(57)【要約】      （修正有）【課題】人工衛星を利用したＧＰＳ等の衛星測位システムから位置情報の取得が適切に行えない状態であっても、基準となる走行経路に沿って走行できる作業車両を提供する。【解決手段】制御部がＧＰＳモジュールから取得した車両の現在の位置情報と、走行基準経路２１の位置情報とを比較して車両の位置ずれを把握し、走行基準経路２１に沿って走行するように車両を操舵制御するとともに、ＧＰＳモジュールによる位置情報の取得に障害が発生した場合には、ステレオカメラにより車両の現在の位置と線引きマーカにより引かれた走行基準線とのずれを検出して、前記作業車両が走行基準線に沿って走行するように車両を操舵制御する作業車両１によれば、人工衛星を利用した位置情報が取得困難になっても、走行基準経路に沿って自律走行することが可能になる。【選択図】図４
2020031596.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自律走行する作業車両であって、
人工衛星から測位情報を受け取り、受け取った前記測位情報に基づいて、車両の現在の位置情報を取得する位置取得装置と、圃場を車両が走行する際の基準の走行経路である走行基準経路を記録した記録装置と、車両が走行した経路に沿って圃場に走行基準線を設定する基準線設定手段と、圃場に設定された走行基準線を検出する検出装置と、車両の自律走行を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記位置取得装置から取得した車両の現在の位置情報と、前記記録装置に記録された走行基準経路の位置情報とを比較することで車両の位置ずれを把握して、前記作業車両が走行基準経路に沿って走行するように車両を操舵制御する測位モードと、
前記検出装置により車両の現在の位置と走行基準線とのずれを検出して、前記作業車両が走行基準線に沿って走行するように車両を操舵制御する検出モードを備え、
前記測位モードにより車両を操舵制御しているとき、前記位置取得装置による位置情報の取得に障害が発生すると、前記検出モードに切り替えて、車両を操舵制御するように構成されていることを特徴とする作業車両。
【請求項２】
前記制御部は、前記検出モード中に、前記位置取得装置が車両の現在の位置情報を障害なく取得できるようになった場合には、前記測位モードに切り替えて、車両を操舵制御するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の作業車両。
【請求項３】
前記検出装置は、車両の進行方向にある障害物を検出可能に構成され、前記制御部は、前記検出装置が走行基準経路上に障害物があることを検出すると、障害物を迂回してから再び走行基準経路上を走行するように車両を操舵制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の作業車両。
【請求項４】
前記記録装置は、車両が走行した経路の位置情報を記録可能に構成され、
前記記録装置に記録された走行経路に関する情報から走行基準経路を算定する経路算定部を備え、
前記制御部は、前記経路算定部が算定した走行基準経路を、前記位置取得装置が取得した位置情報と、前記検出装置が検出した走行基準線の情報とに基づいて補正することができるように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項記載の作業車両。
【請求項５】
前記制御部は、前記経路算定部が算定した走行基準経路の算定及び補正を、車両の自律走行中に行うことができるように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の作業車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自律走行する作業車両に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、圃場等を自律走行する農業用の作業車両が知られており、例えば、特許文献１には、自律走行の際に車両の進行方向を自動的に修正する自動操舵装置を備えた作業車両が記載されている。この自動操舵装置は、人工衛星を利用したＧＰＳ等の衛星測位システムにより車両の位置及び走行経路を把握し、基準となる走行経路に沿って圃場を自律走行するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−０２４５４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の作業車両は、人工衛星の電波が悪い場合などに、取得できる車両の位置情報の精度が低下するため、基準となる走行経路から外れないように自律走行することが困難となり、適切な自動操舵ができないものであった。
