネット８上方側に配置されたことにより、衛星からの位置情報が取得し易くなる。また、該受信装置２３，２３は、左右方向のフレーム部材２２上に左右一対設けられており、左右一方側の受信装置２３によって走行機体３の基準位置情報を取得し、左右他方側の受信装置２３によって走行機体の方位情報を取得することができるように構成されている。

さらに、該ＧＮＳＳユニット１１は、作業する圃場から所定の範囲内に設置されたＲＴＫ基地局３０の位置情報と、該ＲＴＫ基地局３０までの距離情報を取得できるように構成され、該ＲＴＫ基地局３０から取得された情報に基づいて前記受信装置２３によって取得された走行機体３の位置情報を補正することによって、より高精度な走行機体３の位置情報を取得することができるように構成されている（図４等参照）。

前記植付作業機６は、左右方向に延設されて主フレームをなす横フレームと、該横フレームの真後側近傍から前方に向かって上方傾斜されて背面側に苗が載置される苗載台２７と、該苗載台２７の下端側からマット苗を掻取って圃場に植付ける植付部２８と、前記苗載台２７の下方に配置されて圃場面に接地される前後方向のフロート２９とを備え、昇降シリンダによって走行機体３の後部側に昇降作動可能に設けられている。

左右方向に複数並べた配置された上記フロート２９のうち、中央に配置されたセンターフロート２９Ａは、圃場面からの土圧を感知する感知体として機能する。これにより、該センターフロート２９Ａが圃場面と接地した圃場の状態（土圧）に応じて、前記植付作業機６の昇降位置（植付作業する植付高さ）を制御することができる。

次に、図３に基づき、前記操舵ユニットの構成について説明する。図３（Ａ）は、操舵ユニットの設置状態を示した要部斜視図であり、図３（Ｂ）は、操作パネルを示した図である。

前記操舵ユニット２１は、前記ステアリング軸を回動駆動させるギヤ機構（図示しない）と、該ギヤ機構側に噛合う出力ギヤを有するアクチュエータであるステアリングモータ３１と、前記自動操舵制御の実行を操作する操作パネル３２と、前記自動操舵制御の実行状況をオペレータに報知する報知ブザー３３と、報知ランプ等からなる報知表示部３４と、前記制御部５０とを備え、前記ステアリング軸側に着脱可能に取付けられるように構成されている。

上記操作パネル３２は、左右方向のパネル状に形成されて前記ステアリングハンドル１３の真下側に配置されており、左右一方（図示する例では左）側には、前記制御部５０による自動操舵制御の実行・停止（ＯＮ・ＯＦＦ）を操作する自動操舵スイッチ３６と、作業走行を行う圃場の外形を示す圃場データの読込みを行う圃場登録スイッチ３７と、圃場の外周を走行することによって前記圃場データを取得する外周走行スイッチ３８とが左右に並べて配置されている。なお、各スイッチの近傍（図示する例では上側）には、各スイッチ操作具のＯＮ・ＯＦＦ状態を報知する報知ランプ３６Ａ，３７Ａ，３８Ａが設けられている（図３（Ｂ）参照）。

また、該操作パネル３２の左右他方（図示する例では右）側には、複数の報知ランプからなる報知表示部３４が設けられており、前記自動操舵制御が実行中の前記走行機体の状況をオペレータに報知できるように構成されている。

図示する例では、該報知ランプとして、前記自動操舵制御によって前記作業経路が演算・設定が完了したことを報知する経路生成ランプ３４Ａと、前記自動操舵制御によって前記操舵ユニット２１を介した操向制御が実行可能な状態であることを報知する自動操舵ランプ３４Ｂと、前記自動操舵制御の実行中において前記走行機体３が作業経路上を走行していることを報知する目標ライン走行ランプ３４Ｃと、前記自動操作制御において前記走行機体３と畦との距離が所定の衝突回避距離以上となっていることを報知する畦距離ランプ３４Ｄと、前記走行機体３が作業経路の内、圃場の内側を走行する内周経路と圃場の外側を走行する外周経路の何れを走行しているかを報知する内外周報知ランプ３４Ｅとが設けられている（図３（Ｂ）参照）。

