(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】2022-08-08
(45)【発行日】2022-08-17
(54)【発明の名称】圃場作業システム
(51)【国際特許分類】
A01B 69/00 20060101AFI20220809BHJP
A01C 11/02 20060101ALI20220809BHJP
G05D 1/02 20200101ALI20220809BHJP
【ＦＩ】
A01B69/00 303Z
A01B69/00 301
A01C11/02 331D
G05D1/02 N
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2019001362
(22)【出願日】2019-01-08
(65)【公開番号】P2020110051
(43)【公開日】2020-07-27
【審査請求日】2021-01-12
(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】100118784
【弁理士】
【氏名又は名称】桂川 直己
(72)【発明者】
【氏名】絹田 圭志
【審査官】吉田 英一
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１７－１２３８２９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－１１２０７０（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００９／０２１６４０６（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ０１Ｂ ６９／００
Ａ０１Ｃ １１／０２
Ｇ０５Ｄ １／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
圃場作業機が、圃場の周囲の畦に近づくように直進走行を行い、直進走行後に再び直進走行を行うために旋回走行を行うことを繰り返しながら、当該圃場作業機の作業装置による作業を前記圃場に対して行う圃場作業システムにおいて、前記圃場作業機の位置を取得する位置取得部と、
前記位置取得部により取得された前記圃場作業機の位置を、前記圃場で直進走行と旋回走行とを行う当該圃場作業機の挙動に関連付けて記憶する記憶部と、
前記記憶部により記憶された、前記畦に近接する２点以上の前記圃場作業機の位置に基づいて、畦際領域を推定する第１モードと、前記畦に近接する１点の前記圃場作業機の位置に基づいて、畦際領域を推定する第２モードと、を切換可能な推定部と、
を備えることを特徴とする圃場作業システム。
【請求項2】
請求項１に記載の圃場作業システムであって、前記圃場が、前記圃場作業機の進行方向と直交する第１畦と前記圃場作業機の進行方向に対して傾斜する第２畦とを含む場合に、
前記推定部は、前記第１畦において前記第２モードにより畦際領域を推定し、前記第２畦において前記第１モードにより畦際領域を推定することを特徴とする圃場作業システム。
【請求項3】
請求項１又は２に記載の圃場作業システムであって、前記圃場作業機の挙動は、前記圃場作業機の直進走行から旋回走行への移行、及び、前記圃場作業機の旋回走行から直進走行への移行であり、
前記記憶部は、前記圃場作業機の直進走行から旋回走行への移行時における当該圃場作業機の位置を旋回開始地点とし、かつ、前記圃場作業機の旋回走行から直進走行への移行時における当該圃場作業機の位置を旋回終了地点として記憶し、
前記推定部は、前記第１モードにおいて前記記憶部により記憶された前記圃場作業機の位置のうち、２点の前記旋回終了地点、又は、２点の前記旋回開始地点に基づいて、前記畦際領域を推定することを特徴とする圃場作業システム。
【請求項4】
請求項１から３までの何れか一項に記載の圃場作業システムであって、前記圃場作業機の挙動は、前記圃場作業機の直進走行から旋回走行への移行、及び、前記圃場作業機の旋回走行から直進走行への移行であり、
前記記憶部は、前記圃場作業機の直進走行から旋回走行への移行時における当該圃場作業機の位置を旋回開始地点とし、かつ、前記圃場作業機の旋回走行から直進走行への移行時における当該圃場作業機の位置を旋回終了地点として記憶し、
前記推定部は、前記旋回開始地点若しくは前記旋回終了地点を新たに記憶した位置が前回記憶された旋回開始地点若しくは旋回終了地点を基準に生成された仮想直線から所定距離離れた位置である場合には、新たに記憶された旋回開始地点若しくは旋回終了地点を基準に前記畦際領域を推定することを特徴とする圃場作業システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、圃場作業システムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、圃場において圃場作業機が畦際領域に到達したときに当該圃場作業機を方向転換走行（旋回走行）させる構成が知られている。特許文献１は、この種の構成を開示する。
【0003】
