特開 2023-155307 走行支援装置、走行支援装置を備えた作業車両及び走行支援方法

(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】P2023155307

(43)【公開日】2023-10-20

(54)【発明の名称】走行支援装置、走行支援装置を備えた作業車両及び走行支援方法

(51)【国際特許分類】

   G05D 1/02 20200101AFI20231013BHJP

   A01B 69/00 20060101ALI20231013BHJP

【ＦＩ】

G05D1/02 H

A01B69/00 303M

【審査請求】有

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023133496

(22)【出願日】2023-08-18

(62)【分割の表示】P 2022087118の分割

【原出願日】2018-12-26

(71)【出願人】

【識別番号】000001052

【氏名又は名称】株式会社クボタ

(74)【代理人】

【識別番号】110003041

【氏名又は名称】安田岡本弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】新海 敦

(57)【要約】

【課題】走行予定ルートからズレて自動走行を行ったことによる未作業の部分の発生を抑制することができるようにする。
【解決手段】走行支援装置は、作業装置が連結される走行車両の走行予定ルートを作成する走行支援装置であって、走行車両が自動走行を行った場合の走行車両の実績位置と当該自動走行時の走行予定ルートとに基づいて、自動走行を行う前の走行予定ルートを補正するルート作成部を備え、ルート作成部は、圃場内の走行予定ルートとしてそれぞれ隣接する複数の走行経路を作成する経路作成部と、経路作成部によって作成された複数の走行経路のうち、走行車両が自動走行を行った第１走行経路と実績位置とに基づいて、第１走行経路の次に走行する予定の第２走行経路を補正する経路修正部と、を有している。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

作業装置が連結される走行車両の走行予定ルートを作成する走行支援装置であって、
前記走行車両が自動走行を行った場合の前記走行車両の実績位置と当該自動走行時の走行予定ルートとに基づいて、前記自動走行を行う前の走行予定ルートを補正するルート作成部を備え、
前記ルート作成部は、
圃場内の前記走行予定ルートとしてそれぞれ隣接する複数の走行経路を作成する経路作成部と、
前記経路作成部によって作成された複数の走行経路のうち、前記走行車両が前記自動走行を行った第１走行経路と前記実績位置とに基づいて、前記第１走行経路の次に走行する予定の第２走行経路を補正する経路修正部と、
を有している走行支援装置。

【請求項2】

前記経路修正部は、前記第１走行経路と前記実績位置とに基づいて、前記第２走行経路が前記実績位置で得られる自動作業軌跡に沿った形状となるように補正する請求項１に記載の走行支援装置。

【請求項3】

前記経路修正部は、前記第１走行経路と前記実績位置とに基づいて、前記実績位置で得られる自動作業軌跡に近似するように前記第２走行経路を補正する請求項１に記載の走行支援装置。

【請求項4】

前記経路修正部は、前記実績位置と前記第２走行経路との間の距離が、隣接する走行経路の間の距離に近づくように、前記第２走行経路を補正する請求項１に記載の走行支援装置。

【請求項5】

前記経路修正部は、補正前の前記第２走行経路と補正後の前記第２走行経路との偏差が、前記第１走行経路と前記実績位置との偏差に近づくように、前記第２走行経路を補正する請求項１に記載の走行支援装置。

【請求項6】

請求項１～５のいずれかに記載の走行支援装置と、
前記走行車両と、
前記走行予定ルートに基づいて前記走行車両の自動走行を行う自動走行制御部と、
を備えている作業車両。

【請求項7】

作業装置が連結される走行車両の走行予定ルートを作成する走行支援方法であって、
圃場内の前記走行予定ルートとしてそれぞれ隣接する複数の走行経路を作成する第１ステップと、
前記走行車両が自動走行を行った場合の前記走行車両の実績位置を取得する第２ステップと、
前記第１ステップで作成した複数の走行経路のうち、前記走行車両が前記自動走行を行った第１走行経路と前記実績位置とに基づいて、前記第１走行経路の次に走行する予定の第２走行経路を補正する第３ステップと、
を備えている走行支援方法。

【請求項8】

前記第３ステップにおいて、前記第１走行経路と前記実績位置とに基づいて、前記第２走行経路が前記実績位置で得られる自動作業軌跡に沿った形状となるよう補正する請求項７に記載の走行支援方法。

【請求項9】

前記第３ステップにおいて、前記第１走行経路と前記実績位置とに基づいて、前記実績
位置で得られる自動作業軌跡に近似するように前記第２走行経路を補正する請求項７に記載の走行支援方法。

【請求項10】

前記第３ステップにおいて、前記実績位置と前記第２走行経路との間の距離が、隣接する走行経路の間の距離に近づくように、前記第２走行経路を補正する請求項７に記載の走行支援方法。

【請求項11】

前記第３ステップにおいて、補正前の前記第２走行経路と補正後の前記第２走行経路との偏差が、前記第１走行経路と前記実績位置との偏差に近づくように、第２走行経路を補正する請求項７に記載の走行支援方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば、トラクタ等の作業車両を走行させる場合の走行支援装置、走行支援装置を備えた作業車両及び走行支援方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、トラクタ等の作業車両を自動走行させるための走行経路（走行予定ルート）を作成する技術として特許文献１に示す技術が知られている。特許文献１では、走行経路生成部が、直進経路と各直進経路同士をつなぐＵターン経路とからなる内側走行経路と、圃場の外周領域を周回走行するための周回走行経路とを生成する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－１１６６０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１では、走行経路生成部によって走行経路（走行予定ルート）を作成することができるものの、一旦、走行予定ルートを作成した後は、自動走行時において、走行予定ルートを変更することができないのが実情である。特に、作業車両が走行予定ルートからズレたまま自動走行を行った場合は、圃場内において未作業の部分が発生してしまう虞がある。

