特許 7454487 走行経路生成システム、走行経路生成方法、及び走行経路生成プログラム

(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】2024-03-13

(45)【発行日】2024-03-22

(54)【発明の名称】走行経路生成システム、走行経路生成方法、及び走行経路生成プログラム

(51)【国際特許分類】

   G05D 1/43 20240101AFI20240314BHJP

   G05D 1/648 20240101ALI20240314BHJP

   A01B 69/00 20060101ALI20240314BHJP

【ＦＩ】

G05D1/43

G05D1/648

A01B69/00 303Q

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2020192959

(22)【出願日】2020-11-20

(65)【公開番号】P2022081791

(43)【公開日】2022-06-01

【審査請求日】2023-02-20

【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）（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生物系特定産業技術研究支援センター「革新的技術開発・緊急展開事業（うち人工知能未来農業創造プロジェクト）」、「ＡＩ（人工知能）を活用した牧草生産の省力化・自動化技術の開発」委託研究、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願

(73)【特許権者】

【識別番号】720001060

【氏名又は名称】ヤンマーホールディングス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100167302

【弁理士】

【氏名又は名称】種村 一幸

(74)【代理人】

【識別番号】100135817

【弁理士】

【氏名又は名称】華山 浩伸

(74)【代理人】

【識別番号】100181869

【弁理士】

【氏名又は名称】大久保 雄一

(72)【発明者】

【氏名】岩瀬 卓也

(72)【発明者】

【氏名】白藤 大貴

【審査官】田中 友章

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－１８４９７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２１１７３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０４３８３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０１８２６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１３６０３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１５８５３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０３１３７３５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０５Ｄ １／００

Ａ０１Ｂ ６９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の走行領域において、作業機を右方向又は左方向にオフセットして牽引する作業車両を自律走行させるための走行経路を生成する走行経路生成システムであって、
前記走行領域に関する情報と、前記作業車両に関する情報と、前記作業車両による作業に関する情報とを含む設定情報を取得する取得処理部と、
前記取得処理部により取得される前記設定情報に基づいて、第１直進経路と、第１旋回方向に第１旋回角度で前進旋回する、前記第１直進経路に続く第１旋回経路と、前記第１旋回方向とは反対方向の第２旋回方向に第２旋回角度で前進旋回する、前記第１旋回経路に続く第２旋回経路とにより構成される第１走行経路を生成する生成処理部と、
を備える走行経路生成システム。

【請求項2】

前記作業機は、前記作業車両の旋回に伴って、前記作業車両の左右方向の第１中心軸と、前記作業機の左右方向の第２中心軸であって前記作業機の左右の車輪中心を通る中心軸に直交する第２中心軸との間に、前記作業車両の旋回角度に応じた角度が形成されるように前記作業車両に対して回転可能に接続されている、
請求項１に記載の走行経路生成システム。

【請求項3】

前記生成処理部は、さらに、前記取得処理部により取得される前記設定情報に基づいて、第２直進経路と、前記第１旋回方向に前記第１旋回角度で前進旋回する、前記第２直進経路に続く第３旋回経路と、前記第３旋回経路に続く所定の直進距離を有する第３直進経路と、前記第２旋回方向に前記第２旋回角度で前進旋回する、前記第３直進経路に続く第４旋回経路とにより構成される第２走行経路を生成する、
請求項１又は２に記載の走行経路生成システム。

【請求項4】

前記直進距離は、前記作業車両が作業を行う作業領域と、前記作業車両及び前記作業機の位置関係とに基づいて設定される、
請求項３に記載の走行経路生成システム。

【請求項5】

前記作業車両及び前記作業機の位置関係は、前記作業車両に対する前記作業機の右方向又は左方向へのオフセット距離、前記作業車両から前記作業機までの距離、前記作業機の作業幅、及び前記作業機の車輪の中心間距離の少なくともいずれかを含む、
請求項４に記載の走行経路生成システム。

【請求項6】

前記第１走行経路及び前記第２走行経路は、前記走行領域において前記作業機を矩形状に前進旋回させる旋回経路を含む、
請求項３～５のいずれかに記載の走行経路生成システム。

【請求項7】

前記作業機は、前記旋回経路において、前記作業機の前記第１旋回方向側の車輪を回転中心として前進旋回する、
請求項６に記載の走行経路生成システム。

【請求項8】

前記走行経路は、前記走行領域において前記作業車両を外側から内側に向けて走行させる走行経路であり、
前記第１走行経路は、前記走行領域における最外周の走行経路に対応し、前記第２走行経路は、前記走行領域における最外周よりも内側の走行経路に対応する、
請求項３～７のいずれかに記載の走行経路生成システム。

【請求項9】

前記第１旋回角度は１３５度であり、前記第２旋回角度は４５度である、
請求項３～８のいずれかに記載の走行経路生成システム。

【請求項10】

現作業工程における前記第１旋回経路は、前記作業車両の後輪の車軸中心が、前作業工程の未作業領域における前記作業車両の進行方向の端部以降で開始する、
請求項１～９のいずれかに記載の走行経路生成システム。

【請求項11】

一又は複数のプロセッサーが、所定の走行領域において、作業機を右方向又は左方向にオフセットして牽引する作業車両を自律走行させるための走行経路を生成する走行経路生成方法であって、
前記一又は複数のプロセッサーが、
前記走行領域に関する情報と、前記作業車両に関する情報と、前記作業車両による作業に関する情報とを含む設定情報を取得する取得ステップと、
前記取得ステップにより取得される前記設定情報に基づいて、第１直進経路と、第１旋回方向に第１旋回角度で前進旋回する、前記第１直進経路に続く第１旋回経路と、前記第１旋回方向とは反対方向の第２旋回方向に第２旋回角度で前進旋回する、前記第１旋回経路に続く第２旋回経路とにより構成される第１走行経路を生成する生成ステップと、
を実行する走行経路生成方法。

【請求項12】

所定の走行領域において、作業機を右方向又は左方向にオフセットして牽引する作業車両を自律走行させるための走行経路を生成する走行経路生成プログラムであって、
前記走行領域に関する情報と、前記作業車両に関する情報と、前記作業車両による作業に関する情報とを含む設定情報を取得する取得ステップと、
前記取得ステップにより取得される前記設定情報に基づいて、第１直進経路と、第１旋回方向に第１旋回角度で前進旋回する、前記第１直進経路に続く第１旋回経路と、前記第１旋回方向とは反対方向の第２旋回方向に第２旋回角度で前進旋回する、前記第１旋回経路に続く第２旋回経路とにより構成される第１走行経路を生成する生成ステップと、
を一又は複数のプロセッサーに実行させるための走行経路生成プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、作業車両の自律走行経路を生成する走行経路生成システム、走行経路生成方法、及び走行経路生成プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、予め設定された自律走行経路に従って作業車両を自律走行させることが可能なシステムが知られている。例えば特許文献１には、測位ユニットを備え、設定された目標走行経路に沿って自動操舵される自動操舵機能と人為的に操舵する人為操舵機能とを有する自動操舵システムが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１６－２４５４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、前記作業車両には、当該作業車両に対して左右一方側にオフセットして作業機を取り付け、当該作業機を牽引しながら走行することにより当該作業機に所定の作業を行わせることが可能な作業車両がある。例えば、トラクタは、左右一方側にオフセットされたトレーラを牽引しながら圃場内を走行することにより草刈作業などを行う。