特許文献１に開示される圃場作業車両は、圃場のうち２つの畦間において、直線状の作業走行を行う。圃場作業車両は、２つの畦のうち一方の畦側の地点（作業開始地点）から他方の畦に向かって進み、当該他方の畦側の畦際領域に到達すると、到達した地点を旋回開始地点として記録する。この地点において、圃場作業車両は、作業装置を非作業位置まで上昇させる。圃場作業車両は、記録した旋回開始地点から旋回終了地点まで方向転換走行する。圃場作業車両は、旋回終了地点に到達すると作業装置を作業位置まで下降させる。圃場作業車両は、旋回終了地点から再び直線状の作業走行を行う。このような構成において、圃場作業車両は、旋回開始地点を記録した後、この旋回開始地点と作業開始地点とに基づいて、他の旋回開始地点及び旋回終了地点を推定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１７－１２３８２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記特許文献１に開示される構成は、畦が直線状の作業走行時の進行方向に対して直交する方向に延びることを前提として、畦際領域に対応する旋回開始地点及び旋回終了地点を推定する。従って、例えば変形田の場合で、実際の畦が、直線状の作業走行時の進行方向と直交する方向に対して傾いて延びているときは、実際の畦に応じた正確な旋回開始地点及び旋回終了地点（畦際領域）を推定することができない。そのため、正しくない場所での旋回が行われ、作業効率及び仕上がりが低下するおそれがある。
【0006】
本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、実際の畦に応じた正確な畦際領域を推定することができる圃場作業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】
【0007】
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。
【0008】
本発明の観点によれば、以下の構成の圃場作業システムが提供される。即ち、この圃場作業システムは、圃場作業機が、圃場の周囲の畦に近づくように直進走行を行い、直進走行後に再び直進走行を行うために旋回走行を行うことを繰り返しながら、当該圃場作業機の作業装置による作業を前記圃場に対して行うものである。この圃場作業システムは、位置取得部と、記憶部と、推定部と、を備える。前記位置取得部は、前記圃場作業機の位置を取得する。前記記憶部は、前記位置取得部により取得された前記圃場作業機の位置を、前記圃場で直進走行と旋回走行とを行う当該圃場作業機の挙動に関連付けて記憶する。前記推定部は、前記記憶部により記憶された、前記畦に近接する２点以上の前記圃場作業機の位置に基づいて、畦際領域を推定する第１モードと、前記畦に近接する１点の前記圃場作業機の位置に基づいて、畦際領域を推定する第２モードと、を切換可能である。
【0009】
これにより、畦が圃場作業機の直進走行時の進行方向に対して直交せず、傾いて延びている場合でも、実際の畦の向きに応じた正確な畦際領域を推定することができる。従って、圃場作業機を適切な位置で旋回走行させることができるので、作業効率を高めることができ、仕上がりも綺麗になる。
【0010】
前記の圃場作業システムにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記圃場は、前記圃場作業機の進行方向と直交する第１畦と前記圃場作業機の進行方向に対して傾斜する第２畦とを含む場合に、前記推定部は、前記第１畦において前記第２モードによる畦際領域を推定し、前記第２畦において前記第１モードによる畦際領域を推定する。
【0012】
前記の圃場作業システムにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記圃場作業機の挙動は、前記圃場作業機の直進走行から旋回走行への移行、及び、前記圃場作業機の旋回走行から直進走行への移行である。前記記憶部は、前記圃場作業機の直進走行から旋回走行への移行時における当該圃場作業機の位置を旋回開始地点とし、かつ、前記圃場作業機の旋回走行から直進走行への移行時における当該圃場作業機の位置を旋回終了地点として記憶する。前記推定部は、前記第１モードにおいて前記記憶部により記憶された前記圃場作業機の位置のうち、２点の前記旋回終了地点、又は、２点の前記旋回開始地点に基づいて、前記畦際領域を推定する。
【0013】
畦と旋回開始地点との距離と、畦と旋回終了地点との距離と、を比較すると、差異が大きいことがある。一方、同じ畦際について複数回の旋回走行を行ったときに、それぞれの旋回経路について畦と旋回開始地点との距離だけを取り出して比較した場合は、バラツキが少ないことが多い。同様に、それぞれの旋回経路について畦と旋回終了地点との距離だけを取り出して比較した場合も、バラツキが少ないことが多い。従って、２点の旋回開始地点同士又は２点の旋回終了地点同士を基準とすることで、畦際領域を正確に推定することができる。
【0014】
前記の圃場作業システムにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記圃場作業機の挙動は、前記圃場作業機の直進走行から旋回走行への移行、及び、前記圃場作業機の旋回走行から直進走行への移行である。前記記憶部は、前記圃場作業機の直進走行から旋回走行への移行時における当該圃場作業機の位置を旋回開始地点とし、かつ、前記圃場作業機の旋回走行から直進走行への移行時における当該圃場作業機の位置を旋回終了地点として記憶する。前記推定部は、前記旋回開始地点若しくは前記旋回終了地点を新たに記憶した位置が前回記憶された旋回開始地点若しくは旋回終了地点を基準に生成された仮想直線から所定距離離れた位置である場合には、新たに記憶された旋回開始地点若しくは旋回終了地点を基準に前記畦際領域を推定する。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明の一実施形態に係る圃場作業システムで使用される田植機の側面図。
