特許 7075598 作業車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-05-18

(45)【発行日】2022-05-26

(54)【発明の名称】作業車両

(51)【国際特許分類】

   A01B 69/00 20060101AFI20220519BHJP

   A01C 11/02 20060101ALI20220519BHJP

【ＦＩ】

A01B69/00 303V

A01C11/02 331C

A01C11/02 331D

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2019034848

(22)【出願日】2019-02-27

(65)【公開番号】P2020137442

(43)【公開日】2020-09-03

【審査請求日】2020-11-19

(73)【特許権者】

【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】100200942

【弁理士】

【氏名又は名称】岸本 高史

(72)【発明者】

【氏名】川上 修平

(72)【発明者】

【氏名】有坂 悟

(72)【発明者】

【氏名】河原田 崇

(72)【発明者】

【氏名】奥平 雄右

【審査官】竹中 靖典

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－０１４０４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１６４４２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５６－０２４８２４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】欧州特許出願公開第０３２７２９５０（ＥＰ，Ａ１）

【文献】再公表特許第２０１１／１５８３４７（ＪＰ，Ａ１）

【文献】特開平０７－２８１７４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／０２６１１４６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１１／００８４８５１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開平０９－１５４３１５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ０１Ｂ ６９／００

Ａ０１Ｃ １１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

圃場を自律走行する作業車両であって、
前記作業車両の走行方向を調節可能な操舵部と、前記作業車両の現在位置を取得する位置情報取得装置と、前記圃場の作業経路を算定する経路算定部と、前記作業車両に搭載した機器の異常を検出する異常検出部と、前記操舵部を制御して前記作業車両を自律走行させる自動運転制御部とを備え、
前記経路算定部は、前記作業車両の手動走行による位置情報に基づいて、前記圃場内を直進する直進経路と、枕地内を旋回する旋回経路とからなる作業経路を算定するよう構成され、
前記自動運転制御部は、前記作業経路上を自律走行させる作業経路走行手段と、予め登録された復帰地点まで自律走行させる復帰地点移動手段と、前記復帰地点の登録手段と、前記圃場の形状に関する位置情報と前記作業経路の情報と前記登録された復帰地点の位置情報とを圃場ごとに記録する記録部と、作業走行中に前記異常検出部によって前記作業車両に搭載された機器の異常が検出されると、前記自律走行を停止する自律走行停止手段とを備え、
前記復帰地点の登録手段は、前記復帰地点を、前記作業経路の前記旋回経路上に限り登録可能に構成され、
作業走行中、前記異常検出部によって前記作業車両の駆動系の異常が検出された場合、前記自律走行停止手段により自律走行を停止するよう構成され、また、
作業走行中、前記異常検出部によって前記作業車両の駆動系以外の異常が検出された場合、前記記録部に前記登録された復帰地点の位置情報が存在するかを判定し、
前記登録された復帰地点の位置情報が存在するとき、前記復帰地点移動手段により登録された復帰地点まで自律走行させ、前記登録された復帰地点の位置情報が存在しないとき、前記作業車両を停車し、報知手段により作業者に停車を報知するよう制御することを特徴とする作業車両。

【請求項2】

前記自動運転制御部は、前記作業車両が前記作業経路の走行を完了させると、前記記録部から前記登録された復帰地点の位置情報を削除することを特徴とする請求項１に記載の作業車両。

【請求項3】

苗を載置する苗載台と、前記苗載台から苗を取り出して圃場に複数条植え付ける苗植付具とを有する苗植付装置を備え、
前記苗植付装置の植付条数が所定数以上である場合は、前記直進経路から前記旋回経路を通過する際に前記圃場の端部から所定距離後進してから旋回に入るように構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の作業車両。

【請求項4】

前記苗植付装置は、前記苗載台に載置された苗の位置及び残量を作業者に報知する苗位置表示手段と、前記苗載台において苗送り不良が生じた苗を苗取り出し口側へと送る苗送り機構とを備えていることを特徴とする請求項３に記載の作業車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、圃場を自律走行する農業用の作業車両に関するものである。

【背景技術】

【0002】

圃場で苗の植え付け等の作業をしながら走行する苗移植機などの農業用の作業車両として、圃場内を自律走行可能な車両を用いられることがある。例えば、特許文献１には、自律走行可能で、自律走行の際に、車両の進行方向を自動的に修正する自動操舵装置を備えた作業車両が記載されている。この自動操舵装置は、ＧＰＳ等の衛星測位システムにより車両の自機位置及び走行経路を把握し、基準となる走行経路に沿って圃場を自律走行するように構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１６－２４５４１

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、作業車両の走行中に、走行に関係する機器やセンサに異常が生じた場合には、自動操舵に支障が生じるため、走行の基準となる経路にから外れて、植え付ける苗の位置にズレが生じ、苗の生育や収穫に悪影響を与えることがあった。

【0005】

したがって、本発明は、作業走行中に機体に異常が生じた場合に、自動操舵を停止して、苗の植付不良を防ぐことができる作業車両を提供することを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のかかる目的は、圃場を自律走行する作業車両であって、前記作業車両の走行方向を調節可能な操舵部と、前記作業車両の現在位置を取得する位置情報取得装置と、前記圃場の作業経路を算定する経路算定部と、前記作業車両に搭載した機器の異常を検出する異常検出部と、前記作業車両の自律走行を制御する自動運転制御部とを備え、前記異常検出部によって前記作業車両に搭載された機器の異常が検出されると、前記自動操舵を停止するように構成されていることを特徴とする作業車両によって達成される。

【0007】

本発明によれば、作業車両は、自動操舵によって圃場について算定された作業経路に沿って圃場を作業走行することができ、機体に異常が検出されると、作業が停止されるとともに自動操舵が停止されるので、機体の異常により不適切な作業が行われ、苗の植付不良が生じることを防止することができる。

