WO2020256033A1 - 作業車両用の自動走行システム - Google Patents

Abstract

作業車両用の自動走行システムは、作業車両（Ｖ）の傾斜情報を取得する慣性計測装置（５E）と、作業車両（Ｖ）を目標経路（Ｐ）に従って自動走行させる自動走行制御部（４０）とを備え、作業車両（Ｖ）には、地面から離れて位置する作業対象部（Ｚａ）に対して所定の作業を行う作業装置が備えられており、自動走行制御部（４０）は、作業装置における作業中心（ｐｗ）の高度情報と傾斜情報とに基づいてオフセット量（Δｐ）を算出し、オフセット量（Δｐ）に基づいて目標経路（Ｐ）に対する作業車両（Ｖ）の位置を制御する。

Description

作業車両用の自動走行システム

　本発明は、果樹や茶樹などに対して所定の作業を行う作業車両の自動走行を可能にする作業車両用の自動走行システムに関する。

　車体部に対して車体左右方向にオフセット可能な作業装置（草刈装置などの対地作業装置）を備えた作業車両に対して、自律走行経路生成システムが、車体部の基準点が通る経路と、車体部に対して車体左右方向にオフセットした作業装置の基準点が通る経路と、を有する自律走行経路を生成することで、作業車両の自動走行時には、車体部に対して車体左右方向にオフセットされた作業装置による対地作業を適切に行えるようにしたものがある（例えば特許文献１参照）。

特開２０１７－２１１７３３号公報

　上記特許文献１に記載の発明は、車体部に対する作業装置の平面的（二次元的）なオフセットが考慮されたものである。つまり、特許文献１に記載の発明は、例えば果樹に対する薬液散布のように、地面から離れた高い位置で作業を行う作業装置が備えられた作業車両において、特に傾斜地での自動走行による作業時に、地面から離れた高い位置の作業対象部に対して作業装置を適正に作業させる点に関しては考慮されていない。そのため、地面から離れた高い位置の作業対象部に対する所定の作業を、作業車両の自動走行で適正に行えるようにするための作業車両用の自動走行システムの開発が望まれている。

　この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、地面から離れた高い位置の作業対象部に対する所定の作業を、作業車両の自動走行で適正に行わせることが可能な作業車両用の自動走行システムを提供する点にある。

　本発明に係る作業車両用の自動走行システムは、作業車両の傾斜情報を取得する慣性計測装置と、前記作業車両を目標経路に従って自動走行させる自動走行制御部とを備え、前記作業車両には、地面から離れて位置する作業対象部に対して所定の作業を行う作業装置が備えられており、前記自動走行制御部は、前記作業装置における作業中心の高度情報と前記傾斜情報とに基づいてオフセット量を算出し、前記オフセット量に基づいて前記目標経路に対する前記作業車両の位置を制御する。

　本発明によれば、地面から離れた高い位置の作業対象部に対する所定の作業を、作業車両の自動走行で適正に行わせることが可能な作業車両用の自動走行システムを提供することができる。

図１は、作業車両用の自動走行システムの概略構成を示す図である。 図２は、作業車両用の自動走行システムの概略構成を示すブロック図である。 図３は、果樹園用の作業車両の構成を示す斜視図である。 図４は、果樹園用の作業車両の構成を示す正面図である。 図５は、果樹園用の作業車両の構成を示す背面図である。 図６は、左カバー体を取り外した状態での果樹園用の作業車両の構成を示す右側面図である。 図７は、右カバー体を取り外した状態での果樹園用の作業車両の構成を示す左側面図である。 図８は、果樹園用の作業車両の構成を示す平面図である。 図９は、果樹園用の目標経路の一例を示す平面図である。 図１０は、方位算出制御のフローチャートである。 図１１は、傾き算出処理の説明図である。 図１２は、傾きオフセット量算出処理の説明図である。 図１３は、方位算出処理の説明図である。 図１４は、カメラユニットなどの概略構成を示すブロック図である。 図１５は、アンテナユニットの使用位置と格納位置とを示す要部の側面図である。 図１６は、車体位置補正処理のフローチャートである。 図１７は、車体位置補正処理の説明図である。 図１８は、車体位置補正処理の説明図である。 図１９は、作業中心登録画面を示すブロック図である。 図２０は、走行基準位置選択画面を示すブロック図である。

　以下、本発明を実施するための形態の一例として、本発明に係る作業車両用の自動走行システムを、葡萄園又は林檎園などの果樹園にて複数列に並ぶ状態で植えられた葡萄又は林檎などの果樹において地面から離れた比較的高い位置に位置する果実や枝葉などを作業対象部とする果樹園用の作業車両に適用した実施形態を図面に基づいて説明する。

　尚、本発明に係る作業車両用の自動走行システムは、果樹園以外の、例えば茶園にて複数列に並ぶ状態で植えられた茶樹において地面から離れた比較的高い位置に位置する枝葉などを作業対象部とする茶園用の作業車両や、菜園にて複数列に並ぶ状態で植えられたとうもろこしなどの作物において地面から離れた比較的高い位置に位置する果実などを作業対象部とする菜園用の作業車両、などに適用することができる。

　図１～２に示すように、本実施形態に例示された果樹園用の作業車両Ｖは、作業車両用の自動走行システムを使用することで、作業地の一例である果樹園における自動走行が可能になっている。作業車両用の自動走行システムには、作業車両Ｖの車体１に搭載された自動走行ユニット２、及び、自動走行ユニット２と無線通信可能に通信設定された無線通信機器の一例である携帯通信端末３、などが含まれている。携帯通信端末３には、自動走行に関する各種の情報表示や入力操作などを可能にするマルチタッチ式の表示デバイス（例えば液晶パネル）３Ａなどが備えられている。

　図１～８に示すように、作業車両Ｖは、果樹園にて複数列に並べて植えられた葡萄又は林檎などの果樹を跨いで走行する門型の車体１、作業対象部となる果実や枝葉などに対して薬液や水などの液体を散布する散布装置４（作業装置の一例）、衛星測位システムの一例であるＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ　Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ　Ｓｙｓｔｅｍ）を利用して車体１の現在位置や現在方位などを測定する測位ユニット５、車体１の周囲を監視してその周囲に存在する障害物を検出する障害物検出システム６、及び、車体１の前方側と後方側とを撮影するカメラユニット７、などが備えられている。障害物検出システム６は、果樹園に植えられた果樹などを障害物として検出する。

　尚、この作業車両Ｖには、散布装置４に代えて又は加えて、作業対象部となる枝葉を摘み取るバリカン型の摘心装置（図示せず）、及び、果樹間の土壌に対して除草や砕土などを行うカルチ（図示せず）、などの作業装置を備えることができる。携帯通信端末３には、ＨＭＩタブレットやスマートフォンなどを採用することができる。無線通信には、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）などの無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの近距離無線通信などを採用することができる。

　図１、図３～８に示すように、車体１は、前後方向視で門型に形成された車体フレーム１０と、車体フレーム１０における左右の下端部に連結された左右のクローラ１１とを有している。車体１の左側部位には、エンジン１２やバッテリ１３などが搭載されている。車体１の右側部位には、横向きＬ字状に形成された鋼板製のオイルタンク１４や散布装置４の貯留タンク４Ａなどが備えられている。車体１の天井部には、天井部の前部側に配置された前アンテナユニット１５、天井部の後部側に配置された後アンテナユニット１６、及び、車体１の走行状態を表示する積層形の表示灯１７、などが備えられている。エンジン１２やバッテリ１３などは、車体１における左側の外面を形成する左カバー体１８にて覆われている。オイルタンク１４や貯留タンク４Ａなどは、車体１における右側の外面を形成する右カバー体１９にて覆われている。

　図３～８に示すように、車体フレーム１０は、左右方向に所定間隔を置いて平行に配置された左右のサイドフレーム２０、左右のサイドフレーム２０における前端側の上端部同士に架設された前クロスメンバ２１、及び、左右のサイドフレーム２０における後端側の上端部同士に架設された後クロスメンバ２２、などを有している。これにより、車体フレーム１０は、左右のサイドフレーム２０の間に果樹の通過を許容する空間が確保された門型に形成されている。左右の各サイドフレーム２０には、車体１における左右の内側面を形成する内壁体２３が取り付けられている。

　図４～７に示すように、各サイドフレーム２０は、車体１の前後方向に延びるベース部材２０Ａ、ベース部材２０Ａの前端部から上方に延びる前支柱部材２０Ｂ、ベース部材２０Ａの後端部から上方に延びる後支柱部材２０Ｃ、及び、前支柱部材２０Ｂの上端部と後支柱部材２０Ｃの上端部とに架設された上側部材２０Ｄ、などを有している。これにより、左右のサイドフレーム２０は左右方向視で矩形状に形成されている。

　図３～６に示すように、左右のサイドフレーム２０のうち、左サイドフレーム２０は、エンジン１２やバッテリ１３などが載置される載置台２４を支持している。載置台２４は、左サイドフレーム２０の下部から左方に張り出すことで、左側のクローラ１１の真上に当該クローラ１１に近接した状態で配置されている。図６に示すように、載置台２４には、マフラ２５や燃料タンク２６を支持する第１支持部２４Ａが備えられている。

