JP7334281B2

JP7334281B2 - 収穫機

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Publication number: JP7334281B2
Application number: JP2022006950A
Authority: JP
Inventors: 和央阪口; 友彦佐野; 脩吉田; 隆志中林
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2018-08-07
Filing date: 2022-01-20
Publication date: 2023-08-28
Anticipated expiration: 2038-08-07
Also published as: JP2022048223A

Description

本発明は、手動操作による手動走行と、設定された走行経路に機体を追従させる自動走行とが可能な収穫機に関する。

収穫機のような農作業車は、圃場における農作業を行うために、できるだけ農作物の並びである条に沿って走行する必要がある。このことから、農作業車の走行経路は、通常、直進走行とこの直進走行から次の直進走行に移行するための旋回走行とを組み合わせたものとなる。農作業車の自動走行化にあたって、旋回走行は直進走行に比べて自動操舵が難しいので、直進走行には自動操舵を、旋回走行には手動走行を採用すると、好都合である。

このため、例えば、特許文献１による自動走行可能な田植機では、直線経路に沿って苗植付け作業を伴う作業走行と、次の苗植付け作業走行のための直線経路に移動するために畔際付近で行われる旋回走行とを交互に繰り返す。その際、最初の直線経路は、手動操舵によって走行するティーチング経路であり、次からの直線経路は、ティーチング経路に平行であり、互いに所定作業幅の間隔をあけて設定される。運転者は、最初に田植機を圃場内の始点位置に位置させ、始点設定スイッチを操作してから直進し、その後、終点位置で終点設定スイッチを操作する。これにより、始点位置と終点位置とを結ぶティーチング経路が設定される。手動操作で１８０度旋回走行を行い、次の苗植付け作業走行を開始したい位置で目標設定スイッチを操作することで、ティーチング経路に平行な目標走行経路が設定され、この目標走行経路に沿って自動走行する自動操舵に切り替えられる。これ以降は、自動操舵による目標走行経路に沿った苗植付け作業走行、手動操舵による１８０度旋回走行、新たな目標走行経路の設定が繰り返される。

特許文献２には、自動走行可能な収穫機としてコンバインが開示されている。圃場に到着したコンバインは、圃場の境界線の内側に沿って周回しながら収穫を行う、周囲刈り走行と呼ばれる手動走行を行う。この周囲刈り走行により、既作業領域である外周領域が作り出され、この外周領域の内側に未作業領域が残される。この未作業領域は、自動走行で作業されるので、自動走行のための走行経路が算出されやすいように、未作業領域が四角形となるように周囲刈り走行が行われる。未作業領域を網羅する走行経路は、このコンバインに搭載されている走行経路算出プログラムによって算出される。

特開２０１７－１２３８０４号公報国際公開第２０１８／１０１３５１号

特許文献１に示されているような、手動走行によるティーチング走行は、後の自動走行のための基準線を作成することを目的とするので、その圃場に対する作業計画を考慮しながら、正確に行う必要がある。このため、ティーチング走行には、熟練が要求される。特許文献２に示されているような、未作業領域を網羅する走行経路の算出では、圃場が広大な場合、算出時間が長くなり、自動走行までの待ち時間が長くなってしまう。また、未作業領域を網羅する走行経路を算出するためには、高速演算が可能なコンピュータが要求される。
このような実情に鑑み、熟練が必要なティーチング走行を必要とせず、かつ算出が簡単な走行経路で自動走行が可能となる収穫機が要望されている。

本発明による収穫機は、周囲刈り走行によって圃場の外周部に形成された外周領域の形状に基づいて初期基準線を算出する初期基準線算出部と、前記初期基準線の次となる次基準線、及び前記次基準線の次となる更なる次基準線を順次算出する次基準線算出部と、前記初期基準線及び前記次基準線を走行経路として、前記走行経路と自車位置とに基づいて自動走行を行う自動走行制御部と、先の前記走行経路を用いた自動走行から次の前記走行経路を用いた自動走行へ移行するための旋回移行走行を手動操作信号に基づいて行う手動走行制御部と、を備え、前記自動走行に用いられる前記走行経路の方位と機体方位との方位ずれが所定値以下の場合、前記旋回移行走行中の自動走行操作具に対する手動操作を通じて出力される自動走行移行要求に応答して自動走行開始指令が前記自動走行制御部に与えられる。