【０００５】
したがって、本発明は、人工衛星を利用したＧＰＳ等の衛星測位システムから位置情報の取得が適切に行えない状態であっても、基準となる走行経路に沿って自律走行することができる作業車両を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のかかる目的は、自律走行する作業車両であって、人工衛星から測位情報を受け取り、受け取った前記測位情報に基づいて、車両の現在の位置情報を取得する位置取得装置と、圃場を車両が走行する際の基準の走行経路である走行基準経路を記録した記録装置と、車両が走行した経路に沿って圃場に走行基準線を設定する基準線設定手段と、圃場に設定された走行基準線を検出する検出装置と、車両の自律走行を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記位置取得装置から取得した車両の現在の位置情報と、前記記録装置に記録された走行基準経路の位置情報とを比較することで車両の位置ずれを把握して、前記作業車両が走行基準経路に沿って走行するように車両を操舵制御する測位モードと、前記検出装置により車両の現在の位置と走行基準線とのずれを検出して、前記作業車両が走行基準線に沿って走行するように車両を操舵制御する検出モードを備え、前記測位モードにより車両を操舵制御しているとき、前記位置取得装置による位置情報の取得に障害が発生すると、前記検出モードに切り替えて、車両を操舵制御するように構成されていることを特徴とする作業車両によって達成される。
【０００７】
本発明によれば、作業車両は、測位モードにより、制御部が位置取得装置により現在の車両の位置を取得し、記録装置に記録された走行基準経路に沿うように操舵制御するので、走行基準経路に沿って自律走行することができる。また、測位モードでの走行中に人工衛星からの電波状態が悪くなり、位置取得装置が現在の位置情報の取得を適切に行なえない状況になっても、操舵制御を検出モードに切り替えることにより、線引きマーカにより走行基準経路に沿うように圃場に引かれた走行基準線を検出装置により検出し、その線に沿って走行することができるので、人工衛星の電波の悪化等の要因によって、ＧＰＳ等の衛星測位システムから位置情報の取得が適切に行えない状態であっても、作業車両は、走行基準経路に沿って自律走行することが可能になる。
【０００８】
本発明の好ましい実施態様においては、前記制御部は、前記検出モード中に、前記位置取得装置が車両の現在の位置情報を障害なく取得できるようになった場合には、前記測位モードに切り替えて車両の操舵制御をするように構成されている。
【０００９】
本発明のこの好ましい実施態様によれば、人工衛星からの電波状況が良好になり、位置情報の取得を適切に行なえるようになると、制御部が自動的に操舵制御を検出モードから測位モードに戻すので、使用者が制御部に介入して手動で操舵制御する必要がなく、安定して作業車両の自律走行を継続させることができる。
【００１０】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記検出装置は、車両の進行方向にある障害物を検出可能に構成され、前記制御部は、前記検出装置が走行基準経路上に障害物があることを検出すると、障害物を迂回してから再び走行基準経路上を走行するように車両を操舵制御することを特徴とするように構成されている。
【００１１】
本発明のこのさらに好ましい実施態様によれば、検出装置が障害物を検出し、制御部が迂回するように操舵制御するので、作業車両は、走行基準経路上に障害物があっても停止したり障害物に衝突したりせず、走行基準経路に沿った走行を安全に継続することができる。
【００１２】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記記録装置は、車両が走行した経路の位置情報を記録可能に構成され、前記記録装置に記録された走行経路に関する情報から走行基準経路を算定する経路算定部を備え、前記制御部は、前記経路算定部が算定した走行基準経路を、前記位置取得装置が取得した位置情報と、前記検出装置が検出した走行基準線の情報とに基づいて補正することができるように構成されている。
【００１３】
本発明のこのさらに好ましい実施態様によれば、記録部は、作業車両の走行中に取得した車両の現在位置や検出装置により検出した走行基準線の情報を走行履歴として記録し、経路算定部は、記録部に記録された走行履歴から複数の走行基準経路を算定することで、当所に記録された走行基準経路の位置情報を後に算定された複数の走行基準経路により補正することができるので、作業車両は、圃場を複数回走行することにより、走行基準経路に沿った自律走行の精度を向上させることができる。
