(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圃場作業車両による作業において、
車両位置検出装置により検出される車両の位置情報、前記車両位置検出装置もしくは方位センサにより検出される車両走行方位情報、傾斜センサや作業機昇降センサにより検出される車両傾斜や作業機の昇降などの車両状態、及びタイマーにより検出される経過時間を時々刻々得て、予め教示した圃場区画と作業幅、基準作業方位などの圃場情報や作業情報を基に、
運転席前方の表示装置の表示部に、圃場区画線（１）と、現在位置に車両を表示するマーク（２）がその時の車両走行方位に向いて表示され、かつ、現在までの作業時の走行軌跡（４）が作業幅を持つ帯で、非作業時の走行軌跡（３）が作業幅を結ぶ線で表示されることを特徴とする圃場作業車両の運行支援装置。
【請求項２】
前記表示装置の表示部に表示される圃場区画線（１）の外側に距離目盛り線（５）を表示し、その距離目盛り線（５）上の車両の現在位置に対応する一次元位置にマーク（６）が表示されることを特徴とする請求項１記載の圃場作業車の運行支援装置。
【請求項３】
前記表示装置の表示部に表示される作業軌跡（４）において２度以上作業が行われたオーパーラップ域（７）は表示が変わるようになっていることを特徴とする請求項１記載の圃場作業車両の運行支援装置。
【請求項４】
前記表示装置の表示部の表示は、圃場区画全体を表示する圃場全体表示（８）と車両付近を拡大して表示する車両付近表示（９）で構成され、さらに、何れかの表示を表示部上で任意に大きく表示することができることを特徴とする請求項１、２又は３記載の圃場作業車両の運行支援装置。
【請求項５】
前記表示装置の表示部の表示は、予め教示した複数の基準作業方位がそれぞれ上向きとなる表示パターンを有し、現在位置にあるマーク（２）が常に上向き表示になるように現在の車両走行方位を判断して表示パターンが自動選択されることを特徴とする請求項１、２又は４記載の圃場作業車両の運行支援装置。
【請求項６】
前記表示装置の表示部には、走行、作業開始からの経過時間（１０）と、予定作業面積及び既作業面積（１１）と、走行速度（１２）と、車両の傾斜（１３）と、がそれぞれ数値表示されることを特徴とする請求項１記載の圃場作業車両の運行支援装置。
【請求項７】
前記表示装置の表示部に表示される車両の傾斜（１３）は、ロール角、ピッチ角をそれぞれ表示し、傾斜が基準値より大きくなると表示方法が変わるアラーム表示となり、アラーム表示の基準値は作業の種類や圃場の状態に応じて変更することができることを特徴とする請求項６記載の圃場作業車両の運行支援装置。
【請求項８】
前記表示装置の表示部の表示画面下部にタッチキ−（１４）を配置し、もしくは表示部近傍にキーを配置し、前記各種情報を表示する作業画面と前記圃場情報や作業情報を教示するためのＭＥＮＵ画面との切替え、作業画面における基準作業方位の上向き表示パターンのマニュアル選択、及び圃場全体表示（８）と車両付近表示（９）の何れかを大きく表示する選択がこれらのキーにより実行され、タッチキ−（１４）は現在選択されている状態に対応するキーが他のキーと異なるように表示されることを特徴とする請求項１又は６記載の圃場作業車両の運行支援装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トラクタなどの圃場作業車両の有人運転時に、航法装置からの車両位置情報などを基に、作業軌跡や進行方向などの運転支援情報を得て、車両上でモニタする圃場作業車両の運行支援装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、農用トラクタにおいて、対地速度センサを利用し、車両の走行速度や既作業面積、作業効率などを検出・演算し、表示する装置がある。また、自動車において、ＧＰＳやジャイロセンサを利用し、現在位置や目的地までの経路、所要時間などを検出・演算し、地図情報とともに表示する装置（自動車用ナビゲーションシステム）がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