　図４～５、図７に示すように、右サイドフレーム２０には、その下部から右方に張り出す状態でオイルタンク１４が連結されている。これにより、オイルタンク１４は、右側のクローラ１１の真上に当該クローラ１１に近接した状態で配置されている。

　つまり、この作業車両Ｖにおいては、重量の大きいエンジン１２やバッテリ１３、及び、オイルが貯留されることで重量が大きくなるオイルタンク１４などが、車体１の下部にて左右に振り分けた状態で配置されている。これにより、この作業車両Ｖは、左右バランスの均衡化が図られた状態で低重心化が図られている。その結果、作業車両Ｖは、果樹園の斜面での等高線走行などを安定して行うことができる。

　図３、図６～７に示すように、左右のクローラ１１は、それらのトラックフレームにサイドフレーム２０のベース部材２０Ａが兼用されている。左右の各クローラ１１において、トラックフレーム（ベース部材）２０Ａの前端部には、駆動スプロケット１１Ａと第１転輪１１Ｂとが回転可能に支持されている。トラックフレーム２０Ａの後端部には、テンション用の遊輪１１Ｃが前後方向に変位可能に支持されている。トラックフレーム２０Ａの前後中間部には、トラックフレーム２０Ａから横外方に延びる前後の支軸１１Ｄを支点にして上下方向に天秤揺動する前後のイコライザアーム１１Ｅが備えられている。各イコライザアーム１１Ｅにおける前後の遊端部には、第２転輪１１Ｆが回転可能に支持されている。つまり、トラックフレーム２０Ａの前後中間部には、４つの第２転輪１１Ｆが上下方向に揺動変位可能に支持されている。駆動スプロケット１１Ａと各転輪１１Ｂ，１１Ｆと遊輪１１Ｃには、クローラベルト１１Ｇが回し掛けられている。トラックフレーム２０Ａの後部には、遊輪１１Ｃを後方に変位付勢することでクローラベルト１１Ｇを緊張状態に維持するテンション機構（図示せず）が備えられている。

　図３～６に示すように、左側のクローラ１１において、前後の支軸１１Ｄは、それらの左端部が左側の支持プレート２７を介して載置台２４の左端部に連結されている。図４～５、図７に示すように、右側のクローラ１１において、前後の支軸１１Ｄは、それらの右端部が右側の支持プレート２７を介してオイルタンク１４の右端部に連結されている。つまり、この作業車両Ｖにおいては、車体フレーム１０と左右のクローラ１１とが一体構造に構成されている。

　図４、図６～７に示すように、各クローラ１１の駆動スプロケット１１Ａには、エンジン１２からの動力が一対の静油圧式無段変速装置（以下、ＨＳＴと称する）３０と左右のチェーン式伝動装置３１とを介して伝えられている。各ＨＳＴ３０には、可変容量形でアキシャルプランジャ形の油圧ポンプ３０Ａ、固定容量形でアキシャルプランジャ形の油圧モータ３０Ｂ、及び、油圧ポンプ３０Ａと油圧モータ３０Ｂとを接続する複数の油圧配管３０Ｃ、などを有する分離型ＨＳＴが採用されている。

　上記の構成により、左右のクローラ１１は、対応するＨＳＴ３０による独立変速が可能な状態でエンジン１２からの動力で駆動されている。これにより、この車体１は、左右のクローラ１１が前進方向に等速駆動されることで前進方向に直進する前進状態になり、左右のクローラ１１が後進方向に等速駆動されることで後進方向に直進する後進状態になる。車体１は、左右のクローラ１１が前進方向に不等速駆動されることで前進しながら緩旋回する前進旋回状態になり、左右のクローラ１１が後進方向に不等速駆動されることで後進しながら緩旋回する後進旋回状態になる。車体１は、左右いずれか一方のクローラ１１が駆動停止された状態で他方のクローラ１１が駆動されることでピボット旋回状態になり、左右のクローラ１１が前進方向と後進方向とに等速駆動されることでスピン旋回状態になる。車体１は、左右のクローラ１１が駆動停止されることで走行停止状態になる。

　尚、左右のクローラ１１は、それらの駆動スプロケット１１Ａが左右の電動モータにて駆動される電動式に構成されていてもよい。

　図６に示すように、各ＨＳＴ３０において、それらの油圧ポンプ３０Ａは、エンジン１２の出力軸１２Ａに直結された単一のポンプ軸（図示せず）で駆動される二連式である。二連式の油圧ポンプ３０Ａは、燃料タンク２６の真下に位置する配置で載置台２４に載置されている。図３～４、図６～７に示すように、左右の油圧モータ３０Ｂは、各サイドフレーム２０の前端下部に連結された伝動ケース２９の上部に取り付けられている。各油圧配管３０Ｃは、車体フレーム１０に沿って敷設されている。左右のチェーン式伝動装置３１は、対応する伝動ケース２９の内部において、油圧モータ３０Ｂの出力軸（図示せず）から、クローラ１１の駆動スプロケット１１Ａと一体回転する駆動軸（図示せず）に伝動している。

　図３、図５～８に示すように、散布装置４は、薬液などを貯留する貯留タンク４Ａ、薬液などを圧送する散布用ポンプ４Ｂ、散布用ポンプ４Ｂを駆動する電動式の散布モータ４Ｃ、散布モータ４Ｃから散布用ポンプ４Ｂに伝動するベルト式伝動装置４Ｄ、車体１の背部において縦向き姿勢で左右に２本ずつ並列に備えられた散布管４Ｅ、各散布管４Ｅに３個ずつ備えられた合計１２個の散布ノズル４Ｆ、薬液などの散布量や散布パターンを変更する電子制御式のバルブユニット４Ｇ、及び、これらを接続する複数の散布用配管（図示せず）、などを有している。

　貯留タンク４Ａは、オイルタンク１４の上面に備えられた前後の支持フレーム３２，３３を介してオイルタンク１４に支持されている。散布用ポンプ４Ｂは、載置台２４の後部に載置されている。散布モータ４Ｃは、載置台２４の後部に備えられた第２支持部２４Ｂに支持されている。散布モータ４Ｃは、散布用ポンプ４Ｂの真上に配置されている。左側の２本の散布管４Ｅは、それぞれ、左サイドフレーム２０に備えられた平面視Ｌ字状の支持部材２０Ｅに、上下に延びる配管ホルダ３４と、配管ホルダ３４の上下中間部に連結されたブラケット３５とを介して取り付けられている。右側の２本の散布管４Ｅは、それぞれ、右サイドフレーム２０に備えられた平面視Ｌ字状の支持部材２０Ｅに、上下に延びる配管ホルダ３４と、配管ホルダ３４の上下中間部に連結されたブラケット３５とを介して取り付けられている。

　各散布ノズル４Ｆは、対応する散布管４Ｅに上下方向に位置変更可能に取り付けられている。これにより、各散布ノズル４Ｆは、それらの上下間隔及び散布管４Ｅに対する高さ位置を散布対象に応じて変更することができる。各配管ホルダ３４は、対応するブラケット３５に上下方向に位置変更可能にピン連結されている。これにより、各散布ノズル４Ｆは、それらの車体１に対する高さ位置を散布対象に応じて配管ホルダ３４ごとに変更することができる。各ブラケット３５は、対応する支持部材２０Ｅに左右方向に位置変更可能にピン連結されている。これにより、各散布ノズル４Ｆは、それらの車体１に対する左右位置を散布対象に応じてブラケット３５ごとに変更することができる。

　尚、散布装置４において、各散布管４Ｅに備えられる散布ノズル４Ｆの数量は、果樹の種類や各散布管４Ｅの長さなどに応じて種々の変更が可能である。

　図３、図５～９に示すように、各散布ノズル４Ｆのうち、最左端の散布管４Ｅに備えられた３個の散布ノズル４Ｆは、車体１の左外方に位置する果樹Ｚに向けて薬液などを左向きに散布する。各散布ノズル４Ｆのうち、最左端の散布管４Ｅに隣接する左中側の散布管４Ｅに備えられた３個の散布ノズル４Ｆは、車体１における左右中央の空間に位置する果樹Ｚに向けて薬液などを右向きに散布する。各散布ノズル４Ｆのうち、最右端の散布管４Ｅに備えられた３個の散布ノズル４Ｆは、車体１の右外方に位置する果樹Ｚに向けて薬液などを右向きに散布する。各散布ノズル４Ｆのうち、最右端の散布管４Ｅに隣接する右中側の散布管４Ｅに備えられた３個の散布ノズル４Ｆは、車体１における左右中央の空間に位置する果樹Ｚに向けて薬液などを左向きに散布する。

　上記の構成により、この散布装置４においては、車体１の左側背部に備えられた２本の散布管４Ｅと６個の散布ノズル４Ｆとが左側の液体散布部４Ｌ（作業部の一例）として機能する。又、車体１の右側背部に備えられた２本の散布管４Ｅと６個の散布ノズル４Ｆとが右側の液体散布部（作業部の一例）４Ｒとして機能する。そして、左右の液体散布部４Ｌ，４Ｒは、車体１の背部において、左右方向への散布が可能な状態で、左右の液体散布部４Ｌ，４Ｒの間に果樹Ｚの通過を許容する左右間隔を置いて配置されている。

