JP7416437B2 - 圃場作業車両の走行経路設定装置、走行経路設定方法および走行経路設定用プログラム - Google Patents

Description

本発明は、圃場作業車両の走行経路設定装置、走行経路設定方法および走行経路設定用プログラムに関し、特に、自動走行しながら圃場内一面の作業を行うことができるようになされた圃場作業車両の走行経路を設定する技術に関するものである。

従来、圃場内を自動走行しながら所与の作業（耕耘、畝立て、播種、田植えなどの農作業）を行うようになされた圃場作業車両の走行経路を設定するシステムが知られている（例えば、特許文献１，２参照）。特許文献１に記載の走行経路設定装置では、まず、作業者が圃場作業車両を手動で運転して圃場の外周を周回作業走行することにより、その際に取得される自車位置情報から圃場の形状を認識する（この走行をティーチング走行という）。そして、ティーチング走行した領域の内側を自動走行の対象領域として、圃場作業車両が自動走行するための走行経路を設定する。

特許文献１に記載の走行経路設定装置では、ティーチング走行によって把握した対象領域内に走行経路を設定する際に、圃場の外形に沿って外周領域を設定するとともに、その外周領域の内側に往復領域を設定する。そして、当該往復領域内において、圃場の外形において対向する一対の辺のうち一方の辺に沿って往復走行する第１往復経路を設定するとともに、当該第１往復経路の末端から走行を継続し、圃場の外形において対向する一対の辺のうち他方の辺に沿って往復走行する第２往復経路を設定する。さらに、外周領域内において、第２往復経路の末端から走行を継続し、外周領域に沿って走行する経路であって、作業済みの経路を経ずに第１往復領域内の端点に戻ることを可能とする外周経路を設定する。

特許文献２に記載の目標経路生成システムは、目標経路を生成するのに必要な基本データを記憶する記憶部と、目標経路の生成に関する優先項目（作業面積の最大化、非作業走行距離の最短化、作業地の外周に沿う周回走行経路部の適正化、重複経路部分の生成回避のうちの少なくとも１つ）を選択させる優先項目選択部と、基本データと選択された優先項目とに基づいて目標経路を生成する目標経路生成部とを備え、ユーザの価値観などに適した自動走行用の目標経路を簡易な操作で得られるようにしている。例えば、優先項目が周回走行経路部の適正化であれば、作業地の中央側を走行して作業した後の未作業領域となる周回走行経路部の横幅が、作業地の形状にかかわらず、作業車両の作業幅の整数倍と同じまたは略同じになる目標経路を生成する。

特開２０１９－１５４３９３号公報 特開２０１９－１０１９３２号公報

上記特許文献１に記載の走行経路設定装置では、圃場の形状を認識するためのティーチング走行をする際に、作業効率を高めるために、ティーチング走行中も所与の作業を行う（外周を周回作業走行する）こととしていた。このため、ティーチング走行をした最外周の領域を再び走行することはできない。作業済みの行程路を荒らすことになるからである。このため、所与の作業終了時に最外周を走行して所望の位置から圃場外へ退出することができないという問題があった。特許文献２に記載のシステムは、周回走行経路部の適正化に関する機能を有しているが、所与の作業終了時に最外周を走行して所望の位置から圃場外へ退出することを可能にするものではない。

本発明は、このような問題を解決するために成されたものであり、圃場の外周に沿ってティーチング走行をすることによって圃場の形状を認識し、認識した形状に基づいて、圃場作業車両が所与の作業をしながら自動走行するための走行経路を設定する際に、所与の作業終了時に最外周を走行して所望の位置から圃場外へ退出することが可能な走行経路を設定できるようにすることを目的とする。

上記した課題を解決するために、本発明の走行経路設定装置は、圃場の外周に沿ってティーチング走行したときに位置・方位検出装置により検出される圃場作業車両の現在位置および方位に基づいて圃場の形状を認識する圃場形状認識部と、ティーチング走行が行われる外周の複数の行程のうち何れかの行程の領域を、所与の作業を行わずに走行するティーチング走行非作業領域とし、当該ティーチング走行非作業領域に該当する行程の始端または終端を圃場からの出口とすることを経路設定条件として指定する条件指定部と、圃場形状認識部による圃場の形状の認識後に、ティーチング走行非作業領域も含めて所与の作業が行われていない非作業領域に対して、所与の作業をしながら走行するための作業走行経路を設定する走行経路設定部とを備え、経路設定条件として指定されたティーチング走行非作業領域が、経路設定条件として指定された出口に向かって所与の作業をしながら走行する最後の作業走行経路となり、かつ、ティーチング走行非作業領域から出口に直進する態様で圃場から退出可能となるように、非作業領域に対して作業走行経路を設定するようにしている。

