WO2023127390A1 - 遠隔操作走行が可能な農業機械の走行制御システム - Google Patents

遠隔操作走行が可能な農業機械の走行制御システム Download PDF

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WO2023127390A1
WO2023127390A1 PCT/JP2022/044334 JP2022044334W WO2023127390A1 WO 2023127390 A1 WO2023127390 A1 WO 2023127390A1 JP 2022044334 W JP2022044334 W JP 2022044334W WO 2023127390 A1 WO2023127390 A1 WO 2023127390A1
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WO
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area
permitted
remote
travel
work vehicle
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Application number
PCT/JP2022/044334
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
孝文 藤井
Original Assignee
株式会社クボタ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社クボタ filed Critical 株式会社クボタ
Publication of WO2023127390A1 publication Critical patent/WO2023127390A1/ja

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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01BSOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
    • A01B69/00Steering of agricultural machines or implements; Guiding agricultural machines or implements on a desired track
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02Control of position or course in two dimensions

Definitions

  • the present disclosure relates to a travel control system for agricultural machinery capable of remote control travel.
  • Patent Documents 1 and 2 disclose an example of a system that automatically drives an unmanned working vehicle between two fields separated from each other by a road.
  • Patent Literature 3 discloses an example of a device for remotely operating a work vehicle that runs autonomously.
  • the present disclosure provides a system for preventing agricultural machinery from running in unintended areas or conditions during remote control.
  • a travel control system is a travel control system for an agricultural machine capable of remote-controlled travel, comprising: a storage device that stores the position of a permitted area in which the remote-controlled travel is conditionally permitted; and a control device capable of operating in a remote control mode for controlling travel of the agricultural machine by manipulation.
  • the control device In the remote control mode, the control device causes the agricultural machine to travel within the permitted area when the state of the agricultural machine does not satisfy the conditions for permitting the remote controlled travel within the permitted area. Disable the operation.
  • a travel control system is a travel control system for an agricultural machine capable of remote control travel.
  • the agricultural machine is a work vehicle to which implements are attached.
  • the travel control system includes a storage device that stores the position of the permitted area where the remote-controlled travel is conditionally permitted, and a controller capable of operating in a remote-control mode that controls the travel of the agricultural machine by remote control. and a device.
  • the control device disables the remote operation for traveling the agricultural machine within the permitted area when the type or state of the implement does not satisfy the conditions for permitting the remote-controlled traveling within the permitted area. do.
  • An agricultural machine includes the travel control system and a travel device controlled by the control device.
  • a computer-readable storage medium may include both volatile and non-volatile storage media.
  • a device may consist of a plurality of devices. When the device is composed of two or more devices, the two or more devices may be arranged in one device, or may be divided and arranged in two or more separate devices. .
  • FIG. 1 is a diagram for explaining an overview of an agricultural management system according to an exemplary embodiment of the present disclosure
  • FIG. FIG. 2 is a side view schematically showing an example of a work vehicle and implements connected to the work vehicle
  • 1 is a block diagram showing a configuration example of a work vehicle and implements
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of a work vehicle that performs positioning by RTK-GNSS
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of an operation terminal and an operation switch group provided inside a cabin; It is a block diagram which illustrates the hardware constitutions of a management apparatus and a terminal device.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing an example of a working vehicle that automatically travels along a target route in a field; 4 is a flowchart showing an example of steering control operation during automatic driving; FIG. 3 is a diagram showing an example of a working vehicle that travels along a target route P; FIG. 4 is a diagram showing an example of a work vehicle that is shifted to the right from a target path P; FIG. 4 is a diagram showing an example of a work vehicle that is shifted to the left from a target path P; FIG. 4 is a diagram showing an example of a work vehicle facing in a direction that is inclined with respect to a target path P; FIG.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing an example of a situation in which a plurality of work vehicles are automatically traveling on roads inside and outside a field;
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of setting of a permitted area in an environment in which a work vehicle travels; 4 is a table showing an example of permission conditions for remote controlled travel in each of a first permitted area and a second permitted area; It is a figure which shows an example of the schedule of agricultural work. It is a figure which shows an example of the display screen in automatic driving mode. It is a figure which shows an example of the display screen in remote control mode.
  • FIG. 10 is a diagram showing another example of setting of permitted areas and permitted conditions;
  • FIG. 10 is a diagram showing another example of the display screen in the remote control mode;
  • 1 is a perspective view schematically showing an example of a working vehicle positioned at a doorway of a field;
  • FIG. It is a figure showing other examples in which a plurality of permission areas are set up in an agricultural field.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing a setting example of a prohibited area when a plurality of trees exist within an automatic driving area;
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing a setting example of a prohibited area when a row of ridges exists within an automatic driving area;
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing a setting example of a prohibited area when a row of crops exists within an automatic driving area;
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing another example of setting of permitted areas and permitted conditions;
  • FIG. 10 is a diagram showing another example of the display screen in the remote control mode;
  • 1 is a perspective view
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of setting a restricted area; 4 is a table showing an example of contents of operation restrictions in each restricted area; 4 is a flow chart showing an example of the operation of the control device when the environment in which the work vehicle travels includes a permitted area and a restricted area. It is a figure which shows the example of a warning display.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of a display showing types of recommended operators;
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a table showing the correspondence between areas where work vehicles are located and types of operators recommended for remote control. It is a figure which shows the other example of an agricultural management system.
  • agricultural machinery means machinery used in agricultural applications.
  • Examples of agricultural machinery include tractors, harvesters, rice transplanters, ride-on tenders, vegetable transplanters, lawn mowers, seeders, fertilizer applicators, and agricultural mobile robots.
  • a working vehicle such as a tractor functions not only as an “agricultural machine” alone, but also as a single “agricultural machine” in which a working vehicle (implement) attached to or towed by the working vehicle and the working vehicle as a whole function.
  • Agricultural machines perform farm work such as plowing, sowing, pest control, fertilization, planting of crops, or harvesting on the ground in fields. These agricultural operations are sometimes referred to as “ground operations” or simply “operations.” Traveling while a vehicle-type agricultural machine performs farm work is sometimes referred to as "working travel.”
  • “Automated operation” means that the movement of agricultural machinery is controlled by the operation of the control device, not by manual operation by the driver.
  • Agricultural machines that operate automatically are sometimes called “automatic driving farm machines” or “robot farm machines”.
  • automated driving farm machines not only the movement of the agricultural machine but also the operation of agricultural work (for example, the operation of the working machine) may be automatically controlled.
  • the agricultural machine is a vehicle-type machine
  • the automatic driving of the agricultural machine is called “automatic driving”.
  • the controller may control at least one of the steering, movement speed regulation, movement start and stop necessary for movement of the agricultural machine.
  • the control device may control operations such as raising and lowering the work implement and starting and stopping the operation of the work implement.
  • Movement by automatic operation may include not only movement of the agricultural machine toward a destination along a predetermined route, but also movement following a tracking target.
  • An agricultural machine that operates automatically may move partially based on a user's instruction.
  • the agricultural machine that automatically operates may operate in a manual operation mode in which the agricultural machine is moved by manual operation by the driver.
  • the act of steering an agricultural machine not by manual operation but by the action of a control device is called "automatic steering".
  • Part or all of the controller may be external to the agricultural machine.
  • Communication, such as control signals, commands, or data, may occur between a control device external to the agricultural machine and the agricultural machine.
  • An agricultural machine that operates automatically may move autonomously while sensing the surrounding environment without a human being involved in controlling the movement of the agricultural machine.
  • Agricultural machines capable of autonomous movement can run unmanned inside or outside a field (for example, on roads). Obstacle detection and obstacle avoidance operation may be performed during autonomous movement.
  • Remote control means the operation of agricultural machinery using a remote control device. Remote operation may be performed by an operator (eg, a system administrator or a user of the agricultural machine) who is remote from the agricultural machine. "Remotely controlled travel” means that the agricultural machine travels in response to a signal transmitted from the remote controller.
  • a remote control device may include a device capable of transmitting signals, such as a personal computer (PC), laptop computer, tablet computer, smart phone, or remote control (remote control). By operating the remote control device, the operator can give commands such as starting, stopping, accelerating, decelerating, or changing the running direction to the agricultural machine. A mode in which the control device controls travel of the agricultural machine in response to these commands is called a "remote control mode".
  • Permitted area means an area where remote control driving of agricultural machinery is permitted.
  • the permitted area may include an area in which remote-controlled travel of agricultural machinery is conditionally permitted.
  • a permitted area in which remote controlled travel is conditionally permitted is sometimes referred to as a "conditionally permitted area.”
  • a permitted area in which remote-controlled travel is unconditionally permitted is sometimes called an "unconditionally permitted area.”
  • All permitted areas may be “conditionally permitted areas”, or only some permitted areas may be “conditionally permitted areas”. All permitted areas may be “unconditionally permitted areas” in some embodiments.
  • the remote operation to drive the agricultural machine within the permitted area is disabled. .
  • a remote control for running agricultural machinery within may be disabled. For example, if an agricultural machine moves from a permitted area where remote-controlled travel is permitted to a conditionally permitted area where remote-controlled travel is not permitted by remote control, the agricultural machine stops and is instructed to continue traveling. Remote control can be disabled. In addition, if an agricultural machine enters a conditionally permitted area that does not satisfy the conditions for permitting remote controlled traveling from a permitted area where remote controlled traveling is permitted, the agricultural machine will move from the conditionally permitted area to the original permitted area. Remote control for reversing (eg in reverse) may be allowed.
  • Prohibited area means an area where remote controlled driving is prohibited.
  • the remote control mode when the agricultural machine is located in the prohibited area, the remote control for running the agricultural machine within the prohibited area is disabled. For example, when an agricultural machine moves from a permitted area where remote-controlled travel is permitted to a prohibited area, the agricultural machine stops, and the remote control instructing further travel may be invalidated.
  • remote control for returning the agricultural machine from the prohibited area to the original permitted area for example, in reverse
  • remote control to return the agricultural machine to the permitted area where remote control driving is permitted is not considered to fall under "remote control for driving the agricultural machine within the prohibited area.” interpreted.
  • “Restricted area” means an area where remote control travel is possible, but some restrictions are imposed on the operation of agricultural machinery during remote control travel.
  • the limitations may include, for example, at least one of a driving speed limitation, an engine speed limitation, and an implement-related operation limitation.
  • a "work plan” is data that defines a schedule for one or more farm work to be performed by an agricultural machine.
  • a work plan may include, for example, information indicating the order of farm work to be performed by the agricultural machine and the field on which each farm work is to be performed.
  • the work plan may include information about the days and times each farm work is scheduled to occur.
  • a work plan that includes information on the days and times each farm work is scheduled to be performed is specifically referred to as a "work schedule" or simply a "schedule".
  • the work schedule may include information on the scheduled start time and/or the scheduled end time of each farm work to be performed on each work day.
  • the work plan or work schedule may include information such as the content of work, the implements used, and/or the types and amounts of agricultural materials used for each agricultural work.
  • agricultural material means a material used in agricultural work performed by agricultural machinery. Agricultural materials are sometimes simply referred to as “materials.” Agricultural materials may include materials consumed by agricultural operations, such as pesticides, fertilizers, seeds, or seedlings.
  • the work plan may be created by a processing device that communicates with the agricultural machine to manage farm work, or a processing device mounted on the agricultural machine. The processing device can, for example, create a work plan based on information input by a user (a farmer, farm worker, etc.) by operating a terminal device.
  • a processing device that communicates with agricultural machines and manages farm work is referred to as a “management device”.
  • the management device may manage farm work of a plurality of agricultural machines.
  • the management device may create a work plan including information on each farm work performed by each of the plurality of agricultural machines.
  • the work plan may be downloaded by each agricultural machine and stored in storage. According to the work plan, each agricultural machine can automatically go to the field and perform the scheduled agricultural work.
  • Environmental map is data expressing the position or area of an object existing in the environment in which the agricultural machine moves, using a predetermined coordinate system.
  • Environmental maps are sometimes simply referred to as "maps" or “map data”.
  • the coordinate system that defines the environment map can be, for example, a world coordinate system, such as a geographic coordinate system fixed with respect to the earth.
  • the environment map may include information other than position (for example, attribute information and other information) about objects existing in the environment.
  • Environmental maps include various types of maps, such as point cloud maps or grid maps. Local map or partial map data generated or processed in the process of constructing an environment map is also referred to as a "map" or "map data”.
  • “Farm road” means a road that is mainly used for agricultural purposes.
  • Agricultural roads are not limited to roads paved with asphalt, but also include unpaved roads covered with soil or gravel.
  • Agricultural roads include roads (including private roads) exclusively passable by vehicle-type agricultural machines (for example, work vehicles such as tractors) and roads passable by general vehicles (passenger cars, trucks, buses, etc.). The work vehicle may automatically travel on general roads in addition to farm roads.
  • General roads are roads maintained for general vehicle traffic.
  • Global path means the data of the route from the starting point to the destination point when the agricultural machine moves automatically, generated by the processing device that performs the route planning. Generating a global path is called global path planning.
  • the global route is also called “target route” or simply “route”.
  • a global path may be defined, for example, by coordinate values of points through which the agricultural machine should pass. A point through which the agricultural machine should pass is called a "waypoint”, and a line segment connecting adjacent waypoints is called a "link”.
  • Local path means a local path capable of avoiding obstacles, which is sequentially generated when the agricultural machine automatically moves along the global path. Generating a local path is called local path planning. A local route is sequentially generated based on data acquired by one or more sensing devices provided on the agricultural machine while the agricultural machine is moving. A local route may be defined by multiple waypoints along a portion of the global route. However, if an obstacle exists in the vicinity of the global path, waypoints may be set to bypass the obstacle. The length of the links between waypoints in the local path is shorter than the length of the links between waypoints in the global path. The device that generates the local route may be the same as or different from the device that generates the global route.
  • a management device that manages farm work by an agricultural machine may generate a global route, and a controller mounted on the agricultural machine may generate a local route.
  • the combination of the management device and the control device functions as the "processing device” that performs the route planning.
  • a farm machine controller may function as a processor that performs both global and local path planning.
  • the technology of the present disclosure is applicable not only to tractors but also to other types of agricultural machines capable of remote-controlled travel (for example, rice transplanters, combine harvesters, harvesters, ride-on management machines, vegetable transplanters, mowers, seeders, fertilizers, etc.). , and agricultural mobile robots, etc.).
  • An embodiment in which a work vehicle is equipped with a travel control system for realizing an automatic travel function and a remote control function will be described below as an example. At least part of the functions of the travel control system may be implemented in another device that communicates with the work vehicle (for example, a terminal device that performs remote control, a server, or the like).
  • FIG. 1 is a diagram for explaining an overview of an agricultural management system according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
  • the agricultural management system shown in FIG. 1 includes a work vehicle 100 , a terminal device 400 and a management device 600 .
  • Terminal device 400 is a computer used by a user who remotely monitors work vehicle 100 .
  • the management device 600 is a computer managed by a business operator who operates an agricultural management system.
  • Work vehicle 100 , terminal device 400 , and management device 600 can communicate with each other via network 80 .
  • a farm management system may include multiple work vehicles or other agricultural machinery.
  • the work vehicle 100 in this embodiment is a tractor.
  • Work vehicle 100 can be equipped with implements on one or both of the rear and front portions.
  • the work vehicle 100 can travel in a field while performing farm work according to the type of implement.
  • the work vehicle 100 may travel inside or outside the field without the implements attached.
  • the work vehicle 100 in this embodiment has an automatic driving function.
  • the work vehicle 100 can be driven not by manual operation but by the function of the control device.
  • the control device in this embodiment is provided inside the work vehicle 100 and can control both the speed and steering of the work vehicle 100 .
  • the work vehicle 100 can automatically travel not only inside the farm field but also outside the farm field (for example, roads).
  • a mode in which the control device causes work vehicle 100 to automatically travel is referred to as an “automatic travel mode”.
  • the work vehicle 100 also has a function of remote-controlled travel.
  • the control device can change the traveling speed and traveling direction by controlling the traveling device of the work vehicle 100 in response to the remote operation using the terminal device 400 by the user.
  • the work vehicle 100 can perform remote-controlled traveling not only inside the field but also outside the field.
  • a mode in which the control device causes work vehicle 100 to travel by remote control is referred to as a “remote control mode”.
  • the work vehicle 100 is equipped with devices such as a GNSS receiver and a LiDAR sensor, which are used for positioning or self-position estimation.
  • the control device of work vehicle 100 automatically causes work vehicle 100 to travel based on the position of work vehicle 100 and the target route information generated by management device 600 .
  • the control device controls the operation of the implements in addition to the travel control of the work vehicle 100 .
  • the work vehicle 100 can perform farm work using implements while automatically traveling in the field.
  • the work vehicle 100 can automatically travel along the target route on a road outside the field (for example, a farm road or a general road).
  • the work vehicle 100 When the work vehicle 100 automatically travels along a road outside a field, the work vehicle 100 follows a target route along a local route capable of avoiding obstacles based on data output from a sensing device such as a camera or a LiDAR sensor. Run while generating. Work vehicle 100 may travel in a field while generating a local route in the same manner as described above, or may travel along a target route without generating a local route and an obstacle is detected. You may perform the operation
  • a sensing device such as a camera or a LiDAR sensor
  • the management device 600 is a computer that manages farm work by the work vehicle 100 .
  • the management device 600 may be a server computer that centrally manages information about agricultural fields on the cloud and supports agriculture by utilizing data on the cloud, for example.
  • the management device 600 can, for example, create a work plan for the work vehicle 100 and generate a target route for the work vehicle 100 according to the work plan.
  • management device 600 may generate the target route of work vehicle 100 in response to an operation using terminal device 400 by the user.
  • the management device 600 generates target routes using different methods inside and outside the field.
  • the management device 600 generates a target route in the field based on information about the field.
  • the management device 600 can store the pre-registered outline of the field, the area of the field, the position of the entrance/exit of the field, the width of the work vehicle 100, the width of the implement, the content of the work, the type of crops to be cultivated, and the growth of the crops.
  • a target path in a field can be generated based on a variety of information, such as area, crop growth, or crop row or furrow spacing.
  • Management device 600 generates a target course in a field based on information which a user inputted using terminal device 400 or other devices, for example.
  • the management device 600 generates a route in the field so as to cover the entire work area where work is performed, for example.
  • the management device 600 generates a target route outside the field according to the work plan or the instruction of the user.
  • the management device 600 can determine the order of farm work indicated by the work plan, the position of the field where each farm work is performed, the position of the entrance/exit of the field, the scheduled start time and scheduled end time of each farm work, road surface conditions, weather conditions, traffic conditions, and the like.
  • the target route outside the farm field can be generated based on various information.
  • the management device 600 may generate a target route based on information indicating a route or waypoints designated by the user by operating the terminal device 400, regardless of the work plan.
  • the management device 600 can perform target route generation, ie, global route planning, in various ways.
  • the management device 600 may further generate and edit an environment map based on data collected by the work vehicle 100 or other mobile body using a sensing device such as a LiDAR sensor. Management device 600 transmits the generated work plan, target route, and environment map data to work vehicle 100 . Work vehicle 100 automatically performs movement and farm work based on those data.
  • the global route planning and the generation (or editing) of the environment map are not limited to the management device 600, and may be performed by another device.
  • a controller of work vehicle 100 may perform global route planning or environmental map generation or editing.
  • the terminal device 400 is a computer used by a user who is remote from the work vehicle 100 .
  • the terminal device 400 shown in FIG. 1 is a laptop computer, but is not limited to this.
  • the terminal device 400 may be a stationary computer such as a desktop PC (personal computer), or a mobile terminal such as a smart phone or tablet computer.
  • the terminal device 400 can be used to remotely monitor the work vehicle 100 and remotely operate the work vehicle 100 .
  • the terminal device 400 can display images captured by one or more cameras included in the work vehicle 100 on the display. The user can view the image, check the surroundings of work vehicle 100, and send instructions to work vehicle 100 to stop, start, accelerate, decelerate, or change the direction of travel.
  • the terminal device 400 can also display on the display a setting screen for the user to input information necessary for creating a work plan for the work vehicle 100 (for example, a schedule for each agricultural work).
  • a setting screen for the user to input information necessary for creating a work plan for the work vehicle 100 (for example, a schedule for each agricultural work).
  • the terminal device 400 transmits the input information to the management device 600 .
  • Management device 600 creates a work plan based on the information.
  • Terminal device 400 may also be used to register one or more farm fields where work vehicle 100 performs farm work, a storage location for work vehicle 100, and one or more standby locations where work vehicle 100 temporarily waits.
  • the terminal device 400 may further have a function of displaying on the display a setting screen for the user to input information necessary for setting the target route.
  • FIG. 2 is a side view schematically showing an example of work vehicle 100 and implement 300 coupled to work vehicle 100.
  • the work vehicle 100 in this embodiment can operate in both manual operation mode and automatic operation mode.
  • work vehicle 100 can run unmanned.
  • the work vehicle 100 can be automatically driven both inside and outside the field.
  • the control device operates in an automatic driving mode in which the work vehicle 100 travels along a preset target route, and in a remote operation mode in which the work vehicle 100 travels in response to the user's operation using the terminal device 400.
  • Switching between the automatic driving mode and the remote control mode can be performed by the user using the terminal device 400 to perform a predetermined operation.
  • the system shifts to the remote control mode.
  • the remote operation mode when the user performs an operation of instructing the start of automatic driving using the terminal device 400, the mode shifts to the automatic driving mode.
  • the work vehicle 100 includes a vehicle body 101 , a prime mover (engine) 102 and a transmission (transmission) 103 .
  • a vehicle body 101 is provided with a traveling device including wheels 104 with tires and a cabin 105 .
  • the travel device includes four wheels 104, axles for rotating the four wheels, and braking devices (brakes) for braking the axles.
  • Wheels 104 include a pair of front wheels 104F and a pair of rear wheels 104R.
  • a driver's seat 107 , a steering device 106 , an operation terminal 200 , and a group of switches for operation are provided inside the cabin 105 .
  • one or both of the front wheels 104F and the rear wheels 104R may be replaced with a plurality of wheels (crawlers) equipped with tracks instead of wheels with tires. .
  • Work vehicle 100 can switch between a four-wheel drive (4W) mode in which both front wheels 104F and rear wheels 104R are used as driving wheels, and a two-wheel drive (2W) mode in which front wheels 104F or rear wheels 104R are used as driving wheels. .
  • Work vehicle 100 can also switch between a state in which the left and right brakes are connected and a state in which the connection is released. By disconnecting the left and right brakes, the left and right wheels 104 can be braked independently. This enables turning with a small turning radius.
  • the work vehicle 100 includes a plurality of sensing devices that sense the surroundings of the work vehicle 100.
  • the sensing device includes multiple cameras 120 , LiDAR sensors 140 and multiple obstacle sensors 130 .
  • the cameras 120 may be provided on the front, rear, left, and right of the work vehicle 100, for example. Camera 120 photographs the environment around work vehicle 100 and generates image data. Images acquired by the camera 120 can be transmitted to the terminal device 400 for remote monitoring. The image may be used to monitor work vehicle 100 during unmanned operation. The camera 120 can also be used to generate images for recognizing surrounding features or obstacles, white lines, signs, displays, etc. when the work vehicle 100 travels on a road outside the field (farm road or general road). can be used.
  • the LiDAR sensor 140 in the example of FIG. 2 is arranged at the lower front portion of the vehicle body 101. LiDAR sensor 140 may be provided at other locations.
  • the LiDAR sensor 140 detects the distance and direction to each measurement point of an object present in the surrounding environment, or two-dimensional or three-dimensional coordinate values of each measurement point, while the work vehicle 100 is mainly traveling outside the farm field. Repeatedly outputs sensor data indicating The sensor data output from LiDAR sensor 140 is processed by the control device of work vehicle 100 .
  • the control device can estimate the self-location of the work vehicle 100 by matching the sensor data and the environment map.
  • the control device further detects objects such as obstacles existing around work vehicle 100 based on the sensor data, and generates a local route along which work vehicle 100 should actually travel along the global route. be able to.
  • the controller can also generate or edit an environment map using algorithms such as SLAM (Simultaneous Localization and Mapping).
  • Work vehicle 100 may include multiple LiDAR sensors arranged at different locations and with
  • a plurality of obstacle sensors 130 shown in FIG. 2 are provided at the front and rear of the cabin 105. Obstacle sensors 130 may be placed at other locations as well. For example, one or more obstacle sensors 130 may be provided anywhere on the sides, front, and rear of the vehicle body 101 . Obstacle sensors 130 may include, for example, laser scanners or ultrasonic sonars. The obstacle sensor 130 is used to detect surrounding obstacles and stop or detour the work vehicle 100 during automatic travel.
  • a LiDAR sensor 140 may be utilized as one of the obstacle sensors 130 .
  • the work vehicle 100 further includes a GNSS unit 110.
  • GNSS unit 110 includes a GNSS receiver.
  • the GNSS receiver may include an antenna that receives signals from GNSS satellites and a processor that calculates the position of work vehicle 100 based on the signals received by the antenna.
  • the GNSS unit 110 receives satellite signals transmitted from multiple GNSS satellites and performs positioning based on the satellite signals. Although the GNSS unit 110 in this embodiment is provided above the cabin 105, it may be provided at another position.
  • the GNSS unit 110 may include an inertial measurement unit (IMU). Signals from the IMU can be used to supplement the location data.
  • the IMU can measure the tilt and minute movements of work vehicle 100 . Positioning performance can be improved by using data obtained by the IMU to supplement position data based on satellite signals.
  • the control device of the work vehicle 100 may use sensing data acquired by a sensing device such as the camera 120 or the LiDAR sensor 140 for positioning in addition to the positioning results obtained by the GNSS unit 110 .
  • a sensing device such as the camera 120 or the LiDAR sensor 140
  • the control device of the work vehicle 100 may use sensing data acquired by a sensing device such as the camera 120 or the LiDAR sensor 140 for positioning in addition to the positioning results obtained by the GNSS unit 110 .
  • a sensing device such as the camera 120 or the LiDAR sensor 140 for positioning in addition to the positioning results obtained by the GNSS unit 110 .
  • a feature functioning as a feature point in the environment in which the work vehicle 100 travels such as a farm road, a forest road, a general road, or an orchard
  • data acquired by the camera 120 or the LiDAR sensor 140 and pre-stored Based on the environment map stored in the device, the position and orientation of work vehicle 100 can be estimated with high accuracy.
  • the prime mover 102 may be, for example, a diesel engine.
  • An electric motor may be used instead of the diesel engine.
  • the transmission 103 can change the propulsive force and the moving speed of the work vehicle 100 by shifting.
  • the transmission 103 can also switch between forward and reverse travel of the work vehicle 100 .
  • the steering device 106 includes a steering wheel, a steering shaft connected to the steering wheel, and a power steering device that assists steering by the steering wheel.
  • the front wheels 104F are steerable wheels, and the running direction of the work vehicle 100 can be changed by changing the turning angle (also referred to as the "steering angle") of the front wheels 104F.
  • the steering angle of the front wheels 104F can be changed by operating the steering wheel.
  • the power steering system includes a hydraulic system or an electric motor that supplies an assist force for changing the steering angle of the front wheels 104F. When automatic steering is performed, the steering angle is automatically adjusted by the power of the hydraulic system or the electric motor under the control of the control device arranged in the work vehicle 100 .
  • a coupling device 108 is provided at the rear portion of the vehicle body 101 .
  • the coupling device 108 includes, for example, a three-point support device (also called a "three-point link” or “three-point hitch"), a PTO (Power Take Off) shaft, a universal joint, and a communication cable.
  • the implement 300 can be attached to and detached from the work vehicle 100 by the coupling device 108 .
  • the coupling device 108 can change the position or posture of the implement 300 by elevating the three-point link by, for example, a hydraulic device.
  • power can be sent from the work vehicle 100 to the implement 300 via the universal joint.
  • the work vehicle 100 can cause the implement 300 to perform a predetermined work while pulling the implement 300 .
  • the connecting device may be provided in front of the vehicle body 101 . In that case, implements can be connected to the front of work vehicle 100 .
  • the implement 300 shown in FIG. 2 is a rotary tiller, but the implement 300 is not limited to the rotary tiller. Any implement such as seeder, spreader, transplanter, mower, rake, baler, harvester, sprayer, or harrow. It can be used by connecting to the work vehicle 100 .
  • the work vehicle 100 shown in FIG. 2 is capable of manned operation, but may only be compatible with unmanned operation. In that case, components required only for manned operation, such as cabin 105 , steering device 106 and driver's seat 107 , may not be provided in work vehicle 100 .
  • the unmanned work vehicle 100 can travel autonomously or remotely controlled by a user.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of the work vehicle 100 and the implement 300. As shown in FIG. Work vehicle 100 and implement 300 may communicate with each other via a communication cable included in coupling device 108 . Work vehicle 100 can communicate with terminal device 400 and management device 600 via network 80 .
  • the work vehicle 100 in the example of FIG. 3 includes a GNSS unit 110, a camera 120, an obstacle sensor 130, a LiDAR sensor 140, and an operation terminal 200, as well as a sensor group 150 for detecting the operating state of the work vehicle 100, and a travel control system 160. , a communication device 190 , an operation switch group 210 , a buzzer 220 and a drive device 240 . These components are communicatively connected to each other via a bus.
  • the GNSS unit 110 comprises a GNSS receiver 111 , an RTK receiver 112 , an inertial measurement unit (IMU) 115 and processing circuitry 116 .
  • IMU inertial measurement unit
  • the sensor group 150 includes a steering wheel sensor 152 , a steering angle sensor 154 and an axle sensor 156 .
  • Travel control system 160 includes storage device 170 and control device 180 .
  • the controller 180 comprises a plurality of electronic control units (ECUs) 181-186.
  • the implement 300 includes a drive device 340 , a control device 380 and a communication device 390 . Note that FIG. 3 shows constituent elements that are relatively highly relevant to the operation of automatic driving by the work vehicle 100, and illustration of other constituent elements is omitted.
  • the GNSS receiver 111 in the GNSS unit 110 receives satellite signals transmitted from multiple GNSS satellites and generates GNSS data based on the satellite signals.
  • GNSS data is generated in a predetermined format, eg, NMEA-0183 format.
  • GNSS data may include, for example, values indicating the identification number, elevation, azimuth, and received strength of each satellite from which the satellite signal was received.
  • the GNSS unit 110 shown in FIG. 3 performs positioning of the work vehicle 100 using RTK (Real Time Kinematic)-GNSS.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram showing an example of the work vehicle 100 that performs positioning by RTK-GNSS. Positioning by RTK-GNSS uses correction signals transmitted from the reference station 60 in addition to satellite signals transmitted from a plurality of GNSS satellites 50 .
  • the reference station 60 can be installed near the field where the work vehicle 100 travels (for example, within 10 km from the work vehicle 100).
  • the reference station 60 generates a correction signal, for example in RTCM format, based on the satellite signals received from the plurality of GNSS satellites 50 and transmits it to the GNSS unit 110 .
  • RTK receiver 112 includes an antenna and modem to receive correction signals transmitted from reference station 60 .
  • the processing circuit 116 of the GNSS unit 110 corrects the positioning result by the GNSS receiver 111 based on the correction signal.
  • RTK-GNSS it is possible to perform positioning with an accuracy of, for example, an error of several centimeters.
  • Location information including latitude, longitude and altitude information, is obtained through RTK-GNSS high-precision positioning.
  • the GNSS unit 110 calculates the position of the work vehicle 100, for example, at a frequency of about 1 to 10 times per second.
  • the positioning method is not limited to RTK-GNSS, and any positioning method (interferometric positioning method, relative positioning method, etc.) that can obtain position information with the required accuracy can be used.
  • positioning may be performed using VRS (Virtual Reference Station) or DGPS (Differential Global Positioning System). If position information with required accuracy can be obtained without using the correction signal transmitted from the reference station 60, the position information may be generated without using the correction signal.
  • GNSS unit 110 may not include RTK receiver 112 .
  • the position of work vehicle 100 is estimated.
  • the position of work vehicle 100 may be estimated by matching data output from LiDAR sensor 140 and/or camera 120 with a highly accurate environmental map.
  • the GNSS unit 110 in this embodiment further includes an IMU 115 .
  • IMU 115 may include a 3-axis accelerometer and a 3-axis gyroscope.
  • the IMU 115 may include an orientation sensor, such as a 3-axis geomagnetic sensor.
  • IMU 115 functions as a motion sensor and can output signals indicating various quantities such as acceleration, speed, displacement, and attitude of work vehicle 100 .
  • Processing circuitry 116 may more accurately estimate the position and orientation of work vehicle 100 based on signals output from IMU 115 in addition to satellite signals and correction signals. Signals output from IMU 115 may be used to correct or impute positions calculated based on satellite signals and correction signals.
  • IMU 115 outputs signals more frequently than GNSS receiver 111 .
  • processing circuitry 116 can measure the position and orientation of work vehicle 100 at a higher frequency (eg, 10 Hz or higher).
  • a higher frequency eg, 10 Hz or higher.
  • IMU 115 may be provided as a separate device from GNSS unit 110 .
  • the camera 120 is an imaging device that captures the environment around the work vehicle 100 .
  • the camera 120 includes an image sensor such as a CCD (Charge Coupled Device) or CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor). Camera 120 may also include optics, including one or more lenses, and signal processing circuitry.
  • the camera 120 captures an image of the environment around the work vehicle 100 while the work vehicle 100 is traveling, and generates image (for example, moving image) data.
  • the camera 120 can capture moving images at a frame rate of 3 frames per second (fps) or higher, for example.
  • the image generated by the camera 120 can be used, for example, when a remote monitor uses the terminal device 400 to check the environment around the work vehicle 100 .
  • the images generated by camera 120 may be used for positioning or obstacle detection.
  • a plurality of cameras 120 may be provided at different positions on work vehicle 100, or a single camera may be provided. There may be separate visible cameras for generating visible light images and infrared cameras for generating infrared images. Both visible and infrared cameras may be provided as cameras for generating images for surveillance. Infrared cameras can also be used to detect obstacles at night.
  • the obstacle sensor 130 detects objects existing around the work vehicle 100 .
  • Obstacle sensors 130 may include, for example, laser scanners or ultrasonic sonars. Obstacle sensor 130 outputs a signal indicating the presence of an obstacle when an object is present closer than a predetermined distance from obstacle sensor 130 .
  • a plurality of obstacle sensors 130 may be provided at different positions on work vehicle 100 . For example, multiple laser scanners and multiple ultrasonic sonars may be placed at different locations on work vehicle 100 . By providing such many obstacle sensors 130, blind spots in monitoring obstacles around the work vehicle 100 can be reduced.
  • the steering wheel sensor 152 measures the rotation angle of the steering wheel of the work vehicle 100.
  • the steering angle sensor 154 measures the steering angle of the front wheels 104F, which are steered wheels. Measured values by the steering wheel sensor 152 and the steering angle sensor 154 are used for steering control by the controller 180 .
  • the axle sensor 156 measures the rotational speed of the axle connected to the wheel 104, that is, the number of revolutions per unit time.
  • Axle sensor 156 can be, for example, a sensor utilizing a magnetoresistive element (MR), a Hall element, or an electromagnetic pickup.
  • the axle sensor 156 outputs, for example, a numerical value indicating the number of rotations per minute (unit: rpm) of the axle.
