WO2020129759A1 - 圃場作業車 - Google Patents

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WO2020129759A1
WO2020129759A1 PCT/JP2019/048370 JP2019048370W WO2020129759A1 WO 2020129759 A1 WO2020129759 A1 WO 2020129759A1 JP 2019048370 W JP2019048370 W JP 2019048370W WO 2020129759 A1 WO2020129759 A1 WO 2020129759A1
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WO
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traveling
automatic
route
vehicle body
vehicle
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/048370
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English (en)
French (fr)
Inventor
高瀬竣也
三崎真志
Original Assignee
株式会社クボタ
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Publication date
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01B—SOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q9/00—Arrangement or adaptation of signal devices not provided for in one of main groups B60Q1/00 - B60Q7/00, e.g. haptic signalling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W60/00—Drive control systems specially adapted for autonomous road vehicles
    • B60W60/001—Planning or execution of driving tasks
    • B60W60/0025—Planning or execution of driving tasks specially adapted for specific operations
    • B60W60/00256—Delivery operations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
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    • B60W60/005—Handover processes
    • B60W60/0051—Handover processes from occupants to vehicle
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/0088—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots characterized by the autonomous decision making process, e.g. artificial intelligence, predefined behaviours
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    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0212—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
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    • G05D1/0219—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory ensuring the processing of the whole working surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2300/00—Indexing codes relating to the type of vehicle
    • B60W2300/15—Agricultural vehicles

Definitions

  • the present invention relates to a field work vehicle capable of automatically traveling along a target traveling route.
  • the work In the field work vehicle that automatically travels in the field along the target travel route, the work is temporarily suspended for various reasons, and the field work vehicle leaves the target travel route.
  • Reasons for leaving the route include the reason that it is necessary to leave the target travel route due to running out of fuel in the middle of work, and the working capacity is limited (harvesting of harvested products, replenishment of field administration materials, etc.). There is a reason why it is necessary to leave the target travel route. Then, after moving to a specific place in order to eliminate the reason for leaving the route, the vehicle returns to the position where it left again and the work by the automatic traveling is restarted.
  • interruption information which is information about the interrupted work traveling
  • interruption position of the work traveling which is the recorded interruption information
  • the work resumption position included in the resumption information is a work interruption point in the previous work traveling or an end of a straight route portion of a traveling route passing through the work interruption point.
  • Patent Document 1 when the work traveling is interrupted and the work traveling is restarted after leaving the traveling route, the work vehicle is manually traveled to the work resuming position displayed on the monitor, and the work resuming position is automatically operated. Driving starts. However, even if the work vehicle is moved to the vicinity of the work restart position, if the control system of the work vehicle cannot detect the travel route that is the target of the automatic travel at that position, the automatic travel is not started. Even if the target traveling route is detected and automatic traveling is started, unexpected large steering is performed at the start of automatic traveling depending on the positional relationship between the traveling route and the work vehicle, and the work vehicle is There is a possibility that it will vandalize.
  • an object of the present invention is to provide a field work vehicle in which automatic running is smoothly started from a desired work restarting position even if the field work in the automatic running is interrupted and the vehicle leaves the target travel route. It is to be.
  • the field work vehicle steers the vehicle body so that the vehicle body automatically travels along a set target travel route, and a vehicle position calculation unit that calculates the position of the vehicle body on the field as the vehicle position.
  • the automatic traveling control unit and the leaving position which is the own vehicle position at the time of leaving, or the target when leaving, as the leaving information that is information when the vehicle body leaves the target traveling route during field work by automatic traveling.
  • a departure recording unit that records a departure traveling route that is a traveling route, or both, and a resumption traveling route that is the target traveling route used when resuming field work in the automatic traveling after the leaving, in the departure information.
  • a work return management unit that manages the return to the restarted travel route or the return to the disengaged position, wherein the work recovery management unit is configured for manual return travel of the vehicle body toward the restarted travel route. It has a determination unit that determines whether or not the transition from the manual travel to the automatic travel is possible.
  • the determination unit determines whether the field work vehicle can smoothly transition from manual travel to automatic travel. For example, the determination unit determines whether or not the automatic travel control system has captured the restarting travel route, and whether it is possible to automatically travel along the restarting travel route without performing a large steering operation that damages the field. To do. Therefore, when the determination unit determines that automatic traveling is possible, a smooth transition from manual traveling to automatic traveling is realized.
  • an artificial operation tool for starting automatic traveling is provided, and the automatic operation tool is operated after it is determined that the shift is possible, whereby the automatic operation tool is operated.
  • the traveling control unit starts automatic traveling.
  • the transition from the manual traveling to the automatic traveling is executed under the transition conditions of the determination of the possibility of transition to the automatic traveling by the determination unit and the operation on the manual operation tool. Therefore, even if the transition from the manual drive to the automatic drive is commanded by an artificial operation, the determination unit guarantees that this transition will be performed smoothly, so that the automatic drive that damages the field is avoided. It Furthermore, since the automatic driving is started by the intention of the driver or the like, the problem that the driver is surprised by the sudden automatic driving can be avoided.
  • the determination unit when it is determined that the shift is possible, gives a notification unit that notifies the driver of permission for automatic traveling to the notification unit.
  • the determination unit determines that the shift from the manual running to the automatic running is possible, the driver is notified that the automatic running is permitted.
  • the driver can easily accept the automatic driving.
  • the transition to automatic driving is finally decided by human operation, it is controllably guaranteed that the shift to automatic driving is possible, so the driver can switch to automatic traveling at a desired time. The transition can be started smoothly.
  • One of the conditions for the smooth transition from manual driving to automatic driving is that the vehicle body is approaching the restarting travel route, which is the target travel route for automatic travel to be performed from now on.
  • the positional deviation between the restarting travel route and the vehicle body is calculated.
  • a steering signal that reduces the positional deviation is generated, and the vehicle body can automatically travel along the restarting travel route.
  • the control system cannot capture the restarting travel route, so the range in which the control system can capture the restarting travel route is calculated experimentally or theoretically. From this, in one of the preferred embodiments of the present invention, when the vehicle body enters a range set around the restarted travel route, the determination unit is capable of shifting to automatic travel. judge.
  • the field work vehicle interrupts the automatic travel along the target travel route and leaves in the middle of the target travel route, it does not restart the automatic travel from the detached position, It is also possible to restart from the starting point. In that case, the work is stopped or repeated from the restart position to the disengagement position. This is because there is a higher possibility that the vehicle body entering from the starting point of the target travel route will have a smoother transition to automatic traveling than the vehicle body entering from the intermediate leaving position of the target travel route. From this, in one of the preferred embodiments of the present invention, when the vehicle body enters the range set around the traveling start end of the restarted traveling route, the determination unit shifts to automatic traveling. Determined to be possible.