【0005】

前記作業車両に対して左右一方側にオフセットして作業機を牽引走行する構成では、旋回経路において現作業工程と前作業工程との間で未作業領域（刈り残し）が生じる可能性がある。例えば、作業車両が圃場内において外周から内周へ向かって渦巻状に走行する場合には、９０度に旋回する旋回経路において、現作業工程と前作業工程との境界が一致せず、未作業領域が生じる可能性がある。

【0006】

本発明の目的は、作業機を左右一方側にオフセットして牽引する作業車両において、作業機による未作業領域が発生し難い走行経路を生成することが可能な走行経路生成システム、走行経路生成方法、及び走行経路生成プログラムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る走行経路生成システムは、所定の走行領域において、作業機を右方向又は左方向にオフセットして牽引する作業車両を自律走行させるための走行経路を生成するシステムである。前記走行経路生成システムは、取得処理部と生成処理部とを備える。前記取得処理部は、前記走行領域に関する情報と、前記作業車両に関する情報と、前記作業車両による作業に関する情報とを含む設定情報を取得する。前記生成処理部は、前記取得処理部により取得される前記設定情報に基づいて、直進経路と、第１旋回方向に第１旋回角度で旋回する、前記直進経路に続く第１旋回経路と、前記第１旋回方向とは反対方向の第２旋回方向に第２旋回角度で旋回する、前記第１旋回経路に続く第２旋回経路とにより構成される第１走行経路を生成する。

【0008】

本発明に係る走行経路生成方法は、一又は複数のプロセッサーが、所定の走行領域において、作業機を右方向又は左方向にオフセットして牽引する作業車両を自律走行させるための走行経路を生成する方法である。前記一又は複数のプロセッサーは取得ステップと生成ステップとを実行する。前記取得ステップは、前記走行領域に関する情報と、前記作業車両に関する情報と、前記作業車両による作業に関する情報とを含む設定情報を取得する。前記生成ステップは、前記取得ステップにより取得される前記設定情報に基づいて、直進経路と、第１旋回方向に第１旋回角度で旋回する、前記直進経路に続く第１旋回経路と、前記第１旋回方向とは反対方向の第２旋回方向に第２旋回角度で旋回する、前記第１旋回経路に続く第２旋回経路とにより構成される第１走行経路を生成する。

【0009】

本発明に係る走行経路生成プログラムは、所定の走行領域において、作業機を右方向又は左方向にオフセットして牽引する作業車両を自律走行させるための走行経路を生成するプログラムである。前記走行経路生成プログラムは、取得ステップと生成ステップとを含む。前記取得ステップは、前記走行領域に関する情報と、前記作業車両に関する情報と、前記作業車両による作業に関する情報とを含む設定情報を取得する。前記生成ステップは、前記取得ステップにより取得される前記設定情報に基づいて、直進経路と、第１旋回方向に第１旋回角度で旋回する、前記直進経路に続く第１旋回経路と、前記第１旋回方向とは反対方向の第２旋回方向に第２旋回角度で旋回する、前記第１旋回経路に続く第２旋回経路とにより構成される第１走行経路を生成する。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、作業機を左右一方側にオフセットして牽引する作業車両において、作業機による未作業領域が発生し難い走行経路を生成することが可能な走行経路生成システム、走行経路生成方法、及び走行経路生成プログラムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、本発明の実施形態に係る走行経路生成システムの構成を示す図である。

【図2】図２は、本発明の実施形態に係る作業車両の一例を示す外観図である。

【図3】図３は、本発明の実施形態に係る作業車両の走行経路の一例を示す図である。

【図4】図４は、従来の作業車両により生じる未作業領域の一例を示す図である。

【図5】図５は、本発明の実施形態に係る作業車両及び作業機の位置関係を示す図である。

【図6A】図６Ａは、本発明の実施形態に係る作業車両が旋回した場合の作業車両及び作業機の位置関係を示す図である。

【図6B】図６Ｂは、本発明の実施形態に係る作業車両が旋回した場合の作業車両及び作業機の位置関係を示す図である。

【図6C】図６Ｃは、本発明の実施形態に係る作業車両が旋回した場合の作業車両及び作業機の位置関係を示す図である。

【図7A】図７Ａは、本発明の実施形態に係る作業車両の旋回経路を示す図である。

【図7B】図７Ｂは、本発明の実施形態に係る作業車両の走行経路を示す図である。

【図8】図８は、本発明の実施形態に係る作業車両の旋回経路の詳細を示す図である。

【図9】図９は、本発明の実施形態に係る作業機の車輪の走行軌跡を示す図である。

【図10】図１０は、本発明の実施形態に係る走行経路生成システムによって実行される走行経路生成処理の手順の一例を示すフローチャートである。

【図11A】図１１Ａは、本発明の実施形態に係るトラクタの旋回半径に対応するトレーラの車輪の走行軌跡を示す図である。

【図11B】図１１Ｂは、本発明の実施形態に係るトラクタの旋回半径に対応するトレーラの車輪の走行軌跡を示す図である。

【図11C】図１１Ｃは、本発明の実施形態に係るトラクタの旋回半径に対応するトレーラの車輪の走行軌跡を示す図である。

【図11D】図１１Ｄは、本発明の実施形態に係るトラクタの旋回半径に対応するトレーラの車輪の走行軌跡を示す図である。

【図11E】図１１Ｅは、本発明の実施形態に係るトラクタの旋回半径に対応するトレーラの車輪の走行軌跡を示す図である。

【図11F】図１１Ｆは、本発明の実施形態に係るトラクタの旋回半径に対応するトレーラの車輪の走行軌跡を示す図である。

【図11G】図１１Ｇは、本発明の実施形態に係るトラクタの旋回半径に対応するトレーラの車輪の走行軌跡を示す図である。

【図11H】図１１Ｈは、本発明の実施形態に係るトラクタの旋回半径に対応するトレーラの車輪の走行軌跡を示す図である。

【図11I】図１１Ｉは、本発明の実施形態に係るトラクタの旋回半径に対応するトレーラの車輪の走行軌跡を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

【0013】

図１に示されるように、本発明の実施形態に係る走行経路生成システム１は、操作端末２と、作業車両４とを含んでいる。操作端末２及び作業車両４は、通信網Ｎ１を介して通信可能である。例えば、操作端末２及び作業車両４は、携帯電話回線網、パケット回線網、又は無線ＬＡＮ（インターネット）を介して通信可能である。

【0014】

本実施形態では、作業車両４がトラクタである場合を例に挙げて説明する。また、作業車両４は、作業車両４に対して左右一方側にずらして（オフセットして）作業機４３を取り付け、作業機４３を牽引しながら走行することにより作業機４３に所定の作業を行わせることが可能な構成を有している。走行経路生成システム１は、所定の走行領域（圃場）において、作業機４３を右方向又は左方向にオフセットして牽引する作業車両４を自律走行させるための走行経路を生成するシステムである。本実施形態では、作業機４３が圃場内を草刈作業するトレーラである場合を例に挙げて説明する。