  • Axle sensors 156 are used to measure the speed of work vehicle 100 .
  • the drive device 240 includes various devices necessary for running the work vehicle 100 and driving the implements 300, such as the prime mover 102, the transmission device 103, the steering device 106, and the coupling device 108 described above.
  • Prime mover 102 may comprise an internal combustion engine, such as a diesel engine, for example.
  • Drive system 240 may include an electric motor for traction instead of or in addition to the internal combustion engine.
  • the buzzer 220 is an audio output device that emits a warning sound to notify an abnormality. Buzzer 220 emits a warning sound when an obstacle is detected, for example, during automatic driving. Buzzer 220 is controlled by controller 180 .
  • the storage device 170 includes one or more storage media such as flash memory or magnetic disk.
  • Storage device 170 stores various data generated by GNSS unit 110 , camera 120 , obstacle sensor 130 , LiDAR sensor 140 , sensor group 150 , and control device 180 .
  • the data stored in storage device 170 may include map data (environmental map) of the environment in which work vehicle 100 travels and data of a global route (target route) for automatic driving.
  • the environment map includes information of a plurality of farm fields where work vehicle 100 performs farm work and roads around the fields.
  • the environment map and target route may be generated by a processing unit (ie, processor) in management device 600 .
  • the control device 180 in this embodiment may have a function of generating or editing an environment map and a target route. Control device 180 can edit the environment map and target route acquired from management device 600 according to the traveling environment of work vehicle 100 .
  • the storage device 170 also stores work plan data received by the communication device 190 from the management device 600 .
  • a work plan includes information about a plurality of farm tasks that work vehicle 100 will perform over a plurality of work days.
  • the work plan may be, for example, work schedule data including information on the scheduled time of each farm work to be performed by the work vehicle 100 on each work day.
  • the storage device 170 also stores a computer program that causes each ECU in the control device 180 to execute various operations described later.
  • Such a computer program can be provided to work vehicle 100 via a storage medium (such as a semiconductor memory or an optical disk) or an electric communication line (such as the Internet).
  • Such computer programs may be sold as commercial software.
  • the storage device 170 in this embodiment further stores the positions of permitted areas in which remote controlled travel of the work vehicle 100 is permitted and the positions of prohibited areas in which remote controlled travel is prohibited. Some or all of the permitted areas may be conditionally permitted areas in which remote controlled travel is conditionally permitted. The permitted area may include an unconditionally permitted area in which remote controlled travel is unconditionally permitted. The storage device 170 may store the positions of a plurality of conditional permitted areas with different conditions for permitting remote-controlled travel, and the conditions for permitting remote-controlled travel in each conditional permitted area. Storage device 170 may store the location of one of the permitted area and the prohibited area. For example, if only allowed area locations are stored, locations outside the allowed area may be treated as prohibited areas.
  • locations outside of prohibited areas may be treated as permitted areas (conditionally permitted areas or unconditionally permitted areas).
  • the location of the permitted area is (indirectly) stored in the storage device 170 .
  • the storage device 170 may further store the location of a restricted area where restrictions are imposed on remote-controlled travel.
  • the storage device 170 may store the location of a restricted area where restrictions are imposed on the traveling speed, the engine speed, or the operation of the implement 300 during remote-controlled traveling, and information indicating the details of the restrictions. .
  • a plurality of restricted areas with different operational restrictions may be set.
  • the storage device 170 may store the positions of a plurality of restricted areas and information indicating the content of restriction in each restricted area.
  • the control device 180 includes multiple ECUs.
  • the plurality of ECUs include, for example, an ECU 181 for speed control, an ECU 182 for steering control, an ECU 183 for implement control, an ECU 184 for automatic driving control, an ECU 185 for route generation, and an ECU 186 for map generation.
  • the ECU 181 controls the speed of the work vehicle 100 by controlling the prime mover 102, the transmission 103, and the brakes included in the drive device 240.
  • the ECU 182 controls the steering of the work vehicle 100 by controlling the hydraulic system or the electric motor included in the steering system 106 based on the measurement value of the steering wheel sensor 152 .
  • the ECU 183 controls the operations of the three-point link and the PTO shaft included in the coupling device 108 in order to cause the implement 300 to perform desired operations. ECU 183 also generates signals that control the operation of implement 300 and transmits the signals from communication device 190 to implement 300 .
  • the ECU 184 performs calculations and controls for realizing automatic driving based on data output from the GNSS unit 110, the camera 120, the obstacle sensor 130, the LiDAR sensor 140, and the sensor group 150. For example, ECU 184 identifies the position of work vehicle 100 based on data output from at least one of GNSS unit 110 , camera 120 , and LiDAR sensor 140 . Within the field, ECU 184 may determine the position of work vehicle 100 based solely on data output from GNSS unit 110 . ECU 184 may estimate or correct the position of work vehicle 100 based on data acquired by camera 120 or LiDAR sensor 140 . By using the data acquired by the camera 120 or the LiDAR sensor 140, the accuracy of positioning can be further improved.
  • ECU 184 estimates the position of work vehicle 100 using data output from LiDAR sensor 140 or camera 120 .
  • the ECU 184 may estimate the position of the work vehicle 100 by matching data output from the LiDAR sensor 140 or the camera 120 with an environmental map.
  • ECU 184 performs calculations necessary for work vehicle 100 to travel along the target route or local route based on the estimated position of work vehicle 100 .
  • the ECU 184 sends a speed change command to the ECU 181 and a steering angle change command to the ECU 182 .
  • ECU 181 changes the speed of work vehicle 100 by controlling prime mover 102, transmission 103, or brakes in response to speed change commands.
  • the ECU 182 changes the steering angle by controlling the steering device 106 in response to the command to change the steering angle.
  • the ECU 184 also controls remote-controlled traveling of the work vehicle 100 .
  • the ECU 184 controls the ECUs 181 , 182 and 183 in response to signals received by the communication device 190 from the terminal device 400 . Accordingly, operations such as speed control and steering control of work vehicle 100, elevation of implement 300, and on/off of implement 300 can be executed in response to remote operation from the user.
  • the ECU 185 sequentially generates local routes that can avoid obstacles while the work vehicle 100 is traveling along the target route. While work vehicle 100 is traveling, ECU 185 recognizes obstacles existing around work vehicle 100 based on data output from camera 120 , obstacle sensor 130 , and LiDAR sensor 140 . The ECU 185 generates local routes to avoid recognized obstacles.
  • the ECU 185 may have a function of global route planning instead of the management device 600 .
  • the ECU 185 may determine the destination of the work vehicle 100 based on the work plan stored in the storage device 170 and determine the target route from the start point of movement of the work vehicle 100 to the destination point. Based on the environmental map containing the road information stored in the storage device 170, the ECU 185 can create, for example, a route that can reach the destination in the shortest time as a target route.
  • the ECU 185 may determine whether a particular type of road (e.g., a farm road, a road along a particular feature such as a waterway, or a satellite signal from a GNSS satellite) is favorably selected based on attribute information for each road included in the environment map.
  • a particular type of road e.g., a farm road, a road along a particular feature such as a waterway, or a satellite signal from a GNSS satellite
  • the ECU 186 creates or edits a map of the environment in which the work vehicle 100 travels.
  • an environment map generated by an external device such as management device 600 is transmitted to work vehicle 100 and recorded in storage device 170, but ECU 186 can instead generate or edit the environment map. .
  • An environment map may be generated based on sensor data output from the LiDAR sensor 140 .
  • the ECU 186 sequentially generates three-dimensional point cloud data based on sensor data output from the LiDAR sensor 140 while the work vehicle 100 is running.
  • the ECU 186 can generate an environment map by connecting the sequentially generated point cloud data using an algorithm such as SLAM, for example.
  • the environment map generated in this manner is a highly accurate three-dimensional map and can be used by the ECU 184 for self-position estimation. Based on this 3D map, a 2D map can be generated for use in global route planning.
  • the three-dimensional map used for self-localization and the two-dimensional map used for global route planning are both referred to as "environmental maps.”
  • the ECU 186 further detects features recognized based on the data output from the camera 120 or the LiDAR sensor 140 (for example, waterways, rivers, grasses, trees, etc.), the type of road (for example, whether it is a farm road or not), and the type of road surface.
  • the map can also be edited by adding various attribute information to the map, such as status or passability of roads.
  • control device 180 realizes automatic driving and remote controlled driving.
  • control device 180 controls drive device 240 based on the measured or estimated position of work vehicle 100 and the generated route. Thereby, the control device 180 can cause the work vehicle 100 to travel along the target route.
  • control device 180 controls drive device 240 in response to the user's operation using terminal device 400 . Accordingly, control device 180 can cause work vehicle 100 to travel according to instructions from the user.
  • a plurality of ECUs included in the control device 180 can communicate with each other according to a vehicle bus standard such as CAN (Controller Area Network). Instead of CAN, a higher-speed communication method such as in-vehicle Ethernet (registered trademark) may be used.
  • CAN Controller Area Network
  • a higher-speed communication method such as in-vehicle Ethernet (registered trademark) may be used.
  • An on-board computer that integrates at least some functions of the ECUs 181 to 186 may be provided.
  • the control device 180 may include ECUs other than the ECUs 181 to 186, and an arbitrary number of ECUs may be provided according to functions.
  • Each ECU includes processing circuitry that includes one or more processors.
  • the communication device 190 is a device including circuits for communicating with the implement 300 , the terminal device 400 and the management device 600 .
  • Communication device 190 includes circuitry for transmitting and receiving signals conforming to the ISOBUS standard, such as ISOBUS-TIM, to and from communication device 390 of implement 300 .
  • the implement 300 can be caused to perform a desired operation, or information can be obtained from the implement 300 .
  • Communication device 190 may further include an antenna and communication circuitry for transmitting and receiving signals over network 80 to and from respective communication devices of terminal device 400 and management device 600 .
  • Network 80 may include, for example, cellular mobile communication networks such as 3G, 4G or 5G and the Internet.
  • the communication device 190 may have a function of communicating with a mobile terminal used by a supervisor near the work vehicle 100 .
  • Communication with such mobile terminals is based on any wireless communication standard, such as Wi-Fi (registered trademark), cellular mobile communication such as 3G, 4G or 5G, or Bluetooth (registered trademark).
  • Wi-Fi registered trademark
  • cellular mobile communication such as 3G, 4G or 5G
  • Bluetooth registered trademark
  • the operation terminal 200 is a terminal for the user to execute operations related to the running of the work vehicle 100 and the operation of the implement 300, and is also called a virtual terminal (VT).
  • Operating terminal 200 may include a display device, such as a touch screen, and/or one or more buttons.
  • the display device can be a display such as a liquid crystal or an organic light emitting diode (OLED), for example.
  • OLED organic light emitting diode
  • the user can, for example, switch the automatic driving mode on/off, switch the remote operation mode on/off, record or edit the environment map, set the target route, and change the implement 300.
  • Various operations such as switching on/off can be performed. At least part of these operations can also be realized by operating the operation switch group 210 .
  • Operation terminal 200 may be configured to be removable from work vehicle 100 .
  • a user located away from work vehicle 100 may operate operation terminal 200 that has been removed to control the operation of work vehicle 100 .
  • the user may control the operation of work vehicle 100 by operating a computer, such as terminal device 400 , in which necessary application software is installed, instead of operating terminal 200 .
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of the operation terminal 200 and the operation switch group 210 provided inside the cabin 105.
  • FIG. A switch group 210 including a plurality of switches that can be operated by a user is arranged inside the cabin 105 .
  • the operation switch group 210 includes, for example, a switch for selecting the gear stage of the main transmission or the sub-transmission, a switch for switching between the automatic driving mode and the manual driving mode, a switch for switching between forward and reverse, and four-wheel drive. and two-wheel drive, a switch for disconnecting the left and right brakes, a switch for raising and lowering the implement 300, and the like. Note that if the work vehicle 100 only operates unmanned and does not have a function of manned operation, the work vehicle 100 need not include the operation switch group 210 .
  • At least part of the operations executable by the operation terminal 200 or the operation switch group 210 can also be performed by remote operation using the terminal device 400.
  • the user performs a predetermined operation on the screen displayed on the display of terminal device 400, any of the operations described above can be executed.
  • the driving device 340 in the implement 300 shown in FIG. 3 performs operations necessary for the implement 300 to perform a predetermined work.
  • Drive device 340 includes a device, such as a hydraulic device, an electric motor, or a pump, depending on the application of implement 300 .
  • Controller 380 controls the operation of drive 340 .
  • Control device 380 causes drive device 340 to perform various operations in response to signals transmitted from work vehicle 100 via communication device 390 .
  • a signal corresponding to the state of the implement 300 can also be transmitted from the communication device 390 to the work vehicle 100 .
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating a schematic hardware configuration of the management device 600 and the terminal device 400. As shown in FIG. 6
  • the management device 600 includes a storage device 650 , a processor 660 , a ROM (Read Only Memory) 670 , a RAM (Random Access Memory) 680 and a communication device 690 . These components are communicatively connected to each other via a bus.
  • the management device 600 can function as a cloud server that manages the schedule of agricultural work in the field performed by the work vehicle 100 and utilizes managed data to support agriculture.
  • a user can use the terminal device 400 to input information necessary for creating a work plan and upload the information to the management device 600 via the network 80 . Based on the information, the management device 600 can create a farm work schedule, that is, a work plan.
  • Management device 600 is also capable of generating or editing environmental maps and global route planning for work vehicle 100 .
  • the environment map may be distributed from a computer outside the management device 600 .
  • the communication device 690 is a communication module for communicating with the work vehicle 100 and the terminal device 400 via the network 80.
  • the communication device 690 can perform wired communication conforming to a communication standard such as IEEE1394 (registered trademark) or Ethernet (registered trademark), for example.
  • the communication device 690 may perform wireless communication conforming to the Bluetooth® standard or Wi-Fi standard, or cellular mobile communication such as 3G, 4G or 5G.
  • the processor 660 may be, for example, a semiconductor integrated circuit including a central processing unit (CPU).
  • Processor 660 may be implemented by a microprocessor or microcontroller.
  • processor 660 is FPGA (Field Programmable Gate Array) with CPU, GPU (Graphics Processing Unit), ASIC (Application Specific Integrated Circuit), ASSP (Application Specific Standard Product), or selected from these circuits It can also be realized by a combination of two or more circuits described above.
  • the processor 660 sequentially executes a computer program describing a group of instructions for executing at least one process stored in the ROM 670 to achieve desired processes.
  • the ROM 670 is, for example, a writable memory (eg PROM), a rewritable memory (eg flash memory), or a read-only memory.
  • ROM 670 stores programs that control the operation of processor 660 .
  • the ROM 670 does not have to be a single storage medium, and may be a collection of multiple storage media. Part of the collection of multiple storage media may be removable memory.
  • the RAM 680 provides a work area for temporarily expanding the control program stored in the ROM 670 at boot time.
  • the RAM 680 does not have to be a single storage medium, and may be a collection of multiple storage media.
  • the storage device 650 mainly functions as database storage.
  • Storage device 650 may be, for example, a magnetic storage device or a semiconductor storage device.
  • An example of a magnetic storage device is a hard disk drive (HDD).
  • An example of a semiconductor memory device is a solid state drive (SSD).
  • Storage device 650 may be a device independent of management device 600 .
  • the storage device 650 may be a storage device connected to the management device 600 via the network 80, such as a cloud storage.
  • the terminal device 400 includes an input device 420 , a display device (display) 430 , a storage device 450 , a processor 460 , a ROM 470 , a RAM 480 and a communication device 490 . These components are communicatively connected to each other via a bus.
  • the input device 420 is a device for converting a user's instruction into data and inputting it to the computer.
  • Input device 420 may be, for example, a keyboard, mouse, or touch panel.
  • Display device 430 may be, for example, a liquid crystal display or an organic EL display. Descriptions of the processor 460, the ROM 470, the RAM 480, the storage device 450, and the communication device 490 are the same as those described in the hardware configuration example of the management device 600, and the description thereof will be omitted.
  • the work vehicle 100 in this embodiment can automatically travel both inside and outside the field.
  • the work vehicle 100 drives the implement 300 to perform predetermined farm work while traveling along a preset target route.
  • the work vehicle 100 stops traveling, emits a warning sound from the buzzer 220, and transmits a warning signal to the terminal device 400.
  • Positioning of the work vehicle 100 in the field is performed mainly based on data output from the GNSS unit 110 .
  • the work vehicle 100 automatically travels along a target route set on a farm road or a general road outside the field.
  • the work vehicle 100 travels while performing local route planning based on data acquired by the camera 120 or the LiDAR sensor 140 while traveling outside the field. Outside the field, when an obstacle is detected, work vehicle 100 avoids the obstacle or stops on the spot. Outside the field, the position of work vehicle 100 is estimated based on data output from LiDAR sensor 140 or camera 120 in addition to positioning data output from GNSS unit 110 .
  • FIG. 7 is a diagram schematically showing an example of the working vehicle 100 that automatically travels along a target route in a field.
  • the farm field includes a work area 72 where work vehicle 100 performs work using implement 300, and a headland 74 located near the outer periphery of the farm field. Which area of the field on the map corresponds to the work area 72 or the headland 74 can be set in advance by the user.
  • the target paths in this example include a plurality of parallel main paths P1 and a plurality of turning paths P2 connecting the plurality of main paths P1.
  • the main path P1 is located within the working area 72 and the turning path P2 is located within the headland 74 .
  • each main path P1 may include a curved portion.
  • the user performs an operation of designating two points (points A and B in FIG. 7) near the edge of the field while looking at the map of the field displayed on the operation terminal 200 or the terminal device 400. can be automatically generated by
  • a plurality of main routes P1 are set in parallel with a line segment connecting point A and point B designated by the user, and by connecting these main routes P1 with a turning route P2, a target route in the field can be obtained. generated.
  • the dashed line in FIG. 7 represents the working width of implement 300 .
  • the working width is preset and recorded in the storage device 170 .
  • the working width can be set and recorded by the user operating the operation terminal 200 or the terminal device 400 . Alternatively, the working width may be automatically recognized and recorded when implement 300 is connected to work vehicle 100 .
  • the intervals between the main paths P1 can be set according to the working width.
  • a target route can be created based on a user's operation before automatic driving is started. The target route can be created, for example, so as to cover the entire work area 72 in the field.
  • the work vehicle 100 automatically travels along a target route as shown in FIG. 7 from a work start point to a work end point while repeating reciprocation. Note that the target route shown in FIG. 7 is merely an example, and the method of determining the target route is arbitrary.
  • control device 180 Next, an example of control during automatic operation in a field by the control device 180 will be described.
  • FIG. 8 is a flowchart showing an example of the steering control operation during automatic driving executed by the control device 180.
  • the control device 180 performs automatic steering by executing the operations of steps S121 to S125 shown in FIG. As for the speed, it is maintained at a preset speed, for example.
  • the control device 180 acquires data indicating the position of the work vehicle 100 generated by the GNSS unit 110 while the work vehicle 100 is traveling (step S121).
  • control device 180 calculates the deviation between the position of work vehicle 100 and the target route (step S122). The deviation represents the distance between the position of work vehicle 100 at that time and the target route.
  • the control device 180 determines whether or not the calculated positional deviation exceeds a preset threshold value (step S123).
  • control device 180 changes the steering angle by changing the control parameters of the steering device included in the drive device 240 so that the deviation becomes smaller. If the deviation does not exceed the threshold in step S123, the operation of step S124 is omitted. In subsequent step S125, control device 180 determines whether or not an operation end command has been received.
  • An operation end command can be issued, for example, when the user instructs to stop the automatic operation by remote control, or when work vehicle 100 reaches the destination. If the command to end the operation has not been issued, the process returns to step S121, and similar operations are executed based on the newly measured position of the work vehicle 100.
  • FIG. The control device 180 repeats the operations of steps S121 to S125 until an operation end command is issued. The above operations are executed by ECUs 182 and 184 in control device 180 .
  • controller 180 controls drive 240 based only on the deviation between the position of work vehicle 100 identified by GNSS unit 110 and the target path, but also takes into account heading deviation. may be controlled. For example, when the azimuth deviation, which is the angular difference between the direction of the work vehicle 100 identified by the GNSS unit 110 and the direction of the target route, exceeds a preset threshold value, the control device 180 drives according to the deviation.
  • a control parameter eg, steering angle
  • FIG. 9A is a diagram showing an example of the work vehicle 100 traveling along the target route P.
  • FIG. 9B is a diagram showing an example of work vehicle 100 at a position shifted to the right from target path P.
  • FIG. 9C is a diagram showing an example of work vehicle 100 at a position shifted to the left from target path P.
  • FIG. 9D is a diagram showing an example of the work vehicle 100 oriented in a direction inclined with respect to the target path P.
  • the pose indicating the position and orientation of work vehicle 100 measured by GNSS unit 110 is expressed as r(x, y, ⁇ ).
  • (x, y) are coordinates representing the position of the reference point of work vehicle 100 in the XY coordinate system, which is a two-dimensional coordinate system fixed to the earth.
  • the reference point of work vehicle 100 is at the position where the GNSS antenna is installed on the cabin, but the position of the reference point is arbitrary.
  • is an angle representing the measured orientation of work vehicle 100 .
  • the target path P is parallel to the Y-axis, but in general the target path P is not necessarily parallel to the Y-axis.
  • control device 180 maintains the steering angle and speed of work vehicle 100 without changing.
  • control device 180 steers work vehicle 100 so that the traveling direction of work vehicle 100 leans leftward and approaches path P. change the angle.
  • the speed may be changed in addition to the steering angle.
  • the magnitude of the steering angle can be adjusted, for example, according to the magnitude of the positional deviation ⁇ x.
  • control device 180 steers so that the traveling direction of work vehicle 100 leans to the right and approaches path P. change the angle. Also in this case, the speed may be changed in addition to the steering angle. The amount of change in the steering angle can be adjusted, for example, according to the magnitude of the positional deviation ⁇ x.
  • control device 180 when work vehicle 100 does not deviate greatly from target path P but is oriented in a different direction from target path P, control device 180 performs steering so that azimuth deviation ⁇ becomes smaller. change the angle. Also in this case, the speed may be changed in addition to the steering angle.
  • the magnitude of the steering angle can be adjusted, for example, according to the respective magnitudes of the position deviation ⁇ x and heading deviation ⁇ . For example, the smaller the absolute value of the positional deviation ⁇ x, the larger the amount of change in the steering angle corresponding to the azimuth deviation ⁇ .
  • the absolute value of the positional deviation ⁇ x is large, the steering angle will be greatly changed in order to return to the route P, so the absolute value of the azimuth deviation ⁇ will inevitably become large. Conversely, when the absolute value of the positional deviation ⁇ x is small, it is necessary to make the azimuth deviation ⁇ close to zero. Therefore, it is appropriate to relatively increase the weight (that is, the control gain) of the azimuth deviation ⁇ for determining the steering angle.
  • a control technique such as PID control or MPC control (model predictive control) can be applied to the steering control and speed control of work vehicle 100 .
  • PID control or MPC control model predictive control
  • control device 180 When an obstacle is detected by one or more obstacle sensors 130 during travel, the control device 180 causes the work vehicle 100 to stop. At this time, the buzzer 220 may emit a warning sound or may transmit a warning signal to the terminal device 400 . If obstacle avoidance is possible, controller 180 may control drive 240 to avoid the obstacle.
  • the work vehicle 100 in this embodiment can automatically travel not only inside the field but also outside the field.
  • the control device 180 detects objects (for example, other vehicles, pedestrians, etc.) that are relatively distant from the work vehicle 100 based on data output from the camera 120 or the LiDAR sensor 140. can do.
  • the control device 180 generates a local route to avoid the detected object, and performs speed control and steering control along the local route, thereby realizing automatic driving on the road outside the field.
  • FIG. 10 is a diagram schematically showing an example of a situation in which a plurality of work vehicles 100 are automatically traveling inside a farm field 70 and on roads 76 outside the farm field 70 .
  • the storage device 170 records an environmental map of an area including a plurality of farm fields and roads around them, and a target route.
  • Environmental maps and target routes may be generated by management device 600 or ECU 185 .
  • work vehicle 100 travels on a road, work vehicle 100 moves along a target route while sensing the surroundings using sensing devices such as camera 120 and LiDAR sensor 140 with implement 300 raised. run.
  • the control device 180 sequentially generates local routes and causes the work vehicle 100 to travel along the local routes.
  • the control device 180 in this embodiment can generate a target route for automatic travel in the field and on the road around the field.
  • the control device 180 causes the work vehicle 100 to automatically travel within the automatic travel area defined by the field and road on which the target route is generated.
  • the storage device 170 in this embodiment stores the positions of one or more permitted areas where remote controlled travel is permitted.
  • Each permit area may be a conditional permit area in which remote-operated driving is conditionally permitted, or an unconditional permit area in which remote driving is unconditionally permitted.
  • Which area corresponds to which type of permitted area and conditions for permitting remote-controlled travel in each conditionally permitted area may be set in advance, and the information may be recorded in the storage device 170 .
  • the same area as the automatic travel area may be automatically set as the permitted area.
  • part of the automatic driving area may be set as the permitted area.
  • a user that is, an operator
  • the control device 180 disables the remote control that causes the work vehicle 100 to travel within the permitted area if the conditions for permitting remote controlled travel are not satisfied within the permitted area. For example, if the state of work vehicle 100 or the type or state of implement 300 does not satisfy the conditions for permitting remote-controlled travel in the permitted area, control device 180 causes work vehicle 100 to travel within the permitted area. Disable the operation. With such an operation, remote controlled travel can be restricted in a situation where it is undesirable for work vehicle 100 to travel within the permitted area. For example, in a state in which the work vehicle 100 holds the implement 300 in a low position for agricultural work, or in a state in which the work vehicle 100 supplies power to the implement 300, in a permitted area set on a public road Remote controlled travel may be disabled. Alternatively, on a certain work day, the remote control for entering the work vehicle 100 into the permitted area set in the field where no farm work is scheduled may be disabled.
  • the control device 180 can acquire the position information of the work vehicle 100 from a positioning device such as the GNSS unit 110 that performs positioning of the work vehicle 100, and specify the area where the work vehicle 100 is located based on the position information. Accordingly, control device 180 can determine in which permitted area or prohibited area work vehicle 100 is located. Positioning may be performed using the LiDAR sensor 140 or the camera 120 instead of the GNSS unit 110 . In that case, the LiDAR sensor 140 or camera 120 may function as part of the positioning device.
  • the storage device 170 may further store the position of a prohibited area where remote control driving is prohibited in addition to the position of the permitted area.
  • areas other than the permitted area may be treated as prohibited areas. Even if only the position of the permitted area is stored and the position of the prohibited area is not explicitly stored, if the area other than the permitted area is treated as the prohibited area, the storage device 170 stores the position of the prohibited area. are (indirectly) remembered.
  • the prohibited area may be set to an area where work vehicle 100 is not supposed to travel. For example, areas on both sides of roads where vehicles cannot pass, ridges around fields, waterways, roads with heavy traffic, roads far from fields, farm fields and other private land not managed by the user of working vehicle 100, etc. can be set as a prohibited area.
  • Control device 180 nullifies the remote control when a remote control is performed to cause work vehicle 100 to enter the prohibited area. This makes it possible to prevent remote controlled travel in the prohibited area.
  • the control device 180 controls the work vehicle 100 to stop, for example.
  • remote control is performed to cause work vehicle 100 to enter an area where remote control travel is not permitted (that is, a prohibited area or a partially conditionally permitted area)
  • work vehicle 100 is stopped and further entry is prohibited. can be prevented.
  • the control device 180 in this embodiment can operate in an automatic travel mode in which the work vehicle 100 automatically travels in the automatic travel area and in a remote control mode in which the travel of the work vehicle 100 is controlled by remote control.
  • the control device 180 may set at least part of the automatic driving area as the permitted area, set the outside of the automatic driving area as the prohibited area, and cause the storage device 170 to store the positions of the permitted area and the prohibited area. .
  • control device 180 may cause the display 430 of the terminal device 400 to display an image showing an area where remote control travel is not permitted.
  • control device 180 may cause display 430 to display an image showing a conditionally permitted area or a prohibited area where remote controlled travel is not permitted at that time.
  • a conditionally permitted area in which remote-controlled travel is not permitted may be determined according to, for example, the state of work vehicle 100 or the type or state of implement 300 .
  • Control device 180 may cause display 430 to display a conditionally permitted area and a prohibited area in which remote-controlled travel is not permitted in a manner that can be distinguished from each other.
  • a user that is, an operator who performs monitoring using the terminal device 400 can grasp areas in which the work vehicle 100 cannot travel.
  • the control device 180 may cause the display 430 to display an image obtained by superimposing a display of an area where remote control travel is not permitted on the camera image captured by the camera 120 mounted on the work vehicle 100.
  • the control device 180 displays a conditionally permitted area in which remote-controlled travel is not permitted at that time, or a prohibited area, which is determined according to the state of the work vehicle 100 or the type or state of the implement 300.
  • an image superimposed on the camera image may be displayed on the display 430 .
  • the operator can grasp the surrounding conditions of work vehicle 100 and the position of the area where remote controlled travel is not permitted while viewing the image (for example, moving image) displayed on display 430 .
  • the operator can operate the work vehicle 100 while avoiding the area, for example, by performing remote control while viewing the displayed image.
  • control device 180 controls display 430 of terminal device 400 used by an operator who performs remote operation. to display a warning.
  • the operator may be alerted by displaying a message such as "You cannot enter that area", or by changing the display of the area you are about to enter into a conspicuous color or blinking.
  • Seeing the warning the operator, for example, reverses the work vehicle 100 to return to the permitted area where remote controlled travel is permitted, or changes the state of the work vehicle 100 or the implement 300 to a state that satisfies the permission conditions.
  • control device 180 A remote operation that causes the work vehicle 100 to travel within the permitted area may be enabled.
  • the storage device 170 may store the positions of a plurality of permitted areas with mutually different conditions for permitting remote controlled travel. In that case, storage device 170 may further store conditions under which remote-controlled travel is permitted in each of the plurality of permitted areas. If the state of work vehicle 100 or the type or state of implement 300 in each of a plurality of permitted areas does not satisfy the conditions for permitting remote-controlled travel within that permitted area, control device 180 permits work vehicle 100 to travel. Disable remote control to run in the area. This makes it possible, for example, to set different permission conditions for fields and farm roads, or to set a plurality of permission areas with different permission conditions in one field.
  • a plurality of permitted areas may include a first permitted area and a second permitted area adjacent to each other.
  • the control device 180 determines that the state of the work vehicle 100 or the type or state of the implement 300 satisfies the first condition that remote-controlled traveling is permitted within the first permitted area, and If the second condition for permitting remote-controlled traveling is not satisfied, the remote control for moving work vehicle 100 from the first permitted area to the second permitted area is disabled. This can prevent the work vehicle 100 from entering the second permission area from the first permission area when the work vehicle 100 or the implement 300 is not suitable for traveling in the second permission area. .
  • the plurality of permitted areas may include a first permitted area within the field and a second permitted area outside the field.
  • the entire field including an entrance or an exit (collectively referred to as "entrance") may be set as the first permitted area, and the road adjacent to the entrance may be set as the second permitted area.
  • the control device 180 determines that the state of the work vehicle 100 or the type or state of the implement 300 satisfies the first condition that remote-controlled travel is permitted within the field, and remote-controlled travel is permitted outside the field. If the second condition is not satisfied, the remote operation for entering the work vehicle 100 from the first permission area inside the field to the second permission area outside the field is invalidated. This prevents the work vehicle 100 from leaving the field when the work vehicle 100 or the implement 300 is not suitable for traveling on the road outside the field.
  • the agricultural machine in this embodiment is a work vehicle 100 to which implements are attached.
  • Control device 180 controls the state of work vehicle 100 when work vehicle 100 has implement 300 lower than the reference height or when work vehicle 100 is supplying implement 300 with power. may be determined not to satisfy the second condition. In that case, the control device 180 disables the remote operation that causes the work vehicle 100 to enter from the first permission area inside the field to the second permission area outside the field.
  • a state in which the work vehicle 100 has the implement 300 lower than the reference height is, for example, a state in which the height from the ground of the connecting portion between the three-point hitch and the implement 300 in the work vehicle 100 is less than the preset reference height.
  • a state in which work vehicle 100 is supplying power to implement 300 may be, for example, a state in which the PTO shaft of work vehicle 100 is rotating and implement 300 is operating. In such a state, it may not be legally permitted to travel on a public road outside the field. Therefore, in such a state, the control device 180 may disable the remote control that causes the work vehicle 100 to travel on the road outside the field.
  • the storage device 170 may further store the types of implements that are suitable for agricultural work scheduled in the field. If the type of implement 300 attached to work vehicle 100 is not suitable for the agricultural work scheduled in the field, controller 180 moves the agricultural machine from the second permission area outside the field to the first permission area inside the field. You may disable the remote control that allows you to enter the . As a result, it is possible to prevent the work vehicle 100 not equipped with the implement 300 suitable for the agricultural work scheduled in the field from entering the field unnecessarily. Information indicating agricultural work scheduled in a field and types of implements suitable for the agricultural work may be included in the work plan generated by the management device 600, for example. By referring to the work plan, the control device 180 can identify the farm work scheduled in the field on a certain date and time and the type of implement suitable for the farm work.
  • a plurality of permitted areas in which remote-controlled travel is conditionally permitted may include a third permitted area in which remote-controlled travel is permitted only when the width of the implement 300 is within a specific range. If the width of implement 300 does not fall within the specific range, control device 180 may disable the remote control that causes work vehicle 100 to travel within the third permitted area. For example, if the work vehicle 100 equipped with the implement 300 is legally allowed to travel on public roads only when the width of the implement 300 is smaller than a predetermined reference value, the public road is the third permitted area. can be set to In that case, when the width of the implement 300 is less than the reference value, the width satisfies the condition "within a specific range". The control device 180 can acquire information about the width of the implement 300 through communication conforming to the ISOBUS standard between the work vehicle 100 and the implement 300, for example.
  • the third permission area may be located on the outer periphery of the field.
  • the outer peripheral portion of the farm field is an area in the vicinity of the boundary between the farm field and the outside of the farm field. If the width of the implement 300 is large, a part of the implement 300 may protrude outside the field when the work vehicle 100 is positioned on the outer periphery of the field. Therefore, the outer periphery of the field is set as the third permission area, and remote-controlled travel is permitted only when the width of the implement 300 is within a specific range (for example, less than a threshold value) in the third permission area. It is effective to How wide the area of the outer periphery of the field is to be set as the third permission area can be determined appropriately according to the type of implement used.
  • the implement 300 there are models that can change the width. If the implement 300 is of such a model, it may be possible to change the width of the implement 300 by operating the terminal device 400 . If the width of the implement 300 is variable, widening the width of the implement 300 may cause the tip of the implement 300 to protrude outside the field or collide with an obstacle. Therefore, when the width of the implement 300 is widened, the tip of the implement 300 moves outside the field or collides with an obstacle, the controller 180 disables the remote operation for widening the width of the implement 300. good too. As a result, it is possible to prevent the tip of the implement 300 from protruding outside the field or colliding with an obstacle by widening the width of the implement 300 by remote control.
  • the control device 180 controls the tip of the implement 300 to move outside the field when the width of the implement 300 is widened. It can be determined whether to exit or collide with an obstacle.