【0008】

本発明の好ましい実施態様においては、前記自動運転制御部は、前記操舵部を制御して、前記経路算定部によって算定された前記作業経路に基づいて、前記作業車両の走行方向を調節する自動操舵をすることができるとともに、前記作業車両の作業走行中に、前記異常検出部によって前記作業車両に搭載した機器の異常が検出されると、前記作業車両の作業走行を中断するとともに、検出された異常が前記作業車両の駆動系の異常であれば前記作業車両を停車するように制御し、駆動系以外の異常であれば前記作業車両をあらかじめ設定された復帰地点に移動するように制御するように構成されている。

【0009】

本発明のこの好ましい実施態様によれば、作業車両は、圃場を作業走行中に機体に異常が検出されると、駆動系に異常がない限り圃場について登録された復帰地点に移動することによって、圃場を脱して枕地上に位置することができるので、作業車両に異常が発生しても圃場内に放置されることが少なくなり、メンテナンス性が向上する。

【0010】

本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記自動運転制御部には、前記圃場の形状に関する位置情報と、前記圃場に設定された作業経路の情報と、前記圃場に設定された前記復帰地点の位置情報とを、圃場ごとに記録する記録部が設けられているように構成されている。

【0011】

本発明のこのさらに好ましい実施態様によれば、復帰地点は、作業経路とともに記録部に圃場ごとに登録されるので、圃場の形状に適するように設定でき、どのような形状の圃場であっても異常が検出された作業車両を確実にメンテナンス性が高い位置に誘導することができる。

【0012】

本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記復帰地点は、前記圃場外で、かつ、前記圃場に設定された前記作業経路上にのみ登録することができ、前記自動運転制御部は、前記圃場について前記復帰地点が設定されていない場合、前記異常検出部によって前記作業車両に搭載した機器の異常が検出されると、前記作業車両を停車するように制御するとともに、作業者に前記作業車両の停車を報知するように構成されている。

【0013】

本発明のこのさらに好ましい実施態様によれば、復帰地点が作業経路上に限定されていることで、異常が解消したときに作業車両が作業走行に復帰しやすく、異常発生に伴う作業効率の悪化を低減することができる。また、復帰地点には、常に圃場外が選択されるので、異常が検出された作業車両を確実にメンテナンス性が高い位置に誘導することができる。ことができる。

【0014】

本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記自動運転制御部は、前記作業車両が前記作業経路の走行を完了させると、前記圃場情報記録部から前記復帰地点の位置情報を削除するように構成されている。

【0015】

本発明のこのさらに好ましい実施態様によれば、作業車両は、圃場の作業走行を完了すると、圃場について復帰地点の登録を解除するので、圃場とは別の圃場で作業するときに、その別の圃場を離れて圃場の復帰地点に移動する危険性がなくなる。

【0016】

本発明のさらに好ましい実施態様においては、苗を載置する苗載台と、前記苗載台から苗を取り出して圃場に複数条植え付ける苗植付具とを有する苗植付装置を備え、前記作業経路は、前記圃場上を直進する複数の直進経路と、前記圃場の端部で前記直進経路から隣接する直進経路に旋回するように折り返す複数の旋回経路とから構成されており、前記苗植付装置の植付条数が所定数以上である場合は、前記直進経路から前記旋回経路を通過する際に前記圃場の端部から所定距離後進してから旋回に入るように構成されている。

【0017】

本発明のこのさらに好ましい実施態様によれば、作業車両が所定の植付条数以上のとき、作業車両が旋回経路に進入する前に所定距離後進するように自動運転制御部が作業車両の走行を制御することにより、植付条数が多くて旋回幅が大きい場合でも旋回経路から次の直進経路にずれなく移ることができ、作業車両が確実に作業経路に沿った作業走行を行うことができる。

【0018】

本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記苗植付装置は、前記苗載台に載置された苗の位置及び残量を作業者に報知する苗位置表示手段を備えているように構成されている。

【0019】

本発明のこのさらに好ましい実施態様によれば、作業者は、苗位置表示手段により、苗載台の苗残量および苗送り不良の有無を把握することができるので、作業効率を悪化させることなく欠株の発生を抑止することができる。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、作業走行中に機体に異常が生じると、自動操舵を停止して、苗の植付不良を防ぐことができる作業車両を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】図１は、本発明の好ましい実施態様に係る作業車両の略平面図である。

【図2】図２は、図１の作業車両の略左側面図である。

【図3】図３は、図１の作業車両１における電気系統を示すブロック図である。

【図4】図４は、作業経路に沿って圃場を自律走行する作業車両を示す説明図である。

【図5】図５は、作業車両が走行した経路から作業経路を算定する方法を示す説明図である。

【図6】図６（ａ）は、作業経路上に登録されている復帰地点を示す模式図であり、図６（ｂ）は、異常を検出した作業車両が復帰地点に移動する様子を示す模式図である。

【図7】図７は、図６（ａ）の復帰地点の登録プロセスを示すフローチャートである。

【図8】図８は、異常検出時の対応も含めた作業車両１の作業走行の工程を示すフローチャートである。

【図9】図９は、図８の異常検出処理の流れを示すフローチャートである。

【図10】図１０は、作業車両の旋回経路への進入の仕方を決定するプロセスを示すフローチャートである。

【図11】図１１は、図１の作業車両の苗移植装置に設けられた苗載台を示す略背面図である。

【図12】図１２（ａ）は、苗検出センサと液晶パネルの関係を示すブロック図であり、図１２（ｂ）は、図１１の苗載台に載せられたマット苗の残量が表示された図１の作業車両の液晶パネルを示す説明図である。

