(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】P2023001174
(43)【公開日】2023-01-04
(54)【発明の名称】作業車両の自律走行システム
(51)【国際特許分類】
G05D 1/02 20200101AFI20221222BHJP
A01B 69/00 20060101ALI20221222BHJP
【ＦＩ】
G05D1/02 H
G05D1/02 N
A01B69/00 301
【審査請求】有
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022171169
(22)【出願日】2022-10-26
(62)【分割の表示】P 2021112527の分割
【原出願日】2016-12-05
(71)【出願人】
【識別番号】000006781
【氏名又は名称】ヤンマーパワーテクノロジー株式会社
(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】100167830
【弁理士】
【氏名又は名称】仲石 晴樹
(72)【発明者】
【氏名】平松 敏史
(57)【要約】
【課題】燃料又は資材の補給を考慮した経路生成を行うことが可能な作業車両の自律走行システムを提供する。
【解決手段】表示制御システムは、補給位置設定部５６と、表示制御部３１と、を備える。補給位置設定部５６は、自律走行作業を行う作業車両（ロボットトラクタ１）による作業が行われる圃場に、作業車両の燃料と作業に使用される資材との少なくとも一方からなる補給対象を補給する補給位置を設定する。表示制御部３１は、表示部に表示画面を表示させる制御を行う。表示制御部３１は、作業車両が自律走行を開始する前に、表示画面として、補給位置の設定に関するユーザの操作を受け付ける補給位置設定画面を表示させる。
【選択図】図４
【解決手段】表示制御システムは、補給位置設定部５６と、表示制御部３１と、を備える。補給位置設定部５６は、自律走行作業を行う作業車両（ロボットトラクタ１）による作業が行われる圃場に、作業車両の燃料と作業に使用される資材との少なくとも一方からなる補給対象を補給する補給位置を設定する。表示制御部３１は、表示部に表示画面を表示させる制御を行う。表示制御部３１は、作業車両が自律走行を開始する前に、表示画面として、補給位置の設定に関するユーザの操作を受け付ける補給位置設定画面を表示させる。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
自律走行作業を行う作業車両による作業が行われる圃場に、前記作業車両の燃料と前記作業に使用される資材との少なくとも一方からなる補給対象を補給する補給位置を設定する補給位置設定部と、
表示部に表示画面を表示させる制御を行う表示制御部と、を備え、
前記表示制御部は、前記作業車両が自律走行を開始する前に、前記表示画面として、前記補給位置の設定に関するユーザの操作を受け付ける補給位置設定画面を表示させる、
作業車両の自律走行システム。
表示部に表示画面を表示させる制御を行う表示制御部と、を備え、
前記表示制御部は、前記作業車両が自律走行を開始する前に、前記表示画面として、前記補給位置の設定に関するユーザの操作を受け付ける補給位置設定画面を表示させる、
作業車両の自律走行システム。
【請求項2】
前記表示制御部は、前記補給位置設定画面に、前記圃場を表示させる、
請求項１に記載の作業車両の自律走行システム。
請求項１に記載の作業車両の自律走行システム。
【請求項3】
前記補給位置は、前記圃場の特定の位置にのみ設定可能である、
請求項１又は２に記載の作業車両の自律走行システム。
請求項１又は２に記載の作業車両の自律走行システム。
【請求項4】
前記補給位置は、前記圃場の端部のいずれかの位置に設定される、
請求項３に記載の作業車両の自律走行システム。
請求項３に記載の作業車両の自律走行システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、作業車両の自律走行システムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、車体部を自律的に走行させる経路を予め生成し、その経路に沿って車体部を自律走行させるように制御する作業車両の経路生成システムが知られている。特許文献１は、この種の経路生成システムを開示する。
【0003】
特許文献１に開示される自動走行機械の経路生成方式では、自動走行機械（車体部）は、コントローラ（制御部）とＧＰＳ受信機（測位システム）と、各種のセンサと、を備えて、自律走行する機能を有する。自動走行機械を作業対象エリア（走行領域）内でマニュアル運転すると同時にＧＰＳを利用して測位を行い、測位データを記憶媒体に取り込む。この測位データをオフラインのパソコンにより処理し、地形データ、障害物データを作成し、地図データを得る。この地図データに基づいて、自動走行機械の移動経路パス（走行経路）と動作データを作成し、記録媒体を介して自動走行機械のコントローラに供給する構成となっている。特許文献１では、この構成により、予め生成した移動経路パスに沿って自動走行機械を自律走行させることができる、としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平９－１２８０４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、上記特許文献１の構成では、移動経路パスを作成する際に、燃料の補給について考慮されていない。従って、この移動経路パスに沿って自動走行機械を自律走行させたのでは途中で燃料切れが生じるおそれがあり、改善の余地があった。
【0006】
本発明は以上の事情を鑑みてされたものであり、その目的は、燃料又は資材の補給を考慮した経路生成を行うことが可能な作業車両の自律走行システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の一態様に係る作業車両の自律走行システムは、補給位置設定部と、表示制御部と、を備える。前記補給位置設定部は、自律走行作業を行う作業車両による作業が行われる圃場に、前記作業車両の燃料と前記作業に使用される資材との少なくとも一方からなる補給対象を補給する補給位置を設定する。前記表示制御部は、表示部に表示画面を表示させる制御を行う。前記表示制御部は、前記作業車両が自律走行を開始する前に、前記表示画面として、前記補給位置の設定に関するユーザの操作を受け付ける補給位置設定画面を表示させる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明の一実施形態に係る経路生成システムによって生成された経路に沿って自律的に走行されるロボットトラクタの全体的な構成を示す側面図。
【図2】ロボットトラクタの平面図。
【図3】ユーザにより操作され、ロボットトラクタと無線通信することが可能な無線通信端末を示す図。
【図4】ロボットトラクタ及び無線通信端末の主要な電気的構成を示すブロック図。
【図5】経路生成システムが生成する自律走行経路の例を示す模式図。
【図6】無線通信端末のディスプレイにおける入力選択画面の表示例を示す図。
【図7】無線通信端末のディスプレイにおける作業車両情報入力画面の表示例を示す図。
【図8】無線通信端末のディスプレイにおける圃場情報入力画面の表示例を示す図。
【図9】無線通信端末のディスプレイにおける作業情報入力画面の表示例を示す図。
【図10】無線通信端末のディスプレイに表示される、燃料の補給位置を設定するための補給位置設定ウィンドウの表示例を示す図。
【図11】第１実施形態において、燃料補給経路を生成するときに経路生成部等で行われる処理を示すフローチャート。
【図14】燃料補給開始位置から燃料補給位置までの経路長が最も長くなる場合を想定したときの燃料補給経路及び燃料補給開始位置の例を示す図。
【図15】自律走行経路上において燃料の保有量が基準量以下となる燃料不足位置を特定した例を示す図。
【図17】燃料不足位置の変化に伴って燃料補給経路を修正した例を示す図。
【図18】第２実施形態において、燃料補給経路を生成するときに経路生成部等で行われる処理を示すフローチャート。
【図21】設定された暫定燃料補給開始位置の例を示す図。
【図23】生成された燃料補給経路の例を示す図。
【図24】第３実施形態における作業情報入力画面の表示例を示す図。
【図25】第４実施形態において、燃料及び資材の補給経路を生成するときに経路生成部により行われる処理の途中経過を説明する図。
【図26】第４実施形態において、燃料補給経路の燃料補給開始位置及び燃料補給終了位置が、資材補給経路の資材補給開始位置及び資材補給終了位置にそれぞれ統合される様子を説明する図。
【図27】無線通信端末のディスプレイにおいて、ロボットトラクタが自律走行中に表示される監視画面の表示例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0009】
次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。以下では、図面の各図において同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明を省略することがある。また、同一の符号に対応する部材等の名称が、簡略的に言い換えられたり、上位概念又は下位概念の名称で言い換えられたりすることがある。
【0010】
本発明は、予め定められた圃場内で１台又は複数台の作業車両を走行させて、圃場内における農作業の全部又は一部を実行させるときに、作業車両を走行させる走行経路を生成する経路生成システムに関する。本実施形態では、作業車両としてトラクタを例に説明するが、作業車両としては、トラクタの他、田植機、コンバイン、土木・建設作業装置、除雪車等、乗用型作業機に加え、歩行型作業機も含まれる。本明細書において自律走行とは、トラクタが備える制御部（ＥＣＵ）によりトラクタが備える走行に関する構成が制御されて予め定められた経路に沿ってトラクタが走行することを意味し、自律作業とは、トラクタが備える制御部によりトラクタが備える作業に関する構成が制御されて、予め定められた経路に沿ってトラクタが作業を行うことを意味する。これに対して、手動走行・手動作業とは、トラクタが備える各構成がユーザにより操作され、走行・作業が行われることを意味する。
【0011】
以下の説明では、自律走行・自律作業されるトラクタを「無人（の）トラクタ」又は「ロボットトラクタ」と称することがあり、手動走行・手動作業されるトラクタを「有人（の）トラクタ」と称することがある。圃場内において農作業の一部が無人トラクタにより実行される場合、残りの農作業は有人トラクタにより実行される。単一の圃場における農作業を無人トラクタ及び有人トラクタで実行することを、農作業の協調作業、追従作業、随伴作業等と称することがある。本明細書において無人トラクタと有人トラクタの違いは、ユーザによる操作の有無であり、各構成は基本的に共通であるものとする。即ち、無人トラクタであってもユーザが搭乗（乗車）して操作することが可能であり（即ち、有人トラクタとして使用することができ）、あるいは有人トラクタであってもユーザが降車して自律走行・自律作業させることが可能である（即ち、無人トラクタとして使用することができる）。なお、農作業の協調作業としては、「単一の圃場における農作業を無人車両及び有人車両で実行すること」に加え、「隣接する圃場等の異なる圃場における農作業を同時期に無人車両及び有人車両が実行すること」が含まれていてもよい。
【0012】
＜第１実施形態＞
次に、図面を参照して本発明の第１実施形態に係る経路生成システム９９について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る経路生成システム９９によって生成された経路に沿って自律的に走行されるロボットトラクタ１の全体的な構成を示す側面図である。図２は、ロボットトラクタ１の平面図である。図３は、ユーザにより操作され、ロボットトラクタ１と無線通信することが可能な無線通信端末４６を示す図である。図４は、ロボットトラクタ１及び無線通信端末４６の主要な電気的構成を示すブロック図である。
