(57)【要約】【課題】圃場に予め設定された走行経路に沿って安定して作業車両を走行させる自律操舵装置を提供する。【解決手段】制御部は、前方目標角度算出部と、横方向速度検出部と、進行速度検出部と、補正角算出部と、舵角制御部と、を備える。前方目標角度算出部は、走行経路上の前方の点であって田植機１を当該走行経路に近づけるための目標とする点である前方目標点と当該田植機１とを結ぶ線分と、走行経路と、がなす角である前方目標角度を算出する。横方向速度検出部は、操舵輪の回転軸方向である横方向の速度を横方向速度として検出する。進行速度検出部は、平面視で横方向と直交する進行方向の速度である進行速度を検出する。補正角算出部は、進行速度の大きさに対する横方向速度の大きさに基づいて、横滑りの影響を補正する補正角を算出する。舵角制御部は、前方目標角度に補正角を上乗せした角度に基づいて舵角を制御する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業車両の操舵を自律的に行って、圃場内に予め設定された直線状の走行経路に沿って当該作業車両を走行させる自律操舵装置において、
前記走行経路上の前方の点であって前記作業車両を当該走行経路に近づけるための目標とする点である前方目標点と当該作業車両とを結ぶ線分と、前記走行経路と、がなす角である前方目標角度を算出する前方目標角度算出部と、
操舵輪の回転軸方向である横方向の速度を横方向速度として検出する横方向速度検出部と、
平面視で前記横方向と直交する進行方向の速度である進行速度を検出する進行速度検出部と、
前記進行速度の大きさに対する前記横方向速度の大きさに基づいて、横滑りの影響を補正する補正角を算出する補正角算出部と、
前記前方目標角度に前記補正角を上乗せした角度に基づいて舵角を制御する舵角制御部と、
を備えることを特徴とする自律操舵装置。
【請求項２】
請求項１に記載の自律操舵装置であって、
前記横方向速度検出部は、
前記作業車両の前記横方向の変位である横方向変位を測位情報に基づいて検出する横方向変位検出部と、
単位時間当たりの前記横方向変位に基づいて前記横方向速度を算出する横方向速度算出部と、
を備えることを特徴とする自律操舵装置。
【請求項３】
請求項１に記載の自律操舵装置であって、
前記横方向速度検出部は、
前記作業車両の前記横方向の加速度である横方向加速度を検出する横方向加速度検出部と、
前記横方向加速度を積分して前記横方向速度を算出する横方向速度算出部と、
を備えることを特徴とする自律操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として、作業車両の操舵を自律的に行って、圃場内に予め設定された走行経路に沿って当該作業車両を走行させる自律操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、圃場に設定された走行経路に沿って自律走行することが可能なトラクタが開示されている。このトラクタは、走行経路に対する車体の方位、現在の操舵角、及び目標方位に基づいて目標操舵角を算出する処理を行うことで、走行経路に沿って自律走行する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３５８１２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、外乱等の影響で横滑りが発生している場合、現在の操舵角と作業車両の実際の進行方向に差異が生じるため、走行経路に沿って安定して走行することが困難になる。
【０００５】
本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その主要な目的は、圃場に予め設定された走行経路に沿って安定して作業車両を走行させる自律操舵装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び効果】
【０００６】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。
【０００７】
