特開 2019-82846 協調作業システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2019-82846(P2019-82846A)

(43)【公開日】2019年5月30日

(54)【発明の名称】協調作業システム

(51)【国際特許分類】

   G05D 1/02 20060101AFI20190510BHJP

   A01B 69/00 20060101ALI20190510BHJP

【ＦＩ】

   G05D1/02 H

   A01B69/00 303Z

   G05D1/02 N

   A01B69/00 303F

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2017-209673(P2017-209673)

(22)【出願日】2017年10月30日

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構、戦略的イノベーション創造プログラム（ＳＩＰ）「次世代農林水産業創造技術」委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願

(71)【出願人】

【識別番号】504173471

【氏名又は名称】国立大学法人北海道大学

(71)【出願人】

【識別番号】000006781

【氏名又は名称】ヤンマー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100154726

【弁理士】

【氏名又は名称】宮地 正浩

(72)【発明者】

【氏名】野口 伸

(72)【発明者】

【氏名】石井 一暢

(72)【発明者】

【氏名】張 弛

(72)【発明者】

【氏名】中川 渉

(72)【発明者】

【氏名】横山 和寿

(72)【発明者】

【氏名】黒田 晃史

(72)【発明者】

【氏名】三輪 敏之

【テーマコード（参考）】

2B043

5H301

【Ｆターム（参考）】

2B043AA04

2B043AB15

2B043AB20

2B043BA02

2B043BA09

2B043BB03

2B043DA17

2B043DA20

2B043DC03

2B043EA08

2B043EA40

2B043EB10

2B043EB17

2B043EB21

2B043EB30

2B043EC02

2B043EC12

2B043EC14

2B043EC18

2B043EC20

2B043ED01

2B043ED16

2B043ED30

5H301AA01

5H301BB01

5H301CC03

5H301CC06

5H301CC10

5H301DD07

5H301DD15

5H301GG07

5H301GG08

5H301LL08

(57)【要約】

【課題】３台以上の作業車両にて協調して作業を行うこと。
【解決手段】車体部を予め定められた走行経路に沿って自律走行させることが可能な自律走行制御部１４と、車体部の位置情報を算出する位置情報算出部１６とを有する複数の作業車両１と、複数の作業車両１の夫々における位置情報算出部１６が算出した各作業車両１の位置情報を取得する位置情報取得部２３と、複数の作業車両１の位置情報に基づいて、複数の作業車両１から協調作業を行う複数の協調作業車両を特定する協調作業車両特定部２４と、協調作業車両特定部２４により特定された複数の協調作業車両の夫々に対して複数の協調作業車両の位置情報を出力する位置情報出力部２５とを備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車体部を予め定められた走行経路に沿って自律走行させることが可能な自律走行制御部と、前記車体部の位置情報を算出する位置情報算出部とを有する複数の作業車両と、
前記複数の作業車両の夫々における前記位置情報算出部が算出した各作業車両の位置情報を取得する位置情報取得部と、
前記複数の作業車両の位置情報に基づいて、前記複数の作業車両から協調作業を行う複数の協調作業車両を特定する協調作業車両特定部と、
前記協調作業車両特定部により特定された複数の協調作業車両の夫々に対して前記複数の協調作業車両の位置情報を出力する位置情報出力部と、を備えることを特徴とする協調作業システム。

【請求項2】

前記走行経路として、複数の直線路と、各直線路を接続する複数の旋回路とを含む経路を生成可能な経路生成部を備え、
前記自律走行制御部は、前記位置情報出力部から出力された前記複数の協調作業車両の位置情報に基づいて、各協調作業車両の作業方向に対する位置偏差を特定し、
前記位置偏差及び前記旋回路における前記車体部の旋回方向に基づいて各協調作業車両の優先順位を特定して、その優先順位に従って前記車体部の自律走行を制御することを特徴とする請求項１に記載の協調作業システム。

【請求項3】

前記複数の協調作業車両の内、最も優先順位が高い作業車両以外の作業車両が有する前記自律走行制御部は、各直線路において、
最も優先順位が高い作業車両に対する前記位置偏差を所定値に維持するように前記車体部の自律走行を制御することを特徴とする請求項２に記載の協調作業システム。

【請求項4】

前記自律走行制御部は、各直線路の終端位置において、
自作業車両よりも優先順位が高い優先作業車両が旋回中であって、且つ、自作業車両を基準とする所定領域内に前記優先作業車両が存在する場合は、前記終端位置で停止し、
前記優先作業車両が旋回中であっても、前記所定領域内に前記優先作業車両が存在しない場合は、前記旋回路における自律走行を行うことを特徴とする請求項３に記載の協調作業システム。

【請求項5】

前記自律走行制御部は、旋回終了後の直線路の始端位置において、
自律走行の開始時において前記複数の協調作業車両の内、前記位置偏差が無かった他の協調作業車両が直線路の始端位置に至るまで前記車体部を停止させ、
前記他の協調作業車両が直線路の始端位置に至ることにより直線路における前記車体部の自律走行を開始することを特徴とする請求項４に記載の協調作業システム。

【請求項6】

前記作業車両は自作業車両の位置情報を基準に所定領域を設定し、
前記自律走行制御部は、直線路における前記車体部の自律走行を開始するときに前記所定領域に他の協調作業車両が存在していても自律走行を実行可能である一方、旋回路における前記車体部の自律走行を開始するときに前記所定領域に他の協調作業車両が存在していると自律走行を実行しないことを特徴とする請求項２〜５の何れか１項に記載の協調作業システム。

【請求項7】

各作業車両は、装着可能な作業機の種類を設定可能な作業機設定部を備え、
前記自律走行制御部は、自作業車両が直線路であるか旋回路であるかに応じて前記作業機を作業状態又は非作業状態に切替可能であり、
前記自律走行制御部は、前記作業機の種類及び前記作業機の状態の少なくとも一方に応じて前記所定領域の範囲を変更することを特徴とする請求項６に記載の協調作業システム。

【請求項8】

各作業車両は、自作業車両の前方の検知範囲に存在する物体を検知可能な物体検知部を備え、
前記自律走行制御部は、前記位置情報出力部により出力された前記複数の協調作業車両の位置情報に基づいて、前記検知範囲内に特定の協調作業車両が存在するか否かを判定し、前記検知範囲内に前記特定の協調作業車両が存在すると判定された場合であって、且つ、前記物体検知部により物体が検知されないときは前記車体部の自律走行を停止することを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の協調作業システム。

【請求項9】

協調作業における前記複数の協調作業車両の作業方向及び作業方向に直交する方向での位置関係を示す作業態様について、複数の作業態様から１つの作業態様を指定可能であり、
前記自律走行制御部は、指定された作業態様を維持するように、前記車体部の自律走行を制御し、
作業態様の指定を行う際に、作業内容に応じた作業態様を推奨する作業態様推奨部が備えられていることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の協調作業システム。

【請求項10】

前記協調作業車両の台数を指定可能であり、
協調作業車両の台数の指定を行う際に、作業条件に応じた台数を推奨する台数推奨部が備えられていることを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の協調作業システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数の作業車両にて協調して作業を行う協調作業システムに関する。

【背景技術】

【0002】

上記のような協調作業システムとして、予め定められた走行経路に沿って自律走行する自律走行作業車両とユーザの手動運転により走行される作業車両との２台の作業車両にて協調して作業を行うものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

【0003】

この特許文献１に記載のシステムでは、作業車両がトラクタにて構成され、自律走行作業車両を先行させ、自律走行作業車両の斜め後方をユーザの手動運転にて作業車両を走行させている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１５−１８８４２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記特許文献１に記載のシステムでは、２台の作業車両にて協調して作業を行うことが記載されているものの、３台以上の作業車両にて協調して作業を行うことが意図されていない。

【0006】

この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、３台以上の作業車両にて協調して作業を行うことができる協調作業システムを提供する点にある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の第１特徴構成は、車体部を予め定められた走行経路に沿って自律走行させることが可能な自律走行制御部と、前記車体部の位置情報を算出する位置情報算出部とを有する複数の作業車両と、
前記複数の作業車両の夫々における前記位置情報算出部が算出した各作業車両の位置情報を取得する位置情報取得部と、
前記複数の作業車両の位置情報に基づいて、前記複数の作業車両から協調作業を行う複数の協調作業車両を特定する協調作業車両特定部と、
前記協調作業車両特定部により特定された複数の協調作業車両の夫々に対して前記複数の協調作業車両の位置情報を出力する位置情報出力部と、を備えることを特徴とする点にある。

