WO2022118569A1 - コンバインおよび未作業地算出方法 - Google Patents

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WO2022118569A1
WO2022118569A1 PCT/JP2021/039599 JP2021039599W WO2022118569A1 WO 2022118569 A1 WO2022118569 A1 WO 2022118569A1 JP 2021039599 W JP2021039599 W JP 2021039599W WO 2022118569 A1 WO2022118569 A1 WO 2022118569A1
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work
straight line
polygon
unworked
generated
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PCT/JP2021/039599
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康人 西井
雄司 山口
秀崇 鈴木
昌章 村山
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ヤンマーホールディングス株式会社
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Priority to EP21900324.1A priority patent/EP4256921A1/en
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01DHARVESTING; MOWING
    • A01D41/00Combines, i.e. harvesters or mowers combined with threshing devices
    • A01D41/12Details of combines
    • A01D41/127Control or measuring arrangements specially adapted for combines
    • A01D41/1278Control or measuring arrangements specially adapted for combines for automatic steering
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/02Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
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    • AHUMAN NECESSITIES
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    • AHUMAN NECESSITIES
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    • G05D1/0278Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using signals provided by a source external to the vehicle using satellite positioning signals, e.g. GPS

Definitions

  • the present invention relates to a combine that generates unworked land and a method for calculating unworked land.
  • an external shape calculation system that calculates the external shape of the unworked area inside the existing work area formed by cutting the periphery of the field (patent document 1).
  • a reference point center of gravity point
  • the outer shape of the work area was calculated by connecting the measurement positions closer to the reference point with a line.
  • the present invention provides a combine and a method for calculating unworked land, which can easily generate unworked land.
  • the present invention is a combine that creates an unworked area in a field by cutting around while the vehicle body repeatedly goes straight and turns, and has a positioning unit that acquires a measurement point indicating the position of the vehicle body and one.
  • a straight line generator that generates a work straight line based on the measurement points acquired between the work start position and the work end position in the cutting work, and the work straight lines that intersect each other each time the work straight line is generated.
  • To generate the unworked land forming a polygon with at least three of the intersections as vertices when at least three of the working straight lines intersect so as to form a closed region. With a part.
  • the unworked land generation unit sets the last calculated intersection as a starting point, and as a result of searching the intersection clockwise from the starting point, finds three of the intersections including at least the starting point.
  • a first polygon is generated, and as a result of searching for the intersection counterclockwise from the start point, a second polygon is generated when three of the intersections including at least the start point are found.
  • the generated one of the first polygon and the second polygon is set as the unworked land.
  • both the first polygon and the second polygon are generated, the larger area of the first polygon and the second polygon is set as the unworked land. You may.
  • the positioning unit continuously acquires the measurement points from the work start position to the work end position in one cutting operation, and the straight line generation unit is based on the acquired plurality of the measurement points.
  • the reference straight line may be generated, and the working straight line may be set so as to pass through the measurement point farthest from the unworked area across the reference straight line and to follow the reference straight line.
  • the linear generation unit performs the first operation based on the measurement points acquired between the work start position and the work interruption position.
  • a straight line is generated
  • a second work straight line is generated based on the measurement point acquired between the work interruption position and the work end position
  • the straight line generation unit is the said with respect to the first work straight line.
  • the section from the work start position to the work interruption position and the section from the work interruption position to the work end position are regarded as the cutting operations different from each other, and the first work straight line is set.
  • the second working straight line may be set as the working straight line different from each other.
  • a traveling route creating unit that generates a straight route to the unworked land and an automatic operation control unit that automatically executes the cutting work along the straight route are further provided, and the work straight line is the straight route. It may be generated by automatically executing the cutting operation along the route.
  • the present invention is an unworked land calculation method for generating an unworked land in a field by turning and cutting while the vehicle body repeatedly moves straight and turns, and the work start position to the work end position in one of the mowing operations.
  • the straight line generation step of generating a working straight line based on the measurement points indicating the position of the vehicle body acquired during the above period and the intersection of the working straight lines intersecting each other each time the working straight line is generated are calculated.
  • the present invention comprises an unworked land generation step of generating the unworked land forming a polygon having at least three intersections as vertices when at least three working straight lines intersect so as to form a closed region. ..
  • the last calculated intersection is set as the starting point, and as a result of searching the intersection clockwise from the starting point, three said intersections including at least the starting point are found.
  • a first polygon is generated, and as a result of searching for the intersection counterclockwise from the start point, a second polygon is generated when three of the intersections including at least the start point are found.
  • the generated one of the first polygon and the second polygon is set as the unworked land.
  • both the first polygon and the second polygon are generated, the larger area of the first polygon and the second polygon is set as the unworked land. You may.
  • a reference straight line is generated based on a plurality of the measurement points continuously acquired from the work start position to the work end position in one cutting operation, and the reference straight line is sandwiched.
  • the working straight line may be set so as to pass through the measuring point farthest from the unworked area and to follow the reference straight line.
  • the first operation is based on the measurement points acquired between the work start position and the work interruption position.
  • a straight line is generated, a second work straight line is generated based on the measurement point acquired between the work interruption position and the work end position, and in the straight line generation step, the said with respect to the first work straight line.
  • the inclination angle of the second work straight line is within a predetermined range, a straight line connecting the work start position and the work end position is generated as the work straight line, and the second work straight line with respect to the first work straight line is generated.
  • the section from the work start position to the work interruption position and the section from the work interruption position to the work end position are regarded as the cutting operations different from each other, and the first work straight line is set.
  • the second working straight line may be set as the working straight line different from each other.
  • a traveling route creating step for generating a straight route to the unworked land and an automated operation control step for automatically executing the cutting work along the straight route are further provided, and the work straight line is the straight route. It may be generated by automatically executing the cutting operation along the route.
  • an unworked land can be easily generated.
  • FIG. 1 is a side view showing the combine 1.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a positioning unit 34 and a base station 39.
  • Combine 1 performs work such as cutting culms in the field while autonomously traveling and turning in the field to be worked by automatic operation or manual operation.
  • the combine 1 is configured to perform automatic work in which steering is controlled by automatic driving and traveling speed is controlled by manual operation, and unmanned work in which steering and traveling speed are controlled by automatic driving.
  • the combine 1 includes a traveling unit 2, a harvesting unit 3, a threshing unit 4, a sorting unit 5, a storage unit 6, a straw waste processing unit 7, a power unit 8, and a control unit. It is equipped with 9.
  • the combine 1 is a so-called self-removing combine, and while traveling by the traveling unit 2, the grain culm (cutting target) cut by the cutting unit 3 is threshed by the threshing unit 4, and the grains are sorted by the sorting unit 5. And store it in the storage unit 6.
  • the combine 1 processes the straw after threshing by the straw processing unit 7.
  • the combine 1 drives the traveling unit 2, the harvesting unit 3, the threshing unit 4, the sorting unit 5, the storage unit 6, and the straw waste processing unit 7 by the power supplied from the power unit 8.
  • the traveling unit 2 includes a pair of left and right crawler type traveling devices 11 provided below the machine frame 10.
  • the crawler type traveling device 11 is connected to the engine 27 via a transmission (not shown) and is rotated by the output generated by the engine 27.
  • the combine 1 travels in the front-rear direction or turns in the left-right direction.
  • the cutting section 3 is provided in front of the traveling section 2.
  • the cutting unit 3 is provided so as to be able to move up and down between a descending position where the grain culm in the field can be cut and an ascending position where the grain culm cannot be cut.
  • the cutting unit 3 includes a divider 13, a raising device 14, a cutting device 15, and a transport device 16.
  • the divider 13 guides the grain culm in the field to the raising device 14.
  • the elevating device 14 causes the grain culm guided by the divider 13.
  • the cutting device 15 cuts the culm caused by the raising device 14.
  • the transport device 16 transports the grain culms cut by the cutting device 15 to the threshing section 4.
  • the threshing section 4 is provided behind the cutting section 3.
  • the threshing unit 4 includes a feed chain 18 and a handling cylinder 19.
  • the feed chain 18 conveys the grain culms conveyed from the transfer device 16 of the cutting unit 3 for threshing, and further conveys the grain culms after threshing, that is, the straw discharged to the straw processing unit 7.
  • the handling cylinder 19 threshs the culm carried by the feed chain 18.
  • the sorting unit 5 is provided below the threshing unit 4.
  • the sorting unit 5 includes a swing sorting device 21, a wind sorting device 22, a grain transporting device (not shown), and a straw waste discharging device (not shown).
  • the rocking sorting device 21 sifts the threshed grains that have fallen from the threshing section 4 and sorts them into grains, straw debris, and the like.
  • the wind sorting device 22 further sorts the threshed grains sorted by the rocking sorting device 21 into grains, straw debris, and the like by blowing air.
  • the grain transporting device transports the grains sorted by the rocking sorting device 21 and the wind sorting device 22 to the storage unit 6.
  • the straw waste discharging device discharges the straw waste and the like sorted by the rocking sorting device 21 and the wind sorting device 22 to the outside of the machine.
  • the storage section 6 is provided on the right side of the threshing section 4.
  • the storage unit 6 includes a grain tank 24 and a discharge device 25.
  • the grain tank 24 stores the grains transported from the sorting unit 5.
  • the discharging device 25 is composed of an auger or the like, and discharges the grains stored in the grain tank 24 to an arbitrary place.
  • the straw waste processing unit 7 is provided behind the threshing unit 4.
  • the straw discharge processing unit 7 includes a straw discharge transport device (not shown) and a straw discharge cutting device (not shown).
  • the straw-removing transport device conveys the straw-removed straw conveyed from the feed chain 18 of the threshing unit 4 to the straw-removing cutting device.
  • the straw-removing cutting device cuts the straw transported by the straw-removing transport device and discharges it to the outside of the machine.
  • the power unit 8 is provided above the front side of the traveling unit 2.
  • the power unit 8 includes an engine 27 that generates rotational power.
  • the power unit 8 transmits the rotational power generated by the engine 27 to the traveling unit 2, the cutting unit 3, the threshing unit 4, the sorting unit 5, the storage unit 6, and the straw waste processing unit 7.
  • the control unit 9 is provided above the power unit 8.
  • the control unit 9 includes a driver's seat 29, a touch panel 30 (see FIG. 3), and a plurality of operating tools (not shown).
  • the driver's seat 29 is provided on the right side of the vehicle body, for example, and includes a chair or the like on which an operator sits.
  • the touch panel 30 is provided at a position that can be operated by an operator seated in the driver's seat 29.
  • the touch panel 30 is a display unit that displays images and the like taken by various cameras described later, and is also an input unit that operates various devices by touching the displayed images.
  • the plurality of operating tools are operated by an operator seated in the driver's seat 29, and are a steering wheel for steering the combine 1, an accelerator for adjusting the rotation speed of the engine 27 (running speed of the vehicle body), and cutting. It includes an elevating switch and the like for elevating and lowering the unit 3.
  • the combine 1 includes an airframe camera 32 (see FIG. 3) and a positioning unit 34 (see FIG. 2).
  • the airframe camera 32 photographs the field.
  • the positioning unit 34 acquires a measurement point 71 (position information) indicating the position of the vehicle body (combine 1) by using a satellite positioning system such as GPS (Global Positioning System).
  • GPS Global Positioning System
  • the positioning unit 34 includes a mobile communication device 35, a mobile GPS antenna 36, and a data receiving antenna 37.
  • the mobile communication device 35 and the like are housed in a case and unitized.
  • the mobile communication device 35 acquires the position information of the vehicle body (to be exact, the mobile GPS antenna 36) by communicating with the GPS satellite via the mobile GPS antenna 36.
  • the mobile communication device 35 acquires measurement points 71 from a satellite positioning system (GPS satellite) at predetermined time intervals.
  • GPS satellite satellite positioning system
  • the mobile GPS antenna 36 is arranged, for example, on the front side of the upper part of the control unit 9.
  • a base station 39 is installed in the ridges and the like around the field to be worked on by the combine 1.
  • the base station 39 includes a fixed communication device 40, a fixed GPS antenna 41, a data transmission antenna 42, and a fixed camera 43.
  • the fixed communication device 40 acquires the position information of the base station 39 by communicating with the GPS satellite via the fixed GPS antenna 41.
  • the fixed communication device 40 transmits correction information based on the position information of the base station 39 to the mobile communication device 35 via the data transmission antenna 42.
  • the fixed camera 43 photographs the field.
  • the fixed communication device 40 acquires an image (field image) taken by the fixed camera 43, and transmits the field image to the mobile communication device 35 via the data transmission antenna 42.
  • the mobile communication device 35 of the positioning unit 34 receives the correction information and the field image transmitted from the fixed communication device 40 of the base station 39 via the data reception antenna 37.
  • the mobile communication device 35 corrects the position information of the vehicle body (combine 1) based on the correction information.
  • the base station 39 may not be installed, and the position information may not be corrected by the base station 39.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the combine 1.
  • the control device 45 includes an arithmetic processing unit 50, a storage unit 51, and a communication unit 52.
  • the arithmetic processing unit 50, the storage unit 51, and the communication unit 52 are electrically connected to each other. Further, the various components of the combine 1 described above are electrically connected to the control device 45 via the interface.