本発明の観点によれば、以下の構成の自律操舵装置が提供される。即ち、この自律操舵装置は、作業車両の操舵を自律的に行って、圃場内に予め設定された直線状の走行経路に沿って当該作業車両を走行させる。この自律操舵装置は、前方目標角度算出部と、横方向速度検出部と、進行速度検出部と、補正角算出部と、舵角制御部と、を備える。前記前方目標角度算出部は、前記走行経路上の前方の点であって前記作業車両を当該走行経路に近づけるための目標とする点である前方目標点と当該作業車両とを結ぶ線分と、前記走行経路と、がなす角である前方目標角度を算出する。前記横方向速度検出部は、操舵輪の回転軸方向である横方向の速度を横方向速度として検出する。前記進行速度検出部は、平面視で前記横方向と直交する進行方向の速度である進行速度を検出する。前記補正角算出部は、前記進行速度の大きさに対する前記横方向速度の大きさに基づいて、横滑りの影響を補正する補正角を算出する。前記舵角制御部は、前記前方目標角度に前記補正角を上乗せした角度に基づいて舵角を制御する。
【０００８】
これにより、横方向速度から算出した補正角を加味して舵角を制御することで、外乱による横滑り等が発生し得る場合であっても、走行経路に沿って安定して作業車両を走行させることができる。
【０００９】
前記の自律操舵装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記横方向速度検出部は、横方向変位検出部と、横方向速度算出部と、を備える。前記横方向変位検出部は、前記作業車両の前記横方向の変位である横方向変位を測位情報に基づいて検出する。前記横方向速度算出部は、単位時間当たりの前記横方向変位に基づいて前記横方向速度を算出する。
【００１０】
これにより、特別なセンサを設けることなく、走行経路に沿って安定して作業車両を走行させることができる。
【００１１】
前記の自律操舵装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記横方向速度検出部は、横方向加速度検出部と、横方向速度算出部と、を備える。前記横方向加速度検出部は、前記作業車両の前記横方向の加速度である横方向加速度を検出する。前記横方向速度算出部は、前記横方向加速度を積分して前記横方向速度を算出する。
【００１２】
これにより、簡単な構成で、走行経路に沿って安定して作業車両を走行させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る制御部（自律操舵装置）を備える田植機の側面図。
【図２】田植機の平面図。
【図３】自律走行システムのブロック図。
【図４】直線状走行経路に沿って田植機を自律走行させる様子及び前方目標角度を説明する図。
【図５】進行速度ｖ１及び横方向速度ｖ２から補正角θを算出する処理を示す図。
【図６】横方向変位から横方向速度を求めて補正角θを算出して目標ステアリング角度を決定する処理を示す図。
【図７】横方向加速度から横方向速度を求めて補正角θを算出して目標ステアリング角度を決定する処理を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。本実施形態の自律走行システム１００は、圃場内で田植え（苗の植付け）を行う田植機１に自律走行を行わせるためのシステムである。ここで、自律走行とは、少なくとも操舵を自律的に行って田植機１を走行させることを意味する。本実施形態では、無線通信端末７を用いてオペレータが自律走行に関する設定を行い、その設定に基づいて田植機１が自律走行を行う。また、本実施形態では、オペレータの乗車中において田植機１に自律走行を行わせる構成であるが、オペレータが乗車していない田植機１に自律走行を行わせることもできる。
【００１５】
初めに、本実施形態の田植機１について、図１及び図２を参照して説明する。図１は、田植機１の側面図である。図２は、田植機１の平面図である。図１及び図２に示すように、田植機１は、車体部１１と、左右１対の前輪１２と、左右一対の後輪１３と、植付部１４と、を備える。
【００１６】
車体部１１の前部に配置されたボンネット２１の内部には、エンジン２２が配置されている。エンジン２２が発生させた動力はミッションケース２３を介して前輪１２及び後輪１３に伝達される。ミッションケース２３を介して伝達された動力は、車体部１１の後部に配置されたＰＴＯ軸２４を介して植付部１４にも伝達される。車体部１１の前後方向で前輪１２と後輪１３の間の位置には、オペレータが搭乗する運転座席２５が設けられている。運転座席２５の前方には、オペレータが田植機１を操舵するための操舵ハンドル２６が配置されている。
【００１７】