この構成では、周囲刈り走行によって多角形形状の未作業領域が形成され、初期基準線が算出される。未作業領域に対して収穫作業を行う場合には、未作業領域の辺に沿った走行が効率的であるので、初期基準線はティーチング走行によって取得される基準線の代わりとして利用することができる。この初期基準線を、自動走行の最初の走行経路として用いると、ティーチング走行無しで、自動走行が可能となる。収穫機が外周領域に到達して、初期基準線に沿った最初の自動走行が終了すれば、次の走行経路として算出される次基準線に進入できるように、外周領域での方向転換を伴う手動での旋回移行走行が行われる。その後は、旋回移行走行と次基準線（次走行経路）に沿った自動走行とを繰り返すことで、未作業領域の収穫が終了する。このような収穫走行制御が採用されることで、ティーチング走行及び複雑な走行経路の算出なしに、収穫機による圃場での収穫が可能となる。

収穫機の一例としての普通型のコンバインの側面図である。コンバインの周囲刈り走行を示す説明図である。Ｕターンでつながれた往復走行を繰り返す走行パターンを示す説明図である。渦巻き状に中心に向かって走行する走行パターンを示す説明図である。スイッチバックを用いた往復走行パターンでの基準線の算出を説明する説明図である。ノーマルＵターンを用いた往復走行パターンでの基準線の算出を説明する説明図である。渦巻き走行パターンでの基準線の算出を説明する説明図である。コンバインの制御系の構成を示す機能ブロック図である。圃場に対する収穫作業走行での制御の流れを示すフローチャートある。

次に、本発明による、自動運転と手動運転とが可能な収穫機の一例として、普通型のコンバインを取り上げて説明する。なお、本明細書では、特に断りがない限り、「前」(図１に示す矢印Ｆの方向)は機体前後方向（走行方向）に関して前方を意味し、「後」(図１に示す矢印Ｂの方向)は機体前後方向（走行方向）に関して後方を意味する。また、左右方向または横方向は、機体前後方向に直交する機体横断方向（機体幅方向）を意味する。「上」(図１に示す矢印Ｕの方向)及び「下」(図１に示す矢印Ｄの方向)は、機体１０の鉛直方向（垂直方向）での位置関係であり、地上高さにおける関係を示す。

図１に示すように、このコンバインは、機体１０、クローラ式の走行装置１１、運転部１２、脱穀装置１３、穀粒タンク１４、収穫部１５、搬送装置１６、穀粒排出装置１８、自車位置検出モジュール８０を備えている。

走行装置１１は、機体１０の下部に備えられている。コンバインは、走行装置１１によって自走可能に構成されている。運転部１２、脱穀装置１３、穀粒タンク１４は、走行装置１１の上側に備えられ、機体１０の上部を構成している。運転部１２には、コンバインを運転する運転者及びコンバインの作業を監視する監視者が搭乗可能である。なお、監視者は、コンバインの機外からコンバインの作業を監視していても良い。

穀粒排出装置１８は、穀粒タンク１４の上側に設けられている。また、自車位置検出モジュール８０は、運転部１２の上面に取り付けられている。

収穫部１５は、コンバインにおける前部に備えられている。そして、搬送装置１６は、収穫部１５の後側に設けられている。また、収穫部１５は、切断機構１５ａ及びリール１５ｂを有している。切断機構１５ａは、圃場の植立穀稈を刈り取る。また、リール１５ｂは、回転駆動しながら収穫対象の植立穀稈を掻き込む。この構成により、収穫部１５は、圃場の穀物（農作物の一種）を収穫する。そして、コンバインは、収穫部１５によって圃場の穀物を収穫しながら走行装置１１によって走行する作業走行が可能である。

切断機構１５ａによって刈り取られた刈取穀稈は、搬送装置１６によって脱穀装置１３へ搬送される。脱穀装置１３において、刈取穀稈は脱穀処理される。脱穀処理により得られた穀粒は、穀粒タンク１４に貯留される。穀粒タンク１４に貯留された穀粒は、必要に応じて、穀粒排出装置１８によって機外に排出される。