  • the control device 45 controls various components of the combine 1 in response to an input operation from the operator via the control unit 9.
  • the storage unit 51 is, for example, a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), a hard disk drive, a flash memory, or the like, and stores programs and data for controlling various components and functions of the combine 1. is doing.
  • the arithmetic processing unit 50 controls various components and various functions of the combine 1 by executing arithmetic processing based on the programs and data stored in the storage unit 51.
  • the control device 45 may be realized by a logic circuit (hardware) formed in an integrated circuit or the like instead of a processor or the like that executes a program or the like.
  • the communication unit 52 wirelessly communicates with the mobile terminal 53 owned by the worker.
  • the mobile terminal 53 is, for example, a tablet terminal provided with a touch panel, and is a terminal for remotely controlling the combine 1.
  • the mobile terminal 53 includes a mobile camera 54 that captures a field.
  • the communication unit 52 wirelessly communicates with the aerial photography device 56 such as a drone.
  • the aerial photography device 56 includes an aerial photography camera 57 for photographing a field.
  • the aerial photography device 56 operates according to the operation instruction transmitted from the communication unit 52.
  • the aerial photography device 56 may perform wireless communication with the mobile terminal 53 in place of / in addition to the communication unit 52.
  • the control device 45 controls the cameras 32, 43, 57 in the field. To shoot.
  • the control device 45 causes the touch panel 30 or the like to display the field images taken by the cameras 32, 43, 57.
  • the control device 45 controls the mobile terminal 53 via the communication unit 52 to display the field image on the touch panel 30 or the like. ..
  • the mobile terminal 53 and the aerial photography device 56 may be omitted, and the field information may not be acquired by the mobile terminal 53 or the aerial photography device 56.
  • the control device 45 acquires (stores in the storage unit 51) the position information (measurement point 71) of the combine 1 from the mobile communication device 35 of the positioning unit 34.
  • the control device 45 causes the touch panel 30 or the like to display, for example, a field information setting screen on which field information including the outer shape 70 of the field (shape of the outer edge of the field) can be set.
  • the control device 45 causes the touch panel 30 or the like to display a field map based on the field information and a traveling route showing the traveling direction of the combine 1 on the field map.
  • FIG. 4 is a plan view showing a state in which the outer shape 70 of the field is generated.
  • FIG. 5 is a plan view showing a state in which the headland 72A and the automatic traveling area 73A are set in the field.
  • the control device 45 includes a field information setting unit 60, a travel route creation unit 62, and an automatic operation control unit 63.
  • the field information setting unit 60, the travel route creation unit 62, and the automatic operation control unit 63 are provided as functions of the control device 45, and specifically, arithmetic processing is performed according to a program or data stored in the storage unit 51. This is realized by the unit 50 executing arithmetic processing.
  • the field information setting unit 60 generates the outer shape 70 of the field and the unworked land 73 (the area where the harvesting work is not performed) by the rotary cutting in which the vehicle body (combine 1) repeats the straight movement and the turning work. It should be noted that the four arrows shown by the alternate long and short dash lines in FIGS. 4 and 5 indicate the traveling direction (circumferential direction) of the combine 1, and one arrow indicates one cutting operation (1 straight step).
  • the worker manually runs the combine 1 along the outer edge of the field (not shown).
  • the combine 1 repeatedly goes straight while changing its direction, and mowing (cutting around) while making one round of the field causes the field information setting unit 60 to obtain position information (measurement point 71) via the positioning unit 34. Based on this, the outer shape 70 of the field is generated.
  • the worker manually runs the combine 1 to generate the unworked land 73.
  • the combine 1 since the outer shape 70 of the field has a substantially square shape, the combine 1 alternately repeats going straight and changing direction (turning) at the corner of the field.
  • the work area 72 is formed in a substantially rectangular ring shape on the trace of the completion of the mowing of the field on the first lap (the second lap including the mowing to generate the outer shape 70 of the field), and the work has already been done.
  • An unworked land 73 is formed within the range surrounded by the ground 72 (inside the existing work land 72).
  • the field information setting unit 60 stores (stores) the position information indicating the outer shape 70 of the field and the unworked area 73 in the storage unit 51.
  • the existing work area 72 becomes wider by repeating mowing around the field in a swirling manner inward.
  • the existing work area 72 becomes a headland 72A for turning (turning) the combine 1 during automatic operation.
  • the existing work area 72 formed when the field is mowed for two laps is defined as the headland 72A. ..
  • the unworked land 73 surrounded by the headland 72A is an automatically travelable area 73A for setting a travel route or the like for automatic driving by the travel route creation unit 62 described later.
  • the field information setting unit 60 stores the position information indicating the headland 72A and the automatic traveling area 73A in the storage unit 51.
  • the expression “1st lap” and “2nd lap” does not include the round cutting for generating the outer shape 70 of the field.
  • the mowing of the field after the second lap is executed by manual running or automatic running.
  • the field information setting unit 60 may acquire field information such as the outer shape 70 of the field based on the information manually input by the operator on the field information setting screen displayed on the touch panel 30 or the like.
  • the field information setting unit 60 acquires at least one field image taken by various cameras 32, 43, 54, 57 and analyzes the field information by image analysis of at least one field image. It may be acquired automatically.
  • the travel route creation unit 62 generates a straight route S to be referred to when the combine 1 automatically goes straight (straight on the headland) in order to form the headland 72A (cuts around the field on the second lap). (See FIG. 5), stored in the storage unit 51.
  • the travel route creating unit 62 is located inside the unworked land 73 formed after cutting around the field on the first lap based on the outer shape 70 of the field and the position information of the unworked land 73, and is around the outside of the unworked land 73.
  • a straight path S is generated along the above.
  • the traveling route creating unit 62 sets the straight route S so as to be adjacent to the existing work area 72 so that no uncut portion is generated between the combine 1 and the existing work area 72.
  • the travel route creation unit 62 refers to a travel route (not shown) that the combine 1 refers to when performing automatic driving (automatic driving and automatic cutting) in the automatic traveling area 73A set inside the headland 72A. Is generated and stored in the storage unit 51. It is preferable that the traveling route creating unit 62 sets a linear route for cutting while traveling, and sets a traveling route by combining a plurality of linear routes with respect to the automatic traveling possible area 73A. The traveling route creating unit 62 may generate a traveling route so as to proceed with cutting from the periphery of the automatic traveling area 73A toward the center side. The traveling route creating unit 62 may generate a traveling route so as to position the automatic traveling region 73A on the left side of the vehicle body.
  • the travel route creation unit 62 may select a travel route with good work efficiency from a plurality of provisionally generated travel routes in the new creation or modification of the travel route.
  • the work efficiency is determined in consideration of not only the running accompanied by cutting but also the free running distance, turning, and the like.
  • the travel route creation unit 62 may set the travel route based on the information manually input by the operator using the touch panel 30 or the like, or the travel route creation unit 62 may set the travel route based on the field information set by the field information setting unit 60.
  • the travel route may be set automatically.
  • the travel route creation unit 62 sets a travel route of a predetermined travel pattern such as reciprocating mowing travel and roundabout mowing travel.
  • the travel route includes, in addition to the linear route for cutting the grain culm, an idle route that moves from one linear route to another linear route. It is advisable to generate a traveling route so as to shorten the free running distance).
  • the straight route S and the traveling route include a traveling setting related to traveling and a work setting related to work such as cutting.
  • the travel setting includes the travel speed and the traveling direction (steering direction, forward, backward) at each traveling position in addition to the traveling position in the field.
  • the work settings include information about the start or stop of cutting at each running position, cutting speed and height, and other work.
  • the automatic driving control unit 63 controls the power unit 8, the traveling unit 2, and the cutting unit 3 based on the traveling setting and the working setting generated by the traveling route creating unit 62, and automatically follows the straight route S and the traveling route. Automatically execute cutting work (automatic operation) while driving. Further, the automatic operation control unit 63 controls the threshing unit 4, the sorting unit 5, the storage unit 6, and the straw waste processing unit 7, to thresh the culm after threshing, to sort the grains and straw scraps after the threshing. It automatically stores grains after sorting and processes straw after threshing.
  • the combine 1 includes a gyro sensor and an azimuth sensor (geomagnetic sensor) (neither of them is shown). The automatic operation control unit 63 may acquire displacement information and azimuth information from these sensors and adjust the automatic operation of the combine 1 based on the position information, displacement information and azimuth information using the satellite positioning system.
  • FIG. 6 is a plan view showing a state in which one cutting operation is executed in the field.
  • FIG. 7 is a plan view showing a state in which two cutting operations are executed in the field.
  • FIG. 8 is a plan view showing a state in which the cutting work of the second lap is started in the field.
  • the outer shape 70 of the field and the direction of the culm may be preset, and the headland 72A and the automatic traveling area 73A (traveling route) may be calculated based on the preset outer shape 70 of the field. If the actual grain orientation of the grain is tilted with respect to the preset row orientation, the combine 1 cuts along the actual grain orientation of the grain, so that the actually formed headland The 72A and the self-driving area 73A do not match the calculated headland 72A and the self-driving area 73A. Therefore, when the automatic operation is executed in the automatic travelable area 73A calculated from the outer shape 70 and the like of the preset field, there is a possibility that uncut parts and the like may occur. Therefore, the combine 1 according to the present embodiment has a function of generating an unworked area 73 (automatic traveling area 73A) based on the information when the vehicle body is actually moved straight.
  • the field information setting unit 60 includes a straight line generation unit 65 and an unworked area generation unit 66.
  • the straight line generation unit 65 and the unworked area generation unit 66 are realized by the arithmetic processing unit 50 executing arithmetic processing according to a program or the like stored in the storage unit 51.
  • the straight line generation unit 65 determines that the lowering of the cutting unit 3 from the ascending position to the descending position is the start of one cutting operation (1 straight line step), and stores the position as the operation start position P1 in the storage unit 51. .. Further, the straight line generation unit 65 determines that raising the cutting unit 3 from the descending position to the ascending position is the end of one cutting operation, and stores the position as the work end position P2 in the storage unit 51. In addition, the straight line generation unit 65 determines that the start / end of the automatic operation along the straight path S is the start / end of one cutting work, and those positions are the work start position / work end position P1,. It may be stored in the storage unit 51 as P2.
  • the straight line generation unit 65 may store in the storage unit 51 the positions where the operator inputs the start / end of the cutting work from the touch panel 30 or the like as the work start position / work end positions P1 and P2.
  • the positioning unit 34 continuously acquires the measurement points 71 (at predetermined time intervals) from the work start position P1 to the work end position P2 in one cutting operation.
  • the straight line generation unit 65 is a work straight line 75 based on the measurement points 71 acquired between the work start position P1 and the work end position P2 in one cutting operation executed manually or automatically. To generate. That is, the straight line generation unit 65 generates a work straight line 75 for each straight line step. Specifically, the straight line generation unit 65 calculates the working straight line 75 by linearly approximating the traveling locus composed of the acquired plurality of measurement points 71. The work straight line 75 is formed at the boundary between the existing work area 72 (bedland 72A) and the unworked area 73 (automatic traveling area 73A) (see FIGS. 4 and 5).
  • the straight line generation unit 65 reflects the deviation between the moving GPS antenna 36 and the left end portion of the divider 13 in the calculation result, and the working straight line 75. Is calculated.
  • the work straight line 75 is composed of position information (coordinate data) of two points (start point and end point).
  • the straight line generation unit 65 stores the position information (coordinate data) of the work straight line 75 in the storage unit 51.
  • the work straight line 75 is calculated so as to be longer than the distance obtained by the position information between two actual points in consideration of the calculation error, and the work straight line 75 extended from the reality is provided in the storage unit 51.
  • the indicated position information is stored.
  • the straight line generation unit 65 may use a straight line passing through more measurement points 71 as the work straight line 75, or approximate it using the least squares method.
  • the straight line may be the working straight line 75.
  • the straight line generation unit 65 may use the straight line connecting the work start position P1 and the work end position P2 as the work straight line 75, or between a plurality of manually or automatically selected measurement points 71.
  • the connected straight line may be used as the working straight line 75.
  • the start point / end point of the work straight line 75 may not match the work start position / work end positions P1 and P2.
  • the unworked land generation unit 66 calculates an intersection point 76 between the work straight lines 75 that intersect each other. Further, the unworked area generation unit 66 stores the position information (coordinate data) of the intersection 76 and the order in which the intersection 76 is calculated in the storage unit 51.
  • the combine 1 goes straight from the lower right corner of the field toward the upper right corner, turns (turns) at the upper right corner of the field, and then moves from the upper right corner to the upper left corner of the field. Go straight toward.
  • the straight line generation unit 65 When the straight line generation unit 65 generates the work straight line 75 for each straight line step, the first intersection 76 is set in the upper right corner of the field. After that, as shown in FIG. 4, the combine 1 alternately repeats turning and going straight to make one round counterclockwise in the field, so that a working straight line 75 is sequentially generated, and an intersection portion between the working straight lines 75 is generated.
  • the intersection 76 is set in. That is, four intersections 76 are set in order counterclockwise from the upper right corner of the field in a state where the round cutting of the field in the first lap is completed.