【0015】

作業車両４は、圃場Ｆ（図３参照）内を走行経路に沿って自律走行（自動走行）可能な構成を備える、所謂ロボットトラクタである。例えば、作業車両４は、測位システム（不図示）により算出される作業車両４の現在位置の位置情報に基づいて、圃場Ｆに対して予め生成された走行経路に沿って自律走行することが可能である。また、作業車両４は、前記走行経路に従って、圃場Ｆ内において外周側から内周側へ向かって渦巻状に走行する（図３参照）。なお、図３に示すように、作業車両１０は、内周側の所定の領域Ｆ１を走行する場合に、作業機４３が枕地以外の２辺（図３の上下方向）で外側から内側に向かって往復作業を行う。この場合に、枕地の直進長さが限界を超えると両側（図３の左右）において刈取作業ができなくなるため、片側一方向（走行経路Ｒ２）のみ刈取作業を行い、他方側は既作業領域（走行経路Ｒ１）を繰り返し走行する。作業車両１０の走行経路は図３に示す走行経路に限定されない。圃場Ｆは、本発明の走行領域の一例である。

【0016】

ここで、従来の技術では、前記走行経路のうち旋回経路において、現作業工程と前作業工程との間で未作業領域が生じる可能性がある。図４には、従来のシステムに対応する走行経路に従って作業車両４が自律走行した場合の走行軌跡を示している。なお、図４は、現作業工程の作業中の作業車両４を示している。図４に示すように、作業車両４が前作業工程で外周側を走行した後に、現作業工程において内周側を走行すると、９０度に旋回する旋回経路において、現作業工程と前作業工程との境界が一致せず、未作業領域Ａ１が生じてしまう。このため、作業効率が低下する問題が生じる。これに対して、本実施形態に係る走行経路生成システム１によれば、作業機４３による未作業領域Ａ１が発生し難い走行経路を生成することが可能である。走行経路生成システム１は、本発明の走行経路生成システムの一例である。以下、走行経路生成システム１の具体的な構成を説明する。

【0017】

［作業車両４］
図１及び図２に示されるように、作業車両４は、車両制御装置４１、走行装置４２、作業機４３、及び測位装置４４などを備える。車両制御装置４１は、走行装置４２、作業機４３、及び測位装置４４などに電気的に接続されている。なお、車両制御装置４１及び測位装置４４は、無線通信可能であってもよい。

【0018】

車両制御装置４１は、一又は複数のプロセッサーと、不揮発性メモリ及びＲＡＭなどの記憶メモリとを備えるコンピュータシステムである。そして、車両制御装置４１は、作業車両４に対する各種のユーザー操作に応じて当該作業車両４の動作を制御する。また、車両制御装置４１は、後述の測位装置４４により算出される作業車両４の現在位置と、予め生成される走行経路とに基づいて、当該作業車両４の自律走行処理を実行する。前記走行経路は、作業車両４又は操作端末２に記憶される。

【0019】

走行装置４２は、作業車両４を走行させる駆動部である。図２に示されるように、走行装置４２は、エンジン４２１、前輪４２２、後輪４２３、トランスミッション４２４、フロントアクスル４２５、リアアクスル４２６、ハンドル４２７などを備える。なお、前輪４２２及び後輪４２３は、作業車両４の左右にそれぞれ設けられている。また、走行装置４２は、前輪４２２及び後輪４２３を備えるホイールタイプに限らず、作業車両４の左右に設けられるクローラを備えるクローラタイプであってもよい。

【0020】

エンジン４２１は、不図示の燃料タンクに補給される燃料を用いて駆動するディーゼルエンジン又はガソリンエンジンなどの駆動源である。走行装置４２は、エンジン４２１と共に、又はエンジン４２１に代えて、電気モーターを駆動源として備えてもよい。なお、エンジン４２１には、不図示の発電機が接続されており、当該発電機から作業車両４に設けられた車両制御装置４１等の電気部品及びバッテリー等に電力が供給される。なお、前記バッテリーは、前記発電機から供給される電力によって充電される。そして、作業車両４に設けられている車両制御装置４１及び測位装置４４等の電気部品は、エンジン４２１の停止後も前記バッテリーから供給される電力により駆動可能である。

【0021】

エンジン４２１の駆動力は、トランスミッション４２４及びフロントアクスル４２５を介して前輪４２２に伝達され、トランスミッション４２４及びリアアクスル４２６を介して後輪４２３に伝達される。また、エンジン４２１の駆動力は、ＰＴＯ軸４１１を介して作業機４３にも伝達される。作業車両４が自律走行を行う場合、走行装置４２は、車両制御装置４１の命令に従って走行動作を行う。

【0022】

作業機４３は、例えば草刈機、耕耘機、プラウ、施肥機、又は播種機などであって、作業車両４に着脱可能である。これにより、作業車両４は、作業機４３各々を用いて各種の作業を行うことが可能である。本実施形態では、作業機４３は草刈機である場合を例に挙げて説明する。

【0023】

作業機４３は、作業車両４において、不図示の昇降機構により昇降可能に支持されてもよい。車両制御装置４１は、前記昇降機構を制御して作業機４３を昇降させることが可能である。例えば、車両制御装置４１は、作業車両４が圃場Ｆの作業対象領域において前進する場合に作業機４３を下降させ、作業車両４が後進する場合には作業機４３を上昇させる。

【0024】

ハンドル４２７は、ユーザー（オペレータ）又は車両制御装置４１によって操作される操作部である。例えば走行装置４２では、車両制御装置４１によるハンドル４２７の操作に応じて、不図示の油圧式パワーステアリング機構などによって前輪４２２の角度が変更され、作業車両４の進行方向が変更される。

【0025】

また、走行装置４２は、ハンドル４２７の他に、車両制御装置４１によって操作される不図示のシフトレバー、アクセル、ブレーキ等を備える。そして、走行装置４２では、車両制御装置４１による前記シフトレバーの操作に応じて、トランスミッション４２４のギアが前進ギア又はバックギアなどに切り替えられ、作業車両４の走行態様が前進又は後進などに切り替えられる。また、車両制御装置４１は、前記アクセルを操作してエンジン４２１の回転数を制御する。また、車両制御装置４１は、前記ブレーキを操作して電磁ブレーキを用いて前輪４２２及び後輪４２３の回転を制動する。

【0026】

測位装置４４は、制御部４４１、記憶部４４２、通信部４４３、及び測位用アンテナ４４４などを備える通信機器である。例えば、測位装置４４は、図２に示されるように、オペレータが搭乗するキャビン４８の上部に設けられている。また、測位装置４４の設置場所はキャビン４８に限らない。さらに、測位装置４４の制御部４４１、記憶部４４２、通信部４４３、及び測位用アンテナ４４４は、作業車両４において異なる位置に分散して配置されていてもよい。なお、前述したように測位装置４４には前記バッテリーが接続されており、当該測位装置４４は、エンジン４２１の停止中も稼働可能である。また、測位装置４４として、例えば携帯電話端末、スマートフォン、又はタブレット端末などが代用されてもよい。