  • the work vehicle 100 in this embodiment is a tractor capable of releasing the connection of the left and right brakes.
  • By releasing the connection between the left and right brakes it is possible to perform a turn with a small turning radius by applying the brakes only to the inner wheels, for example, when turning.
  • the control device 180 determines that the state of the work vehicle 100 does not satisfy the second condition when the work vehicle 100 is in a state in which the left and right brakes are disengaged, and moves the work vehicle 100 to the first position in the field.
  • the remote operation to enter the second permission area outside the field from the first permission area may be invalidated. As a result, it is possible to prevent unintended sharp turns from occurring on the road outside the field during remote control.
  • control device 180 moves work vehicle 100 to the field.
  • the remote operation to enter the first permission area inside the field from the second permission area outside may be invalidated.
  • the remote operation to enter the first permitted area in the field may be invalidated.
  • the storage device 170 may further store the date and time when the work vehicle 100 is scheduled to perform farm work in the field. Scheduled dates and times for agricultural work in the field can be recorded as schedule data in the above work plan.
  • the control device 180 may disable the remote control that causes the work vehicle 100 to enter the first permission area in the field except for a limited period including the scheduled date and time. As a result, it is possible to prevent the work vehicle 100 from entering the field unnecessarily on a date and time that is not included in the above period.
  • the work vehicle 100 in this embodiment can switch between two-wheel drive and four-wheel drive.
  • the plurality of permission areas in which remote-controlled travel is conditionally permitted may include a first permission area excluding the exit in the field and a second permission area including the exit in the field. Fields are sometimes located at a lower level than the surrounding roads. In that case, the field exit may include an uphill. Four-wheel drive is suitable for driving uphill. Therefore, when the work vehicle 100 is in the two-wheel drive state, the control device 180 may disable the remote operation to enter the second permission area including the exit from the first permission area excluding the exit of the field. Thereby, it is possible to enter the second permission area including the exit only when the vehicle is in the four-wheel drive state. As a result, it is possible to avoid a situation in which the two-wheel drive vehicle enters a steep uphill slope and is unable to climb it.
  • the work vehicle 100 in this embodiment is a tractor with an implement 300 attached to its rear portion.
  • the center of gravity shifts to the rear side compared to when the implement 300 is not attached.
  • the front wheels 104F may be lifted when traveling on a steep uphill, making it impossible to climb uphill.
  • the work vehicle 100 is caused to travel uphill in a reverse (reverse) state. Therefore, when a remote operation is performed to cause the work vehicle 100 to enter an uphill slope having an inclination angle equal to or greater than a predetermined angle in the forward state, the control device 180 disables the remote operation to stop the work vehicle 100. good.
  • control device 180 may cause work vehicle 100 to move backward on the uphill slope according to the remote control.
  • the position of an uphill with an inclination angle equal to or greater than a predetermined angle can be recorded in the storage device 170 in advance.
  • Control device 180 determines that work vehicle 100 is heading uphill based on the position of the uphill recorded in advance and information on the position and orientation of work vehicle 100 acquired from a positioning device such as GNSS unit 110 . can be detected.
  • Such uphills can exist in various locations, such as near field exits or farm roads.
  • the control device 180 When the permitted area includes an agricultural field and the exit of the agricultural field includes an upward slope with an inclination angle equal to or greater than a predetermined angle, the control device 180 performs remote control to cause the work vehicle 100 to enter the upward slope at the exit in a forward state.
  • the remote operation may be disabled and the work vehicle 100 may be stopped when the remote control is detected.
  • work vehicle 100 when work vehicle 100 is remote-controlled to enter an uphill at the exit in reverse, work vehicle 100 may be driven backward on the uphill according to the remote control.
  • the control device 180 may set a range within a predetermined distance from the tree trunks included in the automatic driving area as the prohibited area. Tree trunks existing within the automatic driving area can be detected in advance using a sensing device such as the camera 120 or the LiDAR sensor 140, or a sensing device provided in a mobile body other than the work vehicle 100, for example. The location of each tree detected may be recorded in storage device 170 . The control device 180 may set a range within a predetermined distance (for example, about 1 to 3 meters) from the previously recorded tree trunk position as the prohibited area. This can prevent the work vehicle 100 from colliding with trees during remote control.
  • a sensing device such as the camera 120 or the LiDAR sensor 140
  • the location of each tree detected may be recorded in storage device 170 .
  • the control device 180 may set a range within a predetermined distance (for example, about 1 to 3 meters) from the previously recorded tree trunk position as the prohibited area. This can prevent the work vehicle 100 from colliding with trees during remote control.
  • the control device 180 may set an area in which rows of crops or rows of ridges exist in a field included in the automatic driving area as a prohibited area. Crop rows or rows may be detected, for example, using camera 120 or a camera provided by a mobile object other than work vehicle 100 . Control device 180 can prevent work vehicle 100 from stepping on a row of crops or rows of ridges during remote operation by setting the area where the detected row of crops or rows of ridges exists as a prohibited area.
  • the control device 180 can generate a target route for automatic travel on the road in and around the field. In the automatic traveling mode, the control device 180 can automatically cause the work vehicle 100 to travel with the area defined by the field and the road for which the target route is generated as the automatic traveling area.
  • a restricted area where remote controlled driving is permitted with restrictions may be set.
  • Remote controlled travel is permitted with restrictions means that although remote controlled travel is possible, its operation is restricted. For example, in the restricted area, restrictions may be imposed on travel speed, engine speed, or implement operation during remote control.
  • the storage device 170 can store the location of the permitted area where remote controlled travel is permitted and the location of the restricted area where remote controlled travel is permitted with restrictions.
  • the permitted area in this case may be a conditionally permitted area or an unconditionally permitted area.
  • the control device 180 restricts the operation of the work vehicle 100 by remote control when the work vehicle 100 is remotely controlled to enter the restricted area from the permitted area.
  • a restricted area can be set, for example, on a farm field or a road around a farm field.
  • the restricted area may be set to an area where it is undesirable for work vehicle 100 to travel at high speed, make noise, or travel with implement 300 lowered, for example.
  • the location of the restricted area and the contents of the operation restriction in that restricted area can be associated and stored in the storage device 170 .
  • control device 180 may limit the travel speed of the work vehicle 100 when a remote operation is performed to cause the work vehicle 100 to enter the restricted area.
  • the travel speed of work vehicle 100 in the restricted area can be limited to the speed limit or less.
  • the control device 180 sets the travel speed of the work vehicle 100 to the predetermined speed in the field when remote control is performed to enter the restricted area in the field. The speed may be limited according to the agricultural work being done.
  • the speed corresponding to the agricultural work scheduled in the field can be set in advance for each agricultural work, and the information can be recorded in the storage device 170 .
  • different speed limits may be set depending on the type of agricultural work, such as tilling, sowing, fertilizing, pest control, or harvesting.
  • Agricultural work scheduled in the field is recorded in the work plan generated by the management device 600 .
  • the control device 180 may limit the engine speed of the work vehicle 100 when a remote operation to enter the work vehicle 100 into the restricted area is performed.
  • control device 180 controls engine rotation of work vehicle 100. You can limit the number. It is not preferable for work vehicle 100 to make noise when running around houses and livestock barns. Therefore, it is effective to limit the engine speed to a predetermined value or less on roads around houses and barns to suppress noise.
  • the control device 180 may limit the movement of the implements 300 attached to the work vehicle 100 when remote control is performed to enter the work vehicle 100 into the restricted area. For example, when work vehicle 100 is located in a restricted area, control device 180 may disable remote control for lowering the height of implement 300 below a predetermined height. Such a configuration is particularly effective when the restricted area is set on a road outside the field. On roads, when work vehicle 100 travels with implement 300 lowered, problems such as implement 300 coming into contact with the road surface may occur. In order to avoid such a problem, it is effective to disable the remote operation that lowers the height of the implement 300 below a predetermined height in the restricted area set on the road outside the field.
  • the control device 180 may change the restrictions on the movement of the work vehicle 100 according to the position of the work vehicle 100 in the restricted area.
  • Storage device 170 may store a table that defines the correspondence between positions in the restricted area and restrictions on the movement of work vehicle 100 .
  • Controller 180 may determine limits for movement of work vehicle 100 based on such a table.
  • the control device 180 may cause the display 430 of the terminal device used by the operator to display information indicating the type of operator permitted to perform remote operation according to the position of the work vehicle 100 .
  • control device 180 may display an image showing the restricted area on the display 430 of the terminal device 400 used by the operator who performs remote control.
  • control device 180 may cause display 430 to display an image obtained by superimposing a display of the restricted area on an image captured by a camera mounted on work vehicle 100 . This allows the operator to know which area is the restricted area based on the displayed image.
  • the control device 180 may cause a warning to be displayed on the display 430 of the terminal device used by the operator who performs the remote control when the work vehicle 100 is remotely controlled to enter the restricted area. This allows the operator to know that work vehicle 100 has entered the restricted area based on the warning.
  • the control device 180 may set the outside of the automatic driving area as a prohibited area where remote controlled driving is not permitted, and set at least part of the automatic driving area as a permitted area or a restricted area. As a result, the work vehicle 100 can be remotely controlled to travel within the automatic travel area.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of setting the permitted area in the environment in which the work vehicle 100 travels.
  • FIG. 11 shows an example of an environmental map including a plurality of farm fields 70 on which work vehicles 100 work and roads 76 around these farm fields 70 .
  • the environment map shown in FIG. 11 also shows a storage location 90 for the work vehicle 100 and a standby location 96 where the work vehicle 100 temporarily stands by. Storage location 90 and standby location 96 are set as required.
  • the first permission area is set within a portion of the farm field 70 where the work vehicle 100 performs farm work.
  • the second permission area is set on a part of road 76 on which work vehicle 100 may travel.
  • the first permitted area is represented by a dot pattern and the second permitted area is represented by a hatched pattern. Areas outside of these permitted areas may be treated as prohibited areas.
  • a map such as that shown in FIG. 11 can be displayed on the display 430 of the operation terminal 200 or the terminal device 400, for example.
  • the user can grasp the positions of the respective permitted areas and prohibited areas while viewing the displayed map.
  • the user can also set permitted areas and prohibited areas while viewing the displayed map.
  • the storage device 170 stores the position of the first permission area in the field 70, the position of the second permission area on the road 76, and the conditions for permitting remote-controlled travel in each permission area.
  • the position of each permission area and permission conditions in each permission area can be set by the user operating operation terminal 200 or terminal device 400, for example.
  • the control device 180 may automatically determine the position of each permission area and the permission conditions of each permission area. For example, the control device 180 designates the area inside the field 70 as the first permitted area and the area on the road 76 outside the field 70 as the first permitted area, among the automatic driving areas defined by the target route generated based on the work plan. You may determine as 2 permission areas.
  • FIG. 12 is a table showing an example of permission conditions for remote-controlled travel in each of the first permitted area and the second permitted area.
  • remote-controlled travel can be permitted when the following conditions (a1) and (a2) are satisfied.
  • (a1) The implement 300 suitable for the agricultural work scheduled in the farm field 70 is mounted on the work vehicle 100 .
  • (a2) The date and time at that time is within the scheduled work period including the scheduled date and time of the farm work specified in the work plan.
  • the types of implements 300 that are suitable for the farm work performed by the working vehicle 100 in each field 70 are recorded in the storage device 170 in advance.
  • the control device 180 refers to the data recorded in the storage device 170 and determines whether or not the type of the implement 300 attached to the work vehicle 100 is suitable for the agricultural work scheduled in the field 70. . If the type of implement 300 does not match the agricultural work scheduled in field 70 , control device 180 disables the remote operation that causes work vehicle 100 to enter the first permitted area in field 70 . That is, even if a remote operation is performed to enter the field 70 from the road 76 , the control device 180 ignores the remote operation and stops the work vehicle 100 in front of the entrance of the field 70 , for example.
  • the work plan defines the schedule of the farm work to be performed by the work vehicle 100 .
  • FIG. 13 shows an example of a work plan.
  • the work plan shown in FIG. 13 can include information indicating the date and time when farm work is scheduled to be performed, the field, the work content, and the type of implement to be used for each registered agricultural machine including work vehicle 100.
  • Such a work plan may be generated by processor 660 of management device 600 .
  • Processor 660 generates a target route for work vehicle 100 along a road on the map according to the work plan.
  • Control device 180 of work vehicle 100 downloads work plan data and target route data from management device 600 and stores these data in storage device 170 .
  • the work vehicle 100 automatically travels along the target route according to the schedule indicated by the work plan.
  • the control device 180 controls the operation of the field 70 only within a relatively short period including the scheduled period of farm work (for example, several hours, several tens of hours, several days, several weeks, etc.) defined in the work plan. It may be configured to allow remote controlled travel.
  • remote controlled travel in the second permitted area set on the road 76 can be permitted when all of the following conditions (b1) to (b3) are satisfied.
  • the work vehicle 100 holds the implement 300 at a height equal to or higher than the reference height.
  • Power supply from the work vehicle 100 to the implement 300 is stopped.
  • the left and right brakes of the work vehicle 100 are connected.
  • the control device 180 controls the remote operation within the second permission area set on the road 76 in a state where the work vehicle 100 has the implement 300 lower than the reference height. Disable running. In this case, the remote control for entering the work vehicle 100 from the exit of the farm field 70 into the road 76 is invalidated, and the work vehicle 100 stops near the boundary between the exit and the road 76 .
  • condition (b2) it is not preferable to run on the road 76 while the implement 300 is being driven while power is being supplied from the work vehicle 100 to the implement 300, such as when the PTO is on. Therefore, in the second permitted area on the road 76, for example, the PTO is off and the power supply to the implement 300 is stopped as one of the conditions for permitting remote controlled travel.
  • the work vehicle 100 can brake the left and right wheels independently in order to achieve turning with a small turning radius on the headlands of agricultural fields. This state is expressed as "the connection between the left and right brakes is released".
  • the connection between the left and right brakes is released.
  • remote-controlled travel in the first permitted area within field 70 and the second permitted area on road 76 is allowed only when work vehicle 100 or implement 300 is in the proper state. be possible.
  • the remote control mode it is possible to prevent the work vehicle 100 from entering an area where it is undesirable for the work vehicle 100 to travel.
  • the work vehicle 100 in the present embodiment automatically travels and performs farm work in the field 70 for each work day according to the work plan and target route generated in advance.
  • the work vehicle 100 departs from the storage location 90, travels automatically along the road 76, visits a plurality of fields 70, performs predetermined farm work in each field 70, and then move to
  • the work vehicle 100 leaves the waiting place 96 according to the work plan again, automatically travels along the road 76, sequentially visits other fields 70 to perform farm work, and waits. Move to location 96 or other holding location or storage location 90 .
  • Such operations may be performed for each working day.
  • a waiting place 96 is provided separately from the storage place 90, but the waiting place 96 may not be provided.
  • a plurality of waiting locations 96 may be provided at different locations. By providing one or more waiting places 96, it is possible to improve the efficiency of agricultural work in many fields 70 dispersed over a wide area.
  • the user can remotely monitor and operate the work vehicle 100 using the terminal device 400 .
  • the control device 180 transmits images (for example, moving images) captured by one or more cameras 120 mounted on the work vehicle 100 to the terminal device via the communication device 190. 400.
  • Terminal device 400 causes display 430 to display the image. While looking at the displayed image, the user can check the surrounding conditions of work vehicle 100 and start remote-controlled traveling as necessary.
  • FIG. 14A is a diagram showing an example of an image displayed on the display 430 of the terminal device 400.
  • FIG. The image shown in FIG. 14A shows field 70, road 76, and the front of work vehicle 100.
  • This image is an image captured by camera 120 that captures the front of work vehicle 100 .
  • the display 430 may display an image captured by the camera 120 that captures the rear, right, or left side of the work vehicle 100 , instead of the camera 120 that captures the front of the work vehicle 100 .
  • the display 430 displays moving images having a frame rate of, for example, 3 fps or higher (typically 30 fps or 60 fps or the like).
  • a plurality of images captured by a plurality of cameras 120 may be displayed on a plurality of displays.
  • a user who is a supervisor can check the surroundings of work vehicle 100 in detail while viewing a plurality of images displayed on a plurality of displays.
  • a map of the area including work vehicle 100 may be displayed on the display in addition to the image captured by camera 120 .
  • the displayed image includes a button (remote control start button) 81 for instructing the start of remote control (also referred to as “remote control”) and a button for emergency stop of work vehicle 100 .
  • a button (emergency stop button) 82 is included. The user can switch from the automatic driving mode to the remote control mode by touching or clicking the remote control start button 81 . The user can also bring work vehicle 100 to an emergency stop by touching or clicking emergency stop button 82 .
  • FIG. 14B is a diagram showing an example of the display screen after the remote control start button 81 is pressed.
  • a plurality of arrows 83 for remotely controlling the work vehicle 100 are displayed.
  • the up arrow indicates acceleration
  • the down arrow indicates deceleration
  • the right arrow indicates right turn
  • the left arrow indicates left turn.
  • the user can steer work vehicle 100 by touching or clicking these arrows 83 .
  • Control device 180 causes work vehicle 100 to perform an instructed operation in response to an operation by a user.
  • the user can also switch display/non-display of the arrow 83 by performing a predetermined operation.
  • FIG. 1 In the example of FIG.
  • buttons for instructing the up/down of the implement 300 and switching on/off of the implement 300 are not displayed.
  • buttons for instructing the raising and lowering of the implement 300 and switching on/off of the implement 300 may be displayed.
  • Remote operation is not limited to displaying an arrow 83 as shown in FIG. 14B, but may be performed by operating a controller such as a controller or a joystick connected to the terminal device 400, for example. The user can switch from the remote control mode to the automatic driving mode by touching or clicking the automatic driving start button 84 on the screen shown in FIG. 14B.
  • a barrier 77 indicating an area where remote control travel of the work vehicle 100 is not permitted at that time is displayed.
  • the barrier 77 indicates a boundary between a prohibited area or a permitted area that does not satisfy the conditions for permitting remote-controlled travel, and an area in which the work vehicle 100 can perform remote-controlled travel.
  • Barrier 77 may also be referred to as a "geofence.”
  • the barrier 77 exemplified in FIG. 14B is displayed on the boundary between the road 76 and the field 70 except for the entrance/exit 71 of the field 70 .
  • the display of this barrier 77 can change according to various conditions such as the state of work vehicle 100, the type or state of implement 300, or the date and time. For example, on a certain working day, the barrier 77 may not be displayed at the entrance/exit 71 of the field 70 where the work vehicle 100 is scheduled to perform farm work, and the barrier 77 may be displayed at the entrance/exit of other fields. Further, when the work vehicle 100 is equipped with the implement 300 suitable for the agricultural work to be performed on the working day, the barrier 77 is not displayed at the entrance/exit 71 of the field 70, and the agricultural work to be performed on the working day is not displayed. , a barrier 77 may be displayed at the entrance/exit 71 of the field 70 when the implement 300 conforming to is not attached.
  • FIG. 14C is a diagram showing an example of a display screen in the remote control mode when work vehicle 100 is positioned in field 70.
  • FIG. 14C buttons 85 to 87 for switching up/down of the implement 300 and ON/OFF of the implement 300 are displayed. These buttons allow the user to change the position, orientation, or operating state of implement 300 .
  • the barrier 77 is displayed on the outer circumference of the field 70 except for the entrance/exit 71 .
  • the display of this barrier 77 may change as the state of work vehicle 100 or implement 300 changes. For example, when the left and right brakes of the work vehicle 100 are disconnected, when the implement 300 is at a low position, or when the implement 300 is being driven, the barrier 77 is also displayed at the entrance/exit 71 . obtain.
  • a remote operation that causes the work vehicle 100 to move outside the barrier 77 is nullified by the control device 180 .
  • the display control as described above is executed by the processor 460 of the terminal device 400 based on information obtained from the control device 180 or the management device 600 of the work vehicle 100 .
  • Control device 180 transmits information indicating the position and orientation of work vehicle 100 and information on the image acquired by camera 120 to terminal device 400 .
  • Management device 600 transmits to terminal device 400 information indicating the distribution of each permitted area and/or prohibited area in the environment in which work vehicle 100 travels.
  • the processor of terminal device 400 can cause display 430 to display an image capable of distinguishing between areas in which remote controlled travel of work vehicle 100 is permitted and areas in which it is not permitted at that time. can.
  • control device 180 in the remote control mode will be described more specifically with reference to FIG.
  • FIG. 15 is a flow chart showing an example of the operation of the control device 180 in the remote control mode.
  • ECU 184 of control device 180 executes the operations of steps S141 to S149 shown in FIG. 15 in the remote control mode.
  • the operation shown in FIG. 15 is started when the user operates the terminal device 400 and instructs to start the remote operation mode.
  • step S ⁇ b>141 the control device 180 determines whether or not a remote control signal has been received from the terminal device 400 via the communication device 190 .
  • the remote control signal is a signal including a command to cause work vehicle 100 to travel.
  • the remote control signal may include, for example, a command to change the travel speed or travel direction of work vehicle 100 .
  • the remote control signal may include a command to change the position or posture of implement 300 or a command to change the operating state of implement 300 . If a remote control signal has been received, the process proceeds to step S142. If no remote control signal has been received, the process proceeds to step S149.
  • step S142 the control device 180 acquires position data of the work vehicle 100 from a positioning device such as the GNSS unit 110 (step S142).
  • a positioning device such as the GNSS unit 110
  • the controller 180 acquires position data based on the sensor data.
  • step S143 the control device 180 determines whether or not the position of the work vehicle 100 indicated by the acquired position data is within any permitted area. The location of each permitted area is recorded in storage device 170 . Control device 180 determines whether or not work vehicle 100 is located within any of the permitted areas based on the position data of work vehicle 100 and the position data of the permitted areas. If work vehicle 100 is located within any of the permitted areas, the process proceeds to step S144. If the work vehicle 100 is not within any of the permitted areas (that is, if it is located within the prohibited area), the process proceeds to step S146.
  • step S144 the control device 180 determines whether or not the conditions for permitting remote operation in the permitted area where the work vehicle 100 is located are satisfied. For example, in the example of FIG. 12, when the permission area is the first permission area in the field, the control device 180 determines whether the conditions (a1) and (a2) are satisfied. That is, control device 180 determines whether implement 300 suitable for the scheduled farm work is attached to work vehicle 100 and whether the current date and time are within the scheduled work period. On the other hand, if the permitted area is the second permitted area on Michigami, the control device 180 determines whether or not the conditions (b1) to (b3) are satisfied.
  • the controller 180 determines whether the three-point hitch is higher than the reference height, whether the PTO shaft is rotating, and whether the left and right brakes are engaged. If the permission condition is satisfied, the process proceeds to step S145. If the permission conditions are not satisfied, the process proceeds to step S146.
  • the control device 180 controls the driving device 240 including the traveling device according to the remote control signal.
  • the controller 180 controls the engine, transmission, accelerator, brake, steering, PTO shaft, three-point hitch, etc. based on the remote control signal.
  • the control device 180 causes the work vehicle 100 to perform a desired operation according to the remote operation from the user.
  • step S146 control device 180 disables the remote control for traveling within the area, stops work vehicle 100 , and transmits a warning signal to terminal device 400 .
  • terminal device 400 displays on display 430 a warning indicating that work vehicle 100 is located in an area where remote control is not permitted. By seeing the warning display, the user can know that work vehicle 100 has entered an area where remote control is not permitted.
  • the user may, for example, reverse work vehicle 100 to return to an area where remote control is permitted, or perform a return operation such as changing the state of work vehicle 100 or implement 300 so that the conditions for permission are satisfied. It can be carried out.
  • the return operation for example, stops the rotation of the PTO shaft to stop the supply of power to the implement 300, or lowers the three-point hitch to lower the height of the implement 300 below the reference height. can include manipulation.
  • step S147 the control device 180 determines based on the signal transmitted from the terminal device 400 whether or not the return operation has been performed. If the return operation has been performed, the process proceeds to step S148.
  • step S148 the control device 180 controls the drive device 240 based on the signal instructing the return operation. Thereby, work vehicle 100 executes the instructed return operation.
  • step S149 the control device 180 determines whether or not a signal instructing termination of the remote control mode has been issued.
  • a signal instructing termination of the remote operation mode can be transmitted from the terminal device 400 when the user performs an operation to terminate the remote operation mode using the terminal device 400, for example.
  • control device 180 terminates the remote control mode.
  • the control device 180 shifts to the automatic running mode or stops running according to the signal transmitted from the terminal device 400 . If the signal instructing to end the remote control mode has not been received, the process returns to step S141.
  • control device 180 of the work vehicle 100 performs the process of disabling the remote control that causes the work vehicle 100 to travel in areas where remote control travel is not permitted, but the terminal device 400 performs this process instead. may be performed.
  • processor 660 of management device 600 may perform the above processing.
  • the processor of terminal device 400 or management device 600 serves as a control device that controls remote-controlled travel.
  • the setting of permitted areas and permitted conditions is not limited to the above examples. For example, there may be one type of permitted area, or three or more types. A permission area in which remote-controlled travel is unconditionally permitted may be set separately from the permitted area in which remote-controlled travel is conditionally permitted. Other examples of setting the permitted area and the permitted conditions will be described below.
  • FIG. 16 is a diagram showing another example of setting of permitted areas and permitted conditions.
  • the field 70 is positioned lower than the surrounding road 76, and the entrance/exit 71 of the field 70 is uphill.
  • the control device 180 may disable the remote operation for traveling in the area 75 around the entrance/exit 71 when the work vehicle 100 is in the two-wheel drive state.
  • a barrier 77 is also displayed near the doorway 71 on the display screen as shown in FIG. may be
  • the display screen includes a button 88 to switch between two wheel drive (2WD) and four wheel drive (4WD).
  • this button 88 By clicking or touching this button 88, the user can switch between the two-wheel drive state and the four-wheel drive state.
  • the state when the state is switched from two-wheel drive to four-wheel drive, remote control travel is enabled near the entrance 71, and the display of the barrier 77 at the entrance 71 disappears as shown in FIG. 14C.
  • the work vehicle 100 in the two-wheel drive state is unable to climb the uphill at the entrance/exit 71 when trying to leave the farm field 70 .
  • the first permitted area is set within the field 70 and the second permitted area is set within the road 76 .
  • an area 75 near the entrance/exit 71 in the field 70 is set with different permission conditions from other areas in the field 70 .
  • a permission condition may be added that the work vehicle 100 is in the four-wheel drive state as described above.
  • a similar permission condition can be set not only for the entrance/exit 71 but also for areas with poor ground conditions such as mud.
  • the user may use the terminal device 400 to set a specific location in the farm field 70 or on the road 76 as a permitted area where travel is permitted only in the four-wheel drive state.
  • FIG. 18 is a perspective view schematically showing an example of the work vehicle 100 positioned at the entrance/exit 71 of the field 70.
  • FIG. 18 only when the work vehicle 100 is in reverse (reverse), it is allowed to exit from the entrance/exit 71 of the field 70 to the external road 76 by remote control.
  • control device 180 disables the remote control that causes work vehicle 100 to enter doorway 71 including an uphill slope.
  • the work vehicle 100 equipped with the implement 300 enters an uphill in the forward state, the front wheels are lifted, and the vehicle loses its balance.
  • the setting of similar permission conditions can be applied not only to the entrance/exit 71 of the farm field but also to any area including an uphill slope having an inclination angle equal to or greater than a predetermined angle. Areas containing such uphill slopes may be preset and stored in storage device 170 . As in this example, the control device 180 may determine whether or not to permit remote-controlled travel based on the relationship between the state of the work vehicle 100 and the state of the field.
  • FIG. 19 is a diagram showing another example in which a plurality of permitted areas are set within the field 70.
  • the permitted area in this example includes a permitted area 79 in which remote controlled travel is permitted only when the width of the implement 300 is within a specific range.
  • the permission area 79 is set on the outer periphery of the field. Note that the outermost peripheral portion 69 of the field 70 is set as a prohibited area, and the permitted area 79 is inside the outermost peripheral portion 69 . If the width of the implement 300 is large, part of the implement 300 may protrude outside the field when the work vehicle 100 is positioned near the outer periphery of the field. For example, a work vehicle 100B shown in FIG.
  • the control device 180 permits remote controlled travel in the permitted area 79 only when the width of the implement 300 is less than the threshold. This prevents the tip of the implement 300 from protruding outside the field 70 or colliding with an obstacle when the work vehicle 100B having the implement 300 with a large width travels near the outer periphery of the field 70. can do.
  • the implement 300 may be a model whose width can be changed. In that case, it may be possible to change the width of the implement 300 by operating the terminal device 400 . However, if the width of the implement 300 is increased in the outer peripheral portion of the field 70, the tip of the implement 300 may protrude outside the field or collide with an obstacle. Therefore, when the width of the implement 300 is widened, the tip of the implement 300 moves outside the field or collides with an obstacle, the controller 180 disables the remote operation for widening the width of the implement 300. good too.
  • the work areas other than the outermost periphery 69 and the permitted area 79 in the farm field 70 can be set as permitted areas where remote-controlled travel is permitted only when farm work is not yet performed.
  • the work vehicle 100 shown in FIG. 19 performs predetermined agricultural work while reciprocating within the work area of the field 70 .
  • the illustrated work area includes a worked area 73 where farm work has already been completed and an unworked area 78 where farm work has not yet been performed. If the work vehicle 100 tramples over the already-worked area 73, the effect of the already-performed farm work is spoiled. Therefore, in the example of FIG. 19 , the control device 180 disables the remote control for traveling in the already-worked area 73 .
  • the work vehicle 100 can be remotely controlled and traveled. Whether work vehicle 100 is located in completed work area 73 or unworked area 78 can be identified based on log data of travel of work vehicle 100 and farm work. In this example, it is possible to prevent the work vehicle 100 from trampling the already-worked area 73 by remote control traveling. As in this example, the control device 180 permits the remote controlled travel of the work vehicle 100 when the state of the farm field 70 satisfies a predetermined condition (for example, that farm work has not yet been performed). good.
  • a predetermined condition for example, that farm work has not yet been performed.
  • the management device 600 in this embodiment generates a target route for the work vehicle 100 on roads and fields on the map according to a work plan created in advance or an instruction from the user.
  • the control device 180 of the work vehicle 100 causes the work vehicle 100 to travel within the automatic travel area, which is defined by the target route.
  • the control device 180 may set the same area as the automatic driving area or a part thereof as the permitted area for remote controlled driving, and set the area outside the automatic driving area as the prohibited area. With such a setting, it is possible to prevent the work vehicle 100 from unnecessarily entering an area where automatic travel is not scheduled by remote control.
  • control device 180 may set a prohibited area inside the automatic driving area. For example, a range within a predetermined distance or less from the trunk of a tree included in the automatic driving area may be set as the prohibited area.
  • FIG. 20 is a schematic diagram showing an example of a situation in which a plurality of trees 93 exist within the automatic driving area 92.
  • the control device 180 sets a range within a predetermined distance from the trunk of each tree 93 as the prohibited area 91 .
  • the map data includes position information of each tree 93 .
  • the control device 180 can specify the position of the trunk of the tree 93 existing within the automatic driving area 92 based on the position information.
  • the control device 180 sets a range within a predetermined distance from the position of the trunk of each tree 93 as the prohibited area 91 . This can prevent the work vehicle 100 from colliding with trees during remote control.
  • FIG. 21 is a schematic diagram showing a setting example of a prohibited area when a row of ridges 94 exists within the automatic driving area 92.
  • the control device 180 may set, as the prohibited area 91 , an area in which the rows of ridges 94 exist in the agricultural field included in the automatic travel area 92 . This can prevent the work vehicle 100 from accidentally stepping on the ridge 94 in the remote control mode.
  • FIG. 22 is a schematic diagram showing a setting example of a prohibited area when a row of crops 95 exists within the automatic travel area 92.
  • the control device 180 may set, as the prohibited area 91 , an area in which the rows of ridges 94 exist in the agricultural field included in the automatic travel area 92 . This can prevent work vehicle 100 from accidentally stepping on crop row 95 in the remote control mode.
  • the control device 180 can identify the position of the row of ridges 94 or the rows of crops 95 based on data output from the camera 120 and the GNSS unit 110 in the work vehicle 100 . Control device 180 may also determine the position of row of ridges 94 or row of crops 95 based on data previously acquired by a sensing device mounted on a mobile body other than work vehicle 100 . The controller 180 sets the prohibited area 91 to include the entire row of ridges 94 or crop rows 95 .
  • remote-controlled traveling of the work vehicle 100 is permitted in each permitted area when the permitted conditions set for each area are satisfied. If the permit conditions are met, no special restrictions are imposed on remote controlled driving in the permit area. On the other hand, in the permitted area where the permission conditions are not satisfied, the control device 180 disables the remote controlled travel and stops the work vehicle 100 .
  • a restricted area in which restrictions are imposed on the operation of remote-controlled traveling may be set. In the restricted area, remote-controlled travel is possible, but restrictions are imposed on the operation of work vehicle 100 or implement 300 during remote-controlled travel.
  • limits may be imposed on the running speed of work vehicle 100, engine speed, operation of a three-point hitch, operation of a PTO shaft, or the like.
  • some or all of the permitted areas may be replaced with restricted areas.
  • work vehicle 100 that has entered the restricted area by remote control can continue to travel with restrictions, instead of stopping.
  • the restricted area can be set both on the road inside the field and on the road outside the field.
  • the traveling speed of work vehicle 100 may be restricted to a speed corresponding to the agricultural work scheduled in that field.
  • the action of lowering the implement 300 beyond a height or depth suitable for the agricultural work (eg, tillage, chemical application, etc.) intended for the field may be restricted.
  • control device 180 issues a warning to terminal device 400 via communication device 190 when work vehicle 100 is in a two-wheel drive state. You may send.
  • the display 430 of the terminal device 400 may display a message such as "Please switch to 4WD.” This can prompt the user to switch from two-wheel drive to four-wheel drive.
  • the control device 180 may set a restricted area for restricting the traveling speed even outside the field. For example, the travel speed in a restricted area set on the road may be restricted so as not to exceed the speed limit set on each road outside the field. Also, on roads or fields close to houses or livestock barns, engine speed or running speed may be limited to suppress noise. Such restrictions may only be enforced at night.
  • the control device 180 can determine whether it is night or not by referring to a clock such as a real-time clock.
  • FIG. 23 is a schematic diagram showing an example of setting a restricted area.
  • FIG. 24 is a table showing an example of operation restrictions in each restricted area.
  • a farm field 70 is set in the first restricted area.
  • the road 76 (excluding the area around the house 97 or barn 98) is set as the second restricted area.
  • a region 99 around the house 97 or barn 98 is set as the third restricted area.
  • the travel speed may be restricted to a speed or less according to the scheduled farm work.
  • lowering of the implement 300 beyond the height or depth according to the planned farm work may be prohibited.
  • the traveling speed may be restricted to the speed limit set for the road 76 or less.
  • the operation of lowering the implement 300 may be prohibited in the second restricted area.
  • the engine speed can be restricted to a threshold value or less.
  • the third restricted area is set to the road around the house 97 or the livestock barn 98, but it may include part of the field 70 as well. In that case, in the third restricted area within the field 70, in addition to the restriction in the first restricted area, the engine speed restriction may be imposed. The restriction on the engine speed may be imposed only during a preset time period such as nighttime.
  • FIG. 25 is a flowchart showing an example of the operation of the control device 180 when the environment in which the work vehicle 100 travels includes a permitted area and a restricted area.