  • the unworked land generation unit 66 forms a quadrangle having four intersections 76 as vertices when the four working straight lines 75 intersect so as to form a closed region. 73 is generated. In other words, the unworked land 73 is generated within the range connecting the four intersections 76 in the calculation order.
  • the unworked area generation unit 66 determines whether or not a closed area is formed by at least three working straight lines 75. If the number of work lines 75 generated is less than three, or if the work lines 75 do not form a closed area, the unworked area generation unit 66 waits for the next work line 75 to be generated. On the other hand, when three or more work straight lines 75 form a closed area, the unworked area generation unit 66 sets the last calculated intersection 76 at the start point 76A.
  • the unworked area generation unit 66 generates a first polygon 77 when three intersections 76 including at least the start point 76A are found as a result of searching the intersection 76 clockwise from the start point 76A, and antiverses from the start point 76A.
  • the second polygon 78 is generated when three intersection 76 including at least the start point 76A are found.
  • the unworked land generation unit 66 of the first polygon 77 and the second polygon 78 The generated one is set as the unworked area 73.
  • the unworked land generation unit 66 has an area of the first polygon 77 and the second polygon 78. The larger one is set as the unworked area 73.
  • the unworked area generation unit 66 stores the set unworked area 73 (intersection point 76) in the storage unit 51, and deletes the intersection point 76 that does not constitute the unworked area 73 from the storage unit 51. Further, as already described, when the rounding of the field on the second lap is completed, the unworked land generation unit 66 sets the existing work land 72 as the headland 72A, and the three or more left without being deleted. The unworked area 73 having the intersection 76 as the apex is set as the automatic travelable area 73A, and these are stored in the storage unit 51.
  • the outer shape 70 of the field, the existing work area 72 (bedland 72A), the unworked area 73 (automatic traveling area 73A), the work straight line 75, the intersection 76, etc. are displayed on the touch panel 30 or the like as a part of the field information. To.
  • intersection point 76 (starting point 76A) calculated at the end becomes the intersection point 76 in the lower right corner of the field.
  • the intersection 76 is searched clockwise from the start point 76A, so that the first polygon 77 is not generated.
  • the intersection 76 is searched counterclockwise from the start point 76A, four intersections 76 including the start point 76A are found, so that a second polygon 78 having the four intersections 76 as vertices is generated, which is an unworked land. It is set as 73.
  • the above-mentioned search for the intersection 76 may be omitted, and a closed area consisting of four working straight lines 75 may be set as the unworked land 73. That is, the unworked area 73 may be calculated only by reading out the four intersections 76 stored in the storage unit 51.
  • this new work straight line 75 is generated second. It intersects the work straight line 75 and the fourth generated work straight line 75, and two new intersections 76 are calculated at the lower right and upper right of the field.
  • the intersection 76 in the upper right corner of the field becomes the start point 76A, and when the intersection 76 is searched clockwise from the start point 76A, four intersection 76 including the start point 76A are found (see the four white-painted circles shown in FIG. 8).
  • intersections 76 including the start point 76A can be found by searching the intersection 76 counterclockwise from the start point 76A (see two white-painted circles and two black-painted circles shown in FIG. 8). Therefore, the unworked land generation unit 66 generates the first polygon 77 and the second polygon 78, and calculates and compares the areas of the first polygon 77 and the second polygon 78. Then, the second polygon 78 having a larger area is set as the unworked land 73. The two intersections 76 (two black circles shown in FIG. 8) of the lower right corner and the upper right corner of the field that no longer constitute the unworked land 73 are deleted.
  • the headland 72A is formed, and the unworked land 73 having the four intersections 76 left at that time as the vertices can automatically travel. It is set as the area 73A. It should be noted that the working straight line 75 at the time of turning around the first lap and the working straight line 75 at the time of turning around the second lap adjacent to the inside thereof are formed substantially parallel to each other.
  • FIG. 9 is a flowchart showing a method of calculating an unworked area.
  • the worker gets on the driver's seat 29 of the combine 1 and cuts the field counterclockwise (see FIGS. 4 and 5).
  • the mowing of the field on the first lap is carried out by manual running by the operator, and the mowing of the field on the second lap is carried out by manual running or automatic operation by the worker.
  • the positioning unit 34 acquires the position information (measurement point 71) of the vehicle body (combine 1) from the satellite positioning system at predetermined time intervals.
  • the unworked land calculation method includes a straight line generation step S1 and an unworked land generation step S2.
  • the straight line generation unit 65 In the straight line generation step S1, the straight line generation unit 65 generates a work straight line 75 based on the measurement points 71 acquired between the work start position P1 and the work end position P2 in one step (see FIG. 6).
  • the unworked area generation step S2 includes an intersection determination step S21, an intersection calculation step S22, a closed region determination step S23, and a generation execution step S24.
  • intersection determination step S21 each time the work straight line 75 is generated, it is determined whether or not there is a work straight line 75 in which the unworked area generation unit 66 intersects with each other.
  • the intersection calculation step S22 the unworked area generation unit 66 calculates the intersection points 76 between the work straight lines 75.
  • the process returns to the straight line generation step S1, and the unworked area generation unit 66 waits for the generation of the next work straight line 75.
  • the closed area determination step S23 After the intersection 76 is calculated, in the closed area determination step S23, it is determined whether or not the unworked area generation unit 66 intersects at least three work lines 75 so as to form a closed area.
  • a closed region see FIGS. 4 and 5
  • the unworked land generation unit 66 forms a polygonal unworked land 73 having at least three intersections 76 as vertices. To generate.
  • the closed region is not configured (NO in the closed region determination step S23)
  • the process returns to the straight line generation step S1, and the unworked area generation unit 66 waits for the generation of the next work straight line 75.
  • the generation execution step S24 includes a search step S31, a polygon generation step S32, a generation determination step S33, a setting step S34, and a comparison setting step S35.
  • the unworked area generation unit 66 sets the last calculated intersection 76 as the start point 76A, searches for the intersection 76 clockwise from the start point 76A, and sets the intersection 76 counterclockwise from the start point 76A. Search for.
  • the unworked land generation unit 66 In the polygon generation step S32, when three intersections 76 including at least the start point 76A are found as a result of searching clockwise, the unworked land generation unit 66 generates the first polygon 77 (FIG. 8). reference). Further, in the polygon generation step S32, when three intersections 76 including at least the start point 76A are found as a result of searching counterclockwise, the unworked land generation unit 66 generates the second polygon 78. (See FIG. 8). If at least three intersections 76 cannot be found as a result of searching clockwise or counterclockwise in the polygon generation step S32, the unworked area generation unit 66 may use the first polygon 77 or the second poly. Does not generate a polygon 78.
  • the unworked area generation unit 66 determines whether or not both the first polygon 77 and the second polygon 78 have been generated.
  • the unworked land generation unit 66 is the first polygon 77.
  • the generated one of the second polygon 78 is set as the unworked land 73.
  • the first polygon 77 and the second polygon 78 are generated in the comparison setting step S35.
  • the area of the first polygon 77 and the second polygon 78 whichever has the larger area, is set as the unworked land 73.
  • the unworked area calculation method includes a traveling route creation step S4 and an automatic operation control step S5.
  • the travel route creation step S4 and the automatic operation control step S5 are executed prior to the linear generation step S1. Since the rounding of the field on the second lap may be performed manually, in FIG. 9, the traveling route creating step S4 and the automatic operation control step S5 are shown by broken lines.
  • the travel route creation unit 62 In the travel route creation step S4, the travel route creation unit 62 generates a straight route S along at least one side (or the outer shape 70 of the field) of the unworked land 73 inside the unworked land 73 (see FIG. 5). ). In the travel route creation step, the straight route S is generated so as to be substantially parallel to the work straight line 75. Further, in the automatic operation control step, the automatic operation control unit 63 automatically executes the cutting operation along the straight path S. The work straight line 75 is generated by automatically executing the cutting work along the straight path S. In the traveling route creation step S4, the straight route S may be generated based on the work start position / work end position P1 and P2 input by the operator from the touch panel 30 or the like.
  • the travel route creation step S4 and the automatic movement are performed.
  • the operation control step S5 and the operation control step S5 may be executed prior to the linear generation step S1.
  • an unworked area 73 (automatic driving area 73A) is generated by mowing around the field (see FIG. 5).
  • the travel route creation unit 62 After that, the travel route creation unit 62 generates a travel route referred to for performing automatic driving inside the automatic travel possible area 73A.
  • the travel route creation unit 62 determines whether the travel route can be generated on the unworked area 73, and if the travel route can be generated, it is displayed on the touch panel or the like. Enable the button function. When the operator touches a button displayed on the touch panel or the like, the combine 1 switches to the automatic driving mode.
  • the travel route creation unit 62 sets a travel route by combining a straight route S and a plurality of linear routes substantially parallel to the work straight line 75. Further, information (route generation possible area) indicating how far the traveling route can be generated is stored in the storage unit 51, and the route generation possible area is displayed on the touch panel or the like. The operator can confirm the route generationable area displayed on the touch panel or the like. In addition, it is possible to notify the operator to what extent the traveling route can be generated.
  • the work straight line 75 can be generated every time one cutting work is completed, and the intersection 76 between the work straight lines 75 is set as the apex. Unworked land 73 can be generated. As a result, for example, compared to the case where a large number of points (positions) are set after one round of mowing in the field and the unworked land 73 is obtained by connecting these positions with a line, the unworked land 73 can be easily obtained. Can be asked.
  • the combine 1 (unworked land calculation method) according to the present embodiment, it is possible to execute the harvesting work along the actual direction of the grain of the grain to set the headland 72A and the automatic traveling area 73A. can. As a result, since the traveling route is set in the automatic traveling area 73A according to the actual direction of the strip, it is possible to realize the automatic driving with the minimum uncut portion.
  • the latest unworked land 73 can be obtained with the intersection 76 finally calculated as a reference (starting point 76A).
  • the unworked land 73 which is reduced by continuing the mowing work, can always be updated to the latest unworked land 73.
  • the combine 1 (unworked land calculation method) according to the present embodiment, it is possible to perform the mowing work while automatically going straight (straight on the headland) with respect to the mowing around the field on the second lap, and the mowing work is performed automatically.
  • a work straight line 75 can be obtained for each harvesting work.
  • the unworked land 73 can be easily obtained.
  • the work straight line 75 can be obtained based on a plurality of measurement points 71 continuously acquired from the start to the end of the harvesting work, the work straight line with little deviation along the straight line of the actual combine 1 can be obtained. 75 can be obtained.
  • FIG. 10 is a plan view showing a state in which one cutting operation is executed in the field.
  • the same or corresponding configurations as the combine 1 (unworked land calculation method) already described will be designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
  • the grain culm may not be planted straight along the strip direction. That is, the outer edge of the unworked ground 73 may be formed in an uneven shape. In such a case, the combine 1 performs the cutting work while meandering so that the outer edge of the unworked land 73 is along the unevenness.
  • the working straight line 75 is generated by linearly approximating the plurality of measurement points 71 acquired during the cutting work, the working straight line 75 may overlap with a part of the unworked land 73. That is, the area that is not actually cut may be set as the work area 72, and the uncut grain culm may remain in the work area 72. Therefore, the combine 1 (method for calculating the unworked area) according to the first modification has a function of preventing uncut portion in the existing work area 72.
  • the straight line generation unit 65 is based on a plurality of measurement points 71 continuously acquired from the work start position P1 to the work end position P2 in one cutting operation. To generate a reference straight line 80.
  • the calculation method of the reference straight line 80 is the same as the calculation method of the work straight line 75.
  • the straight line generation unit 65 determines the measurement point 71 farthest from the unworked ground 73 with the reference straight line 80 in between. That is, the measurement point 71 located on the outermost side from the unworked area 73 is specified.
  • the straight line generation unit 65 sets the work straight line 75 (substantially parallel) so as to pass through the specified measurement point 71 and follow the reference straight line 80.
  • the work straight line 75 is set to pass through the measurement point 71 farthest from the unworked land 73.
  • the existing work area 72 is surely formed on the outside of the unworked area 73, it is possible to prevent the area that is not actually cut from being set as the existing work area 72.
  • the actual unworked land 73 does not protrude into the worked land 72, and it is possible to prevent uncut culm.
  • a reference straight line 80 having a small deviation along the actual movement of the combine 1.
  • the working straight line 75 is set substantially parallel to the reference straight line 80, but in the present specification, the working straight line 75 is the reference.
  • the setting along the straight line 80 is a concept that the working straight line 75 is not limited to being parallel to the reference straight line 80 and allows some inclination.
  • the straight line generation unit 65 may set a working straight line 75 that passes through the specified measurement point 71 and is inclined with respect to the reference straight line 80 as long as there is no uncut portion (not shown). ..
  • the straight line generation unit 65 moves the reference straight line 80 so as to pass through the specified measurement point 71 (accurately, the coordinates when the reference straight line 80 is moved are calculated).
  • the reference straight line 80 may be set as the working straight line 75.
  • FIG. 11 is a plan view showing a state in which the combine 1 resumes after interrupting the cutting work.
  • the same or corresponding configurations as the combine 1 (unworked land calculation method) already described will be designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
  • one cutting operation (1 straight step) may be interrupted and the cutting operation may be restarted after the clogging is cleared.
