JP2019096363A

JP2019096363A - 走行領域特定装置

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Publication number: JP2019096363A
Application number: JP2019049088A
Authority: JP
Inventors: 敏史平松; Toshifumi Hiramatsu
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2019-03-15
Filing date: 2019-03-15
Publication date: 2019-06-20
Anticipated expiration: 2036-03-17
Also published as: JP6854312B2

Abstract

【課題】自律走行する作業車両の経路の設定において、誤った走行領域で経路が設定されることを防止可能な走行領域特定装置を提供する。【解決手段】車体部の位置情報を取得可能な位置情報取得部と、前記位置情報を用いて特定される前記車体部の走行軌跡に基づいて前記車体部の走行軌跡領域を特定可能な走行軌跡領域特定部と、前記走行軌跡から選択される複数の選択点に基づいて前記車体部を走行させる走行領域を特定可能な走行領域特定部と、所定の報知を実行可能な報知部と、を備え、前記所定の報知は、前記走行領域が予め取得される領域データと一部重複するときに、前記走行領域に誤りがあることを示唆する報知である。【選択図】図１１

Description

本発明は、自律走行作業車両の技術に関し、より詳しくは、自律走行作業車両の走行領域を特定する装置である走行領域特定装置の技術に関する。

従来、トラクタ等の作業車両には、設定した経路に沿って自律走行（無人走行）可能なもの（自律走行作業車両）が知られており、例えば、特許文献１に示されたものがある。特許文献１に示された作業車両は、当該作業車両により作業を行う作業領域（作業現場の中央部）と作業領域を除く領域（周辺部）のそれぞれにおいて経路を定める制御プログラムを備えており、当該制御プログラムによって、経路に沿って作業車両を自律走行させることによって、所定の作業を自動化することを可能にしている。

そして、特許文献１に示された作業車両では、走行領域たる圃場を登録し特定する装置を備えており、オペレータが自律走行作業車両で圃場の外周を走行し、取得した走行軌跡から頂点（角部）を指定することで、圃場形状の登録を行っている。

特開平１０−６６４０５号公報

しかしながら、特許文献１に示された従来技術では、走行軌跡における頂点の指定を誤った場合には、走行領域たる圃場の形状を誤って設定してしまう場合があり、ユーザーの意図に反して、誤った走行領域で経路が設定される場合があった。

本発明は斯かる現状の課題に鑑みてなされたものであり、自律走行する作業車両の経路の設定において、走行領域たる圃場の形状が誤って設定された場合には、走行領域の設定に誤りがあることを報知し、または、走行領域の設定に補正して、誤った走行領域で経路が設定されることを防止できる走行領域特定装置を提供することを目的としている。

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を説明する。

即ち、本発明に係る走行領域特定装置は、車体部の位置情報を取得可能な位置情報取得部と、前記位置情報を用いて特定される前記車体部の走行軌跡に基づいて前記車体部の走行軌跡領域を特定可能な走行軌跡領域特定部と、前記走行軌跡から選択される複数の選択点に基づいて前記車体部を走行させる走行領域を特定可能な走行領域特定部と、所定の報知を実行可能な報知部と、を備え、前記所定の報知は、前記走行領域が予め取得される領域データと一部重複するときに、前記走行領域に誤りがあることを示唆する報知である。

また、本発明に係る走行領域特定装置は、車体部の位置情報を取得可能な位置情報取得部と、前記位置情報を用いて特定される前記車体部の走行軌跡に基づいて前記車体部の走行軌跡領域を特定可能な走行軌跡領域特定部と、前記走行軌跡から選択される複数の選択点に基づいて前記車体部を走行させる走行領域を特定可能な走行領域特定部と、前記走行領域を補正可能な補正部と、を備え、前記補正部は、前記走行領域が予め取得される領域データと一部重複するときに、前記走行領域と前記領域データとが整合するように前記走行領域を補正する。

本発明に係る走行領域特定装置によれば、自律走行する作業車両の経路の設定において、走行領域が予め取得される領域データと一部重複するときに、走行領域に誤りがあることを報知することにより、または、走行領域と領域データとが整合するように走行領域を補正することにより、誤った走行領域で経路が設定されることを防止できる。

自律走行作業車両と随伴走行作業車両の概略側面図。自律走行作業車両の制御ブロック図。遠隔操作装置の初期画面を示す図。自律走行作業車両を使用するときの圃場設定を示す図。圃場の領域を示す図。圃場における走行軌跡の取得状況を示す図。圃場における走行軌跡に基づく圃場形状の設定状況を示す図。圃場形状の誤った設定状況を示す図。マップ情報による圃場形状の判定状況を示す図。圃場における圃場形状の設定状況（一つの圃場内に二つの領域を設定する場合）を示す図、（Ａ）圃場の分割状況を示す図、（Ｂ）圃場形状の設定状況を示す図。圃場における圃場形状の設定状況（一つの圃場内に二つの領域を設定する場合）を示す図、（Ａ）誤った圃場形状の設定状況を示す図、（Ｂ）領域データによる圃場形状の判定状況を示す図。

本発明の一実施形態に係る作業車両である自律走行作業車両の構成について、図１〜図５を参照しつつ説明する。図１に示すように、無人で自動走行可能な自律走行作業車両１、及び、この自律走行作業車両１に随伴して作業者が操向操作する有人の作業車両１００をトラクタとし、自律走行作業車両１及び作業車両１００には作業機としてロータリ耕耘装置がそれぞれ装着されている実施例について説明する。但し、作業車両はトラクタに限定するものではなく、コンバイン等でもよく、また、作業機はロータリ耕耘装置に限定するものではなく、畝立て機や草刈機やレーキや播種機や施肥機等であってもよい。