上記のように構成した本発明によれば、ティーチング走行が行われる外周の複数の行程の中から指定された何れかの行程の領域がティーチング走行非作業領域とされ、このティーチング走行非作業領域も含めて作業走行経路が設定されるので、このティーチング走行非作業領域をティーチング走行後に再び走行する経路を設定することが可能であり、ティーチング走行非作業領域を最後の作業走行経路として走行しつつ、ティーチング走行非作業領域の始端または終端に指定された出口に直進する態様で圃場から退出するような経路を設定することが可能である。これにより、圃場作業車両が所与の作業をしながら自動走行するための経路を設定する際に、所与の作業終了時に最外周を走行して所望の位置から圃場外へ退出することが可能な走行経路を設定することができる。

本実施形態による走行経路設定装置が搭載される圃場作業車両の概略的な外観構成を示す平面図である。 圃場作業車両に搭載される各種電子制御装置の構成例を示すブロック図である。 本実施形態による走行経路設定装置の機能構成例を示すブロック図である。 本実施形態による走行経路設定装置による経路設定動作を説明するための図である。 本実施形態による走行経路設定装置による経路設定動作を説明するための図である。 本実施形態による走行経路設定装置による経路設定動作を説明するための図である。 本実施形態による走行経路設定装置による経路設定動作を説明するための図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態による圃場作業車両の走行経路設定装置（以下、単に走行経路設定装置という）が搭載される圃場作業車両１０の概略的な外観構成を示す平面図である。図１に示すように、圃場作業車両１０は、車体１の後方に作業機２を連結して構成されている。

圃場作業車両１０は、車体１に備えられた動力源から動力を得て走行し、車体１の後方に備えた作業機２で所与の作業を行うようになされた農用車両である。動力源は、例えば電動モータ、または内燃機関等により構成される。所与の作業とは、いわゆる農作業のことであり、例えば施肥、播種、田植など、車体１に連結された作業機２によって行うことが可能な農作業であればよい。なお、作業機２が車体１の前方に備えられる構成であってもよい。

図２は、圃場作業車両１０に搭載される各種電子制御装置の構成例を示すブロック図である。図２に示すように、圃場作業車両１０には、本実施形態による走行経路設定装置１００、位置・方位検出装置２００、走行制御装置３００および作業機制御装置４００が搭載される。

走行経路設定装置１００は、圃場作業車両１０が圃場を自動走行する際の目標経路となる走行経路を設定するためのものである。走行経路設定装置１００は、圃場の外周に沿ってティーチング走行することによって圃場の形状を認識し、認識した圃場の形状に基づいて、所与の作業をしながら自動走行する圃場作業車両１０の走行経路を設定する。この走行経路設定装置１００の具体的な構成および動作については後述する。

位置・方位検出装置２００は、圃場作業車両１０の現在位置および方位を検出するものであり、例えばＧＰＳ受信機や自律航法センサといった公知の技術を用いることが可能である。走行制御装置３００は、位置・方位検出装置２００により検出される圃場作業車両１０の現在位置および方位に基づいて、走行経路設定装置１００により設定された走行経路に沿って走行を制御するものである。

作業機制御装置４００は、作業機２の動作を制御するものである。例えば、作業機制御装置４００は、作業機２の作動および停止を制御する。以下では、作業機２を作動させながら走行する状態を「作業走行」といい、作業機２を停止させて走行する状態を「非作業走行」という。走行制御装置３００および作業機制御装置４００は、作業者が操作する圃場作業車両１０の車載コントローラまたはリモートコントローラ（以下、リモコンという）５００からの指示を受けて圃場作業車両１０の走行および作業機２の動作を制御することも可能であるし、車載コントローラおよびリモコン５００からの指示を受けずに自律的に圃場作業車両１０の走行および作業機２の動作を制御することも可能である。