【図2】田植機の平面図。
【図3】田植機に関するブロック図。
【図4】圃場の畦際領域を推定する処理を示すフローチャート。
【図5】旋回開始地点が記憶される様子を示す図。
【図6】旋回終了地点が記憶される様子を示す図。
【図7】本実施形態の変形例における圃場の畦際領域を示す図。
【図8】本実施形態の変形例における圃場の畦際領域を推定する前の処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【0017】
次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る圃場作業システムで使用される田植機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、田植機１に関するブロック図である。
【0018】
本実施形態の圃場作業システムは、圃場において作業を行う圃場作業機として田植機１を使用し、この田植機１に田植え（苗の植付作業）を行わせるものである。なお、本発明における圃場作用機は、田植機１に限定されるものではなく、例えば、播種機、トラクタ、コンバイン等を使用することができる。
【0019】
【0020】
車体部１１は、ボンネット２１を備えている。ボンネット２１は、車体部１１の前部に設けられている。ボンネット２１の内部には、エンジン２２が設けられている。
【0021】
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。この動力は、ミッションケース２３と、車体部１１の後部に配置されたＰＴＯ軸２４と、を介して、植付部１４にも伝達される。
【0022】
車体部１１は、運転座席２５と、複数の操作部材と、を更に備えている。運転座席２５には、オペレータが座ることができる。運転座席２５は、車体部１１の前後方向において前輪１２と後輪１３の間に配置されている。複数の操作部材は、操舵ハンドル２６と、変速操作ペダル（変速操作部材）２７と、植付昇降レバー（植付昇降操作部材）３０と、を有している。
【0023】
操舵ハンドル２６を操作することにより、田植機１を操舵することができる。変速操作ペダル２７を操作することにより、田植機１の走行速度（車速）を調節することができる。植付昇降レバー３０を操作することにより、植付部１４を昇降させることができる。
【0024】
植付部１４は、車体部１１の後方に配置されている。植付部１４は、昇降リンク機構３１を介して車体部１１に連結されている。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を含む平行リンクにより構成されている。
【0025】
昇降リンク機構３１において、ロワーリンク３１ｂには、昇降装置の昇降シリンダ３２が連結されている。前記昇降装置は、昇降シリンダ３２を伸縮させることによって、植付部１４を車体部１１に対して上下に昇降させることができる。
【0026】
植付部１４は、植付作業を行うための下降位置と、植付作業を行わない上昇位置と、の間で昇降することができる。この上昇位置とは、前記昇降装置が植付部１４を車体部１１に対して最も上昇させた位置である。
【0027】
なお、昇降シリンダ３２は、本実施形態においては油圧シリンダとしているが、電動シリンダとしても良い。また、前記昇降装置は、シリンダ以外のアクチュエータにより植付部１４を昇降させるものであっても良い。
【0028】
植付部１４は、植付入力ケース部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、予備苗台３７と、を備えている。植付部１４は、各植付ユニット３４に対して苗を苗載台３５から順次供給し、苗の植付けを連続的に行うことができる。
【0029】
各植付ユニット３４は、植付伝動ケース部４１と、回転ケース部４２と、を有している。植付伝動ケース部４１には、ＰＴＯ軸２４及び植付入力ケース部３３を介して動力が伝達される。
【0030】
回転ケース部４２は、植付伝動ケース部４１に回転可能に取り付けられている。回転ケース部４２は、植付伝動ケース部４１の車幅方向の両側に配置されている。各回転ケース部４２の一側には、２つの植付爪４３が取り付けられている。
【0031】
２つの植付爪４３は、田植機１の進行方向に並べられている。２つの植付爪４３は、回転ケース部４２の回転に伴い変位する。２つの植付爪４３が変位することにより、１条分の苗の植付が行われる。
【0032】
苗載台３５は、複数の植付ユニット３４の前上方に配置されている。苗載台３５は、苗マットを載置可能である。苗載台３５は、当該苗載台３５に載置された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構成されている。
【0033】
具体的には、苗載台３５は、車幅方向に往復するように横送り移動可能に（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。
【0034】
フロート３６は、植付部１４の下部に揺動可能に設けられている。フロート３６は、植付部１４の植付姿勢を圃場表面に対して安定させるために、当該フロート３６の下面を圃場表面に接触させることができる。
【0035】
予備苗台３７は、車体部１１に対して左右１対で設けられている。予備苗台３７は、ボンネット２１の車幅方向外側に配置されている。予備苗台３７は、予備のマット苗を収容した苗箱を搭載可能である。
【0036】
