(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め定められた作業領域に対して作業を行うために作業車両を自律走行させる走行経路を生成する自律走行経路生成システムであって、
前記作業領域を複数の区画に分割する領域分割部と、
前記領域分割部により分割された各区画のそれぞれに配置された複数の走行路を含むように前記走行経路を生成する経路生成部と、
を備え、
前記領域分割部は、前記各区画に含まれる前記走行路の数が互いに等しい奇数値となるように前記作業領域を分割可能であり、
前記経路生成部は、前記複数の走行路に対して基準値に基づいて作業順序を設定し、
含まれる前記走行路の数が前記奇数値と等しい前記区画が複数ある場合に、前記経路生成部は、当該区画の間で、互いに対応する各々の前記走行路に対して同一の作業順序を設定し、
前記区画は、第１区画と第２区画とを有し、
前記第１区画と前記第２区画は、含まれる前記走行路の数が同じである場合、それぞれ作業を開始する走行路と作業を終了する走行路とは同一であるが、作業を開始する各走行路に対する作業開始位置、及び作業を終了する各走行路に対する作業終了位置が異なることを特徴とする自律走行経路生成システム。
【請求項２】
請求項１に記載の自律走行経路生成システムであって、
前記領域分割部は、前記作業領域に含まれる前記走行路の数が前記奇数値の整数倍でない場合に、
前記第１区画に含まれる前記走行路の数が前記奇数値と等しく、
前記第２区画に含まれる前記走行路の数が前記奇数値より大きくなるように前記作業領域を複数の区画に分割することを特徴とする自律走行経路生成システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業車両を自律走行させるための走行経路を生成する自律走行経路生成システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、予め生成された走行経路に従って作業車両を自律走行させる自律走行システムが知られている。特許文献１は、この種の自律走行システムを開示する。この特許文献１に開示される農業用作業車両は、ＧＰＳ衛星から送信される電波を受信して移動通信機において設定時間間隔で機体の位置情報を求め、ジャイロセンサ及び方位センサから機体の変位情報および方位情報を求め、これら位置情報と変位情報と方位情報に基づいて機体が予め設定した設定経路に沿って走行するように、操舵アクチュエータ、変速手段、昇降アクチュエータ、ＰＴＯ入切手段、エンジンコントローラ等を制御して自動走行しながら自動で作業するための自動走行手段としての制御装置を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−２０１１５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
農業用作業車両が圃場において自律走行しつつ作業を行う場合、特許文献１でも開示されているが、等間隔で並べられた複数の直線状の作業経路を、並べられる方向の一側の端から他側の端まで１つずつ順番に走行して作業を行うことが広く行われている。このとき、農業用作業車両は、ある作業経路について作業を完了した後、圃場の縁部で折り返して走行方向を反転させ、当該作業経路に隣接する作業経路について作業を行う。
【０００５】
しかしながら、このような走行経路では、上記の折返しの際に、作業車両の最小旋回半径等の事情により、前後の切返しを伴う旋回が必要になって効率を低下させることがある。そこで、農業用作業車両が、ある作業経路について作業を完了した後、当該作業経路の隣の作業経路ではなく１〜２本程度飛ばした作業経路について作業を行うように走行することが考えられる（スキップ走行）。この場合の農業用作業車両の走行経路としては、例えば、複数並べられる作業経路について、並べられる方向の一側の端から当該作業経路を１つ飛ばして走行して他側の端まで到達し、その後、残りの作業経路を（作業済の作業経路を飛ばして）走行しながら当該一側に戻るように生成される。
【０００６】
しかしながら、広い圃場でスキップ走行をしながら作業を行う場合において、何らかの事情により作業を途中で中断すると、作業済の箇所と未作業の箇所とが交互に現れる部分が広範囲にわたって生じることがあった。この場合、圃場における作業済の箇所及び未作業の箇所のそれぞれをまとまった領域として把握することが難しくなって、作業の円滑な再開が困難になってしまう。また、作業の中断前後で雨等により土壌環境が変化した場合に、作業品質が異なる部分が櫛歯状に生じて、その後の作業効率を低下させることがあった。
【０００７】
ところで、上記のように農業用作業車両を自律走行させる構成は、特に圃場が広大であると、省力化等の効果を良好に発揮する。しかし、例えば１日で作業を完了させることができない程広い圃場においては、上記のような作業の中断を考慮しなければならず、改善の余地が残されていた。
【０００８】
本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、スキップ走行による作業を行うときに、作業が途中で中断した場合でも、作業済の箇所と未作業の箇所とが交互に現れる部分が広範囲に生じることを防止できる自律走行経路生成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及び効果】
【０００９】
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。
