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(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】P2024006617
(43)【公開日】2024-01-17
(54)【発明の名称】作業車両の管理システム
(51)【国際特許分類】
A01B 69/00 20060101AFI20240110BHJP
【ＦＩ】
A01B69/00 303M
A01B69/00 303K
A01B69/00 303L
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022107684
(22)【出願日】2022-07-04
(71)【出願人】
【識別番号】000000125
【氏名又は名称】井関農機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】池内 伸明
【テーマコード（参考）】
2B043
【Ｆターム（参考）】
2B043AA04
2B043AB20
2B043BA02
2B043BA09
2B043BB01
2B043BB03
2B043DA04
2B043DA17
2B043DC03
2B043EA13
2B043EA32
2B043EB05
2B043EB08
2B043EB10
2B043EB18
2B043EC02
2B043EC12
2B043EC14
2B043EC15
2B043ED03
2B043ED12
(57)【要約】
【課題】適切な作業開始点および作業終了点を含む適切な予定作業経路を設定すること。
【解決手段】実施形態に係る作業車両の管理システムは、作業車両と、測位装置と、制御部とを備える。作業車両は、圃場内を走行しながら作業を行う。測位装置は、作業車両に搭載され作業車両の位置を測定する。制御部は、設定した予定作業経路に沿って走行するよう作業車両を制御する。制御部は、作業車両が縦長の長方形圃場で作業を行う場合には、作業車両の作業幅、長方形圃場の短辺の長さ、長方形圃場の出口の位置の各情報を有しており、作業車両の作業幅と長方形圃場の短辺の長さとを比較して作業車両による長方形圃場の長辺走行の往復回数を決定し、決定した長方形圃場の長辺走行の往復回数と長方形圃場の出口の位置とに基づいて作業開始点および作業終了点を決定する。
【選択図】図３Ｂ
【解決手段】実施形態に係る作業車両の管理システムは、作業車両と、測位装置と、制御部とを備える。作業車両は、圃場内を走行しながら作業を行う。測位装置は、作業車両に搭載され作業車両の位置を測定する。制御部は、設定した予定作業経路に沿って走行するよう作業車両を制御する。制御部は、作業車両が縦長の長方形圃場で作業を行う場合には、作業車両の作業幅、長方形圃場の短辺の長さ、長方形圃場の出口の位置の各情報を有しており、作業車両の作業幅と長方形圃場の短辺の長さとを比較して作業車両による長方形圃場の長辺走行の往復回数を決定し、決定した長方形圃場の長辺走行の往復回数と長方形圃場の出口の位置とに基づいて作業開始点および作業終了点を決定する。
【選択図】図３Ｂ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
圃場内を走行しながら作業を行う作業車両と、
前記作業車両に搭載され該作業車両の位置を測定する測位装置と、
予定作業経路を設定し、設定した前記予定作業経路に沿って走行するよう前記作業車両を制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記作業車両が縦長の長方形圃場で作業を行う場合には、
前記作業車両の作業幅、前記長方形圃場の短辺の長さおよび前記長方形圃場の出口の位置の各情報を有しており、
前記作業車両の作業幅と前記長方形圃場の短辺の長さとを比較して前記作業車両による前記長方形圃場の長辺走行の往復回数を決定し、決定した前記長方形圃場の長辺走行の往復回数と前記長方形圃場の出口の位置とに基づいて前記長方形圃場における作業開始点および作業終了点を決定すること
を特徴とする作業車両の管理システム。
前記作業車両に搭載され該作業車両の位置を測定する測位装置と、
予定作業経路を設定し、設定した前記予定作業経路に沿って走行するよう前記作業車両を制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記作業車両が縦長の長方形圃場で作業を行う場合には、
前記作業車両の作業幅、前記長方形圃場の短辺の長さおよび前記長方形圃場の出口の位置の各情報を有しており、
前記作業車両の作業幅と前記長方形圃場の短辺の長さとを比較して前記作業車両による前記長方形圃場の長辺走行の往復回数を決定し、決定した前記長方形圃場の長辺走行の往復回数と前記長方形圃場の出口の位置とに基づいて前記長方形圃場における作業開始点および作業終了点を決定すること
を特徴とする作業車両の管理システム。
【請求項2】
前記制御部は、
前記予定作業経路において、前記作業車両を、直進開始点から直進経路を直進させ旋回点から旋回させた後、前記長方形圃場における前記直進経路の延長線上の前記短辺まで後退させ、前記短辺から作業を行いながら前記旋回点を通過しつつ前記直進経路の前記作業車両の作業幅内から脱出させる脱出経路を含むこと
を特徴とする請求項１に記載の作業車両の管理システム。