上記制御部５０は、前記ＧＮＳＳユニット１１が接続されることにより前記受信装置２３により受信された走行機体３の位置情報が入力される他、該ＧＮＳＳユニット１１を介して無線通信（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ｗｉｆｉ等）を介してタブレット端末等の情報端末２５が接続可能に構成されている。該タブレット端末にはナビゲーションソフトがインストールされており、走行機体３の位置情報、圃場データ、前記作業経路のデータの入出力や、上記データの他、走行機体３の車幅等の各種情報の入力作業等を容易に行うことができる。ちなみに、該情報端末２５は、例えば前記操舵ユニット２１側に設けたＵＳＢソケットを介して、前記制御部５０側に有線接続されるように構成しても良い。

上述の構成によれば、上記制御部５０は、前記ＧＮＳＳユニット１１から取得（入力）された前記走行機体３の位置情報と、前記タブレット端末２５等を介して予め取得された、或いは圃場面の外周側を走行することによって取得された圃場の外形を示す圃場データとに基づいて、圃場面上を作業走行する前記走行機体３の走行経路（作業経路）を予め演算・設定するとともに、前記走行機体３が作業経路上を作業走行するように前記操舵ユニット２１を介して前記ステアリングハンドル１３の操向操作を制御する自動操舵制御が実行可能に構成されている。

また、該制御部５０は、該自動操舵制御の実行中に、前記走行機体が圃場外周側の畦や障害物等に接触することを防止する衝突回避制御が実行可能に構成されている。以下、前記自動操舵制御と、衝突回避制御の具体的な制御内容について説明する。

次に、図４乃至９に基づいて、前記制御部による上述の自動操舵制御と、衝突回避制御について説明する。図４は、圃場データを取得するための外周走行を示した図である。図５は、自動操舵制御により演算される作業経路を示したモデル図である。図６（Ａ）及び（Ｂ）は、作業経路の予備幅と衝突回避距離とを示した図である。図７（Ａ）乃至（Ｃ）及び、図８（Ｄ）及び（Ｅ）は、タブレット端末の表示パターンを示した図である。

前記制御部５０による自動操舵制御は、まず、前記ＧＮＳＳユニット１１を介して前記走行機体３の位置情報を取得しながら作業走行を行う圃場の外周を囲うように走行することによって、圃場の外形形状を示す圃場データを取得することができるように構成されている（図４参照）。

このとき、前記タブレット端末２５は、取得された圃場データを出力できるように構成されており（図７（Ａ）参照）、オペレータが作業状況（圃場データの取得状況）を確認することができるように構成されている。また、該タブレット端末２５は、取得された圃場データをリアルタイムで出力できるようにしても良い。ちなみに、作業走行を行う圃場の圃場データを予め有している場合には、上記外周走行を行うことなく、前記タブレット端末２５等を介して前記制御部５０に入力することもできる。

また、前記自動操舵制御は、前記制御部５０に入力された圃場データと、走行機体３や該走行機体３に連結される作業機の左右幅、旋回時の内輪差等の情報に基づいて、圃場面上を隈なく作業走行するための作業経路を演算することができるように構成されている。

該制御部５０によって演算される作業経路は、直進走行と折返すように旋回（Ｕターン）する旋回走行とを繰り返すことによって圃場の内周面側を隈なく走行する内周経路と、該内周経路の外周を囲うように走行する外周経路とから構成されており、圃場の出入口と、内周経路の作業開始地点Ａと、外周経路の作業開始地点Ｂ，Ｃの情報も含まれている（図５等参照）。

このとき、前記外周経路のうち、圃場の最も外側を作業走行する最外周経路は、走行機体がこの最外周経路上を作業走行した際に作業機の外側端部が通過する位置（作業最外周線Ｌ）と、圃場端の畦との間に予め定めた所定の予備幅Ｄｔが形成されるように設定（演算）されている（図６（Ａ）及び（Ｂ）等参照）。これにより、前記自動操舵制御によって最外周経路上を作業走行する際に、走行機体３（に連結された作業機）が畦側に接触することをより確実に防止することができる。

このとき、前記タブレット端末２５は、前記圃場データ上に前記制御部５０によって演算された作業経路を表示するとともに、作業経路上を作業走行する順番（内周経路→外周経路）をオペレータに示すことができる（図５及び図７（Ｂ）参照）。