  • the determination unit determines that the automatic traveling is possible. ..
  • the approach to the restarted travel route becomes smoother as the orientation of the vehicle body (direction of the front-back direction of the vehicle body) is closer to the orientation of the restarted travel route (extension direction of the restarted travel route). It is preferable to be added to the transition condition to. From this, in one of the preferred embodiments of the present invention, the condition that the determination unit shifts to automatic travel is that the deviation between the azimuth of the vehicle body and the azimuth of the restarted travel route is within the allowable deviation range. Has been added.
  • FIG. 6 is a schematic diagram for explaining how the tractor leaves and returns. It is a functional block diagram of a control system of a tractor. It is a schematic diagram for explaining a determination rule when restarting automatic traveling after leaving. It is a schematic diagram for explaining a determination rule when restarting automatic traveling after leaving. It is a schematic diagram for explaining a determination rule when restarting automatic traveling after leaving. It is a schematic diagram for explaining a determination rule when resuming automatic traveling after leaving.
  • FIG. 1 is a side view of a tractor which is an example of such a field work vehicle.
  • a driver's cab 20 is provided in a central portion of a vehicle body 1 supported by front wheels 11 and rear wheels 12.
  • a rotary type tiller serving as a working device 30 is equipped via a hydraulic lifting mechanism.
  • the front wheels 11 function as steering wheels, and the traveling direction of the tractor is changed by changing the steering angle.
  • the steering angle of the front wheels 11 is changed by the operation of the steering mechanism 13.
  • the steering mechanism 13 includes a steering motor 14 for automatic steering during automatic traveling.
  • steering of the front wheels 11 is performed by operating a steering wheel 22 arranged in the cab 20.
  • a positioning unit 8 for detecting the position of the own vehicle is provided above the cabin 21 forming the cab 20.
  • a panel unit 23 is provided near the steering wheel 22.
  • the panel unit 23 is provided with a group of human operation tools 24 and a monitor 25 having a touch panel.
  • FIG. 2 shows a group of manual operation tools 24 arranged on the panel unit 23.
  • the automatic start operation tool 24a is configured as an operation lever
  • the teaching operation tool 24b is configured as a button switch.
  • Fig. 3 schematically shows an example of plowing work with a tractor.
  • the traveling for performing the cultivating work while traveling along the linear work route and the turning traveling for shifting to the next linear work route are alternately repeated.
  • the first linear work route is the teaching route TL by manual traveling
  • the subsequent straight route is set to be parallel in sequence along the teaching route TL.
  • These routes are target traveling routes for automatic traveling, and are indicated by reference numerals LM(1) to LM(6) in FIG.
  • the driver When starting the cultivating work, the driver manually positions the vehicle body 1 at the teaching starting point on the edge of the field and operates the teaching operation tool 24b. The driver manually runs the vehicle body 1 linearly along the ridge from the teaching start point, moves it to the teaching end point near the ridge on the opposite side, and then operates the teaching operation tool 24b again.
  • the teaching path TL connecting the teaching start point and the teaching end point is calculated from the position coordinates of the vehicle body 1 at the teaching start point and the position coordinates of the vehicle body 1 at the teaching end point.
  • a 180-degree turning traveling (U-turn traveling) is performed to shift to the first target traveling route: LM(1) adjacent to the teaching route TL.
  • the vehicle body 1 Before or after this turning traveling is finished, it is checked whether or not the vehicle body 1 has a posture suitable for the next tilling work, that is, whether or not the traveling deviation with respect to the target traveling route: LM(1) is within an allowable range. To be done. If the traveling deviation is within the allowable range, it is notified that the automatic traveling is possible. In response to this notification, when the driver operates the automatic start operation tool 24a, the automatic travel targeting the set target travel route: LM(1) is started.
  • Target traveling route: LM(1) is a target traveling route LM in which the vehicle body 1 first performs work traveling after teaching traveling.
  • the target travel route: LM(3), LM(4), LM(5), LM(6) are set in this order, and the target travel route: LM is set and the work travel is repeated with the turning travel interposed. ..
  • the leaving position: Pb and the restarting position: Pr are the same position, but the leaving position: Pb and the restarting position: Pr may be different positions.
  • the travel start end of the target travel route: LM(4) is restarted (indicated by Pr1 in FIG. 4). It is good).
  • the leaving position is the traveling end of the target traveling route: LM(4)
  • the restart position of this departure is the traveling start end of the next target traveling route: LM(5).
  • This tractor includes a satellite positioning module 8a and an inertial measurement module 8b as the positioning unit 8.
  • the satellite positioning module 8a has a satellite positioning function of determining the position of the vehicle body 1 by using a satellite positioning system that receives radio waves from satellites and detects the position of the vehicle body 1.
  • the inertial measurement module 8b has a gyro sensor and an acceleration sensor, can detect the angular velocity of the turning angle of the vehicle body 1, and can obtain the angular displacement of the vehicle body direction by integrating the angular velocity.
  • the inertial measurement module 8b is preferably arranged at a low position in the center of the vehicle body 1 in the lateral width direction, but may be arranged at another position, for example, at the same position as the satellite positioning module 8a.
  • the control device 5 includes an input/output processing unit 50 as an input/output interface.
  • the input/output processing unit 50 is connected to the operating device group 60, the state detector group 70, the manual operation tool group 24, and the like.
  • the positioning unit 8 is connected to the control device 5 via an in-vehicle LAN.
  • the monitor 25, which is one of the notification devices, is composed of a liquid crystal panel and displays various information based on a notification signal from the notification unit 72 that performs notification control.
  • the notification unit 72 is also connected to the control device 5 via the vehicle-mounted LAN.
  • the operation device group 60 includes the steering motor 14, a traveling operation device 61 that is an operation device related to traveling, and a work operation device 62 that is an operation device related to work.
  • a state detector group 70 including various sensors and switches includes a traveling device state detector 74 and a working device state detector 75.
  • the traveling device state detector 74 includes sensors for detecting a traveling state such as a vehicle speed sensor, a steering angle sensor, an engine speed sensor, a brake pedal detection sensor, a parking brake detection sensor, and the like.
  • the work equipment state detector 75 includes sensors that detect the states of various mechanisms such as the lifting mechanism that make up the work device 30.
  • the control device 5 includes a vehicle position calculation unit 80, a traveling direction calculation unit 81, a traveling control unit 51, a work control unit 52, a teaching management unit 53, a route setting unit 54, a traveling deviation calculation unit 55, a departure recording unit 56, A work recovery management unit 57 and the like are provided.