次に、図面を参照して本発明の第１実施形態に係る経路生成システム９９について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る経路生成システム９９によって生成された経路に沿って自律的に走行されるロボットトラクタ１の全体的な構成を示す側面図である。図２は、ロボットトラクタ１の平面図である。図３は、ユーザにより操作され、ロボットトラクタ１と無線通信することが可能な無線通信端末４６を示す図である。図４は、ロボットトラクタ１及び無線通信端末４６の主要な電気的構成を示すブロック図である。
【0013】
本発明の第１実施形態に係る経路生成システム９９は、図１に示すロボットトラクタ１を自律走行・自律作業させるときに走行させる自律走行経路を生成するものである。本実施形態では、経路生成システム９９の主要な構成は、ロボットトラクタ１と無線通信するための無線通信端末４６に備えられる。
【0014】
【0015】
トラクタ１は、走行領域としての圃場領域内を自律走行する車体部としての走行機体２を備える。走行機体２には、例えば、耕耘機（管理機）、プラウ、施肥機、草刈機、播種機等の種々の作業機を選択して装着することができるが、本実施形態においては、作業機として施肥装置３が装着されている。走行機体２は、装着された作業機（施肥装置３）の高さ及び姿勢を変更可能に構成されている。
【0016】
トラクタ１の構成について、図１及び図２を参照してより詳細に説明する。トラクタ１の走行機体２は、図１に示すように、その前部が左右１対の前輪７，７で支持され、その後部が左右１対の後輪８，８で支持されている。
【0017】
走行機体２の前部にはボンネット９が配置されている。本実施形態では、このボンネット９内に、トラクタ１の駆動源であるエンジン１０や燃料タンク（不図示）等が収容されている。このエンジン１０は、例えばディーゼルエンジンにより構成することができるが、これに限るものではなく、例えばガソリンエンジンにより構成してもよい。また、駆動源としてエンジン１０に加えて、又は代えて電気モータを採用してもよい。また、前記燃料タンクはボンネット９外に配置されているものとしてもよい。
【0018】
ボンネット９の後方には、ユーザが搭乗するためのキャビン１１が配置されている。このキャビン１１の内部には、ユーザが操向操作するためのステアリングハンドル１２と、ユーザが着座可能な座席１３と、各種の操作を行うための様々な操作装置と、が主として設けられている。ただし、作業車両は、キャビン１１付きのものに限るものではなく、キャビン１１を備えないものであってもよい。
【0019】
上記の操作装置としては、図２に示すモニタ装置１４、スロットルレバー１５、主変速レバー２７、複数の油圧操作レバー１６、ＰＴＯスイッチ１７、ＰＴＯ変速レバー１８、副変速レバー１９、及び作業機昇降スイッチ２８等を例として挙げることができる。これらの操作装置は、座席１３の近傍、又はステアリングハンドル１２の近傍に配置されている。
【0020】
モニタ装置１４は、トラクタ１の様々な情報を表示可能に構成されている。スロットルレバー１５は、エンジン１０の出力回転数を設定するための操作具である。主変速レバー２７は、トラクタ１の走行速度を無段階で変更するための操作具である。油圧操作レバー１６は、図略の油圧外部取出バルブを切換操作するための操作具である。ＰＴＯスイッチ１７は、トランスミッション２２の後端から突出した図略のＰＴＯ軸（動力伝達軸）への動力の伝達／遮断を切換操作するための操作具である。即ち、ＰＴＯスイッチ１７がＯＮ状態であるときＰＴＯ軸に動力が伝達されてＰＴＯ軸が回転する一方、ＰＴＯスイッチ１７がＯＦＦ状態であるときＰＴＯ軸への動力が遮断されて、ＰＴＯ軸の回転が停止される。ＰＴＯ変速レバー１８は、ＰＴＯ軸の回転速度の変速操作を行うための操作具である。副変速レバー１９は、トランスミッション２２内の走行副変速ギア機構の変速比を切り換えるための操作具である。作業機昇降スイッチ２８は、走行機体２に装着された作業機（施肥装置３）の高さを所定範囲内で昇降操作するための操作具である。
【0021】
図１に示すように、走行機体２の下部には、トラクタ１のシャーシ２０が設けられている。当該シャーシ２０は、機体フレーム２１、トランスミッション２２、フロントアクスル２３、及びリアアクスル２４等から構成されている。
【0022】
機体フレーム２１は、トラクタ１の前部における支持部材であって、直接、又は防振部材等を介してエンジン１０を支持している。トランスミッション２２は、エンジン１０からの動力を変化させてフロントアクスル２３及びリアアクスル２４に伝達する。フロントアクスル２３は、トランスミッション２２から入力された動力を前輪７に伝達するように構成されている。リアアクスル２４は、トランスミッション２２から入力された動力を後輪８に伝達するように構成されている。
【0023】
施肥装置３は、肥料（資材）を収容可能な肥料タンク２９と、肥料タンク２９から供給された肥料を繰り出す繰出部２５と、土を鎮圧する回転可能な鎮圧輪２６と、を備える。繰出部２５及び鎮圧輪２６は、走行機体２の幅方向に複数（本実施形態では４つ）並べて配置されており、肥料タンク２９に貯留された肥料は、複数の繰出部２５に分配して供給される。本実施形態において、それぞれの繰出部２５は回転可能な図略のロール状部材を備えており、このロール状部材の外周面には、粒状の肥料を収容可能な複数の小さな凹部が並べて形成されている。このロール状部材は、チェーン等により鎮圧輪２６と連結されている。この構成で、施肥装置３を後述の作業高さに支持した状態でトラクタ１が前進すると、接地している鎮圧輪２６が回転し、この動力がチェーン等により伝達されてロール状部材が駆動される。これにより、肥料タンク２９内の肥料が繰出部２５により繰り出されて圃場に撒かれ、施肥が行われる。
【0024】
図４に示すように、トラクタ１は、走行機体２の動作（前進、後進、停止及び旋回等）、及び作業機（本実施形態では、施肥装置３）の動作（昇降、駆動及び停止等）を制御するための制御部４を備える。制御部４は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ等を備えて構成されており、ＣＰＵは、各種プログラム等をＲＯＭから読み出して実行することができる。制御部４には、トラクタ１が備える各構成（例えば、エンジン１０等）を制御するためのコントローラ、及び、他の無線通信機器と無線通信可能な無線通信部４０等がそれぞれ電気的に接続されている。
【0025】
上記のコントローラとして、トラクタ１は少なくとも、図略のエンジンコントローラ、車速コントローラ、操向コントローラ及び昇降コントローラを備える。それぞれのコントローラは、制御部４からの電気信号に応じて、トラクタ１の各構成を制御することができる。
【0026】
エンジンコントローラは、エンジン１０の回転数等を制御するものである。具体的には、エンジン１０には、当該エンジン１０の回転数を変更させる図略のアクチュエータを備えたガバナ装置４１が設けられている。エンジンコントローラは、ガバナ装置４１を制御することで、エンジン１０の回転数を制御することができる。また、エンジン１０には、エンジン１０の燃焼室内に噴射（供給）するための燃料の噴射時期・噴射量を調整する燃料噴射装置が付設されている。エンジンコントローラは、燃料噴射装置を制御することで、例えばエンジン１０への燃料の供給を停止させ、エンジン１０の駆動を停止させることができる。
【0027】
車速コントローラは、トラクタ１の車速を制御するものである。具体的には、トランスミッション２２には、例えば可動斜板式の油圧式無段変速装置である変速装置４２が設けられている。車速コントローラは、変速装置４２の斜板の角度を図略のアクチュエータによって変更することで、トランスミッション２２の変速比を変更し、所望の車速を実現することができる。
【0028】
操向コントローラは、ステアリングハンドル１２の回動角度を制御するものである。具体的には、ステアリングハンドル１２の回転軸（ステアリングシャフト）の中途部には、操向アクチュエータ４３が設けられている。この構成で、予め定められた経路をトラクタ１が（無人トラクタとして）走行する場合、制御部４は、当該経路に沿ってトラクタ１が走行するようにステアリングハンドル１２の適切な回動角度を計算し、得られた回動角度となるように操向コントローラに制御信号を送信する。操向コントローラは、制御部４から入力された制御信号に基づいて操向アクチュエータ４３を駆動し、ステアリングハンドル１２の回動角度を制御する。なお、操向コントローラはステアリングハンドル１２の回動角度を調整するものではなくトラクタ１の前輪７の操舵角を調整するものであってもよい。その場合、旋回走行を行ったとしてもステアリングハンドル１２は回動しない。
【0029】
昇降コントローラは、作業機（施肥装置３）の昇降を制御するものである。具体的には、トラクタ１は、施肥装置３を走行機体２に連結している３点リンク機構の近傍に、油圧シリンダ等からなる昇降アクチュエータ４４を備えている。この構成で、昇降コントローラは、制御部４から入力された制御信号に基づいて昇降アクチュエータ４４を駆動して施肥装置３を適宜に昇降動作させることにより、所望の高さで施肥装置３により農作業（施肥作業）を行うことができる。この制御により、施肥装置３を、退避高さ（農作業を行わない高さ）及び作業高さ（農作業を行う高さ）等の所望の高さで支持することができる。
【0030】
なお、上述した図略の複数のコントローラは、制御部４から入力される信号に基づいてエンジン１０等の各部を制御していることから、制御部４が実質的に各部を制御していると把握することができる。
【0031】
上述のような制御部４を備えるトラクタ１は、ユーザがキャビン１１内に搭乗して各種操作をすることにより、当該制御部４によりトラクタ１の各部（走行機体２、施肥装置３等）を制御して、圃場内を走行しながら農作業を行うことができるように構成されている。加えて、本実施形態のトラクタ１は、ユーザがトラクタ１に搭乗しなくても、無線通信端末４６により出力される種々の制御信号により自律走行及び自律作業させることが可能となっている。
【0032】
具体的には、図４等に示すように、トラクタ１は、自律走行・自律作業を可能とするための各種の構成を備えている。例えば、トラクタ１は、測位システムに基づいて自ら（走行機体２）の位置情報を取得するために必要な測位用アンテナ６等を備えている。このような構成により、トラクタ１は、測位システムに基づいて自らの位置情報を取得して圃場上（走行領域内）を自律的に走行することが可能となっている。
【0033】
次に、自律走行を可能とするためにトラクタ１が備える構成について、図４等を参照して詳細に説明する。具体的には、本実施形態のトラクタ１は、測位用アンテナ６、無線通信用アンテナ４８、各種センサ、及び記憶部５５等を備える。また、これらに加えて、トラクタ１には、走行機体２の姿勢（ロール角、ピッチ角、ヨー角）を特定することが可能な図略の慣性計測ユニット（ＩＭＵ）が備えられている。
【0034】
測位用アンテナ６は、例えば衛星測位システム（ＧＮＳＳ）等の測位システムを構成する測位衛星からの信号を受信するものである。図１に示すように、測位用アンテナ６は、トラクタ１のキャビン１１が備えるルーフ５の上面に取り付けられている。測位用アンテナ６で受信された測位信号は、図４に示す位置情報算出部４９に入力される。位置情報算出部４９は、トラクタ１の走行機体２（厳密には測位用アンテナ６）の位置情報を、例えば緯度・経度情報として算出する。当該位置情報算出部４９で算出された位置情報は、記憶部５５に記憶されて、適時に制御部４により読み出されて、自律走行に利用される。
