特許 7098769 自律走行システム

(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】2022-07-01

(45)【発行日】2022-07-11

(54)【発明の名称】自律走行システム

(51)【国際特許分類】

   A01B 69/00 20060101AFI20220704BHJP

   A01C 11/02 20060101ALI20220704BHJP

   A01B 63/10 20060101ALI20220704BHJP

   G05D 1/02 20200101ALI20220704BHJP

【ＦＩ】

A01B69/00 303M

A01B69/00 303U

A01C11/02 322B

A01C11/02 342Q

A01B63/10 E

G05D1/02 N

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2021023793

(22)【出願日】2021-02-17

(62)【分割の表示】P 2018061059の分割

【原出願日】2018-03-28

(65)【公開番号】P2021097678

(43)【公開日】2021-07-01

【審査請求日】2021-02-23

(73)【特許権者】

【識別番号】000006781

【氏名又は名称】ヤンマーパワーテクノロジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001933

【氏名又は名称】特許業務法人 佐野特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】三宅 康司

(72)【発明者】

【氏名】中村 翔一

【審査官】坂田 誠

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１２３８２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２１８９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－２１３４４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平４－３６５４０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平４－３６５４０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平５－１５７１４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平６－１１３６０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０７３２９４２４（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ０１Ｂ ６９／００

Ａ０１Ｃ １１／０２

Ａ０１Ｂ ６３／１０

Ｇ０５Ｄ １／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基準経路を作成する基準経路作成部と、
植付部を備えた田植機の位置を取得する位置取得部と、
前記位置取得部が取得した前記田植機の位置を用いて、前記基準経路に平行であって開始点と終了点を結ぶ経路である直線経路に沿って少なくとも操舵を自律的に行って前記田植機を走行させる走行制御部と、
前記植付部を下降させて植付作業を行う下降状態と、前記植付部を上昇させて植付作業を行わない上昇状態と、の間で当該植付部の高さを変更させる昇降装置と、
前記植付部に取り付けられた接地体の高さを前記下降状態において検出する接地センサと、
前記田植機の旋回後に前記植付部が下降した後に前記接地体が圃場表面に接触した時の位置を前記開始点として登録する開始点登録部と、
前記開始点を前記基準経路に平行に延長した線と、一本前の前記直線経路の前記開始点を前記基準経路に垂直に延長した線と、の交点を前記終了点として登録する終了点登録部と、
を備えることを特徴とする自律走行システム。

【請求項2】

請求項１に記載の自律走行システムであって、
前記田植機から前記終了点までの距離が閾値以下であるか当該終了点を超えたと判定した場合に、当該終了点が近い又は当該終了点を超えた旨の報知、及び、前記田植機の減速の少なくとも何れかの処理を行うことを特徴とする自律走行システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、主として、直線経路に沿って少なくとも操舵を自律的に行う自律走行システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、予め作成された走行経路に沿って作業車両を自律的に走行させるシステムが知られている。走行経路は、例えば、直線経路と、旋回経路と、に分けることができる。特許文献１では、この直線経路のみについて、作業車両に自律走行を行わせるシステムが開示されている。

【0003】

特許文献１の田植機は、オペレータが作業の開始時にＡボタンを操作することで開始点を設定し、畦際領域の手前等で旋回する前にオペレータがＢボタンを操作することで終了点を設定する。また、この田植機は、開始点と終了点を接続する直線経路を平行移動することで、次の終了点と開始点を推測して次に直線経路を作成する処理を行う。また、特許文献１には、開始点及び終了点をボタンで設定することに代えて、苗植付装置の上昇及び下降等の車両挙動に基づいて設定することも記載されている。

【0004】

特許文献２の田植機は、苗植付機構の近傍に配置されたフロートを備える。また、この田植機は、フロートが圃場に接地したか否かの検出結果を用いて、作業開始と作業終了とを検出する処理を行う。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１７－１２３８２９号公報

【文献】特開２０１６－２１８９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１のようにオペレータがボタンで設定した開始点及び終了点は誤差が大きくなり易い。しかしながら、車両挙動に基づいて開始点及び終了点を設定する場合においても、例えば作業装置の下降には時間が掛かるため、開始点を的確に決定することは困難である。また、特許文献２に示すフロートには一般的に様々な部材が取り付けられていることで揺動範囲が制限されたり、また設定等によっても揺動範囲が変化することがあるため、作業開始等のタイミングを正確に検出できない。