【図13】図１３は、図１１の苗載台の苗レーンに取り付けられた苗送り機構を示す略平面図である。

【図14】図１４は、図１３の苗送り機構の略側面図である。

【図15】図１５（ａ）は、図１４の苗送り機構のアームが降ろされた状態を示す略側面図であり、図１５（ｂ）は、苗送り機構のアームがスライドしてマット苗を押し込んだ状態を示す略側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、添付図面を参照しつつ、詳細に説明を加える。なお、以下の実施態様は、本発明の具体的な実施の一例であり、本発明の技術範囲を限定するものではない。

【0023】

図１は、本発明の好ましい実施態様に係る作業車両１の略平面図であり、図２は、その作業車両１の略左側面図である。本明細書においては、図１に示されるように、作業車両１の車両の進行方向となる側を前方（Ｆ）といい、その反対側を後方（Ｂ）といい、進行方向の左手側を左方（Ｌ）といい、進行方向の右手側を右方（Ｒ）という。

【0024】

図１および図２に示されるように、作業車両１は、走行車体１００と、苗植付装置２００とからなる乗用型田植機である。走行車体１００のメインフレーム１１０には左右一対の前輪１０１ａ及び左右一対の後輪１０１ｂが設けられており、走行車体１００前部の左右両側には、補給用の苗を複数段に分けて載せておく予備苗載台１３９が設けられている。

【0025】

走行車体１００の車体中央部には、フロア１３０が設けられており、フロア１３０の左右両側は一部が格子状になった台であるフロアステップ１３５が設けられている。フロア
１３０の上には、作業車両１を操縦可能な操縦部１３３が設けられており、操縦部１３３には、操縦席１３３ａと、前輪１０１ａを操向操作可能なステアリングハンドル１３３ｂとが設けられ、ステアリングハンドル１３３ｂはステアリングポスト１３３ｃによって支持されている。また、ステアリングハンドル１３３ｂの下方には、ステアリングポスト１３３ｃに取り付けられたタッチ操作可能な液晶パネル５０が設けられており、作業車両１の情報を表示できるように構成されている。

【0026】

操縦席１３３ａの下には、エンジンカバー１３２に覆われたエンジン１３１が設けられている。エンジン１３１は、駆動力が左右の前輪１０１ａおよび左右の後輪１０１ｂのそれぞれに走行動力として伝達されるように取り付けられている。

【0027】

走行車体１００の後部には、施肥装置１２０が設けられており、施肥装置１２０には、粒状の肥料が貯留されている肥料ホッパ１２１と、肥料ホッパ１２１に貯留されている肥料を一定量ずつ繰り出す繰出部１２２と、繰り出された肥料を苗植付装置２００まで運ぶ施肥ホース１２３とが設けられている。

【0028】

苗植付装置２００は、走行車体１００の後方に、昇降リンク装置１１３により昇降自在に連結されている。苗植付装置２００の上面には、後方に向けて下方へ傾斜し、マット苗を載置可能な苗レーン２８３を複数列備えた苗載台２８０が設けられており、苗載台２８０の各苗レーン２８３には、マット苗を、苗載台２８０の後部にある苗取出口２８１へ送る苗送りベルト２８２が設けられている。苗植付装置２００の後端部には、苗取出口２８１に臨むマット苗から苗株を取り出して圃場に植え付ける苗植付具２１０が、苗載台２８０の各苗レーン２８３に対応して左右方向に並ぶように設けられるとともに、圃場の泥面を整地する複数のフロート２２０が設けられている。作業車両１は、苗植付装置２００を下降させた状態で走行することにより、各フロート２２０に圃場の泥面を滑走させて整地させつつ、その整地跡に苗載台２８０から供給される苗を、苗植付具２１０により圃場に植付けられるように構成されている。

【0029】

また、苗植付装置２００は、フロート２２０の左右両側に取り付けられた、施肥ホース１２３で運ばれた肥料を受ける施肥ガイド２１３と、施肥ガイド２１３の前側に設けられた、苗植付条の側部近傍に溝を作る作溝体２１４とを備えている。すなわち、作業車両１は、施肥装置１２０から供給される肥料を作溝体２１４によって形成される施肥用の構に落とし込むことができるように構成されている。したがって、作業車両１は、圃場に苗の植付をしながら施肥もすることができる。

【0030】

以下、作業車両１が苗の植え付けおよび施肥の作業をしながら走行することを作業走行と呼ぶ。

【0031】

作業車両１には、圃場に設けられた走行基準線を検出する基準検出装置であるステレオカメラ３００が、車両前方の映像を撮影できるように取り付けられている。ステレオカメラ３００は、走行車体１００の車体前端部に設けられた左右一対のステー３２０（３２０Ｌ、３２０Ｒ）の上方に延びた支持柱３１０（３１０Ｌ、３１０Ｒ）支持柱３１０に取り付けられた、左カメラ３００Ｌおよび右カメラ３００Ｒから構成されている。作業車両１は、ステレオカメラ３００により視差情報を有する映像を撮影することができる。

【0032】

また、図２に示されるように、苗植付装置２００の左右両側には、圃場の表土面に線引きする線引きマーカ１４８が設けられている。線引きマーカ１４８は、上下に揺動自在に支持された軸部材であるマーカアーム１４８ａと、このマーカアーム１４８ａの軸端部に回転自在に支持されたマーカリング１４８ｂとを備えている。マーカリング１４８ｂは、外周に鉤爪状の複数の突起が形成された輪形部材であり、マーカアーム１４８ａが下降す
ると圃場面に接し、上昇すると圃場面から離れるように構成されている。

【0033】

作業車両１の走行中にマーカアーム１４８ａが降ろされると、マーカリング１４８ｂの外周の突起が圃場面に接触し、作業車両１の走行に伴って回転しながら、作業車両１の側方で、圃場面に連続的な窪みを形成する。作業車両１に線引きマーカ１４８が設けられていることにより、作業車両１の両側の、車両が走行した経路に沿って圃場面に点線状の印をつけることができる。この圃場面につけられた点線状の印が、作業車両１が再度圃場を走行する際の基準となる走行基準線となる。このように、作業車両１は、線引きマーカ１４８を備えていることによって、圃場を走行する際に、圃場面に走行基準線を引いて、圃場を再度走行する際の基準とすることができる。

