(57)【要約】【課題】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。【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。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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の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を算定するとともに、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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１８／０４２８５３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、を勘案して生成される。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が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を算定するとともに、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】
【図１】収穫機の一例としてのコンバインの側面図である。
【図２】コンバインの自動走行の概要を示す図である。
【図３】自動走行における走行経路を示す図である。
【図４】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。
【図５】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。
【図６】自動走行における排出経路を示す図である。
【図７】自動走行における排出経路を示す図である。
【図８】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。
【図９】自動走行における復帰経路を示す図である。
【図１０】自動走行における復帰経路を示す図である。
【図１１】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。
【図１２】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。
【図１３】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。
【発明を実施するための形態】
【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、クローラ式の走行装置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、大豆や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を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、作業走行の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、自宅や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、走行関係の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の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、自動運転と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の特定箇所の地図座標（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までの直線経路を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。
【産業上の利用可能性】
【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。
【符号の説明】
【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）
【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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【図１２】
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【図１３】
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