【００１４】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記制御部は、前記経路算定部が算定した走行基準経路の算定及び補正を、車両の自律走行中に行うことができるように構成されている
【００１５】
本発明のこのさらに好ましい実施態様によれば、経路算定部は、作業車両の走行中にも自動的に走行基準経路の算定及び補正をすることができるので、走行基準経路の算定や補正のために作業車両の走行を停止する必要がなく、作業性が低下することがない。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ＧＰＳからの位置情報の取得が適切に行えない状態であっても、基準となる走行経路に沿って自律走行することができる作業車両を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の好ましい実施態様に係る作業車両の略平面図である。
【図２】図２は、図１の作業車両の略左側面図である。
【図３】図３は、図１の作業車両１における電気系統を示すブロック図である。
【図４】図４は、走行基準経路に沿って圃場を自律走行する作業車両を示す説明図である。
【図５】図５は、作業車両が走行した経路から走行基準経路を算定する方法を示す説明図である。
【図６】図６は、作業車両の、障害物を迂回する走行を示す説明図である。
【図７】図７は、図３の演算制御ユニットによる作業車両の自動運転制御を示すフローチャートである。
【図８】図８は、本発明の他の実施態様にかかる作業車両を示す略左側面図である。
【図９】図９は、図８の作業車両の播種装置を示す略背面図である。
【図１０】図１０は、図９の播種装置の要部拡大図である。
【図１１】図１１は、播種装置の電気系統を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、添付図面を参照しつつ、詳細に説明を加える。なお、以下の実施態様は、本発明の具体的な実施の一例であり、本発明の技術範囲を限定するものではない。
【００１９】
図１は、本発明の好ましい実施態様に係る作業車両１の略平面図であり、図２は、その作業車両１の略左側面図である。本明細書においては、図１に示されるように、作業車両１の車両の進行方向となる側を前方（Ｆ）といい、その反対側を後方（Ｂ）といい、進行方向の左手側を左方（Ｌ）といい、進行方向の右手側を右方（Ｒ）という。
【００２０】
図１および図２に示されるように、作業車両１は、走行車体１００と、苗植付装置２００とからなる乗用型田植機である。走行車体１００のメインフレーム１１０には左右一対の前輪１０１ａ及び左右一対の後輪１０１ｂが設けられており、走行車体１００前部の左右両側には、補給用の苗を複数段に分けて載せておく予備苗載台１３９が設けられている。
【００２１】
走行車体１００の車体中央部には、フロア１３０が設けられており、その上に作業車両１を操縦可能な操縦部１３３が設けられている。操縦部１３３には、操縦席１３３ａと、前輪１０１ａを操向操作可能なステアリングハンドル１３３ｂとが設けられており、ステアリングハンドル１３３ｂはステアリングポスト１３３ｃによって支持されている。また、フロア１３０の左右両側は一部が格子状になった台であるフロアステップ１３５が設けられている。
【００２２】
操縦席１３３ａの下には、エンジンカバー１３２に覆われたエンジン１３１が設けられている。エンジン１３１は、駆動力が左右の前輪１０１ａおよび左右の後輪１０１ｂのそれぞれに走行動力として伝達されるように取り付けられている。
【００２３】
走行車体１００の後部には、施肥装置１２０が設けられており、施肥装置１２０には、粒状の肥料が貯留されている肥料ホッパ１２１と、肥料ホッパ１２１に貯留されている肥料を一定量ずつ繰り出す繰出部１２２と、繰り出された肥料を苗植付装置２００まで運ぶ施肥ホース１２３とが設けられている。
【００２４】
苗植付装置２００は、走行車体１００の後方に、昇降リンク装置１１３により昇降自在に連結されている。苗植付装置２００の上面には苗を載置する複数列の苗載台２８０が設けられており、苗載台２８０の各列には、苗載台２８０から苗取出口２８１へ苗を送る苗送りベルト２８２が設けられている。苗植付装置２００の後端部には、苗取出口２８１から送られてくる苗を圃場に植え付ける苗植付具２１０が、苗載台２８０の各列に対応して左右方向に並ぶように設けられるとともに、圃場の泥面を整地する複数のフロート２２０が設けられている。作業車両１は、苗植付装置２００を下降させた状態で走行することにより、各フロート２２０に圃場の泥面を滑走させて整地させつつ、その整地跡に苗載台２８０から送られてくる苗を、苗植付具２１０により圃場に植付けられるように構成されている。