【0027】

制御部４４１は、一又は複数のプロセッサーと、不揮発性メモリ及びＲＡＭなどの記憶メモリとを備えるコンピュータシステムである。記憶部４４２は、制御部４４１に測位処理を実行させるためのプログラム、及び測位情報、移動情報などのデータを記憶する不揮発性メモリなどである。例えば、前記プログラムは、ＣＤ又はＤＶＤなどのコンピュータ読取可能な記録媒体に非一時的に記録されており、所定の読取装置（不図示）で読み取られて記憶部４４２に記憶される。なお、前記プログラムは、サーバー（不図示）から通信網Ｎ１を介して測位装置４４にダウンロードされて記憶部４４２に記憶されてもよい。

【0028】

通信部４４３は、測位装置４４を有線又は無線で通信網Ｎ１に接続し、通信網Ｎ１を介して基地局サーバーなどの外部機器との間で所定の通信プロトコルに従ったデータ通信を実行するための通信インターフェースである。

【0029】

測位用アンテナ４４４は、衛星から発信される電波（ＧＮＳＳ信号）を受信するアンテナである。

【0030】

制御部４４１は、測位用アンテナ４４４が衛星から受信するＧＮＳＳ信号に基づいて作業車両４の位置を算出する。例えば、作業車両４が圃場Ｆ内を自律走行する場合に、測位用アンテナ４４４が複数の衛星のそれぞれから発信される電波（発信時刻、軌道情報など）を受信すると、制御部４４１は、測位用アンテナ４４４と各衛星との距離を算出し、算出した距離に基づいて作業車両４の位置（緯度及び経度）を算出する。また、制御部４４１は、作業車両に近い基地局（基準局）に対応する補正情報を利用して作業車両４の位置を算出する、リアルタイムキネマティック方式（ＲＴＫ－ＧＰＳ測位方式、以下「ＲＴＫ方式」という。）による測位を行ってもよい。このように、作業車両４は、ＲＴＫ方式による測位情報を利用して自律走行を行う。

【0031】

図５は、作業車両４と作業機４３との取付位置の関係を示す図である。図５に示すように、作業機４３は、草刈作業を行う回転刃４３１を備えている。作業機４３は、回転刃４３１を作業車両４に対して左方向又は右方向にオフセットさせた状態で草刈作業を行うことが可能なオフセット型作業機（オフセット型作草刈機）として構成されている。図５には、回転刃４３１を備える作業機４３が作業車両４に対して進行方向（前進方向）右側にオフセットした状態が示されている。なお、作業機４３は油圧シリンダ（オフセットアクチュエータ）を備えており、この油圧シリンダを駆動することにより、回転刃４３１を、図５とは反対側（進行方向左側）にオフセットさせたり、作業車両４の真後ろに移動させたりすることが可能であってもよい。

【0032】

図５において、符号Ｃ１は作業車両４の左右方向の中心軸を示し、符号Ｐ１は測位用アンテナ４４４から進行方向の反対側（後進方向）に距離Ｌ２だけオフセットした点を示し、符号Ｐ２は点Ｐ１から後進方向に距離Ｌ３だけオフセットした点（ヒッチポイント）であって、ヒッチバー４１１のジョイント位置を示している。また、符号Ｌ１は、作業車両４の中心軸Ｃ１から作業機４３の中心軸Ｃ４までの水平距離、すなわち作業車両４に対する作業機４３のオフセット距離を示している。

【0033】

また、符号Ｃ２は作業機４３の車輪中心軸を示し、符号Ｌ４はヒッチポイントＰ２から中心軸Ｃ２までの距離（ホイールベース）を示している。符号Ｌ５は、回転刃４３１の外形幅を示し、草刈作業の作業幅に相当する。符号Ｌ６は、作業機４３の左車輪４３２と右車輪４３３との中心間距離（トレッド）を示している。

【0034】

ここで、符号Ｃ０は、中心軸Ｃ２に直交する軸であり、図５では中心軸Ｃ１と一致する。作業車両４が旋回した場合には、中心軸Ｃ１は中心軸Ｃ０に対して旋回動作に応じた角度（ステア角）が形成される（図６Ａ～図６Ｃ参照）。ホイールベースＬ４は、中心軸Ｃ０上におけるヒッチポイントＰ２から中心軸Ｃ２までの一定の垂直距離を示す。

【0035】

作業車両４が直進の走行経路を走行する場合、作業車両４と作業機４３とは図５に示す位置関係を維持して走行する。一方、作業機４３が旋回経路を走行する場合、作業車両４と作業機４３とは図６に示す位置関係に変化する。図６Ａは、作業機４３であるトレーラのステア角がｄ１の場合の作業車両４と作業機４３との位置関係を示し、図６Ｂは、トレーラのステア角がｄ２（但し、ｄ２＞ｄ１）の場合の作業車両４と作業機４３との位置関係を示し、図６Ｃは、トレーラのステア角がｄ３（但し、ｄ３＞ｄ２）の場合の作業車両４と作業機４３との位置関係を示している。

【0036】

本実施形態時に係る作業車両４は、図７Ａに示すように、直進経路Ｒｓに続く第１旋回経路Ｒｃ１において、第１旋回方向（例えば右方向）に第１旋回角度ｄ１（例えば１３５度）で旋回（第１旋回）し、第１旋回経路Ｒｃ１に続く第２旋回経路Ｒｃ２において、第２旋回方向（例えば左方向）に第２旋回角度ｄ２（例えば４５度）で旋回（第２旋回）し、第２旋回経路Ｒｃ２に続く直進経路Ｒｓを直進する。すなわち、本実施形態に係る走行経路は、直進経路Ｒｓと、第１旋回方向に第１旋回角度ｄ１で旋回する、直進経路Ｒｓに続く第１旋回経路Ｒｃ１と、第１旋回方向とは反対方向の第２旋回方向に第２旋回角度ｄ２で旋回する、第１旋回経路Ｒｃ１に続く第２旋回経路Ｒｃ２と、第２旋回経路Ｒｃ２に続く直進経路Ｒｓとにより構成されている。なお、図７Ａに示す実線は、作業車両４（トラクタ）の走行経路を示している。以降の図も同様である。

【0037】

ここで、第１旋回角度ｄ１は、１３５度に限定されず、１３５度を基準として所定範囲内の角度であればよい。また第２旋回角度ｄ２は、４５度に限定されず、４５度を基準として所定範囲内の角度であればよい。すなわち、第１旋回角度ｄ１は略１３５度であり、第２旋回角度ｄ２は略４５度であることが好ましい。第１旋回角度ｄ１は本発明の第１旋回角度の一例であり、第２旋回角度ｄ２は本発明の第２旋回角度の一例である。

