JP7375690B2 - 作業車両の制御システム - Google Patents

Description

本発明は、作業車両の制御システムに関する。

従来、測位衛星システムを利用して位置を測位しながら自律して作業走行する複数の無人トラクタを制御する制御システムが知られている。かかる制御システムでは、複数の圃場毎に割り当てた無人トラクタに対して所定の作業を指示するとともに作業状態を監視する技術がある（例えば、特許文献１参照）。

国際公開第２０１６－１２９６７１号

しかしながら、従来技術では、作業車両の圃場間の移動をより安全に行う点で改善の余地があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、圃場間移動の安全性を高めることができる作業車両の制御システムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、実施形態の一態様に係る作業車両（１）の制御システム（１００）は、測位装置（１２０）により測位しながら複数の圃場（Ｆ）を自律走行する複数の作業車両（１）と、前記複数の作業車両（１）それぞれの自律走行を制御する情報処理装置（１３０）と、を備え、前記作業車両（１）は、圃場間を移動する第１モードと、前記圃場（Ｆ）の出口（Ｆ_ｏｕｔ）において前記第１モードへの切り替わりを待機する第２モードとを有し、前記情報処理装置（１３０）は、前記作業車両（１）が過去に前記第１モードで圃場間を移動中に停止した際の停止位置（ＳＰ）を記憶する記憶部と、前記第１モードである前記作業車両（１）が前記停止位置（ＳＰ）を通過する場合に、前記作業車両（１）の管理者が扱う端末装置に注意情報を通知する通知部とを備える。

実施形態の一態様によれば、圃場間移動の安全性を高めることができる。

図１は、実施形態に係る作業車両の制御システムの概要を示す説明図である。 図２は、実施形態に係る作業車両の制御システムの機能を示すブロック図である。 図３は、タブレット端末の概要を示すブロック図である。 図４は、作業制御装置の機能を示すブロック図である。 図５は、トラクタの圃場間移動時の処理内容を示す図である。 図６は、トラクタの圃場間移動時の処理内容を示す図である。 図７は、トラクタの圃場間移動時の処理内容を示す図である。 図８は、実施形態に係る情報処理装置が実行する圃場間移動処理の処理手順を示すフローチャートである。 図９は、実施形態に係る情報処理装置が実行する圃場間移動処理の処理手順を示すフローチャートである。 図１０は、実施形態に係る情報処理装置が実行する圃場間移動処理の処理手順を示すフローチャートである。

以下に、本発明の実施形態に係る作業車両の制御システムについて、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、下記の実施形態における構成要素には、当業者が置換可能なもの、あるいは実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

まず、図１～図４を参照して作業車両の制御システム１００の全体構成について説明する。図１は、実施形態に係る作業車両の制御システム１００の概要を示す説明図である。図２は、実施形態に係る作業車両の制御システム１００の機能を示すブロック図である。図３は、タブレット端末１４０の概要を示すブロック図である。図４は、作業制御装置１６０の機能を示すブロック図である。

図１に示すように、作業車両の制御システム１００は、たとえば、作業車両の一例としてのトラクタ１と、トラクタ１の位置（すなわち自車位置）を示す測位点を測定する測位装置１２０と、トラクタ１による作業関連情報を生成可能な制御ユニットである作業制御装置１６０（図２参照）と、作業制御装置１６０と通信可能な情報処理装置１３０とを備える。なお、図１では、１台のトラクタ１を示しているが、実際には、作業車両の制御システム１００では、複数のトラクタ１が制御される。

作業車両であるトラクタ１は、農業用トラクタであり、走行車体２と、作業機３とを備える。走行車体２は、圃場Ｆ（Ｆ－Ａ，Ｆ－Ｂ，Ｆ－Ｃ）を走行可能なものである。作業機３は、たとえば、走行車体２の後部に装着され、圃場Ｆにおいて対地作業を行う。トラクタ１の作業機３としては、たとえば、ロータリ耕耘機などであるが、作業車両が苗移植機であれば苗植付装置などであり、作業車両が施肥機であれば施肥装置である。また、作業車両がコンバインであれば、刈取装置や脱穀装置などが作業機３である。なお、上記例は一例であり、圃場Ｆにおいて農作業を行うための作業機であればとくに限定されない。

また、圃場Ｆには、トラクタ１の進入口Ｆ_ｉｎおよび退出口Ｆ_ｏｕｔが設けられている。なお、圃場Ｆには、１つの進入口Ｆ_ｉｎおよび退出口Ｆ_ｏｕｔとして機能する１つの出入口が設けられてもよい。

走行車体２は、エンジンと、動力伝達装置とを備える。エンジンは、走行車体２の動力源であるとともに、作業機３の動力源でもある。エンジンは、ディーゼル機関やガソリン機関などの熱機関である。動力伝達装置は、エンジンおよび駆動輪を連結可能とするクラッチを有し、かかるクラッチが連結状態の場合に、エンジンの動力を駆動輪および作業機３に伝達する。また、動力伝達装置は、クラッチが中立状態の場合には、エンジンおよび駆動輪の連結状態が解除され、エンジンの動力が駆動輪に伝達されない。つまり、クラッチが中立状態の場合、作業車両であるトラクタ１は減速する。また、走行車体２は、農道Ｒや圃場Ｆ内を自由に走行することができる。すなわち、動力伝達装置におけるクラッチは、トラクタ１の前進、後進および中立を切り替える前後進クラッチの一例である。

測位装置１２０は、上記したように、トラクタ１の位置を測定する。具体的には、測位装置１２０は、たとえば、トラクタ１の位置を示す測位点を含む位置情報を取得するＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）制御装置（以下、ＧＮＳＳ制御装置１２０）である。測位装置であるＧＮＳＳ制御装置１２０は、地球上を周回している航法衛星１２３からの電波を受信してトラクタ１の自車位置を測位可能であり、かつ計時することができる。すなわち、位置情報には、測位点である自車位置の情報と、測位点が測定された時刻の情報が含まれる。