【0005】

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、走行予定ルートからズレて自動走行を行ったことによる未作業の部分の発生を抑制することができる走行支援装置、走行支援装置を備えた作業車両及び走行支援方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この技術的課題を解決するための本発明の技術的手段は、以下に示す点を特徴とする。

【0007】

走行支援装置は、作業装置が連結される走行車両の走行予定ルートを作成する走行支援装置であって、前記走行車両が自動走行を行った場合の前記走行車両の実績位置と当該自動走行時の走行予定ルートとに基づいて、前記自動走行を行う前の走行予定ルートを補正するルート作成部を備え、前記ルート作成部は、圃場内の前記走行予定ルートとしてそれぞれ隣接する複数の走行経路を作成する経路作成部と、前記経路作成部によって作成された複数の走行経路のうち、前記走行車両が前記自動走行を行った第１走行経路と前記実績位置とに基づいて、前記第１走行経路の次に走行する予定の第２走行経路を補正する経路修正部と、を有している。

【0008】

前記経路修正部は、前記第１走行経路と前記実績位置とに基づいて、前記第２走行経路が前記実績位置で得られる自動作業軌跡に沿った形状となるように補正する。

【0009】

前記経路修正部は、前記第１走行経路と前記実績位置とに基づいて、前記実績位置で得られる自動作業軌跡に近似するように前記第２走行経路を補正する。

【0010】

前記経路修正部は、前記実績位置と前記第２走行経路との間の距離が、隣接する走行経路の間の距離に近づくように、前記第２走行経路を補正する。

【0011】

前記経路修正部は、補正前の前記第２走行経路と補正後の前記第２走行経路との偏差が、前記第１走行経路と前記実績位置との偏差に近づくように、前記第２走行経路を補正する。

【0012】

作業車両は、走行支援装置と、前記走行車両と、前記走行予定ルートに基づいて前記走行車両の自動走行を行う自動走行制御部と、を備えている。

【0013】

走行支援方法は、作業装置が連結される走行車両の走行予定ルートを作成する走行支援方法であって、圃場内の前記走行予定ルートとしてそれぞれ隣接する複数の走行経路を作成する第１ステップと、前記走行車両が自動走行を行った場合の前記走行車両の実績位置を取得する第２ステップと、前記第１ステップで作成した複数の走行経路のうち、前記走行車両が前記自動走行を行った第１走行経路と前記実績位置とに基づいて、前記第１走行経路の次に走行する予定の第２走行経路を補正する第３ステップと、を備えている。

【0014】

走行支援方法は、前記第３ステップにおいて、前記第１走行経路と前記実績位置とに基づいて、前記第２走行経路が前記実績位置で得られる自動作業軌跡に沿った形状となるよう補正する。

【0015】

走行支援方法は、前記第３ステップにおいて、前記第１走行経路と前記実績位置とに基づいて、前記実績位置で得られる自動作業軌跡に近似するように前記第２走行経路を補正する。

【0016】

走行支援方法は、前記第３ステップにおいて、前記実績位置と前記第２走行経路との間の距離が、隣接する走行経路の間の距離に近づくように、前記第２走行経路を補正する。

【0017】

走行支援方法は、前記第３ステップにおいて、補正前の前記第２走行経路と補正後の前記第２走行経路との偏差が、前記第１走行経路と前記実績位置との偏差に近づくように、第２走行経路を補正する。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、走行予定ルートからズレて自動走行を行ったことによる未作業の部分の発生を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】走行支援装置を備えた作業車両のブロック図を示す図である。

【図2】昇降装置を示す図である。

【図3】自動走行を説明する図である。

【図4】マップ登録画面Ｍ１の一例を示す図である。

【図5A】走行軌跡Ｋ１から圃場の輪郭Ｈ１（圃場マップＭＰ２）を求める図である。

【図5B】走行軌跡Ｋ１の変曲点から圃場の輪郭Ｈ１（圃場マップＭＰ２）を求める図である。

【図5C】走行時のスイッチ操作から輪郭Ｈ１（圃場マップＭＰ２）を求める図である。

【図6】ルート設定画面Ｍ３の一例を示す図である。

【図7A】作業エリアＡ２に単位作業区画Ａ３ｎを作成した図である。

【図7B】図７Ａとは異なる単位作業区画Ａ３ｎを示す図である。

【図8】直進部Ｌｎａ及び旋回部Ｌｎｂの作成を示す図である。

【図9A】走行予定ラインＬ１に対して自動作業軌跡Ｋ１１がズレて走行した場合の図である。

【図9B】走行予定ラインＬ１に対して自動作業軌跡Ｋ１１がズレた場合の影響を説明する説明図である。

【図10】走行予定ラインＬ１の第２走行経路の修正を説明する説明図である。

【図11】走行支援方法を示す図である。

【図12】作業画面Ｍ２１の一例を示す図である。

【図13】トラクタの側面全体図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

【0021】

図１は、走行支援装置１００を備えた作業車両のブロック図を示している。走行支援装置１００は、トラクタ等の作業車両の走行を行う場合の支援を行う装置である。この実施形態では、走行支援装置１００は、トラクタ１に設けられているが、トラクタ１以外に設けた装置、例えば、タブレット、スマートフォン、ＰＤＡ等の携帯型の端末（携帯端末）、パーソナルコンピュータ、サーバ等の固定型のコンピュータ等の固定型の端末（固定端末）であってもよい。