また、運転部１２には、汎用端末４が配置されている。本実施形態において、汎用端末４は、運転部１２に固定されている。しかしながら、本発明はこれに限定されず、汎用端末４は、運転部１２に対して着脱可能に構成されていても良いし、汎用端末４は、コンバインの機外に配置させても良い。

図２に示すように、このコンバインは、圃場において設定された走行経路に沿って自動走行する。このためには、自車位置の情報が必要である。自車位置検出モジュール８０には、衛星測位ユニット８１と慣性航法ユニット８２とが含まれている。衛星測位ユニット８１は、人工衛星ＧＳから送信される位置情報であるＧＮＳＳ（global navigation satellite system）信号（ＧＰＳ信号を含む）を受信して、自車位置を算出するための測位データを出力する。慣性航法ユニット８２は、ジャイロ加速度センサ及び磁気方位センサを組み込んでおり、瞬時の走行方向を示す位置ベクトルを出力する。慣性航法ユニット８２は、衛星測位ユニット８１による自車位置算出を補完するために用いられる。慣性航法ユニット８２は、衛星測位ユニット８１とは別の場所に配置してもよい。

このコンバインによって圃場での収穫作業を行う場合の手順は、以下に説明する通りである。

まず、運転者兼監視者は、コンバインを手動で操作し、図２に示すように、圃場内の外周部分において、圃場の境界線に沿って周囲刈り走行しながら収穫を行う。周囲刈り走行により既刈領域（既作業領域）となった領域は、外周領域ＳＡとして設定される。そして、外周領域ＳＡの内側に未刈地（未作業地）のまま残された内部領域は、未作業領域ＣＡとして設定される。この実施形態では、未作業領域ＣＡが四角形となるように、周囲刈り走行が行われる。もちろん、三角形や五角形の未作業領域ＣＡが採用されてもよい。

また、このとき、外周領域ＳＡの幅をある程度広く確保するために、運転者は、コンバインを３～４周走行させる。この走行においては、コンバインが１周する毎に、コンバインの作業幅分だけ外周領域ＳＡの幅が拡大する。最初の、２～３周の走行が終わると、外周領域ＳＡの幅は、コンバインの作業幅の２～３倍程度の幅となる。

外周領域ＳＡは、未作業領域ＣＡにおいて収穫走行を行うときに、コンバインが方向転換するためのスペースとして利用される。また、外周領域ＳＡは、収穫走行を一旦終えて、穀粒の排出場所へ移動する際や、燃料の補給場所へ移動する際等の移動用のスペースとしても利用される。

なお、図２に示す運搬車ＣＶは、コンバインが穀粒排出装置１８から排出した穀粒を収集し、運搬することができる。穀粒排出の際、コンバインは運搬車ＣＶの近傍へ移動した後、穀粒排出装置１８によって穀粒を運搬車ＣＶへ排出する。

未作業領域ＣＡの形状を示す内側マップデータが作成されると、この内側マップデータに基づいて算出される線状（直線又は曲線）の走行経路に沿う自動走行と、１つの走行経路から次の走行経路に移行するための手動の旋回移行走行とによって未作業領域ＣＡの植付穀稈が刈り取られる。その際に用いられる走行パターンは、複数の平行な走行経路をＵターンによってつないで走行する往復走行パターン（図３に示されている）と、未作業領域ＣＡの外縁に沿って渦巻き状に走行する渦巻き走行パターン（図４に示されている）である。

図３に示されている往復走行パターンでは、コンバインは、未作業領域ＣＡの一辺に平行な走行経路をＵターン走行によってつなぎながら、走行する。Ｕターン走行には、１つ以上の走行経路をまたぐノーマルＵターンと、隣接する走行経路をつなぐスイッチバックターンがある。ノーマルＵターンは、２つの前進９０度旋回と直進とを含む１８０度旋回であり、直進が省略される場合もある。スイッチバックターンは、前進９０度旋回と後進と前進９０度旋回を用いた１８０度方向転換である。

図４に示されている渦巻き走行パターンでは、コンバインは、未作業領域ＣＡの外形に類似する走行経路での周回走行を中心に向けて渦巻きのように行う。各周回走行におけるコーナでの旋回には、直進と後進旋回と前進旋回とを用いた、アルファターンと呼ばれる旋回が用いられる。なお、作業途中において、渦巻き走行パターンから往復走行パターン、または往復走行パターンから渦巻き走行パターンに変更することも可能である。