【0008】

本構成によれば、位置情報取得部は、複数の作業車両の夫々の位置情報を取得するので、協調作業車両に限らず、協調作業車両以外の作業車両の位置情報も取得することになる。そこで、協調作業車両特定部は、複数の作業車両の位置情報に基づいて、複数の作業車両から協調作業を行う複数の協調作業車両を特定している。協調作業車両特定部は、例えば、特定の作業車両に対して近くに位置する作業車両を協調作業車両として特定することができるので、複数の協調作業車両の特定を適切に行うことができる。位置情報出力部は、協調作業車両特定部により特定された複数の協調作業車両の夫々に対して複数の協調作業車両の位置情報を出力するので、協調作業車両には、複数の協調作業車両の位置情報だけが出力され、協調作業車両以外の作業車両の位置情報は出力されない。これにより、各協調作業車両では、自律走行制御部が、他の協調作業車両の位置情報を把握しながら自作業車両の自律走行を行うことができる。よって、協調作業車両が３台以上となっても、協調作業車両を適切に特定することができ、特定された各協調作業車両の自律走行制御部が、他の協調作業車両の位置情報を把握しながら自作業車両の自律走行を行うことができるので、３台以上の協調作業車両にて協調して作業を行うことができる。

【0009】

本発明の第２特徴構成は、前記走行経路として、複数の直線路と、各直線路を接続する複数の旋回路とを含む経路を生成可能な経路生成部を備え、
前記自律走行制御部は、前記位置情報出力部から出力された前記複数の協調作業車両の位置情報に基づいて、各協調作業車両の作業方向に対する位置偏差を特定し、
前記位置偏差及び前記旋回路における前記車体部の旋回方向に基づいて各協調作業車両の優先順位を特定して、その優先順位に従って前記車体部の自律走行を制御することを特徴とする点にある。

【0010】

本構成によれば、自律走行制御部は、各協調作業車両の優先順位を特定して、その優先順位に従って車体部の自律走行を制御するので、各協調作業車両を優先順位に従って自律走行させて、協調作業車両同士の衝突等を回避しながら、３台以上の協調作業車両にて協調作業を行うことができる。しかも、優先順位は、旋回路における車体部の旋回方向に加えて、各協調作業車両の作業方向に対する位置偏差に基づいて特定されるので、自律走行の開始時の各協調作業車両の位置偏差が維持されるように、各協調作業車両を自律走行させることができる。よって、各協調作業車両を効率よく自律走行させることができ、協調作業の効率化を図ることができる。

【0011】

本発明の第３特徴構成は、前記複数の協調作業車両の内、最も優先順位が高い作業車両以外の作業車両が有する前記自律走行制御部は、各直線路において、
最も優先順位が高い作業車両に対する前記位置偏差を所定値に維持するように前記車体部の自律走行を制御することを特徴とする点にある。

【0012】

本構成によれば、最も優先順位が高い作業車両以外の作業車両が有する自律走行制御部は、最も優先順位が高い作業車両に対する位置偏差を所定値に維持するように車体部の自律走行を制御するので、最も優先順位が高い作業車両以外の作業車両では、車体部の自律走行の制御について、自律走行制御部が同様の制御を行うことができる。これにより、協調作業車両の台数を増加させる場合に、増加する協調作業車両が有する自律走行制御部としては、他の協調作業車両が有する自律走行制御部と同様の制御を行えばよく、協調作業車両の増加に対して簡易に対応することができる。

【0013】

本発明の第４特徴構成は、前記自律走行制御部は、各直線路の終端位置において、
自作業車両よりも優先順位が高い優先作業車両が旋回中であって、且つ、自作業車両を基準とする所定領域内に前記優先作業車両が存在する場合は、前記終端位置で停止し、
前記優先作業車両が旋回中であっても、前記所定領域内に前記優先作業車両が存在しない場合は、前記旋回路における自律走行を行うことを特徴とする点にある。

【0014】

本構成によれば、自律走行制御部は、自作業車両よりも優先順位が高い優先作業車両が旋回中であって、且つ、自作業車両を基準とする所定領域内に優先作業車両が存在する場合は、直線路の終端位置で停止するので、優先作業車両との衝突を回避することができる。しかも、自律走行制御部は、優先作業車両が旋回中であっても、所定領域内に優先作業車両が存在しない場合は、旋回路における自律走行を行うので、優先作業車両との衝突を回避しながら、いち早く旋回路における自律走行を行うことができる。これにより、優先作業車両との衝突を適切に回避しながら、複数の協調作業車両をスムーズに効率よく旋回路にて自律走行させることができる。

【0015】

本発明の第５特徴構成は、前記自律走行制御部は、旋回終了後の直線路の始端位置において、
自律走行の開始時において前記複数の協調作業車両の内、前記位置偏差が無かった他の協調作業車両が直線路の始端位置に至るまで前記車体部を停止させ、
前記他の協調作業車両が直線路の始端位置に至ることにより直線路における前記車体部の自律走行を開始することを特徴とする点にある。

【0016】

例えば、自律走行制御部は、旋回終了後の直線路の始端位置において、その始端位置に到達することにより、直線路における車体部の自律走行を開始することができる。この場合には、複数の協調作業車両において、旋回終了後の直線路の始端位置に到達した順で、直線路における自律走行を開始することになる。よって、自律走行の開始時において作業方向に対する位置偏差が無かった協調作業車両（前後方向で同じ位置に位置する協調作業車両）であっても、旋回後の直線路において、作業方向に対して位置偏差が生じてしまい、自律走行の開始時の位置関係が崩れてしまう。

【0017】

そこで、本構成によれば、自律走行制御部は、自律走行の開始時において複数の協調作業車両の内、作業方向に対する位置偏差が無かった他の協調作業車両（前後方向で同じ位置に位置する他の協調作業車両）が直線路の始端位置に至るまで車体部を停止させている。これにより、旋回終了後の直線路の始端位置に到達した協調作業車両は、作業方向に対する位置偏差が無かった他の協調作業車両が旋回終了後の直線路の始端位置に到達するまで待つことができる。そして、自律走行制御部は、他の協調作業車両が直線路の始端位置に至ることにより直線路における車体部の自律走行を開始するので、作業方向に対する位置偏差が無かった協調作業車両は、全ての協調作業車両が直線路の始端位置に至ることをもって、一斉に直線路における自律走行を開始することができる。よって、旋回後の直線路においても、作業方向に対して位置偏差が無く（前後方向で同じ位置に位置して）、自律走行の開始時の位置関係を維持することができる。

【0018】

本発明の第６特徴構成は、前記作業車両は自作業車両の位置情報を基準に所定領域を設定し、
前記自律走行制御部は、直線路における前記車体部の自律走行を開始するときに前記所定領域に他の協調作業車両が存在していても自律走行を実行可能である一方、旋回路における前記車体部の自律走行を開始するときに前記所定領域に他の協調作業車両が存在していると自律走行を実行しないことを特徴とする点にある。

【0019】

直線路では、直線路同士が交差することなく、所定領域に他の協調作業車両が存在しても、自律走行の開始時における位置関係が維持されていれば、直線路における自律走行を開始しても、協調作業車両同士の衝突は回避することができる。それに対して、旋回路では、旋回路同士が交差するので、所定領域に他の協調作業車両が存在すると、協調作業車両同士の衝突が発生する可能性がある。

【0020】

そこで、本構成によれば、自律走行制御部は、直線路における車体部の自律走行を開始するときに所定領域に他の協調作業車両が存在していても自律走行を実行可能であるので、無駄に自律走行を停止することなく、自律走行をスムーズに開始することができる。しかも、自律走行制御部は、旋回路における車体部の自律走行を開始するときに所定領域に他の協調作業車両が存在していると自律走行を実行しないので、協調作業車両同士の衝突を適切に回避することができる。

【0021】

本発明の第７特徴構成は、各作業車両は、装着可能な作業機の種類を設定可能な作業機設定部を備え、
前記自律走行制御部は、自作業車両が直線路であるか旋回路であるかに応じて前記作業機を作業状態又は非作業状態に切替可能であり、
前記自律走行制御部は、前記作業機の種類及び前記作業機の状態の少なくとも一方に応じて前記所定領域の範囲を変更することを特徴とする点にある。