【００１０】
本発明の観点によれば、以下の構成の自律走行経路生成システムが提供される。即ち、この自律走行経路生成システムは、予め定められた作業領域に対して作業を行うために作業車両を自律走行させる走行経路を生成する。この自律走行経路生成システムは、領域分割部と、経路生成部と、を備える。前記領域分割部は、前記作業領域を複数の区画に分割する。前記経路生成部は、前記領域分割部により分割された各区画のそれぞれに配置された複数の走行路を含むように前記走行経路を生成する。前記領域分割部は、前記各区画に含まれる前記走行路の数が互いに等しい奇数値となるように前記作業領域を分割可能である。前記経路生成部は、前記複数の走行路に対して基準値に基づいて作業順序を設定する。含まれる前記走行路の数が前記奇数値と等しい前記区画が複数ある場合に、前記経路生成部は、当該区画の間で、互いに対応する各々の前記走行路に対して同一の作業順序を設定する。前記区画は、第１区画と第２区画とを有する。前記第１区画と前記第２区画は、含まれる前記走行路の数が同じである場合、それぞれ作業を開始する走行路と作業を終了する走行路とは同一であるが、作業を開始する各走行路に対する作業開始位置、及び作業を終了する各走行路に対する作業終了位置が異なる。
【００１１】
これにより、スキップ走行による作業を行う場合でも、分割された小さな区画を単位として、作業領域の端から順番に作業していくことができる。従って、作業が途中で中断した場合でも、作業領域において作業済みの箇所と未作業の箇所が交互に現れる部分を、区画内の小さな範囲に留めることができる。従って、作業済みの箇所が明確になり易く、円滑に作業の再開を行うことができる。また、作業の中断前後で雨等により土壌環境が変化した場合でも、作業品質が異なる部分が広範囲にわたって櫛歯状に生じるのを防止することができる。そして、区画を単位として一定の作業順序を走行路に対して設定することができるので、規則的なスキップ走行を実現できるとともに、走行経路の生成処理を簡略化することができる。
【００１４】
前記の自律走行経路生成システムにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記領域分割部は、前記作業領域に含まれる前記走行路の数が前記奇数値の整数倍でない場合に、前記第１区画に含まれる前記走行路の数が前記奇数値と等しく、前記第２区画に含まれる前記走行路の数が前記奇数値より大きくなるように前記作業領域を複数の区画に分割する。
【００１５】
これにより、含まれる走行路の数が所定値に満たない区画が生じなくなるので、スキップ走行を伴う走行経路を容易に生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】圃場において生成された自律走行経路に沿ってロボットトラクタが自律走行・自律作業を行う様子を示す概念図。
【図２】本発明の一実施形態に係る自律走行経路生成システムが生成した自律走行経路に沿って走行するロボットトラクタの全体的な構成を示す側面図。
【図３】ロボットトラクタの平面図。
【図４】ロボットトラクタ及び無線通信端末の電気的な構成を示すブロック図。
【図５】無線通信端末に表示される作業車両情報入力画面の表示例を示す図。
【図６】無線通信端末に表示される圃場情報入力画面の表示例を示す図。
【図７】無線通信端末に表示される作業情報入力画面の表示例を示す図。
【図８】自律走行経路を生成するときに自律走行経路生成部で行われる処理を示すフローチャート。
【図９】スキップ走行を行う自律走行経路を生成するために、作業領域に複数の作業経路が配置される様子を示す図。
【図１０】スキップ走行を行う場合に作業の単位となる、特定の数の作業経路からなるグループを示す図。
【図１１】作業領域が分割されて複数の区画が生成される様子を示す図。
【図１２】作業領域が分割されて、作業経路の数が特定の数より大きい例外の区画を含む複数の区画が生成される様子を示す図。
【図１３】作業経路の作業順序が決定された様子を示す図。
【図１４】図１３で決定された作業順序に基づいて自律走行経路が生成される様子を示す図。
【図１５】非作業領域においてトラクタが複数回の旋回を行う例を示す図。
【図１６】非作業領域においてトラクタが複数回の旋回及び切り返しを行う例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。以下では、図面の各図において同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略することがある。また、同一の符号に対応する部材等の名称が、簡略的に言い換えられたり、上位概念又は下位概念の名称で言い換えられたりすることがある。
【００１８】
本発明は、予め定められた圃場内で１台又は複数台の作業車両を走行させて、圃場内における農作業の全部又は一部を実行させるときに、作業車両を自律走行させるための走行経路を生成する自律走行経路生成システムに関する。本実施形態では作業車両としてトラクタを例に説明するが、作業車両としては、トラクタの他、田植機、コンバイン、土木・建築作業装置、除雪車等、乗用型作業機に加え、歩行型作業機も含まれる。本明細書において自律走行とは、トラクタが備える走行に関する構成がトラクタの制御部（ＥＣＵ）により制御されて、予め定められた経路に沿ってトラクタが走行することを意味し、自律作業とは、トラクタが備える作業に関する構成が前記制御部により制御されて、予め定められた経路に沿ってトラクタが作業を行うことを意味する。これに対して、手動走行・手動作業とは、トラクタが備える各構成がオペレータにより操作され、走行・作業が行われることを意味する。
