特開 2022-183962 経路決定方法、経路決定システム、及び経路決定プログラム

(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】P2022183962

(43)【公開日】2022-12-13

(54)【発明の名称】経路決定方法、経路決定システム、及び経路決定プログラム

(51)【国際特許分類】

   G05D 1/02 20200101AFI20221206BHJP

   A01B 69/00 20060101ALI20221206BHJP

【ＦＩ】

G05D1/02 H

G05D1/02 N

A01B69/00 303Z

A01B69/00 303B

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021091528

(22)【出願日】2021-05-31

(71)【出願人】

【識別番号】720001060

【氏名又は名称】ヤンマーホールディングス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100167302

【弁理士】

【氏名又は名称】種村 一幸

(74)【代理人】

【識別番号】100135817

【弁理士】

【氏名又は名称】華山 浩伸

(74)【代理人】

【識別番号】100181869

【弁理士】

【氏名又は名称】大久保 雄一

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 暁大

【テーマコード（参考）】

2B043

5H301

【Ｆターム（参考）】

2B043AA04

2B043AB11

2B043AB20

2B043BA09

2B043BB08

2B043DA17

2B043DC01

2B043EA22

2B043EA32

2B043EA37

2B043EB05

2B043EB15

2B043EC12

2B043EC13

2B043EC15

2B043ED12

5H301AA03

5H301AA10

5H301BB01

5H301CC03

5H301CC06

5H301CC10

5H301DD06

5H301DD15

5H301GG06

5H301GG07

5H301GG08

5H301GG10

5H301HH10

5H301LL06

(57)【要約】

【課題】作業車両が作業地の表土を痛めることなく自動走行しながら作業を行うことが可能な目標経路を決定する経路決定方法、経路決定システム、及び経路決定プログラムを提供すること。
【解決手段】経路決定方法は、圃場Ｆにおいて複数列に配置された作物列Ｖｒに対して散布作業を行いながら所定の列順序で自動走行する作業車両１０を走行させる目標経路Ｒの候補である複数の候補経路ｒ１～ｒ３を生成することと、複数の候補経路ｒ１～ｒ３の中から選択される第１候補経路を目標経路Ｒとして決定することと、を実行する。
【選択図】図１０

【特許請求の範囲】

【請求項1】

作業地において複数列に配置された作業対象物に対して所定の作業を行いながら所定の列順序で自動走行する作業車両を走行させる目標経路の候補である複数の候補経路を生成することと、
前記複数の候補経路の中から選択される第１候補経路を前記目標経路として決定することと、
を実行する経路決定方法。

【請求項2】

前記作業地において前記作業対象物が配置される位置に基づいて一つの基準候補経路を生成し、
前記基準候補経路に対して所定距離だけオフセットすることにより他の候補経路を生成する、
請求項１に記載の経路決定方法。

【請求項3】

前記所定距離は、前記作業車両の種別及びサイズ、前記作業対象物の配列間隔、及び前記作業地の傾斜角度の少なくともいずれかに基づいて設定される、
請求項２に記載の経路決定方法。

【請求項4】

前記作業地において、前記作業対象物は複数列に配置されており、
各列における当該列の両端点を結ぶことにより前記基準候補経路を生成する、
請求項２又は３に記載の経路決定方法。

【請求項5】

前記第１候補経路は、前回の作業時に選択された候補経路とは異なる候補経路である、
請求項１～４のいずれかに記載の経路決定方法。

【請求項6】

前記第１候補経路は、ユーザーが選択した候補経路である、
請求項１～５のいずれかに記載の経路決定方法。

【請求項7】

前記第１候補経路は、前記作業地の表土状態に基づいて選択される候補経路である、
請求項１～５のいずれかに記載の経路決定方法。

【請求項8】

前記目標経路は、前記作業車両が前記所定の作業を行いながら直線状に走行する複数の作業経路と、前記作業車両が前記作業経路間を移動する移動経路とを含み、
前記移動経路は、前記作業経路に接続する旋回経路と、前記旋回経路に接続する直進経路とを含み、
前記複数の候補経路のそれぞれに対応する前記作業経路に接続する前記旋回経路の旋回開始位置を互いに異なる位置に設定し、前記複数の候補経路のそれぞれに対応する前記作業経路に接続する前記旋回経路の旋回終了位置を互いに異なる位置に設定する、
請求項１～７のいずれかに記載の経路決定方法。

【請求項9】

前記複数の候補経路のそれぞれに対応する前記作業経路に接続する前記旋回経路に接続する前記直進経路を、共通の経路として設定する、
請求項８に記載の経路決定方法。

【請求項10】

前記目標経路の経路データを前記作業車両に転送することをさらに実行する、
請求項１～９のいずれかに記載の経路決定方法。

【請求項11】

前記複数の候補経路を互いに異なる表示態様でユーザーの操作端末に表示させることをさらに実行する、
請求項１～１０のいずれかに記載の経路決定方法。

【請求項12】

作業地において複数列に配置された作業対象物に対して所定の作業を行いながら所定の列順序で自動走行する作業車両を走行させる目標経路の候補である複数の候補経路を生成する生成処理部と、
前記複数の候補経路の中から選択される第１候補経路を前記目標経路として決定する決定処理部と、
を備える経路決定システム。

【請求項13】

作業地において複数列に配置された作業対象物に対して所定の作業を行いながら所定の列順序で自動走行する作業車両を走行させる目標経路の候補である複数の候補経路を生成することと、
前記複数の候補経路の中から選択される第１候補経路を前記目標経路として決定することと、
を一又は複数のプロセッサーに実行させるための経路決定プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数列に配置された作業対象物に対して所定の作業を行いながら自動走行する作業車両の目標経路を決定する経路決定方法、経路決定システム、及び経路決定プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

圃場、農園などの作業地に植えられた作物に対して薬液を散布しながら目標経路を自動走行する作業車両が知られている（例えば特許文献１参照）。前記目標経路は、例えば、作物が並ぶ複数の列（作物列）において、列ごとに当該列の両端点を結ぶことにより生成される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－００００２１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

作業車両は、生成された前記目標経路を自動走行するため、作業を行う度に毎回同じ場所を走行する。このため、作業地において、作業車両が走行した部分の表土を痛めてしまう問題が生じる。

【0005】

本発明の目的は、作業車両が作業地の表土を痛めることなく自動走行しながら作業を行うことが可能な目標経路を決定する経路決定方法、経路決定システム、及び経路決定プログラムに関する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係る経路決定方法は、作業地において複数列に配置された作業対象物に対して所定の作業を行いながら所定の列順序で自動走行する作業車両を走行させる目標経路の候補である複数の候補経路を生成することと、前記複数の候補経路の中から選択される第１候補経路を前記目標経路として決定することと、を実行する方法である。

【0007】

本発明に係る経路決定システムは、生成処理部と決定処理部とを備える。前記生成処理部は、作業地において複数列に配置された作業対象物に対して所定の作業を行いながら所定の列順序で自動走行する作業車両を走行させる目標経路の候補である複数の候補経路を生成する。前記決定処理部は、前記複数の候補経路の中から選択される第１候補経路を前記目標経路として決定する。

【0008】

本発明に係る経路決定プログラムは、作業地において複数列に配置された作業対象物に対して所定の作業を行いながら所定の列順序で自動走行する作業車両を走行させる目標経路の候補である複数の候補経路を生成することと、前記複数の候補経路の中から選択される第１候補経路を前記目標経路として決定することと、を一又は複数のプロセッサーに実行させるためのプログラムである。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、作業車両が作業地の表土を痛めることなく自動走行しながら作業を行うことが可能な目標経路を決定する経路決定方法、経路決定システム、及び経路決定プログラムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、本発明の実施形態に係る自動走行システムの全体構成を示す模式図である。

【図2】図２は、本発明の実施形態に係る自動走行システムの構成を示すブロック図である。

【図3】図３は、本発明の実施形態に係る作業車両を左前方側から見た外観図である。

【図4A】図４Ａは、本発明の実施形態に係る作業車両を左側から見た左側面の外観図である。

【図4B】図４Ｂは、本発明の実施形態に係る作業車両を右側から見た右側面の外観図である。

【図4C】図４Ｃは、本発明の実施形態に係る作業車両を背面側から見た背面の外観図である。

【図5】図５は、本発明の実施形態に係る作物列の一例を示す図である。

【図6】図６は、本発明の実施形態に係る目標経路の一例を示す図である。

【図7A】図７Ａは、本発明の実施形態に係る基準候補経路の生成方法を説明するための図である。

【図7B】図７Ｂは、本発明の実施形態に係る基準候補経路の生成方法を説明するための図である。

【図7C】図７Ｃは、本発明の実施形態に係る基準候補経路の生成方法を説明するための図である。

【図7D】図７Ｄは、本発明の実施形態に係る基準候補経路の生成方法を説明するための図である。

【図7E】図７Ｅは、本発明の実施形態に係る基準候補経路の生成方法を説明するための図である。

【図7F】図７Ｆは、本発明の実施形態に係る基準候補経路の生成方法を説明するための図である。

【図8】図８は、本発明の実施形態に係る候補経路の一例を示す図である。

【図9】図９は、本発明の実施形態に係る経路情報の一例を示す図である。

【図10】図１０は、本発明の実施形態に係る自動走行システムによって実行される自動走行処理の手順の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