【0038】

図７Ｂには、圃場Ｆ内の走行経路の一例を示している。図７Ｂに示すように、外周経路Ｒａでは、作業機４３が４辺で刈取作業を行う。これにより外周経路Ｒａでは、全周で作業が可能である。なお、オペレータが、操作端末２により、作業工程間のオーバーラップ量を設定登録することが可能であってもよい。また、オペレータが、操作端末２により、外周経路Ｒａのうち４辺で刈取作業を行う経路数と、２辺で刈取作業を行う経路数とを設定登録することが可能であってもよい。

【0039】

一方、内周経路Ｒｂでは、図７Ｂに示すように、作業機４３が枕地以外の２辺で外側から内側に向かって往復作業を行う。また、枕地の直進長さが限界を超えると両側において刈取作業ができなくなるため、片側一方向のみ刈取作業を行い、他方側は既作業領域を走行する。その際はトレーラの車輪走行軌跡が矩形状である必要がないため、旋回方法については規定しなくてもよい。

【0040】

なお、外周経路Ｒａの走行と内周経路Ｒｂの走行との切り替えは、以下の２種類の方法から選択可能であってもよい。第１の方法は、外周経路Ｒａの作成に必要な直進長さが得られなくなるまで外周走行を続ける方法である。この場合は左右片側一方向のみが内周経路Ｒｂとなる。第２の方法は、枕地の作業を行うために必要な枕地の直進長さが得られなくなるまで外周走行を続ける方法である。この場合は限界地点まで左右両側端から内側へ向かう往復作業を行う。

【0041】

ところで、図７Ａに示す走行経路において、最外周よりも内側の旋回経路では、第１旋回経路Ｒｃ１と第２旋回経路Ｒｃ２との間に直進経路Ｒｃ３を含むことが望ましい。これにより、角部の刈り残し（未作業領域Ａ１）をより低減することができる。図８には、直進経路Ｒｃ３を含む旋回経路の一例を示している。図８において、点線で示す走行経路は最外周の走行経路（最外周走行経路）を示し、実線で示す走行経路は最外周よりも内側の内側経路を示している。作業車両４は、前記内側経路において、図８の実線で示すように、直進経路Ｒｓに続く第１旋回経路Ｒｃ１において、第１旋回方向（例えば右方向）に第１旋回角度ｄ１（例えば１３５度）で旋回（第１旋回）し、第１旋回経路Ｒｃ１に続く直進距離Ｅ１の直進経路Ｒｃ３を直進し、直進経路Ｒｃ３に続く第２旋回経路Ｒｃ２において、第２旋回方向（例えば左方向）に第２旋回角度ｄ２（例えば４５度）で旋回（第２旋回）し、第２旋回経路Ｒｃ２に続く直進経路Ｒｓを直進する。直進経路Ｒｃ３は、本発明の第１直進経路の一例である。

【0042】

すなわち、本実施形態に係る走行経路は、最外周経路において、直進経路Ｒｓと、第１旋回方向に第１旋回角度ｄ１で旋回する、直進経路Ｒｓに続く第１旋回経路Ｒｃ１と、第１旋回方向とは反対方向の第２旋回方向に第２旋回角度ｄ２で旋回する、第１旋回経路Ｒｃ１に続く第２旋回経路Ｒｃ２と、第２旋回経路Ｒｃ２に続く直進経路Ｒｓとを含んで構成される。また、本実施形態に係る走行経路は、内側経路において、直進経路Ｒｓと、第１旋回方向に第１旋回角度ｄ１で旋回する、直進経路Ｒｓに続く第１旋回経路Ｒｃ１と、第１旋回経路Ｒｃ１に続く所定の直進距離Ｅ１を有する直進経路Ｒｃ３と、第１旋回方向とは反対方向の第２旋回方向に第２旋回角度ｄ２で旋回する、直進経路Ｒｃ３に続く第２旋回経路Ｒｃ２と、第２旋回経路Ｒｃ２に続く直進経路Ｒｓとを含んで構成される。

【0043】

また、本実施形態では、図８に示すように、最外周経路よりも内側の内側経路では、作業車両４（トラクタ）の後輪４２３の車軸中心Ｃ３が、前作業工程の未作業領域Ａ２における作業車両４の進行方向の端部（図８では上端部Ｈ１）を超えたことを条件として、旋回動作を開始する。例えば、作業車両４は、車軸中心Ｃ３が上端部Ｈ１を超えた時点で第１旋回方向（例えば右方向）に第１旋回角度ｄ１で旋回する第１旋回を開始する。すなわち、現作業工程における第１旋回経路Ｒｃ１は、作業車両４の後輪４２３の車軸中心Ｃ３が、前作業工程の未作業領域Ａ２における作業車両４の進行方向の端部以降で開始することが望ましい。

【0044】

さらに、本実施形態では、前記内側経路の旋回経路に含まれる直進経路Ｒｃ３の直進距離Ｅ１は、未作業領域Ａ２と、作業車両４及び作業機４３の位置関係とに基づいて設定される。なお、未作業領域Ａ２は、走行経路を生成する走行経路生成処理において周知の技術により算出可能である。また、作業車両４及び作業機４３の位置関係には、例えば図５に示す、オフセット距離Ｌ１、オフセット距離Ｌ３、ホイールベースＬ４、作業幅Ｌ５、及び作業機４３のトレッドＬ６の少なくともいずれかが含まれる。また、前記走行経路は、前作業工程の作業幅と現作業工程の作業幅とが所定距離（例えば３０ｃｍ）だけ重複するように設定される。なお、前記所定距離は、作業幅Ｌ５の１／３以上であることが好ましい。

【0045】

本実施形態に係る走行経路によれば、特に旋回経路における角部の刈り残し（図４の未作業領域Ａ１）を防ぐことができる。例えば図９には、作業機４３（トレーラ）の車輪４３２，４３３の走行軌跡の一例を示している。図９において、点線は左車輪４３２の走行軌跡を示し、実線は右車輪４３３の走行軌跡を示している。右車輪４３３の走行軌跡によれば、角部（点線囲み部）において矩形状に方向転換していることが分かる。なお、右車輪４３３は、角部において、前後方向に移動しながら方向転換していることが分かる。これにより、作業車両４は、右車輪４３３を回転中心としたピボットターン（信地旋回）を行って、矩形状に作業を行うことが可能になる。ここで、図６Ａ～図６Ｃには、作業車両４の第１旋回角度ｄ１に対応する作業機４３の旋回中心Ｓ１の位置を示している。図６Ａ～図６Ｃに示すように、第１旋回角度ｄ１が大きくなる程、旋回中心Ｓ１がオフセット方向とは反対方向（中心軸Ｃ０側）に移動することが分かる。作業車両１０及び作業機４３の旋回特性により、例えば旋回中心Ｓ１が両車輪４３２、４３３の間（トレッドＬ６間）に位置する場合に、作業機４３がピボットターンを行うことが可能になる。

【0046】

作業車両４が走行する前記走行経路は、例えば操作端末２により生成される。作業車両４は、操作端末２から前記走行経路を取得して、当該走行経路に従って圃場Ｆ内を走行しながら作業機４３による作業を行う。