【００１９】
以下の説明では、自律走行・自律作業されるトラクタを「無人（の）トラクタ」又は「ロボットトラクタ」と称することがあり、手動走行・手動作業されるトラクタを「有人（の）トラクタ」と称することがある。圃場内において農作業の一部が無人トラクタにより実行される場合、残りの農作業は有人トラクタにより実行される。単一の圃場における農作業を無人トラクタ及び有人トラクタで実行することを、農作業の協調作業、追従作業、随伴作業等と称することがある。無人トラクタと有人トラクタは、互いに異なる構成とすることもでき、共通の構成とすることもできる。無人トラクタと有人トラクタの構成が共通である場合、無人トラクタであってもオペレータが搭乗（乗車）して操作することが可能であり（即ち有人トラクタとして使用することができ）、或いは有人トラクタであってもオペレータが降車して自律走行・自律作業させることが可能である（即ち、無人トラクタとして使用することができる）。なお、農作業の協調作業としては、「単一圃場における農作業を無人車両及び有人車両で実行すること」に加え、「隣接する圃場等の異なる圃場における農作業を同時期に無人車両及び有人車両で実行すること」が含まれてもよい。
【００２０】
図１は、圃場９０において生成された自律走行経路９３に沿ってロボットトラクタ１が自律走行・自律作業を行う様子を示す概念図である。図２は、本発明の一実施形態に係る自律走行経路生成システム９９が生成した自律走行経路９３に沿って走行するロボットトラクタ１の全体的な構成を示す側面図である。図３は、ロボットトラクタ１の平面図である。図４は、ロボットトラクタ１及び無線通信端末４６の電気的な構成を示すブロック図である。
【００２１】
本実施形態に係る自律走行経路生成システム９９は、図１に示すように圃場９０においてロボットトラクタ１が自律走行・自律作業をするための自律走行経路９３を生成するものであって、図２等に示す無線通信端末４６に備えられている。ロボットトラクタ１は、図４に示すように、当該ロボットトラクタ１の走行及び作業を制御する制御部４を備えており、前記無線通信端末４６は、当該制御部４と無線通信することにより、ロボットトラクタ１に対して自律走行・自律作業に関する所定の信号を出力することができる。無線通信端末４６が制御部４に出力する信号としては、自律走行・自律作業の経路に関する信号や自律走行・自律作業の開始信号、停止信号、終了信号等が考えられるが、これらに限定されない。
【００２２】
初めに、ロボットトラクタ（以下、単に「トラクタ」と称する場合がある。）１について、主として図２及び図３を参照して説明する。
【００２３】
トラクタ１は、圃場９０を自律走行することが可能な走行機体（車体部）２を備える。走行機体２には、図２及び図３に示す作業機３が着脱可能に取り付けられている。この作業機３としては、例えば、耕耘機（管理機）、プラウ、施肥機、草刈機、播種機等の種々の作業機があり、これらの中から必要に応じて所望の作業機３を選択して走行機体２に装着することができる。走行機体２は、装着された作業機３の高さ及び姿勢を変更可能に構成されている。
【００２４】
トラクタ１の構成について、図２及び図３を参照して説明する。トラクタ１の走行機体２は、図２に示すように、その前部が左右１対の前輪７，７で支持され、その後部が左右１対の後輪８，８で支持されている。
【００２５】
走行機体２の前部にはボンネット９が配置されている。このボンネット９内にはトラクタ１の駆動源であるエンジン１０や燃料タンク（図略）等が収容されている。このエンジン１０は、例えばディーゼルエンジンにより構成することができるが、これに限るものではなく、例えばガソリンエンジンにより構成してもよい。また、駆動源としてエンジン１０に加えて、又は、代えて電気モータを採用してもよい。
【００２６】
ボンネット９の後方には、オペレータが搭乗するためのキャビン１１が配置されている。このキャビン１１の内部には、オペレータが操向操作するためのステアリングハンドル１２と、オペレータが着座可能な座席１３と、各種の操作を行うための様々な操作装置と、が主として設けられている。ただし、作業車両は、キャビン１１付きのものに限るものではなく、キャビン１１を備えないものであってもよい。
【００２７】
上記の操作装置としては、図３に示すモニタ装置１４、スロットルレバー１５、主変速レバー２７、複数の油圧操作レバー１６、ＰＴＯスイッチ１７、ＰＴＯ変速レバー１８、副変速レバー１９、及び作業機昇降スイッチ２８等を例として挙げることができる。これらの操作装置は、座席１３の近傍、又はステアリングハンドル１２の近傍に配置されている。
【００２８】
モニタ装置１４は、トラクタ１の様々な情報を表示可能に構成されている。スロットルレバー１５は、エンジン１０の出力回転数を設定するための操作具である。主変速レバー２７は、トラクタ１の走行速度を無段階で変更するための操作具である。油圧操作レバー１６は、図略の油圧外部取出バルブを切換操作するための操作具である。ＰＴＯスイッチ１７は、トランスミッション２２の後端から突出した図略のＰＴＯ軸（動力取出軸）への動力の伝達／遮断を切換操作するための操作具である。即ち、ＰＴＯスイッチ１７がＯＮ状態であるときＰＴＯ軸に動力が伝達されてＰＴＯ軸が回転し、作業機３が駆動される一方、ＰＴＯスイッチ１７がＯＦＦ状態であるときＰＴＯ軸への動力が遮断されてＰＴＯ軸が回転せず、作業機３が停止される。ＰＴＯ変速レバー１８は、作業機３に入力される動力の変更操作を行うものであり、具体的にはＰＴＯ軸の回転速度の変速操作を行うための操作具である。副変速レバー１９は、トランスミッション２２内の走行副変速ギア機構の変速比を切り換えるための操作具である。作業機昇降スイッチ２８は、走行機体２に装着された作業機３の高さを所定範囲内で昇降操作するための操作具である。