代掻や薬剤散布のような作業の痕跡が不明瞭な作業や作業幅が広い作業では、オペレータにとっては行程間の適切な作業オーバーラップを維持することが難しく、作業能率や資材の利用効率、環境への影響といった点で問題がある。また、圃場作業車両では、低い速度域で絶対的な走行速度を高精度で検出する装置は開発されてない。
本発明は、上記の問題点を解決することを目的になされたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明は、
Ａ．圃場作業車両による作業において、
車両位置検出装置により検出される車両の位置情報、前記車両位置検出装置もしくは方位センサにより検出される車両走行方位情報、傾斜センサや作業機昇降センサにより検出される車両傾斜や作業機の昇降などの車両状態、及びタイマーにより検出される経過時間を時々刻々得て、予め教示した圃場区画と作業幅、基準作業方位などの圃場情報や作業情報を基に、
運転席前方の表示装置の表示部に、圃場区画線１と、現在位置に車両を表示するマーク２がその時の車両走行方位に向いて表示され、かつ、現在までの作業時の走行軌跡４が作業幅を持つ帯で、非作業時の走行軌跡３が作業幅を結ぶ線で表示されることを特徴としている。
【０００５】
Ｂ．前記表示装置の表示部に表示される圃場区画線１の外側に距離目盛り線５を表示し、その距離目盛り線５上の車両の現在位置に対応する一次元位置にマーク６が表示されることを特徴としている。
【０００６】
Ｃ．前記表示装置の表示部に表示される作業軌跡４において２度以上作業が行われたオーパーラップ域７は表示が変わるようになっていることを特徴としている。
【０００７】
Ｄ．前記表示装置の表示部の表示は、圃場区画全体を表示する圃場全体表示８と車両付近を拡大して表示する車両付近表示９で構成され、さらに、何れかの表示を表示部上で任意に大きく表示することができることを特徴としている。
【０００８】
Ｅ．前記表示装置の表示部の表示は、予め教示した複数の基準作業方位がそれぞれ上向きとなる表示パターンを有し、現在位置にあるマーク２が常に上向き表示になるように現在の車両走行方位を判断して表示パターンが自動選択されることを特徴としている。
【０００９】
Ｆ．前記表示装置の表示部には、走行、作業開始からの経過時間１０と、予定作業面積及び既作業面積１１と、走行速度１２と、車両の傾斜１３と、がそれぞれ数値表示されることを特徴としている。
【００１０】
Ｇ．前記表示装置の表示部に表示される車両の傾斜１３は、ロール角、ピッチ角をそれぞれ表示し、傾斜が基準値より大きくなると表示方法が変わるアラーム表示となり、アラーム表示の基準値は作業の種類や圃場の状態に応じて変更することができることを特徴としている。
【００１１】
Ｈ．前記表示装置の表示部の表示画面下部にタッチキ−１４を配置し、もしくは表示部近傍にキーを配置し、前記各種情報を表示する作業画面と前記圃場情報や作業情報を教示するためのＭＥＮＵ画面との切替え、作業画面における基準作業方位の上向き表示パターンのマニュアル選択、及び圃場全体表示８と車両付近表示９の何れかを大きく表示する選択がこれらのキーにより実行され、タッチキ−１４は現在選択されている状態に対応するキーが他のキーと異なるように表示されることを特徴としている。
【００１２】
【作用】
上記の構成，手段によって本発明の圃場作業車両の運行支援装置は、次のような作用をする。
【００１３】
圃場区画や作業幅、基準作業方位などの圃場情報や作業情報を予め教示し、車両位置検出装置や車両方位センサ、車両状態検出センサから、圃場作業車両の時々刻々の圃場内位置、走行方位、作業状態、傾斜などの情報を得て、
