(57)【要約】【課題】圃場内に薬剤を適切に散布する。【解決手段】薬液を散布するサイドブーム５０を備えるブームスプレーヤ１であって、ブームスプレーヤ１の位置を検出するＧＮＳＳ受信部２０１と、圃場の形状を含む圃場地図情報を記憶する地図記憶部２０２と、ＧＮＳＳ受信部２０１で検出されたブームスプレーヤ１の位置と圃場地図情報とに基づいて、圃場に対するブームスプレーヤ１の位置を推定する位置推定部２１１と、圃場地図情報に含まれる圃場の形状と推定されたブームスプレーヤ１の位置とに基づいて、圃場外にサイドブーム５０がはみ出さないようにサイドブーム５０の水平方向の回動を制御するブーム制御部２１３と、を備える。【選択図】図８
2020191811.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両本体（２）に対して水平方向に回動可能に設けられたブーム（５０）を備え、前記車両本体（２）を走行させながら前記ブーム（５０）に設けられた複数のノズル（９０）から圃場（Ｈ）に薬剤を散布するブームスプレーヤ（１）であって、
前記ブームスプレーヤ（１）の位置を検出する位置検出部（２０１）と、
前記圃場（Ｈ）の形状を含む圃場地図情報を記憶する地図記憶部（２０２）と、
前記位置検出部（２０１）で検出された前記ブームスプレーヤ（１）の位置と前記圃場地図情報とに基づいて、前記圃場（Ｈ）に対する前記ブームスプレーヤ（１）の位置を推定する位置推定部（２１１）と、
前記圃場地図情報に含まれる前記圃場（Ｈ）の形状と推定された前記ブームスプレーヤ（１）の位置とに基づいて、前記圃場（Ｈ）外に前記ブーム（５０）がはみ出さないように前記ブーム（５０）の水平方向の回動を制御するブーム制御部（２１３）と、を備えるブームスプレーヤ（１）。
【請求項２】
前記ブーム（５０）は、伸縮可能であり、
前記ブーム制御部（２１３）は、更に、前記圃場（Ｈ）外に前記ブーム（５０）がはみ出さないように前記ブーム（５０）の伸縮を制御する、請求項１に記載のブームスプレーヤ（１）。
【請求項３】
前記ブーム制御部（２１３）は、前記圃場地図情報に含まれる前記圃場（Ｈ）の形状と推定された前記ブームスプレーヤ（１）の位置とに基づいて、前記圃場（Ｈ）外に前記ブーム（５０）がはみ出さないようにするための前記ブーム（５０）の先端位置を算出し、算出された前記先端位置に前記ブーム（５０）の先端が位置するように前記ブームを制御する、請求項１又は２に記載のブームスプレーヤ（１）。
【請求項４】
車両本体（２）に対して水平方向に回動可能に設けられたブーム（５０）を備え、前記車両本体（２）を走行させながら前記ブーム（５０）に設けられた複数のノズル（９０）から圃場（Ｈ）に薬剤を散布するブームスプレーヤ（１）であって、
前記ブームスプレーヤ（１）の位置を検出する位置検出部（２０１）と、
前記圃場（Ｈ）の圃場地図情報を記憶する地図記憶部（２０２）と、
前記位置検出部（２０１）で検出された前記ブームスプレーヤ（１）の位置と前記圃場地図情報とに基づいて、前記圃場（Ｈ）に対する前記ブームスプレーヤ（１）の位置を推定する位置推定部（２１１）と、
前記圃場（Ｈ）内における前記薬剤の既散布領域を記憶する既散布領域記憶部（２１２）と、
記憶された前記既散布領域と前記位置推定部（２１１）で推定された前記圃場（Ｈ）に対する前記ブームスプレーヤ（１）の位置とに基づいて、前記既散布領域内に前記ブーム（５０）が入り込まないように前記ブーム（５０）の水平方向の回動を制御するブーム制御部（２１３）と、を備えるブームスプレーヤ（１）。
【請求項５】
前記ブーム（５０）は、伸縮可能であり、
前記ブーム制御部（２１３）は、更に、前記既散布領域内に前記ブーム（５０）が入り込まないように前記ブーム（５０）の伸縮を制御する、請求項４に記載のブームスプレーヤ（１）。
【請求項６】
前記ブーム制御部（２１３）は、記憶された前記既散布領域と前記位置推定部（２１１）で推定された前記圃場（Ｈ）に対する前記ブームスプレーヤ（１）の位置とに基づいて、前記既散布領域内に前記ブーム（５０）が入り込まないようにするための前記ブーム（５０）の先端位置を算出し、算出された前記先端位置に前記ブーム（５０）の先端が位置するように前記ブームを制御する、請求項４又は５に記載のブームスプレーヤ（１）。
【請求項７】
前記ブーム（５０）のブーム開度を取得する開度取得部（２１４）と、
前記開度取得部（２１４）で取得された前記ブーム開度に応じて前記薬剤の散布量を制御する散布量制御部（２１５）と、を更に備える、請求項１〜６のいずれか一項に記載のブームスプレーヤ（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薬剤を散布するブームスプレーヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、車両本体に設けられたブームを横方向に突き出し、圃場内を走行しながらブームに設けられた複数のノズルから薬剤を散布するブームスプレーヤが知られている。このようなブームスプレーヤが、例えば、特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第６２４４１４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、上述したブームスプレーヤを用いて不規則な形状の圃場内に薬剤を散布する場合、圃場の形状（境界の形状）に合わせてブームを伸縮させることが考えらえれる。しかしながら、作業者がブームスプレーヤの運転操作をしながら圃場の形状に合わせてブームの長さを調整することは困難である。また、例えば、ブームは、伸縮を実現するために、基端側に設けられる第一ブームと、第一ブームに対してスライド可能に設けられた第二ブームとによって構成されている。このため、第二ブームを第一ブームに重ねてブームの長さを縮めても、第一ブームの長さよりもブーム全体を縮めることができない。このため、圃場内において薬剤の散布ができない領域が生じ得る。