【0012】

［自動走行システム１］
図１及び図２に示すように、本発明の実施形態に係る自動走行システム１は、作業車両１０と、操作端末２０と、サーバー３０と、基地局４０と、衛星５０とを含んでいる。作業車両１０、操作端末２０、及びサーバー３０は、通信網Ｎ１を介して通信可能である。例えば、作業車両１０及び操作端末２０は、携帯電話回線網、パケット回線網、又は無線ＬＡＮを介して通信可能である。また、作業車両１０及び操作端末２０のそれぞれと、サーバー３０とは、携帯電話回線網、パケット回線網、又は無線ＬＡＮを介して通信可能である。

【0013】

本実施形態では、作業車両１０が、圃場Ｆに植えられた作物Ｖ（図５参照）に薬液、水などを散布する散布作業を行う車両である場合を例に挙げて説明する。圃場Ｆは本発明の作業地の一例であり、圃場Ｆは例えば葡萄園、林檎園などの果樹園である。作物Ｖは本発明の作業対象物の一例であり、作物Ｖは例えば葡萄の果樹である。前記散布作業は本発明の所定の作業の一例であり、前記散布作業は例えば作物Ｖに薬液、水などの散布物を散布する作業である。他の実施形態として、作業車両１０は、除草作業を行う車両、葉刈作業を行う車両、収穫作業を行う車両であってもよい。前記除草作業及び前記収穫作業は、本発明の所定の作業の一例である。

【0014】

作物Ｖは、圃場Ｆにおいて所定の間隔で複数列に配置されている。具体的には、図５に示すように、複数の作物Ｖは、所定の方向（Ｄ１方向）に直線状に植えられており、直線状に並ぶ複数の作物Ｖを含む作物列Ｖｒを構成する。図５には、３つの作物列Ｖｒを例示している。各作物列Ｖｒは列方向（Ｄ２方向）に所定の間隔Ｗ１で配置されている。隣り合う作物列Ｖｒの間隔Ｗ２の領域（空間）は、作業車両１０がＤ１方向に走行しながら作物Ｖに対して散布作業を行う作業通路となる。

【0015】

また、作業車両１０は、予め設定された目標経路Ｒに沿って自動走行（自律走行）することが可能である。例えば図６に示すように、作業車両１０は、作業開始位置Ｓから作業終了位置Ｇまで、作業経路Ｒ１（作業経路Ｒ１ａ～Ｒ１ｆ）及び移動経路Ｒ２を含む目標経路Ｒに沿って自動走行する。作業経路Ｒ１は、作業車両１０が作物Ｖに対して散布作業を行う直線状の経路であり、移動経路Ｒ２は、作業車両１０が散布作業を行わないで作物列Ｖｒ間を移動する経路である。移動経路Ｒ２には、例えば旋回経路及び直進経路が含まれる。図６に示す例では、圃場Ｆにおいて、作物列Ｖｒ１～Ｖｒ１１から成る作物Ｖが配置されている。図６では、作物Ｖが植えられている位置（作物位置）を「Ｖｐ」で表している。また、図６の圃場Ｆを走行する作業車両１０は、車体１００が門型の形状を有しており（図４Ｃ参照）、１つの作物列Ｖｒを跨いで走行しながら、当該作物列Ｖｒの作物Ｖ及び当該作物列Ｖｒに隣接する作物列Ｖｒに対して薬液を散布する。例えば図６に示すように、作業車両１０が作物列Ｖｒ５を跨いで走行する場合、作業車両１０の左側車体（左側部１００Ｌ）が作物列Ｖｒ４，Ｖｒ５の間の作業通路を走行し、作業車両１０の右側車体（右側部１００Ｒ）が作物列Ｖｒ５，Ｖｒ６の間の作業通路を走行し、かつ作物列Ｖｒ４，Ｖｒ５，Ｖｒ６の作物Ｖに対して薬液を散布する。

【0016】

また、作業車両１０は、所定の列順序で自動走行を行う。例えば、作業車両１０は、作物列Ｖｒ１を跨いで走行し、次に作物列Ｖｒ３を跨いで走行し、次に作物列Ｖｒ５を跨いで走行する。このように、作業車両１０は、予め設定された作物列Ｖｒの順番に応じて自動走行を行う。なお、作業車両１０は、作物列Ｖｒの配列順に１列ごとに走行してもよいし、複数列おきに走行してもよい。

【0017】

衛星５０は、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）等の衛星測位システムを構成する測位衛星であり、ＧＮＳＳ信号（衛星信号）を送信する。基地局４０は、衛星測位システムを構成する基準点（基準局）である。基地局４０は、作業車両１０の現在位置を算出するための補正情報を作業車両１０に送信する。

【0018】

作業車両１０に搭載される測位装置１６は、衛星５０から送信されるＧＮＳＳ信号を利用して作業車両１０の現在位置（緯度、経度、高度）及び現在方位などを算出する測位処理を実行する。具体的には、測位装置１６は、２台の受信機（アンテナ１６４及び基地局４０）が受信する測位情報（ＧＮＳＳ信号など）と基地局４０で生成される補正情報とに基づいて作業車両１０を測位するＲＴＫ（Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｋｉｎｅｍａｔｉｃ）方式などを利用して作業車両１０を測位する。前記測位方式は周知の技術であるため詳細な説明は省略する。

【0019】

以下、自動走行システム１を構成する各構成要素の詳細について説明する。

【0020】

［作業車両１０］
図３は、作業車両１０を左前方側から見た外観図である。図４Ａは、作業車両１０を左側から見た左側面の外観図であり、図４Ｂは、作業車両１０を右側から見た右側面の外観図であり、図４Ｃは、作業車両１０を背面側から見た背面の外観図である。

【0021】

図１～図４に示すように、作業車両１０は、車両制御装置１１、記憶部１２、走行装置１３、散布装置１４、通信部１５、測位装置１６、カメラ装置１７、障害物検出装置１８などを備える。車両制御装置１１は、記憶部１２、走行装置１３、散布装置１４、測位装置１６、カメラ装置１７、障害物検出装置１８などに電気的に接続されている。なお、車両制御装置１１及び測位装置１６は、無線通信可能であってもよい。

【0022】

通信部１５は、作業車両１０を有線又は無線で通信網Ｎ１に接続し、通信網Ｎ１を介して操作端末２０、サーバー３０などの外部機器との間で所定の通信プロトコルに従ったデータ通信を実行するための通信インターフェースである。

【0023】

記憶部１２は、各種の情報を記憶するＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）又はＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）などの不揮発性の記憶部である。記憶部１２には、車両制御装置１１に後述の自動走行処理（図１０参照）を実行させるための自動走行プログラムなどの制御プログラムが記憶されている。例えば、前記自動走行プログラムは、ＣＤ又はＤＶＤなどのコンピュータ読取可能な記録媒体に非一時的に記録されており、所定の読取装置（不図示）で読み取られて記憶部１２に記憶される。なお、前記自動走行プログラムは、サーバー（例えばサーバー３０）から通信網Ｎ１を介して作業車両１０にダウンロードされて記憶部１２に記憶されてもよい。また、記憶部１２には、操作端末２０において生成される目標経路Ｒのデータが記憶される。例えば、目標経路Ｒのデータは、操作端末２０からサーバー３０に送信され、サーバー３０から作業車両１０に転送されて記憶部１２に記憶される。

【0024】

車両制御装置１１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭなどの制御機器を有する。前記ＣＰＵは、各種の演算処理を実行するプロセッサーである。前記ＲＯＭは、前記ＣＰＵに各種の演算処理を実行させるためのＢＩＯＳ及びＯＳなどの制御プログラムが予め記憶される不揮発性の記憶部である。前記ＲＡＭは、各種の情報を記憶する揮発性又は不揮発性の記憶部であり、前記ＣＰＵが実行する各種の処理の一時記憶メモリー（作業領域）として使用される。そして、車両制御装置１１は、前記ＲＯＭ又は記憶部１２に予め記憶された各種の制御プログラムを前記ＣＰＵで実行することにより作業車両１０を制御する。