　散布装置４において、左右の液体散布部４Ｌ，４Ｒによる散布パターンには、左右それぞれの液体散布部４Ｌ，４Ｒが左右の両方向に散布する４方向散布パターンと、左右の液体散布部４Ｌ，４Ｒによる散布方向が限定された方向限定散布パターンとが含まれている。方向限定散布パターンには、左側の液体散布部４Ｌが左右の両方向に散布し、かつ、右側の液体散布部４Ｒが左方向のみに散布する左側３方向散布パターンと、左側の液体散布部４Ｌが右方向のみに散布し、かつ、右側の液体散布部４Ｒが左右の両方向に散布する右側３方向散布パターンと、左側の液体散布部４Ｌが右方向のみに散布し、かつ、右側の液体散布部４Ｒが左方向のみに散布する２方向散布パターンとが含まれている。

　図７に示すように、オイルタンク１４は、その左端部が右サイドフレーム２０のベース部材２０Ａに支持されている。オイルタンク１４の右端部には支持プレート３６が連結されている。支持プレート３６は、その上端部が前後の支持部材３７を介して右サイドフレーム２０の上側部材２０Ｄに連結されている。これにより、オイルタンク１４の右端部は、支持プレート３６と前後の支持部材３７とを介して右サイドフレーム２０の上側部材２０Ｄに支持されている。

　つまり、オイルタンク１４は、その左右の両端部が右サイドフレーム２０に両持ち支持されることで、貯留タンク４Ａが載置される載置台として使用可能な高い支持強度を有している。尚、オイルタンク１４は、その平面視の形状が載置台２４の平面視形状と左右対称になっている。

　図２に示すように、車体１には、測位ユニット５からの測位情報などに基づいて車体１を果樹園の目標経路Ｐ（図９参照）に従って自動走行させる自動走行制御部４０、エンジン１２に関する制御を行うエンジン制御部４１、各ＨＳＴ３０に関する制御を行うＨＳＴ制御部４２、及び、散布装置４などの作業装置に関する制御を行う作業装置制御部４３、などが搭載されている。各制御部４０～４３は、マイクロコントローラなどが搭載された電子制御ユニットや、マイクロコントローラの不揮発性メモリ（例えばフラッシュメモリなどのＥＥＰＲＯＭ）に記憶された各種の情報や制御プログラムなどによって構築されている。不揮発性メモリに記憶された各種の情報には、事前に作業対象の果樹園に応じて生成された目標経路Ｐなどが含まれている。

　各制御部４０～４３は、車載ネットワークの一例であるＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）を介して相互通信可能に接続されている。尚、車載ネットワークには、例えば、車載ＥｔｈｅｒｎｅｔやＣＡＮ－ＦＤ（ＣＡＮ　ｗｉｔｈ　ＦＬｅｘｉｂｌｅ　Ｄａｔａ　ｒａｔｅ）などを採用してもよい。

　図９に示すように、目標経路Ｐには、複数列に並べて植えられた果樹Ｚに対して作業車両Ｖが作業を行いながら走行する複数列の作業経路Ｐｗと、複数列の作業経路Ｐｗを作業車両Ｖの走行順に接続する複数の移動経路Ｐｍとが含まれている。各移動経路Ｐｍは、作業車両Ｖが作業を行わずに走行する経路である。各移動経路Ｐｍには、車体１の向きを変更する旋回経路Ｐｍｔが含まれている。目標経路Ｐには、各経路Ｐｗ，Ｐｍにおける車体１の走行方向、設定車速、走行状態、及び、作業状態、などの自動走行に関する各種の情報が含まれている。

　ちなみに、各作業経路Ｐｗにおいては、各作業経路Ｐｗが複数列に並べて植えられた果樹Ｚに対応する直線経路又はそれに近い略直線経路であることから、車速が比較的速い速度（作業速度）に設定されている。又、各移動経路Ｐｍのうちの各旋回経路Ｐｍｔにおいては、旋回経路Ｐｍｔからの作業車両Ｖの逸脱を防止するために、車速が作業経路Ｐｗでの車速よりも低い速度（旋回速度）に設定されている。一方、各旋回経路Ｐｍｔを除いた他の移動経路においては、それらが作業経路Ｐｗと同様の直線経路又はそれに近い略直線経路であることから、車速が各作業経路Ｐｗと同じ比較的速い速度に設定されている。

　尚、図９に示す目標経路Ｐはあくまでも一例であり、目標経路Ｐは、車体１に備える作業装置の種類や作業形態などの車両情報、及び、果樹園ごとに異なる果樹Ｚの配列状態や列数などの作業地情報、などに応じて種々の変更が可能である。

　図２に示すように、携帯通信端末３には、表示デバイス３Ａなどに関する制御を行う端末制御部３Ｂが備えられている。端末制御部３Ｂは、マイクロコントローラなどが搭載された電子制御ユニット、及び、マイクロコントローラの不揮発性メモリ（例えばフラッシュメモリなどのＥＥＰＲＯＭ）に記憶された各種の情報や制御プログラムなどによって構築されている。端末制御部３Ｂには、表示デバイス３Ａなどに対する表示や報知に関する制御を行う表示制御部３Ｂａ、及び、果樹Ｚが複数列に並ぶ果樹園での作業車両Ｖの自動走行を可能にする目標経路Ｐ（図９参照）を生成する目標経路生成部３Ｂｂ、などが含まれている。表示制御部３Ｂａ及び目標経路生成部３Ｂｂは、端末制御部３Ｂの不揮発性メモリに記憶された各種の制御プログラムなどによって構築されている。不揮発性メモリに記憶された各種の情報には、作業地情報や目標経路Ｐ（図９参照）などが含まれている。これにより、携帯通信端末３の表示デバイス３Ａにて作業地情報や目標経路Ｐなどを表示させることができる。

　車体１及び携帯通信端末３には、自動走行制御部４０と端末制御部３Ｂとの間での無線通信を可能にする通信モジュール２８，３Ｃが備えられている。車体１の通信モジュール２８は、携帯通信端末３との無線通信にＷｉ－Ｆｉが採用される場合には、通信情報をＣＡＮとＷｉ－Ｆｉとの双方向に変換する変換器として機能する。端末制御部３Ｂは、自動走行制御部４０との無線通信にて車体１の現在位置や現在方位などを含む車体１に関する各種の情報を取得することができる。これにより、携帯通信端末３の表示デバイス３Ａにて、目標経路Ｐに対する車体１の現在位置や現在方位などを含む各種の情報を表示させることができる。

　図２、図８に示すように、測位ユニット５には、複数の測位衛星８（図１参照）から送信された電波を受信する２つのＧＮＳＳアンテナ５Ａ，５Ｂ、各ＧＮＳＳアンテナ５Ａ，５Ｂが受信した電波を利用して各ＧＮＳＳアンテナ５Ａ，５Ｂの位置（以下、単にアンテナ位置と称することがある）を測定する２つのＧＮＳＳ受信機５Ｃ，５Ｄ、車体１の姿勢や方位などを計測する慣性計測装置（ＩＭＵ：Ｉｎｅｒｔｉａｌ　Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　Ｕｎｉｔ）５Ｅ、及び、各ＧＮＳＳ受信機５Ｃ，５Ｄからの位置情報や慣性計測装置５Ｅからの計測情報に基づいて車体１の現在位置や現在方位などを算出する測位モジュール５Ｆ、などが含まれている。

　各ＧＮＳＳ受信機５Ｃ，５Ｄ及び慣性計測装置５Ｅは、自動走行制御部４０にＣＡＮを介して相互通信可能に接続されている。慣性計測装置５Ｅは、３軸のジャイロスコープ及び３方向の加速度センサなどを有している。測位モジュール５Ｆは、自動走行制御部４０の不揮発性メモリに記憶された測位用の制御プログラムなどによって構築されている。

　ＧＮＳＳを利用した測位方法には、ＤＧＮＳＳ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　ＧＮＳＳ：相対測位方式）やＲＴＫ－ＧＮＳＳ（Ｒｅａｌ　Ｔｉｍｅ　Ｋｉｎｅｍａｔｉｃ ＧＮＳＳ：干渉測位方式）などがある。この実施形態では、移動体の測位に適した精度の高いＲＴＫ－ＧＮＳＳが採用されている。そのため、果樹園周辺の既知位置には、ＲＴＫ－ＧＮＳＳによる測位を可能にする基地局９が設置されている。

　図１～２に示すように、基地局９には、複数の測位衛星８から送信された電波を受信するＧＮＳＳアンテナ９Ａ、ＧＮＳＳアンテナ９Ａが受信した電波を利用してＧＮＳＳアンテナ９Ａの位置（以下、単にアンテナ位置と称することがある）を測定するＧＮＳＳ受信機９Ｂが備えられている。ＧＮＳＳ受信機９Ｂは、測定したアンテナ位置と基地局９の設置位置とに基づいて位置補正情報を取得する。測位ユニット５及び基地局９には、測位ユニット５の各ＧＮＳＳ受信機５Ｃ，５Ｄと基地局９のＧＮＳＳ受信機９Ｂとの間での無線通信を可能にする通信モジュール５Ｇ，５Ｈ，９Ｃが備えられている。これにより、測位ユニット５の各ＧＮＳＳ受信機５Ｃ，５Ｄは、基地局９のＧＮＳＳ受信機９Ｂから位置補正情報を受け取ることができる。