【0047】

［操作端末２］
図１に示されるように、操作端末２は、制御部２１、記憶部２２、操作表示部２３、及び通信部２４などを備える情報処理装置である。操作端末２は、タブレット端末、スマートフォンなどの携帯端末で構成されてもよい。

【0048】

通信部２４は、操作端末２を有線又は無線で通信網Ｎ１に接続し、通信網Ｎ１を介して一又は複数の作業車両４などの外部機器との間で所定の通信プロトコルに従ったデータ通信を実行するための通信インターフェースである。

【0049】

操作表示部２３は、各種の情報を表示する液晶ディスプレイ又は有機ＥＬディスプレイのような表示部と、操作を受け付けるタッチパネル、マウス、又はキーボードのような操作部とを備えるユーザーインターフェースである。オペレータ（ユーザー）は、表示部に表示される操作画面において、前記操作部を操作して各種情報（後述の作業車両情報、圃場情報、作業情報など）を登録する操作を行うことが可能である。また、オペレータは、前記操作部を操作して作業車両４に対する自律走行指示を行うことが可能である。さらに、オペレータは、作業車両４から離れた場所において、操作端末２に表示される走行軌跡により、圃場Ｆ内を走行経路Ｒ０に従って自律走行する作業車両４の走行状態を把握することが可能である。

【0050】

記憶部２２は、各種の情報を記憶するＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）又はＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）などの不揮発性の記憶部である。記憶部２２には、制御部２１に後述の走行経路生成処理（図１０参照）を実行させるための走行経路生成プログラムなどの制御プログラムが記憶されている。例えば、前記走行経路生成プログラムは、ＣＤ又はＤＶＤなどのコンピュータ読取可能な記録媒体に非一時的に記録されており、操作端末２が備えるＣＤドライブ又はＤＶＤドライブなどの読取装置（不図示）で読み取られて記憶部２２に記憶される。なお、前記走行経路生成プログラムは、サーバー（不図示）から通信網Ｎ１を介して操作端末２にダウンロードされて記憶部２２に記憶されてもよい。また、記憶部２２は、作業車両４から送信される作業情報（刈取量、収穫量など）を記憶する。

【0051】

また、記憶部２２には、作業車両４の自律走行させるための専用アプリケーションがインストールされている。制御部２１は、前記専用アプリケーションを起動させて、作業車両４に関する各種情報の設定処理、作業車両４の走行経路の生成処理、作業車両４に対する自律走行指示などを行う。

【0052】

図１に示されるように、本実施形態に係る操作端末２の制御部２１は、車両設定処理部２１１、圃場設定処理部２１２、作業設定処理部２１３、生成処理部２１４、出力処理部２１５などの各種の処理部を含む。なお、制御部２１は、前記ＣＰＵで前記走行経路生成プログラムに従った各種の処理を実行することによって前記各種の処理部として機能する。また、一部又は全部の前記処理部が電子回路で構成されていてもよい。なお、前記走行経路生成プログラムは、複数のプロセッサーを前記処理部として機能させるためのプログラムであってもよい。

【0053】

車両設定処理部２１１は、作業車両４（トラクタ）に関する情報（以下、作業車両情報という。）を設定する。車両設定処理部２１１は、作業車両４の機種、作業車両４において測位用アンテナ４４４が取り付けられている位置、作業機４３の種類、作業機４３のサイズ及び形状、作業機４３の作業車両４に対する位置、作業車両４の作業中の車速及びエンジン回転数、作業車両４の旋回中の車速及びエンジン回転数等の情報について、オペレータが操作端末２において登録する操作を行うことにより当該情報を記憶する。

【0054】

車両設定処理部２１１は、作業機４３のサイズとして、回転刃４３１によって作業が行われる左右方向の有効幅（図５に示す作業幅Ｌ５）を設定することができる。また、車両設定処理部２１１は、作業機４３がオフセット型作業機である場合に、作業機４３の作業車両４に対する位置として、回転刃４３１を作業車両４に対してオフセットさせる方向（左方向又は右方向）と、オフセット作業を行う場合の左右方向のオフセット距離Ｌ１（図５参照）とを設定することができる。

【0055】

オフセット距離Ｌ１は、図５に示すように、作業車両４に適宜設定された基準点Ｐ２（ヒッチポイント）と、作業機４３の中心軸Ｃ４との間の左右方向の距離として定義することができる。基準点Ｐ２は、作業車両４の位置を代表する点として任意に定めることができるが、当該基準点Ｐ２は作業車両４の左右方向中央に位置するように設定することが好ましい。作業機４３の中心軸Ｃ４は、回転刃４３１の左右方向中央に位置するように設定することが好ましい。なお、作業車両４に対する作業機４３の連結位置が作業車両４の左右方向中央でない場合、基準点Ｐ２の代わりに当該連結位置（複数位置で連結されている場合は連結位置中心）を基準点として、当該基準点と中心軸Ｃ４との間の左右方向の距離をオフセット距離Ｌ１として定義してもよい。また、測位用アンテナ４４４の取付位置は、作業車両４の基準点Ｐ２と一致していても良いし一致しなくても良い。

【0056】

圃場設定処理部２１２は、圃場Ｆ（本発明の走行領域の一例）に関する情報（以下、圃場情報という。）を設定する。圃場設定処理部２１２は、圃場Ｆの位置及び形状、自律走行させたい開始位置及び終了位置、作業方向等の情報について、ユーザー端末３において登録する操作を行うことにより当該情報を記憶する。

【0057】

なお、作業方向とは、圃場Ｆから枕地、非耕作地等の非作業領域を除いた領域である作業領域において、作業機４３で作業を行いながら作業車両４を走行させる方向を意味する。

【0058】

圃場Ｆの位置及び形状の情報は、例えばオペレータが作業車両４に搭乗して圃場Ｆの外周に沿って一回り周回するように運転し、そのときの測位用アンテナ４４４の位置情報の推移を記録することで、自動的に取得することができる。ただし、圃場Ｆの位置及び形状は、操作端末２に地図を表示させた状態でオペレータが操作端末２を操作して当該地図上の複数の点を指定することで得られた多角形に基づいて取得することもできる。取得された圃場Ｆの位置及び形状により特定される領域は、作業車両４を走行させることが可能な領域（走行領域という。）である。

【0059】

作業設定処理部２１３は、作業を具体的にどのように行うかに関する情報（以下、作業情報という。）を設定する。作業設定処理部２１３は、作業情報として、作業車両４（無人トラクタ）と有人の作業車両４の協調作業の有無、作業車両４が枕地において旋回する場合にスキップする作業経路の数であるスキップ数、枕地の幅、及び非耕作地の幅等を設定可能に構成されている。

【0060】

車両設定処理部２１１、圃場設定処理部２１２、及び作業設定処理部２１３は、本発明の取得処理部の一例である。すなわち、本発明の取得処理部は、前記圃場情報と前記作業車両情報と前記作業情報とを含む設定情報を取得する。

【0061】

生成処理部２１４は、前記設定情報に基づいて、作業車両４を自律走行させる経路である走行経路Ｒ０を生成する。なお、走行経路Ｒ０は、圃場Ｆにおいて作業車両４を外側から内側に向けて渦巻状に走行させる走行経路である。生成処理部２１４は、車両設定処理部２１１、圃場設定処理部２１２及び作業設定処理部２１３で設定された前記設定情報に基づいて、作業車両４の走行経路Ｒ０を生成して記憶することができる。