左右１対の予備苗台３７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２８によって連結されている。連結フレーム２８の車幅方向の中央に、筐体２９が設けられている。筐体２９の内部には、測位アンテナ６１と、慣性計測装置６２と、が設けられている。
【0037】
測位アンテナ６１は、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。測位アンテナ６１により受信された電波に基づいて公知の測位計算が行われることによって、田植機１の位置を取得することができる。
【0038】
上記の測位システムとしては、ＧＰＳ技術（ＧＰＳ衛星）を活用した衛星測位システムが挙げられる。しかし、測位システムはこれに限定されず、準天頂衛星、グロナス衛星等の他の衛星を用いたシステムとすることもできる。また、ＧＮＳＳ技術を活用した測位システムとしては、単独測位、相対測位、ＤＧＮＳＳ測位、ＲＴＫ－ＧＮＳＳ測位等を用いたものを採用することができる。
【0039】
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つの加速度センサと、を有している。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によって、田植機１の測位結果の精度が高められる。
【0040】
図３に示すように、田植機１は、制御部５０を備えている。制御部５０は、公知のコンピュータとして構成されている。制御部５０は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、入出力部を有している。
【0041】
制御部５０は、適宜のセンサにより、植付部１４の昇降位置を取得することができる。例えば、制御部５０は、植付部１４の下降位置から上昇位置への変更、及び、上昇位置から下降位置への変更を検出することができる。
【0042】
制御部５０は、走行制御部５１と、記憶部５２と、推定部５３と、を有している。制御部５０は、慣性計測装置６２と電気的に接続されている。また、制御部５０は、位置取得部６５と、車速センサ６６と、舵角センサ６７と、にそれぞれ電気的に接続されている。
【0043】
位置取得部６５は、測位アンテナ６１と電気的に接続されている。位置取得部６５は、測位アンテナ６１が電波を受信して出力する信号に基づいてＧＮＳＳ測位を行う。この結果、位置取得部６５は、田植機１の位置（現在位置）を例えば緯度及び経度の情報として取得することができる。
【0044】
車速センサ６６は、田植機１の車速を検出することができる。車速センサ６６は、田植機１の適宜の位置、例えば前輪１２の車軸に設けられる。この場合、車速センサ６６は、前輪１２の車軸の回転に応じたパルスを発生させる。
【0045】
舵角センサ６７は、前輪１２の舵角を検出することができる。舵角センサ６７は、田植機１の適宜の位置、例えば前輪１２に設けられた図示しないキングピンに設けられる。なお、舵角センサ６７は、操舵ハンドル２６に設けられても良い。
【0046】
走行制御部５１は、田植機１の走行に関する自動制御を行うことができる。例えば、走行制御部５１は、車速制御及び操舵制御を行うことができる。走行制御部５１は、車速制御及び操舵制御の両方を同時に行っても良いし、操舵制御のみを行うようにしても良い。後者の場合、田植機１の車速は、オペレータが変速操作ペダル２７を用いて操作する。
【0047】
車速制御では、予め定められた条件に基づいて田植機１の車速が調整される。車速制御は、具体的には、走行制御部５１が、車速センサ６６の検出結果により得られた現在の車速を目標の車速に近づける制御を行う。この制御は、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の回転速度のうち、少なくとも一方を変更することにより実現される。なお、この車速制御は、田植機１が停止するように車速をゼロにする制御も含む。
【0048】
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。操舵制御は、具体的には、走行制御部５１が、舵角センサ６７の検出結果により得られた現在の舵角を目標の舵角に近づける制御を行う。この制御は、例えば、操舵ハンドル２６の回転軸に設けられた操舵アクチュエータを駆動することにより実現される。なお、操舵制御に関しては、走行制御部５１が、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しても良い。
【0049】
記憶部５２は、植付作業時に、直進走行及び旋回走行を行う田植機１の位置を当該田植機１の挙動に関連付けて記憶することができる。この田植機１の挙動は、本実施形態においては、植付作業時における田植機１の走行状態の変更である。更に具体的に言えば、田植機１の挙動は、田植機１の直進走行から旋回走行への移行、及び、田植機１の旋回走行から直進走行への移行である。
【0050】
田植機１の走行状態の変更は、本実施形態においては植付部１４の昇降位置の変更（後述するように、植付部１４が下降位置から上昇位置に変更されることと、上昇位置から下降位置に変更されること）に基づいて認識される。ただし、田植機１の走行状態の変更は、例えば、植付部１４への動力伝達の有無の切換に基づいて認識されても良い。植付部１４への動力伝達の状態は、エンジン２２と植付部１４との間の動力伝達機構に設けられた植付クラッチの状態に基づいて検出することができる。
【0051】
推定部５３は、圃場の周囲の畦に近接する２点以上の田植機１の位置に基づいて、この畦に対応する畦際領域を推定する。本実施形態において、２点以上の田植機１の位置は、植付作業時に、田植機１が直進走行から旋回走行へ移行するときの位置（旋回開始地点）と、田植機１が旋回走行から直進走行へ移行するときの位置（旋回終了地点）と、の中から選択される。畦際領域の推定の詳細に関しては後述する。
