特開 2024-308 車両転倒回避装置、作業車両システム、車両転倒回避方法、および車両転倒回避プログラム

(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】P2024000308

(43)【公開日】2024-01-05

(54)【発明の名称】車両転倒回避装置、作業車両システム、車両転倒回避方法、および車両転倒回避プログラム

(51)【国際特許分類】

   G05D 1/00 20240101AFI20231225BHJP

   A01B 69/00 20060101ALI20231225BHJP

【ＦＩ】

G05D1/00 B

A01B69/00 303A

A01B69/00 303Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022099029

(22)【出願日】2022-06-20

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構、農業機械技術クラスター事業、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願

(71)【出願人】

【識別番号】501203344

【氏名又は名称】国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構

(71)【出願人】

【識別番号】000198330

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩアグリテック

(74)【代理人】

【識別番号】100112689

【弁理士】

【氏名又は名称】佐原 雅史

(74)【代理人】

【識別番号】100128934

【弁理士】

【氏名又は名称】横田 一樹

(74)【代理人】

【識別番号】100210572

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 太一

(72)【発明者】

【氏名】青木 循

(72)【発明者】

【氏名】林 和信

(72)【発明者】

【氏名】木島 悦男

(72)【発明者】

【氏名】佐野 修一

【テーマコード（参考）】

2B043

5H301

【Ｆターム（参考）】

2B043AA04

2B043AB11

2B043AB19

2B043BA02

2B043BA09

2B043DA01

2B043DA04

2B043DC03

2B043EA02

2B043EA08

2B043EA15

2B043EB05

2B043EB10

2B043EC14

2B043ED03

2B043ED14

2B043ED15

2B043EE01

2B043EE04

5H301AA03

5H301AA10

5H301BB12

5H301CC03

5H301CC06

5H301CC10

5H301DD06

5H301GG07

(57)【要約】

【課題】斜面上で作業車両を安定して走行させ、作業を円滑化することが可能となる転倒回避装置等を提供する。
【解決手段】
斜面Ｓ上で作業車両における位置情報および車両角度情報を記録し、これら情報を記録した特定の一つの横移動走行における走行経路Ｋを第一経路Ｋ１とし、第一経路Ｋ１に対して斜面Ｓの傾斜方向に隣接して作業車両が第一経路Ｋ１の次に横移動走行際に進入する可能性のある仮想的な走行経路Ｋを第二経路Ｋ２としたとき、計算機が、第一経路Ｋ１の角度減少位置Ｐｘに対して斜面Ｓの傾斜方向に隣接する第二経路Ｋ２上の角度減少対応位置Ｐｙを含む第二経路Ｋ２上の領域を、作業車両が転倒するリスクのあるリスク領域ＲＡであると推定するリスク領域推定部と、作業車両が第二経路Ｋ２上のリスク領域ＲＡに近接した際に、作業車両がリスク領域ＲＡに近接したとのリスク情報を生成して発信するリスク情報発信部と、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

計算機を有し、斜面の傾斜方向に交差する等高線に沿って該斜面を移動する横移動走行を、前記傾斜方向に順次繰り返す作業車両の転倒を回避する車両転倒回避装置であって、
前記計算機は、
前記作業車両の前記斜面上における位置の情報（以下、位置情報）を、該作業車両の前記横移動走行中に取得する位置情報取得部と、
前記横移動走行における前記斜面上の位置毎に、該作業車両の重心を通って車幅方向に延びる幅方向仮想線の水平面に対する車両傾斜角度の情報（以下、車両角度情報）を取得する角度情報取得部と、
前記位置情報および前記車両角度情報を記録する情報記録部と、
記録された前記位置情報および前記車両角度情報を参照し、前記横移動走行を行っている走行経路における前記斜面の基準となる傾斜角度（以下、斜面基準角度）に対して、前記車両傾斜角度が小さくなっている前記斜面上の前記位置を角度減少位置として判定する角度減少位置判定部と、
前記位置情報および前記車両角度情報を記録した特定の一つの前記横移動走行における前記走行経路を第一経路とし、該第一経路に対して前記傾斜方向に隣接して前記作業車両が該第一経路の次に前記横移動走行する際に進入する可能性のある仮想的な前記走行経路を第二経路としたとき、前記第一経路の前記角度減少位置に対して前記傾斜方向に隣接する前記第二経路上の位置（以下、角度減少対応位置）を含む前記第二経路上の領域を、前記作業車両が転倒するリスクのあるリスク領域であると推定するリスク領域推定部と、
前記作業車両が前記第二経路上の前記リスク領域に近接した際に、該作業車両がリスク領域に近接したとのリスク情報を生成して発信するリスク情報発信部と、
を備える車両転倒回避装置。

【請求項2】

リスク領域推定部は、
前記斜面基準角度と、該斜面基準角度よりも小さい前記車両傾斜角度との差分が所定の角度減少量閾値よりも大きくなっている場合の前記角度減少位置に対応する前記角度減少対応位置を含む前記第二経路上の領域を、前記リスク領域であると推定する請求項１に記載の車両転倒回避装置。

【請求項3】

前記角度減少量閾値に前記斜面基準角度を加えた値が、前記作業車両が転倒せずに前記横移動走行可能となる限界値である限界最大傾斜角度以下となるように、前記角度減少量閾値が設定されている請求項２に記載の車両転倒回避装置。

【請求項4】

前記リスク領域推定部は、
前記第一経路に沿って前記角度減少位置が連続しており、且つ、当該連続する距離が所定の距離閾値よりも大きい場合に、前記角度減少対応位置を含む前記第二経路上の領域を前記リスク領域であると推定する請求項１から３のいずれか一項に記載の車両転倒回避装置。

【請求項5】

前記作業車両の走行を制御するための制御信号を生成して発信する制御信号発信部をさらに備え、
前記制御信号発信部は、前記作業車両が前記第二経路上の前記リスク領域に近接した際または侵入した後に、前記作業車両の走行速度を低下させるための信号を生成し発信する請求項１から３のいずれか一項に記載の車両転倒回避装置。

【請求項6】

前記作業車両の走行を制御するための制御信号を生成して発信する制御信号発信部をさらに備え、
前記制御信号発信部は、前記作業車両が前記第二経路上の前記リスク領域に侵入した後において、前記斜面基準角度と、該斜面基準角度よりも大きい前記車両傾斜角度との差分が所定の角度増加量閾値よりも大きくなった場合に、前記作業車両を停止させるための信号を生成し発信する請求項１から３のいずれか一項に記載の車両転倒回避装置。

【請求項7】

前記角度増加量閾値に前記斜面基準角度を加えた値が、前記作業車両が転倒せずに走行可能となる限界値である限界最大傾斜角度以下となるように、前記角度増加量閾値が設定されている請求項６に記載の車両転倒回避装置。

【請求項8】

前記作業車両の走行を制御するための制御信号を生成し発信する制御信号発信部をさらに備え、
前記制御信号発信部は、前記作業車両を自動で、かつ、予め定められた前記横移動走行の前記走行経路に沿って走行させるための制御信号を生成し発信する請求項１から３のいずれか一項に記載の車両転倒回避装置。