【0034】

図３は、本発明の好ましい実施態様に係る作業車両１における電気系統を示すブロック図である。
図３に示されるように、図１の作業車両１には、制御系として、自機の位置情報を取得する位置情報取得装置４５０と、作業車両１の異常を検出する異常検出部４６０と、作業車両１の動作機器を制御する機器制御部４７０と、制御プログラムおよび各種データを格納する記録部４８１を備え、作業車両１の自律走行を制御する自動運転制御部４８０とが設けられおり、それぞれが車載ＬＡＮで接続され、相互にデータ交換可能に構成されている。

【0035】

位置情報取得装置４５０は、ＧＰＳユニット４５１と、方位センサ４５２とを備えている。ＧＰＳユニット４５１は、ＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信することで緯度や経度などの位置情報を検出できるように構成されている。したがって、作業車両１は、ＧＰＳユニット４５１が受信するＧＰＳ信号に基づいて、現在の自機の位置情報を取得することができる。方位センサ４５２は、作業車両１の瞬間的な動きや向きを検出するジャイロ加速度センサと磁気方位センサとを備えている。したがって、作業車両１は、方位センサ４５２により、現在の自機の走行方向の情報を取得することができる。

【0036】

また、位置情報取得装置４５０は、取得した作業車両１の位置情報および走行方向の情報を自動運転制御部４８０に送り、自動運転制御部４８０は、作業車両１の位置情報および走行方向の情報を受け取ると記録部４８１に記録するように構成されている。

【0037】

異常検出部４６０は、作業車両１のセンサ類である位置情報取得装置４５０やステレオカメラ３００の状態、作業車両１の駆動系であるエンジン１３１やモータの状態、苗植付装置２００の状態を監視して、それぞれが正常な状態にあるか否かを検出することができ、検出した情報を自動運転制御部４８０に送るように構成されている。具体的には、異常検出部４６０は、センサ類であれば、例えばＧＰＳユニット４５１および方位センサ４５２の測定精度、ステレオカメラ３００の動作状態、駆動系であれば、例えばエンジン１３１の回転数、車輪回転数、変速位置、燃料残量、苗植付装置２００であれば、例えば苗残量、肥料残量、姿勢（上昇状態や下降状態）、苗植付具２１０の作業状態（苗植付運動を行っているか否か）の状態を検出することができる。

【0038】

機器制御部４７０は、自動運転制御部４８０からの指令に基づいて走行車体１００に装備された動作機器に対して、油圧制御信号や電子制御信号を送るように構成されており、走行車体１００に設けられているエンジン１３１を含む、駆動系に属する機器、電動モータ１５１によって図１のステアリングハンドル１３３ｂを回動可能な操舵部であるステアリング装置１５０を含む操舵系に属する機器を制御するとともに、昇降リンク装置１１３による苗植付装置２００の昇降や苗植付装置２００の動作を制御するように構成されている。

【0039】

また、機器制御部４７０は、液晶パネル５０にされた作業者の操作に応じて、異常検出部４６０が検出した異常の情報、位置情報取得装置４５０が取得した位置情報、ステレオカメラ３００が撮影した映像、自動運転制御部４８０の記録部４８１に記録された情報、および機器制御部４７０が制御可能な機器に関する情報を、液晶パネル５０に表示できるように構成されている。

【0040】

自動運転制御部４８０には、走行経路を算定する経路算定部４８２と、自動操舵を行う操舵制御部４８３と、ステレオカメラ３００が撮影した映像を処理する映像処理部４８４が構築されている。記録部４８１には、圃場の地図情報や圃場の境界線を規定する畦の位置情報、圃場で実施される作業に関する機器設定データ、例えば作業幅（作業車両１が一度の走行で苗を植え付け可能な幅）や植付条数などの作業情報、作業車両が走行した経路の位置情報の履歴が格納できるように構成されている。

【0041】

操舵制御部４８３は、機器制御部４７０に対してステアリング装置１５０を動かすように指令を出すことにより作業車両１の操舵を行うように構成されている。

【0042】

映像処理部４８４は、ステレオカメラ３００の映像から、圃場１０にある物体や、図２の線引きマーカ１４８により圃場１０に作られた窪みを検出して、それらの視差情報から車両との距離を算出することができるように構成されている。したがって、作業車両１は、前方にある障害物や、線引きマーカ１４８により引かれた走行基準線を検出することができる。また、検出された障害物や走行基準線に関する情報は、記録部４８１に記録されるように構成されている。

【0043】

また、自動運転制御部４８０は、作業車両１の走行中に位置情報取得装置４５０によって所定の時間間隔で取得した位置情報を続けて記録部４８１に記録していくことで、走行した経路を、圃場上の複数の位置情報を線状につなげたデータである経路情報として取得することができるように構成されている。

【0044】

自動運転制御部４８０が圃場内で作業車両１を自律走行させるには、自機の位置情報の取得の他、圃場の形状を示す情報である圃場形状情報が必要となるが、自動運転制御部４８０は、作業者の操縦によって作業車両１が圃場の外周に沿って１周することで、圃場を囲う経路情報、すなわち、圃場形状情報を取得することができる。したがって、作業車両１は、作業走行を行う圃場についてあらかじめ圃場形状情報が設定されていなくても、簡易に圃場形状情報の取得を行なうことができる。

【0045】

図４は、作業車両１が作業経路２１に沿って圃場１０を自律走行する様子を示す模式図である。
図４に示されるように、走行基準線２０は、畦１２に囲まれた圃場１０及び枕地１１において作業車両１の線引きマーカ１４８によって圃場１０に引かれた線であり、作業経路２１は、図３の経路算定部４８２により作業車両１の作業走行のための進路として仮想的に設定された経路である。作業経路２１は、経路情報として図３の記録部４８１に格納されている。

