特開 2024-161125 自動運転システム及び自動運転方法

(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】P2024161125

(43)【公開日】2024-11-15

(54)【発明の名称】自動運転システム及び自動運転方法

(51)【国際特許分類】

   A01B 69/00 20060101AFI20241108BHJP

【ＦＩ】

A01B69/00 303F

A01B69/00 303A

A01B69/00 303B

【審査請求】有

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024145366

(22)【出願日】2024-08-27

(62)【分割の表示】P 2020095932の分割

【原出願日】2020-06-02

(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】100111202

【弁理士】

【氏名又は名称】北村 周彦

(74)【代理人】

【識別番号】100187562

【弁理士】

【氏名又は名称】沼田 義成

(72)【発明者】

【氏名】山口 雄司

(57)【要約】

【課題】穀稈の倒伏状態に応じた走行経路を作成して、倒伏領域でも適切に自動運転を行うことができる自動運転システム及び自動運転方法を提供する。
【解決手段】
自動運転システムは、圃場内で穀稈が倒伏している倒伏領域の穀稈の倒伏方向を含む倒伏情報を自動又は手動で設定する倒伏情報設定部６１と、倒伏領域内の穀稈を倒伏方向に対して所定の推奨刈取方向に刈り取る一方向刈対応経路を含む走行経路を作成する走行経路作成部６２と、走行経路に従ってコンバイン１の自動走行及び自動刈取を制御する自動運転制御部６３と、を備え、自動運転制御部６３は、コンバイン１に一方向刈対応経路の開始位置から終了位置まで一方向刈を行わせた後、コンバイン１を終了位置側から開始位置側まで後退させる。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

圃場内で穀稈が倒伏している倒伏領域の前記穀稈の倒伏方向を含む倒伏情報を自動又は手動で設定する倒伏情報設定部と、
前記倒伏領域内の前記穀稈を前記倒伏方向に対して所定の推奨刈取方向に刈り取る一方向刈対応経路を含む走行経路を作成する走行経路作成部と、
前記走行経路に従ってコンバインの自動走行及び自動刈取を制御する自動運転制御部と、
を備え、
前記自動運転制御部は、前記コンバインに前記一方向刈対応経路の開始位置から終了位置まで一方向刈を行わせた後、前記コンバインを前記終了位置側から前記開始位置側まで後退させる、
自動運転システム。

【請求項2】

前記自動運転制御部は、前記コンバインを前記一方向刈対応経路の前記終了位置側から前記開始位置側まで後退させた後に他の一方向刈対応経路の開始位置に自動走行させる、
請求項１に記載の自動運転システム。

【請求項3】

前記倒伏情報に基づいて前記コンバインの走行速度又は刈取速度を設定する、
請求項１又は２に記載の自動運転システム。

【請求項4】

前記倒伏情報は、前記穀稈の倒伏角度を含み、
前記穀稈の倒伏角度に基づいて前記コンバインの走行速度又は刈取速度を設定する、
請求項３に記載の自動運転システム。

【請求項5】

圃場内で穀稈が倒伏している倒伏領域の前記穀稈の倒伏方向を含む倒伏情報を自動又は手動で設定することと、
前記倒伏領域内の前記穀稈を前記倒伏方向に対して所定の推奨刈取方向に刈り取る一方向刈対応経路を含む走行経路を作成することと、
コンバインを前記走行経路に従って自動走行及び自動刈取を制御することと、
を有し、
前記コンバインを前記一方向刈対応経路の開始位置から終了位置まで一方向刈を行わせた後、前記終了位置側から前記開始位置側まで後退させる、
自動運転方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、圃場の穀稈の倒伏状態に応じた走行経路に従って自動走行及び自動刈取を行う自動運転システム及び自動運転方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、圃場を走行しながら穀稈の刈取を行うコンバインは、ＧＰＳ等の衛星測位システムを利用して取得した自装置の位置情報に基づいて、予め設定された走行経路に従って自動走行及び自動刈取を行うことができる。

【0003】

例えば、特許文献１に開示される自律走行コンバインの収穫システムでは、事前に入力した刈取経路に基づいて自律走行するコンバインの機体前方上空を刈取経路に対応した飛行経路で飛行する自律式マルチコブターに圃場を映す電子カメラを設け、電子カメラで映した圃場映像をコンバイン側の本機制御部に電送する。コンバインは、本機制御部で圃場映像を映像分析して、障害物や穀稈倒伏程度が所定限度以上の倒伏域を回避する修正刈取経路を形成し、修正刈取経路に従って自律走行する。

【0004】

また、特許文献２に開示される農作業支援システムでは、コンバインは、作業者に穀稈の倒伏状態を入力可能にし、倒伏状態に応じた速度で自動運転を行う。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１９－２８６８８号公報

【特許文献2】特開２０１８－２０１３４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

コンバインが作物の収穫作業を行うとき、作物の刈取方向は作物の種類や穀稈の倒伏状態によって好ましい方向があり、例えば、収穫する作物が稲や麦であって、穀稈の倒伏角度が大きい場合、作物を追い刈りでゆっくりと刈り取ることが好ましい。従来の自律走行コンバインでは、圃場形状をベースにして走行経路を自動的に作成するので、穀稈が所定角度以上倒伏している倒伏領域において、走行経路に対応する刈取が向い刈りになることがある。このように走行経路が向い刈りとなる倒伏領域では、自動刈取が困難となる。

【0007】

なお、コンバインには、自動運転によって操向を制御する一方、手動操作に応じて速度を制御するオート作業を行うものがあるが、このオート作業では、走行経路が向い刈りとなる倒伏領域を手動操作で迂回したり、手動操作で追い刈りしたりする等の、手動操作の対応が必要であった。また、コンバインには、自動運転によって操向及び速度を制御する無人作業を行うものがある。この無人作業では、走行経路が向い刈りとなる倒伏領域に対して、低速で自動刈取を行うことができるが、追い刈りに比べて的確に作業することが困難である。

【0008】

特許文献１に記載される技術では、コンバインは倒伏領域を回避して自動運転を継続することはできるが、倒伏領域の刈取を行うことができない。そのため、作業者はコンバインを倒伏領域で手動運転して、例えば、倒伏した稲や麦に対して追い刈りを行う必要があり、自動運転と手動運転とを切り替える手間が掛かり、また、手動運転の負担が掛かることになる。

【0009】

また、特許文献２に記載される技術では、コンバインは倒伏状態に応じた速度で自動運転を行うことはできるが、倒伏状態と刈取方向とを適切に対応させることはできない。そのため、倒伏した作物に対して刈取方向が適していない場合でも自動刈取を行い、例えば、倒伏した稲や麦に対して向い刈りとなる場合でもそのまま自動刈取を行うので、倒伏した作物を的確に刈り取ることができない。

【0010】

本発明は、穀稈の倒伏状態に応じた走行経路を作成して、倒伏領域でも適切に自動運転を行うことができる自動運転システム及び自動運転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】

【0011】

上記課題を解決するために、本発明の自動運転システムは、圃場内で穀稈が倒伏している倒伏領域の前記穀稈の倒伏方向を含む倒伏情報を自動又は手動で設定する倒伏情報設定部と、前記倒伏領域内の前記穀稈を前記倒伏方向に対して所定の推奨刈取方向に刈り取る一方向刈対応経路を含む走行経路を作成する走行経路作成部と、前記走行経路に従ってコンバインの自動走行及び自動刈取を制御する自動運転制御部と、を備え、前記自動運転制御部は、前記コンバインに前記一方向刈対応経路の開始位置から終了位置まで一方向刈を行わせた後、前記コンバインを前記終了位置側から前記開始位置側まで後退させる。

【0012】

上記の本発明の自動運転システムにおいて、前記自動運転制御部は、前記コンバインを前記一方向刈対応経路の前記終了位置側から前記開始位置側まで後退させた後に他の一方向刈対応経路の開始位置に自動走行させる。

【0013】

上記の本発明の自動運転システムにおいて、前記倒伏情報に基づいて前記コンバインの走行速度又は刈取速度を設定する。

【0014】

上記の本発明の自動運転システムにおいて、前記倒伏情報は、前記穀稈の倒伏角度を含み、前記穀稈の倒伏角度に基づいて前記コンバインの走行速度又は刈取速度を設定する。

【0015】

上記の本発明の自動運転方法は、圃場内で穀稈が倒伏している倒伏領域の前記穀稈の倒伏方向を含む倒伏情報を自動又は手動で設定することと、前記倒伏領域内の前記穀稈を前記倒伏方向に対して所定の推奨刈取方向に刈り取る一方向刈対応経路を含む走行経路を作成することと、コンバインを前記走行経路に従って自動走行及び自動刈取を制御することと、を有し、前記コンバインを前記一方向刈対応経路の開始位置から終了位置まで一方向刈を行わせた後、前記終了位置側から前記開始位置側まで後退させる。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、穀稈の倒伏状態に応じた走行経路を作成して、倒伏領域でも適切に自動運転を行うことができる自動運転システム及び自動運転方法を提供する。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の実施形態に係るコンバインの側面図である。

