WO2017170507A1 - コンバイン - Google Patents

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WO2017170507A1
WO2017170507A1 PCT/JP2017/012574 JP2017012574W WO2017170507A1 WO 2017170507 A1 WO2017170507 A1 WO 2017170507A1 JP 2017012574 W JP2017012574 W JP 2017012574W WO 2017170507 A1 WO2017170507 A1 WO 2017170507A1
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combine
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cutting
divider
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PCT/JP2017/012574
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Inventor
古田　東司
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ヤンマー株式会社
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Publication date
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    • A01B69/00—Steering of agricultural machines or implements; Guiding agricultural machines or implements on a desired track
    • A01B69/007—Steering or guiding of agricultural vehicles, e.g. steering of the tractor to keep the plough in the furrow
    • A01B69/008—Steering or guiding of agricultural vehicles, e.g. steering of the tractor to keep the plough in the furrow automatic
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
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    • A01B63/00—Lifting or adjusting devices or arrangements for agricultural machines or implements
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    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • B60W2552/00—Input parameters relating to infrastructure
    • B60W2552/15—Road slope

Definitions

  • the present invention relates to a combine that has a configuration in which position information is acquired using GPS and a height position of a forward work machine is automatically changed among combines that can autonomously travel.
  • An autonomous work vehicle that can record the position of a field edge based on position information acquired using GPS is conventionally known (see Patent Document 1).
  • the operator moves the autonomous work vehicle to the field edge in advance, and then operates the display of the remote control device to obtain the latitude corresponding to the position of the field edge. Information on longitude is stored in the control device.
  • an unmanned steering combine that can automatically change the height position of a reaping device as a forward working machine is conventionally known (Patent Document 2).
  • an obstacle detection sensor for detecting an obstacle such as a kite or a kite is provided on the weeding body of the reaping device.
  • the unmanned steering combine raises and lowers the reaping device based on the height of the obstacle detected by the obstacle detection sensor and the distance to the obstacle.
  • the said unmanned control combine can prevent the damage of a herbaceous body, and also can harvest and harvest a grain straw to near the straw.
  • the height of the cutting unit is changed based on the position information acquired using the GPS, so that the cutting unit can be prevented from being damaged, and the harvesting operation can be facilitated and improved in efficiency.
  • the purpose is to provide a combine.
  • the combine according to the present invention is a combine capable of autonomous traveling, a cutting unit provided with a divider, a driving unit that raises and lowers the cutting unit with respect to the aircraft, an inclination angle sensor that detects an inclination angle of the aircraft,
  • the height position of the cutting unit by controlling the driving means based on the GPS for acquiring the position information of the body, the preset field information, the recognized position information, and the inclination angle of the body.
  • the field information includes information on the traveling route of the combine and information on the field edge.
  • the field information includes information on a target point set in advance in the travel route, and the control means deviates from the divider at a predetermined interval in front of the tip of the divider.
  • the control means deviates from the divider at a predetermined interval in front of the tip of the divider.
  • control means sets a deviation point at a predetermined interval from the divider in front of the tip of the divider, and when the deviation point is located at the field end, It is preferable to raise the height position of the part to a predetermined height position.
  • the cutting unit includes a feeder house
  • the control unit changes the deviation point position according to the position of the feeder house with respect to the body and the traveling speed of the combine. It is preferable.
  • the harvesting unit includes a feeder house
  • the control means is configured to determine the road surface of the travel route and the road based on the position of the feeder house with respect to the body and the inclination angle of the body. It is preferable to change the height position of the cutting part so that the distance from the cutting part is kept constant.
  • the control means calculates the position of the tip of the divider with respect to the field edge based on the field information, the position information, and the inclination angle of the aircraft, and the combine is When detecting the arrival of the tip of the divider when entering the field from the slope on the travel route, it is preferable to raise the height position of the cutting part to a predetermined height position.
  • the field information includes information on a cutting operation performed in advance
  • the control unit is configured so that when the tip of the divider reaches an uncut area in the field, It is preferable to lower the height position to a predetermined height.
  • the field information includes an inclination angle of the slope on the travel route
  • the control means is configured to detect the deviation point and the slope when the combine leaves the field to the slope.
  • the height position of the cutting part is preferably changed according to the inclination angle of the slope.
  • the height position of the cutting part is changed based on the position information by GPS without using the sensor, so that the collision of the cutting part with the road surface can be avoided. Therefore, by changing the height position of the cutting unit based on the position information acquired using the GPS, it is possible to prevent the harvesting unit from being damaged and to combine the harvesting operation with ease and efficiency. Can be provided.
  • the combine of the present invention since the height position of the cutting part is changed regardless of the inclination angle and the traveling speed of the airframe, it is possible to avoid the collision of the cutting part with the road surface. Therefore, by changing the height position of the cutting unit based on the position information acquired using the GPS, it is possible to prevent the harvesting unit from being damaged and to combine the harvesting operation with ease and efficiency. Can be provided.
  • the combine according to the present invention it is possible to more reliably prevent the tip of the divider from entering when the farm enters the field regardless of the inclination angle and the traveling speed of the aircraft. Therefore, it is possible to provide a combine that can prevent damage to the tip of the divider when entering the field and can facilitate and increase the efficiency of the harvesting operation.
  • the combine of the present invention since the height position of the cutting part is changed regardless of the position of the feeder house and the traveling speed, it is possible to avoid the collision of the cutting part with the road surface. Therefore, by changing the height position of the cutting unit based on the position information acquired using the GPS, it is possible to prevent the harvesting unit from being damaged and to combine the harvesting operation with ease and efficiency. Can be provided.
  • the combine of the present invention even when the aircraft does not enter the field and the tip of the divider passes through the field edge and enters the field, the distance between the road surface and the cutting part is kept constant. In addition, it is possible to prevent the end of the divider from being pushed in and appropriately perform the cutting operation. Therefore, it is possible to provide a combine that can prevent damage to the tip of the divider when entering the field and can facilitate and increase the efficiency of the harvesting operation.
  • the cutting unit automatically rises when it is detected that the tip of the divider has reached the field end, it is possible to prevent the divider tip from being pushed in when entering the field. Therefore, it is possible to provide a combine that can prevent damage to the tip of the divider when entering the field and can facilitate and increase the efficiency of the harvesting operation.
  • the combine according to the present invention it is possible to prevent the tip of the divider from entering the field and to prevent the waste remaining on the ground in the trimmed area from being scraped. Therefore, it is possible to provide a combine that can prevent damage to the tip of the divider when entering the field and can facilitate and increase the efficiency of the harvesting operation.
  • the combine of the present invention since the height position of the cutting unit is changed according to the inclination angle of the ramp, it is possible to avoid the collision of the cutting unit with the ramp. Therefore, by changing the height position of the cutting unit based on the position information acquired using the GPS, it is possible to prevent the harvesting unit from being damaged and to combine the harvesting operation with ease and efficiency. Can be provided.
  • FIG. 1 It is an external appearance perspective view of a combine. It is the figure seen from the arrow L of FIG. It is the figure seen from the arrow R of FIG. It is a block diagram which shows the control system of a combine. It is a block diagram which shows the structure for acquiring the positional information on a combine.
  • A is a figure which shows the concept of the field information input into a combine
  • B) is a figure which shows the cross section of the field and slope which represent the information of inclination angle
  • (C) is inclination It is a figure which shows another cross section of the agricultural field and the slope showing the information of an angle. It is a figure which shows an example of the driving
  • the combine 1 is an autonomous traveling combine that can autonomously travel and work, and can travel and work unattended.
  • the unmanned steerable combine 1 can autonomously travel from the slope connected to the field into the field with the harvested object, and can autonomously travel from the field to the outside of the field. It is configured to be able to.
  • the combine 1 is comprised so that it may drive
  • the combine 1 is mainly composed of a traveling unit 10, a cutting unit 2, a transport unit 3, a threshing unit 4, a sorting unit 5, a storage unit 6, and a power unit 7. ing.
  • the front-back direction, the left-right direction, and the up-down direction of the combine 1 are represented. 2 and 3 show the front-rear direction and the vertical direction of the combine 1.
  • the traveling unit 10 is provided below the chassis 13.
  • the traveling unit 10 includes a transmission 11 and crawler traveling devices 12 and 12.
  • the transmission 11 transmits the rotational power of the engine 71 constituting the power unit 7 to the crawler type traveling devices 12 and 12.
  • the crawler type traveling devices 12 and 12 cause the combine 1 to travel in the front-rear direction. Moreover, the crawler type traveling devices 12 and 12 turn the combine 1 in the left-right direction.
  • the traveling unit 10 includes a braking device (not shown).
  • the braking device include a braking device that brakes the operation of the mechanism in the transmission 11 and a braking device that brakes the rotation of the crawler type traveling device 12.
  • the cutting part 2 is provided in front of the traveling part 10.
  • the cutting unit 2 includes a reel 21, a cutting blade 22, and a divider 23.
  • the reel 21 causes a grain culm in the field. Further, the reel 21 is configured to be rotatable around a rotation axis that faces in the left-right direction.
  • the cutting blade 22 cuts the culm caused by the reel 21.
  • the divider 23 is disposed in front of the cutting blade 22. The divider 23 projects forward from the left and right side walls 25 of the cutting frame 24 to form the front end and the left and right ends of the cutting unit 2.
  • the mowing unit 2 constitutes a forward working machine.
  • the transport unit 3 is provided behind the cutting unit 2.
  • the transport unit 3 includes an auger 31 and a conveyor 32.
  • the auger 31 collects the cereals cut by the cutting blade 22 and feeds them to the conveyor 32.
  • the conveyor 32 sends the cereals fed by the auger 31 to the threshing unit 4.
  • the threshing unit 4 is provided behind the transport unit 3.
  • the threshing unit 4 includes a rotor 41 and a sieve mesh 42.
  • the rotor 41 threshs the grains from the cereals fed by the transport unit 3.
  • the rotor 41 conveys the grain candy.
  • the sieve mesh 42 supports the cereals conveyed by the rotor 41 and sifts the grains (drops the grains).
  • the sorting unit 5 is provided below the threshing unit 4.
  • the sorting unit 5 includes a swing device 51 and a blower device 52.
  • the oscillating device 51 sifts through the cereals that have fallen from the sieve mesh 42 to select the grains.
  • the air blower 52 blows away the cereal waste that has fallen with the cereal and the cereal waste left on the swinging device 51.
  • the storage unit 6 is provided on the side of the threshing unit 4 and the sorting unit 5.
  • the storage unit 6 includes a Glen tank 61 and a discharge auger 62.
  • the Glen tank 61 stores the grains that have been conveyed from the sorting unit 5.
  • the discharge auger 62 is a device used when discharging the grains in the grain tank 61.
  • the power unit 7 is provided below the storage unit 6 (see FIG. 3).
  • the power unit 7 includes an engine 71.
  • the engine 71 converts thermal energy obtained by burning fuel into rotational power.
  • the combine 1 has a space for an operator to board and steer. That is, the cabin 8 is provided in front of the Glen tank 61. Further, the combine 1 is provided with an operation tool that is operated by an operator in the same manner as a manned steerable combine. Each structure of the combine 1 may operate based on an operation by an operator in addition to autonomously and automatically operating.
  • a driver's seat is placed inside the cabin 8, and a steering handle (not shown) serving as a steering operation means is provided in front of the driver's seat.
  • a steering handle (not shown) serving as a steering operation means is provided in front of the driver's seat.
  • the rotational speeds of the left and right crawler type traveling devices 12 and 12 may be adjusted, and the steering direction of the combine 1 including turning may be artificially controlled.
  • the combine 1 configured as described above acquires its own position information by using GPS (Global Positioning System). Further, the combine 1 is configured to travel and work along a predetermined route based on each information by calculating each information of the traveling direction and the traveling speed based on the position information. .
  • GPS Global Positioning System
  • the conveyor 32 of the transport unit 3 is accommodated in the feeder house 33.
  • the feeder house 33 is rotatably connected to the machine body 9.