  • the flowchart shown in FIG. 25 is the same as the flowchart shown in FIG. 15 except that steps S150, S151, and S152 are added. Differences from the operation of FIG. 15 will be described below.
  • step S142 the control device determines whether or not the work vehicle 100 is located within the restricted area. If work vehicle 100 is located within the restricted area, the process proceeds to step S151. If work vehicle 100 is not located within the restricted area, the process proceeds to step S143, and the operations after step S143 in FIG. 15 are executed.
  • step S151 the control device 180 determines whether or not the travel conditions associated with the restricted area in which the work vehicle 100 is determined to be located are satisfied. For example, the control device 180 reads data such as a table defining the correspondence between the position of the restricted area and the content of the restriction as shown in FIG. Based on the data, control device 180 can determine whether or not the driving state indicated by the remote control signal satisfies the driving conditions in the restricted area. If the travel condition is satisfied, the process proceeds to step S145, and the driving device 240 is controlled according to the remote control signal to cause the work vehicle 100 to travel as instructed. If the driving conditions are not satisfied, the process proceeds to step S152.
  • the control device 180 determines whether or not the travel conditions associated with the restricted area in which the work vehicle 100 is determined to be located are satisfied. For example, the control device 180 reads data such as a table defining the correspondence between the position of the restricted area and the content of the restriction as shown in FIG. Based on the data, control device 180 can determine whether or not the driving state indicated by the remote control signal
  • step S152 the control device 180 controls the driving device 240 according to the remote control signal while restricting the operation so as to satisfy the driving conditions. For example, as illustrated in FIG. 24, the running speed, the height or depth of the implement, and/or the engine speed, etc. are controlled to fall within a predetermined range.
  • the control device 180 may transmit a signal indicating that the operation has been restricted to the terminal device 400 .
  • Terminal device 400 may display a warning based on the signal.
  • FIG. 26 is a diagram showing an example of warning display.
  • the warning display 89 in this example includes messages such as "Implementation cannot be lowered any further,” “Speed cannot be increased any further,” and “Switch to 4WD.”
  • Such a warning display allows the user to know that remote control of work vehicle 100 is being performed with restrictions.
  • the area such as the farm field 70 that is set as the restricted area may be highlighted in a conspicuous color, for example.
  • a barrier 77 indicating an area in which remote controlled travel is not permitted may also be displayed.
  • step S152 proceed to step S149. Thereafter, the operation shown in FIG. 25 can be repeated until an instruction to end the remote operation mode is issued.
  • control device 180 can limit the operation of remote-controlled traveling according to each restricted area. This makes it possible to travel appropriately according to the characteristics of each restricted area during remote control.
  • the control device 180 may cause the display 430 of the terminal device 400 to display information indicating the type of operator permitted to perform remote operation according to the position of the work vehicle 100 .
  • FIG. 27 is a diagram showing an example of such display.
  • FIG. 27 shows an example of information displayed when work vehicle 100 is traveling on a public road by remote control. In this example, a message is displayed that reads, "On public roads, remote control should be performed by a skilled person.” When the user sees this display and determines that he or she does not have the skill to perform remote control on public roads, the user can take actions such as requesting a skilled person to perform remote control.
  • the types of operators permitted to perform remote operations may vary depending on the location where work vehicle 100 is located.
  • the terminal device 400 it is preferable for a highly skilled operator to remotely control the entry and exit of the work vehicle 100 in a garage, the operation at the entrance and exit of a field, and the traveling on public roads with relatively heavy traffic. Therefore, it is effective to cause the terminal device 400 to display information indicating the type of operator according to the degree of difficulty of remote control at the location where the work vehicle 100 is located.
  • the storage device 170 can store in advance data defining the correspondence between the location where the work vehicle 100 is located and the type of operator permitted or recommended for remote operation.
  • FIG. 28 is a diagram showing an example of such data.
  • the data shown in FIG. 28 is a table that defines the relationship between the type of location where work vehicle 100 is located and the type of operator recommended for remote control.
  • control device 180 can determine the type of operator according to the location where work vehicle 100 is located.
  • advanced users with high remote control skills perform remote control at entrances and exits of agricultural fields, public roads with heavy traffic, and garages.
  • On farm roads it is recommended that intermediate or advanced operators with intermediate or higher remote control skills perform remote control.
  • Remote control is permitted even for beginners with low remote control skills in areas other than the entrances and exits of farm fields and in the user's private land except for garages.
  • the correspondence relationship between areas and operator types shown in FIG. 28 is merely an example, and can be changed as appropriate. Which point corresponds to a field, an entrance/exit of a field, a public road with heavy traffic, a farm road, a user's private land, a garage, or the like is recorded on the map in advance.
  • the control device 180 can determine the operator type corresponding to the position of the work vehicle 100 based on the data as shown in FIG. 28, the positioning result of the work vehicle 100, and the map.
  • the control device 180 transmits to the terminal device 400 via the communication device 190 a command to display information indicating the determined operator type on the display 430 .
  • Display 430 can display a message such as that shown in FIG. 27 in response to the command.
  • the processor 660 of the management device 600 specifies the operator type corresponding to the area where the work vehicle 100 is located based on the data shown in FIG. may be sent.
  • the work vehicle 100 can be remotely controlled using the terminal device 400, which is a home computer.
  • Remote control is not limited to terminal device 400, and may be performed using other devices.
  • remote control may be performed using a computer installed in a facility such as a remote monitoring center.
  • the agricultural management system shown in FIG. 29 includes a plurality of work vehicles 100. Although three work vehicles 100 are illustrated in FIG. 29, the number of work vehicles 100 is arbitrary. Agricultural machines other than work vehicle 100 (eg, agricultural drones, etc.) may be included in the system.
  • a remote device 510 provided at a remote monitoring center for agricultural machinery transmits a remote control signal to each work vehicle 100 .
  • Remote device 510 is a computer connected to a remote control 520 and one or more displays 530 for use by the operator of the remote monitoring center. Although five displays 530 are illustrated in FIG. 29, the number of displays 530 is arbitrary.
  • Remote control device 520 may include various devices for remotely controlling work vehicle 100 (eg, a steering wheel, an accelerator pedal, left and right brake pedals, a clutch pedal, various switches or levers, etc.).
  • Remote control device 520 shown in FIG. 29 is a device imitating an operation device used for manual operation of work vehicle 100, but remote control device 520 is not limited to such a device.
  • remote steering may be performed by a controller such as a joystick.
  • Each display 530 can display, for example, an environmental map of an area including a field in which work vehicle 100 performs agricultural work, and an image (for example, a moving image) captured by one or more cameras mounted on work vehicle 100. can. The operator can grasp the situation around work vehicle 100 while viewing the image displayed on display 530 .
  • the operator can switch between the automatic travel mode and the remote control mode or remotely control each agricultural machine according to the surrounding conditions of each work vehicle 100 .
  • the remote controller 520 By operating the remote controller 520, the operator can remotely control the work vehicle 100 in the same manner as in the example using the terminal device 400 described above.
  • the processor 660 of the management device 600 creates a work plan, generates an environment map, plans a global route for the work vehicle 100, and sets permitted areas, prohibited areas, or restricted areas so that the work vehicle A controller 180 internal to 100 performs local route planning and travel control for work vehicle 100 .
  • part of the operation of the management device 600 may be executed by the control device 180, the operation terminal 200, the remote device 510, or the terminal device 400.
  • FIG. the control device 180, the operation terminal 200, or the terminal device 400 may generate the global route.
  • the agricultural machinery performs automatic operation, but the agricultural machinery does not have to be equipped with an automatic operation function.
  • the technology of the present disclosure can be widely applied to remotely controlled agricultural machines.
  • the travel control system that controls automatic travel and/or remote-controlled travel in the above embodiments can be retrofitted to agricultural machines that do not have these functions.
  • Such systems can be manufactured and sold independently of agricultural machinery.
  • Computer programs used in such systems may also be manufactured and sold independently of agricultural machinery.
  • the computer program may be provided by being stored in a computer-readable non-transitory storage medium, for example. Computer programs may also be provided by download via telecommunications lines (eg, the Internet).
  • the present disclosure includes the travel control system, agricultural machine, and travel control method described in the following items.
  • a travel control system for an agricultural machine capable of remote control travel a storage device that stores the location of the permitted area where the remote-controlled travel is conditionally permitted;
  • the storage device further stores the position of the prohibited area where the remote controlled travel is prohibited, The control device disables remote control that causes the agricultural machine to enter the prohibited area.
  • a cruise control system according to item 1.
  • the storage device stores positions of a plurality of permitted areas with mutually different conditions for permitting the remote-controlled travel, In each of the plurality of permitted areas, the control device causes the agricultural machine to travel within the permitted area when the state of the agricultural machine does not satisfy the conditions for permitting the remote-controlled travel within the permitted area. disable remote control, 5.
  • a cruise control system according to any one of items 1 to 4.
  • the plurality of permitted areas includes a first permitted area and a second permitted area adjacent to each other;
  • the control device satisfies a first condition that the state of the agricultural machine permits the remote-controlled travel within the first permission area, and permits the remote-controlled travel within the second permission area. If a second condition is not satisfied, invalidating the remote operation for allowing the agricultural machine to enter the second permission area from the first permission area;
  • a cruise control system according to item 5.
  • the plurality of permitted areas includes a first permitted area within a field and a second permitted area outside the field;
  • the control device satisfies a first condition that the state of the agricultural machine permits the remote-controlled travel within the farm field and a second condition that the remote-controlled travel is permitted outside the farm field. if not, invalidating the remote control that causes the agricultural machine to enter from the first permission area inside the field to the second permission area outside the field;
  • a cruise control system according to item 5.
  • the agricultural machine is a working vehicle to which implements are attached,
  • the control device controls the state of the agricultural machine when the work vehicle is in a state in which the implement is lower than a reference height or in a state in which the work vehicle is supplying power to the implement. determines that the second condition is not satisfied, and invalidates the remote operation that causes the agricultural machine to enter the second permission area from the first permission area.
  • a cruise control system according to item 7.
  • the agricultural machine is a working vehicle capable of disconnecting left and right brakes
  • the control device determines that the state of the agricultural machine does not satisfy the second condition when the work vehicle is in a state in which the left and right brakes are disengaged, and the agricultural machine is allowed to move to the first permission state. Disabling the remote operation to enter the second permission area from the area, A cruise control system according to item 7 or 8.
  • the plurality of permitted areas includes a first permitted area excluding an exit in the field and a second permitted area including the exit in the field;
  • the agricultural machine is a work vehicle capable of switching between two-wheel drive and four-wheel drive,
  • the control device when the work vehicle is in the two-wheel drive state, disables remote control for entering the second permission area from the first permission area.
  • a cruise control system according to item 5.
  • the control device displays, on the display of the terminal device used by the operator who performs the remote operation, an image indicating the area in which the remote operation travel is not permitted, which is determined according to the state of the agricultural machine. let A cruise control system according to any one of items 1 to 10.
  • the control device causes a display of a terminal device used by an operator who performs the remote control to display a warning when the remote control of the agricultural machine to enter an area in which the remote control travel is not permitted is performed.
  • the cruise control system according to any one of 12.
  • the plurality of permitted areas includes a first permitted area within a field and a second permitted area outside the field;
  • the control device causes the agricultural machine to enter the first permission area from the second permission area when the state of the agricultural machine does not satisfy a first condition for permitting the remote-controlled travel in the farm field. disable the operation, 14.
  • a cruise control system according to any one of items 1 to 13.
  • the storage device further stores a date and time when the agricultural machine is scheduled to perform farm work in the field;
  • the control device disables the remote control for entering the first permission area in the farm field except for the scheduled date and time.
  • the control device is It is possible to operate in an automatic driving mode in which the agricultural machine is automatically driven within an automatic driving area, setting the outside of the automatic driving area as a prohibited area where the remote control driving is not permitted; setting at least part of the automatic driving area as the permitted area; 16.
  • a cruise control system according to any one of items 1 to 15.
  • a cruise control system according to any one of items 1 to 17; a traveling device controlled by the control device; Agricultural machinery with
  • a travel control system for an agricultural machine capable of remote control travel The agricultural machine is a working vehicle to which implements are attached, a storage device that stores the location of the permitted area where the remote-controlled travel is conditionally permitted;
  • the storage device further stores the position of the prohibited area where the remote controlled travel is prohibited, The control device disables remote control that causes the agricultural machine to enter the prohibited area.
  • the storage device stores positions of a plurality of permitted areas with mutually different conditions for permitting the remote-controlled travel, In each of the plurality of permitted areas, if the type or state of the implement does not satisfy the conditions for permitting the remote-controlled travel within the permitted area, the control device causes the agricultural machine to move within the permitted area. Disable remote control to run, 23.
  • a cruise control system according to any one of items 19 to 22.
  • the plurality of permitted areas includes a first permitted area and a second permitted area adjacent to each other;
  • the control device satisfies a first condition that the type or state of the implement satisfies a first condition that the remote-controlled travel is permitted within the first permission area, and the remote-controlled travel is permitted within the second permission area. disabling the remote control that causes the agricultural machine to enter the second permission area from the first permission area if the second condition is not satisfied; 24.
  • a cruise control system according to item 23.
  • the plurality of permitted areas includes a first permitted area within a field and a second permitted area outside the field;
  • the storage device further stores a type of implement suitable for agricultural work scheduled in the field,
  • the control device causes the agricultural machine to enter the first permission area from the second permission area when the type of the implement attached to the agricultural machine does not match the agricultural work scheduled in the field. disable remote control, 24.
  • the plurality of permitted areas include a third permitted area in which the remote-controlled travel is permitted only when the width of the implement is within a specific range; When the width of the implement is not within the specific range, the control device disables remote control for running the agricultural machine within the third permission area. 26.
  • a cruise control system according to any one of items 23-25.
  • the third permission area is located on the outer periphery of the field, If the width of the implement is variable, When the width of the implement is widened, the tip of the implement moves outside the field or collides with an obstacle, the control device disables the remote operation for widening the width of the implement.