前記予定作業経路において、前記作業車両を、直進開始点から直進経路を直進させ旋回点から旋回させた後、前記長方形圃場における前記直進経路の延長線上の前記短辺まで後退させ、前記短辺から作業を行いながら前記旋回点を通過しつつ前記直進経路の前記作業車両の作業幅内から脱出させる脱出経路を含むこと
を特徴とする請求項１に記載の作業車両の管理システム。
【請求項3】
前記制御部は、
前記脱出経路における前記作業車両の旋回半径として、前記作業車両が前記直進経路の作業後に前記旋回点から旋回する場合の旋回半径よりも大きな旋回半径を設定すること
を特徴とする請求項２に記載の作業車両の管理システム。
前記脱出経路における前記作業車両の旋回半径として、前記作業車両が前記直進経路の作業後に前記旋回点から旋回する場合の旋回半径よりも大きな旋回半径を設定すること
を特徴とする請求項２に記載の作業車両の管理システム。
【請求項4】
前記作業車両に搭載され該作業車両の前方を撮影するカメラ
を備え、
前記作業車両は、
構造物で全周が囲まれた前記長方形圃場で作業を行い、
前記制御部は、
前記長方形圃場の入口の位置および前記作業車両の高さの各情報を有しており、
前記長方形圃場へ前記作業車両が進入する前に前記長方形圃場の入口の位置から所定距離手前で前記カメラの映像を解析して前記長方形圃場の入口の高さの情報を取得し、
取得した前記長方形圃場の入口の高さと前記作業車両の高さを比較して、前記作業車両の高さが前記長方形圃場の入口の高さよりも低ければ該長方形圃場へ進入し、前記作業車両の高さが前記長方形圃場の入口の高さよりも高ければ該長方形圃場への進入を中止すること
を特徴とする請求項１～３のいずれか一つに記載の作業車両の管理システム。
を備え、
前記作業車両は、
構造物で全周が囲まれた前記長方形圃場で作業を行い、
前記制御部は、
前記長方形圃場の入口の位置および前記作業車両の高さの各情報を有しており、
前記長方形圃場へ前記作業車両が進入する前に前記長方形圃場の入口の位置から所定距離手前で前記カメラの映像を解析して前記長方形圃場の入口の高さの情報を取得し、
取得した前記長方形圃場の入口の高さと前記作業車両の高さを比較して、前記作業車両の高さが前記長方形圃場の入口の高さよりも低ければ該長方形圃場へ進入し、前記作業車両の高さが前記長方形圃場の入口の高さよりも高ければ該長方形圃場への進入を中止すること
を特徴とする請求項１～３のいずれか一つに記載の作業車両の管理システム。
【請求項5】
前記作業車両において上方へ延出して設けられ該作業車両の転倒時に運転席周辺の空間を確保するための安全フレームと、
前記安全フレームの上端部に設けられ地上からの高さを検出する地上高センサと
を備え、
前記制御部は、
前記地上高センサから前記作業車両の高さの情報を取得すること
を特徴とする請求項４に記載の作業車両の管理システム。
前記安全フレームの上端部に設けられ地上からの高さを検出する地上高センサと
を備え、
前記制御部は、
前記地上高センサから前記作業車両の高さの情報を取得すること
を特徴とする請求項４に記載の作業車両の管理システム。
【請求項6】
前記安全フレームは、
下方へ向けて折り畳み可能であり、
前記制御部は、
前記地上高センサから、前記安全フレームが折り畳まれた状態の情報を取得すること
を特徴とする請求項５に記載の作業車両の管理システム。
下方へ向けて折り畳み可能であり、
前記制御部は、
前記地上高センサから、前記安全フレームが折り畳まれた状態の情報を取得すること
を特徴とする請求項５に記載の作業車両の管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、作業車両の管理システムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、自動運転で圃場内を走行しながら作業を行う作業車両において、圃場の作業領域を一面隈なく作業走行するための予定作業経路を設定する場合に、直進による往復を繰り返す往復作業領域の外周を回る枕地領域を作業の最後に周回する経路を設定する技術が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平１１－２６６６０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記したような従来技術では、通常の露地栽培を行う圃場で作業を行う場合には適切な予定作業経路の設定が可能であるが、たとえば、縦長の長方形圃場（長辺の長さに対して短辺の長さが大幅に短い圃場）で作業を行う場合には枕地領域を取れないことがあるため、縦長の長方形圃場で作業を均一に仕上げることが可能な適切な予定作業経路の設定が困難であった。