【0022】

協調作業車両の車体部に装着される作業機によって、車体部から作業機が突出する量が異なるので、他の協調作業車両と衝突する可能性がある範囲が作業機によって異なる。また、作業機が作業状態であれば、作業機の移動等が生じることもあるので、作業機が作業状態か非作業状態であるかによっても、他の協調作業車両と衝突する可能性がある範囲が異なる。

【0023】

そこで、本構成によれば、自律走行制御部は、作業機の種類及び作業機の状態（作業状態であるか非作業状体であるか）の少なくとも一方に応じて所定領域の範囲を変更している。これにより、所定領域として、他の協調作業車両と衝突する可能性がある範囲を適切に設定することができ、他の協調作業車両との衝突を適切に回避することができる。しかも、所定領域が無駄に大きな範囲となってしまい、無駄に自律走行を停止してしまう等の不都合の発生も抑制することができる。

【0024】

本発明の第８特徴構成は、各作業車両は、自作業車両の前方の検知範囲に存在する物体を検知可能な物体検知部を備え、
前記自律走行制御部は、前記位置情報出力部により出力された前記複数の協調作業車両の位置情報に基づいて、前記検知範囲内に特定の協調作業車両が存在するか否かを判定し、前記検知範囲内に前記特定の協調作業車両が存在すると判定された場合であって、且つ、前記物体検知部により物体が検知されないときは前記車体部の自律走行を停止することを特徴とする点にある。

【0025】

位置情報出力部により出力された複数の強調作業車両の位置情報に基づいて、検知範囲内に特定の協調作業車両が存在すると判定された場合には、本来であれば、物体検知部によっても物体が検知されることになる。しかしながら、物体検知部にて物体が検知されなければ、物体検知部等の故障が考えられる。

【0026】

そこで、本構成によれば、自律走行制御部は、検知範囲内に特定の協調作業車両が存在すると判定された場合であって、且つ、物体検知部により物体が検知されないときに、車体部の自律走行を停止しているので、物体検知部等が故障したまま、自律走行が行われるのを防止することができる。

【0027】

本発明の第９特徴構成は、協調作業における前記複数の協調作業車両の作業方向及び作業方向に直交する方向での位置関係を示す作業態様について、複数の作業態様から１つの作業態様を指定可能であり、
前記自律走行制御部は、指定された作業態様を維持するように、前記車体部の自律走行を制御し、
作業態様の指定を行う際に、作業内容に応じた作業態様を推奨する作業態様推奨部が備えられていることを特徴とする点にある。

【0028】

本構成によれば、作業態様の指定を行う際に、作業態様推奨部が作業内容に応じた作業態様を推奨するので、ユーザは、作業内容に適した作業態様を容易に指定することができる。これにより、ユーザにて作業態様を指定する作業の簡素化を図ることができるとともに、作業内容に適した作業態様にて協調作業を行うことができ、協調作業の効率化も図ることができる。

【0029】

本発明の第１０特徴構成は、前記協調作業車両の台数を指定可能であり、
協調作業車両の台数の指定を行う際に、作業条件に応じた台数を推奨する台数推奨部が備えられていることを特徴とする点にある。

【0030】

本構成によれば、協調作業車両の台数の指定を行う際に、台数推奨部が作業条件に応じた台数を推奨するので、ユーザは、作業条件に適した協調作業車両の台数を指定することができる。これにより、ユーザにて協調作業車両の台数を指定する作業の簡素化を図ることができるとともに、作業条件に適した台数の協調作業車両にて協調作業を行うことができ、協調作業の効率化も図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】自律走行システムの概略構成を示す図

【図2】自律走行システムの概略構成を示すブロック図

【図3】作業領域に対して生成させる直線路及び旋回路を示す図

【図4】第１の作業態様を示す図

【図5】第２の作業態様を示す図

【図6】第３の作業態様を示す図

【図7】トラクタの自律走行の流れを示すフローチャート

【図8】トラクタの自律走行の流れを示すフローチャート

【図9】直線路の終端位置及び始端位置における各トラクタの動きを示す模式図

【図10】直線路の終端位置及び始端位置における各トラクタの動きを示す模式図

【発明を実施するための形態】

【0032】

本発明に係る協調作業システムの実施形態を図面に基づいて説明する。
この協調作業システムは、図１に示すように、予め定められた走行経路に沿って自律走行する作業車両としての複数のトラクタ１と、複数のトラクタ１の夫々との間で各種の情報を通信可能なサーバ２とが備えられている。図２に示すように、この協調作業システムでは、トラクタ１及びサーバ２に加えて、トラクタ１が自律走行する走行経路を生成する経路生成装置３が備えられている。経路生成装置３として、例えば、パーソナルコンピュータ等を適用することができ、ユーザにより操作部等を操作することで各種の情報を経路生成装置３に入力可能に構成されている。

【0033】

サーバ２は、クラウドに置き換えることもできる。この協調作業システムでは、図１及び図２に示すように、３台以上のトラクタ１が備えられている。この実施形態では、各トラクタ１とサーバ２とは双方向のデータ通信をリアルタイム（例えば、数ｍｓ毎）で行う。

【0034】

図１に示すように、複数のトラクタ１の夫々は、作業機１０を装着可能な車体部１１を備え、車体部１１の前部が左右一対の前輪１２で支持され、車体部１１の後部が左右一対の後輪１３で支持されている。図１では、作業車両としてトラクタ１を例示したが、トラクタ１の他、田植機、コンバイン、土木・建築作業装置、除雪車等、乗用型作業車両に加え、歩行型作業車両も適用可能である。また、トラクタ１に装着する作業機１０について、図１では、耕耘装置を装着した場合を例示しているが、耕耘装置に限らず、プラウ、施肥装置等、各種の作業機を適用することができる。

【0035】

複数のトラクタ１の夫々には、図２に示すように、自律走行制御部１４、測位用アンテナ１５、位置情報算出部１６、物体検知部１７、作業機設定部１８、無線通信装置１９等が備えられている。ちなみに、複数のトラクタ１の夫々が同じ構成を備えているので、図２では、１台のトラクタ１のみ、その構成を示している。

【0036】

自律走行制御部１４は、位置情報算出部１６にて算出される自車の現在位置情報（トラクタ１の現在位置）に基づいて、エンジン制御装置、変速装置、ブレーキ装置及び操舵装置等（図示省略）のトラクタ１に備えられる各種の装置を制御して、トラクタ１の車体部１１を経路生成装置３にて生成される走行経路に沿って自律走行可能に構成されている。

【0037】

測位用アンテナ１５は、図１に示すように、例えば、衛星測位システム（例えばＧＮＳＳ）を構成する測位衛星４からの衛星測位情報を受信するように構成されている。測位用アンテナ１５は、例えば、トラクタ１のキャビンのルーフの上面に配置されている。

【0038】

位置情報算出部１６は、図２に示すように、測位補正情報配信サーバ２１から配信される測位補正情報を用いて、測位用アンテナ１５にて取得するトラクタ１（車体部１１）の衛星測位情報を補正する測位方法により、トラクタ１の現在位置情報（例えば、緯度情報・経度情報）を算出している。この場合、ＤＧＰＳ（ディファレンシャルＧＰＳ測位）、ＲＴＫ測位（リアルタイムキネマティック測位）等の各種の測位方法を採用することができる。測位補正情報配信サーバ２１から配信される測位補正情報は、各トラクタ１の現在位置を高精度に算出するために用いられている。ちなみに、測位方法については、測位補正情報配信サーバ２１を備えずに単独測位を用いることもできる。

【0039】

物体検知部１７は、図１では図示を省略するが、例えば、レーザスキャナが採用されており、トラクタ１の前方側の所定の検知範囲に、人や障害物等の物体の存在を検知している。作業機設定部１８は、トラクタ１の車体部１１に装着する作業機１０の種類を設定可能に構成されている。無線通信装置１９は、外部の無線通信装置との間で各種の情報を無線通信可能に構成されている。この実施形態では、無線通信装置１９によりトラクタ１とサーバ２と間で各種の情報を無線通信可能に構成されている。

【0040】

サーバ２は、図２に示すように、各トラクタ１に測位補正情報を配信する測位補正情報配信サーバ２１と、協調作業を行うトラクタ１を管理するトラクタ管理サーバ２２とを備えている。

【0041】

経路生成装置３は、圃場等の作業領域Ｒ（図３参照）においてトラクタ１の車体部１１が自律走行する走行経路を生成する経路生成部３１と、各種の情報を表示可能な表示部３２等とを備えている。