【請求項9】

前記第一経路を前記横移動走行する前記作業車両における車幅中心と、前記第二経路を前記横移動走行する前記作業車両における車幅中心との前記傾斜方向の間隔が、該作業車両の走行装置における前記車幅方向の幅寸法の１．５倍以下となるように、前記第二経路が設定される請求項１から３のいずれか一項に記載の車両転倒回避装置。

【請求項10】

前記作業車両が前記第一経路を前記横移動走行する際の前記走行装置における前記斜面への接触軌跡の高位縁に対して、前記作業車両が前記第二経路を前記横移動走行する際の前記接触軌跡の低位縁が前記斜面の下方に位置するように、前記第二経路が設定される請求項９に記載の車両転倒回避装置。

【請求項11】

請求項１から３のいずれか一項に記載の車両転倒回避装置と、
前記斜面上の前記位置を検知し、検知した前記位置の前記位置情報を前記車両転倒回避装置へ発信する位置情報検知装置と、
前記車両傾斜角度を検知し、検知した該車両傾斜角度の前記車両角度情報を前記車両転倒回避装置へ発信する傾斜角検知装置と、
前記位置情報検知装置および前記傾斜角検知装置を搭載した作業車両と、
を備える作業車両システム。

【請求項12】

前記作業車両は、車幅方向に間隔をあけて配置された一対の履帯によって構成された走行装置を有している請求項１１に記載の作業車両システム。

【請求項13】

斜面の傾斜方向に交差する等高線に沿って該斜面を移動する横移動走行を、前記傾斜方向に順次繰り返す作業車両の転倒を回避する車両転倒回避方法であって、
前記作業車両の前記斜面上における位置の情報（以下、位置情報）を、該作業車両の前記横移動走行中に取得する位置情報取得ステップと、
前記横移動走行における前記斜面上の位置毎に、該作業車両の重心を通って車幅方向に延びる幅方向仮想線の水平面に対する車両傾斜角度の情報（以下、車両角度情報）を取得する角度情報取得ステップと、
前記位置情報および前記車両角度情報を記録する情報記録ステップと、
記録された前記位置情報および前記車両角度情報を参照し、前記横移動走行を行っている走行経路における前記斜面の基準となる傾斜角度（以下、斜面基準角度）に対して、前記車両傾斜角度が小さくなっている前記斜面上の前記位置を角度減少位置として判定する角度減少位置判定ステップと、
前記位置情報および前記車両角度情報を記録した特定の一つの前記横移動走行における前記走行経路を第一経路とし、該第一経路に対して前記傾斜方向に隣接して前記作業車両が該第一経路の次に前記横移動走行する際に進入する可能性のある仮想的な前記走行経路を第二経路としたとき、前記第一経路の前記角度減少位置に対して前記傾斜方向に隣接する前記第二経路上の位置（以下、角度減少対応位置）を含む前記第二経路上の領域を、前記作業車両が転倒するリスクのあるリスク領域であると推定するリスク領域推定ステップと、
前記作業車両が前記第二経路上の前記リスク領域に近接した際に、該作業車両がリスク領域に近接したとのリスク情報を生成して発信するリスク情報発信ステップと、
を含む車両転倒回避方法。

【請求項14】

斜面の傾斜方向に交差する等高線に沿って該斜面を移動する横移動走行を、前記傾斜方向に順次繰り返す作業車両の転倒を回避するために、計算機を、
前記作業車両の前記斜面上における位置の情報（以下、位置情報）を、該作業車両の前記横移動走行中に取得する位置情報取得手段、
前記横移動走行における前記斜面上の位置毎に、該作業車両の重心を通って車幅方向に延びる幅方向仮想線の水平面に対する車両傾斜角度の情報（以下、車両角度情報）を取得する角度情報取得手段、
前記位置情報および前記車両角度情報を記録する情報記録手段、
記録された前記位置情報および前記車両角度情報を参照し、前記横移動走行を行っている走行経路における前記斜面の基準となる傾斜角度（以下、斜面基準角度）に対して、前記車両傾斜角度が小さくなっている前記斜面上の前記位置を角度減少位置として判定する角度減少位置判定手段、
前記位置情報および前記車両角度情報を記録した特定の一つの前記横移動走行における前記走行経路を第一経路とし、該第一経路に対して前記傾斜方向に隣接して前記作業車両が該第一経路の次に前記横移動走行する際に進入する可能性のある仮想的な前記走行経路を第二経路としたとき、前記第一経路の前記角度減少位置に対して前記傾斜方向に隣接する前記第二経路上の位置（以下、角度減少対応位置）を含む前記第二経路上の領域を、前記作業車両が転倒するリスクのあるリスク領域であると推定するリスク領域推定手段、および
前記作業車両が前記第二経路上の前記リスク領域に近接した際に、該作業車両がリスク領域に近接したとのリスク情報を生成して発信するリスク情報発信手段、
として機能させるための車両転倒回避プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は車両転倒回避装置、作業車両システム、車両転倒回避方法、および車両転倒回避プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、法面などの斜面において草刈り作業を行う際には、リモコン式の自走式草刈機が用いられることがある。この種の草刈機を用いることにより遠隔操作によって草刈作業を行うことができるため、不安定で危険な斜面において作業者が草刈作業を行う必要がなくなり、事故を防ぐことができるだけでなく作業の省力化が可能となり、人手不足の問題も解決し得る。

【0003】

ところで上述したリモコン式の自走式草刈機を使用する場合には、作業者（オペレータ）が斜面から離れた位置から、斜面における地表面の状況を確認しながら草刈作業を行うことになる。このため例えば斜面に雑草が繁殖していると、作業者が地表面の状況を把握することが難しく、仮に草刈機の谷側の走行部（履帯や車輪）が地表面の窪みに侵入してしまうようなことがあると草刈機全体が谷側へ大きく傾き、草刈機が転倒したり斜面から転落したりするおそれがある。

【0004】

ここで例えば特許文献１には、田植機等の作業車両において、車体の傾きが所定の危険角度以上になった際に走行装置の駆動を停止するシステムが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１９－４７７３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら特許文献１に記載されたシステムのように車体の傾きを検知してから走行装置の駆動を停止させるようにすると、急な地表面の変化によって急激に車体が傾くような状況においては必ずしも車体の転倒や転落を回避することができない場合がある。特に急斜面に大きな窪みが存在し、この窪みに走行装置が進入してしまうような場合には、特許文献１に記載のシステムでは対応が難しいことが想定される。