作業制御装置１６０は、圃場Ｆにおけるトラクタ１の自動走行（自律走行）を制御する制御装置の一例であって、トラクタ１に搭載された後述するコントローラ１５０の他、トラクタ１に持ち込み可能な情報処理装置である携帯端末装置の一例であるタブレット端末１４０により構成される。なお、本実施形態に係る作業車両の制御システム１００においては、作業制御装置１６０（制御装置）は、コントローラ１５０およびタブレット端末１４０を含んで構成される場合について説明するが、作業制御装置１６０は、コントローラ１５０およびタブレット端末１４０のうち、いずれか一方のみを含んで構成されてもよい。

図２に示すように、作業車両の制御システム１００は、例えば、複数のトラクタ１が、通信ネットワーク１１０を介して少なくとも１つの情報処理装置１３０と互いに接続可能な状態で構築される。各トラクタ１には、それぞれ作業制御装置１６０が設けられる。すなわち、本実施形態に係る作業車両の制御システム１００は、いわゆるクラウドコンピューティング（Cloud Computing）が可能なシステムである。

作業制御装置１６０は、少なくともトラクタ１が自動走行可能な走行可能エリア情報を含む作業関連情報を生成することができる。ここで、走行可能エリア情報とは、たとえば、図１に示すように、所定の圃場Ｆ（Ｆ－Ａ～Ｆ－Ｃ）において、トラクタ１が自動走行により、各圃場Ｆ内における有効な耕地（後述の作業規定エリア）の最外側縁から逸脱することなく、安全に無人走行可能な走行経路（作業経路）３００を含む情報である。

情報処理装置１３０は、制御部として機能するＣＰＵ（Central Processing Unit）などの処理装置や、記憶部として機能するＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの記憶装置、さらには、入出力装置が設けられたコンピュータなどである。なお、制御部は、算出部、走行制御部、補正部および通知部等の機能を実行する。また、記憶部は、後述する各種情報を記憶する。

ここでは、情報処理装置１３０として、たとえば、農作業支援サーバ１３０ａやパーソナルコンピュータ１３０ｂが、通信ネットワーク１１０を介して作業制御装置１６０（コントローラ１５０およびタブレット端末１４０）と接続される。なお、本実施形態では、情報処理装置１３０としては、図１に示すように、農作業支援サーバ１３０ａあるいはパーソナルコンピュータ１３０ｂからなる１つの情報処理装置１３０が、複数の圃場Ｆを管理する管理舎Ｈ内に設置される。

情報処理装置１３０は、複数の圃場Ｆについて、それぞれ圃場識別情報２００ａ～２００ｉ（図３参照）に関連付けられた圃場地図情報を記憶している。また、情報処理装置１３０は、作業制御装置１６０により生成された作業関連情報を取得して、圃場Ｆごとに独立して記憶することができる。

作業制御装置１６０を構成するコントローラ１５０は、上記した情報処理装置１３０と同様にコンピュータにより構成される。コントローラ１５０は、エンジンや走行装置などの作業車両に搭載される各システムを制御する各種ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１１（図４参照）と接続される。なお、コントローラ１５０の詳細については、図４を用いて後述する。

コントローラ１５０は、各種ＥＣＵ１１と協働することで、トラクタ１を自動走行させる自動走行モードと、作業者（運転者）が搭乗してマニュアル運転するマニュアル走行モードとに切り替えることができるとともに、作業機３の昇降動作、クラッチの連結状態を制御する動力伝達スイッチの開閉動作、走行駆動装置の動作などを制御することができる。

また、自動走行モードには、圃場Ｆ内を自動走行により作業する作業モードと、圃場間移動を自動走行により行う圃場間移動モード（第１モード）と、圃場Ｆの出口Ｆ_ｏｕｔで圃場間移動モードへの切り替えを待機する待機モード（第２モード）と、燃料が補給されるまで待機する燃料補給モードとが含まれ、情報処理装置１３０の指示に従ってこれらのモードを切り替える。なお、これらにモードにおけるトラクタ１の制御の詳細については後述する。

また、コントローラ１５０は、測位装置であるＧＮＳＳ制御装置１２０からの位置情報に基づいて、トラクタ１を予め登録された走行経路３００（図１参照）に沿って自動走行させる。コントローラ１５０は、圃場Ｆにおいてトラクタ１が自動走行可能な作業エリアを設定する作業エリア設定モードを設定するとともに、作業エリア設定モードを実行する。

タブレット端末１４０も構成的には上記したコンピュータの一種であり、図３に示すように、制御部１４３と、制御部１４３に接続される記憶部１４１と、各種情報を表示する表示部および各種入力操作を受け付ける操作部が一体となったタッチパネル１４２と、ＧＮＳＳアンテナ１２１とを備える。

図３に示すように、記憶部１４１の圃場関連情報には、圃場識別情報２００ａ～２００ｉが個々に付与された圃場Ｆの場所を示す圃場地図情報と、圃場地図情報に関連付けられた作業関連情報が記憶される。すなわち、地区別に区分されたＡ地区の圃場Ｆ，Ｂ地区の圃場Ｆ，Ｃ地区の圃場Ｆのそれぞれに、区画された複数の区画圃場Ａ０～Ａ２，Ｂ０～Ｂ３，Ｃ０～Ｃ１に関する作業関連情報が必要情報としてデータベース化されて記憶部１４１に記憶される。なお、以下では、とくに区別する必要がない場合、各地区における区画圃場Ａ０～Ａ２，Ｂ０～Ｂ３，Ｃ０～Ｃ１についても圃場Ｆ－Ａ，Ｆ－Ｂ，Ｆ－Ｃと記載する場合があり、圃場Ｆ－Ａ，Ｆ－Ｂ，Ｆ－Ｃについても圃場Ｆと記載する場合がある。

かかる情報は、通信ネットワーク１１０を介して情報処理装置１３０の記憶部に記憶される。

上記構成を備える作業車両の制御システム１００では、地図情報により視覚的に識別できる複数の圃場Ｆのそれぞれにおいて、トラクタ１によって取得された作業関連情報を、複数の圃場Ｆのそれぞれに関連付けて、たとえば、農作業支援サーバ１３０ａなどで一元的に管理することができる。このため、今後の農作業計画の立案なども容易となり、利便性が向上する。