  • the control device displays an image indicating an area in which the remote operation travel is not permitted, which is determined according to the type or state of the implement, on the display of the terminal device used by the operator who performs the remote operation. to display 28.
  • a cruise control system according to any one of items 19 to 27.
  • the control device displays a warning on the display of the terminal device used by the operator who performs the remote control when the remote control of the agricultural machine to enter an area in which the remote control travel is not permitted is performed. 29.
  • the cruise control system according to any one of 29.
  • the control device is It is possible to operate in an automatic driving mode in which the agricultural machine is automatically driven within an automatic driving area, setting the outside of the automatic driving area as a prohibited area where the remote control driving is not permitted; setting at least part of the automatic driving area as the permitted area; 31.
  • a cruise control system according to any one of items 19 to 30.
  • a travel control method for an agricultural machine capable of remote control travel comprising: Acquiring location information of a permitted area where the remote-controlled travel is conditionally permitted; obtaining information indicating the state of the agricultural machine; In a remote control mode for controlling travel of the agricultural machine by remote control, if the state of the agricultural machine does not satisfy the conditions for permitting the remote-controlled travel within the permission area, the agricultural machine is moved to the permission area. Disabling the remote control to run in travel control method including;
  • a travel control method for an agricultural machine capable of remote control travel comprising: The agricultural machine is a working vehicle to which implements are attached, Acquiring location information of a permitted area where the remote-controlled travel is conditionally permitted; obtaining information indicating the type or state of the implement; In the remote control mode for controlling the running of the agricultural machine by remote control, if the type or state of the implement does not satisfy the conditions for permitting the remote controlled running within the permitted area, the agricultural machine is controlled by the disabling remote control to run within the permitted area; travel control method including;
  • the technology of the present disclosure is a travel control system for automatically operating agricultural machines such as tractors, harvesters, rice transplanters, ride-on management machines, vegetable transplanters, lawn mowers, seeders, fertilizers, and agricultural robots. can be applied to
  • GNSS satellite 60... reference station, 70... field, 71... doorway, 72... work area, 74... headland, 76... road, 77... barrier , 80... network, 90... storage place, 96... standby place, 100... work vehicle, 101... vehicle main body, 102... prime mover (engine), 103...
  • Communication device 400... Terminal device, 420... Input device, 430... Display device, 450... Storage device, 460 ... processor, 470 ... ROM, 480 ... RAM, 490 ... communication device, 510 ... remote device, 520 ... remote controller, 530 ... display, 600 ... management Device, 660... Processor, 650... Storage device, 670... ROM, 680... RAM, 690... Communication device

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Abstract

遠隔操作走行が可能な農業機械の走行制御システムは、前記遠隔操作走行が条件付きで許可される許可エリアの位置を記憶する記憶装置と、遠隔操作によって前記農業機械の走行を制御する遠隔操作モードで動作することが可能な制御装置とを備える。前記制御装置は、前記遠隔操作モードにおいて、前記農業機械の状態が、前記許可エリア内で前記遠隔操作走行が許可される条件を満たさない場合に、前記農業機械を前記許可エリア内で走行させる遠隔操作を無効化する。

Description

遠隔操作走行が可能な農業機械の走行制御システム
 本開示は、遠隔操作走行が可能な農業機械の走行制御システムに関する。
 圃場で使用される農業機械の自動化に向けた研究開発が進められている。例えば、GNSS(Global Navigation Satellite System)などの測位システムを利用して圃場内を自動で走行するトラクタ、コンバイン、および田植機などの作業車両が実用化されている。圃場内だけでなく、圃場外でも自動で走行する作業車両の研究開発も進められている。農業機械を遠隔で操作する技術の開発も進められている。
 特許文献1および2は、道路を挟んで互いに離れた2つの圃場間で無人の作業車両を自動走行させるシステムの例を開示している。特許文献3は、自律走行を行う作業車両を遠隔で操作する装置の例を開示している。
特開2021-073602号公報 特開2021-029218号公報 国際公開第2016/017367号
 本開示は、遠隔操作時に農業機械を意図されていないエリアまたは状態で走行させることを抑制するためのシステムを提供する。
 本開示の一態様による走行制御システムは、遠隔操作走行が可能な農業機械の走行制御システムであって、前記遠隔操作走行が条件付きで許可される許可エリアの位置を記憶する記憶装置と、遠隔操作によって前記農業機械の走行を制御する遠隔操作モードで動作することが可能な制御装置とを備える。前記制御装置は、前記遠隔操作モードにおいて、前記農業機械の状態が、前記許可エリア内で前記遠隔操作走行が許可される条件を満たさない場合に、前記農業機械を前記許可エリア内で走行させる遠隔操作を無効化する。
 本開示の他の態様による走行制御システムは、遠隔操作走行が可能な農業機械の走行制御システムである。前記農業機械は、インプルメントが取り付けられた作業車両である。前記走行制御システムは、前記遠隔操作走行が条件付きで許可される許可エリアの位置を記憶する記憶装置と、遠隔操作によって前記農業機械の走行を制御する遠隔操作モードで動作することが可能な制御装置とを備える。前記制御装置は、前記インプルメントの種類または状態が、前記許可エリア内で前記遠隔操作走行が許可される条件を満たさない場合に、前記農業機械を前記許可エリア内で走行させる遠隔操作を無効化する。
 本開示のさらに他の態様による農業機械は、前記走行制御システムと、前記制御装置によって制御される走行装置とを備える。
 本開示の包括的または具体的な態様は、装置、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム、もしくはコンピュータが読み取り可能な非一時的記憶媒体、またはこれらの任意の組み合わせによって実現され得る。コンピュータが読み取り可能な記憶媒体は、揮発性の記憶媒体を含んでいてもよいし、不揮発性の記憶媒体を含んでいてもよい。装置は、複数の装置で構成されていてもよい。装置が2つ以上の装置で構成される場合、当該2つ以上の装置は、1つの機器内に配置されてもよいし、分離した2つ以上の機器内に分かれて配置されていてもよい。
 本開示の実施形態によれば、遠隔操作時に農業機械を意図しないエリアまたは状態で走行させることを抑制することができる。
本開示の例示的な実施形態による農業管理システムの概要を説明するための図である。 作業車両、および作業車両に連結されたインプルメントの例を模式的に示す側面図である。 作業車両およびインプルメントの構成例を示すブロック図である。 RTK-GNSSによる測位を行う作業車両の例を示す概念図である。 キャビンの内部に設けられる操作端末および操作スイッチ群の例を示す図である。 管理装置および端末装置のハードウェア構成を例示するブロック図である。 圃場内を目標経路に沿って自動で走行する作業車両の例を模式的に示す図である。 自動運転時の操舵制御の動作の例を示すフローチャートである。 目標経路Pに沿って走行する作業車両の例を示す図である。 目標経路Pから右にシフトした位置にある作業車両の例を示す図である。 目標経路Pから左にシフトした位置にある作業車両の例を示す図である。 目標経路Pに対して傾斜した方向を向いている作業車両の例を示す図である。 複数の作業車両が圃場の内部および圃場の外側の道を自動走行している状況の例を模式的に示す図である。 作業車両が走行する環境における許可エリアの設定の一例を示す図である。 第1許可エリアおよび第2許可エリアのそれぞれにおける遠隔操作走行の許可条件の一例を示す表である。 農作業のスケジュールの一例を示す図である。 自動走行モードにおける表示画面の一例を示す図である。 遠隔操作モードにおける表示画面の一例を示す図である。 遠隔操作モードにおける表示画面の他の例を示す図である。 遠隔操作モードにおける制御装置の動作の一例を示すフローチャートである。 許可エリアおよび許可条件の設定の他の例を示す図である。 遠隔操作モードにおける表示画面の他の例を示す図である。 圃場の出入口に位置する作業車両の例を模式的に示す斜視図である。 圃場内に複数の許可エリアが設定される他の例を示す図である。 自動走行エリア内に複数の樹木が存在する場合の禁止エリアの設定例を示す模式図である。 自動走行エリア内に畝列が存在する場合の禁止エリアの設定例を示す模式図である。 自動走行エリア内に作物列が存在する場合の禁止エリアの設定例を示す模式図である。 制限エリアの設定の一例を示す模式図である。 各制限エリアにおける動作制限の内容の例を示す表である。 作業車両が走行する環境中に許可エリアと制限エリアとが含まれる場合における制御装置の動作の一例を示すフローチャートである。 警告表示の例を示す図である。 推奨されるオペレータの種別を示す表示の一例を示す図である。 作業車両が位置するエリアと、遠隔操縦が推奨されるオペレータの種別との対応関係を示すテーブルの例を示す図である。 農業管理システムの他の例を示す図である。
 (用語の定義)
 本開示において「農業機械」は、農業用途で使用される機械を意味する。農業機械の例は、トラクタ、収穫機、田植機、乗用管理機、野菜移植機、草刈機、播種機、施肥機、および農業用移動ロボットを含む。トラクタのような作業車両が単独で「農業機械」として機能する場合だけでなく、作業車両に装着または牽引される作業機(インプルメント)と作業車両の全体が1つの「農業機械」として機能する場合がある。農業機械は、圃場内の地面に対して、耕耘、播種、防除、施肥、作物の植え付け、または収穫などの農作業を行う。これらの農作業を「対地作業」または単に「作業」と称することがある。車両型の農業機械が農作業を行いながら走行することを「作業走行」と称することがある。
 「自動運転」は、運転者による手動操作によらず、制御装置の働きによって農業機械の移動を制御することを意味する。自動運転を行う農業機械は「自動運転農機」または「ロボット農機」と呼ばれることがある。自動運転中、農業機械の移動だけでなく、農作業の動作(例えば作業機の動作)も自動で制御されてもよい。農業機械が車両型の機械である場合、自動運転によって農業機械が走行することを「自動走行」と称する。制御装置は、農業機械の移動に必要な操舵、移動速度の調整、移動の開始および停止の少なくとも1つを制御し得る。作業機が装着された作業車両を制御する場合、制御装置は、作業機の昇降、作業機の動作の開始および停止などの動作を制御してもよい。自動運転による移動には、農業機械が所定の経路に沿って目的地に向かう移動のみならず、追尾目標に追従する移動も含まれ得る。自動運転を行う農業機械は、部分的にユーザの指示に基づいて移動してもよい。また、自動運転を行う農業機械は、自動運転モードに加えて、運転者の手動操作によって移動する手動運転モードで動作してもよい。手動によらず、制御装置の働きによって農業機械の操舵を行うことを「自動操舵」と称する。制御装置の一部または全部が農業機械の外部にあってもよい。農業機械の外部にある制御装置と農業機械との間では、制御信号、コマンド、またはデータなどの通信が行われ得る。自動運転を行う農業機械は、人がその農業機械の移動の制御に関与することなく、周囲の環境をセンシングしながら自律的に移動してもよい。自律的な移動が可能な農業機械は、無人で圃場内または圃場外(例えば道路)を走行することができる。自律移動中に、障害物の検出および障害物の回避動作を行ってもよい。
 「遠隔操作」(「遠隔操縦」とも称する。)は、遠隔操作装置を用いた農業機械の操作を意味する。遠隔操作は、農業機械から離れた場所にいるオペレータ(例えばシステム管理者または農業機械のユーザ)によって行われ得る。「遠隔操作走行」は、遠隔操作装置から送信された信号に応答して農業機械が走行することを意味する。遠隔操作装置は、例えばパーソナルコンピュータ(PC)、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、スマートフォン、またはリモートコントローラ(リモコン)などの、信号の送信機能を備えた装置を含み得る。オペレータは、遠隔操作装置を操作することにより、発進、停止、加速、減速、または走行方向の変更等の指令を農業機械に与えることができる。これらの指令に応答して制御装置が農業機械の走行を制御するモードを「遠隔操作モード」と称する。
 「許可エリア」は、農業機械の遠隔操作走行が許可されるエリアを意味する。許可エリアには、農業機械の遠隔操作走行が条件付きで許可されるエリアが含まれていてもよい。遠隔操作走行が条件付きで許可される許可エリアを「条件付き許可エリア」と呼ぶことがある。一方、遠隔操作走行が無条件で許可される許可エリアを「無条件許可エリア」と呼ぶことがある。全ての許可エリアが「条件付き許可エリア」であってもよいし、一部の許可エリアのみが「条件付き許可エリア」であってもよい。実施形態によっては全ての許可エリアが「無条件許可エリア」であってもよい。遠隔操作モードにおいて、農業機械が条件付き許可エリアに位置するとき、その条件付き許可エリアに関連付けられた許可条件が満たされない場合、その許可エリア内で農業機械を走行させる遠隔操作が無効化される。例えば、農業機械(例えば作業車両)の状態、または作業車両に取り付けられたインプルメントの種類もしくは状態が、その条件付き許可エリア内で遠隔操作走行が許可される条件を満たさない場合、その許可エリア内で農業機械を走行させる遠隔操作が無効化され得る。例えば、遠隔操作走行が許可されている許可エリアから、遠隔操作走行が許可されていない条件付き許可エリアに農業機械が遠隔操作によって進入した場合、農業機械は停止し、それ以上の走行を指示する遠隔操作は無効化され得る。なお、遠隔操作走行が許可されている許可エリアから、遠隔操作走行の許可条件を満たさない条件付き許可エリアに農業機械が進入した場合において、その条件付き許可エリアから元の許可エリアに農業機械を(例えば後進で)戻すための遠隔操作は許容されてもよい。このように、遠隔操作走行が許可されていない条件付き許可エリアに進入した後、遠隔操作走行が許可されている許可エリアに農業機械を戻すための遠隔操作は、「条件付き許可エリア内で農業機械を走行させる遠隔操作」に該当しないものとして解釈される。
 「禁止エリア」は、遠隔操作走行が禁止されるエリアを意味する。遠隔操作モードにおいて、農業機械が禁止エリアに位置する場合、禁止エリア内で農業機械を走行させる遠隔操作が無効化される。例えば、遠隔操作走行が許可されている許可エリアから禁止エリアに農業機械が進入した場合、農業機械は停止し、それ以上の走行を指示する遠隔操作は無効化され得る。なお、遠隔操作走行が許可されている許可エリアから、禁止エリアに農業機械が進入した場合において、禁止エリアから元の許可エリアに農業機械を(例えば後進で)戻すための遠隔操作は許容されてもよい。このように、禁止エリアに進入した後、遠隔操作走行が許可されている許可エリアに農業機械を戻すための遠隔操作は、「禁止エリア内で農業機械を走行させる遠隔操作」に該当しないものとして解釈される。
 「制限エリア」は、遠隔操作走行は可能であるが、遠隔操作走行時の農業機械の動作に何らかの制限が課されるエリアを意味する。制限は、例えば、走行速度の制限、エンジン回転数の制限、およびインプルメントに関連する動作の制限の少なくとも1つを含み得る。
 「作業計画」は、農業機械によって実行される1つ以上の農作業の予定を定めるデータである。作業計画は、例えば、農業機械によって実行される農作業の順序および各農作業が行われる圃場を示す情報を含み得る。作業計画は、各農作業が行われる予定の日および時刻の情報を含んでいてもよい。各農作業が行われる予定の日および時刻の情報を含む作業計画を、特に「作業スケジュール」または単に「スケジュール」と称する。作業スケジュールは、各作業日に行われる各農作業の開始予定時刻および/または終了予定時刻の情報を含み得る。作業計画あるいは作業スケジュールは、農作業ごとに、作業の内容、使用されるインプルメント、および/または、使用される農業資材の種類および分量などの情報を含んでいてもよい。ここで「農業資材」とは、農業機械が行う農作業で使用される物資を意味する。農業資材を単に「資材」と呼ぶことがある。農業資材は、例えば農薬、肥料、種、または苗などの、農作業によって消費される物資を含み得る。作業計画は、農業機械と通信して農作業を管理する処理装置、または農業機械に搭載された処理装置によって作成され得る。処理装置は、例えば、ユーザ(農業経営者または農作業者など)が端末装置を操作して入力した情報に基づいて作業計画を作成することができる。本明細書において、農業機械と通信して農作業を管理する処理装置を「管理装置」と称する。管理装置は、複数の農業機械の農作業を管理してもよい。その場合、管理装置は、複数の農業機械の各々が実行する各農作業に関する情報を含む作業計画を作成してもよい。作業計画は、各農業機械によってダウンロードされ、記憶装置に格納され得る。各農業機械は、作業計画に従って、予定された農作業を実行するために、自動で圃場に向かい、農作業を実行することができる。
 「環境地図」は、農業機械が移動する環境に存在する物の位置または領域を所定の座標系によって表現したデータである。環境地図を単に「地図」または「地図データ」と称することがある。環境地図を規定する座標系は、例えば、地球に対して固定された地理座標系などのワールド座標系であり得る。環境地図は、環境に存在する物について、位置以外の情報(例えば、属性情報その他の情報)を含んでいてもよい。環境地図は、点群地図または格子地図など、さまざまな形式の地図を含む。環境地図を構築する過程で生成または処理される局所地図または部分地図のデータについても、「地図」または「地図データ」と呼ぶ。
 「農道」は、主に農業目的で利用される道を意味する。農道は、アスファルトで舗装された道に限らず、土または砂利等で覆われた未舗装の道も含む。農道は、車両型の農業機械(例えばトラクタ等の作業車両)のみが専ら通行可能な道(私道を含む)と、一般の車両(乗用車、トラック、バス等)も通行可能な道路とを含む。作業車両は、農道に加えて一般道を自動で走行してもよい。一般道は、一般の車両の交通のために整備された道路である。
 「大域的経路」(global path)は、経路計画を行う処理装置によって生成される、農業機械が自動で移動するときの出発地点から目的地点までを結ぶ経路のデータを意味する。大域的経路を生成することを大域的経路計画(global path planning)と称する。以下の説明において、大域的経路を「目標経路」または単に「経路」とも称する。大域的経路は、例えば、農業機械が通過すべき複数の点の座標値によって規定され得る。農業機械が通過すべき点を「ウェイポイント」と称し、隣り合うウェイポイント間を結ぶ線分を「リンク」と称する。
 「局所的経路」(local path)は、大域的経路に沿って農業機械が自動で移動するときに逐次生成される、障害物を回避可能な局所的な経路を意味する。局所的経路を生成することを局所的経路計画(local path planning)と称する。局所的経路は、農業機械が移動している間に、農業機械が備える1つ以上のセンシング装置によって取得されたデータに基づいて逐次生成される。局所的経路は、大域的経路の一部に沿った複数のウェイポイントによって規定され得る。ただし、大域的経路の付近に障害物が存在する場合、その障害物を迂回するようにウェイポイントが設定され得る。局所的経路におけるウェイポイント間のリンクの長さは、大域的経路におけるウェイポイント間のリンクの長さよりも短い。局所的経路を生成する装置は、大域的経路を生成する装置と同一でもよいし、異なっていてもよい。例えば、農業機械による農作業を管理する管理装置が大域的経路を生成し、農業機械に搭載された制御装置が局所的経路を生成してもよい。その場合、管理装置と制御装置との組み合わせが、経路計画を行う「処理装置」として機能する。農業機械の制御装置が、大域的経路計画および局所的経路計画の両方を行う処理装置として機能してもよい。
 (実施形態)
 以下、本開示の実施形態を説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略することがある。例えば、既によく知られた事項の詳細な説明および実質的に同一の構成に関する重複する説明を省略することがある。これは、以下の説明が不必要に冗長になることを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、発明者は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。以下の説明において、同一または類似の機能を有する構成要素については、同一の参照符号を付している。
 以下の実施形態は例示であり、本開示の技術は以下の実施形態に限定されない。例えば、以下の実施形態で示される数値、形状、材料、ステップ、ステップの順序、表示画面のレイアウトなどは、あくまでも一例であり、技術的に矛盾が生じない限りにおいて種々の改変が可能である。また、技術的に矛盾が生じない限りにおいて、一の態様と他の態様とを組み合わせることが可能である。
 以下、農業機械の一例であるトラクタなどの作業車両に本開示の技術を適用した実施形態を主に説明する。本開示の技術は、トラクタに限らず、遠隔操作走行が可能な他の種類の農業機械(例えば、田植機、コンバイン、収穫機、乗用管理機、野菜移植機、草刈機、播種機、施肥機、および農業用移動ロボット等)にも適用することができる。以下、一例として、自動走行機能および遠隔操作機能を実現するための走行制御システムが作業車両に搭載されている実施形態を説明する。走行制御システムの少なくとも一部の機能は、作業車両と通信を行う他の装置(例えば、遠隔操作を行う端末装置、またはサーバ等)に実装されていてもよい。
 図1は、本開示の例示的な実施形態による農業管理システムの概要を説明するための図である。図1に示す農業管理システムは、作業車両100と、端末装置400と、管理装置600とを備える。端末装置400は、作業車両100を遠隔で監視するユーザが使用するコンピュータである。管理装置600は、農業管理システムを運営する事業者が管理するコンピュータである。作業車両100、端末装置400、および管理装置600は、ネットワーク80を介して互いに通信することができる。図1には1台の作業車両100が例示されているが、農業管理システムは、複数の作業車両またはその他の農業機械を含んでいてもよい。
 本実施形態における作業車両100はトラクタである。作業車両100は、後部および前部の一方または両方にインプルメントを装着することができる。作業車両100は、インプルメントの種類に応じた農作業を行いながら圃場内を走行することができる。作業車両100は、インプルメントを装着しない状態で圃場内または圃場外を走行してもよい。
 本実施形態における作業車両100は、自動運転機能を備える。すなわち、作業車両100は、手動によらず、制御装置の働きによって走行することができる。本実施形態における制御装置は、作業車両100の内部に設けられ、作業車両100の速度および操舵の両方を制御することができる。作業車両100は、圃場内に限らず、圃場外(例えば道路)を自動走行することもできる。制御装置が作業車両100を自動走行させるモードを「自動走行モード」と称する。
 作業車両100は、さらに、遠隔操作走行の機能も備える。制御装置は、ユーザによる端末装置400を用いた遠隔操作に応答して作業車両100の走行装置を制御することにより、走行速度および走行方向を変化させることができる。作業車両100は、圃場内に限らず、圃場外でも遠隔操作走行を実行することができる。制御装置が作業車両100を遠隔操作走行させるモードを「遠隔操作モード」と称する。
 作業車両100は、GNSS受信機およびLiDARセンサなどの、測位あるいは自己位置推定のために利用される装置を備える。自動走行モードにおいて、作業車両100の制御装置は、作業車両100の位置と、管理装置600によって生成された目標経路の情報とに基づいて、作業車両100を自動で走行させる。制御装置は、作業車両100の走行制御に加えて、インプルメントの動作の制御も行う。これにより、作業車両100は、圃場内を自動で走行しながらインプルメントを用いて農作業を実行することができる。さらに、作業車両100は、圃場外の道(例えば、農道または一般道)を目標経路に沿って自動で走行することができる。作業車両100は、圃場外の道に沿って自動走行を行うとき、カメラまたはLiDARセンサなどのセンシング装置から出力されるデータに基づいて、障害物を回避可能な局所的経路を目標経路に沿って生成しながら走行する。作業車両100は、圃場内においては、上記と同様に局所的経路を生成しながら走行してもよいし、局所的経路を生成せずに目標経路に沿って走行し、障害物が検出された場合に停止する、という動作を行ってもよい。
 管理装置600は、作業車両100による農作業を管理するコンピュータである。管理装置600は、例えば圃場に関する情報をクラウド上で一元管理し、クラウド上のデータを活用して農業を支援するサーバコンピュータであり得る。管理装置600は、例えば、作業車両100の作業計画を作成し、その作業計画に従って、作業車両100の目標経路を生成することができる。あるいは、管理装置600は、ユーザによる端末装置400を用いた操作に応答して、作業車両100の目標経路を生成してもよい。
 管理装置600は、圃場内と圃場外とで異なる方法で目標経路を生成する。管理装置600は、圃場内の目標経路を、圃場に関する情報に基づいて生成する。例えば、管理装置600は、予め登録された圃場の外形、圃場の面積、圃場の出入口の位置、作業車両100の幅、インプルメントの幅、作業の内容、栽培される作物の種類、作物の生育領域、作物の生育状況、または作物列もしくは畝の間隔などの、種々の情報に基づいて圃場内の目標経路を生成することができる。管理装置600は、例えば、ユーザが端末装置400または他のデバイスを用いて入力した情報に基づいて圃場内の目標経路を生成する。管理装置600は、圃場内の経路を、例えば作業が行われる作業領域の全体をカバーするように生成する。一方、管理装置600は、圃場外の目標経路を、作業計画またはユーザの指示に従って生成する。例えば、管理装置600は、作業計画が示す農作業の順序、各農作業が行われる圃場の位置、圃場の出入口の位置、各農作業の開始予定時刻および終了予定時刻路面状態、気象状況、または交通状況などの、種々の情報に基づいて圃場外の目標経路を生成することができる。管理装置600は、作業計画によらず、ユーザが端末装置400を操作して指定した経路または経由地点を示す情報に基づいて目標経路を生成してもよい。このように、管理装置600は、種々の方法で目標経路の生成、すなわち大域的経路計画を実行することができる。
 管理装置600は、さらに、作業車両100または他の移動体がLiDARセンサなどのセンシング装置を用いて収集したデータに基づいて、環境地図の生成および編集を行ってもよい。管理装置600は、生成した作業計画、目標経路、および環境地図のデータを作業車両100に送信する。作業車両100は、それらのデータに基づいて、移動および農作業を自動で行う。
 なお、大域的経路計画および環境地図の生成(または編集)は、管理装置600に限らず、他の装置が行ってもよい。例えば、作業車両100の制御装置が、大域的経路計画または環境地図の生成もしくは編集を行ってもよい。
 端末装置400は、作業車両100から離れた場所にいるユーザが使用するコンピュータである。図1に示す端末装置400はラップトップコンピュータであるが、これに限定されない。端末装置400は、デスクトップPC(personal computer)などの据え置き型のコンピュータであってもよいし、スマートフォンまたはタブレットコンピュータなどのモバイル端末でもよい。
 端末装置400は、作業車両100を遠隔監視したり、作業車両100を遠隔操作したりするために用いられ得る。例えば、端末装置400は、作業車両100が備える1台以上のカメラが撮影した映像をディスプレイに表示させることができる。ユーザは、その映像を見て、作業車両100の周囲の状況を確認し、作業車両100に、停止、発進、加速、減速、または走行方向の変更等の指示を送ることができる。
 端末装置400は、さらに、作業車両100の作業計画(例えば各農作業のスケジュール)を作成するために必要な情報をユーザが入力するための設定画面をディスプレイに表示することもできる。ユーザが設定画面上で必要な情報を入力し送信の操作を行うと、端末装置400は、入力された情報を管理装置600に送信する。管理装置600は、その情報に基づいて作業計画を作成する。端末装置400は、作業車両100が農作業を実行する1つ以上の圃場、作業車両100の保管場所、および作業車両100が一時的に待機する1つ以上の待機場所の登録にも使用され得る。端末装置400は、さらに、目標経路を設定するために必要な情報をユーザが入力するための設定画面をディスプレイに表示する機能を備えていてもよい。
 以下、本実施形態におけるシステムの構成および動作をより詳細に説明する。
 [1.構成]
 図2は、作業車両100、および作業車両100に連結されたインプルメント300の例を模式的に示す側面図である。本実施形態における作業車両100は、手動運転モードと自動運転モードの両方で動作することができる。自動運転モードにおいて、作業車両100は無人で走行することができる。作業車両100は、圃場内と圃場外の両方で自動運転が可能である。自動運転モードにおいて、制御装置は、予め設定された目標経路に沿って作業車両100を走行させる自動走行モードと、ユーザによる端末装置400を用いた操作に応答して作業車両100を走行させる遠隔操作モードとで動作することができる。自動走行モードと遠隔操作モードとの切り替えは、ユーザが端末装置400を用いて所定の操作を行うことで実行され得る。例えば、自動走行モードにおいて、ユーザが端末装置400を用いて遠隔操作の開始を指示する操作を行うと、遠隔操作モードに移行する。また、遠隔操作モードにおいて、ユーザが端末装置400を用いて自動走行の開始を指示する操作を行うと、自動走行モードに移行する。
 図2に示すように、作業車両100は、車両本体101と、原動機(エンジン)102と、変速装置(トランスミッション)103とを備える。車両本体101には、タイヤ付きの車輪104を含む走行装置と、キャビン105とが設けられている。走行装置は、4つの車輪104と、4つの車輪を回転させる車軸、および各車軸の制動を行う制動装置(ブレーキ)を含む。車輪104は、一対の前輪104Fと一対の後輪104Rとを含む。キャビン105の内部に運転席107、操舵装置106、操作端末200、および操作のためのスイッチ群が設けられている。作業車両100が圃場内で作業走行を行うとき、前輪104Fおよび後輪104Rの一方または両方は、タイヤ付き車輪ではなく無限軌道(track)を装着した複数の車輪(クローラ)に置き換えられてもよい。
 作業車両100は、前輪104Fおよび後輪104Rの全てを駆動輪とする四輪駆動(4W)モードと、前輪104Fまたは後輪104Rを駆動輪とする二輪駆動(2W)モードとを切り替えることができる。作業車両100は、左右のブレーキを連結した状態と、連結を解除した状態とを切り替えることもできる。左右のブレーキの連結を解除することにより、左右の車輪104を独立して制動することができる。これにより、旋回半径の小さい旋回が可能である。
 作業車両100は、作業車両100の周囲をセンシングする複数のセンシング装置を備える。図2の例では、センシング装置は、複数のカメラ120と、LiDARセンサ140と、複数の障害物センサ130とを含む。
 カメラ120は、例えば作業車両100の前後左右に設けられ得る。カメラ120は、作業車両100の周囲の環境を撮影し、画像データを生成する。カメラ120が取得した画像は、遠隔監視を行うための端末装置400に送信され得る。当該画像は、無人運転時に作業車両100を監視するために用いられ得る。カメラ120は、作業車両100が圃場外の道(農道または一般道)を走行するときに、周辺の地物もしくは障害物、白線、標識、または表示などを認識するための画像を生成する用途でも使用され得る。
 図2の例におけるLiDARセンサ140は、車両本体101の前面下部に配置されている。LiDARセンサ140は、他の位置に設けられていてもよい。LiDARセンサ140は、作業車両100が主に圃場外を走行している間、周囲の環境に存在する物体の各計測点までの距離および方向、または各計測点の2次元もしくは3次元の座標値を示すセンサデータを繰り返し出力する。LiDARセンサ140から出力されたセンサデータは、作業車両100の制御装置によって処理される。制御装置は、センサデータと、環境地図とのマッチングにより、作業車両100の自己位置推定を行うことができる。制御装置は、さらに、センサデータに基づいて、作業車両100の周辺に存在する障害物などの物体を検出し、作業車両100が実際に進むべき局所的経路を、大域的経路に沿って生成することができる。制御装置は、例えばSLAM(Simultaneous Localization and Mapping)などのアルゴリズムを利用して、環境地図を生成または編集することもできる。作業車両100は、異なる位置に異なる向きで配置された複数のLiDARセンサを備えていてもよい。
 図2に示す複数の障害物センサ130は、キャビン105の前部および後部に設けられている。障害物センサ130は、他の部位にも配置され得る。例えば、車両本体101の側部、前部、および後部の任意の位置に、1つまたは複数の障害物センサ130が設けられ得る。障害物センサ130は、例えばレーザスキャナまたは超音波ソナーを含み得る。障害物センサ130は、自動走行時に周囲の障害物を検出して作業車両100を停止したり迂回したりするために用いられる。LiDARセンサ140が障害物センサ130の1つとして利用されてもよい。
 作業車両100は、さらに、GNSSユニット110を備える。GNSSユニット110は、GNSS受信機を含む。GNSS受信機は、GNSS衛星からの信号を受信するアンテナと、アンテナが受信した信号に基づいて作業車両100の位置を計算するプロセッサとを備え得る。GNSSユニット110は、複数のGNSS衛星から送信される衛星信号を受信し、衛星信号に基づいて測位を行う。本実施形態におけるGNSSユニット110は、キャビン105の上部に設けられているが、他の位置に設けられていてもよい。
 GNSSユニット110は、慣性計測装置(IMU)を含み得る。IMUからの信号を利用して位置データを補完することができる。IMUは、作業車両100の傾きおよび微小な動きを計測することができる。IMUによって取得されたデータを用いて、衛星信号に基づく位置データを補完することにより、測位の性能を向上させることができる。
 作業車両100の制御装置は、GNSSユニット110による測位結果に加えて、カメラ120またはLiDARセンサ140などのセンシング装置が取得したセンシングデータを測位に利用してもよい。農道、林道、一般道、または果樹園のように、作業車両100が走行する環境内に特徴点として機能する地物が存在する場合、カメラ120またはLiDARセンサ140によって取得されたデータと、予め記憶装置に格納された環境地図とに基づいて、作業車両100の位置および向きを高い精度で推定することができる。カメラ120またはLiDARセンサ140が取得したデータを用いて、衛星信号に基づく位置データを補正または補完することで、より高い精度で作業車両100の位置を特定できる。
 原動機102は、例えばディーゼルエンジンであり得る。ディーゼルエンジンに代えて電動モータが使用されてもよい。変速装置103は、変速によって作業車両100の推進力および移動速度を変化させることができる。変速装置103は、作業車両100の前進と後進とを切り換えることもできる。
 操舵装置106は、ステアリングホイールと、ステアリングホイールに接続されたステアリングシャフトと、ステアリングホイールによる操舵を補助するパワーステアリング装置とを含む。前輪104Fは操舵輪であり、その切れ角(「操舵角」とも称する。)を変化させることにより、作業車両100の走行方向を変化させることができる。前輪104Fの操舵角は、ステアリングホイールを操作することによって変化させることができる。パワーステアリング装置は、前輪104Fの操舵角を変化させるための補助力を供給する油圧装置または電動モータを含む。自動操舵が行われるときには、作業車両100内に配置された制御装置からの制御により、油圧装置または電動モータの力によって操舵角が自動で調整される。
 車両本体101の後部には、連結装置108が設けられている。連結装置108は、例えば3点支持装置(「3点リンク」または「3点ヒッチ」とも称する。)、PTO(Power Take Off)軸、ユニバーサルジョイント、および通信ケーブルを含む。連結装置108によってインプルメント300を作業車両100に着脱することができる。連結装置108は、例えば油圧装置によって3点リンクを昇降させ、インプルメント300の位置または姿勢を変化させることができる。また、ユニバーサルジョイントを介して作業車両100からインプルメント300に動力を送ることができる。作業車両100は、インプルメント300を引きながら、インプルメント300に所定の作業を実行させることができる。連結装置は、車両本体101の前方に設けられていてもよい。その場合、作業車両100の前方にインプルメントを接続することができる。
 図2に示すインプルメント300は、ロータリ耕耘機であるが、インプルメント300はロータリ耕耘機に限定されない。例えば、シーダ(播種機)、スプレッダ(施肥機)、移植機、モーア(草刈機)、レーキ、ベーラ(集草機)、ハーベスタ(収穫機)、スプレイヤ、またはハローなどの、任意のインプルメントを作業車両100に接続して使用することができる。
 図2に示す作業車両100は、有人運転が可能であるが、無人運転のみに対応していてもよい。その場合には、キャビン105、操舵装置106、および運転席107などの、有人運転にのみ必要な構成要素は、作業車両100に設けられていなくてもよい。無人の作業車両100は、自律走行、またはユーザによる遠隔操作によって走行することができる。
 図3は、作業車両100およびインプルメント300の構成例を示すブロック図である。作業車両100とインプルメント300は、連結装置108に含まれる通信ケーブルを介して互いに通信することができる。作業車両100は、ネットワーク80を介して、端末装置400および管理装置600と通信することができる。
 図3の例における作業車両100は、GNSSユニット110、カメラ120、障害物センサ130、LiDARセンサ140、および操作端末200に加え、作業車両100の動作状態を検出するセンサ群150、走行制御システム160、通信装置190、操作スイッチ群210、ブザー220、および駆動装置240を備える。これらの構成要素は、バスを介して相互に通信可能に接続される。GNSSユニット110は、GNSS受信機111と、RTK受信機112と、慣性計測装置(IMU)115と、処理回路116とを備える。センサ群150は、ステアリングホイールセンサ152と、切れ角センサ154、車軸センサ156とを含む。走行制御システム160は、記憶装置170と、制御装置180とを備える。制御装置180は、複数の電子制御ユニット(ECU)181から186を備える。インプルメント300は、駆動装置340と、制御装置380と、通信装置390とを備える。なお、図3には、作業車両100による自動運転の動作との関連性が相対的に高い構成要素が示されており、それ以外の構成要素の図示は省略されている。
 GNSSユニット110におけるGNSS受信機111は、複数のGNSS衛星から送信される衛星信号を受信し、衛星信号に基づいてGNSSデータを生成する。GNSSデータは、例えばNMEA-0183フォーマットなどの所定のフォーマットで生成される。GNSSデータは、例えば、衛星信号が受信されたそれぞれの衛星の識別番号、仰角、方位角、および受信強度を示す値を含み得る。