以上のように構成された圃場作業車両１０は、車体１に搭乗した作業者により行われる手動操作に従って、圃場内を走行しながら作業機２にて所与の作業を行うことが可能である。また、圃場作業車両１０は、位置・方位検出装置２００により検出される現在位置および方位に基づいて、走行経路設定装置１００によって圃場内にあらかじめ設定された走行経路に沿って自動走行しながら、作業機２にて所与の作業を行うこともできるようになされている。

ここで、自動走行とは、作業者が圃場作業車両１０に搭乗して手動でハンドル操作を行うことなく、圃場作業車両１０の走行制御装置３００が操舵を自動的に制御して走行する状態をいう（作業者が圃場作業車両１０に乗車しているか否かは問わない）。すなわち、自動走行は、作業者が手動でハンドル操作を行うことによって走行する手動走行と区別される走行状態をいう。

図３は、本実施形態による走行経路設定装置１００の機能構成例を示すブロック図である。図３（ａ）に示すように、本実施形態による走行経路設定装置１００は、機能構成として、圃場形状認識部１１、走行経路設定部１２および条件指定部１３を備えて構成されている。条件指定部１３は、より具体的な機能構成として、非作業領域指定部１３Ａおよび出口指定部１３Ｂを備えている。また、走行経路設定装置１００は、記憶媒体として、経路記憶部１１０を備えている。また、図３（ｂ）に示すように、走行経路設定部１２は、より具体的な機能構成として、外周領域設定部１２Ａ、往復領域設定部１２Ｂ、往復経路設定部１２Ｃおよび周回経路設定部１２Ｄを備えている。

上記機能ブロック１１～１３は、ハードウェア、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ソフトウェアの何れによっても構成することが可能である。例えばソフトウェアによって構成する場合、上記各機能ブロック１１～１３は、実際にはコンピュータのＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを備えて構成され、ＲＡＭやＲＯＭ、ハードディスクまたは半導体メモリ等の記録媒体に記憶された走行経路設定用プログラムが動作することによって実現される。

図４および図５は、走行経路設定装置１００による経路設定動作を説明するための図である。以下、図４および図５を参照しながら、図３に示す各機能ブロック１１～１３，１２Ａ～１２Ｄの機能および動作について説明する。

圃場形状認識部１１は、図４（ａ）および図５（ａ）に示すように、圃場の外周に沿って手動走行によりティーチング走行をしたときに位置・方位検出装置２００により検出される圃場作業車両１０の現在位置および方位に基づいて、圃場の形状を認識する。このティーチング走行時に、作業者が車載コントローラまたはリモコン５００の動作ボタンを押下することによって作業走行をすることも可能であるし、動作ボタンを押下せずに非作業走行をすることも可能である。すなわち、ティーチング走行が行われる外周の複数の行程のうち何れかの行程の領域を、所与の作業を行わずに走行する非作業領域（以下、ティーチング走行非作業領域という）とすることが可能である。圃場形状認識部１１は、ティーチング走行した領域をティーチング走行領域として経路記憶部１１０に記憶する。

図４および図５に示す例では、開始位置ＳＰから圃場の外周を３辺に沿って周回走行した３つの行程の領域をティーチング走行領域として経路記憶部１１０に記憶している。以下の説明において、１つの直線区間を１行程とする。図４（ａ）および図５（ａ）の例では、開始位置ＳＰから圃場の左辺に沿って走行する第１行程の領域と、それに続いて上辺に沿って走行する第２行程の領域と、それに続いて右辺に沿って走行する第３行程の領域とをティーチング走行領域として記憶している。

ここで、作業者は、ティーチング走行をするときに、車載コントローラまたはリモコン５００の動作ボタンを操作することにより、第１行程～第３行程の３つの領域のうち、何れか１つを非作業走行とするとともに、残りの２つを作業走行とすることが可能である。

図４（ａ）および図５（ａ）の例では、第１行程を非作業走行し、第２行程および第３行程を作業走行している。ここでは説明の便宜上、非作業走行領域と作業走行領域とを視覚的に区別するために、非作業走行領域を破線矢印のみで示し、作業走行領域を行程枠付きの実線矢印で示している。行程枠は、作業機２の幅とほぼ等しい１行程の幅（以下、行程幅という）を有する矩形の枠である。行程枠をハッチングしているのは、手動走行する領域であることを示している。

条件指定部１３は、ティーチング走行が行われる外周の複数の行程のうち何れかの行程の領域をティーチング走行非作業領域とし、当該ティーチング走行非作業領域に該当する行程の始端または終端を圃場からの出口とすることを経路設定条件として指定する。条件指定部１３は、この処理を非作業領域指定部１３Ａおよび出口指定部１３Ｂによって行う。