【0005】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、適切な作業開始点および作業終了点を含む適切な予定作業経路を設定することができる作業車両の管理システム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】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、実施形態に係る作業車両の管理システム（１）は、圃場（Ｆ）内を走行しながら作業を行う作業車両（１０）と、前記作業車両（１０）に搭載され該作業車両（１０）の位置を測定する測位装置（４０）と、予定作業経路（Ｒ）を設定し、設定した前記予定作業経路（Ｒ）に沿って走行するよう前記作業車両（１０）を制御する制御部（１００）とを備え、前記制御部（１００）は、前記作業車両（１０）が縦長の長方形圃場（ＦＬＳ）で作業を行う場合には、前記作業車両（１０）の作業幅、前記長方形圃場（ＦＬＳ）の短辺（Ｅ２）の長さおよび前記長方形圃場（ＦＬＳ）の出口（ＦＩ／Ｏ）の位置の各情報を有しており、前記作業車両（１０）の作業幅と前記長方形圃場（ＦＬＳ）の短辺（Ｅ２）の長さとを比較して前記作業車両（１０）による前記長方形圃場（ＦＬＳ）の長辺（Ｅ１）走行の往復回数を決定し、決定した前記長方形圃場（ＦＬＳ）の長辺（Ｅ１）走行の往復回数と前記長方形圃場（ＦＬＳ）の出口（ＦＩ／Ｏ）の位置とに基づいて前記長方形圃場（ＦＬＳ）における作業開始点（ＰＳ）および作業終了点（ＰＥ）を決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【0007】
実施形態に係る作業車両の管理システムによれば、適切な作業開始点および作業終了点を含む適切な予定作業経路を設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、添付図面を参照して本願の開示する作業車両の管理システムの実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【0010】
＜作業車両の管理システムの全体構成＞
図１および２を参照して実施形態に係る作業車両の管理システム１の全体構成について説明する。図１は、実施形態に係る作業車両の管理システム１の概要説明図である。図２は、実施形態に係る作業車両の管理システム１の構成を示すブロック図である。なお、図１および２には、作業車両１０およびその管理システム１の一例を示している。
図１および２を参照して実施形態に係る作業車両の管理システム１の全体構成について説明する。図１は、実施形態に係る作業車両の管理システム１の概要説明図である。図２は、実施形態に係る作業車両の管理システム１の構成を示すブロック図である。なお、図１および２には、作業車両１０およびその管理システム１の一例を示している。
【0011】
また、図１には、鉛直上向き（上方）を正方向とするＺ軸を含む３次元の直交座標系を示している。このため、以下では、Ｘ軸の正方向を左方、Ｘ軸の負方向を右方、Ｙ軸の正方向を前方、Ｙ軸の負方向を後方と規定し、Ｘ軸方向を左右方向、Ｙ軸方向を前後方向、Ｚ軸方向を上下方向という場合がある。
【0012】
図１に示すように、作業車両の管理システム（以下、管理システムという）１は、作業車両１０を備える。作業車両１０は、圃場Ｆ内を走行しながら、この圃場Ｆで作業を行う。以下では、作業車両１０として農業用トラクタを例に説明する。作業車両である農業用トラクタ（以下、トラクタという）１０は、運転者（作業者ともいう）が搭乗して圃場Ｆ内の作業を行う他、制御部１００による自動運転で圃場Ｆ内の作業を行う。また、トラクタ１０は、ハウスなどの構造物Ｈ（図５参照）内の圃場（長方形圃場）ＦＬＳで作業を行う。
【0013】
また、以下では、トラクタ１０や後述する走行車体２０を指して「機体」という場合がある。
【0014】
図１に示すように、トラクタ１０は、走行車体２０と、作業機３０とを備える。走行車体２０は、圃場Ｆ内を走行可能であり、前輪２１と、後輪２２とを備える。前輪２１は、左右一対で設けられた操舵用の車輪である。後輪２２は、左右一対で設けられた駆動用の車輪（駆動輪）である。なお、走行車体２０は、車輪（前輪２１および後輪２２）に代えて、たとえば、走行クローラを備えてもよい。
【0015】
駆動輪である後輪２２には、ボンネット２３に収容された駆動源であるエンジンＥ（図２参照）で発生した回転動力が、動力伝達装置（ミッションケース）２４に設けられた変速装置（トランスミッション）５５（図２参照）において適宜減速されて伝達される。後輪２２は、エンジンＥから伝達された回転動力によって駆動される。変速装置５５は、エンジンＥから伝達される回転動力を複数の変速段のうちいずれかの変速段へと切り替える。
【0016】
なお、走行車体２０は、エンジンＥで発生し、かつ、変速装置５５で減速された動力を、４ＷＤクラッチを介して前輪２１にも伝達可能に構成される。この場合、４ＷＤクラッチが動力を伝達すると、エンジンＥから伝達される動力によって前輪２１および後輪２２の四輪が駆動される。また、４ＷＤクラッチが動力の伝達を遮断すると、エンジンＥから伝達される動力によって後輪２２のみの二輪が駆動される。このように、走行車体２０は、二輪駆動（２ＷＤ）と四輪駆動（４ＷＤ）とを切り替え可能に構成される。
【0017】
また、走行車体２０の後部には、圃場Ｆ内で作業を行う作業機３０が連結され、作業機３０を駆動する動力を伝達するＰＴＯ（Power take-off）軸（図示せず）を有するＰＴＯ装置（図示せず）が設けられる。また、走行車体２０の中央部には、運転者が着座するための運転席２５が設けられる。
【0018】
運転席２５の前方には、前輪２１の操舵のためのステアリングホイール２６が設けられる。ステアリングホイール２６の下方、運転席２５に着座した運転者の足元付近には、各種操作ペダル（いずれも図示しない、アクセルペダル、ブレーキペダル、クラッチペダルなど）が設けられる。
【0019】