これらにより、前記自動操舵制御は、前記圃場データと、前記作業経路のデータと、前記ＧＮＳＳユニット１１により取得される走行機体３の位置情報とに基づいて、前記操舵ユニット２１によるステアリング操作を制御することによって、前記走行機体３を作業経路上に沿って作業走行させることができるように構成されている。

このとき、前記タブレット端末２５は、前記走行機体３が対象の圃場面（作業経路）上のどの位置にいるかをリアルタイムで示すことができるとともに、前記自動操舵制御に基づく作業走行を実行中である場合には、前記走行機体３の作業状況（ステータス表示）等を表示することができる。具体的には、前記ステータス表示として、自動操舵スイッチのＯＮ・ＯＦＦ、走行機体３が作業経路（目標ライン）上に乗っているか否か、前記走行機体３と畦との距離が所定以上保たれているか否かについての情報をオペレータに報知することができる（図７（Ｂ），（Ｃ）及び図８（Ｄ）等参照）。

以下、上述の自動操舵制御による作業走行と、タブレット端末２５によるオペレータへの報知情報とについて具体的に説明すると、図示する例では、まず、前記操舵ユニット２１によって前記走行機体３を内周経路の始端である作業開始地点Ａまで移動させ、この際に、前記情報端末に「作業開始点へ移動中」とアナウンスする（図７（Ｂ）参照）。

次に、前記操舵ユニット２１を制御することによって前記走行機体３を作業開始位置Ａから内周経路に沿って直進走行とＵターン旋回を繰返すことにより作業走行を行う（以下、内周モード）。この際、前記情報端末に「内周作業走行中」とアナウンスする（図７（Ｃ）参照）。

次に、同様に前記操舵ユニット２１を制御することにより、走行機体３を外周経路のうち最外周経路の作業開始位置Ｂに移動させる。この際、前記タブレット端末２５に「作業再開地点へ移動中」とアナウンスしても良い。

次に、前記操舵ユニット２１を制御することによって前記走行機体３を作業開始位置Ｂから最外周経路に沿って（圃場の外形に沿った環状に）作業走行させる（以下、外周モード）。この際、前記タブレット端末２５に「外周作業走行中」とアナウンスする（図８（Ｄ）参照）。

次に、同様に前記操舵ユニット２１を制御することにより、最外周経路の内側である作業開始位置Ｃに移動させる。この際、前記情報端末に「作業再開地点へ移動中」とアナウンスしても良い。

次に、前記操舵ユニットを制御することによって前記走行機体を作業開始位置Ｃから外周経路に沿って作業走行させる（外周モード）。終了後、走行機体３を圃場の出入口へと案内し、前記自動操舵制御による操舵ユニットの制御を終了する。この際、前記タブレット端末２５に「外周作業走行中」とアナウンスする（図８（Ｄ）参照）。これにより、上述の自動操舵制御によって対象の圃場面上全体に作業走行することができる。

ちなみに、前記自動操舵制御では、前記内周モードによって、走行機体３による内周経路上の作業走行が終了した後、前記外周モードに切換えて外周経路の作業走行（作業開始地点Ｂへの移動）を開始するにあたり、内周モードから外周モードへの切換えは前記制御部５０が自動的に切換える構成の他、モード切換操作具（図示しない）によってオペレータが手動で切換えるように構成しても良い。

なお、上述の自動操舵制御では、前記操舵ユニット２１を介して、前記ステアリングハンドル１３によるステアリング操作を制御することにより、走行機体を作業経路上に沿って作業走行させるものであるが、前記主変速レバー１４等による前後進操作も同時に制御するように構成しても良い。

前記制御部５０による衝突回避制御は、前記自動操舵制御によって、前記走行機体３が最外周経路を作業走行している最中に、最も畦側に近接している走行機体３（作業機）の左右端側と畦との間の距離が、予め定めた所定の衝突回避距離Ｄｓ未満となったことが検出された場合には、走行機体による作業走行を停止するとともに、前記自動操舵制御による操舵ユニットの制御を規制するように構成されている。ちなみに、前記衝突回避距離Ｄｓは、前記作業経路を演算する際に設定された前記予備幅Ｄｔよりも狭く（短く）設定されている（図６等参照）。