【0035】
なお、本実施形態ではＧＮＳＳ－ＲＴＫ法を利用した高精度の衛星測位システムが用いられているが、これに限られるものではなく、高精度の位置座標が得られる限りにおいて他の測位システムを用いてもよい。例えば、相対測位方式（ＤＧＰＳ）、又は静止衛星型衛星航法補強システム（ＳＢＡＳ）を使用することが考えられる。
【0036】
無線通信用アンテナ４８は、ユーザが操作する無線通信端末４６からの信号を受信したり、無線通信端末４６への信号を送信したりするものである。図１に示すように、無線通信用アンテナ４８は、トラクタ１のキャビン１１が備えるルーフ５の上面に取り付けられている。無線通信用アンテナ４８で受信した無線通信端末４６からの信号は、図４に示す無線通信部４０で信号処理され、制御部４に入力される。制御部４から無線通信端末４６に送信する信号は、無線通信部４０で信号処理された後、無線通信用アンテナ４８から送信されて無線通信端末４６で受信される。
【0037】
燃料残量センサ５１は、走行機体２に搭載される図略の燃料タンク内の燃料の残量を検出するものであり、例えば当該燃料タンク内の燃料の液面の高さを検出する。燃料残量センサ５１は、トラクタ１が自律走行を開始した後、定期的又は不定期に前記燃料タンク内の燃料の残量を検出し、検出結果を無線通信端末４６に送信する。
【0038】
車速センサ５２は、トラクタ１の車速を検出するものであり、例えば前輪７，７の間の車軸に設けられる。
【0039】
回転数センサ５３は、エンジン１０の回転数（エンジン回転数）を検出するものであり、例えばエンジン１０のクランク軸に設けられる。
【0040】
負荷センサ５４は、エンジン１０の負荷（エンジン負荷）を検出するものである。本実施形態の負荷センサ５４は、エンジン１０のアクセル開度を検出することで負荷を推定し、検出する。
【0041】
肥料残量センサ３０は、肥料タンク２９に貯留されている肥料の残量、言い換えれば、施肥装置３を用いて作業を行う際にトラクタ１が使用可能な肥料の量を検出することができる。この肥料残量センサ３０は、例えば重量センサとして構成することができる。
【0042】
燃料残量センサ５１、車速センサ５２、回転数センサ５３、負荷センサ５４、及び肥料残量センサ３０等の各種センサで得られた検出結果は、無線通信部４０で信号処理された後、無線通信用アンテナ４８から無線通信端末４６に送信される。無線通信端末４６は、受信した検出結果をディスプレイ３７に表示することができる。また、無線通信端末４６は、受信した検出結果（燃料残量等の情報）を考慮に入れて、トラクタ１が走行する経路（自律走行経路）を生成することが可能である。
【0043】
記憶部５５は、トラクタ１を自律走行させる経路を記憶したり、自律走行中のトラクタ１（厳密には測位用アンテナ６）の位置の推移（走行軌跡）を記憶したり、各種センサの検出結果を記憶したりするメモリである。その他にも、記憶部５５は、トラクタ１を自律走行・自律作業させるために必要な様々な情報を記憶している。
【0044】
無線通信端末４６は、図３に示すように、タブレット型のパーソナルコンピュータとして構成されている。ユーザは、例えばトラクタ１の外で、無線通信端末４６のディスプレイ３７に表示された情報（例えば、トラクタ１に取り付けられた各種センサからの情報）を参照して確認することができる。また、ユーザは、ディスプレイ３７の近傍に配置されたハードウェアキー３８、及びディスプレイ３７を覆うように配置されたタッチパネル３９等を操作して、トラクタ１の制御部４に、トラクタ１を制御するための制御信号を送信することができる。ここで、無線通信端末４６が制御部４に出力する制御信号としては、自律走行・自律作業の経路に関する信号や自律走行・自律作業の開始信号、停止信号、終了信号、緊急停止信号、一時停止信号及び一時停止後の再開信号等が考えられるが、これに限定されない。
【0045】
なお、無線通信端末４６はタブレット型のパーソナルコンピュータに限るものではなく、これに代えて、例えばノート型のパーソナルコンピュータで構成することも可能である。あるいは、ロボットトラクタ１と有人トラクタとで協調作業を行う場合、有人側のトラクタに搭載されるモニタ装置１４を無線通信端末とすることもできる。
【0046】
このように構成されたトラクタ１は、無線通信端末４６を用いるユーザの指示に基づいて、予め作成された圃場上の経路に沿って走行機体２を自律的に走行させつつ、施肥装置（作業機）３による施肥作業（農作業）を行うことができる。
【0047】
具体的には、ユーザは、無線通信端末４６を用いて各種設定を行うことにより、直線又は折れ線状の自律作業路（自律作業が行われる線状の経路）Ｐ１と、当該自律作業路Ｐ１の端同士を繋ぐ円弧状の接続路（旋回・折返し操作が行われる旋回路）Ｐ２と、を交互に繋いだ一連の経路としての自律走行経路Ｐを生成することが可能である。
【0048】
この自律走行経路Ｐの例が図５に示されており、自律走行経路Ｐは、予め指定された作業開始位置Ｓと、作業終了位置Ｅと、を結ぶように生成される。図５は、経路生成システム９９が生成する自律走行経路Ｐの例を示す模式図である。図５に示すように、自律走行経路Ｐを作成するにあたっては、圃場（走行領域）に、施肥装置３による作業が行われない非作業領域である枕地及び非耕作地（サイドマージン）が設定され、この非作業領域を除いた領域が作業領域となる。上記の自律作業路Ｐ１，Ｐ１，・・・は、この作業領域に並んで複数配置され、接続路Ｐ２，Ｐ２，・・・は非作業領域である枕地に配置されるように生成される。なお、本実施形態では、非作業領域と作業領域とを合わせた領域を「走行領域」と称している。
【0049】
上記の自律走行経路Ｐの情報を制御部４に入力（送信）して所定の操作をすることにより、当該制御部４によりトラクタ１を制御して、当該トラクタ１を自律走行経路Ｐに沿って自律的に走行させながら、自律作業路Ｐ１に沿って施肥装置３により農作業を行わせることが可能である。
【0050】
以下では、主として図４を参照して、本発明の実施の一形態に係る経路生成システム９９の主要な構成要素を備える無線通信端末４６について、より詳細に説明する。
【0051】
図３及び図４に示すように、本実施形態の無線通信端末４６は、ディスプレイ３７、ハードウェアキー３８、及びタッチパネル３９の他に、主要な構成として、表示制御部３１、圃場形状取得部３３、経路生成部３５、作業車両情報設定部３６、圃場情報設定部４５、作業情報設定部４７、補給位置設定部５６、取得部５７、判定部５８、及び記憶部３２等を備えている。
【0052】
表示制御部３１は、ディスプレイ３７に表示する表示用データを作成し、表示画面を適宜に切り換える制御を行うものである。表示制御部３１は、図６に示す初期画面（メニュー画面）としての入力選択画面６０を生成し、ディスプレイ３７に表示することが可能である。また、表示制御部３１は、入力選択画面６０において所定の操作がされたとき、後述する各入力画面７０，８０，９０（図７から図９までを参照）を生成し、ディスプレイ３７の表示画面を入力画面７０，８０，９０に切り換えることが可能である。
【0053】
図４に示す圃場形状取得部３３は、例えばトラクタ１を圃場の外周に沿って１回り周回させ、そのときの測位用アンテナ６の位置の推移を記録することで、圃場の形状を取得するものである。圃場形状取得部３３で取得された圃場の形状は記憶部３２に記憶される。ただし、圃場の形状を取得する方法はこれに限るものではなく、例えばこれに代えて、圃場の角部の位置情報を記録して、記録した点同士を結ぶ線分が交わらないいわゆる閉路グラフにより特定した多角形を圃場の形状として取得することとしてもよい。
【0054】
経路生成部３５は、トラクタ１に入力（送信）する経路を生成するものである。本実施形態の経路生成部３５は、トラクタ１を自律走行させる自律走行経路Ｐを生成する。経路生成部３５は、後述する作業車両情報、圃場情報、及び作業情報が入力されるとともに、所定の操作がされた場合に自動的に自律走行経路Ｐを生成する。また、経路生成部３５は、判定部５８での判定結果に応じて、必要な場合には燃料補給経路Ｑを生成（算出）する。生成された自律走行経路Ｐ及び燃料補給経路Ｑは、記憶部３２に記憶される。
【0055】
作業車両情報設定部３６は、後述する作業車両情報入力画面に入力された作業車両情報（走行機体２及び施肥装置３に関する情報）を受け付けるものである。作業車両情報設定部３６により設定された作業車両情報は記憶部３２に記憶される。
【0056】
圃場情報設定部４５は、後述する圃場情報入力画面８０に入力された圃場情報（圃場に関する情報）を受け付けるものである。圃場情報設定部４５により設定された圃場情報は記憶部３２に記憶される。
【0057】
作業情報設定部４７は、後述する作業情報入力画面９０に入力された作業情報（作業態様等に関する情報）を受け付けるものである。作業情報設定部４７により設定された作業情報は記憶部３２に記憶される。
【0058】
補給位置設定部５６は、後述する補給位置設定ウィンドウ９１に入力された燃料補給位置の情報を受け付けるものである。燃料補給位置は、燃料を補給する位置であり、燃料切れを防止するための補給用の燃料を入れたタンク等（容器）を予め配置しておく位置である。燃料補給位置は、通常、圃場の端部の、道路等に近い位置に設定される。これにより、燃料を入れたタンクを圃場の近傍まで例えばトラック等により容易に運んできて、燃料補給位置に設置することができる。
【0059】
取得部５７は、燃料残量センサ５１から受信した検出値に基づいて、前記燃料タンクにおける燃料の残量、言い換えれば走行機体２が保有する燃料の保有量を取得するものである。
【0060】
判定部５８は、取得部５７で取得した燃料の保有量によって走行機体２が自律走行経路Ｐにおける自律走行を完了させることが可能か否かを判定する。後に詳述するように、判定部５８の判定結果に応じて、経路生成部３５は、必要な場合には燃料補給経路Ｑを生成する。
【0061】
記憶部３２は、不揮発性のメモリ（例えば、フラッシュＲＯＭ）を含んで構成されており、作業車両情報設定部３６で設定された作業車両情報、圃場情報設定部４５で設定された圃場情報、作業情報設定部４７で設定された作業情報、及び補給位置設定部５６で設定された燃料補給位置の情報等を記憶することができる。また、記憶部３２は、経路生成部３５で生成された自律走行経路Ｐ及び燃料補給経路Ｑの情報等を記憶することができる。
【0062】
次に、作業車両情報、圃場情報、及び作業情報の設定を行い、自律走行経路Ｐを生成するときに、ユーザが無線通信端末４６を用いて行う操作について、無線通信端末４６のディスプレイ３７に表示される画面である図６から図１０までを主に参照して詳細に説明する。図６は、無線通信端末４６のディスプレイ３７における入力選択画面６０の表示例を示す図である。図７は、無線通信端末４６のディスプレイ３７における作業車両情報入力画面７０の表示例を示す図である。図８は、無線通信端末４６のディスプレイ３７における圃場情報入力画面８０の表示例を示す図である。図９は、無線通信端末４６のディスプレイ３７における作業情報入力画面９０の表示例を示す図である。図１０は、無線通信端末４６のディスプレイ３７において表示される、燃料補給位置を設定するための補給位置設定ウィンドウ９１の表示例を示す図である。
【0063】
ユーザが作業車両情報、圃場情報、及び作業情報の設定を開始する前の段階では、無線通信端末４６のディスプレイ３７には、図６に示すように、表示制御部３１により作成された入力選択画面６０が初期画面（メニュー画面）として表示されている。入力選択画面６０には、作業車両情報入力操作部６１と、圃場情報入力操作部６２と、作業情報入力操作部６３と、走行経路生成・転送操作部６４と、農作業開始操作部６５と、が主として表示されている。
【0064】
これらの操作部は、何れもディスプレイ３７に表示される仮想的なボタン（いわゆるアイコン）として構成されている。また、以後の説明において「ボタン」とは、何れもディスプレイ３７に表示される仮想的なボタンであり、当該ボタンの表示領域に対応するタッチパネル３９の位置をユーザが指等で触れることによって操作できるものを意味する。
