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図面 (14)

課題

機体の位置や圃場収穫状況に応じて最適な排出経路を生成可能な自動走行制御システムを提供する。

解決手段

自動走行しながら圃場の作物を収穫し、収穫された収穫物貯留部に貯留する収穫機のための自動走行制御システムであって、自動走行を行う走行経路を設定する経路設定部と、機体10の位置と走行経路とに基づいて機体10の自動走行制御を行う自動走行制御部と、収穫機の状態を検出する状態検出部と、状態検出部の検出結果に基づいて自動走行の中断を判定可能な中断判定部と、が備えられ、経路設定部は、中断判定部によって自動走行の中断が判定されると、圃場内において自動走行の中断後に作業する途中作業位置DPと、自動走行の中断が判定されたときの機体10の位置WPと、圃場の収穫状況と、に基づいて、途中作業位置DPへ移動する途中作業経路Ptを生成する。

概要

背景

特許文献1に開示された作業車自動走行ステムでは、収穫機が、予め算出された走行経路に沿って自動走行しながら圃場作物収穫する。貯留部に貯留された収穫物を排出する場合、収穫機は、当該走行経路から離脱して、途中作業位置(文献の「収穫物排出用駐車位置」)に到達するために予め算出された別の走行経路を途中作業経路(文献の「排出経路」)として選択し、この途中作業経路に沿って自動走行する。

概要

機体の位置や圃場の収穫状況に応じて最適な排出経路を生成可能な自動走行制御システムを提供する。自動走行しながら圃場の作物を収穫し、収穫された収穫物を貯留部に貯留する収穫機のための自動走行制御システムであって、自動走行を行う走行経路を設定する経路設定部と、機体10の位置と走行経路とに基づいて機体10の自動走行制御を行う自動走行制御部と、収穫機の状態を検出する状態検出部と、状態検出部の検出結果に基づいて自動走行の中断を判定可能な中断判定部と、が備えられ、経路設定部は、中断判定部によって自動走行の中断が判定されると、圃場内において自動走行の中断後に作業する途中作業位置DPと、自動走行の中断が判定されたときの機体10の位置WPと、圃場の収穫状況と、に基づいて、途中作業位置DPへ移動する途中作業経路Ptを生成する。

目的

本発明の目的は、機体の位置や圃場の収穫状況に応じて最適な途中作業経路を生成可能な自動走行制御システムを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

自動走行しながら圃場作物収穫し、収穫された収穫物貯留部に貯留する収穫機のための自動走行制御システムであって、前記自動走行を行う走行経路を設定する経路設定部と、機体の位置と前記走行経路とに基づいて前記機体の自動走行制御を行う自動走行制御部と、前記収穫機の状態を検出する状態検出部と、前記状態検出部の検出結果に基づいて前記自動走行の中断を判定可能な中断判定部と、が備えられ、前記経路設定部は、前記中断判定部によって前記自動走行の中断が判定されると、圃場内において前記自動走行の中断後に作業するために予め設定された途中作業位置と、前記自動走行の中断が判定されたときの前記機体の位置と、圃場の収穫状況と、に基づいて、前記途中作業位置へ移動する途中作業経路を生成する自動走行制御システム。

請求項2

前記経路設定部は、前記自動走行の中断が判定されたときの前記機体の向きを条件に加えて前記途中作業経路を生成する請求項1に記載の自動走行制御システム。

請求項3

前記経路設定部は、前記圃場の収穫状況として、圃場における収穫作業がまだ終わっていない未作業地位置情報を取得する請求項1または2に記載の自動走行制御システム。

請求項4

前記経路設定部は、前記機体の現在位置と前記途中作業位置とを結ぶ直線上に、圃場における収穫作業がまだ終わっていない未作業地が存在するかしないかを判定し、前記直線上に前記未作業地が存在しない場合は、前記直線に近似するように前記途中作業経路を生成し、前記直線上に前記未作業地が存在する場合は、前記未作業地のうち、前記現在位置から最も近い角部の角位置を算出し、続いて、前記角位置と前記途中作業位置とを結ぶ別の直線上に前記未作業地が存在するかしないかを判定し、前記別の直線上に前記未作業地が存在しない場合は、前記現在位置と前記角位置と前記途中作業位置とから前記途中作業経路を生成し、前記別の直線上に前記未作業地が存在する場合は、前記未作業地が存在しないさらに別の直線が見つかるまでこれらの演算を繰り返す請求項1から3の何れか一項に記載の自動走行制御システム。

請求項5

前記経路設定部が前記現在位置から最も近い角部の角位置を算出する際に、前記経路設定部は、前記現在位置から前記機体の進行方向側の最も近い角部の角位置を算出する請求項4に記載の自動走行制御システム。

請求項6

前記状態検出部に、前記貯留部に設けられ、前記貯留部に貯留された収穫物の貯留量を測定する貯留測定部が含まれ、前記途中作業位置に、前記貯留部に貯留された収穫物を排出可能な排出位置が含まれ、前記中断判定部は、前記貯留部に設定量の収穫物が貯留されると、前記自動走行の中断を判定する請求項1から5の何れか一項に記載の自動走行制御システム。

請求項7

前記状態検出部に、燃料タンクに設けられ、前記燃料タンクに貯留された燃料の残量を測定する燃料測定部が含まれ、前記途中作業位置に、前記燃料タンクに燃料を補給可能な補給位置が含まれ、前記中断判定部は、前記燃料タンクに貯留された燃料の残量が設定量を下回ると、前記自動走行の中断を判定する請求項1から6の何れか一項に記載の自動走行制御システム。

請求項8

自動走行しながら圃場の作物を収穫し、収穫された収穫物を貯留部に貯留する収穫機のための自動走行制御システムであって、前記自動走行を行う走行経路を設定する経路設定部と、機体の位置と前記走行経路とに基づいて前記機体の自動走行制御を行う自動走行制御部と、が備えられ、前記経路設定部は、前記自動走行が中断して圃場内において予め設定された途中作業位置で作業が行われた後、前記途中作業位置と圃場の収穫状況とに基づいて前記走行経路における復帰位置算定するとともに、前記復帰位置と圃場の収穫状況とに基づいて前記復帰位置へ移動する復帰経路を生成する自動走行制御システム。

請求項9

前記経路設定部は、前記途中作業位置における作業完了時の前記機体の向きを条件に加えて前記復帰経路を生成する請求項8に記載の自動走行制御システム。

請求項10

前記経路設定部は、前記圃場の収穫状況として、圃場における収穫作業がまだ終わっていない未作業地の位置情報を取得する請求項8または9に記載の自動走行制御システム。

請求項11

前記経路設定部は、圃場における収穫作業がまだ終わっていない未作業地に設定された前記走行経路の端部のうち、前記途中作業位置から前記機体の進行方向側の最も近い端部を前記復帰位置として算定する請求項8から10の何れか一項に記載の自動走行制御システム。

請求項12

前記経路設定部は、前記途中作業位置と前記復帰位置とを結ぶ直線上に、圃場における収穫作業がまだ終わっていない未作業地が存在するかしないかを判定し、前記直線上に前記未作業地が存在しない場合は、前記直線に近似するように前記復帰経路を生成し、前記直線上に前記未作業地が存在する場合は、前記未作業地のうち、前記途中作業位置から最も近い角部の角位置を算出し、続いて、前記角位置と前記復帰位置とを結ぶ別の直線上に前記未作業地が存在するかしないかを判定し、前記別の直線上に前記未作業地が存在しない場合は、前記途中作業位置と前記角位置と前記復帰位置とから前記復帰経路を生成し、前記別の直線上に前記未作業地が存在する場合は、前記未作業地が存在しないさらに別の直線が見つかるまでこれらの演算を繰り返す請求項8から11の何れか一項に記載の自動走行制御システム。

請求項13

前記経路設定部が前記途中作業位置から最も近い角部の角位置を算出する際に、前記経路設定部は、前記途中作業位置から前記機体の進行方向側の最も近い角部の角位置を算出する請求項12に記載の自動走行制御システム。

請求項14

前記途中作業位置に、前記貯留部に貯留された収穫物を排出可能な排出位置が含まれる請求項8から13の何れか一項に記載の自動走行制御システム。

請求項15

前記途中作業位置に、燃料タンクに燃料を補給可能な補給位置が含まれる請求項8から14の何れか一項に記載の自動走行制御システム。

技術分野

0001

本発明は、自動走行しながら圃場作物収穫し、収穫された収穫物貯留部に貯留する収穫機のため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に開示された作業車自動走行システムでは、収穫機が、予め算出された走行経路に沿って自動走行しながら圃場の作物を収穫する。貯留部に貯留された収穫物を排出する場合、収穫機は、当該走行経路から離脱して、途中作業位置(文献の「収穫物排出用駐車位置」)に到達するために予め算出された別の走行経路を途中作業経路(文献の「排出経路」)として選択し、この途中作業経路に沿って自動走行する。