【図2】本発明の実施形態に係るコンバインの移動局及び基地局のブロック図である。

【図3】本発明の実施形態に係るコンバインのブロック図である。

【図4】本発明の実施形態に係るコンバインの第１実施例の圃場を示す平面図である。

【図5】本発明の実施形態に係るコンバインの第１実施例の圃場を示す平面図である。

【図6】本発明の実施形態に係るコンバインの第１実施例の圃場を枕地と共に示す平面図である。

【図7】本発明の実施形態に係るコンバインの第１実施例の圃場を枕地と共に示す平面図である。

【図8】本発明の実施形態に係るコンバインの第１実施例の圃場の他の例を示す平面図である。

【図9】本発明の実施形態に係るコンバインの第１実施例の圃場を、走行経路と共に示す平面図である。

【図10】本発明の実施形態に係るコンバインの第１実施例の圃場を、走行経路と共に示す平面図である。

【図11】本発明の実施形態に係るコンバインの第１実施例の圃場を、倒伏領域及び走行経路と共に示す平面図である。

【図12】本発明の実施形態に係るコンバインの第１実施例の圃場を、倒伏領域及び走行経路と共に示す平面図である。

【図13】本発明の実施形態に係るコンバインの第１実施例の圃場を、倒伏影響領域を一方向刈対応領域及び一方向刈不要領域に分割して示す平面図である。

【図14】本発明の実施形態に係るコンバインの第１実施例の圃場を、倒伏影響領域を一方向刈対応領域及び一方向刈不要領域に分割して示す平面図である。

【図15】本発明の実施形態に係るコンバインの第１実施例の圃場を、修正した走行経路と共に示す平面図である。

【図16】本発明の実施形態に係るコンバインの第１実施例の圃場を、修正した走行経路と共に示す平面図である。

【図17】本発明の実施形態に係るコンバインの第１実施例の圃場の他の例を、倒伏領域及び走行経路と共に示す平面図である。

【図18】本発明の実施形態に係るコンバインの第１実施例の圃場の他の例を、倒伏影響領域を一方向刈対応領域及び一方向刈不要領域に分割して示す平面図である。

【図19】本発明の実施形態に係るコンバインの第１実施例の圃場の他の例を、修正した走行経路と共に示す平面図である。

【図20】本発明の実施形態に係るコンバインの第１実施例の圃場の他の例を、倒伏領域及び走行経路と共に示す平面図である。

【図21】本発明の実施形態に係るコンバインの第１実施例の圃場の他の例を、倒伏影響領域を一方向刈対応領域及び一方向刈不要領域に分割して示す平面図である。

【図22】本発明の実施形態に係るコンバインの第１実施例の圃場の他の例を、修正した走行経路と共に示す平面図である。

【図23】本発明の実施形態に係るコンバインの第１実施例の圃場の他の例を、倒伏領域及び走行経路と共に示す平面図である。

【図24】本発明の実施形態に係るコンバインの第１実施例の圃場の他の例を、倒伏影響領域を一方向刈対応領域及び一方向刈不要領域に分割して示す平面図である。

【図25】本発明の実施形態に係るコンバインの第１実施例の圃場の他の例を、修正した走行経路と共に示す平面図である。

【図26】本発明の実施形態に係るコンバインの第２実施例の圃場を、倒伏領域と共に示す平面図である。

【図27】本発明の実施形態に係るコンバインの第３実施例の圃場を、倒伏領域と共に示す平面図である。

【図28】本発明の実施形態に係るコンバインの第２実施例の圃場を、倒伏領域及び走行経路と共に示す平面図である。

【図29】本発明の実施形態に係るコンバインの第３実施例の圃場を、倒伏領域及び走行経路と共に示す平面図である。

【図30】本発明の実施形態に係るコンバインの第２実施例の圃場を、倒伏領域及び修正した走行経路と共に示す平面図である。

【図31】本発明の実施形態に係るコンバインの第２実施例の圃場を、倒伏領域及び修正した走行経路と共に示す平面図である。

【図32】本発明の実施形態に係るコンバインの第２実施例の圃場を、倒伏領域及び更に修正した走行経路と共に示す平面図である。

【図33】本発明の実施形態に係るコンバインの第３実施例の圃場を、倒伏領域及び修正した走行経路と共に示す平面図である。

【図34】本発明の実施形態に係るコンバインの第３実施例の圃場を、倒伏領域及び修正した走行経路と共に示す平面図である。

【図35】本発明の実施形態に係るコンバインの第３実施例の圃場を、倒伏領域及び更に修正した走行経路と共に示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

本発明の実施形態によるコンバイン１について説明する。コンバイン１は、自動運転又は手動操作によって、作業対象の圃場を走行すると共に、圃場の穀稈の刈取等の作業を行うものである。例えば、コンバイン１は、自動運転によって操向を制御する一方、手動操作に応じて走行速度を制御するオート作業や、自動運転によって操向及び走行速度を制御する無人作業を行うように構成され、圃場内で自律して走行、旋回及び作業することができる。

【0019】

図１に示すように、コンバイン１は、走行部２と、刈取部３と、脱穀部４と、選別部５と、貯留部６と、排藁処理部７と、動力部８と、操縦部９とを備え、いわゆる自脱型コンバインで構成される。コンバイン１は、走行部２によって走行しつつ、刈取部３によって刈り取った穀稈を脱穀部４で脱穀し、選別部５で穀粒を選別して貯留部６に貯える。コンバイン１は、脱穀後の排藁を排藁処理部７によって処理する。コンバイン１は、動力部８が供給する動力によって、走行部２、刈取部３、脱穀部４、選別部５、貯留部６及び排藁処理部７を駆動する。

【0020】

走行部２は、機体フレーム１０の下方に設けられていて、左右一対のクローラ式走行装置１１と、トランスミッション（図示せず）とを備える。走行部２は、動力部８のエンジン２７から伝達される動力（例えば、回転動力）によって、クローラ式走行装置１１のクローラを回転することで、コンバイン１を前後方向に走行させたり、左右方向に旋回させたりする。トランスミッションは、動力部８の動力（回転動力）をクローラ式走行装置１１へ伝達するものであり、回転動力を変速することもできる。

【0021】

刈取部３は、走行部２の前方に設けられる。刈取部３は、デバイダ１３と、引起装置１４と、切断装置１５と、搬送装置１６とを備える。デバイダ１３は、圃場の穀稈を引起装置１４へ案内する。引起装置１４は、デバイダ１３によって案内された穀稈を引き起こす。切断装置１５は、引起装置１４によって引き起こされた穀稈を切断する。搬送装置１６は、切断装置１５によって切断された穀稈を脱穀部４へ搬送する。

【0022】

脱穀部４は、刈取部３の後方に設けられる。脱穀部４は、フィードチェーン１８と、扱胴１９とを備える。フィードチェーン１８は、刈取部３の搬送装置１６から搬送された穀稈を脱穀のために搬送し、更に脱穀後の穀稈、すなわち排藁を排藁処理部７へと搬送する。扱胴１９は、フィードチェーン１８によって搬送されている穀稈を脱穀する。

【0023】

選別部５は、脱穀部４の下方に設けられる。選別部５は、揺動選別装置２１と、風選別装置２２と、穀粒搬送装置（図示せず）と、藁屑排出装置（図示せず）とを備える。揺動選別装置２１は、脱穀部４から落下した脱穀物をふるいにかけて穀粒と藁屑等に選別する。風選別装置２２は、揺動選別装置２１によって選別された脱穀物を送風によって更に穀粒と藁屑等に選別する。穀粒搬送装置は、揺動選別装置２１及び風選別装置２２によって選別された穀粒を貯留部６へ搬送する。藁屑排出装置は、揺動選別装置２１及び風選別装置２２によって選別された藁屑等を機外へ排出する。

【0024】

貯留部６は、脱穀部４の右側方に設けられる。貯留部６は、グレンタンク２４と、排出装置２５とを備える。グレンタンク２４は、選別部５から搬送されてきた穀粒を貯留する。排出装置２５は、オーガ等で構成され、グレンタンク２４に貯留されている穀粒を任意の場所に排出する。

【0025】

排藁処理部７は、脱穀部４の後方に設けられる。排藁処理部７は、排藁搬送装置（図示せず）と、排藁切断装置（図示せず）とを備える。排藁搬送装置は、脱穀部４のフィードチェーン１８から搬送された排藁を排藁切断装置へ搬送する。排藁切断装置は、排藁搬送装置によって搬送された排藁を切断して機外へ排出する。