  • the traveling direction of the restarted cutting work may be slightly inclined with respect to the traveling direction of the cutting work before the interruption. Therefore, the combine 1 (method for calculating the unworked area) according to the second modification has a function for generating an appropriate work straight line 75 even if one cutting operation is stopped in the middle.
  • the linear generation unit 65 acquires between the work start position P1 and the work interruption position P3.
  • a first work straight line 81 is generated based on the measured measurement point 71 (not shown in FIG. 11), and the measurement point 71 acquired between the work interruption position P3 and the work end position P2 (FIG. 11 in FIG. 11).
  • a second working line 82 is generated based on (not shown).
  • the straight line generation unit 65 connects the work start position P1 and the work end position P2.
  • a straight line is generated as a working straight line 75 (see the thick dashed line in FIG. 11).
  • the straight line generation unit 65 is a section from the work start position P1 to the work interruption position P3.
  • the section from the work interruption position P3 to the work end position P2 is set as different cutting work, and the first work straight line 81 and the second work straight line 82 are set as different work straight lines 75.
  • the predetermined range of the inclination angle ⁇ of the second working straight line 82 with respect to the first working straight line 81 is set in the range of 1 to 10 degrees.
  • the predetermined range of the inclination angle ⁇ may be freely set according to the size and shape of the field, the experience of the operator, and the like, or the operator may input a free value via the touch panel 30 or the like.
  • the combine 1 (unworked area calculation method) according to the second modification of the present embodiment described above, even if one cutting work is stopped in the middle, the second work with respect to the first work straight line 81 is performed.
  • the inclination angle ⁇ of the straight line 82 is within a predetermined range, it can be treated as one working straight line 75.
  • the unworked land 73 can be easily obtained with a small amount of calculation.
  • the characteristics of the combine 1 (unworked land calculation method) according to the second modification may be applied to the combine 1 (unworked land calculation method) according to the first modification.
  • the field is mowed twice, so that the headland is used.
  • 72A and the self-driving region 73A were formed, but the present invention is not limited thereto.
  • the headland 72A and the self-driving area 73A may be formed by cutting around the field for one or three or more laps.
  • the traveling route creating unit 62 generates four straight routes S along the outer periphery (four sides) of the unworked land 73.
  • the present invention is not limited to this.
  • the travel route creation unit 62 may generate a straight route S along at least one side of the unworked land 73 inside the unworked land 73. In the route (area) where the straight route S is not generated, the operator may manually drive the combine 1 straight.
  • a traveling route is generated in the automatic traveling area 73A formed by making two rounds of mowing around the field.
  • the automatic travelable area 73A and the travel route are generated by calculating the range in which the combine 1 does not collide with an obstacle in the field (for example, an entrance to the field, a water valve, a drainage port, an underdrain exhaust port, etc.) during automatic operation. ..
  • an obstacle in the field for example, an entrance to the field, a water valve, a drainage port, an underdrain exhaust port, etc.
  • the turning combine 1 collides with an obstacle. It may be changed to a route.
  • control device 45 may display on the touch panel 30 or the like that there is a possibility of contact with an obstacle and issue a warning or alert to the operator.
  • the field information setting unit 60 reduces (changes the shape) the automatically traveling area 73A to the extent that the turning combine 1 does not collide with an obstacle, and the traveling route creating unit 62 is reduced so that the automatic traveling is possible. It may be generated in the traveling path in the region 73A. In areas where there is a possibility of collision with obstacles, it is preferable for the operator to manually drive the combine 1. Further, the combine 1 makes it possible to set the turning radius according to the operation of the operator, and for example, it is possible to select and set from three stages of small turn, standard, and software.
  • the turning combine 1 may be changed to a traveling path that collides with an obstacle.
  • the turning radius was initially set to a small turn, but if the turning radius is changed to soft during the work, the combine 1 may become a turning path that collides with an obstacle.
  • the control device 45 may notify the operator by displaying on the touch panel 30 or the like that there is a possibility of contacting an obstacle due to the setting of the turning radius. Further, when the turning radius is such that the control device 45 collides with an obstacle, the control device 45 notifies the operator by displaying on the touch panel 30 or the like to urge the operator to change the turning radius so as not to collide with the obstacle. May be good.
  • the control device 45 automatically stops the combine 1 that is automatically traveling in this area when an area that may come into contact with an obstacle arises due to the setting of the turning radius, the control device 45 automatically stops the automatic traveling and the operator.
  • the combine 1 may be manually driven.
  • the control device 45 notifies the operator by displaying on the touch panel 30 that the area may come into contact with an obstacle due to the setting of the turning radius and that the combine 1 is to be manually driven. You may.
  • the control device 45 indicates to the operator that the combine 1 has exited the area and that the combine 1 can continue to run automatically by displaying on the touch panel 30 or the like. You may notify.
  • the combine 1 (method for calculating unworked land) according to the present embodiment, in order to mow around a square field, four work straight lines 75 form a square closed area, and four intersection points 76 are vertices.
  • the unworked land 73 forming a square shape is formed, but the present invention is not limited to this.
  • the unworked land generation unit 66 may generate an unworked land 73 forming a polygon having at least three intersections 76 as vertices when at least three working straight lines 75 intersect so as to form a closed region. ..
  • the display unit for displaying information and the input unit for receiving human operations are the touch panels of the touch panel 30 or the mobile terminal 53 (tablet terminal), but the present invention is limited to this. Not done.