非作業領域指定部１３Ａは、ティーチング走行非作業領域を指定する処理を行う。本実施形態では一例として、非作業領域指定部１３Ａは、ティーチング走行時に車載コントローラまたはリモコン５００の動作ボタンの操作の有無を検出し、その検出結果に基づいて、非作業走行をした領域をティーチング走行非作業領域として指定する。図４（ａ）および図５（ａ）の例において、非作業領域指定部１３Ａは、第１行程の領域をティーチング走行非作業領域として指定する。そして、非作業領域指定部１３Ａは、指定したティーチング走行非作業領域を経路記憶部１１０に記憶するとともに、作業走行をした領域を作業済み領域として経路記憶部１１０に記憶する。

出口指定部１３Ｂは、非作業領域指定部１３Ａにより指定されたティーチング走行非作業領域に該当する行程の始端または終端のどちらを圃場からの出口とするかを作業者に問い合わせ、当該作業者により選択された方を圃場からの出口として指定する。図４（ａ）および図５（ａ）の例において、出口指定部１３Ｂは、第１行程の始端または終端のどちらを圃場からの出口とするかを作業者に問い合わせ、当該作業者により選択された方を圃場からの出口として指定する。ここで、行程の始端および終端とは、その行程に沿った方向にある端部という意味である。

一例として、出口指定部１３Ｂは、ティーチング走行が終わったときに、経路記憶部１１０に記憶されたティーチング走行非作業領域を示す情報と、その始端または終端のどちらかを選択可能なユーザインタフェースとを含む選択画面を車載コントローラまたはリモコン５００のディスプレイに表示させる。そして、この選択画面を通じて作業者が選択した始端または終端の何れかを圃場からの出口として指定し、経路記憶部１１０に記憶させる。なお、選択画面の表示は、ティーチング走行非作業領域の走行が終わったときに行うようにしてもよい。

走行経路設定部１２は、図４（ｂ）～（ｄ）および図５（ｂ）～（ｄ）に示すように、圃場形状認識部１１による圃場の形状の認識と条件指定部１３による経路設定条件の指定とが終わった後に、所与の作業が行われていない非作業領域に対して作業走行経路を設定する。ティーチング走行によって圃場の形状を認識することにより、非作業領域の形状も認識することが可能となり、当該非作業領域に対して走行経路を設定することが可能な状態となる。ここで、走行経路設定部１２は、圃場形状認識部１１により経路記憶部１１０に記憶されたティーチング走行非作業領域（図４（ａ）および図５（ａ）に示す第１行程の領域）も含めて、非作業領域に対して作業走行経路を設定する。

また、走行経路設定部１２は、経路設定条件として指定されたティーチング走行非作業領域が、経路設定条件として指定された出口に向かって所与の作業をしながら走行する最後の作業走行経路となり、かつ、ティーチング走行非作業領域から出口に直進する態様で圃場から退出可能となるように、非作業領域に対して作業走行経路を設定する。

走行経路設定部１２の外周領域設定部１２Ａは、図４（ｂ）および図５（ｂ）に示すように、経路記憶部１１０に記憶されているティーチング走行非作業領域も含めて、圃場の外形に合わせて外周領域ＯＣＡを設定する。また、往復領域設定部１２Ｂは、外周領域ＯＣＡの内側に往復領域ＲＴＡを設定する。外周領域ＯＣＡは、圃場の中で、ティーチング走行時に圃場形状認識部１１により経路記憶部１１０に記憶された作業済み領域以外の領域を対象として、圃場の形状に合わせて外周に設定される１行程幅の領域である。この作業済み領域以外の領域の中に、ティーチング走行非作業領域として経路記憶部１１０に記憶された１行程幅の領域も含まれる。

往復経路設定部１２Ｃは、図４（ｃ）および図５（ｃ）に示すように、ティーチング走行に続けて往復領域ＲＴＡにおいて往復走行する往復経路を設定する。往復経路設定部１２Ｃは、圃場の外形を構成している複数の辺のうち、何れか１つの辺に対して平行に往復走行する経路を設定する。図４（ｃ）および図５（ｃ）では、圃場の左右の辺に対して平行に往復走行する経路を設定しているが、これに限定されない。例えば、圃場の上下の辺に対して平行に往復走行する経路を設定してもよい。

