JP7423443B2

JP7423443B2 - 収穫機

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Publication number: JP7423443B2
Application number: JP2020107949A
Authority: JP
Inventors: 憲司木村
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2020-06-23
Filing date: 2020-06-23
Publication date: 2024-01-29
Anticipated expiration: 2040-06-23
Also published as: JP2022002481A

Description

本発明は、圃場の作物を収穫する収穫部を備える収穫機に関する。

上記のような収穫機として、例えば、特許文献１に記載のものが既に知られている。この収穫機（特許文献１では「コンバイン」）における収穫部（特許文献１では「刈取部」）は、機体に対して昇降可能に構成されている。

特開２０１７－３５０１７号公報

一般に、圃場を囲む状態で設けられた圃場外縁部には、畦畔や給排水ポンプ等が含まれている。そして、収穫機が圃場の角部において方向転換する際、収穫部が平面視で圃場外縁部に重複する位置まで前進してから切り返し走行を行うことにより、効率の良い方向転換を行いやすい。ただし、収穫部が平面視で圃場外縁部に重複する状態となる際、収穫部が圃場外縁部に干渉することを回避する必要がある。

ここで、特許文献１には、収穫部が平面視で圃場外縁部に重複する状態となる際、収穫部が圃場外縁部に干渉することを回避するための構成について記載されていない。

本発明の目的は、収穫部が圃場外縁部に干渉することを回避できる収穫機を提供することである。

本発明の特徴は、機体に対して昇降可能に構成されると共に圃場の作物を収穫する収穫部と、圃場を囲む状態で設けられた圃場外縁部の立体形状を検知する検知部と、前記検知部の検知結果に基づいて前記圃場外縁部の立体形状を示す外縁部情報を取得する取得部と、機体の走行に伴って前記収穫部が平面視で前記圃場外縁部に重複する状態となる際、前記外縁部情報に基づいて、前記収穫部が前記圃場外縁部に干渉しないように前記収穫部の昇降を自動的に制御する昇降制御部と、を備えることにある。

本発明であれば、圃場外縁部の立体形状に応じて、収穫部が圃場外縁部に干渉しないように、収穫部の昇降が自動的に制御される。これにより、収穫部が圃場外縁部に干渉することを回避できる収穫機を実現できる。

さらに、本発明において、前記昇降制御部は、前記圃場外縁部の地上高さが低いほど、前記収穫部の地上高さが低くなるように、前記収穫部の昇降を制御すると好適である。

昇降制御部が、収穫部が平面視で圃場外縁部に重複する状態となる際、圃場外縁部の地上高さとは無関係に、収穫部を最も高い位置まで上昇させるように構成されている場合、収穫部が圃場外縁部に干渉することを回避できる。しかしながら、この場合、収穫部が平面視で圃場外縁部に重複する状態となる際、比較的早い時点で収穫部を上昇させ始める必要がある。その結果、未収穫の作物に対する収穫部の作用位置が、適切な高さよりも高くなってしまいがちである。

例えば、圃場の作物が穀物であり、収穫部が穀稈を刈り取る刈取装置を有している場合において、収穫部が平面視で圃場外縁部に重複する状態となる際、比較的早い時点で収穫部を上昇させ始めると、刈り取り高さが、適切な高さよりも高くなってしまいがちである。

ここで、上記の構成によれば、収穫部が平面視で圃場外縁部に重複する状態となる際の収穫部の地上高さが、圃場外縁部の地上高さに応じて必要最低限となる構成を実現できる。これにより、未収穫の作物に対する収穫部の作用位置が適切な高さよりも高くなってしまう事態を回避しやすい収穫機を実現できる。

さらに、本発明において、前記昇降制御部は、前記収穫部と前記圃場外縁部との間の離間距離が所定値よりも広い状態が維持されるように、前記収穫部の昇降を制御すると好適である。

この構成によれば、収穫部が圃場外縁部に干渉しないように収穫部の昇降を自動的に制御する昇降制御部を、確実に設けることが可能となる。

さらに、本発明の特徴は、機体に対して昇降可能に構成されると共に圃場の作物を収穫する収穫部と、圃場を囲む状態で設けられた圃場外縁部の立体形状を示す外縁部情報を取得する取得部と、機体の走行に伴って前記収穫部が平面視で前記圃場外縁部に重複する状態となる際、前記外縁部情報に基づいて、前記収穫部が前記圃場外縁部に干渉しないように前記収穫部の昇降を自動的に制御する昇降制御部と、前記圃場外縁部の地上高さが所定高さよりも高い場合に前記収穫部が平面視で前記圃場外縁部に重複しないように前記機体の走行を制御する走行制御部と、を備えることにある。

圃場外縁部の地上高さが比較的高い場合、収穫部が平面視で圃場外縁部に重複する状態となる際、昇降制御部の制御により、比較的早い時点で収穫部が上昇し始める事態が想定される。これにより、未収穫の作物に対する収穫部の作用位置が、適切な高さよりも高くなってしまいがちである。

また、圃場外縁部の地上高さが比較的高い場合、収穫部が平面視で圃場外縁部に重複する状態となる際、収穫部が最も高い位置まで上昇しても、収穫部が圃場外縁部に干渉してしまう事態が想定される。

ここで、上記の構成によれば、圃場外縁部の地上高さが比較的高い場合には、収穫部が平面視で圃場外縁部に重複しないように機体の走行が制御される収穫機を実現できる。これにより、上述のように、未収穫の作物に対する収穫部の作用位置が適切な高さよりも高くなる事態、及び、収穫部が圃場外縁部に干渉する事態を回避することが可能となる。