【００２９】
図２に示すように、走行機体２の下部には、トラクタ１のシャーシ２０が設けられている。当該シャーシ２０は、機体フレーム２１、トランスミッション２２、フロントアクスル２３、及びリアアクスル２４等から構成されている。
【００３０】
機体フレーム２１は、トラクタ１の前部における支持部材であって、直接、又は防振部材等を介してエンジン１０を支持している。トランスミッション２２は、エンジン１０からの動力を変化させてフロントアクスル２３及びリアアクスル２４に伝達する。フロントアクスル２３は、トランスミッション２２から入力された動力を前輪７に伝達するように構成されている。リアアクスル２４は、トランスミッション２２から入力された動力を後輪８に伝達するように構成されている。
【００３１】
図４に示すように、トラクタ１は、走行機体２の動作（前進、後進、停止及び旋回等）及び作業機３の動作（昇降、駆動及び停止等）を制御するための制御部４を備える。制御部４は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ等を備えて構成されており、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。制御部４には、トラクタ１が備える各構成（例えば、エンジン１０等）を制御するためのコントローラ、及び、他の無線通信機器と無線通信可能な無線通信部４０等がそれぞれ電気的に接続されている。
【００３２】
上記のコントローラとして、トラクタ１は少なくとも、エンジンコントローラ６１、車速コントローラ６２、操向コントローラ６３、及び昇降コントローラ６４を備える。それぞれのコントローラは、制御部４からの電気信号に応じて、トラクタ１の各構成を制御することができる。
【００３３】
エンジンコントローラ６１は、エンジン１０の回転数を制御するものである。具体的には、エンジン１０には、当該エンジン１０の回転数を変更させる図略のアクチュエータを備えたガバナ装置４１が設けられている。エンジンコントローラ６１は、ガバナ装置４１を制御することで、エンジン１０の回転数を制御することができる。
【００３４】
車速コントローラ６２は、トラクタ１の車速を制御するものである。具体的には、トランスミッション２２には、例えば可動斜板式の油圧式無段変速装置である変速装置４２が設けられている。車速コントローラ６２は、変速装置４２の斜板の角度を図略のアクチュエータによって変更することで、トランスミッション２２の変速比を変更し、所望の車速を実現することができる。
【００３５】
操向コントローラ６３は、ステアリングハンドル１２の回動角度を制御するものである。具体的には、ステアリングハンドル１２の回転軸（ステアリングシャフト）の中途部には、操向アクチュエータ４３が設けられている。この構成で、予め定められた経路をトラクタ１が（無人トラクタとして）走行する場合、制御部４は、当該経路に沿ってトラクタ１が走行するようにステアリングハンドル１２の適切な回動角度を計算し、得られた回動角度となるように操向コントローラ６３に制御信号を出力する。操向コントローラ６３は、制御部４から入力された制御信号に基づいて操向アクチュエータ４３を駆動し、ステアリングハンドル１２の回動角度を制御する。
【００３６】
昇降コントローラ６４は、作業機３の昇降を制御するものである。具体的には、トラクタ１は、作業機３を走行機体２に連結している３点リンク機構の近傍に、油圧シリンダ等からなる昇降アクチュエータ４４を備えている。この構成で、昇降コントローラ６４は、制御部４から入力された制御信号に基づいて昇降アクチュエータ４４を駆動して作業機３を適宜に昇降動作させることにより、所望の高さで作業機３により農作業を行うことができる。この制御により、作業機３を、退避高さ（農作業を行わない高さ）及び作業高さ（農作業を行う高さ）等の所望の高さで支持することができる。
【００３７】
なお、上述したエンジンコントローラ６１等の複数のコントローラは、制御部４から入力される信号に基づいてエンジン１０等の各部を制御している。従って、制御部４が実質的に各部を制御していると把握することができる。
【００３８】
上述のような制御部４を備えるトラクタ１は、オペレータがキャビン１１内に搭乗して各種操作をすることにより、当該制御部４によりトラクタ１の各部（走行機体２、作業機３等）を制御して、圃場９０内を走行しながら農作業を行うことができるように構成されている。加えて、本実施形態のトラクタ１は、オペレータがトラクタ１に搭乗しなくても、無線通信端末４６により出力される所定の制御信号に基づいて自律走行及び自律作業させることが可能となっている。
【００３９】
具体的には、図４等に示すように、トラクタ１は、自律走行・自律作業を可能とするための各種の構成を備えている。例えば、トラクタ１は、測位システムに基づいて自ら（走行機体２）の位置情報を取得するために必要な測位用アンテナ６等の構成を備えている。このような構成により、トラクタ１は、測位システムに基づいて自らの位置情報を取得して、圃場９０を自律走行することが可能となっている。
【００４０】
次に、自律走行を可能とするためにトラクタ１が備える構成について詳細に説明する。具体的には、本実施形態のトラクタ１は、図２及び図４に示すように、測位用アンテナ６、無線通信用アンテナ４８、及び記憶部５５等を備える。また、これらに加えて、トラクタ１には、走行機体２の姿勢（ロール角、ピッチ角、ヨー角）を特定することが可能な慣性計測ユニット（ＩＭＵ）が備えられていてもよい。