本明細書において「自律走行」とは、トラクタが備える制御部（ＥＣＵ）によりトラクタが備える走行に関する構成が制御されて予め定められた経路に沿ってトラクタが走行することを意味する。単一の圃場における農作業を、無人車両及び有人車両で実行することを、農作業の協調作業、追従作業、随伴作業などと称することがある。なお、農作業の協調作業としては、「単一圃場における農作業を、無人車両及び有人車両で実行すること」に加え、「隣接する圃場等の異なる圃場における農作業を同時期に無人車両及び有人車両で実行すること」が含まれてもよい。

図１および図２において、自律走行作業車両１となるトラクタの全体構成について説明する。トラクタの車体部２は、ボンネット３内にエンジン４が内設され、該ボンネット３の後部のキャビン１２内にダッシュボード１４が設けられ、ダッシュボード１４上に操向操作手段となるステアリングハンドル５が設けられている。該ステアリングハンドル５の回動により操舵装置を介して前輪１０・１０の向きが回動される。操舵装置を作動させる操舵アクチュエータ４０は制御部３０を構成するステアリングコントローラ３０１と接続される。自律走行作業車両１の操舵方向は操向センサ２０により検知される。操向センサ２０はロータリエンコーダ等の角度センサからなり、前輪１０の回動基部に配置される。但し、操向センサ２０の検知構成は限定するものではなく操舵方向が認識されるものであればよく、ステアリングハンドル５の回動を検知したり、パワーステアリングの作動量を検知してもよい。操向センサ２０により得られた検出値は制御部３０のステアリングコントローラ３０１に入力される。

制御部３０は、ステアリングコントローラ３０１、エンジンコントローラ３０２、変速制御コントローラ３０３、水平制御コントローラ３０４、作業制御コントローラ３０５、測位制御ユニット３０６、自律走行制御コントローラ３０７等を備え、それぞれＣＰＵ（中央演算処理装置）やＲＡＭやＲＯＭ等の記憶装置やインターフェース等を備え、記憶装置には動作させるためのプログラムやデータ等が記憶され、ＣＡＮ通信によりそれぞれ情報やデータ等を送受信できるように通信可能としている。また、自律走行制御コントローラ３０７は、プログラムやデータ等が記憶される記憶部たるメモリ３０９を備えている。

前記ステアリングハンドル５の後方に運転席６が配設され、運転席６下方にミッションケース７が配置される。ミッションケース７の左右両側にリアアクスルケース９・９が連設され、該リアアクスルケース９・９には車軸を介して後輪１１・１１が支承される。エンジン４からの動力はミッションケース７内の変速装置（主変速装置や副変速装置）により変速されて、後輪１１・１１を駆動可能としている。変速装置は例えば油圧式無段変速装置で構成して、可変容量型の油圧ポンプの可動斜板をモータ等の変速手段４４により作動させて変速可能としている。変速手段４４は制御部３０の変速制御コントローラ３０３と接続されている。後輪１１の回転数は車速センサ２７により検知され、走行速度として変速制御コントローラ３０３に入力される。但し、車速の検知方法や車速センサ２７の配置位置は限定するものではない。

ミッションケース７内にはＰＴＯクラッチやＰＴＯ変速装置が収納され、ＰＴＯクラッチはＰＴＯ入切手段４５により入り切りされ、ＰＴＯ入切手段４５は表示手段４９を介して制御部３０の自律走行制御コントローラ３０７と接続され、ＰＴＯ軸への動力の断接を制御可能としている。また、作業機として播種機や畦塗機等を装着した場合、作業機独自の制御ができるように作業機コントローラ３０８が備えられ、該作業機コントローラ３０８は情報通信配線（所謂、ＩＳＯＢＵＳ）を介して作業制御コントローラ３０５と接続される。

前記エンジン４を支持するフロントフレーム１３にはフロントアクスルケース８が支持され、該フロントアクスルケース８の両側に前輪１０・１０が支承され、前記ミッションケース７からの動力を前輪１０・１０に伝達可能に構成している。前記前輪１０・１０は操舵輪となっており、ステアリングハンドル５の回動操作により回動可能とするとともに、操舵装置の駆動手段となるパワステシリンダからなる操舵アクチュエータ４０により前輪１０・１０が左右操舵回動可能となっている。操舵アクチュエータ４０は制御部３０のステアリングコントローラ３０１と接続されて制御される。

エンジン回転制御手段となるエンジンコントローラ３０２にはエンジン回転数センサ６１や水温センサや油圧センサ等が接続され、エンジン４の状態を検知できるようにしている。エンジンコントローラ３０２では設定回転数と実回転数から負荷を検出し、過負荷とならないように制御するとともに、後述する遠隔操作装置１１２にエンジン４の状態を送信して表示装置１１３で表示できるようにしている。

また、ステップ下方に配置した燃料タンク１５には燃料の液面を検知するレベルセンサ２９が配置されて表示手段４９と接続され、表示手段４９は自律走行作業車両１のダッシュボード１４に設けられ、燃料の残量を表示する。そして、燃料の残量は自律走行制御コントローラ３０７で作業可能時間が演算され、通信装置１１０を介して遠隔操作装置１１２に情報が送信されて、遠隔操作装置１１２の表示装置１１３に燃料残量と作業可能時間が表示可能とされる。なお、回転計、燃料計、油圧、異常を表示する表示手段と、現在位置等を表示可能な表示手段とは別構成でもよい。

前記ダッシュボード１４上にはエンジン４の回転計や燃料計や油圧等や異常を示すモニタや設定値等を表示する表示手段４９が配置されている。表示手段４９は遠隔操作装置１１２と同様にタッチパネル式として、データの入力や選択やスイッチ操作やボタン操作等も可能としている。