【0007】

そこで本発明は、斜面上で作業車両を安定して走行させ、作業を円滑化することができる車両転倒回避装置、車両転倒回避方法、車両転倒回避プログラム、および車両転倒回避装置を備えた作業車両システムを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一態様に係る車両転倒回避装置は、計算機を有し、斜面の傾斜方向に交差する等高線に沿って該斜面を移動する横移動走行を、前記傾斜方向に順次繰り返す作業車両の転倒を回避する車両転倒回避装置であって、前記計算機は、前記作業車両の前記斜面上における位置の情報（以下、位置情報）を、該作業車両の前記横移動走行中に取得する位置情報取得部と、前記横移動走行における前記斜面上の位置毎に、該作業車両の重心を通って車幅方向に延びる幅方向仮想線の水平面に対する車両傾斜角度の情報（以下、車両角度情報）を取得する角度情報取得部と、前記位置情報および前記車両角度情報を記録する情報記録部と、記録された前記位置情報および前記車両角度情報を参照し、前記横移動走行を行っている走行経路における前記斜面の基準となる傾斜角度（以下、斜面基準角度）に対して、前記車両傾斜角度が小さくなっている前記斜面上の前記位置を角度減少位置として判定する角度減少位置判定部と、前記位置情報および前記車両角度情報を記録した特定の一つの前記横移動走行における前記走行経路を第一経路とし、該第一経路に対して前記傾斜方向に隣接して前記作業車両が該第一経路の次に前記横移動走行する際に進入する可能性のある仮想的な前記走行経路を第二経路としたとき、前記第一経路の前記角度減少位置に対して前記傾斜方向に隣接する前記第二経路上の位置（以下、角度減少対応位置）を含む前記第二経路上の領域を、前記作業車両が転倒するリスクのあるリスク領域であると推定するリスク領域推定部と、前記作業車両が前記第二経路上の前記リスク領域に近接した際に、該作業車両がリスク領域に近接したとのリスク情報を生成して発信するリスク情報発信部と、を備えている。

【0009】

また上記の車両転倒回避装置では、リスク領域推定部は、前記斜面基準角度と、該斜面基準角度よりも小さい前記車両傾斜角度との差分が所定の角度減少量閾値よりも大きくなっている場合の前記角度減少位置に対応する前記角度減少対応位置を含む前記第二経路上の領域を、前記リスク領域であると推定してもよい。

【0010】

また上記の車両転倒回避装置では、前記角度減少量閾値に前記斜面基準角度を加えた値が、前記作業車両が転倒せずに前記横移動走行可能となる限界値である限界最大傾斜角度以下となるように、前記角度減少量閾値が設定されていてもよい。

【0011】

また上記の車両転倒回避装置では、前記リスク領域推定部は、前記第一経路に沿って前記角度減少位置が連続しており、且つ、当該連続する距離が所定の距離閾値よりも大きい場合に、前記角度減少対応位置を含む前記第二経路上の領域を前記リスク領域であると推定してもよい。

【0012】

また上記の車両転倒回避装置は、前記作業車両の走行を制御するための制御信号を生成して発信する制御信号発信部をさらに備え、前記制御信号発信部は、前記作業車両が前記第二経路上の前記リスク領域に近接した際または侵入した後に、前記作業車両の走行速度を低下させるための信号を生成し発信してもよい。

【0013】

また上記の車両転倒回避装置は、前記作業車両の走行を制御するための制御信号を生成して発信する制御信号発信部をさらに備え、前記制御信号発信部は、前記作業車両が前記第二経路上の前記リスク領域に侵入した後において、前記斜面基準角度と、該斜面基準角度よりも大きい前記車両傾斜角度との差分が所定の角度増加量閾値よりも大きくなった場合に、前記作業車両を停止させるための信号を生成し発信してもよい。

【0014】

また上記の車両転倒回避装置では、前記角度増加量閾値に前記斜面基準角度を加えた値が、前記作業車両が転倒せずに走行可能となる限界値である限界最大傾斜角度以下となるように、前記角度増加量閾値が設定されていてもよい。

【0015】

また上記の車両転倒回避装置は、前記作業車両の走行を制御するための制御信号を生成し発信する制御信号発信部をさらに備え、前記制御信号発信部は、前記作業車両を自動で、かつ、予め定められた前記横移動走行の前記走行経路に沿って走行させるための制御信号を生成し発信してもよい。

【0016】

また上記の車両転倒回避装置では、前記第一経路を前記横移動走行する前記作業車両における車幅中心と、前記第二経路を前記横移動走行する前記作業車両における車幅中心との前記傾斜方向の間隔が、該作業車両の走行装置における前記車幅方向の幅寸法の１．５倍以下となるように、前記第二経路が設定されてもよい。

【0017】

また上記の車両転倒回避装置では、前記作業車両が前記第一経路を前記横移動走行する際の前記走行装置における前記斜面への接触軌跡の高位縁に対して、前記作業車両が前記第二経路を前記横移動走行する際の前記接触軌跡の低位縁が前記斜面の下方に位置するように、前記第二経路が設定されてもよい。

【0018】

本発明の一態様に係る作業車両システムは、上記の車両転倒回避装置と、前記斜面上の前記位置を検知し、検知した前記位置の前記位置情報を前記車両転倒回避装置へ発信する位置情報検知装置と、前記車両傾斜角度を検知し、検知した該車両傾斜角度の前記車両角度情報を前記車両転倒回避装置へ発信する傾斜角検知装置と、前記位置情報検知装置および前記傾斜角検知装置を搭載した作業車両と、を備える。

【0019】

また上記の作業車両システムでは、前記作業車両は、車幅方向に間隔をあけて配置された一対の履帯によって構成された走行装置を有していてもよい。

【0020】

本発明の一態様に係る車両転倒回避方法は、斜面の傾斜方向に交差する等高線に沿って該斜面を移動する横移動走行を、前記傾斜方向に順次繰り返す作業車両の転倒を回避する車両転倒回避方法であって、前記作業車両の前記斜面上における位置の情報（以下、位置情報）を、該作業車両の前記横移動走行中に取得する位置情報取得ステップと、前記横移動走行における前記斜面上の位置毎に、該作業車両の重心を通って車幅方向に延びる幅方向仮想線の水平面に対する車両傾斜角度の情報（以下、車両角度情報）を取得する角度情報取得ステップと、前記位置情報および前記車両角度情報を記録する情報記録ステップと、記録された前記位置情報および前記車両角度情報を参照し、前記横移動走行を行っている走行経路における前記斜面の基準となる傾斜角度（以下、斜面基準角度）に対して、前記車両傾斜角度が小さくなっている前記斜面上の前記位置を角度減少位置として判定する角度減少位置判定ステップと、前記位置情報および前記車両角度情報を記録した特定の一つの前記横移動走行における前記走行経路を第一経路とし、該第一経路に対して前記傾斜方向に隣接して前記作業車両が該第一経路の次に前記横移動走行する際に進入する可能性のある仮想的な前記走行経路を第二経路としたとき、前記第一経路の前記角度減少位置に対して前記傾斜方向に隣接する前記第二経路上の位置（以下、角度減少対応位置）を含む前記第二経路上の領域を、前記作業車両が転倒するリスクのあるリスク領域であると推定するリスク領域推定ステップと、前記作業車両が前記第二経路上の前記リスク領域に近接した際に、該作業車両がリスク領域に近接したとのリスク情報を生成して発信するリスク情報発信ステップと、を含む。