先行技術

0003

国際公開第2018/042853号公報

発明が解決しようとする課題

0004

ところで特許文献1において、途中作業経路として収穫済みの既作業地の走行経路が選択される。しかし、途中作業経路として用いられる走行経路は、圃場の作物を収穫することを前提として予め算出されたものである。圃場の収穫状況によって、圃場における収穫前の未作業地の位置や形状は常に変化するため、特許文献1に開示された途中作業経路は必ずしも最適ではない場合もある。

0005

上述した実情に鑑みて、本発明の目的は、機体の位置や圃場の収穫状況に応じて最適な途中作業経路を生成可能な自動走行制御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

0006

本発明による自動走行制御システムは、自動走行しながら圃場の作物を収穫し、収穫された収穫物を貯留部に貯留する収穫機のための自動走行制御システムであって、前記自動走行を行う走行経路を設定する経路設定部と、機体の位置と前記走行経路とに基づいて前記機体の自動走行制御を行う自動走行制御部と、前記収穫機の状態を検出する状態検出部と、前記状態検出部の検出結果に基づいて前記自動走行の中断を判定可能な中断判定部と、が備えられ、前記経路設定部は、前記中断判定部によって前記自動走行の中断が判定されると、圃場内において前記自動走行の中断後に作業するために予め設定された途中作業位置と、前記自動走行の中断が判定されたときの前記機体の位置と、圃場の収穫状況と、に基づいて、前記途中作業位置へ移動する途中作業経路を生成することを特徴とする。

0007

本発明によると、状態検出部の検出結果に基づいて自動走行の中断が判定された時点で途中作業経路が生成され、途中作業経路は、自動走行の中断が判定されたときの機体の位置と、圃場の収穫状況と、を案して生成される。このため、予め算出された走行経路を途中作業経路として用いる構成と比較して、途中作業経路の距離が短くなって、圃場における収穫前の未作業地の位置や形状に応じて最適な途中作業経路が生成される。これにより、機体の位置や圃場の収穫状況に応じて最適な途中作業経路を生成可能な自動走行制御システムが実現される。

0008

本発明において、前記経路設定部は、前記自動走行の中断が判定されたときの前記機体の向きを条件に加えて前記途中作業経路を生成すると好適である。

0009

本構成であれば、途中作業経路の生成に機体の向きが勘案される。このため、例えば、自動走行の中断が判定されたときの機体の位置において、機体の向きと反対方向に向かう経路最短の途中作業経路となる場合、既作業地の広さが十分であれば、現在位置において機体が180度旋回する途中作業経路を生成できる。一方、既作業地の広さが十分でない場合、機体の後進走行を伴って切り返しながら旋回することも考えられるが、このような旋回が行われると、反って時間が掛かったり、圃場が荒らされたりする虞がある。このような場合には、遠回りの経路であっても、機体の向きを変えずにそのまま前進させる経路が最適な途中作業経路となる。このように、経路設定部は、機体の向きを勘案して、圃場の実態に応じた最適な途中作業経路を生成できる。

0010

本発明において、前記経路設定部は、前記圃場の収穫状況として、圃場における収穫作業がまだ終わっていない未作業地の位置情報を取得すると好適である。

0011

本構成によって、未作業地の位置情報に基づいて、未作業地の形状の把握が容易になるため、経路設定部は未作業地を迂回しつつも最適な途中作業経路を生成できる。

0012

本発明において、前記経路設定部は、前記機体の現在位置と前記途中作業位置とを結ぶ直線上に、圃場における収穫作業がまだ終わっていない未作業地が存在するかしないかを判定し、前記直線上に前記未作業地が存在しない場合は、前記直線に近似するように前記途中作業経路を生成し、前記直線上に前記未作業地が存在する場合は、前記未作業地のうち、前記現在位置から最も近い角部の角位置を算出し、続いて、前記角位置と前記途中作業位置とを結ぶ別の直線上に前記未作業地が存在するかしないかを判定し、前記別の直線上に前記未作業地が存在しない場合は、前記現在位置と前記角位置と前記途中作業位置とから前記途中作業経路を生成し、前記別の直線上に前記未作業地が存在する場合は、前記未作業地が存在しないさらに別の直線が見つかるまでこれらの演算を繰り返すと好適である。

0013

本構成であれば、未作業地の角部の検出を繰り返すことによって、未作業地を迂回した形状の途中作業経路が容易に生成される。また、現在位置と途中作業位置とを結ぶ途中作業経路が角位置を経由する構成によって、未作業地の外周に沿って途中作業経路が生成され、途中作業経路の距離が短くなる。

0014

本発明において、前記経路設定部が前記現在位置から最も近い角部の角位置を算出する際に、前記経路設定部は、前記現在位置から前記機体の進行方向側の最も近い角部の角位置を算出すると好適である。

0015

本構成によって、進行方向とは逆方向の角部の算出が防止され、収穫機の無理な急旋回が回避される。

0016

本発明において、前記状態検出部に、前記貯留部に設けられ、前記貯留部に貯留された収穫物の貯留量を測定する貯留測定部が含まれ、前記途中作業位置に、前記貯留部に貯留された収穫物を排出可能な排出位置が含まれ、前記中断判定部は、前記貯留部に設定量の収穫物が貯留されると、前記自動走行の中断を判定すると好適である。

0017

本構成であれば、貯留測定部によって貯留部における穀粒の貯留量が検出されるため、貯留部における穀粒の貯留が満杯になる前に中断判定部は自動走行の中断判定を可能となる。

0018

本発明において、前記状態検出部に、燃料タンクに設けられ、前記燃料タンクに貯留された燃料の残量を測定する燃料測定部が含まれ、前記途中作業位置に、前記燃料タンクに燃料を補給可能な補給位置が含まれ、前記中断判定部は、前記燃料タンクに貯留された燃料の残量が設定量を下回ると、前記自動走行の中断を判定すると好適である。

0019

本構成であれば、燃料測定部によって燃料タンクにおける燃料の残量が検出されるため、中断判定部は燃料切れになる前に自動走行の中断判定を可能となる。

0020

本発明による自動走行制御システムにおける別の特徴は、自動走行しながら圃場の作物を収穫し、収穫された収穫物を貯留部に貯留する収穫機のための自動走行制御システムであって、前記自動走行を行う走行経路を設定する経路設定部と、機体の位置と前記走行経路とに基づいて前記機体の自動走行制御を行う自動走行制御部と、が備えられ、前記経路設定部は、前記自動走行が中断して圃場内において予め設定された途中作業位置で作業が行われた後、前記途中作業位置と圃場の収穫状況とに基づいて前記走行経路における復帰位置算定するとともに、前記復帰位置と圃場の収穫状況とに基づいて前記復帰位置へ移動する復帰経路を生成する点にある。

0021

本発明によると、復帰経路は、途中作業位置と、圃場の収穫状況と、を勘案して生成される。このため、圃場の収穫前に予め算出された走行経路を復帰経路として用いる構成と比較して、復帰経路の距離が短くなって、圃場における収穫前の未作業地の位置や形状に応じて最適な復帰経路が生成される。また、本発明では、自動走行が中断した位置が復帰位置である必要はなく、経路設定部は途中作業位置と圃場の収穫状況とに応じて最適な復帰位置を算定可能である。これにより、機体の位置や圃場の収穫状況に応じて最適な復帰経路を生成可能な自動走行制御システムが実現される。

0022

本発明において、前記経路設定部は、前記途中作業位置における作業完了時の前記機体の向きを条件に加えて前記復帰経路を生成すると好適である。

0023

本構成であれば、復帰経路の生成に機体の向きが勘案される。このため、例えば、途中作業位置において、機体の向きと反対方向に向かう経路が最短の復帰経路となる場合、既作業地の広さが十分であれば、現在位置において機体が180度旋回する復帰経路を生成できる。一方、既作業地の広さが十分でない場合、機体の後進走行を伴って切り返しながら旋回することも考えられるが、このような旋回が行われると、反って走行経路への復帰に時間が掛かったり、圃場が荒らされたりする虞がある。このような場合には、遠回りの経路であっても、機体の向きを変えずにそのまま前進させる経路が最適な復帰経路となる。このように、経路設定部は、機体の向きを勘案して、圃場の実態に応じた最適な復帰経路を生成できる。