また、トラクタの車体部２の後部に作業機装着装置２３を介して作業機２４が昇降可能に装設させている。本実施形態では、作業機２４としてロータリ耕耘装置を採用しており、前記ミッションケース７上に昇降シリンダ２６が設けられ、該昇降シリンダ２６を伸縮させることにより、作業機装着装置２３を構成する昇降アームを回動させて作業機２４を昇降できるようにしている。昇降シリンダ２６は昇降アクチュエータ２５の作動により伸縮され、昇降アクチュエータ２５は制御部３０の水平制御コントローラ３０４と接続されている。また、前記作業機装着装置２３の左右一側のリフトリンクには傾斜シリンダが設けられ、該傾斜シリンダを作動させる傾斜アクチュエータ４７は水平制御コントローラ３０４と接続されている。

位置検出部となる測位制御ユニット３０６には位置情報を検出可能とするための移動ＧＰＳアンテナ３４とデータ受信アンテナ３８が接続され、移動ＧＰＳアンテナ３４とデータ受信アンテナ３８は前記キャビン１２上に設けられる。測位制御ユニット３０６には、位置算出手段を備えて緯度と経度を算出し、現在位置を表示手段４９や遠隔操作装置１１２の表示装置１１３で表示できるようにしている。なお、ＧＰＳ（米国）に加えて準天頂衛星（日本）やグロナス衛星（ロシア）等の衛星測位システム（ＧＮＳＳ）を利用することで精度の高い測位ができるが、本実施形態ではＧＰＳを用いて説明する。

自律走行作業車両１は、車体部２の姿勢変化情報を得るためにジャイロセンサ３１、および進行方向を検知するために方位角検出部３２を具備し制御部３０と接続されている。但し、ＧＰＳの位置計測から進行方向を算出できるので、方位角検出部３２を省くことができる。ジャイロセンサ３１は、車体部２の前後方向の傾斜（ピッチ）の角速度、車体部２の左右方向の傾斜（ロール）の角速度、および旋回（ヨー）の角速度、を検出するものである。該三つの角速度を積分計算することにより、車体部２の前後方向および左右方向への傾斜角度、および旋回角度を求めることが可能である。ジャイロセンサ３１の具体例としては、機械式ジャイロセンサ、光学式ジャイロセンサ、流体式ジャイロセンサ、振動式ジャイロセンサ等が挙げられる。ジャイロセンサ３１は制御部３０に接続され、当該三つの角速度に係る情報を制御部３０に入力する。

方位角検出部３２は自律走行作業車両１の向き（進行方向）を検出するものである。方位角検出部３２の具体例としては磁気方位センサ等が挙げられる。方位角検出部３２はＣＡＮ通信手段を介して自律走行制御コントローラ３０７に情報が入力される。

こうして自律走行制御コントローラ３０７は、上記ジャイロセンサ３１、方位角検出部３２から取得した信号を姿勢・方位演算手段により演算し、自律走行作業車両１の姿勢（向き、車体部２の前後方向及び左右方向の傾斜、旋回方向）を求める。

自律走行作業車両１の位置情報は、ＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・システム）を用いて取得する。ＧＰＳを用いた測位方法としては、単独測位、相対測位、ＤＧＰＳ（ディファレンシャルＧＰＳ）測位、ＲＴＫ−ＧＰＳ（リアルタイムキネマティック−ＧＰＳ）測位など種々の方法が挙げられ、これらいずれの方法を用いることも可能であるが、本実施形態では測定精度の高いＲＴＫ−ＧＰＳ測位方式を採用する。

ＲＴＫ−ＧＰＳ（リアルタイムキネマティック−ＧＰＳ）測位は、位置が判っている基準局と、位置を求めようとする移動局とで同時にＧＰＳ観測を行い、基準局で観測したデータを無線等の方法で移動局にリアルタイムで送信し、基準局の位置成果に基づいて移動局の位置をリアルタイムに求める方法である。

本実施形態においては、自律走行作業車両１に移動局となる測位制御ユニット３０６と移動ＧＰＳアンテナ３４とデータ受信アンテナ３８が配置され、基準局となる固定通信機３５と固定ＧＰＳアンテナ３６とデータ送信アンテナ３９が所定位置に配設される。本実施形態のＲＴＫ−ＧＰＳ（リアルタイムキネマティック−ＧＰＳ）測位は、基準局および移動局の両方で位相の測定（相対測位）を行い、基準局の固定通信機３５で測位したデータをデータ送信アンテナ３９からデータ受信アンテナ３８に送信する。

自律走行作業車両１に配置された移動ＧＰＳアンテナ３４はＧＰＳ衛星３７・３７・・・からの信号を受信する。この信号は移動通信機３３に送信され測位される。そして、同時に基準局となる固定ＧＰＳアンテナ３６でＧＰＳ衛星３７・３７・・・からの信号を受信し、固定通信機３５で測位し測位制御ユニット３０６に送信し、観測されたデータを解析して移動局の位置を決定する。

こうして、自律走行制御コントローラ３０７は自律走行作業車両１を自律走行させる自律走行手段として備えられる。つまり、自律走行制御コントローラ３０７と接続された各種情報取得ユニットによって、自律走行作業車両１の走行状態を各種情報として取得し、自律走行制御コントローラ３０７と接続された各種制御ユニットによって、自律走行作業車両１の自律走行を制御する。具体的には、ＧＰＳ衛星３７・３７・・・から送信される電波を受信して測位制御ユニット３０６において設定時間間隔で車体部２の位置情報を求め、ジャイロセンサ３１及び方位角検出部３２から車体部２の変位情報および方位情報を求め、これら位置情報と変位情報と方位情報に基づいて車体部２が予め設定した経路（作業経路Ｒａと走行経路Ｒｂ）に沿って走行するように、操舵アクチュエータ４０、変速手段４４、昇降アクチュエータ２５、ＰＴＯ入切手段４５、エンジンコントローラ３０２等を制御して自律走行し、自動で作業できるようにしている。

また、自律走行作業車両１には障害物センサ４１が配置されて制御部３０と接続され、障害物に当接しないようにしている。例えば、障害物センサ４１はレーザセンサや超音波センサやカメラで構成して車体部２の前部や側部や後部に配置して制御部３０と接続し、制御部３０によって車体部２の前方や側方や後方に障害物があるかどうかを検出し、障害物が設定距離以内に近づくと走行を停止させるように制御する。