【0022】

まず、作業車両の１つであるトラクタをについて説明する。

【0023】

図１３に示すように、トラクタ１は、走行装置７を有する走行車両３と、原動機４と、変速装置５とを備えている。走行装置７は、前輪７Ｆ及び後輪７Ｒを有する装置である。前輪７Ｆは、タイヤ型であってもクローラ型であってもよい。また、後輪７Ｒも、タイヤ型であってもクローラ型であってもよい。原動機４は、ディーゼルエンジン、電動モータ
等である。変速装置５は、変速によって走行装置７の推進力を切換可能であると共に、走行装置７の前進、後進の切換が可能である。走行車両３にはキャビン９が設けられ、当該キャビン９内には運転席１０が設けられている。

【0024】

また、走行車両３の後部には、３点リンク機構等で構成された昇降装置８が設けられている。昇降装置８には、作業装置２が着脱可能である。作業装置２を昇降装置８に連結することによって、走行車両３によって作業装置２を牽引することができる。作業装置２は、耕耘する耕耘装置、畦塗りを行う畦塗装置、畝立を行う畝立て装置、肥料を散布する肥料散布装置、農薬を散布する農薬散布装置、収穫を行う収穫装置、牧草等の刈取を行う刈取装置、牧草等の拡散を行う拡散装置、牧草等の集草を行う集草装置、牧草等の成形を行う成形装置等である。

【0025】

図１に示すように、トラクタ１は、操舵装置１１を備えている。操舵装置１１は、ハンドル（ステアリングホイール）１１ａと、ハンドル１１ａの回転に伴って回転する回転軸（操舵軸）１１ｂと、ハンドル１１ａの操舵を補助する補助機構（パワーステアリング機構）１１ｃと、を有している。補助機構１１ｃは、油圧ポンプ２１と、油圧ポンプ２１から吐出した作動油が供給される制御弁２２と、制御弁２２により作動するステアリングシリンダ２３とを含んでいる。制御弁２２は、制御信号に基づいて作動する電磁弁である。制御弁２２は、例えば、スプール等の移動によって切り換え可能な３位置切換弁である。また、制御弁２２は、操舵軸１１ｂの操舵によっても切換可能である。ステアリングシリンダ２３は、前輪７Ｆの向きを変えるアーム（ナックルアーム）２４に接続されている。

【0026】

したがって、ハンドル１１ａを操作すれば、当該ハンドル１１ａに応じて制御弁２２の切換位置及び開度が切り換わり、当該制御弁２２の切換位置及び開度に応じてステアリングシリンダ２３が左又は右に伸縮することによって、前輪７Ｆの操舵方向を変更することができる。なお、上述した操舵装置１１は一例であり、上述した構成に限定されない。

【0027】

図２に示すように、昇降装置８は、リフトアーム８ａ、ロアリンク８ｂ、トップリンク８ｃ、リフトロッド８ｄ、リフトシリンダ８ｅを有している。リフトアーム８ａの前端部は、変速装置５を収容するケース（ミッションケース）の後上部に上方又は下方に揺動可能に支持されている。リフトアーム８ａは、リフトシリンダ８ｅの駆動によって揺動（昇降）する。リフトシリンダ８ｅは、油圧シリンダから構成されている。リフトシリンダ８ｅは、制御弁を介して油圧ポンプと接続されている。制御弁は、電磁弁等であって、リフトシリンダ８ｅを伸縮させる。

【0028】

ロアリンク８ｂの前端部は、変速装置５の後下部に上方又は下方に揺動可能に支持されている。トップリンク８ｃの前端部は、ロアリンク８ｂよりも上方において、変速装置５の後部に上方又は下方に揺動可能に支持されている。リフトロッド８ｄは、リフトアーム８ａとロアリンク８ｂとを連結している。ロアリンク８ｂの後部及びトップリンク８ｃの後部には、作業装置２が連結される。リフトシリンダ８ｅが駆動（伸縮）すると、リフトアーム８ａが昇降するとともに、リフトロッド８ｄを介してリフトアーム８ａと連結されたロアリンク８ｂが昇降する。これにより、作業装置２がロアリンク８ｂの前部を支点として、上方又は下方に揺動（昇降）する。

【0029】

トラクタ１は、測位装置４０を備えている。測位装置４０は、Ｄ－ＧＰＳ、ＧＰＳ、ＧＬＯＮＡＳＳ、北斗、ガリレオ、みちびき等の衛星測位システム（測位衛星）により、自己の位置（緯度、経度を含む測位情報）を検出可能である。即ち、測位装置４０は、測位衛星から送信された衛星信号（測位衛星の位置、送信時刻、補正情報等）を受信し、衛星信号に基づいて、トラクタ１の位置（例えば、緯度、経度）、即ち、車体位置を検出する。測位装置４０は、受信装置４１と、慣性計測装置（ＩＭＵ：Inertial Measurement Unit）４２とを有している。受信装置４１は、アンテナ等を有していて測位衛星から送信された衛星信号を受信する装置であり、慣性計測装置４２とは別に走行車両３に取付けられている。この実施形態では、受信装置４１は、キャビン９に取付けられている。なお、受信装置４１の取付箇所は、実施形態に限定されない。

【0030】

慣性計測装置４２は、加速度を検出する加速度センサ、角速度を検出するジャイロセンサ等を有している。慣性計測装置４２は、走行車両３に設けられ、慣性計測装置４２によ
って、走行車両３のロール角、ピッチ角、ヨー角等を検出することができる。

【0031】

図１に示すように、トラクタ１は、制御装置６０を備えている。制御装置６０は、トラクタ１における走行系の制御、作業系の制御等を行う装置である。

【0032】

制御装置６０は、トラクタ１の自動走行を制御する自動走行制御部６１を有している。自動走行制御部６１は、制御装置６０に設けられた電気・電子回路、ＣＰＵ等に格納されたプログラム等から構成されている。自動走行制御部６１は、自動走行を開始すると、走行車両３が走行予定ルートＬ１に沿って走行するように操舵装置１１の制御弁２２を制御する。また、自動走行制御部６１は、自動走行を開始すると、変速装置の変速段、原動機の回転数等を自動的に変更することによって、トラクタ１の車速（速度）を制御する。