【0021】

本発明の一態様に係る車両転倒回避プログラムは、斜面の傾斜方向に交差する等高線に沿って該斜面を移動する横移動走行を、前記傾斜方向に順次繰り返す作業車両の転倒を回避するために、計算機を、前記作業車両の前記斜面上における位置の情報（以下、位置情報）を、該作業車両の前記横移動走行中に取得する位置情報取得手段、前記横移動走行における前記斜面上の位置毎に、該作業車両の重心を通って車幅方向に延びる幅方向仮想線の水平面に対する車両傾斜角度の情報（以下、車両角度情報）を取得する角度情報取得手段、前記位置情報および前記車両角度情報を記録する情報記録手段、記録された前記位置情報および前記車両角度情報を参照し、前記横移動走行を行っている走行経路における前記斜面の基準となる傾斜角度（以下、斜面基準角度）に対して、前記車両傾斜角度が小さくなっている前記斜面上の前記位置を角度減少位置として判定する角度減少位置判定手段、前記位置情報および前記車両角度情報を記録した特定の一つの前記横移動走行における前記走行経路を第一経路とし、該第一経路に対して前記傾斜方向に隣接して前記作業車両が該第一経路の次に前記横移動走行する際に進入する可能性のある仮想的な前記走行経路を第二経路としたとき、前記第一経路の前記角度減少位置に対して前記傾斜方向に隣接する前記第二経路上の位置（以下、角度減少対応位置）を含む前記第二経路上の領域を、前記作業車両が転倒するリスクのあるリスク領域であると推定するリスク領域推定手段、および前記作業車両が前記第二経路上の前記リスク領域に近接した際に、該作業車両がリスク領域に近接したとのリスク情報を生成して発信するリスク情報発信手段、として機能させる。

【発明の効果】

【0022】

上記の転倒回避装置等によれば、斜面上で作業車両を安定して走行させ、作業を円滑化することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の実施形態に係る作業車両システムの上面図である。

【図2】上記作業車両システムにおける作業車両が斜面を走行する際の走行経路を示す図である。

【図3】上記作業車両システムにおける作業車両の走行経路を拡大して示す図である。

【図4】上記作業車両システムにおける車両転倒回避装置のハードウェア構成を示すブロック図である。

【図5】上記作業車両システムにおける車両転倒回避装置の機能構成を示すブロック図である。

【図6】上記作業車両システムにおける作業車両が斜面上の窪みを走行している様子を走行方向から見た図である。

【図7】上記作業車両システムにおける車両転倒回避装置で実行されるプログラムのフローチャートであって、リスク領域の推定方法を示す図である。

【図8】上記作業車両システムにおける車両転倒回避装置で実行されるプログラムのフローチャートであって、転倒回避方法を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、本発明の実施形態に係る作業車両システム１００について説明する。
図１に示すように作業車両システム１００は、作業車両１と、作業車両１に搭載された位置情報検知装置２、傾斜角検知装置３、および警告装置４と、作業車両１の転倒を回避する車両転倒回避装置５と、車両転倒回避装置５に電気的に接続された電子制御ユニット６（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）とを備えている。

【0025】

（作業車両）
作業車両１は、本実施形態においてはリモコン式の自走式草刈機となっている。作業車両１は、作業車両１から離れた位置に居る作業者（オペレータ）のリモコンによって遠隔操作され、自走しながら草刈り作業を行う。また作業車両１は、走行方向の前端に配置された草刈り装置８と、車幅方向に間隔をあけて配置された一対の履帯９ａによって構成された走行装置９とを有している。
なお作業車両１は草刈機には限定されず、斜面Ｓにおいて集草作業や測量作業等を行う車両であってもよい。

【0026】

作業車両１は、図２に示すように例えば法面等の斜面Ｓの傾斜方向に交差する等高線に沿って斜面Ｓを移動する横移動走行を、斜面Ｓの下方から上方に向かって順次繰り返すように操作される。具体的には作業車両１は、オペレータによるリモコン操作によって斜面Ｓ上を特定の一つの横移動走行における走行経路Ｋ（第一経路Ｋ１）に沿って走行した後に、第一経路Ｋ１の終端（例えば斜面Ｓの端に近接する位置）においてＵターンをし、第一経路Ｋ１に対して上方に隣接する横移動走行の走行経路Ｋ（第二経路Ｋ２）を走行する。そしてこのような走行を斜面Ｓの下方から上方に向かって繰り返し、徐々に斜面Ｓを登っていく。なお各横移動走行における走行経路Ｋの終端では、Ｕターンではなくスイッチバックによって走行方向を変更してもよい。

【0027】

図３に示すように本実施形態では、作業車両１が第一経路Ｋ１を走行する際の作業車両１の履帯９ａのうち山側の履帯９ａの斜面Ｓへの接触軌跡の高位縁Ｋｘに対して、作業車両１が第二経路Ｋ２を走行する際の谷側の履帯９ａの斜面Ｓへの接触軌跡の低位縁Ｋｙが下方に位置するように第二経路Ｋ２が設定されている。

【0028】

そして第二経路Ｋ２の上方に隣接する次の横移動走行の走行経路Ｋについても同様に設定される。すなわち上下に隣接する二つの横移動走行の走行経路Ｋを見たとき、下側の走行経路Ｋを走行する際の走行装置９の接触軌跡の高位縁Ｋｘに対して、作業車両１が上側の走行経路Ｋを走行する際の走行装置９の接触軌跡の低位縁Ｋｙが下方に位置する。よって斜面Ｓの上方から走行装置９を見たとき、下側の走行経路Ｋを走行している場合の作業車両１と、上側の走行経路Ｋを走行している場合の作業車両１とを仮に斜面Ｓの傾斜方向に並べて配置したとすれば、これら作業車両１同士が、車幅方向にオーバーラップするように走行経路Ｋを設定し、このように設定された走行経路Ｋに沿ってオペレータが作業車両１を操作するようにしている。

【0029】

なお、上下に隣接する二つの横移動走行の走行経路Ｋの定義として、上側の走行経路Ｋを走行する作業車両１における車幅中心と、下側の走行経路Ｋを走行する作業車両１における車幅中心との間の斜面Ｓの傾斜方向の間隔ｗ１が、少なくとも走行装置９における車幅方向の幅寸法ｗ９の１．５倍以下であるとよく、本実施形態の場合は、ｗ１がｗ９の０倍よりも大きく１倍よりも小さい値となっている。なお、このように設定される走行経路Ｋは仮想的な経路であって、必ずしも設定された走行経路Ｋの通りに実際に作業車両１が走行するとは限らない。すなわち設定された第二経路Ｋ２は、第一経路Ｋ１を作業車両１が実際に走行した後に、次に作業車両１が進入する可能性のある仮想的な経路を示す。

【0030】

（位置情報検知装置）
図１に戻って位置情報検知装置２は、斜面Ｓを横移動走行中に作業車両１の位置を検知し、検知した位置の情報（以下、位置情報とする）の信号を発信するものであって、例えばＧＮＳＳセンサ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ Ｓｅｎｓｏｒ）等によって構成されている。位置情報検知装置２で検知される位置情報には、例えば緯度および経度の情報が含まれるが、さらに高度の情報も含まれてもよい。なお位置情報検知装置２はＧＮＳＳセンサによって構成されたものに限定されない。

【0031】

（傾斜角検知装置）
傾斜角検知装置３は、作業車両１の車両傾斜角度を検知し、検知した車両傾斜角度の情報（以下、車両角度情報）の信号を発信するものであって、加速度センサや傾斜センサ等によって構成されている。ここで本実施形態において車両傾斜角度は、作業車両１の重心Ｇを通って車幅方向に延びる幅方向仮想線ＶＬの水平面に対する角度を示す。