  • the vehicle position calculation unit 80 calculates the map coordinates (vehicle position) of the vehicle body 1 based on the satellite positioning data sequentially sent from the positioning unit 8. At that time, the vehicle position calculation unit 80 converts the position directly calculated from the satellite positioning data into a reference point of the vehicle body 1 (for example, the center of the vehicle body or the position of the work center of the work device 30).
  • the traveling azimuth calculating unit 81 processes the own vehicle position calculated by the own vehicle position calculating unit 80 with time to calculate the traveling azimuth, which is the front-back direction of the vehicle body 1. This traveling direction can also be calculated based on the measurement data from the inertial measurement module 8b.
  • the travel control unit 51 sends a steering control signal to the steering motor 14, and sends a shift control signal and a braking control signal to a travel operation device 61 such as a transmission (not shown). Since this tractor is capable of automatic traveling and manual traveling, the traveling control unit 51 includes an automatic traveling control unit 511, a manual traveling control unit 512, and a traveling mode management unit 513.
  • the work control unit 52 controls various work operation devices 62 that raise and lower the work device 30 and transmit power to the work device 30 as the vehicle body 1 travels.
  • the teaching management unit 53 calculates data (map coordinates, etc.) of the teaching route TL based on the teaching traveling described above.
  • the route setting unit 54 sets a target traveling route that is a target for automatic traveling, based on the procedure described with reference to FIG.
  • the running deviation calculation unit 55 calculates the lateral deviation of the vehicle body 1 at the vehicle position calculated by the vehicle position calculation unit 80 and the azimuth deviation of the vehicle body 1 at the vehicle position.
  • the lateral deviation is the distance from the reference point of the vehicle body 1 to the target travel route at the vehicle position in the direction orthogonal to the route direction of the target travel route set by the route setting unit 54.
  • the azimuth deviation is an angle formed by the traveling azimuth of the vehicle body 1 calculated by the traveling azimuth calculating unit 81 and the target traveling route.
  • Automatic driving mode is set for automatic driving, and manual driving mode is set for manual driving.
  • Such a driving mode is managed by the driving mode management unit 513.
  • the automatic traveling control unit 511 calculates the steering control amount based on the lateral deviation and the azimuth deviation received from the traveling deviation calculation unit 55 so that the lateral deviation and the azimuth deviation are reduced. To do.
  • the steering motor 14 is driven based on the steering control amount, and the front wheels 11 are steered.
  • the detachment recording unit 56 causes the vehicle body 1 to move from the target traveling route to the parking area PA when the tractor is detached from the target traveling route during the field work in the automatic traveling and heads to the parking area PA.
  • the departure information includes a departure position which is the own vehicle position at the time of departure, a departure traveling route which is a target traveling route which was a target of the automatic steering control at the time of departure, a traveling direction on the departure traveling route, and the like. ..
  • the work recovery management unit 57 determines a target travel route (resumed travel route) to be used when restarting the field work in the automatic travel after the tractor is detached. This restarted travel route is obtained by reading the departure information from the departure recording unit 56. Further, the work restoration management unit 57 manages the restoration information for guiding the vehicle body 1 to the determined restarted travel route or the determined departure position. Since this return traveling is performed manually, it is preferable for the driver to display the restart traveling route or the leaving position in the field on the monitor 25. For this reason, the return information includes, for example, image information for displaying a field map in which the restarting travel route and the departure position are marked on the monitor 25, character information indicating the date and time of departure, and the like.
  • the work recovery management unit 57 has a determination unit 571 that determines whether or not the manual travel can be switched to the automatic travel in the manual return travel of the vehicle body 1 toward the restart travel route.
  • the determination unit 571 uses a determination rule according to the situation as a transition condition for transitioning to automatic traveling. Examples of transition rules are listed below.
  • the determination unit 571 selectively uses these transition rules when transitioning to automatic travel.
  • the terms and reference numerals shown in FIG. 4 are used here.
  • a range: Z1 that allows automatic traveling transition may be set around the entire length of the restarting traveling route: LM(4).
  • the predetermined distance for determining the first range: Z1 is set so that the traveling deviation calculating unit 55 can calculate the lateral deviation and the azimuth deviation, and the automatic traveling control unit 511 can calculate an appropriate steering control amount.
  • the restart position: Pr may be any position of the line segment between the traveling start end: RS and the leaving position: Pb.
  • (B) Judgment rule b (see FIG. 7)
  • the reference point (indicated by BP in FIG. 7) of the vehicle body 1 is set to the second range (around Rs in FIG. 7) around the traveling start end of the restarting travel route LM(4) (indicated by Rs). If it enters inside (indicated by Z2 in FIG. 7), the determination unit 571 determines that it is possible to shift to automatic traveling.
  • the traveling start point: Rs is the restart position: Pr1
  • the second range: Z2 is a semi-circular shape (may be a fan shape) on the U-turn traveling route side centering on the traveling start point: Rs. To be done.
  • the radius is set so that the traveling deviation calculating unit 55 can calculate the lateral deviation and the azimuth deviation, and the automatic traveling control unit 511 can calculate an appropriate steering control amount.
  • the line segment between the restarted travel route: the travel start end: Rs of the LM(4) and the disengagement position: Pb may be overlapped work or may be an empty run that is performed without work. Done.
  • the radius or the distance to the outer edge is set so that the traveling deviation calculating unit 55 can calculate the lateral deviation and the azimuth deviation, and the automatic traveling control unit 511 can calculate an appropriate steering control amount.
  • the traveling deviation calculating unit 55 can calculate the lateral deviation and the azimuth deviation
  • the automatic traveling control unit 511 can calculate an appropriate steering control amount.
  • the fourth range: Z4 is represented by a semicircular shape (or a fan shape) on the U-turn traveling route side with the traveling start point: Rs as the center.
  • the radius or the distance to the outer edge is set so that the traveling deviation calculating unit 55 can calculate the lateral deviation and the azimuth deviation, and the automatic traveling control unit 511 can calculate an appropriate steering control amount.
  • the determination rule d is applied even when the departure from the target travel route: LM(4) toward the next target travel route: LM(5) is performed in the middle of the U-turn travel route.
  • the determination rule executed by the determination unit 571 described above is whether or not the vehicle body 1 is within a predetermined range, that is, whether or not the vehicle body 1 is within a predetermined distance from the position at which automatic traveling is restarted.
  • the vehicle body direction of the vehicle body 1 is also important. Therefore, in this embodiment, the determination condition that the deviation between the vehicle body direction of the vehicle body 1 and the direction of the restarted travel route (route extending direction) is within the allowable deviation range is added to all the determination rules described above.