【0065】
ユーザは、初めに、作業車両情報を入力するために、入力選択画面６０の作業車両情報入力操作部６１を操作する。これにより、表示画面が、図７に示す作業車両情報入力画面７０に切り換えられる。
【0066】
この作業車両情報入力画面７０では、走行機体２及び当該走行機体２に装着される作業機（施肥装置３）に関する作業車両情報を入力することができる。具体的には、作業車両情報入力画面７０には、作業車両情報としての、トラクタ１の機種、測位用アンテナ６の走行機体２に対する取付位置、トラクタ１の横幅、施肥装置３の横幅（作業幅）、３点リンク機構の後端（ロアリンクの後端）から施肥装置３の後端までの距離、施肥装置３における単位長さ当たりの肥料繰出量（肥料使用量）、往路での作業時の車速、復路での作業時の車速、枕地（旋回時）での車速、往路での作業時のエンジン回転数、復路での作業時のエンジン回転数、枕地（旋回時）でのエンジン回転数等を指定する欄がそれぞれ配置されている。なお、図７に示す作業車両情報入力画面７０では上記した欄の一部しか表示されていないが、図７の状態から画面を下方へスクロールする操作を行うことで、残りの欄を表示させることができる。
【0067】
作業車両情報入力画面７０の全ての項目について指定が行われ、図略の「車両設定確認」のボタンをユーザが操作すると、作業車両情報の内容が記憶部３２に記憶され、作業車両情報の設定が完了する。
【0068】
【0069】
圃場情報入力画面８０では、走行機体２が走行する走行領域（圃場）に関する情報を入力することができる。具体的には、圃場情報入力画面８０には、圃場の形状を図形で（グラフィカルに）示す平面表示部８１が配置されている。また、圃場情報入力画面８０において、「圃場の外周の位置・形状」の欄には、「記録開始」及び「やり直し」のボタンが配置されている。また、圃場情報入力画面８０において、「作業開始位置」、「作業終了位置」、「作業方向」、及び「燃料補給位置」のそれぞれの欄には、「設定」及び「やり直し」のボタンが配置されている。
【0070】
「圃場の外周の位置・形状」の「記録開始」ボタンを操作すると、無線通信端末４６が圃場形状記録モードに切り換わる。この圃場形状記録モードにおいて、例えばトラクタ１を圃場の外周に沿って１回り周回させると、そのときの測位用アンテナ６の位置の推移が圃場形状取得部３３で記録されて、当該圃場形状取得部３３で圃場の形状が取得（算出）される。これにより、圃場の位置及び形状を指定することができる。このようにして算出（指定）された圃場の外周の位置及び形状は、平面表示部８１にグラフィカルに表示される。また、「やり直し」ボタンを操作することで、圃場の外周の位置の記録（指定）を再び行うことができる。
【0071】
「作業開始位置」の「設定」ボタンを操作すると、圃場情報入力画面８０の平面表示部８１に、上記のようにして取得した圃場の形状が地図データに重ね合わされて表示される。この状態で、ユーザが圃場の輪郭の近傍の任意の点を選択することで、選択した点の近傍の位置情報を作業開始位置として設定することができる。「作業終了位置」の設定についても、「作業開始位置」と同様の方法で行うことができる。
【0072】
「作業方向」の「設定」ボタンを操作すると、圃場情報入力画面８０の平面表示部８１に、上記のようにして取得した圃場の形状、作業開始位置、及び作業終了位置が地図データと重ね合わされて表示される。この状態で、ユーザが、例えば圃場の輪郭上の任意の２点を選択することで、当該２点を結んだ直線の方向を作業方向として設定することができる。
【0073】
圃場情報入力画面８０の全ての項目についての設定が完了した場合、「登録」のボタンが表示される。ユーザが指定した内容を平面表示部８１等により確認して当該「登録」ボタンを操作すると、設定された圃場情報の内容が記憶部３２に記憶され、圃場情報の設定が完了する。
【0074】
【0075】
作業情報入力画面９０の「作業内容」の欄は、耕耘、整地、施肥、播種、薬剤散布、除草剤散布、及び耕耘しながら施肥等の作業のうちの何れの作業を行うかを選択する欄である。当該欄でプルダウン操作を行うことにより、ユーザがトラクタ１に行わせたい自律作業を設定できるようになっている。
【0076】
作業情報入力画面９０の「複数台の協調作業の有無」の欄は、同一の圃場内において複数のトラクタ（例えば、ロボットトラクタ１及び有人トラクタの２台）を用いて作業を行うか否か（協調作業を行うか否か）を選択する欄である。当該欄でプルダウン操作を行うことにより、「協調作業有り」又は「協調作業無し」の何れかに設定できるようになっている。
【0077】
作業情報入力画面９０の「協調作業態様」の欄は、上記の「複数台の協調作業の有無」の欄で「協調作業有り」に設定した場合に限り、操作可能となる。当該欄は、複数のトラクタを異なる自律作業路Ｐ１を走行させて協調作業を行う（随伴）か、あるいは複数のトラクタを同一の自律作業路Ｐ１を走行させて協調作業を行う（追従）か、等を選択する欄である。当該欄でプルダウン操作を行うことにより、何れかの協調作業態様に設定できるようになっている。
【0078】
作業情報入力画面９０の「オーバーラップ幅」の欄は、隣接する自律作業路Ｐ１，Ｐ１において作業機（施肥装置３）が通過する幅をオーバーラップさせる幅（オーバーラップ量）を設定する欄である。当該欄でプルダウン操作を行うか、或いは直接数値を入力することにより、オーバーラップ量を設定できるようになっている。
【0079】
作業情報入力画面９０の「スキップ数」の欄は、トラクタ１が走行する自律走行経路Ｐの任意の自律作業路Ｐ１と、当該任意の自律作業路Ｐ１の次にトラクタが走行する自律作業路Ｐ１と、の間に配置される自律作業路の数（何列飛ばしで作業を行うか）を選択する欄である。本実施形態では、当該欄でプルダウン操作を行うことにより、スキップ数を設定できるようになっている。
【0080】
作業情報入力画面９０の「枕地幅」の欄は、トラクタ１が旋回して折返しを行う領域（即ち、枕地）の幅を設定する欄である。当該欄には、当初、推奨の幅が表示されているが、プルダウン操作を行うことにより、例えば作業幅の整数倍の値を選択して枕地幅として設定できるようになっている。ただし、これに限るものではなく、ユーザが所望の幅の数値を枕地幅として直接入力することも可能である。
【0081】
作業情報入力画面９０の「非耕作地幅」の欄は、トラクタ１の自律作業路Ｐ１が並ぶ方向における走行領域の両端に配置される非作業領域（即ち、非耕作地。サイドマージンともいう。）の幅を設定する欄である。当該欄には、当初、推奨の幅が設定されているが、プルダウン操作を行うことにより、例えば作業幅の整数倍の値を非耕作地幅として設定できるようになっている。ただし、これに限るものではなく、ユーザが所望の幅の数値を非耕作地幅として直接入力することも可能である。
【0082】
ユーザが作業情報入力画面９０のうちの必要な欄を入力して図略の「確定」ボタンを操作すると、図１０に示すように、作業情報入力画面９０の上に重ねて補給位置設定ウィンドウ９１が表示される。
【0083】
補給位置設定ウィンドウ９１には、例えば「燃料の補給位置を指定して下さい。」というメッセージとともに、走行領域（圃場）の形状及び作業領域（自律作業路Ｐ１が並べて配置される領域）の形状を図形でグラフィカルに示す平面表示部９２が表示されている。ユーザは、平面表示部９２において、燃料補給位置として指定する位置に指で触れて当該位置に適宜のマーク（補給位置マーク９３）を表示させた状態で、補給位置設定ウィンドウ９１の下部の「登録」ボタンを操作する。これにより、燃料補給位置の設定が補給位置設定部５６により受け付けられる。なお、本実施形態では、燃料補給位置は、走行領域内でありかつ作業領域外にのみ設定することができる。
【0084】
ユーザが作業情報を設定し終わって図６の入力選択画面６０に戻り、走行経路生成・転送操作部６４を選択した場合、自動的にトラクタ１の自律走行経路Ｐが生成され、この自律走行経路Ｐが記憶部３２に記憶される。また、自律走行経路Ｐが生成されると、ディスプレイ３７の表示画面に「パスシミュレーション」のボタンが選択可能に表示される。この「パスシミュレーション」のボタンを操作することにより、生成した自律走行経路Ｐを矢印や線等で表現した画像が表示される。なお、自律走行経路Ｐに沿ってトラクタのアイコンが移動するアニメーション表示が行われてもよい。
【0085】
更に、ディスプレイ３７の表示画面には、「データを転送する」のボタンと、「入力選択画面へ戻る」のボタンと、が選択可能に表示される。「データを転送する」を選択すると、自律走行経路Ｐの情報をトラクタ１に送信するための指示を行うことができる。「入力選択画面に戻る」のボタンを選択すると、表示画面が入力選択画面６０に切り換わる。
【0086】
このように、本実施形態の経路生成システム９９では、無線通信端末４６側で生成した自律走行経路Ｐの情報をトラクタ１の制御部４に送信することができる。制御部４は、無線通信端末４６から受信した自律走行経路Ｐの情報を、当該制御部４に電気的に接続された記憶部５５に記憶する。
【0087】
無線通信端末４６側で生成した自律走行経路Ｐの情報がトラクタ１に送信された後、ユーザがトラクタ１を操向操作して作業開始位置Ｓに移動させて、入力選択画面６０の農作業開始操作部６５を操作すると、トラクタ１が自律走行経路Ｐに沿って自律走行を開始する。トラクタ１が自律走行している間、無線通信端末４６のディスプレイ３７には、図２７に示す監視画面１００が表示される。ユーザは、この監視画面１００を参照して必要に応じてトラクタ１に制御信号を送信しながら、自律走行中のトラクタ１の監視を続ける。
【0088】
次に、経路生成部３５が燃料補給経路Ｑを生成するときの具体的な処理について、図１１から図１３までを参照して説明する。図１１は、第１実施形態において、燃料補給経路Ｑを生成するときに経路生成部３５等で行われる処理を示すフローチャートである。図１２は、図１１の処理の続きを示すフローチャートである。図１３は、図１２の処理の続きを示すフローチャートである。なお、本実施形態の図１１から図１３までに示す処理は、トラクタ１の自律走行が開始された後に、取得部５７により走行機体２が保有する燃料の量が取得された場合に、その都度行われる。
【0089】
初めに取得部５７は、走行機体２が保有する燃料の保有量を、燃料残量センサ５１の検出結果に基づいて取得する（ステップＳ１０１）。
【0090】
続いて、判定部５８は、自律走行経路Ｐを生成するときに設定した車速、エンジン回転数等に基づいて、トラクタ１が自律走行を完了させるまでに必要な燃料の予定量（予定必要量）を算出する（ステップＳ１０２）。この予定必要量は、自律走行経路Ｐのうちトラクタ１の現在位置から作業終了位置Ｅまでの経路長を求めるとともに、上記の車速等に基づいて求めた単位長さ当たりの燃料消費量を当該経路長に乗じることで求めることができる。
【0091】
続いて、判定部５８は、燃料の補給がされないと仮定した場合に、トラクタ１を現在位置から作業終了位置Ｅまで自律走行経路Ｐに沿って走行させている途中で燃料が不足するか否かを判断する。言い換えれば、判定部５８は、走行機体２の現在の燃料の保有量により自律走行経路Ｐに沿った自律走行を完了させることが可能か否かを判断する（ステップＳ１０３）。この判断は、ステップＳ１０１で取得した燃料の保有量と、ステップＳ１０２で取得した燃料の予定必要量と、を比較することで行うことができる。ただし、この比較は、マージンを十分に考慮して行われることが好ましい。
【0092】
ステップＳ１０３の判断の結果、現在の燃料の保有量が自律走行を完了させるのに十分である場合（ステップＳ１０３、Ｙｅｓ）、途中で燃料の補給を行う必要がないため、燃料補給経路Ｑを生成する必要もない。よって、処理が終了する。
【0093】