【０００５】
そこで、本発明は、圃場内に薬剤を適切に散布可能なブームスプレーヤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、車両本体（２）に対して水平方向に回動可能に設けられたブーム（５０）を備え、車両本体（２）を走行させながらブーム（５０）に設けられた複数のノズル（９０）から圃場（Ｈ）に薬剤を散布するブームスプレーヤ（１）であって、ブームスプレーヤ（１）の位置を検出する位置検出部（２０１）と、圃場（Ｈ）の形状を含む圃場地図情報を記憶する地図記憶部（２０２）と、位置検出部（２０１）で検出されたブームスプレーヤ（１）の位置と圃場地図情報とに基づいて、圃場（Ｈ）に対するブームスプレーヤ（１）の位置を推定する位置推定部（２１１）と、圃場地図情報に含まれる圃場（Ｈ）の形状と推定されたブームスプレーヤ（１）の位置とに基づいて、圃場（Ｈ）外にブーム（５０）がはみ出さないようにブーム（５０）の水平方向の回動を制御するブーム制御部（２１３）と、を備える。
【０００７】
このブームスプレーヤ（１）は、ブーム（５０）を回動させることにより、ブーム（５０）の回動の範囲内で薬剤の散布幅を無段階に調整できる。そして、ブームスプレーヤ（１）は、ブーム制御部（２１３）によって、圃場（Ｈ）外にブーム（５０）がはみ出さないようにブーム（５０）の回動を制御する。すなわち、ブームスプレーヤ（１）は、圃場（Ｈ）の形状に合わせてブーム（５０）を回動させ、薬剤の散布幅を調整できる。これにより、ブームスプレーヤ（１）は、圃場（Ｈ）からはみ出すことなく、圃場（Ｈ）の形状に合わせて圃場（Ｈ）内に適切に薬剤を散布できる。
【０００８】
このブームスプレーヤ（１）において、ブーム（５０）は、伸縮可能であり、ブーム制御部（２１３）は、更に、圃場（Ｈ）外にブーム（５０）がはみ出さないようにブーム（５０）の伸縮を制御してもよい。この場合、ブームスプレーヤ（１）は、ブーム（５０）を回動及び伸縮させることにより、圃場の形状に合わせてより一層適切に薬剤を散布できる。
【０００９】
このブームスプレーヤ（１）において、ブーム制御部は、圃場地図情報に含まれる圃場（Ｈ）の形状と推定されたブームスプレーヤ（１）の位置とに基づいて、圃場（Ｈ）外にブーム（５０）がはみ出さないようにするためのブーム（５０）の先端位置を算出し、算出された先端位置にブーム（５０）の先端が位置するようにブーム（５０）を制御してもよい。この場合、ブーム制御部（２１３）は、算出された先端位置に基づいて、圃場（Ｈ）からはみ出さないようにブーム（５０）を制御できる。
【００１０】
また、本発明は、車両本体（２）に対して水平方向に回動可能に設けられたブーム（５０）を備え、車両本体（２）を走行させながらブーム（５０）に設けられた複数のノズル（９０）から圃場（Ｈ）に薬剤を散布するブームスプレーヤ（１）であって、ブームスプレーヤ（１）の位置を検出する位置検出部（２０１）と、圃場（Ｈ）の圃場地図情報を記憶する地図記憶部（２０２）と、位置検出部（２０１）で検出されたブームスプレーヤ（１）の位置と圃場地図情報とに基づいて、圃場（Ｈ）に対するブームスプレーヤ（１）の位置を推定する位置推定部（２１１）と、圃場（Ｈ）内における薬剤の既散布領域を記憶する既散布領域記憶部（２１２）と、記憶された既散布領域と位置推定部（２１１）で推定された圃場（Ｈ）に対するブームスプレーヤ（１）の位置とに基づいて、既散布領域内にブーム（５０）が入り込まないようにブーム（５０）の水平方向の回動を制御するブーム制御部（２１３）と、を備える。
【００１１】
このブームスプレーヤ（１）は、ブーム（５０）を回動させることにより、ブーム（５０）の回動の範囲内で薬剤の散布幅を無段階に調整できる。そして、ブームスプレーヤ（１）は、ブーム制御部（２１３）によって、既に薬剤を散布した既散布領域内にブーム（５０）が入り込まないようにブーム（５０）の回動を制御する。すなわち、ブームスプレーヤ（１）は、既散布領域の位置及び形状に合わせてブーム（５０）を回動させ、薬剤の散布幅を調整できる。これにより、ブームスプレーヤ（１）は、既散布領域内に薬剤を重複して散布することなく、圃場（Ｈ）内に適切に薬剤を散布できる。
【００１２】
このブームスプレーヤ（１）において、ブーム（５０）は、伸縮可能であり、ブーム制御部（２１３）は、更に、既散布領域内にブーム（５０）が入り込まないようにブーム（５０）の伸縮を制御してもよい。この場合、ブームスプレーヤ（１）は、ブーム（５０）を回動及び伸縮させることにより、既散布領域の位置及び形状に合わせてより一層適切に薬剤を散布できる。
【００１３】
このブームスプレーヤ（１）において、ブーム制御部は、記憶された既散布領域と位置推定部（２１１）で推定された圃場（Ｈ）に対するブームスプレーヤ（１）の位置とに基づいて、既散布領域内にブーム（５０）が入り込まないようにするためのブーム（５０）の先端位置を算出し、算出された先端位置にブーム（５０）の先端が位置するようにブームを制御してもよい。この場合、ブーム制御部（２１３）は、算出された先端位置に基づいて、既散布領域内に入り込まないようにブーム（５０）を制御できる。