【0025】

車両制御装置１１は、作業車両１０の走行を制御する。具体的には、車両制御装置１１は、測位装置１６により測位される作業車両１０の位置を示す位置情報に基づいて、目標経路Ｒに沿って作業車両１０を自動走行させる。例えば、前記測位状態がＲＴＫ測位可能な状態になって、操作端末２０の操作画面においてオペレータがスタートボタンを押下すると、操作端末２０は作業開始指示を作業車両１０に出力する。車両制御装置１１は、操作端末２０から前記作業開始指示を取得すると、測位装置１６により測位される作業車両１０の位置を示す位置情報に基づいて作業車両１０の自動走行を開始させる。これにより、作業車両１０は、目標経路Ｒに沿って自動走行を開始し、前記作業通路において散布装置１４による散布作業を開始する。

【0026】

また、車両制御装置１１は、操作端末２０から走行停止指示を取得すると作業車両１０の自動走行を停止させる。例えば、操作端末２０の操作画面においてオペレータがストップボタンを押下すると、操作端末２０は前記走行停止指示を作業車両１０に出力する。車両制御装置１１は、操作端末２０から前記走行停止指示を取得すると、作業車両１０の自動走行を停止させる。これにより、作業車両１０は、自動走行を停止し、散布装置１４による散布作業を停止する。

【0027】

作業車両１０は、圃場Ｆにおいて複数列に並べて植えられた作物Ｖ（果樹）を跨いで走行する門型の車体１００を備える。図４Ｃに示すように、車体１００は、左側部１００Ｌと、右側部１００Ｒと、左側部１００Ｌ及び右側部１００Ｒを接続する接続部１００Ｃとにより門型に形成されており、左側部１００Ｌ、右側部１００Ｒ、及び接続部１００Ｃの内側に作物Ｖの通過を許容する空間１００Ｓが確保される。

【0028】

車体１００の左側部１００Ｌ及び右側部１００Ｒそれぞれの下端部には、クローラ１０１が設けられている。左側部１００Ｌには、エンジン（不図示）、バッテリー（不図示）などが設けられている。右側部１００Ｒには、散布装置１４の貯留タンク１４Ａ（図４Ｂ参照）などが設けられている。このように、車体１００の左側部１００Ｌ及び右側部１００Ｒに構成部品を振り分けて配置することにより、作業車両１０は、左右のバランスの均衡化及び低重心化が図られている。その結果、作業車両１０は、圃場Ｆの斜面などを安定して走行することができる。

【0029】

走行装置１３は、作業車両１０を走行させる駆動部である。走行装置１３は、エンジン、クローラ１０１などを備える。

【0030】

左右のクローラ１０１は、静油圧式無段変速装置による独立変速が可能な状態でエンジンからの動力により駆動される。これにより、車体１００は、左右のクローラ１０１が前進方向に等速駆動されることにより前進方向に直進する前進状態になり、左右のクローラ１０１が後進方向に等速駆動されることにより後進方向に直進する後進状態になる。また、車体１００は、左右のクローラ１０１が前進方向に不等速駆動されることにより前進しながら旋回する前進旋回状態になり、左右のクローラ１０１が後進方向に不等速駆動されることで後進しながら旋回する後進旋回状態になる。また、車体１００は、左右いずれか一方のクローラ１０１が駆動停止された状態で他方のクローラ１０１が駆動されることによりピボット旋回（信地旋回）状態になり、左右のクローラ１０１が前進方向と後進方向とに等速駆動されることでスピン旋回（超信地旋回）状態になる。また、車体１００は、左右のクローラ１０１が駆動停止されることで走行停止状態になる。尚、左右のクローラ１０１は、電動モータにより駆動される電動式に構成されていてもよい。

【0031】

図４Ｃに示すように、散布装置１４は、薬液などを貯留する貯留タンク１４Ａ、薬液などを圧送する散布用ポンプ（不図示）、散布用ポンプを駆動する電動式の散布モータ（不図示）、車体１００の背部において縦向き姿勢で左右に２本ずつ並列に備えられた散布管１４Ｂ、各散布管１４Ｂに３個ずつ備えられた合計１２個の散布ノズル１４Ｃ、薬液などの散布量及び散布パターンを変更する電子制御式のバルブユニット（不図示）、及び、これらを接続する複数の散布用配管（図示せず）、などを備えている。

【0032】

各散布ノズル１４Ｃは、対応する散布管１４Ｂに、上下方向に位置変更可能に取り付けられている。これにより、各散布ノズル１４Ｃは、隣り合う散布ノズル１４Ｃとの間隔及び散布管１４Ｂに対する高さ位置を散布対象物（作物Ｖ）に応じて変更することができる。また、各散布ノズル１４Ｃは、車体１００に対する高さ位置及び左右位置を散布対象物に応じて変更可能に取り付けられている。

【0033】

なお、散布装置１４において、各散布管１４Ｂに設けられる散布ノズル１４Ｃの数量は、作物Ｖの種類、各散布管１４Ｂの長さなどに応じて種々の変更が可能である。

【0034】

図４Ｃに示すように、複数の散布ノズル１４Ｃのうち、最左端の散布管１４Ｂに設けられた３個の散布ノズル１４Ｃは、車体１００の左外方に位置する作物Ｖａに向けて薬液を左向きに散布する。複数の散布ノズル１４Ｃのうち、最左端の散布管１４Ｂに隣接する左内側の散布管１４Ｂに設けられた３個の散布ノズル１４Ｃは、車体１００における左右中央の空間１００Ｓに位置する作物Ｖｂに向けて薬液を右向きに散布する。複数の散布ノズル１４Ｃのうち、最右端の散布管１４Ｂに設けられた３個の散布ノズル１４Ｃは、車体１００の右外方に位置する作物Ｖｃに向けて薬液を右向きに散布する。複数の散布ノズル１４Ｃのうち、最右端の散布管１４Ｂに隣接する右内側の散布管１４Ｂに設けられた３個の散布ノズル１４Ｃは、空間１００Ｓに位置する作物Ｖｂに向けて薬液を左向きに散布する。

【0035】

上記の構成により、散布装置１４においては、車体１００の左側部１００Ｌに設けられた２本の散布管１４Ｂと６個の散布ノズル１４Ｃとが左側の散布部１４Ｌとして機能する。また、車体１００の右側部１００Ｒに設けられた２本の散布管１４Ｂと６個の散布ノズル１４Ｃとが右側の散布部１４Ｒとして機能する。そして、左右の散布部１４Ｌ，１４Ｒは、車体１００の背部において、左右方向への散布が可能な状態で、左右の散布部１４Ｌ，１４Ｒの間に作物Ｖｂの通過（空間１００Ｓ）を許容する左右間隔を置いて配置されている。

【0036】

散布装置１４において、散布部１４Ｌ，１４Ｒによる散布パターンには、散布部１４Ｌ，１４Ｒのそれぞれが左右の両方向に薬液を散布する４方向散布パターンと、散布部１４Ｌ，１４Ｒによる散布方向が限定された方向限定散布パターンとが含まれる。前記方向限定散布パターンには、散布部１４Ｌが左右の両方向に薬液を散布し、かつ、散布部１４Ｒが左方向のみに薬液を散布する左側３方向散布パターンと、散布部１４Ｌが右方向のみに薬液を散布し、かつ、散布部１４Ｒが左右の両方向に薬液を散布する右側３方向散布パターンと、散布部１４Ｌが右方向のみに薬液を散布し、かつ、散布部１４Ｒが左方向のみに薬液を散布する２方向散布パターンと、散布部１４Ｌが左方向のみに散布し、かつ、散布部１４Ｒが薬液を散布しない左側１方向散布パターンと、散布部１４Ｒが右方向のみに散布し、かつ、散布部１４Ｌが薬液を散布しない右側１方向散布パターンとが含まれる。

【0037】

車体１００には、測位装置１６から取得する測位情報などに基づいて車体１００を圃場Ｆの目標経路Ｒに従って自動走行させる自動走行制御部、エンジンに関する制御を行うエンジン制御部、静油圧式無段変速装置に関する制御を行うＨＳＴ（Ｈｙｄｒｏ－Ｓｔａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）制御部、及び、散布装置１４などの作業装置に関する制御を行う作業装置制御部などが搭載されている。各制御部は、マイクロコントローラなどが搭載された電子制御ユニット、マイクロコントローラの不揮発性メモリ（例えばフラッシュメモリなどのＥＥＰＲＯＭ）に記憶された各種の情報及び制御プログラムなどによって構築されている。不揮発性メモリに記憶された各種の情報には、事前に生成された目標経路Ｒなどが含まれてもよい。本実施形態では、各制御部を総称して「車両制御装置１１」という（図２参照）。