  • the rear end portion of the feeder house 33 is supported by the front portion of the frame member constituting the chassis 13.
  • the front end portion of the feeder house 33 supports the rear end portion of the cutting frame 24.
  • the body 9 of the combine 1 refers to a portion of the components of the combine 1 excluding the transport unit 3 and the cutting unit 2 and is a portion supported by the chassis 13.
  • the body 9 includes a threshing unit 4, a sorting unit 5, a storage unit 6, a power unit 7, and a cabin 8.
  • one end (front end) of the hydraulic cylinder 34 is supported at the lower part of the feeder house 33.
  • the other end (rear end) of the hydraulic cylinder 34 is supported by a frame member that constitutes the chassis 13.
  • the feeder house 33 swings up and down with respect to the machine body 9 according to the expansion and contraction of the hydraulic cylinder 34, so that the cutting unit 2 moves up and down with respect to the machine body 9.
  • the height positions of the conveying unit 3 and the cutting unit 2 including the feeder house 33 can be continuously changed from the set lowest position to the highest position.
  • the reel 21 of the cutting unit 2 is configured to be movable up and down with respect to the cutting frame 24.
  • the left and right arms 26 that support the reel 21 with respect to the cutting frame 24 are swingably supported on the upper part of the cutting frame 24.
  • a lift cylinder 27 for lifting and lowering the reel is provided between the left and right arms 26 and the side wall 25 of the cutting frame 24.
  • One end (upper end) of each elevating cylinder 27 is supported by the rear end portion of each arm 26, and the other end (lower end) is supported by the side wall 25 of the cutting frame 24.
  • the reel 21 moves up and down with respect to the cutting frame 24 together with the arm 26.
  • the height position of the reel 21 with respect to the cutting frame 24 can be continuously changed from the set lowest position to the highest position.
  • the combine 1 may include a configuration for moving the reel 21 back and forth with respect to the cutting frame 24.
  • the arm 26 may be configured to be extendable and retractable, and a hydraulically operated cylinder connected between the cutting frame 24 and the reel 21 may be provided.
  • the unmanned steering combine 1 is an ordinary combine.
  • the combine 1 may be a self-removing combine.
  • the cutting unit 2 includes a pulling device, a plurality of weed boards, a cutting blade, a scavenging device, and a conveying device.
  • the pulling device includes a plurality of pulling tines for raising an uncut cereal meal per line.
  • the pulling device causes cereals that are separated for each line by each weed board.
  • the rake device rakes the stock of cereals caused by the pulling device.
  • the cutting device including the cutting blade is provided below the scraping device. The cutting device cuts the cereal that has been scraped by the scraping device.
  • the conveying device provided in the harvesting unit 2 of the self-decomposing combine is composed of an upper conveying device that holds the tip side of the cereal, a lower conveying device that holds the stock side of the cereal, and a threshing unit 4 from the lower conveying device. It is comprised with the vertical conveying apparatus and the inherited conveying apparatus which take over grain cereal.
  • the hydraulic cylinder 34 is connected to the chassis 13 and the frame of the cutting unit 2.
  • the self-removable combiner can change the height position of the cutting unit 2.
  • control device 80 of the combine 1 will be described.
  • the information network of the combine 1 is set up in various places so that the maximum performance can be demonstrated.
  • the components of the combine 1 constitute a controller area network (CAN) that can share information with each other.
  • CAN controller area network
  • the control device 80 includes a processing unit 81 including a microcomputer such as a CPU (Central Processing Unit) and a storage unit 82 such as a ROM (Read Only Memory), a RAM, a hard disk drive, and a flash memory.
  • the processing unit 81 can execute a program stored in the ROM after reading the program on the RAM. Further, the control device 80 controls the operation of various components by causing the processing unit 81 to execute a control program. Specifically, transmission / reception of information at the time of communication, various input / output controls, control of arithmetic processing, and the like are performed.
  • the combine 1 includes an engine speed sensor 101, a traveling speed sensor 102, a gyro sensor 103, an orientation sensor 104, a steering sensor 105, a feeder house angle sensor 106, and a reel height sensor as components on the input side of the control device 80. 107. Further, the combine 1 is provided with a laser scanner 108 described later.
  • the engine speed sensor 101 detects the speed of a crankshaft (not shown) of the engine 71.
  • the travel speed sensor 102 detects the travel speed of the combine 1.
  • the gyro sensor 103 as an inclination angle sensor detects the angular velocity of the inclination (pitch) in the front-rear direction, the angular velocity of the inclination (roll) in the left-right direction, and the angular velocity of the turn (yaw) as the displacement of the body 9 of the combine 1. .
  • the gyro sensor 103 detects the inclination angle ⁇ 1 (see FIG. 10) of the road surface at the current position of the combine 1 acquired using GPS.
  • the direction sensor 104 detects the traveling direction of the combine 1.
  • the steering sensor 105 detects the steering direction of the combine 1.
  • the feeder house angle sensor 106 detects an angle ⁇ ⁇ b> 2 (see FIG. 10) of the feeder house 33 with respect to the machine body 9. As the angle of the feeder house 33 with respect to the machine body 9, the extension amount of the hydraulic cylinder 34 may be detected.
  • the reel height sensor 107 detects the height position of the reel 21 with respect to the cutting frame 24. As the height position of the reel 21 with respect to the cutting frame 24, the extension amount of the elevating cylinder 27 may be detected.
  • a sensor having a known configuration can be used for each of these sensors.
  • a signal from each sensor is transmitted to the control device 80.
  • the control device 80 Based on the signals acquired from the gyro sensor 103 and the orientation sensor 104 among these pieces of information, the control device 80 calculates or derives the posture of the combine 1 (direction, forward / backward direction of the body, left / right inclination of the body, turning direction). Recognize by etc.
  • the control device 80 causes the combine 1 to travel along a preset travel route, and causes the combine 1 to perform a predetermined work in the field based on information on the preset work. Control each configuration. That is, the control device 80 controls the traveling unit 10, the cutting unit 2, the transport unit 3, the threshing unit 4, the sorting unit 5, the storage unit 6, and the power unit 7.
  • the control device 80 detects the engine 71 based on input information (detection information) from an engine speed sensor 101 that detects the state of the engine 71, a temperature sensor, and an oil temperature sensor (all not shown). 71 is controlled. Further, the control device 80 executes control for adjusting the height of the cutting unit 2 and the conveying unit 3 to the set height by changing the angle of the feeder house 33 or adjusting the height position of the reel 21. To do. Moreover, the control apparatus 80 changes the conveyance speed in the conveyance part 3 with the change of the cutting speed, changes the rotation speed of the rotor 41 of the threshing part 4 according to a processing amount, Control for changing the opening of the sheave mesh 42 according to the processing amount is executed.
  • input information detection information
  • the control device 80 executes control for adjusting the height of the cutting unit 2 and the conveying unit 3 to the set height by changing the angle of the feeder house 33 or adjusting the height position of the reel 21. To do.
  • the control apparatus 80 changes the conveyance speed in the conveyanc
  • control device 80 controls the traveling unit 10 so that the steering direction is changed based on position information, displacement and orientation information, field information fI (see FIG. 6), and the like, which will be described later,
  • the hydraulic cylinder 34 and the elevating cylinder 27 are controlled so that the height position and the height position of the reel 21 are changed.
  • movement of each structure is programmed along a driving
  • the combine 1 can perform a predetermined operation according to such a program.
  • Setting values for automatic adjustment of the conveyance speed and the like are stored in the storage unit 82 in advance.
  • the control device 80 includes a communication unit 83.
  • the communication unit 83 has a function of communicating with an external configuration of the combine 1.
  • the control device 80 can communicate with another vehicle such as a combine, another vehicle that transports the harvest, a portable terminal, and the like through the communication unit 83.
  • the control device 80 is configured such that necessary information is input from the external configuration by reading and analyzing the information transmitted from the external configuration, and the stored information such as a program can be rewritten. It may be.
  • the combine 1 includes a mobile communication device 91 serving as a mobile station, a mobile GPS antenna 92, and a data receiving antenna 93.
  • the fixed communication device 94, the fixed GPS antenna 95, and the data transmission antenna 96 serving as a reference station are disposed at predetermined positions that do not interfere with work in a field such as a straw.
  • Phase measurement is performed in both the reference station and the mobile station, and data measured by the fixed communication device 94 of the reference station is transmitted from the data transmission antenna 96 to the data reception antenna 93 of the combine 1.
  • the mobile GPS antenna 92 arranged in the combine 1 receives signals from GPS satellites 90, 90. This signal is transmitted to the mobile communication device 91 for positioning.
  • a fixed GPS antenna 95 serving as a reference station receives signals from GPS satellites 90, 90.
  • Data measured by the fixed communication device 94 is transmitted to the mobile communication device 91 via the data transmission antenna 96 and the data reception antenna 93.
  • the observed data is analyzed and the position of the mobile station is determined. The position information obtained in this way is transmitted to the control device 80 of the combine 1.
  • the position information of the combine 1 is acquired at the set time interval in the mobile communication device 91, and the displacement of the combine 1 is detected from the gyro sensor 103 and the direction sensor 104. Information and orientation information are detected.
  • the control device 80 of the combine 1 is configured based on the position information, the displacement information, and the azimuth information so that the combine 1 travels along a preset travel route. To control. Moreover, the combine 1 performs the predetermined
  • Each set value is set differently for each of two or more kinds of harvesting objects such as rice or beans. That is, each set value may differ for every cutting object.
  • the control apparatus 80 of the combine 1 can use each setting value correct
  • FIG. 6 shows an example of the field information fI. As shown in FIG. 6A, the field information fI is configured in a map.
  • position information (map information) of the outer periphery of the farm field F that is a work range is set in advance.
  • the outer periphery of the field F is designated as the field edge E on the map that has been converted into data.
  • the information on the inclination angle of the slope SL outside the field edge E and the information on the inclined surface in the field F are a block of map information ( 6 (A) in FIG. 6A), that is, for each point of the map information.
  • the field information fI is configured by three-dimensional map information.
  • the inclined surface in the field F is the surface of the portion inclined in the horizontal direction in the field F. As shown in FIGS. 6B and 6C, the field F of this example is formed by a substantially horizontal plane. On the other hand, the slope SL is a road surface located outward from the field end E and is a connection path connected to the field F.
  • the field information fI includes travel route information.
  • FIG. 7 shows an example of the travel route.
  • the travel route corresponds to the map information as the field information fI.
  • the travel route that is set includes a route that enters the field F through the slope SL, a route that travels and works in the field F, and a route that exits from the field F to the slope SL.
  • the path that enters the farm field F through the ramp SL and the path that exits from the farm field F to the ramp SL are set as paths that intersect the field edge E.
  • the control device 80 of the combine 1 uses the field information fI, the position information acquired using the GPS, and the information on the inclination angle detected by the gyro sensor 103, so that the field on the travel route The position of the end E can be recognized.
  • the combine 1 travels on the slope SL and enters the field F through the side of the predetermined field edge E (the lower side in the figure). In the field F, the combine 1 performs a cutting operation while turning straight toward the center of the field F while traveling straight. Then, the combine 1 leaves the field F from the vicinity of the farm field end E that has entered.
  • FIG. 8 shows another example of the travel route.
  • the travel route shown in FIG. 8 is a route set for another field Fo.
  • This traveling route is set so that the combine 1 performs traveling and mowing operations in the field Fo in the order of the numbers surrounded by circles.
  • the route on which the combine 1 performs the cutting operation is represented by a straight arrow in the figure.
  • the route with the numbers 1 to 10 is a route along which the combine 1 travels in turn as a cutting route in the field Fo.
  • a route that the combine 1 simply travels without performing the cutting operation is indicated by a two-dot chain line arrow in the drawing. According to the travel route set in this way, the combine 1 moves spirally while following the field Fo and the two inclined roads SL in the order 1 to 10 in the figure.