【００２５】
また、苗植付装置２００は、フロート２２０の左右両側に取り付けられた、施肥ホース１２３で運ばれた肥料を受ける施肥ガイド２１３と、施肥ガイド２１３の前側に設けられた、苗植付条の側部近傍に溝を作る作溝体２１４とを備えている。すなわち、作業車両１は、施肥装置１２０から供給される肥料を作溝体２１４によって形成される施肥用の構に落とし込むことができるように構成されている。
【００２６】
走行車体１００の車体前端部には左右一対のステー３２０（３２０Ｌ、３２０Ｒ）と、ステーから上方に延びた支持柱３１０（３１０Ｌ、３１０Ｒ）が設けられており、支持柱３１０には、左カメラ３００Ｌおよび右カメラ３００Ｒからなるステレオカメラ３００が、車両前方の映像を撮影できるように取り付けられている。したがって、作業車両１は、ステレオカメラ３００により視差情報を有する映像を撮影することができる
【００２７】
また、図２に示されるように、苗植付装置２００の左右両側には、線引きマーカ１４８が設けられている。線引きマーカ１４８は、上下に揺動自在に支持された軸部材であるマーカアーム１４８ａと、このマーカアーム１４８ａの軸端部に回転自在に支持されたマーカリング１４８ｂとを備えている。マーカリング１４８ｂは、外周に鉤爪状の複数の突起が形成された輪形部材であり、マーカアーム１４８ａが下降すると圃場面に接し、上昇すると圃場面から離れるように構成されている。
【００２８】
作業車両１の走行中にマーカアーム１４８ａが降ろされると、マーカリング１４８ｂは、外周の突起が圃場面に接触するので、作業車両１の走行に伴って回転しながら圃場面に対して連続的に窪みを形成する。このように、作業車両１に線引きマーカ１４８が設けられていることにより、作業車両１の両側の、車両が走行した経路に沿って圃場面に点線状の印をつけることができる。この圃場面につけられた点線状の印が、作業車両１が再度圃場を走行する際の基準となる走行基準線となる。作業車両１は、圃場を走行する際に線引きマーカ１４８により圃場に走行基準線を引くことで、圃場を再度走行する際の基準とすることができる。
【００２９】
図３は、本発明の好ましい実施態様に係る作業車両１における電気系統を示すブロック図である。
図３に示されるように、図１の作業車両１には、制御系として、測位ユニット４５０と、状態検出ユニット４６０と、機器制御ユニット４７０と、演算制御ユニット４８０とが設けられおり、それぞれが車載ＬＡＮで接続され、相互にデータ交換可能に構成されている。
【００３０】
測位ユニット４５０は、人工衛星から測位情報を受け取り、受け取った前記測位情報に基づいて、作業車両１の現在の位置情報を取得する位置取得装置としての機能を果たし、ＧＰＳモジュール４５１と、方位モジュール４５２とを備えている。ＧＰＳモジュール４５１は、ＧＰＳを用いて緯度や経度などの方位を検出するものであり、ＧＰＳ信号を受信することができるように構成されている。したがって、作業車両１は、ＧＰＳモジュール４５１が受信するＧＰＳ信号に基づいて、作業車両１の現在の位置情報を取得することができる。方位モジュール４５１は、作業車両１の瞬間的な動き（方向ベクトルなど）や向きを検出するジャイロ加速度センサと磁気方位センサとを備えている。したがって、作業車両１は、方位モジュール４５１により、現在の走行方向の情報を取得することができる。
【００３１】
また、測位ユニット４５０は、取得した作業車両１の位置情報および走行方向の情報を演算制御ユニット４８０に送り、演算制御ユニット４８０は、作業車両１の位置情報および走行方向の情報を受け取ると記録部４８１に記録するように構成されている。
【００３２】
状態検出ユニット４６０は、走行車体１００のエンジン回転数、車輪回転数、変速位置、燃料残量といった状態や、苗植付装置２００の苗残量、肥料残量、姿勢（上昇状態や下降状態）、苗植付具２１０の作業状態（苗植付運動を行っているか否か）などを検出することができ、検出した情報を演算制御ユニット４８０に送るように構成されている。
【００３３】
機器制御ユニット４７０は、演算制御ユニット４８０からの指令に基づいて走行車体１００や苗植付装置２００に装備された動作機器に対して、油圧制御信号や電子制御信号を送るように構成されており、走行車体１００に設けられているエンジン１３１を含む走行動作機器や、ステアリング装置を含む操舵動作機器を制御するとともに、走行車体１００と苗植付装置２００とを連結している昇降リンク装置１１３を含む作業動作機器を制御するように構成されている。
【００３４】