植付部１４は、車体部１１の後方に昇降リンク機構３１を介して連結されている。昇降リンク機構３１は、トップリンク３１ａ及びロワーリンク３１ｂ等を含む平行リンク構造により構成されている。ロワーリンク３１ｂには昇降シリンダ３２が連結されている。この構成で、昇降シリンダ３２を伸縮させることにより、植付部１４全体を上下に昇降させることができる。
【００１８】
植付部１４は、植付入力ケース３３と、複数の植付ユニット３４と、苗載台３５と、複数のフロート３６と、予備苗台３８と、を主として備えている。
【００１９】
それぞれの植付ユニット３４は、植付伝動ケース４１と、回転ケース４２と、を備える。植付伝動ケース４１には、ＰＴＯ軸２４及び植付入力ケース３３を介して動力が伝達される。それぞれの植付伝動ケース４１には、車幅方向の両側に回転ケース４２が取り付けられている。それぞれの回転ケース４２には、田植機１の進行方向に並べて２つの植付爪４３が取り付けられている。これらの２つの植付爪４３により、１条分の植付が行われる。
【００２０】
図１に示すように、苗載台３５は、植付ユニット３４の前上方に配置されており、苗マットを載置可能に構成されている。苗載台３５は、往復で横送り移動可能（横方向にスライド可能）に構成されている。また、苗載台３５は、当該苗載台３５の往復移動端で苗マットを間欠的に下方に縦送り搬送可能に構成されている。この構成により、苗載台３５は、苗マットの苗を各植付ユニット３４に対して供給できるようになっている。こうして、田植機１では、各植付ユニット３４に対して苗を順次供給し、連続的に苗の植付けを行うことができる。
【００２１】
図１に示すフロート３６は、植付部１４の下部に設けられ、その下面が地面に接触することができるように配置されている。フロート３６が地面に接触することにより、苗を植え付ける前の田面が整地される。また、フロート３６には、当該フロート３６の揺動角を検出する図略のフロートセンサが設けられている。フロート３６の揺動角は、地面と植付部１４の距離に対応している。田植機１は、フロート３６の揺動角に基づいて昇降シリンダ３２を動作させて植付部１４を上下に昇降させることにより、植付部１４の対地高さを一定に保つことができる。
【００２２】
予備苗台３８は、ボンネット２１の車幅方向外側に配置されており、予備のマット苗を収容した苗箱を搭載可能である。左右一対の予備苗台３８の上部同士は、上下方向及び車幅方向に延びる連結フレーム２７によって互いに連結されている。連結フレーム２７の車幅方向の中央には、筐体２８が配置されている。筐体２８の内部には、測位アンテナ６１と、慣性計測装置（横方向加速度検出部）６２と、通信アンテナ６３と、が配置されている。測位アンテナ６１は、衛星測位システム（ＧＮＳＳ）を構成する測位衛星からの電波（測位情報）を受信することができる。この電波に基づいて公知の測位計算が行われることにより、田植機１の位置を取得することができる。慣性計測装置６２は、３つのジャイロセンサ（角速度センサ）と３つの加速度センサを備える。従って、慣性計測装置６２は、田植機１の様々な方向（特に、後述の横方向）の加速度を検出できる。この慣性計測装置６２が検出する田植機１の角速度及び加速度が補助的に用いられることで、田植機１の測位結果の精度が高められている。通信アンテナ６３は、無線通信端末７と無線通信を行うためのアンテナである。
【００２３】
図３に示すように、田植機１は制御部（自律操舵装置）５０を備える。制御部５０は公知のコンピュータとして構成されており、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力部等を備える。ＣＰＵは、各種プログラム等をＲＯＭから読み出して実行することができる。ＲＯＭには、各種のプログラムやデータが記憶されている。そして、上記のハードウェアとソフトウェアの協働により、制御部５０を、記憶部５１と、車速制御部５２と、舵角制御部５３、作業機制御部５４、前方目標角度算出部５５、横方向速度算出部５６、及び補正角算出部５７として動作させることができる。制御部５０は、１つのハードウェアであってもよいし、互いに通信可能な複数のハードウェアであってもよい。そのため、例えば自律操舵に関する処理を別のハードウェアが行う構成であってもよい。また、制御部５０が行う処理の一部を田植機１以外に設けられたハードウェアで行う構成であってもよい。また、制御部５０には、上記の慣性計測装置６２に加え、位置取得部（横方向変位検出部）６４と、通信処理部６５と、車速センサ（進行速度検出部）６６と、舵角センサ６７と、が接続されている。