一方、ステップＳ１０３の判断の結果、現在の燃料の保有量では自律走行を完了させることができない場合（ステップＳ１０３、Ｎｏ）、途中で燃料の補給を行う必要があることを意味する。従って経路生成部３５は、自律走行経路Ｐの途中で当該自律走行経路Ｐから一時的に移行して燃料の補給を行う燃料補給経路Ｑを生成してトラクタ１に送信するために、以後の処理を行う。
【0094】
図１４には、一側の枕地の適宜の位置に燃料補給位置Ｆ１が設定された例が示されている。自律走行経路Ｐに含まれる複数の自律作業路Ｐ１のそれぞれの終端は、作業領域と枕地との境界に位置するが、自律作業から燃料補給に円滑に移行し、かつ燃料補給経路を簡素化するためには、燃料補給位置Ｆ１がある側の枕地と作業領域との境界で自律作業路Ｐ１が終端する地点において、自律走行経路Ｐから燃料補給のための走行を開始することが好ましい。これを考慮すると、自律走行経路Ｐから燃料補給のための経路（燃料補給経路Ｑ）に移行する逸脱地点の候補となる位置は図１４に四角形マークで示すように複数考えられる。判定部５８は、それぞれの位置について燃料補給位置Ｆ１までの経路長を計算し、経路長が最も長くなる位置を選択する。図１４の場合、燃料補給位置Ｆ１までの経路長が最も長くなる位置はＣ０である。次に、判定部５８は、選択された位置Ｃ０から燃料補給位置Ｆ１まで到達するために必要な燃料の量（燃料補給時最大必要燃料量）Ｎを計算により算出する（ステップＳ１０４）。
【0095】
図１４の例では、燃料補給時最大必要燃料量Ｎは、選択された位置Ｃ０から燃料補給位置Ｆ１へ至る破線の経路を走行するために必要な燃料として計算される。なお、この破線の経路は、当該位置Ｃ０から燃料補給位置Ｆ１を経由して適宜の地点で自律走行経路Ｐに復帰する経路である燃料補給経路の往路部分と捉えることができる。このように燃料補給時最大必要燃料量Ｎを計算すれば、図１４の四角形マークの位置のうち何れにおいてトラクタ１が自律走行経路Ｐを逸脱したとしても、その逸脱時点における燃料の保有量が燃料補給時最大必要燃料量Ｎ以上であれば、逸脱した位置から燃料補給位置Ｆ１に問題なく到達できることになる。本実施形態では、この燃料補給時最大必要燃料量Ｎを「基準量」とする。
【0096】
続いて、判定部５８は、自律走行経路Ｐを生成するときに設定した車速、エンジン回転数、及び自律走行経路Ｐの経路長、並びに現在の燃料残量等を考慮に入れて、走行機体２（前記燃料タンク）の燃料の保有量が、基準量である燃料補給時最大必要燃料量Ｎを下回る地点となる自律走行経路Ｐ上の位置を燃料不足位置（到達可能位置）Ｈとして計算により特定する（ステップＳ１０５）。
【0097】
図１４には、トラクタ１が図の地点にあるときに計算された燃料不足位置Ｈの例が示されている。燃料補給の回数を減らして効率を向上させることを考慮すれば、上述の逸脱地点の複数の候補（四角形マーク）のうち、自律走行経路Ｐにおいて燃料不足位置Ｈよりも上流側にあり、かつ、最も下流側に位置するもの（位置Ｃ１）を選択して、当該位置Ｃ１から自律走行経路Ｐを逸脱するように燃料補給経路を生成すればよい。従って、この場合、図１５に示すように燃料補給経路Ｑが生成される。
【0098】
なお、上記の燃料不足位置Ｈは、その時点での燃料残量等に基づいて推定される位置であるので、実際にトラクタ１が燃料を消費しながら自律走行・自律作業をするのに伴って多少変動することがあり、その結果、従前に計算した燃料補給経路Ｑが適切でなくなる場合もある。本実施形態では、このことも考慮して、図１１から図１３までの処理を繰返し行って燃料不足位置Ｈの変化を監視し、燃料補給経路Ｑを必要に応じて従前から修正する構成となっている。
【0099】
フローチャートに基づいて具体的に説明すると、判定部５８は、従前の処理で燃料不足位置Ｈを算出したか否かを、記憶部３２に記憶されている情報を読み出すことにより判断する（ステップＳ１０６）。
【0100】
作業開始位置Ｓから自律走行経路Ｐに沿った自律走行・自律作業を開始した直後であって、燃料不足位置Ｈの計算が初めてであった場合（ステップＳ１０６、Ｎｏ）、経路生成部３５は、ステップＳ１０５で算出された燃料不足位置Ｈに基づいて、燃料の補給のために自律走行経路Ｐを逸脱する地点の推奨位置である推奨燃料補給開始位置Ｃ１を求める（ステップＳ１０７）。この推奨燃料補給開始位置Ｃ１は、図１４に示すように、燃料補給位置Ｆ１に近い側の枕地に配置される自律作業路Ｐ１の終端のうち、今回算出した燃料不足位置Ｈよりも自律走行経路Ｐの上流側に位置し、かつ、燃料不足位置Ｈよりも自律走行経路Ｐの上流側に自律作業路Ｐ１の終端が複数存在する場合には、それら複数の終端の中で最も下流側に配置されるものになる。
【0101】
続いて、経路生成部３５は、今回初めて推奨燃料補給開始位置Ｃ１を算出したか否かを判断する（ステップＳ１０８）。言い換えれば、従前に推奨燃料補給開始位置を設定したことがなかったか否かを判断する。
【0102】
ステップＳ１０８の判断の結果、従前にも推奨燃料補給開始位置を算出したことがあった場合（ステップＳ１０８、Ｎｏ）、経路生成部３５は、今回求めた推奨燃料補給開始位置Ｃ１が従前の処理で設定されていた燃料補給開始位置と同じであるか否かを判断する（ステップＳ１０９）。今回の推奨燃料補給開始位置Ｃ１が従前と同じである場合は（ステップＳ１０９、Ｙｅｓ）、従前の処理で生成された燃料補給経路をそのまま用いれば良いので、処理を終了する。
【0103】
ステップＳ１０８の判断で今回初めて推奨燃料補給開始位置Ｃ１を算出した場合（ステップＳ１０８、Ｙｅｓ）、又は、ステップＳ１０９の判断で推奨燃料補給開始位置Ｃ１が従前と異なる場合は（ステップＳ１０９、Ｎｏ）、表示制御部３１は、今回の推奨燃料補給開始位置Ｃ１を燃料補給開始位置として設定するか否かをユーザに問い合わせるための表示用データを作成し、無線通信端末４６のディスプレイ３７に表示して、ユーザの操作を待機する（ステップＳ１１０）。
【0104】
ステップＳ１１０の問合せに対して、今回の推奨燃料補給開始位置Ｃ１を燃料補給開始位置として設定することをユーザが承諾した場合（ステップＳ１１０、Ｙｅｓ）、経路生成部３５は、推奨燃料補給開始位置Ｃ１と接続路Ｐ２を介して接続される自律作業路Ｐ１の始端を、図１５に示すように推奨燃料補給終了位置Ｄ１として設定する（ステップＳ１１１）。次に、経路生成部３５は、非作業領域（枕地、非耕作地）内で、燃料補給位置Ｆ１を経由して推奨燃料補給開始位置Ｃ１と推奨燃料補給終了位置Ｄ１とを結ぶ最短の経路を、図１５に示すように燃料補給経路Ｑとして生成する（ステップＳ１１２）。燃料補給経路Ｑは、始点である推奨燃料補給開始位置Ｃ１から枕地又は非耕作地の領域を通過しつつ燃料補給位置Ｆ１に到達し、当該燃料補給位置Ｆ１から枕地又は非耕作地の領域を通過しつつ終点である推奨燃料補給終了位置Ｄ１に至る経路群を計算した上で、最短の経路を選択することにより得られる。
【0105】
次に、経路生成部３５は、燃料補給経路Ｑに基づいて自律走行経路Ｐを修正した修正自律走行経路を生成し、適宜のタイミングでトラクタ１に送信する（ステップＳ１１３）。この修正は、自律走行経路Ｐのうち、推奨燃料補給開始位置Ｃ１と推奨燃料補給終了位置Ｄ１とを繋ぐ接続路Ｐ２を燃料補給経路Ｑに置換することで行われる。その後、処理が終了する。
【0106】
ユーザが、今回の推奨燃料補給開始位置Ｃ１を燃料補給開始位置として設定することを拒否した場合、又は、ユーザの操作がされないまま所定時間が経過した場合（ステップＳ１１０、Ｎｏ）、表示制御部３１は、燃料が枯渇する位置（燃料が無くなる位置）よりも上流側の枕地で停止することをユーザが承諾するか否かを問い合わせるための表示用データを作成し、無線通信端末４６のディスプレイ３７に表示して、ユーザの操作を待機する（ステップＳ１１４）。
【0107】
ステップＳ１１４の問合せの結果、ユーザが、燃料が枯渇する位置よりも上流側の枕地で停止することを承諾した場合、又は、問い合わせてから操作がされないまま所定時間が経過した場合（ステップＳ１１４、Ｙｅｓ）、経路生成部３５は、燃料が枯渇する前に枕地でトラクタ１を停止させるように制御する（ステップＳ１１５）。例えば、経路生成部３５は、燃料が枯渇する位置よりも上流側の枕地内に一時停止位置を設定して当該一時停止位置の情報をトラクタ１に送信する。これにより、制御部４は、トラクタ１を一時停止位置にて一時停止させる。その後、処理が終了する。
【0108】
一方、ステップＳ１１４の問い合わせの結果、ユーザが、燃料が枯渇する位置よりも上流側の枕地で停止することを拒否した場合（ステップＳ１１４、Ｎｏ）、表示制御部３１は、トラクタ１が自律作業路Ｐ１の中途部で燃料枯渇のために停止してしまう旨をユーザに知らせるための表示用データを作成し、無線通信端末４６のディスプレイ３７に表示する。その後、処理が終了する。
【0109】
図１２に示すステップＳ１０６の判断で、従前に燃料不足位置を算出していた場合（ステップＳ１０６、Ｙｅｓ）、判定部５８は、今回算出された燃料不足位置が、前回算出された燃料不足位置とは異なる自律作業路Ｐ１上にあるか否かを判断する（ステップＳ１１６）。
【0110】
図１６には、図１５からトラクタ１がある程度進行した状態が示されている。そして、図１６の時点で検出された燃料の保有量に基づき、今回計算された燃料不足位置がＪ１であったとする。この場合は、今回の燃料不足位置Ｊ１と前回の燃料不足位置Ｈとは同じ自律作業路Ｐ１上にあるので（ステップＳ１１６、Ｎｏ）、推奨燃料補給開始位置Ｃ１が前回から変化する可能性がないことを意味する。従って、そのまま処理を終了する。
【0111】
一方、今回計算された燃料不足位置が例えば図１６のＪ２である場合は、今回の燃料不足位置Ｊ２と前回の燃料不足位置Ｈとが異なる自律作業路Ｐ１上にある。このように燃料不足位置が別の自律作業路Ｐ１に移動した場合（ステップＳ１１６、Ｙｅｓ）、燃料補給経路Ｑを変更しなければならない可能性が高くなるので、ステップＳ１０７以降の処理を行う。図１７には、今回計算された燃料不足位置Ｊ２に基づいて修正された後の燃料補給経路Ｑが示されている。ただし、燃料不足位置が別の自律作業路Ｐ１に移動しても、例えば図１６のＪ３に示すように、当該燃料不足位置Ｊ３に基づく推奨燃料補給開始位置Ｃ１が前回から変化しないために燃料補給経路Ｑが修正されない場合もある。
【0112】
上述したように、本実施形態では、走行機体２の燃料の保有量では自律走行を完了させられない場合、自律走行経路Ｐの情報に燃料補給経路Ｑの情報を加えた修正自律走行経路の情報が制御部４に入力される。これにより、トラクタ１を自律走行経路Ｐに沿って自律的に走行させている途中で、一時的に、トラクタ１を当初の自律走行経路Ｐから一時的に燃料補給経路Ｑに移行させることができる。そして、トラクタ１を当該燃料補給経路Ｑに沿って自律走行させて、当該燃料補給経路Ｑの中途部にある燃料補給位置Ｆ１でいったん停止させ、走行機体２に燃料を補給することができる。その後、トラクタ１は当初の自律走行経路Ｐに復帰する。これにより、途中で燃料切れが生じることなく、トラクタ１を作業開始位置Ｓから作業終了位置Ｅまで走行させて、自律作業路Ｐ１に対して農作業を施すことができる。
【0113】
また、本実施形態の経路生成部３５においては、燃料補給経路Ｑを生成する際に、当該燃料補給経路Ｑの往路が最も長くなるときの当該往路の自律走行に要する燃料を考慮に入れた上で、燃料補給開始位置Ｃ１を設定するため、燃料補給経路Ｑの途中で燃料切れが起こるようなことがなく、確実に燃料補給位置Ｆ１までトラクタ１を自律走行させることが可能である。
【0114】