往復走行パターンが選択された場合、自動走行のために用いられる走行経路は、内側マップデータに基づいて以下のように算出される。図５及び図６に示すように、内側マップデータから、第１辺Ｓ１、第２辺Ｓ２、第３辺Ｓ３、第４辺Ｓ４からなる四角形の未作業領域ＣＡが規定される。この未作業領域ＣＡの長辺である第１辺Ｓ１が基準辺Ｓ１として選択される。この基準辺Ｓ１に平行で、作業幅（刈取り幅）の半分だけ基準辺Ｓ１から内側を通る線が基準線Ｌ１として算出される。この基準線Ｌ１は、自動走行の最初の走行経路となる初期基準線Ｌｓである。初期基準線Ｌｓは、外周領域ＳＡと未作業領域ＣＡとの２つ境界点Ｐ１とＰ２を結んでいる。

コンバインが、１８０度ターンするために必要なスペースが少ないスイッチバックターンを行う場合、図５に示されているように、初期基準線ＬｓからＵターン（旋回移行走行）を介して順次つながっていく次基準線、更なる次基準線は、初期基準線Ｌｓに平行で作業幅の間隔で算出される直線群Ｌ２、Ｌ３・・・となる。

コンバインが、１８０度ターンするために必要なスペースがスイッチバックターンより大きくなるノーマルＵターンを行う場合、初期基準線ＬｓからＵターン（旋回移行走行）を介してつながる次基準線は、初期基準線Ｌｓに平行で作業幅の複数倍（図６では３倍）の間隔で算出される直線（図６ではＬ２で示されている）である。同様な方法で、更なる次基準線（図６ではＬ３で示されている）も算出される。このようにして、ノーマルＵターンで必要なスペースを考慮して、順次基準線を算出して、未作業領域ＣＡでの収穫作業を進めていく。なお、図５及び図６では、未作業領域ＣＡの形状は四角形であったが、これが三角形や五角形などの他の多角形であっても基準辺Ｓ１を選択すれば、同様な方法で順次走行経路を算出することができる。

渦巻き走行パターンが選択された場合、自動走行のために用いられる走行経路は、往復走行パターンに類似し、内側マップデータに基づいて以下のように算出される。図７に示すように、この未作業領域ＣＡの長辺（渦巻き走行パターンでは短辺でもよい）である第１辺Ｓ１が基準辺Ｓ１として選択される。この基準辺Ｓ１に平行で、作業幅（刈取り幅）の半分だけ基準辺Ｓ１から内側を通る線が基準線Ｌ１として算出される。この基準線Ｌ１は、自動走行の最初の走行経路となる初期基準線Ｌｓである。初期基準線Ｌｓは、外周領域ＳＡと未作業領域ＣＡとの２つ境界点Ｐ１とＰ２を結んでいる。さらに、コンバインの進行方向で基準辺Ｓ１に隣接する第２辺Ｓ２に平行で、作業幅（刈取り幅）の半分だけ第２辺Ｓ２から内側を通る線が次基準線Ｌ２として算出され、最初の走行経路の次の自動走行の目標となる次走行経路となる。最初の走行経路と次走行経路とは、基準辺Ｓ１と第２辺Ｓ２とがなす角度の機体旋回を実現するアルファターン（特殊旋回）によってつながれる。同様に、更なる次基準線Ｌ３も、順次算出されていく。

図８に、コンバインの制御系が示されている。コンバインの制御系は、車載ＬＡＮを介して接続された多数のＥＣＵと呼ばれる電子制御ユニットから構成される制御装置５、及び制御装置５と信号通信やデータ通信を行う各種入出力機器から構成されている。

制御装置５は、入出力インタフェースとして、出力処理部５８と入力処理部５７とを備えている。出力処理部５８は、機器ドライバ６５を介して種々の動作機器７０と接続している。動作機器７０として、走行関係の機器である走行機器群７１と作業関係の機器である作業機器群７２とがある。走行機器群７１には、例えば、エンジン機器、変速機器、制動機器、操舵機器などが含まれている。作業機器群７２には、収穫部１５、脱穀装置１３、搬送装置１６、穀粒排出装置１８における制御機器が含まれている。