また、前記制御部５０は、前記衝突回避制御によって、前記走行機体（作業機）と畦との距離が衝突回避距離Ｄｓ未満となったことが検出されたことにより、走行機体の作業走行と、自動操舵制御によるステアリング操作の制御が規制された場合に、衝突回避制御が実行された原因と、この原因を解消して自動操舵制御による作業走行を再開するために必要な操作（復帰操作）を診断する診断手段（制御）が実行可能に構成されている。

このとき、前記タブレット端末２５は、自動操舵制御による作業走行中に前記衝突回避制御が実行されて作業走行の停止・操舵ユニットによるステアリング制御の規制が行われた場合には、衝突回避制御によって作業走行が停止した原因と、前記診断手段により診断された自動操舵制御を再開するための復帰操作と、自動操舵がＯＦＦ（規制）された状態になった旨とを表示することができる（図６及び図８（Ｅ）参照）。

次に、図４乃至１２に基づき、前記制御部について説明する。図９は、制御部のブロック図である。前記制御部５０の出力側には、前記ステアリングモータ３１と、前記報知ブザー３３と、上述の各種報知ランプ等からなる報知表示部３４とが接続されている。

その一方で、前記制御部５０の入力側には、前記圃場登録スイッチ（圃場登録ボタン）３７と、前記自動操舵スイッチ３６と、前記主変速レバー１４と、前記副変速レバー１６と、前記ステアリングハンドルによる操向操作位置を検出する操舵角センサ５１と、前記走行機体３の車速を検出する車速センサ５２と、前記走行機体３の走行距離をカウントするための回転センサ５３と、前記作業車両と畦等の障害物との間の距離を検出する距離センサ５４とが接続されている。

該距離センサ５４は、前記走行機体３及び該走行機体３に連結される植付作業機（作業機）６の周縁側に沿って複数設けられている。図示する例では、該距離センサ５４は、少なくとも走行機体３の前端側と、該走行機体３の後部に連結された植付作業機６の左右端側と、該植付作業機６の後端側の少なくとも４カ所に設けられている（図６等参照）。ちなみに、走行機体３に連結される作業機の左右幅が走行機体３の左右幅よりも短い場合には、前記距離センサ５４が走行機体３の左右端側に配置される。

これにより、該距離センサ５４は、植付作業機（作業機）６が連結された走行機体３から畦までの距離を検出するにあたり、作業車両の周縁側から畦等の障害物に最も近い距離センサ５４の検出値を使用することにより、作業車両から畦までの距離をより正確に検出することができる。

また、該制御部５０の入力側には、ＣＡＮを介して前記ＧＮＳＳユニット１１が接続されており、該ＧＮＳＳユニット１１には、前記走行機体３の位置情報と、方位情報とを取得する前記受信装置２３，２３と、前記ＲＴＫ基地局３０の位置情報と該ＲＴＫ基地局３０までの距離情報とからなる補正信号を受信する補正信号受信装置３５と、前記タブレット端末等の情報端末２５とが接続されている。

これにより、前記制御部５０は、測位衛星から取得された走行機体３の位置情報と、作業走行を行う圃場の圃場データとに基づいて作業走行を行う作業経路を演算し、走行機体が作業経路に沿って作業走行するように前記操舵ユニット（操向操作）を制御する自動操舵制御と、該自動操舵制御の実行時に、前記走行機体が畦等の障害物に接触することをより確実且つ効率的に防止する衝突回避制御とが実行可能に構成されている。

次に、図１０に基づき、前記自動操舵制御のメインフローについて説明する。図１０は、自動操舵制御を示したフロー図である。前記自動操舵制御の処理フローが開始されると、ステップＳ１に進む。ステップＳ１では、作業経路が演算済か否かが確認され、前記制御部５０により作業経路が演算されていなかった場合には、ステップＳ２に進む。

ステップＳ２では、前記外周走行スイッチ３８がＯＮ操作されているか否かが確認され、前記外周走行スイッチ３８のＯＮ状態が検出された場合には、ステップＳ３に進む。

ステップＳ３では、タブレット端末２５のナビゲーションに従って圃場の外周走行を実行することにより、圃場の外形形状を示したデータを取得する。その後、前記制御部５０が取得された圃場の外形に合った作業経路パターンを自動選択し、作業経路を演算する。作業経路が演算された後、前記外周走行スイッチ３８がＯＮからＯＦＦに自動的に切換えられる。その後、前記制御部５０は、前記自動操舵制御によって前記操舵ユニット２１を介した操向制御が実行可能な状態（自動操舵ＯＮ許容状態）であることを報知する前記自動操舵ランプ３４Ｂを点灯させ、ステップＳ４に進む。