演算制御ユニット４８０には、制御プログラムと、各種データとを格納する記録部４８１と、走行経路を算定する経路算定部４８２と、自動操舵を行う操舵制御部４８３と、カメラ３００が撮影した映像を処理する映像処理部４８４が構築されている。記録部４８１には、圃場の地図情報や圃場の境界線を規定する畦の位置情報、圃場で実施される作業に関する機器設定データ、例えば作業幅（作業車両１が一度の走行で苗を植え付け可能な幅）などの作業情報、作業車両が走行した経路の位置情報の履歴が格納できるように構成されている。
【００３５】
映像処理部４８４は、ステレオカメラ３００の映像から、圃場１０にある物体や、図２の線引きマーカ１４８により圃場１０に作られた窪みを検出して、それらの視差情報から車両との距離を算出することができるように構成されている。したがって、作業車両１は、前方にある障害物や、線引きマーカ１４８により引かれた走行基準線２０を検出することができる。また、検出された障害物や走行基準線２０に関する情報は、記録部４８１に記録されるように構成されている。
【００３６】
図４は、走行基準経路２１に沿って圃場１０を自律走行する作業車両１を示す説明図である。
図４に示されるように、走行基準線２０は、畦１２に囲まれた圃場１０及び枕地１１において作業車両１の線引きマーカ１４８によって圃場１０に引かれた線であり、走行基準経路２１は、図３の経路算定部４８２により作業車両１の走行の基準となるように仮想的に設定された経路である。作業車両１は、圃場１０では直進し、作業幅Ｗの範囲で苗を植付し、枕地ではＵターン旋回して再度圃場１０に戻ることを繰り返し、圃場１０上を万遍なく通過するように構成されている。したがって、作業車両１が苗植付装置２００に苗植付運動をさせながら走行基準経路２１に沿って自律走行することで、人が操縦することなく圃場１０に苗を均等に植え付けることができる。
【００３７】
この走行基準経路２１は、経路情報として図３の記録部４８１に格納されている。
また、図３の演算制御ユニット４８０は、作業車両１を自律走行させるにあたり、測位モードと検出モードの２つの操舵制御モードを備えている。測位モードでは、演算制御ユニット４８０は、測位ユニット４５０のＧＰＳモジュール４５１がＧＰＳ信号を受信することにより作業車両１の現在の位置情報を取得し、方位モジュール４５２により車両の走行方向を取得すると、記録部４８１に記録されている走行基準経路２１の位置情報と参照して、作業車両１の現在位置と走行基準経路２１の位置とのズレを解消するように操舵制御部４８３により走行方向を修正させることで、作業車両１が走行基準経路２１に沿って走行するように構成されている。なお、走行基準経路２１の位置情報とは、車両が走行基準経路２１を走行するために必要な、走行基準経路２１の平面的な位置座標を示す情報である。
【００３８】
検出モードでは、演算制御ユニット４８０は、図３のステレオカメラ３００が撮影した映像から図３の映像処理部４８４が圃場１０に引かれた走行基準線２０を検出して、図３の方位モジュール４５２により車両の走行方向を取得すると、作業車両１が両側に引かれた走行基準線２０の間を走行するように図３の操舵制御部４８３により走行方向を修正させることで、作業車両１が走行基準線２０に沿って走行するように構成されている。
【００３９】
演算制御ユニット４８０は、測位モードと検出モードの２つのモードを切り替えることができ、標準では測位モードによって操舵制御するように構成されている。しかし、ＧＰＳの電波が悪くなるなどしてＧＰＳから位置情報の取得が適切に行えない状態になると、操舵制御モードの切り替えを行い、検出モードにより操舵制御するよう構成されている。
【００４０】
作業車両１が一度、あらかじめ与えられた走行基準経路２１に沿って圃場１０全体を走行した場合、圃場１０に引かれる走行基準線２０は、走行基準経路２１に沿ったものになる。この場合、走行基準線２０に沿って走行することは、走行基準経路２１に沿って走行することに等しくなる。したがって、ＧＰＳの電波が悪い状態であっても、作業車両１は、走行基準経路２０に沿って自律走行することができる。
【００４１】
図５は、作業車両１が走行した直線経路から走行基準経路２１を算定する方法を示す説明図である。
図５に示されるように、走行基準経路２１は圃場１０においては圃場１０を進行する直線経路Ｌ１〜Ｌ７と枕地１１を旋回する旋回経路Ｃ１〜Ｃ６から構成されている。作業車両１が圃場１０の端を縦断するように直線経路Ｌ１まで手動走行すると、直線経路Ｌ１の位置情報が図３の記録部４８１に記録される。図３の経路算定部４８２は、記録部４８１から圃場１０の地図情報と、作業車両１の作業幅Ｗと、直線経路Ｌ１の位置情報とを取得すると、これらの情報から直線経路Ｌ２〜Ｌ７と旋回経路Ｃ１〜Ｃ６とを算定できるように構成されている。