入力処理部５７には、走行状態センサ群６３、作業状態センサ群６４、走行操作ユニット９０、などが接続されている。走行状態センサ群６３には、車速センサ、エンジン回転数センサ、駐車ブレーキ検出センサ、変速位置検出センサ、操舵位置検出センサ、などが含まれている。作業状態センサ群６４には、収穫作業装置（収穫部１５、脱穀装置１３、搬送装置１６、穀粒排出装置１８）の駆動状態や姿勢を検出するセンサ、及び穀稈や穀粒の状態を検出するセンサが含まれている。

走行操作ユニット９０は、運転者によって手動操作され、その操作信号が制御装置５に入力される操作具の総称である。走行操作ユニット９０には、主変速レバー９１などの変速操作具、操舵レバー９２などの操舵操作具、自動走行操作具９３、などが含まれている。自動走行操作具９３は、運転者による操作を通じて、自動走行移行要求を出力する。

報知デバイス６２は、運転者等に作業状態や走行状態に関する警告を報知するためのデバイスであり、ブザーやランプなどである。なお、汎用端末４もタッチパネル４０での表示を通じて運転者等に作業状態や走行状態や種々の情報を報知するデバイスとして機能する。

この制御装置５は、さらに車載ＬＡＮを通じて汎用端末４とも接続している。図８に示すように、汎用端末４はタッチパネル４０を備えたタブレットコンピュータである。汎用端末４は、経路算出部４１、作業走行管理部４２、入出力制御部４３を有する。入出力制御部４３には、タッチパネル４０を用いてグラフィックインターフェースを構築する機能、及び、無線回線やインターネットを通じて遠隔地の管理コンピュータ１００とデータ交換する機能も備えられている。

作業走行管理部４２は、走行軌跡算出部４２１と外側マップ作成部４２２ａと内側マップ作成部４２２ｂと排出位置設定部４２３を備えている。走行軌跡算出部４２１は、制御装置５から与えられた自車位置に基づいて走行軌跡を算出する。外側マップ作成部４２２ａは、図２に示すように、コンバインが手動操作によって周囲刈り走行を行った際に圃場の外周部に形成される外周領域ＳＡの外形を示す外側マップデータを作成する。外周領域ＳＡの最外線は圃場の畔との境界線となり、外周領域ＳＡの最内線が、未作業領域ＣＡの外形となる。内側マップ作成部４２２ｂは、外周領域ＳＡの形状に基づいて、外周領域ＳＡの内側の領域である未作業領域ＣＡの多角形形状を示す内側マップデータを作成する。この未作業領域ＣＡは、これから自動走行を取り入れた作業走行が行われる作業対象領域となる。

排出位置設定部４２３は、穀粒タンク１４が満杯になった場合、穀粒タンク１４の穀粒を穀粒排出装置１８によって運搬車ＣＶに排出する際のコンバインの停車位置を設定する。

経路算出部４１は、内側マップ作成部４２２ｂによって決定された未作業領域ＣＡに対して自動走行用の走行経路を算出する。なお、未作業領域ＣＡを自動走行するための走行パターン（往復走行パターンまたは渦巻き走行パターン）は、タッチパネル４０を通じて入力しておく。外周領域ＳＡの手動走行が終了したことを、運転者が入力することで、選択された経路パターンでの経路算出が自動的に行われる。

経路算出部４１は、初期基準線算出部４１１と次基準線算出部４１２とを有する。初期基準線算出部４１１は、内側マップデータに基づいて、未作業領域ＣＡの一辺を基準辺と設定する。初期基準線算出部４１１は、基準辺に平行で、基準辺から作業幅の半分だけ内側に間隔を取って延び、外周領域ＳＡと未作業領域ＣＡとの境界点を結ぶ線分を、初期基準線Ｌｓとして算出する。なお、基準辺は、未作業領域ＣＡが四角形なら、その４つの辺のそれぞれが候補となるが、自動走行開始点からスムーズに走行できる辺が選択される。自動走行開始点は、運転者によって設定されてもよいし、経路算出部４１が、コンバインの現在の自車位置や過去の走行結果に基づいて設定してもよい。