0024

本発明において、前記経路設定部は、前記圃場の収穫状況として、圃場における収穫作業がまだ終わっていない未作業地の位置情報を取得すると好適である。

0025

本構成によって、未作業地の位置情報に基づいて、未作業地の形状の把握が容易になる。ため、経路設定部は、未作業地のうちの収穫を再開する最適な箇所を特定でき、収穫を再開する最適な箇所に基づいて復帰位置を算定するとともに復帰経路を生成できる。

0026

本発明において、前記経路設定部は、圃場における収穫作業がまだ終わっていない未作業地に設定された前記走行経路の端部のうち、前記途中作業位置から前記機体の進行方向側の最も近い端部を前記復帰位置として算定すると好適である。

0027

本構成によって、進行方向とは逆方向の復帰位置の算出が防止され、収穫機の無理な急旋回が回避される。また、本構成であれば、自動走行が中断した位置が途中作業位置から角部よりも遠い位置にあっても、自動走行が中断した位置よりも途中作業位置に近い箇所に復帰位置が設定される。このため、自動走行が中断した位置に収穫機が移動する場合であっても、収穫機が収穫作業を伴って移動可能であるため、収穫作業が効率的に行われる。

0028

本発明において、前記経路設定部は、前記途中作業位置と前記復帰位置とを結ぶ直線上に、圃場における収穫作業がまだ終わっていない未作業地が存在するかしないかを判定し、前記直線上に前記未作業地が存在しない場合は、前記直線に近似するように前記復帰経路を生成し、前記直線上に前記未作業地が存在する場合は、前記未作業地のうち、前記途中作業位置から最も近い角部の角位置を算出し、続いて、前記角位置と前記復帰位置とを結ぶ別の直線上に前記未作業地が存在するかしないかを判定し、前記別の直線上に前記未作業地が存在しない場合は、前記途中作業位置と前記角位置と前記復帰位置とから前記復帰経路を生成し、前記別の直線上に前記未作業地が存在する場合は、前記未作業地が存在しないさらに別の直線が見つかるまでこれらの演算を繰り返すと好適である。

0029

本構成であれば、未作業地の角部の検出を繰り返すことによって、未作業地を迂回した形状の復帰経路が容易に生成される。また、途中作業位置と復帰位置とを結ぶ復帰経路が角位置を経由する構成によって、未作業地の外周に沿って復帰経路が生成される。

0030

また、前記経路設定部が前記途中作業位置から最も近い角部の角位置を算出する際に、前記経路設定部は、前記途中作業位置から前記機体の進行方向側の最も近い角部の角位置を算出すると好適である。

0031

本構成によって、進行方向とは逆方向の角位置の算出が防止され、機体は、無理な急旋回を行うことなく未作業地の角位置に沿って未作業地の周囲を旋回可能となる。

0032

本発明において、前記途中作業位置に、前記貯留部に貯留された収穫物を排出可能な排出位置が含まれると好適である。

0033

本構成であれば、走行経路設定部は、穀粒タンクの容量等を勘案して、次回に機体が走行経路から離脱する際の排出経路が出来るだけ短くなるように、作業対象領域内における復帰位置を算出することが可能である。

0034

本発明において、前記途中作業位置に、燃料タンクに燃料を補給可能な補給位置が含まれると好適である。

0035

本構成であれば、走行経路設定部は、燃料タンクの容量等を勘案して、次回に機体が走行経路から離脱する際の給油経路が出来るだけ短くなるように、作業対象領域内における復帰位置を算出することが可能である。

図面の簡単な説明

0036

収穫機の一例としてのコンバインの側面図である。
コンバインの自動走行の概要を示す図である。
自動走行における走行経路を示す図である。
コンバインの制御系の構成を示す機能ブロック図である。
自動走行における制御系統を示す系統ブロック図である。
自動走行における排出経路を示す図である。
自動走行における排出経路を示す図である。
自動走行における制御系統を示す系統ブロック図である。
自動走行における復帰経路を示す図である。
自動走行における復帰経路を示す図である。
自動走行における排出経路の別実施形態を示す図である。
自動走行における排出経路の別実施形態を示す図である。
自動走行における排出経路の別実施形態を示す図である。

実施例

0037

本発明を実施するための形態について、図面に基づき説明する。なお、以下の説明においては、特に断りがない限り、図1に示す矢印「F」の方向が機体前方向であり、矢印「B」の方向が機体後方向である。また、図1に示す矢印「U」の方向が上方向であり、矢印「D」の方向が下方向である。

0038

〔コンバインの全体構成〕
図1に示すように、収穫機の一形態である普通型のコンバインは、機体10、クローラ式走行装置11、運転部12、脱穀装置13、貯留部としての穀粒タンク14、収穫装置H、搬送装置16、穀粒排出装置18、自車位置検出モジュール80を備えている。

0039

走行装置11は、コンバインにおける下部に備えられている。コンバインは、走行装置11によって自走可能である。

0040

また、運転部12、脱穀装置13、穀粒タンク14は、走行装置11よりも上側に備えられ、これらは機体10の上部として構成されている。コンバインを運転する運転者やコンバインの作業を監視する監視者が、運転部12に搭乗可能である。通常、運転者と監視者とは兼務される。なお、運転者と監視者とが別人の場合、監視者は、コンバインの機外からコンバインの作業を監視していても良い。つまり、本発明における監視者とは、運転者も含まれる。

0041

穀粒排出装置18は、穀粒タンク14の後下部に連結されている。また、自車位置検出モジュール80は、運転部12の前上部に取り付けられている。

0042

収穫装置Hは、コンバインの前部に備えられている。そして、搬送装置16は、収穫装置Hよりも後側に隣接して設けられている。また、収穫装置Hは、刈取装置15及びリール17を有している。刈取装置15は、圃場の作物を刈り取る。作物は、例えば稲等の植立穀稈であるが、大豆トウモロコシ等であっても良い。また、リール17は、回転駆動しながら収穫対象の作物を掻き込む。この構成により、収穫装置Hは、圃場の穀物を収穫する。そして、コンバインは、刈取装置15によって圃場の作物を刈り取りながら走行装置11によって走行する収穫走行が可能である。

0043

このように、コンバインは、圃場における作物を刈り取る刈取装置15を有している。

0044

刈取装置15によって刈り取られた作物(例えば刈取穀稈)は、搬送装置16によって脱穀装置13へ搬送される。脱穀装置13において、刈り取られた作物は脱穀処理される。脱穀処理により得られた収穫物としての穀粒は、穀粒タンク14に貯留される。穀粒タンク14に貯留された穀粒は、必要に応じて、穀粒排出装置18によって機外に排出される。

0045

また、運転部12には、通信端末2が設置されている。通信端末2は、種々の情報を表示可能に構成されている。本実施形態において、通信端末2は、運転部12に固定されている。なお、通信端末2は、運転部12に対して着脱可能に構成されていても良いし、コンバインの機外に位置していても良い。

0046

図2に示すように、このコンバインは、圃場において設定された走行経路に沿って自動走行する。自車位置を検出するために、自車位置検出モジュール80が用いられる。自車位置検出モジュール80には、衛星航法モジュール81と慣性航法モジュール82とが含まれる。衛星航法モジュール81は、人工衛星GSからのGNSS(Global Navigation Satellite System)の信号(GPS信号を含む)を受信して、自車位置を算出するための測位データを出力する。慣性航法モジュール82は、ジャイロ加速度センサ及び磁気方位センサを組み込んでおり、瞬時の走行方向を示す位置ベクトルを出力する。慣性航法モジュール82は、衛星航法モジュール81による自車位置算出補完するために用いられる。慣性航法モジュール82は、衛星航法モジュール81とは別の場所に設置されてもよい。

0047

このコンバインによって圃場での収穫作業を行う場合の手順は、以下に説明する通りである。

0048

まず、監視者は、コンバインを手動で操作し、図2に示すように、圃場内の外周部分において、圃場の境界線に沿って周回するように収穫走行を行う。これにより既作業地となった領域は、外周領域SAとして設定される。そして、外周領域SAの内側に未作業地のまま残された領域は、作業対象領域CAとして設定される。図2は、外周領域SA及び作業対象領域CAの一例を示している。

0049

また、このとき、外周領域SAの幅をある程度広く確保するために、監視者は、機体10を二周または三周走行させる。この走行においては、機体10が一周する毎に、コンバインの作業幅分だけ外周領域SAの幅が拡大する。最初に、例えば二周または三周の走行が終わると、外周領域SAの幅は、コンバインの作業幅の二倍から三倍程度の幅となる。