【0042】

経路生成部３１が走行経路を生成するに当たり、まず、作業領域Ｒ（図３参照）の設定が行われる。例えば、任意の四隅に測位アンテナ（例えば、持ち運び可能なポータブル型測位アンテナ）を配置して四隅の位置座標を計測し、それら四隅の位置座標を基準として矩形状の作業領域Ｒ（図３参照）を設定することができる。作業領域Ｒの設定については、測位アンテナを用いるものに限らず、例えば、地図情報から任意の領域を特定することもでき、その他、各種の特定方法を採用することができる。

【0043】

経路生成部３１は、作業開始地点Ｓ（図３参照）、作業終了地点Ｅ（図３参照）、及び、作業方向を設定して、複数の直線路Ｌと複数の旋回路Ｍとを含む経路を生成している。直線路Ｌは、直線路Ｌ同士の距離が設定距離（例えば、２．５ｍ）となるように平行に配置される。旋回路Ｍは、直線路Ｌ同士を接続する経路として設定され、トラクタ１の進行方向を１８０度転換するための経路である。直線路Ｌは、トラクタ１が作業機１０を作業状態に切り替えて作業を行いながら自律走行するための経路である。旋回路Ｍは、ことで、トラクタ１が作業機１０を非作業状態に切り替えて作業を行わずに自律走行するための経路である。

【0044】

経路生成部３１にて走行経路を生成するに当たり、ユーザ等が自律走行を行うトラクタ１の台数を指定する。トラクタ１の台数としては、３台以上の台数であれば、任意の台数を指定可能となっている。例えば、トラクタ１の台数として５台を指定すると、図３に示すように、経路生成部３１が複数の直線路Ｌと複数の旋回路Ｍとを含む経路を生成する。

【0045】

経路生成装置３には、図２に示すように、ユーザが自律走行を行うトラクタ１の台数を指定する際に、作業条件に応じた台数を推奨する台数推奨部３４が備えられている。作業条件は、作業領域Ｒの形状や大きさ等の作業領域Ｒに関する作業領域条件、ユーザが使用可能なトラクタ１の最大台数等を含む条件に設定されている。

【0046】

例えば、作業領域Ｒの形状が、直線路Ｌに沿う方向の長さが長く、直線路Ｌに直交する方向の長さが短い場合には、より多くのトラクタ１にて協調作業を行うことで、効率よく作業を行うことができる。逆に、作業領域Ｒの形状が、直線路Ｌに沿う方向の長さが短く、直線路Ｌに直交する方向の長さが長い場合には、多数のトラクタ１にて協調作業を行うと、旋回するときの待ち時間が長くなってしまい、かえって作業効率が低下してしまう。

【0047】

そこで、台数推奨部３４は、作業条件から、作業効率の向上を図ることができるトラクタ１の台数を求め、その求めた台数を推奨するように構成されている。台数推奨部３４にて推奨される台数は、ユーザが認識可能に表示部３２に表示される。

【0048】

経路生成部３１は、図３に示すように、作業領域Ｒの一端に設けられた作業開始地点Ｓから作業領域Ｒの他端に設けられる直線路Ｌの終端位置に向かって作業方向に平行な直線路Ｌを生成するとともに、その直線路Ｌに平行な直線路Ｌを指定されたトラクタ台数に相当する本数分（図３では５本）生成する。次に、作業領域Ｒの他端から作業領域Ｒの一端に向かって作業方向に平行な直線路Ｌを生成するとともに、その直線路Ｌに平行な直線路Ｌを指定されたトラクタ台数に相当する本数分（図３では５本）生成する。経路生成部３１は、平行に配置されたトラクタ台数分の複数本の直線路Ｌを１つの組とし、各組における作業方向が交互に反対方向となるように設定しながら、作業終了地点Ｅに至るまで複数組の直線路Ｌを生成している。この実施形態では、直線路Ｌが、作業領域Ｒの中央領域Ｒ１に生成されており、Ｌ１〜Ｌ２０の合計２０本の直線路Ｌが生成されている。

【0049】

経路生成部３１は、互いに異なる組に属する直線路Ｌ同士を接続する旋回路Ｍを生成している。この実施形態では、旋回路Ｍが、特定の直線路Ｌと、指定されたトラクタ台数から１を減算して算出される本数分（図３では４本）隔てた位置に設定された直線路Ｌとを接続している。旋回路Ｍは、互いに異なる組に属する何れの直線路Ｌを接続するものでもよく、どの直線路Ｌとどの直線路Ｌとを接続するかは適宜変更が可能である。

【0050】

経路生成装置３では、協調作業するときの作業態様を指定することで、経路生成部３１にて生成された走行経路において各トラクタ１がどのように自律走行を行うかを示唆するシミュレーション映像を表示部３２に表示可能に構成されている。作業態様は、各トラクタ１の初期の位置関係を規定しており、協調作業におけるトラクタ１の作業方向及び作業方向に直交する方向での位置関係を示す編成パターンである。例えば、図４〜図６に示すように、３つの作業態様から１つの作業態様を指定可能に構成されている。図４〜図６は、トラクタ台数を５台とした場合の３つの作業態様を示しており、各トラクタ１をＴ１〜Ｔ５にて示している。ちなみに、図４〜図６では、一部の旋回路Ｍを省略している。

【0051】

第１の作業態様は、図４に示すように、各トラクタＴ１〜Ｔ５が初期位置において進行方向に対して所定の距離を隔てて１台ずつ順番に並ぶ作業態様である。この実施形態では、旋回路Ｍの旋回方向に最も近い側に位置させるトラクタＴ５を最前方に配置し、旋回路Ｍの旋回方向から遠ざかる順でトラクタＴ１〜Ｔ４を順次後方側に配置している。各トラクタＴ１〜Ｔ５の初期位置が、進行方向に対して５列となり、進行方向に対して傾斜する直線状に並ぶようにしている。

【0052】

第２の作業態様は、図５に示すように、各トラクタＴ１〜Ｔ５が初期位置において進行方向に対して所定の距離を隔てて複数台が並ぶ状態で、最後方に位置するトラクタＴ３を１台とする作業態様である。この実施形態では、進行方向に直交する方向において両端部に位置する２台のトラクタＴ１、Ｔ５を最前方に配置し、進行方向に直交する方向において両端部よりも１つ内側に位置する２台のトラクタＴ２、Ｔ４を最前方のトラクタＴ１，Ｔ５の後方側に配置し、進行方向に直交する方向において中央に位置する１台のトラクタＴ３を最後方に配置している。各トラクタＴ１〜Ｔ５の初期位置が、進行方向に対して３列となり、Ｖ字状に並ぶようにしている。

【0053】

第３の作業態様は、図６に示すように、各トラクタＴ１〜Ｔ５が初期位置において進行方向に対して所定の距離を隔てて複数台が並ぶ状態で、最後方に位置するトラクタＴ２、Ｔ４を複数台とする作業態様である。この実施形態では、進行方向に直交する方向において隣り合うトラクタＴ１〜Ｔ５を前方側と後方側とに交互に配置して、トラクタＴ１、Ｔ３、Ｔ５の３台を最前方に配置し、トラクタＴ２、Ｔ４の２台を最後方に配置している。各トラクタＴ１〜Ｔ５の初期位置が、進行方向に対して２列となり、Ｗ字状に並ぶようにしている。

【0054】

３つの作業態様の夫々（図４〜図６）について、シミュレーション映像を表示部３２に表示可能としている。ちなみに、図４〜図６には、シミュレーション映像において自律走行を開始した直後の画像を示したものである。シミュレーション映像では、図示は省略するが、作業領域Ｒの全体を作業するのに必要な総作業時間、総作業時間における各トラクタ１の待機時間、総作業時間における各トラクタ１の旋回時間、燃費効率等の作業効率を把握するために必要な情報が併せて表示される。燃費効率については、例えば、作業における推定負荷、作業速度、作業時間等から推定することができる。作業領域Ｒにおいて特定の作業態様にて実際に作業を行った場合に、実作業負荷、実エンジン回転速度、ＰＴＯ軸回転速度、燃料消費量等の各種の作業情報を作業領域Ｒに対応付けてデータベース化を図ることができる。これにより、燃費効率を推定する際に、データベースを用いて、同一の作業領域Ｒにおける過去の作業情報に基づいて燃費効率を精度よく算出することができる。