次基準線算出部４１２は、図5から図７を用いて説明したように、初期基準線Ｌｓからつながる次基準線Ｌ２、さらには次基準線Ｌ２からつながる更なる次基準線Ｌ３というように、順次次基準線を算出する。

制御装置５には、自車位置算出部５０、走行制御部５１、作業制御部５２、越境判定部５３が備えられている。自車位置算出部５０は、衛星測位ユニット８１から逐次送られてくる測位データに基づいて、自車位置を地図座標（または圃場座標）の形式で算出する。自車位置算出部５０は、慣性航法ユニット８２からの位置ベクトルと走行距離とを用いて自車位置を算出することもできる。自車位置算出部５０は、衛星測位ユニット８１及び慣性航法ユニット８２からの信号を組み合わせて自車位置を算出することも可能である。

報知部５６は、制御装置５の各機能部からの指令等に基づいて報知データを生成し、報知デバイス６２に与える。

走行制御部５１は、エンジン制御機能、操舵制御機能、車速制御機能などを有し、走行機器群７１に走行制御信号を与える。作業制御部５２は、収穫作業装置（収穫部１５、脱穀装置１３、搬送装置１６、穀粒排出装置１８など）の動きを制御するために、作業機器群７２に作業制御信号を与える。

このコンバインは、自動走行で収穫作業を行う自動運転と、手動走行で収穫作業を行う手動運転との両方で走行可能である。このため、走行制御部５１には、手動走行制御部５１１、自動走行制御部５１２、走行経路設定部５１３、自動走行管理部５１４が含まれている。

自動走行モードでは、自動走行制御部５１２は、自動操舵及び停止を含む車速変更の制御信号を生成して、走行機器群７１を制御する。自動操舵に関する制御信号は、走行経路設定部５１３によって設定された目標となる走行経路と自車位置算出部５０によって算出された自車位置との間の位置ずれ、及び走行経路の方位と機体方位との方位ずれを解消するように生成される。車速変更に関する制御信号は、前もって設定された車速値に基づいて生成される。

手動走行モードでは、手動走行制御部５１１は、運転者による操作に基づいて出力される手動操作信号に基づいて制御信号を生成し、走行機器群７１を制御する。これにより、手動運転が実現する。なお、経路算出部４１によって算出された走行経路は、手動運転であっても、コンバインが当該走行経路に沿って走行するためのガイダンスのために利用することができる。

自動走行管理部５１４は、予め設定されている自動走行許可条件に基づいて自動走行の許否を判定し、この判定結果が許可である場合、自動走行開始指令を自動走行制御部５１２に与える。

このコンバインは、自動走行制御部５１２による制御によって、直線状の走行経路に沿って自動走行する。また、先の自動走行から次の自動走行に移行する際に行われる旋回移行走行は、手動走行であり、手動走行制御部５１１による制御によって行われる。自動走行から手動の旋回移行走行に入る際には、収穫部１５が上昇操作され、操舵レバー９２が揺動操作されるので、この操作をトリガーとして自動走行が中止され、手動走行に移行する。また、走行経路設定部５１３によって設定された次に自動走行すべき走行経路が自動走行制御部５１２によって捕捉され、且つ、その走行経路と自車位置との間の方位ずれ及び位置ずれが算出可能となっていることを条件として、手動の旋回移行走行から自動走行への移行が実行される。

越境判定部５３は、外側マップデータによって得られる圃場境界線（例えば、畔）と自車位置とから機体１０が境界線を越える可能性を判定する。例えば、機体１０の進行方向での圃場境界線までの距離が２ｍである場合、圃場境界線を越える可能性があると越境判定部５３が判断し、報知デバイス６２を通じて警告が報知される。さらに、圃場境界線までの距離が１ｍとなれば、機体１０の減速または停止が行われる。