また、タブレット端末１４０を介して作業関連情報などを農作業支援サーバ１３０ａに逐次アップロードすれば、農作業計画についてもクラウドコンピューティングを利用して当該農作業支援サーバ１３０ａやパーソナルコンピュータ１３０ｂで作成することが可能となる。

また、自動走行による走行可能エリア情報までも情報処理装置１３０に記憶できるため、作業対象となる複数の圃場Ｆのうちのいずれの圃場Ｆにおいても自動走行による農作業が可能となる。

また、本実施形態に係る作業車両の制御システム１００においては、トラクタ１を自動走行させるための走行経路３００（図１参照）を含む走行可能エリア情報は、作業制御装置１６０によって生成される。トラクタ１を圃場Ｆ内で有人走行（マニュアル走行）させた場合に、作業制御装置１６０（コントローラ１５０およびタブレット端末１４０の少なくともいずれか一方）は、走行経路３００（図１参照）を取得し、取得した走行経路３００に基づいて走行可能エリア情報を生成する。

ここで、作業制御装置１６０は、実際に有人走行したトラクタ１が自動走行可能な第１の自動走行エリアと、有人走行したトラクタ１ではなく、有人走行を行っていない他のトラクタ１についても自動走行可能な範囲である第２の自動走行エリアとを生成する。すなわち、作業制御装置１６０には、圃場Ｆにおいて作業する、自車両および他の車両まで含めたトラクタ１（作業車両）に関し、ホイルベース、トレッド、タイヤ幅、その他各種諸元を含む車両情報が予め記憶される。

このように、１台のトラクタ１が有人走行した圃場Ｆにおいては、有人走行したトラクタ１はもとより、有人走行をしていない他のトラクタ１についても、自動走行による所定の作業を、所定の作業規定エリア２０２において行うことができる。この場合、有人走行をしていないトラクタ１、すなわち、自動走行するトラクタ１は、圃場Ｆ（図１参照）における作業規定エリアから逸脱することなく、安全に走行することができる。

ここで、作業制御装置１６０について説明する。作業車両の制御システム１００におけるトラクタ１は、電子制御によって各部を制御することが可能である。図４に示すように、トラクタ１は、走行車体２（図１参照）にコントローラ１５０が設けられる。また、コントローラ１５０と共に作業制御装置１６０を構成するタブレット端末１４０は、走行車体２に持ち込み可能、あるいは着脱自在である。タブレット端末１４０およびコントローラ１５０は、たとえば、ブルートゥース（登録商標）などの近距離無線通信規格により接続可能である。なお、タブレット端末１４０とコントローラ１５０とは、有線により接続可能に構成されてもよい。

コントローラ１５０には、上記した情報処理装置１３０などと同様に、ＣＰＵなどを有する処理装置や、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤなどの記憶装置、および入出力装置が設けられる。なお、各装置は、互いに接続されて互いに信号の受け渡しが可能である。

また、コントローラ１５０には、各種ＥＣＵ１１、運転モード選択スイッチ１２、各種アクチュエータ１７０、カメラ１７１、各種センサ１７２、自動操舵装置１８０、ＧＮＳＳ制御装置１２０が接続される。また、コントローラ１５０には、タブレット端末１４０と通信を行うための通信部１５１が接続される。

運転モード選択スイッチ１２は、トラクタ１を自動運転で走行（自動走行）させる自動運転モードと、作業者によるマニュアル運転で走行（マニュアル走行）させるマニュアル運転モードとに切り替えるためのスイッチであり、たとえば、走行車体２に設けられる。

また、各種アクチュエータ１７０としては、たとえば、作業機３を昇降させる昇降シリンダなどの様々なシリンダや、圃場Ｆ（図１参照）の水深を検出する水深センサなどを回動させるモータ、エンジンの吸気量を調節するスロットルモータなどの電動モータなど、様々なモータがある。

また、各種センサ１７２としては、上記した水深センサ、圃場Ｆの作土深を検出する作土深センサ、圃場Ｆの肥料濃度を検出する肥沃度センサ、収穫物である籾などの重さを検出したり苗の重量を検出したりするロードセルなどの重量センサ、後輪の回転数を検出する回転センサ、走行車体２の傾きを検出する傾きセンサ、あるいは作業クラッチセンサや温度センサなど、様々なセンサがある。

なお、カメラ１７１は、走行車体２の適宜箇所に複数設けられる。カメラ１７１による撮像データは、たとえば、図１に示す管理舎Ｈ内に設置された情報処理装置１３０などを介して確認することができる。また、作業制御装置１６０は、かかるカメラ１７１による撮像データから作物の生育状況や作業状況などを判定することもできる。

トラクタ１の自車位置を示す測位点を含む位置情報を取得するＧＮＳＳ制御装置１２０は、走行車体２に設けられた受信アンテナ１２２と、タブレット端末１４０に設けられたＧＮＳＳアンテナ１２１とを備える測位装置として機能する。ＧＮＳＳ制御装置１２０は、ＧＮＳＳアンテナ１２１や受信アンテナ１２２によって航法衛星１２３からの電波を受信し、所定時間ごとにＧＮＳＳ座標を取得することにより、地球上での位置情報（測位点）を所定間隔で取得することができる。

コントローラ１５０は、ＧＮＳＳ制御装置１２０が取得する位置情報と位置ごとの作業関連情報とを、圃場Ｆ－Ａ，Ｆ－Ｂ，Ｆ－Ｃ（図１参照）の場所を示す圃場地図情報とに互いに関連付けて記録した圃場関連情報（図３参照）を、各圃場Ｆ－Ａ，Ｆ－Ｂ，Ｆ－Ｃごとの独立情報として生成する。生成された独立情報は、通信ネットワーク１１０（図２参照）を介して情報処理装置１３０に送られる。

自動操舵装置１８０は、運転モード選択スイッチ１２を介して自動走行モードが選択された場合に、ＧＮＳＳ制御装置１２０が取得する位置情報に基づきコントローラ１５０により制御される。すなわち、コントローラ１５０により、走行車体２に設けられた操縦ハンドルが自動操作され、走行車体２が自動で運転される。図４に示すように、自動操舵装置１８０は、任意の回転力を付与して操縦ハンドルを回転させる操舵モータ１８１と、操縦ハンドルの回転角度を検知するハンドルポテンショメータ１８２とを備える。