【0052】
なお、記憶部５２及び推定部５３は、制御部５０に設けられる代わりに、田植機１とは別の部材に設けられても良い。
【0053】
次に、図４から図６を参照して、田植機１の植付作業時に推定部５３が圃場７０の畦際領域７２を推定する処理について説明する。図４は、圃場７０の畦際領域７２を推定する処理を示すフローチャートである。図５及び図６は、旋回開始地点又は旋回終了地点を記憶する処理を説明する模式図である。なお、図６の直進経路７６及び旋回経路７８は田植機１の動作を明示するための想像的な経路であり、田植機１が走行する前に設定している訳ではない。また、本実施形態では、直進経路７６では自動操舵が行われ、旋回経路７８ではオペレータによる手動操舵が行われることを想定している。
【0054】
図５及び図６に示すように、圃場７０の周囲の畦７４のうち互いに概ね対向する２つの畦７４に着目したときに、田植機１は、２つのうち一方の畦７４Ａ側から圃場７０に入る。その後、田植機１は、他方の畦７４Ｂに近づくように直進走行を行い、直進走行後に再び直進走行を行うために旋回走行を行う。田植機１は、このような走行を繰り返す。
【0055】
即ち、田植機１は、直進走行と再度の直進走行との間に旋回走行を挟み、一方の畦７４Ａと他方の畦７４Ｂとの間で往復走行を行う。このときに田植機１が走行する経路は、複数の直進経路７６と、複数の旋回経路７８と、に分けることができる。
【0056】
直進経路７６は、田植機１が直進走行を行うための経路である。直進経路７６は、圃場７０を挟んで対で配置される畦７４Ａ，７４Ｂの間にわたって直線状に延びる。オペレータは、植付作業の開始地点Ａ１から畦７４Ｂに向かって田植機１を直進走行させる。以下の説明では、このときの直進経路７６を第１直進経路７６Ａと呼ぶことがある。次に、オペレータは、第１直進経路７６Ａに対して所定の間隔を保持しながら、畦７４Ｂから畦７４Ａに向かって田植機１を直進走行させる。以下の説明では、このときの直進経路７６を第２直進経路７６Ｂと呼ぶことがある。田植機１が直進走行を繰り返すことにより、植付作業の開始地点Ａ１から順に、第１直進経路７６Ａ、第２直進経路７６Ｂ、第３直進経路７６Ｃ、第４直進経路７６Ｄ、・・・が形成される。複数の直進経路７６は平行に配置される。
【0057】
本実施形態では、前述のとおり、直進走行時において、田植機１の走行制御部５１は、位置取得部６５の測位結果を用いて、田植機１の走行軌跡が直線状の経路に沿うように自動操舵を行う。
【0058】
旋回経路７８は、田植機１が旋回走行を行うための経路である。オペレータは、圃場７０の一方の畦７４Ａに近接した位置、及び、他方の畦７４Ｂに近接した位置で、旋回走行を行う。
【0059】
旋回経路７８のうち植付作業開始時の最初のものは、図６に示すように、第１直進経路７６Ａと第２直進経路７６Ｂとを結ぶように、畦７４Ｂの近傍に配置される。最初の旋回経路７８を第１旋回経路７８Ａとした場合、次に第２直進経路７６Ｂと第３直進経路７６Ｃとを結ぶ第２旋回経路７８Ｂが、畦７４Ａの近傍に配置される。次に、第３直進経路７６Ｃと第４直進経路７６Ｄとを結ぶ第３旋回経路７８Ｃが、畦７４Ｂの近傍に配置される。このように、旋回経路７８は、２つの畦７４Ａ，７４Ｂの近傍に交互に配置される。
【0060】
圃場７０において、田植機１は、以下のようにして、直進走行及び旋回走行を交互に行う。
【0061】
即ち、図５に示すように、田植機１は、植付作業時、まず圃場７０において、一方の畦７４Ａ側に位置する植付作業の開始地点Ａ１から他方の畦７４Ｂに向かって直進走行を行う。田植機１が畦７４Ｂに対して適切な距離まで近づくと、オペレータは操舵ハンドル２６を手で操作して、田植機１の旋回を開始する。このタイミングで、直進走行が終了する。
【0062】
次に、田植機１は、直進走行から旋回走行に移行する。図６に示すように、田植機１は、圃場７０の畦７４Ｂ付近において、その進行方向を反転させるために旋回走行を行う。田植機１の方向転換が完了すると、オペレータは操舵ハンドル２６を手で操作して、田植機１の直進を開始する。このタイミングで、旋回走行が終了する。
【0063】
続いて、田植機１は、旋回走行から直進走行に移行する。田植機１は、圃場７０において、他方の畦７４Ｂ側から一方の畦７４Ａに向かって再び直進走行を行う。田植機１は、先の直進走行時とは逆向きに進む。田植機１が畦７４Ａに対して適切な距離まで近づくと、オペレータは操舵ハンドル２６を手で操作して、田植機１の旋回を開始する。このタイミングで、直進走行が終了する。
【0064】
そして、田植機１は、直進走行から旋回走行に移行する。田植機１は、圃場７０の畦７４Ａ付近において、その進行方向を反転させるために旋回走行を行う。田植機１の方向転換が完了すると、オペレータは操舵ハンドル２６を手で操作して、田植機１の直進を開始する。このタイミングで、旋回走行が終了する。
【0065】
田植機１は、このような直進走行から旋回走行への移行、又は、旋回走行から直進走行への移行を適宜行いながら、直線走行時に圃場７０に対して植付作業を行う。田植機１は、直進走行時には、植付部１４を下降位置に保持して、植付部１４により苗を圃場７０に植え付ける。一方、田植機１は、旋回走行時には、植付部１４を上昇位置に保持して、苗を圃場に植え付けない。植付部１４の昇降位置の変更は、オペレータが植付昇降レバー３０を手で操作することにより行われる。
【0066】