【0032】

（警告装置）
警告装置４は、例えば警報器や警告灯によって構成され、後述するリスク領域ＲＡへの近接や侵入を音や光によってオペレータへ認識させるものである。

【0033】

（電子制御ユニット（ＥＣＵ））
電子制御ユニット６は、警告装置４、詳しく後述する車両転倒回避装置５、および作業車両１に搭載されたその他の各種装置や機器に対して通信回線を介して電気的に接続されており、これらの装置や機器を電子制御するものである。より具体的に電子制御ユニット６は後述する車両転倒回避装置５からの信号を受信して警告装置４を動作させたり、作業車両１における走行装置９の動作を制御したりする。走行装置９の制御においては、電子制御ユニット６は例えば作業車両１の走行速度や走行方向を調整したり、作業車両１の走行／停止を切り替えたりする。電子制御ユニット６に接続される通信回線の規格は特に限定されるものではなく有線、無線を問わないが、例えばＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等が適用される。また電子制御ユニット６は作業車両１に搭載される場合に限定されず、不図示のサーバや上述したリモコン等、作業車両１と離れた位置に設けられていてもよい。

【0034】

なお電子制御ユニット６はオペレータの使用するリモコンにも電気的に接続され、リモコンからの指令によって電子制御ユニット６を介して走行装置９の動作を制御することも可能となっている。この場合電子制御ユニット６は、例えば無線通信によって詳しく後述する車両転倒回避装置５に対して電気的に接続される。

【0035】

（車両転倒回避装置）
次に車両転倒回避装置５について説明する。本実施形態では車両転倒回避装置５は作業車両１に搭載されているが、車両転倒回避装置５は作業車両１に搭載される場合に限定されず、不図示のサーバや上述したリモコン等、作業車両１と離れた位置に設けられていてもよい。この場合車両転倒回避装置５は、例えば無線通信によって電子制御ユニット６に対して電気的に接続される。

【0036】

図４に示すように車両転倒回避装置５は、電子制御ユニット６における不図示のマイクロコンピュータと通信を行う計算機５００を有している。この計算機は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）５０１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などのメモリ５１０と、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）やＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）などの不揮発性の記憶装置５２０と、電源装置５３０と、入力インターフェース５４０と、出力インターフェース５５０と、これらを接続するバス配線５６０とを有している。ＣＰＵ５０１は中央演算処理装置であって後述する車両転倒回避プログラムを実行する。メモリ５１０はＣＰＵ５０１の作業領域や記憶領域として使用され、記憶装置５２０はＣＰＵ５０１で実行されるオペレーティングシステムやプログラムや後述する作業車両１の転倒回避に用いられるデータ構造を記憶する。なお記憶装置５２０にはその他の各種データも蓄積されるようになっている。

【0037】

次に図５を参照し、車両転倒回避装置５において車両転倒回避プログラムによって実現される機能構成について説明する。車両転倒回避装置５は斜面Ｓ（図２参照）を走行しながら作業を行う作業車両１の転倒を回避するための装置である。すなわち車両転倒回避装置５は、位置情報取得部５０と、角度情報取得部５１と、情報記録部５２と、角度減少位置判定部５３と、リスク領域推定部５４と、リスク情報発信部５５と、制御信号発信部５６とを備えている。

【0038】

（位置情報取得部）
位置情報取得部５０は、作業車両１の斜面Ｓ上における位置情報を、作業車両１の横移動走行中に取得する。すなわち位置情報取得部５０は、作業車両１が特定の一つの横移動走行を行っている際に、上述の位置情報検知装置２によって検知された作業車両１の位置に関する位置情報をリアルタイムで受信して取得する。本実施形態においては、横移動走行の走行経路Ｋにおいて所定距離（例えば作業車両１における履帯９ａの接地長の１／２以下）を作業車両１が進む毎に作業車両１の位置情報が取得されるようになっている。
以下、位置情報取得部５０において取得される特定の一つの横移動走行の走行経路Ｋの走行履歴（本実施形態ではこの走行履歴が第一経路Ｋ１と定義される）上の位置を、走行方向の前方側に向かって順にＰ（１）、Ｐ（２）、Ｐ（３）、・・・、Ｐ（ｎ－１）、Ｐ（ｎ）、Ｐ（ｎ＋１）、・・・と表記する（図２参照）。

【0039】

（角度情報取得部）
角度情報取得部５１は、傾斜角検知装置３で検知された車両角度情報を、位置情報取得部５０で位置情報を取得した斜面Ｓ上の位置毎に、リアルタイムで受信して取得する。

【0040】

（情報記録部）
情報記録部５２は、位置情報取得部５０で取得した位置情報、および角度情報取得部５１で取得した車両角度情報を記録する。

【0041】

（角度減少位置判定部）
角度減少位置判定部５３は、情報記録部５２に記録された位置情報および車両角度情報を参照し、特定の一つの横移動走行を行っている走行経路Ｋ（本実施形態では例えば第一経路Ｋ１）における斜面Ｓの基準となる傾斜角度（以下、斜面基準角度）に対して、車両傾斜角度が部分的に小さくなっている斜面Ｓ上の位置を角度減少位置Ｐｘとして判定して角度減少位置Ｐｘを設定する。本実施形態において角度減少位置Ｐｘは、第一経路Ｋ１に沿って例えば３カ所連続しており、すなわち位置Ｐ（ｎ－１）、Ｐ（ｎ）、Ｐ（ｎ＋１）の三点のそれぞれが角度減少位置Ｐｘとなっている(図２参照)。

【0042】

以下、図６に示すように斜面基準角度をαとし、第一経路Ｋ１で実測された車両傾斜角度をβとし、第二経路Ｋ２において推定、または実測される車両傾斜角度をγとする。また、斜面基準角度αとしては、事前にドローン撮影やＬｉＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）を用いて事前に計測して初期値として角度減少位置判定部５３に記憶したものを利用してもよい。また斜面基準角度αとして、角度減少位置判定部５３によって判定を行っている特定の一つの横移動走行の走行経路Ｋの下側に隣接する走行経路Ｋにおいて取得した車両傾斜角度の平均値を利用してもよいし、走行経路Ｋでの現在の位置を起点とした所定の過去範囲における車両傾斜角度のデータ群の移動平均によってリアルタイムで算出したものを利用してもよく、斜面基準角度αの設定方法は特に限定されない。

【0043】

（リスク領域推定部）
図５に戻って、リスク領域推定部５４は、実測値となる第一経路Ｋ１の角度減少位置Ｐｘの斜面Ｓの上方に定義（想定）される第二経路Ｋ２上の位置（以下、角度減少対応位置Ｐｙ）を含む第二経路Ｋ２上の領域を、作業車両１が転倒するリスクのあるリスク領域ＲＡであると推定する。すなわち、角度減少位置Ｐｘが判定された走行経路Ｋ（第一経路Ｋ１）に対して斜面Ｓの上方に隣接して作業車両１が次に横移動走行する際に進入する可能性のある仮想的な走行経路Ｋ（第二経路Ｋ２）上の少なくとも一部の領域がリスク領域ＲＡとなる。なお角度減少位置Ｐｘ以外の第一経路Ｋ１上の位置に対応する第二経路Ｋ２上の位置を非角度減少対応位置Ｐｚと定義し、この非角度減少対応位置Ｐｚと角度減少対応位置Ｐｙとによって第二経路Ｋ２が定義（想定）される。

【0044】

ここで本実施形態では、斜面基準角度αと、斜面基準角度αよりも小さい車両傾斜角度βとの差分：α－βが所定の角度減少量閾値θ１よりも大きくなっている場合、すなわちα－β＞θ１となっている場合、角度減少位置Ｐｘに対応する角度減少対応位置Ｐｙを設定する。