▲１▼．運転席前方の表示装置の表示部に、圃場区画線と車両の現在位置、走行方位、現在までの走行軌跡、作業軌跡を表示する。車両の現在位置については、圃場区画内の対応する２次元位置に車両を表すマークで表示されるほか、圃場区画線の外側に表示される距離目盛り線上の現在位置に対応する１次元位置にマークが表示される。走行方位は、車両の現在位置のマークの向きで表示される。現在までの走行、作業軌跡は、非作業時の走行軌跡が線で、作業時の作業軌跡が作業幅と同じ幅を持つ帯として表示され、作業軌跡のオーパーラッブ域は表示が変わる。
【００１４】
▲２▼．これらの表示は、圃場全体のような広い範囲の表示と車両付近を拡大した狭い範囲の表示で構成し、さらに、何れかの表示を表示部上で任意に大きく表示することができる。また、これらの表示は、予め教示した複数の基準作業方位がそれぞれ上向きとなる表示パターンを有し、現在の走行方位が常に上向き表示になるように表示パターンが自動的に選択される。
【００１５】
▲３▼．運転席前方の表示装置の表示部には、走行、作業開始からの経過時間、予定作業面積と既作業面積、走行速度、及び車両の傾斜がそれぞれ数値表示される。既作業面積は作業のオーバーラップ域を考慮した値が、作業速度は車両位置の経時変化の移動平均値が計算され、表示される。車両の傾斜はロール角、ピッチ角をそれぞれ表示し、傾斜が基準値より大きくなると表示窓の表示が変わりアラーム表示となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付の図面に基づいて具体的に説明する。
図１において、圃場外に設置した自動追尾型測量装置Ｂを用いて圃場作業車両Ａの圃場内位置を検出し、時々刻々の車両位置情報はスペクトラム拡散通信装置により圃場作業車両Ａに通信される。
【００１７】
圃場作業車両Ａには、位置情報を受信する装置と、走行方位を検出する地磁気方位センサ、車両の傾斜を検出する傾斜センサ、作業機の昇降によって作業状態を検出するポテンショメータなどの走行方位や車両状態を検出するセンサ、経過時間を検出するタイマ、及びこれらの装置、センサからの情報を処理する処理装置とタッチパネル機能付きの表示部を持つ表示装置が装備されている。以下、表示装置について詳述する。
【００１８】
１）処理装置の電源を入れると、運転席前方の表示装置の表示部に、圃場区画や作業幅、基準作業方位などの圃場情報、作業情報を入力・教示するための図２に示すようなＭＥＮＵ画面が表示され、表示に従って表示部上のタッチキーにより圃場四隅の位置データ、作業幅、基準作業方位などの入力・教示を行う。
【００１９】
２）ＭＥＮＵ画面での入力・教示の後、表示部の表示を図３に示すような作業画面に移行し、走行・作業を開始すると、圃場作業車両Ａの圃場内位置、走行方位、傾斜、作業状態などの情報を、１秒以下程度の周期で処理装置に取り込まれる。
【００２０】
３）表示部の作業画面には、圃場区画線１と、現在位置に車両を示すマーク２がその時の走行方位を向いてグラフィックス表示される。
【００２１】
４）圃場区画線１の外側の距離目盛り線５上の、車両の現在位置に対応する１次元位置にはマーク６が表示される。
【００２２】
５）現在までの走行軌跡３は非作業時の車両走行軌跡で、作業幅の中心を結ぶ線として表示される。作業軌跡４は、作業時に作業幅と同じ幅を持つ有色の帯が伸びていく形で表示され、２度以上作業が行われたオーバーラッブ域７は表示色が変わる。
【００２３】
６）これらの表示は、圃場全体のような広い範囲を表示する圃場全体表示８と車両Ａ付近を拡大した狭ぃ範囲を表示する車両付近表示９で構成され、さらに、何れかの表示を表示部上で任意に大きく表示することができる。図３，４は圃場全体表示を大きく表示した例で、図５は車両付近の表示を大きく表示した例である。
【００２４】
７）また、これらの表示は、予め教示した複数の基準作業方位がそれぞれ上向き表示となる方位表示パターンを有し、現在位置にあるマーク２が常に上向き表示になるように現在の走行方位を判断して表示バターンが自動選択される。図３は基準作業方位（Ｆ１）が上向きに、図４，５は基準作業方位（Ｆ４）が上向きに表示された例である。