  • the combine 1 travels on the slope SL and enters the field Fo through one of the sides of the field end E (downward in the figure). Further, the combine 1 performs the cutting operation while traveling straightly in the field Fo between the sides of the two field ends E, and leaves the field Fo from the other field end E (upward in the drawing). Then, after turning 90 ° to the left on the slope SL, it moves along the side of the other field edge E, turns 90 ° to the left again, and then travels on the slope SL toward the field Fo. Then, the farmer enters the field Fo again from the other field end E, performs a cutting operation while traveling straight toward the one field end E, and leaves the field Fo from the one field end E.
  • the feature of the field Fo is that the slopes of the slopes SL adjacent to the sides of the two field edges E facing each other are extremely gentle, and these slopes SL include a large space for turning the combine 1. It is. A vehicle (transport vehicle) that transports the harvested grain is parked on a roadway adjacent to these ramps SL. Further, the yield per field Fo exceeds the capacity of the Glen tank 61 (see FIG. 1). Therefore, the combine 1 needs to interrupt the mowing operation once before the Glen tank 61 becomes full while the mowing operation is being performed in the field Fo.
  • the combine 1 performs the cutting operation between the side of the field end E between one side and the other side in the field Fo, and then follows the road along which the transport vehicle can wait on the slope SL outside the field Fo. It is possible to move to the cutting route. For this reason, when the harvest amount approaches the upper limit of the Glen tank 61, the harvesting operation is performed up to the field end E, then the farmer leaves the field Fo and travels on the slope SL to the position where the transport vehicle waits. The grain can be discharged from 61. That is, since the combine 1 can discharge
  • the travel route shown in FIG. 8 is that the combine 1 does not ride on the slope SL every time until the harvest amount approaches the upper limit of the Glen tank 61, but turns 90 degrees to the left before the field edge E, You may set so that it may move to the path
  • the travel route of the combine 1 is set counterclockwise in the line of sight overlooking the field from above. That is, the combine 1 performs the cutting operation while turning left. Therefore, the right side of the combine 1 that travels in the field F / Fo corresponds to the side that has been cut.
  • the combine 1 is provided with a configuration for detecting an obstacle with a bias toward the side after cutting.
  • the configuration or method for detecting such an obstacle is not limited to the laser scanner 108 described below, and may be detection using a millimeter wave radar, which is based on image processing using a camera or the like. Also good.
  • the combine 1 includes a laser scanner 108.
  • the laser scanner 108 irradiates a laser around the cutting unit 2.
  • the laser scanner 108 is provided below the cabin 8.
  • the cabin 8 is located on the right side in the fuselage 9 of the combine 1. Therefore, the laser irradiation range from the laser scanner 108 is biased to the right side of the cutting unit 2.
  • the center of the irradiation range of the laser scanner 108 that is, the installation position of the laser scanner 108 is on the right side of the center position C of the cutting unit 2.
  • the laser irradiation range (angle) from the laser scanner 108 is set to 90 ° forward with respect to the installation position. Therefore, the right part of the cutting part 2 is within the irradiation range in a wider range than the left part. Thus, the laser irradiation range is biased toward the trimmed side.
  • the combine 1 is configured so that the laser beam is irradiated to the right side portion of the cutting unit 2 in preparation for a case where a person enters the side after cutting.
  • the portion of the field F / Fo that has been cut is exposed to a large part of the road surface due to the cutting target being cut. Since it is difficult to block the irradiation of the laser to such a trimmed part, obstacles such as humans and animals can be easily detected on the trimmed side, that is, the right part of the trimmed part 2 and the right side thereof.
  • control performed by the control device 80 when the combine 1 enters the field F1 will be described with reference to FIGS.
  • the combine 1 starts the operation for the cutting operation while traveling on the slope SL toward the farm field F1. Specifically, the rotation of the reel 21, the operation of the cutting blade 22, the drive of the conveyor 32 (both see FIG. 1), etc. are started.
  • the combine 1 acquires its own position information inside and outside the field F1 at predetermined time intervals using GPS. Moreover, the gyro sensor 103 (refer FIG. 4) of the combine 1 detects inclination
  • the combine 1 can recognize the current position inside and outside the field F1 from the acquired position information.
  • the position of the data receiving antenna 93 (see FIG. 1) in the combine 1 corresponds to the current position.
  • the position of the divider tip 23T is separated by a predetermined distance from the acquired position information. Therefore, information on the predetermined distance, that is, information on the size of the predetermined distance from the position of the data receiving antenna 93 to the position of the divider tip 23T is stored in advance in the storage unit 82 of the control device 80.
  • the predetermined distance representing the position of the divider tip 23T a value corresponding to the angle ⁇ 2 of the feeder house 33 with respect to the machine body 9 is stored in advance. Further, as a value representing the height position of the divider tip 23T, a value corresponding to the angle ⁇ 2 of the feeder house 33 with respect to the machine body 9 is stored in advance.
  • a deviation point D is set with a predetermined interval Lf ahead of the divider tip 23T with respect to the position information to be acquired.
  • Information on the deviation point D that is, information on the predetermined distance Lf forward from the divider tip 23T is stored in advance in the storage unit 82 of the control device 80.
  • the deviation point D is set at a position farther from the airframe 9 than the position of the divider tip 23T.
  • the combine 1 includes the field information fI including information on the traveling route and the field edge E set in advance, the position information acquired using the GPS, and the inclination angle ⁇ 1 detected by the gyro sensor 103. Is used to recognize the position of the divider tip 23T of the cutting unit 2 with respect to the field edge E.
  • the combine 1 raises the height position of the cutting part 2 when recognizing that the deviation point D overlaps with the field end E. Thereby, the combine 1 can change the height position of the cutting part 2 based on the positional information by GPS, without using an advanced sensor.
  • the field end E is one of the target points included in the field information fI.
  • the combine 1 is configured to raise the height position of the cutting unit 2 when the divider tip 23T reaches the field end E when entering the field F1 from the slope SL on the travel route. Also good.
  • the traveling speed of the combine 1 is relatively low, the height position of the cutting unit 2 can be effectively changed by such simple control. Thereby, the information previously input into the control apparatus 80 of the combine 1 can be simplified. In this way, the height position of the cutting unit 2 automatically rises when it is detected that the divider tip 23T or the deviation point D has reached the field end E, so the divider tip 23T at the time of entering the field F1 You can prevent rushing.
  • the combine 1 may include a ground sensor configured by an ultrasonic sensor or the like. According to the combine 1 further including such a ground sensor, it is possible to effectively prevent the lower surface of the cutting unit 2 or the divider tip 23T from colliding with an uneven road surface on the slope SL or the field F1.
  • the feeder house angle sensor 106 detects the angle ⁇ 2 of the feeder house 33 with respect to the machine body 9. Thereby, the control apparatus 80 of the combine 1 can acquire the information on the position of the feeder house 33 with respect to the machine body 9.
  • the combine 1 is based on the information on the position of the feeder house 33 with respect to the body 9 (that is, the angle ⁇ 2) and the information on the inclination angle ⁇ 1 detected by the gyro sensor 103.
  • the height position of the cutting unit 2 is changed so that the interval is kept constant.
  • running route and the cutting part 2 is the space
  • FIG. 11 shows the set distance Hs between the road surface on the travel route and the cutting unit 2.
  • the combine 1 can enter the field F ⁇ b> 1 from the ramp SL while appropriately harvesting the object to be cut near the field edge E. That is, even if the machine body 9 does not enter the field F1, when the divider tip 23T passes through the field end E and enters the field F1, the divider tip 23T is prevented from being pushed in and the cutting operation is appropriately performed. Can be implemented. Thus, the combine 1 that has entered the field F ⁇ b> 1 subsequently performs a predetermined operation along the travel route in accordance with control by the control device 80.
  • the field F2 is illustrated as an example of the field in which the cutting operation has been performed halfway in advance.
  • the control device 80 (see FIG. 4) of the combine 1 has information on the cutting work performed in advance.
  • the storage unit 82 of the control device 80 is a vehicle that has entered the field F2 before the combine 1 and information on the travel of another combine and work performed along the travel route. And the information implemented for every position of the travel route is stored.
  • storage part 82 of the control apparatus 80 is the information of the driving
  • the storage unit 82 stores information on such cutting work in association with the field information fI.
  • the field information fI includes information on the cutting work performed in advance.
  • the processing unit 81 of the control device 80 reads work information for each position on the travel route, that is, work information that has been performed at the current position on the travel route on which the combine 1 travels. Thereby, the control device 80 collates the read work information with the field information fI including the information on the travel route set in the field F2, so that the current position is either the harvested area or the unreached area. It is possible to read by distinguishing certain things.
  • the field F2 is divided into a harvested area F21 and an unreached area F22 as a result of the preceding harvesting operation being performed halfway.
  • the combine 1 enters the field F2 from the field edge E, the combine 1 does not keep the distance between the road surface on the travel route and the cutting unit 2 constant, and the height of the cutting unit 2 is set to the set predetermined height H1. Raise the position.
  • the predetermined height H1 is a predetermined angle ⁇ 2s of the feeder house 33 with respect to the machine body 9 and depends on the type of object to be cut so that the reel 21 does not scrape the waste and does not touch the divider 23. Is the height position of the cutting unit 2 set. According to such a configuration, it is possible to prevent the divider tip 23T from being pushed in when entering the field while preventing scraping of the waste remaining on the ground of the trimmed area F21.
  • the height position of the cutting unit 2 is lowered to a predetermined height.
  • the boundary point B is one of target points on the travel route.
  • An example of the predetermined height here is a road surface on the travel route based on information on the position of the feeder house 33 with respect to the body 9 (that is, angle ⁇ 2) and information on the inclination angle ⁇ 1 detected by the gyro sensor 103. It is a height position changed so that the space
  • interval Hs (refer FIG.
  • the combine 1 can appropriately perform the cutting operation from the start end of the uncut region F22 while preventing the scraping of the waste remaining on the ground of the cut region F21.
  • attained the uncut area F22 of the agricultural field F2 implements a predetermined
  • the control device 80 (see FIG. 4) of the combine 1 performs the field information fI (FIGS. 6B and 6C) including information on the field edge E and information on the inclined surface in the field F. ))).
  • the gyro sensor 103 (see FIG. 4) may be used for the information on the inclination angle of the slope SL that has passed when the combine 1 enters the field F3 and the information on the inclined surface of the travel route that has passed until reaching the current position. ) Is stored in the storage unit 82 as the field information fI.
  • the information on the inclination angle of the inclined road SL and the information on the inclined surface of the traveling route stored in the storage unit 82 correspond to each position on the map information in the field information fI.
  • the combine 1 is based on the field information fI including the above-described information, the position information acquired using the GPS, and the information on the inclination angle ⁇ 1 detected by the gyro sensor 103, and the position and deviation point of the divider tip 23T. After calculating the position of D, the position of the deviation point D can be recognized. And as shown in FIG. 14, the combine 1 changes the height position of the cutting part 2, when it recognizes that the deviation point D has overlapped with the field end E as a target point. According to such a configuration, even if a situation occurs in which the deviation point D passes through the field end E while the divider tip 23T remains inside the field end E, the divider tip 23T is prevented from being pushed in and cutting operation is performed. Can be implemented appropriately. Specifically, the combine 1 can harvest the cutting object in the vicinity of the field end E in the same manner as other cutting objects in the field F3.
  • the combine 1 is based on the field information fI including the above-described information, the position information acquired using the GPS, and the information on the inclination angle ⁇ 1 detected by the gyro sensor 103. Change the height position.
  • the amount of increase Mi of the cutting unit 2 in this case is obtained from the information on the inclined surface in the field F from the height position for the cutting operation set according to the type of the cutting object and the lying state of the cutting object. Calculated with consideration.
  • the traveling speed sensor 102 detects the traveling speed of the combine 1.
  • the combine 1 changes the position of the deviation point D according to the position information of the feeder house 33 with respect to the machine body 9 (that is, the angle ⁇ 2) and the traveling speed. Further, in this case, the speed for changing the height position of the cutting unit 2 is changed.
  • the combine 1 can move the cutting unit 2 from a position farther from the target point by setting the deviation point D forward. Raise and / or raise the cutting part 2 at a faster speed.