【0045】

また本実施形態では作業車両１が転倒せずに斜面Ｓ上を等高線に沿って横移動走行可能となる限界値である限界最大傾斜角度をθｍａｘとしたとき、角度減少量閾値θ１に斜面基準角度αを加えた値が、限界最大傾斜角度θｍａｘ以下となるように角度減少量閾値θ１が設定される。すなわちθ１＋α≦θｍａｘを満足する。限界最大傾斜角度θｍａｘは作業車両１の仕様に依存するが、例えば４５度に設定される。

【0046】

さらに本実施形態のリスク領域推定部５４では、角度減少位置Ｐｘが連続する距離ｄが所定の距離閾値ｄｔよりも大きい場合に、すなわち、角度減少対応位置Ｐｙが所定回数（本実施形態では例えば３回）以上連続する場合に、角度減少対応位置Ｐｙを含む第二経路Ｋ２上の領域をリスク領域ＲＡであると推定する。

【0047】

（リスク情報発信部）
リスク情報発信部５５は、作業車両１が第一経路Ｋ１の上方を横移動走行している最中に、仮想的な第二経路Ｋ２のリスク領域ＲＡに近接した際、作業車両１がリスク領域ＲＡに近接したとのリスク情報の信号を生成して発信する。リスク情報発信部５５が発信した信号は警告装置４によって受信されて警告装置４が動作するようになっている。リスク情報発信部５５は例えばリスク領域ＲＡよりも横移動走行における走行方向の手前側１〔ｍ〕の位置に作業車両１が到達した際に、リスク情報を発信するとよい。

【0048】

（制御信号発信部）
制御信号発信部５６は、作業車両１が第二経路Ｋ２のリスク領域ＲＡに近接した際または侵入した後において、実際の作業車両１の車両傾斜角度γが斜面基準角度αよりも大きくなった場合に、作業車両１の走行速度を低下させて作業車両１を徐行、または一時停止させるための信号を生成し発信する。制御信号発信部５６で生成された信号は、電子制御ユニット６によって受信されて走行装置９の動作が制御されるようになっている。なお制御信号発信部５６は、作業車両１の車両傾斜角度γが斜面基準角度αよりも大きくなった場合に限らず、単に作業車両１が第二経路Ｋ２上を走行中にリスク領域ＲＡに近接した際または侵入した後に、作業車両１の走行速度を低下させて作業車両１を徐行、または一時停止させるための信号を生成してもよい。

【0049】

さらに制御信号発信部５６は、リスク領域ＲＡに侵入した後に、斜面基準角度αと、斜面基準角度αよりも大きい車両傾斜角度γとの差分：γ－αが所定の角度増加量閾値θ２よりも大きくなった場合、すなわちγ－α＞θ２となっている場合において、作業車両１を停止させるための信号を生成し発信する。

【0050】

本実施形態では、角度増加量閾値θ２に斜面基準角度αを加えた値が、上記の限界最大傾斜角度θｍａｘ以下となるように角度増加量閾値θ２が設定される。すなわちθ２＋α≦θｍａｘを満足する。

【0051】

（車両転倒回避プログラム）
次に車両転倒回避プログラムのフロー、すなわち車両転倒回避方法について説明する。以下、角度減少位置Ｐｘを判定する走行経路Ｋが第一経路Ｋ１であり、リスク領域ＲＡが存在する走行経路Ｋが第二経路Ｋ２である場合を想定して説明するが、すべての走行経路Ｋにおいてフローは同様に実行される
まず図７に示すようにリスク領域ＲＡを推定するフローについて説明する。本フローは第一経路Ｋ１上において位置Ｐ１から順に実行される。

【0052】

リスク領域ＲＡを推定するフローにおいては最初に、データ（位置情報、車両角度情報）を前回取得した位置から作業車両１が所定距離（例えば作業車両１における履帯９ａの接地長の１／２以下）移動したか否かを判定する移動距離判定ステップＳ０を実行する。このステップＳ０で「ＹＥＳ」と判定された場合には位置情報取得ステップＳ１に進み、一方、ステップＳ０で「ＮＯ」と判定された場合には、再び移動距離判定ステップＳ０に戻る。

【0053】

次に位置情報取得ステップＳ１では、作業車両１が第一経路Ｋ１を横移動走行中に第一経路Ｋ１上において作業車両１の斜面Ｓ上における位置の位置情報を取得する。そして位置情報が取得された位置に対応する作業車両１の車両角度情報を取得する角度情報取得ステップＳ２を実行する。その後、位置情報および車両角度情報を記録する情報記録ステップＳ３を実行する。

【0054】

次に角度減少位置判定ステップＳ４を実行する。このステップＳ４では、情報記録ステップＳ３で記録された情報を参照し、車両傾斜角度βが斜面基準角度αよりも小さくなっている場合に「ＹＥＳ」と判定する。一方で車両傾斜角度βが斜面基準角度α以上となっている場合には「ＮＯ」と判定し、この「ＮＯ」と判定された位置に対応する第二経路Ｋ２上の位置を非角度減少対応位置Ｐｚに設定する非角度減少対応位置設定ステップＳ１０を実行した後に、移動距離判定ステップＳ０に戻る。

【0055】

角度減少位置判定ステップＳ４で「ＹＥＳ」と判定された場合には、角度減少位置設定ステップＳ５に進み、角度減少位置判定ステップＳ４で「ＹＥＳ」と判定された位置を角度減少位置Ｐｘに設定する。そして角度減少位置設定ステップＳ５の次に、角度減少量判定ステップＳ６を実行する。このステップＳ６では、斜面基準角度αと車両傾斜角度βとの差分：α－βが角度減少量閾値θ１よりも大きくなっている場合には「ＹＥＳ」と判定する。一方で、斜面基準角度αと車両傾斜角度βとの差分：α－βが角度減少量閾値θ１以下となっている場合には「ＮＯ」と判定し、この「ＮＯ」と判定された角度減少位置Ｐｘに対応する第二経路Ｋ２上の位置を非角度減少対応位置Ｐｚに設定する非角度減少対応位置設定ステップＳ１０を実行した後に、移動距離判定ステップＳ０に戻る。

【0056】

角度減少量判定ステップＳ６で「ＹＥＳ」と判定された場合、この「ＹＥＳ」と判定された角度減少位置Ｐｘに対応する第二経路Ｋ２上の位置を角度減少対応位置Ｐｙに設定する角度減少対応位置設定ステップＳ７を実行し、角度減少距離判定ステップＳ８に進む。このステップＳ８では、第一経路Ｋ１に沿って角度減少位置Ｐｘが連続する距離ｄが所定の距離閾値ｄｔよりも大きい場合、すなわち、角度減少位置Ｐｙが所定回数以上連続する場合に「ＹＥＳ」と判定する。具体的には例えば、角度減少位置Ｐｘとなる位置Ｐ（ｎ）、位置Ｐ（ｎ－１）、位置Ｐ（ｎ＋１）に対応する三カ所の角度減少対応位置Ｐｙが第二経路Ｋ２上において連続する場合に、角度減少距離判定ステップＳ８で「ＹＥＳ」と判定することになる。一方で角度減少位置Ｐｘが連続する距離ｄが距離閾値ｄｔ以下である場合には「ＮＯ」と判定して移動距離判定ステップＳ０に戻る。