【0026】

動力部８は、走行部２の上方、且つ、貯留部６の前方に設けられる。動力部８は、回転動力を発生させるエンジン２７を備える。動力部８は、エンジン２７が発生させた回転動力を、走行部２、刈取部３、脱穀部４、選別部５、貯留部６及び排藁処理部７に伝達する。

【0027】

操縦部９は、動力部８の上方に設けられる。操縦部９は、運転席２９と、複数の操作具（図示せず）とを備える。運転席２９は、作業者が座る座席であり、例えば、右側に設けられる。操作具は、コンバイン１の進行方向を変更し、すなわちコンバイン１を操向操作するためのハンドルを含み、作業者は、ハンドル等の操作具を操作することにより、コンバイン１の走行や作業を操縦できる。また、操作具は、エンジン２７の回転速度、すなわちコンバイン１の走行部２の走行速度を調整するアクセルや、刈取部３を昇降させる昇降スイッチを含む。また、操作具は、下記の機体カメラ３２、固定カメラ４３、携帯カメラ５４又は空撮カメラ５７が撮影した圃場画像等を表示可能なモニタを備える。

【0028】

コンバイン１は、コンバイン１の周囲の画像を撮影する機体カメラ３２（図３参照）を備えている。機体カメラ３２は、作業対象の圃場を撮影して圃場画像を取得する。

【0029】

コンバイン１は、図２に示すように、ＧＰＳ等の衛星測位システムを利用してコンバイン１の位置情報を取得する移動局３４を備えている。移動局３４は、例えば、移動通信機３５と、移動ＧＰＳアンテナ３６と、データ受信アンテナ３７とを備える。移動通信機３５は、移動ＧＰＳアンテナ３６によってＧＰＳ衛星と通信することにより、移動局３４の位置情報、すなわちコンバイン１の位置情報を取得する。

【0030】

また、コンバイン１の作業対象となる圃場の周囲の畦等には、図２に示すように、基地局３９が設置されていて、基地局３９は、固定通信機４０と、固定ＧＰＳアンテナ４１と、データ送信アンテナ４２とを備える。固定通信機４０は、固定ＧＰＳアンテナ４１によってＧＰＳ衛星と通信することにより、基地局３９の位置情報を取得する。固定通信機４０は、基地局３９の位置情報に基づく補正情報を、データ送信アンテナ４２を介して移動通信機３５へ送信する。

【0031】

また、基地局３９は、圃場を撮影する固定カメラ４３を備えている。固定カメラ４３は、作業対象の圃場を撮影して圃場画像を取得する。固定通信機４０は、固定カメラ４３が撮影した画像を取得して、データ送信アンテナ４２を介して移動通信機３５へ送信する。

【0032】

移動局３４の移動通信機３５は、データ受信アンテナ３７を介して基地局３９の固定通信機４０と無線通信を行う。移動通信機３５は、補正情報を固定通信機４０から受信し、補正情報に基づいて移動局３４の位置情報、すなわちコンバイン１の位置情報を補正する。移動通信機３５は、固定カメラ４３が撮影した圃場画像を固定通信機４０から受信する。

【0033】

次に、コンバイン１の制御装置５０について図３を参照して説明する。

【0034】

制御装置５０は、ＣＰＵ等のコンピュータで構成され、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクドライブ、フラッシュメモリ等の記憶部５１に接続されている。記憶部５１は、コンバイン１の各種構成要素及び各種機能を制御するためのプログラムやデータを記憶し、制御装置５０が、記憶部５１に記憶されたプログラムやデータに基づいて演算処理を実行することにより、各種構成要素及び各種機能を制御する。例えば、制御装置５０は、移動局３４を制御して移動通信機３５からコンバイン１の位置情報を取得する。

【0035】

コンバイン１は、通信部５２を備えていて、制御装置５０は、通信部５２を介して、作業者の保有する携帯端末５３等の外部機器と無線通信を行い、携帯端末５３との間で各種情報を送受信する。携帯端末５３は、コンバイン１を遠隔操作可能な端末であって、例えば、タッチパネルを備えるタブレット端末やノート型のパーソナルコンピュータ等で構成される。なお、携帯端末５３と同様の操作具が操縦部９に備えられてもよい。携帯端末５３は、画像を撮影する携帯カメラ５４を備えている。携帯カメラ５４は、例えば、作業対象の圃場を撮影して圃場画像を取得する。

【0036】

携帯端末５３は、作業対象の圃場に係る圃場情報や、圃場内で穀稈が所定角度以上倒伏している倒伏領域に係る倒伏情報について、タッチパネルのタッチ操作等による入力操作を受け付けるように構成される。携帯端末５３は、例えば、圃場外周を構成する圃場端の形状（以下、圃場形状と称する）、圃場端の位置情報（座標等）、圃場における穀稈の条方向等を圃場情報として設定可能な圃場情報設定画面を表示し、また、倒伏領域形状、倒伏領域外周の位置情報（座標等）、穀稈の倒伏方向及び穀稈の倒伏角度等を倒伏情報として設定可能な倒伏情報設定画面を表示する。

【0037】

また、携帯端末５３は、圃場情報に基づく圃場マップを表示しつつ、圃場マップ上にコンバイン１の走行経路を進行方向が分かるように表示し、更に圃場マップ上に倒伏領域を表示することもできる。なお、携帯端末５３は、倒伏情報設定画面に圃場マップを表示して、圃場マップに対して倒伏領域を指定させてもよい。

【0038】

制御装置５０は、通信部５２を介して、空撮カメラ５７を備えたドローン等の空撮装置５６と無線通信を行う。なお、空撮装置５６は、携帯端末５３と無線通信を行ってもよい。制御装置５０又は携帯端末５３は、作業者による空撮装置５６の動作指示を受け付け、空撮装置５６は、通信部５２又は携帯端末５３から受信した動作指示に応じて動作する。また、制御装置５０又は携帯端末５３は、作業者による圃場の撮影指示を受け付け、空撮装置５６は、通信部５２又は携帯端末５３から撮影指示を受信する。空撮装置５６は、撮影指示に応じて空撮カメラ５７を制御し、空撮カメラ５７は、圃場を撮影して圃場画像を取得する。空撮装置５６は、空撮カメラ５７が撮影した圃場画像を通信部５２又は携帯端末５３へ送信する。

【0039】

制御装置５０は、機体カメラ３２を制御して圃場画像を撮影し、操縦部９のモニタに表示する。また、制御装置５０は、移動通信機３５を制御して固定カメラ４３が撮影した圃場画像を固定通信機４０から受信し、操縦部９のモニタに表示する。制御装置５０は、通信部５２を制御して携帯カメラ５４が撮影した圃場画像を携帯端末５３から受信し、操縦部９のモニタに表示する。制御装置５０は、通信部５２を制御して空撮カメラ５７が撮影した圃場画像を空撮装置５６から受信し、操縦部９のモニタに表示する。

【0040】

また、制御装置５０は、記憶部５１に記憶されたプログラムを実行することにより、圃場情報設定部６０、倒伏情報設定部６１、走行経路作成部６２、自動運転制御部６３として動作する。圃場情報設定部６０、倒伏情報設定部６１、走行経路作成部６２及び自動運転制御部６３は、圃場の穀稈の倒伏状態に応じた走行経路に従って自動走行及び自動刈取を行う自動運転システムや自動運転方法として機能する。

【0041】

圃場情報設定部６０は、作業対象の圃場に係る圃場情報を自動又は手動で設定して記憶部５１に記憶する。例えば、圃場情報設定部６０は、携帯端末５３の圃場情報設定画面に対する圃場情報の入力操作に応じて、圃場情報を手動で設定する。あるいは、圃場情報設定部６０は、コンバイン１の機体カメラ３２、基地局３９の固定カメラ４３、携帯端末５３の携帯カメラ５４又は空撮装置５６の空撮カメラ５７によって圃場を撮影した圃場画像を取得し、圃場画像を画像解析することによって圃場情報を自動で取得する。なお、圃場情報設定部６０は、機体カメラ３２、固定カメラ４３、携帯カメラ５４又は空撮カメラ５７のうち、１つのカメラの圃場画像から圃場情報を解析してもよく、２つ以上のカメラの圃場画像から圃場情報を解析してもよい。

【0042】

また、圃場情報設定部６０は、携帯端末５３を介して手動で設定される圃場情報と、機体カメラ３２、固定カメラ４３、携帯カメラ５４又は空撮カメラ５７の圃場画像から自動で設定される圃場情報と整合性をとることでより正確な圃場情報を取得することもできる。

【0043】

倒伏情報設定部６１は、圃場内で穀稈が所定角度以上倒伏している倒伏領域に係る倒伏情報を自動又は手動で設定して記憶部５１に記憶する。なお、倒伏領域は、倒伏した穀稈だけに限定されず、倒伏した穀稈を含む範囲であって、穀稈の条方向と、条方向に対する交差方向とに延びる矩形状に設定されるとよい。これにより、倒伏領域を含む刈取領域と、倒伏領域を含まない刈取領域とを明確に識別しやすくなり、それぞれに適した走行経路を設定し易くなる。