  • the control unit 9 may be provided with a notebook computer instead of the touch panel 30 (not shown).
  • the mobile terminal 53 may be a notebook computer (not shown).
  • the liquid crystal display is an example of the display unit, and the keyboard and mouse are examples of the input unit.
  • the touch panel 30 is provided separately from the mobile terminal 53, but the present invention is not limited to this, and the touch panel 30 may be detachably provided and the touch panel 30 may be used as the mobile terminal 53. good.
  • the touch panel 30 or the like also serves as a display unit for displaying information and an input unit for inputting an artificial operation, but the present invention is not limited to this.
  • a display unit such as a liquid crystal display and an input unit such as a keyboard, mouse, button, and switch may be provided separately (not shown).

Abstract

【課題】簡単に未作業地を生成することができるコンバインを提供する。 【解決手段】 コンバイン1は、車体が直進と旋回とを繰り返しながら刈取作業を行う回り刈りによって圃場の未作業地73を生成する。コンバイン1は、車体の位置を示す計測点を取得する測位部と、1つの刈取作業において作業開始位置P1から作業終了位置P2までの間に取得された計測点に基づいて作業直線75を生成する直線生成部と、作業直線75が生成される度に互いに交差する作業直線75どうしの交点76を算出し、少なくとも3つの作業直線75が閉じた領域を構成するように交差した場合に、少なくとも3つの交点76を頂点とする多角形を成す未作業地73を生成する未作業地生成部と、を備えた。

Description

コンバインおよび未作業地算出方法
 本発明は、未作業地を生成するコンバインおよび未作業地算出方法に関する。
 圃場を周囲刈り(回り刈り)することにより形成される既作業地の内側の未作業地の外形形状を算出する外形形状算出システムが知られている(特許文献1)。このシステムでは、圃場の回り刈りを1周した時点で、複数の第一測定位置と複数の第二測定位置の少なくとも一方を結んで形成される形状の内側に基準点(重心点)を設定し、基準点により近い測定位置を線で結ぶことで作業対象領域の外形形状を算出していた。
特開2020-22375号公報
 しかしながら、上記したシステムでは、作業対象領域の外形形状を算出するにあたり、圃場の回り刈りを1周した後、基準点を設定し、基準点に基づいて測定位置を選定し、測定位置を線で結ぶ必要があった。すなわち、多くの点(位置)を特定し、多くの工程を経なければ、作業対象領域の外形形状を算出することができなかった。
 本発明は、簡単に未作業地を生成することができるコンバインおよび未作業地算出方法を提供する。
 本発明は、車体が直進と旋回とを繰り返しながら刈取作業を行う回り刈りによって圃場の未作業地を生成するコンバインであって、前記車体の位置を示す計測点を取得する測位部と、1つの前記刈取作業において作業開始位置から作業終了位置までの間に取得された前記計測点に基づいて作業直線を生成する直線生成部と、前記作業直線が生成される度に互いに交差する前記作業直線どうしの交点を算出し、少なくとも3つの前記作業直線が閉じた領域を構成するように交差した場合に、少なくとも3つの前記交点を頂点とする多角形を成す前記未作業地を生成する未作業地生成部と、を備えた。
 この場合、前記未作業地生成部は、最後に算出された前記交点を始点に設定し、前記始点から時計周りに前記交点を検索した結果、少なくとも前記始点を含んで3つの前記交点を見つけ出した場合に第1の多角形を生成し、前記始点から反時計周りに前記交点を検索した結果、少なくとも前記始点を含んで3つの前記交点を見つけ出した場合に第2の多角形を生成し、前記第1の多角形と前記第2の多角形の何れか一方のみが生成された場合には前記第1の多角形と前記第2の多角形のうち生成された方を前記未作業地として設定し、前記第1の多角形と前記第2の多角形の両方が生成された場合には前記第1の多角形と前記第2の多角形のうち面積が大きい方を前記未作業地として設定してもよい。
 この場合、前記測位部は、1つの前記刈取作業において前記作業開始位置から前記作業終了位置まで継続して前記計測点を取得し、前記直線生成部は、取得された複数の前記計測点に基づいて基準直線を生成し、前記基準直線を挟んで前記未作業地から最も離れた前記計測点を通過し、且つ前記基準直線に沿うように前記作業直線を設定してもよい。
 この場合、1つの前記刈取作業が中断された後に再開された場合において、前記直線生成部は、前記作業開始位置から作業中断位置までの間に取得された前記計測点に基づいて第1の作業直線を生成し、前記作業中断位置から前記作業終了位置までの間に取得された前記計測点に基づいて第2の作業直線を生成し、前記直線生成部は、前記第1の作業直線に対する前記第2の作業直線の傾斜角度が所定範囲内である場合、前記作業開始位置と前記作業終了位置とを結ぶ直線を前記作業直線として生成し、前記第1の作業直線に対する前記第2の作業直線の傾斜角度が所定範囲を超える場合、前記作業開始位置から前記作業中断位置までの区間と前記作業中断位置から前記作業終了位置までの区間とを互いに異なる前記刈取作業とし、前記第1の作業直線と前記第2の作業直線とを互いに異なる前記作業直線として設定してもよい。
 この場合、前記未作業地に直進経路を生成する走行経路作成部と、前記直進経路に沿って自動で前記刈取作業を実行する自動運転制御部と、を更に備え、前記作業直線は、前記直進経路に沿って自動で前記刈取作業を実行することで生成されてもよい。
 本発明は、車体が直進と旋回とを繰り返しながら刈取作業を行う回り刈りによって圃場の未作業地を生成する未作業地算出方法であって、1つの前記刈取作業において作業開始位置から作業終了位置までの間に取得された前記車体の位置を示す計測点に基づいて作業直線を生成する直線生成工程と、前記作業直線が生成される度に互いに交差する前記作業直線どうしの交点を算出し、少なくとも3つの前記作業直線が閉じた領域を構成するように交差した場合に、少なくとも3つの前記交点を頂点とする多角形を成す前記未作業地を生成する未作業地生成工程と、を備えた。
 この場合、前記未作業地生成工程では、最後に算出された前記交点を始点に設定し、前記始点から時計周りに前記交点を検索した結果、少なくとも前記始点を含んで3つの前記交点を見つけ出した場合に第1の多角形を生成し、前記始点から反時計周りに前記交点を検索した結果、少なくとも前記始点を含んで3つの前記交点を見つけ出した場合に第2の多角形を生成し、前記第1の多角形と前記第2の多角形の何れか一方のみが生成された場合には前記第1の多角形と前記第2の多角形のうち生成された方を前記未作業地として設定し、前記第1の多角形と前記第2の多角形の両方が生成された場合には前記第1の多角形と前記第2の多角形のうち面積が大きい方を前記未作業地として設定してもよい。
 この場合、前記直線生成工程では、1つの前記刈取作業において前記作業開始位置から前記作業終了位置まで継続して取得された複数の前記計測点に基づいて基準直線を生成し、前記基準直線を挟んで前記未作業地から最も離れた前記計測点を通過し、且つ前記基準直線に沿うように前記作業直線を設定してもよい。
 この場合、1つの前記刈取作業が中断された後に再開された場合において、前記直線生成工程では、前記作業開始位置から作業中断位置までの間に取得された前記計測点に基づいて第1の作業直線を生成し、前記作業中断位置から前記作業終了位置までの間に取得された前記計測点に基づいて第2の作業直線を生成し、前記直線生成工程では、前記第1の作業直線に対する前記第2の作業直線の傾斜角度が所定範囲内である場合、前記作業開始位置と前記作業終了位置とを結ぶ直線を前記作業直線として生成し、前記第1の作業直線に対する前記第2の作業直線の傾斜角度が所定範囲を超える場合、前記作業開始位置から前記作業中断位置までの区間と前記作業中断位置から前記作業終了位置までの区間とを互いに異なる前記刈取作業とし、前記第1の作業直線と前記第2の作業直線とを互いに異なる前記作業直線として設定してもよい。
 この場合、前記未作業地に直進経路を生成する走行経路作成工程と、前記直進経路に沿って自動で前記刈取作業を実行する自動運転制御工程と、を更に備え、前記作業直線は、前記直進経路に沿って自動で前記刈取作業を実行することで生成されてもよい。
 本発明によれば、簡単に未作業地を生成することができる。
本発明の一実施形態に係るコンバインを示す側面図である。 本発明の一実施形態に係るコンバインの測位部および基地局を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係るコンバインを示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係るコンバインの作業対象となる圃場の外形を生成した状態を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係るコンバインの作業対象となる圃場に枕地および自動走行可能領域を設定した状態を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係るコンバインの作業対象となる圃場に1つの刈取作業を実行した状態を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係るコンバインの作業対象となる圃場に2つの刈取作業を実行した状態を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係るコンバインの作業対象となる圃場に2周目の刈取作業を開始した状態を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る未作業地算出方法を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態の第1変形例に係るコンバインの作業対象となる圃場に1つの刈取作業を実行した状態を示す平面図である。 本発明の一実施形態の第2変形例に係るコンバインが刈取作業を中断した後に再開した状態を示す平面図である。
 以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。なお、本明細書では方向や位置を示す用語を用いるが、それらの用語は説明の便宜のために用いるものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
 [コンバインの概要]
 図1および図2を参照して、コンバイン1について説明する。図1はコンバイン1を示す側面図である。図2は測位部34および基地局39を示すブロック図である。
 コンバイン1は、自動運転または手動操作によって、作業対象となる圃場において自律して走行および旋回しながら、圃場の穀稈の刈取等の作業を行う。例えば、コンバイン1は、自動運転によって操向を制御すると共に手動操作によって走行速度を制御するオート作業や、自動運転によって操向および走行速度を制御する無人作業を行う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、走行部2と、刈取部3と、脱穀部4と、選別部5と、貯留部6と、排藁処理部7と、動力部8と、操縦部9と、を備えている。コンバイン1は、いわゆる自脱型コンバインであって、走行部2によって走行しながら、刈取部3で刈り取った穀稈(刈取対象物)を脱穀部4で脱穀し、選別部5で穀粒を選別して貯留部6に貯える。また、コンバイン1は、脱穀後の排藁を排藁処理部7によって処理する。コンバイン1は、動力部8から供給された動力によって、走行部2、刈取部3、脱穀部4、選別部5、貯留部6および排藁処理部7を駆動する。
 走行部2は、機体フレーム10の下方に設けられた左右一対のクローラ式走行装置11を備えている。クローラ式走行装置11は、トランスミッション(図示せず)を介してエンジン27に接続され、エンジン27が発生する出力によって回転する。クローラ式走行装置11が回転駆動されることで、コンバイン1は前後方向に走行したり、左右方向に旋回したりする。
 刈取部3は、走行部2の前方に設けられている。刈取部3は、圃場の穀稈を刈取可能とする下降位置と、穀稈を刈取不能とする上昇位置と、の間で昇降可能に設けられている。刈取部3は、デバイダ13と、引起装置14と、切断装置15と、搬送装置16と、を備えている。デバイダ13は、圃場の穀稈を引起装置14へ案内する。引起装置14は、デバイダ13によって案内された穀稈を引き起こす。切断装置15は、引起装置14によって引き起こされた穀稈を切断する。搬送装置16は、切断装置15によって切断された穀稈を脱穀部4へ搬送する。
 脱穀部4は、刈取部3の後方に設けられている。脱穀部4は、フィードチェーン18と、扱胴19と、を備えている。フィードチェーン18は、刈取部3の搬送装置16から搬送された穀稈を脱穀のために搬送し、更に脱穀後の穀稈、すなわち排藁を排藁処理部7へと搬送する。扱胴19は、フィードチェーン18によって搬送されている穀稈を脱穀する。
 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、揺動選別装置21と、風選別装置22と、穀粒搬送装置(図示せず)と、藁屑排出装置(図示せず)と、を備えている。揺動選別装置21は、脱穀部4から落下した脱穀物をふるいにかけて穀粒と藁屑等に選別する。風選別装置22は、揺動選別装置21によって選別された脱穀物を送風によって更に穀粒と藁屑等に選別する。穀粒搬送装置は、揺動選別装置21及び風選別装置22によって選別された穀粒を貯留部6へ搬送する。藁屑排出装置は、揺動選別装置21及び風選別装置22によって選別された藁屑等を機外へ排出する。
 貯留部6は、脱穀部4の右方に設けられている。貯留部6は、グレンタンク24と、排出装置25、とを備えている。グレンタンク24は、選別部5から搬送されてきた穀粒を貯留する。排出装置25は、オーガ等で構成され、グレンタンク24に貯留されている穀粒を任意の場所に排出する。
 排藁処理部7は、脱穀部4の後方に設けられている。排藁処理部7は、排藁搬送装置(図示せず)と、排藁切断装置(図示せず)と、を備えている。排藁搬送装置は、脱穀部4のフィードチェーン18から搬送された排藁を排藁切断装置へ搬送する。排藁切断装置は、排藁搬送装置によって搬送された排藁を切断して機外へ排出する。
 動力部8は、走行部2の前側上方に設けられている。動力部8は、回転動力を発生させるエンジン27を備えている。動力部8は、エンジン27が発生させた回転動力を、走行部2、刈取部3、脱穀部4、選別部5、貯留部6および排藁処理部7に伝達する。