  • the permission deviation range means that the intersection angle formed by the line indicating the vehicle body direction and the line indicating the direction of the restarted travel route is within the permission angle. This permission angle is set as an angle at which the restarting route can be smoothly entered by the automatic steering without damaging the field.
  • the notification unit 72 When the determination unit 571 determines that the automatic travel from the manual travel to the restart travel route is possible, the notification unit 72 is provided with a notification command for notifying the driver of that fact.
  • the notification unit 72 generates a notification signal on the basis of the notification command, and displays on the monitor 25 that it is possible to shift to automatic traveling, or causes a lamp or speaker (not shown) to notify.
  • the driver operates the automatic start operation tool 24a to start the automatic travel,
  • the front wheels 11 are automatically steered.
  • the automatic start may be automatically started without operating the automatic start operation tool 24a.
  • the steering of the vehicle body 1 is performed by the front wheels 11 as steering wheels, and the steering motor 14 is used as the steering device.
  • the steering device controlled by the automatic traveling control unit 511 is a device that changes the speed of the left and right crawlers.
  • the target travel route is shown as a straight line, but the target travel route may be a curved line having a large radius of curvature.
  • the teaching traveling is first performed, and the target traveling route is set based on the teaching route obtained by the teaching traveling.
  • a configuration may be adopted in which all the target traveling routes are automatically generated and set from the shape of the field without performing the teaching traveling.
  • each functional unit shown in FIG. 5 is mainly divided for the purpose of explanation. In practice, each functional unit may be integrated with another functional unit or may be divided into a plurality of functional units. Furthermore, at least a part of the functional units built in the control device 5 may be built in the data processing terminal connected to the vehicle-mounted LAN of the work vehicle.
  • the control device 5 is not limited to the configuration provided in the vehicle body 1, but a part or all of the control device 5 may be provided outside the vehicle body 1 in a state where data communication with the vehicle body 1 is possible.
  • the control device 5 may be installed in a communication terminal or a management computer, and the communication terminal or the management computer may transmit/receive necessary information to/from the vehicle body 1.
  • the configuration of the control device 5 is arbitrary as long as the same functions and processes can be realized. Further, such a function/process is not limited to being realized by hardware, but may be realized by software. In this case, a program that realizes such a function/process is stored in an arbitrary storage unit and executed by a processor such as a CPU or an ECU provided in the control device 5 or the like.
  • control device of the present invention is mounted on the tractor, but good automatic driving performance can be obtained even when mounted on a field work vehicle such as a combine harvester or a rice transplanter.