【0038】

測位装置１６は、測位制御部１６１、記憶部１６２、通信部１６３、及びアンテナ１６４などを備える通信機器である。アンテナ１６４は、車体１００の天井部（接続部１００Ｃ）の前方及び後方に設けられている（図３参照）。また車体１００の天井部には、作業車両１０の走行状態を表示する表示灯１０２などが設けられている（図３参照）。なお、測位装置１６には前記バッテリーが接続されており、測位装置１６は、前記エンジンの停止中も稼働可能である。

【0039】

通信部１６３は、測位装置１６を有線又は無線で通信網Ｎ１に接続し、通信網Ｎ１を介して基地局４０などの外部機器との間で所定の通信プロトコルに従ったデータ通信を実行するための通信インターフェースである。

【0040】

アンテナ１６４は、衛星から発信される電波（ＧＮＳＳ信号）を受信するアンテナである。アンテナ１６４が作業車両１０の前方及び後方に設けられているため、作業車両１０の現在位置を高精度に測位することができる。

【0041】

測位制御部１６１は、一又は複数のプロセッサーと、不揮発性メモリ及びＲＡＭなどの記憶メモリとを備えるコンピュータシステムである。記憶部１６２は、測位制御部１６１に測位処理を実行させるための制御プログラム、及び、測位情報、移動情報などのデータを記憶する不揮発性メモリなどである。測位制御部１６１は、アンテナ１６４が衛星５０から受信するＧＮＳＳ信号に基づいて所定の測位方式（ＲＴＫ方式など）により作業車両１０の現在位置を測位する。

【0042】

障害物検出装置１７は、車体１００の前方左側に設けられたライダーセンサー１７１Ｌと、車体１００の前方右側に設けられたライダーセンサー１７１Ｒとを備える（図３参照）。各ライダーセンサーは、例えばライダーセンサーが照射したレーザー光が測距点に到達して戻るまでの往復時間に基づいて測距点までの距離を測定するＴＯＦ（Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）方式により、ライダーセンサーから測定範囲の各測距点（測定対象物）までの距離を測定する。

【0043】

ライダーセンサー１７１Ｌは、車体１００の前方左側の所定範囲が測定範囲に設定されており、ライダーセンサー１７１Ｒは、車体１００の前方右側の所定範囲が測定範囲に設定されている。各ライダーセンサーは、測定した各測距点までの距離、各測距点に対する走査角（座標）などの測定情報を車両制御装置１１に送信する。

【0044】

また、障害物検出装置１７は、車体１００の前方側に設けられた左右の超音波センサー１７２Ｆ（図３参照）と、車体１００の後方側に設けられた左右の超音波センサー１７２Ｒ（図４Ａ及び図４Ｂ参照）とを備える。各超音波センサーは、超音波センサーが発信した超音波が測距点に到達して戻るまでの往復時間に基づいて測距点までの距離を測定するＴＯＦ方式により、超音波センサーから測定対象物までの距離を測定する。

【0045】

前方左側の超音波センサー１７２Ｆは、車体１００の前方左側の所定範囲が測定範囲に設定されており、前方右側の超音波センサー１７２Ｆは、車体１００の前方右側の所定範囲が測定範囲に設定されており、後方左側の超音波センサー１７２Ｒは、車体１００の後方左側の所定範囲が測定範囲に設定されており、後方右側の超音波センサー１７２Ｒは、車体１００の後方右側の所定範囲が測定範囲に設定されている。各超音波センサーは、測定した測定対象物までの距離と測定対象物の方向とを含む測定情報を車両制御装置１１に送信する。

【0046】

また、障害物検出装置１７は、車体１００の前方側に設けられた左右の接触センサー１７３Ｆ（図３参照）と、車体１００の後方側に設けられた左右の接触センサー１７３Ｒ（図４Ａ及び図４Ｂ参照）とを備える。車体１００の前方側の接触センサー１７３Ｆは、接触センサー１７３Ｆに障害物が接触した場合に障害物を検出する。車体１００の後方側の接触センサー１７３Ｒの前方（作業車両１０の後方側）には散布装置１４が設けられており、接触センサー１７３Ｒは、散布装置１４に対して障害物が接触した場合に散布装置１４が後方（作業車両１０の前方側）に移動することにより障害物を検出する。各接触センサーは、障害物を検出した場合に検出信号を車両制御装置１１に送信する。

【0047】

車両制御装置１１は、障害物検出装置１７から取得する障害物に関する測定情報に基づいて、作業車両１０が障害物に衝突する可能性がある場合に障害物を回避する回避処理を実行する。

【0048】

上記の構成により、作業車両１０を目標経路Ｒに沿って高精度に自動走行させることができるとともに、散布装置１４による薬液などの散布作業を適正に行うことができる。

【0049】

上述した作業車両１０の構成は、本発明の作業車両の一構成例であって、本発明は上述の構成に限定されない。上述の作業車両１０は、第１作物列Ｖｒを跨いで走行しながら、前記第１作物列Ｖｒと、前記第１作物列Ｖｒの左右方向それぞれの第２作物列Ｖｒとに散布物を散布する散布作業を行うことが可能な車両である。他の実施形態として、作業車両１０は、車体１００が門型の形状ではなく、車体１００全体が作物列Ｖｒの間（作業通路）を走行する通常の形状であってもよい。この場合、作業車両１０は、作物列Ｖｒを跨がずに各作業通路を順に自動走行する。また、散布装置１４は、一つの散布部を備え、左右の両方向に薬液を散布する散布パターンと、左方向のみに薬液を散布する散布パターンと、右方向のみに薬液を散布する散布パターンとを切り替えて散布作業を行う。

【0050】

［操作端末２０］
図２に示すように、操作端末２０は、制御部２１、記憶部２２、操作表示部２３、及び通信部２４などを備える情報処理装置である。操作端末２０は、タブレット端末、スマートフォンなどの携帯端末で構成されてもよい。

【0051】

通信部２４は、操作端末２０を有線又は無線で通信網Ｎ１に接続し、通信網Ｎ１を介して一又は複数の作業車両１０、サーバー３０などの外部機器との間で所定の通信プロトコルに従ったデータ通信を実行するための通信インターフェースである。

【0052】

操作表示部２３は、各種の情報を表示する液晶ディスプレイ又は有機ＥＬディスプレイのような表示部と、操作を受け付けるタッチパネル、マウス、又はキーボードのような操作部とを備えるユーザーインターフェースである。オペレータは、前記表示部に表示される操作画面において、前記操作部を操作して各種情報（後述の作業車両情報、圃場情報、作業情報など）を登録する操作を行うことが可能である。また、オペレータは、前記操作部を操作して作業車両１０に対する作業開始指示、走行停止指示などを行うことが可能である。さらに、オペレータは、作業車両１０から離れた場所において、操作端末２０に表示される走行軌跡、車体１００の周囲画像により、圃場Ｆ内を目標経路Ｒに従って自動走行する作業車両１０の走行状態、作業状況、及び周囲の状況を把握することが可能である。

【0053】

記憶部２２は、各種の情報を記憶するＨＤＤ又はＳＳＤなどの不揮発性の記憶部である。記憶部２２には、制御部２１に後述の自動走行処理（図１０参照）を実行させるための自動走行プログラムなどの制御プログラムが記憶されている。例えば、前記自動走行プログラムは、ＣＤ又はＤＶＤなどのコンピュータ読取可能な記録媒体に非一時的に記録されており、所定の読取装置（不図示）で読み取られて記憶部２２に記憶される。なお、前記自動走行プログラムは、サーバー（不図示）から通信網Ｎ１を介して操作端末２０にダウンロードされて記憶部２２に記憶されてもよい。

【0054】

制御部２１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭなどの制御機器を有する。前記ＣＰＵは、各種の演算処理を実行するプロセッサーである。前記ＲＯＭは、前記ＣＰＵに各種の演算処理を実行させるためのＢＩＯＳ及びＯＳなどの制御プログラムが予め記憶される不揮発性の記憶部である。前記ＲＡＭは、各種の情報を記憶する揮発性又は不揮発性の記憶部であり、前記ＣＰＵが実行する各種の処理の一時記憶メモリー（作業領域）として使用される。そして、制御部２１は、前記ＲＯＭ又は記憶部２２に予め記憶された各種の制御プログラムを前記ＣＰＵで実行することにより操作端末２０を制御する。

【0055】

図２に示すように、制御部２１は、設定処理部２１１、生成処理部２１２、出力処理部２１３などの各種の処理部を含む。なお、制御部２１は、前記ＣＰＵで前記制御プログラムに従った各種の処理を実行することによって前記各種の処理部として機能する。また、一部又は全部の前記処理部が電子回路で構成されていてもよい。なお、前記制御プログラムは、複数のプロセッサーを前記処理部として機能させるためのプログラムであってもよい。