往復領域ＲＴＡ内に設定される往復経路は、圃場作業車両１０が所与の作業をしながら自動走行をする経路である。この往復経路は作業走行経路であるため、行程枠付きの実線矢印で示している。行程枠をハッチングしていないのは、上述した手動走行する領域（行程枠がハッチングされた領域）に対し、自動走行する領域であることを視覚的に区別できるようにするためである。

周回経路設定部１２Ｄは、図４（ｄ）および図５（ｄ）に示すように、往復経路の末端から走行を継続して外周領域ＯＣＡに沿って周回走行する周回経路を設定する。外周領域ＯＣＡに設定される周回経路は、圃場作業車両１０が所与の作業をしながら自動走行または手動走行をする経路である。この周回経路の終端が、ティーチング走行後の位置から始まる一連の走行経路の終了位置ＧＰとなる。ここで、周回経路設定部１２Ｄは、出口指定部１３Ｂにより圃場からの出口として指定された位置が終了位置ＧＰとなるように、外周領域ＯＣＡの周回経路を設定する。以上のようにして設定された走行経路を示すデータは、経路記憶部１１０に記憶され、走行制御装置３００および作業機制御装置４００による制御のために使われる。

図４は、ティーチング走行非作業領域に該当する第１行程の始端を、所与の作業の終了後に圃場作業車両１０が圃場から退出するための出口として指定した場合に設定される走行経路の一例を示したものである。図５は、ティーチング走行非作業領域に該当する第１行程の終端を、所与の作業の終了後に圃場作業車両１０が圃場から退出するための出口として指定した場合に設定される走行経路の一例を示したものである。

図４のように、ティーチング走行非作業領域に該当する第１行程の始端を出口として指定した場合、周回経路設定部１２Ｄは、往復経路が終了する左下の地点から反時計方向周りに外周領域ＯＣＡを周回走行し、ティーチング走行非作業領域として記憶された第１行程を逆走して直進する態様で圃場から退出可能な周回経路を設定する。

また、図５のように、ティーチング走行非作業領域に該当する第１行程の終端を出口として指定した場合、周回経路設定部１２Ｄは、往復経路が終了する左下の地点から時計方向に旋回して、ティーチング走行非作業領域として記憶された第１行程を再び非作業走行にて終端付近まで移動した後、時計方向周りに外周領域ＯＣＡを作業走行にて周回走行し、第１行程をティーチング走行時と同じ方向に直進する態様で圃場から退出可能な周回経路を設定する。

ここでは、出口指定部１３Ｂにより圃場からの出口として指定された位置が終了位置ＧＰとなるように、周回経路設定部１２Ｄが外周領域ＯＣＡの周回経路を設定する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、出口指定部１３Ｂにより圃場からの出口として指定された位置が終了位置ＧＰとなるように、往復経路設定部１２Ｃおよび周回経路設定部１２Ｄが往復領域ＲＴＡおよび外周領域ＯＣＡの走行経路を設定するようにしてもよい。

例えば、ティーチング走行非作業領域に該当する第１行程の始端が出口として指定された場合は、往復経路設定部１２Ｃおよび周回経路設定部１２Ｄが図４のような走行経路を設定する一方、ティーチング走行非作業領域に該当する第１行程の終端が出口として指定された場合は、往復経路設定部１２Ｃおよび周回経路設定部１２Ｄが図６のような走行経路を設定するようにしてもよい。

図６では、往復経路設定部１２Ｃが、圃場の上下の辺に対して平行に往復走行する往復経路を設定するとともに（図６（ｃ））、周回経路設定部１２Ｄが、往復経路が終了する左上の地点から時計方向周りに外周領域ＯＣＡを周回走行し、ティーチング走行非作業領域として記憶された第１行程をティーチング走行時と同じ方向に直進する態様で圃場から退出可能な周回経路を設定している（図６（ｄ））。このようにすれば、図５のように、往復経路が終了する左下の地点からティーチング走行非作業領域の第１行程を非作業走行にて終端付近まで移動する経路を省略することができる。

図７は、ティーチング走行領域の第２行程を非作業走行した場合に走行経路設定部１２により設定される走行経路の例を示す図である。この図７は、ティーチング走行非作業領域に該当する第２行程の始端を圃場からの出口として指定した場合の走行経路を示したものであり、往復経路設定部１２Ｃにより往復領域ＲＴＡに対して往復経路が設定されたところまでの状態（ｃ）と、周回経路設定部１２Ｄにより外周領域ＯＣＡに対して周回経路が設定された状態（ｄ）とを示している。