【００１４】
このブームスプレーヤ（１）は、ブーム（５０）のブーム開度を取得する開度取得部（２１４）と、開度取得部（２１４）で取得されたブーム開度に応じて薬剤の散布量を制御する散布量制御部（２１５）と、を更に備えていてもよい。ここで、ブーム（５０）のブーム開度が異なると、車両本体（２）を走行させながら薬剤を散布したときに単位面積当たりの薬剤の散布量が異なる。このため、ブームスプレーヤ（１）は、ブーム（５０）のブーム開度に応じて薬剤の散布量を制御することで、ブーム開度に応じて圃場（Ｈ）内に適切に薬剤を散布できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、圃場内に薬剤を適切に散布できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明のブームスプレーヤの一実施形態を示す側面図である。
【図２】図１のブームスプレーヤを示す平面図である。
【図３】サイドブームを示す斜視図である。
【図４】サイドブームの伸縮機構の概略構成を示す図である。
【図５】サイドブームの伸縮によって散布状態となるノズルを示す模式図である。
【図６】左側のサイドブームを回動させる開閉機構周りの概略構成を示す平面図である。
【図７】ブーム制御システムの機能構成を示すブロック図である。
【図８】圃場からはみ出さないようにサイドブームの回動が制御される様子を示す模式図である。
【図９】ブーム制御システムで行われるサイドブームの駆動制御及び薬液の散布制御の処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１８】
まず、図１及び図２を参照して、一実施形態に係るブームスプレーヤ１の基本構成について説明する。ブームスプレーヤ１は、車両（車両本体）２と、薬液散布装置であるブームノズル装置３とを備えた自走式の乗用管理機である。ブームスプレーヤ１は、圃場において車両２を走行させながら、薬液タンク１０に貯留された薬液（薬剤）を散布する。以下の説明において、「前」、「後」、「左」、「右」は、特に断らない限り、ブームスプレーヤ１を基準とする。
【００１９】
車両２は、前後方向に長い矩形状の車体フレーム４を有している。車体フレーム４の前部及び後部のそれぞれには、車両２の幅方向に延びるフロントアクスル（前車軸）及びリアアクスル（後車軸）が取り付けられている。フロントアクスル及びリアアクスルのそれぞれには、上下方向に延びるフロントナックル８、及びリアナックル９を介して、前輪６及び後輪７が取り付けられている。ブームスプレーヤ１では、これらの前輪６及び後輪７の駆動回転により、四輪駆動の走行が可能となっている。
【００２０】
前輪６及び後輪７としては、細幅の車輪が用いられる。フロントナックル８及びリアナックル９としては、ロングタイプのナックルが用いられている。ブームスプレーヤ１は、いわゆるハイクリアランス型のブームスプレーヤであり、圃場において作物を跨いで走行することが可能になっている。フロントアクスル及びリアアクスルの長さ、及び、前輪６と後輪７の左右方向の間隔は、圃場の畝間の大きさに応じて、適宜決定される。
【００２１】
車体フレーム４には、その前後方向の中央部において、薬液タンク１０が配設されている。薬液タンク１０の上面の中央には、薬液投入口の蓋１０ａが設けられている。薬液タンク１０の前端部の中央には、凹部が形成されており、この凹部に、運転者が着座する運転席１１が設けられている。なお、図１及び図２では、運転席１１周りが露出する形態のものが示されているが、運転室を形成するキャビンが設けられていてもよい。薬液タンク１０の後方には、エンジンルーム１３が設けられている。
【００２２】
車体フレーム４の前端部には、運転席１１の前側に間隔をおいて、運転操作のための操作機器及び薬液（薬液）散布のための操作機器を備えた操作機器部１２が配設されている。操作機器部１２は、車両２の操舵を行うためのハンドル２３と、ブームノズル装置３を操作するためのブーム操作部２４とを有する。ブーム操作部２４は、例えば、ハンドル２３の右側に配置されている。
【００２３】
車体フレーム４には、操作機器部１２の前方に、上記したブームノズル装置３が取り付けられている。ブームノズル装置３の左右方向の中央部は車体フレーム４によって支持されており、ブームノズル装置３は振り子状に揺動可能になっている。より詳細には、車体フレーム４の前端部には、四節リンク装置４１が前方に延びるように設置されている。ブームノズル装置３は、四節リンク装置４１及びブーム吊下機構４２を介して、車体フレーム４によって支持されている。この四節リンク装置４１が昇降用シリンダ４３の伸縮動作により作動されることにより、四節リンク装置４１の前側リンクに固定されたブームノズル装置３のセンターブーム４０が昇降移動されるようになっている。これにより、ブームノズル装置３の上下方向の位置が調節される。
【００２４】
運転席１１の前方には、表示装置８０が設けられている。表示装置８０には、種々の情報が表示される。
【００２５】
ブームノズル装置３は、左右方向に延びるセンターブーム４０と、センターブーム４０の左右両端部に連結された一対のサイドブーム（ブーム）５０，５０とを有する。
【００２６】