【００２４】
位置取得部６４は、測位アンテナ６１に電気的に接続されている。位置取得部６４は、測位アンテナ６１で受信した電波に基づく測位信号から、田植機１の位置を例えば緯度及び経度の情報として取得する。位置取得部６４は、所定時間毎に田植機１の位置を取得するため、田植機１の変位（特に後述の横方向変位）を検出できる。位置取得部６４は、図示しない基準局からの測位信号を適宜の方法で受信した上で、公知のＧＮＳＳ−ＲＴＫ法を利用して測位を行う。しかしながら、これに代えて、例えばディファレンシャルＧＮＳＳを用いた測位、又は単独測位等が行われてもよい。あるいは、無線ＬＡＮ等の電波強度に基づく位置取得又は慣性航法による位置取得等が行われてもよい。
【００２５】
通信処理部６５は、通信アンテナ６３に電気的に接続されている。この通信処理部６５は、適宜の方式で変調処理又は復調処理を行って、無線通信端末７との間でデータの送受信を行うことができる。
【００２６】
車速センサ６６は、田植機１の適宜の位置、例えば前輪１２の車軸に配置されている。車速センサ６６は、例えば車軸の回転に応じたパルスを発生させるように構成されている。従って、仮に横滑りが発生している場合であっても、横滑りに相当する速度は車速センサ６６では検出されない。
【００２７】
舵角センサ６７は、舵角を検出するセンサである。本明細書において、舵角とは、ステアリング角度と、タイヤ角度（ホイール角度）と、を含む。ステアリング角度とは、ステアリングシャフトの回転角度である。タイヤ角度とは、田植機１の前後軸に対する車輪の傾斜角（更に言えば、平面視で、車両の前後軸と、車輪の回転軸と垂直な方向と、がなす角）である。本実施形態では、ステアリングシャフトに舵角センサ６７が配置されており、ステアリング角度が検出される。なお、舵角センサ６７は、タイヤ角度を検出する構成であってもよい。この構成では、舵角センサ６７は、例えば前輪１２に設けられた図示しないキングピンに備えられる。舵角センサ６７で得られた検出結果のデータは、制御部５０へ出力される。
【００２８】
車速制御部５２は、田植機１の車速を自律的に変更する車速制御を行う。車速制御とは、予め定められた条件に基づいて田植機１の車速を調整する制御である。具体的には、車速制御部５２は、車速センサ６６の検出結果により得られた現在の車速が目標の車速に近づくように、ミッションケース２３内の変速装置の変速比、及び、エンジン２２の回転速度の少なくとも一方を変更する。なお、この車速制御には、車速をゼロにして田植機１を停止させる制御も含まれる。
【００２９】
舵角制御部５３は、田植機１の舵角を自律的に変更する舵角制御を行う。舵角制御とは、予め定められた条件に基づいて田植機１の舵角を調整する制御である。具体的には、舵角制御部５３は、舵角センサ６７の検出結果により得られた現在舵角に基づいて、例えば操舵ハンドル２６の回転軸（ステアリングシャフト）に設けられた操舵アクチュエータを駆動する。なお、舵角制御の詳細については後述する。舵角制御部５３は、ステアリング角度ではなくタイヤ角度を直接調整する構成であってもよい。
【００３０】
制御部５０は、車速制御と舵角制御の両方を同時に行うこともできるが、何れか一方のみを行うこともできる。例えば、制御部５０が舵角制御のみを行う場合、車速はオペレータが手動で操作する。
【００３１】
作業機制御部５４は、予め定められた条件に基づいて植付部１４の動作（昇降動作又は植付動作等）を制御可能である。
【００３２】
前方目標角度算出部５５、横方向速度算出部５６、及び補正角算出部５７は、舵角制御部５３が行う舵角制御で用いられる値を算出する（詳細は後述）。
【００３３】
無線通信端末７は、タブレット型のコンピュータである。無線通信端末７は、通信アンテナ７１と、通信処理部７２と、表示部７３と、操作部７４と、制御部８０と、を備える。なお、無線通信端末７はタブレット型のコンピュータに限るものではなく、スマートフォン又はノートパソコンであってもよい。無線通信端末７は、後述のように田植機１の自律走行に関する様々な処理を行うが、この処理の少なくとも一部を田植機１の演算装置が行うこともできる。逆に、田植機１が行う自律走行に関する様々な処理の少なくとも一部を無線通信端末７が行うこともできる。
【００３４】