【0033】

図３に示すように、トラクタ１が自動走行を行っている状況下において、車体位置と走行予定ルートＬ１との偏差が閾値未満である場合、自動走行制御部６１は、操舵軸（回転軸）１１ｂの回転角を維持する。車体位置と走行予定ルートＬ１との偏差が閾値以上であって、トラクタ１が走行予定ルートＬ１に対して左側に位置している場合は、自動走行制御部６１は、トラクタ１の操舵方向が右方向となるように操舵軸１１ｂを回転する。車体位置と走行予定ルートＬ１との偏差が閾値以上であって、トラクタ１が走行予定ルートＬ１に対して右側に位置している場合は、自動走行制御部６１は、トラクタ１の操舵方向が左方向となるように操舵軸１１ｂを回転する。なお、上述した実施形態では、車体位置と走行予定ルートＬ１との偏差に基づいて操舵装置１１の操舵角を変更していたが、走行予定ルートＬ１の方位とトラクタ１（走行車両３）の進行方向（走行方向）の方位（車体方位）Ｆ１とが異なる場合、即ち、走行予定ルートＬ１に対する車体方位Ｆ１の角度θｇが閾値以上である場合、自動走行制御部６１は、角度θｇが零（車体方位Ｆ１が走行予定ルートＬ１の方位に一致）するように操舵角を設定してもよい。また、自動走行制御部６１は、偏差（位置偏差）に基づいて求めた操舵角と、方位（方位偏差）に基づいて求めた操舵角とに基づいて、自動操舵における最終の操舵角を設定してもよい。上述した実施形態における自動操舵における操舵角の設定は一例であり、限定されない。

【0034】

以上のように、制御装置６０によって、トラクタ１（走行車両３）を自動走行させることができる。

【0035】

また、制御装置６０は、手動昇降制御、自動上昇制御等を行うことができる。手動昇降制御では、制御装置６０に接続された昇降スイッチ７２の操作に基づいて昇降装置８による作業装置２の昇降する制御である。具体的には、昇降スイッチ７２は、運転席１０の周囲に設けられていて、３位置切換スイッチである。昇降スイッチ７２を中立位置から一方に切り換えると、昇降装置８（リフトアーム８ａ）を上昇させる上昇信号が制御装置６０に入力される。また、昇降スイッチ７２を中立位置から他方に切り換えると、昇降装置８（リフトアーム８ａ）を下降させる下降信号が制御装置６０に入力される。制御装置６０は、上昇信号を取得すると制御弁に制御信号を出力することで昇降装置８を上昇させ、下降信号を取得すると制御弁に制御信号を出力することで昇降装置８を下降させる。つまり、制御装置６０は、昇降スイッチ７２の手動操作に応じて昇降装置８を昇降させる手動昇降制御をすることができる。

【0036】

また、自動上昇制御では、操舵装置１１の操舵角が所定以上、例えば、旋回に対応する操舵角である場合に、自動的に昇降装置８を作動させることで作業装置２を上昇する制御である。具体的には、制御装置６０には、操舵角検出装置７０と、切換スイッチ７１とが接続されている。操舵角検出装置７０は、操舵装置１１の操舵角を検出する装置である。切換スイッチ７１は、自動上昇制御の有効／無効を切り換えるスイッチであって、ＯＮ／ＯＦＦに切り換え可能なスイッチである。切換スイッチ７１がＯＮである場合、自動上昇制御が有効に設定され、切換スイッチ７１がＯＦＦである場合、自動上昇制御が無効に設定される。

【0037】

制御装置６０は、自動上昇制御が有効であり且つ操舵角検出装置７０が検出した操舵角が旋回に相当する操舵角以上である場合、制御弁に制御信号を出力することで昇降装置８を自動的に上昇させる自動上昇制御を行う。

【0038】

以上のように、制御装置６０によって、トラクタ１に関する制御、例えば、手動昇降制
御、自動上昇制御を行うことができる。

【0039】

走行支援装置１００は、運転席１０の近傍に設けられた表示装置である。以下、走行支援装置１００が表示装置であるとして説明を進める。

【0040】

表示装置は、液晶パネル、タッチパネル、その他のパネルのいずれかで構成された表示部５０を有する表示装置であり、トラクタ１の走行を、支援をするための情報の他に、トラクタ１、作業装置２に関する様々な情報を表示可能である。

【0041】

表示装置は、マップ登録部１０１と、マップ記憶部１０２とを備えている。マップ登録部１０１は、表示装置に設けられた電気・電子部品、表示装置に組み込まれたプログラム等から構成されている。マップ記憶部１０２は、不揮発性のメモリ等から構成されている。マップ登録部１０１は、所定の圃場の輪郭、例えば、所定の圃場の輪郭に対応した位置を登録する。

【0042】

図４に示すように、作業者（運転者）が表示装置に対して所定の操作を行うと、マップ登録部１０１は、表示装置の表示部５０にマップ登録画面Ｍ１を表示する。マップ登録画面Ｍ１には、圃場を含むマップＭＰ１、トラクタ１の車体位置ＶＰ１、圃場名及び圃場管理番号等の圃場識別情報が表示される。マップＭＰ１には、圃場を示す画像データの他に緯度、経度等の位置情報が対応付けられている。トラクタ１が圃場内に入り、圃場内を周回すると、マップ登録画面Ｍ１には、トラクタ１が周回したときに測位装置４０が検出した現在の車体位置ＶＰ１が表示される。トラクタ１による圃場内の周回が終了し、マップ登録画面Ｍ１に表示された登録ボタン５１が選択されると、図５Ａに示すように、マップ登録部１０１は、トラクタ１が周回したときの複数の車体位置によって得られた走行軌跡Ｋ１を圃場の輪郭（外形）Ｈ１とし、当該輪郭Ｈ１で表される圃場マップＭＰ２を圃場識別情報と共に登録する。