また、ステアリングホイール２６付近には、前後進を切り替えるための前後進レバー２７が設けられる。また、運転席２５付近には、変速装置５５（図２参照）を、たとえば、低速段～高速段へ切り替える場合に操作される変速操作具（変速レバー）２８が設けられる。
【0020】
なお、トラクタ１０は、運転席２５周辺が開放されている。このため、トラクタ１０は、たとえば、トラクタ１０の転倒時において運転席２５周辺の空間を確保するための安全フレーム２９を備える。安全フレーム２９は、運転席２５の後方において上方へ延出して設けられた構造体であり、安全機能を発揮させる起立姿勢と、ヒンジ部２９１から後方、かつ、下方へ向けて傾倒した（折り畳まれた）折り畳み姿勢とに切り替え可能である。なお、折り畳み姿勢は、トラクタ１０を納屋などへ収納する場合の収納姿勢でもある。
【0021】
安全フレーム２９の上端部には、地上からの高さ（たとえば、圃場Ｆの土壌面からの高さ）を検出する地上高センサ６０が設けられる。図１に示すように、地上高センサ６０は、たとえば、安全フレーム２９が後方へ傾倒するタイプの場合には、安全フレーム２９の前面の上角に設けられる。なお、地上高センサ６０は、たとえば、安全フレーム２９が前方へ傾倒するタイプの場合には、安全フレーム２９の後面の上角に設けられる。
【0022】
また、走行車体２０の後部には、後述する作業機３０を昇降させる昇降装置５７（図２参照）が設けられる。昇降装置５７は、油圧式の昇降シリンダ（図示せず）やリフトアーム（図示せず）などを備える。昇降装置５７は、作業機３０を上昇させることで、作業機３０を非作業位置へ移動させ、作業機３０を下降させることで、作業機３０を対地作業位置へ移動させる。
【0023】
作業機３０は、圃場Ｆにおいて作業を行う。作業機３０は、たとえば、ロータリ耕耘機である。なお、ロータリ耕耘機は、ＰＴＯ装置のＰＴＯ軸から伝達された動力によって耕耘爪３１が回転することで、圃場Ｆの土壌面を耕起する。なお、作業機３０は、ロータリ耕耘機に限定されない。
【0024】
また、トラクタ１０は、測位装置４０（図２参照）を備える。測位装置４０は、たとえば、走行車体２０の上部に設けられ、走行車体２０（トラクタ１０）の位置情報を取得する。測位装置４０は、たとえば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）であり、上空を周回している航法衛星Ｓからの電波を受信して測位および計時することができる。
【0025】
また、トラクタ１０は、カメラ７０（図２参照）を備える。カメラ７０は、走行車体２０に設けられ、走行車体２０（トラクタ１０）の周辺を撮影する。カメラ７０は、走行車体２０（トラクタ１０）の前方を撮影する前方カメラを含む。なお、カメラ７０は、走行車体２０（トラクタ１０）の後方を撮影する後方カメラ、走行車体２０（トラクタ１０）の左右側方を撮影する左右の側方カメラを含んでもよい。
【0026】
また、トラクタ１０は、後述する制御部１００（図２参照）を備える。制御部１００は、エンジンＥを制御するとともに、走行車体２０の走行速度を制御する。また、制御部１００は、作業機３０の昇降を制御する。なお、制御部１００は、トラクタ１０側に設けられず、たとえば、トラクタ１０と通信が可能な遠隔操作端末（図示せず）側に設けられてもよい。
【0027】
図２に示すように、制御部１００は、エンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０１と、走行系ＥＣＵ１０２と、作業機昇降系ＥＣＵ１０３とを備える。エンジンＥＣＵ１０１は、エンジンＥの回転数を制御する。走行系ＥＣＵ１０２は、駆動輪（後輪２２）の回転を制御することで、トラクタ１０の走行速度を制御する。作業機昇降系ＥＣＵ１０３は、昇降装置５７を制御して作業機３０の昇降を制御する。
【0028】
なお、制御部１００は、電子制御によって各部を制御することが可能であり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などを有する処理部（図示せず）をはじめ、各種プログラムや必要なデータ類が記憶される、たとえば、ハードディスク、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などで構成される記憶部（図示せず）などを備える。
【0029】
また、制御部１００には、測位装置４０、方位センサ５１、エンジン回転数センサ５２、車速センサ５３、変速センサ５４、地上高センサ６０などのセンサ類が接続される。また、制御部１００には、カメラ７０が接続される。また、制御部１００には、エンジンＥ、変速装置５５、ステアリング装置５６、昇降装置５７などが接続される。
【0030】
方位センサ５１は、トラクタ１０の方位（方位角）を検出する。方位センサ５１は、たとえば、トラクタ１０の進行方向の絶対方位角（たとえば、「北」を０°（３６０°）として、「東」を９０°、「南」を１８０°、「西」を２７０°）を検出する。方位センサ５１は、一定時間ごとに絶対方位角を検出し、検出した絶対方位角を制御部１００などへ送信する。なお、方位センサ５１の他、たとえば、地磁気センサなどでトラクタ１０の方位を検出することも可能である。
【0031】
