(57)【要約】【課題】圃場の畦際における旋回走行を円滑に行うことができる走行作業機を提供する。【解決手段】走行機体と、圃場の畦際を検知する畦際検知手段と、走行機体の操向操作を行う操向操作手段と、操向操作手段の制御を行う制御手段と、が備えられ、畦際検知手段によって走行機体と畦際との接近が検知されることによって、制御手段が、操向操作手段に対する自動旋回制御を開始可能なように構成されている。【選択図】図９
2019076056.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行機体と、
圃場の畦際を検知する畦際検知手段と、
前記走行機体の操向操作を行う操向操作手段と、
前記操向操作手段の制御を行う制御手段と、
が備えられ、
前記畦際検知手段による前記走行機体と畦際との接近が検知されることによって、前記制御手段が、前記操向操作手段に対する自動旋回制御を開始可能なように構成されている走行作業機。
【請求項２】
前記制御手段は、前記畦際検知手段により前記走行機体の畦際への接近が検知された後に、前記走行機体の畦際からの離間が検知されることによって、前記自動旋回制御を開始するように構成されている請求項１に記載の走行作業機。
【請求項３】
人為操作に基づいて前記操向操作手段を操作する人為操向操作具が備えられ、
前記制御手段は、前記畦際検知手段により前記走行機体の畦際への近接が検知された後に、前記走行機体の進行方向を畦際の位置する側と反対側に変更するように前記人為操向操作具が操作されたことが検知されることによって、前記自動旋回制御を開始するように構成されている請求項１又は２に記載の走行作業機。
【請求項４】
人為操作に基づいて前記操向操作手段を操作する人為操向操作具が備えられ、
前記自動旋回制御が行われている間は、前記人為操向操作具と前記操向操作手段との間の動力の伝達が遮断される請求項１から３の何れか一項に記載の走行作業機。
【請求項５】
前記制御手段は、前記自動旋回制御を実行する第一モードと、前記自動旋回制御を実行しない第二モードと、に切換可能なように構成されている請求項１から４の何れか一項に記載の走行作業機。
【請求項６】
圃場に対する作業を行う作業装置が備えられ、
前記自動旋回制御が実行されている状態で、前記自動旋回制御は、前記自動旋回制御の開始直前における前記走行機体の走行軌跡に基づく前記作業装置の作業幅の作業軌跡よりも横外方に位置する目標位置に到達するまで行われる請求項１から５の何れか一項に記載の走行作業機。
【請求項７】
前記自動旋回制御の目標位置として、直前の前記走行機体の走行軌跡に沿って隣接する目標移動経路が予め設定される請求項１から６の何れか一項に記載の走行作業機。
【請求項８】
前記目標移動経路に対する前記走行機体の位置ずれを報知する報知部が備えられ、
前記報知部は、前記自動旋回制御が行われている間は、前記位置ずれを報知しないように構成されている請求項７に記載の走行作業機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行機体と、圃場の畦際を検知する畦際検知手段と、走行機体の操向操作を行う操向操作手段と、操向操作手段の制御を行う制御手段と、が備えられた走行作業機に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１に、圃場の畦際を検知する畦際検知手段（文献では「距離センサ６１」）と、機体の操舵を行う操向操作手段（文献では「ハンドル１４」）、操向操作手段の制御を行う制御手段（文献では「自律走行手段１２４」）と、が備えられた農用作業車が開示されている。特許文献１に開示された農用作業車に、自律運転スイッチ（文献の符号「４８」）が備えられ、オペレータが自律運転スイッチを操作すると、農用作業車が自動的に旋回走行する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−９２８１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
圃場における旋回走行は、圃場の畦際で行われるのが一般的である。しかし、特許文献１に開示された農用作業車の旋回走行に、農用作業車と圃場の畦際との距離が考慮されていない。このため、特許文献１に開示された農用作業車のように、運転者が自律運転スイッチを操作するだけで旋回走行が自動的に行われる構成では、運転者が農用作業車と圃場の畦際との距離を見誤ったまま自律運転スイッチを操作し、旋回走行の途中で農用作業車が圃場の畦際と接触する虞がある。
【０００５】
上述した実情に鑑みて、本発明は、圃場の畦際における自動旋回走行を円滑に行うことができる走行作業機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の走行作業機は、
走行機体と、
圃場の畦際を検知する畦際検知手段と、
前記走行機体の操向操作を行う操向操作手段と、
前記操向操作手段の制御を行う制御手段と、
が備えられ、
前記畦際検知手段による前記走行機体と畦際との接近が検知されることによって、前記制御手段が、前記操向操作手段に対する自動旋回制御を開始可能なように構成されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明であれば、走行機体と畦際との接近が検知されることによって自動旋回制御が行われる構成となっており、自動旋回制御において走行機体と畦際との距離が考慮される構成となっている。これにより、自動旋回制御中に走行機体が圃場の畦際と接触する虞が軽減され、圃場の畦際における自動旋回走行を円滑に行うことができる走行作業機が実現される。
【０００８】
本構成において、
前記制御手段は、前記畦際検知手段により前記走行機体の畦際への接近が検知された後に、前記走行機体の畦際からの離間が検知されることによって、前記自動旋回制御を開始するように構成されていることを特徴とする。
【０００９】
本構成によると、走行機体が圃場の畦際から離れることによって自動旋回制御が開始され、圃場の畦際から離れる方向に自動旋回制御が行われる構成となっている。このことから、自動旋回制御中に走行機体が圃場の畦際と接触する虞が一層軽減される。
【００１０】
本構成において、
人為操作に基づいて前記操向操作手段を操作する人為操向操作具が備えられ、
前記制御手段は、前記畦際検知手段により前記走行機体の畦際への近接が検知された後に、前記走行機体の進行方向を畦際の位置する側と反対側に変更するように前記人為操向操作具が操作されたことが検知されることによって、前記自動旋回制御を開始するように構成されていることを特徴とする。
【００１１】
本構成によると、走行機体が圃場の畦際から離れる方向に、走行機体の進行方向が変更されると、自動旋回制御が開始され、圃場の畦際から離れる方向に自動旋回制御が行われる構成となっている。進行方向の変更は、人為操向操作具の操作によって検知される。自動旋回制御前に、圃場の畦際から離れる方向に人為操作が行われる構成であることから、自動旋回制御中に走行機体が圃場の畦際と接触する虞が一層軽減される。
【００１２】
本構成において、
人為操作に基づいて前記操向操作手段を操作する人為操向操作具が備えられ、
前記自動旋回制御が行われている間は、前記人為操向操作具と前記操向操作手段との間の動力の伝達が遮断されることを特徴とする。
【００１３】
本構成であれば、自動旋回制御中に人為操向操作具と操向操作手段との縁切りがされる構成となっている。このため、運転者と操向操作手段とが相反する操作を行う虞が無くなり、例えばハンドルが急に切れることによる違和感や不快感が無くなる。
【００１４】
本構成において、
前記制御手段は、前記自動旋回制御を実行する第一モードと、前記自動旋回制御を実行しない第二モードと、に切換可能なように構成されていることを特徴とする。
【００１５】
本構成であれば、圃場の状態に対応して、畦際旋回を全て人為操作によるものとして、自動旋回制御を行わないようにすることが可能となる。このため、運転者が意図せずに自動旋回制御が開始される虞が回避され、運転者は畦際旋回操作に専念することが可能となる。
【００１６】
本構成において、
圃場に対する作業を行う作業装置が備えられ、
前記自動旋回制御が実行されている状態で、前記自動旋回制御は、前記自動旋回制御の開始直前における前記走行機体の走行軌跡に基づく前記作業装置の作業幅の作業軌跡よりも横外方に位置する目標位置に到達するまで行われることを特徴とする。
【００１７】