【0043】

なお、図５Ｂに示すように、マップ登録部１０１は、車体位置ＶＰ１で示される走行軌跡から変曲点を演算して変曲点を結ぶ輪郭Ｋ２を圃場の輪郭Ｈ１（圃場マップＭＰ２）として登録してもよいし、図５Ｃに示すように、トラクタ１が周回する際に運転者等がトラクタ１に設けられたスイッチ等によって圃場の端部を指定し指定された端部を結んだ輪郭Ｋ３を輪郭Ｈ１（圃場マップＭＰ２）として登録してもよい。上述した圃場の登録方法は、一例であり、限定されない。圃場の輪郭、即ち、圃場マップＭＰ２は、位置（緯度、経度）で示されたデータであっても、座標（Ｘ軸、Ｙ軸）系で示されたデータであっても、その他の表現で示されたデータであってもよい。

【0044】

マップ記憶部１０２は、マップ登録部１０１によって登録した輪郭（外形）を示す圃場マップＭＰ２を記憶する。即ち、マップ記憶部１０２は、圃場マップＭＰ２、圃場の輪郭を示すデータ（所定の圃場を表すためのデータ）を記憶する。

【0045】

表示装置（走行支援装置１００）は、所定の圃場に対してトラクタ１を自動走行する際に用いる走行予定ルートＬ１の作成を行うことができる。走行支援装置１００は、走行予定ルートＬ１の作成を行うルート作成部１０５を備えている。ルート作成部１０５は、表示装置に設けられた電気・電子回路、表示装置に格納されたプログラム等から構成されている。

【0046】

図６に示すように、作業者（運転者）が表示装置に対して所定の操作を行うと、ルート作成部１０５は、ルート設定画面Ｍ３を表示する。ルート設定画面Ｍ３は、圃場入力部８０と、ルート表示部８５とを備えている。圃場入力部８０は、圃場名、圃場の管理番号等の圃場識別情報を入力可能である。ルート表示部８５は、圃場入力部８０に入力された圃場識別情報に対応する所定の圃場を示す圃場マップＭＰ２を表示する。即ち、ルート作成部１０５は、圃場入力部８０に入力された圃場識別情報に対応する圃場マップＭＰ２を、マップ記憶部１０２に要求し、当該マップ記憶部１０２から送信された圃場マップＭＰ２を圃場表示部８１に表示させる。また、ルート表示部８５は、圃場マップＭＰ２に設定された走行予定ルートＬ１を表示する。

【0047】

ルート設定画面Ｍ３は、枕地幅Ｗ１を入力する枕地幅入力部８２と、作業幅Ｗ２を入力する作業幅入力部８８とを備えている。枕地幅入力部８２に枕地幅Ｗ１を入力した後、決定ボタン９９が選択されると、ルート作成部１０５は、ルート表示部８５に表示された圃
場マップＭＰ２に、枕地エリアＡ１を除く作業エリアＡ２を表示する。例えば、ルート作成部１０５は、圃場マップＭＰ２の輪郭Ｈ１を内側に枕地幅Ｗ１の距離だけオフセットして形成される輪郭Ｈ２で囲まれるエリアを、作業エリアＡ２に設定する。なお、ルート設定画面Ｍ３において、ルート表示部８５に表示された圃場マップＭＰ２上に、ポインタ等を用いて作業エリアＡ２の輪郭の位置を指定することによって、圃場マップＭＰ２に作業エリアＡ２を設定してもよい。

【0048】

また、作業幅入力部８８に作業幅Ｗ２が入力した後、決定ボタン９９が選択されると、ルート作成部１０５は、作業幅Ｗ２に基づいて、所定の圃場、即ち、圃場マップＭＰ２に複数の単位作業区画Ａ３ｎ（ｎ：単位作業区画の個数）を作成する。具体的には、ルート作成部１０５は、図７Ａに示すように、作業エリアＡ２を作業幅Ｗ２で縦方向又は横方向に区切ることによって、作業装置２で作業を行う複数の単位作業区画Ａ３ｎを作業エリアＡ２内に作成する。即ち、ルート作成部１０５は、作業幅Ｗ２と同一の幅の単位作業区画Ａ３ｎを作業エリアＡ２内に複数作成する。なお、図７Ｂに示すように、ルート作成部１０５は、作業幅Ｗ２からオーバラップ幅Ｗ３を除した幅Ｗ４の単位作業区画Ａ３ｎを作業エリアＡ２内に複数作成してもよい。オーバラップ幅Ｗ３は、ルート設定画面Ｍ３で入力することが可能である。

【0049】

以上のように、ルート作成部１０５は、作業装置２を連結した走行車両３を走行させた場合に、当該作業装置２によって圃場に対して作業が行われる最小単位の領域を、単位作業区画Ａ３ｎとして設定する。なお、作業エリアＡ２の長さＬ４０に対して、単位作業区画Ａ３ｎの幅（Ｗ２，Ｗ４）が整数で割り切れず、余りの部分が生じる場合は、ルート作成部１０５は、単位作業区画Ａ３ｎにおいて、最初又は最後の単位作業区画Ａ３ｎは、余りの部分が含むエリアに設定する。

