特許 7471261 作業車および自動走行制御システム

(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】2024-04-11

(45)【発行日】2024-04-19

(54)【発明の名称】作業車および自動走行制御システム

(51)【国際特許分類】

   A01B 69/00 20060101AFI20240412BHJP

   G05D 1/24 20240101ALI20240412BHJP

【ＦＩ】

A01B69/00 303Z

G05D1/24

A01B69/00 303J

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2021109020

(22)【出願日】2021-06-30

(65)【公開番号】P2023006430

(43)【公開日】2023-01-18

【審査請求日】2023-06-23

(73)【特許権者】

【識別番号】000001052

【氏名又は名称】株式会社クボタ

(74)【代理人】

【識別番号】110001818

【氏名又は名称】弁理士法人Ｒ＆Ｃ

(72)【発明者】

【氏名】大久保 樹

(72)【発明者】

【氏名】久保田 祐樹

【審査官】大澤 元成

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－０３１５６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１７０５２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０４１３５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１１０７９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６２－１６３６１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１７４２２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０８７１９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２２－０８５６７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０１４４７０２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ０１Ｂ ６９／００

Ｇ０５Ｄ １／４３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

旋回走行を挟んで目標走行経路に沿った往復走行を繰り返すことにより圃場内を自動作業走行する作業車であって、
機体の位置を算出する位置算出部と、
前記機体の走行を制御する走行制御部と、
前記機体の状態を判定する判定部とを備え、
前記走行制御部は、
前記旋回走行中に前記機体の状態が所定の状態となると、前記機体を停止させた後に前記機体を後進させ、再度旋回を行う旋回リトライを行わせ、
前記機体が前記目標走行経路から所定の第１距離以上離れた場合に、前記機体を停止させる停止機能を実行させ、
前記旋回リトライに続いて行われる前記往復走行において、前記目標走行経路の始端部から所定の第２距離までの間、および、前記目標走行経路での前記往復走行の開始後所定の時間の間の少なくともいずれかにおいては、前記停止機能を無効にする作業車。

【請求項2】

前記旋回走行の直前に前記往復走行を行った前記目標走行経路の終端部および前記始端部の中点と前記旋回走行中の前記機体の位置との距離を旋回半径として、
前記所定の状態は、前記旋回走行中の前記旋回半径が所定の第３距離以上となった状態である請求項１に記載の作業車。

【請求項3】

前記走行制御部は、前記停止機能を無効にした状態で、前記目標走行経路の前記始端部から前記第２距離だけ走行した後は、前記停止機能を有効にする請求項１または２に記載の作業車。

【請求項4】

前記走行制御部は、前記停止機能を無効にした状態で、前記目標走行経路での前記往復走行の開始後に前記時間が経過した後は、前記停止機能を有効にする請求項１または２に記載の作業車。

【請求項5】

前記旋回リトライにおける前記機体の後進は所定の第４距離だけ行われる請求項１から４のいずれか一項に記載の作業車。

【請求項6】

前記旋回リトライにおいて、前記機体の停止後、所定の待機時間が経過した後に前記機体の後進が行われる請求項１から５のいずれか一項に記載の作業車。

【請求項7】

機体の位置に基づいて、旋回走行を挟んで目標走行経路に沿った往復走行を繰り返すことにより圃場内を自動作業走行する作業車の自動走行制御システムであって、
前記機体の位置を含む情報を取得する通信部と、
制御部とを備え、
前記作業車は、前記旋回走行中に前記機体の状態が所定の状態となると、前記機体を停止した後に後進し、再度旋回を行う旋回リトライを行い、
前記制御部は、
前記機体が前記目標走行経路から所定の第１距離以上離れた場合に、前記機体を停止させる停止機能を実行させ、
前記旋回リトライに続いて行われる前記往復走行において、前記目標走行経路の前記往復走行の始端部から所定の第２距離までの間、および、前記目標走行経路での前記往復走行の開始後所定の時間の間の少なくともいずれかにおいては、前記停止機能を無効にする自動走行制御システム。

【請求項8】

前記旋回走行の直前に前記往復走行を行った前記目標走行経路の終端部および前記始端部の中点と前記旋回走行中の前記機体の位置との距離を旋回半径として、
前記所定の状態は、前記旋回走行中の前記旋回半径が所定の第３距離以上となった状態である請求項７に記載の自動走行制御システム。

【請求項9】

前記制御部は、前記停止機能を無効にした状態で、前記目標走行経路の前記始端部から前記第２距離だけ走行した後は、前記停止機能を有効にする請求項７または８に記載の自動走行制御システム。

【請求項10】

前記制御部は、前記停止機能を無効にした状態で、前記目標走行経路での前記往復走行の開始後に前記時間が経過した後は、前記停止機能を有効にする請求項７または８に記載の自動走行制御システム。

【請求項11】

前記旋回リトライにおける前記機体の後進は所定の第４距離だけ行われる請求項７から１０のいずれか一項に記載の自動走行制御システム。

【請求項12】

前記旋回リトライにおいて、前記機体の停止後、所定の待機時間が経過した後に前記機体の後進が行われる請求項７から１１のいずれか一項に記載の自動走行制御システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、圃場を自動走行する作業車、および作業車の自動走行制御システムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に開示されるように、作業車は、圃場において、旋回走行を挟む往復走行を繰り返して作業走行を行う。自動走行により作業走行を行う際には、目標走行経路に沿って往復走行が行われる。旋回走行は、次の目標走行経路に向けて移動するように、あらかじめ設定された走行手順に沿って行われる。