本構成によると、自動旋回制御の目標位置が設定され、目標位置が作業装置の作業幅の作業軌跡よりも横外方に位置する。このため、走行機体が、畦際を旋回してから次の条植付けの経路に円滑に移動することが可能となる。
【００１８】
本構成において、
前記自動旋回制御の目標位置として、直前の前記走行機体の走行軌跡に沿って隣接する目標移動経路が予め設定されることを特徴とする。
【００１９】
本構成によると、走行機体の走行軌跡に沿って隣接する目標移動経路が設定され、自動旋回制御の目標位置が目標移動経路となっている。つまり、走行機体が作業走行する際の目標経路と、自動旋回制御の目標位置とが、同一の目標移動経路で兼用されている。このことから、走行機体が、畦際を旋回してから次の条植付けの経路に円滑に移動して、そのまま作業走行を開始可能なように構成されている。
【００２０】
本構成において、
前記目標移動経路に対する前記走行機体の位置ずれを報知する報知部が備えられ、
前記報知部は、前記自動旋回制御が行われている間は、前記位置ずれを報知しないように構成されていることを特徴とする。
【００２１】
自動旋回制御中は、走行機体の位置は目標移動経路に対して位置ずれしている状態であることから、自動旋回制御中に位置ずれが報知されると、運転者に故障等の誤解を招き易く、運転者にとって煩わしさを与える虞がある。本構成であれば、自動旋回制御中の位置ずれが報知されない構成であるため、不要な報知が無くなって運転者に必要な報知をすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】田植機の全体側面図である。
【図２】田植機の全体平面図である。
【図３】田植機の正面図である。
【図４】操向操舵ユニットを示す図である。
【図５】制御構成を示すブロック図である。
【図６】自動操向制御の動作を示す田面全体での平面視の説明図である。
【図７】慣性計測ユニットを用いた自動操向制御を示す説明図である。
【図８】次の目標移動経路の設定を示す説明図である。
【図９】圃場の畦際における自動旋回制御を示す説明図である。
【図１０】圃場の畦際における自動旋回制御を示す説明図である。
【図１１】圃場の畦際における自動旋回制御を示す説明図である。
【図１２】自動操向制御における位置ずれの修正を示す説明図である。
【図１３】自機方位の補正を示す説明図である。
【図１４】表示部を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
〔走行作業機の基本構成〕
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ここでは、本発明の走行作業機の一例として乗用型田植機を例に挙げて説明する。なお、図２に示されているように、本実施形態では、矢印Ｆが走行機体Ｃの機体前部側、矢印Ｂが走行機体Ｃの機体後部側、矢印Ｌが走行機体Ｃの機体左側、矢印Ｒが走行機体Ｃの機体右側である。
【００２４】
図１乃至図３に示されているように、乗用型田植機には、左右一対の操舵車輪１０と、左右一対の後車輪１１とを有する走行機体Ｃと、圃場に対する苗の植え付けが可能な作業装置としての苗植付装置Ｗと、が備えられている。左右一対の操舵車輪１０は、走行機体Ｃの機体前側に設けられて走行機体Ｃの向きを変更操作自在なように構成され、左右一対の後車輪１１は、走行機体Ｃの機体後側に設けられている。苗植付装置Ｗは、昇降用油圧シリンダ２０の伸縮作動により昇降作動するリンク機構２１を介して、走行機体Ｃの後端に昇降自在に連結されている。
【００２５】
走行機体Ｃの前部には、開閉式のボンネット１２が備えられている。ボンネット１２の先端位置には、マーカ装置３３によって圃場に描かれる指標ライン（不図示）に沿って走行するための目安となる棒状のセンターマスコット１４が備えられている。走行機体Ｃには、前後方向に沿って延びる機体フレーム１５が備えられ、機体フレーム１５の前部には支持支柱フレーム１６が立設されている。
【００２６】
ボンネット１２内には、エンジン１３が備えられている。詳述はしないが、エンジン１３の動力が、機体に備えられた不図示のＨＳＴ（静油圧式無段変速装置）を介して操舵車輪１０及び後車輪１１に伝達され、変速後の動力が電動モータ駆動式の植付クラッチ（不図示）を介して苗植付装置Ｗに伝達される。
【００２７】
図１及び図２に示されているように、苗植付装置Ｗに、四個の伝動ケース２２と、八個の回転ケース２３と、整地フロート２５と、苗載せ台２６と、マーカ装置３３と、が備えられている。回転ケース２３は、各伝動ケース２２の後部の左側部及び右側部に、夫々回転自在に支持されている。夫々の回転ケース２３の両端部に、一対のロータリ式の植付アーム２４が備えられている。整地フロート２５は、圃場の田面を整地するものであり、苗植付装置Ｗに複数備えられている。苗載せ台２６に、植え付け用のマット状苗が載置される。マーカ装置３３は、苗植付装置Ｗの左右側部に備えられ、圃場の田面に指標ライン（不図示）を形成する。
【００２８】
苗植付装置Ｗは、苗載せ台２６を左右に往復横送り駆動しながら、伝動ケース２２から伝達される動力により各回転ケース２３を回転駆動して、苗載せ台２６の下部から各植付アーム２４により交互に苗を取り出して圃場の田面に植え付けるようになっている。苗植付装置Ｗは、八個の回転ケース２３に備えられた植付アーム２４により苗を植え付ける八条植え型式に構成されている。なお、苗植付装置Ｗは、四条植え型式であったり、六条植え型式であったり、七条植え型式であったり、十条植え型式であったりしても良い。
【００２９】
詳述はしないが、マーカ装置３３は、作用姿勢と格納姿勢とに切換え可能なように構成されている。作用姿勢の状態で、マーカ装置３３は、走行機体Ｃの走行に伴って圃場の田面に接地して次回の作業行程に対応する田面に指標ライン（不図示）を形成する。格納姿勢の状態で、マーカ装置３３は圃場の田面から上方に離れる。マーカ装置３３の姿勢切換えは電動モータ（不図示）により行われる。
【００３０】
図１乃至図３に示されているように、走行機体Ｃにおけるボンネット１２の左右側部には、複数（例えば四つ）の通常予備苗台２８と、予備苗台２９と、が備えられている。通常予備苗台２８は、苗植付装置Ｗに補給するための予備苗を載置可能なように構成されている。予備苗台２９は、苗植付装置Ｗに補給するための予備苗を載置可能なレール式に構成されている。走行機体Ｃにおけるボンネット１２の左右側部には、各通常予備苗台２８と予備苗台２９とを支持する背高のフレーム部材としての左右一対の予備苗フレーム３０が備えられ、左右の予備苗フレーム３０の上部同士が連結フレーム３１にて連結されている。
【００３１】
図１乃至図３に示されているように、走行機体Ｃの中央部には、各種の運転操作が行われる運転部４０が備えられている。運転部４０には、運転座席４１と、操向ハンドル４３（人為操向操作具）と、主変速レバー４４と、操作レバー４５と、が備えられている。運転座席４１は、走行機体Ｃの中央部に備えられ、運転者が着座可能なように構成されている。操向ハンドル４３は、人為操作によって操舵車輪１０の操向操作を可能なように構成されている。主変速レバー４４は、前後進の切換え操作や走行速度の変更操作が可能なように構成されている。苗植付装置Ｗの昇降操作と、左右のマーカ装置３３の切換えと、が操作レバー４５によって行われる。操向ハンドル４３、主変速レバー４４、操作レバー４５等は、運転座席４１の機体前部側に位置する操縦塔４２の上部に備えられている。運転部４０の足元部位には、搭乗ステップ４６が設けられている。搭乗ステップ４６はボンネット１２の左右両側にも延びている。
【００３２】
主変速レバー４４を操作すると、ＨＳＴ（不図示）における斜板の角度が変更され、エンジン１３の動力が無段階に変速される。図示しないが、ＨＳＴの斜板角度は、サーボ油圧制御機器を搭載した油圧ユニットによって制御される。サーボ油圧制御機器に、公知の油圧ポンプや油圧モータ等が用いられる。
【００３３】
操作レバー４５を上昇位置に操作すると、植付クラッチ（不図示）が切り操作されて苗植付装置Ｗに対する伝動が遮断され、昇降用油圧シリンダ２０を作動して苗植付装置Ｗが上昇し、左右のマーカ装置３３（図１参照）が格納姿勢に操作される。操作レバー４５を下降位置に操作すると、苗植付装置Ｗが下降して田面に接地して停止した状態となる。この下降状態で操作レバー４５を右マーカ位置に操作すると、右のマーカ装置３３が格納姿勢から作用姿勢になる。操作レバー４５を左マーカ位置に操作すると、左のマーカ装置３３が格納姿勢から作用姿勢になる。
【００３４】