以上に説明したように、本実施形態の経路生成システム９９は、経路生成部３５と、取得部５７と、判定部５８と、補給位置設定部（燃料補給位置設定部）５６と、を備える。経路生成部３５は、予め設定された走行領域内において走行機体（車体部）２により自律走行が行われる自律走行経路Ｐを生成可能である。取得部５７は、走行機体２が保有する燃料の保有量を取得する。判定部５８は、前記燃料の保有量により自律走行経路Ｐにおける自律走行を完了させることが可能か否かを判定する。補給位置設定部５６は、前記走行領域内に燃料の燃料補給位置（補給位置）Ｆ１を設定する。経路生成部３５は、判定部５８により自律走行を完了させることができないと判定された場合に、自律走行経路Ｐ上に燃料補給開始位置Ｃ１を設定して当該燃料補給開始位置Ｃ１から燃料補給位置Ｆ１に至る燃料補給経路Ｑを生成可能である。経路生成部３５は前記燃料の保有量に基づいて、燃料補給開始位置Ｃ１までの自律走行、及び、燃料補給経路Ｑにおける燃料補給開始位置Ｃ１から燃料補給位置Ｆ１までの自律走行を完了させることができるように燃料補給開始位置Ｃ１を設定する（図１６を参照）。
【0115】
これにより、燃料補給経路Ｑを生成する際に、燃料補給経路Ｑの往路の自律走行に要する燃料を考慮に入れた上で、燃料補給経路Ｑの燃料補給開始位置Ｃ１を設定するため、燃料補給経路Ｑの途中で燃料切れが起こるようなことがなく、確実に燃料補給位置Ｆ１まで自律走行させることが可能となる。
【0116】
また、本実施形態の経路生成システム９９においては、経路生成部３５は、走行機体２が燃料補給経路Ｑを走行せずに自律走行経路Ｐ上を走行し続けたと仮定したときに、走行機体２が保有する燃料の保有量が基準量（燃料補給時最大必要燃料量Ｎ）以下となるときの自律走行経路Ｐ上の位置を燃料不足位置（到達可能位置）Ｈとして特定し、この燃料不足位置Ｈよりも自律走行経路Ｐの上流側に燃料補給開始位置Ｃ１を設定する。
【0117】
これにより、燃料補給開始位置Ｃ１を合理的に設定することができる。
【0118】
また、本実施形態の経路生成システム９９においては、経路生成部３５は、燃料補給経路Ｑが最大の経路長になることを仮定したときに燃料補給開始位置Ｃ０から燃料補給位置Ｆ１までの走行に必要な燃料補給時最大必要燃料量Ｎの量を、前記基準量として算出する。
【0119】
これにより、燃料補給経路Ｑを走行するために必要な燃料が一定であるとみなすことで、燃料補給経路Ｑを簡単に生成することができる。
【0120】
また、本実施形態の経路生成システム９９においては、取得部５７は、自律走行経路Ｐにおける自律走行中に、定期又は不定期に前記燃料の保有量を取得する。経路生成部３５は、新しく取得された前記保有量に基づいて特定された燃料不足位置（到達可能位置）Ｊ２が、従前に特定された燃料不足位置（到達可能位置）Ｈが配置されていた自律作業路Ｐ１よりも上流側又は下流側の異なる自律作業路Ｐ１上に位置する場合は、燃料補給開始位置Ｃ１を修正し、修正後の燃料補給開始位置Ｃ１から燃料補給位置Ｆ１に至る修正燃料補給経路Ｑを生成可能である。
【0121】
これにより、燃料消費量が事前の計算による推定と異なっていた場合でも、必要に応じて燃料補給開始位置Ｃ（Ｃ１）を修正することができる。
【0122】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る経路生成システム９９について、主として図１８から図２３までを参照して説明する。第２実施形態に係る経路生成システム９９では、経路生成部３５が燃料補給経路Ｑを生成するときの具体的な処理が、第１実施形態に係る経路生成システム９９とは異なっている。図１８は、第２実施形態において、燃料補給経路Ｑを生成するときに経路生成部等で行われる処理を示すフローチャートである。図１９は、図１８の処理の続きを示すフローチャートである。図２０は、図１９の処理の続きを示すフローチャートである。なお、本実施形態の説明においては、前述の実施形態と同一又は類似の部材には図面に同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。
次に、本発明の第２実施形態に係る経路生成システム９９について、主として図１８から図２３までを参照して説明する。第２実施形態に係る経路生成システム９９では、経路生成部３５が燃料補給経路Ｑを生成するときの具体的な処理が、第１実施形態に係る経路生成システム９９とは異なっている。図１８は、第２実施形態において、燃料補給経路Ｑを生成するときに経路生成部等で行われる処理を示すフローチャートである。図１９は、図１８の処理の続きを示すフローチャートである。図２０は、図１９の処理の続きを示すフローチャートである。なお、本実施形態の説明においては、前述の実施形態と同一又は類似の部材には図面に同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。
【0123】
【0124】
ステップＳ２０１からステップＳ２０３までの処理は、第１実施形態におけるステップＳ１０１からステップＳ１０３までの処理と同様であるため、説明を省略する。
【0125】
ステップＳ２０３の判断の結果、現在の燃料の保有量では自律走行を完了させることができない場合（ステップＳ２０３、Ｎｏ）、途中で燃料の補給を行う必要があることを意味する。そこで、判定部５８は、自律走行経路Ｐを生成するときに設定した車速、エンジン回転数、及び自律走行経路Ｐの経路長、並びに現在の燃料残量等を考慮に入れて、走行機体２（前記燃料タンク）の燃料の保有量が所定値（基準量）Ｂを下回る地点となる自律走行経路Ｐ上の位置を、燃料不足位置（到達可能位置）Ｋとして計算により特定する（ステップＳ２０４）。この所定値Ｂは、本実施形態ではある程度の燃料量の余裕を見込んで正の値に設定されているが、ゼロであってもよい。図２１には、一側の枕地の適宜の位置に燃料補給位置Ｆ２が設定された例において、算出された燃料不足位置Ｋが示されている。
【0126】
ステップＳ２０５及びステップＳ２２０の処理は、第１実施形態におけるステップＳ１０６及びステップＳ１１６と同様であるため、説明を省略する。
【0127】
燃料不足位置Ｋの算出が初回である等の場合（ステップＳ２０５、Ｎｏ）、経路生成部３５は、ステップＳ２０４で算出された燃料不足位置Ｋに基づいて、燃料の補給のために自律走行経路Ｐを逸脱する地点の暫定位置である暫定燃料補給開始位置Ｃ２を求める（ステップＳ２０６）。この暫定燃料補給開始位置Ｃ２を求める方法は、第１実施形態においてステップＳ１０７で推奨燃料補給開始位置Ｃ１を求める方法と全く同様であるので、説明を省略する。
【0128】
続いて、経路生成部３５は、非作業領域内で、暫定燃料補給開始位置Ｃ２から燃料補給位置Ｆ２へ向かう経路を生成する（ステップＳ２０７）。この経路は、図２１において破線の経路として示されるように、最短の経路となるように計算される。この破線の経路は、暫定燃料補給開始位置Ｃ２から燃料補給位置Ｆ２を経由して適宜の地点で自律走行経路Ｐに復帰する経路である燃料補給経路（暫定燃料補給経路）の往路部分と捉えることができる。
【0129】
その後、経路生成部３５は、この往路の走行に必要な燃料である補給時必要燃料量Ｇを算出する（ステップＳ２０８）。
【0130】
続いて、経路生成部３５は、走行機体２が暫定燃料補給開始位置Ｃ２に到達したときの燃料残量を計算により推定し、この推定値（予想燃料残量）が補給時必要燃料量Ｇ以上であるか否かを判断する（ステップＳ２０９）。
【0131】
ステップＳ２０９の判断の結果、暫定燃料補給開始位置Ｃ２に到達したときの予想燃料残量が補給時必要燃料量Ｇを下回る場合（ステップＳ２０９、Ｎｏ）、トラクタ１が当該暫定燃料補給開始位置Ｃ２を経由して燃料補給位置Ｆ２に到達できないことを意味する。そこで、経路生成部３５は、暫定燃料補給開始位置Ｃ２を、燃料補給位置Ｆ２に近い側の枕地に配置される自律作業路Ｐ１の終端のうち、現在より１つだけ上流側の終端となるように変更する（ステップＳ２１０）。その後、ステップＳ２０７に戻り、上記の処理が反復される。
【0132】
ステップＳ２０９の判断の結果、暫定燃料補給開始位置Ｃ２に到達したときの予想燃料残量が補給時必要燃料量Ｇ以上である場合（ステップＳ２０９、Ｙｅｓ）、トラクタ１が暫定燃料補給開始位置Ｃ２を経由して燃料補給位置Ｆ２に到達可能であることを意味する。そこで、経路生成部３５は、当該暫定燃料補給開始位置Ｃ２を推奨燃料補給開始位置Ｃ１として定める（ステップＳ２１１）。その後のステップＳ２１２～ステップＳ２１９の処理は、第１実施形態のステップＳ１０８～ステップＳ１１５と同様であるため、説明を省略する。
【0133】
本実施形態は、上述の第１実施形態とは異なり、暫定燃料補給開始位置Ｃ２を下流側から上流側へ順次変更しながら補給時必要燃料量Ｇを再計算して、燃料補給位置Ｆ２に到達可能か否かを判定し、到達可能と判定されたときの暫定燃料補給開始位置Ｃ２を推奨燃料補給開始位置Ｃ１として定めている。例えば、図２１に示す暫定燃料補給開始位置Ｃ２ではトラクタ１が燃料補給位置Ｆ２に到達できないが、図２２のように暫定燃料補給開始位置Ｃ２を上流側に移動させることで燃料補給位置Ｆ２に到達できると判断されたとする。この場合、図２３に示すように、図２２の暫定燃料補給開始位置Ｃ２が推奨燃料補給開始位置Ｃ１に定められ、第１実施形態と同様に燃料補給経路Ｑを生成することができる。このように構成することで、自律走行経路Ｐからのトラクタ１の逸脱地点が変わるのに応じて補給時必要燃料量Ｇが変化すること、及び、逸脱時点での燃料残量が変化することを適切に考慮して、燃料補給経路Ｑを生成することができる。
【0134】
以上に本発明の第１実施形態及び第２実施形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。
【0135】
＜第１実施形態及び第２実施形態の変形例＞
上記の実施形態では、走行機体２が途中で燃料補給をせずに自律走行経路Ｐ上を走行し続けたと仮定したときに、走行機体２が保有する燃料の保有量が基準量以下となるときの自律走行経路Ｐ上の位置を到達可能位置として特定し、それよりも自律走行経路Ｐの上流側となる位置に燃料補給開始位置Ｃを設定するものとした。しかしながら、これに代えて、トラクタ１の現在位置（又は作業開始位置Ｓ）から燃料補給開始位置Ｃを経由して燃料補給位置Ｆに至るまでの第１の距離が、走行機体２の燃料の保有量により自律走行を維持することが可能な第２の距離（トラクタ１の現在位置（又は作業開始位置Ｓ）から自律走行を維持することが可能な最も離れた位置までの距離）よりも所定距離以上短くなるように、燃料補給開始位置Ｃを設定することとしてもよい。
上記の実施形態では、走行機体２が途中で燃料補給をせずに自律走行経路Ｐ上を走行し続けたと仮定したときに、走行機体２が保有する燃料の保有量が基準量以下となるときの自律走行経路Ｐ上の位置を到達可能位置として特定し、それよりも自律走行経路Ｐの上流側となる位置に燃料補給開始位置Ｃを設定するものとした。しかしながら、これに代えて、トラクタ１の現在位置（又は作業開始位置Ｓ）から燃料補給開始位置Ｃを経由して燃料補給位置Ｆに至るまでの第１の距離が、走行機体２の燃料の保有量により自律走行を維持することが可能な第２の距離（トラクタ１の現在位置（又は作業開始位置Ｓ）から自律走行を維持することが可能な最も離れた位置までの距離）よりも所定距離以上短くなるように、燃料補給開始位置Ｃを設定することとしてもよい。
【0136】
その場合、ある程度の燃料残量の余裕を見て燃料補給開始位置Ｃを設定することができ、燃料消費速度等に誤差が生じても燃料不足により自律走行が中断することがないようにすることができる。
【0137】
また、上記の変形例の場合、トラクタ１の自律走行中に取得部５７が定期的又は不定期に燃料残量を取得し、その都度、第１の距離及び／又は第２の距離を計算し直すこととしてもよい。その場合、経路生成部３５が第１の距離と第２の距離との差を監視し、第１の距離と第２の距離との差が上記の所定距離よりも長い第１閾値距離よりも長くなった場合、或いは、上記の所定距離よりも短い第２閾値距離よりも短くなった場合に、燃料補給開始位置Ｃを修正するものとしてもよい。その場合、経路生成部３５は、修正後の燃料補給開始位置Ｃから燃料補給位置Ｆに至る燃料補給経路Ｑを計算により算出する。
【0138】
このような構成とした場合、実際の燃料消費量が事前の計算による推定と異なっていた場合に、燃料補給開始位置Ｃを必要に応じて修正することができ、燃料の消費状況に応じた適切な燃料補給経路Ｑを生成することが可能である。