【0062】

走行経路Ｒ０は、最外周の走行経路と、最外周よりも内側の走行経路とにより構成される。具体的には、図８に示すように、最外周の走行経路Ｒ０は、直進経路Ｒｓと、第１旋回方向に第１旋回角度ｄ１で旋回する、直進経路Ｒｓに続く第１旋回経路Ｒｃ１と、第１旋回方向とは反対方向の第２旋回方向に第２旋回角度ｄ２で旋回する、第１旋回経路Ｒｃ１に続く第２旋回経路Ｒｃ２と、第２旋回経路Ｒｃ２に続く直進経路Ｒｓとにより構成される。また、最外周よりも内側の走行経路Ｒ０は、直進経路Ｒｓと、第１旋回方向に第１旋回角度ｄ１で旋回する、直進経路Ｒｓに続く第１旋回経路Ｒｃ１と、第１旋回経路Ｒｃ１に続く所定の直進距離Ｅ１を有する直進経路Ｒｃ３と、第１旋回方向とは反対方向の第２旋回方向に第２旋回角度ｄ２で旋回する、直進経路Ｒｃ３に続く第２旋回経路Ｒｃ２と、第２旋回経路Ｒｃ２に続く直進経路Ｒｓとにより構成される。最外周の走行経路Ｒ０は本発明の第１走行経路に相当し、最外周よりも内側の走行経路Ｒ０は本発明の第２走行経路に相当する。

【0063】

このように、生成処理部２１４は、最外周の走行経路Ｒ０と、最外周よりも内側の走行経路Ｒ０とを、互いに異なる走行経路に生成する。また、最外周の走行経路Ｒ０と、最外周よりも内側の走行経路Ｒ０とは、圃場Ｆにおいて作業機４３を矩形状に旋回させる旋回経路を含む。これにより、作業機４３は、前記旋回経路において、作業機４３の前記第１旋回方向側の車輪（例えば右車輪４３３）を回転中心として旋回するピボットターンを行う。生成処理部２１４は、本発明の生成処理部の一例である。

【0064】

なお、生成処理部２１４が走行経路Ｒ０を生成する過程では、作業機４３の作業幅Ｌ５、作業領域において互いに隣接する作業経路の間で作業機４３の作業幅Ｌ５同士が一部重複することの可否（可能な場合は、重複幅の上限値）、非作業領域の大きさ及び形状（言い換えれば、枕地の幅及び非耕作地の幅）、作業車両４が非作業経路において旋回する場合にスキップする作業経路の数等が考慮される。また、無人トラクタと有人トラクタとで協調作業を行う場合は、走行経路Ｒ０の生成過程において、無人トラクタと有人トラクタとの位置関係、有人トラクタの作業機の幅等が考慮される。

【0065】

出力処理部２１５は、生成処理部２１４が生成した走行経路Ｒ０の情報を作業車両４に出力する。また、制御部２１は、通信部２４を介して制御信号を作業車両４に送信することにより、作業車両４に対して自律走行の開始及び停止等を指示することができる。また、作業車両４が自律走行している場合、制御部２１は、作業車両４の状態（位置、走行速度等）を作業車両４から受信して操作端末２に表示させることができる。

【0066】

なお、操作端末２は、サーバー（不図示）が提供する農業支援サービスのウェブサイト（農業支援サイト）に通信網Ｎ１を介してアクセス可能であってもよい。この場合、操作端末２０、制御部２１によってブラウザプログラムが実行されることにより、前記サーバーの操作用端末として機能することが可能である。そして、前記サーバーは、上述の各処理部を備え、各処理を実行する。

【0067】

［走行経路生成処理］
以下、図１０を参照しつつ、操作端末２の制御部２１によって実行される前記走行経路生成処理の一例について説明する。例えば、前記走行経路生成処理は、制御部２１がオペレータから作業車両４の走行経路Ｒ０を生成する指示を受け付けた場合に制御部２１によって開始される。

【0068】

なお、本願発明は、制御部２１により前記走行経路生成処理の一部又は全部を実行する走行経路生成方法の発明、又は、当該走行経路生成方法の一部又は全部を制御部２１に実行させるための走行経路生成プログラムの発明として捉えてもよい。また、前記走行経路生成処理は、一又は複数のプロセッサーが実行してもよい。

【0069】

ステップＳ１において、制御部２１は、走行経路を生成するための各種の設定情報を取得する。具体的には、制御部２１は、オペレータにより登録される前記作業車両情報、前記圃場情報、及び前記作業情報を取得する。ステップＳ１は、本発明の取得ステップの一例である。

【0070】

次に、ステップＳ２において、制御部２１は、作業車両４の走行経路Ｒ０を生成する処理を開始する。

【0071】

具体的には、ステップＳ３において、制御部２１は、最外周の走行経路Ｒ０を生成する。例えば制御部２１は、直進経路Ｒｓと、第１旋回方向（例えば右方向）に第１旋回角度ｄ１で旋回する、直進経路Ｒｓに続く第１旋回経路Ｒｃ１と、第１旋回方向とは反対方向の第２旋回方向（例えば左方向）に第２旋回角度ｄ２で旋回する、第１旋回経路Ｒｃ１に続く第２旋回経路Ｒｃ２と、第２旋回経路Ｒｃ２に続く直進経路Ｒｓとにより構成される走行経路Ｒ０（本発明の第１走行経路の一例）を生成する（図８の点線で示す走行経路）。

【0072】

次に、ステップＳ４において、制御部２１は、最外周よりも内側の走行経路Ｒ０を生成する。例えば制御部２１は、直進経路Ｒｓと、第１旋回方向（例えば右方向）に第１旋回角度ｄ１で旋回する、直進経路Ｒｓに続く第１旋回経路Ｒｃ１と、第１旋回経路Ｒｃ１に続く所定の直進距離Ｅ１を有する直進経路Ｒｃ３と、第１旋回方向とは反対方向の第２旋回方向（例えば左方向）に第２旋回角度ｄ２で旋回する、直進経路Ｒｃ３に続く第２旋回経路Ｒｃ２と、第２旋回経路Ｒｃ２に続く直進経路Ｒｓとにより構成される走行経路Ｒ０（本発明の第２走行経路の一例）を生成する（図８の実践で示す走行経路）。ステップＳ３及びＳ４において、制御部２１は、第１旋回角度ｄ１を１３５度に設定し、第２旋回角度ｄ２を４５度に設定する。またステップＳ４において、制御部２１は、未作業領域Ａ２と、作業車両４及び作業機４３の位置関係とに基づいて、直進経路Ｒｃ３の直進距離Ｅ１を設定する。ステップＳ２～Ｓ４は、本発明の生成ステップの一例である。