なお、図示しないが、作業車両の制御システム１００として、いわゆるドローンと呼ばれる無人飛行体を利用することも可能である。かかる無人飛行体には、たとえば、トラクタ１に設けたカメラ１７１と同じような撮像装置を搭載するとともに、ＧＮＳＳ制御装置１２０の一部を構築可能なアンテナを設けておくとよい。

この場合、無人飛行体とタブレット端末１４０とを通信可能に構成し、タッチパネル１４２により所定の操作を行うことにより、作業者が撮像装置の操作を含め、無人飛行体の全ての動作を遠隔操作することができる。かかるシステムであれば、圃場Ｆ（図１参照）に植付けた作物の生育状態などを上空から撮像し、撮像した位置をＧＮＳＳ制御装置１２０により農作業情報と関連付けておけば、作物の生育に関する有益な圃場関連情報とすることができる。

コントローラ１５０と共に作業制御装置１６０を構成するタブレット端末１４０は、上記したように、制御部１４３と、記憶部１４１と、タッチパネル１４２と、ＧＮＳＳアンテナ１２１とを備える。また、タブレット端末１４０は、走行車体２側の通信部１５１に対応する端末通信部１４４を備える。

制御部１４３は、各種情報を取得する。たとえば、制御部１４３は、トラクタ１が備える各種センサ１７２が検出した情報を逐次受信し、受信した情報を圃場自体に関する圃場情報なのか、あるいは作業自体に関するものなのかを判別し、判別結果に応じて、情報を圃場データベース１４１１、あるいは作業データベース１４１２に格納する。

また、制御部１４３は、ＧＮＳＳ制御装置１２０が取得した位置情報を取得する。具体的には、制御部１４３は、位置情報に含まれる測位点を圃場Ｆの形状を示し形状情報として取得する。

また、制御部１４３は、形状情報に基づいてトラクタ１が自動走行可能な作業規定エリアを設定し、設定した作業規定エリアに基づいてトラクタ１が自動走行により作業する走行経路（作業経路）３００を生成する。

また、制御部１４３は、情報処理装置１３０からの指示に従って、トラクタ１の圃場作業や、圃場間移動における自動走行を制御する。具体的には、制御部１４３は、情報処理装置１３０の指示に従って、自動走行モードにおける作業モード、圃場間移動モード、待機モードおよび燃料待機モードを切り替える。

また、制御部１４３は、ＧＮＳＳ制御装置１２０を備えるトラクタ１のコントローラ１５０と協働して位置情報と圃場関連情報に含まれる作業関連情報とに基づき、トラクタ１が自動走行可能な走行経路情報、すなわち、走行可能エリア情報を自動生成することができる。生成された走行可能エリア情報は、経路データベース１４１３に、区画圃場Ａ０～Ａ２，Ｂ０～Ｂ３，Ｃ０～Ｃ１（図３参照）にそれぞれ１対１で対応して記憶される。

タブレット端末１４０の記憶部１４１は、制御部１４３による制御処理に必要な各種プログラムの他、各種情報が記憶される。すなわち、記憶部１４１は、圃場データベース１４１１、作業データベース１４１２、経路データベース１４１３、さらには、各種プログラムが格納されたプログラム部１４１４が生成される。

記憶部１４１には、個々に圃場識別情報２００ａ～２００ｉが付与された圃場Ｆ－Ａ，Ｆ－Ｂ，Ｆ－Ｃ（図１参照）の場所を示す圃場地図情報に関連付けて、作業関連情報が、複数の圃場Ｆ－Ａ，Ｆ－Ｂ，Ｆ－Ｃごとの独立情報である圃場関連情報として記憶される。すなわち、地区別に区分された圃場Ｆ－Ａ，Ｆ－Ｂ，Ｆ－Ｃそれぞれに、区画された複数の区画圃場Ａ０～Ａ２，Ｂ０～Ｂ３，Ｃ０～Ｃ１に関する舵行関連情報などの必要情報が、データベース化されて記憶部１４１に記憶される。なお、作業関連情報としては、圃場Ｆ－Ａ，Ｆ－Ｂ，Ｆ－Ｃに関する圃場関連情報などが含まれる。

例えば、圃場データベース１４１１は、圃場Ｆの位置情報、名称、所有者等の管理情報や、圃場Ｆの形状を示す形状情報等が含まれる。作業データベース１４１２は、圃場Ｆにおける作業工程に関する情報が含まれる。例えば、作業データベース１４１２には、過去に行った圃場作業や、未来に行う予定の圃場作業に関する情報が含まれる。経路データベース１４１３は、作業規定エリアおよび作業規定エリアに設定された走行経路３００（作業経路）に関する情報が含まれる。

また、例えば、記憶部１４１には、圃場Ｆの形状と、作業規定エリアと、基準線とを対応付けて記憶しておいてもよい。これにより、次年度以降において、同じ圃場Ｆで同じ圃場作業を行う場合に、設定作業を行わなくて済むため、作業者の煩わしさを低減することができる。また、圃場Ｆの形状は、例えば、多角形の重心や中心をその圃場Ｆの代表点として記憶してもよい。

また、記憶部１４１に記憶された各データベースは、所定のソート方法に従ってソート可能である。例えば、過去の圃場Ｆを選択する場合には、現在位置に最も近い圃場Ｆ（例えば、代表点）から順にリスト表示する。あるいは、昨年圃場作業を実施した順に表示することも可能である。また、登録順に圃場Ｆを表示してもよい。

プログラム部１４１４には、たとえば、トラクタ１を自動走行させる場合の作業経路情報を生成する作業経路生成プログラムや、生成された作業経路情報にしたがってトラクタ１を自動走行させるための自動操舵プログラムなど、トラクタ１の動作全般を制御するコンピュータプログラムが格納される。なお、作業経路生成プログラムや自動操舵プログラムなどを含む各種コンピュータプログラムは、走行車体２に搭載されたコントローラ１５０の記憶部に格納されてもよい。