エンジン回転数センサ５２は、エンジンＥの回転数を検出する。車速センサ５３は、トラクタ１０の走行速度（車速）を検出する。変速センサ５４は、変速装置５５において複数の変速段のうちいずれの変速段であるかを検出する。地上高センサ６０は、トラクタ１０の地上からの高さ（たとえば、圃場Ｆの土壌面からの高さ）を検出する。カメラ７０は、トラクタ１０の走行車体２０（図１参照）に搭載され、トラクタ１０の前方を撮影する。
【0032】
また、制御部１００には、センサ類として、切れ角センサやＰＴＯ回転数センサ（いずれも図示せず）などが接続される。切れ角センサは、前輪２１（図１参照）の切れ角を検出する。ＰＴＯ回転数センサは、ＰＴＯ軸の回転数を検出する。
【0033】
制御部１００には、測位装置４０から圃場Ｆ（図１参照）におけるトラクタ１０の位置情報、エンジン回転数センサ５２からエンジンＥの回転数、車速センサ５３からトラクタ１０の走行速度、変速センサ５４から現在の変速段、地上高センサ６０からトラクタ１０の地上からの高さ、カメラ７０からの映像（カメラ映像）がそれぞれ入力される。また、制御部１００は、切れ角センサの検出値を用いて、前輪２１の切れ角をフィードバックしながらステアリングホイール２６（図１参照）を自動操舵する。
【0034】
また、制御部１００においては、エンジンＥＣＵ１０１がエンジンＥに接続され、走行系ＥＣＵ１０２が変速装置５５やステアリング装置５６に接続され、作業機昇降系ＥＣＵ１０３が昇降装置５７に接続される。なお、作業機昇降系ＥＣＵ１０３は、昇降装置５７を介して作業機３０を昇降させる。
【0035】
また、制御部１００は、トラクタ１０の自動運転による作業を行う場合、予定作業経路を設定し、設定した予定作業経路に沿って走行するようトラクタ１０を制御する。この場合、トラクタ１０は、圃場Ｆの入口から圃場Ｆ内へ進入し、予定作業経路に沿って、たとえば、耕耘作業を行う。なお、予定作業経路には、圃場Ｆ内へ進入する経路や圃場Ｆ外へ退出する経路が含まれてもよい。
【0036】
圃場Ｆ内の作業の具体例としては、トラクタ１０は、たとえば、圃場Ｆの端から内側の所定の領域（枕地領域）よりも内側の領域（作業領域）において作業開始点から作業終了点まで、直進と旋回とを繰り返しながら耕耘作業を行う。その後、トラクタ１０は、枕地領域を周回しながら、この枕地領域の耕耘作業を行う。
【0037】
また、制御部１００は、トラクタ１０が、たとえば、ハウスなどの構造物Ｈ（図５参照）内にあるような縦長の長方形圃場ＦＬＳ、すなわち、構造物Ｈの側壁で全周が囲まれた縦長の長方形圃場ＦＬＳで作業を行う場合には、ハウス内作業モードを実行する。
【0038】
ここで、制御部１００は、トラクタ１０の作業機３０の作業幅情報、長方形圃場ＦＬＳの短辺の長さ情報、長方形圃場ＦＬＳの入口および出口の位置情報（長方形圃場ＦＬＳの入口と出口とが共用される場合は、図３Ａなどに示すような出入口ＦＩ／Ｏの位置情報）を有する。制御部１００は、ハウス内作業モードを実行する場合には、これらの情報を用いる。
【0039】
＜ハウス内作業モードにおける予定作業経路＞
次に、図３Ａおよび３Ｂを参照してハウス内作業モードにおける予定作業経路Ｒについて説明する。図３Ａおよび３Ｂは、ハウス内作業モードにおける予定作業経路Ｒの説明図である。なお、図３Ａおよび３Ｂには、長方形圃場ＦＬＳ内におけるトラクタ１０の作業走行を順を追って模式的に示している。
次に、図３Ａおよび３Ｂを参照してハウス内作業モードにおける予定作業経路Ｒについて説明する。図３Ａおよび３Ｂは、ハウス内作業モードにおける予定作業経路Ｒの説明図である。なお、図３Ａおよび３Ｂには、長方形圃場ＦＬＳ内におけるトラクタ１０の作業走行を順を追って模式的に示している。
【0040】
図３Ａおよび３Ｂに示すように、トラクタ１０が長方形圃場ＦＬＳで作業を行う場合、制御部１００（図２参照）は、ハウス内作業モードを実行する。この場合、制御部１００は、トラクタ１０の作業幅（作業機３０（図１参照）の作業幅）と長方形圃場ＦＬＳの短辺Ｅ２の長さとを比較して、トラクタ１０による長方形圃場ＦＬＳの長辺Ｅ１走行の往復回数を決定する。
【0041】
また、制御部１００は、決定した長方形圃場ＦＬＳの長辺Ｅ１走行の往復回数と長方形圃場ＦＬＳの出口ＦＩ／Ｏの位置とに基づいて、長方形圃場ＦＬＳにおける作業開始点ＰＳおよび作業終了点ＰＥを決定する。
【0042】
なお、ハウス内作業モードでは、トラクタ１０の自動運転が開始される前に、たとえば、作業者によって作業列（作業（耕耘）を行う列）が入力される。制御部１００は、入力された作業列に応じて予定作業経路Ｒを設定する。なお、制御部１００は、予め取得しておいた作業機３０（図１参照）の情報から自動で作業列を判定して予定作業経路Ｒを設定してもよい。
【0043】
また、制御部１００は、カメラ７０（図２参照）が後方カメラを含む場合には、後方カメラの作業機３０の映像から自動で作業列を判定して予定作業経路Ｒを設定してもよい。なお、通常、長方形圃場ＦＬＳにおける作業列は、３列または４列となる。図３Ａおよび３Ｂには、作業列が３列の場合を示している。
【0044】
図３Ａに示すように、制御部１００は、トラクタ１０を、入口ＦＩ／Ｏから長方形圃場ＦＬＳ内へ進入させると、入口ＦＩ／Ｏ側の短辺Ｅ２と対向する短辺Ｅ２へ向けて直進させ、反転（１８０°旋回）させて作業開始点ＰＳへ到達させる。制御部１００は、作業開始点ＰＳから第１列Ｌ１の直進を開始する。制御部１００は、直進開始点である作業開始点ＰＳから直進経路（予定作業経路Ｒ）を直進させる。
【0045】