ブームノズル装置３には、センターブーム４０に対してサイドブーム５０，５０をそれぞれ開閉するための開閉機構７０，７０が設けられている。開閉機構７０は、センターブーム４０の両端部を中心にしてサイドブーム５０を水平方向に回動させる。これにより、サイドブーム５０の展開及び格納が可能になっている。
【００２７】
開閉機構７０により、サイドブーム５０は、使用状態においてセンターブーム４０と一直線状となるように展開される。ブーム操作部２４の操作により、左右のサイドブーム５０は独立に開閉されることができる。
【００２８】
センターブーム４０には、左右方向に延びるブームパイプ４６が取り付けられている。ブームパイプ４６は、例えば、アルミニウムからなる押出成形品である。このブームパイプ４６には、送液管が埋め込まれており、この送液管に、複数のノズル４６ａが等間隔に取り付けられている。
【００２９】
サイドブーム５０は、車両２に対して取り付けられている。車両２とサイドブーム５０との間には、四節リンク装置４１、ブーム吊下機構４２、センターブーム４０、及び開閉機構７０が介在している。なお、これらが設けられず、車両２にサイドブーム５０が直接に取り付けられてもよい。これらの一部が省略されて、サイドブーム５０が車両２に取り付けられてもよい。
【００３０】
次に、サイドブーム５０の構成について説明する。図２及び図３に示されるように、ブームノズル装置３は、左右一対のサイドブーム５０と、各サイドブーム５０に沿って設けられた送液管６０と、各送液管６０に取り付けられた複数のノズル９０とを備える。ブームスプレーヤ１は、薬液タンク１０から薬液を吸引し送液管６０に圧送して、その薬液をノズル９０から散布させる。
【００３１】
サイドブーム５０は、基端側の第一ブーム５１と先端側の第二ブーム５２とを有している。第一ブーム５１は、車両２に対して取り付けられている。第一ブーム５１は、直線状に延びる部材であり、その断面は長手方向において略一定である。第二ブーム５２は、第一ブーム５１に取り付けられている。第二ブーム５２は、直線状に延びる部材であり、その断面は長手方向において略一定である。
【００３２】
第二ブーム５２は、第一ブーム５１の長手方向に延在する。すなわち第二ブーム５２は、第一ブーム５１に隣接して、第一ブーム５１に平行に設けられる。サイドブーム５０が展開された状態で、第二ブーム５２は、第一ブーム５１の後ろ側に位置する。そして、第二ブーム５２は、第一ブーム５１に対して長手方向に移動可能である。これにより、サイドブーム５０は全体として、伸縮自在（伸縮可能）とされている。
【００３３】
図４は、サイドブーム５０の伸縮機構１００の概略構成を示す図である。伸縮機構１００は、第一ブーム５１の基端部５１ａに設けられたスプロケット１０１と、第一ブーム５１の先端部５１ｂに設けられたワイヤローラ１０２と、スプロケット１０１に係合するチェーン１０３と、ワイヤローラ１０２に掛けられたワイヤ１０４とを有する。チェーン１０３の基端１０３ａは、ターンバックル１０７を用いて第二ブーム５２の基端部５２ａに連結されている。チェーン１０３の先端１０３ｂとワイヤ１０４の基端１０４ａとは、ジョイント１０６を用いて連結されている。ワイヤ１０４の先端１０４ｂは、基端部５２ａに固定されている。
【００３４】
スプロケット１０１には、第一ブーム５１の基端部５１ａに設けられたモータ１１０の出力軸が接続されており、モータ１１０によって、スプロケット１０１が回転する。モータ１１０が駆動力を発生させることにより、第二ブーム５２が進出又は後退する。これにより、サイドブーム５０が伸長又は縮退する。
【００３５】
図３に示されるように、送液管６０は、第一ブーム５１に沿って設けられた第一送液管６１と、第二ブーム５２に沿って設けられた第二送液管６２とを有する。ノズル９０は、第一送液管６１に取り付けられた複数の第一ノズル９１と、第二送液管６２に取り付けられた複数の第二ノズル９２とを有する。第一ノズル９１及び第二ノズル９２は、等間隔に取り付けられている。
【００３６】
第二送液管６２には、コイルホース６４が接続されている。コイルホース６４は、螺旋状をなしており、第一ブーム５１の長手方向に伸縮自在である。コイルホース６４の基端部は、第一送液管６１に接続される薬液供給管に接続されており、コイルホース６４の先端部は、第二送液管６２の基端部に接続されている。コイルホース６４は、サイドブーム５０の伸縮状態に関わらず、支障なく、第二送液管６２に薬液を供給する。
【００３７】
ブームスプレーヤ１では、第二ブーム５２が移動可能であることにより、所定幅の範囲でサイドブーム５０が伸縮自在である。サイドブーム５０が伸縮自在であることにより、ブームスプレーヤ１における散布幅は、所定幅の範囲で調節可能になっている。
【００３８】
次に、ノズル９０（第一ノズル９１及び第二ノズル９２）の構成について説明する。図３に示されるように、第一送液管６１及び第二送液管６２が重なり得る範囲に設けられた第一ノズル９１には、薬液の吐出経路を開閉する開閉弁９４が設けられている。第二ブーム５２が車両２側に移動されてサイドブーム５０が縮退した状態において、第一送液管６１及び第二送液管６２の大部分は重なり得る。よって、例えば、第一送液管６１において基端側に位置する一又は複数の第一ノズル９１を除き、他のすべての第一ノズル９１に開閉弁９４が設けられている。
【００３９】