次に、図９を用いて、このコンバインの圃場での手動走行と自動走行とを組み合わせた作業走行の一例を説明する。
最初に、未作業領域ＣＡが四角形になるように、手動で周囲刈り走行が行われる（＃０１）。周囲刈り走行が終了すると、外周領域ＳＡが算出される（＃０２）。外周領域ＳＡの最内線が、未作業領域ＣＡの外形となるので、算出された外周領域ＳＡに基づいて、未作業領域ＣＡの形状を示す内側マップデータが作成される（＃０３）。この未作業領域ＣＡにおいて自動走行による収穫作業をするための走行パターンを選択する（＃０４）。ここでは、往復走行パターンが選択されたとする。さらに、現在の自車位置などを考慮して、自動走行開始位置が決定される（＃０５）。自動走行開始位置が決定されると、初期基準線算出部４１１が、未作業領域ＣＡを形作る四角形の各辺のうち、この自動走行開始位置からの自動走行の方向に適した向きを有する辺を、基準辺として決定し（＃０６）、さらに、この基準辺を作業幅（オーバラップを含める）の１／２だけ内側にずらせて得られる線を、初期基準線Ｌｓとして算出する（＃０７）。初期基準線Ｌｓは、自動走行のための最初の走行経路として走行経路設定部５１３によって設定される（＃０８）。

手動走行によりコンバインが自動走行開始位置に向かう（＃０９）。自動走行を行うための前提条件として、走行経路の捕捉プログラムにおいて、目標走行経路として設定された走行経路と自車位置との距離が、当該走行経路と自車位置とのずれを算出できる範囲内であること、つまり自動走行管理部５１４によって走行経路が捕捉されていることが必要である。コンバインが自動走行開始位置に接近して、走行経路が捕捉されると（＃１０Ｙｅｓ分岐）、自動走行制御の準備ができていることが報知される（＃１１）。運転者は、自動走行操作具９３を操作し、自動走行移行要求を出力することで、自動走行への移行を自動走行管理部５１４に要求する（＃１２）。

運転者からの自動走行への移行要求を受けて、自動走行管理部５１４は、自動走行許可条件が成立しているかどうかチェックする（＃１３）。自動走行許可条件が成立していなければ（＃１３Ｎｏ分岐）、未成立の報知等を行って、自動走行許可条件が成立するのを待つ。自動走行許可条件が成立していれば（＃１３Ｙｅｓ分岐）、自動走行開始指令が自動走行制御部５１２に与えられる（＃１４）。自車位置算出部５０から算出される自車位置は、慣性航法ユニット８２による相対的な方位変化角の積分値である自車方位と車速とから算出される自車位置で補完されている。自動走行制御部５１２による自動走行では、自車方位と走行経路の方位との間の方位ずれ、及び自車位置と走行経路との間の位置ずれ（機体１０の横方向のずれ）から、機体１０が走行経路上に沿うように操舵量が算出され、この操舵量に基づいて走行装置１１が駆動される（＃１５）。なお、経時的に算出される方位ずれ及び位置ずれは、汎用端末４のタッチパネル４０に表示可能である。

現在設定された走行経路が最後の走行経路であれば（＃１６Ｙｅｓ分岐）、この走行経路を走行すれば、作業走行は終了となり、自動走行を用いたこの作業走行ルーチンは終了する。現在設定された走行経路が最後の走行経路でなければ（＃１６Ｎｏ分岐）、旋回移行走行によって次の走行経路に移動する必要がある。機体１０が未作業領域ＣＡから外周領域ＳＡに進入すれば、運転者の判断で旋回移行走行が開始される（＃１７Ｙｅｓ分岐）。次基準線算出部４１２は、次の自動走行を開始するために行われる１８０度の旋回移行走行がスムーズに行われるように、先の走行経路から少なくとも走行経路２本分の間隔をあけた位置に次基準線を算出する（＃１８）。算出された次基準線は、次の走行経路として走行経路設定部５１３によって設定される（＃１９）。旋回移行走行が行われている間に（＃２０）、設定された走行経路が自動走行管理部５１４によって捕捉されたかどうかチェックされる（＃２１）。走行経路が捕捉されると（＃２１Ｙｅｓ分岐）、次の走行経路を用いた自動走行制御の準備ができていることが報知される（＃２２）。運転者は、自動走行操作具９３を操作し、自動走行への移行を、自動走行管理部５１４に要求する（＃２３）。その後、自動走行の開始、さらに手動の旋回移行走行、更なる次基準線の算出、更なる走行経路の設定が、この圃場に対する作業走行が終了するまで、繰り返される（＃１３～＃２３）。