【0057】

角度減少距離判定ステップＳ８で「ＹＥＳ」と判定された場合、すなわち距離閾値ｄｔよりも長い距離、車両傾斜角度βが斜面基準角度αよりも減少した状態が継続した場合、次にリスク領域推定ステップＳ９を実行する。このステップＳ９では、角度減少対応位置Ｐｙを含む第二経路Ｋ２上の領域をリスク領域ＲＡであると推定し、この領域ＲＡにおいて斜面Ｓ上に「窪みＤ」が形成されているものと判断する（図６参照）。

【0058】

以上のようなフローを実行することによって、リスク領域ＲＡ、およびリスク領域ＲＡ以外の安全領域ＳＡ（図２参照）を示すデータ構造が車両転倒回避装置５に作成され、記憶されるようになっている。

【0059】

次に図８を参照して、作業車両１の転倒を回避するフローについて説明する。本フローではまず、作業車両１が第二経路Ｋ２上のリスク領域ＲＡに近接したか否かを判定するリスク領域近接判定ステップＳ１１を実行する。このステップＳ１１では作業車両１がリスク領域ＲＡに近接した場合に「ＹＥＳ」と判定され、警告ステップＳ１２に進む。このステップＳ１２では、作業車両１がリスク領域ＲＡに近接したとのリスク情報の信号をリスク情報発信部５５で生成して発信し、リスク情報の信号を受信した電子制御ユニット６によって警告装置４を動作させてオペレータへ危険を認識させる。

【0060】

警告ステップＳ１２の後、角度増加判定ステップＳ１３を実行する。このステップＳ１３では、作業車両１の車両傾斜角度γが斜面基準角度αよりも大きくなった場合に「ＹＥＳ」と判定され、速度低下ステップＳ１４に進む。このステップＳ１４では、作業車両１の走行速度を低下させて作業車両１を徐行または一時停止させるための信号を制御信号発信部５６で生成し、この制御信号を受信した電子制御ユニット６によって走行装置９を制御して作業車両１の走行速度を低下させ、作業車両１を徐行または一時停止させる。一方で、角度増加判定ステップＳ１３で作業車両１の車両傾斜角度γが斜面基準角度α以下となった場合は「ＮＯ」と判定され、リスク領域近接判定ステップＳ１１に戻る。

【0061】

そして速度低下ステップＳ１４の後に、角度増加量判定ステップＳ１５を実行する。このステップＳ１５では、作業車両１が第二経路上Ｋ２のリスク領域ＲＡに近接または侵入した後において斜面基準角度αと車両傾斜角度γとの差分：γ－αが所定の角度増加量閾値θ２よりも大きくなった場合に「ＹＥＳ」と判定され、車両停止ステップＳ１６に進む。このステップＳ１６では、作業車両１を停止させるための信号を制御信号発信部５６で生成し、この制御信号を受信した電子制御ユニット６によって走行装置９を制御して作業車両１を停止させる。一方で角度増加量判定ステップＳ１５において、斜面基準角度αと車両傾斜角度γとの差分：γ－αが所定の角度増加量閾値θ２以下となった場合には「ＮＯ」と判定され、リスク領域近接判定ステップＳ１１に戻る。

【0062】

ところで、リスク領域近接判定ステップＳ１１に戻って、作業車両１がリスク領域ＲＡに近接していない場合には当該ステップＳ１１で「ＮＯ」と判定され、この場合においては、まずリスク領域外角度増加判定ステップＳ２１が実行される。このステップＳ２１では、作業車両１の車両傾斜角度γが斜面基準角度αよりも大きくなった場合に「ＹＥＳ」と判定され、警告・速度低下ステップＳ２２に進む。このステップＳ２２では、作業車両１の警告装置４に対してリスク情報発信部５５から信号が発信され、および、電子制御ユニット６に対して制御信号発信部５６から信号が発信され、警告装置４によって警告が行われ、かつ、電子制御ユニット６によって作業車両１の速度を低下させて作業車両１を徐行または一時停止させる。一方でリスク領域外角度増加判定ステップＳ２１において「ＮＯ」と判定された場合には、リスク領域近接判定ステップＳ１１に戻る。

【0063】

警告・速度低下ステップＳ２２の後、リスク領域外増加継続判定ステップＳ２３を実行する。このステップＳ２３では、作業車両１の車両傾斜角度γが斜面基準角度αよりも大きくなった状態が所定距離（連続する所定回数分の位置）で継続しているか否かが判定される。具体的には例えば、リスク領域外角度増加判定ステップＳ２１において「ＹＥＳ」と判定された第二経路Ｋ２上の位置を位置Ｐ（ｍ）とし、その手前の位置Ｐ（ｍ－１）においても作業車両１の車両傾斜角度γが斜面基準角度αよりも大きくなっているような場合に、車両傾斜角度γの増加が継続しているとして「ＹＥＳ」と判定され、車両停止ステップＳ２４に進む。このステップＳ２４では、電子制御ユニット６に対して制御信号発信部５６から信号が発信され、電子制御ユニット６によって作業車両１が停止させられる。一方で、リスク領域外増加継続判定ステップＳ２３で「ＮＯ」と判定された場合、リスク領域近接判定ステップＳ１１に戻る。

【0064】

なおリスク領域外増加継続判定ステップＳ２３では、角度増加量判定ステップＳ１５と同様に、斜面基準角度αと車両傾斜角度γとの差分：γ－αが所定の角度増加量閾値θ２よりも大きくなった場合に「ＹＥＳ」と判定し、作業車両１を停止させてもよい。

【0065】

（作用効果）
以上説明した本実施形態の作業車両システム１００によれば、車両転倒回避装置５によって特定の一つの横移動走行の走行経路Ｋ（第一経路Ｋ１）を走行しながら、作業車両１の位置および車両傾斜角度をリアルタイムで取得し、次に横移動走行する予定となっている走行経路Ｋ（第二経路Ｋ２）上におけるリスク領域ＲＡを推定することができる。そして実際に作業車両１がリスク領域ＲＡに近接した際には、警告によってオペレータが作業車両１の転倒の危険性を把握することができる。このため、オペレータは斜面Ｓの地面の状態を直接目視することができなくとも作業車両１の転倒の可能性を予測でき、作業車両１を徐行させたり停止させたりして、作業車両１の挙動を確認しつつ作業車両１による作業を行うことができる。すなわち斜面Ｓ上で作業車両１を安定して走行させ、作業を円滑化することが可能となる。