【００４１】
測位用アンテナ６は、例えば衛星測位システム（ＧＮＳＳ）等の測位システムを構成する測位衛星からの信号を受信するものである。図２に示すように、測位用アンテナ６は、トラクタ１のキャビン１１のルーフ２９の上面に配置されている。測位用アンテナ６で受信された測位信号は、図４に示す位置情報算出部４９に入力される。位置情報算出部４９は、トラクタ１の走行機体２（厳密には、測位用アンテナ６）の位置情報を、例えば緯度・経度情報として算出する。当該位置情報算出部４９で検出された位置情報は、制御部４に入力されて、自律走行に利用される。
【００４２】
なお、本実施形態ではＧＮＳＳ−ＲＴＫ法を利用した高精度の衛星測位システムが用いられているが、これに限られるものではなく、高精度の位置座標が得られる限りにおいて他の測位システムを用いてもよい。例えば、相対測位方式（ＤＧＰＳ）、又は静止衛星型衛星航法補強システム（ＳＢＡＳ）を使用することが考えられる。
【００４３】
無線通信用アンテナ４８は、オペレータが操作する無線通信端末４６からの信号を受信したり、無線通信端末４６への信号を送信したりするものである。図１に示すように、無線通信用アンテナ４８は、トラクタ１のキャビン１１が備えるルーフ２９の上面に配置されている。無線通信用アンテナ４８で受信した無線通信端末４６からの信号は、図４に示す無線通信部４０で信号処理された後、制御部４に入力される。また、制御部４等から無線通信端末４６に送信する信号は、無線通信部４０で信号処理された後、無線通信用アンテナ４８から送信されて無線通信端末４６で受信される。
【００４４】
記憶部５５は、トラクタ１を自律走行させる経路である走行経路（パス）を記憶したり、走行中のトラクタ１（厳密には、測位用アンテナ６）の位置の推移（走行軌跡）を記憶したりすることができる。その他にも、記憶部５５は、トラクタ１を自律走行・自律作業させるために必要な様々な情報を記憶している。
【００４５】
無線通信端末４６は、図２に示すように、タブレット型のパーソナルコンピュータとして構成されている。オペレータは、無線通信端末４６のディスプレイ３７に表示された情報を参照して確認することができる。また、オペレータは、ディスプレイ３７の近傍に配置されたハードウェアキー３８、及びディスプレイ３７を覆うように配置された図示しないタッチパネル等を操作して、トラクタ１の制御部４に、トラクタ１を制御するための制御信号（例えば、緊急停止信号等）を送信することができる。なお、無線通信端末４６はタブレット型のパーソナルコンピュータに限るものではなく、これに代えて、例えばノート型のパーソナルコンピュータで構成することも可能である。あるいは、前述の協調作業を行うために有人のトラクタを無人のトラクタ１に付随して走行させる場合、有人側のトラクタに搭載されるモニタ装置を無線通信端末とすることもできる。
【００４６】
このように構成されたトラクタ１は、無線通信端末４６を用いるオペレータの指示に基づいて、圃場上の経路に沿って自律的に走行しつつ、作業機３による農作業を行うことができる。
【００４７】
具体的には、オペレータは、無線通信端末４６を用いて各種設定を行うことにより、図１等に示す自律走行経路９３を形成することができる。この自律走行経路９３は、農作業を行う直線状又は折れ線状の作業経路９３ａと、当該作業経路９３ａの端同士を繋ぐ円弧状の非作業経路９３ｂと、を交互に繋いだ一連の経路として構成される。そして、無線通信端末４６側で上記のように生成された自律走行経路９３の情報を、トラクタ１の制御部４に電気的に接続された記憶部５５に入力（転送）して所定の操作をすることにより、当該制御部４によりトラクタ１を制御して、自律走行経路９３に沿って当該トラクタ１に自律走行・自律作業を行わせることができる。
【００４８】
以下では、主として図４を参照して、自律走行経路生成システム９９を備える無線通信端末４６の構成についてより詳細に説明する。
【００４９】
図４に示すように、無線通信端末４６は、制御部７１と、ディスプレイ（表示部）３７と、通信部７２と、作業車両情報設定部５１と、圃場情報設定部５２と、作業情報設定部５３と、作業領域分割部（領域分割部）５４と、自律走行経路生成部（経路生成部）４７と、を備える。
【００５０】
具体的には、無線通信端末４６の制御部７１は、トラクタ１の制御部４と同様に、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ等を備えたコンピュータとして構成されており、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。また、前記ＲＯＭには、トラクタ１に自律走行・自律作業を行わせるための適宜のプログラムが記憶されている。そして、上記したソフトウェアとハードウェアの協働により、無線通信端末４６を、通信部７２、作業車両情報設定部５１、圃場情報設定部５２、作業情報設定部５３、作業領域分割部５４、及び自律走行経路生成部４７等として動作させることができる。
【００５１】
通信部７２は、トラクタ１側との間で通信を行うためのものである。無線通信端末４６の制御部７１は、通信部７２によりトラクタ１の制御部４と通信することで、自律走行経路生成部４７が生成した自律走行経路９３の情報をトラクタ１側に送信することができる。また、無線通信端末４６の制御部７１は、通信部７２を用いて制御信号をトラクタ１側に送信することで、トラクタ１に対して自律走行の開始及び停止等を指示することができる。また、トラクタ１が自律走行している場合、無線通信端末４６の制御部７１は、当該トラクタ１の状態（位置、走行速度等）をトラクタ１側から受信してディスプレイ３７に表示することができる。