ちなみに、ステップＳ２は、前記圃場読込みスイッチ３７がＯＮ操作されたことが検出された場合にはステップＳ３に進み、ステップＳ３では、圃場の外周走行を行う工程に代えて、タブレット端末２５等を介して圃場の外形を示す圃場データの読込みを行う工程によって圃場の外形データを取得するステップとしても良い。

なお、ステップＳ１において、作業経路が演算済みであることが検出された場合には、ステップＳ５に進み、ステップＳ５では、自動操舵ＯＮ許容状態であることを報知する前記自動操舵ランプ３４Ｂを点灯させて、ステップＳ４に進む。

ステップＳ４では、前記自動操舵スイッチ３６がＯＮ操作されているか否かが確認され、自動操舵スイッチ３６のＯＮ状態が検出された場合には、ステップＳ６に進む。ステップＳ６では、前記制御部５０によって走行機体３の現在位置から前記作業経路の作業開始地点Ａまでの経路を演算し、その後、ステップＳ７に進む。

ステップＳ７では、前記操舵ユニット２１を介してステアリング操作を制御することにより、走行機体３を作業開始地点Ａまで誘導し、その後、ステップＳ８に進む。

ステップＳ８では、前記制御部５０は、前記ＧＮＳＳユニット１１により取得される走行機体３の位置情報によって、該走行機体３と前記作業経路（目標ライン）との間の横方向のズレが所定の誤差（Ｄｔｏｌｅ）内に収まった状態で作業走行しているか否かを確認し、走行機体３が作業経路上を所定の誤差内で作業走行できていることが検出された場合には、ステップＳ９に進む。

ステップＳ９では、前記制御部５０は、走行機体３の位置情報と操舵角センサ５１の情報等に基づいて、走行機体３の進行方向と、前記作業経路（目標ライン）の方向とのズレ（角度θ）が所定の誤差（θｔｏｌｅ）内に収まった状態で作業走行しているか否かを確認し、走行機体３の進行方向が所定の誤差内で作業経路上の方向に沿って作業走行していることが検出された場合には、ステップＳ１０に進む。

なお、ステップＳ８及びステップＳ９において、前記走行機体３の走行位置や、進行方向が所定の誤差（Ｄｔｏｌｅ、θｔｏｌｅ）内に収まっていないことが検出された場合には、ステップＳ１１に進む。

ステップＳ１１では、前記制御部５０は、走行機体３と作業経路とのズレ（Ｄｔｏｌｅ、θｔｏｌｅ）を解消するための修正操舵角θＳを演算し、取得された修正操舵角θＳに基づいてステアリング操作を修正するように前記操舵ユニットを制御（前記ステアリングモータ３１を出力）し、その後、ステップＳ１０に進む。

ステップＳ１０では、後述する衝突回避制御のサブルーチンを実行し、ステップＳ１２に進む。衝突回避制御については後述する。

ステップＳ１２では、前記ＧＮＳＳユニット１１により取得された位置情報から走行機体３が作業経路上に沿った作業走行が全て終了したか否かが確認され、走行機体３による作業経路上の作業走行が全て終了したことが検出された場合には、ステップＳ１３に進む。なお、ステップＳ１２において、前記走行機体３による作業経路上の作業走行が終了していないことが確認された場合には、ステップＳ７に戻る。

ステップＳ１３では、前記操舵ユニット２１を介した自動操舵の実行を停止（終了）するとともに、前記走行機体３の作業走行を停止し、その後、リターンする。

また、ステップＳ４において、前記自動操舵スイッチ３６のＯＦＦ状態が検出された場合には、その後、リターンする。

また、ステップＳ２において、前記外周走行スイッチ３８のＯＦＦ状態が検出された場合には、その後、リターンする。

次に、図１１に基づき、前記衝突回避制御のフローについて説明する。図１１は、衝突回避制御を示したフロー図である。前記衝突回避制御のサブルーチンが開始されると、ステップＳ２１に進む。ステップＳ２１では、前記作業経路と前記ＧＮＳＳユニット１１により取得された走行機体３の位置情報とによって、前記走行機体３が作業経路のうち、外周経路を作業走行中であるか否か、言い換えると、前記外周モードであるか否かが確認され、走行機体３が外周経路を作業走行中であることが検出されたには、ステップＳ２２に進む。