 図3に示すGNSSユニット110は、RTK(Real Time Kinematic)-GNSSを利用して作業車両100の測位を行う。図4は、RTK-GNSSによる測位を行う作業車両100の例を示す概念図である。RTK-GNSSによる測位では、複数のGNSS衛星50から送信される衛星信号に加えて、基準局60から送信される補正信号が利用される。基準局60は、作業車両100が作業走行を行う圃場の付近(例えば、作業車両100から10km以内の位置)に設置され得る。基準局60は、複数のGNSS衛星50から受信した衛星信号に基づいて、例えばRTCMフォーマットの補正信号を生成し、GNSSユニット110に送信する。RTK受信機112は、アンテナおよびモデムを含み、基準局60から送信される補正信号を受信する。GNSSユニット110の処理回路116は、補正信号に基づき、GNSS受信機111による測位結果を補正する。RTK-GNSSを用いることにより、例えば誤差数cmの精度で測位を行うことが可能である。緯度、経度、および高度の情報を含む位置情報が、RTK-GNSSによる高精度の測位によって取得される。GNSSユニット110は、例えば1秒間に1回から10回程度の頻度で、作業車両100の位置を計算する。
 なお、測位方法はRTK-GNSSに限らず、必要な精度の位置情報が得られる任意の測位方法(干渉測位法または相対測位法など)を用いることができる。例えば、VRS(Virtual Reference Station)またはDGPS(Differential Global Positioning System)を利用した測位を行ってもよい。基準局60から送信される補正信号を用いなくても必要な精度の位置情報が得られる場合は、補正信号を用いずに位置情報を生成してもよい。その場合、GNSSユニット110は、RTK受信機112を備えていなくてもよい。
 RTK-GNSSを利用する場合であっても、基準局60からの補正信号が得られない場所(例えば圃場から遠く離れた道路上)では、RTK受信機112からの信号によらず、他の方法で作業車両100の位置が推定される。例えば、LiDARセンサ140および/またはカメラ120から出力されたデータと、高精度の環境地図とのマッチングによって、作業車両100の位置が推定され得る。
 本実施形態におけるGNSSユニット110は、さらにIMU115を備える。IMU115は、3軸加速度センサおよび3軸ジャイロスコープを備え得る。IMU115は、3軸地磁気センサなどの方位センサを備えていてもよい。IMU115は、モーションセンサとして機能し、作業車両100の加速度、速度、変位、および姿勢などの諸量を示す信号を出力することができる。処理回路116は、衛星信号および補正信号に加えて、IMU115から出力された信号に基づいて、作業車両100の位置および向きをより高い精度で推定することができる。IMU115から出力された信号は、衛星信号および補正信号に基づいて計算される位置の補正または補完に用いられ得る。IMU115は、GNSS受信機111よりも高い頻度で信号を出力する。その高頻度の信号を利用して、処理回路116は、作業車両100の位置および向きをより高い頻度(例えば、10Hz以上)で計測することができる。IMU115に代えて、3軸加速度センサおよび3軸ジャイロスコープを別々に設けてもよい。IMU115は、GNSSユニット110とは別の装置として設けられていてもよい。
 カメラ120は、作業車両100の周囲の環境を撮影する撮像装置である。カメラ120は、例えば、CCD(Charge Coupled Device)またはCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)などのイメージセンサを備える。カメラ120は、他にも、1つ以上のレンズを含む光学系、および信号処理回路を備え得る。カメラ120は、作業車両100の走行中、作業車両100の周囲の環境を撮影し、画像(例えば動画)のデータを生成する。カメラ120は、例えば、3フレーム/秒(fps: frames per second)以上のフレームレートで動画を撮影することができる。カメラ120によって生成された画像は、例えば遠隔の監視者が端末装置400を用いて作業車両100の周囲の環境を確認するときに利用され得る。カメラ120によって生成された画像は、測位または障害物の検出に利用されてもよい。図2に示すように、複数のカメラ120が作業車両100の異なる位置に設けられていてもよいし、単数のカメラが設けられていてもよい。可視光画像を生成する可視カメラと、赤外線画像を生成する赤外カメラとが別々に設けられていてもよい。可視カメラと赤外カメラの両方が監視用の画像を生成するカメラとして設けられていてもよい。赤外カメラは、夜間において障害物の検出にも用いられ得る。
 障害物センサ130は、作業車両100の周囲に存在する物体を検出する。障害物センサ130は、例えばレーザスキャナまたは超音波ソナーを含み得る。障害物センサ130は、障害物センサ130から所定の距離よりも近くに物体が存在する場合に、障害物が存在することを示す信号を出力する。複数の障害物センサ130が作業車両100の異なる位置に設けられていてもよい。例えば、複数のレーザスキャナと、複数の超音波ソナーとが、作業車両100の異なる位置に配置されていてもよい。そのような多くの障害物センサ130を備えることにより、作業車両100の周囲の障害物の監視における死角を減らすことができる。
 ステアリングホイールセンサ152は、作業車両100のステアリングホイールの回転角を計測する。切れ角センサ154は、操舵輪である前輪104Fの切れ角を計測する。ステアリングホイールセンサ152および切れ角センサ154による計測値は、制御装置180による操舵制御に利用される。
 車軸センサ156は、車輪104に接続された車軸の回転速度、すなわち単位時間あたりの回転数を計測する。車軸センサ156は、例えば磁気抵抗素子(MR)、ホール素子、または電磁ピックアップを利用したセンサであり得る。車軸センサ156は、例えば、車軸の1分あたりの回転数(単位:rpm)を示す数値を出力する。車軸センサ156は、作業車両100の速度を計測するために使用される。
 駆動装置240は、前述の原動機102、変速装置103、操舵装置106、および連結装置108などの、作業車両100の走行およびインプルメント300の駆動に必要な各種の装置を含む。原動機102は、例えばディーゼル機関などの内燃機関を備え得る。駆動装置240は、内燃機関に代えて、あるいは内燃機関とともに、トラクション用の電動モータを備えていてもよい。
 ブザー220は、異常を報知するための警告音を発する音声出力装置である。ブザー220は、例えば、自動運転時に、障害物が検出された場合に警告音を発する。ブザー220は、制御装置180によって制御される。
 記憶装置170は、フラッシュメモリまたは磁気ディスクなどの1つ以上の記憶媒体を含む。記憶装置170は、GNSSユニット110、カメラ120、障害物センサ130、LiDARセンサ140、センサ群150、および制御装置180が生成する各種のデータを記憶する。記憶装置170が記憶するデータには、作業車両100が走行する環境内の地図データ(環境地図)、および自動運転のための大域的経路(目標経路)のデータが含まれ得る。環境地図は、作業車両100が農作業を行う複数の圃場およびその周辺の道の情報を含む。環境地図および目標経路は、管理装置600における処理装置(すなわちプロセッサ)によって生成され得る。なお、本実施形態における制御装置180は、環境地図および目標経路を生成または編集する機能を備えていてもよい。制御装置180は、管理装置600から取得した環境地図および目標経路を、作業車両100の走行環境に応じて編集することができる。
 記憶装置170は、通信装置190が管理装置600から受信した作業計画のデータも記憶する。作業計画は、複数の作業日にわたって作業車両100が実行する複数の農作業に関する情報を含む。作業計画は、例えば、各作業日において作業車両100が実行する各農作業の予定時刻の情報を含む作業スケジュールのデータであり得る。記憶装置170は、制御装置180における各ECUに、後述する各種の動作を実行させるコンピュータプログラムも記憶する。そのようなコンピュータプログラムは、記憶媒体(例えば半導体メモリまたは光ディスク等)または電気通信回線(例えばインターネット)を介して作業車両100に提供され得る。そのようなコンピュータプログラムが、商用ソフトウェアとして販売されてもよい。
 本実施形態における記憶装置170は、さらに、作業車両100の遠隔操作走行が許可される許可エリアの位置と、遠隔操作走行が禁止される禁止エリアの位置とを記憶する。許可エリアの一部または全部は、遠隔操作走行が条件付きで許可される条件付き許可エリアであり得る。許可エリアは、遠隔操作走行が無条件で許可される無条件許可エリアを含んでいてもよい。記憶装置170は、遠隔操作走行の許可条件の異なる複数の条件付き許可エリアの位置と、各条件付き許可エリアにおける遠隔操作走行の許可条件とを記憶してもよい。記憶装置170は、許可エリアおよび禁止エリアの一方の位置を記憶してもよい。例えば許可エリアの位置のみが記憶されている場合、許可エリア以外の位置が禁止エリアとして処理され得る。反対に、禁止エリアの位置のみが記憶されている場合、禁止エリア以外の位置が許可エリア(条件付き許可エリアまたは無条件許可エリア)として処理され得る。本開示においては、禁止エリアの位置が記憶され、それ以外のエリアが許可エリアとして処理される場合も、許可エリアの位置が記憶装置170に(間接的に)記憶されているものと解釈する。
 記憶装置170は、さらに、遠隔操作走行の動作に制限が課される制限エリアの位置を記憶してもよい。例えば、遠隔操作走行時に走行速度、エンジン回転数、またはインプルメント300の動作等に制限が課される制限エリアの位置と、制限の内容を示す情報とが記憶装置170に記憶されていてもよい。動作制限の内容の異なる複数の制限エリアが設定されていてもよい。記憶装置170は、複数の制限エリアの位置と、各制限エリアにおける制限の内容を示す情報とを記憶してもよい。
 制御装置180は、複数のECUを含む。複数のECUは、例えば、速度制御用のECU181、ステアリング制御用のECU182、インプルメント制御用のECU183、自動運転制御用のECU184、経路生成用のECU185、および地図生成用のECU186を含む。
 ECU181は、駆動装置240に含まれる原動機102、変速装置103、およびブレーキを制御することによって作業車両100の速度を制御する。
 ECU182は、ステアリングホイールセンサ152の計測値に基づいて、操舵装置106に含まれる油圧装置または電動モータを制御することによって作業車両100のステアリングを制御する。
 ECU183は、インプルメント300に所望の動作を実行させるために、連結装置108に含まれる3点リンクおよびPTO軸などの動作を制御する。ECU183はまた、インプルメント300の動作を制御する信号を生成し、その信号を通信装置190からインプルメント300に送信する。
 ECU184は、GNSSユニット110、カメラ120、障害物センサ130、LiDARセンサ140、およびセンサ群150から出力されたデータに基づいて、自動運転を実現するための演算および制御を行う。例えば、ECU184は、GNSSユニット110、カメラ120、およびLiDARセンサ140の少なくとも1つから出力されたデータに基づいて、作業車両100の位置を特定する。圃場内においては、ECU184は、GNSSユニット110から出力されたデータのみに基づいて作業車両100の位置を決定してもよい。ECU184は、カメラ120またはLiDARセンサ140が取得したデータに基づいて作業車両100の位置を推定または補正してもよい。カメラ120またはLiDARセンサ140が取得したデータを利用することにより、測位の精度をさらに高めることができる。また、圃場外においては、ECU184は、LiDARセンサ140またはカメラ120から出力されるデータを利用して作業車両100の位置を推定する。例えば、ECU184は、LiDARセンサ140またはカメラ120から出力されるデータと、環境地図とのマッチングにより、作業車両100の位置を推定してもよい。自動運転中、ECU184は、推定された作業車両100の位置に基づいて、目標経路または局所的経路に沿って作業車両100が走行するために必要な演算を行う。ECU184は、ECU181に速度変更の指令を送り、ECU182に操舵角変更の指令を送る。ECU181は、速度変更の指令に応答して原動機102、変速装置103、またはブレーキを制御することによって作業車両100の速度を変化させる。ECU182は、操舵角変更の指令に応答して操舵装置106を制御することによって操舵角を変化させる。
 ECU184は、作業車両100の遠隔操作走行に関する制御も行う。遠隔操作モードにおいて、ECU184は、通信装置190が端末装置400から受信した信号に応答して、ECU181、182、183を制御する。これにより、ユーザからの遠隔操作に応答して、作業車両100の速度制御、操舵制御、インプルメント300の昇降、およびインプルメント300のオン/オフ等の動作を実行することができる。
 ECU185は、作業車両100が目標経路に沿って走行している間、障害物を回避可能な局所的経路を逐次生成する。ECU185は、作業車両100の走行中、カメラ120、障害物センサ130、およびLiDARセンサ140から出力されたデータに基づいて、作業車両100の周囲に存在する障害物を認識する。ECU185は、認識した障害物を回避するように局所的経路を生成する。
 ECU185は、管理装置600の代わりに大域的経路計画を行う機能を備えていてもよい。その場合、ECU185は、記憶装置170に格納された作業計画に基づいて作業車両100の移動先を決定し、作業車両100の移動の開始地点から目的地点までの目標経路を決定してもよい。ECU185は、記憶装置170に格納された道路情報を含む環境地図に基づき、例えば最短の時間で移動先に到達できる経路を目標経路として作成することができる。あるいは、ECU185は、環境地図に含まれる各道の属性情報に基づいて、特定の種類の道(例えば、農道、水路などの特定の地物に沿った道、またはGNSS衛星からの衛星信号を良好に受信できる道など)を優先する経路を目標経路として生成してもよい。
 ECU186は、作業車両100が走行する環境の地図を生成または編集する。本実施形態では、管理装置600などの外部の装置によって生成された環境地図が作業車両100に送信され、記憶装置170に記録されるが、ECU186が代わりに環境地図を生成または編集することもできる。以下、ECU186が環境地図を生成する場合の動作を説明する。環境地図は、LiDARセンサ140から出力されたセンサデータに基づいて生成され得る。環境地図を生成するとき、ECU186は、作業車両100が走行している間にLiDARセンサ140から出力されたセンサデータに基づいて3次元の点群データを逐次生成する。ECU186は、例えばSLAMなどのアルゴリズムを利用して、逐次生成した点群データを繋ぎ合わせることにより、環境地図を生成することができる。このようにして生成された環境地図は、高精度の3次元地図であり、ECU184による自己位置推定に利用され得る。この3次元地図に基づいて、大域的経路計画に利用される2次元地図が生成され得る。本明細書では、自己位置推定に利用される3次元地図と、大域的経路計画に利用される2次元地図とを、いずれも「環境地図」と称する。ECU186は、さらに、カメラ120またはLiDARセンサ140から出力されたデータに基づいて認識された地物(例えば、水路、川、草、木など)、道の種類(例えば農道か否か)、路面の状態、または道の通行可能性等に関する種々の属性情報を、地図に付加することによって地図を編集することもできる。
 これらのECUの働きにより、制御装置180は、自動走行および遠隔操作走行を実現する。自動走行時において、制御装置180は、計測または推定された作業車両100の位置と、生成された経路とに基づいて、駆動装置240を制御する。これにより、制御装置180は、作業車両100を目標経路に沿って走行させることができる。遠隔操作走行時において、制御装置180は、ユーザによる端末装置400を用いた操作に応答して、駆動装置240を制御する。これにより、制御装置180は、作業車両100をユーザからの指示に従って走行させることができる。
 制御装置180に含まれる複数のECUは、例えばCAN(Controller Area Network)などのビークルバス規格に従って、相互に通信することができる。CANに代えて、車載イーサネット(登録商標)などの、より高速の通信方式が用いられてもよい。図3において、ECU181から186のそれぞれは、個別のブロックとして示されているが、これらのそれぞれの機能が、複数のECUによって実現されていてもよい。ECU181から186の少なくとも一部の機能を統合した車載コンピュータが設けられていてもよい。制御装置180は、ECU181から186以外のECUを備えていてもよく、機能に応じて任意の個数のECUが設けられ得る。各ECUは、1つ以上のプロセッサを含む処理回路を備える。
 通信装置190は、インプルメント300、端末装置400、および管理装置600と通信を行う回路を含む装置である。通信装置190は、例えばISOBUS-TIM等のISOBUS規格に準拠した信号の送受信を、インプルメント300の通信装置390との間で実行する回路を含む。これにより、インプルメント300に所望の動作を実行させたり、インプルメント300から情報を取得したりすることができる。通信装置190は、さらに、ネットワーク80を介した信号の送受信を、端末装置400および管理装置600のそれぞれの通信装置との間で実行するためのアンテナおよび通信回路を含み得る。ネットワーク80は、例えば、3G、4Gもしくは5Gなどのセルラー移動体通信網およびインターネットを含み得る。通信装置190は、作業車両100の近くにいる監視者が使用する携帯端末と通信する機能を備えていてもよい。そのような携帯端末との間では、Wi-Fi(登録商標)、3G、4Gもしくは5Gなどのセルラー移動体通信、またはBluetooth(登録商標)などの、任意の無線通信規格に準拠した通信が行われ得る。
 操作端末200は、作業車両100の走行およびインプルメント300の動作に関する操作をユーザが実行するための端末であり、バーチャルターミナル(VT)とも称される。操作端末200は、タッチスクリーンなどの表示装置、および/または1つ以上のボタンを備え得る。表示装置は、例えば液晶または有機発光ダイオード(OLED)などのディスプレイであり得る。ユーザは、操作端末200を操作することにより、例えば自動運転モードのオン/オフの切り替え、遠隔操作モードのオン/オフの切り替え、環境地図の記録または編集、目標経路の設定、およびインプルメント300のオン/オフの切り替えなどの種々の操作を実行することができる。これらの操作の少なくとも一部は、操作スイッチ群210を操作することによっても実現され得る。操作端末200は、作業車両100から取り外せるように構成されていてもよい。作業車両100から離れた場所にいるユーザが、取り外された操作端末200を操作して作業車両100の動作を制御してもよい。ユーザは、操作端末200の代わりに、端末装置400などの、必要なアプリケーションソフトウェアがインストールされたコンピュータを操作して作業車両100の動作を制御してもよい。
 図5は、キャビン105の内部に設けられる操作端末200および操作スイッチ群210の例を示す図である。キャビン105の内部には、ユーザが操作可能な複数のスイッチを含むスイッチ群210が配置されている。操作スイッチ群210は、例えば、主変速または副変速の変速段を選択するためのスイッチ、自動運転モードと手動運転モードとを切り替えるためのスイッチ、前進と後進とを切り替えるためのスイッチ、四輪駆動と二輪駆動とを切り替えるためのスイッチ、左右のブレーキの連結を解除するためのスイッチ、およびインプルメント300を昇降するためのスイッチ等を含み得る。なお、作業車両100が無人運転のみを行い、有人運転の機能を備えていない場合、作業車両100が操作スイッチ群210を備えている必要はない。
 操作端末200または操作スイッチ群210によって実行可能な操作の少なくとも一部は、端末装置400を用いた遠隔操作によっても行われ得る。ユーザが端末装置400のディスプレイに表示された画面上で所定の操作を行うことにより、上記のいずれかの動作が実行され得る。
 図3に示すインプルメント300における駆動装置340は、インプルメント300が所定の作業を実行するために必要な動作を行う。駆動装置340は、例えば油圧装置、電気モータ、またはポンプなどの、インプルメント300の用途に応じた装置を含む。制御装置380は、駆動装置340の動作を制御する。制御装置380は、通信装置390を介して作業車両100から送信された信号に応答して、駆動装置340に各種の動作を実行させる。また、インプルメント300の状態に応じた信号を通信装置390から作業車両100に送信することもできる。
 次に、図6を参照しながら、管理装置600および端末装置400の構成を説明する。図6は、管理装置600および端末装置400の概略的なハードウェア構成を例示するブロック図である。
 管理装置600は、記憶装置650と、プロセッサ660と、ROM(Read Only Memory)670と、RAM(Random Access Memory)680と、通信装置690とを備える。これらの構成要素は、バスを介して相互に通信可能に接続される。管理装置600は、作業車両100が実行する圃場における農作業のスケジュール管理を行い、管理するデータを活用して農業を支援するクラウドサーバとして機能し得る。ユーザは、端末装置400を用いて作業計画の作成に必要な情報を入力し、その情報をネットワーク80を介して管理装置600にアップロードすることが可能である。管理装置600は、その情報に基づき、農作業のスケジュール、すなわち作業計画を作成することができる。管理装置600は、さらに、環境地図の生成または編集、および作業車両100の大域的経路計画も実行することができる。環境地図は、管理装置600の外部のコンピュータから配信されてもよい。
 通信装置690は、ネットワーク80を介して作業車両100および端末装置400と通信するための通信モジュールである。通信装置690は、例えば、IEEE1394(登録商標)またはイーサネット(登録商標)などの通信規格に準拠した有線通信を行うことができる。通信装置690は、Bluetooth(登録商標)規格もしくはWi-Fi規格に準拠した無線通信、または、3G、4Gもしくは5Gなどのセルラー移動体通信を行ってもよい。
 プロセッサ660は、例えば中央演算処理装置(CPU)を含む半導体集積回路であり得る。プロセッサ660は、マイクロプロセッサまたはマイクロコントローラによって実現され得る。あるいは、プロセッサ660は、CPUを搭載したFPGA(Field Programmable Gate Array)、GPU(Graphics Processing Unit)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、ASSP(Application Specific Standard Product)、または、これらの回路の中から選択される2つ以上の回路の組み合わせによっても実現され得る。プロセッサ660は、ROM670に格納された、少なくとも1つの処理を実行するための命令群を記述したコンピュータプログラムを逐次実行し、所望の処理を実現する。
 ROM670は、例えば、書き込み可能なメモリ(例えばPROM)、書き換え可能なメモリ(例えばフラッシュメモリ)、または読み出し専用のメモリである。ROM670は、プロセッサ660の動作を制御するプログラムを記憶する。ROM670は、単一の記憶媒体である必要はなく、複数の記憶媒体の集合体であってもよい。複数の記憶媒体の集合体の一部は、取り外し可能なメモリであってもよい。
 RAM680は、ROM670に格納された制御プログラムをブート時に一旦展開するための作業領域を提供する。RAM680は、単一の記憶媒体である必要はなく、複数の記憶媒体の集合体であってもよい。
 記憶装置650は、主としてデータベースのストレージとして機能する。記憶装置650は、例えば、磁気記憶装置または半導体記憶装置であり得る。磁気記憶装置の例は、ハードディスクドライブ(HDD)である。半導体記憶装置の例は、ソリッドステートドライブ(SSD)である。記憶装置650は、管理装置600とは独立した装置であってもよい。例えば、記憶装置650は、管理装置600にネットワーク80を介して接続される記憶装置、例えばクラウドストレージであってもよい。
 端末装置400は、入力装置420と、表示装置(ディスプレイ)430と、記憶装置450と、プロセッサ460と、ROM470と、RAM480と、通信装置490とを備える。これらの構成要素は、バスを介して相互に通信可能に接続される。入力装置420は、ユーザからの指示をデータに変換してコンピュータに入力するための装置である。入力装置420は、例えば、キーボード、マウス、またはタッチパネルであり得る。表示装置430は、例えば液晶ディスプレイまたは有機ELディスプレイであり得る。プロセッサ460、ROM470、RAM480、記憶装置450、および通信装置490のそれぞれに関する説明は、管理装置600のハードウェア構成例において記載したとおりであり、それらの説明を省略する。
 [2.動作]
 次に、作業車両100、端末装置400、および管理装置600の動作を説明する。
 [2-1.自動走行動作]
 まず、作業車両100による自動走行の動作の例を説明する。本実施形態における作業車両100は、圃場内および圃場外の両方で自動で走行することができる。圃場内において、作業車両100は、予め設定された目標経路に沿って走行しながら、インプルメント300を駆動して所定の農作業を行う。作業車両100は、圃場内を走行中、障害物センサ130によって障害物が検出された場合、走行を停止し、ブザー220からの警告音の発出、および端末装置400への警告信号の送信などの動作を行う。圃場内において、作業車両100の測位は、主にGNSSユニット110から出力されるデータに基づいて行われる。一方、圃場外において、作業車両100は、圃場外の農道または一般道に設定された目標経路に沿って自動で走行する。作業車両100は、圃場外を走行中、カメラ120またはLiDARセンサ140によって取得されたデータに基づいて局所的経路計画を行いながら走行する。圃場外において、作業車両100は、障害物が検出されると、障害物を回避するか、その場で停止する。圃場外においては、GNSSユニット110から出力される測位データに加え、LiDARセンサ140またはカメラ120から出力されるデータに基づいて作業車両100の位置が推定される。
 以下、作業車両100が圃場内を自動走行する場合の動作をまず説明する。作業車両100が圃場外を自動走行する動作については、後述する。
 図7は、圃場内を目標経路に沿って自動で走行する作業車両100の例を模式的に示す図である。この例において、圃場は、作業車両100がインプルメント300を用いて作業を行う作業領域72と、圃場の外周縁付近に位置する枕地74とを含む。地図上で圃場のどの領域が作業領域72または枕地74に該当するかは、ユーザによって事前に設定され得る。この例における目標経路は、並列する複数の主経路P1と、複数の主経路P1を接続する複数の旋回経路P2とを含む。主経路P1は作業領域72内に位置し、旋回経路P2は枕地74内に位置する。図7に示す各主経路P1は直線状の経路であるが、各主経路P1は曲線状の部分を含んでいてもよい。主経路P1は、例えば、ユーザが操作端末200または端末装置400に表示された圃場の地図を見ながら、圃場の端付近の2点(図7における点AおよびB)を指定する操作を行うことによって自動で生成され得る。その場合、ユーザが指定した点Aと点Bとを結ぶ線分に平行に、複数の主経路P1が設定され、それらの主経路P1を旋回経路P2で接続することによって圃場内の目標経路が生成される。図7における破線は、インプルメント300の作業幅を表している。作業幅は、予め設定され、記憶装置170に記録される。作業幅は、ユーザが操作端末200または端末装置400を操作することによって設定され、記録され得る。あるいは、作業幅は、インプルメント300を作業車両100に接続したときに自動で認識され、記録されてもよい。複数の主経路P1の間隔は、作業幅に合わせて設定され得る。目標経路は、自動運転が開始される前に、ユーザの操作に基づいて作成され得る。目標経路は、例えば圃場内の作業領域72の全体をカバーするように作成され得る。作業車両100は、図7に示すような目標経路に沿って、作業の開始地点から作業の終了地点まで、往復を繰り返しながら自動で走行する。なお、図7に示す目標経路は一例に過ぎず、目標経路の定め方は任意である。
 次に、制御装置180による圃場内における自動運転時の制御の例を説明する。
 図8は、制御装置180によって実行される自動運転時の操舵制御の動作の例を示すフローチャートである。制御装置180は、作業車両100の走行中、図8に示すステップS121からS125の動作を実行することにより、自動操舵を行う。速度に関しては、例えば予め設定された速度に維持される。制御装置180は、作業車両100の走行中、GNSSユニット110によって生成された作業車両100の位置を示すデータを取得する(ステップS121)。次に、制御装置180は、作業車両100の位置と、目標経路との偏差を算出する(ステップS122)。偏差は、その時点における作業車両100の位置と、目標経路との距離を表す。制御装置180は、算出した位置の偏差が予め設定された閾値を超えるか否かを判定する(ステップS123)。偏差が閾値を超える場合、制御装置180は、偏差が小さくなるように、駆動装置240に含まれる操舵装置の制御パラメータを変更することにより、操舵角を変更する。ステップS123において偏差が閾値を超えない場合、ステップS124の動作は省略される。続くステップS125において、制御装置180は、動作終了の指令を受けたか否かを判定する。動作終了の指令は、例えばユーザが遠隔操作で自動運転の停止を指示したり、作業車両100が目的地に到達したりした場合に出され得る。動作終了の指令が出されていない場合、ステップS121に戻り、新たに計測された作業車両100の位置に基づいて、同様の動作を実行する。制御装置180は、動作終了の指令が出されるまで、ステップS121からS125の動作を繰り返す。上記の動作は、制御装置180におけるECU182、184によって実行される。
 図8に示す例では、制御装置180は、GNSSユニット110によって特定された作業車両100の位置と目標経路との偏差のみに基づいて駆動装置240を制御するが、方位の偏差もさらに考慮して制御してもよい。例えば、制御装置180は、GNSSユニット110によって特定された作業車両100の向きと、目標経路の方向との角度差である方位偏差が予め設定された閾値を超える場合に、その偏差に応じて駆動装置240の操舵装置の制御パラメータ(例えば操舵角)を変更してもよい。
 以下、図9Aから図9Dを参照しながら、制御装置180による操舵制御の例をより具体的に説明する。
 図9Aは、目標経路Pに沿って走行する作業車両100の例を示す図である。図9Bは、目標経路Pから右にシフトした位置にある作業車両100の例を示す図である。図9Cは、目標経路Pから左にシフトした位置にある作業車両100の例を示す図である。図9Dは、目標経路Pに対して傾斜した方向を向いている作業車両100の例を示す図である。これらの図において、GNSSユニット110によって計測された作業車両100の位置および向きを示すポーズがr(x,y,θ)と表現されている。(x,y)は、地球に固定された2次元座標系であるXY座標系における作業車両100の基準点の位置を表す座標である。図9Aから図9Dに示す例において、作業車両100の基準点はキャビン上のGNSSアンテナが設置された位置にあるが、基準点の位置は任意である。θは、作業車両100の計測された向きを表す角度である。図示されている例においては、目標経路PがY軸に平行であるが、一般的には目標経路PはY軸に平行であるとは限らない。
 図9Aに示すように、作業車両100の位置および向きが目標経路Pから外れていない場合には、制御装置180は、作業車両100の操舵角および速度を変更せずに維持する。
 図9Bに示すように、作業車両100の位置が目標経路Pから右側にシフトしている場合には、制御装置180は、作業車両100の走行方向が左寄りに傾き、経路Pに近付くように操舵角を変更する。このとき、操舵角に加えて速度も併せて変更してもよい。操舵角の大きさは、例えば位置偏差Δxの大きさに応じて調整され得る。
 図9Cに示すように、作業車両100の位置が目標経路Pから左側にシフトしている場合には、制御装置180は、作業車両100の走行方向が右寄りに傾き、経路Pに近付くように操舵角を変更する。この場合も、操舵角に加えて速度も併せて変更してもよい。操舵角の変化量は、例えば位置偏差Δxの大きさに応じて調整され得る。
 図9Dに示すように、作業車両100の位置は目標経路Pから大きく外れていないが、向きが目標経路Pの方向とは異なる場合は、制御装置180は、方位偏差Δθが小さくなるように操舵角を変更する。この場合も、操舵角に加えて速度も併せて変更してもよい。操舵角の大きさは、例えば位置偏差Δxおよび方位偏差Δθのそれぞれの大きさに応じて調整され得る。例えば、位置偏差Δxの絶対値が小さいほど方位偏差Δθに応じた操舵角の変化量を大きくしてもよい。位置偏差Δxの絶対値が大きい場合には、経路Pに戻るために操舵角を大きく変化させることになるため、必然的に方位偏差Δθの絶対値が大きくなる。逆に、位置偏差Δxの絶対値が小さい場合には、方位偏差Δθをゼロに近づけることが必要である。このため、操舵角を決定するための方位偏差Δθの重み(すなわち制御ゲイン)を相対的に大きくすることが妥当である。
 作業車両100の操舵制御および速度制御には、PID制御またはMPC制御(モデル予測制御)などの制御技術が適用され得る。これらの制御技術を適用することにより、作業車両100を目標経路Pに近付ける制御を滑らかにすることができる。
 なお、走行中に1つ以上の障害物センサ130によって障害物が検出された場合には、制御装置180は、作業車両100を停止させる。このとき、ブザー220に警告音を発出させたり、警告信号を端末装置400に送信してもよい。障害物の回避が可能な場合、制御装置180は、障害物を回避するように駆動装置240を制御してもよい。
 本実施形態における作業車両100は、圃場内だけでなく、圃場外でも自動走行が可能である。圃場外において、制御装置180は、カメラ120またはLiDARセンサ140から出力されたデータに基づいて、作業車両100から比較的離れた位置に存在する物体(例えば、他の車両または歩行者等)を検出することができる。制御装置180は、検出された物体を回避するように局所的経路を生成し、局所的経路に沿って速度制御および操舵制御を行うことにより、圃場外の道における自動走行を実現できる。
 このように、本実施形態における作業車両100は、無人で圃場内および圃場外を自動で走行できる。図10は、複数の作業車両100が圃場70の内部および圃場70の外側の道76を自動走行している状況の例を模式的に示す図である。記憶装置170には、複数の圃場およびその周辺の道を含む領域の環境地図および目標経路が記録される。環境地図および目標経路は、管理装置600またはECU185によって生成され得る。作業車両100が道路上を走行する場合、作業車両100は、インプルメント300を上昇させた状態で、カメラ120およびLiDARセンサ140などのセンシング装置を用いて周囲をセンシングしながら、目標経路に沿って走行する。走行中、制御装置180は、局所的経路を逐次生成し、局所的経路に沿って作業車両100を走行させる。これにより、障害物を回避しながら自動走行することができる。走行中に、状況に応じて目標経路が変更されてもよい。このように、本実施形態における制御装置180は、圃場内および圃場の周辺の道上に、自動走行のための目標経路を生成することができる。自動走行モードにおいて、制御装置180は、目標経路が生成された圃場および道によって規定される自動走行エリア内で作業車両100を自動走行させる。
 [2-2.遠隔操作走行]
 次に、作業車両100の遠隔操作走行に関する動作を説明する。
 [2-2-1.遠隔操作走行に関する動作の概要]
 本実施形態における記憶装置170は、遠隔操作走行が許可される1つ以上の許可エリアの位置を記憶する。各許可エリアは、遠隔操作走行が条件付きで許可される条件付き許可エリア、または遠隔走行が無条件で許可される無条件許可エリアであり得る。どのエリアがどの種類の許可エリアに該当するか、および各条件付き許可エリアにおける遠隔操作走行の許可条件は、予め設定され、記憶装置170にその情報が記録され得る。本実施形態のように作業車両100が自動走行エリア内で自動走行を行う場合、自動走行エリアと同一のエリアが許可エリアとして自動的に設定されてもよい。あるいは、自動走行エリアの一部が許可エリアとして設定されてもよい。ユーザ(すなわちオペレータ)が端末装置400を用いて許可エリアと各許可エリアにおける許可条件とを設定してもよい。
 制御装置180は、遠隔操作モードにおいて、ある許可エリア内で遠隔操作走行が許可される条件が満たされていない場合に、作業車両100を当該許可エリア内で走行させる遠隔操作を無効化する。例えば、作業車両100の状態、またはインプルメント300の種類もしくは状態が、当該許可エリアにおける遠隔操作走行の許可条件を満たさない場合、制御装置180は、作業車両100を当該許可エリア内で走行させる遠隔操作を無効化する。このような動作により、作業車両100が当該許可エリア内で走行することが好ましくない状況において、遠隔操作走行を規制することができる。例えば、作業車両100が農作業のためにインプルメント300を低い位置に保持している状態、または作業車両100がインプルメント300に動力を供給している状態においては、公道に設定された許可エリアにおける遠隔操作走行が無効化され得る。あるいは、ある作業日において、農作業が予定されていない圃場に設定された許可エリアに作業車両100を進入させる遠隔操作は無効化され得る。
 制御装置180は、作業車両100の測位を行うGNSSユニット110などの測位装置から作業車両100の位置情報を取得し、当該位置情報に基づいて作業車両100が位置するエリアを特定することができる。これにより、制御装置180は、作業車両100がどの許可エリアに位置するのか、あるいは禁止エリアに位置するのかを判断することができる。GNSSユニット110の代わりにLiDARセンサ140またはカメラ120を用いて測位が行われてもよい。その場合、LiDARセンサ140またはカメラ120が測位装置の一部として機能し得る。
 記憶装置170は、許可エリアの位置に加えて、遠隔操作走行が禁止される禁止エリアの位置をさらに記憶していてもよい。あるいは、許可エリア以外のエリアが禁止エリアとして処理されてもよい。許可エリアの位置のみが記憶され、禁止エリアの位置が明示的に記憶されていない場合であっても、許可エリア以外のエリアが禁止エリアとして処理される場合は、記憶装置170が禁止エリアの位置を(間接的に)記憶しているものと解釈する。禁止エリアは、作業車両100の走行が想定されていないエリアに設定され得る。例えば、道路の両側の車両が通行できない領域、圃場の周囲の畦畔、水路、交通量の多い道路、圃場から遠く離れた道路、および作業車両100のユーザが管理していない圃場その他の私有地等が禁止エリアに設定され得る。制御装置180は、作業車両100を禁止エリアに進入させる遠隔操作が行われた場合、その遠隔操作を無効化する。これにより、禁止エリアにおける遠隔操作走行を防止することができる。
 制御装置180は、遠隔操作を無効化した場合、作業車両100を例えば停止させるように制御する。これにより、遠隔操作走行が許可されていないエリア(すなわち禁止エリアまたは一部の条件付き許可エリア)に作業車両100を進入させる遠隔操作が行われた場合に作業車両100を停止させ、さらなる進入を防止することができる。
 本実施形態における制御装置180は、自動走行エリアにおいて作業車両100を自動走行させる自動走行モードおよび遠隔操作によって作業車両100の走行を制御する遠隔操作モードで動作可能である。制御装置180は、自動走行エリアの少なくとも一部を許可エリアに設定し、自動走行エリアの外側を禁止エリアに設定し、許可エリアの位置および禁止エリアの位置を記憶装置170に記憶させてもよい。これにより、自動走行が予定されていないエリアに作業車両100を遠隔操作で不必要に進入させることを防止することができる。
 制御装置180は、遠隔操作モードにおいて、遠隔操作走行が許可されないエリアを示す画像を、端末装置400のディスプレイ430に表示させてもよい。例えば、制御装置180は、その時点で遠隔操作走行が許可されていない条件付き許可エリア、または禁止エリアを示す画像を、当該ディスプレイ430に表示させてもよい。遠隔操作走行が許可されていない条件付き許可エリアは、例えば作業車両100の状態またはインプルメント300の種類もしくは状態に応じて決定され得る。制御装置180は、遠隔操作走行が許可されていない条件付き許可エリアと禁止エリアとを区別できる態様でディスプレイ430に表示させてもよい。これにより、端末装置400を用いて監視を行うユーザ(すなわちオペレータ)は、作業車両100が走行できないエリアを把握することができる。
 制御装置180は、作業車両100に搭載されたカメラ120によって撮影されたカメラ画像に、遠隔操作走行が許可されないエリアの表示を重畳させた画像を、ディスプレイ430に表示させてもよい。例えば、制御装置180は、作業車両100の状態またはインプルメント300の種類もしくは状態に応じて決定される、その時点で遠隔操作走行が許可されていない条件付き許可エリア、または禁止エリアを示す表示を、カメラ画像に重畳させた画像をディスプレイ430に表示させてもよい。これにより、オペレータは、ディスプレイ430に表示された画像(例えば動画像)を見ながら、作業車両100の周囲の状況および遠隔操作走行が許可されないエリアの位置を把握することができる。オペレータは、表示された画像を見ながら遠隔操作を行うことにより、例えば当該エリアを避けて作業車両100を走行させることができる。
 制御装置180は、作業車両100を遠隔操作走行が許可されないエリア(条件付き許可エリアまたは禁止エリア)に進入させる遠隔操作が行われたとき、遠隔操作を行うオペレータが使用する端末装置400のディスプレイ430に警告を表示させてもよい。例えば、「そのエリアには進入できません」といったメッセージを表示したり、進入しようとしているエリアの表示を目立つ色に変えたり点滅させたりしてオペレータに注意喚起を行ってもよい。オペレータは、その警告を見て、例えば作業車両100を後進させて遠隔操作走行が許可されている許可エリアに戻したり、作業車両100またはインプルメント300の状態を、許可条件を満たす状態に変更したりする操作を実行できる。あるいは、作業車両100の周辺にいる作業者に連絡して、作業車両100またはインプルメント300の状態を変更させたり、インプルメント300を交換させたりすることも可能である。制御装置180は、遠隔操作を無効化した後、作業車両100の状態またはインプルメント300の種類もしくは状態が当該許可エリア内で遠隔操作走行が許可される条件を満たす状態または種類に変化した場合、作業車両100を当該許可エリア内で走行させる遠隔操作を有効化してもよい。
 記憶装置170は、遠隔操作走行が許可される条件が互いに異なる複数の許可エリアの位置を記憶してもよい。その場合、記憶装置170は、複数の許可エリアの各々において遠隔操作走行が許可される条件をさらに記憶してもよい。制御装置180は、複数の許可エリアの各々において、作業車両100の状態またはインプルメント300の種類もしくは状態がその許可エリア内で遠隔操作走行が許可される条件を満たさない場合、作業車両100に許可エリア内を走行させる遠隔操作を無効化する。これにより、例えば圃場と農道とで異なる許可条件を設定したり、1つの圃場内に許可条件の異なる複数の許可エリアを設定したりすることが可能になる。
 複数の許可エリアは、互いに隣接する第1許可エリアおよび第2許可エリアを含み得る。その場合、制御装置180は、作業車両100の状態またはインプルメント300の種類もしくは状態が、第1許可エリア内で遠隔操作走行が許可される第1条件を満たし、且つ、第2許可エリア内で遠隔操作走行が許可される第2条件を満たさない場合、作業車両100を第1許可エリアから第2許可エリアに進入させる遠隔操作を無効化する。これにより、作業車両100またはインプルメント300が第2許可エリア内の走行に適していない状態である場合に、第1許可エリアから第2許可エリアに作業車両100を進入させることを防ぐことができる。