  • the present invention is applicable to all field work vehicles that automatically travel in a field along a target travel route.

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Abstract

圃場作業車は、自動走行での圃場作業中に発生した車体の離脱に関する離脱情報として、離脱時の離脱位置Ｐｂ、または離脱時の目標走行経路である離脱走行経路ＬＭ（４）を記録する離脱記録部と、離脱後に圃場作業を再開する際に用いる再開走行経路ＬＭ（４）を、離脱情報に基づいて決定し、再開走行経路ＬＭ（４）または離脱位置Ｐｂへの復帰を管理する作業復帰管理部とを備え、作業復帰管理部は、車体が再開走行経路に向かう手動復帰走行において、手動走行から自動走行への移行が可能であるかどうかを判定する判定部を有する。

Description

圃場作業車
　本発明は、目標走行経路に沿った自動走行が可能な圃場作業車に関する。
　目標走行経路に沿って圃場を自動走行する圃場作業車では、種々の理由で作業が一旦中断され、圃場作業車は目標走行経路を離脱する。経路離脱理由としては、作業の途中で、燃料切れなどが生じて目標走行経路を離脱する必要が生じるという理由や、作業容量の制限（収穫物の収容制限、圃場投与材の補充）などに至ることよって目標走行経路を離脱する必要が生じるという理由がある。そして、経路離脱理由を解消すべく特定場所に移動した後、再び、離脱した位置に戻って、自動走行による作業が再開される。
　特許文献１による作業車では、作業走行の中断が発生すると、中断された作業走行に関する情報である中断情報が記録される。中断された作業走行が再開される際には、記録されている中断情報である作業走行の中断位置が作業再開位置として、圃場に設定されている走行経路とともにモニタに表示される。再開情報に含まれている作業再開位置は、前回の作業走行での作業中断地点、あるいは作業中断地点を通る走行経路の直線経路部分の端部である。
日本国特開２０１８－１１６６１３号公報
　特許文献１では、作業走行を中断して走行経路から離脱した後に作業走行を再開する場合には、モニタで表示されている作業再開位置まで作業車が手動で走行され、その作業再開位置から自動走行が開始される。しかしながら、作業車が作業再開位置付近に移動されても、その位置で、作業車の制御系が、自動走行の目標となる走行経路を検知できない場合には、自動走行は開始されない。また、目標となる走行経路を検知されて、自動走行が開始されても、走行経路と作業車との位置関係によっては、自動走行の開始時に想定外の大きな操舵が行われ、作業車が圃場を荒らしてしまう可能性がある。
　このような実情から、本発明の目的は、自動走行での圃場作業が中断され、目標走行経路から離脱しても、所望の作業再開位置からスムーズに自動走行が開始される圃場作業車を提供することである。
　本発明による圃場作業車は、車体の圃場上の位置を自車位置として算出する自車位置算出部と、設定された目標走行経路に沿って前記車体が自動走行するように前記車体を操舵する自動走行制御部と、自動走行による圃場作業中に前記目標走行経路から前記車体が離脱した際の情報である離脱情報として、離脱時の前記自車位置である離脱位置、または離脱時の前記目標走行経路である離脱走行経路、あるいはその両方を記録する離脱記録部と、離脱後に前記自動走行での圃場作業を再開する際に用いられる前記目標走行経路である再開走行経路を、前記離脱情報に基づいて決定し、前記再開走行経路への復帰または前記離脱位置への復帰を管理する作業復帰管理部とを備え、前記作業復帰管理部は、前記車体が前記再開走行経路に向かう手動復帰走行において、手動走行から前記自動走行への移行が可能であるかどうかを判定する判定部を有する。
　この構成では、燃料補給や運転者の休息のために圃場作業車が目標走行経路から離脱すると、離脱位置または離脱走行経路、あるいはその両方が離脱情報として記録される。圃場作業が再開される際には、離脱情報に基づいて、自動走行の再開時に用いられる最初の目標走行経路（再開走行経路）が決定される。決定された目標走行経路に圃場作業車が手動走行で接近すると、圃場作業車が手動走行から自動走行にスムーズに移行可能であるかどうか判定部によって判定される。例えば、判定部は、自動走行制御系が再開走行経路を捕捉しているかどうか、圃場を荒らすような大きな操舵が行われることなしに再開走行経路に沿った自動走行が可能であるとどうかを判定する。したがって、判定部が自動走行が可能と判定した場合には、手動走行から自動走行へのスムーズな移行が実現する。
　本発明の好適な実施形態の１つでは、自動走行を開始させるための人為操作具を備え、前記移行が可能であると判定された後に、前記人為操作具が操作されることより、前記自動走行制御部は自動走行を開始する。この実施形態では、判定部による自動走行への移行可能判定と人為操作具に対する操作とを移行条件として、手動走行から自動走行への移行が実行される。このため、手動走行から自動走行への移行が人為的な操作によって指令されても、この移行がスムーズに行われることが判定部によって保証されているので、圃場を荒らすような自動走行は回避される。さらに、運転者等の人の意思により自動走行が開始されるので、突然の自動走行に運転者が驚かされるという問題も回避される。
　本発明の好適な実施形態の１つでは、前記移行が可能であると判定された場合、前記判定部は自動走行の許可を運転者に報知する報知指令を報知ユニットに与える。この実施形態では、判定部が手動走行から自動走行への移行が可能であると判定すると、自動走行が許可されたことが運転者に報知される。これにより、自動走行への移行が自動的に行われたとしても、運転者が余裕をもって自動走行への移行を受け入れることができる。また、自動走行への移行が人為操作によって最終的に決定される場合では、自動走行への移行が可能であることが制御的に保証されているので、運転者は所望の時点で自動走行への移行をスムーズに開始することができる。
　手動走行から自動走行への移行がスムーズに行われる条件の１つは、車体が、これから行われる自動走行ための目標走行経路である再開走行経路に接近していることである。車体が再開走行経路に接近して、制御系が再開走行経路を正確に捕捉できると、再開走行経路と車体との間の位置ずれが算出される。位置ずれが算出されると、この位置ずれを縮小するような操舵信号が生成され、車体は再開走行経路に沿って自動走行することができる。車体と再開走行経路とが離れすぎていると、制御系が再開走行経路を捕捉できないので、制御系が再開走行経路を捕捉できる範囲は、実験的あるいは理論的に算出される。このことから、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記車体が、前記再開走行経路の周囲に設定された範囲に入った場合、前記判定部は自動走行への移行が可能であると判定する。
　圃場作業車が目標走行経路に沿った自動走行を中断して、当該目標走行経路の途中で離脱した場合であっても、その離脱位置から自動走行を再開するのではなく、当該目標走行経路の走行始端から再開することも可能である。その場合、再開位置から離脱位置までは作業が停止されるか、あるいは作業が重複して行われる。これは、目標走行経路の走行始端から車体が進入する方が、目標走行経路の中間の離脱位置から車体が進入するよりは、自動走行への移行がスムーズとなる可能性が高いためである。このことから、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記車体が、前記再開走行経路の走行始端の周囲に設定された範囲内に入った場合、前記判定部は自動走行への移行が可能であると判定する。