運転者は、田植え作業を開始するときは、操作レバー４５を操作して苗植付装置Ｗを下降させると共に、苗植付装置Ｗに対する伝動を開始させて田植え作業を開始する。そして、田植え作業を停止するときは、操作レバー４５を操作して苗植付装置Ｗを上昇させると共に、苗植付装置Ｗに対する伝動を遮断する。
【００３５】
運転部４０の操縦塔４２の上部の操作パネル４７に、液晶表示器を用いて種々の情報を表示可能な表示部４８が備えられている。表示部４８は、タッチパネル式の液晶表示器であっても良い。また、表示部４８の右側には、押し操作式の始点設定スイッチ４９Ａが備えられ、表示部４８の左側には、押し操作式の終点設定スイッチ４９Ｂが備えられている。始点設定スイッチ４９Ａ及び終点設定スイッチ４９Ｂの機能については後述する。
【００３６】
主変速レバー４４の握り部には、押し操作式の自動操向スイッチ５０が備えられている。自動操向スイッチ５０は、自動復帰型に設けられ、押し操作する毎に自動操向制御の入り切りの切換えを指令する。自動操向スイッチ５０は、主変速レバー４４の握り部を手で握った状態で、例えば、親指で押すことができる位置に配置されている。
【００３７】
図４に示されているように、走行機体Ｃには、左右の操舵車輪１０を操向操舵可能な操向操作手段として操向操舵ユニットＵが備えられている。操向操舵ユニットＵには、ステアリング操作軸５４と、ピットマンアーム５５と、ピットマンアーム５５に連動連結される左右の連繋機構５６と、操向モータ５８と、ギヤ機構５７と、が備えられている。ステアリング操作軸５４は、クラッチ５３を介して操向ハンドル４３と連動連結される。ピットマンアーム５５は、ステアリング操作軸５４の回動に伴って揺動するように構成されている。ギヤ機構５７は、ステアリング操作軸５４に操向モータ５８を連動連結するように構成されている。
【００３８】
ステアリング操作軸５４は、ピットマンアーム５５及び左右の連繋機構５６を介して、左右の操舵車輪１０に夫々連動連結されている。ステアリング操作軸５４の下端部に、ロータリエンコーダからなる操向角センサ６０が備えられ、ステアリング操作軸５４の回転量は操向角センサ６０により検出されるようになっている。ステアリング操作軸５４の途中部には、操向ハンドル４３に掛かるトルクを検出するトルクセンサ６１が備えられている。
【００３９】
例えば、操向モータ５８が所定の方向にステアリング操作軸５４を回動させているときに、その回動方向とは反対方向に向けて操向ハンドル４３が人為操作されると、トルクセンサ６１にてそのことを検出することができる。また、操向モータ５８が作動停止しているときに、操向ハンドル４３が任意の方向に人為操作されると、トルクセンサ６１にてそのことを検出することができる。このような人為操作が行われると、自動操向制御に優先して、人為操作に基づいて操向モータ５８を作動させることができる。
【００４０】
クラッチ５３は、ステアリング操作軸５４と操向ハンドル４３との間に設けられ、クラッチ５３が切られることによって、操向ハンドル４３とステアリング操作軸５４との間で動力が伝達しなくなる。クラッチ５３は、例えば畦際の自動旋回時に切られるように構成され、自動旋回時において、操向モータ５８の作動によるステアリング操作軸５４の回転が、操向ハンドル４３に伝達しなくなる。
【００４１】
操向操舵ユニットＵの自動操向を行う場合には、操向モータ５８を駆動して、操向モータ５８の駆動力によりステアリング操作軸５４を回動操作し、操舵車輪１０の操向角度を変更するようになっている。自動操向を行わない場合には、操向操舵ユニットＵは、操向ハンドル４３の人為操作により回動操作することができる。
【００４２】
〔自動操向制御の構成〕
次に、自動操向制御を行うための構成について説明する。
走行機体Ｃに、衛星からの電波を受信して機体の位置を検出する衛星測位用システム（ＧＮＳＳ：Ｇｌｏｂａｌ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）の一例として、周知の技術であるＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）を利用して、機体の位置を求める衛星測位ユニット７０が備えられている。本実施形態では、衛星測位ユニット７０は、ＤＧＰＳ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ＧＰＳ：相対測位方式）を利用したものであるが、ＲＴＫ−ＧＰＳ（Ｒｅａｌ  Ｔｉｍｅ  Ｋｉｎｅｍａｔｉｃ  ＧＰＳ：干渉測位方式）を用いることも可能である。
【００４３】
具体的には、位置検出手段として、衛星測位ユニット７０が測位を行う対象（走行機体Ｃ）に備えられている。衛星測位ユニット７０は、地球の上空を周回する複数のＧＰＳ衛星から発信される電波を受信するアンテナ７１付きの受信装置７２を有する。航法衛星から受信する電波の情報に基づいて、受信装置７２すなわち衛星測位ユニット７０の位置が測位される。
【００４４】
図１乃至図３に示されているように、衛星測位ユニット７０は、走行機体Ｃの前部に位置する状態で、板状の支持プレート７３を介して連結フレーム３１に取り付けられている。図１及び図３に示されているように、受信装置７２が、連結フレーム３１と予備苗フレーム３０とによって、高い箇所に支持されるものとなる。これにより、受信装置７２に受信障害が生じるおそれが少なく、受信装置７２における電波の受信感度を高めることができる。
【００４５】
衛星測位ユニット７０の他に、走行機体Ｃの方位を検出する方位検出手段として、例えばＩＭＵ（Ｉｎｅｒｔｉａｌ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｕｎｉｔ）７４Ａを有する慣性計測ユニット７４が、走行機体Ｃに備えられている。慣性計測ユニット７４は、ＩＭＵ７４Ａに代えてジャイロセンサや加速度センサを有する構成であっても良い。図示はしないが、慣性計測ユニット７４は、例えば、運転座席４１の後側下方位置であって走行機体Ｃの横幅方向中央の低い位置に設けられている。慣性計測ユニット７４は、走行機体Ｃの旋回角度の角速度を検出可能であり、角速度を積分することで機体の方位変化角ΔＮＡ（図７参照）を求めることができる。従って、慣性計測ユニット７４により計測される計測情報には走行機体Ｃの方位情報が含まれている。詳述はしないが、慣性計測ユニット７４は、走行機体Ｃの旋回角度の角速度の他、走行機体Ｃの左右傾斜角度、走行機体Ｃの前後傾斜角度の角速度等も計測可能である。
【００４６】
図５に示されているように、走行機体Ｃに制御装置７５が備えられている。制御装置７５は、自動操向制御が実行される自動操向モードと、自動操向制御が実行されない手動操向モードと、に切換え可能なように構成されている。
【００４７】
制御装置７５は、経路設定部７６と、方位ずれ算定部７７と、制御部７８（制御手段）と、操向制御部７９（制御手段）と、を有する。経路設定部７６は、走行機体Ｃが走行すべき目標移動経路ＬＭ（図６参照）を設定する。方位ずれ算定部７７の詳細は後述する。制御部７８は、衛星測位ユニット７０にて計測される走行機体Ｃの位置情報と、慣性計測ユニット７４にて計測される走行機体Ｃの方位情報と、に基づいて、走行機体Ｃが目標移動経路ＬＭに沿って走行するように、操作量を算定して出力する。操向制御部７９は、操作量に基づいて操向モータ５８を制御する。具体的には、制御装置７５は、マイクロコンピュータを備えており、経路設定部７６と方位ずれ算定部７７と制御部７８と操向制御部７９とが制御プログラムにて構成されている。
【００４８】
自動操向制御に用いる目標移動経路ＬＭをティーチング処理によって設定するための設定スイッチ４９が備えられている。設定スイッチ４９には、始点位置Ｔｓを設定する始点設定スイッチ４９Ａと、終点位置Ｔｆを設定する終点設定スイッチ４９Ｂと、が備えられている。上述したように、始点設定スイッチ４９Ａは表示部４８の右側に備えられ、終点設定スイッチ４９Ｂは表示部４８の左側に備えられている。
【００４９】
制御装置７５に、衛星測位ユニット７０、慣性計測ユニット７４、自動操向スイッチ５０、始点設定スイッチ４９Ａ、終点設定スイッチ４９Ｂ、操向角センサ６０、トルクセンサ６１、車速センサ６２、障害物検知部６３（畦際検知手段）等の情報が入力される。車速センサ６２は、例えば、後車輪１１に対する伝動機構中の伝動軸の回転速度により車速を検出するように構成されている。障害物検知部６３は、走行機体Ｃの前部及び左右両側部に備えられ、例えば、光波測距式の距離センサであったり、画像センサであったりして、圃場の畦際や圃場内の鉄塔等を検知可能なように構成されている。障害物検知部６３によって障害物が検知されると、例えばブザーや音声案内である警報部６４によって運転者に警報が報知される。また、制御装置７５は報知部５９と接続され、報知部５９は、例えば車速やエンジン回転数等の状態を報知するように構成されている。報知部５９は、表示部４８に表示される構成であったりしても良いし、センターマスコット１４に備えられたＬＥＤ照明の点滅パターンが変わる構成であったりしても良い。また、警報部６４は、報知部５９を介して表示部４８に警報を表示するように構成されていても良い。この場合、例えば畦際検知の警報が表示部４８に表示される。また、警報部６４は、報知部５９の一部として構成されていても良い。