作業経路生成プログラムとしては、たとえば、測位装置であるＧＮＳＳ制御装置１２０により測位した自車位置を示す情報を取得する自己位置取得工程と、取得した自己位置情報と、予め記憶した圃場地図情報とに基づいて、少なくとも自車両であるトラクタ１が自動走行可能な走行可能エリア情報を含む走行経路３００（図１参照）を生成する走行経路生成工程とが含まれる。さらに、走行経路３００に加えて各種の作業関連情報を生成し、生成した情報を情報処理装置へ送信する送信工程が含まれる。

また、記憶部１４１の圃場データベース１４１１には、図３に示す圃場関連情報が記憶される。圃場関連情報は、たとえば、圃場Ｆを特定する圃場識別情報２００ａ～２００ｉに、圃場Ｆの位置を地図上で示す画像データからなる圃場地図情報、作業関連情報などが紐づけされ、作業制御装置１６０により生成される。

次に、図５～図７を用いて、トラクタ１の圃場間移動時の処理内容について説明する。図５～図７は、トラクタ１の圃場間移動時の処理内容を示す図である。図５～図７では、複数の圃場Ｆ－Ａ～Ｆ－Ｆにおいて、複数のトラクタ１ａ～１ｃが自動走行し作業していることとする。また、図５～図７では、圃場Ｆ－Ａ～Ｆ－Ｆの入口Ｆ_ｉｎおよび出口Ｆ_ｏｕｔが同じ位置であることとする。

例えば、図５では、待機モードのトラクタ１が圃場Ｆ－Ｆの出口Ｆ_ｏｕｔにおいて待機していることとする。また、図５に示すトラクタ１は、圃場間移動モードに切り替わった場合には、圃場Ｆ－Ｆから圃場Ｆ－Ｄまで予め定められた走行ルート（破線）を圃場間移動することが決まっていることとする。

なお、情報処理装置１３０は、各トラクタ１がどの圃場Ｆをどの順に作業するかを作業開始前に通知してもよく、各圃場Ｆの作業終了時に次に作業を行う圃場Ｆを決定しトラクタ１へ通知してもよい。

実施形態に係る情報処理装置１３０は、過去にトラクタ１が圃場間移動モードで圃場間を走行した際に実際に消費した実燃料消費量に基づいて、トラクタ１が走行予定の走行ルートにおいて消費される燃料の予測値である予測燃料消費量を算出する。

そして、実施形態に係る情報処理装置１３０は、トラクタ１の燃料残量が予測燃料消費量未満である場合、待機モードから燃料補給モードに切り替える。つまり、情報処理装置１３０は、トラクタ１の燃料残量が予測燃料消費量未満である場合、燃料が補給されるまで待機モードであるトラクタ１を停止する。

これにより、燃料不足によりトラクタ１が圃場間移動の途中で緊急停止してしまうか否かを、圃場間移動前に判定できるため、トラクタ１が圃場間移動の途中で緊急停止して他のトラクタ１が圃場間移動を行えなくなることを回避できる。従って、実施形態に係る情報処理装置１３０によれば、作業効率の低下を抑制することができる。

なお、情報処理装置１３０は、トラクタ１の燃料残量が予測燃料消費量以上である場合、待機モードから圃場間移動モードへ切り替えすることで、トラクタ１の圃場間移動を開始する。

ここで、予測燃料消費量の算出方法について説明する。例えば、圃場Ｆ－Ｆから圃場Ｆ－Ｄまでの予測燃料消費量を算出する場合、情報処理装置１３０は、例えば、過去にトラクタ１（他のトラクタ１でも良い）が圃場Ｆ－Ｆの出口Ｆ_ｏｕｔから圃場Ｆ－Ｄの入口（図５の場合、出口Ｆ_ｏｕｔ）までに実際に消費した実燃料消費量を予測燃料消費量として算出する。

具体的には、情報処理装置１３０は、トラクタ１の圃場Ｆ－Ｆの出口Ｆ_ｏｕｔにおける燃料残量と、圃場Ｆ－Ｄの入口の到着時における燃料残量との差分値である実燃料消費量を予測燃料消費量として算出する。なお、予測燃料消費量は、圃場Ｆ－Ｆから圃場Ｆ－Ｄへの過去の走行に限らず、逆向きである圃場Ｆ－Ｄから圃場Ｆ－Ｆへの過去の走行時における実燃料消費量に基づいて算出されてもよい。つまり、情報処理装置１３０は、これから走行予定の走行ルートについて、過去に圃場間移動モードにおいて、当該走行ルートの圃場間移動の開始時および終了時それぞれの燃料残量を取得することで実燃料消費量を算出する。

また、情報処理装置１３０は、上記の差分値により予測燃料消費量を算出する場合に限らず、例えば、トラクタ１の過去の平均燃費と、圃場Ｆ－Ｆの出口Ｆ_ｏｕｔから圃場Ｆ－Ｄの入口までの距離とに基づいて予測燃料消費量を算出してもよい。

また、情報処理装置１３０は、走行ルートの状態や、トラクタ１の状態に応じて、算出した予測燃料消費量を補正してもよい。例えば、情報処理装置１３０は、走行ルートの状態として、走行ルートの上りまたは下り傾斜の情報である傾斜情報に基づいて予測燃料消費量を補正することができる。

例えば、情報処理装置１３０は、走行ルートに上り傾斜が含まれる場合、傾斜角度や傾斜の距離に応じて予測燃料消費量を高くする補正を行う。一方、情報処理装置１３０は、走行ルートに下り傾斜が含まれる場合、傾斜角度や傾斜の距離に応じて予測燃料消費量を低くする補正を行う。そして、情報処理装置１３０は、補正された予測燃料消費量未満である場合、燃料が補給されるまで待機モードであるトラクタ１を停止する。

なお、傾斜情報は、例えば、ジャイロセンサを備えるトラクタ１が過去に走行ルートを走行した際のジャイロセンサの検出値を積算した値の情報として取得することができる。

このように、情報処理装置１３０は、傾斜情報に応じて予測燃料消費量を補正することで、より正確な予測燃料消費量を算出することができる。

また、情報処理装置１３０は、走行ルートの状態として、土の硬さや、水たまりの有無等に基づいて予測燃料消費量を補正してもよい。また、情報処理装置１３０は、トラクタ１の状態として、作業機Ｗの重量や、積荷重量等に基づいて予測燃料消費量を補正してもよい。