また、自律走行作業車両１には前方を撮影するカメラ４２Ｆや後方の作業機や作業後の圃場状態を撮影するカメラ４２Ｒが搭載され制御部３０と接続されている。カメラ４２Ｆ・４２Ｒは本実施形態ではキャビン１２のルーフの前部上と後部上に配置しているが、配置位置は限定するものではなく、キャビン１２内の前部上と後部上や一つのカメラ４２を車体部２の中心に配置して鉛直軸を中心に回転させて周囲を撮影しても、複数のカメラ４２を車体部２の四隅に配置して車体部２の周囲を撮影する構成であってもよい。カメラ４２Ｆ・４２Ｒで撮影された映像は作業車両１００に備えられた遠隔操作装置１１２の表示装置１１３に表示される。

遠隔操作装置１１２は前記自律走行作業車両１の後述する作業経路Ｒａおよび走行経路Ｒｂからなる経路Ｒを設定したり、自律走行作業車両１を遠隔操作したり、自律走行作業車両１の走行状態や作業機の作動状態を監視したり、作業データを記憶したりするものであり、制御装置（ＣＰＵやメモリ）や通信装置１１１や表示装置１１３等を備える。

有人走行車両となる作業車両１００は作業者が乗車して運転操作するとともに、作業車両１００に遠隔操作装置１１２を搭載して自律走行作業車両１を操作可能としている。作業車両１００の基本構成は自律走行作業車両１と略同じ構成であるので詳細な説明は省略する。なお、作業車両１００（または遠隔操作装置１１２）にＧＰＳ用の制御ユニットを備える構成とすることも可能である。

遠隔操作装置１１２は、作業車両１００及び自律走行作業車両１のダッシュボード等の操作部に着脱可能としている。遠隔操作装置１１２は作業車両１００のダッシュボードに取り付けたまま操作することも、作業車両１００の外に持ち出して携帯して操作することも、自律走行作業車両１のダッシュボード１４に取り付けても操作可能としている。遠隔操作装置１１２は、例えばノート型やタブレット型のパーソナルコンピュータで構成することができる。本実施形態ではタブレット型のパーソナルコンピュータで構成している。

さらに、遠隔操作装置１１２と自律走行作業車両１は無線で相互に通信可能に構成しており、自律走行作業車両１と遠隔操作装置１１２には通信するための通信装置１１０・１１１がそれぞれ設けられている。通信装置１１１は遠隔操作装置１１２に一体的に構成されている。通信手段は、例えば無線ＬＡＮ等で相互に通信可能に構成されている。遠隔操作装置１１２は画面に触れることで操作可能なタッチパネル式の操作画面とした表示装置１１３を筐体表面に設け、筐体内に通信装置１１１やＣＰＵや記憶装置１１４やバッテリ等を収納している。

次に、遠隔操作装置１１２により経路Ｒ（作業経路Ｒａおよび走行経路Ｒｂ）を設定する手順について説明する。遠隔操作装置１１２の表示装置１１３はタッチパネル式としており、電源をオンして遠隔操作装置１１２を起動させると初期画面が現れるようにしている。初期画面では、図３に示すように、トラクタ設定ボタン２０１、圃場設定ボタン２０２、経路生成設定ボタン２０３、データ転送ボタン２０４、作業開始ボタン２０５、終了ボタン２０６が表示される。

まず、トラクタ設定について説明する。トラクタ設定ボタン２０１をタッチすると、過去にこの遠隔操作装置１１２によりトラクタを用いて作業行った場合、つまり、過去に設定したトラクタが存在する場合、そのトラクタ名（機種）が表示される。複数のトラクタ名が表示されると今回使用するトラクタ名をタッチして選択し、その後初期画面に戻る。新規にトラクタ設定を行う場合には、トラクタの機種を特定する。この場合、機種名を直接入力する。或いは、複数のトラクタの機種を表示装置１１３に一覧表示させて所望の機種を選択できるようにしている。

トラクタの機種が設定されると、移動ＧＰＳアンテナ３４の取付位置の設定画面が現れる。移動ＧＰＳアンテナ３４の取付位置は、トラクタによって異なり、取り付ける技術者によっても異なる場合もあるので、トラクタの平面図を表示させて取付位置を設定する。

移動ＧＰＳアンテナ３４の取付位置が設定されると、トラクタに装着される作業機のサイズ、形状、作業機の位置の設定画面が現れる。作業機の位置は前部か、前輪と後輪の間か、後部か、オフセットか、を選択する。作業機の設定が終了すると、作業中の車速、作業中のエンジン回転数、旋回時の車速、旋回時のエンジン回転数の設定画面が現れる。作業中の車速は往路と復路で異なる車速とすることも可能である。車速、及び、エンジン回転数の設定が終了すると、初期画面に戻る。

次に、圃場設定について、説明する。圃場設定ボタン２０２をタッチすると、過去にこの遠隔操作装置１１２によりトラクタを用いて作業行った場合、つまり、過去に設定した圃場が存在する場合、設定されている圃場の名前が表示される。表示された複数の圃場名から今回作業を行う圃場名をタッチして選択すると、その後、後述する経路生成設定に進み、或いは、初期画面に戻ることが可能である。なお、設定された圃場を編集又は新規に設定することも可能である。

登録された圃場がない場合には、新規の圃場設定となる。新規の圃場設定を選択すると、図４に示すように、トラクタ（自律走行作業車両１）を圃場Ｈ内の四隅のうちの一つの隅Ａに位置させ、「測定開始」のボタンをタッチする。その後、トラクタを圃場Ｈの外周に沿って走行させて圃場形状を登録する。次に、作業者は、登録された圃場形状から、角位置Ａ・Ｂ・Ｃ・Ｄや変曲点を登録して圃場形状を特定する。