【0003】

自動走行による往復走行の際には、機体が目標走行経路に沿って走行することが維持されるように、機体が目標走行経路から所定の距離以上離れると、安全機能によって自動走行が停止される。

【0004】

また、旋回走行において、適切な旋回ができていない状態になると、機体を後進させた後に再度旋回走行を行う旋回リトライが行われる。例えば、旋回リトライは、想定される旋回経路から大きく外れた場合に行われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０２０－８７１９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、旋回リトライが行われると、適切に次の目標走行経路の走行始端部に移動することができない場合があり、目標走行経路からずれた位置から往復走行が開始される場合がある。目標走行経路からのずれ量が所定の距離以上であると、往復走行が開始されたとたん、自動走行が停止されることになる。自動走行が停止されると、再度自動走行を開始するための操作が必要となり、著しく作業効率が低下する。

【0007】

本発明は、上記問題点を解決するために、旋回リトライが行われても、作業効率の低下を抑制することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するために、本発明の一実施形態に係る作業車は、旋回走行を挟んで目標走行経路に沿った往復走行を繰り返すことにより圃場内を自動作業走行する作業車であって、機体の位置を算出する位置算出部と、前記機体の走行を制御する走行制御部と、前記機体の状態を判定する判定部とを備え、前記走行制御部は、前記旋回走行中に前記機体の状態が所定の状態となると、前記機体を停止させた後に前記機体を後進させ、再度旋回を行う旋回リトライを行わせ、前記機体が前記目標走行経路から所定の第１距離以上離れた場合に、前記機体を停止させる停止機能を実行させ、前記旋回リトライに続いて行われる前記往復走行において、前記目標走行経路の始端部から所定の第２距離までの間、および、前記目標走行経路での前記往復走行の開始後所定の時間（無効時間）の間の少なくともいずれかにおいては、前記停止機能を無効にする。

【0009】

さらに、本発明の一実施形態に係る自動走行制御システムは、機体の位置に基づいて、旋回走行を挟んで目標走行経路に沿った往復走行を繰り返すことにより圃場内を自動作業走行する作業車の自動走行制御システムであって、前記機体の位置を含む情報を取得する通信部と、制御部とを備え、前記作業車は、前記旋回走行中に前記機体の状態が所定の状態となると、前記機体を停止した後に後進し、再度旋回を行う旋回リトライを行い、前記制御部は、前記機体が前記目標走行経路から所定の第１距離以上離れた場合に、前記機体を停止させる停止機能を実行させ、前記旋回リトライに続いて行われる前記往復走行において、前記目標走行経路の前記往復走行の始端部から所定の第２距離までの間、および、前記目標走行経路での前記往復走行の開始後所定の時間（無効時間）の間の少なくともいずれかにおいては、前記停止機能を無効にする。

【0010】

目標走行経路を自動走行で往復走行する際には、機体が目標走行経路から所定の第１距離以上離れると機体を停止させる停止機能が実行される。また、旋回走行において旋回リトライが行われると、旋回終了位置が当初目標にしていた位置からずれることがあり、適切に次の目標走行経路の始端部の近傍に近づかない場合がある。旋回終了位置が大きくずれ、目標走行経路の始端部から第１距離以上離れた状態で、目標走行経路に沿った往復走行が開始されると、停止機能により、往復走行の開始と共に機体が停止されることになる。

【0011】

一方、機体が目標走行経路から離れていても、自動制御により、機体が目標走行経路に近づくように制御され、往復走行の開始時であれば、機体が目標走行経路から離れていることによるデメリットは最小限である。逆に、機体を停止させることによる作業効率の低下の方が問題になることが多い。

【0012】

そのため、旋回リトライが行われた直後の目標走行経路での往復走行の開始時には停止機能を無効とすることにより、旋回リトライが行われても、作業効率の低下を抑制することが可能となる。

【0013】

また、前記旋回走行の直前に前記往復走行を行った前記目標走行経路の終端部および前記始端部の中点と前記旋回走行中の前記機体の位置との距離を旋回半径として、前記所定の状態は、前記旋回走行中の前記旋回半径が所定の第３距離以上となった状態であっても良い。

【0014】

このような構成により、旋回リトライが必要な状態を容易に判定することができる。

【0015】

また、前記走行制御部または前記制御部は、前記停止機能を無効にした状態で、前記目標走行経路の前記始端部から前記第２距離だけ走行した後は、前記停止機能を有効にしても良い。

【0016】

また、前記走行制御部または前記制御部は、前記停止機能を無効にした状態で、前記目標走行経路での前記往復走行の開始後に前記時間が経過した後は、前記停止機能を有効にしても良い。

【0017】

これらのような構成により、往復走行の開始時にのみに停止機能を無効とし、所定の距離だけ走行した後または所定の時間（無効時間）の経過後は停止機能を有効とすることにより、作業効率の低下が抑制されながら、目標走行経路から機体が大きく外れて、適切な作業走行が困難となる状況が抑制される。