  • the combine 1 raises the mowing unit 2 from a position closer to the target point by setting the deviation point D further rearward. And / or the cutting part 2 is raised at a slower speed.
  • the traveling speed is higher than the set predetermined speed, the combine 1 raises the cutting unit 2 from a position farther from the target point by setting the deviation point D forward and / or.
  • the mowing unit 2 is raised at a faster speed.
  • the combine 1 raises the cutting part 2 from a position closer to the slope SL and / or more by setting the deviation point D further rearward.
  • the mowing unit 2 is raised at a slow speed. According to such a configuration, the combine 1 can appropriately perform the cutting operation without generating cutting residue regardless of the position of the feeder house 33 and the traveling speed, and the divider tip 23T is pushed into the road surface. Can be prevented.
  • the control device 80 (see FIG. 4) of the combine 1 has the field information fI including the information on the field edge E and the information on the inclined surface in the field F4.
  • the combine 1 stores the storage unit 82. It is possible to effectively use the information on the inclination angle of the slope SL stored in the.
  • the combine 1 will be described with respect to a case where the combine 1 passes through the field end E and retreats to the ramp SL while performing a cutting operation in the field F4.
  • the combine 1 has the divider tip 23T based on the field information fI including the above-described information, the position information acquired using the GPS, and the information on the inclination angle ⁇ 1 detected by the gyro sensor 103. After calculating the position of the deviation point D as the position, the position of the deviation point D can be recognized.
  • the combine 1 recognizes that the deviation point D overlaps the inclined surface Si of the slope SL outside the field end E, the combine 1 changes the height position of the cutting unit 2. According to such a configuration, the combine 1 cuts off the cutting object in the vicinity of the field end E in the same manner as other cutting objects in the field F4 while leaving the field F4 through the field end E. Can do.
  • the combine 1 may be configured to raise the cutting unit 2 when recognizing that the divider tip 23T has reached the field end E when leaving the field F4.
  • the combine 1 when the combine 1 leaves the field F4 to the slope SL, the height position of the cutting unit 2 is changed according to the slope angle ⁇ 3 of the slope SL.
  • Information on the inclination angle ⁇ 3 of the slope SL is stored in the storage unit 82 as the field information fI. According to such a configuration, the combine 1 can appropriately perform the cutting work without generating cutting residue when leaving the field F4, and can prevent the divider tip 23T from being pushed into the slope SL.
  • the combine 1 changes the height position of the cutting unit 2 according to the position information of the feeder house 33 with respect to the body 9 (that is, the angle ⁇ ⁇ b> 2) and the traveling speed. The speed and the position of the deviation point D are changed.
  • control device 80 of the combine 1 may calculate the travel speed of the combine 1 by calculating the amount of movement of the combine 1 per unit time based on the acquired position information.
  • the combine 1 has the angle ⁇ 2.
  • the cutting unit 2 can be held at a constant interval Hs with respect to the road surface on the travel route.
  • the distance Hs between the road surface on the travel route and the cutting unit 2 may be different when entering the field F4 and when leaving the field F4. That is, the interval Hs held when leaving the field F4 may be larger or smaller than the interval Hs held when entering the field F4.
  • the stored farm field information fI includes information on the slope angles ⁇ 3 and ⁇ 4 of the slope SL outside the field edge E. It is included.
  • the combiner 2 determines whether the harvesting unit 2 is in accordance with the inclination angles ⁇ 3 and ⁇ 4 of the inclination road SL. The height position can be changed. Therefore, the combine 1 is safe without the height positions of the cutting unit 2 and the conveying unit 3 becoming higher than necessary with respect to the inclination angle of the road surface on the travel route, or without the cutting unit 2 colliding with the road surface. You can leave the field F4.
  • the combine 1 when leaving the field F4 through the ramp SL, the combine 1 is detected by the field information fI including the above-described information, the position information acquired using the GPS, and the gyro sensor 103. Based on the information of the inclination angle ⁇ 1, the height position of the cutting unit 2 is changed.
  • the present invention can be used for a combine.

Abstract

ＧＰＳを用いて取得した位置情報に基づいて刈取部の高さ位置を変更することによって、刈取部の破損を防止できるとともに、収穫作業の容易化と効率化とを図ることができるコンバインを提供する。自律走行が可能なコンバイン（１）であって、デバイダ（２３）を備える刈取部（２）と、機体に対し前記刈取部を昇降させる昇降シリンダ（２７）と、機体（９）の傾斜角度を検出するジャイロセンサ（１０３）と、機体（９）の位置情報を取得するＧＰＳと、予め設定された圃場情報と、認識した前記位置情報と、前記機体の傾斜角度と、に基づいて、昇降シリンダ（２７）を制御して刈取部（２）の高さ位置を変更する制御装置（８０）と、を備え、前記圃場情報は、コンバイン（１）の走行経路の情報と、圃場端の情報と、を含む。

Description

コンバイン
　本発明は、ＧＰＳを用いて位置情報を取得し、自律走行が可能なコンバインのうち、前方作業機の高さ位置を自動的に変更する構成を備えたコンバインに関する。
　ＧＰＳを用いて取得する位置情報に基づいて圃場端の位置を記録することができる自律作業車両が、従来から公知である（特許文献１参照）。圃場端の位置を記録する方法としては、前以てオペレータが圃場端まで当該自律作業車両を移動させたうえで、遠隔操作装置のディスプレイを操作することにより、圃場端の位置に該当する緯度と経度との情報を制御装置に記憶させている。