【0046】

作業車両１は、作業経路２１に沿って圃場１０上では直進しながら作業幅Ｗの範囲で苗を植付し、枕地１１では苗の植え付けを一時停止した上でＵターン旋回して再度圃場１０に戻り、直進しながら苗の植付を再開することを繰り返し、圃場１０上を万遍なく通過するように構成されている。したがって、作業車両１が苗植付装置２００に苗植付運動をさせながら作業経路２１に沿って自律走行することで、作業者によって操縦されることなく圃場１０に苗を均等に植え付けることができる。

【0047】

図５は、作業車両１が走行した直線経路Ｌ１から作業経路２１を算定する方法を示す説明図である。
図５に示されるように、作業経路２１は圃場１０においては圃場１０上を進行する経路である直線経路Ｌ（Ｌ１～Ｌ７）と枕地１１上を旋回する経路である旋回経路Ｃ（Ｃ１～Ｃ６）から構成されている。作業車両１が圃場１０の端を縦断するように直線経路Ｌ１まで手動走行すると、直線経路Ｌ１の位置情報が図３の記録部４８１に記録される。図３の経路算定部４８２は、記録部４８１から圃場１０の地図情報と、作業車両１の作業幅Ｗと、直線経路Ｌ１の位置情報とを取得すると、これらの情報から直線経路Ｌ２～Ｌ７と旋回経路Ｃ１～Ｃ６とを算定できるように構成されている。

【0048】

具体的には、経路算定部４８２は、直線経路Ｌ１から作業幅Ｗ離れた位置に、直線経路Ｌ１と平行な直線経路Ｌ２を算定するとともに、直線経路Ｌ１と直線経路Ｌ２をつなぐように旋回経路Ｃ１を算定する。さらに、直線経路Ｌ２から作業幅Ｗ離れた位置に、直線経路Ｌ２と平行な直線経路Ｌ３を算定し、直線経路Ｌ２と直線経路Ｌ３をつなぐように旋回経路Ｃ３を算定する。このプロセスを圃場１０の端に行きつくまで繰り返すことで、直線経路Ｌ２～Ｌ７と旋回経路Ｃ１～Ｃ６とを算定することができる。

【0049】

そして、経路算定部４８２は、得られた直線経路Ｌ１～Ｌ７と旋回経路Ｃ１～Ｃ６とを組み合わせることで、圃場１０全体の走行の基準となる作業経路２１の経路情報を出力することができる。出力された作業経路２１の経路情報は記録部４８１に記録される。

【0050】

このように、作業車両１は圃場１０を一度、縦断（または横断）するように走行することによって、作業経路２１の経路情報を算定でき、作業経路２１に沿って自律的に作業走行ができるようになるので、圃場１０全体を手動操縦によって走行する必要がなく、使用者の手間を省くことができる。

【0051】

また、記録部４８１は作業車両１の走行中に取得した車両の現在位置やステレオカメラ３００により検出した走行基準線２０の情報を走行履歴として記録しているので、圃場１０全体を複数回走行することにより、圃場１０全体に引かれた走行基準線２０や、ＧＰＳからの位置情報の軌跡として得られた作業経路２１を複数記録することもできる。

【0052】

経路算定部４８２は、このようにして記録部４８１に記録された走行履歴から複数の作業経路２１を算定することで、当初に記録された作業経路２１の位置情報を、後に算定された複数の作業経路２１により補正することができるように構成されている。

【0053】

したがって、作業車両１は、圃場１０を複数回走行することにより、作業経路２１に沿った自律走行の精度を向上させることができる。

【0054】

また、経路算定部４８２は、作業車両１の走行中にも自動的に作業経路２１の算定や補正をすることができるように構成されている。そのため、作業経路２１の算定や補正のために作業車両１の走行を停止する必要がなく、作業車両１の作業効率が低下することがない。

【0055】

図６（ａ）は、作業経路２１上に登録されている復帰地点１５を示す模式図であり、図６（ｂ）は、異常を検出した作業車両１が復帰地点１５に移動する様子を示す模式図である。

【0056】

図６（ａ）に示されるように、復帰地点１５は、作業車両１に異常があったときに作業車両１を安全な場所に待機させておくために、作業者によって圃場１０ごとに登録される位置情報であり、復帰地点１５の登録情報は、図３の自動運転制御部４８０の記録部４８
１に記録されている。

【0057】

図６（ｂ）に示されるように、圃場１０について復帰地点１５が登録されていると、作業車両１は、異常検出時に作業走行を中断し、駆動系に異常がない限り作業経路２１上に設定された直近の復帰地点１５まで自律走行によって移動するように構成されている。

【0058】

したがって、作業車両１は、圃場１０を作業走行中に機体に異常が検出されると駆動系に異常がない限り圃場１０について登録された復帰地点１５に移動することによって、圃場１０を脱して枕地１１上に位置することができるので、作業車両１に異常が発生しても圃場１０内に放置されることが少なくなり、メンテナンス性が向上する。

【0059】

また、作業車両１は、復帰地点１５に移動したとき圃場１０外の枕地１１上の位置することができるように、登録可能な復帰地点１５の位置を作業経路２１の旋回経路Ｃ上に限定するように構成されている。

【0060】

復帰地点１５が作業経路２１上に限定されていることで、異常が解消したときに作業車両１が作業走行に復帰しやすく、異常発生に伴う作業効率の悪化を低減することができる。また、復帰地点１５には、常に圃場１０の外周にあたる枕地１１上が選択されるので、異常が検出された作業車両１を確実にメンテナンス性が高い位置に誘導することができる。

【0061】

また、復帰地点１５は、作業経路２１とともに記録部４８１に圃場１０ごとに登録されるので、圃場１０の形状に適するように設定でき、どのような形状の圃場であっても異常が検出された作業車両１を確実にメンテナンス性が高い位置に誘導することができる。