 操縦部9は、動力部8の上方に設けられている。操縦部9は、運転席29と、タッチパネル30(図3参照)と、複数の操作具(図示せず)と、を備えている。運転席29は、例えば、車体の右側に設けられ、作業者が着座する椅子等を含んでいる。タッチパネル30は、運転席29に着座した作業者によって操作可能な位置に設けられている。タッチパネル30は、後述する各種のカメラで撮影された画像等を表示する表示部であると共に、表示された画像に触れることで各種装置を操作する入力部でもある。複数の操作具は、運転席29に着座した作業者によって操作されるものであり、コンバイン1を操向操作するためのハンドル、エンジン27の回転速度(車体の走行速度)を調整するアクセル、刈取部3を昇降させる昇降スイッチ等を含んでいる。
 コンバイン1は、機体カメラ32(図3参照)と、測位部34(図2参照)と、を備えている。機体カメラ32は、圃場を撮影する。測位部34は、GPS(Global Positioning System)等の衛星測位システムを利用して車体(コンバイン1)の位置を示す計測点71(位置情報)を取得する。
 <測位部>
 図1および図2に示すように、測位部34は、移動通信機35と、移動GPSアンテナ36と、データ受信アンテナ37と、を備えている。移動通信機35等は、ケースに収納されてユニット化されている。移動通信機35は、移動GPSアンテナ36を介してGPS衛星と通信することで、車体(正確には移動GPSアンテナ36)の位置情報を取得する。移動通信機35は、衛星測位システム(GPS衛星)から所定の時間間隔で計測点71を取得する。移動GPSアンテナ36は、例えば、操縦部9の上部の前側に配置されている。
 <基地局>
 コンバイン1の作業対象となる圃場の周囲の畦等には、基地局39が設置されている。基地局39は、固定通信機40と、固定GPSアンテナ41と、データ送信アンテナ42と、固定カメラ43と、を備えている。固定通信機40は、固定GPSアンテナ41を介してGPS衛星と通信することによって、基地局39の位置情報を取得する。固定通信機40は、基地局39の位置情報に基づく補正情報を、データ送信アンテナ42を介して移動通信機35へ送信する。固定カメラ43は、圃場を撮影する。固定通信機40は、固定カメラ43によって撮影された画像(圃場画像)を取得し、データ送信アンテナ42を介して圃場画像を移動通信機35へ送信する。測位部34の移動通信機35は、データ受信アンテナ37を介して基地局39の固定通信機40から送信された補正情報および圃場画像を受信する。移動通信機35は、補正情報に基づいて車体(コンバイン1)の位置情報を補正する。なお、基地局39は設置されなくてもよく、基地局39による位置情報の補正は行われなくてもよい。
 [制御装置]
 次に、図3を参照して、コンバイン1の制御装置45について説明する。図3はコンバイン1を示すブロック図である。
 制御装置45は、演算処理部50と、記憶部51と、通信部52と、を備えている。演算処理部50、記憶部51および通信部52は、互いに電気的に接続されている。また、上記したコンバイン1の各種構成要素は、インタフェースを介して制御装置45に電気的に接続されている。制御装置45は、操縦部9を介した作業者からの入力操作に応じてコンバイン1の各種構成要素を制御する。
 記憶部51は、例えば、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、ハードディスクドライブ、フラッシュメモリ等であって、コンバイン1の各種構成要素および各種機能を制御するためのプログラムやデータを記憶している。演算処理部50は、記憶部51に記憶されたプログラムやデータに基づいて演算処理を実行することで、コンバイン1の各種構成要素および各種機能を制御する。なお、制御装置45は、プログラム等を実行するプロセッサ等に代えて、集積回路等に形成された論理回路(ハードウェア)によって実現されてもよい。
 通信部52は、作業者の保有する携帯端末53と無線通信を行う。携帯端末53は、例えば、タッチパネルを備えるタブレット端末であって、コンバイン1を遠隔操作するための端末である。携帯端末53は、圃場を撮影する携帯カメラ54を備えている。また、通信部52は、ドローン等の空撮装置56と無線通信を行う。空撮装置56は、圃場を撮影する空撮カメラ57を備えている。作業者がタッチパネル30または携帯端末53に空撮装置56への動作指示を入力すると、空撮装置56は通信部52から送信された動作指示に応じて動作する。なお、空撮装置56は、通信部52に代えて/加えて、携帯端末53と無線通信を行ってもよい。
 作業者が各カメラ32,43,57への撮影指示をタッチパネル30または携帯端末53(以下、タッチパネル30等という。)に入力すると、制御装置45は各カメラ32,43,57を制御して圃場を撮影させる。制御装置45は、各カメラ32,43、57によって撮影された圃場画像をタッチパネル30等に表示させる。なお、作業者が携帯カメラ54で撮影した圃場画像の表示指示をタッチパネル30等に入力すると、制御装置45は通信部52を介して携帯端末53を制御して圃場画像をタッチパネル30等に表示させる。なお、携帯端末53や空撮装置56は省略されてもよく、携帯端末53や空撮装置56による圃場情報の取得は行われなくてもよい。
 制御装置45は、測位部34の移動通信機35からコンバイン1の位置情報(計測点71)を取得(記憶部51に格納)する。制御装置45は、例えば、圃場の外形70(圃場の外縁の形状)等を含む圃場情報を設定可能な圃場情報設定画面をタッチパネル30等に表示させる。他にも、制御装置45は、圃場情報に基づく圃場マップと、圃場マップ上にコンバイン1の進行方向が分かる走行経路と、をタッチパネル30等に表示させる。
 [制御装置の機能]
 次に、図3ないし図5を参照して、制御装置45の機能について説明する。図4は圃場の外形70を生成した状態を示す平面図である。図5は圃場に枕地72Aおよび自動走行可能領域73Aを設定した状態を示す平面図である。
 図3に示すように、制御装置45は、圃場情報設定部60と、走行経路作成部62と、自動運転制御部63と、を備えている。圃場情報設定部60、走行経路作成部62および自動運転制御部63は、制御装置45の機能として提供されるものであり、具体的には、記憶部51に記憶されたプログラムやデータに従って演算処理部50が演算処理を実行することによって実現される。
 <圃場情報設定部>
 圃場情報設定部60は、車体(コンバイン1)が直進と旋回とを繰り返しながら刈取作業を行う回り刈りによって圃場の外形70および未作業地73(刈取作業がされていないエリア)を生成する。なお、図4および図5等に一点鎖線で示す4つの矢印はコンバイン1の進行方向(周回方向)を示しており、1つの矢印は1つの刈取作業(1直進工程)を示している。
 圃場の外形70を生成するにあたり、作業者は圃場の外縁に沿ってコンバイン1を手動走行させる(図示せず)。コンバイン1が方向転換されながら直進を繰り返し、圃場を1周しながら刈り取りを行う(回り刈りする)ことで、圃場情報設定部60は測位部34を介して取得した位置情報(計測点71)に基づいて圃場の外形70を生成する。
 圃場の外形70が生成された後、作業者はコンバイン1を手動走行させて未作業地73を生成する。図4に示す例では、圃場の外形70は概ね四角形状を成すため、コンバイン1は、直進と、圃場の隅部での方向転換(旋回)と、を交互に繰り返す。1周目(圃場の外形70を生成するための回り刈りを含めると2周目)の圃場の回り刈りが完了した跡には既作業地72が略矩形環状を成すように形成され、既作業地72に囲まれた範囲内(既作業地72の内側)には未作業地73が形成される。圃場情報設定部60は、圃場の外形70および未作業地73を示す位置情報を記憶部51に格納する(記憶させる)。
 図5に示すように、既作業地72は、圃場の回り刈りを内側に渦を巻くように繰り返すことで幅広くなる。圃場の回り刈りを所定回数繰り返すと、既作業地72は、自動運転時においてコンバイン1を旋回(方向転換)させるための枕地72Aとなる。図5に示す例では、圃場の回り刈りを2周(圃場の外形70を生成するための回り刈りを含めると3周目)した場合に形成される既作業地72が枕地72Aとされる。枕地72Aに囲まれた未作業地73は、後述する走行経路作成部62によって自動運転用の走行経路等を設定するための自動走行可能領域73Aとされる。圃場情報設定部60は、枕地72Aや自動走行可能領域73Aを示す位置情報を記憶部51に格納する。なお、本明細書において、「1周目」及び「2周目」との表現は、圃場の外形70を生成するための回り刈りを含めないこととする。また、2周目以降の圃場の回り刈りは、手動走行または自動走行によって実行される。
 なお、圃場情報設定部60は、タッチパネル30等に表示される圃場情報設定画面に対して作業者が手動で入力した情報に基づいて、圃場の外形70等の圃場情報を取得してもよい。また、他にも、圃場情報設定部60は、各種のカメラ32,43,54,57によって撮影された少なくとも1つの圃場画像を取得し、少なくとも1つの圃場画像を画像解析することで圃場情報を自動で取得してもよい。
 <走行経路作成部>
 走行経路作成部62は、枕地72Aを形成する(2周目の圃場の回り刈りを行う)ために、コンバイン1が自動直進(枕地直進)を行う際に参照する直進経路Sを生成し(図5参照)、記憶部51に格納する。走行経路作成部62は、圃場の外形70や未作業地73の位置情報に基づいて、1周目の圃場の回り刈り後に形成された未作業地73の内側において、未作業地73の外周辺に沿うように直進経路Sを生成する。コンバイン1が自動直進しながら刈取作業を行ったときに、既作業地72との間に刈残しが発生しないように、走行経路作成部62は既作業地72に隣接するように直進経路Sを形成する。
 また、走行経路作成部62は、枕地72Aの内側に設定された自動走行可能領域73Aに、コンバイン1が自動運転(自動走行および自動刈取)を行う際に参照する走行経路(図示せず)を生成し、記憶部51に格納する。走行経路作成部62は、走行しながら刈取を行う経路を直線状に設定し、自動走行可能領域73Aに対して複数の直線状経路を組み合わせて走行経路を設定するとよい。走行経路作成部62は、自動走行可能領域73Aの周囲から中央側に向かって刈取を進めるように走行経路を生成するとよい。走行経路作成部62は、車体の左側に自動走行可能領域73Aを位置させるように走行経路を生成するとよい。なお、走行経路作成部62は、走行経路の新規作成または修正において、仮に生成した複数の走行経路の中から作業効率の良い走行経路を選択してもよい。ここで、作業効率は、刈取を伴う走行だけでなく、空走距離や旋回等も考慮して判断される。
 なお、走行経路作成部62は、タッチパネル30等を用いて作業者が手動で入力した情報に基づいて走行経路を設定してもよいし、圃場情報設定部60で設定された圃場情報に基づいて自動で走行経路を設定してもよい。走行経路作成部62は、往復刈り走行や回り刈り走行等の所定の走行パターンの走行経路を設定する。走行経路には、穀稈の刈取を行う直線状経路以外に、一の直線状経路から他の直線状経路へ移動する空走経路が含まれるところ、走行経路作成部62は、空走経路(空走距離)を短くするように走行経路を生成するとよい。
 なお、直進経路Sおよび走行経路は、走行に関する走行設定と、刈取等の作業に関する作業設定と、を含んでいる。走行設定は、圃場における走行位置に加えて、各走行位置での走行速度および進行方向(操向方向、前進、後退)を含んでいる。作業設定は、各走行位置での刈取の稼働または停止、刈取速度および刈取高さ、他の作業に関する情報を含んでいる。
 <自動運転制御部>
 自動運転制御部63は、走行経路作成部62で生成された走行設定および作業設定に基づいて、動力部8、走行部2および刈取部3を制御し、直進経路Sおよび走行経路に沿って自動走行しながら自動で刈取作業(自動運転)を実行する。また、自動運転制御部63は、脱穀部4、選別部5、貯留部6および排藁処理部7を制御して、刈取後の穀稈の脱穀、脱穀後の穀粒や藁屑の選別、選別後の穀粒の貯留、脱穀後の排藁の処理等を自動的に実行する。なお、コンバイン1は、ジャイロセンサおよび方位センサ(地磁気センサ)を備えている(いずれも図示せず)。自動運転制御部63は、これらのセンサから変位情報および方位情報を取得し、衛星測位システムを利用した位置情報、変位情報および方位情報に基づいてコンバイン1の自動運転を調整してもよい。
 [圃場情報設定部の構成]
 次に、図3ないし図8を参照して、圃場情報設定部60の構成について説明する。図6は圃場に1つの刈取作業を実行した状態を示す平面図である。図7は圃場に2つの刈取作業を実行した状態を示す平面図である。図8は圃場に2周目の刈取作業を開始した状態を示す平面図である。
 ところで、圃場の外形70や穀稈の条向きが予め設定され、この予め設定された圃場の外形70に基づいて枕地72Aや自動走行可能領域73A(走行経路)が算出されることがある。仮に、実際の穀稈の条向きが予め設定された条向きに対して傾いている場合、コンバイン1は実際の穀稈の条向きに沿って刈取作業を行うため、実際に形成された枕地72Aや自動走行可能領域73Aは、算出された枕地72Aや自動走行可能領域73Aと合わなくなる。したがって、予め設定された圃場の外形70等から算出された自動走行可能領域73Aにおいて自動運転を実行した場合、刈残し等が発生する虞があった。そこで、本実施形態に係るコンバイン1では、実際に車体を直進させたときの情報に基づいて未作業地73(自動走行可能領域73A)を生成する機能を備えている。
 図3に示すように、圃場情報設定部60は、直線生成部65と、未作業地生成部66と、を備えている。直線生成部65および未作業地生成部66は、記憶部51に記憶されたプログラム等に従って演算処理部50が演算処理を実行することで実現される。
 <直線生成部>
 直線生成部65は、刈取部3を上昇位置から下降位置に下降させたことを1つの刈取作業(1直進工程)の開始と判定し、その位置を作業開始位置P1として記憶部51に格納する。また、直線生成部65は、刈取部3を下降位置から上昇位置に上昇させたことを1つの刈取作業の終了と判定し、その位置を作業終了位置P2として記憶部51に格納する。他にも、直線生成部65は、直進経路Sに沿って自動運転を開始・終了したことを1つの刈取作業の開始・終了と判定し、それらの位置を作業開始位置・作業終了位置P1,P2として記憶部51に格納してもよい。さらに他にも、直線生成部65は、作業者がタッチパネル30等から刈取作業の開始・終了を入力した位置を作業開始位置・作業終了位置P1,P2として記憶部51に格納してもよい。ここで、測位部34は、1つの刈取作業において作業開始位置P1から作業終了位置P2まで継続して(所定時間間隔で)計測点71を取得する。
 図6に示すように、直線生成部65は、手動または自動で実行された1つの刈取作業において作業開始位置P1から作業終了位置P2までの間に取得された計測点71に基づいて作業直線75を生成する。つまり、直線生成部65は、直進1工程毎に作業直線75を生成する。具体的には、直線生成部65は、取得された複数の計測点71から成る走行軌跡を直線近似することで作業直線75を算出する。作業直線75は、既作業地72(枕地72A)と未作業地73(自動走行可能領域73A)との境界に形成される(図4および図5参照)。走行軌跡(複数の計測点71)は移動GPSアンテナ36の移動軌跡であるため、直線生成部65は、移動GPSアンテナ36とデバイダ13の左端部とのずれを計算結果に反映しながら作業直線75を算出する。作業直線75は、2点(始点と終点)の位置情報(座標データ)で構成されている。直線生成部65は、作業直線75の位置情報(座標データ)を記憶部51に格納する。なお、作業直線75は、計算誤差を考慮し、現実の2点間の位置情報で求められる距離よりも延長されるように算出され、記憶部51には現実よりも延長された作業直線75を示す位置情報が格納される。
 なお、作業直線75の生成法(算出法)の具体例としては、直線生成部65は、より多くの計測点71を通る直線を作業直線75としてもよいし、最小二乗法を用いて近似した直線を作業直線75としてもよい。他にも、直線生成部65は、作業開始位置P1と作業終了位置P2との間を結んだ直線を作業直線75としてもよいし、手動または自動で選択された複数の計測点71の間を結んだ直線を作業直線75としてもよい。また、作業開始位置P1と作業終了位置P2とを結んだ作業直線75以外の作業直線75では、作業直線75の始点・終点が作業開始位置・作業終了位置P1,P2に一致しないこともある。