図９のフローチャートでは示されていないが、収穫作業の途中で、穀粒タンク１４が満杯近くになると、旋回移行走行に代えて、運搬車ＣＶが停車している排出位置までの離脱走行が行われる。穀粒タンク１４からの穀粒搬出が終了すると、排出位置から、次の走行経路への復帰走行が行われる。離脱走行及び復帰走行においては、少なくとも部分的には、自動走行も可能である。

〔別実施の形態〕
（１）上述の実施形態においては、初期基準線Ｌｓとなる基準線Ｌ１が、未作業領域ＣＡの１つの辺である基準辺Ｓ１から作業幅（刈取り幅）の半分だけ内側を通る線として算出された。これに代えて、初期基準線Ｌｓとなる基準線Ｌ１を、基準辺Ｓ１から未作業領域ＣＡの中央部の方へ、作業幅以上に遠く離れた位置を通る線として算出してもよい。つまり、初期基準線Ｌｓは、未作業領域ＣＡの縁部近くには限定されずに算出することができる。

（２）図９のフローチャートでは、未作業領域ＣＡでの自動走行における最初の走行経路以降の走行経路となる次基準線の算出は旋回移行走行の間に行われ、順次、基準線は、旋回移行走行の間に算出される制御の流れとなっていた。これに代えて、未作業領域ＣＡの形状が算出された段階で、初期基準線Ｌｓとともに全ての基準線、つまり未作業領域ＣＡを網羅する全ての走行経路を算出してもよい。あるいは、未作業領域ＣＡでの収穫作業の途中で、一定のグループ単位で、順次基準線（走行経路）を算出するようにしてもよい。

（３）図８で示された各機能部は、主に説明目的で区分けされている。実際には、各機能部は他の機能部と統合してもよいし、または複数の機能部に分けてもよい。例えば、汎用端末４に構築された機能部を、部分的にあるいはその全てを制御装置５に組み込んでもよい。

（４）上述の実施形態においては、周囲刈り走行は、手動走行で行われていたが、２周目以降では、部分的に、特に直線状の走行に関しては、自動走行を採用してもよい。

本発明は、普通型のコンバインだけでなく、自脱型のコンバインにも利用可能である。また、トウモロコシ収穫機、ジャガイモ収穫機、ニンジン収穫機、サトウキビ収穫機等の種々の収穫機にも利用できる。

１０：機体
４１：経路算出部
４１１：初期基準線算出部
４１２：次基準線算出部
４２：作業走行管理部
４２１：走行軌跡算出部
４２２ａ：外側マップ作成部
４２２ｂ：内側マップ作成部
４２３：排出位置設定部
４３：入出力制御部
５０：自車位置算出部
５１：走行制御部
５１１：手動走行制御部
５１２：自動走行制御部
５１３：走行経路設定部
５１４：自動走行管理部
５３：越境判定部
５６：報知部
８０：自車位置検出モジュール
８１：衛星測位ユニット
８２：慣性航法ユニット
９０：走行操作ユニット
９１：主変速レバー
９２：操舵レバー
９３：自動走行操作具
ＳＡ：外周領域
ＣＡ：未作業領域
Ｌｓ：初期基準線（直線群）
Ｌ２：次基準線（直線群）
Ｐ１：境界点
Ｐ２：境界点
Ｓ１：基準辺（第１辺）

Claims

周囲刈り走行によって圃場の外周部に形成された外周領域の形状に基づいて初期基準線を算出する初期基準線算出部と、
前記初期基準線の次となる次基準線、及び前記次基準線の次となる更なる次基準線を順次算出する次基準線算出部と、
前記初期基準線及び前記次基準線を走行経路として、前記走行経路と自車位置とに基づいて自動走行を行う自動走行制御部と、
先の前記走行経路を用いた自動走行から次の前記走行経路を用いた自動走行へ移行するための旋回移行走行を手動操作信号に基づいて行う手動走行制御部と、を備え、
前記自動走行に用いられる前記走行経路の方位と機体方位との方位ずれが所定値以下の場合、前記旋回移行走行中の自動走行操作具に対する手動操作を通じて出力される自動走行移行要求に応答して自動走行開始指令が前記自動走行制御部に与えられる収穫機。