さらに、本発明の特徴は、機体に対して昇降可能に構成されると共に圃場の作物を収穫する収穫部と、圃場を囲む状態で設けられた圃場外縁部の立体形状を示す外縁部情報を取得する取得部と、機体の走行に伴って前記収穫部が平面視で前記圃場外縁部に重複する状態となる際、前記外縁部情報に基づいて、前記収穫部が前記圃場外縁部に干渉しないように前記収穫部の昇降を自動的に制御する昇降制御部と、を備え、圃場内の最外周部において前記圃場外縁部に沿って行われる走行である周囲収穫走行を実行可能に構成されており、前記周囲収穫走行の実行中に、前記圃場外縁部のうち、圃場内において作物が収穫済みである領域に隣接する部分の立体形状を検知する検知部と、前記検知部の検知結果に基づいて前記圃場外縁部の立体形状の分布を示す外縁部マップを生成するマップ生成部と、を備え、前記取得部は、前記外縁部マップを取得し、前記昇降制御部は、前記外縁部マップに基づいて前記収穫部の昇降を制御することにある。

この構成によれば、検知部は、圃場外縁部のうち、圃場内において作物が収穫済みである領域に隣接する部分の立体形状を検知する。そのため、検知部が圃場外縁部の立体形状を検知する際、作物によって検知が阻害される事態が起こりにくい。これにより、マップ生成部は、精度の良好な外縁部マップを生成することができる。その結果、昇降制御部による収穫部の昇降制御の精度が良好となりやすい。

さらに、本発明の特徴は、機体に対して昇降可能に構成されると共に圃場の作物を収穫する収穫部と、圃場を囲む状態で設けられた圃場外縁部の立体形状を示す外縁部情報を取得する取得部と、機体の走行に伴って前記収穫部が平面視で前記圃場外縁部に重複する状態となる際、前記外縁部情報に基づいて、前記収穫部が前記圃場外縁部に干渉しないように前記収穫部の昇降を自動的に制御する昇降制御部と、を備え、圃場内の最外周部において前記圃場外縁部に沿って行われる走行である周囲収穫走行を実行可能に構成されており、前記取得部は、前記圃場外縁部の立体形状の分布を示す外縁部マップを取得し、前記周囲収穫走行の実行中に、前記圃場外縁部のうち、圃場内において作物が収穫済みである領域に隣接する部分の立体形状を検知する検知部と、前記検知部の検知結果に基づいて前記外縁部マップを更新するマップ更新部と、を備え、前記昇降制御部は、前記マップ更新部により更新された前記外縁部マップに基づいて前記収穫部の昇降を制御することにある。

取得部により取得された外縁部マップと、実際の圃場外縁部の立体形状の分布と、に齟齬がある場合、取得部により取得された外縁部マップに基づいて収穫部の昇降が制御されると、収穫部の昇降が不適切となる可能性がある。

ここで、上記の構成によれば、取得部により取得された外縁部マップと、実際の圃場外縁部の立体形状の分布と、に齟齬がある場合であっても、マップ更新部によって外縁部マップが更新される。これにより、昇降制御部による収穫部の昇降制御が適切になりやすい。

しかも、この構成によれば、検知部は、圃場外縁部のうち、圃場内において作物が収穫済みである領域に隣接する部分の立体形状を検知する。そのため、検知部が圃場外縁部の立体形状を検知する際、作物によって検知が阻害される事態が起こりにくい。これにより、マップ更新部により更新された外縁部マップの精度が良好となりやすい。その結果、昇降制御部による収穫部の昇降制御の精度が良好となりやすい。

コンバインの左側面図である。周囲収穫走行を示す図である。刈取走行経路に沿った刈取走行を示す図である。刈取走行経路に沿った刈取走行を示す図である。制御部に関する構成を示すブロック図である。検知部による検知方向を示す図である。外縁部マップの一例を示す図である。昇降制御部による収穫部の昇降制御を示す図である。圃場外縁部の地上高さに応じた収穫部の昇降制御を示す図である。収穫部が平面視で圃場外縁部に重複しないように機体の走行が制御される場合の例を示す図である。収穫部が平面視で圃場外縁部に重複しないように機体の走行が制御される場合の例を示す図である。第１別実施形態における制御部に関する構成を示すブロック図である。第１別実施形態におけるマップ更新部により更新される前の外縁部マップの一例を示す図である。

本発明を実施するための形態について、図面に基づき説明する。尚、以下の説明においては、特に断りがない限り、図１に示す矢印Ｆの方向を「前」、矢印Ｂの方向を「後」とする。また、図１に示す矢印Ｕの方向を「上」、矢印Ｄの方向を「下」とする。

〔コンバインの全体構成〕
図１に示すように、普通型のコンバイン１（本発明に係る「収穫機」に相当）は、収穫部Ｈ、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、搬送部１６、穀粒排出装置１８、衛星測位モジュール８０、エンジンＥを備えている。

走行装置１１は、コンバイン１における下部に備えられている。また、走行装置１１は、エンジンＥからの動力によって駆動する。そして、コンバイン１は、走行装置１１によって自走可能である。

また、運転部１２、脱穀装置１３、穀粒タンク１４は、走行装置１１の上側に備えられている。運転部１２には、コンバイン１の作業を監視するオペレータが搭乗可能である。尚、オペレータは、コンバイン１の機外からコンバイン１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、衛星測位モジュール８０は、運転部１２の上面に取り付けられている。