圃場Ｈが特定されると、図５に示すように、作業開始位置Ｓｗと、作業方向Ｆと、作業終了位置Ｇｗを設定する。この圃場Ｈ内に障害物が存在する場合には、障害物の位置までトラクタを移動させ、障害物設定ボタン（図示せず）をタッチして、障害物の周囲を走行して、障害物設定を行う。なお、障害物が圃場Ｈの周囲近辺に存在したり、障害物が最小旋回半径よりも小さく、その外周を走行すると大きくなり過ぎる場合には、表示される圃場の地図から登録してもよい。上記作業が終了すると、または、過去に登録した圃場を選択すると、確認画面となり、ＯＫ（確認）ボタンと「編集／追加」ボタンが表示される。過去に登録した圃場に変更がある場合には、「編集／追加」ボタンをタッチする。

前記圃場設定においてＯＫボタンをタッチすると、経路生成設定となる。経路生成設定は初期画面で経路生成設定ボタン２０３をタッチすることによっても設定が可能となる。経路生成設定モードに移ると、自律走行作業車両１に対して作業車両１００がどの位置で走行するかの選択画面が表示される。つまり、自律走行作業車両１と作業車両１００の位置関係を設定する。具体的には、（１）作業車両１００が自律走行作業車両１の左後方に位置する。（２）作業車両１００が自律走行作業車両１の右後方に位置する。（３）作業車両１００が自律走行作業車両１の真後ろに位置する。（４）作業車両１００は併走しない（自律走行作業車両１のみで作業を行う）。の４種類が表示され、タッチすることにより選択できる。

次に、作業車両１００の作業機の幅を設定する。つまり、作業機の幅を数字で入力する。次に、スキップ数を設定する。つまり、自律走行作業車両１が圃場端（枕地）に至り第１の作業路Ｒ１から第２の作業路Ｒ２に移動する時に、経路を何本飛ばすかを設定する。具体的には、（１）スキップしない。（２）１列スキップ。（３）２列スキップ。のいずれかを選択する。次に、オーバーラップの設定を行う。つまり、作業路Ｒ１と隣接する作業路Ｒ２における作業幅の重複量の設定を行う。具体的には、（１）オーバーラップしない。（２）オーバーラップする。を選択する。なお、「オーバーラップする」を選択すると、数値入力画面が表示され、数値を入力しないと次に進むことができない。

次に、外周設定が行われる。つまり、図５に示すような、自律走行作業車両１と作業車両１００とにより、または、自律走行作業車両１により作業を行う作業領域ＨＡの外側の領域が設定される。言い換えれば、圃場端で非作業状態として旋回走行する枕地ＨＢと、枕地ＨＢと枕地ＨＢとの間の左右両側の圃場外周に接する非作業領域とする側部余裕地ＨＣが設定される。よって、圃場Ｈ＝作業領域ＨＡ＋枕地ＨＢ＋枕地ＨＢ＋側部余裕地ＨＣ＋側部余裕地ＨＣとなる。通常、枕地ＨＢの幅Ｗｂと側部余裕地ＨＣの幅Ｗｃは、作業車両１００が装着した作業機の幅の二倍以下の長さとして、自律走行作業車両１と作業車両１００とによる併走作業が終了した後に、作業者が作業車両１００に乗り込み、手動操作で外周を二周することで、仕上げることができるようにしている。但し、自律走行作業車両１で外周を作業することも可能である。

上記の各種設定の入力が終了すると、確認画面が現れ、確認をタッチすると、自動で作業経路Ｒａと走行経路Ｒｂからなる経路Ｒが生成される。作業経路Ｒａは作業領域ＨＡ内で生成される経路で、作業を行いながら走行する経路であり、直線の経路となる。但し、作業領域ＨＡが矩形でない場合にははみ出すこともある。走行経路Ｒｂは作業領域ＨＡ以外の領域（枕地ＨＢと側部余裕地ＨＣ）で生成される経路で、作業を行わずに走行する経路であり、直線と曲線を組み合わせた経路となり、主に、枕地ＨＢにおいて旋回するための経路となる。

作業経路Ｒａと走行経路Ｒｂは自律走行作業車両１と作業車両１００について、それぞれの作業経路Ｒａと走行経路Ｒｂが生成される。経路生成後にその経路を見たい場合は、経路生成設定ボタン２０３をタッチすることでシミユレーション画像が表示され、確認することができる。なお、経路生成設定ボタン２０３をタッチしなくても作業経路Ｒａと走行経路Ｒｂは生成されている。自動で作業経路Ｒａと走行経路Ｒｂが生成される際に、作業開始位置Ｓｗ、作業終了位置Ｇｗは、圃場設定で登録した開始位置、終了位置から最も近い対応する位置とされる。

経路生成設定の各項目を設定すると、経路生成設定が表示され、その下部に、「経路設定ボタン」「データ転送する」「ホームへ戻る」が選択可能に表示される。

前記情報を転送するときは、初期画面において設けられたデータ転送ボタン２０４をタッチすることで転送できる。この転送は遠隔操作装置１１２で行われるため、これら設定した情報を自律走行作業車両１の制御装置に転送する必要がある。この転送は、（１）端子を用いて転送する方法と、（２）無線で転送する方法があり、本実施形態では、端子を用いる場合には、ＵＳＢケーブルを用いて遠隔操作装置１１２と自律走行作業車両１の制御装置を直接つなぐ、あるいは、ＵＳＢメモリに一旦記憶させてから、自律走行作業車両１のＵＳＢ端子に接続して転送する。また、無線で転送する場合は、無線ＬＡＮを用いて転送する。