　測位ユニット５の各ＧＮＳＳ受信機５Ｃ，５Ｄは、それらが測定した各アンテナ位置を、基地局９のＧＮＳＳ受信機９Ｂからの位置補正情報に基づいて補正する。これにより、各ＧＮＳＳ受信機５Ｃ，５Ｄは、各ＧＮＳＳアンテナ５Ａ，５Ｂの位置（グローバル座標系での緯度、経度、高度）を高い精度で測定することができる。測位ユニット５は、ＧＮＳＳ受信機５Ｃ，５Ｄと慣性計測装置５Ｅとを有することにより、周囲環境の悪化などに起因したＧＮＳＳ受信機５Ｃ，５Ｄにおける測位精度の低下を慣性計測装置５Ｅにて補完することができる。測位ユニット５は、慣性計測装置５Ｅに蓄積される計測誤差を、ＧＮＳＳ受信機５Ｃ，５Ｄが測定したアンテナ位置に基づいて補正することができる。測位ユニット５は、各ＧＮＳＳアンテナ５Ａ，５Ｂの受信感度を高めるために各ＧＮＳＳアンテナ５Ａ，５Ｂが車体１の最上部に配置されていても、車体１のローリングに起因した目標経路Ｐに対する各アンテナ位置の車体左右方向での位置ずれを、各ＧＮＳＳアンテナ５Ａ，５Ｂの設置高さと慣性計測装置５Ｅが計測する車体１のロール角とに基づいて補正することができる。これにより、測位ユニット５は、車体１の現在位置、現在方位、姿勢角（ヨー角、ロール角、ピッチ角）を高い精度で測定することができる。

　図８に示すように、測位ユニット５の各ＧＮＳＳアンテナ５Ａ，５Ｂは、車体１の天井部における車体前後方向に所定間隔を置いた前後２箇所の位置に分散して設置されている。前後のＧＮＳＳアンテナ５Ａ，５Ｂは、それらの高さ位置が同じ高さに設定されている。前後のＧＮＳＳアンテナ５Ａ，５Ｂのうち、前ＧＮＳＳアンテナ５Ａは、前ＧＮＳＳアンテナ５Ａに対応するＧＮＳＳ受信機５Ｃに接続された通信モジュール５Ｇなどとともに前アンテナユニット１５に含まれている。後ＧＮＳＳアンテナ５Ｂは、この後ＧＮＳＳアンテナ５Ｂに対応するＧＮＳＳ受信機５Ｄに接続された通信モジュール５Ｈ、慣性計測装置５Ｅ、及び、携帯通信端末３に対する通信モジュール２８、などとともに後アンテナユニット１６に含まれている。前後のＧＮＳＳアンテナ５Ａ，５Ｂにおけるアンテナ間の位置関係及び設置高さなどは、自動走行制御部４０の不揮発性メモリに記憶されている。

　測位モジュール５Ｆは、基本的には、前後のＧＮＳＳ受信機５Ｃ，５Ｄが測定する前後のアンテナ位置のうち、後ＧＮＳＳ受信機５Ｄが測定する後アンテナ位置を基準にして車体１の現在位置を算出する。測位モジュール５Ｆは、後ＧＮＳＳ受信機５Ｄの測位精度のみが低下した場合には、前ＧＮＳＳ受信機５Ｃが測定する前アンテナ位置を基準にして車体１の現在位置を算出する。これにより、測位モジュール５Ｆは、車体１の現在位置を高い精度で算出することができる。又、自動走行制御部４０は、測位モジュール５Ｆが算出した精度の高い車体１の現在位置などに基づいて作業車両Ｖを目標経路Ｐに従って自動走行させることができる。

　尚、測位モジュール５Ｆが算出する車体１の現在位置は、種々の設定が可能であり、例えば、車体１の上端における左右中心上の前端位置、車体１の上端における左右中心上の後端位置、車体１の上端における左右中心上の前後中間位置、車体１の中心位置、車体１の重心位置、又は、スピン旋回状態での旋回中心位置、などに設定することが考えられる。

　測位モジュール５Ｆは、前後のＧＮＳＳ受信機５Ｃ，５Ｄが測定する前後のアンテナ位置に基づいて車体１の現在方位を算出する方位算出制御を実行する。

　図１０のフローチャート及び図１１～１３に基づいて、方位算出制御における測位モジュール５Ｆの制御作動について説明すると、測位モジュール５Ｆは、先ず、各ＧＮＳＳ受信機５Ｃ，５Ｄが測定した前後のアンテナ位置ｐ１，ｐ２を、前後いずれか一方のアンテナ位置（ここでは後アンテナ位置ｐ２）を原点としたＮＥＤ座標系に座標変換する座標変換処理を行う（ステップ＃１）。次に、測位モジュール５Ｆは、ＮＥＤ座標系での後アンテナ位置ｐ２に対する前アンテナ位置ｐ１のＸ方向の差分ΔｘとＹ方向の差分ΔｙとからＸ軸（北：Ｎ）を０度としたアンテナ間を結ぶ直線Ｌの傾きθＬを算出する傾き算出処理を行う（ステップ＃２、図１１参照）。又、測位モジュール５Ｆは、自動走行制御部４０の不揮発性メモリに記憶された前後のＧＮＳＳアンテナ５Ａ，５Ｂ間の位置関係から車体１を真北（Ｎ）に向けた場合のアンテナ間の傾きオフセット量Δθを算出する傾きオフセット量算出処理を行う（ステップ＃３、図１２参照）。そして、測位モジュール５Ｆは、傾き算出処理で得た直線Ｌの傾きθＬと傾きオフセット量算出処理で得たアンテナ間の傾きオフセット量Δθとの差分から車体１の方位θvを算出する方位算出処理を行う（ステップ＃４、図１３参照）。

　つまり、この作業車両Ｖにおいては、測位モジュール５Ｆが、前後のアンテナ位置に基づいて車体１の現在方位を算出することから、単一のアンテナ位置から車体１の現在方位を算出する場合のように、その過程において車体１の移動ベクトルを求める必要がなくなる。そのため、車体１の移動ベクトルを求めることが難しい旋回半径の小さい旋回走行時、又は、車体１の移動ベクトルを求めることができない車体１の走行停止時においても、車体１の現在方位を高い精度で算出することができる。

　自動走行制御部４０は、携帯通信端末３の表示デバイス３Ａに対するユーザのタッチ操作で自動走行の開始が指令された場合に、不揮発性メモリに記憶された散布作業用の目標経路Ｐ、及び、測位モジュール５Ｆからの測位情報、などに基づいて、車体１（作業車両Ｖ）を目標経路Ｐに従って自動走行させる自動走行制御を実行する。

　自動走行制御には、エンジン１２に関する制御指令をエンジン制御部４１に送信するエンジン用指令処理、ＨＳＴ３０に関する制御指令をＨＳＴ制御部４２に送信するＨＳＴ用指令処理、及び、散布装置４に関する制御指令を作業装置制御部４３に送信する作業用指令処理、などが含まれている。

　自動走行制御部４０は、エンジン用指令処理においては、目標経路Ｐに含まれた設定エンジン回転数に基づいてエンジン回転数の変更を指示するエンジン回転数変更指令、などをエンジン制御部４６Ａに送信する。エンジン制御部４６Ａは、自動走行制御部４６Ｆから送信されたエンジン回転数変更指令に応じてエンジン回転数を変更するエンジン回転数制御、などを実行する。

　自動走行制御部４０は、ＨＳＴ用指令処理においては、目標経路Ｐに含まれた車体１の走行状態に基づいて走行状態の切り換えを指示する走行状態切り換え指令、及び、目標経路Ｐに含まれた設定車速に基づいて車速の変更を指示する車速変更指令、などをＨＳＴ制御部４２に送信する。ＨＳＴ制御部４２は、自動走行制御部４０から送信された走行状態切り換え指令に応じて各ＨＳＴ３０の作動を制御する走行状態切り換え制御、及び、自動走行制御部４０から送信された車速変更指令に応じて各ＨＳＴ３０の作動を制御する車速制御、などを実行する。

　自動走行制御部４０は、作業用指令処理においては、目標経路Ｐの各作業経路Ｐｗに含まれた散布パターンに基づいて左右の液体散布部４Ｌ，４Ｒによる散布パターンの切り換えを指示する散布パターン切り換え指令、目標経路Ｐに含まれた作業開始地点に基づいて左右の液体散布部４Ｌ，４Ｒによる薬液などの散布の開始を指示する散布開始指令、及び、目標経路Ｐに含まれた作業停止地点に基づいて左右の液体散布部４Ｌ，４Ｒによる薬液などの散布の停止を指示する散布停止指令、などを作業装置制御部４３に送信する。作業装置制御部４３は、自動走行制御部４０から送信された散布パターン切り換え指令、散布開始指令、及び、散布停止指令、などに応じてバルブユニット４Ｇの作動を制御して左右の液体散布部４Ｌ，４Ｒによる薬液などの散布状態を制御する散布制御、などを実行する。