収穫部Ｈは、コンバイン１における前部に備えられている。そして、搬送部１６は、収穫部Ｈの後側に設けられている。また、収穫部Ｈは、刈取装置１５及びリール１７を含んでいる。

刈取装置１５は、圃場５（図２参照）の植立穀稈を刈り取る。また、リール１７は、機体左右方向に沿うリール軸芯１７ｂ周りに回転駆動しながら収穫対象の植立穀稈を掻き込む。刈取装置１５により刈り取られた刈取穀稈は、搬送部１６へ送られる。

この構成により、収穫部Ｈは、圃場５の穀物（本発明に係る「作物」に相当）を収穫する。そして、コンバイン１は、刈取装置１５によって圃場５の植立穀稈を刈り取りながら走行装置１１によって走行する刈取走行が可能である。

収穫部Ｈにより収穫された刈取穀稈は、搬送部１６によって機体後方へ搬送される。これにより、刈取穀稈は脱穀装置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、図１に示すように、運転部１２には、通信端末４が配置されている。通信端末４は、種々の情報を表示可能に構成されている。本実施形態において、通信端末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、通信端末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、通信端末４は、コンバイン１の機外に位置していても良い。

ここで、コンバイン１は、図２から図４に示すように、圃場外縁部６の内側に位置する圃場５において、穀物を収穫するように構成されている。尚、圃場外縁部６は、圃場５を囲む状態で設けられている。圃場外縁部６には、例えば、畦畔６１や給排水ポンプ６２（図７参照）等が含まれている。

より具体的には、コンバイン１は、図２に示すように、周囲収穫走行を実行可能に構成されている。周囲収穫走行とは、圃場５内の最外周部において圃場外縁部６に沿って行われる走行である。

尚、本実施形態において、周囲収穫走行での周回数は１回である。しかしながら、本発明はこれに限定されず、周囲収穫走行での周回数は、２回以上のいかなる回数であっても良い。

そして、コンバイン１は、周囲収穫走行を行った後、図３及び図４に示すように、圃場５における内側の領域で刈取走行を行うことにより、圃場５の穀物を収穫するように構成されている。

即ち、コンバイン１は、圃場５内の最外周部において圃場外縁部６に沿って行われる走行である周囲収穫走行を実行可能に構成されている。

本実施形態においては、図２に示す周囲収穫走行は手動走行により行われる。また、図３及び図４に示す内側の領域での刈取走行は、自動走行により行われる。即ち、コンバイン１は、自動走行が可能である。

尚、本発明はこれに限定されず、図２に示す周囲収穫走行は自動走行により行われても良い。

また、図１に示すように、運転部１２には、主変速レバー１９が設けられている。主変速レバー１９は、人為操作される。コンバイン１が手動走行しているとき、オペレータが主変速レバー１９を操作すると、コンバイン１の車速が変化する。即ち、コンバイン１が手動走行しているとき、オペレータは、主変速レバー１９を操作することにより、コンバイン１の車速を変更することができる。

尚、オペレータは、通信端末４を操作することにより、エンジンＥの回転速度を変更することができる。

作物の種類によって、脱粒しやすさや倒伏しやすさ等の生育特性は異なる。従って、作物の種類によって、適切な作業速度は異なる。オペレータが通信端末４を操作し、エンジンＥの回転速度を適切な回転速度に設定すれば、作物の種類に適した作業速度で作業を行うことができる。

〔制御部に関する構成〕
図５に示すように、コンバイン１は、制御部２０を備えている。制御部２０は、自車位置算出部２１、領域算出部２２、経路算出部２３、自動走行制御部２４を有している。自動走行制御部２４は、コンバイン１の自動走行を制御する。また、自動走行制御部２４は、経路選択部２５及び走行制御部２６を含んでいる。

図１に示すように、衛星測位モジュール８０は、ＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・システム）で用いられる人工衛星ＧＳからのＧＰＳ信号を受信する。そして、図５に示すように、衛星測位モジュール８０は、受信したＧＰＳ信号に基づいて、コンバイン１の自車位置を示す測位データを自車位置算出部２１へ送る。

自車位置算出部２１は、衛星測位モジュール８０により出力された測位データに基づいて、コンバイン１の位置座標を経時的に算出する。算出されたコンバイン１の経時的な位置座標は、領域算出部２２及び自動走行制御部２４へ送られる。

領域算出部２２は、自車位置算出部２１から受け取ったコンバイン１の経時的な位置座標に基づいて、図３に示すように、既刈領域ＳＡ及び未刈領域ＣＡを算出する。尚、既刈領域ＳＡは、圃場５内において穀物が収穫済みの領域である。また、未刈領域ＣＡは、圃場５内において穀物がまだ収穫されていない領域である。

より具体的には、領域算出部２２は、自車位置算出部２１から受け取ったコンバイン１の経時的な位置座標に基づいて、圃場５における周囲収穫走行でのコンバイン１の走行軌跡を算出する。そして、領域算出部２２は、算出されたコンバイン１の走行軌跡に基づいて、コンバイン１が周囲収穫走行を行った領域を既刈領域ＳＡとして算出する。また、領域算出部２２は、算出された既刈領域ＳＡにより囲まれた領域を、未刈領域ＣＡとして算出する。

例えば、図２においては、圃場５における周囲収穫走行でのコンバイン１の走行経路が矢印で示されている。この走行経路に沿った刈取走行が完了すると、圃場５は、図３に示す状態となる。

図３に示すように、領域算出部２２は、コンバイン１が周囲収穫走行を行った領域を既刈領域ＳＡとして算出する。また、領域算出部２２は、算出された既刈領域ＳＡにより囲まれた領域を、未刈領域ＣＡとして算出する。