【００５０】
始点設定スイッチ４９Ａ及び終点設定スイッチ４９Ｂの操作に基づくティーチング処理によって、自動操向すべき目標経路に対応するティーチング経路が、経路設定部７６によって設定される。
【００５１】
方位ずれ算定部７７は、慣性計測ユニット７４にて検出される走行機体Ｃの検出方位（自機方位ＮＡ）と、目標移動経路ＬＭにおける目標方位ＬＡと、の角度偏差、即ち方位ずれを算定する。そして、制御装置７５が自動操向モードに設定されているとき、制御部７８は、角度偏差が小さくなるように、操向モータ５８を制御するための操作量を算出して出力する。
【００５２】
操向制御部７９は、走行機体Ｃの自動操向制御中に、制御部７８によって出力された操作量に基づいて、自動操向制御を実行する。即ち、衛星測位ユニット７０及び慣性計測ユニット７４によって検出される走行機体Ｃの検出位置（自機位置ＮＭ）が、目標移動経路ＬＭ上の位置になるように、操向モータ５８が操作される。
【００５３】
〔目標移動経路〕
水田において田植機は、直線状の条植付けの経路に沿って田植え作業を伴う作業走行と、畦際付近で次の条植付けの経路に移動するための畦際旋回走行と、を交互に繰り返す。図６に、ティーチング経路に沿って並列する複数の目標移動経路ＬＭが示されている。本実施形態では、夫々の目標移動経路ＬＭ（１）〜ＬＭ（６）は、経路設定部７６によって、以下の手順で設定される。
【００５４】
まず、運転者は、走行機体Ｃを圃場内の畦際の始点位置Ｔｓに位置させ、始点設定スイッチ４９Ａを操作する。このとき、制御装置７５は手動操向モードに設定されている。そして、運転者が手動操縦しながら、始点位置Ｔｓから側部側の畦際の直線形状に沿って走行機体Ｃを走行させ、反対側の畦際近くの終点位置Ｔｆまで移動させてから終点設定スイッチ４９Ｂを操作する。これにより、ティーチング処理が実行される。つまり、始点位置Ｔｓにおいて衛星測位ユニット７０により取得された測位データに基づく位置座標と、終点位置Ｔｆにおいて衛星測位ユニット７０により取得された測位データに基づく位置座標と、から始点位置Ｔｓと終点位置Ｔｆとを結ぶティーチング経路が設定される。このティーチング経路に沿う方向が基準となる目標方位ＬＡとして設定される。なお、終点位置Ｔｆにおける位置座標は、衛星測位ユニット７０による測位データのみならず、車速センサ６２に基づく始点位置Ｔｓからの距離と、慣性計測ユニット７４に基づく走行機体Ｃの方位情報と、に基づいて算出される構成であっても良い。また、始点位置Ｔｓと終点位置Ｔｆとに亘る走行機体Ｃの走行は、田植え作業を伴う作業走行であっても良いし、非作業状態の走行であっても良い。
【００５５】
ティーチング経路の設定完了後、ティーチング経路に隣接する条植付けの経路に移動するための畦際旋回走行が行われ、本実施形態では、始点位置Ｌｓ（１）に走行機体Ｃが移動する。畦際旋回走行は、運転者が手動で操向ハンドル４３を操作することによって行われるものであっても良いし、後述する自動旋回制御によって行われるものであっても良い。このとき、制御部７８は、自機方位ＮＡが反転することにより、走行機体Ｃの旋回が行われたことを判別できる。自機方位ＮＡの反転は、衛星測位ユニット７０や慣性計測ユニット７４によって検知可能である。
【００５６】
走行機体Ｃの旋回は、自機方位ＮＡの反転以外に、各種機器の動作によって判別されるものであっても良い。各種機器の動作として、例えば、苗植付装置Ｗ、整地ロータ（不図示）、整地フロート２５等の上昇動作であったり、サイドクラッチ（不図示）が切られることであったり、苗植付装置Ｗに対する伝動の遮断であったりしても良い。また、走行機体Ｃの始点位置Ｌｓ（１）への到達が、衛星測位ユニット７０によって判別されるものであっても良い。
【００５７】
ティーチング経路の設定完了後、任意のタイミングで目標移動経路ＬＭ（１）が経路設定部７６によって設定される。目標移動経路ＬＭ（１）は、ティーチング経路の設定完了時に設定されても良いし、走行機体Ｃの旋回中に設定されても良いし、走行機体Ｃの旋回後に設定されても良い。また、目標移動経路ＬＭ（１）は、設定スイッチ４９や自動操向スイッチ５０等の操作によって設定される構成であっても良いし、自動的に設定される構成であっても良い。
【００５８】
走行機体Ｃの旋回完了が判別された後、制御装置７５の手動操向モードは継続し、人為操作による直進走行が継続される。この間、制御装置７５は、方位ずれ算定部７７によって算定される自機方位ＮＡの方位ずれや、操舵車輪１０の向き、操向ハンドル４３の操舵角等の判別条件を確認し、自動操向モードに切換え可能な状態であるかどうかを判定する。そして、制御装置７５は、自動操向モードに切換え可能な状態であれば、自動操向スイッチ５０の操作を許可する。このとき、制御装置７５が自動操向モードに切換え可能な状態であるかどうかは、報知部５９によって報知される。
【００５９】
制御装置７５が自動操向モードに切換え不可能な状態である場合、報知部５９は、その理由についても報知するように構成されている。このため、例えば自動操向制御にとっての悪条件を、運転者に報知することができるため、運転者が自動操向制御を開始するための条件を整え易くなる。報知部５９による報知は、ブザー等の音声であっても良いし、センターマスコット１４に備えられたＬＥＤ照明の点灯や点滅であっても良いし、表示部４８に表示されるものであっても良い。また、報知部５９による報知は、一時的に報知される構成あっても良いし、常時報知される構成であっても良い。
【００６０】
自動操向制御にとっての悪条件として、目標方位ＬＡに対する自機方位ＮＡの方位ずれが顕著に大きいことや、操舵車輪１０の向きが左右に大きく変位していることや、走行機体Ｃの車速が速過ぎたり遅過ぎたりすること等が例示される。また、衛星測位ユニット７０が補足可能な航法衛星の数が、予め設定された数よりも少ないことも、自動操向制御にとっての悪条件として例示される。
【００６１】
自動操向スイッチ５０の操作が許可された状態で、運転者が自動操向スイッチ５０を操作すると、経路設定部７６によって目標移動経路ＬＭ（１）が設定され、制御装置７５が手動操向モードから自動操向モードに切換えられる。そして、目標移動経路ＬＭ（１）に沿う自動操向制御が開始される。目標移動経路ＬＭ（１）は、ティーチング経路に隣接した状態で、目標方位ＬＡの方位に沿って設定され、ティーチング処理後に走行機体Ｃが最初に作業走行を行う目標移動経路ＬＭである。なお、運転者は、走行機体Ｃの旋回後に、操作レバー４５を操作して苗植付装置Ｗを下降させて田植え作業を実行するが、制御装置７５が手動操向モードから自動操向モードに切換えられると、苗植付装置Ｗが下降して田植え作業が開始される構成であっても良い。
【００６２】
自動操向制御は、目標移動経路ＬＭ（１）の始点位置Ｌｓ（１）の位置する側の反対側にある終点位置Ｌｆ（１）の付近で、障害物検知部６３による畦際の検知が判定されるまで継続する。この間、例えば、自動操向制御時に、ＨＳＴの斜板が電動モータによって操作され、運転者が主変速レバー４４を操作しても、主変速レバー４４の操作がＨＳＴ（不図示）に伝達されない。また、自動操向制御時に主変速レバー４４が動かないように所定位置に拘束される構成であっても良い。この構成は、特に主変速レバー４４とＨＳＴとが機械的に連係する構成で有用である。なお、自動操向制御時に、主変速レバー４４がＨＳＴを操作できない場合であっても、不図示の専用操作具やブレーキ操作によって、エンジン１３が停止したり、走行機体Ｃが停止したりして、主変速レバー４４がＨＳＴを操作可能となる構成であっても良い。
【００６３】
走行機体Ｃと畦際との距離が、予め設定された範囲内であることが、障害物検知部６３によって判定されると、警報部６４の警報によって運転者に報知される。このとき、警報部６４による警報は、ブザー等の音声であっても良いし、センターマスコット１４に備えられたＬＥＤ照明の点灯や点滅であっても良いし、表示部４８に表示されるものであっても良い。そして、障害物検知部６３が、予め設定された時間に亘って畦際を検出し続けることによって、畦際の検知が判定され、エンジン１３が停止すると共に、制御装置７５が手動操向モードに切換えられて自動操向制御は解除される。また、畦際の検知が判定されると、エンジン１３が停止せず、走行機体Ｃが減速又は停止する構成であっても良い。つまり、走行機体Ｃと畦際との距離が、予め設定された範囲内であることが判定されると、自動操向制御が解除されれば良い。