　図示は省略するが、車体１には、エンジン１２の出力回転数を検出する第１回転センサ、各ＨＳＴ３０における油圧モータ３０Ｂの出力回転数を検出する左右の第２回転センサ、貯留タンク４Ａにおける薬液などの残量を検出する第１残量センサ、及び、燃料タンク２６における燃料の残量を検出する第２残量センサ、などの各種の検出機器が備えられている。

　図１４に示すように、障害物検出システム６には、左右の前ライダーセンサ６Ａと単一の後ライダーセンサ６Ｂとが含まれている。図３～４、図６に示すように、左右の前ライダーセンサ６Ａのうち、左側の前ライダーセンサ６Ａは、車体１の天井部における左側の前端部に、車体１の左前方側を斜め上方側から見下ろす前下がり姿勢で配置されている。これにより、左側の前ライダーセンサ６Ａは、車体左前方側の所定範囲が測定範囲に設定されている。図３～４、図７に示すように、右側の前ライダーセンサ６Ａは、車体１の天井部における右側の前端部に、車体１の右前方側を斜め上方側から見下ろす前下がり姿勢で配置されている。これにより、右側の前ライダーセンサ６Ａは、車体右前方側の所定範囲が測定範囲に設定されている。図５～７に示すように、後ライダーセンサ６Ｂは、車体１の天井部における左右中央の後端部に、車体１の後方側を斜め上方側から見下ろす後下がり姿勢で配置されている。これにより、後ライダーセンサ６Ｂは、車体後方側の所定範囲が測定範囲に設定されている。

　各ライダーセンサ６Ａ，６Ｂは、照射したレーザ光が測距点に到達して戻るまでの往復時間に基づいて測距点までの距離を測定するＴＯＦ（Ｔｉｍｅ　Ｏｆ　Ｆｌｉｇｈｔ）方式により、各ライダーセンサ６Ａ，６Ｂから測定範囲の各測距点（測定対象物）までの距離を測定する。各ライダーセンサ６Ａ，６Ｂは、それらの測定範囲の全体にわたってレーザ光を高速で縦横に走査し、走査角（座標）ごとの測距点までの距離を順次測定する。各ライダーセンサ６Ａ，６Ｂは、測定した各測距点までの距離や各測距点に対する走査角（座標）などの測定情報から距離画像を生成するとともに障害物と推定される測距点群を抽出し、抽出した測距点群に関する測定情報を、障害物に関する測定情報として自動走行制御部４０に送信する。

　図１４に示すように、障害物検出システム６には、左右の前超音波センサ６Ｃ、前後の左超音波センサ６Ｄ、前後の右超音波センサ６Ｅ、及び、単一の障害物検出部６Ｆが含まれている。図３～４、図６～７に示すように、左右の前超音波センサ６Ｃは、車体１における左右の前端部に前向き姿勢で配置されている。これにより、左右の前超音波センサ６Ｃは、車体前方側における左右の所定範囲が測定範囲に設定されている。図３に示すように、前後の左超音波センサ６Ｄは、車体１における前後の左側端部に左向き姿勢で配置されている。これにより、前後の左超音波センサ６Ｄは、車体１の左外方側における前後の所定範囲が測定範囲に設定されている。前後の右超音波センサ６Ｅは、車体１における前後の右側端部に右向き姿勢で配置されている。これにより、前後の右超音波センサ６Ｅは、車体１の右外方側における前後の所定範囲が測定範囲に設定されている。

　障害物検出部６Ｆは、各超音波センサ６Ｃ～６Ｅでの超音波の送受信に基づいて、各超音波センサ６Ｃ～６Ｅの測定範囲における測定対象物の存否を判定する。障害物検出部６Ｆは、発信した超音波が測距点に到達して戻るまでの往復時間に基づいて測距点までの距離を測定するＴＯＦ（Ｔｉｍｅ　Ｏｆ　Ｆｌｉｇｈｔ）方式により、各超音波センサ６Ｃ～６Ｅから測定対象物までの距離を測定する。障害物検出部６Ｆは、測定した測定対象物までの距離と測定対象物の方向とを、障害物に関する測定情報として自動走行制御部４０に送信する。

　各ライダーセンサ６Ａ，６Ｂ及び障害物検出部６Ｆには、マイクロコントローラなどが搭載された電子制御ユニットや、マイクロコントローラの不揮発性メモリ（例えばフラッシュメモリなどのＥＥＰＲＯＭ）に記憶された各種の制御プログラムなどが含まれている。各ライダーセンサ６Ａ，６Ｂ及び障害物検出部６Ｆは、自動走行制御部４０にＣＡＮを介して相互通信可能に接続されている。

　図２、図１４に示すように、自動走行制御部４０には、各ライダーセンサ６Ａ，６Ｂ及び障害物検出部６Ｆからの障害物に関する測定情報に基づいて、作業車両Ｖが障害物に衝突する虞を回避する衝突回避モジュール４０Ａが含まれている。

　図１４に示すように、カメラユニット７には、車体１の前方側を撮影する左右の前カメラ７Ａ、車体１の後方側を撮影する単一の後カメラ７Ｂ、及び、各カメラ７Ａ，７Ｂからの画像を処理する画像処理装置７Ｃ、が備えられている。図３～４、図６、図８に示すように、左右の前カメラ７Ａのうち、左側の前カメラ７Ａは、車体１の天井部における左側の前端部に、車体１の左前方側を斜め上方側から見下ろす前下がり姿勢で配置されている。これにより、左側の前カメラ７Ａは、車体左前方側の所定範囲が撮像範囲に設定されている。図３～４、図７～８に示すように、右側の前カメラ７Ａは、車体１の天井部における右側の前端部に、車体１の右前方側を斜め上方側から見下ろす前下がり姿勢で配置されている。これにより、右側の前カメラ７Ａは、車体右前方側の所定範囲が撮像範囲に設定されている。図５～８に示すように、後カメラ７Ｂは、車体１の天井部における左右中央の後端部に、車体１の後方側を斜め上方側から見下ろす後下がり姿勢で配置されている。これにより、後カメラ７Ｂは、車体後方側の所定範囲が撮像範囲に設定されている。

　画像処理装置７Ｃには、マイクロコントローラなどが搭載された電子制御ユニットや、マイクロコントローラの不揮発性メモリ（例えばフラッシュメモリなどのＥＥＰＲＯＭ）に記憶された各種の制御プログラムなどが含まれている。画像処理装置７Ｃには、果樹園の果樹などを認識するための学習処理が施されている。画像処理装置７Ｃは、自動走行制御部４０にＣＡＮを介して相互通信可能に接続されている。画像処理装置７Ｃは、各カメラ７Ａ，７Ｂからの情報を処理して、車体左前方画像、車体右前方画像、及び、車体後方画像、などを生成して自動走行制御部４０に送信する。自動走行制御部４０は、送信された各画像を携帯通信端末３の端末制御部３Ｂに転送する。これにより、車体左前方画像、車体右前方画像、及び、車体後方画像、などを携帯通信端末３の表示デバイス３Ａにて表示させることができる。そして、ユーザは、表示デバイス３Ａに表示された各画像を目視することで、車体前方側の状況及び車体後方側の状況を容易に把握することができる。

　尚、カメラユニット７を障害物検出システム６に含めるようにしてもよい。この場合、測距精度の高い各ライダーセンサ６Ａ，６Ｂ及び各超音波センサ６Ｃ～６Ｅからの障害物に関する情報と、物体の判別精度が高いカメラユニット７からの障害物に関する情報とに基づいて、障害物の検出をより高い精度で行うことができる。

　つまり、前述した自動走行ユニット２には、測位ユニット５、障害物検出システム６、カメラユニット７、自動走行制御部４０、エンジン制御部４１、ＨＳＴ制御部４２、及び、作業装置制御部４３、などが含まれている。そして、これらが適正に作動することにより、作業車両Ｖを目標経路Ｐに従って精度よく自動走行させることができるとともに、散布装置４による薬液などの散布作業を適正に行うことができる。

　図３～４、図８、図１５に示すように、車体フレーム１０の前クロスメンバ２１には、前アンテナユニット１５を支持する平面視Ｕ字状の支持部材５０が取り付けられている。図４、図１５に示すように、支持部材５０には、側面視の形状が下向きＬ字状に形成された左右の支持プレート５１が含まれている。図１５に示すように、各支持プレート５１は、それらの上端部において車体前後方向に延びる長孔５１Ａが形成されている。各支持プレート５１には、それらの長孔５１Ａを利用して、前アンテナユニット１５の底部に備えられた左右のブラケット５２が、前後一対のボルト５３などを介して連結されている。この構成により、前アンテナユニット１５は、前側のボルト５３などによる各支持プレート５１との連結を解除した後、後側のボルト５３などによる各支持プレート５１との連結を緩めることで、図１５に実線で示す車体上方の使用位置から図１５に二点鎖線で示す車体前方の格納位置に位置変更することができる。

　図３、図５～８に示すように、車体フレーム１０の後クロスメンバ２２には、後アンテナユニット１６を支持する平面視Ｕ字状の支持部材５４が取り付けられている。図５～７に示すように、支持部材５４には、側面視の形状が下向きＬ字状に形成された左右の支持プレート５５が含まれている。各支持プレート５５は、それらの上端部に車体前後方向に延びる長孔５５Ａが形成されている。各支持プレート５５には、それらの長孔５５Ａを利用して、後アンテナユニット１６の底部に備えられた左右のブラケット（図示せず）が、前後一対のボルト５６などを介して連結されている。この構成により、後アンテナユニット１６は、後側のボルト５６などによる各支持プレート５５との連結を解除した後、後側のボルト５６などによる各支持プレート５５との連結を緩めることで、車体上方の使用位置から車体後方の格納位置に位置変更することができる。