【0062】

図７は、図６（ａ）の復帰地点１５の登録プロセスを示すフローチャートである。
図７に示されるように、作業者によって圃場１０の復帰地点１５が入力されると（ステップＳ１）、自動運転制御部４８０は、記録部４８１を参照して作業経路２１が算定されているかを確認する（ステップＳ２）。

【0063】

自動運転制御部４８０は、作業経路２１が算定されていれば、入力された復帰地点１５が作業経路２１の旋回経路Ｃ上にあるかを判断する（ステップＳ３）。作業経路２１が算定されていなければ、作業経路２１が算定されるまで入力された復帰地点１５の登録を保留して（ステップＳ２ａ）、作業経路２１が算定されるのを待ってから（ステップＳ２ｂ）、入力された復帰地点１５が作業経路２１上にあるかを判断する（ステップＳ４）。

【0064】

そして、入力された復帰地点１５が作業経路２１の旋回経路Ｃ上にあれば、自動運転制御部４８０は、入力された復帰地点１５を圃場１０の復帰地点１５として記録部４８１に登録する（ステップＳ３０１）。

【0065】

このように、復帰地点１５の登録が作業経路２１の算定を待って行われるので、復帰地点１５が旋回経路Ｃ上以外の場所に登録されることがなく、

【0066】

図８は、異常検出時の対応も含めた作業車両１の作業走行の工程を示すフローチャートであり、図９は、図８の異常検出処理の流れを示すフローチャートである。

【0067】

図８に示されるように、自動運転制御部４８０が、あらかじめ算定され、記録部４８１に記録されている作業経路２１に沿って作業車両１の作業走行を開始すると（ステップＳ１０１）、作業走行が完了するまでの間、後述する異常検出処理が行われる（ステップＳ１０２）。自動運転制御部４８０は、位置情報取得装置４５０により自機の位置情報を取
得して、作業車両１が作業走行により作業経路２１の終点を通過したことを確認すると、圃場１０での作業が完了したと判断し（ステップＳ１０３）、圃場１０について復帰地点１５が登録されているかを確認する（ステップＳ１０４）。

【0068】

自動運転制御部４８０は、圃場１０について復帰地点１５が登録されていれば、復帰地点１５の登録を解除してから（ステップＳ１０５）、復帰地点１５が登録されていなければそのまま、記録部４８１に記録されている圃場形状情報に基づいて作業車両１に圃場１０の外周に沿って作業走行させ、枕地１１の作業を行う。（ステップＳ１０６）。

【0069】

図９に示されるように、異常検出処理が開始されると、異常検出部４６０によって作業車両１に異常が発生しているか否かが検査される（ステップＳ２０１）。異常検出部４６０により作業車両１に異常が検出されると、自動運転制御部４８０は、作業を中止するように機器制御部４７０に指令を出す。その旨の指令を受け取った機器制御部４７０は、昇降リンク装置１１３により苗植付装置２００を上昇させるとともに、苗植付装置２００の動作を停止させ、作業車両１の作業を中止させる（ステップＳ２０２）。

【0070】

また、自動運転制御部４８０は、操舵制御部４８３による作業車両１の自動操舵を中止すると（ステップＳ２０３）、異常検出部４６０が検出した異常が作業車両１の駆動系に関するものかを判断するとともに（ステップＳ２０４）、記録部４８１を参照して圃場１０について復帰地点１５が登録されているかを確認する（ステップＳ２０５）。

【0071】

検出された異常が作業車両１の駆動系以外に関するものであり（ステップＳ２０６）、かつ、圃場１０について復帰地点１５が登録されていれば（ステップＳ２０７）、自動運転制御部４８０は、位置情報取得装置４５０により現在位置している異常発生地点の位置情報を取得して記録部４８１に記録するとともに（ステップＳ２０８ａ）、記録部４８１を参照して現在位置から直近の復帰地点１５に作業車両１を移動させる（ステップＳ２０９ａ）。

【0072】

その後、異常検出部４６０によって異常が検出されなくなると、自動運転制御部４８０は、作業車両１の異常が解消したと判断し（ステップＳ２１０ａ）、記録部４８１を参照して移動した復帰地点１５から異常発生地点に戻って作業車両１に作業走行を再開させる（ステップＳ２１１ａ）。

【0073】

一方で、検出された異常が作業車両１の駆動系に関するものであるか、駆動系以外に関するものであっても、圃場１０について復帰地点１５が登録されていなければ、自動運転制御部４８０は、機器制御部４７０に作業車両１の走行を停止するように指令を出し（ステップＳ２０６ｂ）、その旨の指令を受けた機器制御部４７０は、エンジン１３０を停止するとともに液晶パネル５０にエンジン１３０を停止した旨を表示して作業車両１に搭乗している作業者に作業車両１の走行停止を報知する（ステップＳ２０７ｂ）。

【0074】

その後、異常検出部４６０によって異常が検出されなくなると、自動運転制御部４８０は、作業車両１の異常が解消したと判断し（ステップＳ２０８ｂ）、記録部４８１を参照して移動した復帰地点１５から異常発生地点に戻って作業車両１に作業走行を再開させる（ステップＳ２０９ｂ）。

【0075】

このように、作業車両１は、機体に異常が検出されると、作業が停止されるとともに自動操舵が停止されるので、機体の異常により不適切な作業が行われること、例えば、位置情報取得装置４５０やステアリング装置１５０の異常により作業車両１が作業経路２１に沿わずに作業走行したり、昇降リンク装置１１３や苗植付装置２００の異常により苗の植付不良が生じたりすることを防止することができる。