　一方、前方作業機としての刈取装置の高さ位置を自動的に変更することができる無人操縦コンバインが、従来から公知である（特許文献２）。当該無人操縦コンバインにおいては、畦や塀等の障害物を検出する障害検出センサが刈取装置の分草体に設けられている。当該無人操縦コンバインは、障害検出センサが検出する障害物の高さと、障害物までの距離とに基づいて、刈取装置を昇降させている。これにより、当該無人操縦コンバインは、分草体の破損を防止することができ、更に、畦の近くまで穀稈を刈り取って収穫することができる。
　しかし、特許文献２に記載された障害検出センサのようなセンサによらずに、ＧＰＳを用いて取得した位置情報に基づいて刈取装置（刈取部）の高さ位置を変更することによって、分草体を含む刈取部の路面への衝突を回避し、刈取部の破損を防止することができるとともに、収穫作業の容易化と効率化とを図ることができるコンバインが望まれている。
国際公開第２０１５／１１８７３０号 特開２０１６－１０３７２号公報
　本発明は、ＧＰＳを用いて取得した位置情報に基づいて刈取部の高さ位置を変更することによって、刈取部の破損を防止できるとともに、収穫作業の容易化と効率化とを図ることができるコンバインを提供することを目的とする。
　本発明のコンバインは、自律走行が可能なコンバインであって、デバイダを備える刈取部と、機体に対し前記刈取部を昇降させる駆動手段と、前記機体の傾斜角度を検出する傾斜角センサと、前記機体の位置情報を取得するＧＰＳと、予め設定された圃場情報と、認識した前記位置情報と、前記機体の傾斜角度と、に基づいて、前記駆動手段を制御して前記刈取部の高さ位置を変更する制御手段と、を備え、前記圃場情報は、前記コンバインの走行経路の情報と、圃場端の情報と、を含むものである。
　本発明のコンバインにおいては、前記圃場情報は、前記走行経路に予め設定された目標点の情報を含み、前記制御手段は、前記デバイダの先端の前方にて、前記デバイダより所定間隔を隔てて偏差点を設定し、前記偏差点と前記目標点とが重複するときは、前記刈取部の高さ位置を変更することが好ましい。
　本発明のコンバインにおいては、前記制御手段は、前記デバイダの先端の前方にて、前記デバイダより所定間隔を隔てて偏差点を設定し、前記偏差点が前記圃場端に位置するときは、前記刈取部の高さ位置を所定高さ位置まで上昇することが好ましい。
　本発明のコンバインにおいては、前記刈取部は、フィーダハウスを備え、前記制御手段は、前記機体に対する前記フィーダハウスの位置と、前記コンバインの走行速度と、に応じて、前記偏差点位置を変更することが好ましい。
　本発明のコンバインにおいては、前記刈取部は、フィーダハウスを備え、前記制御手段は、前記機体に対する前記フィーダハウスの位置と、前記機体の傾斜角度と、に基づいて、前記走行経路の路面と前記刈取部との間隔が一定に保持されるように、前記刈取部の高さ位置を変更することが好ましい。
　本発明のコンバインにおいては、前記制御手段は、前記圃場情報と、前記位置情報と、前記機体の傾斜角度と、に基づいて、前記圃場端に対する前記デバイダの先端の位置を算出し、前記コンバインが前記走行経路上の傾斜路から圃場に進入するときの前記デバイダの先端の前記圃場端への到達を検出するときには、前記刈取部の高さ位置を所定高さ位置まで上昇することが好ましい。
　本発明のコンバインにおいては、前記圃場情報は、先行して実施された刈取作業の情報を含み、前記制御手段は、圃場における未刈取領域に前記デバイダの先端が到達したときに、前記刈取部の高さ位置を所定高さまで降下することが好ましい。
　本発明のコンバインにおいては、前記圃場情報は、前記走行経路上の傾斜路の傾斜角度を含み、前記制御手段は、前記コンバインが圃場から前記傾斜路に退出するときに前記偏差点と前記傾斜路とが重複するときには、前記傾斜路の前記傾斜角度に応じて前記刈取部の高さ位置を変更することが好ましい。
　本発明のコンバインによれば、センサによらずに、ＧＰＳによる位置情報に基づいて刈取部の高さ位置が変更されるので、刈取部の路面への衝突を回避することができる。従って、ＧＰＳを用いて取得した位置情報に基づいて刈取部の高さ位置を変更することによって、刈取部の破損を防止できるとともに、収穫作業の容易化と効率化とを図ることができるコンバインを提供することができる。
　本発明のコンバインによれば、機体の傾斜角度と走行速度とによらずに刈取部の高さ位置が変更されるので、刈取部の路面への衝突を回避することができる。従って、ＧＰＳを用いて取得した位置情報に基づいて刈取部の高さ位置を変更することによって、刈取部の破損を防止できるとともに、収穫作業の容易化と効率化とを図ることができるコンバインを提供することができる。
　本発明のコンバインによれば、機体の傾斜角度と走行速度とによらずに圃場進入時のデバイダ先端の突っ込みをより確実に防止できる。従って、圃場進入時のデバイダ先端の破損を防止できるとともに、収穫作業の容易化と効率化とを図ることができるコンバインを提供することができる。
　本発明のコンバインによれば、フィーダハウスの位置と走行速度とによらずに刈取部の高さ位置が変更されるので、刈取部の路面への衝突を回避することができる。従って、ＧＰＳを用いて取得した位置情報に基づいて刈取部の高さ位置を変更することによって、刈取部の破損を防止できるとともに、収穫作業の容易化と効率化とを図ることができるコンバインを提供することができる。
　本発明のコンバインによれば、機体が圃場内に進入しておらずデバイダ先端が圃場端を通り越して圃場内に進入している場合でも、路面と刈取部との間隔が一定に保持されるので、デバイダ先端の突っ込みを防止するとともに刈取作業を適切に実施することができる。従って、圃場進入時のデバイダ先端の破損を防止できるとともに、収穫作業の容易化と効率化とを図ることができるコンバインを提供することができる。
　本発明のコンバインによれば、デバイダ先端が圃場端に到達したことを検出するときに刈取部が自動的に上昇するので、圃場進入時のデバイダ先端の突っ込みを防止できる。従って、圃場進入時のデバイダ先端の破損を防止できるとともに、収穫作業の容易化と効率化とを図ることができるコンバインを提供することができる。
　本発明のコンバインによれば、圃場進入時のデバイダ先端の突っ込みを防止するとともに、刈取済み領域の地面に残った排稈の掻き込みを防止することができる。従って、圃場進入時のデバイダ先端の破損を防止できるとともに、収穫作業の容易化と効率化とを図ることができるコンバインを提供することができる。
　本発明のコンバインによれば、傾斜路の傾斜角度に応じて刈取部の高さ位置が変更されるので、刈取部の傾斜路への衝突を回避することができる。従って、ＧＰＳを用いて取得した位置情報に基づいて刈取部の高さ位置を変更することによって、刈取部の破損を防止できるとともに、収穫作業の容易化と効率化とを図ることができるコンバインを提供することができる。
コンバインの外観斜視図である。 図１の矢印Ｌから見た図である。 図１の矢印Ｒから見た図である。 コンバインの制御システムを示すブロック図である。 コンバインの位置情報を取得するための構成を示すブロック図である。 （Ａ）はコンバインに入力される圃場情報の概念を示す図であって、（Ｂ）は傾斜角度の情報を表す圃場と傾斜路との一断面を示す図であって、（Ｃ）は傾斜角度の情報を表す圃場と傾斜路との別断面を示す図である。 圃場情報に含まれる走行経路の一例を示す図である。 圃場情報に含まれる走行経路の別の一例を示す図である。 刈取部の周囲の障害物を検出するレーザースキャナによる検出範囲を示すコンバインの平面図である。 傾斜路を走行して圃場に進入するコンバインを示す図である。 圃場に進入しながら刈取作業を実施するコンバインを示す図である。 圃場における刈取済み領域を走行するコンバインを示す図である。 圃場における未刈取済み領域に到達したコンバインを示す図である。 圃場端付近で刈取作業を実施するコンバインを示す図である。 圃場から退場しながら刈取作業を実施するコンバインを示す図である。 圃場から退場するコンバインを示す図である。 圃場から退場して傾斜路を走行するコンバインを示す図である。
　以下に、図１、図２及び図３を用いて本発明の実施形態としてのコンバイン１を説明する。コンバイン１は、自律して走行及び作業が可能な自律走行型コンバインであって、無人で走行及び作業できる。つまり、無人操縦式のコンバイン１は、刈取対象物のある圃場内に、圃場に接続された傾斜路から自律走行して進入することができ、また、自律走行して圃場内から圃場外に退出することができるように構成されている。更に、コンバイン１は、圃場内において、自律して走行、転回、及び、作業するように構成されている。
　図１に示すように、コンバイン１は、主に走行部１０と、刈取部２と、搬送部３と、脱穀部４と、選別部５と、貯留部６と、動力部７とで構成されている。なお、図１には、コンバイン１の前後方向、左右方向及び上下方向を表す。図２と図３とには、コンバイン１の前後方向及び上下方向を表す。
　走行部１０は、シャシ１３の下方に設けられている。走行部１０は、トランスミッション１１と、クローラ式走行装置１２・１２とで構成されている。トランスミッション１１は、動力部７を構成するエンジン７１の回転動力をクローラ式走行装置１２・１２へ伝達する。クローラ式走行装置１２・１２は、コンバイン１を前後方向に走行させる。また、クローラ式走行装置１２・１２は、コンバイン１を左右方向に旋回させる。
　走行部１０は、図示しない制動装置を含む。制動装置としては、トランスミッション１１における機構の作動を制動する制動装置と、クローラ式走行装置１２の回転を制動する制動装置とが該当する。
　刈取部２は、走行部１０の前方に設けられている。刈取部２は、リール２１と刈刃２２とデバイダ２３とを含む。リール２１は、圃場の穀稈を引き起こす。また、リール２１は、左右方向を向いた回転軸線を中心にして回転自在に構成されている。刈刃２２は、リール２１によって引き起こされた穀稈を切断する。デバイダ２３は、刈刃２２の前方に配置されている。デバイダ２３は、刈取フレーム２４の左右の側壁２５から前方に向かって突出することによって、刈取部２の前端及び左右各端を形成している。刈取部２は、前方作業機を構成している。
　搬送部３は、刈取部２の後方に設けられている。搬送部３は、オーガ３１と、コンベヤ３２とを含む。オーガ３１は、刈刃２２によって切断された穀稈を集合させてコンベヤ３２へ送り込む。コンベヤ３２は、オーガ３１によって送り込まれた穀稈を脱穀部４へ送り込む。
　脱穀部４は、搬送部３の後方に設けられている。脱穀部４は、ローター４１と、シーブメッシュ４２とを含む。ローター４１は、搬送部３によって送り込まれた穀稈から穀粒を脱穀する。また、ローター４１は、穀稈を搬送する。シーブメッシュ４２は、ローター４１によって搬送される穀稈を支持するとともに、穀粒をふるいにかける（穀粒を落下させる）。
　選別部５は、脱穀部４の下方に設けられている。選別部５は、揺動装置５１と、送風装置５２とで構成されている。揺動装置５１は、シーブメッシュ４２から落下してきた脱穀物をふるいにかけて穀粒を選別する。送風装置５２は、穀粒とともに落下してきた穀稈屑や揺動装置５１の上に残った穀稈屑を吹き飛ばす。
　貯留部６は、脱穀部４及び選別部５の側方に設けられている。貯留部６は、グレンタンク６１と、排出オーガ６２とで構成されている。グレンタンク６１は、選別部５から搬送されてきた穀粒を貯留する。排出オーガ６２は、グレンタンク６１内の穀粒を排出する際に用いられる装置である。
　動力部７は、貯留部６の下方に設けられている（図３参照）。動力部７は、エンジン７１で構成されている。エンジン７１は、燃料を燃焼させて得た熱エネルギーを回転動力に変換する。
　コンバイン１は、オペレータが乗り込み、操縦するためのスペースを有している。即ち、グレンタンク６１の前方に、キャビン８が設けられている。また、コンバイン１には、有人操縦式のコンバインと同様にオペレータによって操作される操作具が設けられていている。コンバイン１の各構成は、自律して自動的に作動することに加えて、オペレータによる操作に基づいて作動するものであってもよい。
　キャビン８内部には運転座席が載置され、運転座席の前方には操向操作手段となるステアリングハンドル（図示せず）が設けられていている。例えば、このステアリングハンドルの操作により、左右のクローラ式走行装置１２・１２の各回転数が調整されて、転回を含むコンバイン１の操舵方向が人為的に制御されることでもよい。
　このように構成されたコンバイン１は、ＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・システム）を利用することにより、自身の位置情報を取得する。更に、コンバイン１は、この位置情報に基づいて、進行方位、走行速度の各情報を算出等することにより、これら各情報に基づいて所定の経路に沿って走行及び作業するように構成されている。