ティーチング走行領域の第２行程がティーチング走行非作業走行領域に指定された場合、走行経路設定部１２は、ティーチング走行非作業走行領域に該当する第２行程が最後の作業走行経路となり、かつ、当該第２行程の始端または終端に指定された出口に直進する態様で圃場から退出可能となるように走行経路を設定する。

なお、走行経路設定部１２が外周領域ＯＣＡおよび往復領域ＲＴＡに対して走行経路を設定する方法は、条件指定部１３により指定された経路設定条件に合致した方法であれば、どのような方法であってもよい。例えば、特許文献１に記載された方法を適用するようにしてもよい。

以上詳しく説明したように、本実施形態では、圃場の外周に沿ってティーチング走行したときに位置・方位検出装置２００により検出される圃場作業車両１０の現在位置および方位に基づいて圃場の形状を認識する圃場形状認識部１１と、ティーチング走行による圃場の形状の認識後に、非作業領域に対して作業走行経路を設定する走行経路設定部１２と、ティーチング走行が行われる外周の複数の行程のうち何れかの行程の領域を走行非作業領域とし、ティーチング走行非作業領域に該当する行程の始端または終端を圃場からの出口とすることを経路設定条件として指定する条件指定部１３とを備え、経路設定条件として指定されたティーチング走行非作業領域が、経路設定条件として指定された出口に向かって所与の作業をしながら走行する最後の作業走行経路となり、かつ、ティーチング走行非作業領域から出口に直進する態様で圃場から退出可能となるように、非作業領域（外周領域ＯＣＡおよび往復領域ＲＴＡ）に対して作業走行経路として往復経路および周回経路を設定するようにしている。

このように構成した本実施形態によれば、ティーチング走行が行われる外周の複数の行程の中から指定された何れかの行程の領域がティーチング走行非作業領域とされ、このティーチング走行非作業領域も含めて作業走行経路が設定されるので、このティーチング走行非作業領域をティーチング走行後に再び走行する経路を設定することが可能であり、ティーチング走行非作業領域を最後の作業走行経路として走行しつつ、ティーチング走行非作業領域の始端または終端に指定された出口に直進する態様で圃場から退出するような経路を設定することが可能である。これにより、所与の作業終了時に最外周を走行して、指定した出口から圃場外へ退出することが可能な走行経路を設定することができる。

なお、上記実施形態では、ティーチング走行時に車載コントローラまたはリモコン５００の動作ボタンの操作の有無を検出し、動作ボタンを押下せずに非作業走行をした領域をティーチング走行非作業領域として指定する例について説明したが、ティーチング走行非作業領域の指定方法はこれに限定されない。例えば、ティーチング走行の開始前に、車載コントローラまたはリモコン５００のディスプレイに指定画面を表示させ、この指定画面を通じて作業者が第１行程の領域をティーチング走行非作業領域とするか否かをあらかじめ指定するようにしてもよい。圃場形状認識部１１により圃場の形状を認識する前であるが、第１行程の領域を非作業領域とするか否かの指定は可能である。第１行程の領域を非作業領域とすることが指定された場合、作業車両１０が第１行程を走行する際に、例えば動作ボタンを押下しないように促すメッセージをディスプレイに表示する。あるいは、作業車両１０が第１行程を走行する際に、作業機制御装置４００が作業機２を自動的に停止させるようにしてもよい。

第１行程の領域をティーチング走行非作業領域とするか否かをあらかじめ指定する構成とする場合、その指定に合わせて、第１行程の始端または終端の何れかを出口として指定することもあらかじめ行うようにしてもよい。

また、上記実施形態では、ティーチング走行が行われる外周の複数の行程のうち何れか１つの行程の領域を非作業領域として指定する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、圃場（多角形でも良い）の外周について、最後の１辺を除いて全て作業領域とした場合は、最後の１辺を残した状態（これは、ティーチング走行の出発点と到着点とが一致していないことで認識できる）で、当該１辺の何れかの端部を出口として指定できるようにしてもよい。