0050

外周領域SAは、作業対象領域CAにおいて収穫走行を行うときに、コンバインが方向転換するためのスペースとして利用される。また、外周領域SAは、収穫走行を一旦終えて、穀粒の排出場所へ移動する際や、燃料の補給場所へ移動する際等の移動用のスペースとしても利用される。

0051

なお、図2に示す運搬車CVは、コンバインから排出された穀粒を収集し、運搬することができる。穀粒排出の際、コンバインは、運搬車CVの近傍へ移動した後、穀粒排出装置18によって穀粒を運搬車CVへ排出する。

0052

外周領域SA及び作業対象領域CAが設定されると、図3に示すように、作業対象領域CAにおける走行経路が算定される。この例では、走行経路は、複数の互いに平行に延びた直進走行経路と、直進走行経路をつなぐ方向転換走行経路とから構成される。なお、直進走行経路は、直線に限定されるわけではなく、曲線であってもよいし、曲線と直線との組み合わせであってもよい。平行に並んだ走行経路の間隔は、収穫装置Hの収穫幅である作業幅と、走行誤差を吸収するためのオーバーラップと、に基づいて決定される。算定された走行経路は、作業走行パターンに基づいて順次設定され、設定された走行経路に沿って走行するように、コンバインが自動走行制御される。図3には、作業対象領域CAの周囲に沿って回り刈りをしながら、角部にて前後進を繰り返しながら方向転換する作業形態が示されている。

0053

図4に、本発明による自動走行制御システムを利用するコンバインの制御系が示されている。コンバインの制御系は、多数のECUと呼ばれる電子制御ユニットからなる制御ユニット5、及び、この制御ユニット5との間で車載LANなどの配線網を通じて信号通信データ通信)を行う各種入出力機器から構成されている。

0054

報知デバイス62は、監視者等に作業走行状態や種々の警告を報知するためのデバイスであり、ブザーランプスピーカディスプレイなどである。このコンバインの制御系が、通信端末2(図1参照)との間で、あるいは、遠隔地に設置されている管理コンピュータとの間でデータ交換するために、通信部66は用いられる。通信端末2には、圃場に立っている監視者、またはコンバインに乗り込んでいる監視者が操作するタブレットコンピュータ自宅管理事務所に設置されているコンピュータなども含まれる。制御ユニット5は、この制御系の中核要素であり、複数のECUの集合体として示されている。自車位置検出モジュール80からの信号は、車載LANを通じて制御ユニット5に入力される。

0055

制御ユニット5は、入出力インタフェースとして、出力処理部58と入力処理部57とを備えている。出力処理部58は、機器ドライバ65を介して種々の動作機器70と接続している。動作機器70として、走行関係機器である走行機器群71と作業関係の機器である作業機器群72とがある。走行機器群71には、例えば、操舵機器エンジン機器、変速機器、制動機器などが含まれる。作業機器群72には、図1に示すような収穫作業装置(収穫装置H、脱穀装置13、搬送装置16、穀粒排出装置18)における動力制御機器などが含まれる。なお、本実施形態における「操舵」とは、クローラ式の走行装置11における左右のクローラ速度差によって機体10の向きを変更することであるが、走行装置11が車輪である場合、車輪自体の向きの変更による機体10の向きを変更することも、「操舵」に含まれる。

0056

入力処理部57には、走行状態センサ群63、作業状態センサ群64、走行操作ユニット90、などが接続されている。走行状態センサ群63には、エンジン回転数センサオーバーヒート検出センサブレーキペダル位置検出センサ、変速位置検出センサ操舵位置検出センサなどが含まれる。また、走行状態センサ群63に、燃料測定部63Aが含まれる。燃料測定部63Aは、機体10に搭載された燃料タンク(不図示)に設けられ、燃料タンクに貯留された燃料の残量を測定する。なお、燃料測定部63Aは、本発明における状態検出部の一部として構成されても良い。

0057

作業状態センサ群64には、図1に示すような収穫作業装置(収穫装置H、脱穀装置13、搬送装置16、穀粒排出装置18)の駆動状態を検出するセンサ収穫後の作物や穀粒の状態を検出するセンサなどが含まれる。また、作業状態センサ群64に、状態検出部としての貯留測定部64Aが含まれる。貯留測定部64Aは、例えば穀粒タンク14よりも下側に設けられたロードセルであって、穀粒タンク14における穀粒の貯留量を測定する。なお、貯留測定部64Aは、穀粒タンク14の一部として構成されても良い。

0058

走行操作ユニット90は、監視者によって手動操作され、その操作信号が制御ユニット5に入力される操作具の総称である。走行操作ユニット90には、主変速操作具操舵操作具、モード操作具、自動開始操作具、などが含まれる。主変速操作具は、走行装置11(図1参照)を前進駆動または後進駆動させるための操作具である。モード操作具は、自動運転手動運転とを切り替えるための指令を制御ユニット5に送り出す機能を有する。自動開始操作具は、自動走行を開始するための最終的な自動開始指令を制御ユニット5に送る機能を有する。

0059

制御ユニット5には、走行制御部51、作業制御部52、走行モード管理部53、自車位置算出部55、報知部56、中断判定部59、経路生成モジュール4、などが備えられている。自車位置算出部55は、自車位置検出モジュール80から逐次送られてくる測位データに基づいて、予め設定されている機体10の特定箇所地図座標(または圃場座標)である自車位置を算出する。自車位置として、機体10の基準点(例えば車体中心図1に示す収穫装置Hの中心など)の位置を設定することができる。報知部56は、制御ユニット5の各機能部からの指令等に基づいて報知データを生成し、報知デバイス62に与える。

0060

走行制御部51は、エンジン制御機能、操舵制御機能、車速制御機能などを有し、走行機器群71に制御信号を与える。作業制御部52は、図1に示すような収穫作業装置(収穫装置H、脱穀装置13、搬送装置16、穀粒排出装置18など)の動きを制御するために、作業機器群72に制御信号を与える。

0061

このコンバインは、自動走行で収穫作業を行う自動運転と、手動走行で収穫作業を行う手動運転と、の両方で走行可能である。このため、走行制御部51には、手動走行制御部51Aと自動走行制御部51Bとが含まれる。なお、自動運転を行う際には、自動走行モードが設定され、手動運転を行うためには手動走行モードが設定される。走行モードの切換えは、走行モード管理部53によって管理される。つまり、走行モード管理部53は、走行モードを、自動走行を実行する自動走行モードと、手動走行を実行する手動走行モードと、に切換可能なように構成されている。

0062

経路生成モジュール4に、経路設定部としての走行経路設定部41と、排出位置設定部42と、離脱位置算出部43と、が備えられている。走行経路は走行経路設定部41によって設定され、走行経路設定部41は、経路算出アルゴリズムによって自ら走行経路を生成する。なお、通信端末2(図1参照)や遠隔地の管理コンピュータ等で生成された走行経路を走行経路設定部41がダウンロードして用いる構成であっても良い。

0063

排出位置設定部42は、図6及び図7に示すように、外周領域SAのうち、運搬車CVが横付け可能な畦際の箇所に、途中作業位置の一例である排出位置DPを設定する。排出位置DPは、圃場の形状や運搬車CVが横付け位置に基づいて予め設定されるが、外周領域SAにおいて排出位置DPが複数の箇所に設けられて、複数の排出位置DPの一つが適宜選択される構成であっても良い。要するに、排出位置設定部42は、穀粒を穀粒タンク14から排出するための排出位置DPを、圃場における外周領域SAに設定する。

0064

穀粒タンク14における穀粒の貯留度合いは、貯留測定部64Aによって検出可能に構成されている。中断判定部59は、状態検出部としての貯留測定部64Aの検出結果に基づいて、自動走行の中断を判定可能なように構成されている。つまり、貯留測定部64Aの検出に基づく穀粒の貯留量が設定量以上に到達すると、中断判定部59は中断判定を行う。また、中断判定部59は判定結果を離脱位置算出部43に出力する。中断判定部59が自動走行の中断を判定した場合、離脱位置算出部43は、機体10の現在位置に基づいて、走行中の走行経路からの離脱を開始する離脱位置WPを算出する。そして、走行経路設定部41は、コンバインが離脱位置WPから外周領域SAを通過して排出位置DPに到達するための排出経路Ptを、経路算出アルゴリズムによって生成する。排出経路Ptは途中作業経路の一例である。このように収穫機は、中断判定部59の中断判定に基づいて、自動走行を中断して走行中の走行経路から離脱し、途中作業経路に沿って走行する。