そして、図５に示すように、領域算出部２２による算出結果は、経路算出部２３へ送られる。

経路算出部２３は、領域算出部２２から受け取った算出結果に基づいて、図３に示すように、未刈領域ＣＡにおける刈取走行のための走行経路である刈取走行経路ＬＩを算出する。尚、図３に示すように、本実施形態においては、刈取走行経路ＬＩは、縦横方向に延びる複数のメッシュ線である。また、複数のメッシュ線は直線でなくても良く、湾曲していても良い。

図５に示すように、経路算出部２３により算出された複数の刈取走行経路ＬＩは、自動走行制御部２４へ送られる。

自動走行制御部２４における経路選択部２５は、自車位置算出部２１から受け取ったコンバイン１の位置座標と、経路算出部２３から受け取った複数の刈取走行経路ＬＩと、に基づいて、コンバイン１が次に走行するべき刈取走行経路ＬＩを選択する。経路選択部２５により選択された刈取走行経路ＬＩを示す情報は、走行制御部２６へ送られる。

走行制御部２６は、走行装置１１を制御可能に構成されている。そして、走行制御部２６は、自車位置算出部２１から受け取ったコンバイン１の位置座標と、経路選択部２５により選択された刈取走行経路ＬＩを示す情報と、に基づいて、コンバイン１の自動走行を制御する。より具体的には、走行制御部２６は、図３に示すように、刈取走行経路ＬＩに沿った自動走行によって刈取走行が行われるように、コンバイン１の走行を制御する。

この自動走行において、走行制御部２６は、現在走行している刈取走行経路ＬＩの次に、経路選択部２５により選択された刈取走行経路ＬＩに沿った刈取走行が行われるように、コンバイン１の走行を制御する。

〔コンバインによる収穫作業の流れ〕
以下では、コンバイン１による収穫作業の例として、コンバイン１が、図２に示す圃場５で収穫作業を行う場合の流れについて説明する。

最初に、オペレータは、コンバイン１を手動で操作し、図２に示すように、周囲収穫走行を行う。この周囲収穫走行が完了すると、圃場５は、図３に示す状態となる。

領域算出部２２は、自車位置算出部２１から受け取ったコンバイン１の経時的な位置座標に基づいて、図２に示す周囲収穫走行でのコンバイン１の走行軌跡を算出する。そして、図３に示すように、領域算出部２２は、算出されたコンバイン１の走行軌跡に基づいて、コンバイン１が植立穀稈を刈り取りながら走行した圃場５の外周側の領域を既刈領域ＳＡとして算出する。また、領域算出部２２は、算出された既刈領域ＳＡにより囲まれた領域を、未刈領域ＣＡとして算出する。

次に、経路算出部２３は、領域算出部２２から受け取った算出結果に基づいて、図３に示すように、未刈領域ＣＡにおける刈取走行経路ＬＩを設定する。

そして、オペレータが自動走行開始ボタン（図示せず）を押すことにより、図３に示すように、刈取走行経路ＬＩに沿った自動走行が開始される。このとき、走行制御部２６は、刈取走行経路ＬＩに沿った自動走行によって刈取走行が行われるように、コンバイン１の走行を制御する。また、走行制御部２６は、現在走行している刈取走行経路ＬＩの次に、経路選択部２５により選択された刈取走行経路ＬＩに沿った刈取走行が行われるように、コンバイン１の走行を制御する。

未刈領域ＣＡにおける自動走行が開始されると、図３に示すように、コンバイン１は、刈取走行経路ＬＩに沿った走行と、αターンによる方向転換と、を繰り返すことにより、未刈領域ＣＡにおける外周部分での刈取走行を行う。これにより、未刈領域ＣＡは縮小していくと共に、既刈領域ＳＡは拡大していく。

尚、本実施形態において、領域算出部２２は、圃場５における刈取走行の実行中に、既刈領域ＳＡ及び未刈領域ＣＡを経時的に算出するように構成されている。

そして、図４に示すように、Ｕターンによる方向転換が可能な程度まで既刈領域ＳＡが拡大すると、コンバイン１は、刈取走行経路ＬＩに沿った走行と、Ｕターンによる方向転換と、を繰り返すことにより、未刈領域ＣＡの全体を網羅するように刈取走行を行う。

尚、本実施形態においては、図２から図４に示すように、圃場外縁部６に運搬車ＣＶが駐車している。そして、既刈領域ＳＡにおいて、運搬車ＣＶの近傍位置には、停車位置ＰＰが設定されている。

運搬車ＣＶは、コンバイン１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１は停車位置ＰＰに停車し、穀粒排出装置１８によって穀粒を運搬車ＣＶへ排出する。

そして、未刈領域ＣＡにおける全ての刈取走行経路ＬＩに沿った刈取走行が完了すると、圃場５の全体が収穫済みとなる。

〔収穫部の昇降制御に関する構成〕
図１及び図５に示すように、コンバイン１は、刈取シリンダ１５Ａを備えている。また、図５に示すように、自動走行制御部２４は、昇降制御部２７を有している。

昇降制御部２７は、刈取シリンダ１５Ａを制御可能に構成されている。昇降制御部２７が刈取シリンダ１５Ａを伸び方向に制御すると、搬送部１６及び収穫部Ｈは、一体的に、収穫部Ｈが上昇する方向に揺動する。これにより、収穫部Ｈは、機体に対して上昇する。

また、昇降制御部２７が刈取シリンダ１５Ａを縮み方向に制御すると、搬送部１６及び収穫部Ｈは、一体的に、収穫部Ｈが下降する方向に揺動する。これにより、収穫部Ｈは、機体に対して下降する。