【００２５】
８）運転席前方の表示装置の表示部には、走行・作業開始からの経過時間１０、予定作業面積と既作業面積１１、走行速度１２、及び車両の傾斜１３がそれそれ数値表示される。
【００２６】
９）既作業面積１１は作業幅と作業時の走行距離により作業軌跡４の帯の面積として算出されるが、オーバーラップ域７を重複して累積しないように面積計算を行う。作業速度１２は車両位置の経時変化量の移動平均が計算・表示される。
【００２７】
１０）車両の傾斜１３はロール角、ピッチ角をそれぞれ表示し、傾斜が基準値より大きくなると表示窓の色が変わりアラーム表示となる。アラーム表示の基準値は変更可能で、作業の種類や圃場の状態に応じて基準値を変えることで作業安全への効果を上げられる。
【００２８】
１１）表示部の画面にはＭＥＮＵ画面と作業画面があり、画面の切替えは画面下部のタッチキー１４により行われる。
【００２９】
１２）作業画面における走行方位に応じた表示パターンは自動選択されるが、タッチキー１４により任意に選択することもできる。圃場全体の表示８と車両付近の表示９の何れかを大きく表示するための選択もタッチキー１４により行い、これらのタッチキー１４は、現在選択されている機能、状態に対応するキーの表示が他のキーと異なる色で表示されるようになっている。
【００３０】
１３）各種情報を検出する装置、センサについては、ＧＰＳを用いて車両位置を時々刻々検出する、光ファイバージャイロや振動ジャイロを車両Ａに搭載し、車両Ａの走行方位や傾斜を検出する構成もある。
【００３１】
１４）圃場情報や作業情報の入力・教示は、過去の作業時の情報をフロッピーディスクなどの記憶媒体から読み込むか、もしくは圃場の外周を一回り走行し、あるいは一回り走行、作業して教示する、ことによっても行うことができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の圃場作業車両の運行支援装置によれば、以下の効果を奏することができる。
【００３３】
▲１▼．作業の痕跡が不明瞭な作業や作業幅が広い作業においても、現在、圃場作業車両が圃場内のどこにいるか、どこまで作業が行えているか、行程間の作業オーバーラップがどの程度であるか、などを詳細に知ることができ、圃場端までの距離や作業オーバーラップ量などを考慮した高能率で効率のよい走行・作業経路を設定し、実行することができる。
【００３４】
▲２▼．作業時間の見通しを得ることができ、また、作業速度や作業機の調整を適正に行うこと、資材の補給の時期や必要補給量を予想することが容易になる。
【００３５】
▲３▼．車両の傾斜の大きさや方向に応じて作業方向や作業速度、旋回の大きさ、方向を変えることは安全作業を行う上で重要であり、作業に応じて傾斜アラームの基準値を変えれば、安全な作業の遂行により有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】圃場作業車両と車両位置検出装置等の構成図である。
【図２】各種情報の入力・教示画面の正面図である。
【図３】各種情報の入力・教示画面の表示例１である。
【図４】各種情報の入力・教示画面の表示例２である。
【図５】各種情報の入力・教示画面の表示例３である。
【符号の説明】
Ａ  圃場作業車両
Ｂ  自動追尾型測量装置
１  圃場区画線
２  マーク
３  走行軌跡
４  作業軌跡
５  距離目盛り線
６  マーク
７  オーバーラップ域
８  圃場全体表示
９  車両付近表示
１０  経過時間
１１  既作業面積
１２  作業速度
１３  車両の傾斜
１４  タッチキー
【図１】
0003572318.tif 000002
【図２】
0003572318.tif 000003
【図３】
0003572318.tif 000004
【図４】
0003572318.tif 000005
【図５】
0003572318.tif 000006