このように、情報処理装置１３０は、走行ルートの状態や、トラクタ１の状態に応じて予測燃料消費量を補正することで、より正確な予測燃料消費量を算出することができる。

また、情報処理装置１３０は、実燃料消費量の算出に関し、過去に圃場間移動モードにおいて、圃場間を移動中に一時停止した場合には、実燃料消費量の算出を禁止する。これにより、不正確な実燃料消費量が算出されることで、予測燃料消費量の算出結果の精度が低下することを回避することができる。

次に、図６では、圃場間移動モードのトラクタ１ａが圃場Ｆ－Ａから圃場Ｆ－Ｄまで予め定められた走行ルートを走行していることとする。また、待機モードのトラクタ１ｂが圃場Ｆ－Ｂの出口Ｆ_ｏｕｔにおいて待機しており、同様に、待機モードのトラクタ１ｃが圃場Ｆ－Ｃの出口Ｆ_ｏｕｔにおいて待機していることとする。また、トラクタ１ｂは、圃場間移動モードに切り替わった場合には、圃場Ｆ－Ｂから圃場Ｆ－Ｆへ圃場間移動を行い、トラクタ１ｃは、圃場間移動モードに切り替わった場合には、圃場Ｆ－Ｃから圃場Ｆ－Ｅへ圃場間移動を行うことが決まっていることとする。

実施形態に係る情報処理装置１３０は、待機モードであるトラクタ１ｂ，１ｃが複数存在する場合、圃場間移動モードに切り替わった場合に走行予定の走行ルートの所要時間が短いトラクタ１から圃場間移動モードに切り替える。

図６に示す例では、情報処理装置１３０は、まず、所要時間が短いトラクタ１ｃから圃場間移動モードに切り替える。そして、情報処理装置１３０は、トラクタ１ｃの圃場間移動が完了後、待機モードのトラクタ１ｂを圃場間移動モードに切り替える。

このように、走行ルートの所要時間が短いトラクタ１ｃを優先して圃場間移動モードに切り替えることで、待機モードのトラクタ１ｂの待機時間を少なくすることができる。従って、実施形態に係る情報処理装置１３０によれば、圃場間移動を効率良く行うことができる。

なお、情報処理装置１３０は、トラクタ１ｂの走行ルートと、トラクタ１ｃの走行ルートとが重複しているため、トラクタ１ｂおよびトラクタ１ｃの間の距離が所定の閾値以上離れた場合に、待機モードのトラクタ１ｂを圃場間移動モードに切り替えるようにしてもよい。

なお、待機モードでは、トラクタ１は、圃場Ｆの内部における出口Ｆ_ｏｕｔの周辺を待機位置としたが、圃場Ｆの外部における出口Ｆ_ｏｕｔの周辺を待機位置としてもよい。かかる場合、圃場間移動を行っている他のトラクタ１の走行を妨げない位置が好ましい。

なお、所要時間の算出は、例えば、圃場Ｆ－Ｂから圃場Ｆ－Ｆへの所要時間を例に挙げた場合、過去に圃場Ｆ－Ｂから圃場Ｆ－Ｆへ移動した際に経過した時間を所要時間として算出可能である。

具体的には、情報処理装置１３０は、過去に圃場Ｆ－Ｂから圃場Ｆ－Ｆへの走行ルートを走行した際の開始地点から終了地点までの経過時間を記憶部に記憶し、かかる経過時間に基づいて所要時間を算出する。これにより、所要時間を高精度に算出することができる。

なお、情報処理装置１３０は、圃場Ｆ－Ｂから圃場Ｆ－Ｆへの所要時間を算出する場合に、圃場Ｆ－Ｆから圃場Ｆ－Ｂへの走行ルートを走行した際の経過時間に基づいて算出してもよい。つまり、情報処理装置１３０は、経過時間に対応する走行ルート（圃場Ｆ－Ｆから圃場Ｆ－Ｂ）と、所要時間の算出対象である走行ルート（圃場Ｆ－Ｂから圃場Ｆ－Ｆ）との進行方向が逆向きである場合に、当該経過時間に基づいて当該所要時間を算出する。これにより、仮に、圃場Ｆ－Ｂから圃場Ｆ－Ｆへの走行ルートを走行したことが無い場合であっても、所要時間を算出することができる。

また、情報処理装置１３０は、経過時間の算出に関し、過去に圃場間移動モードにおいて、開始地点から終了地点までの圃場間を移動中に一時停止した場合には、経過時間を記憶部に記憶しないようにする。これにより、不正確な経過時間が記憶されることで、所要時間の算出結果の精度が低下することを回避することができる。なお、情報処理装置１３０は、圃場間を移動中に一時停止した場合には、経過時間の算出自体を禁止してもよい。

次に、図７では、圃場間移動モードのトラクタ１が圃場Ｆ－Ｂから圃場Ｆ－Ｆまで予め定められた走行ルートを走行していることとする。また、かかる走行ルート上には、トラクタ１（他のトラクタ１を含む）が過去に停止したことがある位置ＳＰ（以下、停止位置ＳＰ）が含まれることとする。

実施形態に係る情報処理装置１３０は、圃場間移動モードであるトラクタ１が停止位置ＳＰを通過する場合に、トラクタ１の管理者が扱う端末装置（タブレット端末１４０等）に注意情報を通知する。

例えば、注意情報には、これから停止位置ＳＰを通過する旨のテキスト情報（音声情報でも可）とともに、所定の警告音を通知するための情報が含まれる。また、注意情報として、トラクタ１の前方を映すカメラ１７１の映像を含ませてもよい。

これにより、トラクタ１が過去に停止したことがある位置ＳＰを通過する際に、管理者に対して注意を促すことができ、例えば、再び停止するおそれがある場合には、トラクタ１を停止させたり、停止の原因を取り除く等の対応をとることができる。すなわち、実施形態に係る情報処理装置１３０によれば、圃場間移動の安全性を高めることができる。