通信アンテナ７１は、田植機１と無線通信を行うための近距離通信用のアンテナと、携帯電話回線及びインターネットを利用した通信を行うための携帯通信用アンテナと、を含んで構成されている。通信処理部７２は、通信アンテナ７１に電気的に接続されている。通信処理部７２は、適宜の方式で変調処理又は復調処理を行って、無線通信端末７又は他の機器との間でデータの送受信を行うことができる。
【００３５】
表示部７３は、液晶ディスプレイ又は有機ＥＬディスプレイ等であり、画像を表示可能に構成されている。表示部７３は、例えば、自律走行に関する情報、田植機１の設定に関する情報、各種センサの検出結果、及び警告情報等を表示することができる。操作部７４は、タッチパネルと、ハードウェアキーと、を含んでいる。タッチパネルは、表示部７３に重ねて配置されており、オペレータの指等による操作を検出可能である。ハードウェアキーは、無線通信端末７の筐体の側面又は表示部７３の周囲等に配置されており、オペレータが押圧することで操作可能である。なお、無線通信端末７は、タッチパネルとハードウェアキーの何れか一方のみを備える構成であってもよい。
【００３６】
制御部８０は公知のコンピュータとして構成されており、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力部等を備える。ＣＰＵは、各種プログラム等をＲＯＭから読み出して実行することができる。ＲＯＭには、各種のプログラムやデータが記憶されている。そして、上記のハードウェアとソフトウェアの協働により、制御部８０を、記憶部８１、表示制御部８２、走行経路作成部８３、として動作させることができる。
【００３７】
記憶部８１は、田植機１の設定に関する情報、オペレータが作成した走行経路、及び走行経路を作成するための各種条件等が記憶されている。表示制御部８２は、上述した情報を表示部７３に表示する制御を行う。走行経路作成部８３は、オペレータの操作に基づいて、走行経路を作成する処理を行う。走行経路には、直線状走行経路、旋回用走行経路、及びそれらを組み合わせた経路がある。また、直線状経路とは、完全に直線の経路だけでなく、方向が僅かに変化する経路も含む。
【００３８】
次に、図４から図６を参照して、横方向速度を用いて直線状走行経路９１に沿うように舵角制御を行うことで、横滑りが生じる場合であっても、的確に直線状走行経路９１に沿って田植機１を走行可能にする処理について説明する。図４は、直線状走行経路９１に沿って田植機１を自律走行させる様子及び前方目標角度を説明する図である。図５は、進行速度ｖ１及び横方向速度ｖ２から補正角θを算出する処理を示す図である。図６は、横方向変位から横方向速度を求めて補正角θを算出して目標ステアリング角度を決定する処理を示す図である。
【００３９】
図４には、直線状走行経路９１が示されている。田植機１は、直線状走行経路９１から離れた位置を走行している。この状況において、舵角制御部５３が田植機１を直線状走行経路９１に戻すために行う舵角制御を説明する。図６に示すように、この制御の入力は、前方目標角度φ、横方向変位、及び進行速度である。
【００４０】
初めに、前方目標角度φの算出方法について説明する。前方目標角度φは、制御部５０（前方目標角度算出部５５）によって算出される。前方目標角度φは、田植機１を直線状走行経路９１に沿って走行させる際に用いられる角度である。前方目標角度φは、前方目標点Ｐ１に基づいて定められる。田植機１には予め前方目標距離が設定されており、前方目標角度算出部５５は、田植機１から直線状走行経路９１までの距離が前方目標距離となる点（前方目標点Ｐ１）を特定する。また、前方目標角度算出部５５は、田植機１と前方目標点Ｐ１とを接続する線分（線Ｌ１）を引く。線Ｌ１と直線状走行経路９１とがなす角度（特に１８０度以下の角度）が前方目標角度φである。なお、田植機１を通り直線状走行経路９１に平行な線Ｌ２を引く場合、前方目標角度φは線Ｌ１と線Ｌ２とがなす角と表現することもできる。また、前方目標角度φの求め方は一例であり、田植機１を直線状走行経路９１に沿わせるために必要な角度であれば、別の求め方で求めることもできる。
【００４１】
横方向変位及び進行速度は、田植機１の横滑りの影響を考慮するために用いられる。横滑りとは、操舵輪（本実施形態では前輪１２、操舵車輪）の回転軸方向である横方向に田植機１が走行することである。また、進行方向とは、舵角に基づいて定まる田植機１の走行方向であり、横滑りの影響を含んでいない方向である。言い換えれば、平面視において操舵輪の回転軸方向に垂直な方向が進行方向である。そのため、車速センサ６６が検出する車速は、進行方向の速度（進行速度ｖ１）である。