　もちろん、離脱が目標走行経路の途中で発生しても、当該目標走行経路（再開走行経路）の側方からその離脱位置へ進入することも可能である。したがって、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記車体が、前記離脱位置の周囲に設定された範囲内に入った場合、前記判定部は自動走行への移行が可能であると判定する。
　再開走行経路への進入は、車体の方位（車体前後方向の向き）が再開走行経路の方位（再開走行経路の延び方向）に近いほど、スムーズとなるので、車体の方位も手動走行から自動走行への移行条件に付加されることが好ましい。このことから、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記車体の方位と前記再開走行経路の方位との偏差が許可偏差範囲であることが、前記判定部の自動走行への移行条件として付加されている。
トラクタの側面図である。 自動開始操作具とティーチング操作具とを示す斜視図である。 トラクタによる耕耘作業における走行経路を説明するための模式図である。 トラクタの離脱走行と復帰走行の様子を説明するための模式図である。 トラクタの制御系の機能ブロック図である。 離脱後に自動走行を再開する際の判定ルールを説明するための模式図である。 離脱後に自動走行を再開する際の判定ルールを説明するための模式図である。 離脱後に自動走行を再開する際の判定ルールを説明するための模式図である。 離脱後に自動走行を再開する際の判定ルールを説明するための模式図である。
　本発明に基づいて、目標走行経路に沿って自動走行する圃場作業車の実施形態の１つを説明する。図１は、そのような圃場作業車の一例であるトラクタの側面図である。図１に示されているように、このトラクタは、前輪１１と後輪１２とによって支持された車体１の中央部に運転室２０が設けられている。車体１の後部には油圧式の昇降機構を介して作業装置３０としてのロータリ式の耕耘装置が装備されている。前輪１１は操向輪として機能し、その操舵角を変更することでトラクタの走行方向が変更される。前輪１１の操舵角は操舵機構１３の動作によって変更される。操舵機構１３には自動走行時の自動操舵のために操舵モータ１４が含まれている。手動走行の際には、前輪１１の操舵は運転室２０に配置されているステアリングホイール２２の操作によって行われる。運転室２０を形成するキャビン２１の上部に、自車位置を検出するための測位ユニット８が備えられている。ステアリングホイール２２の近くにパネルユニット２３が設けられている。
　パネルユニット２３には人為操作具群２４と、タッチパネルを有するモニタ２５とが配置されている。図２には、パネルユニット２３に配置された人為操作具群２４が示されている。人為操作具群２４のうちで、特に本発明に関係するものは、自動開始操作具２４ａとティーチング操作具２４ｂである。この実施形態では、自動開始操作具２４ａは操作レバーとして構成され、ティーチング操作具２４ｂはボタンスイッチとして構成されている。
　図３には、トラクタによる耕耘作業の一例が模式的に示されている。この耕耘作業では、直線状の作業経路に沿って走行しながら耕耘作業を行う走行と、次の直線状の作業経路に移行するための旋回走行とが交互に繰り返される。その際、最初の直線状の作業経路は、手動走行によるティーチング経路ＴＬであり、次からの直線状の経路は、順次、ティーチング経路ＴＬに沿って並列するように設定される。これらの経路は、自動走行のための目標走行経路であり、図３では、符号ＬＭ（１）～ＬＭ（６）で示されている。
　次に、この耕耘作業の基本的な走行プロセスを説明する。耕耘作業を開始するにあたって、運転者は、手動で車体１を圃場内の畦際のティーチング開始点に位置させ、ティーチング操作具２４ｂを操作する。運転者が手動で、ティーチング開始点から畦に沿って直線状に車体１を走行させ、反対側の畦際近くのティーチング終了点まで移動させてからティーチング操作具２４ｂを再度操作する。これにより、ティーチング開始点における車体１の位置座標とティーチング終了点における車体１の位置座標とから、ティーチング開始点とティーチング終了点とを結ぶティーチング経路ＴＬが算出される。
　ティーチング経路ＴＬの設定完了後、ティーチング経路ＴＬに隣接する、最初の目標走行経路：ＬＭ（１）に移行するために、１８０度の旋回走行（Ｕターン走行）が行われる。
　この旋回走行が終了する前、または終了後に、車体１が次の耕耘作業に適した姿勢であるかどうか、つまり、目標走行経路：ＬＭ（１）に対する走行ずれが許容範囲であるかどうかがチェックされる。その走行ずれが許容範囲内であれば、自動走行が可能であることが報知される。この報知を受けて、運転者が自動開始操作具２４ａを操作すると、設定された目標走行経路：ＬＭ（１）を目標とする自動走行が開始される。
　自動走行が開始されると、車体１が目標走行経路ＬＭ（１）に沿うように、自動操舵が行われる。目標走行経路：ＬＭ（１）は、ティーチング走行後に車体１が最初に作業走行を行う目標走行経路ＬＭである。目標走行経路：ＬＭ（１）に沿った自動走行が終了すると、旋回走行経路（Ｕターン走行経路）を経て、始点位置Ｌｓ（２）から次の目標走行経路ＬＭ（２）が先の目標走行経路：ＬＭ（１）の未作業領域側に隣接して設定される。それぞれ、目標走行経路：ＬＭ（３），ＬＭ（４），ＬＭ（５），ＬＭ（６）の順番で、旋回走行を挟んで、目標走行経路：ＬＭの設定と、作業走行とが繰り返される。
　図４に示すように、自動走行での作業の途中で、経路離脱理由が生じると、運転者は自動走行を停止させ、トタクタは離脱位置（図４ではＰｂまたはＰｂ２で示されている）から駐車エリアＰＡまで手動走行する。経路離脱理由が解消すると、駐車エリアＰＡから作業を再開する再開位置（図４ではＰｒまたはＰｒ２で示されている）まで手動走行し、この再開位置：Ｐｒ，Ｐｒ２から自動走行での作業を再開する。
　なお、図４での一例では、離脱位置：Ｐｂと再開位置：Ｐｒとが同じ位置となっているが、離脱位置：Ｐｂと再開位置：Ｐｒとが異なる位置であってもよい。例えば、離脱位置：Ｐｂによる離脱が目標走行経路：ＬＭ（４）の走行中に生じているので、この目標走行経路：ＬＭ（４）の走行始端を再開位置（図４ではＰｒ１で示されている）としてもよい。あるいは、目標走行経路：ＬＭ（４）の走行終了後に離脱が生じた例では、離脱位置（図４ではＰｂ２で示されている）は目標走行経路：ＬＭ（４）の走行終端となるが、この離脱の再開位置（図４ではＰｒ２で示されている）は、次の目標走行経路：ＬＭ（５）の走行始端となる。
　次に、図５を用いて、トラクタの制御系における機能部を説明する。このトラクタは、測位ユニット８として、衛星測位モジュール８ａと、慣性計測モジュール８ｂとを備えている。衛星測位モジュール８ａは、衛星からの電波を受信して車体１の位置を検出する衛星測位用システムを利用して、車体１の位置を求める衛星測位機能を有する。慣性計測モジュール８ｂは、ジャイロセンサや加速度センサを有し、車体１の旋回角度の角速度を検出可能であり、角速度を積分することで車体方位の角度変位を求めることができる。慣性計測モジュール８ｂは、車体１の横幅方向中央の低い位置に配置されるのが好ましいが、他の位置、例えば、衛星測位モジュール８ａと同じ位置に配置してもよい。