0065

自動走行モードが設定されている場合、図5に示すような制御ブロックに基づいて自動走行が行われる。自動走行制御部51Bは、自動操舵及び停車を含む車速変更の制御信号を生成して、走行機器群71を制御する。走行経路は走行経路設定部41によって設定され、自車位置は自車位置算出部55によって算出される。そして、自動操舵に関する制御信号は、自車位置と走行経路との間の方位ずれ、及び、位置ずれが解消されるように生成される。車速変更に関する制御信号は、主変速操作具(不図示)の前進位置に対応して設定された車速値に基づいて生成される。なお、図5に示すような制御ブロックに基づいて自動走行は、図8に示す制御ブロックにおいても同様に行われる。

0066

手動走行モードが選択されている場合、監視者による操作に基づいて、図4に示す手動走行制御部51Aが制御信号を生成し、走行機器群71を制御することによって、手動運転が実現される。なお、走行経路設定部41によって算出された走行経路は、手動運転であっても、コンバインが当該走行経路に沿って走行するためのガイダンス目的で利用できる。

0067

〔自動走行制御システムによる排出経路の生成について〕
排出経路Ptの生成に関して、図5乃至図7に基づいて説明する。図6及び図7に示される機体10のうち、収穫装置Hの位置する側に進行方向の矢印が示され、機体10はこの矢印の方向に前進走行する。後述する図9乃至図12に関しても同じである。

0068

穀粒タンク14(図1参照)における穀粒の貯留量が満杯状態になると、収穫装置Hによる作物の収穫は継続不能となる。穀粒タンク14における穀粒の貯留量は、貯留測定部64Aの検出値に基づいて算出される。また、機体10の現在位置は、自車位置検出モジュール80に基づいて検出される。このため、穀粒タンク14における穀粒の貯留量が設定量以上に到達すると、中断判定部59が自動走行の中断を判定する。そして、離脱位置算出部43は、機体10の現在位置を離脱位置WPとして設定する。図6及び図7において、排出位置DPは運搬車CVの横付け位置に隣接する地点である。

0069

走行経路設定部41による排出経路Ptの生成の条件に、機体10が作業対象領域CAを通過せずに外周領域SAのみを通過することが含まれる。走行経路設定部41は、圃場内において自動走行の中断後に作業するために予め設定された途中作業位置と、自動走行の中断が判定されたときの機体10の位置としての離脱位置WPと、圃場の収穫状況と、に基づいて、途中作業位置としての排出位置DPへ移動する途中作業経路を生成する。図6及び図7に、途中作業経路としての排出経路Ptが示される。そして、走行経路設定部41は、圃場の収穫状況として、圃場における収穫作業がまだ終わっていない未作業地としての作業対象領域CAの位置情報を取得する。

0070

最初に、走行経路設定部41は、離脱位置WPと排出位置DPとを直線的(または略直線的)に移動可能な第一直進排出経路Pt1の生成を試みる。これと同時に走行経路設定部41は、排出位置DPに機体10が旋回しながら進入するための第一旋回経路Pc1を生成する。排出位置DPの到達手前の位置において、第一直進排出経路Pt1の一端が第一旋回経路Pc1の円弧と接線方向で接する。また、走行経路設定部41は、機体10の現在位置(離脱位置WP)と排出位置DPとを結ぶ第一直進排出経路Pt1上に、圃場における作業対象領域CAが存在するかしないかを判定する。図6において、第一直進排出経路Pt1は作業対象領域CAを横切ることなく排出位置DPに到達可能な経路となる。このため、図6において、第一直進排出経路Pt1が排出経路Ptとして用いられ、排出経路Ptの生成が確定する。つまり、第一直進排出経路Pt1上に作業対象領域CAが存在しない場合、走行経路設定部41は、直線に近似するように排出経路Ptを生成する。なお、第一旋回経路Pc1は、例えば機体10の最小旋回半径と等しい旋回半径を有し、この旋回半径は適宜変更可能である。後述する第二旋回経路Pc2や第三旋回経路Pc3等についても第一旋回経路Pc1と同じであって、夫々の旋回経路Pcは、各別の旋回半径を有する構成であっても良いし、同一の旋回半径を有する構成であっても良い。

0071

一方、図7においては、第一直進排出経路Pt1は作業対象領域CAを横切るため、第一直進排出経路Pt1は排出経路Ptとしては用いられず、排出経路Ptの生成は確定しない。

0072

図7において、未作業地としての作業対象領域CAは四角形状に形成され、この四角形に形成された作業対象領域CAは、角部P1,P2,P3,P4を有する。圃場におけるコンバインの収穫走行が行われると、作業対象領域CAの形状が変化し続ける。このため、作業対象領域CAにおける多角形状の角部P1,P2,P3,P4の位置も、圃場の収穫状況に応じて変化する。このことから、走行経路設定部41(図4及び図5参照)は、離脱位置WPと、排出位置DPと、圃場の収穫状況と、に応じて、離脱位置WPから排出位置DPへ機体10を自動的に移動させるための排出経路Ptを生成する。図7において、排出経路Ptは、作業対象領域CAよりも外側を迂回する経路となる。

0073

離脱位置WPよりも機体10の前進側に角部P1が存在し、角部P1は、角部P1,P2,P3,P4のうち、機体10の現在位置である離脱位置WPから最も近い角部である。また、角部P1は、離脱位置WPで機体10が走行経路から離脱せずにそのまま直進する場合に、機体10が刈り抜ける箇所である。第一直進排出経路Pt1の生成を試みた後、走行経路設定部41は、外周領域SAのうち角部P1に隣接する箇所に、機体10が旋回するための第一角位置C1を設定する。このように、走行経路設定部41は、現在位置から機体10の進行方向に向かって最も近い角部P1の第一角位置C1を算出する。そして、走行経路設定部41は、離脱位置WPと第一角位置C1とに亘って、作業対象領域CAの外周辺に沿って機体10が外周領域SAを走行するための第一迂回排出経路Pd1を生成する。同時に走行経路設定部41は、第一角位置C1に基づいて円弧状の第二旋回経路Pc2を生成する。第一迂回排出経路Pd1の一端が第二旋回経路Pc2の円弧と接線方向で接する。第一角位置C1は第二旋回経路Pc2を生成する際の基準点として用いられる。第一角位置C1を中心に第二旋回経路Pc2が生成されても良いし、第一角位置C1と第二旋回経路Pc2の円弧とが重なる状態で第二旋回経路Pc2が生成されても良い。第一迂回排出経路Pd1及び第二旋回経路Pc2は排出経路Ptの一部に含まれる。

0074

第一迂回排出経路Pd1及び第二旋回経路Pc2の生成後、走行経路設定部41は、第二旋回経路Pc2の円弧上から接線方向に延びる状態で、第一角位置C1と排出位置DPとを直線的(または略直線的)に移動可能な第二直進排出経路Pt2の生成を試みる。排出位置DPの到達手前の位置において、第一旋回経路Pc1の円弧上で第二直進排出経路Pt2の一端が接線方向で接する。また、走行経路設定部41は、第一角位置C1と排出位置DPとを結ぶ第二直進排出経路Pt2上に作業対象領域CAが存在するかしないかを判定する。

0075

第二直進排出経路Pt2上に作業対象領域CAが存在しない場合は、走行経路設定部41は、現在位置である離脱位置WPと、第一角位置C1と、排出位置DPと、から排出経路Ptを生成する。しかし、図7で示された例において、第二直進排出経路Pt2は作業対象領域CAを横切るため、第二直進排出経路Pt2は排出経路Ptとしては用いられず、排出経路Ptの生成は確定しない。

0076

角部P1に対して、第一迂回排出経路Pd1の位置する側と反対側に角部P2が存在する。第二直進排出経路Pt2の生成を試みた後、走行経路設定部41は、外周領域SAのうち角部P2に隣接する箇所に、機体10が旋回するための第二角位置C2を設定する。そして、走行経路設定部41は、第一角位置C1と第二角位置C2とに亘って、作業対象領域CAの外周辺に沿って機体10が外周領域SAを走行するための第二迂回排出経路Pd2を生成する。同時に走行経路設定部41は、第二角位置C2に基づいて円弧状の第三旋回経路Pc3を生成する。第二迂回排出経路Pd2の一端が第三旋回経路Pc3の円弧と接線方向で接する。第二角位置C2は第三旋回経路Pc3を生成する際の基準点として用いられる。第二角位置C2を中心に第三旋回経路Pc3が生成されても良いし、第二角位置C2と第三旋回経路Pc3の円弧とが重なる状態で第三旋回経路Pc3が生成されても良い。第二迂回排出経路Pd2及び第三旋回経路Pc3は排出経路Ptの一部に含まれる。