 <未作業地生成部>
 図7に示すように、直線生成部65によって作業直線75が生成される度に、未作業地生成部66は、互いに交差する作業直線75どうしの交点76を算出する。また、未作業地生成部66は、交点76の位置情報(座標データ)と交点76を算出した順番とを記憶部51に格納する。図7に示す例では、コンバイン1は、圃場の右下隅部から右上隅部に向かって直進し、圃場の右上隅部で方向転換(旋回)した後、圃場の右上隅部から左上隅部に向かって直進する。直線生成部65が直進1工程毎に作業直線75を生成すると、最初の交点76は圃場の右上隅部に設定される。その後、図4に示すように、コンバイン1は、旋回と直進とを交互に繰り返して圃場を反時計回りに1周することで、順次、作業直線75が生成され、作業直線75どうしの交差部分に交点76が設定される。つまり、1周目の圃場の回り刈りが完了した状態で、圃場の右上隅部から反時計回りに順番に4つの交点76が設定される。
 また、図4に示すように、未作業地生成部66は、4つの作業直線75が閉じた領域を構成するように交差した場合に、4つの交点76を頂点とする四角形を成す未作業地73を生成する。換言すれば、4つの交点76を算出順に結んだ範囲内に未作業地73が生成される。
 詳細には、未作業地生成部66は、少なくとも3つの作業直線75によって閉じた領域が構成されたか否かを判定する。作業直線75の生成数が3つ未満、または、作業直線75が閉じた領域を構成していない場合には、未作業地生成部66は次の作業直線75の生成を待つ。一方、3つ以上の作業直線75が閉じた領域を構成した場合、未作業地生成部66は、最後に算出された交点76を始点76Aに設定する。未作業地生成部66は、始点76Aから時計周りに交点76を検索した結果、少なくとも始点76Aを含んで3つの交点76を見つけ出した場合に第1の多角形77を生成し、始点76Aから反時計周りに交点76を検索した結果、少なくとも始点76Aを含んで3つの交点76を見つけ出した場合に第2の多角形78を生成する。そして、第1の多角形77と第2の多角形78の何れか一方のみが生成された場合には、未作業地生成部66は、第1の多角形77と第2の多角形78のうち生成された方を未作業地73として設定する。一方、第1の多角形77と第2の多角形78の両方が生成された場合には、未作業地生成部66は、第1の多角形77と第2の多角形78のうち面積が大きい方を未作業地73として設定する。
 未作業地生成部66は、設定した未作業地73(交点76)を記憶部51に格納し、未作業地73を構成しない交点76を記憶部51から削除する。また、既に説明したが、2周目の圃場の回り刈りが完了すると、未作業地生成部66は、既作業地72を枕地72Aとして設定し、削除されずに残された3つ以上の交点76を頂点とする未作業地73を自動走行可能領域73Aとして設定し、これらを記憶部51に格納する。なお、圃場の外形70、既作業地72(枕地72A)、未作業地73(自動走行可能領域73A)、作業直線75、交点76等は、圃場情報の一部としてタッチパネル30等に表示される。
 例えば、図4に示すように、1周目の圃場の回り刈りが完了した場合、最後に算出された交点76(始点76A)は圃場の右下隅部の交点76となる。この場合、始点76Aから時計周りに交点76を検索しても交点76は見つからないため、第1の多角形77は生成されない。一方、始点76Aから反時計周りに交点76を検索すると、始点76Aを含んで4つの交点76が見つかるため、4つの交点76を頂点とする第2の多角形78が生成され、これが未作業地73として設定される。なお、1周目の圃場の回り刈りが完了した場合、上記した交点76の検索を省略し、4つの作業直線75から成る閉じた領域を未作業地73として設定してもよい。つまり、記憶部51に記憶された4つの交点76を読み出すだけで未作業地73を算出してもよい。
 また、例えば、図8に示すように、2周目の圃場の回り刈りを開始し、新たに1つの作業直線75が生成された場合、この新たな作業直線75は、2番目に生成された作業直線75と4番目に生成された作業直線75と交差し、圃場の右下と右上とに新たに2つの交点76が算出される。この場合、圃場の右上隅部の交点76が始点76Aとなり、始点76Aから時計周りに交点76を検索すると始点76Aを含んで4つの交点76が見つかり(図8に示す4つの白塗りの円参照)、始点76Aから反時計周りに交点76を検索しても始点76Aを含んで4つの交点76が見つかる(図8に示す2つの白塗りの円と2つの黒塗りの円参照)。このため、未作業地生成部66は、第1の多角形77と第2の多角形78とを生成し、第1の多角形77と第2の多角形78との面積を算出して比較し、より面積が大きい第2の多角形78を未作業地73として設定する。なお、未作業地73を構成しなくなった圃場の右下隅部と右上隅部の2つの交点76(図8に示す2つの黒塗りの円)は削除される。
 また、図5に示すように、2周目の圃場の回り刈りが完了すると、枕地72Aが形成され、その時点で残された4つの交点76を頂点とする未作業地73が自動走行可能領域73Aとして設定される。なお、1周目の回り刈り時の作業直線75と、この内側に隣り合う2周目の回り刈り時の作業直線75とは、互いに略平行に形成される。
 [未作業地算出方法]
 次に、図4ないし図9を参照して、圃場の回り刈りによって未作業地73(自動走行可能領域73A)を生成する未作業地算出方法について説明する。図9は未作業地算出方法を示すフローチャートである。
 例えば、作業者は、コンバイン1の運転席29に搭乗し、反時計回りに圃場を回り刈りする(図4および図5参照)。既に説明したが、1周目の圃場の回り刈りは作業者による手動走行で実施され、2周目の圃場の回り刈りは作業者による手動走行または自動運転で実施される。測位部34は、衛星測位システムから所定の時間間隔で車体(コンバイン1)の位置情報(計測点71)を取得する。
 図9に示すように、未作業地算出方法は、直線生成工程S1と、未作業地生成工程S2と、を含んでいる。
 <直線生成工程>
 直線生成工程S1では、直線生成部65が、1工程の作業開始位置P1から作業終了位置P2までの間に取得された計測点71に基づいて作業直線75を生成する(図6参照)。
 <未作業地生成工程>
 図9に示すように、未作業地生成工程S2は、交差判定工程S21と、交点算出工程S22と、閉領域判定工程S23と、生成実行工程S24と、を含んでいる。
 (交差判定工程、交点算出工程)
 交差判定工程S21では、作業直線75が生成される度に、未作業地生成部66が互いに交差する作業直線75が存在するか否かを判定する。交差する作業直線75が存在する場合(交差判定工程S21でYES)、交点算出工程S22において、未作業地生成部66が作業直線75どうしの交点76を算出する。一方、交差する作業直線75が存在しない場合(交差判定工程S21でNO)、直線生成工程S1に戻り、未作業地生成部66は次の作業直線75の生成を待つ。
 (閉領域判定工程、生成実行工程)
 交点76が算出された後、閉領域判定工程S23では、未作業地生成部66が、少なくとも3つの作業直線75が閉じた領域を構成するように交差したか否かを判定する。閉じた領域(図4および図5参照)が構成された場合(閉領域判定工程S23でYES)、未作業地生成部66は少なくとも3つの交点76を頂点とする多角形を成す未作業地73を生成する。一方、閉じた領域が構成されていない場合(閉領域判定工程S23でNO)、直線生成工程S1に戻り、未作業地生成部66は次の作業直線75の生成を待つ。
 (生成実行工程の詳細)
 図9に示すように、生成実行工程S24は、検索工程S31と、多角形生成工程S32と、生成判定工程S33と、設定工程S34と、比較設定工程S35と、を含んでいる。
 (検索工程)
 検索工程S31では、未作業地生成部66が、最後に算出された交点76を始点76Aに設定し、始点76Aから時計周りに交点76を検索すると共に、始点76Aから反時計周りに交点76を検索する。
 (多角形生成工程)
 多角形生成工程S32では、時計周りに検索した結果、少なくとも始点76Aを含んで3つの交点76を見つけ出した場合に、未作業地生成部66によって第1の多角形77が生成される(図8参照)。また、多角形生成工程S32では、反時計周りに検索した結果、少なくとも始点76Aを含んで3つの交点76を見つけ出した場合に、未作業地生成部66によって第2の多角形78が生成される(図8参照)。なお、多角形生成工程S32では、時計周りまたは反時計回りに検索した結果、少なくとも3つの交点76を見つけられなかった場合、未作業地生成部66は第1の多角形77または第2の多角形78を生成しない。
 (生成判定工程、設定工程、比較設定工程)
 生成判定工程S33では、未作業地生成部66が、第1の多角形77と第2の多角形78の両方が生成されたか否かを判定する。第1の多角形77と第2の多角形78の何れか一方のみが生成された場合(生成判定工程S33でNO)、設定工程S34において、未作業地生成部66が第1の多角形77と第2の多角形78のうち生成された方を未作業地73として設定する。一方、第1の多角形77と第2の多角形78の両方が生成された場合(生成判定工程S33でYES)、比較設定工程S35において、第1の多角形77と第2の多角形78との面積を算出し、第1の多角形77と第2の多角形78のうち面積が大きい方を未作業地73として設定する。
 (走行経路作成工程、自動運転制御工程)
 2周目の圃場の回り刈りにおいて、自動直進を行う場合、未作業地算出方法には、走行経路作成工程S4と自動運転制御工程S5とが含まれる。走行経路作成工程S4と自動運転制御工程S5とは、直線生成工程S1に先立って実行される。なお、2周目の圃場の回り刈りは手動で行われてもよいため、図9では、走行経路作成工程S4と自動運転制御工程S5とを破線で示している。
 走行経路作成工程S4では、走行経路作成部62が、未作業地73の内側において、未作業地73の少なくとも一辺(または圃場の外形70)に沿うように直進経路Sを生成する(図5参照)。走行経路作成工程では、直進経路Sが作業直線75と略平行となるように生成される。また、自動運転制御工程では、自動運転制御部63が、直進経路Sに沿って自動で刈取作業を実行する。作業直線75は、直進経路Sに沿って自動で刈取作業を実行することで生成される。なお、走行経路作成工程S4は、作業者がタッチパネル30等から入力した作業開始位置・作業終了位置P1,P2に基づいて直進経路Sを生成してもよい。また、1周目の回り刈りであっても、圃場の外形70(外縁)に沿って自動直進(枕地直進)を行う場合には、上記で説明したように、走行経路作成工程S4と自動運転制御工程S5とが直線生成工程S1に先立って実行されてもよい。
 以上によって、圃場の回り刈りによって未作業地73(自動走行可能領域73A)が生成される(図5参照)。その後、走行経路作成部62は、自動走行可能領域73Aの内側に自動運転を行うために参照される走行経路を生成する。なお、走行経路作成部62は、走行経路を生成する前に、未作業地73に当該走行経路を生成可能かを判定し、当該走行経路を生成可能である場合にはタッチパネル等に表示されたボタンの機能を有効にする。作業者がタッチパネル等に表示されたボタンにタッチすると、コンバイン1は自動走行モードに切り替わる。また、走行経路作成部62は、直進経路Sや作業直線75と略平行となる複数の直線状経路を組み合わせて走行経路を設定する。また、予めどこまで刈り込めば当該走行経路の生成が可能になるのかを示す情報(経路生成可能領域)が記憶部51に記憶されており、タッチパネル等には経路生成可能領域が表示される。作業者はタッチパネル等に表示された経路生成可能領域を確認することができる。また、どこまで刈り込めば当該走行経路の生成が可能になるのかを作業者に通知することもできる。
 以上説明した本実施形態に係るコンバイン1(未作業地算出方法)によれば、1つの刈取作業が終了する度に作業直線75を生成することができ、作業直線75どうしの交点76を頂点とする未作業地73を生成することができる。これにより、例えば、圃場の回り刈りを1周した後に多数の点(位置)を設定し、これらの位置を線で結ぶことで未作業地73を求める場合に比べて、簡単に未作業地73を求めることができる。また、本実施形態に係るコンバイン1(未作業地算出方法)によれば、実際の穀稈の条向きに沿って刈取作業を実行して枕地72Aや自動走行可能領域73Aを設定することができる。これにより、自動走行可能領域73Aには実際の条向きに合わせた走行経路が設定されるため、刈残しを最小限に抑えた自動運転を実現することができる。
 また、本実施形態に係るコンバイン1(未作業地算出方法)によれば、最後に算出された交点76を基準(始点76A)にして、最新の未作業地73を求めることができる。これにより、刈取作業を続けることで縮小する未作業地73を、常に最新の未作業地73に更新することができる。
 また、本実施形態に係るコンバイン1(未作業地算出方法)によれば、2周目の圃場の回り刈りに関し、自動直進(枕地直進)させながら刈取作業を行うことができ、自動で行われた刈取作業ごとに作業直線75を求めることができる。これにより、簡単に未作業地73を求めることができる。また、刈取作業の開始から終了までの間に継続して取得される複数の計測点71に基づいて作業直線75を求めることができるため、実際のコンバイン1の直進に沿ったずれの少ない作業直線75を求めることができる。
 [第1変形例]
 次に、図10を参照して、本実施形態の第1変形例に係るコンバイン1(未作業地算出方法)について説明する。図10は圃場に1つの刈取作業を実行した状態を示す平面図である。なお、以下の説明では、既に説明したコンバイン1(未作業地算出方法)と同一または対応する構成については同一の符号を付し、それらの説明は省略する。
 未作業地73の外縁部において穀稈が条向きに沿って真っすぐに植えられていないことある。つまり、未作業地73の外縁が凹凸状に形成されていることがある。このような場合、コンバイン1は、未作業地73の外縁が凹凸に沿うように蛇行しながら刈取作業を行うことになる。この刈取作業中に取得された複数の計測点71を直線近似して作業直線75を生成した場合、作業直線75が未作業地73の一部と重複することがある。つまり、実際には刈り取られていないエリアが既作業地72として設定されてしまい、刈り取られなかった穀稈が既作業地72に残ることがある。そこで、第1変形例に係るコンバイン1(未作業地算出方法)は、既作業地72での刈残しを予防する機能を備えている。
 第1変形例に係るコンバイン1(直線生成工程S1)では、直線生成部65が、1つの刈取作業において作業開始位置P1から作業終了位置P2まで継続して取得された複数の計測点71に基づいて基準直線80を生成する。なお、基準直線80の算出法は、作業直線75の算出法と同様である。続いて、直線生成工程S1では、直線生成部65が、基準直線80を挟んで未作業地73から最も離れた計測点71を判定する。つまり、未作業地73から最も外側に位置する計測点71が特定される。次に、直線生成工程S1では、直線生成部65が、特定した計測点71を通過し、且つ基準直線80に沿うように(略平行に)作業直線75を設定する。
 以上説明した本実施形態の第1変形例に係るコンバイン1(未作業地算出方法)では、作業直線75が、未作業地73から最も離れた計測点71を通過するように設定されていた。この構成によれば、確実に未作業地73の外側に既作業地72が形成されるため、実際には刈り取っていないエリアを既作業地72として設定することが防止される。これにより、実際の未作業地73が既作業地72にはみ出すことがなく、穀稈の刈残しを予防することができる。また、刈取作業中に継続して取得される複数の計測点71に基づいて、実際のコンバイン1の移動に沿ったずれの少ない基準直線80を求めることができる。