【００５２】
作業車両情報設定部５１は、トラクタ１に関する情報（以下、作業車両情報と呼ぶことがある。）を設定するためのものである。作業車両情報設定部５１は、トラクタ１の機種、トラクタ１の大きさ、トラクタ１において測位用アンテナ６が取り付けられている位置、作業機３の種類、作業機３のサイズ及び形状、作業機３の位置等について、オペレータが無線通信端末４６を適宜操作することにより指定した内容を記憶することができる。
【００５３】
圃場情報設定部５２は、圃場９０に関する情報（以下、圃場情報と呼ぶことがある。）を設定するためのものである。圃場情報設定部５２は、圃場９０の位置及び形状、自律走行させたい開始位置及び終了位置、作業方向等について、オペレータが無線通信端末４６を操作することにより指定した内容を記憶することができる。なお、作業方向とは、図１に示すように、圃場９０から（枕地や非耕作地等の）非作業領域９２を除いた領域である作業領域９１において、作業機３で作業を行いながらトラクタ１を走行させる方向を意味する。
【００５４】
圃場９０の位置及び形状の情報は、例えばオペレータがトラクタ１に搭乗して圃場の外周に沿って１回り周回するように運転し、そのときの測位用アンテナ６の位置情報の推移を記録することで、自動的に取得することができる。ただし、圃場９０の位置及び形状は、ディスプレイ３７に地図を表示させた状態でオペレータが無線通信端末４６を操作して当該地図上の複数の点を指定することで得られた多角形に基づいて取得することもできる。
【００５５】
作業情報設定部５３は、作業を具体的にどのように行うかに関する情報（以下、作業情報と呼ぶことがある。）を設定するためのものである。作業情報設定部５３は、作業情報として、ロボットトラクタ１と有人のトラクタの協調作業の有無、トラクタ１が枕地において旋回する場合にスキップする作業経路９３ａの数であるスキップ数（基準値）、枕地の幅、及び非耕作地の幅等を設定可能に構成されている。
【００５６】
作業領域分割部５４は、スキップ走行を伴う自律走行経路９３が自律走行経路生成部４７において生成されるときに、図１１等に示すように、作業領域９１を複数の区画Ｓに分割するためのものである。この分割により生成された区画Ｓが、スキップ走行を行う作業の単位となる。なお、作業領域９１の分割の詳細については後述する。
【００５７】
図４に示す自律走行経路生成部４７は、トラクタ１を自律走行させる経路である自律走行経路９３を生成するためのものである。自律走行経路生成部４７は、作業車両情報設定部５１、圃場情報設定部５２、及び作業情報設定部５３で設定された情報に基づいて、トラクタ１の自律走行経路９３を生成して記憶することができる。
【００５８】
自律走行経路９３は、図１に示すように、作業領域９１に配置される作業経路９３ａと、非作業領域９２に配置される非作業経路９３ｂと、により構成される。自律走行経路生成部４７が自律走行経路９３を生成する過程では、作業機３の作業幅、作業領域９１において互いに隣接する作業経路９３ａの間で作業機３の作業幅同士が一部重複することの可否（可能な場合は、重複幅の上限値）、非作業領域９２の大きさ及び形状（言い換えれば、枕地の幅及び非耕作地の幅）、トラクタ１が枕地での非作業経路９３ｂにおいて旋回する場合にスキップする作業経路９３ａの数（スキップ数）等が考慮される。また、無人トラクタ１と有人トラクタとで協調作業を行う場合は、自律走行経路９３の生成過程において、無人トラクタ１と有人トラクタとの位置関係、有人トラクタの作業機の作業幅等が考慮される。
【００５９】
次に、図５から図７までを参照して、自律走行経路９３を生成するための無線通信端末４６における設定について説明する。図５は、無線通信端末４６に表示される作業車両情報入力画面８１の表示例を示す図である。図６は、無線通信端末４６に表示される圃場情報入力画面８２の表示例を示す図である。図７は、無線通信端末４６に表示される作業情報入力画面８３の表示例を示す図である。
【００６０】
無線通信端末４６においてオペレータが所定の操作を行うと、制御部７１は、図５に示す作業車両情報入力画面８１をディスプレイ３７に表示するように制御する。
【００６１】
作業車両情報入力画面８１では、走行機体２及び当該走行機体２に装着される作業機３に関する情報（前記作業車両情報）を入力することができる。具体的には、作業車両情報入力画面８１には、トラクタ１の機種、トラクタ１の大きさ、測位用アンテナ６の走行機体２に対する取付位置、作業機３の種類、作業機３の作業幅Ｗ、３点リンク機構の後端（ロアリンクの後端）から作業機３の後端までの距離等を入力する欄がそれぞれ配置されている。
【００６２】
オペレータは、無線通信端末４６を操作して、作業車両情報入力画面８１の各欄に配置されているテキストボックスに数値を入力したりドロップダウンボックスの一覧から選択したりすることにより、設定を行う。これにより、走行機体２及び作業機３に関する各種の情報を設定することができる。
【００６３】
作業車両情報入力画面８１においてオペレータが指定した作業車両情報は、作業車両情報設定部５１に記憶される。作業車両情報の入力が完了すると、制御部７１は、図６に示すような圃場情報入力画面８２を表示するようにディスプレイ３７を制御する。
【００６４】