【0055】

経路生成部３１は、３つの作業態様の夫々（図４〜図６）について、複数の直線路Ｌと複数の旋回路Ｍとを含む経路を生成可能に構成されている。ユーザは、図４〜図６に示すシミュレーション映像を確認し、３つの作業態様から１つの作業態様を指定することで、経路生成部３１にて生成された走行経路のうち、指定された作業態様に相当する経路を示す経路情報を各トラクタ１に入力している。ユーザが経路生成装置３の操作部等を操作することで、３つの作業態様から１つの作業態様を指定できる。経路情報の入力は、例えば、ＵＳＢメモリ等の記憶媒体を用いて各トラクタ１の自律走行制御部１４に経路情報が入力されている。経路情報の入力については、記憶媒体を用いるものに限らず、トラクタ１と経路生成装置３との間で無線通信することにより、経路生成部３１から各トラクタ１の自律走行制御部１４に経路情報を入力することもできる。

【0056】

経路生成装置３には、ユーザが３つの作業態様から１つの作業態様を指定する際に、作業内容に応じた１つの作業態様を推奨する作業態様推奨部３３が備えられている。作業態様推奨部３３が推奨する作業態様がどの作業態様であるかが認識可能に表示部３２に表示される。

【0057】

例えば、図４に示す第１の作業態様では、旋回路Ｍを旋回する際の待ち時間が少なく、複数台のトラクタ１を効率よく旋回させることができる。図５に示す第２の作業態様では、最後方に位置するトラクタ１が１台であるので、最後方に位置するトラクタ１にユーザが搭乗すると、他のトラクタ１を容易に監視することができる。図６に示す第３の作業態様では、複数のトラクタ１が前後方向で交互に位置して左右対称にバランスよく配置されている。よって、例えば、トラクタ１の両横に作業領域Ｒの土を移動させる作業を行った場合に、それよりも後方側に位置するトラクタ１によって左右両側にバランスよく土を移動させることができ、左右方向の一方側のみに多量の土が移動してしまう土寄せが発生し難い。

【0058】

そこで、作業内容が草刈り作業等であれば、トラクタ１の両横に作業領域Ｒの土が移動するような作業ではないので、作業態様推奨部３３は第１の作業態様を推奨している。作業内容が代掻き作業等であれば、トラクタ１の両横に作業領域Ｒの土が移動するような作業であるので、作業態様推奨部３３は第３の作業態様を推奨している。作業内容が草刈り作業や代掻き作業以外であって、最後方に位置するトラクタ１にユーザが搭乗することが望まれる作業であれば、作業態様推奨部３３は第２の作業態様を推奨している。

【0059】

次に、経路生成装置３により生成された経路情報を各トラクタ１に入力してから自律走行が開始されるまでの流れについて説明する。
経路情報を各トラクタ１に入力した後、ユーザは各トラクタ１の自律走行制御部１４に対して、トラクタ１が入力された経路の内、何れの経路を走行するかを設定する。図３において、紙面に向かって右端に位置する直線路Ｌから順に番号を振っていくと、Ｌ１〜Ｌ２０の合計２０本の直線路Ｌを備えることになる。これにより、第１のトラクタＴ１（図４〜図６参照）が走行する経路（直線路Ｌ）として、Ｌ１、Ｌ６、Ｌ１１、Ｌ１６の順に設定する。第２のトラクタＴ２（図４〜図６参照）が走行する経路（直線路Ｌ）として、Ｌ２、Ｌ７、Ｌ１２、Ｌ１７の順に設定する。第３のトラクタＴ３（図４〜図６参照）が走行する経路（直線路Ｌ）として、Ｌ３、Ｌ８、Ｌ１３、Ｌ１８の順に設定する。第４のトラクタＴ４（図４〜図６参照）が走行する経路（直線路Ｌ）として、Ｌ４、Ｌ９、Ｌ１４、Ｌ１９の順に設定する。第５のトラクタＴ５（図４〜図６参照）が走行する経路（直線路Ｌ）として、Ｌ５、Ｌ１０、Ｌ１５、Ｌ２０の順に設定する。

【0060】

ユーザは、各トラクタ１に対して走行する経路を設定した後に、最初に走行する経路に各トラクタ１を移動させる。この実施形態では、ユーザが各トラクタ１を直線路Ｌ１〜Ｌ５の夫々に移動させる。

【0061】

このとき、ユーザが第１の作業態様を指定している場合には、図４に示すように、旋回路Ｍの旋回方向に最も近い側のトラクタＴ５を最前方に位置させ、旋回路Ｍの旋回方向から遠ざかる順でトラクタＴ１〜Ｔ４を順次後方側に位置させて、各トラクタＴ１〜Ｔ５を前後方向に位置をずらして配置させる。

【0062】

ユーザが第２の作業態様を指定している場合には、図５に示すように、進行方向に直交する方向において両端部の２台のトラクタＴ１、Ｔ５を最前方に位置させ、進行方向に直交する方向において両端部よりも１つ内側の２台のトラクタＴ２、Ｔ４を最前方のトラクタＴ１，Ｔ５の後方側に位置させ、進行方向に直交する方向において中央の１台のトラクタＴ３を最後方に位置させる。トラクタＴ１、Ｔ５を前後方向で同じ位置に配置させ、トラクタＴ２、Ｔ４を前後方向で同じ位置に配置させる。トラクタＴ１、Ｔ５の１列目、トラクタＴ２、Ｔ４の２列目、トラクタＴ３の３列目となるように、前後方向に位置をずらして配置させる。

【0063】

ユーザが第３の作業態様を指定している場合には、図６に示すように、進行方向に直交する方向において隣り合うトラクタＴ１〜Ｔ５を前方側と後方側とに交互に位置させ、トラクタＴ１、Ｔ３、Ｔ５の３台を最前方に位置させ、トラクタＴ２、Ｔ４の２台を最後方に位置させる。トラクタＴ１、Ｔ３、Ｔ５を前後方向で同じ位置に配置させ、トラクタＴ２、Ｔ４を前後方向で同じ位置に配置させる。トラクタＴ１、Ｔ３、Ｔ５の１列目、トラクタＴ２、Ｔ４の２列目となるように、前後方向に位置をずらして配置させる。

【0064】

ここで、複数の直線路Ｌに配置されたトラクタ１の前後方向の位置ずれが閾値以内である場合に、両トラクタ１が前後方向に同じ位置に配置されたものとし、閾値を超える場合に両トラクタ１が前後方向に位置をずらして配置されたものとしている。

【0065】

ユーザにより各トラクタ１を各直線路Ｌにおいて所定の位置に移動させた後、図２に示すように、各トラクタ１からトラクタ管理サーバ２２に対して、位置情報算出部１６にて算出した自車の現在位置情報を送信している。トラクタ管理サーバ２２は、複数のトラクタ１の現在位置情報に基づいて、複数のトラクタ１から協調作業を行う複数の協調作業車両を特定し、特定された複数の協調作業車両の夫々に対して複数の協調作業車両の位置情報を出力するように構成されている。

【0066】

トラクタ管理サーバ２２には、位置情報取得部２３と、協調作業車両特定部２４と、位置情報出力部２５とが備えられている。位置情報取得部２３は、複数のトラクタ１の夫々における位置情報算出部１６が算出した各トラクタ１の位置情報を取得するように構成されている。協調作業車両特定部２４は、複数のトラクタ１の位置情報に基づいて、複数のトラクタ１から協調作業を行う複数の協調作業車両を特定するように構成されている。位置情報出力部２５は、協調作業車両特定部２４により特定された複数の協調作業車両の夫々に対して複数の協調作業車両の位置情報を出力するように構成されている。

【0067】

位置情報取得部２３は、複数のトラクタ１の夫々における無線通信装置１９との無線通信により各トラクタ１の現在位置情報を取得している。協調作業車両特定部２４は、各トラクタ１の現在位置情報に基づくクラスタ分け処理を行うことで、複数の協調作業車両を特定している。協調作業車両特定部２４は、特定のトラクタ１の位置と他のトラクタ１の位置との離間距離を求め、その離間距離が所定距離未満であると、同一のクラスタに属するトラクタ１である（協調作業車両である）と判定する。また、協調作業車両特定部２４は、離間距離が所定距離以上であると、同一のクラスタに属するトラクタ１ではない（協調作業車両ではない）と判定する。ここで、所定距離は、図４〜図６に示すように、前後方向に位置をずらす距離、及び、直線路Ｌに直交する方向での距離等を考慮して設定されており、トラクタＴ１〜Ｔ５の全てが同一のクラスタに属するトラクタ１である（協調作業車両である）と判定されるようにしている。これにより、協調作業を行う場合に初期位置以外の位置に存在するトラクタ１が協調作業車両として誤って特定されることがなく、初期位置に配置された複数のトラクタＴ１〜Ｔ５の全てを協調作業車両として適切に特定することができる。