　次に、刈取部２と搬送部３との構成について、より詳細に説明する。
　搬送部３のコンベヤ３２は、フィーダハウス３３に収容されている。フィーダハウス３３は、機体９に対して回転自在に連結されている。フィーダハウス３３の後端部が、シャシ１３を構成するフレーム部材の前部に支持されている。フィーダハウス３３の前端部は、刈取フレーム２４の後端部を支持している。
　なお、コンバイン１の機体９とは、コンバイン１の各構成のうち、搬送部３と刈取部２とを除いた部位を指し、シャシ１３に支持された部位である。機体９は、脱穀部４、選別部５、貯留部６、動力部７、及び、キャビン８を含む。
　図３に示すように、フィーダハウス３３の下部には、油圧シリンダ３４の一端（前端）が支持されている。油圧シリンダ３４の他端（後端）は、シャシ１３を構成するフレーム部材に支持されている。油圧シリンダ３４の伸縮に応じてフィーダハウス３３が機体９に対して上下にスイングすることにより、刈取部２が機体９に対して上下に移動する。フィーダハウス３３を含む搬送部３及び刈取部２の高さ位置は、設定された最下位置から最上位置まで連続的に変更自在である。
　刈取部２のリール２１は、刈取フレーム２４に対して上下に移動自在に構成されている。刈取フレーム２４に対してリール２１を支持する左右の各アーム２６が、刈取フレーム２４の上部にスイング自在に支持されている。左右の各アーム２６と刈取フレーム２４の側壁２５との間には、それぞれリール昇降用の昇降シリンダ２７が設けられている。各昇降シリンダ２７の一端（上端）は、各アーム２６の後端部に支持され、他端（下端）は刈取フレーム２４の側壁２５に支持されている。
　油圧作動式の昇降シリンダ２７の伸縮に応じてアーム２６が刈取フレーム２４に対して上下にスイングすることによって、アーム２６とともにリール２１が刈取フレーム２４に対して上下に移動する。刈取フレーム２４に対するリール２１の高さ位置は、設定された最下位置から最上位置まで連続的に変更自在である。
　なお、図示していないが、コンバイン１は、リール２１を刈取フレーム２４に対して前後移動させるための構成を含んでいてもよい。この場合に、アーム２６が伸縮自在に構成されていてもよく、刈取フレーム２４とリール２１との間に連結される油圧作動式のシリンダが設けられていてもよい。
　図１～図３に図示するように、無人操縦式のコンバイン１は、普通型コンバインである。しかし、本発明の実施形態として、コンバイン１は、自脱型コンバインであってもよい。自脱型のコンバインにおいて、刈取部２は、引起装置、複数の分草板、刈刃、掻込装置、及び、搬送装置を備える。
　図示していないが、引起装置は、一条毎の未刈穀稈を起立させる複数の引起タインを備える。引起装置は、各分草板によって一条毎に分離された穀稈を引き起こす。掻込装置は、引起装置によって引き起こされた穀稈の株元を掻き込む。刈刃を含む切断装置は、掻込装置の下方に設けられている。切断装置は、掻込装置によって掻き込まれた穀稈を切断する。
　自脱型コンバインの刈取部２に設けられた搬送装置は、穀稈の穂先側を把持する上部搬送装置と、穀稈の株元側を把持する下部搬送装置と、下部搬送装置から脱穀部４に穀稈を引き継ぐ縦搬送装置及び受継搬送装置とで構成されている。
　また、コンバイン１が自脱型コンバインである場合には、油圧シリンダ３４がシャシ１３と刈取部２のフレームとに連結されている。油圧シリンダ３４の伸縮によって、自脱型コンバインは、刈取部２の高さ位置を変更することができる。
　次に、コンバイン１の制御装置８０について説明する。
　コンバイン１は、最大限の性能を発揮できるよう、各所に情報ネットワークが張り巡らされている。具体的には、動力部７のほか、コンバイン１の各構成が互いに情報を共有できるコントローラ・エリア・ネットワーク（ＣＡＮ）を構成している。
　図４に示すように、制御装置８０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）等のマイクロコンピュータからなる処理部８１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ、ハードディスクドライブ、フラッシュメモリ等の記憶部８２とを有している。処理部８１は、ＲＯＭに格納されているプログラム等をＲＡＭ上に読み出したうえで、これを実行することができる。更に、制御装置８０は、制御プログラムを処理部８１が実行することにより、各種構成要素の作動制御を行う。具体的には、通信時における情報の送受信、各種の入出力制御及び演算処理の制御等を行う。
　コンバイン１は、制御装置８０の入力側の構成として、エンジン回転数センサ１０１、走行速度センサ１０２、ジャイロセンサ１０３、方位センサ１０４、操向センサ１０５、フィーダハウス角度センサ１０６、及び、リール高さセンサ１０７を備える。更に、コンバイン１は、後述するレーザースキャナ１０８を備えている。
　エンジン回転数センサ１０１は、エンジン７１のクランクシャフト（図示せず）の回転数を検出する。走行速度センサ１０２は、コンバイン１の走行速度を検出する。傾斜角センサとしてのジャイロセンサ１０３は、コンバイン１の機体９の変位として、前後方向の傾斜（ピッチ）の角速度、左右方向の傾斜（ロール）の角速度、及び、旋回（ヨー）の角速度を検出する。このようにして、ジャイロセンサ１０３は、ＧＰＳを用いて取得するコンバイン１の現在位置における路面の傾斜角度θ１（図１０参照）を検出する。
　方位センサ１０４は、コンバイン１の進行方向を検出する。操向センサ１０５は、コンバイン１の操舵方向を検出する。フィーダハウス角度センサ１０６は、機体９に対するフィーダハウス３３の角度θ２（図１０参照）を検出する。機体９に対するフィーダハウス３３の角度としては、油圧シリンダ３４の伸長量を検出することでもよい。リール高さセンサ１０７は、刈取フレーム２４に対するリール２１の高さ位置を検出する。刈取フレーム２４に対するリール２１の高さ位置としては、昇降シリンダ２７の伸長量を検出することでもよい。
　これらの各センサには、公知の構成を有するセンサを用いることができる。各センサからの信号は、制御装置８０に送信される。制御装置８０は、これらの情報のうち、ジャイロセンサ１０３及び方位センサ１０４から取得した信号に基づいて、コンバイン１の姿勢（向き、機体前後方向及び機体左右方向の傾斜、旋回方向）を算出又は導出等によって認識する。
　制御装置８０は、算出等の結果に基づいて、予め設定された走行経路をコンバイン１が走行するとともに、予め設定された作業の情報に基づいて圃場内においてコンバイン１が所定の作業を実施するように各構成を制御する。即ち、制御装置８０は、走行部１０、刈取部２、搬送部３、脱穀部４、選別部５、貯留部６及び動力部７を制御する。
　このとき、制御装置８０は、エンジン７１の状態を検出するエンジン回転数センサ１０１、温度センサ、及び、油温センサ（いずれも図示せず）等からの入力情報（検出情報）に基づいて、エンジン７１の運転状態を制御する。また、制御装置８０は、フィーダハウス３３の角度を変更することによって刈取部２及び搬送部３の高さを設定高さに調整したり、リール２１の高さ位置を調整したりする制御を実行する。また、制御装置８０は、刈取速度の変更に伴って搬送部３における搬送速度を変更したり、脱穀部４のローター４１の回転数を処理量に応じて変更したり、送風装置５２の風量及びシーブメッシュ４２の開度を処理量に応じて変更したりする制御を実行する。更に、制御装置８０は、後述する位置情報、変位及び方位情報、圃場情報ｆＩ（図６参照）等に基づいて、操舵方向が変更されるように走行部１０を制御するとともに、刈取部２の高さ位置及びリール２１の高さ位置が変更されるように油圧シリンダ３４と昇降シリンダ２７とを制御する。
　なお、コンバイン１が実施する作業に必要な各設定値としては、走行経路に沿って、又は、走行状態ごとに各構成の作動がプログラミングされている。コンバイン１は、このようなプログラムに従って所定の作業を実施できる。また、コンバイン１において、自律した走行及び作業に必要な緊急停止、一時停止、再発進、走行速度の変更、エンジン回転数の変更、刈取部２の高さ位置の自動調整、及び、刈取物の搬送速度の自動調整等のための設定値は、予め記憶部８２に格納されている。
　図５に示すように、制御装置８０は、通信部８３を有する。通信部８３は、コンバイン１の外部の構成と通信する機能を有する。制御装置８０は、通信部８３を通じて別のコンバイン等の車両、収穫物を運送する別の車両、携帯端末等と通信自在である。制御装置８０は、外部の構成から送信される情報を読取及び解析等することにより、外部の構成から必要な情報が入力されて、プログラム等の格納された情報の書き換えに対応できるように構成されていてもよい。
　次に、コンバイン１がＧＰＳを用いて自身の位置情報を取得する方法について説明する。
　図５に示すように、コンバイン１は、移動局となる移動通信機９１と移動ＧＰＳアンテナ９２とデータ受信アンテナ９３とを備える。また、基準局となる固定通信機９４と固定ＧＰＳアンテナ９５とデータ送信アンテナ９６とが、畦等の圃場における作業の邪魔にならない所定位置に配置される。基準局及び移動局の両方で位相の測定（相対測位）が行われ、基準局の固定通信機９４で測位されたデータがデータ送信アンテナ９６からコンバイン１のデータ受信アンテナ９３に送信される。
　コンバイン１に配置された移動ＧＰＳアンテナ９２は、ＧＰＳ衛星９０・９０・・・からの信号を受信する。この信号は、移動通信機９１に送信され、測位される。そして、同時に基準局となる固定ＧＰＳアンテナ９５がＧＰＳ衛星９０・９０・・・からの信号を受信する。固定通信機９４で測位されたデータが、データ送信アンテナ９６とデータ受信アンテナ９３とを介して移動通信機９１に送信される。コンバイン１の移動通信機９１においては、観測されたデータが解析されて、移動局の位置が決定される。こうして得られた位置情報は、コンバイン１の制御装置８０に送信される。
　こうして、ＧＰＳ衛星９０・９０・・・から送信される信号に基づいて、移動通信機９１において設定時間間隔でコンバイン１の位置情報が取得され、ジャイロセンサ１０３及び方位センサ１０４からはコンバイン１の変位情報及び方位情報が検出される。
　コンバイン１の制御装置８０は、これら位置情報と変位情報と方位情報とに基づいて、予め設定された走行経路に沿ってコンバイン１が走行するように、走行部１０及び動力部７等の各構成を制御する。また、コンバイン１は、制御装置８０が位置情報を認識することにより、現在位置に応じて、走行経路に沿って設定された所定の作業を実施し、又は、コンバイン１の走行状態ごとに設定された作業を実施することができる。
　なお、各設定値は、稲又は豆等といった２種以上の刈取対象物ごとに別の設定がなされている。つまり、各設定値は、刈取対象物ごとに異なっていてもよい。或いは、コンバイン１の制御装置８０は、基準となる設定値を予め格納するとともに、基準の設定に対して刈取対象物の種類に応じて補正された各設定値を刈取作業に用いることができる。
　次に、コンバイン１の制御装置８０に予め入力されている圃場情報ｆＩについて説明する。図６に、圃場情報ｆＩの一例を示す。図６（Ａ）に示すように、圃場情報ｆＩはマップ状に構成されている。
　圃場情報ｆＩとして、作業範囲となる圃場Ｆの外周の位置情報（地図情報）が予め設定されている。オペレータが事前に圃場Ｆを目視等によって確認することにより、データ化されている地図上に、圃場端Ｅとして圃場Ｆの外周を指定する。或いは、衛星写真、ドローン等を活用することによって目視に代わる方法を採用することもできる。
　また、図６（Ｂ）及び図６（Ｃ）に示すように、圃場端Ｅの外側の傾斜路ＳＬの傾斜角度の情報と、圃場Ｆ内の傾斜面の情報とが、地図情報のブロック（図６（Ａ）中の格子）の角ごと、即ち、地図情報の点ごとに入力されている。このように、圃場情報ｆＩは、三次元の地図情報によって構成されている。
　圃場Ｆ内の傾斜面とは、圃場Ｆにおいて水平方向に対して傾斜している部分の面である。本例の圃場Ｆは、図６（Ｂ）及び図６（Ｃ）に示すように、略水平面によって形成されている。一方、傾斜路ＳＬとは、圃場端Ｅよりも外方に位置する路面であって、圃場Ｆに接続する接続路のことである。
　圃場情報ｆＩは、走行経路の情報を含む。図７に、走行経路の一例を示す。
　図７に示すように、走行経路は、圃場情報ｆＩとしての地図情報に対応している。設定される走行経路には、傾斜路ＳＬを通って圃場Ｆに進入する経路と、圃場Ｆ内で走行及び作業する経路と、圃場Ｆから傾斜路ＳＬに退出する経路とが含まれる。傾斜路ＳＬを通って圃場Ｆに進入する経路と、圃場Ｆから傾斜路ＳＬに退出する経路とは、圃場端Ｅに交差する経路として設定されている。これにより、後述のように、コンバイン１の制御装置８０は、圃場情報ｆＩ、ＧＰＳを用いて取得する位置情報、ジャイロセンサ１０３によって検出される傾斜角度の情報とを用いて、走行経路上の圃場端Ｅの位置を認識することができる。