【0139】
上記の第１実施形態及び第２実施形態では、新しく取得された燃料の保有量に基づいて特定された到達可能位置が、従前に設定された到達可能位置よりも自律走行経路Ｐの上流側又は下流側に配置されることとなった結果、従前とは異なる燃料補給開始位置Ｃ及び燃料補給経路Ｑが生成された場合には、ユーザに問合せを行い、燃料補給開始位置Ｃ及び／又は燃料補給経路Ｑを変更することについて承諾が得られた場合に、今回新たに生成された燃料補給開始位置Ｃ及び燃料補給経路Ｑに変更するものとした。即ち、実際の燃料の減りが想定よりも速かった場合にも、遅かった場合にも、ユーザに変更の可否の問合せをするものとしていた。しかしながら、これに限るものではなく、実際の燃料の減りが想定よりも速かった場合にのみ燃料補給経路Ｑの変更のための問合わせをユーザに対して行い、燃料の減りが想定よりも遅かった場合には問合せを行わず燃料補給経路Ｑの変更も行わないものとしてもよい。
【0140】
上記の第１実施形態及び第２実施形態では、燃料補給位置Ｆに近い側の枕地上に自動で燃料補給経路Ｑが生成されるものとした。しかしながら、これに限るものではなく、ユーザが何れの枕地側に燃料補給経路Ｑを生成するかを指定できるようにしてもよい。
【0141】
上記の第１実施形態及び第２実施形態では、トラクタ１が自律走行を開始した後に、判定部５８が、現在の燃料の保有量によって自律走行を完了させることができるか否かを判定するものとした。しかしながらこれに限るものではなく、判定部５８が、トラクタ１の機種により特定される燃料の最大保有量によって自律走行経路Ｐにおける自律走行を完了させることができるか否かを自律走行開始前に予め判定するものとしてもよい（即ち、自律走行開始時点で満量の燃料が保有されているとみなして判定してもよい）。その判定の結果、トラクタ１の機種により特定される燃料の最大保有量だけでは自律走行を完了させることができないことが明らかな場合には、経路生成部３５は、自律走行開始前に、自律走行経路Ｐを生成すると同時に燃料補給経路Ｑを生成するものとしてもよい。また、その場合、自律走行開始後に、走行機体２が保有する実際の燃料の保有量が最大保有量よりも少ないことが判明したとすれば、そのときに燃料補給経路Ｑの変更の可否をユーザに問い合わせるものとしてもよい。
【0142】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係る経路生成システム９９について、図２４を参照して説明する。図２４は、第３実施形態における作業情報入力画面９５の表示例を示す図である。第３実施形態に係る経路生成システム９９では、トラクタ１の自律走行が開始される前に予め、必要な燃料を考慮に入れた自律走行経路が生成される点が、第１実施形態及び第２実施形態とは異なっている。
次に、本発明の第３実施形態に係る経路生成システム９９について、図２４を参照して説明する。図２４は、第３実施形態における作業情報入力画面９５の表示例を示す図である。第３実施形態に係る経路生成システム９９では、トラクタ１の自律走行が開始される前に予め、必要な燃料を考慮に入れた自律走行経路が生成される点が、第１実施形態及び第２実施形態とは異なっている。
【0143】
第３実施形態では、入力選択画面６０の作業情報入力操作部６３が操作されると、操作画面が図２４に示す作業情報入力画面９５に切り換わる。即ち、第３実施形態に係る経路生成システム９９においては、作業情報入力画面９０に代えて作業情報入力画面９５が表示されるようになっている。
【0144】
作業情報入力画面９５には、「燃料残量」の欄が設けられる。この「燃料残量」の欄には、初期値として、トラクタ１を前回稼動させたときに、最後に取得部５７が取得した燃料残量（燃料残量センサ５１の最終検出値）が入力されている。ユーザは、当該欄に数値を直接入力することにより、又はプルダウン操作で「満量」を選択することにより、燃料残量として所望の値を設定できるようになっている。当該欄で設定された燃料残量は、作業情報設定部４７により受け付けられて、記憶部３２に記憶される。
【0145】
第３実施形態でも、ユーザが作業情報を設定し終わると、補給位置設定ウィンドウ９１が表示されて、燃料の補給位置を設定できるようになっている。ユーザが作業情報及び燃料補給位置を設定し終わって図６の入力選択画面に戻り、走行経路生成・転送操作部６４を選択した場合、自動的にトラクタ１の自律走行経路Ｐに燃料補給経路Ｑを追加した修正自律走行経路が生成され、この修正自律走行経路が記憶部３２に記憶される。
【0146】
この修正自律走行経路をトラクタ１に送信して、農作業開始操作部６５を操作することにより、トラクタ１の自律走行が開始される。
【0147】
トラクタ１の自律走行の開始直後に、取得部５７は、燃料残量センサ５１の検出結果を取得することにより、走行機体２が実際に保有する燃料の量を取得する。
【0148】
そして、経路生成部３５は、自律走行開始前に作業情報設定部４７で受け付けられた燃料残量と、自律走行開始後に取得部５７が取得した燃料残量と、が所定値以上乖離しているか否かを判断する。
【0149】
自律走行開始前に作業情報設定部４７で受け付けられた燃料残量と、自律走行開始後に取得部５７が取得した燃料残量と、の乖離が所定値未満の場合、経路生成部３５は、燃料補給経路Ｑを生成し直さない（修正しない）。
【0150】
一方、自律走行開始前に作業情報設定部４７で受け付けられた燃料残量と、自律走行開始後に取得部５７が取得した燃料残量と、の乖離が所定値以上の場合、第１実施形態又は第２実施形態で示した処理の流れと同様に、改めて燃料補給経路Ｑを生成し、ユーザに採用の可否を問い合わせる。当該燃料補給経路Ｑを「燃料補給経路」として設定（採用）することをユーザが承諾した場合、当該燃料補給経路Ｑを加えた修正自律走行経路をトラクタ１に送信する。これにより、実際の燃料残量に対応して設定された燃料補給経路Ｑに沿ってトラクタ１を自動走行させることができ、自律走行の途中で燃料切れが生じるおそれを無くすことができる。
【0151】
なお、本実施形態において、乖離の程度を判断するための「所定値」は、例えば１本の自律作業路Ｐ１を走行するのに要する燃料の量よりも大きい値に設定することができる。これにより、最適な燃料補給開始位置Ｃの位置が変動する可能性が高い場合に、燃料補給開始位置Ｃを算出し直して、修正した燃料補給経路Ｑを生成することが可能である。
【0152】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態に係る経路生成システム９９について、図２５及び図２６を参照して説明する。第４実施形態に係る経路生成システム９９では、補給位置設定ウィンドウ９１の表示画面を操作することによって設定する「補給位置」が、燃料を補給する位置でもあり、かつ、肥料を補給する位置でもある点で、上記の実施形態とは異なる。即ち、第４実施形態においては、補給位置設定部５６により設定される燃料補給位置が、肥料補給位置を兼ねている。
次に、本発明の第４実施形態に係る経路生成システム９９について、図２５及び図２６を参照して説明する。第４実施形態に係る経路生成システム９９では、補給位置設定ウィンドウ９１の表示画面を操作することによって設定する「補給位置」が、燃料を補給する位置でもあり、かつ、肥料を補給する位置でもある点で、上記の実施形態とは異なる。即ち、第４実施形態においては、補給位置設定部５６により設定される燃料補給位置が、肥料補給位置を兼ねている。
【0153】
本実施形態の取得部５７は、走行機体２が保有する燃料の保有量だけではなく、施肥装置３が保有する肥料（資材）の保有量も取得する。取得部５７は、肥料残量センサ３０から受信した検出値に基づいて、肥料タンク２９における肥料の残量、言い換えれば施肥装置３が保有する肥料の保有量を取得する。
【0154】
判定部５８は、取得部５７で取得した燃料の保有量によって走行機体２が自律走行経路Ｐにおける自律走行を完了させることが可能か否かについてだけではなく、取得部５７で取得した肥料の保有量によって施肥装置３が自律走行経路Ｐ（自律作業路Ｐ１，Ｐ１，・・・）における自律作業を完了させることが可能か否かについても判定する。
【0155】
【0156】
初めに経路生成部３５は、走行機体２が保有する燃料の保有量が基準量以下となるときの自律走行経路Ｐ上の位置を到達可能位置として特定し、この到達可能位置よりも自律走行経路Ｐの上流側に配置され、かつ、燃料及び肥料の補給位置Ｆ３に近い側の枕地に配置される自律作業路Ｐ１の終端を、燃料補給開始位置Ｃ４，Ｃ５として設定する。図２５には、燃料補給開始位置として２つの位置Ｃ４，Ｃ５が設定された場合を示している。なお、２つの位置Ｃ４，Ｃ５のうち上流側に配置される燃料補給開始位置Ｃ４に対応する燃料補給終了位置を、位置Ｄ４として示している。また、２つの位置Ｃ４，Ｃ５のうち下流側に配置される燃料補給開始位置Ｃ５に対応する燃料補給終了位置を、位置Ｄ５として示している。
【0157】
また、経路生成部３５は、施肥装置３が保有する肥料の保有量が所定値以下となるときの自律走行経路Ｐ上の位置を肥料切れ位置として特定し、この肥料切れ位置よりも自律走行経路Ｐの上流側に配置され、かつ、補給位置Ｆ３に近い側の枕地に配置される自律作業路Ｐ１の終端を、肥料補給開始位置Ｕ１，Ｕ２として特定する。図２６には、肥料補給開始位置として２つの位置Ｕ１，Ｕ２が設定された場合を示している。なお、２つの位置Ｕ１，Ｕ２のうち上流側に配置される肥料補給開始位置Ｕ１に対応する肥料補給終了位置を、位置Ｖ１として示している。また、２つの位置Ｕ１，Ｕ２のうち下流側に配置される肥料補給開始位置Ｕ２に対応する肥料補給終了位置を、位置Ｖ２として示している。
【0158】
続いて、経路生成部３５は、上記のように個別に暫定的に生成した燃料補給開始位置Ｃ４，Ｃ５、及び肥料補給開始位置Ｕ１，Ｕ２について見たときに、各燃料補給開始位置Ｃ４，Ｃ５よりも前に肥料補給開始位置Ｕ１，Ｕ２が配置されているか否かを判断する。
【0159】
ここで、燃料補給開始位置Ｃ４に着目すると、図２５に示すように、これよりも上流側の位置に肥料補給開始位置は配置されていない。よって、燃料補給開始位置Ｃ４（及び燃料補給終了位置Ｄ４）は、何れの肥料補給開始位置（及び肥料補給終了位置）にも統合されない。
【0160】
一方、燃料補給開始位置Ｃ５に着目すると、これよりも上流側の位置に肥料補給開始位置Ｕ１，Ｕ２が配置されている。即ち、当該燃料補給開始位置Ｃ５と、それより上流側の燃料補給開始位置Ｃ４と、の間に複数回（本実施形態では２回）にわたって肥料不足となることが特定されており、そのそれぞれに対して、肥料補給開始位置Ｕ１及び肥料補給開始位置Ｕ２が設定されている。この場合、経路生成部３５は、上流側の燃料補給開始位置Ｃ４から最も遠い肥料補給開始位置Ｕ２（及び肥料補給終了位置Ｖ２）と共通の位置に、次の燃料補給開始位置Ｃ５（及び燃料補給終了位置Ｄ５）を移行する（移動させる）。言い換えれば、前回の燃料補給に係る燃料補給開始位置Ｃ４から最も遠い肥料補給開始位置Ｕ２（及び肥料補給終了位置Ｖ２）に、次の燃料補給開始位置Ｃ５（及び燃料補給終了位置Ｄ５）を統合する。
【0161】
これにより、トラクタ１が肥料補給開始位置Ｕ２から補給経路Ｑの往路を通って補給位置Ｆ３に至ったときに、肥料だけではなく燃料も併せて補給することができる。よって、全体として見たときに、自律走行経路Ｐから逸脱して補給位置Ｆ３に至る経路を通る回数（即ち、自律走行経路Ｐから脇にそれる回数）を削減することができ、走行する経路の長さを短くすることができ、効率よく燃料の補給及び肥料の補給を行うことができる。
【0162】