ここで、本発明の一実施形態に係る走行領域特定装置の構成について、説明する。図２に示すように、自律走行作業車両１は、車体部２の位置情報である現在位置Ｎを取得可能な位置情報取得部たる移動ＧＰＳアンテナ３４を備えている。また、自律走行作業車両１は、移動ＧＰＳアンテナ３４で検出した現在位置Ｎを用いて車体部２の走行軌跡Ｋを特定し、走行軌跡Ｋに基づいて車体部２の走行軌跡領域ＫＡを特定することが可能な走行軌跡領域特定部たる遠隔操作装置１１２を備えている。なお、自律走行作業車両１においては、制御部３０によって、走行軌跡Ｋに基づいて車体部２の走行軌跡領域ＫＡを特定することも可能であり、遠隔操作装置１１２の代わりに、制御部３０によって、車体部２の走行軌跡領域ＫＡを特定する構成としてもよい。

また、自律走行作業車両１の遠隔操作装置１１２は、走行軌跡Ｋから選択される複数の選択点たる角部Ｐ〜Ｕに基づいて車体部２を走行させる走行領域たる圃場Ｈの形状（以下、圃場形状ＨＫと呼ぶ）を特定することが可能な走行領域特定部たる機能を兼ね備えている。なお、自律走行作業車両１においては、制御部３０によって、走行軌跡Ｋから選択される複数の選択点たる角部Ｐ〜Ｕに基づいて圃場形状ＨＫを特定することも可能であり、遠隔操作装置１１２の代わりに、制御部３０によって、圃場形状ＨＫを特定する構成としてもよい。

さらに、自律走行作業車両１の遠隔操作装置１１２は、さらに、圃場形状ＨＫを補正可能な補正部たる機能を兼ね備えている。なお、自律走行作業車両１においては、制御部３０によって、圃場形状ＨＫを補正する構成とすることも可能であり、遠隔操作装置１１２の代わりに、制御部３０によって、圃場形状ＨＫを補正する構成としてもよい。

またさらに、自律走行作業車両１の遠隔操作装置１１２は、所定の報知を実行可能な報知部たる表示装置１１３を備えている。

即ち、本発明の一実施形態に係る走行領域特定装置１５０は、車体部２の位置情報である現在位置Ｎを取得可能な位置情報取得部たる移動ＧＰＳアンテナ３４および現在位置Ｎを用いて特定される車体部２の走行軌跡Ｋに基づいて車体部２の走行軌跡領域ＫＡを特定可能な走行軌跡領域特定部であり、また、走行軌跡Ｋから選択される複数の選択点Ｐ〜Ｕに基づいて車体部２を走行させる走行領域たる圃場Ｈの形状（圃場形状ＨＫ）を特定可能な走行領域特定部であり、さらに、圃場形状ＨＫを補正可能な補正部である遠隔操作装置１１２および制御部３０と、を備えるものである。

次に、本発明の一実施形態に係る自律走行作業車両１における圃場登録について説明する。ここでは、図６に示すような凹凸形状を有する圃場Ｈを登録する場合を例示して説明する。自律走行作業車両１では、図６に示すような圃場Ｈを圃場登録する場合、圃場Ｈの外周に沿って、オペレータの運転によって自律走行作業車両１を走行させて、走行軌跡Ｋを取得する。図６に示すように、走行軌跡Ｋの形状は、圃場Ｈの外周形状に略一致している。なお、自律走行作業車両１は、曲がる際には所定の旋回半径を要するため、走行軌跡Ｋの角部は、実際の圃場Ｈの形状とは異なり円弧状となる。

次に、圃場Ｈの圃場登録においては、走行軌跡Ｋ上に存在する角部を特定する。図７に示すように、本実施形態に示す走行軌跡Ｋには、Ｐ、Ｑ、Ｒ、Ｓ、Ｔ、Ｕの６個の角部が存在しており、図７に示すようなＰ、Ｑ、Ｒ、Ｓ、Ｔ、Ｕの角部を有する走行軌跡Ｋが、表示装置１１３上に表示される。

次に、圃場Ｈの圃場登録においては、オペレータが、走行軌跡Ｋ上に存在する角部を選択し、圃場Ｈの形状（圃場形状ＨＫ）を設定する。例えば、図７に示すように、オペレータが、走行軌跡Ｋ上のＰ、Ｑ、Ｒ、Ｓ、Ｔ、Ｕの６個の角部を選択した場合、図７に示すような圃場形状ＨＫが設定される。オペレータが全ての角部を間違いなく選択すれば、図７に示すように、圃場Ｈの形状に略一致した圃場形状ＨＫを精度良く設定することができる。

一方、例えば、オペレータが、走行軌跡Ｋ上のＰ、Ｑ、Ｒ、Ｔ、Ｕの５個の角部しか選択しなかった場合（即ち、角部Ｓを選択し忘れた場合）、図８に示すような五角形状の圃場形状ＨＫが設定される。この場合、圃場形状ＨＫのうち三角形ＲＳＴに相当する部分は、本来は圃場Ｈの外部の領域であるにも関わらず、圃場Ｈの一部（内部の領域）として設定されてしまうこととなる。このような場合には、誤った圃場形状ＨＫが設定されてしまい、圃場Ｈ外に自律走行作業車両１の作業経路Ｒａおよび走行経路Ｒｂが設定されてしまうおそれがある。

そこで、本発明の一実施形態に係る走行領域特定装置１５０では、圃場Ｈ外の範囲に自律走行作業車両１の作業経路Ｒａや走行経路Ｒｂが設定されてしまうことを防止するために、以下に説明する構成を採用している。

本発明の一実施形態に係る走行領域特定装置１５０では、図７に示すように、取得した走行軌跡Ｋで囲まれた閉領域（以下、走行軌跡領域ＫＡと呼ぶ）を、遠隔操作装置１１２によって自動的に特定し、設定した圃場形状ＨＫ上の特定の点が、特定した走行軌跡領域ＫＡの外部に位置することを検出した場合には、遠隔操作装置１１２によって、圃場形状ＨＫの設定が誤っている（即ち、圃場形状ＨＫが実際の圃場Ｈから食み出している）旨の判断をする構成とすることができる。そして、遠隔操作装置１１２は、圃場形状ＨＫが誤っていると判断した場合には、遠隔操作装置１１２の表示装置１１３上に警報を発するように構成している。