このような構成において、田植機１の植付作業時に、推定部５３が圃場７０の畦際領域７２を推定する処理が行われる。オペレータは、直進走行と旋回走行とを切り換えるときの田植機１の位置的基準として、圃場７０の形状（畦７４の形状）を内側に所定距離だけオフセットした想像的な境界を目安とするが、畦際領域７２は、その境界の外側の領域であると考えることができる。この境界に植付部１４が到達したタイミングで、オペレータは、植付部１４の上昇位置／下降位置の切換を行う。
【0067】
畦際領域７２の幅（言い換えれば、圃場７０を内側にオフセットする距離）は、田植機１の最小旋回半径等を考慮して、オペレータが定める。後に田植機１が畦際領域７２を走行して植付作業を行う場合は、畦際領域７２の幅を定める際に、植付部１４の作業幅及び適宜のマージンが考慮される。
【0068】
具体的には、図４のフローチャートのような処理が行われる。田植機１が圃場７０において植付部１４による植付作業を行いながら直進走行を行っているとき、制御部５０は、植付部１４が下降位置から上昇位置へ変更されたか否かを判定する（ステップＳ１０１）。
【0069】
ステップＳ１０１において、植付部１４が下降位置から上昇位置へ変更されたと判断した場合、制御部５０は、そのときの田植機１の位置を位置取得部６５により取得する（ステップＳ１０２）。制御部５０は、位置取得部６５により取得した田植機１の位置を、植付部１４が下降位置から上昇位置へ変更された旨の情報と関連付けて、記憶部５２に記憶させる（ステップＳ１０３）。
【0070】
詳しくは、制御部５０は、植付部１４の下降位置から上昇位置への変更を検出することによって、田植機１が直進走行から旋回走行に移行したという田植機１の挙動を認識する。そして、制御部５０において、記憶部５２が、田植機１が直進走行から旋回走行へ移行したときの位置を、田植機１の旋回開始地点Ｓ１として記憶する。
【0071】
なお、旋回開始地点Ｓ１は、田植機１の直進走行が終了する地点であるとともに、田植機１が旋回走行を開始する地点である。また、旋回開始地点Ｓ１は、苗の植付が行われないように植付部１４が下降位置から上昇位置に変更される地点と考えることもできる。
【0072】
ステップＳ１０３の処理の後、制御部５０は、植付部１４が上昇位置から下降位置へ変化したか否かを判定する（ステップＳ１０４）。
【0073】
ステップＳ１０４において、植付部１４が上昇位置から下降位置へ変更されたと判断した場合、制御部５０は、そのときの田植機１の位置を位置取得部６５により取得する（ステップＳ１０５）。制御部５０は、位置取得部６５により取得した田植機１の位置を、植付部１４が上昇位置から下降位置へ変更された旨の情報と関連付けて、記憶部５２に記憶させる（ステップＳ１０６、図４）。
【0074】
詳しくは、制御部５０は、植付部１４が上昇位置から下降位置への変更を検出することによって、田植機１が旋回走行から直進走行に移行したという田植機１の挙動を認識する。そして、制御部５０において、記憶部５２が、田植機１の旋回走行から直進走行へ移行したときの位置を、田植機１の旋回終了地点Ｅ１として記憶する。
【0075】
なお、旋回終了地点Ｅ１は、田植機１の旋回走行が終了する地点であるとともに、田植機１が直進走行を開始する地点である。また、旋回終了地点Ｅ１は、苗の植付が行われるように植付部１４が上昇位置から下降位置に変更される地点と考えることもできる。
【0076】
制御部５０において、記憶部５２が田植機１の旋回開始地点Ｓ１と旋回終了地点Ｅ１とを記憶すると、この記憶部５２により記憶された旋回開始地点Ｓ１と旋回終了地点Ｅ１とに基づいて、推定部５３が第２畦際領域７２Ｂを推定する（ステップＳ１０７）。
【0077】
旋回開始地点Ｓ１と旋回終了地点Ｅ１とを結ぶ仮想直線は、上述の想像的な境界を表していると考えることができる。そこで、推定部５３は、平面視で旋回開始地点Ｓ１と旋回終了地点Ｅ１とを結ぶ直線を含む直線Ｌ１を求め、これが田植機１の直進時の進行方向と直交する方向に対してなす角度φを算出する。推定部５３は、その算出された角度φに基づいて、畦７４Ｂの形状、及び、第２畦際領域７２Ｂを推定する。
【0078】
図５には矩形でない圃場７０の例が示され、平面視で、畦７４Ｂが田植機１の直進走行時の進行方向に対して直交せず傾いている。この場合でも、旋回開始地点Ｓ１及び旋回終了地点Ｅ１の位置関係を基準にすることで、第２畦際領域７２Ｂを、実際の畦７４Ｂの形状に即した傾いた領域として正しく推定することができる。
【0079】
そして、制御部５０は、田植機１が再び直進走行から旋回走行への移行、及び、この旋回走行から更に再び直進走行への移行を行うとき、一方の畦７４Ａ付近において田植機１の走行状態の変更を上記と同様に認識する。これに応じて、記憶部５２が旋回開始地点Ｓ２と旋回終了地点Ｅ２とを記憶する。推定部５３は、記憶された旋回開始地点Ｓ２と旋回終了地点Ｅ２とに基づいて、畦７４Ａに対応する第１畦際領域７２Ａを推定する。
【0080】
推定部５３が畦際領域７２（第２畦際領域７２Ｂ及び第１畦際領域７２Ａ）を推定した後、制御部５０は、次の田植機１の直進走行中に、旋回開始地点が近いことをオペレータに報知することができる。具体的には、制御部５０は、位置取得部６５から得られた田植機１の現在位置に基づいて、次の旋回開始地点（現在の直進走行の終了点）までの距離を計算する。次の旋回開始地点は、直進走行している田植機１の経路を延長した直線が畦際領域７２に到達する点として求めることができる。制御部５０は、計算により得られた距離を所定の閾値と比較し、距離が閾値以下である場合には、田植機１が備える図略の報知部が適宜の報知動作を行うように制御する。
【0081】