例えば、第一送液管６１及び第二送液管６２が重なり得る範囲Ｒに設けられた第一ノズル９１（図３では１０個）には、開閉弁９４が設けられている。第一送液管６１及び第二送液管６２が重ならない範囲に設けられた第一ノズル９１（図では２個）には、開閉弁９４は設けられない。なお、サイドブーム５０は、第一送液管６１及び第二送液管６２が重ならない範囲に設けられた第一ノズル９１が存在しない構成であってもよい。すなわち、第一ブーム５１に設けられた全ての第一ノズル９１は、第一送液管６１及び第二送液管６２が重なり得る範囲Ｒに設けられていてもよい。開閉弁９４として、例えばボールコックが用いられる。開閉弁９４は、第一送液管６１の前方に突出する。
【００４０】
図３に示されるように、第二ブーム５２の基端部には、ドッグプレート５４が設けられている。ドッグプレート５４は、第一ブーム５１に対して第二ブーム５２がスライドさせられたときに、開閉弁９４を操作し、第一送液管６１及び第二送液管６２が重なり得る範囲Ｒに設けられた第一ノズル９１を開閉させる。
【００４１】
具体的には、第二ブーム５２を進出させてサイドブーム５０を伸長させる場合、ドッグプレート５４は、第一ブーム５１の開閉弁９４を通過する際に開閉弁９４を順次開き、第一ノズル９１を順次散布状態にする。なお、第二ブーム５２の第二ノズル９２は、サイドブーム５０が伸縮しても、常に散布状態を維持している。第二ブーム５２が進出の限界位置に到達すると、図５における車両２の左側に取り付けられたサイドブーム５０のように、第一ブーム５１及び第二ブーム５２に取り付けられた全ての第一ノズル９１及び第二ノズル９２が散布状態となる。
【００４２】
一方、第二ブーム５２を後退させてサイドブーム５０を縮退させる場合、ドッグプレート５４は、第一ブーム５１の開閉弁９４を通過する際に開閉弁９４を順次閉じ、第一ノズル９１を順次閉じ状態にする。第二ブーム５２が後退の限界位置に到達すると、図５における車両２の右側に取り付けられたサイドブーム５０のように、第一ブーム５１に取り付けられた上述した範囲Ｒに設けられた第一ノズル９１が閉じ状態となり、第一ブーム５１の残りの第一ノズル９１と第二ブーム５２の全ての第二ノズル９２とが散布状態を維持する。
【００４３】
次に、サイドブーム５０を回動させる機構について説明する。ここでは、図６を用いて、車両２の左側に取り付けられるサイドブーム５０を回動させる機構を代表させて説明する。図６に示されるように、左側のサイドブーム５０は、センターブーム４０の左側の端部において、車両２に対して水平方向に回動可能に連結されている。開閉機構７０は、支持部材７１、ブーム回転部材７２、及びシリンダ７３を備えている。
【００４４】
支持部材７１は、センターブーム４０の左側端部近傍に取り付けられている。ブーム回転部材７２は、第一ブーム５１の基端部５１ａに取り付けられている。ブーム回転部材７２は、サイドブーム５０が格納された状態で、第一ブーム５１の基端部５１ａから略前側に向って延びている。ブーム回転部材７２は、サイドブーム５０と共に回動する。シリンダ７３は、例えば、油圧によって伸縮する。シリンダ７３の両端部は、支持部材７１及びブーム回転部材７２にそれぞれ連結されている。これにより、シリンダ７３が伸縮することにより、サイドブーム５０が水平方向に回動する。なお、シリンダ７３の伸縮の制御（油圧の制御等）は、開閉機構７０に設けられた図示しない制御機構によって行われる。
【００４５】
また、開閉機構７０は、車両２の進行方向と平行な方向にサイドブーム５０が延在する格納位置と、車両２の進行方向と直交する方向にサイドブーム５０が延在する最大展開位置との間でサイドブーム５０を回動させる。すなわち、開閉機構７０は、格納位置と最大展開位置との間の９０°の角度範囲内でサイドブーム５０を回動させる。
【００４６】
次に、ブームスプレーヤ１が備えるブーム制御システム２００の構成について説明する。図７に示されるように、ブーム制御システム２００は、ブームの開閉動作及び伸縮動作等の制御を行う。ブーム制御システム２００は、ＧＮＳＳ受信部（位置検出部）２０１、地図記憶部２０２、及び電子制御ユニット２１０を備えている。
【００４７】
ＧＮＳＳ（Global  Navigation  Satellite  System）受信部２０１は、ブームスプレーヤ１の位置を検出する。より詳細には、ＧＮＳＳ受信部２０１は、ＧＮＳＳ衛星から信号を受信することにより、ブームスプレーヤ１の位置（例えば緯度及び経度）を検出（測定）する。地図記憶部２０２は、ブームスプレーヤ１によって薬液を散布する圃場の位置及び形状を含む圃場地図情報を記憶する。圃場地図情報は、予め地図記憶部２０２に記憶されている。
【００４８】
電子制御ユニット２１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有する。電子制御ユニット２１０は、例えば、ＲＯＭに記録されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＲＡＭにロードされたプログラムをＣＰＵで実行することにより各種の機能を実現する。本実施形態において、電子制御ユニット２１０は、薬液を散布する際に圃場外にサイドブーム５０がはみ出さないようにサイドブーム５０を動作させる制御と、既に薬液が散布された既散布領域に重複して薬液が散布されないようにサイドブーム５０を動作させる制御とを実行する。
【００４９】
具体的には、電子制御ユニット２１０は、機能的には、位置推定部２１１、既散布領域記憶部２１２、ブーム制御部２１３、開度取得部２１４、散布量制御部２１５、及び表示制御部２１６を備えている。
【００５０】