【0073】

次に、ステップＳ５において、制御部２１は、生成した走行経路Ｒ０の情報を記憶部２２に記憶し、かつ作業車両４に出力する。

【0074】

なお、前記走行経路生成処理において、制御部２１は、圃場Ｆの外形を登録するステップと、圃場Ｆの外周領域（最外周）の走行経路（直進経路Ｒｓ、第１旋回角度ｄ１、第１旋回経路Ｒｃ１、第２旋回角度ｄ２、第２旋回経路Ｒｃ２、直進経路Ｒｓなど）を計算するステップと、内周領域の走行経路（直進経路Ｒｓ、第１旋回角度ｄ１、第１旋回経路Ｒｃ１、直進距離Ｅ１、直進経路Ｒｃ３、第２旋回角度ｄ２、第２旋回経路Ｒｃ２、直進経路Ｒｓなど）を計算するステップと、これら計算した外周及び内周の走行経路を出力するステップとを実行してもよい。

【0075】

以上説明したように、本実施形態に係る走行経路生成システム１は、所定の走行領域（圃場Ｆ）において、作業機４３を右方向又は左方向にオフセットして牽引する作業車両４を自律走行させるための走行経路Ｒ０を生成するシステムである。走行経路生成システム１は、圃場Ｆに関する情報と、作業車両４に関する情報と、作業車両４による作業に関する情報とを含む設定情報を取得し、取得した前記設定情報に基づいて、直進経路Ｒｓと、第１旋回方向に第１旋回角度ｄ１で旋回する、直進経路Ｒｓに続く第１旋回経路Ｒｃ１と、前記第１旋回方向とは反対方向の第２旋回方向に第２旋回角度ｄ２で旋回する、第１旋回経路Ｒｃ１に続く第２旋回経路Ｒｃ２とにより構成される第１走行経路Ｒ０を生成する。これにより、図９に示すように、作業機４３が圃場Ｆの作業対象（作物など）を矩形状に刈り取って旋回することができるため、角部の刈り残し（図４に示す未作業領域Ａ１）の発生を防ぐことができる。

【0076】

また、走行経路生成システム１は、さらに、取得した前記設定情報に基づいて、直進経路Ｒｓと、前記第１旋回方向に第１旋回角度ｄ１で旋回する第１旋回経路Ｒｃ１と、第１旋回経路Ｒｃ１に続く所定の直進距離Ｅ１を有する直進経路Ｒｃ３と、前記第２旋回方向に第２旋回角度ｄ２で旋回する、直進経路Ｒｃ３に続く第２旋回経路Ｒｃ２とにより構成される第２走行経路Ｒ０を生成する。第１走行経路Ｒ０は、最外周の走行経路に対応し、第２走行経路Ｒ０は、最外周よりも内側の走行経路に対応する。これにより、角部の刈り残し（図４に示す未作業領域Ａ１）の発生をより確実に防ぐことができる。

【0077】

［考察］
以下、上述の走行経路Ｒ０の生成方法について考察した結果を説明する。

【0078】

一般的に、作業機４３（トレーラ）が旋回経路を走行する場合、旋回方向側の車輪（ここでは右車輪４３３）を回転中心としたピボットターン（信地旋回）を行うことが望ましい。

【0079】

トレーラがピボットターンを実現するためには、ホイールベースＬ４（図５参照）に応じて作業車両４（トラクタ）の旋回半径が特定の値になっている必要がある。図１１Ａ～図１１Ｉには、一例として、ホイールベースＬ４が５ｍの場合の、トラクタの旋回半径ｒ１～ｒ９に対応するトレーラの車輪の走行軌跡を示している。なお、ｒ１は旋回半径が１ｍを示し、ｒ２は旋回半径が２ｍを示す。各図において、点線はトレーラの右車輪４３３の走行軌跡を示し、実線はトレーラの左車輪４３２の走行軌跡を示している。図１１Ａ～図１１Ｃに示すように、トラクタの旋回半径がｒ１～ｒ３（１ｍ～３ｍ）の場合には、旋回半径が小さ過ぎるためにトレーラが後進していることが分かる。また、図１１Ｇ～図１１Ｉに示すように、トラクタの旋回半径がｒ７～ｒ９（７ｍ～９ｍ）の場合には、旋回半径が大き過ぎるためにトレーラがピボットターンすることなく大回りに旋回していることが分かる。このため、トラクタの旋回半径が１ｍ～３ｍ、７ｍ～９ｍの場合には、未作業領域Ａ１が生じたり、作業効率が低下したりする問題が生じる。これに対して、図１１Ｄ～図１１Ｆに示すように、トラクタの旋回半径がｒ４～ｒ６（４ｍ～６ｍ）の場合には、適切にピボットターンしていることが分かる。

【0080】

以上より、走行経路生成システム１は、最外周の走行経路では、直進経路Ｒｓ、第１旋回方向に第１旋回角度ｄ１で旋回する第１旋回経路Ｒｃ１、及び第２旋回方向に第２旋回角度ｄ２で旋回する第２旋回経路Ｒｃ２により構成される第１走行経路Ｒ０を生成し、最外周よりも内側の走行経路では、直進経路Ｒｓ、第１旋回経路Ｒｃ１、直進距離Ｅ１を有する直進経路Ｒｃ３、及び第２旋回経路Ｒｃ２により構成される第２走行経路Ｒ０を生成する。また、走行経路生成システム１は、最外周よりも内側の走行経路では、トラクタの後輪４２３の車軸中心Ｃ３が上端部Ｈ１（図８参照）を超えた時点で第１旋回方向に第１旋回角度ｄ１で旋回する第１旋回経路Ｒｃ１を生成する。さらに、走行経路生成システム１は、トラクタの旋回半径を４ｍ～６ｍに設定する（図１１Ｄ～図１１Ｆ参照）。これにより、適切なピボットターンを実現しつつ、角部の刈り残し（図４に示す未作業領域Ａ１）の発生を防ぐことができる。

【0081】

また、図６Ａ～図６Ｃには、トラクタの第１旋回角度ｄ１に対応するトレーラの旋回中心Ｓ１の位置を示している。図６Ａ～図６Ｃに示すように、第１旋回角度ｄ１が大きくなる程、旋回中心Ｓ１がオフセット方向とは反対方向に移動することが分かる。

【0082】

これらのことから、トレーラがピボットターンを実現するためには、旋回中心Ｓ１が両車輪４３２、４３３の間（トレッドＬ６間）に位置することが条件となる。

【符号の説明】

【0083】

１ ：走行経路生成システム
２ ：操作端末
４ ：作業車両
４１ ：車両制御装置
４２ ：走行装置
４３ ：作業機
４４ ：測位装置
２１１ ：車両設定処理部
２１２ ：圃場設定処理部
２１３ ：作業設定処理部
２１４ ：生成処理部
２１５ ：出力処理部
Ｒｓ ：直進経路
Ｒｃ１ ：第１旋回経路
Ｒｃ２ ：第２旋回経路
Ｒｃ３ ：直進経路（第１直進経路）
ｄ１ ：第１旋回角度
ｄ２ ：第２旋回角度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図7A】

【図7B】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11A】

【図11B】

【図11C】

【図11D】

【図11E】

【図11F】

【図11G】

【図11H】

【図11I】