【００６４】
このように、畦際の検知が判定されることによって、畦際付近で自動操向制御が解除されるように構成されているが、畦際付近であっても、所定の条件を満たしていれば自動操向制御が継続される構成であっても良い。例えば、障害物検知部６３によって畦際が検知され、運転者に警報が報知される状態であっても、運転者が自動操向スイッチ５０の操作を継続することによって、畦際の検知の判定が行われずに自動操向制御が継続される構成であっても良い。このとき、運転者が自動操向スイッチ５０の操作をやめることによって、自動操向制御が解除されるように構成されていても良い。これにより、走行機体Ｃが終点位置Ｌｆ（１）に到達するまで、畦際の検知の判定に関係なく自動操向制御を継続することができる。また、上述した自動操向制御の継続は、自動操向スイッチ５０の操作によるもの限らず、例えば、始点設定スイッチ４９Ａや終点設定スイッチ４９Ｂの操作によるものであっても良い。
【００６５】
走行機体Ｃが目標移動経路ＬＭ（１）の終点位置Ｌｆ（１）に到達すると、運転者は、目標移動経路ＬＭ（１）の未作業領域側に操向ハンドル４３を操作して畦際旋回走行を行い、走行機体Ｃは、次の作業走行の始点位置Ｌｓ（２）に移動する。なお、当該畦際旋回走行は、後述する自動旋回制御によって行われるものであっても良い。走行機体Ｃの旋回前に、運転者が操作レバー４５を操作して苗植付装置Ｗを上昇させることができるが、操向ハンドル４３の操作によって、苗植付装置Ｗに対する伝動が遮断され、苗植付装置Ｗが上昇する構成であっても良い。そして、走行機体Ｃの旋回が行われたことが判別される。
【００６６】
目標移動経路ＬＭ（１）における作業走行の完了後、任意のタイミングで目標移動経路ＬＭ（２）が経路設定部７６によって設定される。目標移動経路ＬＭ（２）は、障害物検知部６３による畦際の判定時に設定されても良いし、走行機体Ｃの旋回中に設定されても良いし、走行機体Ｃの旋回後に設定されても良い。また、目標移動経路ＬＭ（２）は、設定スイッチ４９や自動操向スイッチ５０等の操作によって設定される構成であっても良いし、自動的に設定される構成であっても良い。目標移動経路ＬＭ（２）が、目標移動経路ＬＭ（１）の未作業領域側に隣接して設定された後、目標移動経路ＬＭ（２）に沿って自動操向制御が開始され、走行機体Ｃが作業走行する。
【００６７】
走行機体Ｃが目標移動経路ＬＭ（２）の終点位置Ｌｆ（２）に到達した後、目標移動経路ＬＭ（３），ＬＭ（４），ＬＭ（５），ＬＭ（６）の順番で、畦際旋回走行後の目標移動経路ＬＭの設定と、作業走行と、が繰り返される。つまり、夫々の目標移動経路ＬＭは、一つずつ設定される。
【００６８】
自動操向制御の間、衛星測位ユニット７０によって自機位置ＮＭの情報が経時的に取得される。また、車速センサ６２による車速が算出されると共に、図７に示されているように、慣性計測ユニット７４による相対的な方位変化角ΔＮＡが経時的に計測される。方位ずれ算定部７７は、方位変化角ΔＮＡの積分によって、自動操向制御が開始された地点からの自機方位ＮＡを経時的に算出する。そして、方位ずれ算定部７７は、自機方位ＮＡと目標方位ＬＡとの方位ずれを算定する。制御部７８は、自機方位ＮＡが目標方位ＬＡと合致するように操作量を出力し、操向制御部７９は、操作量に基づいて操向モータ５８を操作する。これにより、走行機体Ｃが、目標移動経路ＬＭに沿って精度良く走行する。運転者は、操向ハンドル４３の操作を行わない状態となっている。
【００６９】
〔目標移動経路の設定〕
図８に、目標移動経路ＬＭに隣接する状態で、後工程用目標移動経路ＬＭ２が示されている。後工程用目標移動経路ＬＭ２は、走行機体Ｃが目標移動経路ＬＭの次に作業走行を行う目標移動経路として設定される。このことから、図８の目標移動経路ＬＭが図６の目標移動経路ＬＭ（１）に相当する場合、図８の後工程用目標移動経路ＬＭ２は、図６の目標移動経路ＬＭ（２）に相当する。また、図８の目標移動経路ＬＭが図６の目標移動経路ＬＭ（２）に相当する場合、図８の後工程用目標移動経路ＬＭ２は、図６の目標移動経路ＬＭ（３）に相当する。後述する図９乃至図１１における目標移動経路ＬＭ及び後工程用目標移動経路ＬＭ２も、同様である。
【００７０】
なお、図８の目標移動経路ＬＭは、上述したティーチング経路であっても良い。この場合、図８の後工程用目標移動経路ＬＭ２は、図６の目標移動経路ＬＭ（１）に相当する。
【００７１】
基本的に、後工程用目標移動経路ＬＭ２は、衛星測位ユニット７０の測位データに基づいて、目標移動経路ＬＭから予め設定された設定距離Ｐだけ離して設定される。ここで、設定距離Ｐは、苗植付装置Ｗが田植え作業を行う作業幅に相当する距離である。
【００７２】
しかし、一般的にＤＧＰＳの誤差は数メートルの範囲に及ぶ場合がある。このため、衛星測位ユニット７０としてＤＧＰＳが用いられる場合、実際に衛星測位ユニット７０によって取得される測位データに基づく自機位置ＮＭの座標位置が、実際の目標移動経路ＬＭに対して位置ずれする場合が考えられる。このことから、実際に衛星測位ユニット７０によって取得される自機位置ＮＭの座標位置のみに基づいて、後工程用目標移動経路ＬＭ２が設定される構成である場合、既作業領域の既植苗が踏み荒らされたり、畦際旋回前後の作業走行軌跡の間に不作業領域が発生したりする虞がある。
【００７３】
本実施形態では、目標移動経路ＬＭに沿って自動操向制御が行われた走行機体Ｃの実際の位置ずれに基づいて、後工程用目標移動経路ＬＭ２の目標移動経路ＬＭに対する離間距離が算定される。前述したようにＤＧＰＳの誤差は数メートルの範囲に及ぶ場合があるが、例えば十秒程度の短時間の間に、ＤＧＰＳによる二点間の測位が行われる場合、二点間における相対的な位置の誤差は極めて小さいことが知られている。この特性を利用して、後工程用目標移動経路ＬＭ２の設定時に、畦際旋回の直前で測位される測位データに基づいて、自機位置ＮＭから相対的な距離だけ離間した位置に後工程用目標移動経路ＬＭ２を設定するように、経路設定部７６は構成されている。つまり、後工程用目標移動経路ＬＭ２は、衛星測位ユニット７０の測位データに基づいて算出される自機位置ＮＭから、設定距離Ｐだけ離間した位置に設定される。
【００７４】
目標移動経路ＬＭに沿う自動操向制御において、走行機体Ｃが、目標移動経路ＬＭに対して未作業領域側に位置ずれ偏差ｄだけ位置ずれした状態で作業走行する場合、走行機体Ｃの実際の作業走行軌跡は、図８で示される一点鎖線Ｌａの走行軌跡となる。なお、一点鎖線Ｌａの走行軌跡は、衛星測位ユニット７０の測位データに基づいて算出される。また、衛星測位ユニット７０によって測位される測位データの絶対的な誤差も、位置ずれ偏差ｄに含まれる。
【００７５】
畦際旋回走行の直前で、自機位置ＮＭの位置座標ＮＭ３が、衛星測位ユニット７０によって測位データとして測位される。位置座標ＮＭ３が測位された後、かつ、自動走行制御が開始される前に、畦際旋回走行が行われると共に、任意のタイミングで、後工程用目標移動経路ＬＭ２が設定される。通常の畦際旋回走行は数秒程度で完了するため、畦際旋回走行の完了直後に衛星測位ユニット７０によって測位される位置座標と、畦際旋回走行の直前における位置座標ＮＭ３と、の間の相対的な誤差は小さなものとなる。なお、位置座標ＮＭ３は、終点位置Ｌｆの付近において、衛星測位ユニット７０によって測位される複数の測位データが平均化されたものであっても良い。
【００７６】
本来であれば、後工程用目標移動経路ＬＭ２は、目標移動経路ＬＭに対して設定距離Ｐだけ離間した位置、即ち、図８で示される破線ｌｍの位置に設定される。これに対して本実施形態では、走行機体Ｃの位置ずれ偏差ｄに対応して、後工程用目標移動経路ＬＭ２が破線ｌｍから位置ずれ偏差ｄだけ未作業領域側に平行移動した状態で設定される。
【００７７】
また、走行機体Ｃの実際の作業走行軌跡が、目標移動経路ＬＭに対して既作業領域側に位置ずれ偏差ｄだけ位置ずれする場合は、後工程用目標移動経路ＬＭ２は、目標移動経路ＬＭに対する設定距離Ｐから、既作業領域側に位置ずれ偏差ｄの分だけ平行移動した状態で設定される。
【００７８】