【0018】

また、前記走行制御部または前記制御部は、前記旋回リトライにおける前記機体の後進は所定の第４距離だけ行われても良い。

【0019】

このような構成により、安定して旋回リトライを行うことができ、その後の目標走行経路に沿った往復走行を容易に行うことができる。

【0020】

また、前記旋回リトライにおいて、前記機体の停止後、所定の待機時間が経過した後に前記機体の後進が行われても良い。

【0021】

旋回リトライの際に、状態を確認し、旋回リトライを行うか、一旦走行を停止するか等の検討を行う余地が生じ、より適切な作業走行の継続に資することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】自動走行可能な田植機の左側面図である。

【図2】田植機の作業走行を説明する概略図である。

【図3】旋回走行を説明する概略図である。

【図4】目標走行経路を逸脱した状態を説明する概略図である。

【図5】自動走行を制御する制御ユニットの機能ブロックを例示する図である。

【図6】旋回リトライと停止機能無効処理とを説明する概略図である。

【図7】停止機能無効処理の処理フローを例示する図である。

【図8】畦に接近した際の旋回リトライを説明する概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本発明の作業車として、圃場を作業走行する田植機を例に説明する。

【0024】

ここで、理解を容易にするために、本実施形態では、特に断りがない限り、「前」（図１に示す矢印Ｆの方向）は機体前後方向（走行方向）における前方を意味し、「後」（図１に示す矢印Ｂの方向）は機体前後方向（走行方向）における後方を意味するものとする。また、左右方向または横方向は、機体前後方向に直交する機体横断方向（機体幅方向）を意味し、「左」は図１における紙面の手前の方向、「右」は図１における紙面の奥向きの方向を意味するものとする。

【0025】

〔全体構造〕
図１に示すように、田植機は、乗用型で四輪駆動形式の機体１を備える。機体１は、機体１の後部に昇降揺動可能に連結された平行四連リンク形式のリンク機構１３、リンク機構１３を揺動駆動する油圧式の昇降リンク１３ａ、リンク機構１３の後端部領域にローリング可能に連結される苗植付装置３、および、機体１の後端部領域から苗植付装置３にわたって架設されている施肥装置４等を備える。

【0026】

機体１は、走行のための機構として車輪１２、エンジン２、および主変速装置である油圧式の無段変速装置９を備える。無段変速装置９は、例えばＨＳＴ（Ｈｙｄｒｏ－Ｓｔａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ：静油圧式無段変速装置）であり、モータ斜板およびポンプ斜板の角度を調節することにより、エンジン２から出力される動力（回転数）を変速する。車輪１２は、操舵可能な左右の前輪１２Ａと、操舵不能な左右の後輪１２Ｂとを有する。エンジン２から出力される動力は、走行用伝達機構を介して無段変速装置９に伝えられ、無段変速装置９から前輪１２Ａ、後輪１２Ｂ、作業装置等にも伝達される。エンジン２および無段変速装置９は、機体１の前部に搭載される。

【0027】

苗植付装置３は、一例として８条植え形式に構成される。苗植付装置３は、苗載せ台２１、８条分の植付機構２２等を備える。なお、この苗植付装置３は、図示されていない各条クラッチの制御により、２条植え、４条植え、６条植え等の形式に変更可能である。

【0028】

苗載せ台２１は、８条分のマット状苗を載置する台座である。苗載せ台２１は、マット状苗の左右幅に対応する一定ストロークで左右方向に往復移動し、苗載せ台２１が左右のストローク端に達するごとに、苗載せ台２１上の各マット状苗を苗載せ台２１の下端に向けて所定ピッチで縦送りする。８個の植付機構２２は、ロータリ式で、植え付け条間に対応する一定間隔で左右方向に配置される。そして、各植付機構２２は、植付クラッチ（図示せず）が伝動状態に移行されることによりエンジン２から動力が伝達され、苗載せ台２１に載置された各マット状苗の下端から一株分の苗（植付苗）を切り取って、整地後の泥土部に植え付ける。これにより、苗植付装置３の作動状態では、苗載せ台２１に載置されたマット状苗から苗を取り出して水田の泥土部に植え付けることができる。

【0029】

施肥装置４（供給装置）は、粒状または粉状の肥料（薬剤やその他の農用資材）を貯留するホッパ２５（貯留部）と、ホッパ２５から肥料を繰り出す繰出機構２６と、繰出機構２６によって繰出された肥料を搬送すると共に肥料を圃場に排出する施肥ホース２８とを有する。ホッパ２５に貯留された肥料が、繰出機構２６によって所定量ずつ繰り出されて施肥ホース２８へ送られて、ブロワ２７の搬送風によって施肥ホース２８内を搬送され、作溝器２９から圃場へ排出される。このように、施肥装置４は圃場に肥料を供給する。

【0030】

作溝器２９は、整地フロート１５に配備される。そして、各作溝器２９は、各整地フロート１５と共に昇降し、各整地フロート１５が接地する作業走行時に、水田の泥土部に施肥溝を形成して肥料を施肥溝内に案内する。