　制御装置５は、入出力インタフェースとして、入出力処理部５０を備えている。入出力処理部５０は、動作機器群６０や状態検出器群７０や人為操作具群２４などと接続している。測位ユニット８は、車載ＬＡＮを介して制御装置５と接続している。報知機器の１つであるモニタ２５は液晶パネルで構成され、報知制御を行う報知ユニット７２からの報知信号に基づいて、種々の情報を表示する。報知ユニット７２も、車載ＬＡＮを介して制御装置５と接続している。
　動作機器群６０には、操舵モータ１４や走行に関する動作機器である走行動作機器６１や作業に関する動作機器である作業動作機器６２が含まれている。
　種々のセンサやスイッチなどからなる状態検出器群７０には、走行機器状態検出器７４と作業機器状態検出器７５とが含まれている。走行機器状態検出器７４には、図示されていないが、車速センサ、操舵角センサ、エンジン回転数センサ、ブレーキペダル検出センサ、駐車ブレーキ検出センサ、などの走行状態を検出するセンサが含まれている。作業機器状態検出器７５には、作業装置３０を構成する昇降機構などの各種機構の状態を検出するセンサが含まれている。
　制御装置５には、自車位置算出部８０、走行方位算出部８１、走行制御部５１、作業制御部５２、ティーチング管理部５３、経路設定部５４、走行偏差算出部５５、離脱記録部５６、作業復帰管理部５７などが備えられている。
　自車位置算出部８０は、測位ユニット８から逐次送られてくる衛星測位データに基づいて、車体１の地図座標（自車位置）を算出する。その際、自車位置算出部８０は、衛星測位データから直接算出される位置を、車体１の基準点（例えば車体中心や作業装置３０の作業中心の位置）に変換する。走行方位算出部８１は、自車位置算出部８０によって算出された自車位置を経時的に処理して、車体１の前後方向での向きである走行方位を算出する。この走行方位は、慣性計測モジュール８ｂからの計測データに基づいて算出することも可能である。
　走行制御部５１は、操舵制御信号を操舵モータ１４に送り、変速制御信号や制動制御信号を図示されていないトランスミッションなどの走行動作機器６１に送る。このトラクタは、自動走行と手動走行とが可能であるので、走行制御部５１には、自動走行制御部５１１と手動走行制御部５１２と走行モード管理部５１３とが含まれている。
　作業制御部５２は、車体１の走行に伴って作業装置３０の昇降や作業装置３０への動力伝達を行う各種の作業動作機器６２を制御する。
　ティーチング管理部５３は、上述したティーチング走行に基づいて、ティーチング経路ＴＬのデータ（地図座標など）を算出する。経路設定部５４は、図３を用いて説明した手順に基づいて、自動走行の目標となる目標走行経路を設定する。
　走行偏差算出部５５は、自車位置算出部８０によって算出された自車位置における車体１の横偏差と、自車位置における車体１の方位偏差とを算出する。横偏差は、経路設定部５４で設定される目標走行経路の経路方位に直交する方向での自車位置における車体１の基準点から目標走行経路までの距離である。方位偏差は、走行方位算出部８１によって算出された車体１の走行方位と目標走行経路とがなす角度である。
　自動運転を行うために、自動走行モードが設定され、手動運転を行うためには手動走行モードが設定される。このような走行モードは、走行モード管理部５１３によって管理される。自動走行モードが設定されている場合、自動走行制御部５１１は、走行偏差算出部５５から受け取った横偏差及び方位偏差に基づいて、横偏差及び方位偏差が縮小するように、操舵制御量を演算する。操舵制御量に基づいて、操舵モータ１４が駆動され、前輪１１が操舵される。
　離脱記録部５６は、図４に示すように、トラクタが自動走行での圃場作業中に目標走行経路からの離脱が発生して、駐車エリアＰＡに向かった際に、目標走行経路からの車体１の離脱に関する離脱情報を記録する。この離脱情報には、離脱時の前記自車位置である離脱位置、離脱時に自動操舵制御の目標となっていた目標走行経路である離脱走行経路、離脱走行経路における走行方向などが含まれている。
　作業復帰管理部５７は、トラクタが離脱した後に、自動走行での圃場作業を再開する際に用いる目標走行経路（再開走行経路）を決定する。この再開走行経路は、離脱記録部５６から離脱情報を読み出すことで得られる。さらに、作業復帰管理部５７は、決定した再開走行経路または離脱位置へ車体１を案内するための復帰情報を管理する。この復帰走行は手動で行われるので、運転者に圃場における再開走行経路または離脱位置がモニタ２５に表示されることが好ましい。このことから、復帰情報には、例えば、モニタ２５に、再開走行経路と離脱位置とがマーキングされた圃場地図を表示するための画像情報や、離脱した日時などを示す文字情報などが含まれる。
　作業復帰管理部５７は、車体１が再開走行経路に向かう手動復帰走行において、手動走行から自動走行への移行が可能であるかどうかを判定する判定部５７１を有する。判定部５７１は、自動走行に移行する移行条件として、状況に応じた判定ルールを用いる。移行ルールの例は以下に列挙される。判定部５７１は、自動走行への移行に際して選択的にこれらの移行ルールを用いる。なお、ここでは図４で示された用語及び符号が流用されている。
　（ａ）判定ルールａ（図６参照）
　車体１の基準点（図６ではＢＰで示されている）が、再開走行経路：ＬＭ（４）の周囲に設定された第１範囲（図６ではＺ１で示されている）に入った場合、判定部５７１は自動走行への移行が可能であると判定する。なお、図６では、第１範囲：Ｚ１は、再開走行経路：ＬＭ（４）の走行始端（図６ではＲｓで示されている）と離脱位置：Ｐｂとの間の線分から所定距離内に位置する領域となっている。これは、再開走行経路：ＬＭ（４）の走行終端（図６ではＲｅで示されている）と離脱位置：Ｐｂとの間の線分に車体１が進入して、自動走行への移行が行われると、その進入位置と離脱位置：Ｐｂとの間で未作業領域が生じるからである。このような未作業領域が残ってもよい場合には、再開走行経路：ＬＭ（４）の全長の周囲に自動走行移行を可能にする範囲：Ｚ１を設定してもよい。なお、第１範囲：Ｚ１を決定する所定距離は、走行偏差算出部５５が横偏差及び方位偏差を算出して、自動走行制御部５１１が適正な操舵制御量を演算することができるように設定される。また、この判定ルールａでは、再開位置：Ｐｒは、走行始端：ＲＳと離脱位置：Ｐｂとの間の線分の任意の位置でよいことになる。
　（ｂ）判定ルールｂ（図７参照）
　車体１の基準点（図７ではＢＰで示されている）が、再開走行経路：ＬＭ（４）の走行始端（図７ではＲｓで示されている）の周囲に設定された第２範囲（図７ではＺ２で示されている）内に入った場合、判定部５７１は自動走行への移行が可能であると判定する。ここでは、走行始端：Ｒｓが再開位置：Ｐｒ１となっているので、第２範囲：Ｚ２は、走行始端：Ｒｓを中心として、Ｕターン走行経路側の半円状（扇形状でもよい）で表される。その半径は、走行偏差算出部５５が横偏差及び方位偏差を算出して、自動走行制御部５１１が適正な操舵制御量を演算することができるように設定される。この判定ルールｂでは、再開走行経路：ＬＭ（４）の走行始端：Ｒｓから離脱位置：Ｐｂとの間の線分は、重複作業が行われるか、あるいは作業を行わずに走行する空走行が行われる。
　（ｃ）判定ルールｃ（図８参照）
　車体１の基準点（図８ではＢＰで示されている）が、離脱位置：Ｐｂの周囲に設定された第３範囲（図８ではＺ３で示されている）内に入った場合、判定部５７１は自動走行への移行が可能であると判定する。ここでは、離脱位置：Ｐｂが再開位置：Ｐｒとなっているので、第３範囲：Ｚ３は、離脱位置：Ｐｂを中心として、再開走行経路：ＬＭ（４）での走行方向上流側の半円状（扇形状でもよい）で表される。その半径または外縁までの距離は、走行偏差算出部５５が横偏差及び方位偏差を算出して、自動走行制御部５１１が適正な操舵制御量を演算することができるように設定される。この判定ルールｃでは、離脱位置：Ｐｂと再開位置：Ｐｒとが一致しているので、実質的には、重複作業や空走行は発生しない。