【0044】

例えば、倒伏情報設定部６１は、携帯端末５３の倒伏情報設定画面に対する倒伏情報の入力操作に応じて、倒伏情報を手動で設定する。あるいは、倒伏情報設定部６１は、コンバイン１の機体カメラ３２、基地局３９の固定カメラ４３、携帯端末５３の携帯カメラ５４又は空撮装置５６の空撮カメラ５７によって圃場を撮影した圃場画像を取得し、圃場画像を画像解析することによって、倒伏領域形状、倒伏領域外周の位置情報、穀稈の倒伏方向及び倒伏角度等の倒伏情報を自動で取得する。例えば、倒伏していない正常な穀稈からなる圃場の画像を予め登録しておいて、登録した正常な圃場の画像と撮影した圃場画像とを比較することで、倒伏情報を解析する。なお、倒伏情報設定部６１は、機体カメラ３２、固定カメラ４３、携帯カメラ５４又は空撮カメラ５７のうち、１つのカメラの圃場画像から倒伏情報を解析してもよく、２つ以上のカメラの圃場画像から倒伏情報を解析してもよい。

【0045】

また、倒伏情報設定部６１は、携帯端末５３を介して手動で設定される倒伏情報と、機体カメラ３２、固定カメラ４３、携帯カメラ５４又は空撮カメラ５７の圃場画像から自動で設定される倒伏情報と整合性をとることでより正確な倒伏情報を取得することもできる。

【0046】

走行経路作成部６２は、圃場をコンバイン１が自動運転で自動走行及び自動刈取を行うために参照する走行経路を作成して記憶部５１に記憶する。走行経路は、走行に関する走行設定だけでなく、刈取等の作業に関する作業設定も含む。走行設定は、圃場における走行位置に加えて、各走行位置での走行速度及び進行方向（操向方向及び前進又は後退）を含む。作業設定は、各走行位置での刈取の稼働又は停止、刈取速度及び刈取高さ、他の作業に関する情報を含む。走行経路作成部６２は、走行しながら刈取を行う経路を直線状に設定し、圃場内の未刈穀稈からなる領域に対して、複数の直線状経路を組み合わせて走行経路を設定するとよい。

【0047】

走行経路作成部６２は、未刈穀稈領域において周囲から中央側に向かって刈取を進めるように走行経路を作成するとよく、また、運転席２９側が未刈穀稈領域の外側になるように走行経路を作成するとよい。なお、走行経路作成部６２は、走行経路の新規作成又は修正において、複数候補の走行経路を仮作成して、より作業効率の良い走行経路を選択してもよい。なお、作業効率は、刈取を伴う走行だけでなく、空走距離や旋回等も考慮して判断される。

【0048】

先ず、走行経路作成部６２は、作業対象の圃場に対応する走行経路を予め作成する。走行経路作成部６２は、携帯端末５３を用いた入力操作に応じて手動で走行経路を設定してもよく、あるいは、圃場情報設定部６０で設定された圃場情報に基づいて自動で走行経路を設定してもよい。走行経路作成部６２は、往復刈り走行や回り刈り走行等の所定の走行パターンの走行経路を設定する。走行経路には、穀稈の刈取を行う直線状経路以外に、一の直線状経路から他の直線状経路へ移動する空走経路が含まれるところ、走行経路作成部６２は、空走経路の空走距離がより短くなるように走行経路を作成するとよい。

【0049】

また、走行経路作成部６２は、設定されている走行経路と、圃場情報及び倒伏情報設定部６１で設定された倒伏情報とに基づいて、倒伏領域内の走行経路に対応する刈取が適切か否かを判定し、適切でない場合には、その倒伏領域内の穀稈を適切に刈り取るように、走行経路を修正する。走行経路作成部６２は、修正後の走行経路を解析して、空走経路の空走距離がより短くなるように走行経路を修正するとよい。

【0050】

例えば、走行経路作成部６２は、倒伏領域内の走行経路の進行方向と、倒伏領域内の穀稈の倒伏方向とに基づいて、倒伏領域内の穀稈に対する刈取方向を判定する。進行方向が穀稈の倒伏方向と同方向である場合、刈取方向は追い刈りとなり、進行方向が穀稈の倒伏方向と逆方向である場合、刈取方向は向い刈りとなる。また、進行方向が左倒伏の穀稈に対向している場合、刈取方向は左倒伏刈りとなり、進行方向が右倒伏の穀稈に対向している場合、刈取方向は右倒伏刈りとなる。作物が稲や麦等の場合には、追い刈り又は左倒伏刈りが好ましい推奨刈取方向であり、その他の場合には、向い刈りが推奨刈取方向であってもよい。

【0051】

そして、走行経路作成部６２は、倒伏領域の走行経路の刈取方向が所定の推奨刈取方向と異なる場合、例えば、稲や麦等の穀稈に対して追い刈り又は左倒伏刈りと異なる向い刈り等である場合、倒伏領域の走行経路の修正が必要であると判定して、倒伏領域の刈取方向が推奨刈取方向となるように走行経路を修正する。稲や麦等を刈り取る走行経路を修正する場合、走行経路作成部６２は、追い刈りを優先的に設定するとよく、空走距離をより短くするために、追い刈りに代えて左倒伏刈りを設定してもよい。走行経路作成部６２は、例えば、倒伏領域の刈取方向が向い刈りであれば、進行方向が逆方向となるように走行経路を修正することで、倒伏領域の刈取方向を推奨刈取方向の追い刈りに修正することができる。

【0052】

自動運転制御部６３は、走行経路作成部６２で作成された走行経路の走行設定及び作業設定に基づいて、動力部８並びに走行部２及び刈取部３を制御して、走行経路に応じた自動走行及び自動刈取を実行させる。自動運転制御部６３は、刈取部３によって走行経路上の未刈穀稈を自動的に刈り取る。また、自動運転制御部６３は、自動刈取に伴い、脱穀部４、選別部５、貯留部６及び排藁処理部７を制御して、刈取後の穀稈の脱穀、脱穀後の穀粒や藁屑の選別、選別後の穀粒の貯留、脱穀後の排藁の処理等を自動的に実行させる。なお、コンバイン１は、ジャイロセンサ及び方位センサを備えてコンバイン１の変位情報及び方位情報を取得し、自動運転制御部６３は、変位情報及び方位情報に基づいてコンバイン１の自動走行を調整してもよい。

【0053】

次に、走行経路作成部６２によって、往復刈り走行の走行経路を予め作成した後、倒伏情報に基づいて走行経路を修正する例を第１実施例として説明する。なお、第１実施例では、図４及び図５に示すように矩形状に形成されていて稲や麦等を作物とする圃場Ｈ１及びＨ２を作業対象とし、図４及び図５の紙面縦方向が圃場Ｈ１及びＨ２の穀稈の条方向である。図４及び図５等の各図において、圃場Ｈ１及びＨ２の未刈穀稈領域は、右肩上がりの斜線で示す。図５に示す圃場Ｈ２は、図４に示す圃場Ｈ１よりも条の配列方向が長く、条の数が多い。

【0054】

第１実施例では、先ず、往復刈り走行の自動運転を開始する前に、往復刈り走行時の旋回スペースを確保するために、コンバイン１を手動で操作して走行及び刈取させることにより、図６及び図７に示すように圃場Ｈ１及びＨ２の外周に沿った枕地を作成する。図６及び図７等の各図において、刈取後の経路は、一点鎖線で示す。作業者は、手動操作によってコンバイン１の動力部８並びに走行部２及び刈取部３を制御して、圃場Ｈ１及びＨ２の内側を圃場端に沿って周回するように走行及び刈取を行う。これにより、自動走行で旋回するための枕地が圃場端に沿って作成される。なお、図８に示すように、条の配列方向が長い圃場Ｈ３では、自動運転を行う未刈穀稈領域を中割Ｃで分割してもよい。

【0055】

次に、圃場情報設定部６０は、自動又は手動で、圃場Ｈ１及びＨ２の未刈穀稈領域の圃場情報として、圃場形状となる未刈穀稈領域の形状、圃場端となる未刈穀稈領域の端部の位置情報、未刈穀稈の条方向等を設定する。

【0056】

走行経路作成部６２は、未刈穀稈領域の圃場情報に基づいて、図９及び図１０に示すように、未刈穀稈領域を往復刈り走行で自動走行及び自動刈取する走行経路Ｓ１及びＳ２を予め作成して記憶部５１に記憶する。図９及び図１０では、条方向に沿って直線状経路が往復する走行経路Ｓ１及びＳ２を示す。なお、図４に示す圃場Ｈ１よりも条の配列方向が長い図５に示す圃場Ｈ２では、未刈穀稈領域を条の配列方向に分割して、分割した領域のそれぞれで往復刈り走行を行うように走行経路Ｓ２を設定してよい。また、図８に示すように条の配列方向が長い圃場Ｈ３では、中割Ｃで分割した領域を順に刈り取るように走行経路を設定してよい。