この場合、制御部１００は、既作業領域において後の作業工程でトラクタ１０が再度通らない領域を不可侵領域（不可侵経路）Ｒ１としてマッピングし、カメラ７０（図２参照）の映像と重ね合わせて、トラクタ１０が不可侵領域（不可侵経路）Ｒ１には侵入しないように制御する。
【0046】
なお、制御部１００は、直進経路に沿ってトラクタ１０を走行させる場合には、前方の（構造物Ｈの）壁に対してプリセットされたトラクタ１０を距離で停止させる。なお、壁からの距離については、作業者によって任意に設定可能である。また、複数の構造物Ｈで作業を行う場合には、構造物Ｈごとに設定することも可能である。
【0047】
次いで、制御部１００は、入口ＦＩ／Ｏ側の短辺Ｅ２付近の旋回点でトラクタ１０を旋回、すなわち、反転させる。制御部１００は、入口ＦＩ／Ｏ側の短辺Ｅ２までトラクタ１０を後退させる。次いで、制御部１００は、トラクタ１０を、脱出経路Ｒ２を走行させて第１列Ｌ１から第３列Ｌ３へ移動させる。なお、脱出経路Ｒ２の詳細については、図４Ａ～４Ｄを用いて後述する。
【0048】
次いで、制御部１００は、第３列Ｌ３において入口ＦＩ／Ｏ側の短辺Ｅ２までトラクタ１０を後退させる。なお、トラクタ１０を後退させる場合、たとえば、トラクタ１０の四隅に超音波センサなどの測距センサ（図示せず）を備え、制御部１００は、構造物Ｈ（図５参照）の壁までの距離をモニタし、構造物Ｈの壁までの距離が所定の閾値未満になるとトラクタ１０を停止させ、トラクタ１０の位置を微調整して距離を確保してからトラクタ１０に作業を続行させる。
【0049】
次いで、図３Ｂに示すように、制御部１００は、第３列Ｌ３において、直進開始点から直進経路に沿って入口ＦＩ／Ｏ側の短辺Ｅ２と対向する短辺Ｅ２へ向けてトラクタ１０を直進させる。次いで、制御部１００は、入口ＦＩ／Ｏ側の短辺Ｅ２と対向する短辺Ｅ２付近の旋回点でトラクタ１０を旋回、すなわち、反転させる。なお、トラクタ１０を反転させる場合には、作業跡を踏まないようにトラクタ１０を反転させることが好ましい。
【0050】
次いで、制御部１００は、入口ＦＩ／Ｏ側の短辺Ｅ２と対向する短辺Ｅ２までトラクタ１０を後退させる。次いで、制御部１００は、トラクタ１０を、脱出経路Ｒ２を走行させて第３列Ｌ３から第２列Ｌ２へ移動させる。次いで、制御部１００は、第２列Ｌ２において、入口ＦＩ／Ｏ側の短辺Ｅ２と対向する短辺Ｅ２までトラクタ１０を後退させる。次いで、制御部１００は、第２列Ｌ２において、直進開始点から直進経路に沿って入口ＦＩ／Ｏ側の短辺Ｅ２に設定された作業終了点ＰＥへ向けてトラクタ１０を直進させる。
【0051】
制御部１００は、トラクタ１０が作業終了点まＰＥで到達すると、出口ＦＩ／Ｏから長方形圃場ＦＬＳ外へトラクタ１０を退出させる。制御部１００は、長方形圃場ＦＬＳ外へトラクタ１０を退出させると、ハウス内作業モードを終了する。
【0052】
このような実施形態によれば、トラクタ１０が、ハウスなどの構造物Ｈ内の圃場のような縦長の長方形圃場ＦＬＳで作業を行う場合、長方形圃場ＦＬＳにおける適切な作業開始点ＰＳおよび作業終了点ＰＥを設定することができ、また、適切な作業開始点ＰＳおよび作業終了点ＰＥを含む適切な予定作業経路Ｒを設定することができる。具体的には、トラクタ１０が作業終了とともに縦長の長方形圃場ＦＬＳからスムーズに退出可能な予定作業経路Ｒを設定することができる。
【0053】
＜脱出経路＞
次に、図４Ａ～４Ｄを参照して脱出経路Ｒ２について説明する。図４Ａ～４Ｄは、脱出経路Ｒ２の説明図である。なお、図４Ａ～４Ｂには、長方形圃場ＦＬＳ内におけるトラクタ１０の作業走行を順を追って模式的に示している。
次に、図４Ａ～４Ｄを参照して脱出経路Ｒ２について説明する。図４Ａ～４Ｄは、脱出経路Ｒ２の説明図である。なお、図４Ａ～４Ｂには、長方形圃場ＦＬＳ内におけるトラクタ１０の作業走行を順を追って模式的に示している。
【0054】
上記したように、ハウス内作業モードにおいては予定作業経路Ｒに脱出経路Ｒ２を含む。図４Ａに示すように、制御部１００は、直進開始点から直進経路Ｒ３を直進させたトラクタ１０を、図４Ｂに示すように、旋回点ＲＴから旋回させた後、図４Ｃに示すように、直進経路Ｒ３の延長線上の短辺Ｅ２まで後退させる。
【0055】
図４Ｄに示すように、制御部１００は、トラクタ１０を、短辺Ｅ２から作業を行いながら、旋回点ＰＴを通過させつつ直進経路Ｒ３における作業幅内から脱出させる脱出経路Ｒ２の沿って移動させる。制御部１００は、脱出経路Ｒ２においては、トラクタ１０が直進経路Ｒ３の作業後に旋回点ＲＴから旋回する場合の旋回半径ｒ１よりも大きな旋回半径ｒ２を設定する（ｒ１＜ｒ２）。
【0056】
このような実施形態によれば、縦長の長方形圃場ＦＬＳで作業を行う場合において、旋回時に発生してしまう未作業領域の作業を行うことができ、かつ、未作業領域の作業を行う場合に荒らしてしまう既作業領域の補修作業を行うことができる。
【0057】
また、脱出経路Ｒ２における旋回半径ｒ２を旋回点ＰＴから旋回する場合の旋回半径ｒ１よりも大きな旋回半径とすることで、作業残しの発生や作業機３０への過負荷を抑えることができる。具体的には、トラクタ１０は、直進経路Ｒ３の作業後に反転（１８０°旋回）する場合には小さい旋回半径で旋回することが望ましいが、脱出経路Ｒ２においては、旋回半径が小さいと、作業残しが発生したり、作業機３０に負荷がかかり過ぎたりすることがあるため、脱出経路Ｒ２における旋回半径ｒ２を旋回点ＰＴから旋回する場合の旋回半径ｒ１よりも大きな旋回半径とすることで、作業残しの発生や作業機３０への過負荷を抑えることができる。