【0031】

また、機体１はマーカ１９を備える。マーカ１９は機体１の両横側にそれぞれ設けられる。左右のマーカ１９は、それぞれ、機体１から横外向きに突出することができる態様で機体１に支持される。マーカ１９は、手動走行の際に走行の目印を圃場に付与することができる。

【0032】

図１に示すように、機体１は、その後部側領域に運転部１４を備える。運転部１４は、前輪操舵用のステアリングホイール１０、無段変速装置９の変速操作を行うことで車速を調節する主変速レバー７Ａ、副変速装置の変速操作を可能にする副変速レバー７Ｂ、苗植付装置３の昇降操作と作動状態の切り換え等を可能にする作業操作レバー１１、各種の情報を表示（報知）してオペレータに報知（出力）すると共に、各種の情報の入力を受け付けるタッチパネルを有し、着脱可能な情報端末５、および、オペレータ（運転者・作業者）用の運転座席１６等を備える。副変速レバー７Ｂは、走行車速を、作業中の作業速と移動中の移動速とに切り替える操作に用いられる。例えば、圃場間の移動は移動速で行われ、植付作業等は作業速で行われる。さらに、運転部１４の前方に、予備苗を収容する予備苗収納装置１７Ａが予備苗支持フレーム１７に支持される。

【0033】

さらに、機体１は測位ユニット８を備える。測位ユニット８は、機体１の位置および方位を算出するための測位データを出力する。測位ユニット８には、全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ）の衛星からの電波を受信する衛星測位モジュール８Ａと、機体１の三軸の傾きや加速度を検出する慣性計測モジュール８Ｂが含まれている。測位ユニット８は、予備苗支持フレーム１７の上部に支持される。

【0034】

〔自動走行〕
自動走行により、田植機が圃場に苗植付作業を行う作業走行について図１を参照しながら、図２～図４を用いて説明する。

【0035】

本実施形態における田植機は、手動走行および自動走行を選択的に行うことができる。手動走行（手動作業走行）と自動走行（自動作業走行）とは、運転部１４に配置される自動・手動切替スイッチ（図示せず）を切り替えることにより選択される。手動走行は、運転者が手動で、ステアリングホイール１０、主変速レバー７Ａ、副変速レバー７Ｂ、作業操作レバー１１等の操作具４０（図５参照）を操作して作業走行を行うものである。自動走行は、あらかじめ設定された目標走行経路に沿って、田植機が自動制御で走行および作業を行うものである。

【0036】

田植機が苗植付作業を行う際には、まず、圃場の外周（外縁）に沿って、運転者が手動操作で、作業を行わずに田植機を走行させる。この外周走行によって、圃場の外周形状（圃場マップ）が生成され、圃場が外周領域ＯＡと内部領域ＩＡに区分けされる。

【0037】

圃場マップが生成されると、田植機が作業走行を行う目標走行経路が設定される。内部領域ＩＡでは、目標走行経路として、圃場の一つの辺に略平行な複数の経路である内部往復経路ＩＰＬが生成される。内部往復経路ＩＰＬは、内部領域ＩＡの全体をくまなく作業走行する走行経路である。自動作業走行は内部往復経路ＩＰＬに沿って行われる。内部往復経路ＩＰＬを繋ぐ旋回走行は、あらかじめ定められた手法により自動走行で行われる。

【0038】

外周領域ＯＡでは、圃場の外周（外縁）に沿って外周領域ＯＡ内を周回する、内側周回経路ＩＲＬと外側周回経路ＯＲＬの２つの走行経路が生成される。内側周回経路ＩＲＬと外側周回経路ＯＲＬとを作業走行することにより、外周領域ＯＡの全体の作業走行が行われる。内側周回経路ＩＲＬは自動作業走行または手動作業走行で作業走行が行われ、外側周回経路ＯＲＬは手動作業走行で作業走行が行われる。

【0039】

図３に示すように、内部往復経路ＩＰＬ１から次の内部往復経路ＩＰＬ２に移動する際には、一定の１８０°の旋回走行が自動制御によって行われる。旋回走行は、内部領域ＩＡの内部往復経路ＩＰＬ１の終端部ＥＰまで走行された後、外周領域ＯＡにて行われる。旋回走行は、内部往復経路ＩＰＬ１の終端部ＥＰまで走行されると、前進走行が行われながら、まず、前輪１２Ａが最大限に操舵されて最小の旋回半径ｒで旋回が行われる（旋回状態Ｃ１）。この状態で旋回角度αが所定の第１角度αＣ１まで旋回走行が行われると、前輪１２Ａの操舵角度が所定の角度戻されて、最小の旋回半径ｒより大きな旋回半径ｒで旋回走行が行われる（旋回状態Ｃ２）。この状態で、旋回角度αが第１角度αＣ１より大きな第２角度αＣ２（残りの旋回走行の角度が第３角度αＣ３＝１８０°－第２角度αＣ２）になると、内部往復経路ＩＰＬ２の始端部ＳＰに向けて操舵角度が調整されながら旋回走行が行われる（旋回状態Ｃ３）。例えば、旋回状態Ｃ３では、基準となる旋回半径ｒが設定され、機体１が基準となる旋回半径ｒとなるように制御される。そして、機体１が内部領域ＩＡに到達すると、内部往復経路ＩＰＬ２に沿った自動作業走行（往復走行）が行われる。