【0050】

単位作業区画Ａ３の設定が完了すると、ルート作成部１０５は、走行予定ルートＬ１の作成を行う。ルート作成部１０５は、圃場マップＭＰ２に走行予定ルートＬ１として複数の走行経路を作成する経路作成部を含んでいる。図８に示すように、経路作成部は、例えば、走行車両３が直進する直進部（直進ルート）Ｌｎａ（ｎ＝１，２，３・・・）を作成する直進作成部１０５Ａを含んでいる。直進作成部１０５Ａは、複数の単位作業区画Ａ３ｎ（ｎ＝１，２，３・・・）のそれぞれにおいて、長手方向の両端部を結ぶ直進部Ｌｎａを作成する。直進部Ｌｎａの所定位置における位置ＸＦｎ、ＹＦｍ（ｎ＝１，２，３・・・、ｍ＝１，２，３・・・）、即ち、緯度、経度を示す位置データＸＦｎ、ＹＦｍは、圃場マップＭＰ２の位置（緯度、経度）に対応付けられる。また、ルート作成部１０５は、ルート設定画面Ｍ３に表示された車速入力部９７に入力された車速が、直進部Ｌｎａに割り当てられる。

【0051】

したがって、走行車両３が直進部Ｌｎａを走行する際は、走行車両３の車体位置（測位装置４０によって検出された車体位置）が、直進部Ｌｎａに一致するように操舵が行われると共に、直進部Ｌｎａに対応する車速で自動走行することになる。

【0052】

なお、経路作成部は、例えば、走行車両３が旋回する旋回部（旋回ルート）Ｌｎｂ（ｎ＝１，２，３・・・）を作成する旋回作成部１０５Ｂを含んでいてもよい。旋回作成部１０５Ｂは、複数の直進部Ｌｎａのうち互いに隣接する直進部Ｌｎａを結ぶ円弧上の旋回部Ｌｎｂを枕地エリアＡ１に作成する。旋回部Ｌｎｂの所定位置における位置、即ち、位置を示す位置データは、圃場マップＭＰ２の位置（緯度、経度）に対応付けられる。

【0053】

以上のように、経路作成部（直進作成部１０５Ａ、旋回作成部１０５Ｂ）によって作成された走行予定ルート（直進部Ｌｎａ、旋回部Ｌｎｂ）Ｌ１の位置データは、表示装置のルート記憶部１０９に記憶される。また、経路作成部によって作成された走行予定ルートＬ１は、圃場マップＭＰ２と共にルート表示部８５に表示される。

【0054】

図９Ａは、経路作成部の１つである直進作成部１０５Ａによって作成された直進部Ｌｎａと、実際に自動走行を行った場合の走行車両３の自動作業軌跡Ｋ１１との一例を示している。自動走行を行った場合は、自動走行制御部６１が走行車両３の操舵を行うため、自動作業軌跡Ｋ１１と直進部Ｌｎａとが一致することになる。しかしながら、自動走行を行った場合、何らかの事情によって、走行車両３が直進部Ｌｎａに対して全体的にズレながら走行することがあり、場合によっては、図９Ａに示すように、自動作業軌跡Ｋ１１が円弧状になることがある。その結果、作業装置２の作業状態（作業跡）Ｋ１２も円弧状になる。

【0055】

図９Ｂに示すように、例えば、１番目の直進部Ｌ１ａを自動走行した場合の自動作業軌跡Ｋ１１（作業跡Ｋ１２）が円弧状であり、１番目の直進部Ｌ１ａに続く２番目の直進部Ｌ２ａを自動走行した場合の自動作業軌跡Ｋ１１（作業跡Ｋ１２）が２番目の直進部Ｌ２ａに沿った直線状であるとき、未作業の部分Ｋ１３が発生する可能性がある。そこで、自動走行を行った場合において、自動走行時の直進部Ｌｎａと自動作業軌跡Ｋ１１とが異なる場合には、ルート作成部１０５は、自動走行前の直進部Ｌｎａ、即ち、自動走行前の走行予定ルートＬ１を補正する。

【0056】

ルート作成部１０５は、経路修正部１０５Ｇを備えている。経路修正部１０５Ｇは、経路作成部によって作成された複数の走行経路（直進部Ｌｎａ）のうち、自動走行を行った第１走行経路（直進部Ｌｎａ）と、第１走行経路（直進部Ｌｎａ）の自動走行時の実績位置ＸＧｎ、ＹＧｍとに基づいて、自動走行を行う前の第２走行経路（直進部Ｌｎａ）を補正する。また、経路修正部１０５Ｇは、第１走行経路（直進部Ｌｎａ）と実績位置ＸＧｎ、ＹＧｍとの偏差ΔＤｎｍに基づいて、第２走行経路（直進部Ｌｎａ）を補正する。例えば、経路修正部１０５Ｇは、経路作成部によって作成された第２走行経路（直進部Ｌｎａ）に対して、偏差ΔＤｎｍを算入することで、当該第２走行経路（直進部Ｌｎａ）を補正する。なお、経路修正部１０５Ｇは、第１走行経路（直進部Ｌｎａ）の位置ＸＦｎ、ＹＦｍと、実績位置ＸＧ１、ＹＧｍとの偏差ΔＤｎｍとが予め定められた補正判定値以上である場合に、第２走行経路（直進部Ｌｎａ）を補正するとしてもよい。例えば、偏差ΔＤｎｍの累積値が大きく、実績位置ＸＧ１、ＹＧｍで得られる自動作業軌跡Ｋ１１と直進部Ｌｎａとが大きく乖離している場合、又は、偏差ΔＤｎｍの平均値が大きく、自動作業軌跡Ｋ１１と直進部Ｌｎａとが大きく乖離している場合に、経路修正部１０５Ｇは、第２走行経路（直進部Ｌｎａ）の補正を行う。即ち、補正判定値は、自動作業軌跡Ｋ１１と直進部Ｌｎａとが大きく乖離しているか否かを判断するために設定される。