【0058】
＜構造物の入口認識＞
次に、図５を参照して構造物Ｈの入口認識について説明する。図５は、構造物Ｈの入口認識の説明図である。なお、図５には、構造物Ｈの入口ＦＩ／Ｏを、トラクタ１０が入口ＦＩ／Ｏから進入しようとする状態で見た図を示している。
次に、図５を参照して構造物Ｈの入口認識について説明する。図５は、構造物Ｈの入口認識の説明図である。なお、図５には、構造物Ｈの入口ＦＩ／Ｏを、トラクタ１０が入口ＦＩ／Ｏから進入しようとする状態で見た図を示している。
【0059】
構造物Ｈの入口認識では、制御部１００は、長方形圃場ＦＬＳへトラクタ１０（図１参照）が進入する前に、長方形圃場ＦＬＳの入口ＦＩ／Ｏの位置から所定距離手前で撮影したカメラ７０（図２参照）の映像を解析して長方形圃場ＦＬＳの入口ＦＩ／Ｏの高さ情報を取得する。なお、図５に示すように、たとえば、入口ＦＩ／Ｏの両側縁にこの入口ＦＩ／Ｏの高さと同等高さのポール８０を立て、制御部１００は、ポール８０の高さを検出することで入口ＦＩ／Ｏの高さ情報を取得するようにしてもよい。
【0060】
次いで、制御部１００は、取得した長方形圃場ＦＬＳの入口ＦＩ／Ｏの高さ情報とトラクタ１０の高さを比較する。なお、トラクタ１０の高さは、上記したように、安全フレーム２９（図１参照）の上端部に設けられた地上高センサ６０から取得する。そして、制御部１００は、トラクタ１０の高さが長方形圃場ＦＬＳの入口ＦＩ／Ｏの高さよりも低ければ、入口ＦＩ／Ｏから長方形圃場ＦＬＳへトラクタ１０を進入させる。
【0061】
また、制御部１００は、トラクタ１０の高さが長方形圃場ＦＬＳの入口の高さよりも高ければ、長方形圃場ＦＬＳへの進入を中止する。
【0062】
また、制御部１００は、地上高センサ６０から、安全フレーム２９が折り畳まれた状態の情報を取得する。これにより、安全フレーム２９が折り畳まれた状態を認識することができる。なお、制御部１００は、安全フレーム２９が折り畳まれた状態においては、地上高センサ６０の検出値と安全フレーム２９のヒンジ部２９１との高さを比較して、地上高センサ６０の検出値が高い場合にはこの状態をトラクタ１０の高さと判断する。
【0063】
このような実施形態によれば、構造物Ｈ内へトラクタ１０が進入する場合には高さ制限があるため、縦長の長方形圃場ＦＬＳの入口ＦＩ／Ｏの高さとトラクタ１０の高さとを比較することで、構造物Ｈ内への安全な進入が可能となる。
【0064】
また、地上高センサ６０による、地上からの高さ、すなわち、安全フレーム２９の高さがトラクタ１０の全高となるため、安全フレーム２９の高さの情報を取得することで、トラクタ１０の高さの情報を取得することができる。トラクタ１０の高さの情報を取得することで、縦長の長方形圃場ＦＬＳの入口ＦＩ／Ｏからの進入の可否を適切に判断することができる。
【0065】
また、安全フレーム２９が折り畳まれた状態の情報を取得することで、納屋などにトラクタ１０を安全に収納することができる。
【0066】
なお、複数の構造物Ｈで作業を行う場合には、作業者が、たとえば、アプリからマップを立ち上げ、マップ上において作業する構造物Ｈの入口ＦＩ／Ｏを指定する。そして、制御部１００は、指定された構造物Ｈの入口ＦＩ／Ｏに基づいて、予定作業経路Ｒを設定する。
【0067】
また、制御部１００は、トラクタ１０が移動先の構造物Ｈの入口ＦＩ／Ｏから（たとえば、入口ＦＩ／Ｏに設けられている扉が閉じているなどで）進入できない場合には、たとえば、アプリへ警告を発するよう指示するとともに進入できない構造物Ｈの作業をスキップするように制御してもよい。
【0068】
上述してきた実施形態により、以下の作業車両の管理システム１が実現される。
【0069】
（１）圃場Ｆ内を走行しながら作業を行う作業車両１０と、作業車両１０に搭載され作業車両１０の位置を測定する測位装置４０と、予定作業経路Ｒを設定し、設定した予定作業経路Ｒに沿って走行するよう作業車両１０を制御する制御部１００とを備え、制御部１００は、作業車両１０が縦長の長方形圃場ＦＬＳで作業を行う場合には、作業車両１０の作業幅、長方形圃場ＦＬＳの短辺Ｅ２の長さおよび長方形圃場ＦＬＳの出口ＦＩ／Ｏの位置の各情報を有しており、作業車両１０の作業幅と長方形圃場ＦＬＳの短辺Ｅ２の長さとを比較して作業車両１０による長方形圃場ＦＬＳの長辺Ｅ１走行の往復回数を決定し、決定した長方形圃場ＦＬＳの長辺Ｅ１走行の往復回数と長方形圃場ＦＬＳの出口ＦＩ／Ｏの位置とに基づいて長方形圃場ＦＬＳにおける作業開始点ＰＳおよび作業終了点ＰＥを決定する、作業車両の管理システム１。
【0070】
このような作業車両の管理システム１によれば、作業車両１０が、たとえば、ハウスなどの構造物Ｈ内の圃場Ｆのような縦長の長方形圃場ＦＬＳで作業を行う場合、このような縦長の長方形圃場ＦＬＳにおける適切な作業開始点ＰＳおよび作業終了点ＰＥを設定することができ、また、適切な作業開始点ＰＳおよび作業終了点ＰＥを含む適切な予定作業経路Ｒを設定することができる。具体的には、作業車両１０が作業終了とともに縦長の長方形圃場ＦＬＳからスムーズに退出可能な予定作業経路Ｒを設定することができる。
【0071】