【0057】

また、倒伏情報設定部６１は、機体カメラ３２、固定カメラ４３、携帯カメラ５４又は空撮カメラ５７が取得した圃場画像に基づいて圃場Ｈ１又はＨ２から倒伏領域を検出した場合に、自動で倒伏情報を設定し、あるいは作業者が圃場Ｈ１又はＨ２を視認して倒伏領域を検出した場合に、作業者による携帯端末５３の入力操作に応じて手動で倒伏情報を設定して、記憶部５１に記憶する。第１実施例では、図１１及び図１２に示すように、倒伏情報設定部６１によって、圃場Ｈ１及びＨ２の未刈穀稈領域において穀稈が進行方向と逆方向に倒伏している倒伏領域Ｔ１及びＴ２の倒伏情報が設定される。図１１及び図１２等の各図において、倒伏領域Ｔ１及びＴ２は、左肩上がりの斜線で示し、穀稈の倒伏方向は、白抜き矢印で示す。

【0058】

倒伏情報設定部６１によって倒伏情報が設定されると、走行経路作成部６２は、この倒伏情報に基づいて往復刈り走行の走行経路Ｓ１及びＳ２を修正する。第１実施例では、図１１及び図１２に示すように、倒伏領域Ｔ１及びＴ２の穀稈が進行方向と逆方向に倒伏しているので、修正前の走行経路Ｓ１及びＳ２の刈取方向が推奨刈取方向と異なる向い刈りとなるため、倒伏領域Ｔ１及びＴ２の進行方向を逆方向にして追い刈りになるように走行経路Ｓ１及びＳ２を修正することになる。走行経路作成部６２は、倒伏領域Ｔ１及びＴ２において倒伏した穀稈を適切に刈り取るために、倒伏穀稈に特有の走行設定及び作業設定を倒伏領域Ｔ１及びＴ２の走行経路Ｓ１及びＳ２に対して設定する。例えば、走行経路作成部６２は、倒伏穀稈に特有の走行設定として走行速度を低速に設定し、倒伏穀稈に特有の作業設定として刈取速度を高速に設定する。走行経路作成部６２は、穀稈の倒伏角度に合わせた走行速度や刈取速度を倒伏領域Ｔ１及びＴ２の走行経路Ｓ１及びＳ２に対して設定してよい。

【0059】

ところで、倒伏領域Ｔ１及びＴ２の走行経路Ｓ１及びＳ２の修正は、倒伏領域Ｔ１及びＴ２を含む条の全体に亘って走行に影響を及ぼし、換言すれば、倒伏領域Ｔ１及びＴ２を通過する直線状経路の全体に亘って走行に影響を及ぼすことになる。そこで、走行経路作成部６２は、図１３及び図１４に示すように、刈取方向が推奨刈取方向と異なる倒伏領域Ｔ１及びＴ２を通過する直線状経路を、一方向刈対応経路として判定し、この一方向刈対応経路を含む領域を一方向刈対応領域Ｐ１及びＰ２として判定する。図１３及び図１４等の各図において、一方向刈対応領域Ｐ１及びＰ２は、太線で示す。初めに設定される一方向刈対応領域Ｐ１及びＰ２は、条方向において未刈穀稈領域の条を同じ長さを有する。

【0060】

走行経路作成部６２は、一方向刈対応領域Ｐ１及びＰ２では、倒伏領域Ｔ１及びＴ２か否かに拘わらず、倒伏領域Ｔ１及びＴ２に設定すべき推奨刈取方向を一方向刈対応経路の全体に亘って設定し、すなわち、倒伏領域Ｔ１及びＴ２に設定すべき進行方向を一方向刈対応経路の全体に亘って設定し、この進行方向の一方向刈を行うように走行経路Ｓ１及びＳ２を修正する。第１実施例では、図１５及び図１６に示すように、走行経路作成部６２は、一方向刈対応経路の進行方向を逆方向にして追い刈りになるように走行経路Ｓ１及びＳ２を修正する。このとき、走行経路作成部６２は、一方向刈対応経路において穀稈の倒伏方向側の端部に終了位置を設定し、終了位置と反対側の端部に開始位置を設定する。

【0061】

また、第１実施例の圃場Ｈ１及びＨ２は、複数の条に亘って穀稈が倒伏した倒伏領域Ｔ１及びＴ２を有しているので、走行経路作成部６２は、複数の一方向刈対応経路を有する一方向刈対応領域Ｐ１及びＰ２を判定する。この場合、走行経路作成部６２は、例えば、図１５及び図１６に示すように、条の配列方向の一端側の一方向刈対応経路から自動刈取を開始し、一方向刈対応経路の開始位置から終了位置まで一方向刈を行った後、終了位置から開始位置まで後退し、隣接する他の一方向刈対応経路の一方向刈に移行するように、走行経路Ｓ１及びＳ２を修正する。図１５及び図１６等の各図において、後退は破線で示す。

【0062】

ところで、倒伏領域Ｔ１及びＴ２の走行経路Ｓ１及びＳ２の修正は、倒伏領域Ｔ１及びＴ２を含む直線状経路だけでなく、この直線状経路と連結される他の直線状経路であって倒伏領域Ｔ１及びＴ２を含まない直線状経路の走行にも影響を及ぼすことになる。図１５及び図１６に示す走行経路Ｓ１及びＳ２の往復刈り走行では、倒伏領域Ｔ１及びＴ２を含む直線状経路である一方向刈対応経路を往路又は復路とした場合、倒伏領域Ｔ１及びＴ２を含まない直線状経路が復路又は往路となる。このような往路又は復路の一方向刈対応経路を修正すると、これに連結される復路又は往路の直線状経路の走行に影響を及ぼすことになる。

【0063】

そこで、走行経路作成部６２は、図１５及び図１６に示すように、倒伏領域Ｔ１及びＴ２の走行経路Ｓ１及びＳ２の修正に起因して走行が影響を受ける直線状経路を倒伏影響経路として判定し、この倒伏影響経路を含む領域を倒伏影響領域Ｆ１及びＦ２として判定する。従って、倒伏影響経路には一方向刈対応経路が含まれ、倒伏影響領域Ｆ１及びＦ２には一方向刈対応領域Ｐ１及びＰ２が含まれる。走行経路作成部６２は、倒伏影響経路のうち、一方向刈対応経路以外の経路を一方向刈不要経路として判定し、倒伏影響領域Ｆ１及びＦ２において、一方向刈対応領域Ｐ１及びＰ２以外の領域を一方向刈不要領域Ｎ１及びＮ２として判定する。図１３及び図１４等の各図において、一方向刈不要領域Ｎ１及びＮ２は、通常線で示す。初めに設定される一方向刈不要領域Ｎ１及びＮ２は、条方向において未刈穀稈領域の条を同じ長さを有する。

【0064】

一方向刈不要領域Ｎ１及びＮ２は倒伏領域Ｔ１及びＴ２を含まないので、一方向刈不要経路では一方向刈を行う必要はなく刈取方向を自在に設定できる。一方向刈対応経路は一方向刈に制限されるので、走行経路作成部６２は、倒伏影響経路のうち、一方向刈対応経路について上記のように走行経路Ｓ１及びＳ２を修正した後、一方向刈に制限されない一方向刈不要経路の走行経路Ｓ１及びＳ２を修正するとよい。

【0065】

なお、第１実施例では、走行経路作成部６２が一方向刈不要領域Ｎ１及びＮ２において一方向刈不要経路を往復刈り走行するように走行経路Ｓ１及びＳ２を修正する例を示すが、一方向刈不要領域Ｎ１及びＮ２の修正は往復刈り走行に限定されず、走行経路作成部６２は、一方向刈不要領域Ｎ１及びＮ２において回り刈り走行するように走行経路Ｓ１及びＳ２を修正してもよい。また、第１実施例では、修正前の走行経路Ｓ１及びＳ２が一方向刈不要領域Ｎ１及びＮ２から開始されていたので、空走距離を短くするために、修正後の走行経路Ｓ１及びＳ２でも一方向刈不要領域Ｎ１及びＮ２から開始しているが、修正前の走行経路Ｓ１及びＳ２が一方向刈対応領域Ｐ１及びＰ２から開始されていた場合には、修正後の走行経路Ｓ１及びＳ２でも一方向刈対応領域Ｐ１及びＰ２から開始してよい。