【0040】

図４に示すように、内部往復経路ＩＰＬに沿った自動作業走行中には、内部往復経路ＩＰＬと機体１の位置情報に基づいて、内部往復経路（目標走行経路）ＩＰＬに対する機体１の位置ずれ量ｄ１が検出される。そして、位置ずれ量ｄ１が小さくなるように操舵制御が行われることにより、内部往復経路ＩＰＬに沿った自動作業走行が実施される。ここで、位置ずれ量ｄ１は内部往復経路ＩＰＬに対する、内部往復経路ＩＰＬと直行する方向における機体１までの距離、例えば、機体１の重心までの距離である。また、機体１の位置情報は、測位ユニット８が出力する測位データから算出される。ここで、位置ずれ量ｄ１に加えて、別途算出される内部往復経路ＩＰＬに対する機体１の走行方位のずれ量である方位ずれ量に基づいて内部往復経路ＩＰＬに沿った自動作業走行が制御されても良い。なお、旋回走行時および内部往復経路ＩＰＬの始端部ＳＰ（図３参照）においては、方位ずれ量に基づく制御が行われない構成としても良い。

【0041】

内部往復経路ＩＰＬに沿った自動作業走行は位置ずれ量ｄ１が小さくなるように制御されるため、位置ずれ量ｄ１が大きくなりすぎると、機体１を内部往復経路ＩＰＬに戻すことが困難となり、手動走行等により内部往復経路ＩＰＬに戻す必要がる場合がある。また、位置ずれ量ｄ１が大きいと、作業領域がずれて、苗が植え付けられない領域や重複して苗が植え付けられた領域等が生じ、適切な作業が行われない場合もある。そのため、検出された位置ずれ量ｄ１があらかじめ定められた所定の大きさ（「第１距離」に相当）以上である場合、機体１が停止される停止機能が実行される。機体１の停止は、走行または自動制御（自動走行・自動運転）が停止されることにより行われる。機体１が停止された後は、手動走行により適切な位置に機体１を移動させ、走行を再開させる。このような制御が行われることにより、機体１が内部往復経路ＩＰＬに沿うことが困難となったり、不適切な作業が行われたりすることが抑制される。

【0042】

［制御構成］
次に、田植機の自動走行を制御する制御ユニット６について、図１，図２を参照しながら、図３，図５を用いて説明する。

【0043】

制御ユニット６は、位置算出部４１と、経路算出部４２と、作業制御部４４と、記憶部４６と、走行制御部３０とを備える。また、制御ユニット６は、測位ユニット８、エンジン２、車輪１２、作業装置Ｗ、および操作具４０と、互いにデータ通信が可能な態様で接続される。制御ユニット６は、これらから各種の情報を受け取り、これらに対する制御信号を送信できる。作業装置Ｗは、苗植付装置３や施肥装置４等が含まれ、各種の作業を行う。操作具４０は、主変速レバー７Ａ、副変速レバー７Ｂ、ステアリングホイール１０、作業操作レバー１１等を含み、田植機に係る各種の操作を行うことができる。

【0044】

制御ユニット６は、ＣＰＵ等のプロセッサにより制御されるＥＣＵ等の制御装置である。制御ユニット６は、機体１または情報端末５、あるいは機外の管理コンピュータ等に設けられる。

【0045】

位置算出部４１は、測位ユニット８が出力する測位データに基づいて、圃場における機体１の位置および方位を算出する。

【0046】

経路算出部４２は、圃場の外周に沿って行われる手動走行（外周走行）の際に継続的に算出された機体１の位置に基づいて、圃場の外周形状（圃場マップ）を生成し、圃場を外周領域ＯＡと内部領域ＩＡに区分する。さらに、経路算出部４２は目標走行経路を生成する。目標走行経路は、少なくとも内部領域ＩＡ内を作業走行する複数の内部往復経路ＩＰＬを含む。

【0047】

作業制御部４４は作業装置Ｗを制御する。手動走行の際には、作業制御部４４は、操作具４０に対して行われる操作に応じて作業装置Ｗを制御する。自動走行の際には、作業制御部４４は、設定された目標走行経路（内部往復経路ＩＰＬ）と機体１の位置とに応じて、自動的に作業装置Ｗを制御する。

【0048】

記憶部４６は、圃場の外周形状（圃場マップ）や目標走行経路（内部往復経路ＩＰＬ）等の各種の情報を格納する。

【0049】

走行制御部３０は、エンジン２および車輪１２を制御することにより機体１の走行を制御する。走行制御部３０は、手動走行制御部３２と、経路維持部３３と、旋回制御部３５とを備え、ＣＰＵ等のプロセッサにより制御される。