【００４２】
具体的には、経路算定部４８２は、直線経路Ｌ１から作業幅Ｗ離れた位置に、直線経路Ｌ１と平行な直線経路Ｌ２を算定するとともに、直線経路Ｌ１と直線経路Ｌ２をつなぐように旋回経路Ｃ１を算定する。さらに、直線経路Ｌ２から作業幅Ｗ離れた位置に、直線経路Ｌ２と平行な直線経路Ｌ３を算定し、直線経路Ｌ２と直線経路Ｌ３をつなぐように旋回経路Ｃ３を算定する。このプロセスを圃場１０の端に行きつくまで繰り返すことで、直線経路Ｌ２〜Ｌ７と旋回経路Ｃ１〜Ｃ６とを算定することができる。
【００４３】
そして、経路算定部４８２は、得られた直線経路Ｌ１〜Ｌ７と旋回経路Ｃ１〜Ｃ６とを組み合わせることで、圃場１０全体の走行の基準となる走行基準経路２１の位置情報を出力することができる。出力された走行基準経路２１の位置情報は記録部４８１に記録される。
【００４４】
このように、作業車両１は圃場１０を一度、縦断するように走行することによって、走行基準経路２１の位置情報を取得でき、残りの経路を自律走行できるようになるので、圃場１０全体を手動走行する必要がなく、使用者の手間を省くことができる。
【００４５】
また、記録部４８１は作業車両１の走行中に取得した車両の現在位置やステレオカメラ３００により検出した走行基準線２０の情報を走行履歴として記録しているので、圃場１０全体を複数回走行することにより、圃場１０全体に引かれた走行基準線２０や、ＧＰＳからの位置情報の軌跡として得られた走行基準経路２１を複数記録することもできる。
【００４６】
経路算定部４８２は、このようにして記録部４８１に記録された走行履歴から複数の走行基準経路２１を算定することで、当初に記録された走行基準経路２１の位置情報を、後に算定された複数の走行基準経路２１により補正することができるように構成されている。
【００４７】
したがって、作業車両１は、圃場１０を複数回走行することにより、走行基準経路２１に沿った自律走行の精度を向上させることができる。
【００４８】
また、経路算定部４８２は、作業車両１の走行中にも自動的に走行基準経路２１の算定や補正をすることができるように構成されている。そのため、走行基準経路２１の算定や補正のために作業車両１の走行を停止する必要がなく、作業性が低下することがない。
【００４９】
図６は、作業車両１の障害物３０を迂回する走行を示す説明図である。
図６に示されるように、作業車両１は、圃場１０上にある障害物３０をステレオカメラ３００が撮影する映像から図３の映像処理部４８４が検出すると、図３の演算制御ユニット４８０が操舵制御部４８３に障害物を迂回するように指令を送り、操舵制御部４８３がその旨の指令を受け取ると、障害物を避けるように操舵され、その後、走行基準線２０または走行基準経路２１沿って走行するように操舵される。
【００５０】
したがって、作業車両１は、圃場１０上に障害物３０があっても、障害物３０を迂回することにより、停止したり障害物３０に衝突したりせず、走行基準線２０または走行基準経路２１に沿った走行を安全に継続することができる。
【００５１】
図７は、図３の演算制御ユニット４８０による作業車両１の自動運転制御を示すフローチャートである。
図７に示されるように、演算制御ユニット４８０は、記録部４８１から走行基準経路２１の位置情報を取得すると（ステップＳ１）、測位ユニット４５０に現在の車両の位置情報及び走行方向の情報を取得するように指令を出す。測位ユニット４５０は、その旨の指令を受け取ると方位モジュール４５２に車両の走行方向を検出させるとともに、ＧＰＳモジュール４５１にＧＰＳ信号を受信させる（ステップＳ２）。このとき、ＧＰＳの電波状況が良く、受信したＧＰＳ信号から精度よく位置情報を取得できていれば（ステップＳ３）、測位ユニット４５０は、受信したＧＰＳ信号から現在の車両の位置情報を取得して演算制御ユニット４８０に送る（ステップＳ４ａ）。
【００５２】
演算制御ユニット４８０は、測位ユニット４５０から現在の車両の位置情報及び走行方向の情報を取得すると、現在の車両の位置情報及び走行方向の情報から走行基準経路２１とのズレを計算し（ステップＳ５ａ）、作業車両１が走行基準経路２１に沿って走行していなければ（ステップＳ６ａ）、操舵制御部４８３に走行方向を修正するように指令を送る（ステップＳ７ａ）。
【００５３】
一方、ＧＰＳの電波状況が悪く、受信したＧＰＳ信号から位置情報を充分な制度で取得できない場合は、演算制御ユニット４８０は、映像処理部４８４に走行基準線２０を検出するように指令を送る（ステップＳ４ｂ）。その旨の指令を受けた映像処理部４８４は、ステレオカメラ３００が撮影した映像から圃場１０に引かれた走行基準線２０を検出し、その情報を演算制御ユニット４８０に送る。
【００５４】