　図７に示す走行経路によれば、コンバイン１は、傾斜路ＳＬを走行して、所定の圃場端Ｅの辺（図中の下側辺）を通って圃場Ｆ内に進入する。コンバイン１は、圃場Ｆ内において、直進状に走行しつつ圃場Ｆの中心に向かって左に旋回しながら刈取作業を実施する。そして、コンバイン１は、進入した圃場端Ｅの近傍から圃場Ｆを退出する。
　なお、圃場の形状等の環境に応じて、圃場ごとに異なる走行経路が設定されていてもよい。図８に、走行経路の別の一例を示す。
　図８に示す走行経路は、別の圃場Ｆｏに対して設定された経路である。この走行経路は、丸で囲まれた数の順に圃場Ｆｏ内でコンバイン１が走行及び刈取作業を実施するように設定されている。コンバイン１が刈取作業を実施する経路は、図中に直線状の矢印で表す。１～１０の数が記された経路は、圃場Ｆｏ内の刈取用の経路として、コンバイン１が順に走行する経路である。コンバイン１が刈取作業を実施せずに走行するだけの経路は、図中に二点鎖線の矢印で表す。このように設定された走行経路によれば、コンバイン１は、圃場Ｆｏとその周りの二つの傾斜路ＳＬとを図中の１～１０の順に辿りつつ、螺旋状に移動する。
　コンバイン１は、傾斜路ＳＬを走行して、二つの圃場端Ｅの辺のうちの一方（図中の下方）を通って圃場Ｆｏ内に進入する。更に、コンバイン１は、二つの圃場端Ｅの辺の間で圃場Ｆｏ内を直進状に走行しながら刈取作業を実施し、他方（図中の上方）の圃場端Ｅから圃場Ｆｏを退出する。そして、傾斜路ＳＬで９０°左に転回した後に他方の圃場端Ｅの辺に沿って移動して、再び左に９０°転回したうえで圃場Ｆｏに向かって傾斜路ＳＬを走行する。それから、他方の圃場端Ｅから圃場Ｆｏに再度進入して、一方の圃場端Ｅに向かって直進状に走行しながら刈取作業を実施し、一方の圃場端Ｅから圃場Ｆｏを退出する。そして、傾斜路ＳＬで９０°左に転回した後に一方の圃場端Ｅの辺に沿って移動して、再び左に９０°転回したうえで圃場Ｆｏに向かって傾斜路ＳＬを走行する。コンバイン１は、次に一方の圃場端Ｅから圃場Ｆｏ内に進入するときに、先に通った軌跡の直ぐ左側を走行する。また、コンバイン１は、次に他方の圃場端Ｅから圃場Ｆｏ内に進入するときに、先に通った軌跡の直ぐ右側を走行する。
　圃場Ｆｏの特徴は、互いに向かい合う二つの圃場端Ｅの辺に隣接した各傾斜路ＳＬの傾斜角度が極めて緩やかであって、これらの傾斜路ＳＬにはコンバイン１の転回のためのスペースが大きく含まれている。収穫した穀粒を運搬する車両（運搬車）は、これらの傾斜路ＳＬに隣接する車道で駐車する。また、この圃場Ｆｏ一枚当たりの収穫量は、グレンタンク６１（図１参照）の容量を上回っている。従って、コンバイン１は、圃場Ｆｏ内で刈取作業を実施している間にグレンタンク６１が満杯になる前に、刈取作業を一旦中断する必要がある。
　しかし、コンバイン１は、圃場Ｆｏ内の一方と他方との圃場端Ｅの辺の間で刈取作業を実施したうえで、圃場Ｆｏ外の傾斜路ＳＬにおいて、運搬車が待機できる車道に沿って次の刈取用の経路に移動することができる。そのため、グレンタンク６１の上限に収穫量が近づいたときに圃場端Ｅまで刈取作業を実施してから圃場Ｆｏから退出し、運搬車が待機する位置まで傾斜路ＳＬを走行したうえで、グレンタンク６１から穀粒を排出することができる。つまり、コンバイン１は、刈取作業を中断した位置の近傍で穀粒を排出できるので、刈取作業の効率化を図ることができる。
　なお、図８に示す走行経路は、グレンタンク６１の上限に収穫量が近づくまでは、コンバイン１が傾斜路ＳＬに都度乗り上げることなく、圃場端Ｅの手前で９０°左に転回して、圃場Ｆｏ内で二つの各圃場端Ｅの辺に沿って、次の数が記された刈取用の経路まで移動するように設定されていてもよい。このような経路によれば、コンバイン１が傾斜路ＳＬを乗り上げてここを走行する距離が省かれるので、刈取作業の効率化を更に図ることができる。
　図７と図８と示すように、コンバイン１の走行経路は、上空から圃場を見下ろす視線において、反時計回りに設定されている。つまり、コンバイン１は、左に旋回しながら刈取作業を実施する。従って、圃場Ｆ・Ｆｏ内において走行するコンバイン１の右側は、刈取が済んだ側に該当する。コンバイン１は、刈取が済んだ側に偏って障害物を検出するための構成を備えている。このような障害物を検出するための構成又は方法は、以下のレーザースキャナ１０８に限定されず、ミリ波レーダを用いた検出であってもよく、カメラ等を用いた画像処理によるものであってもよい。
　図９に示すように、コンバイン１は、レーザースキャナ１０８を備える。レーザースキャナ１０８は、刈取部２の周囲にレーザーを照射する。レーザースキャナ１０８は、キャビン８の下方に設けられている。キャビン８は、コンバイン１の機体９において右側に位置している。そのため、レーザースキャナ１０８からのレーザーの照射範囲は、刈取部２の右側に偏っている。
　詳しくは、レーザースキャナ１０８の照射範囲の中心、即ち、レーザースキャナ１０８の設置位置は、刈取部２の中心位置Ｃよりも右側にある。レーザースキャナ１０８からのレーザーの照射範囲（角度）は、設置位置を中心にして前方に９０°で設定されている。そのため、刈取部２の右側部分は、左側部分よりも広い範囲で照射範囲に収まっている。このように、レーザーの照射範囲は、刈取済みの側に偏っている。
　圃場Ｆ・Ｆｏ内の作業については、刈取が済んだ側に人が立ち入る場合が多いと考えられる。コンバイン１は、刈取が済んだ側に人が立ち入る場合に備えて、刈取部２の右側部分に偏ってレーザーが照射されるように構成されている。また、圃場Ｆ・Ｆｏ内の刈取が済んだ部分は、刈取対象物が刈り取られることによって路面の大部分が露呈している。このような刈取が済んだ部分に対するレーザーの照射が遮断され難いので、刈取済みの側、即ち、刈取部２の右側部分とその右方において、人、動物等の障害物を容易に検出できる。
　次に、コンバイン１が圃場Ｆ１内に進入する場合に制御装置８０が実施する制御について、図１０と図１１とを用いて説明する。
　図１０に示すように、圃場Ｆ１に接続する傾斜路ＳＬをコンバイン１が走行して、圃場Ｆ１に進入する場合について説明する。コンバイン１は、圃場Ｆ１に向かって傾斜路ＳＬを走行する間に、刈取作業のための作動を開始している。具体的には、リール２１の回転、刈刃２２の作動、コンベヤ３２（何れも図１参照）の駆動等を開始している。
　コンバイン１は、ＧＰＳを用いて、圃場Ｆ１の内外における自身の位置情報を所定時間ごとに取得している。また、コンバイン１のジャイロセンサ１０３（図４参照）は、傾斜路ＳＬのうち、コンバイン１の現在位置の傾斜角度θ１を検出する。更に、上述のように、制御装置８０の記憶部８２（図４参照）には、上述のように走行経路の情報及び圃場端Ｅの情報を含む圃場情報ｆＩが予め入力されている。そして、圃場情報ｆＩにおいて設定されている走行経路に沿って走行しながらコンバイン１は圃場Ｆ１に進入する。
　コンバイン１は、取得する位置情報によって、圃場Ｆ１内外における現在位置を認識できる。コンバイン１が取得する位置情報に対して、コンバイン１におけるデータ受信アンテナ９３（図１参照）の位置が現在位置に対応している。また、取得する位置情報に対して、所定距離だけ前方にデバイダ先端２３Ｔの位置が離れている。そのため、この所定距離の情報、即ち、データ受信アンテナ９３の位置からデバイダ先端２３Ｔの位置までの所定距離の寸法の情報が、制御装置８０の記憶部８２に予め格納されている。デバイダ先端２３Ｔの位置を表す所定距離としては、機体９に対するフィーダハウス３３の角度θ２に対応した値が予め格納されている。また、デバイダ先端２３Ｔの高さ位置を表す値としては、機体９に対するフィーダハウス３３の角度θ２に対応した値が予め格納されている。
　更に、取得する位置情報に対して、デバイダ先端２３Ｔよりも前方に所定間隔Ｌｆをあけて偏差点Ｄが設定されている。偏差点Ｄの情報、即ち、デバイダ先端２３Ｔから前方への所定間隔Ｌｆの情報は、制御装置８０の記憶部８２に予め格納されている。このように、デバイダ先端２３Ｔの位置よりも機体９から離れた位置に偏差点Ｄが設定されている。
　このようにして、コンバイン１は、予め設定された走行経路の情報及び圃場端Ｅの情報を含む圃場情報ｆＩと、ＧＰＳを用いて取得する位置情報と、ジャイロセンサ１０３によって検出される傾斜角度θ１の情報とを用いて圃場端Ｅに対する刈取部２のデバイダ先端２３Ｔの位置を認識する。
　そして、コンバイン１は、偏差点Ｄが圃場端Ｅに重複していることを認識するときに、刈取部２の高さ位置を上昇させる。これにより、コンバイン１は、高度なセンサによらずに、ＧＰＳによる位置情報に基づいて刈取部２の高さ位置を変更することができる。圃場端Ｅは、圃場情報ｆＩに含まれる目標点のひとつである。
　なお、コンバイン１は、走行経路上の傾斜路ＳＬから圃場Ｆ１に進入する際にデバイダ先端２３Ｔが圃場端Ｅに到達したときに、刈取部２の高さ位置を上昇させるように構成されていてもよい。コンバイン１の走行速度が比較的低い場合等には、このような簡易な制御によって刈取部２の高さ位置を効果的に変更することができる。これにより、コンバイン１の制御装置８０に予め入力される情報を簡素化できる。このように、デバイダ先端２３Ｔ又は偏差点Ｄが圃場端Ｅに到達したことを検出するときに刈取部２の高さ位置が自動的に上昇するので、圃場Ｆ１への進入時のデバイダ先端２３Ｔの突っ込みを防止できる。
　また、コンバイン１は、図示していないが、超音波センサ等によって構成された対地センサを備えていてもよい。このような対地センサを更に含むコンバイン１によれば、傾斜路ＳＬ又は圃場Ｆ１において凸凹した路面に刈取部２の下面又はデバイダ先端２３Ｔが衝突することを効果的に防止できる。
　更に、上述のように、フィーダハウス角度センサ１０６（図４参照）は、機体９に対するフィーダハウス３３の角度θ２を検出する。これにより、コンバイン１の制御装置８０は、機体９に対するフィーダハウス３３の位置の情報を取得できる。コンバイン１は、機体９に対するフィーダハウス３３の位置の情報（即ち、角度θ２）と、ジャイロセンサ１０３によって検出される傾斜角度θ１の情報とに基づいて、走行経路上の路面と刈取部２との間隔が一定に保持されるように刈取部２の高さ位置を変更する。
　なお、ここでいう走行経路上の路面と刈取部２との間隔は、例えば、刈取部２に設けられた上述の対地センサと路面との間隔であって、路面と刈取部２との衝突を回避できるように設定された間隔である。走行経路上の路面と刈取部２との設定された間隔Ｈｓを図１１に示す。
　このような構成によれば、図１１に示すように、コンバイン１は、圃場端Ｅ直近の刈取対象物を適切に刈り取りながら、傾斜路ＳＬから圃場Ｆ１内に進入することができる。つまり、機体９が圃場Ｆ１内に進入していないとしてもデバイダ先端２３Ｔが圃場端Ｅを通り越して圃場Ｆ１内に進入している場合に、デバイダ先端２３Ｔの突っ込みを防止するとともに刈取作業を適切に実施することができる。このように圃場Ｆ１内に進入したコンバイン１は、これ以後、制御装置８０による制御に応じて走行経路に沿って所定の作業を実施する。
　次に、圃場Ｆ２内をコンバイン１が走行する場合に制御装置８０が実施する制御について、図１２と図１３とを用いて説明する。先行して刈取作業が途中まで実施された圃場として、圃場Ｆ２を例示する。
　先ず、コンバイン１の制御装置８０（図４参照）は、先行して実施された刈取作業の情報を有している。具体的には、制御装置８０の記憶部８２は、コンバイン１よりも先に圃場Ｆ２内に進入している車両として、別のコンバインの走行経路と当該走行経路に沿って実施された作業の情報であって、走行経路の位置ごとに実施された情報を格納している。或いは、制御装置８０の記憶部８２は、以前に圃場Ｆ２内に進入したコンバイン１の走行経路と当該走行経路に沿って実施された作業の情報であって、走行経路の位置ごとに実施された情報を格納している。記憶部８２は、このような刈取作業の情報を、圃場情報ｆＩに対応させて格納している。言い換えると、圃場情報ｆＩは、先行して実施された刈取作業の情報を含む。
　制御装置８０の処理部８１は、走行経路上の位置ごとの作業の情報、即ち、コンバイン１が走行する走行経路上の現在位置において実施されていた作業情報を読み出す。これにより、制御装置８０は、圃場Ｆ２に設定されている走行経路の情報を含む圃場情報ｆＩに読み出した作業情報を照合することによって、現在位置が刈取済み領域と未刈取領域とのいずれかであることを区別して読み出すことができる。