　図３～４、図８、図１５に示すように、左右の支持プレート５１は、それらの前下部に左右の支持金具５７を介して左右の前照灯５８が取り付けられている。左右の支持金具５７は、上下方向への角度調節が可能な状態で左右の支持プレート５１にボルト連結されている。左右の前照灯５８は、左右方向への揺動変位が可能な状態で左右の支持金具５７にボルト連結されている。この構成により、左右の前照灯５８は、それらの照明方向を上下方向と左右方向とに調整することができる。又、図１５に示すように、前アンテナユニット１５を図１５に実線で示す使用位置から図１５に二点鎖線で示す格納位置に位置変更させる場合には、左右の前照灯５８を、前向きの使用位置から横外向きの退避位置に位置変更しておくことにより、前アンテナユニット１５と左右の前照灯５８との干渉を回避することができる。

　図３～６、図８、図１５に示すように、支持部材５０の左側部には、前述した表示灯１７が着脱可能に取り付けられるブラケット５９が連結されている。

　上記の構成により、この作業車両Ｖにおいては、各アンテナユニット１５，１６の位置を使用位置から格納位置に変更し、表示灯１７をブラケット５９から取り外すことで、作業車両Ｖを納屋などに格納する場合や搬送車などで搬送する場合に、各アンテナユニット１５，１６及び表示灯１７が他物に接触して破損する不都合の発生を抑制することができる。

　図３、図５～８に示すように、左右の支持プレート５５には、停止ランプとバックランプとを有する左右のコンビネーションランプ６０が取り付けられている。左右のコンビネーションランプ６０は、前述した後アンテナユニット１６の位置変更に支障を来たさない位置に配置されている。

　図３～４、図６、図８に示すように、車体１の左側において、表示灯１７を支持するブラケット５９には、バッテリ１３から各制御部４０～４３などの各電装品への給電を断続する電源スイッチ６１が取り付けられている。左側の支持プレート２７には、ユーザの立ち乗りを可能にするステップ６２が取り付けられている。左カバー体１８は、その前後中間部に位置する上部カバー１８Ａ（図３参照）が上下方向に開閉揺動可能に備えられている。そして、車体１の左側内部には、上部カバー１８Ａを開位置に保持した場合に手動操作が可能になる十字揺動式の操縦レバー６３（図６参照）が備えられている。操縦レバー６３は、その操作方向及び操作量を検出するセンサユニット（図示せず）などを介して自動走行制御部４０に接続されている。自動走行制御部４０は、センサユニットから送信される操縦レバー６３の操作方向及び操作量に応じて、車体１の走行状態の切り換えをＨＳＴ制御部４２に送信する。ＨＳＴ制御部４２は、自動走行制御部４０から送信された走行状態の切り換えに応じて各ＨＳＴ３０の作動を制御する。

　つまり、この作業車両Ｖにおいては、ユーザがステップ６２に立ち乗りすることにより、電源スイッチ６１の操作を容易に行うことができる。又、上部カバー１８Ａを開位置に保持した状態で、ユーザがステップ６２に立ち乗りすることにより、操縦レバー６３を利用した手動による移動走行が可能になっている。

　自動走行制御部４０による自動走行制御には、作業地の傾斜に起因した目標経路Ｐに対する車体１（作業車両Ｖ）における走行基準位置（車体１の現在位置）の位置ずれを補正する車体位置補正処理が含まれている。

　以下、図１６のフローチャート及び図１７～１８の説明図に基づいて車体位置補正処理に関する自動走行制御部４０の制御作動について説明する。尚、この作業車両Ｖにおいては、前述したように、後ＧＮＳＳ受信機５Ｄが測定する後アンテナ位置ｐ２を基準にして車体１の現在位置を算出していることから、後ＧＮＳＳアンテナ５Ｂの設置位置（以下、後アンテナ設置位置と称する）を基準にした車体位置補正処理に関する自動走行制御部４０の制御作動について説明する。

　自動走行制御部４０は、その不揮発性メモリに事前に記憶された車体１における後アンテナ設置位置ｐｒ（ｘｖ：車体前方、ｙｖ：車体右方向、ｚｖ：車体下方向とする車体座標系での緯度、経度、高度：図１７～１８に示すｚｖ_ｐｒ）と、散布装置４の作業中心ｐｗ（ｘｖ：車体前方、ｙｖ：車体右方向、ｚｖ：車体下方向とする車体座標系での緯度、経度、高度：図１７～１８に示すｚｖ_ｐｗ）とを読み出す読み出し処理を行う（ステップ＃１）。尚、この車体位置補正処理においては、車体座標系の原点位置が図１７～１８に示す車体中心ｐｖに設定された場合を例示するが、車体座標系の原点位置は任意の位置に規定することができる。

　自動走行制御部４０は、後ＧＮＳＳ受信機５Ｄが測定した後アンテナ位置ｐ２（グローバル座標系での緯度、経度、高度）をＮＥＤ座標系（Ｎ：北、Ｅ：東、Ｄ：下）に座標変換して車体１のアンテナ現在位置を取得するアンテナ現在位置取得処理を行う（ステップ＃２）。

　自動走行制御部４０は、慣性計測装置５Ｅが取得した車体１（作業車両Ｖ）の傾斜情報と、後ＧＮＳＳ受信機５Ｄが測定した後アンテナ位置ｐ２とを利用して測位ユニット５にて算出された車体１の傾斜情報（ロール角α、ピッチ角β、ヨー角λ：北と車体進行方向の偏差）を取得する傾斜情報取得処理を行う（ステップ＃３）。

　自動走行制御部４０は、読み出し処理にて読み出した後アンテナ設置位置ｐｒと散布装置４の作業中心ｐｗ、及び、傾斜情報取得処理にて取得した傾斜情報とに基づいて、後アンテナ設置位置ｐｒに対する作業中心ｐｗのオフセット量（補正量）Δｐを算出するオフセット量算出処理を行う（ステップ＃４）。具体的には、自動走行制御部４０は、

の

に作業中心ｐｗから後アンテナ設置位置の差分（ベクトルｐｗ－ｐｒ）を入力して、ＮＥＤ座標系における後アンテナ設置位置ｐｒに対する作業中心ｐｗのオフセット量（補正量）Δｐを算出する。

　自動走行制御部４０は、アンテナ現在位置取得処理にて取得した車体１のアンテナ現在位置のＮＥＤ座標にオフセット量算出処理にて算出したオフセット量を加えて走行基準位置（車体１の現在位置）を取得する走行基準位置取得処理を行う（ステップ＃５）。そして、自動走行制御部４０は、走行基準位置取得処理にて取得した走行基準位置が目標経路Ｐ上に位置するように車体１（作業車両Ｖ）の位置を制御する車体位置制御処理を行う（ステップ＃６）。

　このように、この作業車両用の自動走行システムにおいては、自動走行制御部４０が、散布装置４における作業中心ｐｗの高度情報、及び、慣性計測装置５Ｅが取得する作業車両Ｖの傾斜情報、などに基づいて、後アンテナ設置位置ｐｒに対する作業中心ｐｗのオフセット量Δｐを算出し、このオフセット量Δｐに基づいて目標経路Ｐに対する作業車両Ｖの位置を制御している。

　つまり、図１７に示すように、作業車両Ｖの自動走行時に、作業地の傾斜などに起因して、作業車両Ｖがロール方向などに傾斜して散布装置４の作業中心ｐｗが果樹Ｚにおける果実や枝葉などの作業対象部Ｚａに対してロール方向などに変位する場合には、自動走行制御部４０が、そのときの変位に応じたオフセット量Δｐを算出し、そのオフセット量Δｐに基づいて、図１８に示すように目標経路Ｐに対する作業車両Ｖの位置を制御する。これにより、作業地の傾斜などにかかわらず、散布装置４の作業中心ｐｗを、地面から離れて位置する作業対象部Ｚａに対する適正な位置に維持することができる。

　その結果、作業地の傾斜などにかかわらず、地面から離れて位置する果実や枝葉などに対する散布作業を、自動走行する作業車両Ｖの散布装置４で適正に行うことができる。

　そして、前述したように散布装置４には、果樹Ｚの果実や枝葉などの通過を許容する空間が備えられるとともに、この空間を通過する果樹Ｚの果実や枝葉などに対して左右の側方から散布作業を行う左右の液体散布部４Ｌ，４Ｒが備えられているが、自動走行制御部４０が車体位置補正処理を行うことにより、果樹Ｚの果実や枝葉などが散布装置４の空間を通過する際には、果樹Ｚの果実や枝葉などが左右の液体散布部４Ｌ，４Ｒに接触するのを抑制可能にするオフセット量Δｐが算出されている。