この構成により、昇降制御部２７は、収穫部Ｈの機体に対する昇降を制御可能である。また、収穫部Ｈは、機体に対して昇降可能である。

即ち、コンバイン１は、機体に対して昇降可能に構成されると共に圃場５の穀物を収穫する収穫部Ｈを備えている。

〔外縁部マップの取得に関する構成〕
図５に示すように、制御部２０は、マップ生成部２８及び取得部２９を有している。また、図５及び図６に示すように、コンバイン１は、検知部３０を備えている。

本実施形態において、検知部３０は、カメラ（例えばＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラや赤外線カメラ）である。図６に示すように、検知部３０は、コンバイン１の機体後端部に設けられている。また、検知部３０は、機体右後方へ向けられている。

図６において、コンバイン１は、周囲収穫走行を実行中である。また、図２に示すように、本実施形態において、周囲収穫走行の方向は、平面視で反時計回りである。そのため、図６に示すように、周囲収穫走行が実行されているとき、検知部３０は、圃場外縁部６のうち、既刈領域ＳＡに隣接する部分を撮像する。これにより、検知部３０は、圃場外縁部６のうち、既刈領域ＳＡに隣接する部分の立体形状を検知する。

即ち、コンバイン１は、周囲収穫走行の実行中に、圃場外縁部６のうち、圃場５内において穀物が収穫済みである領域に隣接する部分の立体形状を検知する検知部３０を備えている。

図５に示すように、検知部３０による検知結果は、マップ生成部２８へ送られる。

マップ生成部２８は、検知部３０の検知結果に基づいて、外縁部マップを生成する。外縁部マップとは、圃場外縁部６の立体形状の分布を示すマップである。また、外縁部マップは、本発明に係る「外縁部情報」に相当する。そして、取得部２９は、マップ生成部２８から外縁部マップを取得する。

即ち、コンバイン１は、検知部３０の検知結果に基づいて圃場外縁部６の立体形状の分布を示す外縁部マップを生成するマップ生成部２８を備えている。また、取得部２９は、外縁部マップを取得する。また、コンバイン１は、圃場５を囲む状態で設けられた圃場外縁部６の立体形状を示す外縁部情報を取得する取得部２９を備えている。

尚、周囲収穫走行の開始から完了までの間で、検知部３０は、圃場外縁部６の全周を撮像することとなる。これにより、検知部３０は、圃場外縁部６の全周に亘って、圃場外縁部６の立体形状を検知することができる。その結果、マップ生成部２８は、圃場外縁部６の全周に対応する外縁部マップを生成することができる。

図７には、マップ生成部２８により生成される外縁部マップの一例が示されている。図７に示す外縁部マップには、畦畔６１の側面部６１ａの位置及び立体形状と、畦畔６１の上面部６１ｂの位置及び立体形状と、給排水ポンプ６２の位置及び立体形状と、が含まれている。尚、図８に示すように、側面部６１ａは、外側ほど（圃場５から離れるほど）高くなるように傾斜している。また、上面部６１ｂは水平である。

〔外縁部マップに基づく収穫部の昇降制御について〕
図５に示すように、取得部２９により取得された外縁部マップは、自動走行制御部２４へ送られる。そして、昇降制御部２７は、外縁部マップに基づいて収穫部Ｈの昇降を制御する。

以下では、外縁部マップに基づく収穫部Ｈの昇降制御について詳述する。

図８では、コンバイン１が圃場外縁部６の近傍で方向転換をする例が示されている。この例では、周囲収穫走行が既に完了している。そして、マップ生成部２８により、外縁部マップが既に生成されている。また、コンバイン１は、自動走行を行っている。

図８に示す例では、コンバイン１は、まず、未刈領域ＣＡにおいて刈取走行を行いながら直進する。そして、収穫部Ｈが未刈領域ＣＡから既刈領域ＳＡに進入すると、コンバイン１は、αターンによって方向転換を行う。

より具体的には、収穫部Ｈが未刈領域ＣＡから既刈領域ＳＡに進入すると、走行制御部２６の制御により、コンバイン１は、減速しながら機体左側へ旋回する。そして、コンバイン１は、収穫部Ｈが平面視で圃場外縁部６に重複する状態で、一旦停止する。

その後、コンバイン１は後進及び前進を行いながら、機体の向きを変更する。これにより、コンバイン１の方向転換が完了する。

ここで、収穫部Ｈが未刈領域ＣＡから既刈領域ＳＡに進入する前に、走行制御部２６は、経路選択部２５により選択された刈取走行経路ＬＩを示す情報と、取得部２９から受け取った外縁部マップと、に基づいて、方向転換の際のコンバイン１の目標経路を算出する。尚、図８では、刈取走行経路ＬＩの図示を省略している。

そして、走行制御部２６は、算出された目標経路に沿ってコンバイン１が方向転換を行うように、コンバイン１の走行を制御する。また、走行制御部２６は、算出された目標経路を、収穫部Ｈが未刈領域ＣＡから既刈領域ＳＡに進入する前に、昇降制御部２７へ送る。

昇降制御部２７は、走行制御部２６から受け取った目標経路と、取得部２９から受け取った外縁部マップと、に基づいて、収穫部Ｈの昇降制御の予定を示す昇降予定情報を生成する。そして、昇降制御部２７は、生成された昇降予定情報に従って、収穫部Ｈの昇降を制御する。