【0066】

更に、走行経路作成部６２は、一方向刈対応領域Ｐ１及びＰ２における倒伏領域Ｔ１及びＴ２の位置に基づいて、一方向刈対応領域Ｐ１及びＰ２の中で倒伏領域Ｔ１及びＴ２を含まない領域（以下、通常領域と称する）を判定する。そして、走行経路作成部６２は、通常領域を倒伏領域Ｔ１及びＴ２と連続して刈り取る場合に比べて、通常領域を倒伏領域Ｔ１及びＴ２とは独立して刈り取る場合に、より良好な作業効率を奏するとき、初めに設定された一方向刈対応領域Ｐ１及びＰ２を修正して、通常領域を更に一方向刈不要領域Ｎ１及びＮ２として判定する。倒伏領域Ｔ１及びＴ２と独立した通常領域の刈取とは、倒伏領域Ｔ１及びＴ２の一方向刈と異なる走行パターンによる刈取であって、通常領域のみに往復刈り走行や回り刈り走行等の所定の走行パターンを設定した場合の刈取である。

【0067】

図１５及び図１６に示すように、一方向刈対応経路が、条方向に沿った直線状経路で構成されている場合、一方向刈対応領域Ｐ１及びＰ２は、条の配列方向において倒伏領域Ｔ１及びＴ２と同じ幅を有し、条方向に沿って形成されている。そのため、一方向刈対応領域Ｐ１及びＰ２には、倒伏領域Ｔ１及びＴ２と通常領域とが条方向に並んで配置されることになる。

【0068】

例えば、図１５に示す例の圃場Ｈ１では、通常領域が倒伏領域Ｔ１の前後に配置されているが、通常領域の条方向の長さが比較的短い。この場合、走行経路作成部６２は、通常領域までの空走距離や通常領域での旋回を考慮すると、独立した走行パターンを通常領域に設定して通常領域の自動運転を行うよりも、通常領域と倒伏領域Ｔ１とに連続した一方向刈を設定して通常領域の自動運転を行う方が、空走距離が短く、旋回が少なくなるので、作業効率が良いと判定できる。そのため、走行経路作成部６２は、初めに設定された一方向刈対応領域Ｐ１を修正せず、独立した走行経路Ｓ１を通常領域に設定することなく、上記したように一方向刈対応領域Ｐ１の全体に亘って一方向刈の走行経路Ｓ１を設定することになる。

【0069】

あるいは、図１７に示す例の圃場Ｈ４では、通常領域が倒伏領域Ｔ４の前後に配置されているところ、倒伏領域Ｔ４の後方の通常領域の条方向の長さは比較的短く、倒伏領域Ｔ４の前方の通常領域の条方向の長さは比較的長い。この圃場Ｈ４でも、走行経路作成部６２は、圃場情報に基づいて走行経路Ｓ４を設定し、一方向刈対応領域Ｐ４及び一方向刈不要領域Ｎ４を設定する。

【0070】

走行経路作成部６２は、倒伏領域Ｔ４の後方の通常領域に対しては、独立した走行経路Ｓ４を作業効率良く設定することができないが、倒伏領域Ｔ４の前方の通常領域に対しては、独立した走行経路Ｓ４を作業効率良く設定することができる。そのため、走行経路作成部６２は、図１８に示すように、初めに設定された一方向刈対応領域Ｐ４を修正し、前方の通常領域に一方向刈不要領域Ｎ４を設定する。そして、図１９に示すように、倒伏領域Ｔ４と後方の通常領域とからなる一方向刈対応領域Ｐ４に対して一方向刈の走行経路Ｓ４を設定し、前方の通常領域からなる一方向刈不要領域Ｎ４に対して、倒伏領域Ｔ４とは独立した走行経路Ｓ４を設定する。

【0071】

なお、図１９に示す例では、前方の通常領域の刈取をした後で、倒伏領域Ｔ４及び後方の通常領域の刈取をしているが、他の例では、条方向に従って、倒伏領域Ｔ４及び後方の通常領域の刈取をした後で、前方の通常領域の刈取をしてもよい。また、図１９に示す例では、前方の通常領域に対して、回り刈りを設定しているが、往復刈りを設定してもよい。

【0072】

あるいは、図２０に示す例の圃場Ｈ５では、通常領域が倒伏領域Ｔ５の前後に配置されているところ、倒伏領域Ｔ５の前方の通常領域の条方向の長さは比較的短く、倒伏領域Ｔ５の後方の通常領域の条方向の長さは比較的長い。この圃場Ｈ５でも、走行経路作成部６２は、圃場情報に基づいて走行経路Ｓ５を設定し、一方向刈対応領域Ｐ５及び一方向刈不要領域Ｎ５を設定する。

【0073】

走行経路作成部６２は、倒伏領域Ｔ５の前方の通常領域に対しては、独立した走行経路Ｓ５を作業効率良く設定することができないが、倒伏領域Ｔ５の後方の通常領域に対しては、独立した走行経路Ｓ５を作業効率良く設定することができる。そのため、走行経路作成部６２は、図２１に示すように、初めに設定された一方向刈対応領域Ｐ５を修正し、後方の通常領域に一方向刈不要領域Ｎ５を設定する。そして、図２２に示すように、倒伏領域Ｔ５と前方の通常領域とからなる一方向刈対応領域Ｐ５に対して一方向刈の走行経路Ｓ５を設定し、後方の通常領域からなる一方向刈不要領域Ｎ５に対して、倒伏領域Ｔ５とは独立した走行経路Ｓ５を設定する。

【0074】

なお、図２２に示す例では、後方の通常領域に対して、回り刈りを設定しているが、往復刈りを設定してもよい。

【0075】

あるいは、図２３に示す例の圃場Ｈ６では、通常領域が倒伏領域Ｔ６の前後に配置されているところ、通常領域の条方向の長さが比較的長い。この圃場Ｈ６でも、走行経路作成部６２は、圃場情報に基づいて走行経路Ｓ６を設定し、一方向刈対応領域Ｐ６及び一方向刈不要領域Ｎ６を設定する。走行経路作成部６２は、倒伏領域Ｔ６の前後の通常領域の両方に対して、独立した走行経路Ｓ６を作業効率良く設定することができる。そのため、走行経路作成部６２は、図２４に示すように、初めに設定された一方向刈対応領域Ｐ６を修正し、前後の通常領域に一方向刈不要領域Ｎ６を設定する。そして、図２５に示すように、倒伏領域Ｔ６からなる一方向刈対応領域Ｐ６に対して一方向刈の走行経路Ｓ６を設定し、前後の通常領域からなる一方向刈不要領域Ｎ６のそれぞれに対して、倒伏領域Ｔ６とは独立した走行経路Ｓ６を設定する。

【0076】

なお、図２５に示す例では、後方の通常領域、前方の通常領域、倒伏領域Ｔ６の順で刈取を行っているが、他の例では、条方向に従って、後方の通常領域、倒伏領域Ｔ６、前方の通常領域の順で刈取を行ってもよい。また、図２５に示す例では、各通常領域に対して、回り刈りを設定しているが、往復刈りを設定してもよい。

【0077】

第１実施例において、走行経路作成部６２が走行経路Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４、Ｓ５又はＳ６を作成及び修正すると、自動運転制御部６３は、走行経路Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４、Ｓ５又はＳ６に従って走行部２及び刈取部３を制御して、圃場Ｈ１、Ｈ２、Ｈ４、Ｈ５又はＨ６の未刈穀稈領域に対して自動走行及び自動刈取を実行する。

【0078】

なお、上記した第１実施例では、走行経路Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４、Ｓ５又はＳ６を予め作成するときに倒伏情報設定部６１で倒伏情報を設定すると共に倒伏情報に基づいて走行経路Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４、Ｓ５又はＳ６を修正する例を説明したが、本発明において倒伏情報を設定するタイミングや、倒伏情報に基づいて走行経路Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４、Ｓ５又はＳ６を作成又は修正するタイミングはこの例に限定されない。例えば、倒伏情報設定部６１は、自動走行及び自動刈取の実行中に倒伏領域Ｔ１、Ｔ２、Ｔ４、Ｔ５又はＴ６を検出したときに倒伏情報を設定してもよい。この場合、走行経路作成部６２は、自動走行及び自動刈取の実行中に、倒伏情報に基づいて走行経路Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４、Ｓ５又はＳ６を修正してよい。走行経路作成部６２は、コンバイン１が倒伏領域Ｔ１、Ｔ２、Ｔ４、Ｔ５又はＴ６に差し掛かる前に、自動運転を実行しながら走行経路Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４、Ｓ５又はＳ６の修正を行ってもよいが、自動運転を一時停止して走行経路Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４、Ｓ５又はＳ６の修正を行ってもよい。

【0079】

若しくは、倒伏情報設定部６１は、走行経路作成部６２で走行経路Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４、Ｓ５又はＳ６が予め作成される前に倒伏領域Ｔ１、Ｔ２、Ｔ４、Ｔ５又はＴ６を検出したときに倒伏情報を設定してもよい。この場合、走行経路作成部６２は、圃場情報及び倒伏情報に基づいて、倒伏領域Ｔ１、Ｔ２、Ｔ４、Ｔ５又はＴ６を一方向刈するように走行経路Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４、Ｓ５又はＳ６を予め作成してよい。