【0076】

また、圃場１０について復帰地点１５が登録されていない場合、作業車両１は走行を停止してその旨を作業者に報知するので、

【0077】

さらに、作業車両１は、圃場１０の作業走行を完了すると、圃場１０について復帰地点１５の登録を解除するので、圃場１０とは別の圃場で作業するときに、その別の圃場を離れて圃場１０の復帰地点１５に移動する危険性がなくなる。

【0078】

図１０は、作業車両１の旋回経路Ｃへの進入の仕方を決定するプロセスを示すフローチャートである。以下では、作業車両１は、図４の作業経路２１に沿って作業走行中であることを想定している。

【0079】

作業車両１は、苗植付装置２００の植付条数によって作業幅が変わるので、それに応じて作業経路２１の旋回経路Ｃの半径の大きさも変化する。作業車両１が所定の植付条数以上、経験的には植付条数が７以上となると、通常の走行で旋回経路Ｃへ進入するのでは、旋回経路Ｃに続く直線経路Ｌへの進入がずれることがある。そこで、自動運転制御部４８０は、作業車両１の植付条数に応じて旋回経路Ｃへ進入の仕方を変えるように構成されている。

【0080】

図１０に示されるように、自動運転制御部４８０は、図５の直進経路Ｌ上を走行中に（ステップＳ４０１）、位置情報取得装置４５０から取得した自機の位置情報と記録部４８１に記録されている圃場形状情報とから、作業車両１が直進経路Ｌから図５の旋回経路Ｃに進入すると判断すると（ステップＳ４０２）、図１の苗植付装置２００を上昇させて苗の植え付けを停止し（ステップＳ４０３）記録部４８１に記録されている作業車両１の植付条数を取得する。

【0081】

自動運転制御部４８０は、取得した作業車両１の植付条数が７以上であった場合（ステップＳ４０４）、所定距離後進した後に操舵制御部４８３から機器制御部４７０に旋回を行うよう指令を出す。その旨の指令を受けた機器制御部４７０は、作業車両１を所定距離後進させた後（ステップＳ４０５）、旋回経路Ｃを沿うように作業車両１を走行させる（ステップＳ４０６）。

【0082】

取得した作業車両１の植付条数が７未満であった場合は、自動運転制御部４８０は、そのまま操舵制御部４８３から機器制御部４７０に旋回を行うよう指令を出し、その旨の指令を受けた機器制御部４７０は、すぐさま旋回経路Ｃを沿うように作業車両１を走行させる。

【0083】

自動運転制御部４８０は、作業車両１が旋回経路Ｃ走行しきったと判断すると、苗植付装置２００を下降させて苗の植え付けと直進走行とを再開する（ステップＳ４０７）。

【0084】

このように、作業車両１が所定の植付条数以上のとき、作業車両１が旋回経路Ｃに進入する前に所定距離後進するように自動運転制御部４８０が作業車両１の走行を制御することにより、植付条数が多くて旋回幅が大きい場合でも旋回経路Ｃから次の直進経路Ｌにずれなく移ることができ、作業車両１が確実に作業経路２１に沿った作業走行を行うことができる。

【0085】

図１１は、図１の作業車両１の苗移植装置２００に設けられた苗載台２８０を示す略背面図である。
図１１に示されるように、苗載台２８０の隣接する各苗レーン２８３は、仕切り板２８４により仕切られている。各苗レーン２８３の左側または右側の仕切り板２８４には、隣接する苗レーン２８３上のマット苗５を検出する苗検出センサ２８８が一定間隔で取り付けられている。苗検出センサ２８８は、対応する苗レーン２８３において、設置位置に近接するマット苗５があると、マット苗５を検出するように構成されている。

【0086】

したがって、各苗レーン２８３において、苗取り出し口２８１の側からいくつの苗検出センサ２８８がマット苗５を検出しているかにより、大まかな苗残量を把握することができる。また、一つの苗レーン２８３において、苗検出センサ２８８の並びの途中でマット苗５を不検出のものがあると、そこでマット苗５の送り不良が生じていることを把握することもできる。

【0087】

また、各苗検出センサ２８８には、ＬＥＤランプである苗位置表示ランプ２８６が設けられており、苗検出センサ２８８がマット苗５を検出すると点灯するように構成されている。苗位置表示ランプ２８６があることによって、視界の悪い夜間においても苗載台２８０の各苗レーン２８３におけるマット苗５の残量や送り不良を作業者が目視により把握することができるので、苗載台２８０に苗がないまま植付作業し、圃場に苗が植付されていない状態、すなわち欠株が発生することを抑止することができる。

【0088】

図１２（ａ）は、苗検出センサ２８８と液晶パネル５０の関係を示すブロック図であり、図１２（ｂ）は、図１１の苗載台２８０に載せられたマット苗５の残量が表示された図１の作業車両１の液晶パネル５０を示す説明図である。

【0089】

図１２（ａ）および図１２（ｂ）に示されるように、機器制御部４７０は、苗植付装置２００に設けられている苗検出センサ２８８が検出した図１１のマット苗５の位置を苗位置情報として取得して、その情報を苗位置表示手段となる液晶パネル５０に、図１１の苗レーン２８３ごとに苗残量が把握できるようにグラフ状に表示するように構成されている。また、機器制御部４７０は、苗検出センサ２８８が検出した苗位置情報に苗送り不良があった場合、苗送り不良が生じている位置に苗送り不良警告５１を表示させるように構成されている。

【0090】

したがって、作業者は、液晶パネル５０を見ることにより、図１の作業車両１に搭乗したまま図１１の苗載台２８０の各苗レーン２８３の苗残量および苗送り不良の有無を把握することができるので、作業車両１の背後を目視する必要がなく、作業効率を悪化させることなく欠株の発生をより抑止することができる。