0077

第二迂回排出経路Pd2及び第三旋回経路Pc3の生成後、走行経路設定部41は、第三旋回経路Pc3の円弧上から接線方向に延びる状態で、第二角位置C2と排出位置DPとを直線的(または略直線的)に移動可能な第三直進排出経路Pt3の生成を試みる。第三直進排出経路Pt3の一端が第一旋回経路Pc1の円弧と接線方向で接する。また、走行経路設定部41は、第二角位置C2と排出位置DPとを結ぶ第三直進排出経路Pt3上に作業対象領域CAが存在するかしないかを判定する。図7で示された例において、第三直進排出経路Pt3は、作業対象領域CAを横切らずに排出位置DPに到達可能な経路である。このため、第三直進排出経路Pt3が排出経路Ptの一部に含まれる。したがって、図7において、走行経路設定部41は、現在位置である離脱位置WPと、第一角位置C1と、第二角位置C2と、排出位置DPと、から排出経路Ptを生成する。この結果、排出経路Ptは、離脱位置WPから、第一迂回排出経路Pd1、第二旋回経路Pc2、第二迂回排出経路Pd2、第三旋回経路Pc3、第三直進排出経路Pt3、第一旋回経路Pc1、の順番に経由して排出位置DPに至る経路となる。

0078

このように、走行経路設定部41は、離脱位置WPから排出位置DPまでの直線経路優先的に用いて排出経路Ptの作成を試みる。そして、当該直線経路上に作業対象領域CAが存在する場合には、最寄りの角位置に至る迂回経路を挿入しながら排出位置DPまでの直線経路を探索して排出経路Ptを生成する。換言すると、走行経路設定部41は、第一直進排出経路Pt1以外の別の直線上(例えば第二直進排出経路Pt2)に作業対象領域CAが存在する場合は、作業対象領域CAが存在しないさらに別の直線が見つかるまで上述の演算を繰り返す。

0079

なお、離脱位置WPにおいて、コンバインは、収穫装置Hによる収穫を継続しつつ、作業対象領域CAの走行経路から離脱して、外周領域SAに生成された排出経路Ptに移動する。排出経路Ptへの移動は、自動走行制御部51Bの制御信号に基づいて行われる。つまり、自動走行制御部51Bは、収穫装置Hに作物を刈り取らせつつ、走行中の走行経路よりも外周領域SA側に離脱し、かつ、排出位置DPまで移動する。機体10は、離脱位置WPから排出経路Ptの位置する側に向かって、前進走行しながら斜め前方向に移動する。これにより、機体10は、後進走行することなく排出位置DPへ円滑に移動でき、その際に未収穫の作物が機体10に踏み倒される虞も生じない。

0080

〔自動走行制御システムによる復帰経路の生成について〕
復帰経路Rtの生成に関して、図8乃至図10に基づいて説明する。穀粒タンク14(図1参照)からの穀粒の排出が完了すると、収穫装置Hによる作物の収穫の再開が可能となる。また、機体10の現在位置は、自車位置検出モジュール80に基づいて検出される。このため、排出位置DPで作業が行われた後、離脱位置算出部43は、この途中作業位置としての排出位置DPを離脱位置WPとして設定する。なお、この排出位置DPは、燃料タンク(不図示)に燃料を補給可能な補給位置であっても良い。つまり、途中作業位置に、貯留部としての穀粒タンク14に貯留された収穫物としての穀粒を排出可能な排出位置DPが含まれても良いし、燃料タンク(不図示)に燃料を補給可能な補給位置が含まれても良い。

0081

図4及び図8に示す走行経路設定部41は、図9及び図10に示す復帰位置RPを、離脱位置WPと圃場の収穫状況とに基づいて算出する。具体的な構成の例として、走行経路設定部41に復帰位置RPを算定する復帰位置算定部が備えられている。そして、走行経路設定部41の復帰位置算定部が、穀粒タンク14の容量等を勘案して、次回に機体10が走行経路から離脱する際の排出経路Ptが、例えば最短となるように、作業対象領域CA内における復帰位置RPを算定する。なお、走行経路設定部41の復帰位置算定部は例示であって、走行経路設定部41と復帰位置算定部とが別のモジュールとして構成されても良い。

0082

つまり、走行経路設定部41は、自動走行が中断して圃場内において予め設定された離脱位置WP(途中作業位置)で作業が行われた後、途中作業位置と圃場の収穫状況とに基づいて走行経路における復帰位置RPを算定するとともに、復帰位置RPと圃場の収穫状況とに基づいて復帰位置RPへ移動する復帰経路Rtを生成する。走行経路設定部41は、圃場の収穫状況として、圃場における収穫作業がまだ終わっていない未作業地としての作業対象領域CAの位置情報を取得する。

0083

図8及び図9に示すように、走行経路設定部41は、圃場における収穫作業がまだ終わっていない未作業地(作業対象領域CA)に設定された走行経路の端部のうち、離脱位置WP(途中作業位置)から機体10の進行方向側の最も近い端部を復帰位置RPとして算定する構成であっても良い。また、図8及び図10に示すように、走行経路設定部41は図7に示される離脱位置WPをそのまま復帰位置RPとして算定する構成であっても良い。さらに、図4及び図8に示す走行経路設定部41は、例えば穀粒タンク14の容量等を勘案して、次回に機体10が走行経路から離脱する際の排出経路Pt(図6及び図7参照)が最短になるように、作業対象領域CA内における復帰位置RPを算定する構成であっても良い。

0084

走行経路設定部41が復帰経路Rtを生成する際、最初に走行経路設定部41は、離脱位置WP(途中作業位置)における作業完了時の機体10の向きを条件に加えて復帰経路Rtを生成する。離脱位置WPから離脱する際の離脱開始時点での第一旋回経路Rc1を機体10の前方に生成するとともに、復帰位置RPに機体10が旋回しながら進入するための第二旋回経路Rc2を生成する。同時に走行経路設定部41は、離脱位置WPの近傍に位置する第一旋回経路Rc1と、復帰位置RPの近傍に位置する第二旋回経路Rc2と、を直線的(または略直線的)に移動可能な第一直進復帰経路Rt1の生成を試みる。第一直進復帰経路Rt1の両端は、第一旋回経路Rc1及び第二旋回経路Rc2の夫々の円弧と接線方向で接する。また、走行経路設定部41は、離脱位置WPと復帰位置RPとを結ぶ第一直進復帰経路Rt1上に、圃場における作業対象領域CAが存在するかしないかを判定する。図9において、第一直進復帰経路Rt1は作業対象領域CAを横切ることなく復帰位置RPに到達可能な経路となる。このため、図9において、第一直進復帰経路Rt1が復帰経路Rtとして用いられ、復帰経路Rtの生成が確定する。つまり、第一直進復帰経路Rt1上に作業対象領域CAが存在しない場合、走行経路設定部41は、直線に近似するように復帰経路Rtを生成する。

0085

なお、第一旋回経路Rc1及び第二旋回経路Rc2は、例えば機体10の最小旋回半径と等しい旋回半径を有し、この旋回半径は適宜変更可能である。後述する第三旋回経路Rc3や第四旋回経路Rc4等についても第一旋回経路Rc1及び第二旋回経路Rc2と同じであって、夫々の旋回経路Rcは、各別の旋回半径を有する構成であっても良いし、同一の旋回半径を有する構成であっても良い。

0086

一方、図10においては、第一直進復帰経路Rt1は作業対象領域CAを横切るため、第一直進復帰経路Rt1は復帰経路Rtとしては用いられず、復帰経路Rtの生成は確定しない。

0087

図10において、未作業地としての作業対象領域CAは四角形状に形成され、この四角形に形成された作業対象領域CAは、角部R1,R2,R3,R4を有する。圃場におけるコンバインの収穫走行が行われると、作業対象領域CAの形状が変化し続ける。このため、作業対象領域CAにおける多角形状の角部R1,R2,R3,R4の位置も、圃場の収穫状況に応じて変化する。このことから、走行経路設定部41(図4及び図8参照、以下同様)は、離脱位置WPと、復帰位置RPと、圃場の収穫状況と、に応じて、離脱位置WPから復帰位置RPへ機体10を自動的に移動させるための復帰経路Rtを生成する。図10において、復帰経路Rtは、作業対象領域CAよりも外側を迂回する経路となる。