【0050】

手動走行の際には、走行制御部３０の手動走行制御部３２は、操作具４０に対して行われる操作に応じて機体１の走行を制御する。

【0051】

自動走行の際には、走行制御部３０の経路維持部３３は、設定された目標走行経路（内部往復経路ＩＰＬ）と機体１の位置とに応じて、自動的に機体１の走行を制御する。経路維持部３３は、自動走行の際に、内部往復経路（目標走行経路）ＩＰＬに対する機体１のずれ量である位置ずれ量ｄ１および内部往復経路ＩＰＬに対する機体１の走行方位のずれ量である方位ずれ量を検出する。経路維持部３３は、位置ずれ量ｄ１および方位ずれ量に基づいて、機体１が内部往復経路ＩＰＬに沿って自動走行するように制御する。また、走行制御部３０は、検出された位置ずれ量ｄ１があらかじめ定められた所定の大きさ（距離）以上である場合、上述の停止機能を実行する。

【0052】

旋回制御部３５は自動走行における旋回走行を制御する。旋回制御部３５は、上述の旋回角度αが第１角度αＣ１までの旋回状態Ｃ１、旋回状態Ｃ２、旋回角度αが第２角度αＣ２からの旋回状態Ｃ３での旋回走行が行われるように制御する。旋回走行における旋回角度αは、内部往復経路ＩＰＬ１の終端部ＥＰと内部往復経路ＩＰＬ２の始端部ＳＰとの中点を旋回中心ＣＣとし、内部往復経路ＩＰＬ１の終端部ＥＰと内部往復経路ＩＰＬ２の始端部ＳＰとを結ぶ線分と、機体１の位置と旋回中心ＣＣとを結ぶ線分とがなす角度である。なお、旋回走行は、いずれの旋回走行においても一定の態様（同一の旋回状態Ｃ１、旋回状態Ｃ２、旋回状態Ｃ３からなる走行）で行われるため、旋回状態Ｃ１、旋回状態Ｃ２、旋回状態Ｃ３における旋回中心ＣＣと機体１の位置との距離である旋回半径ｒは、旋回状態Ｃ１、旋回状態Ｃ２、旋回状態Ｃ３のそれぞれにおいて、あらかじめ許容される範囲が設定される。

【0053】

［旋回リトライ］
次に、旋回リトライについて、図３，図５，図６を用いて説明する。

【0054】

走行制御部３０の旋回制御部３５は、自動走行での旋回走行において、旋回リトライを制御する。旋回リトライは、旋回走行中の機体１の状態が所定の状態となると、機体１を停止させた後に機体１を後進させ、再度旋回を行う走行である。

【0055】

具体的には、機体１の所定の状態は、圃場のぬかるみにより機体１が滑ること等により、一定の旋回走行ができていない状態である。この状態は、旋回半径ｒで判定することができる。

【0056】

つまり、旋回制御部３５は、機体１の位置と旋回中心ＣＣの位置とに基づいて、旋回走行中に、継続的に旋回半径ｒを算出する。旋回制御部３５は、旋回半径ｒが所定の長さ（「第３距離」に相当）以上である場合に、一定の旋回走行ができていない状態であると判定する。この判定は、旋回制御部３５が行っても良いが、走行制御部３０が行っても良く、走行制御部３０または旋回制御部３５に別途設けられる判定部（図示せず）が行っても良い。

【0057】

旋回リトライは、図６に示すように、旋回走行中の位置ＮＰにおいて、算出された旋回半径ｒが所定の距離（第３距離）以上となった場合、旋回制御部３５は機体１が旋回リトライが必要となる所定の状態になったと判断する。これに伴い、旋回制御部３５は、位置ＮＰから機体１を所定の後進距離（「第４距離」に相当）だけ後進させる（図６において後進を符号Ｒを付した矢印で示す）。次に、旋回制御部３５は、内部往復経路ＩＰＬ２の始端部ＳＰに向かうように機体１を走行させる。なお、後進距離は一定の後進距離でも良いが、畦等の障害物までの距離や、旋回半径ｒの大きさ等に応じて変更されても良い。また、後進走行は、機体１が停止され、停止後にあらかじめ定められた待機時間が経過した後に行われても良い。また、旋回リトライにおける後進走行の際には、報知が行われなくても良く、少なくとも後進時には所定の報知が行われても良い。また、旋回走行中に機体１が所定の状態になっても旋回リトライが開始されないときは、機体１が停止される。

【0058】

［停止機能無効処理］
次に、旋回走行後の往復走行における停止機能無効処理について、図５～図７を用いて説明する。

【0059】

旋回走行後、内部往復経路ＩＰＬ２の始端部ＳＰからの往復走行が開始されると、上述のように、経路維持部３３は、内部往復経路（目標走行経路）ＩＰＬに対する機体１の位置ずれ量ｄ１の検出を行う。検出された位置ずれ量ｄ１があらかじめ定められた所定の大きさ（「第１距離」に相当）以上である場合、経路維持部３３は、機体１を停止させる停止機能を実行する。

【0060】

ここで、旋回走行において旋回リトライが行われると、機体１が外周領域ＯＡから内部領域ＩＡに至る旋回終了時（往復走行開始時）の機体１の位置が内部往復経路ＩＰＬ２の始端部ＳＰから大きく離れる場合がある。例えば、機体１が想定される旋回経路と大きく離れて旋回されたり、圃場のぬかるみが大きかったりする場合、旋回走行において、適切に内部往復経路ＩＰＬ２の始端部ＳＰに機体１が近付くことができない場合がある。