【００４２】
田植機１は水田を走行するため、土を走行するトラクタと比較して、横滑りが生じ易い。また、トラクタ等の他の作業車両であっても圃場が傾斜している場合等は横滑りが発生し易くなる。横滑りが発生することで、舵角とは異なる方向へ田植機１が走行することとなる。そのため、仮に舵角センサ６７の検出結果と前方目標角度φとに基づいて、舵角制御を行う場合、舵角と実際の走行方向との間に差異が生じている影響で、田植機１を安定して直線状走行経路９１に沿って走行させることができなかった。
【００４３】
横方向変位は、上記の位置取得部６４が検出した位置変化に基づいて検出される。即ち、位置取得部６４が検出した位置変化のうち、横方向成分の変位が横方向変位となる。なお、田植機１の過去の移動軌跡における横方向は、例えば田植機１に配置された図略の方位センサ等の検出結果に基づいて取得できる。図６に示すように、横方向変位は、制御部５０（横方向速度算出部５６）によって微分されることで（単位時間あたりの変位が算出されることで）、横方向速度ｖ２が算出される。このように、位置取得部６４及び横方向速度算出部５６により、横方向速度ｖ２が検出されるため、これらを合わせた構成が横方向速度検出部５９に相当する。
【００４４】
また、横方向速度ｖ２が大きくなるに従って、舵角と実際の走行方向との間の差異が大きくなる。また、この差異は、進行速度ｖ１の大きさにも依存する。具体的には、図５に示すように、進行速度ｖ１と横方向速度ｖ２とがなす角（図５の角度θ）に応じて、舵角と実際の走行方向との間の差異が生じる。本実施形態では、この角の影響を補正するため、以下では補正角θと称する。また、進行速度ｖ１と横方向速度ｖ２は直交するため、補正角θ、進行速度ｖ１の大きさ、横方向速度ｖ２の大きさの間には、図５の式（１）に示すように、ｔａｎθ＝（横方向速度ｖ２の絶対値）／（進行速度ｖ１の絶対値）の関係が成立する。即ち、進行速度ｖ１の大きさに対する横方向速度ｖ２の大きさに応じて補正角θは大きくなる。
【００４５】
制御部５０（補正角算出部５７）は、式（１）の関係に基づいて、進行速度ｖ１と横方向速度ｖ２から補正角θを算出する。舵角制御部５３は、前方目標角度φに補正角θを上乗せした値を算出する。図６では、前方目標角度φから補正角θを減算することが記載されているが、補正角θの方向の定義によっては前方目標角度φに補正角θを加算してもよい。つまり、横滑りによって生じる、舵角と実際の走行方向の差異が打ち消される方向に、補正角θを上乗せすればよい。前方目標角度φと補正角θの合算値は、ＰＩＤ制御器の入力となる。また、ＰＩＤ制御器の出力は、目標ステアリング角度である。ＰＩＤ制御器が出力した目標ステアリング角度を適用することで、前方目標角度φの値が変化するため、ＰＩＤ制御器へ入力される値も変化し、新たな目標ステアリング角度が出力される。以上の処理を継続して行うことで、田植機１を直線状走行経路９１に沿って走行させることができる。
【００４６】
特に、ＰＩＤ制御器への出力値は横滑りの影響も含んだ値であるため、横滑りの影響を打ち消すように舵角制御を行うことができる。そのため、本実施形態の舵角制御部５３は、舵角センサ６７の検出結果を用いる構成と比較して、田植機１の蛇行及びオフセットを防止して、直線状走行経路９１に沿って安定して田植機１を走行させることができる。
【００４７】
次に、上記実施形態の変形例を説明する。図７は、横方向加速度から横方向速度を求めて補正角θを算出して目標ステアリング角度を算出する処理を示す図である。なお、本変形例の説明においては、前述の実施形態と同一又は類似の部材には図面に同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。
【００４８】
上記実施形態の制御部５０は、横方向変位から横方向速度ｖ２を算出する。これに対し、本変形例の制御部５０は、横方向加速度から横方向速度ｖ２を算出する。上述した慣性計測装置６２により様々な方向の加速度が検出されるとともに、上述したように方位センサ等により横方向は特定可能であるため、慣性計測装置６２の１又は複数の加速度センサの検出値に基づいて、横方向加速度を検出可能である。図７に示すように、横方向速度算出部５６は、この横方向加速度を積分することで、横方向速度ｖ２を算出する。このように、本変形例では、慣性計測装置６２及び横方向速度算出部５６により、横方向速度が検出されるため、これらを合わせた構成が横方向速度検出部５９に相当する。なお、横方向速度ｖ２を用いた制御は上記実施形態と同じである。