圃場情報入力画面８２では、走行機体２が走行する圃場９０に関する情報（前記圃場情報）を入力することができる。具体的には、圃場情報入力画面８２には、圃場９０の位置及び形状と、自律走行の開始位置及び終了位置と、を図形で示す平面表示部８８が配置されている。また、圃場情報入力画面８２には、圃場９０の外周、自律走行の開始位置、自律走行の終了位置、及び作業方向のそれぞれについて、「指定」、「リセット」のボタンが配置されている。
【００６５】
なお、圃場情報入力画面８２等におけるボタンは、何れもディスプレイ３７に表示される仮想的なボタンとして構成され、当該ボタンの表示領域に相当するタッチパネルの位置をオペレータが指で触れることによって操作することができる。
【００６６】
「圃場外周」の「指定」ボタンを操作すると、無線通信端末４６が圃場形状記録モードに切り換わる。この圃場形状記録モードにおいて、オペレータがトラクタ１に乗り込んで運転し、圃場９０の外周に沿って１回り周回させると、そのときの測位用アンテナ６の位置情報の推移に基づいて、圃場９０の位置及び形状が取得（算出）される。これにより、圃場９０の位置及び形状の指定を行うことができる。
【００６７】
無線通信端末４６の制御部７１は、得られた圃場９０の位置及び形状を、図６に示すように、圃場情報入力画面８２の平面表示部８８にグラフィカルに表示する。圃場９０の位置及び形状の指定をやり直したい場合は、今まで指定した内容を「リセット」ボタンの操作により破棄し、再度「指定」ボタンを操作すれば良い。
【００６８】
なお、上記のように圃場９０においてトラクタ１を実際に走行させることで圃場９０の位置及び形状を指定することに代えて、例えば、無線通信端末４６のディスプレイ３７に地図を表示させ、地図上においてオペレータが複数の点を指定することにより、指定した点同士を結ぶ線が交わらないようにいわゆる閉路グラフにより特定した多角形の位置及び形状を圃場９０の位置及び形状として指定することもできる。
【００６９】
「作業開始位置」の「指定」ボタンを操作すると、図６に示すように、指定された圃場９０の位置及び形状が平面表示部８８に表示された状態で、オペレータは適宜の点を自律走行の開始位置として指定することができる。指定された開始位置には開始位置マークＦ１が表示される。なお、「リセット」ボタンの動作は上記と同様である。
【００７０】
「作業終了位置」の「指定」ボタンを操作すると、「作業開始位置」の「指定」ボタンと同様に、適宜の点を、自律走行の終了位置として指定することができる。指定された終了位置には、終了位置マークＦ２が表示される。「リセット」ボタンの動作は上記と同様である。
【００７１】
圃場情報入力画面８２においてオペレータが指定した圃場情報は、圃場情報設定部５２に記憶される。圃場情報の入力が完了すると、制御部７１は、図７に示すような作業情報入力画面８３を表示するようにディスプレイ３７を制御する。
【００７２】
作業情報入力画面８３では、具体的な作業の情報（前記作業情報）を入力することができる。具体的には、作業情報入力画面８３には、ロボットトラクタ１と有人のトラクタの協調作業の有無、有人のトラクタが協調作業する場合のパターン、有人のトラクタが協調作業する場合の当該有人のトラクタの作業幅、ロボットトラクタ１のスキップ数、隣接する作業経路９３ａにおける作業幅のオーバーラップ許容量、枕地の幅、及び非耕作地の幅等を入力する欄がそれぞれ設けられている。
【００７３】
「有人トラクタの協調作業の有無」の欄では、ロボットトラクタ１を単独で自律走行させて農作業を行うか（有人トラクタの随伴無し）、又は、自律走行するロボットトラクタ１と有人のトラクタ（オペレータが搭乗するトラクタ）とを随伴させることにより農作業を行うか（有人トラクタの随伴有り）、の何れかを選択することが可能となっている。
【００７４】
「随伴有り」の場合、「協調作業パターン」の欄で、ロボットトラクタ１に対する有人のトラクタの位置のパターンを、ロボットトラクタ１の真後ろ、左斜め後ろ、右斜め後ろ、の何れかから選択することが可能となっている。また、「有人トラクタの作業幅」の欄で、有人トラクタの作業幅（作業機により作業が行われる有効幅）を入力することができる。
【００７５】
「ロボットトラクタのスキップ数」の欄には、ドロップダウンリストボックスが配置されており、ドロップダウン操作により、スキップ数として設定可能な数値の一覧が選択可能に表示される。オペレータは、その一覧から１つを選択することで、作業経路９３ａをいくつ飛ばして農作業を行うかを指定することができる。本実施形態においては、スキップ数ＳＮを、０、１又は２の何れかから選択することで設定することができる。スキップ走行を希望しない場合は、スキップ数ＳＮとしてゼロを選択すれば良い。
【００７６】
「作業幅のオーバーラップ許容量」の欄では、互いに隣接する作業経路９３ａの間で作業幅同士が一部重複しても良い場合、その重複幅の上限値を入力することができる。重複を全く許容しない場合は、この欄にゼロを入力すれば良い。
【００７７】
「枕地の幅」の欄では、例えば、無人のトラクタ１に装着される作業機３のサイズ等に基づいて予め算出される枕地幅の下限値と同じかそれよりも大きい値を設定することができる。
【００７８】
「非耕作地の幅」の欄では、自律走行の終了後に圃場９０の外周に沿って手動走行で周回しつつ作業すること等を考慮しながら、適宜の値を設定することができる。
【００７９】