即ち、本発明に係る走行領域特定装置１５０は、設定した圃場形状ＨＫ上の特定の点が、走行軌跡領域ＫＡ外に位置している場合に、圃場Ｈが走行軌跡領域ＫＡ外の領域を含むと判定する判定部である遠隔操作装置１１２を備えるものである。そして、このような構成の走行領域特定装置１５０によれば、圃場Ｈの外側に誤って経路Ｒ（作業経路Ｒａおよび走行経路Ｒｂ）が設定されることをより確実に防止できる。

また、本発明の一実施形態に係る走行領域特定装置１５０では、遠隔操作装置１１２によって走行軌跡領域ＫＡを自動的に特定するとともに、設定した圃場形状ＨＫの面積と、走行軌跡領域ＫＡの面積とを比較して、圃場形状ＨＫの面積が走行軌跡領域ＫＡの面積を超えている場合には、遠隔操作装置１１２によって、圃場形状ＨＫの設定が誤っている（即ち、圃場形状ＨＫが実際の圃場Ｈから食み出している）旨の判断をする構成とすることができる。

即ち、本発明に係る走行領域特定装置１５０は、設定した圃場形状ＨＫの面積が、走行軌跡領域ＫＡの面積よりも大きい場合に、圃場形状ＨＫが走行軌跡領域ＫＡ外の領域を含むと判定する判定部たる遠隔操作装置１１２を備えるものである。そして、このような走行領域特定装置１５０によれば、圃場Ｈの外側に誤って経路Ｒ（作業経路Ｒａおよび走行経路Ｒｂ）が設定されることをより確実に防止できる。

なお、圃場Ｈから食み出す部分が存在するか否かの判断においては、適宜閾値を設定してもよく、食み出す部分の面積が所定の閾値を超えた場合に、食み出している旨の判断をする構成とすることができる。

さらに、本発明の一実施形態に係る走行領域特定装置１５０では、設定された圃場形状ＨＫを、既知のマップ情報と比較する構成とすることも可能である。図９に示す如く、走行領域特定装置１５０では、遠隔操作装置１１２に、予め圃場Ｈのマップ情報ＨＭが記憶されており、遠隔操作装置１１２によって、設定された圃場形状ＨＫを、マップ情報ＨＭと比較する構成としている。マップ情報ＨＭには、圃場Ｈの位置情報（端点の緯度経度）、面積、形状等の情報が含まれている。そして、遠隔操作装置１１２は、圃場形状ＨＫにおいて、マップ情報ＨＭと一致しない部分（例えば、図９に示す三角形ＲＳＴ）がある場合には、遠隔操作装置１１２の表示装置１１３上に警報を発するように構成している。

ここで、走行領域特定装置１５０では、表示装置１１３によって行う報知の内容を、圃場Ｈが走行軌跡領域ＫＡ外の領域を含むことを示唆するような報知内容としている。表示装置１１３上に表示させる具体的な報知内容としては、例えば、「角部の選択が間違っていないか確認が必要です」のように、オペレータに確認を促す文章を表示したり、あるいは、「このまま経路生成を行うと圃場Ｈ外で経路生成が行われるおそれがあります」のような、警告文を表示したりする。

また、走行領域特定装置１５０では、表示装置１１３によって圃場Ｈが走行軌跡Ｋの領域外の領域を含むことを報知するのではなく、遠隔操作装置１１２によって、圃場Ｈが走行軌跡Ｋの領域外の領域を含まないように、圃場形状ＨＫを補正する構成としてもよい。この場合には、表示装置１１３に、「圃場形状ＨＫを補正するか否か」を確認する表示を行い、オペレータが「補正する」ことを選択したときに、遠隔操作装置１１２による補正を実行するように構成することができる。

走行領域特定装置１５０では、例えば、表示装置１１３に表示された圃場形状ＨＫを、タッチペンによる画面への指示でオペレータが修正することができるように構成されており、例えば、オペレータが角部Ｓを追加で選択する操作を行うことで、圃場形状ＨＫを補正する構成とすることができる。

また、走行領域特定装置１５０では、マップ情報等と圃場形状ＨＫを比較する構成において、遠隔操作装置１１２によって、食み出した部分を特定するとともに、特定した食み出し部分を遠隔操作装置１１２によって削除するように圃場形状ＨＫを補正する構成とすることができる。

なお、走行軌跡Ｋを取得した後に、圃場形状ＨＫを特定する方法は、角部のみを特定する方法には限定されない。例えば、取得した走行軌跡Ｋを表示装置１１３に表示しておき、オペレータがタッチペンによる画面への指示で、角部と辺部を指定することで圃場形状ＨＫを特定する構成としてもよく、このような特定方法によれば、角部を選択し忘れた場合であっても、圃場形状ＨＫを精度よく特定することができる。

あるいは、走行軌跡Ｋを取得した後に、圃場形状ＨＫを特定する方法としては、取得した走行軌跡Ｋから、遠隔操作装置１１２によって自動的に圃場形状ＨＫを生成する構成としてもよく、さらに、自動的に生成された圃場形状ＨＫをオペレータが確認し、実情に沿うようにオペレータが適宜修正することで、より適切な圃場形状ＨＫを取得する構成としてもよい。

即ち、本発明に係る走行領域特定装置１５０は、車体部２の位置情報である現在位置Ｎを取得可能な位置情報取得部たる移動ＧＰＳアンテナ３４と、現在位置Ｎを用いて特定される車体部２の走行軌跡Ｋに基づいて車体部２の走行軌跡領域ＫＡを特定可能な走行軌跡領域特定部であり、また、走行軌跡Ｋから選択される複数の選択点である角部Ｐ〜Ｕに基づいて車体部２を走行させる走行領域たる圃場形状ＨＫを特定可能な走行領域特定部である遠隔操作装置１１２と、所定の報知を実行可能な報知部たる表示装置１１３と、を備え、所定の報知は、設定した圃場形状ＨＫが走行軌跡領域ＫＡ外の領域を含むことを示唆する報知である。