【0056】

設定処理部２１１は、作業車両１０に関する情報（以下、作業車両情報という。）と、圃場Ｆに関する情報（以下、圃場情報という。）と、作業（ここでは散布作業）に関する情報（以下、作業情報という。）とを設定して登録する。

【0057】

前記作業車両情報の設定処理において、設定処理部２１１は、作業車両１０の機種、作業車両１０においてアンテナ１６４が取り付けられている位置、作業機（ここでは散布装置１４）の種類、作業機のサイズ及び形状、作業機の作業車両１０に対する位置、作業車両１０の作業中の車速及びエンジン回転数、作業車両１０の旋回中の車速及びエンジン回転数等の情報について、オペレータが操作端末２０において登録する操作を行うことにより当該情報を設定する。本実施形態では、作業機の情報として、散布装置１４に関する情報が設定される。

【0058】

前記圃場情報の設定処理において、設定処理部２１１は、圃場Ｆの位置及び形状、作業を開始する作業開始位置Ｓ及び作業を終了する作業終了位置Ｇ（図６参照）、作業方向等の情報について、オペレータが操作端末２０において登録する操作を行うことにより当該情報を設定する。なお、作業方向とは、圃場Ｆから枕地等の非作業領域を除いた領域である作業領域において、散布装置１４で散布作業を行いながら作業車両１０を走行させる方向を意味する。

【0059】

圃場Ｆの位置及び形状の情報は、例えばオペレータが作業車両１０を手動により圃場Ｆの外周に沿って一回り周回走行させ、そのときのアンテナ１６４の位置情報の推移を記録することで、自動的に取得することができる。また、圃場Ｆの位置及び形状は、操作端末２０に地図を表示させた状態でオペレータが操作端末２０を操作して当該地図上の複数の点を指定することで得られた多角形に基づいて取得することもできる。取得された圃場Ｆの位置及び形状により特定される領域は、作業車両１０を走行させることが可能な領域（走行領域）である。

【0060】

前記作業情報の設定処理において、設定処理部２１１は、作業情報として、作業車両１０が枕地において旋回する場合にスキップする作業経路の数であるスキップ数、枕地の幅等を設定可能に構成されている。

【0061】

生成処理部２１２は、前記各設定情報に基づいて、作業車両１０を自動走行させる経路である目標経路Ｒを生成する。目標経路Ｒは、例えば作業開始位置Ｓから作業終了位置Ｇまでの経路である（図６参照）。図６に示す目標経路Ｒは、作物Ｖが植えられた領域において作物Ｖに対して薬液を散布する直線状の作業経路Ｒ１と、散布作業を行わないで作物列Ｖｒ間を移動する移動経路Ｒ２とを含む。

【0062】

具体的には、生成処理部２１２は、目標経路Ｒの候補である複数の候補経路を生成する。先ず、生成処理部２１２は、前記各設定情報と作物Ｖが配置される位置とに基づいて一つの基準候補経路ｒ１を生成する。

【0063】

基準候補経路ｒ１の生成方法の一例について、図７Ａ～図７Ｆを用いて説明する。図７Ａ～図７Ｆには、作物列Ｖｒを模式的に示している。先ず、オペレータは作業車両１０を手動により作物列Ｖｒの外周に沿って走行させる（図７Ａ参照）。作業車両１０は、走行中に各作物列Ｖｒの一方側（図７Ａの下側）の端点Ｅ１と他方側（図７Ａの上側）の端点Ｅ２とを検出し、各端点Ｅ１，Ｅ２の位置情報（座標）を取得する。なお、端点Ｅ１，Ｅ２は、既に植えられた作物Ｖの位置であってもよいし、これから植える予定の作物Ｖの位置を示す目標物の位置であってもよい。生成処理部２１２は、作業車両１０から各端点Ｅ１，Ｅ２の位置情報（座標）を取得する。

【0064】

次に、図７Ｂに示すように、生成処理部２１２は、複数の端点Ｅ１を第１グループＧ１としてグループ化し、複数の端点Ｅ２を第２グループＧ２としてグループ化する。次に、図７Ｃに示すように、生成処理部２１２は、第１グループＧ１に含まれる端点Ｅ１同士の間隔ｗ１（列間隔）と、第２グループＧ２に含まれる端点Ｅ２同士の間隔ｗ２（列間隔）とを算出する。また生成処理部２１２は、第１グループＧ１に含まれる全ての端点Ｅ１を結ぶ直線Ｌ１と、第２グループＧ２に含まれる全ての端点Ｅ２を結ぶ直線Ｌ２とを生成し、直線Ｌ１，Ｌ２のそれぞれの傾きを算出する。生成処理部２１２は、列間ｗ１，ｗ２と直線Ｌ１，Ｌ２の傾きとに基づいて、第１グループＧ１及び第２グループＧ２それぞれにおける端点Ｅ１，Ｅ２の欠落の有無を判定し、欠落が生じている場合に欠落箇所に仮想点Ｅｖを挿入して、欠落した端点Ｅ１，Ｅ２を補完する。図７Ｃには、第１グループＧ１に２つの仮想点Ｅｖを挿入し、第２グループＧ２に１つの仮想点Ｅｖを挿入した例を示している。

【0065】

次に、図７Ｄに示すように、生成処理部２１２は、第１グループＧ１の各端点Ｅ１と第２グループＧ２の各端点Ｅ２との対向する端点Ｅ１，Ｅ２同士を結ぶ直線Ｌ３を生成する。次に、図７Ｅに示すように、生成処理部２１２は、各直線Ｌ３の平均的な傾きを算出し、算出した傾きを有する基準線Ｌ４を生成する。次に、生成処理部２１２は、第１グループＧ１の各端点Ｅ１に対して第２グループＧ２の各端点Ｅ２をペアリングする第１ペアリング処理と、第２グループＧ２の各端点Ｅ２に対して第１グループＧ１の各端点Ｅ１をペアリングする第２ペアリング処理とを実行する。

【0066】

具体的には、図７Ｅに示すように、生成処理部２１２は、第１ペアリング処理において、第１グループＧ１における任意の端点Ｅ１を原点にした基準線Ｌ４を生成し、基準線Ｌ４から基準値以内に存在する第２グループＧ２の複数の端点Ｅ２を抽出し、抽出した複数の端点Ｅ２のうち基準線Ｌ４に距離ｗ３が最も近い端点Ｅ２を、基準線Ｌ４の原点である端点Ｅ１とペアリングする。生成処理部２１２は、第１ペアリング処理を第１グループＧ１の全ての端点Ｅ１に対して実行する。また、生成処理部２１２は、第２ペアリング処理において、第２グループＧ２の各端点Ｅ２を原点にして、第１ペアリング処理と同様の処理を第２グループＧ２の全ての端点Ｅ２に対して実行する。生成処理部２１２は、第１ペアリング処理及び第２ペアリング処理を実行した後、各ペアリング処理のペアリング結果が同じであるか否かを判定し、ペアリング結果が同じである場合に、ペアリングが成功したと判定する。ペアリングが成功すると、生成処理部２１２は、図７Ｆに示すように、ペアリングした端点Ｅ１，Ｅ２を結ぶ複数の直線Ｌ５を基準候補経路ｒ１として生成する。

【0067】

このように、生成処理部２１２は、各作物列Ｖｒにおける当該作物列Ｖｒの両端点Ｅ１，Ｅ２を結ぶことにより基準候補経路ｒ１を生成する。基準候補経路ｒ１の生成方法は、上述の方法に限定されない。

【0068】

生成処理部２１２は、基準候補経路ｒ１を生成すると、基準候補経路ｒ１に基づいて他の候補経路を生成する。具体的には、生成処理部２１２は、基準候補経路ｒ１に対して所定距離だけオフセットすることにより他の候補経路を生成する。例えば、図８に示すように、生成処理部２１２は、基準候補経路ｒ１に対してＸ１（ｃｍ）だけ右方向にオフセットした候補経路ｒ２と、基準候補経路ｒ１に対してＸ１（ｃｍ）だけ左方向にオフセットした候補経路ｒ３とを生成する。前記所定距離は、予め設定された許容範囲内の値であり、作業車両１０及び作業機（散布装置１４）のそれぞれの種別及びサイズ、作物列Ｖｒの間隔Ｗ１（図５参照）、作業通路の間隔Ｗ２（図５参照）、及び圃場Ｆの傾斜角度の少なくともいずれかに基づいて設定される。また、前記許容範囲は、作業車両１０及び作業機（散布装置１４）のそれぞれの種別及びサイズ、作物列Ｖｒの間隔Ｗ１、作業通路の間隔Ｗ２、及び圃場Ｆの傾斜角度などに基づいて設定される。例えば、前記許容範囲が±５ｃｍに設定されている場合、生成処理部２１２は、基準候補経路ｒ１に対して±５ｃｍのオフセット量を設定する。すなわち、生成処理部２１２は、基準候補経路ｒ１に対して５ｃｍだけ右方向にオフセットした候補経路ｒ２と、基準候補経路ｒ１に対して５ｃｍだけ左方向にオフセットした候補経路ｒ３とを生成する。なお、右方向（＋方向）のオフセット量と、左方向（－方向）のオフセット量とが、互いに異なる値に設定されてもよい。