演算制御ユニット４８０が走行基準線２０の情報を取得すると、現在の車両の走行基準線に対する走行方向及び距離を計算し、（ステップＳ５ｂ）作業車両１が走行基準線２０に沿って走行していなければ（ステップＳ６ｂ）、操舵制御部４８３に走行方向を修正するように指令を送る（ステップＳ７ｂ）。そして、再度、測位ユニット４５０に現在の車両の位置情報及び走行方向の情報を取得するように指令を出す。このプロセスをＧＰＳの電波状況が改善するまで繰り返す。
【００５５】
このように、作業車両１は、測位モードにより、制御部４８０が測位ユニット４５０のＧＰＳモジュール４５１により現在の車両の位置を取得し、記録部４８１に記録された走行基準経路２１に沿うように操舵制御するので、走行基準経路２１に沿って自律走行することができる。また、測位モードでの走行中にＧＰＳからの電波状態が悪くなり、ＧＰＳモジュール４５１が現在の位置情報の取得を適切に行なえない状況になっても、操舵制御を検出モードに切り替えることにより、線引きマーカ１４８により走行基準経路に沿うように圃場に引かれた走行基準線２０をステレオカメラ３００により検出し、その線に沿って走行することができるので、ＧＰＳの電波が悪い状態であっても、作業車両１は、走行基準経路２１に沿って自律走行することが可能になる。
【００５６】
図８は、本発明の他の実施態様にかかる作業車両２を示す略左側面図である。
図８に示されるように、作業車両２は、走行車体７００と、圃場に種子を供給する播種装置８００とからなる乗用型播種機である。作業車両２では、播種装置８００が走行車体７００の後方に連結されており、播種装置８００を駆動させた状態で走行することにより、走行経路に沿って圃場に種をまく播種作業を行うことができるように構成されている。
【００５７】
図９は、作業車両２の播種装置８００を示す略背面図であり、図１０は、図９の播種装置８００の要部拡大図である。
図１０に示されるように、播種装置８００は、従動軸８２１に連結された一対の播種ロール８１０が４組、左右方向に並ぶように配されており、従動軸８２１が回転すると播種ロール８１０も回転するように構成されている。各従動軸８２１は、左右方向に延びた駆動軸８２０からギアを介して回転動力を受けるように構成されている。すなわち、駆動軸８２０が回転すると、その回転動力が従動軸を介して播種ロール８１０に伝わり、播種ロール８１０も回転するように構成されている。また、駆動軸８２０には、駆動軸回転センサ８２４ａが取り付けられており、駆動軸回転センサ８２４ａにより駆動軸８２０の回転の有無を検知できるように構成されている。
【００５８】
図１０に示されるように、駆動軸８２０には、駆動軸ギア８２３ａが取り付けられており、従動軸８２１には、従動軸ギア８２３ｂ取り付けられている。駆動軸ギア８２３ａと従動軸ギア８２３ｂとは、互いに噛み合うように位置しているが、従動軸ギア８２３ｂは畦クラッチ８２５によって左右方向に移動可能に構成されており、畦クラッチ８２５によって従動軸ギア８２３ｂがずらされることで、駆動軸ギア８２３ａと従動軸ギア８２３ｂとの噛み合いが外れるように構成されている。すなわち、畦クラッチ８２５が「入り」のときには、駆動軸８２０の回転が従動軸８２１に伝わり播種ロール８１０が回転するが、畦クラッチ８２５が「切り」のときには、駆動軸８２０が回転していても従動軸８２１には回転が伝わらないので播種ロール８１０が回転しないように構成されている。従動軸８２１には、従動軸回転センサ８２４ｂが取り付けられており、従動軸回転センサ８２４ｂにより従動軸８２１の回転の有無を検知できるように構成されている。
【００５９】
図１１は、播種装置８００の電気系統を示すブロック図である。
図１１に示されるように、播種装置８００には播種制御部８３０が設けられており、播種制御部８３０には駆動軸回転センサ８２４ａと、従動軸回転センサ８２４ｂと、畦クラッチ８２５の入り又は切りを検知する畦クラッチセンサ８２６と、緑色に点灯するマスコットランプ８４０と、警報音を鳴らす報知ブザー８４１とが電気的に接続されている。
【００６０】
播種制御部８３０は、駆動軸回転センサ８２４ａが駆動軸８２０の回転を検知するとマスコットランプ８４０を点灯させる。このとき、畦クラッチセンサ８２６が畦クラッチ８２５の「切り」を検知した状態で従動軸回転センサ８２４ｂが従動軸８２１の回転が非検知であると、播種制御部８３０は、報知ブザー８４１に通常の警報音を鳴らすように指令を送る。他方、畦クラッチセンサ８２６が畦クラッチ８２５の「入り」を検知した状態で従動軸回転センサ８２４ｂが従動軸８２１の回転が非検知であると、播種制御部８３０は、報知ブザー８４１にトラブル発生の警報音を鳴らすように指令を送るように構成されている。
【００６１】