これにより、衛星測位ユニット７０によって測位される測位データに誤差が含まれる場合であっても、自機位置ＮＭから設定距離Ｐだけ離間した位置に設定することができる。苗植付装置Ｗの作業幅の分だけ離れた位置に、後工程用目標移動経路ＬＭ２が設定される構成によって、既作業領域の既植苗が踏み荒らされたり、畦際旋回前後の作業走行軌跡の間に不作業領域が発生したりする虞が防止される。この構成は、特に、衛星測位ユニット７０として、ＤＧＰＳが用いられる構成で有用である。
【００７９】
〔畦際自動旋回について〕
基本的に圃場の畦際旋回は、運転者が操向ハンドル４３操作することによって行われる。しかし、人為操作による畦際旋回では、次の目標移動経路ＬＭの始点位置Ｌｓに到達し、かつ、機体の前進方向が目標移動経路ＬＭの目標方位と一致するように、機体の方向転換を行う必要がある。このため、運転者の熟練度に依存する要素が多く、慣れない運転者にとって負担を強いられるものである。特に、上述したような、畦際旋回の直前で測位された位置座標ＮＭ３に基づいて後工程用目標移動経路ＬＭ２が設定される構成では、走行機体Ｃは、一定時間以内に次の作業走行の始点位置Ｌｓに到達し、かつ、当該一定時間以内に自動操向制御を開始するための条件を整えるのが望ましい。このため、本実施形態では、制御部７８は、自動旋回制御に切換可能なように構成されている。
【００８０】
自動旋回制御において制御部７８は、衛星測位ユニット７０にて測位される自機位置ＮＭに基づいて、例えばルックアップテーブルのデータ変換を経て、操向制御部７９に操向操作を指示するように構成されている。また、衛星測位ユニット７０に限らず、例えば、車速センサ６２によって計測される車速と、慣性計測ユニット７４によって計測される方位変化角ΔＮＡ（図７参照）と、の夫々が積分されて自機位置ＮＭが算出される構成であっても良い。制御部７８は、障害物検知部６３による畦際の検知の判定を自動旋回の開始の条件とし、任意のタイミングで自動旋回制御を開始するように構成されている。自動旋回制御の目標位置は、次の作業走行の始点位置Ｌｓであり、始点位置Ｌｓにおいて、走行機体Ｃの自機方位ＮＡと、目標方位ＬＡと、が一致するように旋回制御される。
【００８１】
以下に、圃場の畦際における旋回走行のパターンについて説明する。
図９に示されている旋回走行パターンでは、目標移動経路ＬＭに沿って、作業幅Ｗ１に亘る左右幅で作業走行が行われた後、作業走行の終点位置Ｌｆから次の作業走行の始点位置Ｌｓに向けて、Ｕ字状の旋回走行が行われる。なお、作業幅Ｗ１は、苗植付装置Ｗの作業幅であり、作業幅Ｗ１と作業幅Ｗ２とは、同じ幅を有する。後述する図１０及び図１１に示されている作業幅Ｗ１及び作業幅Ｗ２も、同様である。
【００８２】
図９に示される旋回走行のパターンでは、終点位置Ｌｆ又は始点位置Ｌｓと、圃場の畦際と、の離間距離Ｗ３は、作業幅Ｗ１又は作業幅Ｗ２の二倍となっている。このことから、走行機体Ｃは、全ての目標移動経路ＬＭにおける作業走行の完了後に、圃場の畦際に沿って二周分の周回走行をしながら作業走行を行う。図９に示される旋回走行のパターンは、主に四条植え型式や六条植え型式の苗植付装置Ｗを有する田植え機で用いられる。
【００８３】
走行機体Ｃが圃場の畦際に接近した状態で、障害物検知部６３によって畦際が経時的に検出され、走行機体Ｃが圃場の畦際から離れることが判定された後に、自動旋回制御が開始されるように構成されている。図９においてＰ１で示された箇所は、畦際旋回走行の略中間位置であり、走行機体Ｃが圃場の畦際に最も接近する位置である。このことから、走行機体ＣがＰ１の箇所を通過した後に、走行機体Ｃが畦際から離れることが判定され、制御部７８による自動旋回制御が開始される。後述する図１０においてＰ１で示された箇所も、同様である。
【００８４】
自動旋回制御が開始されるタイミングとして、例えば、走行機体ＣがＰ１の箇所を通過した後に、自動旋回可能な状態が報知部５９を介して運転者に報知され、設定スイッチ４９や自動操向スイッチ５０等の操作によって自動旋回制御が開始される構成であっても良い。また、自動旋回制御は自動的に開始される構成であっても良い。また、走行機体ＣがＰ１の箇所を通過する前であっても、設定スイッチ４９や自動操向スイッチ５０等の操作によって自動旋回制御が許可され、走行機体ＣがＰ１の箇所を通過した後に、走行機体Ｃが圃場の畦際から離れることが判定され、自動旋回制御が開始されるように構成されていても良い。
【００８５】
図１０に示されている旋回走行パターンでは、目標移動経路ＬＭに沿って、作業幅Ｗ１に亘る左右幅で作業走行が行われた後、作業走行の終点位置Ｌｆから次の作業走行の始点位置Ｌｓに向けて、Ｕ字状の旋回走行が行われる。
【００８６】
図１０に示される旋回走行のパターンでは、終点位置Ｌｆ又は始点位置Ｌｓと、圃場の畦際と、の離間距離は、苗植付装置Ｗの作業幅と同じ距離となっている。このため、例えば七条植え型式や八条植え型式の苗植付装置Ｗを有する田植え機である場合、そのまま畦際旋回走行が行われると、走行機体Ｃの前部が畦際と接触する虞がある。このことから、図１０に示されている旋回走行パターンでは、走行機体Ｃが目標移動経路ＬＭの終点位置Ｌｆに到達した後、走行機体Ｃが一旦Ｌｆｆの位置まで後進し、次の作業走行の始点位置Ｌｓに向けて、走行機体ＣがＵ字状の旋回走行を行うように構成されている。
【００８７】
なお、図１０に示される旋回走行パターンにおいて自動旋回制御が開始されるタイミングとして、図９に示される旋回走行のパターンで既述したタイミングのみならず、例えば、走行機体Ｃが終点位置ＬｆからＬｆｆの位置まで後進したことが判定されて自動旋回制御が開始される構成であっても良い。また、走行機体Ｃが終点位置Ｌｆに到達した後、自動操向スイッチ５０等の操作によって、終点位置ＬｆからＬｆｆの位置までの後進動作も含めた自動旋回制御の走行が行われる構成であっても良い。
【００８８】
図１１に示されている旋回走行パターンでは、終点位置Ｌｆ又は始点位置Ｌｓと、圃場の畦際と、の離間距離は、苗植付装置Ｗの作業幅と同じ距離となっている。更に、走行機体Ｃの旋回曲率半径が苗植付装置Ｗの作業幅よりも小さくなるように、走行機体Ｃが構成されている。このことから、図１１に示されている旋回走行パターンでは、目標移動経路ＬＭに沿って、作業幅Ｗ１に亘る左右幅で作業走行が行われた後、まず、走行機体Ｃは、作業走行の終点位置Ｌｆから、圃場の畦際に沿う位置Ｐ１までＬ字状に旋回する。次に、走行機体Ｃは、圃場の畦際に沿って位置Ｐ２まで直進走行する。そして、位置Ｐ２から次の作業走行の始点位置Ｌｓに向けて、走行機体Ｃがもう一度Ｌ字状の旋回走行を行って、畦際旋回走行が完了する。図１１に示される旋回走行のパターンは、主に十条植え型式の苗植付装置Ｗを有する田植え機で用いられる。
【００８９】
位置Ｐ２から次の作業走行の始点位置Ｌｓに向かう旋回走行は、走行機体Ｃが圃場の畦際から離れる方向に操舵車輪１０が操舵される旋回走行である。このことから、走行機体ＣがＰ２の箇所を通過した後に、走行機体Ｃが畦際から離れることが判定され、制御部７８による自動旋回制御が開始される。自動旋回制御が開始されるタイミングとして、例えば、走行機体Ｃが圃場の畦際に沿って走行する状態で、操向ハンドル４３が、次の作業走行の始点位置Ｌｓの位置する側に、操作されることが検知されて自動旋回制御が開始される構成であっても良い。また、走行機体ＣがＰ２の箇所を通過した後に、自動操向スイッチ５０等の操作によって自動旋回制御が開始される構成であっても良い。加えて、走行機体ＣがＰ２の箇所を通過する前であっても、設定スイッチ４９や自動操向スイッチ５０等の操作によって自動旋回制御が許可され、走行機体ＣがＰ２の箇所を通過した後に、走行機体Ｃが圃場の畦際から離れることが判定され、自動旋回制御が開始されるように構成されていても良い。
【００９０】
自動旋回制御が行われている間、操舵車輪１０の操舵角度が変更されても、操向ハンドル４３に操舵車輪１０の操舵角度が伝達しないように、操向ハンドル４３は構成されている。例えば、操向ハンドル４３の操作が電気信号によって操向制御部７９に伝達される構成である場合、操向制御部７９は、操向ハンドル４３の操作に関係なく、自動旋回制御を行うように構成されていれば良い。また、操向ハンドル４３と操舵車輪１０との間にクラッチが介在する構成である場合、自動旋回制御が行われている間、当該クラッチが切られるように構成されていれば良い。なお、自動旋回制御が開始される前に、報知部５９又は警報部６４によって自動旋回制御が開始されることが運転者に報知され、運転者が操向ハンドル４３から手を離すことが促される。また、自動旋回制御時に、運転者が操向ハンドル４３を操作できない場合であっても、不図示の専用操作具やブレーキ操作によって、運転者が操向ハンドル４３を操作可能となる構成であっても良い。