【００４９】
以上に説明したように、制御部５０は、田植機１の操舵を自律的に行って、圃場内に予め設定された直線状の走行経路に沿って当該田植機１を走行させる。この制御部５０は、前方目標角度算出部５５と、横方向速度検出部５９と、車速センサ６６と、補正角算出部５７と、舵角制御部５３と、を備える。前方目標角度算出部５５は、走行経路上の前方の点であって田植機１を当該走行経路に近づけるための目標とする点である前方目標点Ｐ１と当該田植機１とを結ぶ線分（線Ｌ１）と、走行経路と、がなす角である前方目標角度φを算出する。横方向速度検出部５９は、操舵輪（前輪１２）の回転軸方向である横方向の速度を横方向速度ｖ２として検出する。車速センサ６６は、平面視で横方向と直交する進行方向の速度である進行速度を検出する。補正角算出部５７は、進行速度の大きさに対する横方向速度ｖ２の大きさに基づいて、横滑りの影響を補正する補正角θを算出する。舵角制御部５３は、前方目標角度φに補正角θを上乗せした角度に基づいて舵角を制御する。
【００５０】
これにより、横方向速度ｖ２から算出した補正角θを加味して舵角を制御することで、外乱による横滑り等が発生し得る場合であっても、走行経路に沿って安定して田植機１を走行させることができる。
【００５１】
また、上記実施形態の制御部５０において、横方向速度検出部５９は、車速制御部５２と、位置取得部６４と、を備える。位置取得部６４は、田植機１の横方向の変位である横方向変位を測位情報に基づいて検出する。横方向速度算出部５６は、単位時間当たりの横方向変位に基づいて横方向速度ｖ２を算出する。
【００５２】
これにより、特別なセンサを設けることなく、走行経路に沿って安定して田植機１を走行させることができる。
【００５３】
また、上記実施形態の制御部５０において、横方向速度検出部５９は、慣性計測装置６２と、横方向速度算出部５６と、を備える。慣性計測装置６２は、田植機１の横方向の加速度である横方向加速度を検出する。横方向速度算出部５６は、横方向加速度を積分して横方向速度ｖ２を算出する。
【００５４】
これにより、簡単な構成で、走行経路に沿って安定して田植機１を走行させることができる。
【００５５】
以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。
【００５６】
上記実施形態では、舵角制御部５３が行う舵角制御の出力値（制御対象）が目標ステアリング角度であるが、目標タイヤ角度であってもよい。また、舵角制御の出力値は、目標ステアリング角速度であってもよいし、目標タイヤ角速度であってもよい。
【００５７】
上記実施形態では、慣性計測装置６２は３つの加速度センサ及び角速度センサを含んで構成されているが、少なくとも横方向加速度を検出可能であればよい。
【００５８】
上記実施形態では、ＰＩＤ制御により目標舵角（目標ステアリング角度）を算出するが、他のフィードバック制御（例えばＰＩ制御）により目標舵角を算出することもできる。
【００５９】
上記実施形態では田植機１と無線通信端末７とが無線通信を行うが、有線通信を行う構成であってもよい。
【００６０】
上記実施形態では、自律操舵装置を田植機１に適用する例を説明したが、他の農業用の作業車両であるトラクタ及びコンバインにも、自律操舵装置を適用できる。また、田植機１以外の作業車両に適用する場合であっても、自律操舵装置は作業車両に配置されていてもよいし、作業車両とは異なる装置に配置されていてもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１  田植機（作業車両）
１２  前輪
２６  操舵ハンドル
５０  制御部（自律操舵装置）
５３  舵角制御部
５５  前方目標角度算出部
５６  横方向速度算出部
５７  前方目標角度算出部
５９  横方向速度検出部
６２  慣性計測装置（横方向加速度検出部）
６４  位置取得部（横方向変位検出部）
６６  車速センサ（進行速度検出部）
６７  舵角センサ
１００  自律走行システム
【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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