【0080】

なお、上記した第１実施例では、一方向刈対応領域Ｐ１、Ｐ２、Ｐ４、Ｐ５又はＰ６の走行経路Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４、Ｓ５又はＳ６の修正として、一方向刈対応経路の開始位置から終了位置まで一方向刈を行った後、終了位置から開始位置まで後退し、隣接する他の一方向刈対応経路の一方向刈に移行する例を説明したが、本発明において一方向刈対応領域Ｐ１、Ｐ２、Ｐ４、Ｐ５又はＰ６の走行経路Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４、Ｓ５又はＳ６の修正はこの例に限定されない。例えば、走行経路作成部６２は、一方向刈対応領域Ｐ１、Ｐ２、Ｐ４、Ｐ５又はＰ６と一方向刈不要領域Ｎ１、Ｎ２、Ｎ４、Ｎ５又はＮ６とが、条の配列方向に並んでいる場合に、一方向刈対応領域Ｐ１、Ｐ２、Ｐ４、Ｐ５又はＰ６の各一方向刈対応経路を一方向刈の往路とする一方、この往路に対応する復路を一方向刈不要領域Ｎ１、Ｎ２、Ｎ４、Ｎ５又はＮ６に設定するように、走行経路Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４、Ｓ５又はＳ６を修正してもよい。これにより、一方向刈対応領域Ｐ１、Ｐ２、Ｐ４、Ｐ５又はＰ６と一方向刈不要領域Ｎ１、Ｎ２、Ｎ４、Ｎ５又はＮ６とで交互に刈取を行うことになり、後退の空走距離を省くことができる。

【0081】

次に、走行経路作成部６２によって、回り刈り走行の走行経路を予め作成した後、倒伏情報に基づいて走行経路を修正する例を、第２実施例及び第３実施例として説明する。なお、第２実施例及び第３実施例でも、図２６及び図２７に示すように、矩形状に形成されていて稲や麦等を作物とする圃場Ｈ７及びＨ８を作業対象とし、図２６及び図２７の紙面縦方向が圃場Ｈ７及びＨ８の穀稈の条方向である。

【0082】

第２実施例及び第３実施例では、先ず、コンバイン１は、圃場情報設定部６０によって自動又は手動で、圃場Ｈ７及びＨ８の圃場情報として、圃場形状、圃場端の位置情報、穀稈の条方向等を設定する。また、第２実施例及び第３実施例では、走行経路作成部６２が走行経路を予め作成する前に、倒伏情報設定部６１は、機体カメラ３２、固定カメラ４３、携帯カメラ５４又は空撮カメラ５７の圃場画像に基づいて倒伏領域を検出した場合に自動で倒伏情報を設定し、あるいは作業者が視認して倒伏領域を検出した場合に携帯端末５３の入力操作に応じて手動で倒伏情報を設定する。第２実施例及び第３実施例では、図２６及び図２７に示すように、倒伏情報設定部６１によって、互いに逆方向に倒伏している倒伏領域Ｔ７及びＴ８の倒伏情報が設定される。なお、倒伏情報設定部６１は、回り刈り走行の自動走行及び自動刈取を実行している間に、自動又は手動で倒伏情報を設定してもよい。

【0083】

次に、走行経路作成部６２は、圃場情報に基づいて、図２８及び図２９に示すように、圃場Ｈ７及びＨ８を回り刈り走行で自動走行及び自動刈取する走行経路Ｓ７及びＳ８を予め作成して記憶部５１に記憶する。走行経路作成部６２は、回り刈り走行として、圃場端に沿って周回を開始して圃場Ｈ７及びＨ８の中央側に向かって周回を繰り返し、未刈穀稈領域の外周に沿った刈取を繰り返す渦巻状の走行経路Ｓ７及びＳ８を作成する。回り刈り走行の走行経路Ｓ７及びＳ８は、進行方向を変えながら複数の直線状経路を連結して構成される。走行経路作成部６２は、運転席２９側を圃場Ｈ７及びＨ８の外側に配置しつつ圃場を周回するように、回り刈り走行の周回方向を設定するとよい。第２実施例及び第３実施例では、運転席２９が右側に設けられるため、反時計回りに周回する走行経路Ｓ７及びＳ８の例を示す。

【0084】

あるいは、走行経路作成部６２は、圃場全体の走行経路Ｓ７及びＳ８を予め作成せずに、走行しながらの未刈穀稈領域を判定して未刈穀稈領域の外周に沿った走行経路Ｓ７及びＳ８を作成してもよい。自動運転が進行すると未刈穀稈領域の形状が変化するので、走行経路作成部６２は、自動運転の時間や距離等の所定間隔毎に未刈穀稈領域を再判定して未刈穀稈領域に沿った走行経路Ｓ７及びＳ８を再作成（更新）する。

【0085】

走行経路作成部６２によって回り刈り走行の走行経路Ｓ７及びＳ８が作成されると、自動運転制御部６３は、走行経路Ｓ７及びＳ８に従って走行部２及び刈取部３を制御して、圃場Ｈ７及びＨ８の未刈穀稈領域を回り刈り走行する自動走行及び自動刈取を実行する。

【0086】

第２実施例及び第３実施例では、同じ圃場形状の圃場を作業対象としていて、同じ倒伏領域形状の倒伏領域Ｔ７及びＴ８が検出される。図２８に示す第２実施例では、予め作成した走行経路Ｓ７が倒伏領域Ｔ７に差し掛かるときの進行方向と、倒伏領域Ｔ７の穀稈の倒伏方向とが同方向である。図２９に示す第３実施例では、予め作成した走行経路Ｓ８が倒伏領域Ｔ８に差し掛かるときの進行方向と、倒伏領域Ｔ８の穀稈の倒伏方向とが逆方向である。走行経路作成部６２は、倒伏情報設定部６１で設定された倒伏情報に基づいて回り刈り走行の走行経路Ｓ７及びＳ８を修正する。

【0087】

先ず、第２実施例において回り刈り走行の走行経路Ｓ７を修正する動作を説明する。走行経路作成部６２は、走行経路Ｓ７において現在走行中の直線状経路の進行方向と、進行方向側の倒伏領域Ｔ７の倒伏方向とを比較して、その比較結果に基づいて走行経路Ｓ７を修正すべきか否かを判定する。倒伏領域Ｔ７の倒伏方向が進行方向と同じである第２実施例の場合、走行経路作成部６２は、図３０に示すように、進行方向を変更するまで走行経路Ｓ７の走行設定を修正することなく維持し、これにより倒伏領域Ｔ７で追い刈りを行うことができる。走行経路作成部６２は、倒伏領域Ｔ７の走行設定を修正しない場合でも、倒伏領域Ｔ７の作業設定を、倒伏穀稈に特有の作業設定に修正する。

【0088】

回り刈り走行の走行経路Ｓ７が現在の直線状経路から他の直線状経路へ進行方向を変更するとき、走行経路作成部６２は、倒伏領域Ｔ７の倒伏方向と変更後の進行方向とを比較して、その比較結果に基づいて走行経路Ｓ７を修正すべきか否かを判定する。倒伏領域Ｔ７の倒伏方向と変更後の進行方向とが異なる第２実施例の場合、走行経路作成部６２は、未刈穀稈領域の圃場情報及び倒伏領域Ｔ７の倒伏情報に基づいて走行経路Ｓ７を修正する。

【0089】

このとき、走行経路作成部６２は、往復刈り走行の修正と同様に、倒伏領域Ｔ７を通過する条に対して一方向刈対応経路及び一方向刈対応領域を設定する一方、倒伏領域Ｔ７を通過しない条に対して一方向刈不要経路及び一方向刈不要領域を設定してよい。走行経路作成部６２は、図３０に示すように、倒伏領域Ｔ７を迂回して一方向刈不要領域へ移行し、自動運転制御部６３は、図３１に示すように、一方向刈不要領域の走行経路Ｓ７に従って走行部２及び刈取部３を制御して、一方向刈不要領域に対して自動走行及び自動刈取を実行する。

【0090】

走行経路作成部６２は、一方向刈不要領域の刈取完了後に一方向刈対応領域へ移行するように走行経路Ｓ７を修正する。第２実施例では、走行経路作成部６２は、一方向刈対応領域に対して、図３２に示すように、条の配列方向の一端側の一方向刈対応経路から自動刈取を開始し、一方向刈対応経路の開始位置から終了位置まで一方向刈を行った後、終了位置から開始位置まで後退し、隣接する他の一方向刈対応経路の一方向刈に移行するように、走行経路Ｓ７を修正する。また、走行経路作成部６２は、一方向刈対応経路について、倒伏領域Ｔ７の作業設定を、倒伏穀稈に特有の作業設定に修正する。