【００９１】
〔位置ずれ修正処理〕
走行機体Ｃが、目標移動経路ＬＭから予め設定された範囲よりも機体横方向に位置ずれした場合、以下のような位置ずれ修正処理が実行される。図１２に示されているように、自機位置ＮＭが目標移動経路ＬＭから横方向に位置ずれ量ΔＰだけ位置ずれした状態で、走行機体Ｃが走行する場合、制御部７８は、目標方位ＬＡを設定傾斜角α１だけ傾斜した方位に変更する。つまり、制御部７８は、自動操向制御するときの目標方位ＬＡとして、目標移動経路ＬＭの位置する側に設定傾斜角α１だけ傾斜した方位に目標方位ＬＡを変更して自動操向制御を実行する。
【００９２】
このとき、自機位置ＮＭが目標移動経路ＬＭに相当する箇所から離れているほど、設定傾斜角α１が大側に設定され、自機位置ＮＭが目標移動経路ＬＭに相当する箇所に近づくほど、設定傾斜角α１が緩く設定される。また、車速が低速であれば、設定傾斜角α１が大側に設定され、車速が高速であるほど設定傾斜角α１が緩く設定される。但し、設定傾斜角α１には上限値が設定され、車速がどのように低速であっても、位置ずれが大きくても、設定傾斜角α１が設定上限値を越えることはない。これにより、走行機体Ｃが急旋回して走行状態が不安定になる虞が防止される。
【００９３】
自機方位ＮＡが、設定傾斜角α１だけ傾斜した目標方位ＬＡに達すると、目標方位ＬＡは、設定傾斜角α１よりも緩い傾斜角α２だけ傾斜した方位に変更される。更に、自機方位ＮＡが、傾斜角α２だけ傾斜した目標方位ＬＡに達すると、目標方位ＬＡは、傾斜角α２よりも緩い傾斜角α３だけ傾斜した方位に変更される。このように、目標移動経路ＬＭに対する方位偏差が徐々に小さくなる状態で、走行機体Ｃが斜め方向に走行するので、迅速に位置ずれ量ΔＰを小さくすることができる。
【００９４】
上述した目標移動経路ＬＭに相当する箇所は、目標移動経路ＬＭに相当する位置の左右両側に横方向に所定幅の領域を有している。すなわち、位置偏差に対する制御不感帯が設定されており、位置偏差が制御不感帯の範囲内に入ると、目標方位ＬＡは傾斜せず、本来の目標移動経路ＬＭに沿う方向に設定される。
【００９５】
上述した構成によって、走行機体Ｃが目標移動経路ＬＭに誘導されるため、特に、上述した自動旋回制御の直後に開始される自動操向制御において、走行機体Ｃの目標移動経路ＬＭに対する位置ずれが速やかに収束される。
【００９６】
なお、衛星測位ユニット７０による測位データの精度の低下が判定されたら、上述した位置ずれの補正制御は実行されないように構成されていても良い。この場合、当該位置ずれが考慮されず、目標移動経路ＬＭに沿う方向の目標方位ＬＡに自機方位ＮＡが沿うように、自動操向制御が行われる。
【００９７】
〔慣性計測ユニットにおける補正処理〕
慣性計測ユニット７４は、重力加速度による慣性計測ユニット７４のたわみを基準として、走行機体Ｃの加速度や角加速度等の慣性量を精度良く計測可能であるため、当該角加速度の積分によって走行機体Ｃの方位変化角ΔＮＡを計測できる。しかし、走行機体Ｃの旋回方向は、重力加速度の方向と垂直（又は略垂直）な面上に沿うため、自機方位ＮＡの絶対的な方位を計測することができない。このため、慣性計測ユニット７４によって計測された方位変化角ΔＮＡに、僅かな誤差が含まれる場合であっても、方位変化角ΔＮＡの積分において誤差が累積される虞がある。このため、方位ずれ算定部７７で算出される自機方位ＮＡが、時間の経過に伴って不正確になる虞がある。このことから、方位ずれ算定部７７は、衛星測位ユニット７０による測位データに基づいて、以下の補正を行う。
【００９８】
前述したように、短時間の間にＤＧＰＳによる二点間の測位が行われる場合、二点間における相対的な位置の誤差は極めて小さいことが知られている。この特性を利用して、二点間の測位データに基づいて算定される絶対方位は、二点間の距離が離れるほど高精度なものとなる。
【００９９】
走行機体Ｃの車速が予め設定された値以上のとき、図１３に示されているように、方位ずれ算定部７７は、衛星測位ユニット７０により測位された二点間の自機位置ＮＭ１，ＮＭ２に基づいて、自機方位ＮＡｃを算出するように構成されている。二点間の自機位置ＮＭ１，ＮＭ２の間では、方位変化角ΔＮＡが複数回に亘って検出され、方位変化角ΔＮＡの積分によって自機方位ＮＡが算定される。このとき、方位変化角ΔＮＡの積分によって算定される自機方位ＮＡは、方位変化角ΔＮＡに含まれる誤差の累積によって、自機位置ＮＭ２において点線で示される矢印ＮＡｆにずれた状態となっている。
【０１００】
自機方位ＮＡｃが算出されると、方位ずれ算定部７７は、自機方位ＮＡを自機方位ＮＡｃに更新する。これにより、方位ずれ算定部７７によって算定された自機方位ＮＡが、矢印ＮＡｆにずれた状態が解消される。そして、方位ずれ算定部７７は、更新された自機方位ＮＡに基づいて、慣性計測ユニット７４によって計測された方位変化角ΔＮＡを積分することによって、経時的に自機方位ＮＡを算出する。この構成よって、慣性計測ユニット７４による方位変化角ΔＮＡの計測に誤差が含まれる場合であっても、ΔＮＡの積分による誤差の累積が解消されて自動操向制御が正確なものとなる。
【０１０１】
〔表示部〕
図１４に示されているように、機体の状態が報知部５９を介して表示部４８の画面に表示される。表示部４８は、作業情報領域１００、位置ずれ情報領域１０１、車速情報領域１０２等の複数の表示領域に区分けされている。作業情報領域１００は、表示部４８の上側の左端に作業日時や作業実績などを表示する。位置ずれ情報領域１０１は、上側の中央に目標移動経路ＬＭに対する走行機体Ｃ（自機位置ＮＭ）の位置ずれ量を表示する。車速情報領域１０２は、上側の右端に車速を表示する。表示部４８の上側以外の大きな領域は位置情報領域１０４となっており、位置情報領域１０４は圃場における走行機体Ｃの位置を示す。位置情報領域１０４の左端の小さな領域は操舵状態情報領域１０３となっており、操舵状態情報領域１０３は制御装置７５の自動操向モード又は手動操向モードの状態を表示する。位置情報領域１０４の右端には、タッチパネル操作式のソフトウエアボタン群１２０が配置されている。表示部４８の更に右側には、物理ボタン群１２１が配置されている。
【０１０２】
位置情報領域１０４には、走行機体Ｃ周辺の圃場の作業状態及び、目標移動経路ＬＭと、自機位置ＮＭを示す機体シンボルＳＹが表示されている。なお、目標移動経路ＬＭのうち、作業走行中の目標移動経路ＬＭは、分かりやすくするために太い実線で描画されている。さらに、既に田植えが完了した領域は各植付苗を点描化して表示される。これにより、既作業領域と未作業領域とが視覚的に明確に区別されている。なお、この植付苗跡の表示は、点描以外に線状の植付条を示す線であっても良い。
【０１０３】
図１４では明示されていないが、走行機体Ｃの実際に走行した経路、つまり走行軌跡を、表示部４８に表示することもできる。この走行軌跡と目標移動経路ＬＭとを比べることで、自動操向制御の精度をチェックすることができる。走行軌跡は、衛星測位ユニット７０による測位データに基づいて表示部４８に表示される。また、機体シンボルＳＹは矢印状で示されており、尖鋭方向が進行方向、即ち自機方位ＮＡを示している。自機方位ＮＡと目標方位ＬＡとの方位ずれをより視覚的に分かりやすくするため、機体シンボルＳＹの中心から進行方向に延びた指針１１０と、その向きの角度範囲を示す向き目盛１１１と、が上書き表示されている。また方位ずれの許容範囲を示す境界線１１２も表示されている。方位ずれのデジタル値も表示可能である。運転者は、表示部４８を通じて、目標移動経路ＬＭに対する走行機体Ｃの位置ずれ及び方位ずれを視認できる。
【０１０４】
目標移動経路ＬＭにおける作業走行に基づいて後工程用目標移動経路ＬＭ２が設定されると、図１４に示されているように、位置ずれ情報領域１０１に、後工程用目標移動経路ＬＭ２に対する走行機体Ｃの位置ずれ量が表示される。位置ずれ量が表示されるタイミングは、目標移動経路ＬＭから後工程用目標移動経路ＬＭ２に畦際旋回走行する際中であっても良いし、当該畦際旋回走行の完了後であっても良い。
【０１０５】
前述したように、例えば十秒程度の短時間の間に、ＤＧＰＳによる二点間の測位が行われる場合、二点間における相対的な位置の誤差は極めて小さい。しかし、ＤＧＰＳによって経時的に測位される位置座標の誤差は、畦際旋回の直前で測位された位置座標ＮＭ３（図８参照）に対して、位置座標ＮＭ３が測位されたタイミングから時間が経過して測位されるほど大きくなる。つまり、位置座標ＮＭ３に対する相対的な測位精度が、時間の経過に伴って低下する。このため、衛星測位ユニット７０にＤＧＰＳが用いられる構成である場合、表示部４８は、位置ずれ量の精度の低下が判定されたら、位置ずれ情報領域１０１に位置ずれ量が表示されないように構成されている。例えば、位置ずれ情報領域１０１に位置ずれ量が表示される設定時間が予め設定され、位置座標ＮＭ３が測位されたタイミングから当該設定時間が経過すると、位置ずれ情報領域１０１に位置ずれ量が表示されないような構成であっても良い。