【0068】

ちなみに、クラスタ分け処理として、特定のトラクタ１の位置を基準として、特定のトラクタ１からの他のトラクタ１の離間距離を求めているが、例えば、作業領域Ｒ内の作業開始地点Ｓ（図３参照）の近くに基準点を設定し、その基準点からの他のトラクタ１の離間距離を求め、その求めた離間距離に基づいてクラスタ分けを行うこともできる。

【0069】

位置情報出力部２５は、クラスタ分け処理にて同一のクラスタに属するトラクタ１と判定されたトラクタ１を協調作業車両とし、その協調作業車両だけに同一のクラスタに属するトラクタ１の全ての位置情報を出力している。図４〜図６において、位置情報出力部２５は、トラクタＴ１に対して他のトラクタＴ２〜Ｔ５の位置情報の全てを出力し、トラクタＴ２〜Ｔ５に対しても他のトラクタの位置情報の全てを出力しており、各トラクタＴ１〜Ｔ５は、他のトラクタの位置情報の全てを取得可能となっている。このように、位置情報出力部２５は、同一のクラスタに属するトラクタ１だけに他の協調作業車両（トラクタ１）の位置情報を出力するので、協調作業に無関係なトラクタ１の位置情報が協調作業車両（トラクタ１）に出力されることがない。よって、協調作業車両（トラクタ１）は、位置情報出力部２５から出力される位置情報によって、他の協調作業車両（トラクタ１）の位置情報を適切に把握することができる。

【0070】

以下、協調作業車両であるトラクタ１を、単に、「トラクタ１」と呼称して説明する。
各トラクタ１では、自律走行制御部１４が、位置情報出力部２５から出力された複数のトラクタ１の位置情報、及び、入力された経路情報に基づいて、各トラクタ１の優先順位を特定している。自律走行制御部１４は、位置情報出力部２５から出力された複数のトラクタ１の位置情報に基づいて、各トラクタ１の作業方向に対する位置偏差を特定し、特定された位置偏差及び旋回路Ｍにおける車体部１１の旋回方向に基づいて各トラクタ１の優先順位を特定している。

【0071】

複数のトラクタ１は、前後方向の位置によってグループに区分けされている。最前方（１番手）に位置するトラクタ１は、１番手グループに区分けされ、最前方よりも１つ後方側（２番手）に位置するトラクタ１は、２番手グループに区分けされている。このように、ｎ番手に位置するトラクタ１は、ｎ番手グループに区分けされている。また、最前方に位置するトラクタ１と前後方向で同じ位置のトラクタ１は、１番手グループに区分けされ、２番手に位置するトラクタ１と前後方向で同じ位置のトラクタ１は、２番手グループに区分けされている。このように、前後方向で同じ位置に位置するトラクタ１同士は、同じ番手グループに区分けされている。

【0072】

優先順位は、前方側に位置するトラクタ１から優先順位が高く、前後方向で同じ位置に位置するトラクタ１同士では旋回路Ｍにおける車体部１１の旋回方向（図４〜図６中、左側）に近いトラクタ１ほど優先順位が高くなるようにしている。これにより、１番手グループに属するトラクタ１が最も優先順位が高い番手グループとなり、２番手グループ以降、順次優先順位が低くなる。また、同じ番手グループの中でも優先順位の高低が存在しており、旋回方向に一番近いトラクタ１の優先順位が最も高く、旋回方向から離れていくほど優先順位が低くなる。

【0073】

図４に示す第１の作業態様では、トラクタＴ５が１番手グループに属し、トラクタＴ４が２番手グループに属し、トラクタＴ３が３番手グループに属し、トラクタＴ２が４番手グループに属し、トラクタＴ１が５番手グループに属する。優先順位は、トラクタＴ５＞トラクタＴ４＞トラクタＴ３＞トラクタＴ２＞トラクタＴ１の順となる。

【0074】

図５に示す第２の作業態様では、トラクタＴ１、Ｔ５が１番手グループに属し、トラクタＴ２、Ｔ４が２番手グループに属し、トラクタＴ３が３番手グループに属する。優先順位は、トラクタＴ５＞トラクタＴ１＞トラクタＴ４＞トラクタＴ２＞トラクタＴ３の順となる。

【0075】

図６に示す第３の作業態様では、トラクタＴ１、Ｔ３、Ｔ５が１番手グループに属し、トラクタＴ２、Ｔ４が２番手グループに属する。優先順位は、トラクタＴ５＞トラクタＴ３＞トラクタＴ１＞トラクタＴ４＞トラクタＴ２の順となる。

【0076】

以下、トラクタ１の自律走行の流れを、図７及び図８のフローチャートに基づいて説明する。図７は、主にトラクタ１が直線路Ｌを自律走行するときの流れを示すものであり、図８は、主にトラクタ１が旋回路Ｍを自律走行するときの流れを示すものである。

【0077】

自律走行の開始が指示されたときに、図７に示すように、自律走行制御部１４は、自車の位置が直線路Ｌの始端位置又は終端位置であるか否かを判定する（ステップ＃１）。自車の位置が直線路Ｌの始端位置でも終端位置でもない場合に、自律走行制御部１４は、直線路Ｌの自律走行を実行する（ステップ＃１のＮｏの場合、ステップ＃９）。直線路Ｌの自律走行については後述する。

【0078】

自車の位置が直線路Ｌの始端位置又は終端位置である場合に、自律走行制御部１４は、自車の位置が始端位置であるか否かを判定する（ステップ＃１のＹｅｓの場合、ステップ＃２）。自律走行制御部１４は、自車の位置が始端位置であれば、他のトラクタ１が旋回中であるか否かを判定する（ステップ＃２のＹｅｓの場合、ステップ＃３）。自律走行制御部１４は、他のトラクタ１が旋回中であれば、第１走行条件が成立しているか否かを判定する（ステップ＃３のＹｅｓの場合、ステップ＃４）。ここで、第１走行条件は、同じ番手グループに属する全てのトラクタ１が直線路Ｌの始端位置に位置することとしている。

【0079】

自律走行制御部１４は、第１走行条件が成立していなければ、自車を直線路Ｌの始端位置にそのまま停止待機させる（ステップ＃４のＮｏの場合、ステップ＃５）。自律走行制御部１４は、第１走行条件が成立していれば、自車を所定位置（直線路Ｌの始端位置から所定距離だけ前進した位置）まで前進させて停止する（ステップ＃４のＹｅｓの場合、ステップ＃６）。

【0080】

自律走行制御部１４は、第２走行条件が成立するか否かを判定し、第２走行条件が成立すると、直線路Ｌの自律走行を実行する（ステップ＃７のＹｅｓの場合、ステップ＃９）。ここで、第２走行条件は、自車が属する番手グループよりも優先順位が低い全ての番手グループに属するトラクタ１が直線路Ｌに存在し、且つ、各番手グループに属するトラクタ１の前後方向での位置が同じ位置となっていることとしている。自律走行制御部１４は、第２走行条件が成立していなければ、待機制御を行う（ステップ＃７のＮｏの場合、ステップ＃８）。

【0081】

待機制御では、自律走行制御部１４が、自車が属する番手グループよりも優先順位が低い番手グループにおいて、その番手グループに属するトラクタ１が直線路Ｌに存在し、且つ、その番手グループに属するトラクタ１同士の前後方向での位置が同じ位置となったときに、自車を所定位置（現在の位置から所定距離だけ前進した位置）に前進させて待機させる。

【0082】

ここで、ステップ＃９における直線路Ｌの自律走行について説明する。
自律走行制御部１４は、直線路Ｌを自律走行するときに、車体部１１の自律走行を制御するとともに、作業機１０を作業状態に切り替えるように作業機１０の作動状態も制御している。これにより、直線路Ｌでは、トラクタ１が、作業機１０にて作業を行いながら、自律走行されることになる。それに対して、旋回路Ｍの自律走行では、後述するが、自律走行制御部１４が、作業機１０を非作業状態に切り替えて自律走行を行うようにしている。