ステップＳ２２では、前記走行機体３が外周経路のうち、最外周経路を作業走行中であるか否かが確認され、走行機体３が最外周経路を作業走行中であることが検出された場合には、ステップＳ２３に進む。

なお、ステップＳ２１において、前記走行機体３が外周経路を作業走行していないことが検出された場合、又は、ステップＳ２２において、前記走行機体３が外周経路のうち、最外周経路以外の部分を作業走行していることが検出された場合には、ステップＳ２４に進む。

ステップＳ２４では、前記走行機体３が前記内周経路を作業走行中であって、特に、枕地を旋回（Ｕターン）走行している状態であるか否かが確認され、前記走行機体が内周経路内において旋回走行中であることが検出された場合には、ステップＳ２３に進む。なお、ステップＳ２４において、前記走行機体が内周経路の旋回走行以外の状態、すなわち、内周経路上を作業走行（直進走行）している状態であることが検出された場合には、その後、リターンする。

該構成によれば、前記距離センサ５４による検出結果に基づいて、走行機体３と畦との間の距離が所定の衝突回避距離以下であるか否かの判定を行うタイミングを、走行機体３が畦や障害物等と接触する可能性が比較的に高い、走行機体３が最外周経路を自動走行している場合と、内周経路の自動走行時において枕地を旋回走行している場合とに限定したことにより、自動走行中の走行機体３が畦等に接触することを確実に防止しつつ、制御内容を簡素化することができる。

ステップＳ２３では、前記ＧＮＳＳユニット１１により取得される前記走行機体３の現在位置と、前記圃場データとから、前記走行機体３に畦が最も近接する側面を認識し、複数配置された前記距離センサ５４のうち、走行機体３（植付作業機６）から最も畦に近い側に配置された距離センサ５４を選定し、選定された距離センサ５４の検出値を衝突回避制御の制御に使用するようにセットし、ステップＳ２５に進む。

該構成によれば、前記衝突回避制御を実行するにあたり、前記走行機体３に複数設けられた距離センサ５４のうち、畦までの距離が最も近い位置に配置された距離センサ５４の検出結果のみを使用することにより、走行機体と畦との間の距離を正確に検出しつつ、制御（演算）を簡素化することができる。

ステップＳ２５では、ステップＳ２３によって選定された前記距離センサ５４を用いて、前記走行機体３と、該走行機体３から最も近接する畦との間の距離が、予め設定された所定の衝突回避距離Ｄｓ以下であるか否かが検出され、前記走行機体３が所定の衝突回避距離Ｄｓよりも畦に接近していることが検出された場合には、ステップＳ２６に進む。

なお、ステップＳ２５において、前記走行機体３と畦との間の距離が所定の衝突回避距離Ｄｓよりも広く保たれていることが検出された場合には、その後、リターンする。

ステップＳ２６では、前記走行機体３の作業走行を停止し、前記制御部５０は自動操舵ＯＮ規制をセットして前記操舵ユニット２１によるステアリング操作の制御を規制する。このとき、前記タブレット端末２５に自動操舵制御の実行が規制された不具合の状況（診断結果）の表示と、オペレータが登録しているＰＣやスマホ等、特定のメールアドレスに不具合状況を知らせるメールの送信と、自動操舵制御ＯＮの規制状態を解除するための復帰操作の表示とを実行し、その後、ステップＳ２７に進む。

ステップＳ２７では、オペレータによって、前記タブレット端末２５で報知された復帰操作が実行されたか否かが確認され、復帰手段の操作が実行されたことが検出された場合には、ステップＳ２８に進む。なお、ステップＳ２７において、復帰手段の操作の実行が検出されなかった場合には、ステップＳ２６に戻る。