報知部による報知の手段としては、田植機１において、警告音を発生させたり、警告ランプを点灯させたり、操舵ハンドル２６近傍に設けられた表示部に警告を表示したりすること等が挙げられる。報知のタイミングは、上記閾値の設定により適宜変更可能である。
【0082】
植付作業は田植機１の後部の植付部１４にて行われるので、直進走行時にオペレータは運転座席２５から後方を見ていることが多く、旋回開始のタイミングを誤ってしまうことも少なくない。この点、上記の構成とすれば、例えば田植機１が第３直進経路７６Ｃを直進走行しているときに、旋回開始地点Ｓ３に田植機１が間もなく到達することをオペレータに知らせることができる。これにより、田植機１の旋回走行時における植付部１４の上昇位置への移行を確実に行うことができる。
【0083】
なお、田植機１の直進走行時に、走行制御部５１による自動走行が行われても良い。この場合、制御部５０が、オペレータに報知を行うことに加えて、走行制御部５１により旋回開始地点に向かって田植機１を自動的に減速させることもできる。なお、このときの田植機１の減速には、次の旋回開始地点において田植機１を停止させる場合が含まれる。
【0084】
旋回開始地点Ｓ３で田植機１が旋回走行を開始した後の第３旋回経路７８Ｃにおいて、旋回終了地点Ｅ３に間もなく到達することをオペレータに報知したり、それに伴う自動的な走行制御を行ったりすることもできる。
【0085】
本実施形態において、田植機１は、推定部５３により推定された畦際領域７２を走行することができる。例えば、田植機１は、畦際領域７２よりも内側の領域（内側領域８２）で植付作業を完了した後、畦際領域７２を、植付作業を行うために走行する。そして、制御部５０は、畦際領域７２のうち作業領域を通過するとき、走行制御部５１により田植機１の自動操舵を行う。この作業領域とは、畦際領域７２のうち、植付作業を行うための領域である。
【0086】
以上に説明したように、本実施形態の圃場作業システムは、田植機１が、圃場７０の周囲の畦７４に近づくように直進走行を行い、直進走行後に再び直進走行を行うために旋回走行を行うことを繰り返しながら、植付部１４による植付作業を圃場７０に対して行うものである。この圃場作業システムは、位置取得部６５と、記憶部５２と、推定部５３と、を備える。位置取得部６５は、田植機１の位置（現在位置）を取得可能である。記憶部５２は、位置取得部６５により取得された田植機１の位置を、圃場７０で直進走行と旋回走行とを行う当該田植機１の挙動に関連付けて記憶可能である。推定部５３は、記憶部５２により記憶された、畦７４に近接する２点以上の田植機１の位置に基づいて、この畦７４に対応する畦際領域７２を推定可能である。
【0087】
これにより、例えば図５のように畦７４Ｂが田植機１の直進走行時の進行方向に対して直交せず、傾いて延びている場合でも、実際の畦７４Ｂの向きに応じた正確な畦際領域７２を推定することができる。従って、直進走行と旋回走行との切換等に関して確実な制御（例えば、上述の報知の制御）を行うことができる。この結果、田植機１を適切な位置で旋回走行させることができるので、作業効率を高めることができ、仕上がりも綺麗になる。
【0088】
また、本実施形態の圃場作業システムにおいて、田植機１の挙動は、当該田植機１の直進走行から旋回走行への移行、及び、当該田植機１の旋回走行から直進走行への移行である。そして、記憶部５２が、田植機１の直進走行から旋回走行への移行時における当該田植機１の位置を旋回開始地点Ｓ１として記憶し、かつ、田植機１の旋回走行から直進走行への移行時における当該田植機１の位置を旋回終了地点Ｅ１として記憶する。推定部５３が、記憶部５２により記憶された田植機１の位置のうち、隣接する旋回開始地点Ｓ１と旋回終了地点Ｅ１とに基づいて畦際領域７２を推定する。
【0089】
これにより、畦際領域７２を容易に推定することができる。例えば、田植機１が一度の旋回走行を行うだけで、畦際領域７２を推定することができる。
【0090】
また、本実施形態の圃場作業システムは、推定部５３により推定された畦際領域７２において、田植機１が畦際領域７２のうちの田植機１の作業領域を通過するように、田植機１の自動操舵を行う。
【0091】
畦７４Ｂに対してほぼ等しい距離となるタイミングで田植機１が所定の挙動を行うことを複数回反復することで、推定部５３により推定された畦際領域７２は、前述のとおり、畦７４Ｂに対して略平行に延びる。そのため、得られた畦際領域７２に沿って自動操舵を行うことで、畦際領域７２の圃場作業の際、自動操舵することでオペレータの負担を軽減することができ、ひいては全体の仕上がりを綺麗にすることができる。
【0092】
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。
【0093】
推定部５３は、畦７４が延びる方向において当該畦７４側で旋回開始地点の両隣に位置する２点の旋回終了地点、又は、旋回終了地点の両隣に位置する２点の旋回開始地点を少なくとも含む複数の地点から、畦際領域を推定するようにしても良い。例えば、推定部５３は、図６に示すように旋回終了地点Ｅ１の両隣に位置する旋回開始地点Ｓ１及び旋回開始地点Ｓ３から第２畦際領域７２Ｂを推定しても良い。
【0094】
同一の旋回経路７８において、旋回開始地点と旋回終了地点とでは田植機１の向きが１８０°異なる。従って、直進走行から旋回走行への移行と、旋回走行から直進走行への移行とでは、それぞれ異なる独特の操作スキルが要求される。このことから、例えば、畦７４Ｂと旋回開始地点Ｓ１との距離と、畦７４Ｂと旋回終了地点Ｅ１との距離と、を比較すると、オペレータの熟練にもよるが、差異が大きいことがある。このバラツキは、畦際領域７２を推定する精度に影響を与える。