また、ティーチング走行が行われる外周の複数の行程のうち何れか２つ以上の行程の領域を非作業領域として指定するようにしてもよい。この場合、出口指定部１３Ｂは、非作業領域指定部１３Ａにより指定された２つ以上のティーチング走行非作業領域に該当するそれぞれの行程の始端または終端の中から何れかを選択するための選択画面をディスプレイに表示させ、その中から作業者により選択された位置を圃場からの出口として指定する。

また、上記実施形態では、非作業領域指定部１３Ａによりティーチング走行非作業領域を指定した後に、出口指定部１３Ｂにより出口を指定する例について説明したが、これとは逆に、出口指定部１３Ｂにより出口を指定した後に、非作業領域指定部１３Ａによりティーチング走行非作業領域を指定するようにしてもよい。

例えば、出口指定部１３Ｂは、ティーチング走行の開始前に、第１行程の始端または終端の何れかを出口として指定するための指定画面を車載コントローラまたはリモコン５００のディスプレイに表示させ、この指定画面を通じて作業者が指定した方を圃場からの出口として指定する。圃場形状認識部１１により圃場の形状を認識する前であるが、第１行程の始端または終端の何れかを出口として指定することは可能である。ここで、作業者が第１行程の始端および終端の何れも出口として指定しない選択をすることを可能としてもよい。

非作業領域指定部１３Ａは、第１行程の始端または終端の何れかが圃場からの出口として指定された場合、第１行程の領域を自動的にティーチング走行非作業領域として指定する。第１行程の領域をティーチング走行非作業領域とすることが指定された場合、作業車両１０が第１行程を走行する際に、例えば動作ボタンを押下しないように促すメッセージをディスプレイに表示する。あるいは、作業車両１０が第１行程を走行する際に、作業機制御装置４００が作業機２を自動的に停止させるようにしてもよい。

ここでは、第１行程の始端または終端の何れかを出口として指定する例について説明したが、第２行程以降の行程の始端または終端の何れかを出口として指定できるようにしてもよい。圃場形状認識部１１により圃場の形状を認識する前であるが、ティーチング走行は複数の行程を含むことから、第１行程に限定することなく出口を指定することは実質的に可能である。ただし、実際の圃場に存在することのない行程について出口を指定することがないように、第２行程までまたは第３行程までの中から出口を指定するようにしてもよい。この場合、非作業領域指定部１３Ａは、ティーチング走行が行われる外周の複数の行程のうち、出口指定部１３Ｂにより指定された出口に向かって直進となる行程の領域をティーチング走行非作業領域として自動的に指定する。

また、上記実施形態では、圃場作業車両１０が走行経路設定装置１００を備える構成を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、走行経路設定装置１００は圃場作業車両１０の外部に設置し、圃場作業車両１０は、走行経路設定装置１００により設定された走行経路のデータを記憶する経路データ記憶装置を備える構成としてもよい。

また、上記実施形態では、圃場の外形の何れかの辺に対して平行に往復走行する往復経路を設定する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、圃場の外形の何れかの辺に対して所定の角度を付けて斜めに往復走行する往復経路を設定するようにしてもよい。

その他、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

１１ 圃場形状認識部
１２ 走行経路設定部
１２Ａ 外周領域設定部
１２Ｂ 往復領域設定部
１２Ｃ 往復経路設定部
１２Ｄ 周回経路設定部
１３ 条件指定部
１３Ａ 非作業領域指定部
１３Ｂ 出口指定部
１００ 走行経路設定装置
１１０ 経路記憶部
２００ 位置・方位検出装置
３００ 走行制御装置
４００ 作業機制御装置

Claims (5)