位置推定部２１１は、ＧＮＳＳ受信部２０１で検出されたブームスプレーヤ１の位置と地図記憶部２０２に記憶された圃場地図情報とに基づいて、圃場に対するブームスプレーヤ１の位置（相対位置）を推定する。なお、ここでのブームスプレーヤ１の位置とは、ブームスプレーヤ１の向きも含んでいる。また、位置推定部２１１は、ＧＮＳＳ受信部２０１で検出された位置以外にも、他の方法によって検出されたブームスプレーヤ１の位置に基づいて、圃場に対するブームスプレーヤ１の位置を推定することができる。
【００５１】
既散布領域記憶部２１２は、圃場内における薬液の既散布領域を記憶する。既散布領域とは、例えば、今回の薬液の散布作業において既に薬液を散布した領域である。既散布領域記憶部２１２が記憶する既散布領域の情報には、圃場内における既散布領域の位置及び形状の情報が含まれている。既散布領域記憶部２１２は、ブームスプレーヤ１によって薬液を散布する際に、例えば、サイドブーム５０のブーム開度及びサイドブーム５０の長さ等に基づいて、既散布領域を算出して記憶してもよい。例えば、既散布領域記憶部２１２は、ブーム制御部２１３がサイドブーム５０の動作を制御するときの制御値（例えば、後述するサイドブーム５０の先端位置等）に基づいて、既散布領域を算出して記憶してもよい。
【００５２】
ブーム制御部２１３は、圃場地図情報に含まれる圃場の形状と推定されたブームスプレーヤ１の位置とに基づいて、圃場外にサイドブーム５０がはみ出さないようにサイドブーム５０の水平方向の回動を制御する。更に、ブーム制御部２１３は、圃場外にサイドブーム５０がはみ出さないようにサイドブーム５０の伸縮を制御する。
【００５３】
より詳細には、例えば、ブーム制御部２１３は、ブーム先端位置算出部２１３ａ、及びブーム駆動部２１３ｂを備えている。ブーム先端位置算出部２１３ａは、圃場地図情報に含まれる圃場の形状と推定されたブームスプレーヤ１の位置とに基づいて、圃場外にサイドブーム５０がはみ出さないように薬液を散布するためのサイドブーム５０の先端位置を算出する。例えば、ブームスプレーヤ１が圃場の境界近傍に位置している場合、ブーム先端位置算出部２１３ａは、サイドブーム５０の先端位置として圃場の境界に沿った位置を算出してもよい。
【００５４】
ブーム駆動部２１３ｂは、サイドブーム５０の先端がブーム先端位置算出部２１３ａで算出された先端位置に位置するように、開閉機構７０におけるサイドブーム５０の水平方向の回動及び伸縮機構１００におけるサイドブーム５０の伸縮を制御する。
【００５５】
例えば、ブーム駆動部２１３ｂは、ブーム先端位置算出部２１３ａで算出されたサイドブーム５０の先端位置に基づいて、目標ブーム長を算出する。目標ブーム長が第一ブーム５１よりも長い場合、図８中において下部に示されるブームスプレーヤ１のように、ブーム駆動部２１３ｂは、サイドブーム５０を最大展開位置まで展開し、更に目標ブーム長となるように第二ブーム５２を進出させる。このようにして、ブーム駆動部２１３ｂは、サイドブーム５０の先端をブーム先端位置算出部２１３ａで算出された先端位置に位置させてもよい。但し、ブーム駆動部２１３ｂは、サイドブーム５０を最大展開位置に位置させることに限定されず、サイドブーム５０を最大展開位置と格納位置との間の展開位置まで回動させ、第二ブーム５２を進出させてもよい。なお、ここでのブーム先端位置算出部２１３ａで算出された先端位置とは、圃場Ｈの境界上となっている。
【００５６】
一方、例えば、目標ブーム長が第一ブーム５１よりも短い場合、図８中において上部に示されるブームスプレーヤ１のように、サイドブーム５０を最も短くし、更にサイドブーム５０を最大展開位置と格納位置との間で回動させることによって、サイドブーム５０の先端をブーム先端位置算出部２１３ａで算出された先端位置に位置させてもよい。但し、ブーム駆動部２１３ｂは、サイドブーム５０を最も短くすることに限定されず、第二ブーム５２を第一ブーム５１から進出させてサイドブーム５０を伸長させつつ、サイドブーム５０を最大展開位置と格納位置との間の展開位置まで回動させてもよい。
【００５７】
また、サイドブーム５０の回動及び伸縮を制御する際に、例えば、ブーム駆動部２１３ｂは、サイドブーム５０の長さとブーム開度とを取得し、取得した長さとブーム開度とに基づいてサイドブーム５０の先端位置を算出する。そして、ブーム駆動部２１３ｂは、長さ等に基づいて算出したサイドブーム５０の先端位置がブーム先端位置算出部２１３ａで算出された先端位置となるように、サイドブーム５０の動作を制御することができる。
【００５８】
ここで、ブーム駆動部２１３ｂにおけるサイドブーム５０の長さとブーム開度との取得の一例について説明する。図４に示されるように、伸縮機構１００には、近接センサＳ１、及びリミットスイッチＳＷが設けられている。近接センサＳ１は、モータ１１０の出力軸に接続されたスプロケット１０１の近傍の位置に設けられている。ブーム駆動部２１３ｂは、近接センサＳ１の検出結果に基づいて、サイドブーム５０の伸縮時に近接センサＳ１を通過するスプロケット１０１の歯の数を計測することによって、第二ブーム５２の移動量（サイドブーム５０の長さ）を取得することができる。
【００５９】
リミットスイッチＳＷは、第二ブーム５２が最も後退した初期位置に位置することを検出する。具体的には、リミットスイッチＳＷは、例えば、第一ブーム５１の基端部５１ａに取り付けられており、第二ブーム５２が完全に後退したことを検出する。ブーム駆動部２１３ｂは、サイドブーム５０が最も縮んだ状態であること（初期位置）を、リミットスイッチＳＷの検出結果に基づいて把握し、近接センサＳ１の検出結果に基づいて第二ブーム５２の移動量を取得してもよい。