【0007】

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その主要な目的は、直線経路に沿って走行する際の開始点及び終了点を自動的かつ正確に登録可能な自律走行システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段及び効果】

【0008】

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

【0009】

本発明の観点によれば、以下の構成の自律走行システムが提供される。即ち、この自律走行システムは、基準経路作成部と、位置取得部と、走行制御部と、昇降装置と、フロートセンサと、接地センサと、昇降制御部と、開始点登録部と、終了点登録部と、を備える。前記基準経路作成部は、基準経路を作成する。前記位置取得部は、植付部を備えた田植機の位置を取得する。前記走行制御部は、前記位置取得部が取得した前記田植機の位置を用いて、前記基準経路に平行であって開始点と終了点を結ぶ経路である直線経路に沿って少なくとも操舵を自律的に行って前記田植機を走行させる。前記昇降装置は、前記植付部を下降させて植付作業を行う下降状態と、前記植付部を上昇させて植付作業を行わない上昇状態と、の間で当該植付部の高さを変更させる。前記フロートセンサは、前記植付部に取り付けられたフロートの位置を前記下降状態において検出する。前記接地センサは、前記植付部に取り付けられた接地体の高さを前記下降状態において検出する。前記昇降制御部は、前記接地センサの検出結果に基づいて前記フロートの沈下量を算出して前記フロートセンサの検出結果を補正し、補正後の前記フロートセンサの検出結果に基づいて、前記昇降装置を制御する。前記開始点登録部は、前記田植機の旋回後に前記植付部が下降した後に前記接地体が圃場表面に接触した時の位置を前記開始点として登録する。前記終了点登録部は、前記開始点を前記基準経路に平行に延長した線と、一本前の前記直線経路の前記開始点を前記基準経路に垂直に延長した線と、の交点を前記終了点として登録する。

【0010】

これにより、フロートではなく接地センサの検出結果を用いることで、植付部が下降した位置を正確に検出できる。そのため、開始点及び終了点を自動的かつ正確に登録することができる。また、昇降制御部の制御で用いるセンサを用いて開始点及び終了点を登録するため、別途センサを設ける構成と比較して、部品点数及びコストを低減できる。

【0011】

前記の自律走行システムにおいては、前記田植機から前記終了点までの距離が閾値以下であるか当該終了点を超えたと判定した場合に、当該終了点が近い又は当該終了点を超えた旨の報知、及び、田植機の減速の少なくとも何れかの処理を行うことが好ましい。

【0012】

これにより、正確な位置に登録された終了点に基づいて、終了点が近い（又は超えた）旨の報知を行ったり、田植機の減速を行ったりすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の一実施形態に係る自律走行システムに備えられる田植機の側面図。

【図2】田植機の平面図。

【図3】植付部周辺の様子を示す側面図。

【図4】接地体の揺動機構を示す斜視図。

【図5】自律走行システムのブロック図。

【図6】開始点及び終了点を推測する処理及び直線経路を作成する処理を示すフローチャート。

【図7】開始点Ａ１及び終了点Ｂ１に基づいて基準経路が作成される様子を示す図。

【図8】開始点Ａ１、開始点Ａ２、及び基準経路に基づいて終了点Ｂ２が推測される様子を示す図。

【図9】開始点Ａ２、開始点Ａ３、及び基準経路に基づいて終了点Ｂ３が推測される様子を示す図。

【図10】終了点までの距離に基づいて行う処理を示すフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0014】

次に、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。本実施形態の自律走行システム１００は、圃場内で田植え（苗の植付け）を行う田植機１に自律走行を行わせるためのシステムである。ここで、自律走行とは、少なくとも操舵を自律的に行って田植機１を走行させることを意味する。本実施形態では、無線通信端末７を用いてオペレータが自律走行に関する設定を行い、その設定に基づいて田植機１が自律走行を行う。また、本実施形態では、オペレータの乗車中において田植機１に自律走行を行わせる構成であるが、オペレータが乗車していない田植機１に自律走行を行わせることもできる。

【0015】

初めに、本実施形態の田植機１について、図１から図５を参照して説明する。図１は、田植機１の側面図である。図２は、田植機１の平面図である。図３は、植付部１４周辺の様子を示す側面図である。図４は、接地体３７の揺動機構９０を示す斜視図である。図５は、自律走行システム１００のブロック図である。図１及び図２に示すように、田植機１は、車体部１１と、左右１対の前輪１２と、左右一対の後輪１３と、植付部１４と、を備える。