【0057】

図１０に示すように、５本の直進部Ｌｎａ（ｎ＝１，２，３・・・５）が作成され、１本目の直進部Ｌ１ａの自動走行が完了後に、１本目の直進部Ｌ１ａ以降の２本目～５本目の直進部Ｌ２ａ～Ｌ５ａを補正することを例にあげ説明する。この場合、第１走行経路は１本目の直進部Ｌ１ａであり、第２走行経路は２本目～５本目の直進部Ｌ２ａ～Ｌ５ａである。

【0058】

経路修正部１０５Ｇは、１本目の直進部Ｌ１ａの自動走行が完了した場合は、１本目の直進部Ｌ１ａの位置ＸＦｎ、ＹＦｍ（ｎ＝１、ｍ＝１，２，３・・・）と、１本目の直進部Ｌ１ａにおける実績位置ＸＧｎ、ＹＧｍ（ｎ＝１、ｍ＝１，２，３・・・）とに基づいて、２本目～５本目の直進部Ｌ２ａ～Ｌ５ａを補正する。なお、実績位置ＸＧｎ、ＹＧｍは、自動走行時において測位装置４０が検出した車体位置である。

【0059】

詳しくは、経路修正部１０５Ｇは、直進部Ｌ１ａの位置［（ＸＦ１、ＹＦ１）、（ＸＦ１、ＹＦ２）・・・（ＸＦ１、ＹＦ５）］と、実績位置［（ＸＧ１、ＹＧ１）、（ＸＧ１、ＹＧ２）・・・（ＸＧ１、ＹＧ５）］との偏差ΔＤ１１、Ｄ１２・・・Ｄ１５）を求める。また、経路修正部１０５Ｇは、２本目～５本目の直進部Ｌ２ａ～Ｌ５ａの位置ＸＦｎ、ＹＦｍ（ｎ＝２～５、ｍ＝１，２，３・・・）に、偏差ΔＤｎｍ（ｎ＝１）をズレの方向に対応して算入することによって、２本目～５本目の直進部Ｌ２ａ～Ｌ５ａを補正する。例えば、直進部Ｌ１ａを基準として、左側をプラス、右側をマイナスにした場合、直進部Ｌ１ａに対して実績位置ＸＧ１、ＹＧｍが左側にズレている場合は、２本目～５本目の直進部Ｌ２ａ～Ｌ５ａの位置ＸＦｎ、ＹＦｍ（ｎ＝２～５、ｍ＝１，２，３・・・）から偏差ΔＤｎｍ（ｎ＝１）を減算する。また、直進部Ｌ１ａに対して実績位置ＸＧ１、ＹＧｍが右側にズレている場合は、２本目～５本目の直進部Ｌ２ａ～Ｌ５ａの位置ＸＦｎ、ＹＦｍ（ｎ＝２～５、ｍ＝１～５）から偏差ΔＤｎｍ（ｎ＝１）を加算する。

【0060】

なお、上述した実施形態では、経路修正部１０５Ｇは、２本目～５本目の直進部Ｌ２ａ～Ｌ５ａの位置ＸＦｎ、ＹＦｍ（ｎ＝２～５、ｍ＝１～５）に偏差ΔＤｎｍ（ｎ＝１）を
一律に算入することによって、２本目～５本目の直進部Ｌ２ａ～Ｌ５ａの位置ＸＦｎ、ＹＦｍ（ｎ＝２～５、ｍ＝１～５）を補正していたが、２本目の直進部Ｌ２ａに算入する偏差ΔＤｎｍ（ｎ＝１）の値を、５本目の直進部Ｌ５ａに算入する偏差ΔＤｎｍ（ｎ＝１）の値よりも小さくする。つまり、経路修正部１０５Ｇは、第２走行経路が複数存在する場合に、第１走行経路に最も遠い第２走行経路に算入する値（算入値）を、第１走行経路に最も近い第２走行経路に算入する値（算入値）よりも小さくする。例えば、２本目～５本目の直進部Ｌ２ａ～Ｌ５ａにおいて、算入値Ｆｎ（ｎ＝２～５）＝偏差ΔＤ１ｍ×[１．０－（２－ｎ）×０．１]に設定する。言い換えれば、第２走行経路において、第１走行経路から離れるにしたがって徐々に算入値Ｆｎを小さくする。

【0061】

以上のように、経路修正部１０５Ｇによって、第２走行経路において、第１走行経路から離れるにしたがって徐々に算入値Ｆｎを小さくした場合、２本目～５本目の直進部Ｌ２ａ～Ｌ５ａが徐々に直線状にすることができる。

【0062】

また、上述した実施形態では、複数の走行経路（直進部Ｌｎａ）がある場合に、１本目の走行経路（直進部Ｌｎａ）と実績位置とに基づいて、１本目以降の全ての第２走行経路、例えば、２本目～５本目の第２走行経路の補正を行っているが、所定の第２走行経路を基準にした場合、当該第２走行経路の少なくとも１つ前の第１走行経路に基づいて、所定の第２走行経路を補正してもよい。

【0063】

経路修正部１０５Ｇによって補正された第２走行経路、例えば、２本目～５本目の直進部Ｌ２ａ～Ｌ５ａの位置ＸＦｎ、ＹＦｍ（ｎ＝２～５、ｍ＝１～５）は、ルート記憶部１０９に記憶される。