1. 圃場の外周に沿ってティーチング走行することによって上記圃場の形状を認識し、認識した圃場の形状に基づいて、所与の作業をしながら走行する圃場作業車両の走行経路を設定する装置であって、
   上記圃場の外周に沿って上記ティーチング走行をしたときに位置・方位検出装置により検出される圃場作業車両の現在位置および方位に基づいて上記圃場の形状を認識する圃場形状認識部と、
   上記ティーチング走行が行われる外周の複数の行程のうち何れかの行程の領域を、上記所与の作業を行わずに走行するティーチング走行非作業領域とし、当該ティーチング走行非作業領域に該当する行程の始端または終端を上記圃場からの出口とすることを経路設定条件として指定する条件指定部と、
   上記圃場形状認識部による上記圃場の形状の認識後に、上記ティーチング走行非作業領域も含めて上記所与の作業が行われていない非作業領域に対して、上記所与の作業をしながら走行するための作業走行経路を設定する走行経路設定部とを備え、
   上記走行経路設定部は、上記経路設定条件として指定された上記ティーチング走行非作業領域が、上記経路設定条件として指定された上記出口に向かって上記所与の作業をしながら走行する最後の作業走行経路となり、かつ、上記ティーチング走行非作業領域から上記出口に直進する態様で上記圃場から退出可能となるように、上記非作業領域に対して上記作業走行経路を設定する
   ことを特徴とする圃場作業車両の走行経路設定装置。
2. 上記条件指定部は、
   上記ティーチング走行非作業領域を指定する非作業領域指定部と、
   上記非作業領域指定部により指定された上記ティーチング走行非作業領域に該当する行程の始端または終端のどちらを上記圃場からの出口とするかを作業者に問い合わせ、当該作業者により選択された方を上記圃場からの出口として指定する出口指定部とを備えた
   ことを特徴とする請求項１に記載の圃場作業車両の走行経路設定装置。
3. 上記条件指定部は、
   上記圃場からの出口を指定する出口指定部と、
   上記ティーチング走行が行われる外周の複数の行程のうち、上記出口指定部により指定された出口に向かって直進となる行程の領域を上記ティーチング走行非作業領域として指定する非作業領域指定部とを備えた
   ことを特徴とする請求項１に記載の圃場作業車両の走行経路設定装置。
4. 圃場の外周に沿ってティーチング走行することによって上記圃場の形状を認識し、認識した圃場の形状に基づいて、所与の作業をしながら走行する圃場作業車両の走行経路を設定する方法であって、
   走行経路設定装置の圃場形状認識部が、上記圃場の外周に沿って上記ティーチング走行したときに位置・方位検出装置により検出される圃場作業車両の現在位置および方位に基づいて上記圃場の形状を認識する第１のステップと、
   上記走行経路設定装置の条件指定部が、上記ティーチング走行が行われる外周の複数の行程のうち何れかの行程の領域を、上記所与の作業を行わずに走行するティーチング走行非作業領域とし、当該ティーチング走行非作業領域に該当する行程の始端または終端を上記圃場からの出口とすることを経路設定条件として指定する第２のステップと、
   上記走行経路設定装置の走行経路設定部が、上記圃場形状認識部による上記圃場の形状の認識後に、上記ティーチング走行非作業領域も含めて上記所与の作業が行われていない非作業領域に対して、上記所与の作業をしながら走行するための作業走行経路を設定する第３のステップとを有し、
   上記第３のステップにおいて上記走行経路設定部は、上記経路設定条件として指定された上記ティーチング走行非作業領域が、上記経路設定条件として指定された上記出口に向かって上記所与の作業をしながら走行する最後の作業走行経路となり、かつ、上記ティーチング走行非作業領域から上記出口に直進する態様で上記圃場から退出可能となるように、上記非作業領域に対して上記作業走行経路を設定する
   ことを特徴とする圃場作業車両の走行経路設定方法。
5. 圃場の外周に沿ってティーチング走行することによって上記圃場の形状を認識し、認識した圃場の形状に基づいて、所与の作業をしながら走行する圃場作業車両の走行経路を設定する処理をコンピュータに実行させる走行経路設定用プログラムであって、
   上記圃場の外周に沿って上記ティーチング走行をしたときに位置・方位検出装置により検出される圃場作業車両の現在位置および方位に基づいて上記圃場の形状を認識する圃場形状認識手段、
   上記ティーチング走行が行われる外周の複数の行程のうち何れかの行程の領域を、上記所与の作業を行わずに走行するティーチング走行非作業領域とし、当該ティーチング走行非作業領域に該当する行程の始端または終端を上記圃場からの出口とすることを経路設定条件として指定する条件指定手段、および
   上記圃場形状認識手段による上記圃場の形状の認識後に、上記経路設定条件として指定された上記ティーチング走行非作業領域が、上記経路設定条件として指定された上記出口に向かって上記所与の作業をしながら走行する最後の作業走行経路となり、かつ、上記ティーチング走行非作業領域から上記出口に直進する態様で上記圃場から退出可能となるように、上記ティーチング走行非作業領域も含めて上記所与の作業が行われていない非作業領域に対して上記作業走行経路を設定する走行経路設定手段
   として上記コンピュータを機能させることを特徴とする圃場作業車両の走行経路設定用プログラム。