【0016】

車体部１１の前部に配置されたボンネット２１の内部には、エンジン２２が配置されている。エンジン２２が発生させた動力はミッションケース２３を介して前輪１２及び後輪１３に伝達される。ミッションケース２３を介して伝達された動力は、車体部１１の後部に配置されたＰＴＯ軸２４を介して植付部１４にも伝達される。車体部１１の前後方向で前輪１２と後輪１３の間の位置には、オペレータが搭乗する運転座席２５が設けられている。運転座席２５の前方には、オペレータが田植機１を操舵するための操舵ハンドル２６が配置されている。

【0017】

植付部１４は、車体部１１の後方に昇降リンク機構３１を介して連結されている。昇降リンク機構３１は、トップリンク３１ａ及びロワーリンク３１ｂ等を含む平行リンク構造により構成されている。ロワーリンク３１ｂには昇降シリンダ（昇降装置）３２が連結されている。この構成で、昇降シリンダ３２を伸縮させることにより、植付部１４全体を上下に昇降させることができる。これにより、植付部１４を下降させて植付作業を行う下降状態と、植付部１４を上昇させて植付作業を行わない上昇状態と、の間で当該植付部の高さを変更させることができる。また、詳細は後述するが、圃場の高さ及び設定等に応じて、植付部１４の高さを調整することもできる。なお、昇降シリンダ３２は油圧シリンダであるが、電動シリンダを用いてもよい。また、シリンダ以外のアクチュエータにより植付部１４を昇降させる構成であってもよい。

【0018】

植付部１４は、植付入力ケース３３と、複数の植付ユニット３４と、苗載台３５と、複数のフロート３６と、接地体３７と、予備苗台３８と、を主として備えている。

【0019】

それぞれの植付ユニット３４は、植付伝動ケース４１と、回転ケース４２と、を備える。植付伝動ケース４１には、ＰＴＯ軸２４及び植付入力ケース３３を介して動力が伝達される。それぞれの植付伝動ケース４１には、車幅方向の両側に回転ケース４２が取り付けられている。それぞれの回転ケース４２には、田植機１の進行方向に並べて２つの植付爪４３が取り付けられている。これらの２つの植付爪４３により、１条分の植付が行われる。

【0020】

図１に示すように、苗載台３５は、植付ユニット３４の前上方に配置されており、苗マットを載置可能に構成されている。苗載台３５は、往復で横送り移動可能（横方向にスライド可能）に構成されている。また、苗載台３５は、当該苗載台３５の往復移動端で苗マットを間欠的に下方に縦送り搬送可能に構成されている。この構成により、苗載台３５は、苗マットの苗を各植付ユニット３４に対して供給できるようになっている。こうして、田植機１では、各植付ユニット３４に対して苗を順次供給し、連続的に苗の植付けを行うことができる。

【0021】

図１に示すフロート３６は、植付部１４の下部に揺動可能に取り付けられている。フロート３６は、その下面が圃場表面に接触することができるように配置されている。フロート３６が圃場表面に接触することにより、苗を植え付ける前の田面が整地される。また、フロート３６の後端は昇降可能に取り付けられており、フロート３６の前端は揺動可能に支持されている。また、フロート３６の揺動角はフロートセンサ６８によって検出される。フロートの揺動角は、基本的には、圃場表面と植付部１４の距離に対応している。田植機１は、フロート３６の揺動角が目標角に近づくように例えばフィードバック制御を用いて昇降シリンダ３２を動作させて植付部１４を上下に昇降させることにより、基本的には、植付部１４の対地高さを一定に保つことができる。また、圃場の水分量が多く圃場が軟らかい場合、フロート３６は圃場表面に沈み込み易くなる。一方で、圃場の水分量が少なく圃場が硬い場合は、フロート３６は圃場表面に沈み込みにくくなる。

【0022】

接地体３７は、フロート３６の車幅方向の外側にそれぞれ揺動可能に取り付けられている。接地体３７は側面視で略Ｌ字状（圃場表面に沿うように延びる部分と斜め上方に延びる部分がある形状）である。また、図４に示すように、接地体３７は細長い棒状の部材を並べた形状（櫛歯状）である。接地体３７は、自重により下方に垂れ下
がっており、圃場表面の凹凸形状に沿うように揺動する。接地体３７は、フロート３６と比較して、圃場表面の凹凸形状に敏感に反応する。言い換えれば、フロート３６が圃場の軟らかさに応じて検出結果にバラツキが生じるのに対し、接地体３７は圃場の軟らかさに関係なく、圃場表面に沿うように揺動する。