したがって、播種制御部８３０が、駆動軸８２０の回転を検知した場合にマスコットランプ８４０を点灯させることで、使用者は播種装置８００が駆動していることを目視により把握することができる。さらに、播種装置８００が駆動している状態で畦クラッチ８２５が切られ、播種ロール８１０の回転が止った場合、報知ブザー８４１が通常の警報音を鳴らすので、使用者は畦クラッチ８２５が切られたことにより播種ロール８１０が回転しておらず、播種作業が行われていないことを把握することができる。そして、播種装置８００が駆動している状態で畦クラッチ８２５が切られていないのに播種ロール８１０の回転が止まると、報知ブザー８４１がトラブル発生の警報音を鳴らすので、使用者は何らかのトラブルにより播種ロール８１０が回転しておらず、播種作業が行われていないことを把握することができる。
【００６２】
このように、播種制御部８３０が、畦クラッチ８２５が切られていないのに播種ロール８１０の回転が止まっていることを報知することで、使用者の意図しないところで播種作業が中断され、圃場に種がまかれていないことに気付くことができないという問題を防止することができる。
【００６３】
以上の実施態様は、本発明の具体的な実施の一例であり、本発明の技術範囲を限定するものではない。すなわち、本発明は、以上の実施態様の他、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能である。
【００６４】
例えば、ＧＰＳモジュール４５１は、ＧＰＳを用いて緯度や経度などの方位を検出するものであるが、必ずしもＧＰＳである必要はなく、人工衛星から電波を受信して自機の位置情報を取得できる衛星測位システム（ＧＮＳＳ；Global Navigation Satellite System）であればよい。
【００６５】
また、カメラ３００は、線引きマーカ１４８によって引かれた走行基準線を検出可能であるが、走行基準線を検出できるのであれば必ずしも作業車両１に取り付けたステレオカメラ３００である必要はなく、走行基準線を検出可能なレーダーを設けたり、カメラやレーダーを搭載したドローンに走行基準線を検出させ、ドローンとの通信によって走行基準線に関する情報を取得できるようにしたりしてもよい。
【００６６】
また、本発明における作業車両は、必ずしも乗用田植機や乗用播種機である必要はなく、種々の作業装置を装備した自律走行可能な作業車両にも適用可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１    作業車両
２    作業車両
１０    圃場
１１    枕地
１２    畦
２０    走行基準線
２１    走行基準経路
３０    障害物
１００    走行車体
１０１ａ  前輪
１０１ｂ  後輪
１１０    メインフレーム
１１３    昇降リンク装置
１２０    施肥装置
１２１    肥料ホッパ
１２２    繰出部
１２３    施肥ホース
１３１    エンジン
１３２    エンジンカバー
１３３    操縦部
１３３ａ  操縦席
１３３ｂ  ステアリングハンドル
１３３ｃ  ステアリングポスト
１３５    フロアステップ
１３９    予備苗載台
１４８    線引きマーカ
１４８ａ  マーカアーム
１４８ｂ  マーカリング
２００    苗植付装置
２１０    苗植付具
２１３    施肥ガイド
２１４    作溝体
２２０    フロート
２８０    苗載台
２８１    苗取出口
２８２    苗送りベルト
３００    ステレオカメラ
３００Ｒ  右カメラ
３００Ｌ  左カメラ
３１０    支柱
３１０Ｒ  右支柱
３１０Ｌ  左支柱
３２０    ステー
３２０Ｒ  右ステー
３２０Ｌ  左ステー
４５０    測位ユニット
４５１    ＧＰＳモジュール
４５２    方位モジュール
４６０    状態検出手段
４７０    機器制御ユニット
４８０    演算制御ユニット
４８１    記録部
４８２    経路算定部
４８３    操舵制御部
４８４    映像処理部
７００    走行車体
８００    播種装置
８１０    播種ロール
８２０    駆動軸
８２１    従動軸
８２３ａ  駆動軸ギア
８２３ｂ  従動軸ギア
８２４ｂ  従動軸回転センサ
８２４ａ  駆動軸回転センサ
８２５    畦クラッチ
８２６    畦クラッチセンサ
８４０    マスコットランプ
８４１    報知ブザー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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