ステップＳ２８では、前記制御部５０は、自動操舵ＯＮ許容がセットされることによって、中断（規制）されていた作業走行が再開され、その後、リターンする。

上述の構成により、前記衝突回避制御は、前記走行機体３が前記自動操舵制御により作業経路（特に外周経路）上を自動走行（作業走行）している際に、前記走行機体３と畦や、障害物との間の距離が所定の接触回避距離Ｄｓ以下となり、走行機体３が畦等と接触しそうになったことが検出された場合には、走行機体３の作業走行を停止し、自動操舵制御によるステアリング制御を規制するように構成されているため、簡単な制御内容で確実に自動走行による作業走行中に走行機体３が畦や障害物に接触することを防止することができる。

また、前記衝突回避制御によって作業走行が停止し、前記操舵ユニット２１による自動操舵が規制された場合に、前記タブレット端末２５によって、オペレータに対して自動操舵制御による自動操舵（作業走行）を再開するために必要な操作（復帰手段）を提示することができるため、オペレータは作業走行が自動的に中断された場合でも焦ることなくスムーズに作業走行を再開させることができる。

次に、図１２に基づき、前記制御部による衝突回避制御の別実施例について説明する。図１２は、衝突回避制御の別実施例を示したフロー図である。前記衝突回避制御のサブルーチンが開始されると、ステップＳ３１に進む。ステップＳ３１では、前記作業経路と、前記ＧＮＳＳユニット１１により取得された走行機体３の位置情報とによって、前記走行機体３が作業経路のうち、外周経路（枕地）を作業走行中であるか否か、言い換えると、前記外周モードであるか否かが確認され、走行機体３が外周経路を作業走行中であることが検出されたには、ステップＳ３２に進む。

ステップ３２では、前記走行機体３が外周経路のうち、最外周経路を作業走行中であるか否かが確認され、走行機体３が最外周経路を作業走行中であることが検出された場合には、ステップＳ３３に進む。

なお、ステップＳ３１において、前記走行機体３が外周経路を作業走行していないことが検出された場合、又は、ステップＳ３２において、前記走行機体３が外周経路のうち、最外周経路以外の部分を作業走行していることが検出された場合には、ステップＳ３４に進む。

ステップＳ３４では、前記走行機体３が前記内周経路の作業走行であって、特に、枕地を旋回走行している状態であるか否かが確認され、前記走行機体３が内周経路内において旋回走行中であることが検出された場合には、ステップＳ３３に進む。なお、ステップＳ３４において、前記走行機体３が内周経路の旋回走行以外の状態、すなわち、内周経路上を作業走行（直進走行）している状態であることが検出された場合には、その後、リターンする。

ステップＳ３３では、前記ＧＮＳＳユニット１１により取得される前記走行機体３の現在位置と、前記圃場データとから、前記走行機体３に畦が最も近接する側面を認識し、複数配置された前記距離センサ５４のうち、走行機体３（植付作業機６）から最も畦に近い側に配置された距離センサ５４を衝突回避制御の制御に使用するようにセットし、ステップＳ３５に進む。

ステップＳ３５では、前記走行機体３と畦との距離が所定の衝突回避距離Ｄｓ以上を保つことができるように前記操舵ユニット２１によるステアリング操作を随時修正する。

具体的には、前記制御部５０は、ステップＳ３３により設定された距離センサ５４によって検出された走行機体３と畦との距離に基づいて、走行機体３と畦との間が衝突回避距離Ｄｓ以上キープするために必要な修正操舵角θｓ２を演算し、演算された修正操舵角θｓ２に基づいて前記操舵ユニット２１によるステアリング操作を修正するように前記ステアリングモータ３１の出力を制御する。その後、ステップＳ３６に進む。

ステップＳ３６では、ステップＳ３３によって選定された距離センサ５４を用いて、前記走行機体３と、該走行機体３から最も近接する畦との間の距離が、予め設定された所定の衝突回避距離Ｄｓ以下であるか否かが検出され、前記走行機体３が所定の衝突回避距離Ｄｓよりも畦に接近していることが検出された場合には、ステップＳ３７に進む。