【0091】

図１３は、図１１の苗載台２８０の苗レーン２８３に取り付けられた苗送り機構５００を示す略平面図であり、図１４は、図１３の苗送り機構５００の略側面図である。

【0092】

苗載台２８０は、各苗レーン２８３の下側に苗送りベルト２８２を備えており、苗レーン２８３に載せられたマット苗５を下方に送ることができるように構成されているが、苗レーン２８３の上側にはマット苗５を下方に送る機構がなく、苗送り不良が生じやすい。これに対しては、苗レーン２８３の上側に苗送り機構５００を設けることで解決を図ることができる。以下にその説明を行う。また、以下では、苗レーン２８３上側の傾斜に沿った方向をＶ方向と呼び、Ｖ方向に垂直な方向をＵ方向と呼ぶ。

【0093】

図１３および図１４に示されるように、苗載台２８０の苗レーン２８３には、苗送り不良が生じたときにマット苗５を下方に送る苗送り機構５００が取り付けられている。苗送り機構５００は、マット苗５を押さえる苗送りバー５０２が取り付けられたアーム５０３と、アーム５０３をＵ方向にスライドさせるアーム昇降部５０４と、アーム昇降部５０４をＶ方向にスライドさせるスライド機構５１０が、金属製のプレート５０１に取り付けられて構成されている。

【0094】

プレート５０１は、仕切り板２８４から延びたプレート支持部５０５によって、マット苗５の苗送りの妨げとならないよう、苗レーン２８３からＵ方向に所定距離離れるように取り付けられている。また、アーム５０３も通常は、マット苗５の苗送りの妨げとならないようアーム昇降部５０４によってＵ方向に引き上げられている。

【0095】

図１５（ａ）は、図１４の苗送り機構５００のアーム５０３が降ろされた状態を示す略側面図であり、図１５（ｂ）は、苗送り機構５００のアーム５０３がスライドしてマット苗５を押し込んだ状態を示す略側面図である。

【0096】

図１５（ａ）および図１５（ｂ）に示されるように、苗レーン２８３に苗送り不良が発生すると、まずアーム昇降部５０４によってアーム５０３がＵ方向に下ろされる。そして、アーム昇降部５０４がスライド機構５１０によってＶ方向にスライドされる。すると、苗レーン２８３の上側で止まっていたマット苗５が苗送りバー５０２によってＶ方向に押し込まれるので、苗レーン２８３の下側に移動する。

【0097】

このように、苗載台２８０の各苗レーン２８３に苗送り機構５００を設けることで、苗送り不良が生じても苗送り機構５００が解消できるので、欠株の発生をよくしするとともに、作業者が手作業で苗送り不良を解消する必要がなくなり、作業効率が向上する。
本発明は、以上の実施態様に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

【0098】

例えば、作業車両１は、ＧＰＳユニット４５１によって自機の位置情報を取得するように構成されているが、位置情報を取得する方式は必ずしもＧＰＳである必要はなく、人工衛星から電波を受信して自機の位置情報を取得できる衛星測位システム（ＧＮＳＳ；Global Navigation Satellite System）であればよい。

【0099】

また、図１の作業車両１は、走行基準線を検出するための基準検出装置としてステレオカメラ３００を備えているが、走行基準線を検出するために必ずしもステレオカメラ３００を用いる必要はなく、作業車両１に単一のカメラやレーダ、レーザセンサなどの他の検出装置を設けて走行基準線を検出可能にしたり、カメラやレーダなどの検出装置を搭載したドローンに走行基準線を検出させ、ドローンとの通信によって作業車両１が走行基準線に関する情報を取得できるようにしたりしてもよい。

【0100】

また、図１２（ｂ）の液晶パネル５０は、苗送り不良が生じている位置に苗送り不良警告５１を表示させるように構成されているが、警告は液晶パネル５０に表示するものに限る必要はなく、液晶パネル５０にスピーカを設けて所定時間苗送り不良が解消されない場合にはブザー音により作業者に苗送り不良の警告を報知するようにしてもよい。

【符号の説明】

【0101】

１ 作業車両
２ 作業車両
５ マット苗
１０ 圃場
１１ 枕地
１２ 畦
１５ 復帰地点
２０ 走行基準線
２１ 作業経路
１００ 走行車体
１０１ａ 前輪
１０１ｂ 後輪
１１０ メインフレーム
１１３ 昇降リンク装置
１２０ 施肥装置
１２１ 肥料ホッパ
１２２ 繰出部
１２３ 施肥ホース
１３１ エンジン
１３２ エンジンカバー
１３３ 操縦部
１３３ａ 操縦席
１３３ｂ ステアリングハンドル
１３３ｃ ステアリングポスト
１３５ フロアステップ
１３９ 予備苗載台
１４８ 線引きマーカ
１４８ａ マーカアーム
１４８ｂ マーカリング
１５０ ステアリング装置
１５１ 電動モータ
２００ 苗植付装置
２１０ 苗植付具
２１３ 施肥ガイド
２１４ 作溝体
２２０ フロート
２８０ 苗載台
２８１ 苗取出口
２８２ 苗送りベルト
２８３ 苗レーン
２８４ 仕切り板
２８６ 苗位置表示ランプ
２８８ 苗検出センサ
３００ ステレオカメラ
３００Ｒ 右カメラ
３００Ｌ 左カメラ
３１０ 支柱
３１０Ｒ 右支柱
３１０Ｌ 左支柱
３２０ ステー
３２０Ｒ 右ステー
３２０Ｌ 左ステー
４５０ 位置情報取得装置
４５１ ＧＰＳユニット
４５２ 方位センサ
４６０ 異常検出部
４７０ 機器制御部
４８０ 自動運転制御部
４８１ 記録部
４８２ 経路算定部
４８３ 操舵制御部
４８４ 映像処理部
５００ 苗送り装置
５０１ プレート
５０２ 苗送りバー
５０３ アーム
５０４ アーム昇降部
５０５ プレート支持部
５１０ スライド機構
Ｃ 旋回経路
Ｌ 直進経路
Ｒ 復帰点

【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】