【００６０】
なお、ブーム駆動部２１３ｂは、近接センサＳ１及びリミットスイッチＳＷの検出結果に基づいてサイドブーム５０の長さを取得することに限定されない。ブーム駆動部２１３ｂは、周知の種々の方法によってサイドブーム５０の長さを取得することができる。
【００６１】
また、図６に示されるように、開閉機構７０には、サイドブーム５０のブーム開度αを算出するためのロータリー型のポテンショメータＳ２が設けられている。ポテンショメータＳ２は、例えば、サイドブーム５０と共に回動するブーム回転部材７２に取り付けられている。なお、ブーム開度αとは、図８に示されるように、ブームスプレーヤ１を上方から見た場合おいて、車両２の車幅方向に対するサイドブーム５０の傾斜角度である。ブーム開度αが０°の場合とは、車両２の車幅方向（車両２の進行方向に直交する方向）に沿ってサイドブーム５０が延在している状態である。
【００６２】
ブーム駆動部２１３ｂは、ポテンショメータＳ２の検出結果に基づいてブーム開度αを取得することができる。なお、ブーム駆動部２１３ｂは、ポテンショメータＳ２の検出結果に基づいてサイドブーム５０のブーム開度αを取得することに限定されない。ブーム駆動部２１３ｂは、周知の種々の方法によってサイドブーム５０のブーム開度αを取得することができる。
【００６３】
また、ブーム制御部２１３は、既散布領域記憶部２１２に記憶された既散布領域と位置推定部２１１で推定された圃場に対するブームスプレーヤ１の位置とに基づいて、既散布領域内にサイドブーム５０が入り込まないようにサイドブーム５０の水平方向の回動を制御する。更に、ブーム制御部２１３は、既散布領域内にサイドブーム５０が入り込まないようにサイドブーム５０の伸縮を制御する。
【００６４】
より詳細には、例えば、ブーム先端位置算出部２１３ａは、既散布領域の位置及び形状と推定されたブームスプレーヤ１の位置とに基づいて、既散布領域内にサイドブーム５０が入り込まないように薬液を散布するためのサイドブーム５０の先端位置を算出する。例えば、ブームスプレーヤ１が既散布領域の境界近傍に位置している場合、ブーム先端位置算出部２１３ａは、サイドブーム５０の先端位置として既散布領域の境界に沿った位置を算出してもよい。
【００６５】
ブーム駆動部２１３ｂは、サイドブーム５０の先端がブーム先端位置算出部２１３ａで算出された先端位置に位置するように、開閉機構７０におけるサイドブーム５０の水平方向の回動及び伸縮機構１００におけるサイドブーム５０の伸縮を制御する。なお、既散布領域に基づいて算出された先端位置に基づいてサイドブーム５０の回動及び伸縮を制御する構成は、上述した圃場の形状に基づいて算出された先端位置に基づいてサイドブーム５０の回動及び伸縮を制御する構成と同様であり、詳細な説明を省略する。
【００６６】
なお、ブーム制御部２１３は、走行している圃場内の位置に応じて、圃場外にサイドブーム５０がはみ出さないように且つ既散布領域内にサイドブーム５０が入り込まないようにサイドブーム５０を制御する。
【００６７】
開度取得部２１４は、サイドブーム５０のブーム開度αを取得する。例えば、開度取得部２１４は、上述したポテンショメータＳ２の検出結果に基づいてブーム開度αを取得することができる。但し、開度取得部２１４は、周知の種々の方法によってサイドブーム５０のブーム開度αを取得することができる。例えば、開度取得部２１４は、ブーム制御部２１３がサイドブーム５０を回動を制御するときの制御値をブーム開度αとして取得してもよい。
【００６８】
散布量制御部２１５は、サイドブーム５０における薬液の散布量を制御する。ここでは、散布量制御部２１５は、開度取得部２１４で取得されたブーム開度αに応じて薬液の散布量を制御することができる。例えば、散布量制御部２１５は、ブーム開度αに応じて薬液の散布圧力を制御することによって散布量を制御してもよい。
【００６９】
ここで、散布量制御部２１５は、ブームスプレーヤ１の走行速度に応じて薬液の散布圧力を制御している。散布量制御部２１５は、走行速度に応じた散布圧力の制御に加え、ブーム開度αに応じた散布圧力の制御を行う。例えば、散布量制御部２１５は、次の式（１）及び式（２）に示されるように、ブームスプレーヤ１の走行速度ｖに基づく散布圧力制御方法ｆ（ｖ）に対し、ブーム開度αを用いた新たなゲイン方程式ｇ（α）を追加して散布圧力Ｐを算出してもよい。
Ｐ＝ｇ（α）×ｆ（ｖ）  …  （１）
ｇ（α）＝ｋ１×α２＋ｋ２×α＋ｋ３  …  （２）
但し、ｋ１、ｋ２、ｋ３はゲイン方程式ｇ（α）のパラメータとし、例えば、シミュレータや実機試験等によって決定する。
【００７０】
表示制御部２１６は、表示装置８０に種々の情報を表示させる。例えば、表示制御部２１６は、サイドブーム５０の長さ、及びブーム開度等の情報を表示装置８０に表示させてもよい。
【００７１】
次に、ブーム制御システム２００で行われるサイドブーム５０の駆動制御及び薬液の散布制御の処理の流れを図９のフローチャートを用いて説明する。なお図９に示される処理は、例えば、薬液の散布開始の指示を作業者等から受けたときに開始され、散布停止の指示を作業者等から受けたときに終了する。また、図９に示される処理は、処理がエンドに至った場合、再びスタートから処理を開始する。
【００７２】