【0064】

図１１は、走行予定ルートＬ１を作成する走行支援方法を示す図である。

【0065】

図１１に示すように、自動走行の開始後（Ｓ９０）、トラクタ１（走行車両３）が直進部Ｌｎａに沿って自動走行を行う毎、即ち、ｎ番目の直進部Ｌｎａの自動走行が完了する毎に、経路修正部１０５Ｇは、実績位置ＸＧｎ、ＹＧｍを取得する（Ｓ９１）。経路修正部１０５Ｇは、直進部Ｌｎａの位置ＸＦｎ、ＹＦｍと実績位置ＸＧｎ、ＹＧｍとの偏差ΔＤｎｍを演算する（Ｓ９２）。経路修正部１０５Ｇは、偏差ΔＤｎｍの平均値、積算値が補正判定値以上であるか否かを判断する（Ｓ９３）。即ち、経路修正部１０５Ｇは、自動作業軌跡Ｋ１１と直進部Ｌｎａとが大きく乖離しているか否かを判断する。

【0066】

偏差ΔＤｎｍの平均値、積算値が補正判定値以上である場合、経路修正部１０５Ｇは、走行予定ルートＬ１の直進部Ｌｎａの位置ＸＦｎ、ＹＦと、実績位置ＸＧｎ、ＹＧｍに基づいて、走行予定ルートＬ１の直進部Ｌｎａを補正する（Ｓ９４：補正処理）。補正処理Ｓ９４では、偏差ΔＤｎｍの平均値、積算値が補正判定値以上となったときのｎ番目の直進部Ｌｎａを第１走行経路とし、ｎ番目の直進部Ｌｎａ以外の直進部Ｌｎａにおいて、自動走行前の直進部Ｌｎａを第２走行経路とする。補正処理Ｓ９４では、第１走行経路における偏差ΔＤｎｍを、第２走行経路の位置ＸＦｎ、ＹＦに算入することで、第２走行経路の位置ＸＦｎ、ＹＦを補正する。即ち、自動作業軌跡Ｋ１１が直進部Ｌｎａに対して大きく乖離した場合は、乖離した直進部Ｌｎａに対応する第１走行経路以降の全ての第２走行経路（直進部Ｌｎａ）に対して、第１走行経路の位置ＸＦｎ、ＹＦと実績位置ＸＧｎ、ＹＧとの偏差ΔＤｎｍを算入することで、全ての第２走行経路（直進部Ｌｎａ）を補正する。

【0067】

なお、補正処理Ｓ９４において、第１走行経路に隣接する第２走行経路のみを補正してもよい。補正処理Ｓ９４では、偏差ΔＤｎｍの平均値、積算値が補正判定値以上となったときのｎ番目の直進部Ｌｎａを第１走行経路とし、ｎ番目の直進部Ｌｎａに隣接する直進部Ｌｎａを第２走行経路とする。補正処理Ｓ９４では、第１走行経路における偏差ΔＤｎｍを、第２走行経路の位置ＸＦｎ、ＹＦに算入することで、第２走行経路の位置ＸＦｎ、ＹＦを補正する。第２走行経路の補正を行うと、Ｓ９１に戻る。

【0068】

以上のように、走行支援装置、走行支援装置を備えた作業車両及び走行支援方法によれば、自動走行を行った場合において、自動走行を行った際の実績位置が直進部Ｌｎａとズレている場合に、次回の直進部Ｌｎａをズレに対応して補正することができる。したがって、次の直進部Ｌｎａは、前回の直進部Ｌｎａに沿った形状にすることができるため、前
回の直進部Ｌｎａに対して走行車両３がズレて自動走行した場合であっても、未作業の部分Ｋ１３をなくすことができる。

【0069】

自動走行を行う場合、図１２に示すように、表示装置には、作業画面Ｍ２１が表示される。作業画面Ｍ２１は、作業表示部１９７を備えている。作業表示部１９７は、上述したように、ルート作成部１０５によって作成された走行予定ルートＬ１、即ち、ルート記憶部１０９に記憶された走行予定ルートＬ１を表示する。作業表示部１９７は、複数の単位作業区画Ａ３ｎ毎に直進部Ｌｎａの位置データＸＦｎ、ＹＦｍから得られる走行予定ルートＬ１、及び、旋回部Ｌｎｂの位置データから得られる走行予定ルートＬ１を表示する。また、作業表示部１９７は、自動走行を行ったときの測位装置４０が検出した車体位置の実績位置ＸＧｎ、ＹＧｍから得られる自動作業軌跡Ｋ１１を表示する。なお、作業表示部１９７は、走行予定ルートＬ１に対するトラクタ１の現在の位置を表示してもよい。作業表示部１９７は、上述したように、経路修正部１０５Ｇによって走行予定ルートＬ１が補正された場合、補正後の走行予定ルートＬ１を表示する。

【0070】

自動走行制御部６１は、自動走行において、複数の走行経路のうち、第２走行経路が補正された場合は、補正された第２走行経路に走行車両３が沿うように自動走行を行う。例えば、１本目の直進部Ｌ１ａの自動走行後に、２本目の直進部Ｌ２ａが補正された場合、補正後の直進部Ｌ２ａに走行車両３が沿うように自動走行を行う。

【0071】

以上によれば、走行予定ルートＬ１を補正した補正後の経路（第２走行経路）が表示装置に表示されるため、自動走行時に表示装置を見ることによって、補正後の経路を確認することができる。

【0072】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0073】

１ ：作業車両（トラクタ）
６１ ：自動走行制御部
１００ ：走行支援装置
１０５ ：ルート作成部
１０５Ａ ：直進作成部（経路生成部）
１０５Ｂ ：旋回作成部（経路生成部）
１０５Ｇ ：経路修正部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図8】

【図9A】

【図9B】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】