 複数の許可エリアは、圃場内の第1許可エリアおよび圃場の外側の第2許可エリアを含んでいてもよい。例えば、入口または出口(まとめて「出入口」と称する。)を含む圃場の全体が第1許可エリアに設定され、出入口に隣接する道が第2許可エリアに設定され得る。その場合、制御装置180は、作業車両100の状態またはインプルメント300の種類もしくは状態が、圃場内で遠隔操作走行が許可される第1条件を満たし、且つ、圃場の外側で遠隔操作走行が許可される第2条件を満たさない場合、作業車両100を圃場内の第1許可エリアから圃場の外側の第2許可エリアに進入させる遠隔操作を無効化する。これにより、作業車両100またはインプルメント300が圃場の外側の道を走行するのに適していない状態である場合に、作業車両100が圃場の外に出ることを防ぐことができる。
 本実施形態における農業機械は、インプルメントが取り付けられた作業車両100である。制御装置180は、作業車両100がインプルメント300を基準の高さよりも低くしている状態、または、作業車両100がインプルメント300に動力を供給している状態であるとき、作業車両100の状態が第2条件を満たさないと判定してもよい。その場合、制御装置180は、作業車両100を圃場内の第1許可エリアから圃場外の第2許可エリアに進入させる遠隔操作を無効化する。作業車両100がインプルメント300を基準の高さよりも低くしている状態は、例えば、作業車両100における3点ヒッチとインプルメント300との連結部の地面からの高さが、予め設定された基準の高さよりも低い状態であり得る。作業車両100がインプルメント300に動力を供給している状態は、例えば、作業車両100におけるPTO軸が回転しており、インプルメント300が動作している状態であり得る。そのような状態においては、圃場外の公道を走行することが法令上認められていない場合がある。このため、そのような状態においては、制御装置180は、圃場外の道を作業車両100に走行させる遠隔操作を無効化してもよい。
 記憶装置170は、圃場において予定されている農作業に適合するインプルメントの種類をさらに記憶してもよい。制御装置180は、作業車両100に取り付けられたインプルメント300の種類が、圃場において予定されている農作業に適合しない場合、農業機械を圃場の外側の第2許可エリアから圃場内の第1許可エリアに進入させる遠隔操作を無効化してもよい。これにより、圃場内で予定されている農作業に適合するインプルメント300を装着していない作業車両100が不必要に圃場に入ることを防ぐことができる。圃場において予定されている農作業、および当該農作業に適合するインプルメントの種類を示す情報は、例えば管理装置600によって生成される作業計画に含まれ得る。制御装置180は、当該作業計画を参照することにより、ある日時に圃場において予定されている農作業、および当該農作業に適合するインプルメントの種類を特定することができる。
 遠隔操作走行が条件付きで許可される複数の許可エリアは、インプルメント300の幅が特定の範囲にある場合にのみ遠隔操作走行が許可される第3許可エリアを含んでいてもよい。制御装置180は、インプルメント300の幅が当該特定の範囲にない場合、作業車両100を第3許可エリア内で走行させる遠隔操作を無効化してもよい。例えば、インプルメント300の幅が所定の基準値よりも小さい場合にのみ、インプルメント300を装着した作業車両100の公道での走行が法令で認められている場合、公道が上記の第3許可エリアに設定され得る。その場合、インプルメント300の幅が基準値未満であるとき、当該幅が「特定の範囲にある」という条件を満たす。制御装置180は、例えば作業車両100とインプルメント300との間のISOBUS規格に準拠した通信によってインプルメント300の幅の情報を取得することができる。
 第3許可エリアは、圃場の外周部に位置していてもよい。圃場の外周部は、圃場内のエリアのうち、圃場と圃場の外側との境界付近のエリアである。インプルメント300の幅が大きいと、作業車両100が圃場の外周部に位置するときにインプルメント300の一部が圃場の外側にはみ出してしまう場合がある。そこで、圃場の外周部を第3許可エリアに設定し、第3許可エリアにおいてはインプルメント300の幅が特定の範囲にある(例えば閾値未満である)場合にのみ遠隔操作走行が許可されるようにすることが有効である。圃場の外周部のどの程度の幅のエリアを第3許可エリアに設定するかは、使用されるインプルメントの種類に応じて適切に決定され得る。
 インプルメントの中には、幅を変化させることが可能な機種がある。インプルメント300がそのような機種である場合、端末装置400を操作することによってインプルメント300の幅を変化させることが可能であってもよい。インプルメント300の幅が可変である場合、インプルメント300の幅を広げるとインプルメント300の先端が圃場の外側に出る、または障害物に衝突する場合があり得る。そこで、制御装置180は、インプルメント300の幅を広げるとインプルメント300の先端が圃場の外側に出る、または障害物に衝突する場合には、インプルメント300の幅を広げる遠隔操作を無効化してもよい。これにより、遠隔操作によってインプルメント300の幅を広げることによってインプルメント300の先端が圃場の外側に出たり、障害物に衝突することを回避することができる。制御装置180は、GNSSユニット110を用いた測位、およびカメラ120、LiDARセンサ140を用いたセンシングの結果に基づいて、インプルメント300の幅を広げた場合にインプルメント300の先端が圃場の外側に出たり、または障害物に衝突したりするか否かを判定することができる。
 本実施形態における作業車両100は、左右のブレーキの連結を解除することが可能なトラクタである。左右のブレーキの連結を解除することにより、例えば旋回時に内側の車輪のみブレーキをかけて旋回半径の小さい旋回を行うことが可能である。一方で、走行中に誤って左右の一方のみ急ブレーキをかけてしまうと思わぬ急旋回が生じる可能性がある。このため、特に圃場外の道上を作業車両100が走行するときは、左右のブレーキが連結されていることが好ましい。そこで、制御装置180は、作業車両100が左右のブレーキの連結を解除している状態にあるとき、作業車両100の状態が第2条件を満たさないと判定し、作業車両100を圃場内の第1許可エリアから圃場外の第2許可エリアに進入させる遠隔操作を無効化してもよい。これにより、遠隔操作時に圃場外の道上で意図しない急旋回が生じることを防ぐことができる。
 上記の例とは反対に、制御装置180は、作業車両100の状態またはインプルメント300の種類もしくは状態が圃場内で遠隔操作走行が許可される第1条件を満たさない場合、作業車両100を圃場外の第2許可エリアから圃場内の第1許可エリアに進入させる遠隔操作を無効化してもよい。例えば、作業車両100が、その圃場で予定されている農作業に必要なインプルメント300を装着していない場合、その圃場内の第1許可エリアに進入させる遠隔操作が無効化され得る。これにより、農作業が予定されていない圃場に作業車両100が不必要に進入することを防ぐことができる。
 記憶装置170は、作業車両100が圃場で農作業を実行する予定の日時をさらに記憶していてもよい。圃場における農作業の予定の日時は、上記の作業計画におけるスケジュールのデータとして記録され得る。制御装置180は、予定の日時を含む限定された期間以外は、作業車両100を当該圃場内の第1許可エリアに進入させる遠隔操作を無効化してもよい。これにより、上記期間に含まれない日時に作業車両100を当該圃場に不必要に進入させることを防止することができる。
 本実施形態における作業車両100は、二輪駆動と四輪駆動とを切り替えることが可能である。遠隔操作走行が条件付きで許可される複数の許可エリアは、圃場における出口を除く第1許可エリアと、圃場における出口を含む第2許可エリアとを含んでいてもよい。圃場は、その周辺の道と比較して低い位置に設けられていることがある。その場合、圃場の出口は、上り坂を含み得る。上り坂の走行には四輪駆動が適している。そこで、制御装置180は、作業車両100が二輪駆動の状態にあるとき、圃場の出口を除く第1許可エリアから出口を含む第2許可エリアに進入させる遠隔操作を無効化してもよい。これにより、四輪駆動の状態にある場合に限り、出口を含む第2許可エリアに進入することができる。その結果、遠隔操作時に二輪駆動の状態で傾斜の急な登り坂に進入し登りきれないといった事態を避けることができる。
 本実施形態における作業車両100は、後部にインプルメント300が取り付けられるトラクタである。そのような作業車両100は、インプルメント300が装着されていない場合と比較して、重心が後部側にシフトする。その結果、傾斜の急な上り坂を走行するときに前輪104Fが持ち上がり、上り坂を上ることができない場合がある。その場合、作業車両100を後進(バック)状態で上り坂を走行させることになる。そこで、制御装置180は、作業車両100を前進状態で所定角度以上の傾斜角を持つ上り坂に進入させる遠隔操作が行われたとき、その遠隔操作を無効化して作業車両100を停止させてもよい。一方、制御装置180は、作業車両100を後進状態で所定角度以上の傾斜角を持つ上り坂に進入させる遠隔操作が行われたとき、遠隔操作に従って作業車両100に上り坂を後進させてもよい。所定角度以上の傾斜角をもつ上り坂の位置は予め記憶装置170に記録され得る。制御装置180は、予め記録された上り坂の位置と、GNSSユニット110などの測位装置から取得した作業車両100の位置および向きの情報とに基づいて、作業車両100が上り坂に向かっていることを検知することができる。そのような上り坂は、圃場の出口付近、または農道などの様々な場所に存在し得る。
 許可エリアが圃場を含み、且つ圃場の出口が所定角度以上の傾斜角を持つ上り坂を含む場合、制御装置180は、作業車両100を前進状態で当該出口における上り坂に進入させる遠隔操作が行われたとき、遠隔操作を無効化して作業車両100を停止させてもよい。一方、作業車両100を後進状態で当該出口における上り坂に進入させる遠隔操作が行われたとき、遠隔操作に従って作業車両100に上り坂を後進させてもよい。これにより、圃場の出口における傾斜の急な上り坂を前進することで前輪104Fが持ち上がり、上り坂を上ることができないといった事態を避けることができる。
 制御装置180は、自動走行エリアに含まれる樹木の幹からの距離が所定距離以下の範囲を禁止エリアに設定してもよい。自動走行エリア内に存在する樹木の幹は、例えばカメラ120もしくはLiDARセンサ140などのセンシング装置、または作業車両100以外の移動体が備えるセンシング装置を用いて予め検知され得る。検知された各樹木の位置は記憶装置170に記録され得る。制御装置180は、予め記録された樹木の幹の位置から所定距離(例えば、1メートルから3メートル程度)の範囲内を禁止エリアに設定してもよい。これにより、遠隔操作時に作業車両100が樹木に衝突することを回避することができる。
 制御装置180は、自動走行エリアに含まれる圃場内の作物列または畝列が存在するエリアを禁止エリアに設定してもよい。作物列または畝列は、例えばカメラ120または作業車両100以外の移動体が備えるカメラを用いて検知され得る。制御装置180は、検知された作物列または畝列が存在するエリアを禁止エリアに設定することにより、遠隔操作時に作業車両100が作物列または畝列を踏むことを回避することができる。
 制御装置180は、圃場内および圃場の周辺の道上に、自動走行のための目標経路を生成することができる。制御装置180は、自動走行モードにおいて、目標経路が生成された圃場および道によって規定されるエリアを自動走行エリアとして作業車両100を自動走行させることができる。
 遠隔操作走行が許可される許可エリアとは別に、遠隔操作走行が制限付きで許可される制限エリアが設定されていてもよい。「遠隔操作走行が制限付きで許可される」とは、遠隔操作走行は可能であるものの、その動作に制限が課されることを意味する。例えば、制限エリアでは、遠隔操作時に走行速度、エンジン回転数、またはインプルメントの動作等に制限が課され得る。
 そのような形態では、記憶装置170は、遠隔操作走行が許可される許可エリアの位置および遠隔操作走行が制限付きで許可される制限エリアの位置を記憶し得る。この場合の許可エリアは、条件付き許可エリアでも無条件許可エリアでもよい。制御装置180は、作業車両100を許可エリアから制限エリアに進入させる遠隔操作が行われた場合に、遠隔操作による作業車両100の動作を制限する。
 制限エリアは、例えば圃場、または圃場の周辺の道に設定され得る。制限エリアは、例えば作業車両100が高速で走行したり、騒音を立てたり、インプルメント300を下した状態で走行したりすることが好ましくないエリアに設定され得る。制限エリアの位置と、その制限エリアにおける動作制限の内容とが関連付けられて記憶装置170に記憶され得る。
 例えば、制御装置180は、作業車両100を制限エリアに進入させる遠隔操作が行われた場合、作業車両100の走行速度を制限してもよい。これにより、制限エリア内における作業車両100の走行速度を制限速度以下に限定することができる。例えば、制限エリアが圃場内に位置する場合において、制御装置180は、作業車両100を圃場内の制限エリアに進入させる遠隔操作が行われた場合に、作業車両100の走行速度を、圃場において予定されている農作業に応じた速度に制限してもよい。
 圃場において予定されている農作業に応じた速度は、予め農作業ごとに設定され、記憶装置170にその情報が記録され得る。例えば、耕耘、播種、施肥、防除、または収穫などの農作業の種類に応じて異なる制限速度が設定され得る。圃場において予定されている農作業は、管理装置600によって生成された作業計画に記録されている。
 制御装置180は、作業車両100を制限エリアに進入させる遠隔操作が行われた場合、作業車両100のエンジン回転数を制限してもよい。例えば、制御装置180は、制限エリアが家屋および畜舎の少なくとも一方の周辺の道または圃場を含み、且つ、作業車両100を制限エリアに進入させる遠隔操作が行われた場合、作業車両100のエンジン回転数を制限してもよい。家屋および畜舎の周辺では、作業車両100が騒音を立てて走行することは好ましくない。このため、家屋および畜舎の周辺の道では、エンジン回転数を所定値以下に制限し、騒音を抑えることが有効である。
 制御装置180は、作業車両100を制限エリアに進入させる遠隔操作が行われた場合、作業車両100に装着されたインプルメント300の動作を制限してもよい。例えば、制御装置180は、作業車両100が制限エリアに位置する場合、インプルメント300の高さを所定の高さよりも低くする遠隔操作を無効化してもよい。このような構成は、特に、制限エリアが圃場の外側の道に設定されている場合に有効である。道においては、インプルメント300を低くした状態で作業車両100が走行すると、インプルメント300が路面に接触するなどの問題が生じ得る。そのような問題を回避するため、圃場外の道に設定された制限エリアにおいては、インプルメント300の高さを所定の高さよりも低くする遠隔操作を無効化することが有効である。
 制御装置180は、制限エリアにおける作業車両100の位置に応じて、作業車両100の動作の制限を変化させてもよい。記憶装置170は、制限エリアにおける位置と作業車両100の動作の制限との対応関係を規定するテーブルを記憶していてもよい。制御装置180は、そのようなテーブルに基づいて、作業車両100の動作の制限を決定してもよい。
 制御装置180は、作業車両100の位置に応じて、遠隔操作が許可されるオペレータの種別を示す情報を、オペレータが使用する端末装置のディスプレイ430に表示させてもよい。
 制御装置180は、遠隔操作モードにおいて、制限エリアを示す画像を、遠隔操作を行うオペレータが使用する端末装置400のディスプレイ430に表示させてもよい。例えば、制御装置180は、作業車両100に搭載されたカメラによって撮影された画像に、制限エリアの表示を重畳させた画像を、ディスプレイ430に表示させてもよい。これにより、オペレータは、表示された画像に基づいて、どのエリアが制限エリアであるのかを知ることができる。
 制御装置180は、作業車両100を制限エリアに進入させる遠隔操作が行われたとき、遠隔操作を行うオペレータが使用する端末装置のディスプレイ430に警告を表示させてもよい。これにより、オペレータは、当該警告に基づいて、作業車両100が制限エリアに進入したことを知ることができる。
 制御装置180は、自動走行エリアの外側を遠隔操作走行が許可されない禁止エリアに設定し、自動走行エリアの少なくとも一部を許可エリアまたは制限エリアに設定してもよい。これにより、自動走行エリア内で作業車両100を遠隔操作で走行させることができる。
 [2-2-2.遠隔操作走行に関する動作の具体例]
 次に、図11を参照しながら、遠隔操作モードにおける制御装置180の動作をより具体的に説明する。
 図11は、作業車両100が走行する環境における許可エリアの設定の一例を示す図である。図11は、作業車両100が農作業を行う複数の圃場70と、それらの圃場70の周辺の道76とを含む環境地図の一例を示している。図11に示す環境地図には、作業車両100の保管場所90と、作業車両100が一時的に待機する待機場所96も示されている。保管場所90および待機場所96は、必要に応じて設定される。
 図11に示す例では、遠隔操作走行の許可条件が異なる2種類の許可エリア(すなわち第1許可エリアおよび第2許可エリア)が設定されている。第1許可エリアは、作業車両100が農作業を行う一部の圃場70内に設定されている。第2許可エリアは、作業車両100が走行する可能性がある一部の道76に設定されている。図11において、第1許可エリアはドットパターンで表され、第2許可エリアは斜線パターンで表されている。これらの許可エリア以外のエリアは禁止エリアとして処理され得る。
 図11に示すような地図は、例えば操作端末200または端末装置400のディスプレイ430に表示され得る。ユーザは、表示された地図を見ながら、それぞれの許可エリアと禁止エリアの位置を把握することができる。ユーザは、表示された地図を見ながら、許可エリアおよび禁止エリアを設定することも可能である。
 この例では、記憶装置170は、圃場70内の第1許可エリアの位置と、道76上の第2許可エリアの位置と、各許可エリアにおける遠隔操作走行の許可条件とを記憶する。各許可エリアの位置および各許可エリアにおける許可条件は、例えばユーザが操作端末200または端末装置400を操作することによって設定され得る。あるいは、管理装置600によって作成された作業計画に基づいて制御装置180が自動で各許可エリアの位置および各許可エリアの許可条件を決定してもよい。例えば、制御装置180は、作業計画に基づいて生成した目標経路によって規定される自動走行エリアのうち、圃場70内のエリアを第1許可エリアとし、圃場70の外側の道76上のエリアを第2許可エリアとして決定してもよい。
 図12は、第1許可エリアおよび第2許可エリアのそれぞれにおける遠隔操作走行の許可条件の一例を示す表である。この例では、圃場70に設定される第1許可エリアにおいては、以下の条件(a1)および(a2)が満たされている場合に、遠隔操作走行が許可され得る。
(a1)圃場70内で予定されている農作業に適合するインプルメント300が作業車両100に装着されている。
(a2)そのときの日時が、作業計画に定められた農作業の予定日時を含む作業予定期間内である。
 条件(a1)に関して、作業車両100がそれぞれの圃場70において行う農作業に適合するインプルメント300の種類は、記憶装置170に予め記録されている。制御装置180は、記憶装置170に記録されたデータを参照して、作業車両100に取り付けられているインプルメント300の種類が、圃場70において予定されている農作業に適合するか否かを判定する。インプルメント300の種類が圃場70において予定されている農作業に適合しない場合、制御装置180は、作業車両100を圃場70内の第1許可エリアに進入させる遠隔操作を無効化する。すなわち、道76から圃場70に進入させる遠隔操作が行われた場合であっても、制御装置180は、その遠隔操作を無視し、例えば圃場70の入口の手前で作業車両100を停止させる。
 条件(a2)に関して、作業計画には、作業車両100が実行する農作業の予定が定められている。図13は、作業計画の一例を示している。図13に示す作業計画は、作業車両100を含む登録された農業機械ごとに、農作業が行われる予定の日および時間、圃場、作業内容、および使用されるインプルメントの種類を示す情報を含み得る。このような作業計画が、管理装置600のプロセッサ660によって生成され得る。プロセッサ660は、作業計画に従い、作業車両100の目標経路を地図上の道に沿って生成する。作業車両100の制御装置180は、作業計画のデータと、目標経路のデータとを管理装置600からダウンロードし、記憶装置170にそれらのデータを格納する。自動走行モードにおいて、作業車両100は、作業計画が示すスケジュールに従い、目標経路に沿って自動で走行する。制御装置180は、圃場70ごとに、作業計画に定められた農作業の予定期間(例えば、数時間、数十時間、数日間、数週間など)を含む比較的短い期間内のみ、その圃場70における遠隔操作走行を許可するように構成され得る。
 図12に示す例では、道76に設定される第2許可エリアにおける遠隔操作走行は、以下の条件(b1)~(b3)の全てが満たされている場合に許可され得る。
(b1)作業車両100がインプルメント300を基準の高さ以上の高さに保持している。
(b2)作業車両100からインプルメント300への動力供給が停止している。
(b3)作業車両100の左右のブレーキが連結されている。
 条件(b1)に関して、3点ヒッチが下がった状態のように、インプルメント300が低い位置に保持されていると、インプルメント300の一部が道路に接触したり、作業車両100の灯火器類が隠れて他の車両に見えなくなり、法令に定められた保安基準を満たさなくなる可能性がある。このため、図12の例では、制御装置180は、作業車両100がインプルメント300を基準の高さよりも低くしている状態においては、道76に設定された第2許可エリア内での遠隔操作走行を無効化する。この場合、作業車両100を圃場70の出口から道76に進入させる遠隔操作は無効化され、作業車両100は出口と道76との境界付近で停止する。
 条件(b2)に関して、例えばPTOがオンの状態のように、作業車両100からインプルメント300に動力が供給され、インプルメント300が駆動されている状態で道76を走行することは好ましくない。このため、道76上の第2許可エリアにおいては、例えばPTOがオフであり、インプルメント300への動力供給が停止していることが遠隔操作走行の許可条件の1つとして設定され得る。
 条件(b3)に関して、作業車両100は、圃場の枕地等で旋回半径の小さい旋回を実現するため、左右の車輪に独立にブレーキをかけることができる。その状態を「左右のブレーキの連結が解除されている」と表現する。一方、道76では、誤って左右の片側にだけブレーキをかけてしまい、意図せぬ急旋回を招かないように、左右のブレーキを連結し、片側にだけブレーキがかからないようにしておくことが望ましい。このため、道76においては、左右のブレーキが連結されていることが遠隔操作走行の許可条件の1つとして設定され得る。
 図12に示す条件を課すことにより、作業車両100またはインプルメント300が適切な状態にある場合にのみ、圃場70内の第1許可エリアおよび道76上の第2許可エリアでの遠隔操作走行が可能になる。これにより、遠隔操作モードにおいて、作業車両100が走行することが好ましくないエリアに作業車両100を進入させることを予防することができる。
 次に、自動走行モードと遠隔操作走行モードとを切り替える動作の例を説明する。
 本実施形態における作業車両100は、予め生成された作業計画および目標経路に従って、作業日ごとに、走行および圃場70における農作業を自動で実行する。図11の例では、作業車両100は、保管場所90を出発し、道76に沿って自動で走行し、複数の圃場70に訪れ、各圃場70で所定の農作業を実行した後、待機場所96に移動する。次の作業日には、作業車両100は、再び作業計画に従って、待機場所96を出発し、道76に沿って自動で走行し、他の複数の圃場70を順に訪れて農作業を実行し、待機場所96もしくは他の待機場所、または保管場所90に移動する。このような動作が作業日ごとに実行され得る。なお、この例では保管場所90とは別に待機場所96が設けられているが、待機場所96が設けられていなくてもよい。その場合、作業車両100は、一日の全ての農作業が完了した後、保管場所90に戻ることになる。また、複数の待機場所96が異なる場所に設けられていてもよい。1つ以上の待機場所96を設けることにより、広い範囲に分散する多くの圃場70での農作業を効率化することができる。
 作業車両100が自動走行を行っているとき、ユーザは、端末装置400を用いて作業車両100の遠隔監視および遠隔操作を行うことが可能である。作業車両100が自動走行を行っているとき、制御装置180は、作業車両100に搭載された1つ以上のカメラ120によって撮影された画像(例えば動画像)を、通信装置190を介して端末装置400に送信する。端末装置400は、ディスプレイ430に当該画像を表示させる。ユーザは、表示された画像を見ながら、作業車両100の周辺の状況を確認し、必要に応じて遠隔操作走行を開始することができる。
 図14Aは、端末装置400のディスプレイ430に表示される画像の一例を示す図である。図14Aに示す画像には、圃場70、道76、および作業車両100の前部が映っている。この画像は、作業車両100の前方を撮影するカメラ120によって撮影された画像である。作業車両100の前方を撮影するカメラ120に限らず、例えば後方、右方、または左方を撮影するカメラ120によって撮影された画像がディスプレイ430に表示されてもよい。ディスプレイ430は、例えば3fps以上(典型的には30fpsまたは60fps等)のフレームレートを有する動画像を表示する。なお、複数のカメラ120によって撮影された複数の画像を複数のディスプレイに表示させてもよい。その場合、監視者であるユーザ(オペレータ)は、複数のディスプレイに表示された複数の画像を見ながら、作業車両100の周囲の状況を詳細に確認することができる。カメラ120で撮影された画像だけでなく、作業車両100を含む領域の地図がディスプレイに表示されてもよい。
 図14Aに示す例では、表示される画像に、遠隔操作(「遠隔操縦」とも呼ぶ。)の開始を指示するためのボタン(遠隔操縦開始ボタン)81と、作業車両100を緊急停止させるためのボタン(緊急停止ボタン)82とが含まれている。ユーザは、遠隔操縦開始ボタン81をタッチまたはクリックすることにより、自動走行モードから遠隔操作モードに切り替えることができる。ユーザはまた、緊急停止ボタン82をタッチまたはクリックすることにより、作業車両100を緊急停止させることができる。
 図14Bは、遠隔操縦開始ボタン81が押された後の表示画面の一例を示す図である。この例では、遠隔操縦開始ボタン81が押されると、作業車両100を遠隔操縦するための複数の矢印83が表示される。上矢印は加速、下矢印は減速、右矢印は右折、左矢印は左折を指示するためのボタンである。ユーザは、これらの矢印83をタッチまたはクリックすることにより、作業車両100を操縦することができる。制御装置180は、ユーザによる操作に応答して、指示された動作を作業車両100に実行させる。ユーザは、所定の操作を行うことにより、矢印83の表示/非表示を切り替えることもできる。図14Bの例では、作業車両100が道76上を走行しているため、インプルメント300の昇降、およびインプルメント300のオン/オフの切り替えを指示するためのボタン等は表示されていない。作業車両100が圃場70内に位置するときには、インプルメント300の昇降、およびインプルメント300のオン/オフの切り替えを指示するためのボタンが表示され得る。遠隔操縦は、図14Bに示すような矢印83の表示に限らず、例えば端末装置400に接続された操縦機またはジョイスティックなどのコントローラを操作することによって実行できるようにしてもよい。ユーザは、図14Bに示す画面において、自動走行開始ボタン84をタッチまたはクリックすることで、遠隔操作モードから自動走行モードに切り替えることができる。
 この例では、図14Aに示す遠隔操縦開始ボタン81が押されると、図14Bに示すように、その時点で作業車両100の遠隔操作走行が許可されていないエリアを示すバリア77が表示される。バリア77は、禁止エリアまたは遠隔操作走行の許可条件を満たさない許可エリアと、作業車両100が遠隔操作走行を行うことができるエリアとの境界を示している。バリア77を「ジオフェンス」と呼ぶこともできる。図14Bに例示されているバリア77は、道76と圃場70との境界のうち、圃場70の出入口71を除く部分に表示されている。このバリア77の表示は、作業車両100の状態、インプルメント300の種類もしくは状態、または日時などの種々の条件に応じて変化し得る。例えば、ある作業日において、作業車両100が農作業を行う予定の圃場70の出入口71にはバリア77が表示されず、他の圃場の出入口にはバリア77が表示され得る。また、作業車両100が、その作業日に実行する農作業に適合するインプルメント300を装着している場合には、圃場70の出入口71にはバリア77が表示されず、その作業日に実行する農作業に適合するインプルメント300を装着していない場合には、圃場70の出入口71にバリア77が表示され得る。
 図14Cは、作業車両100が圃場70内に位置しているときの遠隔操作モードにおける表示画面の例を示す図である。この例では、インプルメント300の上昇/下降、インプルメント300のON/OFFを切り替えるためのボタン85~87が表示されている。これらのボタンにより、ユーザは、インプルメント300の位置、姿勢、または動作状態を変更することができる。
 図14Cの例では、バリア77は、圃場70の外周部のうち、出入口71を除く部分に表示されている。このバリア77の表示は、作業車両100またはインプルメント300の状態が変わると変化し得る。例えば、作業車両100の左右のブレーキの連結が解除されている状態、インプルメント300が低い位置にある状態、またはインプルメント300が駆動されている状態においては、出入口71にもバリア77が表示され得る。作業車両100がバリア77の外側に出ようとする遠隔操作は制御装置180によって無効化される。
 上記のような表示の制御は、端末装置400のプロセッサ460が、作業車両100の制御装置180または管理装置600から得た情報に基づいて実行する。制御装置180は、作業車両100の位置および向きを示す情報と、カメラ120によって取得された画像の情報とを端末装置400に送信する。管理装置600は、作業車両100が走行する環境における各許可エリアおよび/または禁止エリアの分布を示す情報を端末装置400に送信する。端末装置400のプロセッサは、それらの情報に基づいて、その時点で作業車両100の遠隔操作走行が許可されているエリアと許可されていないエリアとを区別可能な画像をディスプレイ430に表示させることができる。
 次に、図15を参照しながら、遠隔操作モードにおける制御装置180の動作をより具体的に説明する。
 図15は、遠隔操作モードにおける制御装置180の動作の一例を示すフローチャートである。制御装置180のECU184は、遠隔操作モードにおいて、図15に示すステップS141からS149の動作を実行する。図15に示す動作は、ユーザが端末装置400を操作して遠隔操作モードの開始を指示すると開始される。
 ステップS141において、制御装置180は、通信装置190を介して端末装置400から遠隔操作信号を受信したか否かを判定する。遠隔操作信号は、作業車両100を走行させる指令を含む信号である。遠隔操作信号は、例えば、作業車両100の走行速度または走行方向を変化させる指令を含み得る。遠隔操作信号は、インプルメント300の位置または姿勢を変化させる指令、またはインプルメント300の動作状態を変化させる指令を含んでいてもよい。遠隔操作信号が受信された場合、ステップS142に進む。遠隔操作信号が受信されなかった場合、ステップS149に進む。
 ステップS142において、制御装置180は、GNSSユニット110などの測位装置から作業車両100の位置データを取得する(ステップS142)。GNSSユニット110ではなくLiDARセンサ140から出力されたセンサデータを用いて自己位置推定が行われる場合は、制御装置180は、センサデータに基づく位置データを取得する。
 ステップS143において、制御装置180は、取得した位置データが示す作業車両100の位置が、いずれかの許可エリア内にあるか否かを判定する。各許可エリアの位置は、記憶装置170に記録されている。制御装置180は、作業車両100の位置データと、許可エリアの位置データとに基づいて、作業車両100がいずれかの許可エリア内に位置するか否かを判定する。作業車両100がいずれかの許可エリア内に位置する場合、ステップS144に進む。作業車両100がいずれの許可エリア内にもない場合(すなわち禁止エリア内に位置する場合)、ステップS146に進む。
 ステップS144において、制御装置180は、作業車両100が位置する許可エリアにおける遠隔操作の許可条件が満足されているか否かを判定する。例えば図12の例では、当該許可エリアが圃場内の第1許可エリアである場合、制御装置180は、条件(a1)および(a2)が満足されているかを判定する。すなわち、制御装置180は、予定されている農作業に適合したインプルメント300が作業車両100に装着されているか、および現在の日時が作業予定期間内か否かを判定する。一方、当該許可エリアが道上の第2許可エリアである場合、制御装置180は、条件(b1)から(b3)が満足されているか否かを判定する。すなわち、制御装置180は、3点ヒッチが基準の高さよりも高いか否か、PTO軸が回転しているか否か、および左右のブレーキが連結されているか否かを判定する。許可条件が満足されている場合、ステップS145に進む。許可条件が満足されていない場合、ステップS146に進む。
 ステップS145において、制御装置180は、遠隔操作信号に従って走行装置を含む駆動装置240を制御する。制御装置180は、遠隔操作信号に基づき、エンジン、トランスミッション、アクセル、ブレーキ、ステアリング、PTO軸、または3点ヒッチ等を制御する。これにより、制御装置180は、ユーザからの遠隔操作に従って作業車両100に所望の動作を実行させる。
 作業車両100が許可エリア内にないと判定された場合、または、作業車両100が許可エリア内にあるが所定の許可条件が満足されていないと判定された場合、ステップS146に進む。ステップS146において、制御装置180は、そのエリア内を走行させる遠隔操作を無効化し、作業車両100を停止させ、端末装置400に警告信号を送信する。端末装置400は、警告信号を受信すると、遠隔操作が許可されていないエリアに作業車両100が位置していることを示す警告をディスプレイ430に表示する。ユーザは、その警告表示を見ることで、遠隔操作が許可されていないエリアに作業車両100が進入したことを知ることができる。この場合、ユーザは、例えば作業車両100を後進させて遠隔操作が許可されているエリアに戻したり、許可条件が満たされるように作業車両100またはインプルメント300の状態を変化させたりする復帰操作を行うことができる。復帰操作は、例えば、PTO軸の回転を停止させてインプルメント300への動力の供給を停止したり、3点ヒッチを下降させてインプルメント300の高さを基準の高さよりも低くしたりする操作を含み得る。
 ステップS147において、制御装置180は、復帰操作が行われたか否かを端末装置400から送信された信号に基づいて判定する。復帰操作が行われた場合、ステップS148に進む。
 ステップS148において、制御装置180は、復帰動作を指示する信号に基づき、駆動装置240を制御する。これにより、作業車両100は、指示された復帰動作を実行する。
 ステップS149において、制御装置180は、遠隔操作モードの終了を指示する信号が出されたか否かを判定する。遠隔操作モードの終了を指示する信号は、例えばユーザが端末装置400を用いて遠隔操作モードの終了の操作を行った場合に端末装置400から送信され得る。当該信号が受信された場合、制御装置180は、遠隔操作モードを終了する。遠隔操作モード終了後、制御装置180は、端末装置400から送信された信号に従い、自動走行モードに移行するか、走行を停止する。遠隔操作モードの終了を指示する信号が受信されていない場合、ステップS141に戻る。
 以上の動作が、遠隔操作モードの終了の指示が出されるまで繰り返され得る。これにより、作業車両100は、ユーザからの遠隔操作に従って許可されたエリア内を走行することができる。本実施形態によれば、作業車両100が位置するエリアに応じた許可条件が満たされている場合にのみ、そのエリアを走行させる遠隔操作が有効化される。このため、作業車両100またはインプルメント300の状態が遠隔操作を実行する上で適切でない場合に遠隔操作によって不適切な走行が行われることを回避することができる。
 なお、本実施形態では、遠隔操作走行が許可されていないエリアを作業車両100に走行させる遠隔操作を無効化する処理を作業車両100の制御装置180が行うが、端末装置400が代わりにこの処理を行ってもよい。あるいは、端末装置400からの遠隔操作信号が管理装置600を介して作業車両100の制御装置180に送信される場合は、管理装置600のプロセッサ660が上記の処理を行ってもよい。そのような形態では、端末装置400または管理装置600のプロセッサが、遠隔操作走行を制御する制御装置としての役割を果たす。
 許可エリアおよび許可条件の設定は、上記の例に限定されない。例えば、許可エリアは、1種類であってもよいし、3種類以上であってもよい。条件付きで遠隔操作走行が許可される許可エリアとは別に、無条件で遠隔操作走行が許可される許可エリアが設定されていてもよい。以下、許可エリアおよび許可条件の設定の他の例を説明する。
 図16は、許可エリアおよび許可条件の設定の他の例を示す図である。この例では、圃場70がその周辺の道76よりも低い位置にあり、圃場70の出入口71に上り坂がある。このような場合、制御装置180は、作業車両100が二輪駆動の状態にある場合には、出入口71の周辺のエリア75を走行させる遠隔操作を無効化してもよい。例えば図14Cの例において、作業車両100を四輪駆動から二輪駆動の状態に切り替える遠隔操作が行われた場合、図17に示すように、表示画面上で出入口71の付近にもバリア77が表示されてもよい。図示されている例において、表示画面には、二輪駆動(2WD)と四輪駆動(4WD)とを切り替えるボタン88が含まれている。ユーザは、このボタン88をクリックまたはタッチすることにより、二輪駆動の状態と四輪駆動の状態とを切り替えることができる。図17に示す例において、二輪駆動から四輪駆動の状態に切り替わると、出入口71付近での遠隔操作走行が可能になり、図14Cに示すように、出入口71におけるバリア77の表示が消える。これにより、作業車両100が二輪駆動の状態で圃場70から出ようとして出入口71における上り坂を登れないという事態を回避することができる。
 図16の例においては、圃場70内に第1許可エリアが設定され、道76に第2許可エリアが設定される。ただし、圃場70における出入口71付近のエリア75は、圃場70における他のエリアとは異なる許可条件が設定される。出入口71付近のエリア75では、上記のように作業車両100が四輪駆動の状態であるという許可条件が追加され得る。これにより、作業車両100が四輪駆動の状態のときにのみ、上り坂を含む出入口71付近を遠隔操作で走行することができる。同様の許可条件は、出入口71だけでなく、例えばぬかるみ等の地面の状態の悪いエリアにおいても設定され得る。ユーザが端末装置400を用いて、圃場70内または道76上の特定の箇所を、四輪駆動の状態でのみ走行を許可する許可エリアに設定してもよい。
 図18は、圃場70の出入口71に位置する作業車両100の例を模式的に示す斜視図である。この例では、作業車両100が後進(バック)の状態でのみ、圃場70の出入口71から外部の道76に遠隔操作で出ることが許容されている。制御装置180は、作業車両100が前進している状態では、上り坂を含む出入口71に作業車両100を進入させる遠隔操作を無効化する。これにより、インプルメント300を装着した作業車両100が前進状態で上り坂に進入し、前輪が浮き上がってバランスを崩すといった事態を回避することができる。同様の許可条件の設定は、圃場の出入口71に限らず、所定角度以上の傾斜角を持つ任意の上り坂を含むエリアに適用され得る。そのような上り坂を含むエリアは、予め設定され、記憶装置170に記憶され得る。この例のように、制御装置180は、作業車両100の状態と、圃場の状態との関係に基づいて遠隔操作走行を許可するか否かを決定してもよい。
 図19は、圃場70内に複数の許可エリアが設定される他の例を示す図である。この例における許可エリアは、インプルメント300の幅が特定の範囲にある場合にのみ遠隔操作走行が許可される許可エリア79を含んでいる。許可エリア79は、圃場の外周部に設定されている。なお、圃場70の最外周部69は、禁止エリアに設定されており、許可エリア79は、最外周部69の内側にある。インプルメント300の幅が大きいと、作業車両100が圃場の外周部付近に位置するときにインプルメント300の一部が圃場の外側にはみ出してしまう場合がある。例えば、図19に示す作業車両100Bは、作業車両100Aよりも幅の大きいインプルメント300を装着しており、許可エリア79内を走行すると、インプルメント300の先端部が圃場の外側にはみ出したり、畦などの障害物に衝突してしまう可能性がある。そこで、図19の例では、制御装置180は、インプルメント300の幅が閾値未満である場合にのみ、許可エリア79での遠隔操作走行を許可する。これにより、インプルメント300の幅が大きい作業車両100Bが圃場70の外周部付近を走行することによってインプルメント300の先端部が圃場70の外側にはみ出したり、障害物に衝突したりすることを防止することができる。
 インプルメント300は、幅を変化させることが可能な機種であってもよい。その場合、端末装置400を操作することによってインプルメント300の幅を変化させることが可能であってもよい。しかし、圃場70の外周部でインプルメント300の幅を大きくすると、インプルメント300の先端部が圃場の外側に出たり、障害物に衝突したりする可能性がある。そこで、制御装置180は、インプルメント300の幅を広げるとインプルメント300の先端が圃場の外側に出る、または障害物に衝突する場合には、インプルメント300の幅を広げる遠隔操作を無効化してもよい。
 図19に示す例では、圃場70における最外周部69および許可エリア79以外の作業エリアは、農作業がまだ行われていない場合にのみ遠隔操作走行が許可される許可エリアに設定され得る。図19に示す作業車両100は、圃場70の作業エリア内で、往復しながら所定の農作業を実行する。図示される作業エリアは、農作業が既に完了した既作業エリア73と、農作業がまだ行われていない未作業エリア78とを含む。既作業エリア73を作業車両100が踏み荒らすと既に行われた農作業の効果を損ねることになる。そこで、図19の例では、制御装置180は、既作業エリア73を走行させる遠隔操作を無効化する。未作業エリア78においては、作業車両100の遠隔操作走行が可能である。作業車両100が既作業エリア73に位置しているか未作業エリア78に位置しているかは、作業車両100の走行および農作業のログデータに基づいて特定され得る。この例では、作業車両100が遠隔操作走行によって既作業エリア73を踏み荒らすことを回避することができる。この例のように、制御装置180は、圃場70の状態が所定の条件(例えば、農作業がまだ行われていないこと等)を満たした場合に、作業車両100の遠隔操作走行を許可してもよい。
 上記のように、本実施形態における管理装置600は、予め作成された作業計画またはユーザからの指示に従って、作業車両100の目標経路を地図上の道および圃場に生成する。作業車両100の制御装置180は、当該目標経路によって規定される領域を自動走行エリアとして、自動走行エリア内で作業車両100を走行させる。制御装置180は、自動走行エリアと同一のエリアまたはその一部を遠隔操作走行の許可エリアに設定し、自動走行エリアの外側のエリアを禁止エリアに設定してもよい。そのような設定により、自動走行が予定されていないエリアに作業車両100が遠隔操作で不必要に進入させることを防止することができる。