このとき、昇降制御部２７は、収穫部Ｈが平面視で圃場外縁部６に重複する状態となる際に収穫部Ｈが圃場外縁部６に干渉しないように、昇降予定情報を生成する。これにより、収穫部Ｈが平面視で圃場外縁部６に重複する状態となる際、収穫部Ｈが圃場外縁部６に干渉しないように、収穫部Ｈの昇降が自動的に制御される。

即ち、コンバイン１は、機体の走行に伴って収穫部Ｈが平面視で圃場外縁部６に重複する状態となる際、外縁部情報に基づいて、収穫部Ｈが圃場外縁部６に干渉しないように収穫部Ｈの昇降を自動的に制御する昇降制御部２７を備えている。

尚、本実施形態において、昇降予定情報には、収穫部Ｈの上昇を開始する機体位置と、収穫部Ｈの上昇を終了する機体位置と、収穫部Ｈの下降を開始する機体位置と、収穫部Ｈの下降を終了する機体位置と、を示す情報が含まれている。

また、図９に示すように、昇降制御部２７は、圃場外縁部６の地上高さが低いほど、収穫部Ｈの上昇を開始する機体位置が圃場外縁部６に近くなるように、昇降予定情報を生成する。これにより、圃場外縁部６の地上高さが低いほど、収穫部Ｈが平面視で圃場外縁部６に重複する状態となる際に収穫部Ｈの到達する地上高さが低くなる。

即ち、昇降制御部２７は、圃場外縁部６の地上高さが低いほど、収穫部Ｈの地上高さが低くなるように、収穫部Ｈの昇降を制御する。

例えば、図９においては、圃場外縁部６の地上高さが第１高さＴ１である場合と、圃場外縁部６の地上高さが第２高さＴ２である場合と、が示されている。第２高さＴ２は、第１高さＴ１よりも低い。

圃場外縁部６の地上高さが第１高さＴ１である場合、収穫部Ｈの前下端が位置Ｐ１に到達した時点で、収穫部Ｈの上昇が開始される。また、圃場外縁部６の地上高さが第２高さＴ２である場合、収穫部Ｈの前下端が位置Ｐ２に到達した時点で、収穫部Ｈの上昇が開始される。そして、位置Ｐ２と圃場外縁部６との距離は、位置Ｐ１と圃場外縁部６との距離よりも短い。

そのため、圃場外縁部６の地上高さが第２高さＴ２である場合は、圃場外縁部６の地上高さが第１高さＴ１である場合に比べて、収穫部Ｈの上昇が開始される機体位置が圃場外縁部６に近くなる。これにより、圃場外縁部６の地上高さが第２高さＴ２である場合は、圃場外縁部６の地上高さが第１高さＴ１である場合に比べて、収穫部Ｈが平面視で圃場外縁部６に重複する状態となる際に収穫部Ｈの到達する地上高さが低くなる。

また、図８に示すように、昇降制御部２７は、収穫部Ｈと圃場外縁部６との間の離間距離Ｄ１が所定値よりも広い状態が維持されるように、昇降予定情報を生成する。これにより、収穫部Ｈと圃場外縁部６との間の離間距離Ｄ１が所定値よりも広い状態が維持されるように、収穫部Ｈの昇降が制御される。

即ち、昇降制御部２７は、収穫部Ｈと圃場外縁部６との間の離間距離Ｄ１が所定値よりも広い状態が維持されるように、収穫部Ｈの昇降を制御する。

尚、この所定値は、任意に設定可能である。

〔圃場外縁部の地上高さに応じた走行制御について〕
上述のように、自動走行中のコンバイン１が方向転換を行う際、収穫部Ｈが未刈領域ＣＡから既刈領域ＳＡに進入する前に、走行制御部２６は、経路選択部２５により選択された刈取走行経路ＬＩを示す情報と、取得部２９から受け取った外縁部マップと、に基づいて、方向転換の際のコンバイン１の目標経路を算出する。そして、走行制御部２６は、算出された目標経路に沿ってコンバイン１が方向転換を行うように、コンバイン１の走行を制御する。

ここで、図８に示す例では、コンバイン１は、収穫部Ｈが平面視で圃場外縁部６に重複する状態となる位置まで前進する。

しかしながら、本実施形態におけるコンバイン１は、圃場外縁部６の地上高さが所定高さよりも高い場合には、図８に示す例とは異なり、収穫部Ｈが平面視で圃場外縁部６に重複しないように走行するように構成されている。

詳述すると、圃場外縁部６の地上高さが所定高さよりも高い場合、自動走行中のコンバイン１が方向転換を行う際、走行制御部２６は、図１０に示すようなαターンの目標経路ではなく、図１１に示すような目標経路を算出する。そして、走行制御部２６は、算出された目標経路に沿ってコンバイン１が方向転換を行うように、コンバイン１の走行を制御する。

図１１に示す例では、コンバイン１は、まず、未刈領域ＣＡにおいて刈取走行を行いながら直進する。そして、収穫部Ｈが未刈領域ＣＡから既刈領域ＳＡに進入した後、コンバイン１は、収穫部Ｈが平面視で圃場外縁部６に重複しない状態で、一旦停止する。

その後、コンバイン１は後進及び前進を繰り返しながら、機体の向きを変更する。これにより、コンバイン１の方向転換が完了する。この方向転換を行っている間、走行制御部２６は、収穫部Ｈが平面視で圃場外縁部６に重複しないように機体の走行を制御する。

即ち、コンバイン１は、圃場外縁部６の地上高さが所定高さよりも高い場合に収穫部Ｈが平面視で圃場外縁部６に重複しないように機体の走行を制御する走行制御部２６を備えている。