【0023】

接地体３７は、図３及び図４に示す揺動機構９０により揺動可能に支持されており、接地センサ６９はこの揺動角度（図３の角度θ）を検出する。具体的に説明すると、左右一対の接地体３７は、左右一対の平板状のステー９１にそれぞれ固定されている。これらのステー９１は、クランク状に折り曲げられた左右一対の連結部材９２にそれぞれ固定されている。また、左右一対の連結部材９２は揺動軸９３によって連結されている。接地体３７、ステー９１、及び連結部材９２は、揺動軸９３を回転軸として一体的に回転する。

【0024】

また、揺動軸９３には、図３に示すようにギアカバー９４が取り付けられている。図４では、ギアカバー９４を取り外した状態の揺動機構９０が示されている。即ち、ギアカバー９４の内部には、第１セクタギア９５が取り付けられている。第１セクタギア９５は揺動軸９３と一体的に回転する。また、揺動機構９０は、揺動軸９３と平行に配置された従動軸９７を備える。従動軸９７には第２セクタギア９６が取り付けられている。第１セクタギア９５と第２セクタギア９６は噛み合っている。

【0025】

この構成により、接地体３７が揺動することで揺動軸９３が回転する。また、揺動軸９３の回転に応じて従動軸９７が回転する。また、従動軸９７には、センサ軸９８が固定されている。そのため、接地センサ６９は従動軸９７の回転角度を検出することができる。この従動軸９７の回転角度に基づいて、揺動軸９３の回転角度（即ち、揺動角度）が検出される。また、本実施形態では接地センサ６９が直接的に検出する角度は従動軸９７の回転角度であるが、揺動軸９３の回転角度であってもよい。なお、接地体３７の揺動角度に基づいて行う制御は後述する。

【0026】

予備苗台３８は、ボンネット２１の車幅方向外側に配置されており、予備のマット苗を収容した苗箱を搭載可能である。左右一対の予備苗台３８の上部同士は、上下方向及び車幅方向に延びる連結フレーム２７によって互いに連結されている。連結フレーム２７の車幅方向の中央には、筐体２８が配置されている。筐体２８の内部には、測位アンテナ６１と、慣性計測装置６２と、通信アンテナ６３と、が配置されている。測位アンテナ６１は、衛星測位システム（ＧＮＳＳ）を構成する測位衛星からの電波を受信することができる。この電波に基づいて公知の測位計算が行われることにより、田植機１の位置を取得することができる。慣性計測装置６２は、３つのジャイロセンサ（角速度センサ）と３つの加速度センサを備える。この慣性計測装置６２が検出する田植機１の角速度及び加速度が補助的に用いられることで、田植機１の測位結果の精度が高められている。通信アンテナ６３は、無線通信端末７と無線通信を行うためのアンテナである。

【0027】

図５に示すように、田植機１は制御部５０を備える。制御部５０は公知のコンピュータとして構成されており、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力部等を備える。ＣＰＵは、各種プログラム等をＲＯＭから読み出して実行することができる。ＲＯＭには、各種のプログラムやデータが記憶されている。そして、上記のハードウェアとソフトウェアの協働により、制御部５０を、記憶部５１と、走行制御部５２、昇降制御部５３として動作させることができる。制御部５０は、１つのハードウェアであってもよいし、互いに通信可能な複数のハードウェアであってもよい。また、制御部５０には、上記の慣性計測装置６２に加え、位置取得部６４と、通信処理部６５と、車速センサ６６と、舵角センサ６７と、が接続されている。

【0028】

位置取得部６４は、測位アンテナ６１に電気的に接続されている。位置取得部６４は、測位アンテナ６１で受信した電波に基づく測位信号から、田植機１の位置を例えば緯度及び経度の情報として取得する。位置取得部６４は、図示しない基準局からの測位信号を適宜の方法で受信した上で、公知のＧＮＳＳ－ＲＴＫ法を利用して測位を行う。しかしながら、これに代えて、例えばディファレンシャルＧＮＳＳを用いた測位、又は単独測位等が行われてもよい。あるいは、無線ＬＡＮ等の電波強度に基づく位置取得又は慣性航法による位置取得等が行われてもよい。