【0069】

また、前記所定距離は、前記許容範囲内において乱数を用いて設定されてもよい。例えば、生成処理部２１２は、－１．０～＋１．０の範囲で正規化された乱数を生成し、生成した乱数を前記許容範囲の最大値（上記の例では５ｃｍ）に乗算して算出された値を前記所定距離として設定する。このように、生成処理部２１２は、前記オフセット量を設定するごとに、乱数を用いてランダムなオフセット量を設定してもよい。

【0070】

基準候補経路ｒ１が目標経路Ｒとして設定された場合には、作業車両１０は図８の実線で示す経路を自動走行し、候補経路ｒ２が目標経路Ｒとして設定された場合には、作業車両１０は図８の点線で示す経路を自動走行し、候補経路ｒ３が目標経路Ｒとして設定された場合には、作業車両１０は図８の一点鎖線で示す経路を自動走行する。

【0071】

また、図８に示すように、生成処理部２１２は、作業経路Ｒ１となる基準候補経路ｒ１に接続する移動経路Ｒ２（図８の実線経路）に含まれる旋回経路の旋回開始位置ｃ１１と、作業経路Ｒ１となる候補経路ｒ２に接続する移動経路Ｒ２（図８の点線経路）に含まれる旋回経路の旋回開始位置ｃ２１と、作業経路Ｒ１となる候補経路ｒ３に接続する移動経路Ｒ２（図８の一点鎖線経路）に含まれる旋回経路の旋回開始位置ｃ３１とを、互いに異なる位置に設定してもよい。同様に、生成処理部２１２は、作業経路Ｒ１となる基準候補経路ｒ１に接続する移動経路Ｒ２（図８の実線経路）に含まれる旋回経路の旋回終了位置ｃ１２と、作業経路Ｒ１となる候補経路ｒ２に接続する移動経路Ｒ２（図８の点線経路）に含まれる旋回経路の旋回終了位置ｃ２２と、作業経路Ｒ１となる候補経路ｒ３に接続する移動経路Ｒ２（図８の一点鎖線経路）に含まれる旋回経路の旋回終了位置ｃ３２とを、互いに異なる位置に設定してもよい。これにより、作業車両１０は、作物列Ｖｒの端点周辺における作業地の表土を痛めることなく自動走行しながら作業を行うことができる。

【0072】

また、図８に示すように、生成処理部２１２は、作業経路Ｒ１となる基準候補経路ｒ１に接続する移動経路Ｒ２（図８の実線経路）に含まれる直進経路ｒ０と、作業経路Ｒ１となる候補経路ｒ２に接続する移動経路Ｒ２（図８の点線経路）に含まれる直進経路ｒ０と、作業経路Ｒ１となる候補経路ｒ３に接続する移動経路Ｒ２（図８の一点鎖線経路）に含まれる直進経路ｒ０とを、同一の位置に共通の経路として設定してもよい。移動経路Ｒ２においては、作業車両１０は作物Ｖが植えられていない領域を走行するため表土を痛めても問題なく、共通の経路を走行することできる。これにより、作業車両１０が旋回走行中、どの位置を走行するかオペレータは把握することが可能となり安全性を向上させることができる。

【0073】

なお、制御部２１は、図８に示す候補経路ｒ１～ｒ３の情報を操作端末２０に表示させてもよい。例えば、制御部２１は、候補経路ｒ１～ｒ３のそれぞれを互いに異なる表示態様で操作端末２０に表示させる。これにより、オペレータは、操作端末２０において、候補経路ｒ１～ｒ３を容易に把握することができる。また、制御部２１は、候補経路ｒ１～ｒ３のうち作業車両１０が前回走行した走行経路を視認可能に表示させてもよい。これにより、オペレータは、操作端末２０において、作業車両１０が前回走行した走行経路、及び、今回選択すべき候補経路を容易に把握することができる。

【0074】

以上のように、生成処理部２１２は、目標経路Ｒの候補となる複数の候補経路を生成する。上記の例では、生成処理部２１２は、基準候補経路ｒ１と候補経路ｒ２，ｒ３とを生成する。生成処理部２１２は、生成した複数の候補経路を記憶部２２に記憶してもよい。

【0075】

出力処理部２１３は、生成処理部２１２が生成した複数の候補経路をサーバー３０に出力する。上記の例では、出力処理部２１３は、基準候補経路ｒ１と候補経路ｒ２，ｒ３とを含む候補経路の経路データをサーバー３０に出力する。なお、出力処理部２１３は、前記複数の候補経路の経路データを作業車両１０に出力してもよい。

【0076】

制御部２１は、上述の処理に加えて、各種情報を操作表示部２３に表示させる処理を実行する。例えば、制御部２１は、作業車両情報、圃場情報、作業情報などを登録する登録画面、候補経路を生成する操作画面、作業車両１０に自動走行を開始させる操作画面、作業車両１０の走行状態などを表示する表示画面などを操作表示部２３に表示させる。

【0077】

また制御部２１は、オペレータから各種操作を受け付ける。具体的には、制御部２１は、オペレータから作業車両１０に作業を開始させる作業開始指示、自動走行中の作業車両１０の走行を停止させる走行停止指示などを受け付ける。制御部２１は、前記各指示を受け付けると、前記各指示を作業車両１０に出力する。

【0078】

作業車両１０の車両制御装置１１は、操作端末２０から作業開始指示を取得すると、作業車両１０の自動走行及び作業を開始させる。また、車両制御装置１１は、操作端末２０から走行停止指示を取得すると、作業車両１０の自動走行及び作業を停止させる。

【0079】

なお、操作端末２０は、サーバー３０が提供する農業支援サービスのウェブサイト（農業支援サイト）に通信網Ｎ１を介してアクセス可能であってもよい。この場合、操作端末２０は、制御部２１によってブラウザプログラムが実行されることにより、サーバー３０の操作用端末として機能することが可能である。

【0080】

［サーバー３０］
図２に示すように、サーバー３０は、制御部３１、記憶部３２、操作表示部３３、及び通信部３４などを備えるサーバー装置である。なお、サーバー３０は、１台のコンピュータに限らず、複数台のコンピュータが協働して動作するコンピュータシステムであってもよい。また、サーバー３０で実行される各種の処理を、一又は複数のプロセッサーが分散して実行してもよい。

【0081】

通信部３４は、サーバー３０を有線又は無線で通信網Ｎ１に接続し、通信網Ｎ１を介して一又は複数の作業車両１０、一又は複数の操作端末２０などの外部機器との間で所定の通信プロトコルに従ったデータ通信を実行するための通信インターフェースである。

【0082】

操作表示部３３は、各種の情報を表示する液晶ディスプレイ又は有機ＥＬディスプレイのような表示部と、操作を受け付けるタッチパネル、マウス、又はキーボードのような操作部とを備えるユーザーインターフェースである。

【0083】

記憶部３２は、各種の情報を記憶するＨＤＤ又はＳＳＤなどの不揮発性の記憶部である。記憶部３２には、制御部３１に後述の自動走行処理（図１０参照）を実行させるための自動走行プログラムなどの制御プログラムが記憶されている。例えば、前記自動走行プログラムは、ＣＤ又はＤＶＤなどのコンピュータ読取可能な記録媒体に非一時的に記録されており、所定の読取装置（不図示）で読み取られて記憶部３２に記憶される。なお、前記自動走行プログラムは、他のサーバー（不図示）から通信網Ｎ１を介してサーバー３０にダウンロードされて記憶部３２に記憶されてもよい。

【0084】

また記憶部３２には、操作端末２０から出力される候補経路の経路情報Ｄ１が記憶される。図９には、経路情報Ｄ１の位置を示している。経路情報Ｄ１には、候補経路ごとに、対応する「経路ＩＤ」、「候補経路名」、「オフセット量」などの情報が含まれる。前記経路ＩＤは候補経路の識別情報であり、前記候補経路名は候補経路の名称である。前記オフセット量は、基準候補経路ｒ１に対するオフセット量を示す情報である。図９には、基準候補経路ｒ１（候補経路ＩＤ：「ｒ００１」）、候補経路ｒ２（候補経路ＩＤ：「ｒ００２」）、及び候補経路ｒ３（候補経路ＩＤ：「ｒ００３」）に関する情報が登録されている。各候補経路の経路データは、前記経路ＩＤに関連付けられて記憶部３２に記憶される。