尚、この所定高さは、任意に設定可能である。また、図１０及び図１１では、刈取走行経路ＬＩの図示を省略している。

以上で説明した構成であれば、圃場外縁部６の立体形状に応じて、収穫部Ｈが圃場外縁部６に干渉しないように、収穫部Ｈの昇降が自動的に制御される。これにより、収穫部Ｈが圃場外縁部６に干渉することを回避できるコンバイン１を実現できる。

〔第１別実施形態〕
上記実施形態においては、取得部２９は、マップ生成部２８により生成された外縁部マップを取得する。しかしながら、本発明はこれに限定されない。以下では、本発明に係る第１別実施形態について、上記実施形態とは異なる点を中心に説明する。以下で説明している部分以外の構成は、上記実施形態と同様である。また、上記実施形態と同様の構成については、同じ符号を付している。

図１２に示すように、第１別実施形態における制御部２０は、マップ更新部３２及び取得部１２９を備えている。

取得部１２９は、コンバイン１の外部に設置された管理サーバ３１から、外縁部マップを取得する。尚、管理サーバ３１には、過去に圃場５において実施された収穫作業において、検知部３０の検知結果に基づいて生成された外縁部マップが格納されている。ただし、本発明はこれに限定されず、管理サーバ３１に格納されている外縁部マップは、トラクタや田植機等の作業車により実施された作業において圃場外縁部６の立体形状を検知することにより生成されたものであっても良いし、オペレータの操作入力により生成されたものであっても良い。

即ち、取得部１２９は、圃場外縁部６の立体形状の分布を示す外縁部マップを取得する。

図１３には、管理サーバ３１から取得される外縁部マップの一例が示されている。図１３に示す外縁部マップには、畦畔６１の側面部６１ａの位置及び立体形状と、畦畔６１の上面部６１ｂの位置及び立体形状と、が含まれている。

取得部１２９は、取得した外縁部マップをマップ更新部３２へ送る。また、検知部３０による検知結果は、マップ更新部３２へ送られる。

マップ更新部３２は、取得部１２９から受け取った外縁部マップを、検知部３０の検知結果に基づいて更新する。

即ち、コンバイン１は、検知部３０の検知結果に基づいて外縁部マップを更新するマップ更新部３２を備えている。

尚、周囲収穫走行の開始から完了までの間で、検知部３０は、圃場外縁部６の全周を撮像することとなる。これにより、検知部３０は、圃場外縁部６の全周に亘って、圃場外縁部６の立体形状を検知することができる。その結果、マップ更新部３２は、外縁部マップの全体を更新することができる。

図１３には、マップ更新部３２により更新される前の外縁部マップの一例が示されている。図１３に示す外縁部マップには、畦畔６１の側面部６１ａの位置及び立体形状と、畦畔６１の上面部６１ｂの位置及び立体形状と、が含まれている。

ここで、マップ更新部３２により更新される前の外縁部マップには、給排水ポンプ６２の存在を示す情報は含まれていないが、実際には、圃場外縁部６に給排水ポンプ６２が含まれているものとする。その場合、周囲収穫走行の実行中に、検知部３０により、給排水ポンプ６２の立体形状が検知される。その結果、マップ更新部３２により更新された外縁部マップには、給排水ポンプ６２の位置及び立体形状が含まれることとなる。即ち、例えば、図１３に示す外縁部マップが、マップ更新部３２により更新されることによって、給排水ポンプ６２の存在が反映され、図７に示すような外縁部マップとなる。

図１２に示すように、マップ更新部３２により更新された外縁部マップは、自動走行制御部２４へ送られる。そして、昇降制御部２７は、更新された外縁部マップに基づいて収穫部Ｈの昇降を制御する。尚、収穫部Ｈの昇降制御については、上記実施形態と同様である。

即ち、昇降制御部２７は、マップ更新部３２により更新された外縁部マップに基づいて収穫部Ｈの昇降を制御する。

尚、更新された外縁部マップがマップ更新部３２から管理サーバ３１へ送られる構成であっても良い。この場合、管理サーバ３１に格納されている更新前の外縁部マップが、マップ更新部３２から送られた外縁部マップに置き換えられることにより、管理サーバ３１に格納されている外縁部マップが更新される構成であっても良い。

〔その他の実施形態〕
（１）走行装置１１は、ホイール式であっても良いし、セミクローラ式であっても良い。

（２）上記実施形態においては、経路算出部２３により算出される刈取走行経路ＬＩは、縦横方向に延びる複数のメッシュ線である。しかしながら、本発明はこれに限定されず、経路算出部２３により算出される刈取走行経路ＬＩは、縦横方向に延びる複数のメッシュ線でなくても良い。例えば、経路算出部２３により算出される刈取走行経路ＬＩは、渦巻き状の走行経路であっても良い。また、刈取走行経路ＬＩは、別の刈取走行経路ＬＩと直交していなくても良い。また、経路算出部２３により算出される刈取走行経路ＬＩは、互いに平行な複数の平行線であっても良い。

（３）自車位置算出部２１、領域算出部２２、経路算出部２３、自動走行制御部２４、経路選択部２５、走行制御部２６、昇降制御部２７、マップ生成部２８、取得部２９、１２９、マップ更新部３２のうち、一部または全てがコンバイン１の外部に備えられていても良いのであって、例えば、コンバイン１の外部に設けられた管理施設や管理サーバ３１に備えられていても良い。