【0029】

通信処理部６５は、通信アンテナ６３に電気的に接続されている。この通信処理部６５は、適宜の方式で変調処理又は復調処理を行って、無線通信端末７との間でデータの送受信を行うことができる。

【0030】

車速センサ６６は、田植機１の適宜の位置、例えば前輪１２の車軸に配置されている。車速センサ６６は、例えば車軸の回転に応じたパルスを発生させるように構成されている。車速センサ６６で得られた検出結果のデータは、制御部５０へ出力される。

【0031】

舵角センサ６７は、前輪１２の舵角を検出するセンサである。舵角センサ６７は例えば前輪１２に設けられた図示しないキングピンに備えられている。舵角センサ６７で得られた検出結果のデータは、制御部５０へ出力される。なお、舵角センサ６７を操舵ハンドル２６に備える構成としてもよい。

【0032】

フロートセンサ６８は、フロート３６の後端を支持するリンク機構に設けられてリンク高さｈ０を検出するポテンショメータ等のセンサと、フロート３６の前端を支持する揺動機構に設けられてフロート３６の揺動角を検出するポテンショメータ等のセンサと、を含んで構成されている。リンク高さｈ０は、植付爪４３の爪出量（植付爪４３の先端部とフロート３６の底面との距離）である。また、フロート３６の揺動角からは、圃場表面から植付部１４までの距離を検出できるが、この距離にはフロート３６の沈下量ｄの影響が含まれている。

【0033】

接地センサ６９は、接地体３７を支持する揺動機構に設けられて接地体３７の揺動角を検出するポテンショメータ等のセンサである。この揺動角に基づいて、圃場表面から植付部１４までの距離を正確に検出できる。

【0034】

走行制御部５２は、田植機１の車速制御及び操舵制御を行う。走行制御部５２は、車速制御と操舵制御を同時に行うこともできるが、何れか一方のみを行うこともできる。例えば、走行制御部５２が操舵制御のみを行う場合、車速はオペレータが手動で操作する。

【0035】

車速制御とは、予め定められた条件に基づいて田植機１の車速を調整する制御である。具体的には、走行制御部５２は、車速センサ６６の検出結果により得られた現在の車速が目標の車速に近づくように、ミッションケース２３内の変速装置の変速比、及び、エンジン２２の回転速度の少なくとも一方を変更する。なお、この車速制御には、車速をゼロにして田植機１を停止させる制御も含まれる。

【0036】

操舵制御とは、予め定められた条件に基づいて田植機１の舵角を調整する制御である。具体的には、走行制御部５２は、舵角センサ６７の検出結果により得られた現在の舵角が目標の舵角に近づくように、例えば操舵ハンドル２６の回転軸（ステアリングシャフト）に設けられた操舵アクチュエータを駆動する。なお、走行制御部５２は、操舵ハンドル２６の回動角度ではなく、田植機１の前輪１２の操舵角を直接調整する構成であってもよい。

【0037】

昇降制御部５３は、予め定められた条件に基づいて昇降シリンダ３２を制御することで、植付部１４の高さを制御可能である。昇降制御部５３には、フロートセンサ６８及び接地センサ６９の検出結果が入力されている。昇降制御部５３は、フロートセンサ６８の検出結果（揺動角に基づいて算出される距離）と、接地センサ６９の検出結果（揺動角に基づいて算出される距離）と、を比較することで、フロート３６の沈下量ｄを算出する。昇降制御部５３は、更に、この沈下量ｄと上記のリンク高さｈ０とを加算することで、植付深さｈを算出する。このように、接地センサ６９の検出結果からフロートセンサ６８の沈下量を算出し、この沈下量に基づいて植付深さｈを算出できる。植付深さｈを算出することで、苗の植付けが適切に行われているか否かを判定できる。昇降制御部５３は、この判定結果に基づいて昇降シリンダ３２を制御することで、植付部１４の高さを調整する。

【0038】

無線通信端末７は、タブレット型のコンピュータである。無線通信端末７は、通信アンテナ７１と、通信処理部７２と、表示部７３と、操作部７４と、制御部８０と、を備える。なお、無線通信端末７はタブレット型のコンピュータに限るものではなく、スマートフォン又はノートパソコンであってもよい。無線通信端末７は、後述のように田植機１の自律走行に関する様々な処理を行うが、この処理の少なくとも一部を田植機１の演算装置が行うこともできる。逆に、田植機１が行う自律走行に関する様々な処理の少なくとも一部を無線通信端末７が行うこともできる。