　これにより、作業車両Ｖがロール方向などに傾斜して散布装置４の作業中心ｐｗが果樹Ｚの果実や枝葉などに対してロール方向などに変位しても、自動走行制御部４０が、前述したオフセット量Δｐに基づいて目標経路Ｐに対する作業車両Ｖの位置を制御することで、左右の液体散布部４Ｌ，４Ｒが、柔軟性の高い果樹Ｚの果実や枝葉などに接触するのを抑制しながら、柔軟性の低い果樹Ｚの幹に接触するのを回避することができる。その結果、左右の液体散布部４Ｌ，４Ｒとの接触に起因した果樹Ｚの損傷を防止することができる。

　表示制御部３Ｂａは、携帯通信端末３の表示デバイス３Ａに対するユーザのタッチ操作で、表示デバイス３Ａの表示画面として作業中心登録画面３Ａａ（図１９参照）が選択された場合に、表示デバイス３Ａに作業中心登録画面３Ａａを表示させる。図１９に示すように、作業中心登録画面３Ａａには、作業装置の作業中心ｐｗに関する情報が入力される第１領域３ａと、第１領域３ａに入力された情報に基づいて作業車両Ｖにおける作業装置の作業中心ｐｗを表示する第２領域３ｂとが含まれている。第１領域３ａには、作業装置の名称が入力される第１入力欄３ａ１、車体１の前後方向での車体中心ｐｖから作業中心ｐｗまでの距離が入力される第２入力欄３ａ２、車体１の左右方向における車体中心ｐｖから作業中心ｐｗまでの距離が入力される第３入力欄３ａ３、及び、地面から作業中心ｐｗまでの高さが入力される第４入力欄３ａ４、が含まれている。各入力欄３ａ１～３ａ４は、それらの左側領域が入力項目表示領域に設定され、それらの右側領域が情報入力領域に設定されている。第２入力欄３ａ２の情報入力領域には、車体中心ｐｖから車体前方向の距離が正数で入力され、車体中心ｐｖから車体後方向の距離が負数で入力される。第３入力欄３ａ３の情報入力領域には、車体中心ｐｖから車体右方向の距離が正数で入力され、車体中心ｐｖから車体左方向の距離が負数で入力される。各入力欄３ａ１～３ａ４に入力された作業装置の作業中心ｐｗに関する情報は、作業中心登録情報として端末制御部３Ｂ及び自動走行制御部４０の各不揮発性メモリに記憶される。

　表示制御部３Ｂａは、表示デバイス３Ａによる作業中心登録画面３Ａａの表示状態において、ユーザのタッチ操作で、走行基準位置選択画面３Ａｂ（図２０参照）が選択された場合に、表示デバイス３Ａに走行基準位置選択画面３Ａｂをポップアップ表示させる。図２０に示すように、走行基準位置選択画面３Ａｂには、車体１の走行基準位置として車体中心ｐｖの選択を可能にする車体中心選択領域３ｃと、車体１（作業車両Ｖ）の走行基準位置として作業中心ｐｗの選択を可能にする作業中心選択領域３ｄと、作業車両Ｖに複数の作業装置が備えられた場合に、各作業装置の作業中心ｐｗの選択を可能にする個別中心選択領域３ｅとが含まれている。車体中心選択領域３ｃ及び作業中心選択領域３ｄは、それらの左端部が選択操作部に設定され、それらの右側領域が選択項目表示領域に設定されている。個別中心選択領域３ｅには、作業車両Ｖに複数の作業装置が備えられた場合に、各作業装置の作業中心ｐｗの選択を可能にする複数の個別中心選択欄３ｅ１～３ｅ３が含まれている。各個別中心選択欄３ｅ１～３ｅ３は、それらの左端部が選択操作部に設定され、それらの右側領域が選択項目表示領域に設定されている。個別中心選択領域３ｅにおいては、作業中心ｐｗの複数選択が可能になっている。尚、図２０には、作業中心ｐｗの選択が可能な作業装置として、散布装置４と摘心装置とカルチとが備えられた場合での走行基準位置選択画面３Ａｂの表示状態が例示されている。

　自動走行制御部４０は、個別中心選択領域３ｅにて複数の作業装置の作業中心ｐｗのうちの散布装置４の作業中心が選択された場合には、上記の車体位置補正処理を行う。又、自動走行制御部４０は、個別中心選択領域３ｅにて、複数の作業装置の作業中心ｐｗのうち、摘心装置の作業中心が選択された場合には、散布装置４の作業中心を摘心装置の作業中心に変更した状態で上記の車体位置補正処理を行い、カルチの作業中心が選択された場合には、散布装置４の作業中心をカルチの作業中心に変更した状態で上記の車体位置補正処理を行う。

　このように、作業車両Ｖに、作業対象部Ｚａの一例である枝葉を摘み取る摘心装置などの接触式の作業装置と、作業対象部Ｚａの一例である果実や枝葉などに薬液や水などを散布する散布装置４などの非接触式の作業装置と、作業対象部Ｚａの一例である果実や枝葉などではなく、別の作業対象部である果樹Ｚ間の土壌に作用するカルチなどの作業装置とが備えられている場合には、例えば、個別中心選択領域３ｅにて摘心装置の作業中心を選択しておけば、作業車両Ｖの自動走行時に、作業地の傾斜などに起因して作業車両Ｖがロール方向などに傾斜すると、自動走行制御部４０が、摘心装置における作業中心の高度情報や作業車両Ｖの傾斜情報とに基づいて摘心装置における後アンテナ設置位置ｐｒに対する作業中心のオフセット量を算出し、このオフセット量に基づいて目標経路Ｐに対する作業車両Ｖの位置を制御する。これにより、接触式の作業装置である摘心装置の作業中心を果樹Ｚの枝葉に対する適正な位置に維持することができ、摘心装置の作業中心が果樹Ｚの枝葉に対する適正な位置から外れることで、摘心装置による果樹Ｚに対する摘心が適正に行えなくなる虞を回避することができる。

　一方、非接触式の作業装置である散布装置４や果樹Ｚ間の土壌を作業対象部とするカルチは、それらの作業中心が作業対象部に対する適正な位置から多少外れたとしても、接触式の作業装置である摘心装置に比べてそれぞれの作業対象部に対する影響が少ないことが多いことから、それぞれの作業対象部に対する所定の作業を比較的適正に行うことができる。

　つまり、作業車両Ｖに備えられる複数の作業装置に、その作業中心ｐｗを作業対象部Ｚａに対する適正な位置に高い精度で位置させる必要がある作業装置が含まれている場合には、その作業装置における作業中心ｐｗの高度情報などに基づいて自動走行制御部４０がオフセット量を算出するように選択することで、作業車両Ｖに複数の作業装置が備えられていても、作業対象部Ｚａに対する高い位置精度を要する作業装置においては、作業地の傾斜などにかかわらず、作業対象部Ｚａに対する所定の作業を作業車両Ｖの自動走行において適正に行えるようにしながら、他の作業装置においても、作業地の傾斜などにかかわらず、作業対象部に対する所定の作業を作業車両Ｖの自動走行において比較的適正に行うことができる。

　自動走行制御部４０は、個別中心選択領域３ｅにて複数の作業装置の作業中心ｐｗが選択された場合には、上記の車体位置補正処理においては、選択された複数の作業装置の平均作業中心に基づいて後アンテナ設置位置ｐｒに対する平均作業中心のオフセット量を算出し、この平均作業中心のオフセット量に基づいて目標経路Ｐに対する車体１の位置を制御する。

　具体的には、例えば、個別中心選択領域３ｅにて散布装置４の作業中心と摘心装置の作業中心とが選択されている場合には、自動走行制御部４０は、車体位置補正処理の読み出し処理にて、不揮発性メモリに事前に記憶された車体１における後アンテナ設置位置ｐｒ（車体座標系での緯度、経度、高度）と、散布装置４の作業中心（車体座標系での緯度、経度、高度）と、摘心装置の作業中心（車体座標系での緯度、経度、高度）とを読み出す。

　そして、自動走行制御部４０は、散布装置４と摘心装置の平均作業中心を算出する平均作業中心算出処理を行い、その後、アンテナ現在位置取得処理と傾斜情報取得処理とを行った後、読み出し処理にて読み出した後アンテナ設置位置と、平均作業中心算出処理にて取得した平均作業中心と、傾斜情報取得処理にて取得した傾斜情報とに基づいて、平均作業中心のオフセット量を算出するオフセット量算出処理を行う。

　その後、自動走行制御部４０は、アンテナ現在位置取得処理にて取得した車体１のアンテナ現在位置のＮＥＤ座標にオフセット量算出処理にて算出した平均作業中心のオフセット量を加えて走行基準位置（車体１の現在位置）を取得する走行基準位置取得処理を行う。そして、自動走行制御部４０は、走行基準位置取得処理にて取得した走行基準位置が目標経路Ｐ上に位置するように車体１の位置を制御する車体位置制御処理を行う。

　又、例えば、個別中心選択領域３ｅにて散布装置４の作業中心と摘心装置の作業中心とカルチの作業中心とが選択されている場合には、自動走行制御部４０は、車体位置補正処理の読み出し処理にて、不揮発性メモリに事前に記憶された車体１における後アンテナ設置位置ｐｒ（車体座標系での緯度、経度、高度）と、散布装置４の作業中心（車体座標系での緯度、経度、高度）と、摘心装置の作業中心（車体座標系での緯度、経度、高度）と、カルチの作業中心（車体座標系での緯度、経度、高度）とを読み出す。