【0061】

往復走行開始時であっても、経路維持部３３は、内部往復経路（目標走行経路）ＩＰＬに対する機体１の位置ずれ量ｄ１があらかじめ定められた所定の大きさ（「第１距離」に相当）以上である場合、停止機能を実行する。しかしながら、経路維持部３３は、往復走行が開始されると旋回走行に引き続いて内部往復経路ＩＰＬに近付くように往復走行を制御する。そのため、機体１が内部往復経路ＩＰＬに近づくことが困難な状況ではなく、往復走行を継続しても、適切な作業走行に回復することが見込まれる。逆に、機体１が停止されることによる作業走行の効率の悪化の方が問題となる。

【0062】

そのため、経路維持部３３は、内部往復経路ＩＰＬ２の始端部ＳＰから所定の無効距離ｄ３（「第２距離」に相当）の間、または、内部往復経路ＩＰＬ２の往復走行を開始してから所定の無効時間が経過するまでは、停止機能を無効とし、位置ずれ量ｄ１が所定の大きさ以上になっても機体１を停止させない。

【0063】

例えば、経路維持部３３は、内部往復経路ＩＰＬ（目標走行経路）の始端部ＳＰからの往復走行が開始されると（図７のステップ＃１）、直前の旋回走行において旋回リトライが行われたか否かを判定する（図７のステップ＃２）。

【0064】

直前の旋回走行において旋回リトライが行われていた場合（図７のステップ＃２のＹｅｓ）、経路維持部３３は、外周領域ＯＡと内部領域ＩＡとの境界線から内部往復経路ＩＰＬに沿って走行された走行距離、または、外周領域ＯＡと内部領域ＩＡとの境界線から内部往復経路ＩＰＬに沿って走行された時間を検出する（図７のステップ＃３）。走行距離の検出は機体１の位置の情報に基づいて行われ、走行時間は別途設けられるタイマ等により検出される。

【0065】

そして、経路維持部３３は、往復走行中に、外周領域ＯＡと内部領域ＩＡとの境界線から（往復走行の開始から）内部往復経路ＩＰＬに沿って走行された走行距離が無効距離ｄ３以内であるか否かを判定する。または、経路維持部３３は、外周領域ＯＡと内部領域ＩＡとの境界線から（往復走行の開始から）内部往復経路ＩＰＬに沿って走行された走行時間が無効時間以下であるか否かを判定する（図７のステップ＃４）。

【0066】

経路維持部３３は、往復走行の開始からの走行距離が無効距離ｄ３以内である場合、または、往復走行の開始からの走行時間が無効時間以下である場合（図７のステップ＃４のＹｅｓ）、停止機能を無効とし、位置ずれ量ｄ１が所定の大きさ以上になっても機体１を停止させない（図７のステップ＃５）。

【0067】

その後、往復走行の開始からの走行距離が無効距離ｄ３より大きくなると、または、往復走行の開始からの走行時間が無効時間より大きくなると（図７のステップ＃４のＮｏ）、経路維持部３３は、停止機能を有効に戻し、往復走行において、位置ずれ量ｄ１が所定の大きさ以上であることが検出されると機体１を停止させる。同様に、直前の旋回走行において旋回リトライが行われていなかった場合（図７のステップ＃２のＮｏ）、停止機能を有効にし、往復走行において、位置ずれ量ｄ１が所定の大きさ以上であることが検出されると機体１を停止させる（図７のステップ＃６）。

【0068】

そして、経路維持部３３は停止機能を有効にした状態で、内部往復経路ＩＰＬの終端部ＥＰまで内部往復経路ＩＰＬに沿った往復走行を継続させる（図７のステップ＃７）。その後、全ての内部往復経路ＩＰＬの往復走行が終了するまで、旋回走行と往復走行とが繰り返される。

【0069】

このように、旋回リトライが行われた旋回走行の後の往復走行において、往復走行の開始から所定の無効距離ｄ３または所定の無効時間の間は、位置ずれ量ｄ１にかかわらず停止処理が行われない。これにより、機体１が停止することが抑制され、効率的に往復走行が行われる。

【0070】

なお、停止機能の有効・無効の判断は、走行距離または走行時間のいずれかにより行われれば良く、走行距離で判断される場合は走行時間の検出は不要であり、走行時間で判断される場合は走行距離の検出は不要である。

【0071】

［別実施形態］
（１）上記実施形態において、制御ユニット６は上記のような機能ブロックから構成されるものに限定されず、任意の機能ブロックから構成されても良い。例えば、制御ユニット６の各機能ブロックはさらに細分化されても良く、逆に、各機能ブロックの一部または全部がまとめられても良い。また、制御ユニット６の機能は、上記機能ブロックに限らず、任意の機能ブロックが実行する方法により実現されても良い。また、制御ユニット６の機能の一部または全部は、ソフトウエアで構成されても良い。ソフトウエアに係るプログラムは、記憶部４６等の任意の記憶装置に記憶され、制御ユニット６が備えるＣＰＵ等のプロセッサ、あるいは別に設けられたプロセッサにより実行される。