　図１２に示すように、先行して刈取作業が途中まで実施された結果として、圃場Ｆ２は、刈取済み領域Ｆ２１と未刈取領域Ｆ２２とに区分される。コンバイン１は、圃場端Ｅから圃場Ｆ２内に進入する場合に、走行経路上の路面と刈取部２との間隔を一定に保持することなく、設定された所定高さＨ１に刈取部２の高さ位置を上昇させる。所定高さＨ１は、機体９に対するフィーダハウス３３の所定角度θ２ｓであって、リール２１が排藁を掻き込むことなく且つデバイダ２３に排藁が触れることないように、刈取対象物の種類に応じて設定された刈取部２の高さ位置である。このような構成によれば、刈取済み領域Ｆ２１の地面に残った排稈の掻き込みを防止しながら、圃場進入時のデバイダ先端２３Ｔの突っ込みを防止することができる。
　そして、図１３に示すように、圃場Ｆ２における未刈取領域Ｆ２２にデバイダ先端２３Ｔが到達したとき、言い換えると、刈取済み領域Ｆ２１と未刈取領域Ｆ２２との境界点Ｂにデバイダ先端２３Ｔが到達したときに、刈取部２の高さ位置を設定された所定高さまで降下させる。境界点Ｂは、走行経路上の目標点のひとつである。ここでの所定高さの一例は、機体９に対するフィーダハウス３３の位置の情報（即ち、角度θ２）と、ジャイロセンサ１０３によって検出される傾斜角度θ１の情報とに基づいて、走行経路上の路面と刈取部２との間隔Ｈｓ（図１１参照）が一定に保持されるように変更される高さ位置である。このような構成によれば、刈取済み領域Ｆ２１の地面に残った排稈の掻き込みを防止したうえで、コンバイン１は、未刈取領域Ｆ２２の始端から適切に刈取作業を実施できる。このように圃場Ｆ２の未刈取領域Ｆ２２に到達したコンバイン１は、これ以後、制御装置８０による制御に応じて走行経路に沿って所定の作業を実施する。
　次に、圃場Ｆ３内でコンバイン１が刈取作業する場合に制御装置８０が実施する制御について、図１４を用いて説明する。図１４に示すように、圃場Ｆ３内の圃場端Ｅ付近で刈取作業を実施するコンバイン１について説明する。
　上述のように、コンバイン１の制御装置８０（図４参照）は、圃場端Ｅの情報と、圃場Ｆ内の傾斜面の情報とを含む圃場情報ｆＩ（図６（Ｂ）及び図６（Ｃ）参照）を有している。或いは、コンバイン１が圃場Ｆ３内に進入する際に通過した傾斜路ＳＬの傾斜角度の情報と、現在位置に至るまでに通過した走行経路の傾斜面の情報とは、ジャイロセンサ１０３（図４参照）による検出結果に基づいて、圃場情報ｆＩとして記憶部８２に格納されている。記憶部８２に格納される傾斜路ＳＬの傾斜角度の情報及び走行経路の傾斜面の情報は、圃場情報ｆＩにおける地図情報上の位置ごとに対応している。
　コンバイン１は、上述の各情報を含む圃場情報ｆＩと、ＧＰＳを用いて取得する位置情報と、ジャイロセンサ１０３によって検出される傾斜角度θ１の情報とに基づいて、デバイダ先端２３Ｔの位置及び偏差点Ｄの位置を算出したうえで、偏差点Ｄの位置を認識できる。そして、図１４に示すように、コンバイン１は、目標点としての圃場端Ｅに偏差点Ｄが重複していることを認識するときに、刈取部２の高さ位置を変更する。このような構成によれば、デバイダ先端２３Ｔが圃場端Ｅよりも内側に残りながら偏差点Ｄが圃場端Ｅを通り越すような事態が生じたとしても、デバイダ先端２３Ｔの突っ込みを防止するとともに刈取作業を適切に実施することができる。具体的には、コンバイン１は、圃場端Ｅの近傍にある刈取対象物を、圃場Ｆ３内の他の刈取対象物と同様に刈り取ることができる。
　このように、コンバイン１は、上述の各情報を含む圃場情報ｆＩと、ＧＰＳを用いて取得する位置情報と、ジャイロセンサ１０３によって検出される傾斜角度θ１の情報とに基づいて、刈取部２の高さ位置を変更する。この場合の刈取部２の上昇量Ｍｉは、刈取対象物の種類及び刈取対象物の倒伏状態に応じて設定されている刈取作業のための高さ位置から、圃場Ｆ内の傾斜面の情報を考慮して算出される。
　また、上述のように、走行速度センサ１０２（図４参照）は、コンバイン１の走行速度を検出する。コンバイン１は、機体９に対するフィーダハウス３３の位置の情報（即ち、角度θ２）と走行速度とに応じて、偏差点Ｄの位置を変更する。更に、この場合に、刈取部２の高さ位置を変更する速度を変更する。
　例えば、設定された所定角度よりも機体９に対するフィーダハウス３３の角度が小さい場合には、偏差点Ｄをより前方に設定することによって、コンバイン１は、目標点からより遠い位置から刈取部２を上昇させ、且つ／又は、より速い速度で刈取部２を上昇させる。設定された所定角度よりも機体９に対するフィーダハウス３３の角度が大きい場合には、偏差点Ｄをより後方に設定することによって、コンバイン１は、目標点により近い位置から刈取部２を上昇させ、且つ／又は、より遅い速度で刈取部２を上昇させる。一方、設定された所定速度よりも走行速度が高い場合には、コンバイン１は、偏差点Ｄをより前方に設定することによって、目標点からより遠い位置から刈取部２を上昇させ、且つ／又は、より速い速度で刈取部２を上昇させる。設定された所定速度よりも走行速度が低い場合には、偏差点Ｄをより後方に設定することによって、コンバイン１は、傾斜路ＳＬにより近い位置から刈取部２を上昇させ、且つ／又は、より遅い速度で刈取部２を上昇させる。このような構成によれば、コンバイン１は、フィーダハウス３３の位置と走行速度とによらずに、刈残しが発生せずに刈取作業を適切に実施できるとともに、デバイダ先端２３Ｔの路面への突っ込みを防止できる。
　次に、コンバイン１が圃場外に退出する場合に制御装置８０が実施する制御について、図１５、図１６及び図１７を用いて説明する。
　図１４を用いた説明と同様に、コンバイン１の制御装置８０（図４参照）は、圃場端Ｅの情報と、圃場Ｆ４内の傾斜面の情報とを含む圃場情報ｆＩを有している。特に、圃場Ｆ４から退出する場合に走行する傾斜路ＳＬ上の走行経路として、圃場Ｆ４に進入する場合に走行した傾斜路ＳＬ上の走行経路を利用する場合には、コンバイン１は、記憶部８２に格納された傾斜路ＳＬの傾斜角度の情報を有効に利用することができる。
　先ず、図１５に示すように、コンバイン１は、圃場Ｆ４内において刈取作業を実施しながら圃場端Ｅを通過して傾斜路ＳＬに退出する場合について説明する。この場合には、コンバイン１は、上述の各情報を含む圃場情報ｆＩと、ＧＰＳを用いて取得する位置情報と、ジャイロセンサ１０３によって検出される傾斜角度θ１の情報とに基づいて、デバイダ先端２３Ｔの位置として偏差点Ｄの位置を算出したうえで、偏差点Ｄの位置を認識できる。そして、コンバイン１は、圃場端Ｅよりも外側の傾斜路ＳＬの傾斜面Ｓｉに偏差点Ｄが重複していることを認識するときに、刈取部２の高さ位置を変更する。このような構成によれば、コンバイン１は、圃場端Ｅを通って圃場Ｆ４から退出しながら、圃場端Ｅの近傍にある刈取対象物を圃場Ｆ４内の他の刈取対象物と同様に刈り取ることができる。
　なお、コンバイン１は、圃場Ｆ４から退出する際にデバイダ先端２３Ｔが圃場端Ｅに到達したことを認識するときに、刈取部２を上昇させるように構成されていてもよい。
　図１６に示すように、コンバイン１が圃場Ｆ４から傾斜路ＳＬに退出する際に、傾斜路ＳＬの傾斜角度θ３に応じて刈取部２の高さ位置を変更する。傾斜路ＳＬの傾斜角度θ３の情報は、圃場情報ｆＩとして記憶部８２に格納されている。このような構成によれば、コンバイン１は、圃場Ｆ４から退出するときに刈残しが発生せずに刈取作業を適切に実施できるとともに、デバイダ先端２３Ｔの傾斜路ＳＬへの突っ込みを防止できる。
　また、図１４を用いた説明と同様に、コンバイン１は、機体９に対するフィーダハウス３３の位置の情報（即ち、角度θ２）と走行速度とに応じて、刈取部２の高さ位置を変更する速度と、偏差点Ｄの位置とを変更する。
　なお、コンバイン１の制御装置８０は、取得する位置情報に基づいて単位時間当たりのコンバイン１の移動量を算出することによって、コンバイン１の走行速度を算出してもよい。
　圃場端Ｅの外側の傾斜路ＳＬの傾斜角度θ３の情報と、圃場Ｆ４内の傾斜面（圃場Ｆ４において略０°）の情報とを含む圃場情報ｆＩによれば、コンバイン１は、角度θ２の情報と傾斜角度θ３の情報とに基づいて、走行経路上の路面に対して刈取部２を一定間隔Ｈｓに保持することができる。圃場Ｆ４への進入時と圃場Ｆ４からの退出時とにおいて、走行経路上の路面と刈取部２との各間隔Ｈｓは互いに異なっていてもよい。つまり、圃場Ｆ４からの退出時に保持される間隔Ｈｓは、圃場Ｆ４への進入時に保持される間隔Ｈｓよりも大きくてもよく、小さくてもよい。
　更に、図１７に示すように、傾斜路ＳＬにおいて途中で傾斜角度が変化していても、格納される圃場情報ｆＩには、圃場端Ｅの外側の傾斜路ＳＬの傾斜角度θ３・θ４の情報が含まれている。このように、異なる傾斜角度θ３・θ４の情報を含む圃場情報ｆＩによれば、コンバイン１は、傾斜路ＳＬを走行する際に、傾斜路ＳＬの傾斜角度θ３・θ４に応じて刈取部２の高さ位置を変更することができる。従って、走行経路上の路面の傾斜角度に対して必要以上に刈取部２及び搬送部３の高さ位置が高くなることなく、又は、刈取部２が路面に衝突することなく、コンバイン１は安全に圃場Ｆ４から退出できる。
　このように、傾斜路ＳＬを通って圃場Ｆ４から退出する際に、コンバイン１は、上述の各情報を含む圃場情報ｆＩと、ＧＰＳを用いて取得する位置情報と、ジャイロセンサ１０３によって検出される傾斜角度θ１の情報とに基づいて、刈取部２の高さ位置を変更する。
　本発明は、コンバインに利用可能である。
　　１　　　　　コンバイン
　　２　　　　　刈取部
　　３　　　　　搬送部
　　９　　　　　機体
　　２３　　　　デバイダ
　　２３Ｔ　　　デバイダ先端
　　３３　　　　フィーダハウス
　　Ｅ　　　　　圃場端

Claims (8)

  1. 　自律走行が可能なコンバインであって、
    　デバイダを備える刈取部と、
    　機体に対し前記刈取部を昇降させる駆動手段と、
    　前記機体の傾斜角度を検出する傾斜角センサと、
    　前記機体の位置情報を取得するＧＰＳと、
    　予め設定された圃場情報と、認識した前記位置情報と、前記機体の傾斜角度と、に基づいて、前記駆動手段を制御して前記刈取部の高さ位置を変更する制御手段と、
    　を備え、
    　前記圃場情報は、前記コンバインの走行経路の情報と、圃場端の情報と、を含む、
    　コンバイン。
  2. 　請求項１に記載のコンバインであって、
    　前記圃場情報は、前記走行経路に予め設定された目標点の情報を含み、
    　前記制御手段は、前記デバイダの先端の前方にて、前記デバイダより所定間隔を隔てて偏差点を設定し、前記偏差点と前記目標点とが重複するときは、前記刈取部の高さ位置を変更する、
    　コンバイン。
  3. 　請求項１に記載のコンバインであって、
    　前記制御手段は、前記デバイダの先端の前方にて、前記デバイダより所定間隔を隔てて偏差点を設定し、前記偏差点が前記圃場端に位置するときは、前記刈取部の高さ位置を所定高さ位置まで上昇する、
    　コンバイン。
  4. 　請求項２に記載のコンバインであって、
    　前記刈取部は、フィーダハウスを備え、
    　前記制御手段は、前記機体に対する前記フィーダハウスの位置と、前記コンバインの走行速度と、に応じて、前記偏差点位置を変更する、
    　コンバイン。
  5. 　請求項１に記載のコンバインであって、
    　前記刈取部は、フィーダハウスを備え、
    　前記制御手段は、前記機体に対する前記フィーダハウスの位置と、前記機体の傾斜角度と、に基づいて、前記走行経路の路面と前記刈取部との間隔が一定に保持されるように、前記刈取部の高さ位置を変更する、
    　コンバイン。
  6. 　請求項１に記載のコンバインであって、
    　前記制御手段は、前記圃場情報と、前記位置情報と、前記機体の傾斜角度と、に基づいて、前記圃場端に対する前記デバイダの先端の位置を算出し、前記コンバインが前記走行経路上の傾斜路から圃場に進入するときの前記デバイダの先端の前記圃場端への到達を検出するときには、前記刈取部の高さ位置を所定高さ位置まで上昇する、
    　コンバイン。
  7. 　請求項６に記載のコンバインであって、
    　前記圃場情報は、先行して実施された刈取作業の情報を含み、
    　前記制御手段は、圃場における未刈取領域に前記デバイダの先端が到達したときに、前記刈取部の高さ位置を所定高さまで降下する、
    　コンバイン。
  8. 　請求項１から請求項７の何れか一項に記載のコンバインであって、
    　前記圃場情報は、前記走行経路上の傾斜路の傾斜角度を含み、
    　前記制御手段は、前記コンバインが圃場から前記傾斜路に退出するときに前記偏差点と前記傾斜路とが重複するときには、前記傾斜路の前記傾斜角度に応じて前記刈取部の高さ位置を変更する、
    　コンバイン。
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