また、情報処理装置１３０は、注意情報を通知するとともに、停止位置ＳＰの通過前において、停止位置ＳＰから所定距離以内では、トラクタ１の車速を制御する。具体的には、情報処理装置１３０は、現在の車速から所定速度だけ低下させたり、最高車速を所定値まで低下させたりする制御を行う。

これにより、注意情報を受けた管理者がトラクタ１を操作する等の対応を余裕をもって行うことができるため、圃場間移動の安全性を高めることができる。

なお、注意情報の通知タイミングと、車速制限のタイミングとは同じであってもよく、異なってもよい。例えば、情報処理装置１３０は、トラクタ１が停止位置ＳＰまで第１閾値以内となった場合に注意情報を通知し、第１閾値よりも近い第２閾値以内となった場合に車速制限を行ってもよい。あるいは、情報処理装置１３０は、車速制限を先に行って、後で注意情報を通知してもよい。

そして、情報処理装置１３０は、トラクタ１が停止位置ＳＰを停止することなく通過した場合に、かかる停止位置ＳＰを次回以降の注意情報の通知対象から除外する。つまり、停止することなく通過できれば、停止する原因が除去された判断できるため、次回以降については注意情報を通知しない。これにより、不必要に注意情報が通知されることを回避できるため、管理者に対して与える煩わしさを低減することができる。

なお、情報処理装置１３０は、管理者が所定の操作をすることで停止位置ＳＰを通過した場合には、通知対象から除外しないようにしてもよい。

また、情報処理装置１３０は、停止位置ＳＰにおいて停止した場合、停止から所定時間が経過、または、燃料残量が所定の閾値未満のいずれかの状態となった場合に、トラクタ１のエンジンを停止する。

これにより、停止中の燃料消費を抑制できるため、停止位置ＳＰにおいて燃料切れによりトラクタ１が停止してしまうことを回避することができる。

また、情報処理装置１３０は、トラクタ１のエンジンを停止した場合、管理者等から所定の入力操作を受け付けるまで、上述した前後進クラッチを中立に保持し切替を禁止する。

すなわち、情報処理装置１３０は、入力操作を受け付けるまで、トラクタ１を走行不可の状態とする。これにより、トラクタ１が停止中に盗難されることを回避できる。

なお、所定の入力操作とは、例えば、暗証番号等を入力する操作や、管理者による手動のエンジンスタートの操作等である。

次に、図８～図１０を用いて、情報処理装置１３０が実行する処理の処理手順について説明する。図８～図１０は、実施形態に係る情報処理装置１３０が実行する圃場間移動処理の処理手順を示すフローチャートである。

まず、図８を用いて、燃料残量に基づくモード切替処理の処理手順について説明する。

図８に示すように、情報処理装置１３０は、複数の圃場Ｆにおいて、待機モードのトラクタ１が存在するか否かを判定する（ステップＳ１０１）。

情報処理装置１３０は、待機モードのトラクタ１が存在する場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、圃場間移動モード（第１モード）への切替タイミングが到来したか否かを判定する（ステップＳ１０２）。

情報処理装置１３０は、圃場間移動モードへの切替タイミングが到来した場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、トラクタ１の燃料残量が予測燃料消費量以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。

情報処理装置１３０は、トラクタ１の燃料残量が予測燃料消費量以上である場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、かかるトラクタ１を待機モードから圃場間移動モードへ切り替えて（ステップＳ１０４）、処理を終了する。

一方、ステップＳ１０１において、情報処理装置１３０は、待機モードのトラクタ１が存在しない場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、処理を終了する。

また、ステップＳ１０２において、情報処理装置１３０は、圃場間移動モードへの切替タイミングが到来しない場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、切替タイミングが到来するまでステップＳ１０２を繰り返し実行する。

また、ステップＳ１０３において、情報処理装置１３０は、トラクタ１の燃料残量が予測燃料消費量未満である場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、かかるトラクタ１を待機モードから燃料補給モードへ切り替えて（ステップＳ１０５）、処理を終了する。

次に、図９を用いて、走行ルートの所要時間に基づくモード切替処理の処理手順について説明する。

図９に示すように、まず、情報処理装置１３０は、複数の圃場Ｆにおいて、待機モードのトラクタ１が複数存在するか否かを判定する（ステップＳ２０１）。

情報処理装置１３０は、待機モードのトラクタ１が複数存在する場合（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、複数のトラクタ１それぞれの走行ルートを取得する（ステップＳ２０２）。

つづいて、情報処理装置１３０は、走行ルートの所要時間が最も短いトラクタ１に対して待機モードから圃場間移動モードへの切り替えを指示する（ステップＳ２０３）。

つづいて、情報処理装置１３０は、他に待機モードのトラクタ１が残っていないかどうかを判定する（ステップＳ２０４）。情報処理装置１３０は、待機モードのトラクタ１が残っていない場合（ステップＳ２０４：Ｙｅｓ）、処理を終了する。

一方、ステップＳ２０１において、情報処理装置１３０は、待機モードのトラクタ１が１台である場合（ステップＳ２０１：Ｎｏ）、かかるトラクタ１に対して待機モードから圃場間移動モードへの切り替えを指示し（ステップＳ２０５）、処理を終了する。

また、ステップＳ２０４において、情報処理装置１３０は、他に待機モードのトラクタ１が残っていた場合（ステップＳ２０４：Ｎｏ）、ステップＳ２０３を実行する。

次に、図１０を用いて、注意情報の通知処理の処理手順について説明する。

図１０に示すように、まず、情報処理装置１３０は、圃場間移動モードのトラクタ１が走行ルートを走行中であるか否かを判定する（ステップＳ３０１）。

情報処理装置１３０は、圃場間移動モードのトラクタ１が走行ルートを走行中である場合（ステップＳ３０１：Ｙｅｓ）、かかる走行ルートにおいて過去の停止位置ＳＰに接近しているか否かを判定する（ステップＳ３０２）。

情報処理装置１３０は、停止位置ＳＰに接近している場合（ステップＳ３０２：Ｙｅｓ）、トラクタ１の管理者が扱う端末装置へ注意情報を通知する（ステップＳ３０３）。

つづいて、情報処理装置１３０は、トラクタ１の車速を制限する（ステップＳ３０４）。つづいて、情報処理装置１３０は、トラクタ１が停止位置ＳＰで停止することなく通過したか否かを判定する（ステップＳ３０５）。