（４）検知部３０は、カメラ以外であっても良い。例えば、検知部３０は、レーダーであっても良いし、ＬＩＤＡＲ（レーザーレーダー）であっても良い。

（５）コンバイン１は、自動走行ができないように構成されていても良い。その場合、例えば、車速及び操向が手動操作によって制御され、収穫部Ｈの昇降が昇降制御部２７により自動的に制御される構成であっても良い。

（６）昇降制御部２７が、圃場外縁部６の地上高さとは無関係に収穫部Ｈの昇降を制御するように構成されていても良い。

（７）上記実施形態においては、昇降制御部２７は、収穫部Ｈと圃場外縁部６との間の離間距離Ｄ１が所定値よりも広い状態が維持されるように、収穫部Ｈの昇降を制御する。しかしながら、本発明はこれに限定されず、このような所定値が設定されていなくても良い。

（８）検知部３０は、コンバイン１に設けられていなくても良い。例えば、検知部３０は、飛行可能なマルチコプターに設けられていても良い。

（９）マップ生成部２８は、検知部３０の検知結果以外の情報に基づいて、外縁部マップを生成しても良い。例えば、マップ生成部２８は、手動操作によって収穫部Ｈが昇降したときの収穫部Ｈの軌跡に基づいて、外縁部マップを生成しても良い。

（１０）外縁部マップは、畦畔６１の側面部６１ａにおける最も低い部分の位置及び高さと、畦畔６１の側面部６１ａにおける最も高い部分の位置及び高さと、を示すものであっても良い。

尚、上述の実施形態（別実施形態を含む、以下同じ）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能である。また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。

本発明は、圃場の作物を収穫する収穫部を備える収穫機に利用可能である。

１コンバイン（収穫機）
５圃場
６圃場外縁部
２６走行制御部
２７昇降制御部
２８マップ生成部
２９、１２９取得部
３０検知部
３２マップ更新部
Ｄ１離間距離
Ｈ収穫部

Claims

機体に対して昇降可能に構成されると共に圃場の作物を収穫する収穫部と、
圃場を囲む状態で設けられた圃場外縁部の立体形状を検知する検知部と、
前記検知部の検知結果に基づいて前記圃場外縁部の立体形状を示す外縁部情報を取得する取得部と、
機体の走行に伴って前記収穫部が平面視で前記圃場外縁部に重複する状態となる際、前記外縁部情報に基づいて、前記収穫部が前記圃場外縁部に干渉しないように前記収穫部の昇降を自動的に制御する昇降制御部と、を備える収穫機。
前記昇降制御部は、前記圃場外縁部の地上高さが低いほど、前記収穫部の地上高さが低くなるように、前記収穫部の昇降を制御する請求項１に記載の収穫機。
前記昇降制御部は、前記収穫部と前記圃場外縁部との間の離間距離が所定値よりも広い状態が維持されるように、前記収穫部の昇降を制御する請求項１または２に記載の収穫機。
機体に対して昇降可能に構成されると共に圃場の作物を収穫する収穫部と、
圃場を囲む状態で設けられた圃場外縁部の立体形状を示す外縁部情報を取得する取得部と、
機体の走行に伴って前記収穫部が平面視で前記圃場外縁部に重複する状態となる際、前記外縁部情報に基づいて、前記収穫部が前記圃場外縁部に干渉しないように前記収穫部の昇降を自動的に制御する昇降制御部と、
前記圃場外縁部の地上高さが所定高さよりも高い場合に前記収穫部が平面視で前記圃場外縁部に重複しないように前記機体の走行を制御する走行制御部と、を備える収穫機。
機体に対して昇降可能に構成されると共に圃場の作物を収穫する収穫部と、
圃場を囲む状態で設けられた圃場外縁部の立体形状を示す外縁部情報を取得する取得部と、
機体の走行に伴って前記収穫部が平面視で前記圃場外縁部に重複する状態となる際、前記外縁部情報に基づいて、前記収穫部が前記圃場外縁部に干渉しないように前記収穫部の昇降を自動的に制御する昇降制御部と、を備え、
圃場内の最外周部において前記圃場外縁部に沿って行われる走行である周囲収穫走行を実行可能に構成されており、
前記周囲収穫走行の実行中に、前記圃場外縁部のうち、圃場内において作物が収穫済みである領域に隣接する部分の立体形状を検知する検知部と、
前記検知部の検知結果に基づいて前記圃場外縁部の立体形状の分布を示す外縁部マップを生成するマップ生成部と、を備え、
前記取得部は、前記外縁部マップを取得し、
前記昇降制御部は、前記外縁部マップに基づいて前記収穫部の昇降を制御する収穫機。
機体に対して昇降可能に構成されると共に圃場の作物を収穫する収穫部と、
圃場を囲む状態で設けられた圃場外縁部の立体形状を示す外縁部情報を取得する取得部と、
機体の走行に伴って前記収穫部が平面視で前記圃場外縁部に重複する状態となる際、前記外縁部情報に基づいて、前記収穫部が前記圃場外縁部に干渉しないように前記収穫部の昇降を自動的に制御する昇降制御部と、を備え、
圃場内の最外周部において前記圃場外縁部に沿って行われる走行である周囲収穫走行を実行可能に構成されており、
前記取得部は、前記圃場外縁部の立体形状の分布を示す外縁部マップを取得し、
前記周囲収穫走行の実行中に、前記圃場外縁部のうち、圃場内において作物が収穫済みである領域に隣接する部分の立体形状を検知する検知部と、
前記検知部の検知結果に基づいて前記外縁部マップを更新するマップ更新部と、を備え、
前記昇降制御部は、前記マップ更新部により更新された前記外縁部マップに基づいて前記収穫部の昇降を制御する収穫機。