また、本発明に係る走行領域特定装置１５０は、車体部２の位置情報である現在位置Ｎを取得可能な位置情報取得部たる移動ＧＰＳアンテナ３４と、現在位置Ｎを用いて特定される車体部２の走行軌跡Ｋに基づいて車体部２の走行軌跡領域ＫＡを特定可能な走行軌跡領域特定部であり、また、走行軌跡Ｋから選択される複数の選択点である角部Ｐ〜Ｕに基づいて車体部２を走行させる走行領域たる圃場形状ＨＫを特定可能な走行領域特定部であり、さらに、圃場形状ＨＫを補正可能な補正部である遠隔操作装置１１２と、を備え、遠隔操作装置１１２は、設定した圃場形状ＨＫが走行軌跡領域ＫＡ外の領域を含む場合に、圃場形状ＨＫを、走行軌跡領域ＫＡ外の領域を含まない領域に補正するものである。

そして、このような構成の走行領域特定装置１５０によれば、自律走行作業車両１の経路Ｒ（作業経路Ｒａおよび走行経路Ｒｂ）の設定において、走行領域たる圃場Ｈの外側に誤って経路Ｒが設定されることを防止することができる。

次に、本発明の一実施形態に係る自律走行作業車両１における圃場登録について、図１０に示すような圃場Ｈにおいて、２種類の作物（作物Ｘと作物Ｙ）について、作物ごとに領域を設定する場合を例示して説明する。ここでは、図１０（Ａ）に示すような略長方形の圃場Ｈを二つの領域に分けて、一の領域で作物Ｘを栽培し、他の領域で作物Ｙを栽培する場合を例示して説明する。

このような場合に、作物Ｘの領域を圃場登録するには、まず、自律走行作業車両１で圃場Ｈの外周形状を検出し、圃場Ｈ全体の圃場形状ＨＫを特定する。ここでは、図１０（Ｂ）に示すように、角部ＰＱＲＳを選択することで、圃場Ｈ全体の圃場形状ＨＫが特定される。

次に、作物Ｘの領域を特定するために、線分ＰＱ上の点Ｔと、線分ＲＳ上の点Ｕを追加で選択し、点ＰＴＵＳで規定される矩形部分を、作物Ｘのための圃場形状ＨＫ１として特定し、点ＱＲＵＴで規定される矩形部分を、作物Ｙのための圃場形状ＨＫ２として特定する。

ここで、例えば、ユーザーが、点Ｔおよび点Ｕの選択を誤った場合、図１１（Ａ）に示すように、作物Ｙの領域の一部を作物Ｘの領域として誤って圃場登録してしまうことが懸念される。

そこで、本発明の一実施形態に係る走行領域特定装置１５０では、作物Ｘ・Ｙの各領域の領域データＤＸ・ＤＹを予め取得しておき、この領域データＤＸ・ＤＹを各圃場形状ＨＫ１・ＨＫ２と比較することによって、誤った圃場登録がなされることを防止する構成とすることができる。なお、作物Ｘ・Ｙの領域データＤＸ・ＤＹとしては、各領域の面積、各領域における端点の位置情報、各領域の地図データ（形状、面積、位置情報を含む）等を用いることができる。

そして、このような領域データＤＸ・ＤＹを、遠隔操作装置１１２に予め記憶させておき、遠隔操作装置１１２によって、特定した圃場形状ＨＫ１・ＨＫ２を領域データＤＸ・ＤＹと比較することで、誤った圃場登録を防止することができる。

なお、図１１（Ｂ）に示すように、領域データＤＸ・ＤＹを用いて比較をした結果、遠隔操作装置１１２によって、圃場形状ＨＫ１・ＨＫ２に誤りがある（重複部分がある）と判断された場合には、表示装置１１３により報知する。あるいは、圃場形状ＨＫ１・ＨＫ２に誤りがあると判断された場合には、遠隔操作装置１１２によって、特定した圃場形状ＨＫ１・ＨＫ２が領域データＤＸ・ＤＹに整合するように点Ｔ・Ｕの配置を補正して、各圃場形状ＨＫ１・ＨＫ２を補正する構成としてもよい。

２車体部
３４移動ＧＰＳアンテナ（位置検出部）
３０制御部
１１２遠隔操作装置
１１３表示装置
１５０走行領域特定装置
Ｈ圃場（走行領域）
ＨＫ圃場形状
Ｋ走行軌跡
ＫＡ走行軌跡領域

Claims

車体部の位置情報を取得可能な位置情報取得部と、
前記位置情報を用いて特定される前記車体部の走行軌跡に基づいて前記車体部の走行軌跡領域を特定可能な走行軌跡領域特定部と、
前記走行軌跡から選択される複数の選択点に基づいて前記車体部を走行させる走行領域を特定可能な走行領域特定部と、
所定の報知を実行可能な報知部と、を備え、
前記所定の報知は、前記走行領域が予め取得される領域データと一部重複するときに、前記走行領域に誤りがあることを示唆する報知である
ことを特徴とする走行領域特定装置。
車体部の位置情報を取得可能な位置情報取得部と、
前記位置情報を用いて特定される前記車体部の走行軌跡に基づいて前記車体部の走行軌跡領域を特定可能な走行軌跡領域特定部と、
前記走行軌跡から選択される複数の選択点に基づいて前記車体部を走行させる走行領域を特定可能な走行領域特定部と、
前記走行領域を補正可能な補正部と、を備え、
前記補正部は、前記走行領域が予め取得される領域データと一部重複するときに、前記走行領域と前記領域データとが整合するように前記走行領域を補正する
ことを特徴とする走行領域特定装置。