　そして、自動走行制御部４０は、散布装置４と摘心装置とカルチとの平均作業中心を算出する平均作業中心算出処理を行い、その後、アンテナ現在位置取得処理と傾斜情報取得処理とを行った後、読み出し処理にて読み出した後アンテナ設置位置と、平均作業中心算出処理にて取得した平均作業中心と、傾斜情報取得処理にて取得した傾斜情報とに基づいて、平均作業中心のオフセット量を算出するオフセット量算出処理を行う。

　その後、自動走行制御部４０は、アンテナ現在位置取得処理にて取得した車体１のアンテナ現在位置のＮＥＤ座標にオフセット量算出処理にて算出した平均作業中心のオフセット量を加えて走行基準位置（車体１の現在位置）を取得する走行基準位置取得処理を行う。そして、自動走行制御部４０は、走行基準位置取得処理にて取得した走行基準位置が目標経路Ｐ上に位置するように車体１の位置を制御する車体位置制御処理を行う。

　このように、個別中心選択領域３ｅにて複数の作業装置の作業中心ｐｗが選択されている場合には、作業車両Ｖの自動走行時に、作業地の傾斜などに起因して作業車両Ｖがロール方向などに傾斜すると、自動走行制御部４０が、平均作業中心の高度情報（平均高度情報）や作業車両Ｖの傾斜情報などに基づいてオフセット量を算出し、このオフセット量に基づいて目標経路Ｐに対する作業車両Ｖの位置を制御する。これにより、作業地の傾斜などの影響で、いずれかの作業装置の作業中心ｗｐが対応する作業対象部などに対する適正位置から大きく外れる虞を回避することができる。

　その結果、作業車両Ｖに高度情報などが異なる複数の作業装置が備えられていても、作業地の傾斜などにかかわらず、各作業装置の対応する作業対象部に対するそれぞれの所定の作業を、作業車両Ｖの自動走行において比較的適正に行うことができる。

〔別実施形態〕
　本発明の別実施形態について説明する。尚、以下に説明する各別実施形態の構成は、それぞれ単独で適用することに限らず、他の別実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。

（１）作業車両Ｖは、例えば、エンジン１２及び一対のＨＳＴ３０の代わりに、左右のクローラ１１を独立駆動する左右の電動モータを備える電動仕様に構成されていてもよい。

（２）作業車両Ｖは、左右のクローラ１１の左右間隔とともに車体１の左右幅が変更可能に構成されていてもよい。

［発明の付記］
　本発明の第１特徴構成は、作業車両用の自動走行システムにおいて、
　作業車両の傾斜情報を取得する慣性計測装置と、前記作業車両を目標経路に従って自動走行させる自動走行制御部とを備え、
　前記作業車両には、地面から離れて位置する作業対象部に対して所定の作業を行う作業装置が備えられており、
　前記自動走行制御部は、前記作業装置における作業中心の高度情報と前記傾斜情報とに基づいてオフセット量を算出し、前記オフセット量に基づいて前記目標経路に対する前記作業車両の位置を制御する点にある。

　本構成によれば、作業車両の自動走行時に、作業地の傾斜などに起因して、作業車両がロール方向などに傾斜して作業装置の作業中心が作業対象部に対してロール方向などに変位する場合には、自動走行制御部が、そのときの変位に応じたオフセット量を算出し、そのオフセット量に基づいて目標経路に対する作業車両の位置を制御する。これにより、作業地の傾斜などにかかわらず、作業装置の作業中心を、地面から離れて位置する作業対象部に対する適正な位置に維持することができる。

　その結果、作業地の傾斜などにかかわらず、地面から離れて位置する作業対象部に対する所定の作業を、自動走行する作業車両の作業装置で適正に行うことができる。

　本発明の第２特徴構成は、
　前記作業装置には、前記作業対象部の通過を許容する空間が備えられるとともに、前記空間を通過する前記作業対象部に対して左右の側方から所定の作業を行う左右の作業部が備えられており、
　前記自動走行制御部は、前記作業対象部が前記空間を通過する際に、当該作業対象部が前記左右の作業部に接触するのを抑制可能な前記オフセット量を算出する点にある。

　本構成によれば、作業車両の自動走行時に、作業地の傾斜などに起因して、作業車両がロール方向などに傾斜して作業装置の作業中心が作業対象部に対してロール方向などに変位しても、自動走行制御部が、前述したオフセット量に基づいて目標経路に対する作業車両の位置を制御することで、左右の作業部に対する作業対象部の接触が抑制される。

　これにより、例えば、作業対象部が果実や茶葉である場合に、それらが左右の作業部に接触して損傷する虞を回避し易くなる。又、果樹などの幹が左右の作業部に接触する虞を回避することができる。

　本発明の第３特徴構成は、
　前記作業車両には、前記高度情報が異なる複数の作業装置が備えられており、
　前記自動走行制御部は、前記複数の作業装置の平均高度情報を前記高度情報として前記オフセット量を算出する点にある。

　本構成によれば、作業車両の自動走行時に、作業地の傾斜などに起因して、作業車両がロール方向などに傾斜して各作業装置の作業中心が作業対象部に対してロール方向などに変位する場合には、自動走行制御部が、前述した平均高度情報と傾斜情報とに基づいてオフセット量を算出し、算出したオフセット量に基づいて目標経路に対する作業車両の位置を制御する。これにより、作業地の傾斜などの影響で、いずれかの作業装置の作業中心が対応する作業対象部に対する適正位置から大きく外れる虞を回避することができる。

　その結果、作業車両に高度情報が異なる複数の作業装置が備えられていても、作業地の傾斜などにかかわらず、各作業装置の対応する作業対象部に対するそれぞれの所定の作業を、作業車両の自動走行において比較的適正に行うことができる。

　本発明の第４特徴構成は、
　前記作業車両には、前記高度情報が異なる複数の作業装置が備えられており、
　前記自動走行制御部は、前記複数の作業装置のうちの一つの前記高度情報に基づいて前記オフセット量を算出する点にある。

　本構成によれば、例えば作業車両に、作業対象部の一例である枝葉を摘み取る摘心装置などの接触式の作業装置と、作業対象部の一例である果実や枝葉などに薬液や水などを散布する散布装置などの非接触式の作業装置とが備えられている場合には、自動走行制御部が、接触式の作業装置における作業中心の高度情報と前述した傾斜情報とに基づいてオフセット量を算出するようにすれば、作業車両の自動走行時に、作業地の傾斜などに起因して作業車両がロール方向などに傾斜しても、接触式の作業装置の作業中心を作業対象部に対する適正な位置に維持することができる。これにより、接触式の作業装置の作業中心が作業対象部に対する適正な位置から外れることで、接触式の作業装置による作業対象部に対する所定の作業が適正に行えなくなる虞を回避することができる。

　一方、非接触式の作業装置は、その作業中心が作業対象部に対する適正な位置から多少外れたとしても、接触式の作業装置に比べて作業対象部に対する影響が少ないことが多いことから、作業対象部に対する所定の作業を比較的適正に行うことができる。

　このように、作業車両に備えられる複数の作業装置に、その作業中心を作業対象部に対する適正な位置に高い精度で位置させる必要がある作業装置が含まれている場合には、その作業装置における作業中心の高度情報に基づいて自動走行制御部がオフセット量を算出するようにすることで、作業車両に複数の作業装置が備えられていても、作業対象部に対する高い位置精度を要する作業装置においては、作業地の傾斜などにかかわらず、作業対象部に対する所定の作業を作業車両の自動走行において適正に行えるようにしながら、他の作業装置においても、作業地の傾斜などにかかわらず、作業対象部に対する所定の作業を作業車両の自動走行において比較的適正に行うことができる。

 

Claims (4)

1. 　作業車両の傾斜情報を取得する慣性計測装置と、前記作業車両を目標経路に従って自動走行させる自動走行制御部とを備え、
   　前記作業車両には、地面から離れて位置する作業対象部に対して所定の作業を行う作業装置が備えられており、
   　前記自動走行制御部は、前記作業装置における作業中心の高度情報と前記傾斜情報とに基づいてオフセット量を算出し、前記オフセット量に基づいて前記目標経路に対する前記作業車両の位置を制御する作業車両用の自動走行システム。
2. 　前記作業装置には、前記作業対象部の通過を許容する空間が備えられるとともに、前記空間を通過する前記作業対象部に対して左右の側方から所定の作業を行う左右の作業部が備えられており、
   　前記自動走行制御部は、前記作業対象部が前記空間を通過する際に、当該作業対象部が前記左右の作業部に接触するのを抑制可能な前記オフセット量を算出する請求項１に記載の作業車両用の自動走行システム。
3. 　前記作業車両には、前記高度情報が異なる複数の作業装置が備えられており、
   　前記自動走行制御部は、前記複数の作業装置の平均高度情報を前記高度情報として前記オフセット量を算出する請求項１又は２に記載の作業車両用の自動走行システム。
4. 　前記作業車両には、前記高度情報が異なる複数の作業装置が備えられており、
   　前記自動走行制御部は、前記複数の作業装置のうちの一つの前記高度情報に基づいて前記オフセット量を算出する請求項１又は２に記載の作業車両用の自動走行システム。
   
    

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