以上に説明したように、本実施形態の経路生成システム９９は、走行機体（車体部）２に装着され、肥料（資材）を保有して走行領域内で自律作業を行う施肥装置（作業機）３を備える。取得部５７は、施肥装置３が保有する肥料の保有量を取得可能である。判定部５８は、前記肥料の保有量により前記走行領域内における自律作業を完了させることが可能か否かを判定することが可能である。経路生成部３５は、判定部５８により、自律走行及び自律作業の何れも完了させることができないと判定され、かつ、自律走行経路Ｐにおいて前記燃料よりも前記肥料の方が先に不足する場合に、前記肥料の保有量に基づいて、燃料補給開始位置Ｃまでの自律走行及び自律作業、並びに、燃料補給経路Ｑにおける燃料補給開始位置Ｃから燃料補給位置Ｆまでの自律走行を完了させることができるように燃料補給開始位置Ｃを設定する。
【0163】
これにより、肥料が不足するタイミングと、燃料が不足するタイミングとで、より早い方に合わせて燃料補給経路（資材補給経路）Ｑを生成できる。言い換えれば、肥料補給開始位置Ｕ２（及び肥料補給終了位置Ｖ２）と、燃料補給開始位置Ｃ５（及び燃料補給終了位置Ｄ５）と、でより上流側に配置される方に合わせて、肥料及び燃料の両方を補給するための補給経路Ｑを生成できる。よって、効率よく燃料の補給及び肥料の補給を行うことが可能である。
【0164】
また、本実施形態の経路生成システム９９においては、経路生成部３５は、判定部５８により、自律走行及び自律作業の何れも完了させることができないと判定され、かつ、自律走行経路Ｐにおいて前回燃料が不足してから次に燃料が不足するまでの間に、複数回肥料が不足する場合に、前回の燃料の不足に伴って設定される燃料補給開始位置Ｃ４から最も遠い肥料の不足に伴って設定される肥料補給開始位置Ｕ２と共通の位置に、次の燃料補給開始位置Ｃ５を設定する。
【0165】
これにより、燃料補給開始位置Ｃ５と肥料補給開始位置Ｕ２とを共通の位置にすることができ、効率よく燃料の補給及び肥料の補給を行うことができる。
【0166】
＜第４実施形態の変形例＞
上記の第４実施形態では、補給位置設定部５６により設定される補給位置Ｆ３が、燃料と肥料の両方を補給可能な位置となっている。しかしながら、これに代えて、燃料補給位置と肥料補給位置とを異なる位置に設定するものとしてもよい。その場合、燃料補給位置と肥料補給位置とが同じ側の枕地上に配置されるとすれば、第４実施形態で示したのと同様の方法で、燃料補給開始位置と肥料補給開始位置とを必要に応じて統合することができる。一方、燃料補給位置と肥料補給位置とが互いに異なる側の枕地上に配置されるとすれば、燃料補給開始位置と肥料補給開始位置とを統合せず、燃料補給経路と肥料補給経路とを個別に生成することができる。
上記の第４実施形態では、補給位置設定部５６により設定される補給位置Ｆ３が、燃料と肥料の両方を補給可能な位置となっている。しかしながら、これに代えて、燃料補給位置と肥料補給位置とを異なる位置に設定するものとしてもよい。その場合、燃料補給位置と肥料補給位置とが同じ側の枕地上に配置されるとすれば、第４実施形態で示したのと同様の方法で、燃料補給開始位置と肥料補給開始位置とを必要に応じて統合することができる。一方、燃料補給位置と肥料補給位置とが互いに異なる側の枕地上に配置されるとすれば、燃料補給開始位置と肥料補給開始位置とを統合せず、燃料補給経路と肥料補給経路とを個別に生成することができる。
【0167】
以上に本発明の好適な実施の形態及び変形例を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。
【0168】
燃料補給位置Ｆ１（Ｆ２，Ｆ３）で走行機体２がいったん停止して燃料を補給した後に、取得部５７が走行機体２の燃料の保有量を取得して（補給量を確認して）、必要に応じて燃料が足りない旨の報知を行うこととしてもよい。例えば、燃料補給位置Ｆ１（Ｆ２，Ｆ３）で燃料を補給した後に作業終了位置Ｅに至るまでに、前記燃料タンクの最大容量以下の量の燃料が必要なところ、補給された燃料の量がこれに満たない場合に、例えば警告ランプの点灯やアラーム音の発生等の報知を行うものとすることができる。これにより、ユーザに必要な量の燃料の補給（追加）を促すことができる。
【0169】
上記の実施形態では、燃料補給開始位置Ｃ及び燃料補給終了位置Ｄは、接続路Ｐ２を介して互いに接続される２つの自律作業路Ｐ１の終端及び始端であって、同じ側の枕地に配置されるものとした。しかしながら、必ずしもこれに限るものではない。例えばこれに代えて、燃料補給開始位置Ｃ及び燃料補給終了位置Ｄを、共通の自律作業路Ｐ１上に配置したり、或いは互いに異なる側の枕地に配置したりするものとしてもよい。
【0170】
上記の第１実施形態及び第２実施形態では、判定部５８は、自律走行経路Ｐを生成するときに設定した車速、エンジン回転数及び自律走行経路Ｐの経路長等に基づいて、当該自律走行経路Ｐにおいて必要となる燃料の予定量（予定必要量）を算出するものとした。しかしながら、燃料の予定必要量の算出方法はこれに限るものではなく、例えばこれに代えて、負荷センサ５４の検出値等を考慮に入れて、エンジン負荷を推定し、エンジン回転数とエンジン負荷の関係から燃料の予定必要量を算出するものとしてもよい。或いは、過去にトラクタ１を稼動したときに判定部５８が予想量として算出した予定必要量と、実際に要した燃料の量と、の関係を、記憶部３２に記憶しておき、この情報を利用して次回以降の予定必要量の算出を行うものとしてもよい。その場合、自律作業路（直線路）Ｐ１での予定必要量と実際に要した燃料の量との関係を、接続路（旋回路）Ｐ２での予定必要量と実際に要した燃料との関係とは別に、記憶するものとしてもよい。具体的には、予定必要量と実際に要した燃料の量との比率を補正係数として記憶し、以降の予定必要量の計算に用いるものとすることができる。
【0171】
一般的に、トラクタ１の現在位置からあまり離れていない位置での燃料残量は比較的高精度で推定することができるが、トラクタ１の現在位置から離れた位置であればあるほど燃料残量の推定の確度は低下すると考えられる。そこで、生成した自律走行経路Ｐを矢印や線等で表現した画像をディスプレイ３７に表示する際に、燃料残量の推定の確度が高い位置ほど濃い色となるように経路の色をグラデーション等で表現することとしてもよい。或いは、トラクタ１を自律走行経路Ｐに沿って自律走行させている間、ディスプレイ３７に表示させている監視画面１００（自律走行経路Ｐをグラフィカルに表示する画面）において、トラクタ１の現在位置から燃料補給開始位置Ｃまでのパスの色を統一した１つの色で表現し、トラクタ１が自律走行経路Ｐに沿って下流側に走行するにつれて徐々に色を濃く変化させるものとしてもよい。あるいは、並べて配置される自律作業路Ｐ１毎に推定の確度に応じて異なる色で表現するものとしてもよい。なお、このような表現方法によって自律作業路Ｐ１毎の推定の確度の差異を監視画面１００上で表した例を、図２７に示してある。
【0172】
上記の実施形態では、資材は肥料であるものとしたが、これに限るものではなく、例えばこれに代えて、資材を、除草剤、薬剤、苗、又は種子等としてもよい。例えば、資材が除草剤の場合には除草剤散布装置を、薬剤の場合には薬剤散布装置を、苗の場合には苗移植装置を、種子の場合には播種装置を、上記の施肥装置３の代わりに作業機として用いることができる。
【0173】
上記の構成では、経路生成部３５、補給位置設定部５６、取得部５７、及び判定部５８は、無線通信端末４６側に備えられるものとしたが、これらの構成がトラクタ１側及び無線通信端末４６側の何れに備えられるかについてはこれに限るものではない。また、これ以外の構成部分についても、トラクタ１側及び無線通信端末４６側の何れに備えられていてもよい。
【0174】
補給経路Ｑを生成する過程だけに上記の経路生成システム９９を用いることとし、実際の走行は、例えばユーザが補給経路Ｑを無線通信端末４６等によって参照しながらトラクタ１を操向操作することにより行うものとしてもよい。
【0175】
＜発明の付記＞
本発明の第１の観点によれば、以下の構成の経路生成システムが提供される。即ち、この経路生成システムは、経路生成部と、取得部と、燃料補給位置設定部と、判定部と、を備える。前記経路生成部は、予め設定された非作業領域と作業領域を合わせた走行領域内において車体部により自律走行が行われる自律走行経路を生成可能である。前記取得部は、前記車体部に搭載された燃料の保有量を取得する。前記燃料補給位置設定部は、前記走行領域内に燃料の補給位置である燃料補給位置を設定する。前記判定部は、前記燃料の保有量により前記自律走行経路における自律走行を完了させることが可能か否かを判定する。前記経路生成部は、前記判定部により自律走行を完了させることができないと判定された場合に、前記燃料補給位置設定部によって設定された燃料補給位置へ前記車体部を移動させるための燃料補給開始位置を前記非作業領域と前記作業領域の境界に設定する。
本発明の第１の観点によれば、以下の構成の経路生成システムが提供される。即ち、この経路生成システムは、経路生成部と、取得部と、燃料補給位置設定部と、判定部と、を備える。前記経路生成部は、予め設定された非作業領域と作業領域を合わせた走行領域内において車体部により自律走行が行われる自律走行経路を生成可能である。前記取得部は、前記車体部に搭載された燃料の保有量を取得する。前記燃料補給位置設定部は、前記走行領域内に燃料の補給位置である燃料補給位置を設定する。前記判定部は、前記燃料の保有量により前記自律走行経路における自律走行を完了させることが可能か否かを判定する。前記経路生成部は、前記判定部により自律走行を完了させることができないと判定された場合に、前記燃料補給位置設定部によって設定された燃料補給位置へ前記車体部を移動させるための燃料補給開始位置を前記非作業領域と前記作業領域の境界に設定する。
【0176】
これにより、自律作業から燃料補給に円滑に移行し、かつ燃料補給経路を簡素化することができる。
【0177】
本発明の第２の観点によれば、以下の構成の経路生成システムが提供される。即ち、この経路生成システムは、経路生成部と、取得部と、資材補給位置設定部と、判定部と、を備える。前記経路生成部は、予め設定された非作業領域と作業領域を合わせた走行領域内において車体部により自律走行が行われる自律走行経路を生成可能である。前記取得部は、前記車体部に搭載された資材の保有量を取得する。前記資材補給位置設定部は、前記走行領域内に資材の補給位置である資材補給位置を設定する。前記判定部は、前記資材の保有量により前記走行領域内における自律走行作業を完了させることが可能か否かを判定する。前記経路生成部は、前記判定部により前記自律走行作業を完了させることができないと判定された場合に、前記資材補給位置設定部によって設定された資材補給位置へ前記車体部を移動させるための資材補給開始位置を前記非作業領域と前記作業領域の境界に設定する。
【0178】
また、本発明の一態様に係る表示制御システムは、補給位置設定部と、表示制御部と、を備える。前記補給位置設定部は、自律走行作業を行う作業車両による作業が行われる作業領域と前記作業が行われない非作業領域とを合わせた走行領域内に、前記作業車両の燃料と前記作業に使用される資材との少なくとも一方からなる補給対象を補給する補給位置を設定する。前記表示制御部は、表示部に表示画面を表示させる制御を行う。前記表示制御部は、前記補給位置を設定する位置を指定するユーザの操作を受け付ける補給位置設定画面を表示する。
【0179】
本発明の一態様に係る経路生成システムは、前記表示制御システムと、前記走行領域内において前記作業車両により自律走行作業が行われる自律走行経路を生成可能な経路生成部と、を備える。
【符号の説明】
【0180】
１ ロボットトラクタ（トラクタ、作業車両）
２ 走行機体（車体部）
３５ 経路生成部
５６ 補給位置設定部（燃料補給位置設定部）
５７ 取得部
５８ 判定部
９９ 経路生成システム
Ｃ１ 燃料補給開始位置
Ｆ１ 燃料補給位置
Ｐ 自律走行経路
２ 走行機体（車体部）
３５ 経路生成部
５６ 補給位置設定部（燃料補給位置設定部）
５７ 取得部
５８ 判定部
９９ 経路生成システム
Ｃ１ 燃料補給開始位置
Ｆ１ 燃料補給位置
Ｐ 自律走行経路
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