 そのような形態において、制御装置180は、自動走行エリアの内部に禁止エリアを設定してもよい。例えば、自動走行エリアに含まれる樹木の幹からの距離が所定距離以下の範囲を禁止エリアに設定してもよい。
 図20は、自動走行エリア92内に複数の樹木93が存在する状況の一例を示す模式図である。この例では、制御装置180は、各樹木93の幹から所定距離以下の範囲を禁止エリア91に設定する。この例では、地図データが、各樹木93の位置情報を含んでいる。制御装置180は、その位置情報に基づいて、自動走行エリア92内に存在する樹木93の幹の位置を特定することができる。制御装置180は、各樹木93の幹の位置から所定距離の範囲内を禁止エリア91に設定する。これにより、遠隔操作時に作業車両100が樹木に衝突することを回避できる。
 図21は、自動走行エリア92内に畝列94が存在する場合の禁止エリアの設定例を示す模式図である。図21に示すように、制御装置180は、自動走行エリア92に含まれる圃場内の畝列94が存在するエリアを禁止エリア91に設定してもよい。これにより、遠隔操作モードにおいて作業車両100が畝列94を誤って踏んでしまうことを防ぐことができる。
 図22は、自動走行エリア92内に作物列95が存在する場合の禁止エリアの設定例を示す模式図である。図22に示すように、制御装置180は、自動走行エリア92に含まれる圃場内の畝列94が存在するエリアを禁止エリア91に設定してもよい。これにより、遠隔操作モードにおいて作業車両100が作物列95を誤って踏んでしまうことを防ぐことができる。
 制御装置180は、作業車両100におけるカメラ120およびGNSSユニット110から出力されたデータに基づいて畝列94または作物列95の位置を特定することができる。制御装置180はまた、作業車両100以外の移動体に搭載されたセンシング装置によって予め取得されたデータに基づいて、畝列94または作物列95の位置を決定してもよい。制御装置180は、畝列94または作物列95の全体を含むように禁止エリア91を設定する。
 以上の実施形態では、各許可エリアにおいて、エリアごとに設定された許可条件を満足した場合に作業車両100の遠隔操作走行が許可される。許可条件が満たされている場合、その許可エリアにおける遠隔操作走行には特段の制約は課されない。一方、許可条件が満たされていない許可エリアでは、制御装置180は、遠隔操作走行を無効化し、作業車両100を停止させる。上記の各実施形態において、許可エリアの代わりに、または許可エリアに加えて、遠隔操作走行の動作に制限が課される制限エリアが設定されてもよい。制限エリアにおいては、遠隔操作走行は可能であるが、遠隔操作走行時の作業車両100またはインプルメント300の動作に制限が課される。例えば、作業車両100の走行速度、エンジン回転数、3点ヒッチの動作、またはPTO軸の動作等に制限が課され得る。上記の各実施形態において、一部または全ての許可エリアが制限エリアに置き換えられてもよい。そのような実施形態では、遠隔操作によって制限エリアに進入した作業車両100は、停止するのではなく、制限付きで遠隔操作走行が継続され得る。
 制限エリアは、圃場内および圃場外の道のいずれにおいても設定され得る。例えば圃場内において設定される制限エリアでは、作業車両100の走行速度が、その圃場で予定されている農作業に応じた速度に制限され得る。あるいは、その圃場で予定されている農作業(例えば耕耘または薬剤散布等)に適した高さまたは深さを超えてインプルメント300を下げる動作が制限され得る。また、圃場内で作業車両100が四輪駆動の状態で作業を行うことが好ましい場合、作業車両100が二輪駆動の状態において、制御装置180は、通信装置190を介して端末装置400に警告を送信してもよい。例えば、端末装置400のディスプレイ430に、「4WDに切り替えてください。」といったメッセージを表示させてもよい。これにより、ユーザに二輪駆動から四輪駆動への切り替えを促すことができる。制御装置180は、圃場外においても、走行速度を制限する制限エリアを設定してもよい。例えば、圃場外の各道路に設定されている制限速度を超えないように、道路に設定された制限エリアにおける走行速度を制限してもよい。また、家屋または畜舎に近い道または圃場においては、エンジン回転数または走行速度を制限して、騒音を抑えてもよい。そのような制限は、夜間にのみ行われてもよい。制御装置180は、例えばリアルタイムクロックなどの時計を参照して、夜間であるか否かを判断することができる。
 図23は、制限エリアの設定の一例を示す模式図である。図24は、各制限エリアにおける動作制限の内容の例を示す表である。この例では、動作制限の内容の異なる3種類の制限エリアが設定されている。圃場70は、第1制限エリアに設定されている。道76(家屋97または畜舎98の周辺を除く)は、第2制限エリアに設定されている。家屋97または畜舎98の周辺の領域99は、第3制限エリアに設定されている。圃場70内の第1制限エリアでは、例えば、予定されている農作業に応じた速度以下に走行速度が制限され得る。この制限に加えて、または代えて、第1制限エリアでは、予定されている農作業に応じた高さまたは深さを超えたインプルメント300の下降が禁止されてもよい。第2制限エリアでは、例えば、道76に設定された制限速度以下に走行速度が制限され得る。この制限に加えて、または代えて、第2制限エリアでは、インプルメント300を下降させる動作が禁止されてもよい。第3制限エリアでは、第2制限エリアにおける制限に加えて、エンジン回転数が閾値以下に制限され得る。なお、図23の例では、第3制限エリアが家屋97または畜舎98の周辺の道に設定されているが、圃場70の一部を含んでいてもよ。その場合、圃場70内の第3制限エリアにおいては、第1制限エリアにおける制限に加えて、エンジン回転数の制限が課され得る。エンジン回転数の制限は、夜間などの予め設定された時間帯においてのみ課されてもよい。
 図25は、作業車両100が走行する環境中に許可エリアと制限エリアとが含まれる場合における制御装置180の動作の一例を示すフローチャートである。図25に示すフローチャートは、ステップS150、S151、S152が追加されている点を除き、図15に示すフローチャートと同様である。以下、図15の動作と異なる点を説明する。
 図25の例では、制御装置は、ステップS142の後、作業車両100が制限エリア内に位置するか否かを判定する。作業車両100が制限エリア内に位置する場合、ステップS151に進む。作業車両100が制限エリア内に位置しない場合、ステップS143に進み、図15におけるステップS143以降の動作が実行される。
 ステップS151において、制御装置180は、作業車両100が位置すると判定された制限エリアに関連付けられた走行条件が満足されるか否かを判定する。例えば、制御装置180は、図24に示すような制限エリアの位置と制限の内容との対応関係を規定するテーブル等のデータを記憶装置170から読み出す。制御装置180は、当該データに基づいて、遠隔操作信号が示す走行状態が、その制限エリアにおける走行条件を満たすか否かを判定することができる。走行条件が満たされる場合、ステップS145に進み、遠隔操作信号に従って駆動装置240を制御して作業車両100を指示されたとおりに走行させる。走行条件が満たされない場合、ステップS152に進む。
 ステップS152において、制御装置180は、走行条件を満足するように、動作制限を行いながら、遠隔操作信号に従って駆動装置240を制御する。例えば、図24に例示されるように、走行速度、インプルメントの高さもしくは深さ、および/またはエンジン回転数等が所定の範囲内に収まるように制御する。このとき、制御装置180は、動作制限を行ったことを示す信号を端末装置400に送信してもよい。端末装置400は、当該信号に基づく警告表示を行ってもよい。
 図26は、警告表示の例を示す図である。この例における警告表示89は、「これ以上インプルメントを下げられません。」、「これ以上スピードを上げられません。」、「4WDに切り替えてください。」といったメッセージを含む。このような警告表示により、ユーザは、作業車両100の遠隔操作が制限付きで実行されていることを知ることができる。図26に示す表示画面において、制限エリアに設定されている圃場70等のエリアが、例えば目立つ色で強調表示されてもよい。そのような表示により、ユーザは、どのエリアが制限エリアであるのかを知ることができる。また、前述の実施形態と同様、遠隔操作走行が許可されていないエリアを示すバリア77の表示も併せて行われ得る。
 ステップS152の後、ステップS149に進む。以後、遠隔操作モード終了の指示が出されるまで、図25に示す動作が繰り返され得る。
 以上の動作により、制御装置180は、各制限エリアに応じて遠隔操作走行の動作を制限することができる。これにより、遠隔操作時に各制限エリアの特性に応じた適切な走行が可能になる。
 なお、上記の動作フロー、許可エリアおよび制限エリアの設定、許可条件および動作制限の内容は例示にすぎず、種々の変形が可能である。例えば、図12に示す各許可エリアにおける許可条件の一部のみを許可条件としてもよい。また、図24に示す各制限エリアにおける動作制限の一部のみを適用してもよい。どのエリアを許可エリアまたは制限エリアとするか、条件付き許可エリアの有無、各条件付き許可エリアにおける許可条件、制限エリアの有無、および各制限エリアにおける動作制限の内容等は、システムに応じて適宜設定され得る。
 以上の各例において、制御装置180は、作業車両100の位置に応じて、遠隔操作が許可されるオペレータの種別を示す情報を、端末装置400のディスプレイ430に表示させてもよい。図27は、そのような表示の一例を示す図である。図27には、作業車両100が公道上を遠隔操作走行しているときに表示される情報の一例が示されている。この例では、「公道では有スキル者が遠隔操縦を行ってください。」というメッセージが表示される。ユーザは、この表示を見て、自身が公道で遠隔操縦を行うスキルを有していないと判断した場合には、有スキル者に遠隔操縦を依頼するといった行動をとることができる。遠隔操作が許可されるオペレータの種別は、作業車両100が位置する場所によって異なり得る。例えば、車庫での作業車両100の入出庫、圃場の出入口での操作、および交通量の比較的多い公道での走行等は、高いスキルを有するオペレータが遠隔操縦を行うことが好ましい。このため、作業車両100が位置する場所における遠隔操縦の難易度に応じたオペレータの種別を示す情報を端末装置400に表示させることが有効である。
 図27に示す例においては、作業車両100が位置する場所と、遠隔操作が許可または推奨されるオペレータの種別との対応関係を規定するデータが予め記憶装置170に記憶され得る。図28は、そのようなデータの一例を示す図である。図28に示すデータは、作業車両100が位置する場所の種類と、遠隔操縦において推奨されるオペレータの種別との関係を規定するテーブルである。制御装置180は、このようなデータに基づいて、作業車両100が位置する場所に応じたオペレータの種別を決定することができる。図28の例では、圃場の出入口、交通量の多い公道、および車庫においては、遠隔操縦に関して高いスキルを有する上級者が遠隔操縦を行うことが推奨される。農道においては、遠隔操縦に関して中程度以上のスキルを有する中級者または上級者が遠隔操縦を行うことが推奨される。圃場の出入口以外のエリアおよび車庫を除くユーザの私有地においては、遠隔操縦のスキルが低い初級者でも遠隔操縦が許容される。なお、図28に示すエリアとオペレータ種別との対応関係は一例にすぎず、適宜変更が可能である。どの地点が圃場、圃場の出入口、交通量の多い公道、農道、ユーザの私有地、または車庫等に該当するかは、予め地図に記録されている。制御装置180は、図28に示すようなデータと、作業車両100の測位結果と、地図とに基づいて、作業車両100の位置に対応するオペレータ種別を決定することができる。制御装置180は、決定したオペレータ種別を示す情報をディスプレイ430に表示させる指令を、通信装置190を介して端末装置400に送信する。ディスプレイ430は、当該指令に応答して、図27に示すようなメッセージを表示することができる。なお、制御装置180の代わりに、管理装置600のプロセッサ660が、図28に示すようなデータに基づいて、作業車両100が位置するエリアに対応するオペレータ種別を特定して端末装置400に表示指令を送信してもよい。
 以上の実施形態では、図1に例示されるように、家庭用のコンピュータである端末装置400を用いて作業車両100の遠隔操縦を行うことができる。遠隔操縦は、端末装置400に限らず、他の装置を用いて行われてもよい。例えば、図29に示すように、遠隔監視センター等の施設に設置されたコンピュータを用いて遠隔操縦が行われてもよい。
 図29に示す農業管理システムは、複数の作業車両100を含む。図29には3台の作業車両100が例示されているが、作業車両100の台数は任意である。作業車両100とは異なる農業機械(例えば農業用ドローン等)がシステムに含まれていてもよい。この例では、農業機械の遠隔監視センターに設けられた遠隔装置510が各作業車両100に遠隔操作信号を送信する。遠隔装置510は、遠隔監視センターのオペレータが使用する遠隔操縦機520および1台以上のディスプレイ(表示装置)530に接続されるコンピュータである。図29には5台のディスプレイ530が例示されているが、ディスプレイ530の台数は任意である。遠隔操縦機520は、作業車両100を遠隔操縦するための各種の機器(例えば、ステアリングホイール、アクセルペダル、左右のブレーキペダル、クラッチペダル、および各種のスイッチまたはレバー類等)を含み得る。図29に示す遠隔操縦機520は、作業車両100の手動運転に使用される操作機器を模した装置であるが、遠隔操縦機520はこのような装置に限定されない。例えば、ジョイスティックのようなコントローラによって遠隔操縦が行われてもよい。各ディスプレイ530は、例えば、作業車両100が農作業を行う圃場を含む領域の環境地図、および作業車両100に搭載された1つ以上のカメラによって撮影された画像(例えば動画像)を表示することができる。オペレータは、ディスプレイ530に表示された画像を見ながら、作業車両100の周囲の状況を把握することができる。オペレータは、各作業車両100の周囲の状況に応じて、自動走行モードと遠隔操作モードとを切り替えたり、各農業機械を遠隔操縦することができる。オペレータは、遠隔操縦機520を操作することにより、前述の端末装置400を用いた例と同様に、作業車両100を遠隔操縦することができる。
 上記の実施形態の構成および動作は例示にすぎず、本開示は上記の実施形態に限定されない。例えば、上記の種々の実施形態を適宜組み合わせて別の実施形態を構成してもよい。
 上記の実施形態では、管理装置600のプロセッサ660が、作業計画の作成、環境地図の生成、作業車両100の大域的経路計画、および許可エリア、禁止エリア、または制限エリアの設定を行い、作業車両100の内部にある制御装置180が、作業車両100の局所的経路計画および走行制御を行う。このような形態に代えて、上記の管理装置600の動作の一部を制御装置180、操作端末200、遠隔装置510、または端末装置400に実行させてもよい。例えば、大域的経路の生成を制御装置180、操作端末200、または端末装置400が実行してもよい。
 上記の実施形態では、農業機械が自動運転を行うが、農業機械は自動運転の機能を備えていなくてもよい。本開示の技術は、遠隔操縦が可能な農業機械に広く適用することができる。
 以上の実施形態における自動走行および/または遠隔操作走行の制御を行う走行制御システムを、それらの機能を有しない農業機械に後から取り付けることもできる。そのようなシステムは、農業機械とは独立して製造および販売され得る。そのようなシステムで使用されるコンピュータプログラムも、農業機械とは独立して製造および販売され得る。コンピュータプログラムは、例えばコンピュータが読み取り可能な非一時的な記憶媒体に格納されて提供され得る。コンピュータプログラムは、電気通信回線(例えばインターネット)を介したダウンロードによっても提供され得る。
 以上のように、本開示は、以下の項目に記載の走行制御システム、農業機械、および走行制御方法を含む。
 [項目1]
 遠隔操作走行が可能な農業機械の走行制御システムであって、
 前記遠隔操作走行が条件付きで許可される許可エリアの位置を記憶する記憶装置と、
 遠隔操作によって前記農業機械の走行を制御する遠隔操作モードで動作することが可能な制御装置であって、前記遠隔操作モードにおいて、前記農業機械の状態が、前記許可エリア内で前記遠隔操作走行が許可される条件を満たさない場合に、前記農業機械を前記許可エリア内で走行させる遠隔操作を無効化する制御装置と、
を備える走行制御システム。
 [項目2]
 前記記憶装置は、前記遠隔操作走行が禁止される禁止エリアの位置をさらに記憶し、
 前記制御装置は、前記農業機械を前記禁止エリアに進入させる遠隔操作を無効化する、
 項目1に記載の走行制御システム。
 [項目3]
 前記制御装置は、前記遠隔操作を無効化した場合、前記農業機械を停止させる、項目1または2に記載の走行制御システム。
 [項目4]
 前記制御装置は、前記遠隔操作を無効化した後、前記農業機械の状態が前記許可エリア内で前記遠隔操作走行が許可される条件を満たす状態に変化した場合、前記農業機械を前記許可エリア内で走行させる遠隔操作を有効化する、項目1から3のいずれかに記載の走行制御システム。
 [項目5]
 前記記憶装置は、前記遠隔操作走行が許可される条件が互いに異なる複数の許可エリアの位置を記憶し、
 前記制御装置は、前記複数の許可エリアの各々において、前記農業機械の状態が前記許可エリア内で前記遠隔操作走行が許可される条件を満たさない場合、前記農業機械に前記許可エリア内を走行させる遠隔操作を無効化する、
 項目1から4のいずれかに記載の走行制御システム。
 [項目6]
 前記複数の許可エリアは、互いに隣接する第1許可エリアおよび第2許可エリアを含み、
 前記制御装置は、前記農業機械の状態が、前記第1許可エリア内で前記遠隔操作走行が許可される第1条件を満たし、且つ、前記第2許可エリア内で前記遠隔操作走行が許可される第2条件を満たさない場合、前記農業機械を前記第1許可エリアから前記第2許可エリアに進入させる遠隔操作を無効化する、
 項目5に記載の走行制御システム。
 [項目7]
 前記複数の許可エリアは、圃場内の第1許可エリアおよび前記圃場の外側の第2許可エリアを含み、
 前記制御装置は、前記農業機械の状態が、前記圃場内で前記遠隔操作走行が許可される第1条件を満たし、且つ、前記圃場の外側で前記遠隔操作走行が許可される第2条件を満たさない場合、前記農業機械を前記圃場内の前記第1許可エリアから前記圃場の外側の前記第2許可エリアに進入させる遠隔操作を無効化する、
 項目5に記載の走行制御システム。
 [項目8]
 前記農業機械は、インプルメントが取り付けられた作業車両であり、
 前記制御装置は、前記作業車両が前記インプルメントを基準の高さよりも低くしている状態、または、前記作業車両が前記インプルメントに動力を供給している状態であるとき、前記農業機械の状態が前記第2条件を満たさないと判定し、前記農業機械を前記第1許可エリアから前記第2許可エリアに進入させる遠隔操作を無効化する、
 項目7に記載の走行制御システム。
 [項目9]
 前記農業機械は、左右のブレーキの連結を解除することが可能な作業車両であり、
 前記制御装置は、前記作業車両が前記左右のブレーキの連結を解除している状態にあるとき、前記農業機械の状態が前記第2条件を満たさないと判定し、前記農業機械を前記第1許可エリアから前記第2許可エリアに進入させる遠隔操作を無効化する、
 項目7または8に記載の走行制御システム。
 [項目10]
 前記複数の許可エリアは、圃場における出口を除く第1許可エリアおよび前記圃場における前記出口を含む第2許可エリアを含み、
 前記農業機械は、二輪駆動と四輪駆動とを切り替えることが可能な作業車両であり、
 前記制御装置は、前記作業車両が前記二輪駆動の状態にあるとき、前記第1許可エリアから前記第2許可エリアに進入させる遠隔操作を無効化する、
 項目5に記載の走行制御システム。
 [項目11]
 前記制御装置は、前記遠隔操作モードにおいて、前記農業機械の状態に応じて決定される前記遠隔操作走行が許可されないエリアを示す画像を、前記遠隔操作を行うオペレータが使用する端末装置のディスプレイに表示させる、
 項目1から10のいずれかに記載の走行制御システム。
 [項目12]
 前記制御装置は、前記農業機械に搭載されたカメラによって撮影された画像に、前記遠隔操作走行が許可されないエリアの表示を重畳させた画像を、前記ディスプレイに表示させる、項目11に記載の走行制御システム。
 [項目13]
 前記制御装置は、前記農業機械を前記遠隔操作走行が許可されないエリアに進入させる遠隔操作が行われたとき、前記遠隔操作を行うオペレータが使用する端末装置のディスプレイに警告を表示させる、項目1から12のいずれかに記載の走行制御システム。
 [項目14]
 前記複数の許可エリアは、圃場内の第1許可エリアおよび前記圃場の外側の第2許可エリアを含み、
 前記制御装置は、前記農業機械の状態が前記圃場内で前記遠隔操作走行が許可される第1条件を満たさない場合、前記農業機械を前記第2許可エリアから前記第1許可エリアに進入させる遠隔操作を無効化する、
 項目1から13のいずれかに記載の走行制御システム。
 [項目15]
 前記記憶装置は、前記農業機械が前記圃場で農作業を実行する予定の日時をさらに記憶し、
 前記制御装置は、前記予定の日時以外は、前記農業機械を前記圃場内の前記第1許可エリアに進入させる遠隔操作を無効化する、
 項目14に記載の走行制御システム。
 [項目16]
 前記制御装置は、
 前記農業機械を自動走行エリア内で自動走行させる自動走行モードで動作することが可能であり、
 前記自動走行エリアの外側を前記遠隔操作走行が許可されない禁止エリアに設定し、
 前記自動走行エリアの少なくとも一部を前記許可エリアに設定する、
 項目1から15のいずれかに記載の走行制御システム。
 [項目17]
 前記制御装置は、前記農業機械の測位を行う測位装置から前記農業機械の位置情報を取得し、前記位置情報に基づいて前記農業機械が位置するエリアを特定する、項目1から16のいずれかに記載の走行制御システム。
 [項目18]
 項目1から17のいずれかに記載の走行制御システムと、
 前記制御装置によって制御される走行装置と、
を備える農業機械。
 [項目19]
 遠隔操作走行が可能な農業機械の走行制御システムであって、
 前記農業機械は、インプルメントが取り付けられた作業車両であり、
 前記遠隔操作走行が条件付きで許可される許可エリアの位置を記憶する記憶装置と、
 遠隔操作によって前記農業機械の走行を制御する遠隔操作モードで動作することが可能な制御装置であって、前記インプルメントの種類または状態が、前記許可エリア内で前記遠隔操作走行が許可される条件を満たさない場合に、前記農業機械を前記許可エリア内で走行させる遠隔操作を無効化する制御装置と、
を備える走行制御システム。
 [項目20]
 前記記憶装置は、前記遠隔操作走行が禁止される禁止エリアの位置をさらに記憶し、
 前記制御装置は、前記農業機械を前記禁止エリアに進入させる遠隔操作を無効化する、
 項目19に記載の走行制御システム。
 [項目21]
 前記制御装置は、前記遠隔操作を無効化した場合、前記農業機械を停止させる、項目19または20に記載の走行制御システム。
 [項目22]
 前記制御装置は、前記遠隔操作を無効化した後、前記インプルメントの種類または状態が前記許可エリア内で前記遠隔操作走行が許可される条件を満たす種類または状態に変化した場合、前記農業機械を前記許可エリア内で走行させる遠隔操作を有効化する、項目19から21のいずれかに記載の走行制御システム。
 [項目23]
 前記記憶装置は、前記遠隔操作走行が許可される条件が互いに異なる複数の許可エリアの位置を記憶し、
 前記制御装置は、前記複数の許可エリアの各々において、前記インプルメントの種類または状態が前記許可エリア内で前記遠隔操作走行が許可される条件を満たさない場合、前記農業機械に前記許可エリア内を走行させる遠隔操作を無効化する、
 項目19から22のいずれかに記載の走行制御システム。
 [項目24]
 前記複数の許可エリアは、互いに隣接する第1許可エリアおよび第2許可エリアを含み、
 前記制御装置は、前記インプルメントの種類または状態が、前記第1許可エリア内で前記遠隔操作走行が許可される第1条件を満たし、且つ、前記第2許可エリア内で前記遠隔操作走行が許可される第2条件を満たさない場合、前記農業機械を前記第1許可エリアから前記第2許可エリアに進入させる遠隔操作を無効化する、
 項目23に記載の走行制御システム。
 [項目25]
 前記複数の許可エリアは、圃場内の第1許可エリアおよび前記圃場の外側の第2許可エリアを含み、
 前記記憶装置は、前記圃場において予定されている農作業に適合するインプルメントの種類をさらに記憶し、
 前記制御装置は、前記農業機械に取り付けられた前記インプルメントの種類が、前記圃場において予定されている農作業に適合しない場合、前記農業機械を前記第2許可エリアから前記第1許可エリアに進入させる遠隔操作を無効化する、
 項目23に記載の走行制御システム。
 [項目26]
 前記複数の許可エリアは、前記インプルメントの幅が特定の範囲にある場合にのみ前記遠隔操作走行が許可される第3許可エリアを含み、
 前記制御装置は、前記インプルメントの幅が前記特定の範囲にない場合、前記農業機械を前記第3許可エリア内で走行させる遠隔操作を無効化する、
 項目23から25のいずれかに記載の走行制御システム。
 [項目27]
 前記第3許可エリアは、圃場の外周部に位置し、
 前記インプルメントの幅が可変である場合、
 前記制御装置は、前記インプルメントの幅を広げると前記インプルメントの先端が前記圃場の外側に出る、または障害物に衝突する場合には、前記インプルメントの幅を広げる遠隔操作を無効化する、
 項目26に記載の走行制御システム。
 [項目28]
 前記制御装置は、前記遠隔操作モードにおいて、前記インプルメントの種類または状態に応じて決定される前記遠隔操作走行が許可されないエリアを示す画像を、前記遠隔操作を行うオペレータが使用する端末装置のディスプレイに表示させる、
 項目19から27のいずれかに記載の走行制御システム。
 [項目29]
 前記制御装置は、前記農業機械に搭載されたカメラによって撮影された画像に、前記遠隔操作走行が許可されないエリアの表示を重畳させた画像を、前記ディスプレイに表示させる、項目28に記載の走行制御システム。
 [項目30]
 前記制御装置は、前記農業機械を前記遠隔操作走行が許可されないエリアに進入させる遠隔操作が行われたとき、前記遠隔操作を行うオペレータが使用する端末装置のディスプレイに警告を表示させる、項目19から29のいずれかに記載の走行制御システム。
 [項目31]
 前記制御装置は、
 前記農業機械を自動走行エリア内で自動走行させる自動走行モードで動作することが可能であり、
 前記自動走行エリアの外側を前記遠隔操作走行が許可されない禁止エリアに設定し、
 前記自動走行エリアの少なくとも一部を前記許可エリアに設定する、
 項目19から30のいずれかに記載の走行制御システム。
 [項目32]
 前記制御装置は、前記農業機械の測位を行う測位装置から前記農業機械の位置情報を取得し、前記位置情報に基づいて前記農業機械が位置するエリアを特定する、項目19から31のいずれかに記載の走行制御システム。
 [項目33]
 項目19から32のいずれかに記載の走行制御システムと、
 前記制御装置によって制御される走行装置と、
を備える農業機械。
 [項目34]
 遠隔操作走行が可能な農業機械の走行制御方法であって、
 前記遠隔操作走行が条件付きで許可される許可エリアの位置情報を取得することと、
 前記農業機械の状態を示す情報を取得することと、
 遠隔操作によって前記農業機械の走行を制御する遠隔操作モードにおいて、前記農業機械の状態が、前記許可エリア内で前記遠隔操作走行が許可される条件を満たさない場合に、前記農業機械を前記許可エリア内で走行させる遠隔操作を無効化することと、
を含む走行制御方法。
 [項目35]
 遠隔操作走行が可能な農業機械の走行制御方法であって、
 前記農業機械は、インプルメントが取り付けられた作業車両であり、
 前記遠隔操作走行が条件付きで許可される許可エリアの位置情報を取得することと、
 前記インプルメントの種類または状態を示す情報を取得することと、
 遠隔操作によって前記農業機械の走行を制御する遠隔操作モードにおいて、前記インプルメントの種類または状態が、前記許可エリア内で前記遠隔操作走行が許可される条件を満たさない場合に、前記農業機械を前記許可エリア内で走行させる遠隔操作を無効化することと、
を含む走行制御方法。
 本開示の技術は、例えばトラクタ、収穫機、田植機、乗用管理機、野菜移植機、草刈機、播種機、施肥機、または農業用ロボットなどの自動運転を行う農業機械のための走行制御システムに適用することができる。
 50・・・GNSS衛星、60・・・基準局、70・・・圃場、71・・・出入口、72・・・作業領域、74・・・枕地、76・・・道、77・・・バリア、80・・・ネットワーク、90・・・保管場所、96・・・待機場所、100・・・作業車両、101・・・車両本体、102・・・原動機(エンジン)、103・・・変速装置(トランスミッション)、104・・・車輪、105・・・キャビン、106・・・操舵装置、107・・・運転席、108・・・連結装置、110・・・測位装置、111・・・GNSS受信機、112・・・RTK受信機、115・・・慣性計測装置(IMU)、116・・・処理回路、120・・・カメラ、130・・・障害物センサ、140・・・LiDARセンサ、150・・・センサ群、152・・・ステアリングホイールセンサ、154・・・切れ角センサ、156・・・回転センサ、160・・・制御システム、170・・・記憶装置、180・・・制御装置、181~186・・・ECU、190・・・通信装置、200・・・操作端末、210・・・操作スイッチ群、220・・・ブザー、240・・・駆動装置、300・・・インプルメント、340・・・駆動装置、380・・・制御装置、390・・・通信装置、400・・・端末装置、420・・・入力装置、430・・・表示装置、450・・・記憶装置、460・・・プロセッサ、470・・・ROM、480・・・RAM、490・・・通信装置、510・・・遠隔装置、520・・・遠隔操縦機、530・・・ディスプレイ、600・・・管理装置、660・・・プロセッサ、650・・・記憶装置、670・・・ROM、680・・・RAM、690・・・通信装置

Claims (33)

  1.  遠隔操作走行が可能な農業機械の走行制御システムであって、
     前記遠隔操作走行が条件付きで許可される許可エリアの位置を記憶する記憶装置と、
     遠隔操作によって前記農業機械の走行を制御する遠隔操作モードで動作することが可能な制御装置であって、前記遠隔操作モードにおいて、前記農業機械の状態が、前記許可エリア内で前記遠隔操作走行が許可される条件を満たさない場合に、前記農業機械を前記許可エリア内で走行させる遠隔操作を無効化する制御装置と、
    を備える走行制御システム。
  2.  前記記憶装置は、前記遠隔操作走行が禁止される禁止エリアの位置をさらに記憶し、
     前記制御装置は、前記農業機械を前記禁止エリアに進入させる遠隔操作を無効化する、
     請求項1に記載の走行制御システム。
  3.  前記制御装置は、前記遠隔操作を無効化した場合、前記農業機械を停止させる、請求項1または2に記載の走行制御システム。
  4.  前記制御装置は、前記遠隔操作を無効化した後、前記農業機械の状態が前記許可エリア内で前記遠隔操作走行が許可される条件を満たす状態に変化した場合、前記農業機械を前記許可エリア内で走行させる遠隔操作を有効化する、請求項1から3のいずれかに記載の走行制御システム。
  5.  前記記憶装置は、前記遠隔操作走行が許可される条件が互いに異なる複数の許可エリアの位置を記憶し、
     前記制御装置は、前記複数の許可エリアの各々において、前記農業機械の状態が前記許可エリア内で前記遠隔操作走行が許可される条件を満たさない場合、前記農業機械に前記許可エリア内を走行させる遠隔操作を無効化する、
     請求項1から4のいずれかに記載の走行制御システム。
  6.  前記複数の許可エリアは、互いに隣接する第1許可エリアおよび第2許可エリアを含み、
     前記制御装置は、前記農業機械の状態が、前記第1許可エリア内で前記遠隔操作走行が許可される第1条件を満たし、且つ、前記第2許可エリア内で前記遠隔操作走行が許可される第2条件を満たさない場合、前記農業機械を前記第1許可エリアから前記第2許可エリアに進入させる遠隔操作を無効化する、
     請求項5に記載の走行制御システム。
  7.  前記複数の許可エリアは、圃場内の第1許可エリアおよび前記圃場の外側の第2許可エリアを含み、
     前記制御装置は、前記農業機械の状態が、前記圃場内で前記遠隔操作走行が許可される第1条件を満たし、且つ、前記圃場の外側で前記遠隔操作走行が許可される第2条件を満たさない場合、前記農業機械を前記圃場内の前記第1許可エリアから前記圃場の外側の前記第2許可エリアに進入させる遠隔操作を無効化する、
     請求項5に記載の走行制御システム。
  8.  前記農業機械は、インプルメントが取り付けられた作業車両であり、
     前記制御装置は、前記作業車両が前記インプルメントを基準の高さよりも低くしている状態、または、前記作業車両が前記インプルメントに動力を供給している状態であるとき、前記農業機械の状態が前記第2条件を満たさないと判定し、前記農業機械を前記第1許可エリアから前記第2許可エリアに進入させる遠隔操作を無効化する、
     請求項7に記載の走行制御システム。
  9.  前記農業機械は、左右のブレーキの連結を解除することが可能な作業車両であり、
     前記制御装置は、前記作業車両が前記左右のブレーキの連結を解除している状態にあるとき、前記農業機械の状態が前記第2条件を満たさないと判定し、前記農業機械を前記第1許可エリアから前記第2許可エリアに進入させる遠隔操作を無効化する、
     請求項7または8に記載の走行制御システム。
  10.  前記複数の許可エリアは、圃場における出口を除く第1許可エリアおよび前記圃場における前記出口を含む第2許可エリアを含み、
     前記農業機械は、二輪駆動と四輪駆動とを切り替えることが可能な作業車両であり、
     前記制御装置は、前記作業車両が前記二輪駆動の状態にあるとき、前記第1許可エリアから前記第2許可エリアに進入させる遠隔操作を無効化する、
     請求項5に記載の走行制御システム。
  11.  前記制御装置は、前記遠隔操作モードにおいて、前記農業機械の状態に応じて決定される前記遠隔操作走行が許可されないエリアを示す画像を、前記遠隔操作を行うオペレータが使用する端末装置のディスプレイに表示させる、
     請求項1から10のいずれかに記載の走行制御システム。
  12.  前記制御装置は、前記農業機械に搭載されたカメラによって撮影された画像に、前記遠隔操作走行が許可されないエリアの表示を重畳させた画像を、前記ディスプレイに表示させる、請求項11に記載の走行制御システム。
  13.  前記制御装置は、前記農業機械を前記遠隔操作走行が許可されないエリアに進入させる遠隔操作が行われたとき、前記遠隔操作を行うオペレータが使用する端末装置のディスプレイに警告を表示させる、請求項1から12のいずれかに記載の走行制御システム。
  14.  前記複数の許可エリアは、圃場内の第1許可エリアおよび前記圃場の外側の第2許可エリアを含み、
     前記制御装置は、前記農業機械の状態が前記圃場内で前記遠隔操作走行が許可される第1条件を満たさない場合、前記農業機械を前記第2許可エリアから前記第1許可エリアに進入させる遠隔操作を無効化する、
     請求項1から13のいずれかに記載の走行制御システム。
  15.  前記記憶装置は、前記農業機械が前記圃場で農作業を実行する予定の日時をさらに記憶し、
     前記制御装置は、前記予定の日時以外は、前記農業機械を前記圃場内の前記第1許可エリアに進入させる遠隔操作を無効化する、
     請求項14に記載の走行制御システム。
  16.  前記制御装置は、
     前記農業機械を自動走行エリア内で自動走行させる自動走行モードで動作することが可能であり、
     前記自動走行エリアの外側を前記遠隔操作走行が許可されない禁止エリアに設定し、
     前記自動走行エリアの少なくとも一部を前記許可エリアに設定する、
     請求項1から15のいずれかに記載の走行制御システム。
  17.  前記制御装置は、前記農業機械の測位を行う測位装置から前記農業機械の位置情報を取得し、前記位置情報に基づいて前記農業機械が位置するエリアを特定する、請求項1から16のいずれかに記載の走行制御システム。
  18.  請求項1から17のいずれかに記載の走行制御システムと、
     前記制御装置によって制御される走行装置と、
    を備える農業機械。
  19.  遠隔操作走行が可能な農業機械の走行制御システムであって、
     前記農業機械は、インプルメントが取り付けられた作業車両であり、
     前記遠隔操作走行が条件付きで許可される許可エリアの位置を記憶する記憶装置と、
     遠隔操作によって前記農業機械の走行を制御する遠隔操作モードで動作することが可能な制御装置であって、前記インプルメントの種類または状態が、前記許可エリア内で前記遠隔操作走行が許可される条件を満たさない場合に、前記農業機械を前記許可エリア内で走行させる遠隔操作を無効化する制御装置と、
    を備える走行制御システム。
  20.  前記記憶装置は、前記遠隔操作走行が禁止される禁止エリアの位置をさらに記憶し、
     前記制御装置は、前記農業機械を前記禁止エリアに進入させる遠隔操作を無効化する、
     請求項19に記載の走行制御システム。
  21.  前記制御装置は、前記遠隔操作を無効化した場合、前記農業機械を停止させる、請求項19または20に記載の走行制御システム。
  22.  前記制御装置は、前記遠隔操作を無効化した後、前記インプルメントの種類または状態が前記許可エリア内で前記遠隔操作走行が許可される条件を満たす種類または状態に変化した場合、前記農業機械を前記許可エリア内で走行させる遠隔操作を有効化する、請求項19から21のいずれかに記載の走行制御システム。
  23.  前記記憶装置は、前記遠隔操作走行が許可される条件が互いに異なる複数の許可エリアの位置を記憶し、
     前記制御装置は、前記複数の許可エリアの各々において、前記インプルメントの種類または状態が前記許可エリア内で前記遠隔操作走行が許可される条件を満たさない場合、前記農業機械に前記許可エリア内を走行させる遠隔操作を無効化する、
     請求項19から22のいずれかに記載の走行制御システム。
  24.  前記複数の許可エリアは、互いに隣接する第1許可エリアおよび第2許可エリアを含み、
     前記制御装置は、前記インプルメントの種類または状態が、前記第1許可エリア内で前記遠隔操作走行が許可される第1条件を満たし、且つ、前記第2許可エリア内で前記遠隔操作走行が許可される第2条件を満たさない場合、前記農業機械を前記第1許可エリアから前記第2許可エリアに進入させる遠隔操作を無効化する、
     請求項23に記載の走行制御システム。
  25.  前記複数の許可エリアは、圃場内の第1許可エリアおよび前記圃場の外側の第2許可エリアを含み、
     前記記憶装置は、前記圃場において予定されている農作業に適合するインプルメントの種類をさらに記憶し、
     前記制御装置は、前記農業機械に取り付けられた前記インプルメントの種類が、前記圃場において予定されている農作業に適合しない場合、前記農業機械を前記第2許可エリアから前記第1許可エリアに進入させる遠隔操作を無効化する、
     請求項23に記載の走行制御システム。
  26.  前記複数の許可エリアは、前記インプルメントの幅が特定の範囲にある場合にのみ前記遠隔操作走行が許可される第3許可エリアを含み、
     前記制御装置は、前記インプルメントの幅が前記特定の範囲にない場合、前記農業機械を前記第3許可エリア内で走行させる遠隔操作を無効化する、
     請求項23から25のいずれかに記載の走行制御システム。
  27.  前記第3許可エリアは、圃場の外周部に位置し、
     前記インプルメントの幅が可変である場合、
     前記制御装置は、前記インプルメントの幅を広げると前記インプルメントの先端が前記圃場の外側に出る、または障害物に衝突する場合には、前記インプルメントの幅を広げる遠隔操作を無効化する、
     請求項26に記載の走行制御システム。
  28.  前記制御装置は、前記遠隔操作モードにおいて、前記インプルメントの種類または状態に応じて決定される前記遠隔操作走行が許可されないエリアを示す画像を、前記遠隔操作を行うオペレータが使用する端末装置のディスプレイに表示させる、
     請求項19から27のいずれかに記載の走行制御システム。
  29.  前記制御装置は、前記農業機械に搭載されたカメラによって撮影された画像に、前記遠隔操作走行が許可されないエリアの表示を重畳させた画像を、前記ディスプレイに表示させる、請求項28に記載の走行制御システム。
  30.  前記制御装置は、前記農業機械を前記遠隔操作走行が許可されないエリアに進入させる遠隔操作が行われたとき、前記遠隔操作を行うオペレータが使用する端末装置のディスプレイに警告を表示させる、請求項19から29のいずれかに記載の走行制御システム。
  31.  前記制御装置は、
     前記農業機械を自動走行エリア内で自動走行させる自動走行モードで動作することが可能であり、
     前記自動走行エリアの外側を前記遠隔操作走行が許可されない禁止エリアに設定し、
     前記自動走行エリアの少なくとも一部を前記許可エリアに設定する、
     請求項19から30のいずれかに記載の走行制御システム。
  32.  前記制御装置は、前記農業機械の測位を行う測位装置から前記農業機械の位置情報を取得し、前記位置情報に基づいて前記農業機械が位置するエリアを特定する、請求項19から31のいずれかに記載の走行制御システム。
  33.  請求項19から32のいずれかに記載の走行制御システムと、
     前記制御装置によって制御される走行装置と、
    を備える農業機械。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013177837A (ja) * 2012-02-28 2013-09-09 Kubota Corp 作業機
JP2017200125A (ja) * 2016-04-28 2017-11-02 ヤンマー株式会社 無線通信システム
JP2018063615A (ja) * 2016-10-14 2018-04-19 日産自動車株式会社 無人運転システムの遠隔操作方法と遠隔操作装置
JP2018164440A (ja) * 2017-03-28 2018-10-25 ヤンマー株式会社 作業車両の自律走行システム
JP2021507406A (ja) * 2017-12-29 2021-02-22 ウェイモ エルエルシー 一時的な速度制限標識に応答するように構成された自律車両システム
JP2021088835A (ja) * 2019-12-03 2021-06-10 コベルコ建機株式会社 遠隔操作支援サーバおよび遠隔操作支援システム

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013177837A (ja) * 2012-02-28 2013-09-09 Kubota Corp 作業機
JP2017200125A (ja) * 2016-04-28 2017-11-02 ヤンマー株式会社 無線通信システム
JP2018063615A (ja) * 2016-10-14 2018-04-19 日産自動車株式会社 無人運転システムの遠隔操作方法と遠隔操作装置
JP2018164440A (ja) * 2017-03-28 2018-10-25 ヤンマー株式会社 作業車両の自律走行システム
JP2021507406A (ja) * 2017-12-29 2021-02-22 ウェイモ エルエルシー 一時的な速度制限標識に応答するように構成された自律車両システム
JP2021088835A (ja) * 2019-12-03 2021-06-10 コベルコ建機株式会社 遠隔操作支援サーバおよび遠隔操作支援システム

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