0088

離脱位置WPよりも機体10の前進側に角部R1が存在し、角部R1は、角部R1,R2,R3,R4のうち、離脱位置WP(途中作業位置)から最も近い角部である。第一直進復帰経路Rt1の生成を試みた後、走行経路設定部41は、外周領域SAのうち角部R1に隣接する箇所に、機体10が旋回するための第一角位置C11を設定する。このように、走行経路設定部41が離脱位置WPから最も近い角部R1の角位置を算出する際に、走行経路設定部41は、途中作業位置から機体10の進行方向側の最も近い角部R1の第一角位置C11を算出する。そして、走行経路設定部41は、離脱位置WPと第一角位置C11とに亘って、作業対象領域CAの外周辺に沿って機体10が外周領域SAを走行するための第一迂回復帰経路Rd1を生成する。同時に走行経路設定部41は、第一角位置C11に基づいて円弧状の第三旋回経路Rc3を生成する。第一迂回復帰経路Rd1の一端が第三旋回経路Rc3の円弧と接線方向で接する。第一角位置C11は第三旋回経路Rc3を生成する際の基準点として用いられる。第一角位置C11を中心に第三旋回経路Rc3が生成されても良いし、第一角位置C11と第三旋回経路Rc3の円弧とが重なる状態で第三旋回経路Rc3が生成されても良い。第一迂回復帰経路Rd1及び第三旋回経路Rc3は復帰経路Rtの一部に含まれる。

0089

第一迂回復帰経路Rd1及び第三旋回経路Rc3の生成後、走行経路設定部41は、第三旋回経路Rc3の円弧上から接線方向に延びる状態で、第一角位置C11と復帰位置RPとを直線的(または略直線的)に移動可能な第二直進復帰経路Rt2の生成を試みる。復帰位置RPの到達手前の位置において、第二直進復帰経路Rt2の一端が第二旋回経路Rc2の円弧と接線方向で接する。また、走行経路設定部41は、第一角位置C11と復帰位置RPとを結ぶ第二直進復帰経路Rt2上に作業対象領域CAが存在するかしないかを判定する。

0090

第二直進復帰経路Rt2上に作業対象領域CAが存在しない場合は、走行経路設定部41は、現在位置である離脱位置WPと、第一角位置C11と、復帰位置RPと、から復帰経路Rtを生成する。しかし、図10で示された例において、第二直進復帰経路Rt2は作業対象領域CAを横切るため、第二直進復帰経路Rt2は復帰経路Rtとしては用いられず、復帰経路Rtの生成は確定しない。

0091

角部R1に対して、第一迂回復帰経路Rd1の位置する側と反対側に角部R2が存在する。第二直進復帰経路Rt2の生成を試みた後、走行経路設定部41は、外周領域SAのうち角部R2に隣接する箇所に、機体10が旋回するための第二角位置C12を設定する。そして、走行経路設定部41は、第一角位置C11と第二角位置C12とに亘って、作業対象領域CAの外周辺に沿って機体10が外周領域SAを走行するための第二迂回復帰経路Rd2を生成する。同時に走行経路設定部41は、第二角位置C12に基づいて円弧状の第四旋回経路Rc4を生成する。第二迂回復帰経路Rd2の一端が第四旋回経路Rc4の円弧と接線方向で接する。第二角位置C12は第四旋回経路Rc4を生成する際の基準点として用いられる。第二角位置C12を中心に第四旋回経路Rc4が生成されても良いし、第二角位置C12と第四旋回経路Rc4の円弧とが重なる状態で第四旋回経路Rc4が生成されても良い。第二迂回復帰経路Rd2及び第四旋回経路Rc4は復帰経路Rtの一部に含まれる。

0092

第二迂回復帰経路Rd2及び第四旋回経路Rc4の生成後、走行経路設定部41は、第四旋回経路Rc4の円弧上から接線方向に延びる状態で、第二角位置C12と復帰位置RPとを直線的(または略直線的)に移動可能な第三直進復帰経路Rt3の生成を試みる。復帰位置RPの到達手前の位置において、第三直進復帰経路Rt3の一端が第三旋回経路Rc3の円弧と接線方向で接するが、図10では第三直進復帰経路Rt3は、第二角位置C12(第四旋回経路Rc4の円弧上)と復帰位置RPとに亘って直線状となっている。

0093

走行経路設定部41は、第二角位置C12と復帰位置RPとを結ぶ第三直進復帰経路Rt3上に作業対象領域CAが存在するかしないかを判定する。図10で示された例において、第三直進復帰経路Rt3は、作業対象領域CAを横切らずに復帰位置RPに到達可能な経路である。このため、第三直進復帰経路Rt3が復帰経路Rtの一部に含まれる。したがって、図10において、走行経路設定部41は、現在位置である離脱位置WPと、第一角位置C11と、第二角位置C12と、復帰位置RPと、から復帰経路Rtを生成する。この結果、復帰経路Rtは、離脱位置WPから、第一旋回経路Rc1、第一迂回復帰経路Rd1、第三旋回経路Rc3、第二迂回復帰経路Rd2、第四旋回経路Rc4、第三直進復帰経路Rt3、の順番に経由して復帰位置RPに至る経路となる。

0094

このように、走行経路設定部41は、離脱位置WPから復帰位置RPまでの直線経路を優先的に用いて復帰経路Rtの作成を試みる。そして、当該直線経路上に作業対象領域CAが存在する場合には、最寄りの角位置に至る迂回経路を挿入しながら復帰位置RPまでの直線経路を探索して復帰経路Rtを生成する。換言すると、走行経路設定部41は、第一直進復帰経路Rt1以外の別の直線上(例えば第二直進復帰経路Rt2)に作業対象領域CAが存在する場合は、作業対象領域CAが存在しないさらに別の直線が見つかるまで上述の演算を繰り返す。

0095

〔別実施形態〕
本発明は、上述の実施形態に例示された構成に限定されるものではなく、以下、本発明の代表的な別実施形態を例示する。

0096

(1)上述した実施形態における途中作業位置として、例えば図7に示される排出位置DPが例示されたが、途中作業位置は穀粒を排出するための位置に限定されず、例えばコンバインの燃料を補給するための位置であっても良い。また、途中作業経路として排出経路Ptが例示されたが、途中作業経路は、例えば燃料を補給するための経路であっても良い。このため、圃場内において排出位置DP以外にも別の箇所に燃料補給位置が途中作業位置として設定され、燃料補給位置に対応する途中作業経路が設定される構成であっても良い。さらに、一つの圃場内において用途ごとに途中作業位置が複数設けられ、夫々の途中作業位置ごとに途中作業経路が各別に設定される構成であっても良い。また、状態検出部は貯留測定部64Aに限定されず、燃料測定部63A(図4参照)等が用いられても良い。つまり、途中作業位置に、燃料タンク(不図示)に燃料を補給可能な補給位置が含まれても良いし、貯留部としての穀粒タンク14(図1参照)に貯留された収穫物としての穀粒を排出可能な排出位置DPが含まれても良い。加えて、収穫機の状態を検出する状態検出部に、貯留部としての穀粒タンク14に貯留された収穫物としての穀粒の貯留量を測定する貯留測定部64Aが含まれても良いし、燃料タンクに貯留された燃料の残量を測定する燃料測定部63Aが含まれても良い。

0097

また、図4及び図5に示す中断判定部59は、燃料タンク(不図示)における燃料残量に基づいて自動走行の中断を判定する構成であっても良い。つまり、中断判定部59は、状態検出部の測定結果に基づいて自動走行の中断を判定可能な構成であれば良い。このことから、中断判定部59は、燃料タンクに貯留された燃料の残量が設定量を下回ると、自動走行の中断を判定する構成であっても良い。さらに、図4及び図8に示す走行経路設定部41は、燃料タンクの容量等を勘案して、次回に機体10が走行経路から離脱する際の給油経路(途中作業経路)が出来るだけ短くなるように、作業対象領域CA内における復帰位置RPを算定する構成であっても良い。

0098

(2)上述した実施形態では、貯留測定部64A(図4及び図5参照)の検出に基づく穀粒の貯留量が設定量以上に到達すると、離脱位置算出部43(図4及び図5参照)は、機体10の現在位置に基づいて離脱位置WPを算出するが、この実施形態に限定されない。離脱位置算出部43は、穀粒の貯留量が設定量に到達する前に、離脱位置WPを設定しても良い。例えば図11に示すように、離脱位置算出部43は、貯留測定部64Aの検出値に基づいて、穀粒タンク14における穀粒が満杯状態(または略満杯状態)となる地点を算出して、離脱位置WPを設定する構成であっても良い。そして、走行経路設定部41が排出経路Ptを生成し、機体10が離脱位置WPに到達すると、作業対象領域CAの走行経路から離脱して排出経路Ptに移動する構成であっても良い。