【0083】

各トラクタ１が直線路Ｌを自律走行するに当たり、自律走行制御部１４は、直線路Ｌに沿って車体部１１を自律走行させるだけでなく、優先順位に従って車体部１１の自律走行を制御するように構成されている。優先順位が最も高いトラクタ１では、自律走行制御部１４が、直線路Ｌに沿って車体部１１を自律走行させるだけである。それに対して、優先順位が最も高いトラクタ１以外のトラクタ１では、自律走行制御部１４が、直線路Ｌに沿って車体部１１を自律走行させることに加えて、最も優先順位が高いトラクタ１に対して、作業方向（前後方向）での位置偏差を所定値に維持するように車体部１１の自律走行を制御している。

【0084】

優先順位が最も高いトラクタ１以外のトラクタ１では、自律走行制御部１４が、自車と同じ番手グループに属するトラクタ１の内、最も優先順位が高いトラクタ１に対して前後方向の位置が同じ位置となるように車体部１１の自律走行を制御するとともに、自車よりも１つ優先順位が高い番手グループ及び１つ優先順位が低い番手グループに属するトラクタ１に対する前後方向での離間距離が所定距離を保つように車体部１１の自律走行を制御している。ちなみに、他のトラクタ１の位置情報は、リアルタイム（例えば、数ｍｓ毎）でサーバ２の位置情報出力部２５から出力されており、自律走行制御部１４は、その位置情報出力部２５からの出力により他のトラクタ１の位置情報を把握している。

【0085】

例えば、図６に示す第３の作業態様を例に挙げると、最も優先順位が高いトラクタＴ５では、自律走行制御部１４が、直線路Ｌに沿って車体部１１を自律走行させる。１番手グループに属するトラクタＴ１、Ｔ３では、自律走行制御部１４が、前後方向でトラクタＴ５と同じ位置に位置するとともに、２番手グループに属するトラクタＴ２、Ｔ４との離間距離を所定距離に保つように車体部１１の自律走行を制御している。２番手グループに属するトラクタＴ２、Ｔ４では、自律走行制御部１４が、トラクタＴ２、Ｔ４のお互いが前後方向で同じ位置に位置するとともに、１番手グループに属するトラクタＴ１、Ｔ３、Ｔ５との離間距離を所定距離に保つように車体部１１の自律走行を制御している。

【0086】

図７に戻り、ステップ＃２において、自車の位置が始端位置でなければ（つまり自車の位置が終端位置であると）、図８に示すように、自律走行制御部１４は、他のトラクタ１が旋回中であるか否かを判定する（ステップ＃１１）。自律走行制御部１４は、他のトラクタ１が旋回中でなければ、旋回路Ｍの自律走行を実行する（ステップ＃１１のＮｏの場合、ステップ＃１５）。旋回路Ｍの自律走行については後述する。

【0087】

自律走行制御部１４は、他のトラクタ１が旋回中であれば、直線路Ｌの終端位置に停止待機して、自車が次に旋回するトラクタ１であるか否かを判定する（ステップ＃１１のＹｅｓの場合、ステップ＃１２、ステップ＃１３）。自律走行制御部１４は、優先順位に基づいて、旋回を行っていないトラクタ１の内、自車の優先順位が最も高いか否かによって、自車が次に旋回するトラクタ１であるか否かを判定している。自律走行制御部１４は、旋回を行っていないトラクタ１の内、自車の優先順位が最も高いトラクタ１である場合に、自車が次に旋回するトラクタ１であると判定し、旋回を行っていないトラクタ１の内、自車の優先順位が最も高いトラクタ１ではない場合に、自車が次に旋回するトラクタ１ではないと判定している。

【0088】

自律走行制御部１４は、自車が次に旋回するトラクタ１であると判定すると、旋回開始条件が成立しているか否かを判定する（ステップ＃１３のＹｅｓの場合、ステップ＃１４）。ここで、旋回開始条件は、自車よりも優先順位が高いトラクタ１が自車位置を基準とする所定領域に存在しないこととしている。所定領域に他のトラクタ１が存在する場合には、旋回路Ｍの自律走行を開始しないので、各トラクタ１は、他のトラクタ１との衝突を回避しながら、旋回路Ｍの自律走行を行うことができる。

【0089】

このようにして、自律走行制御部１４は、各直線路Ｌの終端位置において、自車よりも優先順位が高いトラクタ１が旋回中であって、且つ、自車位置を基準とする所定領域内に自車よりも優先順位が高いトラクタ１が存在する場合は、直線路Ｌの終端位置で停止している。そして、自律走行制御部１４は、直線路Ｌにおける車体部１１の自律走行を開始するときに所定領域に他のトラクタ１が存在していても自律走行を実行可能である一方、旋回路Ｍにおける車体部１１の自律走行を開始するときに所定領域に他のトラクタ１が存在していると自律走行を実行しない。

【0090】

ちなみに、旋回路Ｍの自律走行を行う場合だけに限らず、直線路Ｌの自律走行を行う場合にも、自律走行制御部１４は、自車位置を基準とする所定領域内に他のトラクタ１が存在することで、自律走行を停止することができる。

【0091】

また、直線路Ｌの自律走行を行う場合に、自律走行制御部１４が、所定領域内に他のトラクタ１が存在しても自律走行を継続させ、所定領域内にトラクタ１以外の障害物が存在するときに自律走行を停止することもできる。自律走行制御部１４は、位置情報出力部２５にて出力される他のトラクタ１の位置情報と物体検知部１７の検知情報とに基づいて、所定領域内に存在するのが他のトラクタ１であるか障害物であるかの判定を行う。自律走行制御部１４は、物体検知部１７にて物体を検知している場合に、その検知範囲に他のトラクタ１の位置情報が存在しなければ、障害物であると判定している。

【0092】

ここで、所定領域については、自車の車体部１１を含む一定の範囲に設定するものに限らず、各種の条件に応じて所定領域の範囲を変更設定することができる。自律走行制御部１４は、直線路Ｌを自律走行する場合に、作業機１０を作業状態に切り替え、旋回路Ｍを自律走行する場合に、作業機１０を非作業状態に切り替えている。そこで、自律走行制御部１４は、作業機１０の状態に応じて所定領域の範囲を変更可能としている。例えば、自律走行制御部１４は、作業機１０の状態が作業状態のときの方が非作業状態のときよりも、所定領域の範囲が大きくなるように設定することができる。

【0093】

また、上述の如く、図２に示すように、トラクタ１には、装着可能な作業機１０の種類を設定可能な作業機設定部１８が備えられている。ユーザは、トラクタ１の自律走行を開始する前等に、作業機設定部１８によりトラクタ１の車体部１１に装着する作業機１０の種類を設定している。そこで、自律走行制御部１４は、作業機設定部１８にて設定される作業機１０の種類に応じて所定領域の範囲を変更可能としている。例えば、自律走行制御部１４は、作業機１０の大きさが大きな種類であるほど、所定領域の範囲が大きくなるように設定することができる。

【0094】

図８に戻り、自律走行制御部１４は、旋回開始条件が成立していなければ、旋回開始条件が成立するまで直線路Ｌの終端位置に停止した状態を維持し、旋回開始条件が成立すると、旋回路Ｍの自律走行を実行する（ステップ＃１４、ステップ＃１５）。このように、自律走行制御部１４は、自車よりも優先順位が高いトラクタ１が旋回中であっても、所定領域内に自車よりも優先順位が高いトラクタ１が存在しない場合は、旋回路Ｍにおける自律走行を行っている。これにより、各トラクタ１は、旋回路Ｍにおける自律走行をスムーズに行うことができ、直線路Ｌの終端位置での待ち時間の短縮化を図ることができる。

【0095】

ここで、ステップ＃１５における旋回路Ｍの自律走行について説明する。
自律走行制御部１４は、旋回路Ｍを自律走行するときに、車体部１１の自律走行を制御するとともに、作業機１０を非作業状態に切り替えるように作業機１０の作動状態も制御している。これにより、旋回路Ｍでは、トラクタ１が、作業機１０にて作業を行わずに、自律走行されることになる。

【0096】

自律走行制御部１４は、自車に設定された旋回路Ｍに沿って車体部１１を自律走行させるようにしている。自律走行制御部１４は、現在位置する直線路Ｌの終端位置から、旋回路Ｍを経由して、次に走行することが設定されている直線路Ｌの始端位置まで車体部１１を自律走行させている。