まず、位置推定部２１１は、ＧＮＳＳ受信部２０１で検出されたブームスプレーヤ１の位置と地図記憶部２０２に記憶された圃場地図情報とに基づいて、圃場に対するブームスプレーヤ１の位置を推定する（Ｓ１０１）。ブーム先端位置算出部２１３ａは、圃場外にサイドブーム５０がはみ出さないように且つ既散布領域内にサイドブーム５０が入り込まないようにサイドブーム５０を駆動するためのサイドブーム５０の先端位置を算出する（Ｓ１０２）。ブーム駆動部２１３ｂは、算出された先端位置にサイドブーム５０の先端が位置するようにサイドブーム５０の回動及び伸縮を制御する（Ｓ１０３）。
【００７３】
散布量制御部２１５は、ブーム開度α等に応じて薬液の散布量を算出し、ノズル９０から薬液を散布させる（Ｓ１０４）。既散布領域記憶部２１２は、薬液を散布した既散布領域を算出し、記憶する（Ｓ１０５）。
【００７４】
本実施形態は以上のように構成され、このブームスプレーヤ１は、サイドブーム５０を回動させることにより、サイドブーム５０の回動の範囲内で薬液の散布幅（車幅方向の幅）を無段階に調整できる。そして、ブームスプレーヤ１は、ブーム制御部２１３によって、圃場外にサイドブーム５０がはみ出さないようにサイドブーム５０の回動を制御する。すなわち、ブームスプレーヤ１は、圃場の形状に合わせてサイドブーム５０を回動させ、薬液の散布幅を調整できる。これにより、ブームスプレーヤ１は、圃場からはみ出すことなく、圃場の形状に合わせて圃場内に適切に薬液を散布できる。
【００７５】
ブーム制御部２１３は、サイドブーム５０を回動させることに加え、更に、圃場外にサイドブーム５０がはみ出さないようにサイドブーム５０の伸縮を制御する。この場合、ブームスプレーヤ１は、サイドブーム５０を回動及び伸縮させることにより、圃場の形状に合わせてより一層適切に薬液を散布できる。
【００７６】
このブーム制御部２１３は、圃場外にサイドブーム５０がはみ出さないようにするためのサイドブーム５０の先端位置を算出し、算出された先端位置にサイドブーム５０の先端が位置するようにサイドブーム５０を制御する。この場合、ブーム制御部２１３は、算出された先端位置に基づいて、圃場からはみ出さないようにサイドブーム５０を制御できる。
【００７７】
また、このブームスプレーヤ１は、ブーム制御部２１３によって、既に薬液を散布した既散布領域内にサイドブーム５０が入り込まないようにサイドブーム５０の回動を制御する。すなわち、ブームスプレーヤ１は、既散布領域の位置及び形状に合わせてサイドブーム５０を回動させ、薬液の散布幅を調整できる。これにより、ブームスプレーヤ１は、既散布領域内に薬液を重複して散布することなく、圃場内に適切に薬液を散布できる。
【００７８】
ブーム制御部２１３は、サイドブーム５０を回動させることに加え、既散布領域内にサイドブーム５０が入り込まないようにサイドブーム５０の伸縮を制御する。この場合、ブームスプレーヤ１は、サイドブーム５０を回動及び伸縮させることにより、既散布領域の位置及び形状に合わせてより一層適切に薬液を散布できる。
【００７９】
このブーム制御部２１３は、既散布領域内にサイドブーム５０が入り込まないようにするためのサイドブーム５０の先端位置を算出し、算出された先端位置にサイドブーム５０の先端が位置するようにサイドブーム５０を制御する。この場合、ブーム制御部２１３は、算出された先端位置に基づいて、既散布領域内に入り込まないようにサイドブーム５０を制御できる。
【００８０】
ここで、サイドブーム５０のブーム開度αに応じて薬液の散布幅が変わるため、ブーム開度αが異なると、ブームスプレーヤ１を走行させながら薬液を散布したときに単位面積当たりの薬液の散布量が異なる。このため、ブームスプレーヤ１は、サイドブーム５０のブーム開度αに応じて薬液の散布量を制御することで、ブーム開度αに応じて圃場内に適切に薬液を散布できる。
【００８１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、ブーム制御部２１３は、圃場外にサイドブーム５０がはみ出さないようにサイドブーム５０を制御すること、及び既散布領域内にサイドブーム５０が入り込まないようにサイドブーム５０を制御することのうち、いずれか一方のみを行う構成であってもよい。
【００８２】
ブーム制御部２１３は、サイドブーム５０を伸縮させる制御を行わない構成であってもよい。ブーム制御部２１３は、サイドブーム５０の回動を制御するのみの構成であってもよい。また、ブーム制御システム２００がブーム開度に応じて薬液の散布量の制御を行うことは必須ではない。
【００８３】
また、ブーム制御部２１３は、目標とするサイドブーム５０の先端位置をブーム先端位置算出部２１３ａによって算出し、算出された先端位置に基づいてサイドブーム５０の動作を制御したが、目標とする先端位置を算出してサイドブーム５０の動作を制御することに限定されない。ブーム制御部２１３は、この方法以外の方法によって、圃場外にサイドブーム５０がはみ出さないようにサイドブーム５０の動作を制御してもよい。同様に、ブーム制御部２１３は、この方法以外の方法によって、既散布領域内にサイドブーム５０が入り込まないようにサイドブーム５０の動作を制御してもよい。
【符号の説明】
【００８４】
１…ブームスプレーヤ、２…車両、５０…サイドブーム、９０…ノズル、２０１…ＧＮＳＳ受信部（位置検出部）、２０２…地図記憶部、２１１…位置推定部、２１２…既散布領域記憶部、２１３…ブーム制御部、２１４…開度取得部、２１５…散布量制御部、Ｈ…圃場。
【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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