【0039】

通信アンテナ７１は、田植機１と無線通信を行うための近距離通信用のアンテナと、携帯電話回線及びインターネットを利用した通信を行うための携帯通信用アンテナと、を含んで構成されている。通信処理部７２は、通信アンテナ７１に電気的に接続されている。通信処理部７２は、適宜の方式で変調処理又は復調処理を行って、無線通信端末７又は他の機器との間でデータの送受信を行うことができる。

【0040】

表示部７３は、液晶ディスプレイ又は有機ＥＬディスプレイ等であり、画像を表示可能に構成されている。表示部７３は、例えば、自律走行に関する情報、田植機１の設定に関する情報、各種センサの検出結果、及び警告情報等を表示することができる。操作部７４は、タッチパネルと、ハードウェアキーと、を含んでいる。タッチパネルは、表示部７３に重ねて配置されており、オペレータの指等による操作を検出可能である。ハードウェアキーは、無線通信端末７の筐体の側面又は表示部７３の周囲等に配置されており、オペレータが押圧することで操作可能である。なお、無線通信端末７は、タッチパネルとハードウェアキーの何れか一方のみを備える構成であってもよい。

【0041】

制御部８０は公知のコンピュータとして構成されており、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力部等を備える。ＣＰＵは、各種プログラム等をＲＯＭから読み出して実行することができる。ＲＯＭには、各種のプログラムやデータが記憶されている。そして、上記のハードウェアとソフトウェアの協働により、制御部８０を、記憶部８１、開始点登録部８２、終了点登録部８３、基準経路作成部８４、直線経路作成部８５、減速指示部８６として動作させることができる。制御部８０の各部が行う処理は後述する。

【0042】

次に、図６から図９を参照して、開始点及び終了点を登録しつつ直線経路に沿って田植機１に自律走行を行わせる処理について説明する。図６は、開始点及び終了点を推測する処理及び直線経路を作成する処理を示すフローチャートである。図７から図９は、このときの流れを示す模式図である。

【0043】

本実施形態では、開始点と終了点が次々と登録され、これらを結ぶ直線経路に沿って田植機１に自律走行を行わせる。走行制御部５２は直線経路に沿うように自律的に操舵を行い、それ以外の処理（車速、旋回、植付部１４の高さ等）オペレータが操作する。開始点は、直線経路に沿った走行を開始する位置であるとともに、植付作業を開始する位置でもある。また、終了点は、直線経路に沿った走行を終了して次の直線経路に移動するための旋回を行う位置であるとともに、植付作業を終了する位置でもある。

【0044】

また、以下の説明では、最初に登録される開始点を開始点Ａ１とし、それ以降に登録される開始点を順に、開始点Ａ２、開始点Ａ３、・・・と称する。同様に、最初に登録される終了点を終了点Ｂ１とし、それ以降に登録される終了点を順に、終了点Ｂ２、終了点Ｂ３、・・・と称する。

【0045】

無線通信端末７は、オペレータから直線経路に沿った自律走行の指示を受けることで、開始点を登録す
るための画面を表示する。この画面には、開始点に到達したとオペレータが判断したときに、その旨を指示する開始点登録ボタンが表示されている。そして、オペレータがこの開始点登録ボタンを操作することで、無線通信端末７（開始点登録部８２）は開始点Ａ１の登録を行う（Ｓ１０１、図７）。詳細には、無線通信端末７（開始点登録部８２）は、オペレータが開始点登録ボタンを操作した時点の田植機１の位置（位置取得部６４の算出結果、又はそれを補正した値）を、田植機１（制御部５０）から受信して、開始点Ａ１の位置を登録する（記憶部８１に記憶される、以下同様）。

【0046】

この時点では終了点は確定していないので、操舵についてもオペレータが操舵ハンドル２６を用いて調整する。また、オペレータは、開始点Ａ１から植付作業を開始する。そして、植付作業の終了点に到達したタイミングで、無線通信端末７に表示されている終了点登録ボタンを操作する。これにより、無線通信端末７（終了点登録部８３）は終了点Ｂ１の登録を行う（Ｓ１０２、図７）。詳細には、無線通信端末７（終了点登録部８３）は、オペレータが終了点登録ボタンを操作した時点の田植機１の位置を、田植機１（制御部５０）から受信して、終了点Ｂ１の位置を登録する。