（２）上記（１）において、制御部１００は、予定作業経路Ｒにおいて、作業車両１０を、直進開始点から直進経路Ｒ３を直進させ旋回点ＰＴから旋回させた後、長方形圃場ＦＬＳにおける直進経路Ｒ３の延長線上の短辺Ｅ２まで後退させ、短辺Ｅ２から作業を行いながら旋回点ＰＴを通過しつつ直進経路Ｒ３の作業車両１０の作業幅内から脱出させる脱出経路Ｒ２を含む、作業車両の管理システム１。
【0072】
このような作業車両の管理システム１によれば、上記（１）の効果に加えて、縦長の長方形圃場ＦＬＳで作業を行う場合において、旋回時に発生してしまう未作業領域の作業を行うことができ、かつ、未作業領域の作業を行う場合に荒らしてしまう既作業領域の補修作業を行うことができる。
【0073】
（３）上記（２）において、制御部１００は、脱出経路Ｒ２における作業車両１０の旋回半径ｒ２として、作業車両１０が直進経路Ｒ３の作業後に旋回点ＰＴから旋回する場合の旋回半径ｒ１よりも大きな旋回半径を設定する、作業車両の管理システム１。
【0074】
このような作業車両の管理システム１によれば、上記（２）の効果に加えて、脱出経路Ｒ２における旋回半径ｒ２を旋回点ＰＴから旋回する場合の旋回半径ｒ１よりも大きな旋回半径とすることで、作業残しの発生や作業機３０への過負荷を抑えることができる。具体的には、作業車両１０は、直進経路Ｒ３の作業後に反転（１８０°旋回）する場合には小さい旋回半径で旋回することが望ましいが、脱出経路Ｒ２においては、旋回半径が小さいと、作業残しが発生したり、作業機３０に負荷がかかり過ぎたりすることがあるため、脱出経路Ｒ２における旋回半径ｒ２を旋回点ＰＴから旋回する場合の旋回半径ｒ１よりも大きな旋回半径とすることで、作業残しの発生や作業機３０への過負荷を抑えることができる。
【0075】
（４）上記（１）～（３）のいずれかにおいて、作業車両１０に搭載され作業車両１０の前方を撮影するカメラ７０を備え、作業車両１０は、構造物Ｈで全周が囲まれた長方形圃場ＦＬＳで作業を行い、制御部１００は、長方形圃場ＦＬＳの入口ＦＩ／Ｏの位置および作業車両１０の高さの各情報を有しており、長方形圃場ＦＬＳへ作業車両１０が進入する前に長方形圃場ＦＬＳの入口ＦＩ／Ｏの位置から所定距離手前でカメラ７０の映像を解析して長方形圃場ＦＬＳの入口ＦＩ／Ｏの高さの情報を取得し、取得した長方形圃場ＦＬＳの入口ＦＩ／Ｏの高さと作業車両１０の高さを比較して、作業車両１０の高さが長方形圃場ＦＬＳの入口ＦＩ／Ｏの高さよりも低ければ長方形圃場ＦＬＳへ進入し、作業車両１０の高さが長方形圃場ＦＬＳの入口ＦＩ／Ｏの高さよりも高ければ長方形圃場ＦＬＳへの進入を中止する、作業車両の管理システム１。
【0076】
このような作業車両の管理システム１によれば、上記（１）～（３）のいずれかの効果に加えて、ハウスなどの構造物Ｈ内へ作業車両１０が進入する場合には高さ制限があるため、縦長の長方形圃場ＦＬＳの入口ＦＩ／Ｏ（すなわち、ハウスなどの構造物Ｈの入口）の高さと作業車両１０の高さとを比較することで、ハウスなどの構造物Ｈ内への安全な進入が可能となる。
【0077】
（５）上記（４）において、作業車両１０において上方へ延出して設けられ作業車両１０の転倒時に運転席２５周辺の空間を確保するための安全フレーム２９と、安全フレーム２９の上端部に設けられ地上からの高さを検出する地上高センサ６０とを備え、制御部１００は、地上高センサ６０から作業車両１０の高さの情報を取得する、作業車両の管理システム１。
【0078】
このような作業車両の管理システム１によれば、上記（４）の効果に加えて、地上高センサ６０による、地上からの高さ、すなわち、安全フレーム２９の高さが作業車両１０の全高となるため、安全フレーム２９の高さの情報を取得することで、作業車両１０の高さの情報を取得することができる。作業車両１０の高さの情報を取得することで、縦長の長方形圃場ＦＬＳの入口ＦＩ／Ｏ（すなわち、ハウスなどの構造物Ｈの入口）からの進入の可否を適切に判断することができる。
【0079】
（６）上記（５）において、安全フレーム２９は、下方へ向けて折り畳み可能であり、制御部１００は、地上高センサ６０から、安全フレーム２９が折り畳まれた状態の情報を取得する、作業車両の管理システム１。
【0080】
このような作業車両の管理システム１によれば、上記（５）の効果に加えて、安全フレーム２９が折り畳まれた状態の情報を取得することで、納屋などに作業車両１０を安全に収納することができる。
【0081】
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【0082】
１ 管理システム
１０ 作業車両（トラクタ）
２５ 運転席
２９ 安全フレーム
４０ 測位装置
６０ 地上高センサ
７０ カメラ
１００ 制御部
Ｅ１ 長辺
Ｅ２ 短辺
Ｆ 圃場
ＦＬＳ 長方形圃場
ＦＩ／Ｏ 入口、出口
Ｈ 構造物
ＰＳ 作業開始点
ＰＥ 作業終了点
ＰＴ 旋回点
Ｒ 予定作業経路
Ｒ２ 脱出経路
Ｒ３ 直進経路
ｒ１ 旋回半径
ｒ２ 旋回半径
１０ 作業車両（トラクタ）
２５ 運転席
２９ 安全フレーム
４０ 測位装置
６０ 地上高センサ
７０ カメラ
１００ 制御部
Ｅ１ 長辺
Ｅ２ 短辺
Ｆ 圃場
ＦＬＳ 長方形圃場
ＦＩ／Ｏ 入口、出口
Ｈ 構造物
ＰＳ 作業開始点
ＰＥ 作業終了点
ＰＴ 旋回点
Ｒ 予定作業経路
Ｒ２ 脱出経路
Ｒ３ 直進経路
ｒ１ 旋回半径
ｒ２ 旋回半径
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図5】