【0097】

図７及び図８のフローチャートを前提として、直線路Ｌの終端位置及び始端位置における各トラクタ１の動きについて、作業態様として第３の作業態様（図６参照）を指定した場合を例に挙げて、図９及び図１０に基づいて説明する。

【0098】

図９（ａ）に示すように、１番手グループに属するトラクタＴ１、Ｔ３、Ｔ５が直線路Ｌの終端位置に到達すると、図９（ｂ）に示すように、１番手グループの中で最も優先順位が高いトラクタＴ５が旋回路Ｍの自律走行を実行する。トラクタＴ５による旋回路Ｍの自律走行の実行は、図８のステップ＃１１において、トラクタＴ５の自律走行制御部１４が、他のトラクタ１が旋回中ではないとの判定によりステップ＃１５に移行することで実現される。

【0099】

トラクタＴ５と同じ１番手グループに属するトラクタＴ１、Ｔ３は、トラクタＴ５よりも優先順位が低いので、直線路Ｌの終端位置に停止する。トラクタＴ１、Ｔ３の終端位置への停止は、図８のステップ＃１１において、トラクタＴ１、Ｔ３の自律走行制御部１４が、他のトラクタ１が旋回中であるとの判定によりステップ＃１２に移行することで実現される。

【0100】

ここで、トラクタＴ２、Ｔ４は、直線路Ｌの終端位置に到達しておらず、トラクタＴ１、Ｔ３が直線路Ｌの終端位置に停止したことに伴い、トラクタＴ１、Ｔ３との前後方向での離間距離を所定距離に保つために停止する。トラクタＴ２、Ｔ４の停止は、図７のステップ＃１において、トラクタＴ２、Ｔ４の自律走行制御部１４が、終端位置に到達していないとの判定によりステップ＃９に移行することで実現される。

【0101】

トラクタＴ３はトラクタＴ５の次に優先順位が高いので、トラクタＴ３の自律走行制御部１４は、図８のステップ＃１４において旋回開始条件が成立すると、ステップ＃１５に移行して、図９（ｃ）に示すように、トラクタＴ３による旋回路Ｍの自律走行を実行する。次に、トラクタＴ１はトラクタＴ３の次に優先順位が高いので、トラクタＴ１の自律走行制御部１４は、図８のステップ＃１４において旋回開始条件が成立すると、ステップ＃１５に移行して、図９（ｄ）に示すように、トラクタＴ１による旋回路Ｍの自律走行を実行する。このとき、トラクタＴ５は、図９（ｄ）に示すように、旋回路Ｍの自律走行を終了して、次に走行する直線路Ｌの始端位置に到達すると、トラクタＴ５の自律走行制御部１４が、図７のステップ＃４において、第１走行条件が成立したと判定するまで、直線路Ｌの始端位置に停止する。また、図９（ｄ）に示すように、トラクタＴ１、Ｔ３が旋回路Ｍの自律走行を実行すると、１番手グループに属するトラクタＴ１、Ｔ３、Ｔ５の全てが直線路Ｌの終端位置に存在しなくなるので、２番手グループに属するトラクタＴ２、Ｔ４が直線路Ｌの終端位置まで移動する。

【0102】

図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、トラクタＴ５、Ｔ３は、１番手グループに属するトラクタＴ１、Ｔ３、Ｔ５の全てが次に走行する直線路Ｌの始端位置に到達して、自律走行制御部１４が、図７のステップ＃４において第１走行条件が成立したと判定するまで、次に走行する直線路Ｌの始端位置に停止待機している。図９（ａ）〜（ｄ）及び図１０（ａ）に示すように、１番手グループに属するトラクタＴ１、Ｔ３、Ｔ５が順次旋回路Ｍの自律走行を実行した後、旋回開始条件が成立すると、２番手グループに属するトラクタＴ２、Ｔ４の旋回路Ｍの自律走行が開始される。２番手グループの中でトラクタＴ４が最も優先順位が高いので、図１０（ｂ）に示すように、まず、トラクタＴ４による旋回路Ｍの自律走行が実行される。その後、旋回開始条件が成立することで、トラクタＴ４の次に優先順位の高いトラクタＴ２が、旋回路Ｍの自律走行を実行する。

【0103】

図１０（ｂ）、（ｃ）に示すように、１番手グループに属するトラクタＴ１、Ｔ３、Ｔ５の全てが次に走行する直線路Ｌの始端位置に到達すると、各トラクタＴ１、Ｔ３、Ｔ５の自律走行制御部１４が、図７のステップ＃４において第１走行条件が成立したと判定して、所定位置まで前進して停止する。その後、トラクタＴ２、Ｔ４が、旋回路Ｍの自律走行を完了して、次に走行する直線路Ｌの始端位置に到達すると、全てのトラクタＴ１〜Ｔ５が次に走行する直線路Ｌに位置するので、図７のステップ＃７において、第２走行条件が成立することになり、全てのトラクタＴ１〜Ｔ５が、直線路Ｌの自律走行を実行する。

【0104】

このように、１番手グループに属する各トラクタＴ１、Ｔ３、Ｔ５の自律走行制御部１４は、旋回終了後の直線路Ｌの始端位置において、自律走行の開始時において複数のトラクタＴ１〜Ｔ５の内、作業方向に対する位置偏差が無かった他のトラクタＴ１、Ｔ３、Ｔ５が直線路Ｌの始端位置に至るまで車体部１１を停止させ、他のトラクタＴ１、Ｔ３、Ｔ５が直線路Ｌの始端位置に至ることにより直線路Ｌにおける車体部１１の自律走行を開始している。また、旋回終了後の直線路Ｌの始端位置において、２番手グループに属する各トラクタＴ２、Ｔ４の自律走行制御部１４も、１番手グループに属する各トラクタＴ１、Ｔ３、Ｔ５の自律走行制御部１４と同様の動作を行って、直線路Ｌにおける車体部１１の自律走行を開始している。

【0105】

〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、自車位置を基準とする所定領域に他のトラクタ１や障害物が存在する場合に、自律走行制御部１４が自律走行を停止するようにしているが、物体検知部１７（図２参照）の検知範囲が所定領域よりも広い範囲となっているので、物体検知部１７の検知範囲に何らかの障害物が存在することを検知することで、自律走行制御部１４が自律走行を停止することもできる。

【0106】

直線路Ｌ及び旋回路Ｍでの自律走行中に、物体検知部１７にて検知範囲内に物体を検知した場合に、自律走行制御部１４が、自車位置に対する検知方向及び検知距離に基づいて物体の位置を特定する。自律走行制御部１４は、位置情報出力部２５にて出力される他のトラクタ１の位置情報と特定した物体の位置が一致しなければ、物体が障害物であるとし、自律走行を停止することができる。このように、検知範囲に障害物が存在することで、自律走行を停止させるので、障害物との衝突を回避しながら、協調作業を行うことができる。

【0107】

また、位置情報出力部２５により出力された複数のトラクタ１の位置情報に基づいて、物体検知部１７の検知範囲内にトラクタ１が存在すると判定された場合には、本来であれば、物体検知部１７によっても物体が検知されることになる。しかしながら、物体検知部１７にて物体が検知されなければ、物体検知部１７等の故障が考えられる。

【0108】

そこで、自律走行制御部１４は、位置情報出力部２５により出力された複数のトラクタ１の位置情報に基づいて、物体検知部１７の検知範囲内にトラクタ１が存在すると判定された場合であって、且つ、物体検知部１７により物体が検知されないときに、車体部１１の自律走行を停止している。これにより、物体検知部１７等が故障したまま、自律走行が行われるのを防止することができる。

【0109】

（２）上記実施形態では、経路生成装置３をトラクタ１とは別に備えているが、例えば、トラクタ１に経路生成装置３を備えることもでき、経路生成装置３をどこに備えるかは適宜変更が可能である。

【0110】

（３）上記実施形態では、作業態様として、図４〜図６に示す３つの作業態様を例示したが、この３つの作業態様に限らず、その他、各種の作業態様を適用可能である。

【符号の説明】

【0111】

１ トラクタ（作業車両）
１０ 作業機
１１ 車体部
１４ 自律走行制御部
１６ 位置情報算出部
１７ 物体検知部
１８ 作業機設定部
２３ 位置情報取得部
２４ 協調作業車両特定部
２５ 位置情報出力部
３１ 経路生成部
３３ 作業態様推奨部
３４ 台数推奨部
Ｒ 作業領域
Ｌ 直線路
Ｍ 旋回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】