【0047】

これにより、開始点Ａ１と終了点Ｂ１が登録される。無線通信端末７（基準経路作成部８４）は、これらを結ぶことで基準経路を作成する（Ｓ１０３、図７）。基準経路とは、後に作成される直線経路の方向を定める経路である。言い換えれば、直線経路は、基準経路に平行となるように作成される。

【0048】

なお、無線通信端末７ではなく田植機１が備える操作部をオペレータが操作することで開始点Ａ１及び終了点Ｂ１の登録が行われてもよい。

【0049】

その後、オペレータは、植付部１４を上昇させるとともに田植機１を旋回させて田植機１の向きを反転させ、再び植付部１４を下降させる。ここで、従来では田植機１の車両挙動に基づいて、次の開始点Ａ２を自動的に登録することが行われているが、植付部１４が植付作業を行う位置まで下降したタイミング又は位置を正確に特定することは容易ではない。また、フロートセンサ６８の検出結果に基づいてこのタイミングを検出することも可能だが、フロート３６は植付深さの設定又はフロート３６に取り付けられた部材の影響等により揺動範囲が変わるため、このタイミングを正確に検出することは困難である。

【0050】

以上の点に鑑み、本実施形態では接地体３７が圃場表面に接触したタイミングを次の開始点Ａ２として登録する。具体的には、無線通信端末７（開始点登録部８２）は、接地センサ６９の検出結果が変化したタイミング（接地体３７が圃場表面に接触して揺動が開始したタイミング）の田植機１の位置を開始点Ａ２として登録する（Ｓ１０４、図８）。

【0051】

次に、無線通信端末７（終了点登録部８３）は、次の終了点Ｂ２を推測する処理を行う。具体的には、終了点登録部８３は、開始点Ａ２を通り基準経路に平行な線Ｌ１と、開始点Ａ１を通り平面視において基準経路に垂直な線Ｌ２と、の交点を終了点Ｂ２として登録する（Ｓ１０５、図８）。

【0052】

次に、無線通信端末７（直線経路作成部８５）は、開始点Ａ２と終了点Ｂ２とを結ぶ直線経路を作成し、田植機１に対して直線経路に沿って自律走行を行うように指示する（Ｓ１０６）。ここで作成される直線経路は、上記の線Ｌ１のうち、終了点Ｂ２までの部分の線分である。上述したように、走行制御部５２は、この直線経路に沿って走行するように上記の操舵制御を行う。

【0053】

また、直線経路に沿って自律走行を行っている間、無線通信端末７（減速指示部８６）は、図１０に示す処理を行う。図１０は、終了点までの距離に基づいて行う処理を示すフローチャートである。無線通信端末７は、田植機１から次の終了点（現在走行中の直線経路の終了点）までの距離を計測し、この距離が閾値以下であるか否かを判定する（Ｓ２０１）。減速指示部８６は、この距離が閾値以下である場合、終了点が近いことをオペレータに報知するとともに、田植機１（走行制御部５２）に減速を指示する。なお、無線通信端末７（終了点登録部８３）は、終了点を推測した後に、当該終了点の位置を田植機１へ送信し、田植機１側で図１０の制御を行ってもよい。報知としては、警告音を発生させたり、警告ランプを点灯させたり、タブレット等の表示部７３への警告の表示等がある。また、減速には、田植機１の停止も含まれる。これにより、終了点を超えて田植機１が走行されることを防止できる。なお、上記の処理の前に、上記の閾値より大きい値の補助閾値を設定し、終了点までの距離が補助閾値以下となったタイミングで、オペレータに旋回を促すこともできる。

【0054】

次に、オペレータは、終了点Ｂ２の近傍で、植付部１４を上昇させるとともに再び旋回を行って田植機１の向きを反転させる。そして、旋回後にオペレータは、再び植付部１４を下降させる。ステップＳ１０４と同様に、無線通信端末７（開始点登録部８２）は、接地体３７が圃場表面に接触したタイミングを次の開始点Ａ３として登録する（Ｓ１０７、図９）。