【0085】

なお、記憶部３２には、作業車両１０ごとに、当該作業車両１０に対応する経路情報Ｄ１が記憶されてもよい。例えば、記憶部３２に、作業車両１０Ａに対応する経路情報Ｄ１と、作業車両１０Ｂに対応する経路情報Ｄ１とが記憶されてもよい。

【0086】

制御部３１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭなどの制御機器を有する。前記ＣＰＵは、各種の演算処理を実行するプロセッサーである。前記ＲＯＭは、前記ＣＰＵに各種の演算処理を実行させるためのＢＩＯＳ及びＯＳなどの制御プログラムが予め記憶される不揮発性の記憶部である。前記ＲＡＭは、各種の情報を記憶する揮発性又は不揮発性の記憶部であり、前記ＣＰＵが実行する各種の処理の一時記憶メモリー（作業領域）として使用される。そして、制御部３１は、前記ＲＯＭ又は記憶部３２に予め記憶された各種の制御プログラムを前記ＣＰＵで実行することによりサーバー３０を制御する。

【0087】

図２に示すように、制御部３１は、取得処理部３１１、決定処理部３１２、転送処理部３１３などの各種の処理部を含む。なお、制御部３１は、前記ＣＰＵで前記制御プログラムに従った各種の処理を実行することによって前記各種の処理部として機能する。また、一部又は全部の前記処理部が電子回路で構成されていてもよい。なお、前記制御プログラムは、複数のプロセッサーを前記処理部として機能させるためのプログラムであってもよい。

【0088】

取得処理部３１１は、作業車両１０及び操作端末２０から各種情報を取得する。例えば、取得処理部３１１は、操作端末２０からユーザー情報、圃場情報、作業予定情報、候補経路情報などを取得する。また、取得処理部３１１は、作業車両１０から作業実績などの情報を取得する。例えば、取得処理部３１１は、操作端末２０から前記候補経路の経路データを取得すると、前記候補経路に関する経路情報Ｄ１（図９参照）と経路データとを記憶部３２に記憶する。

【0089】

決定処理部３１２は、作業車両１０を自動走行させる目標経路Ｒを決定する。具体的には、決定処理部３１２は、複数の候補経路の中から選択される候補経路（本発明の第１候補経路）を目標経路Ｒとして決定する。

【0090】

例えば、決定処理部３１２は、前回の作業時に選択した候補経路とは異なる候補経路を選択して目標経路Ｒに決定する。例えば、作業車両１０が前回の作業時に候補経路ｒ１を目標経路Ｒとして自動走行及び散布作業を行った場合に、今回の作業において、決定処理部３１２は、経路情報Ｄ１に登録された複数の候補経路ｒ１～ｒ３の中から、候補経路ｒ２又は候補経路ｒ３を選択して目標経路Ｒに決定する。ここで、今回の作業において決定処理部３１２が候補経路ｒ２を選択した場合には、次回の作業では、決定処理部３１２は、候補経路ｒ１又は候補経路ｒ３を選択して目標経路Ｒに決定する。

【0091】

このように、決定処理部３１２は、作業ごとに、複数の候補経路の中から、前回の作業時に選択した候補経路とは異なる候補経路をランダムに選択して目標経路Ｒに決定する。

【0092】

他の実施形態として、決定処理部３１２は、ユーザー（オペレータ）が選択した候補経路を目標経路Ｒに決定してもよい。例えば、操作端末２０においてオペレータが候補経路ｒ１～ｒ３の中から所望の候補経路を選択すると、決定処理部３１２は、オペレータが選択した候補経路を目標経路Ｒに決定する。なお、操作端末２０は、候補経路の選択画面に、過去（例えば前回）の目標経路Ｒの情報（走行実績）を表示させてもよい。これにより、オペレータは、前回の作業など過去の作業において作業車両１０が走行した経路を把握することができる。また、決定処理部３１２は、前回の作業時に選択された候補経路を除いた候補経路の中から、ユーザーの選択操作を受け付けてもよい。また、決定処理部３１２は、過去の走行実績に基づいて、複数の候補経路のうち走行頻度の低い候補経路を優先的に選択画面に表示させたり、複数の候補経路を走行頻度の低い順に選択画面に表示させたりしてもよい。

【0093】

他の実施形態として、決定処理部３１２は、圃場Ｆの表土（土壌）の状態に基づいて選択した候補経路を目標経路Ｒに決定してもよい。例えば、作業車両１０がカメラ（不図示）を備え、決定処理部３１２は、前回の作業時に当該カメラが撮像した表土の画像に基づいて、今回の作業の候補経路を選択する。例えば、決定処理部３１２は、前記画像を解析した結果、候補経路ｒ２の表土が痛められている（荒れている）と判断した場合には、今回の作業において、候補経路ｒ１又は候補経路ｒ３を選択して目標経路Ｒに決定する。また例えば、決定処理部３１２は、前記画像を解析した結果、候補経路ｒ３の表土が痛められていると判断した場合には、今回の作業において、候補経路ｒ１又は候補経路ｒ２を選択して目標経路Ｒに決定する。また決定処理部３１２は、前回の作業時に選択された候補経路の情報と、現在の表土の状態とに基づいて、候補経路を選択して目標経路Ｒに決定してもよい。上記実施形態に係る作業車両１０には、障害物検出装置１７及び前記カメラが併設されてもよい。

【0094】

上記のように、本発明の第１候補経路は、前回の作業時に選択された候補経路とは異なる候補経路であってもよいし、ユーザーが選択した候補経路であってもよいし、圃場Ｆの表土状態に基づいて選択される候補経路であってもよい。

【0095】

なお、決定処理部３１２は、操作端末２０から自動走行を開始する指示（作業開始指示）を取得した場合に、目標経路Ｒを決定する処理を実行してもよい。

【0096】

転送処理部３１３は、決定処理部３１２が決定した目標経路Ｒ（図６参照）の経路データを作業車両１０に転送する。作業車両１０は、サーバー３０から転送される目標経路Ｒの経路データを記憶部１２に記憶する。作業車両１０は、測位装置１６により作業車両１０の現在位置を測位しつつ、目標経路Ｒに沿って自動走行を行う。

【0097】

ここで、作業車両１０は、現在位置が圃場Ｆ内に位置している場合に自動走行できるように構成されており、現在位置が圃場Ｆ外（公道等）に位置している場合には自動走行できないように構成されている。また、作業車両１０は、例えば現在位置が作業開始位置Ｓと一致している場合に自動走行できるように構成されている。

【0098】

作業車両１０は、現在位置が作業開始位置Ｓと一致している場合に、オペレータにより操作端末２０においてスタートボタンが押されて作業開始指示が与えられると、車両制御装置１１によって、自動走行を開始し、散布装置１４による散布作業を開始する。すなわち、作業車両１０は、現在位置が作業開始位置Ｓと一致していることを条件に自動走行を許可する。なお、作業車両１０の自動走行を許可する条件は、前記条件に限定されない。

【0099】

車両制御装置１１は、サーバー３０から取得する目標経路Ｒに基づいて、作業車両１０を作業開始位置Ｓから作業終了位置Ｇまで自動走行させる。また、車両制御装置１１は、作業車両１０が作業を終了すると、作業終了位置Ｇから圃場Ｆの入口まで自動走行させてもよい。作業車両１０が自動走行している場合、操作端末２０は、作業車両１０の状態（位置、走行速度、作業状況等）を作業車両１０から受信して操作表示部２３に表示させることができる。

【0100】

他の実施形態として、サーバー３０の制御部３１が、前記基準候補経路を生成し、かつ前記基準候補経路に基づいて他の候補経路を生成してもよい。すなわち、すなわち、制御部３１は、操作端末２０の生成処理部２１２の機能を備えてもよい。また、他の実施形態として、操作端末２０の制御部２１が前記基準候補経路を生成し、サーバー３０の制御部３１が他の候補経路を生成してもよい。

【0101】

他の実施形態として、操作端末２０が前記複数の候補経路の経路データを作業車両１０に出力する構成の場合、作業車両１０の車両制御装置１１が、前記複数の候補経路の中から選択される候補経路を目標経路Ｒとして決定してもよい。すなわち、車両制御装置１１は、サーバー３０の決定処理部３１２の機能を備えてもよい。この場合、車両制御装置１１は、操作端末２０から作業開始指示を取得すると、前記複数の候補経路の中から選択される候補経路を目標経路Ｒとして決定して、決定した目標経路Ｒに沿って自動走行を開始する。