【０１０６】
前述した自動旋回制御が行われている間、表示部４８に表示される画面のうち、位置ずれ情報領域１０１及び位置情報領域１０４に、走行機体Ｃの位置や位置ずれ量が表示されないように構成されている。つまり、自動旋回中における表示部４８の表示に自動旋回中であることが表示され、運転者に分かり易い表示とすることができる。また、運転者の意思によって、自動旋回中における走行機体Ｃの位置や位置ずれ量が表示されるように、切換自在な構成であっても良い。表示又は非表示の切換は、ソフトウエアボタン群１２０や物理ボタン群１２１の操作によるものであっても良い。また、位置ずれ量の報知は、報知部５９による音声通知やスイッチの点灯表示又は点滅表示であっても良い。
【０１０７】
衛星測位ユニット７０が補足可能な航法衛星の数が少ないなどの要因で、衛星測位ユニット７０の受信感度が不十分な場合、衛星測位ユニット７０の測位データに大きな誤差が含まれる虞がある。このような場合、位置ずれ情報領域１０１に位置ずれ量が表示されない構成であっても良い。また、位置ずれ情報領域１０１や位置情報領域１０４に、衛星測位ユニット７０の受信感度が不十分であることが、報知部５９を介して報知される構成であっても良い。これにより、運転者に、作業走行を人為操作で行うように促される。なお、衛星測位ユニット７０の受信感度が不十分であることの報知は、音声案内やスイッチの点灯表示又は点滅表示であっても良く、報知しないように切換自在なように構成されている。また、報知部５９が報知する時間は、任意に設定調整可能なように構成されて良い。更に、この状態で自動操向スイッチ５０が操作されると、当該位置ずれが考慮されず、自機方位ＮＡが目標方位ＬＡに沿うように自動操向制御が行われる構成であっても良い。
【０１０８】
目標移動経路ＬＭは、設定後に補正可能な構成であっても良い。例えば、畦際旋回走行の完了直後に人為操作による作業走行が行われ、かつ、自機位置ＮＭが目標移動経路ＬＭに対して、走行機体Ｃの前方視で左右何れかに位置ずれしている場合が考えられる。このような場合、運転者が、自機位置ＮＭの位置する方向に、目標移動経路ＬＭを、走行機体Ｃの前方視で左右に平行移動させる補正が可能な構成であっても良い。この構成によって、目標移動経路ＬＭに対する自機位置ＮＭの位置ずれが許容範囲外である場合であっても、目標移動経路ＬＭの補正によって、自機位置ＮＭの位置ずれを目標移動経路ＬＭに対して許容範囲内とすることができる。これにより、目標移動経路ＬＭに沿う自動操向制御を速やかに開始させることができる。目標移動経路ＬＭの補正は、ソフトウエアボタン群１２０の操作によるものであっても良いし、物理ボタン群１２１の操作によるものであっても良い。
【０１０９】
〔別実施形態〕
本発明は、上述した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。
【０１１０】
〔１〕上述した実施形態において、例えば、距離センサや画像センサである障害物検知部６３が、畦際検知手段として用いられているが、上述した実施形態に限定されない。例えば、障害物検知部６３に代えて、例えば予め圃場の座標位置を計測した圃場計測データが用いられ、圃場計測データと衛星測位ユニット７０の測位データとを比較することによって、畦際が検知される構成であっても良い。この場合、走行機体Ｃに、ＷＡＮ（Ｗｉｄｅ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）等を介して外部端末と通信可能な通信機器が備えられ、例えば前年度以前の作業走行において衛星測位ユニット７０によって測位されたものが、圃場計測データとして外部端末に管理される構成であっても良いし、地図情報サイトから取得された地図情報が、圃場計測データとして用いられる構成であっても良い。
【０１１１】
〔２〕上述した実施形態において、操向ハンドル４３が備えられた操向操舵ユニットＵが、操向操作手段として用いられているが、上述した実施形態に限定されない。例えば、操向操作手段は、運転者が手元で操作するプロポーショナル方式の送信機であっても良いし、携帯端末機器のタッチパネル式表示画面であっても良い。この場合、操向操舵ユニットＵの操向モータ５８が、遠隔操作によって操作される構成であっても良い。また、操向ハンドル４３が着脱可能なように構成されていても良い。この場合、運転者等が操向ハンドル４３を紛失しないように、操向ハンドル４３が走行機体Ｃから離れないように、操向操舵ユニットＵから取り外される構成であっても良い。例えば、操向ハンドル４３が操向操舵ユニットＵにチェーンで繋がれていたり、操向ハンドル４３が操向操舵ユニットＵに収納可能であったり、操向ハンドル４３が走行機体Ｃから一定距離以上離れると、報知部５９を介して表示部４８や外部端末に報知されたりしても良い。
【０１１２】
〔３〕上述した実施形態に示される自動旋回制御は、位置座標ＮＭ３が測位されたタイミングから当該設定時間が経過すると、自動旋回制御が許可されないように構成されていても良い。衛星測位ユニット７０にＤＧＰＳが用いられる構成である場合、位置座標ＮＭ３に対する相対的な測位精度が、時間の経過に伴って低下する。このため、制御部７８が、自動旋回制御の目標位置に、走行機体Ｃを精度良く到達させることが出来ないと判定する場合、自動旋回制御が許可されないように構成されていても良い。この構成は、特に、畦際旋回走行の途中で、走行機体Ｃが長時間停止するような場合に有効である。
【０１１３】
〔４〕制御部７８は、自動旋回制御を実行する第一モードと、自動旋回制御を実行しない第二モードと、に切換可能なように構成されていても良い。例えば、制御部７８が第一モードに設定されている場合、制御部７８は、走行機体Ｃと畦際との接近が検知されると、自動的に自動旋回制御を開始するように構成されていても良い。また、制御部７８が第二モードに設定されている場合、自動旋回制御が無効化されて、操向ハンドル４３の手動操作や操向モータ５８の遠隔操作によって畦際旋回走行が行われる構成であっても良い。
【０１１４】
〔５〕上述した実施形態において、目標移動経路ＬＭが一つずつ設定されるように構成されているが、上述した実施形態に限定されない。例えば、始点位置Ｔｓと終点位置Ｔｆとを結ぶティーチング経路（図６参照）が設定されると、全ての目標移動経路ＬＭが同時に設定されるような構成であっても良い。
【０１１５】
〔６〕図９乃至図１１に示される旋回走行パターンにおいて、自動旋回制御の開始が可能となるタイミングは、走行機体Ｃの畦際からの離間が、障害物検知部６３によって検知されるタイミングであるが、上述した実施形態に限定されない。例えば、走行機体Ｃの自機方位ＮＡと、目標移動経路ＬＭの目標方位ＬＡと、の方位ずれが、予め設定された範囲よりも大きく向きずれしたときに自動旋回制御が開始されるように構成されていても良い。例えば、方位ずれの角度が９０度以上となった場合に、走行機体Ｃが圃場の畦際から離れることが判定され、自動旋回制御が開始される構成であっても良い。この場合、自動旋回制御が自動的に開始される構成であっても良いし、設定スイッチ４９や自動操向スイッチ５０等の操作によって自動旋回制御が開始される構成であっても良い。
【０１１６】
〔７〕上述した田植機のみならず、本発明は、直播機等を含むその他の直播系作業機に適用可能である。また、直播系作業機以外に、トラクタやコンバイン等の農作業機にも、本発明は適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１１７】
本発明は、圃場の畦際における自動旋回制御が行われる走行作業機に適用可能である。
【符号の説明】
【０１１８】
４３  ：人為操向操作具
５９  ：報知部
６３  ：畦際検知手段
７８  ：制御手段
Ｃ    ：走行機体
Ｕ    ：操向操作手段
Ｗ    ：作業装置
【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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【図１４】
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