 なお、本実施形態の第1変形例に係るコンバイン1(未作業地算出方法)では、作業直線75が基準直線80と略平行に設定されていたが、本明細書において、作業直線75が基準直線80に沿って設定されるとは、作業直線75が基準直線80と平行であることに限らず、多少の傾きを許容する概念である。例えば、刈り残しが生じない程度であれば、直線生成部65が、特定した計測点71を通過し、且つ基準直線80に対して傾いた作業直線75を設定してもよい(図示せず)。また、例えば、直線生成工程S1では、直線生成部65が、特定した計測点71を通過するように基準直線80を移動させ(正確には基準直線80を移動させたときの座標を算出)、その基準直線80を作業直線75として設定してもよい。
 [第2変形例]
 次に、図11を参照して、本実施形態の第2変形例に係るコンバイン1(未作業地算出方法)について説明する。図11はコンバイン1が刈取作業を中断した後に再開した状態を示す平面図である。なお、以下の説明では、既に説明したコンバイン1(未作業地算出方法)と同一または対応する構成については同一の符号を付し、それらの説明は省略する。
 例えば、刈取部3や脱穀部4等で穀稈の詰まりが発生した場合等、1つの刈取作業(1直進工程)が中断され、当該詰まりを解消した後に刈取作業が再開されることがある。この場合、再開した刈取作業の進行方向が、中断前の刈取作業の進行方向に対して僅かに傾くことがある。そこで、第2変形例に係るコンバイン1(未作業地算出方法)は、1つの刈取作業を途中で停止したとしても、適正な作業直線75を生成するための機能を備えている。
 第2変形例に係るコンバイン1(直線生成工程S1)では、1つの刈取作業が中断された後に再開され場合において、直線生成部65は、作業開始位置P1から作業中断位置P3までの間に取得された計測点71(図11では図示せず)に基づいて第1の作業直線81を生成し、作業中断位置P3から作業終了位置P2までの間に取得された計測点71(図11では図示せず)に基づいて第2の作業直線82を生成する。
 また、直線生成工程S1では、第1の作業直線81に対する第2の作業直線82の傾斜角度θが所定範囲内である場合、直線生成部65は作業開始位置P1と作業終了位置P2とを結ぶ直線を作業直線75として生成する(図11の太い破線参照)。一方、直線生成工程S1では、第1の作業直線81に対する第2の作業直線82の傾斜角度θが所定範囲を超える場合、直線生成部65は作業開始位置P1から作業中断位置P3までの区間と作業中断位置P3から作業終了位置P2までの区間とを互いに異なる刈取作業とし、第1の作業直線81と第2の作業直線82とを互いに異なる作業直線75として設定する。なお、第1の作業直線81に対する第2の作業直線82の傾斜角度θの所定範囲は、1~10度の範囲で設定されている。当該傾斜角度θの所定範囲は、圃場の大きさや形状、作業者の経験等に応じて自由に設定してもよく、作業者がタッチパネル30等を介して自由な値を入力してもよい。
 以上説明した本実施形態の第2変形例に係るコンバイン1(未作業地算出方法)によれば、1つの刈取作業が途中で停止されたとしても、第1の作業直線81に対する第2の作業直線82の傾斜角度θが所定範囲内である場合には、1つの作業直線75として扱うことができる。これにより、少ない計算量で簡単に未作業地73を求めることができる。なお、第1変形例に係るコンバイン1(未作業地算出方法)に第2変形例に係るコンバイン1(未作業地算出方法)の特徴を適用してもよい。
 なお、以上説明した本実施形態(第1~第2変形例を含む。以下同じ。)に係るコンバイン1(未作業地算出方法)では、圃場の回り刈りが2周されることで、枕地72Aおよび自動走行可能領域73Aが形成されていたが、本発明はこれに限定されない。圃場の回り刈りが1周または3周以上されることで、枕地72Aおよび自動走行可能領域73Aが形成されてもよい。
 また、本実施形態に係るコンバイン1(未作業地算出方法)では、走行経路作成部62が未作業地73の外周辺(4辺)に沿うように4つの直進経路Sを生成していたが、本発明はこれに限定されない。走行経路作成部62は、未作業地73の内側において、未作業地73の少なくとも一辺に沿うように直進経路Sを生成すればよい。なお、直進経路Sが生成されなかったルート(エリア)では、作業者は手動でコンバイン1を直進させればよい。
 また、本実施形態に係るコンバイン1(未作業地算出方法)では、圃場の回り刈りを2周することで形成された自動走行可能領域73Aに走行経路が生成されていた。自動走行可能領域73Aや走行経路は、自動運転時にコンバイン1が圃場の障害物(例えば、圃場への入口、用水バルブ、排水口または暗渠排気口等)に衝突しない範囲を算出して生成される。しかしながら、自動走行可能領域73Aに走行経路が生成された後に、作業者が手動走行によって自動走行可能領域73Aの一部を刈り込んでしまった場合、旋回するコンバイン1が障害物に衝突するような走行経路に変更されてしまうことがある。この場合、制御装置45は、障害物に接触する可能性がある旨をタッチパネル30等に表示し、作業者に警告または注意喚起を実行してもよい。また、他にも、圃場情報設定部60が、旋回するコンバイン1が障害物に衝突しない範囲まで自動走行可能領域73Aを縮小(形状変更)し、走行経路作成部62が縮小された自動走行可能領域73Aに走行経路に生成してもよい。なお、障害物に衝突する可能性のあるエリアでは、作業者がコンバイン1を手動走行させることが好ましい。また、コンバイン1は、旋回半径を、作業者の操作に応じて設定可能とし、例えば、小回り、標準、ソフトの3段階から選択して設定可能にしている。そのため、旋回半径を変更することで、旋回するコンバイン1が障害物に衝突するような走行経路に変更されてしまうことがある。例えば、最初は旋回半径を小回りに設定していたが、作業の途中で旋回半径をソフトに変更すると、コンバイン1が障害物に衝突するような旋回経路になることがある。この場合、制御装置45は、旋回半径の設定により障害物に接触する可能性がある旨を、タッチパネル30での表示等により、作業者に通知してもよい。また、制御装置45は、障害物に衝突するような旋回半径である場合、障害物に衝突しない旋回半径に変更するように促す旨を、タッチパネル30での表示等により、作業者に通知してもよい。制御装置45は、旋回半径の設定により障害物に接触する可能性があるエリアが生じた場合、自動走行しているコンバイン1をこのエリアでは自動で停車して、自動走行を停止し、作業者にコンバイン1を手動走行させてもよい。この場合、制御装置45は、旋回半径の設定により障害物に接触する可能性があるエリアである旨や、コンバイン1の手動走行を促す旨を、タッチパネル30での表示等により、作業者に通知してもよい。また、コンバイン1がこのエリアから退出した場合、制御装置45は、エリアからの退出の旨や、コンバイン1の自動走行を継続可能になった旨を、タッチパネル30での表示等により、作業者に通知してもよい。
 また、本実施形態に係るコンバイン1(未作業地算出方法)では、四角形状の圃場を回り刈りするため、4つの作業直線75が四角形状の閉じた領域を構成し、4つの交点76を頂点とした四角形を成す未作業地73が形成されていたが、本発明はこれに限定されない。未作業地生成部66は、少なくとも3つの作業直線75が閉じた領域を構成するように交差した場合に、少なくとも3つの交点76を頂点とする多角形を成す未作業地73を生成すればよい。
 また、本実施形態に係るコンバイン1では、情報を表示する表示部と人為操作を受け付ける入力部とが、タッチパネル30や携帯端末53(タブレット端末)のタッチパネルであったが、本発明はこれに限定されない。例えば、操縦部9には、タッチパネル30に代えて、ノートパソコンが備えられてもよい(図示せず)。これと同様に、例えば、携帯端末53がノートパソコンであってもよい(図示せず)。これらの場合、液晶ディスプレイが表示部の一例であり、キーボードやマウスが入力部の一例となる。
 また、本実施形態に係るコンバイン1では、タッチパネル30が携帯端末53と別体で設けられていたが、これに限らず、タッチパネル30を着脱可能に設け、タッチパネル30を携帯端末53として用いてもよい。
 また、本実施形態に係るコンバイン1では、タッチパネル30等が、情報を表示する表示部と人為操作を入力する入力部とを兼ねていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、液晶ディスプレイ等の表示部と、キーボード、マウス、ボタン、スイッチ等の入力部とが別体で設けられてもよい(図示せず)。
 なお、上記実施形態の説明は、本発明に係るコンバインおよび未作業地算出方法における一態様を示すものであって、本発明の技術範囲は、上記実施形態に限定されるものではない。本発明の技術範囲は、上記実施形態に限定されるものではない。本発明は技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよく、特許請求の範囲は技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施態様を含んでいる。
  1  コンバイン
  34 測位部
  62 走行経路作成部
  63 自動運転制御部
  65 直線生成部
  66 未作業地生成部
  71 計測点
  73 未作業地
  75 作業直線
  76 交点
  77 第1の多角形
  78 第2の多角形
  80 基準直線
  81 第1の作業直線
  82 第2の作業直線
  P1 作業開始位置
  P2 作業終了位置
  θ  傾斜角度
  S1 直線生成工程
  S2 未作業地生成工程
  S4 走行経路作成工程
  S5 自動運転制御工程

Claims (10)

  1.  車体が直進と旋回とを繰り返しながら刈取作業を行う回り刈りによって圃場の未作業地を生成するコンバインであって、
     前記車体の位置を示す計測点を取得する測位部と、
     1つの前記刈取作業において作業開始位置から作業終了位置までの間に取得された前記計測点に基づいて作業直線を生成する直線生成部と、
     前記作業直線が生成される度に互いに交差する前記作業直線どうしの交点を算出し、少なくとも3つの前記作業直線が閉じた領域を構成するように交差した場合に、少なくとも3つの前記交点を頂点とする多角形を成す前記未作業地を生成する未作業地生成部と、を備えたことを特徴とするコンバイン。
  2.  前記未作業地生成部は、
     最後に算出された前記交点を始点に設定し、
     前記始点から時計周りに前記交点を検索した結果、少なくとも前記始点を含んで3つの前記交点を見つけ出した場合に第1の多角形を生成し、
     前記始点から反時計周りに前記交点を検索した結果、少なくとも前記始点を含んで3つの前記交点を見つけ出した場合に第2の多角形を生成し、
     前記第1の多角形と前記第2の多角形の何れか一方のみが生成された場合には前記第1の多角形と前記第2の多角形のうち生成された方を前記未作業地として設定し、
     前記第1の多角形と前記第2の多角形の両方が生成された場合には前記第1の多角形と前記第2の多角形のうち面積が大きい方を前記未作業地として設定することを特徴とする請求項1に記載のコンバイン。
  3.  前記測位部は、1つの前記刈取作業において前記作業開始位置から前記作業終了位置まで継続して前記計測点を取得し、
     前記直線生成部は、取得された複数の前記計測点に基づいて基準直線を生成し、前記基準直線を挟んで前記未作業地から最も離れた前記計測点を通過し、且つ前記基準直線に沿うように前記作業直線を設定することを特徴とする請求項1または2に記載のコンバイン。
  4.  1つの前記刈取作業が中断された後に再開された場合において、前記直線生成部は、前記作業開始位置から作業中断位置までの間に取得された前記計測点に基づいて第1の作業直線を生成し、前記作業中断位置から前記作業終了位置までの間に取得された前記計測点に基づいて第2の作業直線を生成し、
     前記直線生成部は、
     前記第1の作業直線に対する前記第2の作業直線の傾斜角度が所定範囲内である場合、前記作業開始位置と前記作業終了位置とを結ぶ直線を前記作業直線として生成し、
     前記第1の作業直線に対する前記第2の作業直線の傾斜角度が所定範囲を超える場合、前記作業開始位置から前記作業中断位置までの区間と前記作業中断位置から前記作業終了位置までの区間とを互いに異なる前記刈取作業とし、前記第1の作業直線と前記第2の作業直線とを互いに異なる前記作業直線として設定することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載のコンバイン。
  5.  前記未作業地に直進経路を生成する走行経路作成部と、
     前記直進経路に沿って自動で前記刈取作業を実行する自動運転制御部と、を更に備え、
     前記作業直線は、前記直進経路に沿って自動で前記刈取作業を実行することで生成されることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載のコンバイン。
  6.  車体が直進と旋回とを繰り返しながら刈取作業を行う回り刈りによって圃場の未作業地を生成する未作業地算出方法であって、
     1つの前記刈取作業において作業開始位置から作業終了位置までの間に取得された前記車体の位置を示す計測点に基づいて作業直線を生成する直線生成工程と、
     前記作業直線が生成される度に互いに交差する前記作業直線どうしの交点を算出し、少なくとも3つの前記作業直線が閉じた領域を構成するように交差した場合に、少なくとも3つの前記交点を頂点とする多角形を成す前記未作業地を生成する未作業地生成工程と、を備えたことを特徴とする未作業地算出方法。
  7.  前記未作業地生成工程では、
     最後に算出された前記交点を始点に設定し、
     前記始点から時計周りに前記交点を検索した結果、少なくとも前記始点を含んで3つの前記交点を見つけ出した場合に第1の多角形を生成し、
     前記始点から反時計周りに前記交点を検索した結果、少なくとも前記始点を含んで3つの前記交点を見つけ出した場合に第2の多角形を生成し、
     前記第1の多角形と前記第2の多角形の何れか一方のみが生成された場合には前記第1の多角形と前記第2の多角形のうち生成された方を前記未作業地として設定し、
     前記第1の多角形と前記第2の多角形の両方が生成された場合には前記第1の多角形と前記第2の多角形のうち面積が大きい方を前記未作業地として設定することを特徴とする請求項6に記載の未作業地算出方法。
  8.  前記直線生成工程では、1つの前記刈取作業において前記作業開始位置から前記作業終了位置まで継続して取得された複数の前記計測点に基づいて基準直線を生成し、前記基準直線を挟んで前記未作業地から最も離れた前記計測点を通過し、且つ前記基準直線に沿うように前記作業直線を設定することを特徴とする請求項6または7に記載の未作業地算出方法。
  9.  1つの前記刈取作業が中断された後に再開された場合において、前記直線生成工程では、前記作業開始位置から作業中断位置までの間に取得された前記計測点に基づいて第1の作業直線を生成し、前記作業中断位置から前記作業終了位置までの間に取得された前記計測点に基づいて第2の作業直線を生成し、
     前記直線生成工程では、
     前記第1の作業直線に対する前記第2の作業直線の傾斜角度が所定範囲内である場合、前記作業開始位置と前記作業終了位置とを結ぶ直線を前記作業直線として生成し、
     前記第1の作業直線に対する前記第2の作業直線の傾斜角度が所定範囲を超える場合、前記作業開始位置から前記作業中断位置までの区間と前記作業中断位置から前記作業終了位置までの区間とを互いに異なる前記刈取作業とし、前記第1の作業直線と前記第2の作業直線とを互いに異なる前記作業直線として設定することを特徴とする請求項6ないし8のいずれか1項に記載の未作業地算出方法。
  10.  前記未作業地に直進経路を生成する走行経路作成工程と、
     前記直進経路に沿って自動で前記刈取作業を実行する自動運転制御工程と、を更に備え、
     前記作業直線は、前記直進経路に沿って自動で前記刈取作業を実行することで生成されることを特徴とする請求項6ないし9のいずれか1項に記載の未作業地算出方法。
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