【0102】

［自動走行処理］
以下、図１０を参照しつつ、作業車両１０の車両制御装置１１、操作端末２０の制御部２１、及びサーバー３０の制御部３１によって実行される前記自動走行処理の一例について説明する。

【0103】

なお、本発明は、前記自動走行処理に含まれる一又は複数のステップを実行する自動走行方法の発明として捉えることができる。また、ここで説明する前記自動走行処理に含まれる一又は複数のステップは適宜省略されてもよい。なお、前記自動走行処理における各ステップは同様の作用効果を生じる範囲で実行順序が異なってもよい。さらに、ここでは車両制御装置１１、制御部２１、及び制御部３１が前記自動走行処理における各ステップを実行する場合を例に挙げて説明するが、一又は複数のプロセッサーが当該自動走行処理における各ステップを分散して実行する自動走行方法も他の実施形態として考えられる。また、前記自動走行方法は、本発明の経路決定方法を含む。

【0104】

ステップＳ１において、操作端末２０の制御部２１は、各種設定情報を登録する。具体的には、制御部２１は、オペレータの設定操作に基づいて、作業車両１０に関する情報（作業車両情報）と、圃場Ｆに関する情報（圃場情報）と、作業に関する情報（作業情報）とを設定して登録する。

【0105】

次にステップＳ２において、制御部２１は、前記各設定情報に基づいて、目標経路Ｒの候補となる候補経路を生成する。例えば、制御部２１は、圃場Ｆにおいて作物Ｖが配置される位置に基づいて一つの基準候補経路ｒ１を生成し（図７Ａ～図７Ｆ参照）、基準候補経路ｒ１に対して所定距離（＋Ｘ１、－Ｘ１）だけオフセットすることにより他の候補経路ｒ２，ｒ３を生成する（図８参照）。制御部２１は、生成した複数の候補経路ｒ１～ｒ３の経路データをサーバー３０に出力する。

【0106】

次にステップＳ３において、サーバー３０の制御部３１は、操作端末２０から出力された経路データを取得すると、候補経路ｒ１～ｒ３に関する経路情報Ｄ１（図９参照）と経路データとを記憶部３２に記憶する。

【0107】

ステップＳ４において、制御部３１は、複数の候補経路（図８、図９参照）の中から選択される候補経路を目標経路Ｒとして決定する。具体的には、制御部３１は、前回の作業時に選択した候補経路とは異なる候補経路を選択して目標経路Ｒに決定する。また、制御部３１は、オペレータが選択した候補経路を目標経路Ｒに決定してもよい。また、制御部３１は、圃場Ｆの表土状態に基づいて選択した候補経路を目標経路Ｒに決定してもよい。

【0108】

次にステップＳ５において、制御部３１は、決定した目標経路Ｒの経路データを作業車両１０に転送する。

【0109】

次にステップＳ６において、作業車両１０の車両制御装置１１は、操作端末２０から作業開始指示を取得したか否かを判定する。例えば、オペレータが操作端末２０においてスタートボタンを押下すると、操作端末２０は作業開始指示を作業車両１０に出力する。車両制御装置１１が操作端末２０から作業開始指示を取得すると（Ｓ６：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ７に移行する。車両制御装置１１は、操作端末２０から作業開始指示を取得するまで待機する（Ｓ６：Ｎｏ）。

【0110】

次にステップＳ７において、車両制御装置１１は、操作端末２０から作業開始指示を取得し、かつサーバー３０から転送された経路データを取得すると、当該経路データに応じた目標経路Ｒに沿って自動走行を開始する。なお、車両制御装置１１は、サーバー３０から取得した前記経路データを記憶部１２に記憶する。これにより、作業車両１０は、例えば図６に示すように、作業開始位置Ｓから自動走行を開始し、目標経路Ｒに沿って、作物列Ｖｒ１～Ｖｒ１１の作物Ｖに薬液を散布しながら作業終了位置Ｇまで自動走行する。

【0111】

次にステップＳ８において、車両制御装置１１は、作業車両１０が作業を終了したか否かを判定する。車両制御装置１１は、作業車両１０の位置が作業終了位置Ｇに一致する場合に作業を終了したと判定する。作業車両１０が作業を終了した場合（Ｓ８：Ｙｅｓ）、前記自動走行処理は終了する。車両制御装置１１は、作業車両１０が作業を終了するまでステップＳ８の処理を繰り返して自動走行を継続する。

【0112】

なお、ステップＳ１～Ｓ４の処理と、ステップＳ５～Ｓ８の処理とは、独立して実行されてもよい。例えば、自動走行システム１は、作業車両１０を導入した初期設定の段階でステップＳ１～Ｓ４の処理を実行する。また、自動走行システム１は、オペレータが作業車両１０で作業を行うときにステップＳ５～Ｓ８の処理を実行する。

【0113】

以上説明したように、本実施形態に係る自動走行システム１は、作業地（例えば圃場Ｆ）において複数列に配置された作業対象物（例えば作物Ｖ）に対して所定の作業（例えば散布作業）を行いながら所定の列順序で自動走行する作業車両１０を走行させる目標経路Ｒの候補である複数の候補経路を生成し、生成した複数の候補経路の中から選択される第１候補経路を目標経路Ｒとして決定する。また、本実施形態に係る自動走行方法（経路決定方法）は、一又は複数のプロセッサーが、作業地（例えば圃場Ｆ）において複数列に配置された作業対象物（例えば作物Ｖ）に対して所定の作業（例えば散布作業）を行いながら所定の列順序で自動走行する作業車両１０を走行させる目標経路Ｒの候補である複数の候補経路を生成すること（生成処理）と、生成した複数の候補経路の中から選択される第１候補経路を目標経路Ｒとして決定すること（決定処理）とを実行する。

【0114】

上記の構成によれば、作業車両１０を走行させる目標経路Ｒが、複数の候補経路の中から選択されるため、例えば作業車両１０を前回走行した場所とは異なる場所を走行させることができる。このため、作業車両１０が作業を行う度に毎回同じ場所を走行することを防ぐことができる。このように、作業車両１０の走行場所を固定させず分散させることができるため、圃場Ｆの表土を痛めることを防ぐことができる。よって、作業車両１０が圃場Ｆの表土を痛めることなく自動走行しながら作業を行うことが可能な目標経路Ｒを生成することができる。

【0115】

また、上記の構成によれば、一つの基準候補経路ｒ１を生成することにより、基準候補経路ｒ１を利用して一又は複数の候補経路を生成することができるため、自動走行システム１における経路生成の処理負荷の増大を防ぐことができる。なお、自動走行システム１は、基準候補経路ｒ１のみを生成しておき、作業開始指示を取得した時点で他の候補経路を生成して目標経路Ｒを決定してもよい。

【0116】

また、自動走行システム１は、基準候補経路ｒ１に対して許容範囲内のオフセット量に基づいて他の候補経路ｒ２，ｒ３を生成するため、作業車両１０の走行及び作業の安全性を維持して走行経路を異ならせることができる。

【0117】

他の実施形態として、サーバー３０は、基準候補経路ｒ１に対するオフセット量を決定し、決定したオフセット量の情報を作業車両１０に出力してもよい。この場合、作業車両１０は、サーバー３０から前記オフセット量を取得すると、基準候補経路ｒ１に対して前記オフセット量を加えた経路を目標経路Ｒに設定して自動走行を行う。サーバー３０は、乱数により前記オフセット量を決定してもよいし、予め設定された複数のオフセット量の中から前回の作業時とは異なるオフセット量を選択してもよい。これにより、サーバー３０又は作業車両１０は、記憶する経路データのデータ量を削減することができる。

【0118】

上述の実施形態では、操作端末２０及びサーバー３０が本発明に係る経路決定システムに相当するが、本発明に係る経路決定システムは、操作端末２０単体又はサーバー３０単体で構成されてもよい。また、本発明に係る経路決定システムは、操作端末２０、サーバー３０、及び作業車両１０のうち一又は複数の構成要素で構成されてもよい。

【符号の説明】

【0119】

１ ：自動走行システム
１０ ：作業車両
１１ ：車両制御装置
２０ ：操作端末
３０ ：サーバー
４０ ：基地局
５０ ：衛星
２１１ ：設定処理部
２１２ ：生成処理部
２１３ ：出力処理部
３１１ ：取得処理部
３１２ ：決定処理部
３１３ ：転送処理部
Ｅ１、Ｅ２：端点
Ｆ ：圃場（作業地）
Ｒ ：目標経路
Ｖ ：作物（作業対象物）
Ｖｒ ：作物列
ｒ１ ：基準候補経路、候補経路（第１候補経路）
ｒ２ ：候補経路（第１候補経路）
ｒ３ ：候補経路（第１候補経路）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図7D】

【図7E】

【図7F】

【図8】

【図9】

【図10】