【0091】

次に、第３実施例において回り刈り走行の走行経路Ｓ８を修正する動作を説明する。走行経路作成部６２は、走行経路Ｓ８において現在走行中の直線状経路の進行方向と、進行方向側の倒伏領域Ｔ８の倒伏方向とを比較して、その比較結果に基づいて走行経路Ｓ８を修正すべきか否かを判定する。倒伏領域Ｔ８の倒伏方向が進行方向と異なる第３実施例の場合、走行経路作成部６２は、倒伏領域Ｔ８に差し掛かる前に走行経路Ｓ８を修正する。

【0092】

この場合、図３３に示すように、コンバイン１の現在位置は倒伏領域Ｔ８に対して倒伏方向側にあるので、倒伏領域Ｔ８の追い刈りをするためには、現在位置から倒伏領域Ｔ８を挟んで反対側に回り込む必要がある。そのため、第３実施例では、倒伏領域Ｔ８側の刈取よりも前に現在位置側の刈取を行うと作業効率が良いので、走行経路作成部６２は、未刈穀稈領域のうち、条方向において倒伏領域Ｔ８側に一方向刈対応経路及び一方向刈対応領域を設定する一方、現在位置側に一方向刈不要経路及び一方向刈不要領域を設定するとよい。

【0093】

走行経路作成部６２は、現在位置側の一方向刈不要領域へ移行し、図３３に示すように、回り刈りするように走行経路Ｓ８を修正し、自動運転制御部６３は、図３４に示すように、一方向刈不要領域の走行経路Ｓ８に従って走行部２及び刈取部３を制御して、一方向刈不要領域に対して自動走行及び自動刈取を実行する。

【0094】

走行経路作成部６２は、一方向刈不要領域の刈取完了後に一方向刈不要領域へ移行するように走行経路Ｓ８を修正する。第３実施例では、走行経路作成部６２は、一方向刈対応領域に対して、図３５に示すように、条の配列方向の一端側の一方向刈対応経路から自動刈取を開始し、一方向刈対応経路の開始位置から終了位置まで一方向刈を行った後、終了位置から開始位置まで後退し、隣接する他の一方向刈対応経路の一方向刈に移行するように、走行経路Ｓ８を修正する。走行経路作成部６２は、一方向刈対応経路について、倒伏領域の作業設定を、倒伏穀稈に特有の作業設定に修正する。

【0095】

第２実施例及び第３実施例の何れにおいても、走行経路作成部６２によって走行経路Ｓ７及びＳ８が修正されると、自動運転制御部６３は、修正後の走行経路Ｓ７及びＳ８に従って走行部２及び刈取部３を制御して、圃場Ｈ７及びＨ８の未刈穀稈領域に対して自動走行及び自動刈取を実行する。

【0096】

上記のように、本実施形態によれば、コンバイン１は、制御装置５０を備えていて、制御装置５０は、圃場に対応する走行経路を作成する走行経路作成部６２、並びに走行経路に従って自動走行及び自動刈取を制御する自動運転制御部６３として機能する。また、制御装置５０は、圃場内で穀稈が倒伏している倒伏領域に係る倒伏情報を自動又は手動で設定する倒伏情報設定部６１として機能する。そして、走行経路作成部６２は、倒伏情報に基づいて、倒伏領域内の穀稈の刈取を含む走行経路を作成する。

【0097】

これにより、コンバイン１は、圃場の作物の倒伏状態を考慮して、倒伏穀稈に適した刈取を行う走行経路を作成するので、作物の倒伏状態に拘わらず、倒伏した穀稈を含む刈取作業が可能な走行経路を作成することができる。コンバイン１は、このように作成された走行経路を用いることにより、倒伏領域でも適切に自動運転を行うことができる。従って、作業者は倒伏領域を手動運転で刈取作業する必要がなく、自動運転と手動運転とを切り替える手間や、手動運転の負担を抑制することができる。

【0098】

なお、倒伏情報設定部６１は、走行経路を最初に作成するときだけでなく、走行経路に応じた自動運転を実行中でも、倒伏情報を設定することができる。これにより、倒伏領域に近付いて倒伏状態をより正確に把握してから倒伏情報を設定できるので、より正確名倒伏情報を設定することができる。また、倒伏情報設定部６１は、機体カメラ３２、固定カメラ４３、携帯カメラ５４又は空撮カメラ５７の圃場画像に基づいて倒伏領域を検出した場合に自動で倒伏情報を設定できるので、コンバイン１を無人作業で自動運転させることが可能となる。

【0099】

また、本実施形態のコンバイン１において、倒伏情報設定部６１は、倒伏情報として穀稈の倒伏方向を設定し、走行経路作成部６２は、倒伏領域内の穀稈を倒伏方向に対して所定の推奨刈取方向に刈り取るように走行経路を作成する。

【0100】

これにより、コンバイン１は、刈取方向が適していない倒伏領域のみを走行経路の修正対象とするので、比較的単純なアルゴリズムで走行経路の作成及び修正が可能になる。コンバイン１は、倒伏した穀稈に対して適切な刈取方向で刈取を行うように走行経路を作成することができ、倒伏領域に適切な刈取作業を自動運転で行うことができる。

【0101】

更に、本実施形態のコンバイン１において、走行経路作成部６２は、走行経路及び倒伏情報に基づいて、倒伏領域内の走行経路に対応する刈取方向が推奨刈取方向と異なる場合に、この倒伏領域を含む一方向刈対応領域を判定し、一方向刈対応領域内の刈取方向が推奨刈取方向となるように走行経路を修正する。

【0102】

倒伏領域では進行方向が制限されるので、走行経路の修正は倒伏領域の位置に依存することになるが、コンバイン１は、倒伏領域だけでなく、倒伏領域を含む一方向刈対応領域にも同じ修正を走行経路に行うので、倒伏領域の位置に対する依存を軽減して走行経路を修正できるようになり、作業効率の良い走行経路を作成することができる。

【0103】

また、本実施形態のコンバイン１において、走行経路作成部６２は、走行経路及び倒伏情報に基づいて、一方向刈対応領域の走行経路の修正に起因して走行経路の走行が影響を受ける倒伏影響領域を判定する。走行経路作成部６２は、倒伏影響領域を、一方向刈対応領域と、一方向刈対応領域以外の一方向刈不要領域とに分割する。そして、走行経路作成部６２は、一方向刈対応領域における倒伏領域の位置に基づいて、一方向刈対応領域の中で倒伏領域を含まない領域を、更に一方向刈不要領域として分割する。

【0104】

進行方向が制限される一方向刈対応領域では、空走距離が必要になることがあるが、コンバイン１は、一方向刈対応領域を比較的小さくすることができるので、空走距離を比較的短くすることができる。また、進行方向が制限されない一方向刈不要領域では、作業効率の良い走行経路を設定することができるので、全体として作業効率の良い走行経路を作成することができる。

【0105】

また、コンバイン１では、走行経路作成部６２が、倒伏領域の走行経路に対して、倒伏穀稈に特有の走行設定及び作業設定を設定し、例えば、走行速度を低速に設定し、刈取速度を高速に設定する。これにより、コンバイン１が走行経路作成部６２で作成された走行経路で自動運転を行う場合、倒伏領域で自動的に倒伏穀稈に適した走行及び刈取を行うので、オート作業において、作業者の熟練な操作に依存することなく、作業効率を向上することができる。また、コンバイン１を無人作業で自動運転させる場合でも、倒伏領域で適切な作業を行うことができる。

【0106】

更に、コンバイン１では、走行経路作成部６２が、倒伏領域の走行経路に対して、穀稈の倒伏角度に合わせた走行速度や刈取速度を設定する。これにより、穀稈の倒伏状態により適切に合わせて刈取を行うため、作業効率をより向上することができる。

【0107】

上記した実施形態では、自脱型コンバインで構成されるコンバイン１の例を説明したが、本発明はこの例に限定されず、コンバイン１は、普通型コンバインで構成されてもよい。また、上記した実施形態では、推奨刈取方向を追い刈りに設定する例を説明したが、本発明はこの例に限定されず、推奨刈取方向は、作物の種類や穀稈の倒伏状態に応じて、左倒伏刈り、右倒伏刈り、向い刈り等の他の刈取方向に設定してもよい。

【0108】

なお、本発明は、請求の範囲及び明細書全体から読み取ることのできる発明の要旨又は思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う自動運転システム及び自動運転方法もまた本発明の技術思想に含まれる。

【符号の説明】

【0109】

１ コンバイン
２ 走行部
３ 刈取部
３２ 機体カメラ
３４ 移動局
３９ 基地局
４３ 固定カメラ
５０ 制御装置
５２ 通信部
５３ 携帯端末
５４ 携帯カメラ
５７ 空撮カメラ
６０ 圃場情報設定部
６１ 倒伏情報設定部
６２ 走行経路作成部
６３ 自動運転制御部

【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】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】

【図35】