【0095】
一方、同じ畦７４Ｂの畦際について複数回の旋回走行を行ったときに、畦７４Ｂと旋回開始地点Ｓ１，Ｓ２，・・・との距離だけを取り出して比較した場合は、バラツキが少ないことが多い。同様に、畦７４Ｂと旋回終了地点Ｅ１，Ｅ２，・・・との距離だけを取り出して比較した場合も、バラツキが少ないことが多い。従って、２点の旋回開始地点同士又は２点の旋回終了地点同士を基準とすることで、畦際領域７２を正確に推定することができる。オペレータの癖等の要因により、２点の旋回開始地点同士で推定した畦際領域と２点の旋回終了地点同士で推定した畦際領域との間に差が生じることがある。その場合、推定部５３は、田植機１の周囲に余裕を確保する観点から、より広い畦際領域を推定する。
【0096】
推定部５３は、畦際領域７２を推定するために、隣接する旋回開始地点及び旋回終了地点からなる２点の田植機１の位置を使用することに代えて、少なくとも１つの旋回開始地点と少なくとも１つ旋回終了地点とを含む３点以上の田植機１の位置を使用しても良い。例えば、推定部５３は、第２畦際領域７２Ｂを推定するために、旋回開始地点Ｓ１と、旋回終了地点Ｅ１と、旋回終了地点Ｅ１に隣接する旋回開始地点Ｓ３と、を使用しても良い。また、畦際領域７２の推定のために、３つ以上の旋回開始地点Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，・・・を使用しても良いし、３つ以上の旋回終了地点Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，・・・を使用しても良い。３つ以上の点が与えられたときは、上述の角度φを求めるための直線は、公知の方法、例えば最小二乗法により求めることができる。
【0097】
推定部５３のモードとして、上述のように２つ以上の点に基づいて畦際領域７２を推定する第１モードと、例えば旋回開始地点の１点だけで畦際領域７２を推定する第２モードと、を切換可能に構成しても良い。第２モードでは、推定部５３は、得られた１点から、上述の角度φを９０°とみなして直線を引くことで、畦際領域７２を推定する。１つの圃場７０において、対向する畦７４Ａ，７４Ｂのそれぞれについてモードを指定できるようにしても良い。
【0098】
植付部１４の動力伝達の有無の切換、及び、植付部１４の上昇／下降は、オペレータの操舵ハンドル２６の操作に連動して自動的に行われても良い。
【0099】
推定部５３が推定した畦際領域７２の形状、上述の境界を示す直線Ｌ１等を、適宜の表示部（例えば、液晶ディスプレイ）に表示しても良い。
【0100】
推定部５３が第２畦際領域７２Ｂを推定した後、制御部５０が、圃場７０の新たな畦際領域を推定するようにしても良い。この場合、制御部５０は、推定部５３による第２畦際領域７２Ｂの推定後も田植機１の旋回開始地点／旋回終了地点を記憶部５２に連続して記憶し、最新の旋回開始地点／旋回終了地点が推定部５３により得られた直線Ｌ１上に位置しないと判断した場合に、畦際領域の形状が変化したことを把握する。そして、制御部５０は、新たな畦際領域の推定が必要と判断し、推定部５３により新たな畦際領域を推定する。この構成は、例えば、圃場７０が図７に示す別の畦７４Ｃに対応する新たな畦際領域（第３畦際領域７２Ｃ）を備える場合に用いることができる。別の畦７４Ｃは、圃場７０において畦７４Ｂに接続しつつ、異なる方向に延びるものである。ここで、旋回開始地点／旋回終了地点が直線Ｌ１上に位置するとは、旋回開始地点／旋回終了地点が、直線Ｌ１を基準として所定の許容範囲内に位置することを意味する。
【0101】
図７に示す例では、第３畦際領域７２Ｃの推定は前記実施形態と同様に行われるが、その推定前に図８のフローチャートのような処理が行われる。具体的には、制御部５０は、推定部５３による第２畦際領域７２Ｂの推定後、植付部１４の昇降位置が変更されたか否かを判定する（ステップＳ２０１）。制御部５０は、植付部１４の昇降位置が変更されたと判断した場合、そのときの田植機１の位置を位置取得部６５により取得する（ステップＳ２０２）。制御部５０は、位置取得部６５により取得した田植機１の位置を、植付部１４の昇降位置が変更された旨の情報と関連付けて、記憶部５２に記憶させる（ステップＳ２０３）。そして、制御部５０は、記憶部５２に記憶させた田植機１の位置を旋回開始地点／旋回終了地点として、この旋回開始地点／旋回終了地点が直線Ｌ１上に位置するか否かを判定する（ステップＳ２０４）。例えば、図７に示す旋回終了地点Ｅ５と直線Ｌ１との距離Ｄ１が所定以上であれば、当該旋回終了地点Ｅ５が直線Ｌ１から外れており、新しい畦際領域（第３畦際領域７２Ｃ）の推定が必要であることを意味する。従って、制御部５０は、その後の旋回開始地点／旋回終了地点の位置に基づいて、推定部５３により第３畦際領域７２Ｃを推定する（ステップＳ２０５）。
【0102】
上述の教示を考慮すれば、本発明が多くの変更形態及び変形形態をとり得ることは明らかである。従って、本発明が、添付の特許請求の範囲内において、本明細書に記載された以外の方法で実施され得ることを理解されたい。
【符号の説明】
【0103】
１ 田植機（圃場作業機）
１４ 植付部（作業装置）
５２ 記憶部
５３ 推定部
６５ 位置取得部
７０ 圃場
７２ 畦
７４ 畦際領域
１４ 植付部（作業装置）
５２ 記憶部
５３ 推定部
６５ 位置取得部
７０ 圃場
７２ 畦
７４ 畦際領域
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】