　（ｄ）判定ルールｄ（図９参照）
　判定ルールｂに類似するが、この判定ルール４では、離脱位置：Ｐｂ２が目標走行経路：ＬＭ（４）の走行終端（図９ではＲｅで示されている）であるので、再開位置：Ｐｒ２が再開走行経路：ＬＭ（５）の走行始端（図９ではＲｓで示されている）となる。したがって、車体１の基準点（図９ではＢＰで示されている）が、離脱位置：Ｐｂの周囲に設定された第４範囲（図９ではＺ４で示されている）内に入った場合、判定部５７１は自動走行への移行が可能であると判定する。走行始端：Ｒｓが再開位置：Ｐｒ２となっているので、第４範囲：Ｚ４は、走行始端：Ｒｓを中心として、Ｕターン走行経路側の半円状（扇形状でもよい）で表される。その半径または外縁までの距離は、走行偏差算出部５５が横偏差及び方位偏差を算出して、自動走行制御部５１１が適正な操舵制御量を演算することができるように設定される。この判定ルールｄは、目標走行経路：ＬＭ（４）から次の目標走行経路：ＬＭ（５）に向かいＵターン走行経路の途中で離脱が行われた場合でも、適用される。
　上述した判定部５７１で実行される判定ルールは、車体１が所定の範囲に入っているかどうか、つまり車体１が自動走行を再開する位置から所定の距離に入っているかどうかである。しかしながら、走行経路への車体１の進入では、車体１の車体方位も重要である。このことから、この実施形態では、車体１の車体方位と再開走行経路の方位（経路延び方向）との偏差が許可偏差範囲であるという判定条件が上述した全ての判定ルールに付加される。許可偏差範囲は、車体方位を示す線と再開走行経路の方位を示す線とがなす交差角度が許可角度以内であることを意味する。この許可角度は、自動操舵で圃場を荒らすことなくスムーズに再開走行経路に進入できる角度として設定される。
　判定部５７１によって、手動走行から再開走行経路への自動走行が可能であると判定されると、その旨を運転者に報知するための報知指令が、報知ユニット７２に与えられる。報知ユニット７２は、報知指令に基づいて、報知信号を生成し、自動走行への移行が可能であることをモニタ２５に表示させたり、図示されていないランプやスピーカに報知させたりする。
　この実施形態では、判定部５７１によって、手動走行から再開走行経路への自動走行が可能であると判定されたのち、運転者が自動開始操作具２４ａを操作することにより、自動走行が開始され、前輪１１が自動操舵される。もちろん、自動開始操作具２４ａの操作なしで、自動的に自動走行が開始されるように構成してもよい。
〔別実施の形態〕
　（１）上述した実施形態では、車体１の操向は、操舵輪としての前輪１１によって行われ、操舵機器として、操舵モータ１４が用いられていた。操舵方式として、操舵輪に代えてクローラ式の走行装置が用いられた場合は、自動走行制御部５１１によって制御される操舵機器は、左右のクローラの速度を変更する機器である。
　（２）上述した実施形態では、目標走行経路が直線で示されていたが、目標走行経路が大きな曲率半径をもつ湾曲線であってもよい。
　（３）上述した実施形態では、最初にティーチング走行を実施し、ティーチング走行で得られたティーチング経路に基づいて目標走行経路が設定された。これに代えて、ティーチング走行は行わずに、圃場の形状等から自動的にすべての目標走行経路を生成して設定するような構成を採用してもよい。
　（４）図５で示された各機能部は、主に説明目的で区分けされている。実際には、各機能部は他の機能部と統合してもよいし、または複数の機能部に分けてもよい。さらに、制御装置５に構築された機能部のうち少なくとも一部の機能部は、作業車の車載ＬＡＮと接続されるデータ処理端末に構築されてもよい。
　（５）制御装置５は車体１に設けられる構成に限らず、その一部または全部が、車体１とデータ通信可能な状態で、車体１の外部に設けられても良い。例えば、制御装置５は、通信端末や管理コンピュータに搭載され、通信端末や管理コンピュータが、車体１との間で、必要な情報の送受信を行う構成としても良い。
　（６）同様の機能・工程が実現できれば、制御装置５の構成は任意である。また、このような機能・工程はハードウェアで実現される場合に限らず、ソフトウエアにより実現されても良い。この場合、このような機能・工程を実現するプログラムは任意の記憶部に記憶され、制御装置５等に設けられる、ＣＰＵやＥＣＵ等のプロセッサにより実行される。
　（７）上述した実施形態では、本発明の制御装置はトラクタに搭載されていたが、コンバインや田植機などの圃場作業車にも搭載しても、良好な自動走行性能が得られる。
　本発明は、目標走行経路に沿って圃場を自動走行する圃場作業車の全てに適用可能である。
１　　　：車体
５　　　：制御装置
８　　　：測位ユニット
８ａ　　：衛星測位モジュール
８ｂ　　：慣性計測モジュール
１１　　：前輪
１２　　：後輪
１３　　：操舵機構
１４　　：操舵モータ
２４　　：人為操作具群
２４ａ　：自動開始操作具
２４ｂ　：ティーチング操作具
２５　　：モニタ
５１　　：走行制御部
５１１　：自動走行制御部
５３　　：ティーチング管理部
５４　　：経路設定部
５５　　：走行偏差算出部
５６　　：離脱記録部
５７　　：作業復帰管理部
５７１　：判定部
７２　　：報知ユニット
８０　　：自車位置算出部
８１　　：走行方位算出部
 

Claims (7)

  1. 　圃場作業車であって、
    　車体の圃場上の位置を自車位置として算出する自車位置算出部と、
    　設定された目標走行経路に沿って前記車体が自動走行するように前記車体を操舵する自動走行制御部と、
    　自動走行による圃場作業中に前記目標走行経路から前記車体が離脱した際の情報である離脱情報として、離脱時の前記自車位置である離脱位置、または離脱時の前記目標走行経路である離脱走行経路、あるいはその両方を記録する離脱記録部と、
    　離脱後に前記自動走行での圃場作業を再開する際に用いられる前記目標走行経路である再開走行経路を、前記離脱情報に基づいて決定し、前記再開走行経路への復帰または前記離脱位置への復帰を管理する作業復帰管理部とを備え、
    　前記作業復帰管理部は、前記車体が前記再開走行経路に向かう手動復帰走行において、手動走行から前記自動走行への移行が可能であるかどうかを判定する判定部を有する圃場作業車。
  2. 　自動走行を開始させるための人為操作具を備え、
    　前記移行が可能であると判定された後に、前記人為操作具が操作されることより、前記自動走行制御部は自動走行を開始する請求項１に記載の圃場作業車。
  3. 　前記移行が可能であると判定された場合、前記判定部は自動走行の許可を運転者に報知する報知指令を報知ユニットに与える請求項１または２に記載の圃場作業車。
  4. 　前記車体が、前記再開走行経路の周囲に設定された範囲に入った場合、前記判定部は前記自動走行への移行が可能であると判定する請求項１から３のいずれか一項に記載の圃場作業車。
  5. 　前記車体が、前記再開走行経路の走行始端の周囲に設定された範囲内に入った場合、前記判定部は前記自動走行への移行が可能であると判定する請求項１から３のいずれか一項に記載の圃場作業車。
  6. 　前記車体が、前記離脱位置の周囲に設定された範囲内に入った場合、前記判定部は前記自動走行への移行が可能であると判定する請求項１から３のいずれか一項に記載の圃場作業車。
  7. 　前記車体の方位と前記再開走行経路の方位との偏差が許可偏差範囲であることが、前記判定部の前記自動走行への移行条件として付加されている請求項４から６のいずれか一項に記載の圃場作業車。
     
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