なお、ステップＳ３６において、前記走行機体３と畦との間の距離が所定の衝突回避距離Ｄｓよりも広く保たれていることが検出された場合には、その後、リターンする。

ステップＳ３７では、前記走行機体３の作業走行を停止し、前記制御部５０は自動操舵ＯＮ規制をセットして前記操舵ユニット２１によるステアリング操作の制御を規制する。このとき、前記タブレット端末２５に自動操舵制御の実行が規制された不具合の状況（診断結果）の表示と、オペレータが登録しているＰＣやスマホ等、特定のメールアドレスに不具合状況を知らせるメールの送信と、自動操舵制御ＯＮの規制状態を解除するための復帰手段の表示とを実行し、その後、ステップＳ３８に進む。

ステップＳ３８では、オペレータによって、前記タブレット端末２５で指示された復帰手段の操作が実行されたか否かが確認され、復帰手段の操作が実行されたことが検出された場合には、ステップＳ３９に進む。なお、ステップＳ３８において、復帰手段の操作が検出されなかった場合には、ステップＳ３７に戻る。

ステップＳ３９では、前記制御部５０は、自動操舵ＯＮ許容がセットされることによって、中断（規制）されていた前記自動操舵制御による作業走行が再開され、その後、リターンする。

上述の前記衝突回避制御によれば、前記走行機体と畦との間が所定の衝突回避距離Ｄｓ未満となって走行機体が停止する前に、該走行機体が畦際に必要以上近づかないように前記操舵ユニットによるステアリング制御を修正することができるため、自動操舵制御による自動的な作業走行をよりスムーズに行うことができる（図１２のステップＳ３５参照）。

３ 走行機体
６ 植付作業機（作業機）
１１ ＧＮＳＳユニット（受信ユニット）
２１ 操舵ユニット
２５ タブレット端末（情報端末）
５０ 制御部
５４ 距離センサ

Claims (5)

1. 走行機体及び該走行機体の後部に連結された作業機を含む作業車両であって、
   前記走行機体と、
   前記作業機と、
   測位衛星から前記走行機体の位置情報を取得する受信ユニットと、
   該走行機体の操向操作を行う操舵ユニットと、
   前記作業車両から圃場端側の畦までの距離を検出する距離センサと、
   予め取得された圃場の外形を示す圃場データや、作業走行を行う圃場の外周を走行することによって取得された前記圃場データに基づいて、圃場面の内周側を作業走行する内周経路と、該内周経路を囲うように外周側を走行する外周経路とから構成される作業経路を演算するとともに、該作業経路に沿って自動走行するように前記操舵ユニットを制御する自動操舵制御が実行可能に構成された制御部とを備え、
   前記自動操舵制御は、前記内周経路に沿って走行機体を作業走行させる内周モードと、前記外周経路に沿って走行機体を作業走行させる外周モードとに切換可能に構成され、
   前記制御部は、前記外周モード時に、前記距離センサによって検出される前記走行機体と畦側との距離が、予め設定された所定の衝突回避距離以上を保持するように前記操舵ユニットを制御する衝突回避制御が実行されるように構成され、
   前記距離センサは、前記作業車両の周縁から畦までの距離を検出できるように、走行機体の前端側と、該走行機体の後部に連結された作業機の左右端側と、該作業機の後端側との少なくとも４カ所に設けられ、
   前記衝突回避制御は、前記圃場データと前記受信ユニットとから取得された情報に基づいて、畦際から最も近接する位置に配置された前記距離センサの検出結果を用いるように構成された
   作業車両。
2. 前記衝突回避制御は、不測の事態に起因して前記距離センサにより検出される距離が前記衝突回避距離以下となった場合には、前記走行機体を停止させるように構成された
   請求項１に記載の作業車両。
3. 前記衝突回避制御は、前記外周モードによって前記走行機体が圃場の最外周経路を走行している場合にのみ実行されるように構成された
   請求項１又は２の何れかに記載の作業車両。
4. 前記制御部は、前記内周モード時に前記走行機体の旋回走行が検出された場合には、前記衝突回避制御が実行されるように構成された
   請求項１乃至３の何れかに記載の作業車両。
5. オペレータに走行機体の制御状況を報知する情報端末を設け、
   前記制御部は、前記衝突回避制御によって前記走行機体が停止した場合に、前記情報端末を介してオペレータに前記走行機体の状況と、前記走行機体の作業走行を再開するために必要な手段を報知することができるように構成された
   請求項２乃至４の何れかに記載の作業車両。

Images