【0055】

次に、終了点登録部８３は、ステップＳ１０５と同様に、開始点Ａ３を通り基準経路に平行な線Ｌ３と、開始点Ａ２を通り基準経路に垂直な線Ｌ４と、の交点を終了点Ｂ３として登録する（Ｓ１０８、図９）。そして、直線経路作成部８５は、開始点Ａ３と終了点Ｂ３とを結ぶ直線経路を作成し、田植機１に対して直線経路に沿って自律走行を行うように指示する（Ｓ１０９）。なお、各直線経路の間隔はオペレータが行った旋回に依存するため、間隔にバラツキが生じるが間隔を均等にするような自律走行が困難場合もあるため、本実施形態では間隔の調整は行わない。

【0056】

このように、接地センサ６９の検出結果による開始点Ａｎの登録、開始点Ａｎと開始点Ａｎ－１に基づいた終了点Ｂｎの推測、開始点Ａｎと終了点Ｂｎを接続した直線経路の作成及び自律走行が繰り返し行われる。また、終了点は、接地センサ６９の検出結果に基づく正確な開始点に基づいて推測される。そのため、この的確な位置を示す終了点に基づいて、オペレータに旋回を促したり、田植機１を減速させたりすることができる。

【0057】

以上に説明したように、本実施形態の自律走行システム１００は、基準経路作成部８４と、位置取得部６４と、走行制御部５２と、昇降シリンダ３２と、フロートセンサ６８と、接地センサ６９と、昇降制御部５３と、開始点登録部８２と、終了点登録部８３と、を備える。基準経路作成部８４は、基準経路を作成する。位置取得部６４は、植付部１４を備えた田植機１の位置を取得する。走行制御部５２は、位置取得部６４が取得した田植機１の位置を用いて、基準経路に平行であって開始点と終了点を結ぶ経路である直線経路に沿って少なくとも操舵を自律的に行って田植機１を走行させる。昇降シリンダ３２は、植付部１４を下降させて植付作業を行う下降状態と、植付部１４を上昇させて植付作業を行わない上昇状態と、の間で当該植付部１４の高さを変更させる。フロートセンサ６８は、植付部１４に取り付けられたフロート３６の位置を下降状態において検出する。接地センサ６９は、植付部１４に取り付けられた接地体３７の高さを下降状態において検出する。昇降制御部５３は、接地センサ６９の検出結果に基づいてフロート３６の沈下量を算出してフロートセンサ６８の検出結果を補正し、補正後のフロートセンサ６８の検出結果に基づいて、昇降シリンダ３２を制御する。開始点登録部８２は、田植機１の旋回後に植付部１４が下降した後に接地体３７が圃場表面に接触した時の位置を開始点として登録する。終了点登録部は、開始点を基準経路に平行に延長した線（線Ｌ１、線Ｌ３）と、一本前の直線経路の開始点を基準経路に垂直に延長した線（線Ｌ２、線Ｌ４）と、の交点を終了点として登録する。

【0058】

これにより、フロート３６ではなく接地センサ６９の検出結果を用いることで、植付部１４が下降した位置を正確に検出できる。そのため、開始点及び終了点を自動的かつ正確に登録することができる。また、昇降制御部５３の制御で用いるセンサ（接地センサ６９）を用いて開始点及び終了点を登録するため、別途センサを設ける構成と比較して、部品点数及びコストを低減できる。

【0059】

また、本実施形態の自律走行システム１００は、田植機１から終了点までの距離が閾値以下であるか当該終了点を超えたと判定した場合に、当該終了点が近い又は当該終了点を超えた旨の報知、及び、田植機１の減速の少なくとも何れかの処理を行う。

【0060】

これにより、正確な位置に登録された終了点に基づいて、終了点が近い（又は超えた）旨の報知を行ったり、田植機１の減速を行ったりすることができる。

【0061】

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。

【0062】

上記実施形態では、接地体３７はフロート３６の車幅方向両側に合計２つ配置されるが、１つであってもよいし３つ以上であってもよい。また、接地体３７がフロート３６と前後方向に並ぶように配置されていてもよい。

【0063】

上記実施形態では、直線経路を走行する場合、走行制御部５２は操舵のみを制御するが、車速制御が更に行われる構成であってもよい。

【0064】

上記実施形態では田植機１と無線通信端末７とが無線通信を行うが、有線通信を行う構成であってもよい。

【符号の説明】

【0065】

１ 田植機 ７ 無線通信端末 ３２ 昇降シリンダ（昇降装置） ５２ 走行制御部 ６４ 位置取得部 ８２ 開始点登録部 ８３ 終了点登録部 ８４ 基準経路作成部 ８５ 直線経路作成部 ８６ 減速指示部 １００ 自律走行システム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】