【0066】

ここで図６に示すように第一経路Ｋ１を横移動走行中の作業車両１（１Ａ）における走行装置９の上側のみが窪みＤへ侵入してしまう場合、第一経路Ｋ１の次の走行経路Ｋとなる第二経路Ｋ２を作業車両１（１Ｂ）が走行中には窪みＤに走行装置９の下側のみが侵入することが有り得る。この際、第一経路Ｋ１を走行中の作業車両１（１Ａ）の車両傾斜角度βと斜面基準角度αとがβ＜αを満足し、作業車両１の車両傾斜角度βが斜面Ｓの傾斜角度にくらべて小さい状態となる。その一方で、第二経路Ｋ２を走行中の作業車両１（１Ｂ）の車両傾斜角度γと斜面基準角度αとがγ＞αを満足し、作業車両１の車両傾斜角度γが斜面Ｓの傾斜角度にくらべて大きい状態となる。このように第一経路Ｋ１上での車両傾斜角度βが斜面基準角度αよりも小さい角度、すなわち作業車両１が転倒しにくい側の値となっていた場合には、逆に第二経路Ｋ２上での車両傾斜角度γが斜面基準角度αよりも大きい角度、すなわち作業車両１が転倒し易い側の値となってしまう。換言すると、第一経路Ｋ１上での車両傾斜角度βと斜面基準角度αとの差分：α－βに斜面基準角度αを加えた値：２α－βが第二経路Ｋ２上での車両傾斜角度γと略一致する場合があり、転倒の危険性が高くなり得る。

【0067】

この点、本実施形態では斜面基準角度αと車両傾斜角度βとの差分：α－βと、角度減少量閾値θ１との関係が、α－β＞θ１を満足する場合の角度減少位置Ｐｘに対応する角度減少対応位置Ｐｙを含む第二経路Ｋ２上の領域をリスク領域ＲＡとして推定する。特に本実施形態では、第二経路Ｋ２を横移動走行中に作業車両１の車両傾斜角度γが限界最大傾斜角度θｍａｘを超えてしまわないように角度減少量閾値θ１が設定されている。このため、より効果的に作業車両１の転倒を回避することができる。

【0068】

さらに本実施形態では、角度減少位置Ｐｘが連続する距離ｄが所定の距離閾値ｄｔよりも大きい場合に、角度減少対応位置Ｐｙを含む第二経路Ｋ２上の領域をリスク領域ＲＡと推定する。このため、作業車両１の横移動走行方向に所定の大きさの窪みＤが存在する場合のみに危険性を推定し、一方で、作業車両１の走行に支障のない小さな窪みＤは無視して作業を継続することができ、作業効率を向上できる。

【0069】

またリスク領域ＲＡに作業車両１が近接した際には、作業車両１がリスク領域ＲＡに近接したとのリスク情報を発信し、警告装置４によって警告を発することができる。したがってオペレータは斜面Ｓの窪みＤに作業車両１が侵入する可能性があることを事前に把握することができ、例えば作業車両１を徐行させたり停止させたりすることが可能となる。

【0070】

さらには、作業車両１がリスク領域ＲＡに近接した際または侵入した後において、車両傾斜角度γが斜面基準角度αよりも大きくなった場合には作業車両１の走行速度を低下させ、徐行または一時停止させることができる。このため速度を緩めることなく作業車両１が窪みＤに侵入して走行を継続してしまうことを回避でき、この結果、さらに効果的に、作業車両１の転倒を回避できる。

【0071】

また、作業車両１がリスク領域ＲＡに侵入した後においては、斜面基準角度αと車両傾斜角度γとの差分：γ－αが角度増加量閾値θ２よりも大きくなった場合に作業車両１を停止させることができ、かつ、作業車両１の限界最大傾斜角度θｍａｘを超えないように角度増加量閾値θ２が設定されている。よってさらに効果的に作業車両１の転倒を回避できる。

【0072】

ところで、第一経路Ｋ１と第二経路Ｋ２とが斜面Ｓの傾斜方向に離れた位置に設定されると、仮に第一経路Ｋ１の走行によって第二経路Ｋ２上にリスク領域ＲＡを推定したとしても、実際に第二経路Ｋ２を走行する際にはリスク領域ＲＡと推定された領域に作業車両１が到達した場合に、その領域には実際には窪みＤが存在していない可能性がある。すなわち実際には、推定したリスク領域ＲＡの下方に窪みＤが存在してしまっている可能性があるため、リスク領域ＲＡの推定が無駄なものになってしまう。

【0073】

この点、本実施形態では作業車両１が第一経路Ｋ１を走行する際の作業車両１の履帯９ａのうち山側の履帯９ａの斜面Ｓへの接触軌跡の高位縁Ｋｘに対して、作業車両１が第二経路Ｋ２を走行する際の谷側の履帯９ａの斜面Ｓへの接触軌跡の低位縁Ｋｙが下方に位置するように第二経路Ｋ２が設定され、作業車両１同士が車幅方向にオーバーラップするように走行経路Ｋが設定されている。このため、リスク領域ＲＡと推定した第二経路Ｋ２上の領域に、実際に窪みＤが形成されている可能性が高くなり、リスク領域ＲＡの推定によって、実際に作業車両１が窪みＤに侵入して転倒してしまうリスクを回避できる。

【0074】

ここで本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
例えば、車両転倒回避装置５における制御信号発信部５６は、作業車両１を自動で、かつ、予め定められた横移動走行の走行経路Ｋに沿って走行させるための制御信号を生成し発信してもよい。すなわち制御信号発信部５６は、作業車両１の位置情報を取得し、予め記憶された走行経路Ｋに沿って実際の作業車両１の走行位置を調整するように電子制御ユニット６へ自動運転の指令を出すようにしてもよい。これにより第一経路Ｋ１を作業車両１が横移動走行中に等高線に交差する方向へ、すなわち斜面Ｓの傾斜方向の下方もしくは上方へ斜めに走行してしまうようなことがなくなり、第一経路Ｋ１の次に、リスク領域ＲＡを設定した仮想的な第二経路Ｋ２からずれた経路を実際に作業車両１が走行してしまうことを回避でき、リスク領域ＲＡの推定が意味のあるものとなり、作業車両１の転倒回避を確実に実行することができる。

【0075】

また上述の実施形態では、斜面Ｓの傾斜方向に、下方から上方に向かって横移動走行を繰り返す場合について説明したが、これとは逆に、斜面Ｓの上方から下方に向かって横移動走行を繰り返すように作業車両１を走行させてもよい。この場合、第一経路Ｋ１に対して第二経路Ｋ２が下方に位置し、角度減少位置Ｐｘに対して斜面Ｓの下方に角度減少対応位置Ｐｙが配置されていることになる。そしてこの場合、第一経路Ｋ１の横移動走行によって、第二経路Ｋ２上に「凸地」としてのリスク領域ＲＡを推定することが可能である。

【0076】

また、作業車両１の走行装置９は上述に構造に限定されず、車幅方向に対をなす車輪によって構成されてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0077】

本発明の転倒回避装置等によれば、斜面上で作業車両を安定して走行させ、作業を円滑化することが可能となる。

【符号の説明】

【0078】

１ 作業車両
２ 位置情報検知装置
３ 傾斜角検知装置
４ 警告装置
５ 車両転倒回避装置
６ 電子制御ユニット
９ 走行装置
９ａ 履帯
５０ 位置情報取得部
５１ 角度情報取得部
５２ 情報記録部
５３ 角度減少位置判定部
５４ リスク領域推定部
５５ リスク情報発信部
５６ 制御信号発信部
１００ 作業車両システム
５００ 計算機
Ｇ 重心
Ｋ 走行経路
Ｋ１ 第一経路
Ｋ２ 第二経路
Ｋｘ 高位縁
Ｋｙ 低位縁
Ｐｘ 角度減少位置
Ｐｙ 角度減少対応位置
ＲＡ リスク領域
Ｓ 斜面
ＶＬ 幅方向仮想線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】