0099

(3)上述した実施形態では、走行経路設定部41(図4及び図5参照)は、現在位置から機体10の進行方向に向かって最も近い角部P1の第一角位置C1を算出し、第一角位置C1に基づいて排出経路Ptを生成するが、この実施形態に限定されない。図12に、第一角位置C1を通過しない排出経路Ptの例が示されている。走行経路設定部41は、第一旋回経路Pc1の生成とともに、離脱位置WPと排出位置DPとを直線的(または略直線的)に移動可能な第一直進排出経路Pt11の生成を試みる。その後、走行経路設定部41は、機体10の進行方向に向かって最も近い角部P1の第一角位置C1を算出し、離脱位置WPと第一角位置C1とに亘って第一迂回排出経路Pd11を生成する。これらの演算を繰り返しながら、第二直進排出経路Pt12の生成と、第四旋回経路Pc4の生成を伴う第三直進排出経路Pt13の生成と、が試みられ、第二迂回排出経路Pd12と、第三迂回排出経路Pd13と、の夫々が生成される。また、第二旋回経路Pc2,第三旋回経路Pc3,第五旋回経路Pc5も生成される。第一旋回経路Pc1乃至第五旋回経路Pc5の生成手法は、図7に基づいて上述した第一旋回経路Pc1乃至第三旋回経路Pc3の生成手法と同一であるが、第四旋回経路Pc4は機体10の排出位置DPへの進入方向の変化に伴って生成される。そして、第四直進排出経路Pt14は、作業対象領域CAを横切らずに排出位置DPに到達可能な経路である。このため、走行経路設定部41は、第一迂回排出経路Pd11と第二迂回排出経路Pd12と第三迂回排出経路Pd13と第四直進排出経路Pt14とに亘る排出経路Ptを生成可能である。

0100

しかし、この場合、機体10は作業対象領域CAの外周に沿って半周を越える距離を走行するため、走行経路設定部41は、第一迂回排出経路Pd11から第四直進排出経路Pt14に至る排出経路Ptを生成しない構成も可能である。この場合、離脱位置WPから離脱する外周領域SAが、機体10の旋回スペースを有するかどうかを、走行経路設定部41は判定する。そして、離脱位置WPから離脱する外周領域SAに旋回スペースが在ることが判定されると、走行経路設定部41は、現在位置から機体10の進行方向と反対側に向かって最も近い角部P4の第四角位置C4を算出する。そして走行経路設定部41は、離脱位置WPと第四角位置C4とに亘って、機体10が外周領域SAを走行するための第四迂回排出経路Pd14を生成するとともに、第四角位置C4に基づいて第四迂回排出経路Pd14と接線方向で接する円弧状の第六旋回経路Pc6を生成する。その後、走行経路設定部41は、第六旋回経路Pc6の円弧上から接線方向に延びる状態で、第四角位置C4と排出位置DPとを直線的(または略直線的)に移動可能な第五直進排出経路Pt15の生成を試みる。排出位置DPの到達手前の位置において、第五直進排出経路Pt15の一端が第一旋回経路Pc1の円弧と接線方向で接する。そして、第五直進排出経路Pt15は、作業対象領域CAを横切らずに排出位置DPに到達可能な経路である。このため、走行経路設定部41は、第四迂回排出経路Pd14と第五直進排出経路Pt15とに亘る排出経路Ptを生成する、という構成も可能である。この構成であれば、第一迂回排出経路Pd11から第四直進排出経路Pt14に至る経路と比較して、排出経路Ptの距離が短くなる。このように、走行経路設定部41は、自動走行の中断が判定されたときの機体10の向きを条件に加えて排出経路Ptを生成しても良い。なお、この場合、排出位置DPに機体10が到達するとき、機体10の進行方向が自動走行の進行方向と反転する。このような場合には、排出位置DPにおける途中作業の直前に機体10がUターンする構成であっても良いし、排出位置DPにおける途中作業の直後に機体10がUターンする構成であっても良い。

0101

(4)図12の第四迂回排出経路Pd14で示されるような旋回スペースが外周領域SAに確保されていない場合には、第四迂回排出経路Pd14は、機体10が旋回する経路でなくても良い。例えば、第四迂回排出経路Pd14に代わる経路として、第五直進排出経路Pt15に到達するまで、機体10が後進する経路であっても良い。一方、後進走行だけでは時間が掛かる場合には、機体10が後進走行を伴って切り返しながら旋回することも考えられるが、このような切り返しの旋回では、反って時間が掛かったり、圃場が荒らされたりする虞がある。そのような場合には、遠回りの経路であっても、機体10の向きを変えずにそのまま前進させ、第一迂回排出経路Pd11と第二迂回排出経路Pd12と第三迂回排出経路Pd13と第四直進排出経路Pt14とに亘る排出経路Ptが最適となる。このように、走行経路設定部41は、機体10の向きを勘案して、圃場の実態に応じた最適な排出経路Pt(途中作業経路)を生成できる。また、走行経路設定部41は、機体10の向きを勘案して、圃場の実態に応じた最適な復帰経路Rtを生成できる。

0102

(5)上述した実施形態では、状態検出部として貯留測定部64Aが備えられているが、貯留測定部64Aは、脱穀装置13から穀粒タンク14に穀粒が投入される際の穀粒の流量を検出するセンサであっても良い。

0103

(6)上述した実施形態では、図3に示すような回り刈りに基づいて排出経路Ptが生成されているが、図13に示すような往復刈りに基づいて排出経路Ptが生成される構成であっても良い。例えば図13では、作業対象領域CAに、走行経路として平行な複数のラインLが生成され、コンバインが、圃場の一端側からラインLに沿って順番に往復刈りを行う。この場合にも、走行経路設定部41によって、離脱位置WPが算出され、機体10が離脱位置WPから外周領域SAを通過して排出位置DPに到達するための排出経路Ptが生成される構成であっても良い。

0104

(7)上述した実施形態において、経路生成モジュール4として、走行経路設定部41と、排出位置設定部42と、離脱位置算出部43と、が備えられているが、この実施形態に限定されない。経路設定部として、走行経路設定部41と、排出位置設定部42と、離脱位置算出部43と、が一体的に構成されていても良い。

0105

(8)図6図7図11図12に示された第一旋回経路Pc1,第二旋回経路Pc2,第三旋回経路Pc3は、独立した構成でなくても良い。例えば、図6に示された第一旋回経路Pc1が第一直進排出経路Pt1の一部として構成されていても良い。また、図7に示された第一旋回経路Pc1が第三直進排出経路Pt3の一部として構成されていても良いし、第二旋回経路Pc2や第三旋回経路Pc3が、隣接する迂回排出経路や直進排出経路の一部として構成されていても良い。図12に示された第四旋回経路Pc4,第五旋回経路Pc5,第六旋回経路Pc6に関しても、第一旋回経路Pc1等と同様である。

0106

図9及び図10に示された第一旋回経路Rc1,第二旋回経路Rc2,第三旋回経路Rc3,第四旋回経路Rc4は、独立した構成でなくても良い。例えば、図9に示された第一旋回経路Rc1が第一直進復帰経路Rt1の一部として構成されていても良い。また、図10に示された第二旋回経路Rc2が第三直進復帰経路Rt3の一部として構成されていても良いし、第二旋回経路Rc2や第三旋回経路Pc3が、隣接する迂回復帰経路や直進復帰経路の一部として構成されていても良い。

0107

なお、上述の実施形態(別実施形態を含む、以下同じ)で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能である。また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。

0108

本発明は、収穫機のための自動走行制御システムであるため、普通型のコンバインだけでなく、自脱型のコンバインのための自動走行制御システムにも利用可能である。また、トウモロコシ収穫機、ジャガイモ収穫機、ニンジン収穫機サトウキビ収穫機等の種々の収穫機のための自動走行制御システムにも利用できる。

0109

10 :機体
14 :穀粒タンク(貯留部)
41 :走行経路設定部(経路設定部)
51B :自動走行制御部
59 :中断判定部
63A :燃料測定部(状態検出部)
64A :貯留測定部(状態検出部)
CA :作業対象領域(未作業地)
DP:排出位置(途中作業位置)
RP :復帰位置
WP :離脱位置(機体の位置)
Pt :排出経路(途中作業経路)
Rt :復帰経路
P1 :角部
R1 :角部
C1 :第一角位置(角位置)
C11 :第一角位置(角位置)

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