【0072】

（２）上記各実施形態において、制御ユニット６、または、制御ユニット６のうちの停止機能無効処理を行う経路維持部３３等の機能は、機体１または情報端末５に設けられても良いが、機外に設けられ、機体１と通信可能な管理コンピュータに設けられても良い。この際、管理コンピュータは、通信部（図示せず）によって、機体１の位置や各種の情報である機体１の情報を取得する。また、管理コンピュータは制御部（図示せず）を備え、制御部は制御ユニット６が備える各種機能を実施する。

【0073】

このような構成により、田植機等の作業車の構成を簡易なものにしながら、遠隔操作により、停止機能無効処理が実施され、作業効率の低下を抑制することができる。

【0074】

（３）上記各実施形態において、旋回走行は、上記のように行われる方法に限らず、任意の方法で行われても良い。例えば、旋回状態Ｃ１において、前輪１２Ａが最大限に操舵される構成に限らず、所定の操舵角度で旋回されても良い。また、旋回状態Ｃ１における第１角度αＣ１は、任意の旋回角度αとすることができ、例えば第１角度αＣ１は９０°とすることができる。また、第２角度αＣ２は任意の旋回角度αとすることができ、例えば第２角度αＣ２は１２０°とすることができる。この際、第３角度αＣ３は、１８０°－１２０°＝６０°となる。このような旋回角度αは、田植機の条数等によって決定することができる。また、旋回状態Ｃ２が行われない構成であっても良い。さらに、旋回走行はあらかじめ定められた旋回走行経路を走行しても良い。

【0075】

このように、任意の方法の旋回走行においても、旋回半径ｒが所定の距離以上ずれた際には、旋回リトライが行われる。そして、旋回リトライが行われた場合、直後の往復走行の当初（無効距離ｄ３まで、または、無効時間の間）には、停止機能無効処理が行われる。これにより、旋回方法にかかわらず、効率的に往復走行が行われる。

【0076】

（４）上記各実施形態において、旋回走行中の機体１の所定の状態は、旋回中心ＣＣからの距離（旋回半径ｒ）で判定する構成（旋回が適切に行われていない状態を判定する構成）に限らず、図８に示すように、旋回が適切に行われていない状態と共に、または、旋回が適切に行われていない状態に代わり、所定の走行禁止領域ＨＡに機体１が侵入する状態であっても良い。走行禁止領域ＨＡは、圃場の畦Ｌから所定の距離ｄ２以内の領域や、水口等の障害物から所定の距離以内の領域である。

【0077】

例えば、走行禁止領域ＨＡが圃場の畦Ｌから所定の距離ｄ２以内の領域である場合、まず、経路算出部４２は、圃場の外周形状（圃場マップ）を生成する際に、圃場における畦Ｌの位置を設定する。次に、走行制御部３０は、あらかじめ、畦Ｌの位置に基づいて、畦Ｌからの距離が所定の距離ｄ２以内の領域を走行禁止領域ＨＡに設定する。

【0078】

次に、旋回制御部３５は、旋回走行中に、機体１が走行禁止領域ＨＡに侵入したか否かを判定する。旋回制御部３５は、機体１の位置に基づいて、機体１の任意の部分が、走行禁止領域ＨＡ内に侵入したことを検知することにより、機体１が走行禁止領域ＨＡに侵入したと判定する。機体１の任意の部分は、機体１の重心位置Ｐでも良いし、機体１の前端部分・後端部分でも良いし、機体１の四隅でも良い。また、機体１の任意の部分は、これらの内の複数が組み合わされて用いられても良く、いずれかの部分が走行禁止領域ＨＡ内に侵入することにより、機体１が走行禁止領域ＨＡに侵入したと判定されても良い。

【0079】

このような構成により、畦Ｌや障害物に機体１が衝突する可能性がある場合に旋回リトライが行われ、畦Ｌや障害物に機体１が衝突することを抑制することができる。

【0080】

（５）上記各実施形態において、旋回リトライにおける後進走行は、所定の距離、例えば、１ｍに固定しても良いが、後進後に所定の旋回角度αで旋回すると目標走行経路の始端部ＳＰに到達できる位置まで後進しても良い。また、後進時には、ソナー等により、後進方向の障害物を検知し、障害物が検知されると後進が終了する構成であっても良い。

【0081】

（６）上記各実施形態において、旋回後の往復走行において、目標走行経路と機体１との位置ずれ量ｄ１と植え付けられる苗の条間とに応じて、ずれた方向の植付機構２２が各条クラッチにより停止され、植付幅が調整されても良い。これにより、機体１が目標走行経路からずれていたとしても、適切な作業走行を行うことができる。そして、機体１が目標走行経路に沿う位置に戻ると、停止した植付機構２２を再始動させる。

【産業上の利用可能性】

【0082】

本発明は、田植機に限らず、コンバインやトラクタ等の農作業車をはじめ、その他の各種の作業車に適用することができる。

【符号の説明】

【0083】

１ 機体
３０ 走行制御部
４１ 位置算出部
ｄ１ 位置ずれ量
ｄ３ 無効距離
ＥＰ 終端部
ＩＰＬ 内部往復経路
ＩＰＬ１ 内部往復経路
ＩＰＬ２ 内部往復経路
ｒ 旋回半径
ＳＰ 始端部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】