情報処理装置１３０は、停止位置ＳＰを停止することなく通過した場合（ステップＳ３０５：Ｙｅｓ）、かかる停止位置ＳＰを注意情報の通知対象から除外する（ステップＳ３０６）。

つづいて、情報処理装置１３０は、トラクタ１の車速制限を解除し（ステップＳ３０７）、処理を終了する。

一方、ステップＳ３０１において、情報処理装置１３０は、走行中の圃場間移動モードのトラクタ１が存在しない場合（ステップＳ３０１：Ｎｏ）、処理を終了する。

また、ステップＳ３０２において、情報処理装置１３０は、トラクタ１が停止位置ＳＰに接近していない場合（ステップＳ３０２：Ｎｏ）、処理を終了する。

また、ステップＳ３０５において、情報処理装置１３０は、トラクタ１が停止位置ＳＰにおいて再び停止した場合（ステップＳ３０５：Ｎｏ）、かかる停止位置ＳＰを注意情報の通知対象として維持し（ステップＳ３０８）、ステップＳ３０７を実行する。

上述したように、実施形態に係る実施形態の一態様に係る作業車両１の制御システム１００は、測位装置１２０により測位しながら複数の圃場Ｆを自律走行する複数のトラクタ１と、複数のトラクタ１それぞれの自律走行を制御する情報処理装置１３０と、を備え、トラクタ１は、圃場間を移動する第１モードと、圃場Ｆの出口Ｆ_ｏｕｔにおいて第１モードへの切り替わりを待機する第２モードとを有し、情報処理装置１３０は、トラクタ１が過去に第１モードで圃場間を走行した際の実燃料消費量に基づいて、第２モードであるトラクタ１が第１モードに切り替わった場合に走行予定の走行ルートにおける予測燃料消費量を算出する算出部と、第２モードであるトラクタ１の燃料残量が予測燃料消費量未満である場合、燃料が補給されるまで第２モードであるトラクタ１を停止する走行制御部とを備える。これにより、作業効率の低下を抑制することができる。

また、上述したように、実施形態に係る実施形態の一態様に係る作業車両１の制御システム１００は、測位装置１２０により測位しながら複数の圃場Ｆを自律走行する複数のトラクタ１と、複数のトラクタ１それぞれの自律走行を制御する情報処理装置１３０と、を備え、トラクタ１は、圃場間を移動する第１モードと、圃場Ｆの出口Ｆ_ｏｕｔにおいて第１モードへの切り替わりを待機する第２モードとを有し、情報処理装置１３０は、トラクタ１が過去に第１モードで圃場間を移動中に停止した際の停止位置ＳＰを記憶する記憶部と、第１モードであるトラクタ１が停止位置ＳＰを通過する場合に、トラクタ１の管理者が扱う端末装置（タブレット端末１４０）に注意情報を通知する通知部とを備える。これにより、圃場間移動の安全性を高めることができる。

また、上述したように、実施形態に係る実施形態の一態様に係る作業車両１の制御システム１００は、測位装置１２０により測位しながら複数の圃場Ｆを自律走行する複数のトラクタ１と、複数のトラクタ１それぞれの自律走行を制御する情報処理装置１３０と、を備え、トラクタ１は、圃場間を移動する第１モードと、圃場Ｆの出口Ｆ_ｏｕｔにおいて第１モードへの切り替わりを待機する第２モードとを有し、情報処理装置１３０は、第２モードであるトラクタ１が複数存在する場合、第１モードに切り替わった場合に走行予定の走行ルートの所要時間が短いトラクタ１から順に第１モードに切り替える。これにより、圃場間移動を効率良く行うことができる。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１ トラクタ
２ 走行車体
３ 作業機
１００ 制御システム
１１０ 通信ネットワーク
１２０ 測位装置
１２１ ＧＮＳＳアンテナ
１２２ 受信アンテナ
１２３ 航法衛星
１３０ 情報処理装置
１３０ａ 農作業支援サーバ
１３０ｂ パーソナルコンピュータ
１４０ タブレット端末
１４１ 記憶部
１４２ タッチパネル
１４３ 制御部
１４４ 端末通信部
１５０ コントローラ
１５１ 通信部
１６０ 作業制御装置
Ｆ 圃場

Claims (5)

1. 測位装置により測位しながら複数の圃場を自律走行する複数の作業車両と、
   前記複数の作業車両それぞれの自律走行を制御する情報処理装置と、
   を備え、
   前記作業車両は、
   圃場間を移動する第１モードと、前記圃場の出口において前記第１モードへの切り替わりを待機する第２モードとを有し、
   前記情報処理装置は、
   前記作業車両が過去に前記第１モードで圃場間を移動中に停止した際の停止位置を記憶する記憶部と、
   前記第１モードである前記作業車両が前記停止位置を通過する場合に、前記作業車両の管理者が扱う端末装置に注意情報を通知する通知部とを備えること
   を特徴とする作業車両の制御システム。
2. 前記情報処理装置は、
   前記第１モードである前記作業車両が前記停止位置を通過する場合に、前記停止位置から所定距離以内では車速を制限すること
   を特徴とする請求項１に記載の作業車両の制御システム。
3. 前記情報処理装置は、
   前記第１モードである前記作業車両が前記停止位置において停止することなく通過した場合に、当該停止位置を次回以降の前記注意情報の通知対象から除外すること
   を特徴とする請求項１または２に記載の作業車両の制御システム。
4. 前記情報処理装置は、
   前記作業車両が前記停止位置において停止した場合、停止から所定時間が経過、または、燃料残量が所定の閾値未満のいずれかの状態となった場合に、前記作業車両のエンジンを停止すること
   を特徴とする請求項１～３のいずれか１つに記載の作業車両の制御システム。
5. 前記作業車両は、
   前進、後進および中立を切り替える前後進クラッチを有し、
   前記情報処理装置は、
   前記作業車両のエンジンを停止した場合、所定の入力操作を受け付けるまで前記前後進クラッチを中立に保持し切替を禁止すること
   を特徴とする請求項１～４のいずれか１つに記載の作業車両の制御システム。

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