オペレータが作業情報入力画面８３の入力欄を全て入力して「自律走行経路を生成」ボタンを操作した場合、自律走行経路生成部４７により自律走行経路９３が生成されるとともに、当該自律走行経路９３が作業領域分割部５４に記憶される。生成された自律走行経路９３は確認のためにディスプレイ３７に適宜表示され、オペレータが図略の「確定」ボタンを操作することで、自律走行経路９３を確定させることができる。
【００８０】
自律走行経路９３の確定後は、制御部７１は、図示しない経路データ転送画面をディスプレイ３７に表示するように制御する。この経路データ転送画面では、オペレータは、自律走行経路生成部４７により生成した自律走行経路９３のデータを、トラクタ１側へ例えば無線により転送し、トラクタ１が備える記憶部５５に記憶させることができる。
【００８１】
自律走行経路９３のデータがトラクタ１に入力されると、オペレータが無線通信端末４６を適宜操作することで、トラクタ１に自律走行の開始を指示することができる。自律走行の開始が指示されると、トラクタ１は、無線通信端末４６から当該トラクタ１に送信された自律走行経路９３に従って自律走行し、自律作業を行う。
【００８２】
次に、自律走行経路９３を生成するときに自律走行経路生成部４７で行われる具体的な処理について、図８から図１４までを参照して説明する。図８は、自律走行経路生成部４７を生成するときに自律走行経路生成部４７で行われる処理を示すフローチャートである。図９は、スキップ走行を行う自律走行経路９３を生成するために、作業領域９１に複数の作業経路９３ａが配置される様子を示す図である。図１０は、スキップ走行を行う場合に作業の単位となる、特定の数の作業経路９３ａからなるグループを示す図である。図１１は、作業領域９１が分割されて複数の区画Ｓが生成される様子を示す図である。図１２は、作業領域９１が分割されて、作業経路９３ａの数が特定の数より大きい例外の区画ＳＥを含む複数の区画Ｓ，ＳＥが生成される様子を示す図である。図１３は、作業経路９３ａの作業順序が決定された様子を示す図である。図１４は、図１３で決定された作業順序に基づいて自律走行経路９３が生成される様子を示す図である。
【００８３】
図７に示す作業情報入力画面８３において「自律走行経路を生成」ボタンが操作されると、最初に、圃場情報入力画面８２において設定された圃場９０の形状と、作業情報入力画面８３において設定された枕地の幅及び非耕作地の幅と、に基づいて、作業領域９１及び非作業領域９２が定められる。その後に図８の処理が開始され、自律走行経路生成部４７は、作業領域９１内に作業経路９３ａを互いに間隔をあけて配置する（ステップＳ１０１）。それぞれの作業経路９３ａは、図６の圃場情報入力画面８２で設定された作業方向に沿うように配置される。また、作業経路９３ａを配置する間隔は、作業領域９１に対する作業機３の作業漏れが生じないように、かつ、作業効率が良好となるように、当該作業機３の作業幅Ｗ等を考慮して決定される。なお、作業領域９１において配される作業経路９３ａの列数（本数）は、作業領域９１の大きさ、作業機３の作業幅Ｗ、及び、オーバーラップ許容量に基づいて算出可能であるため、本ステップにおいては作業領域９１に作業経路９３ａを配することなく、配されるべき作業経路９３ａの列数を算出し、ステップＳ１０２に進むこととしてもよい。
【００８４】
次に、自律走行経路生成部４７は、作業情報設定部５３で設定された（作業情報入力画面８３で入力された）ロボットトラクタ１のスキップ数ＳＮの情報を取得して、スキップ数ＳＮが１以上であるか否かを判断する（ステップＳ１０２）。
【００８５】
ステップＳ１０２の判断の結果、スキップ数ＳＮが０である場合、自律走行経路生成部４７は、作業経路９３ａが並べられる方向の一側の端から当該作業経路９３ａを順番に（飛ばすことなく）走行して他側の端まで到達する自律走行経路９３を生成し（ステップＳ１０３）、処理を終了する。これにより、スキップなしの自律走行経路９３が生成される。
【００８６】
ステップＳ１０２の判断の結果、スキップ数ＳＮが１以上である場合、自律走行経路生成部４７は、作業領域９１における作業経路９３ａの数（作業経路数ＴＰ）が、基本単位経路数ＢＰ以上であるか否かを判断する（ステップＳ１０４）。
【００８７】
ここで、基本単位経路数ＢＰについて説明する。即ち、本実施形態のロボットトラクタ１におけるスキップ走行は、互いに隣接しながら並ぶ特定の数の作業経路９３ａからなるグループを単位として行われる。あるグループについてスキップ走行がいったん開始されると、当該グループに属する全ての作業経路９３ａについて作業が完了するまで、他のグループについてスキップ走行が行われることはない。
【００８８】
例えばスキップ数ＳＮが１である場合、図１０（ａ）に示すように、互いに隣接しながら並ぶ５つ（５列）の作業経路９３ａを考える。なお、以下の説明では、それぞれの作業経路９３ａを、自律走行の開始位置に近い側からＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅというようにアルファベットで呼ぶことがある。このグループについてスキップ走行を行う場合、トラクタ１は、Ａを走行した後、１つ飛ばしてＣを走行し、更に１つ飛ばしてＥを走行する。その後、飛ばす方向をいったん反転させ、かつ通常よりも多く２つ飛ばして、Ｂを走行する。その後、飛ばす方向を更に反転して、Ｄを走行する。以上のように、Ａ，Ｃ，Ｅ，Ｂ，Ｄの順に作業を行うことで、設定されたスキップ数ＳＮ（即ち、１）に概ね従いながら、５つの作業経路９３ａについて作業を完了させることができる。
【００８９】
また、スキップ数ＳＮが２である場合、図１０（ｂ）に示すように、互いに隣接しながら並ぶ７つの作業経路９３ａを考える。なお、以下の説明では、それぞれの作業経路９３ａを、自律走行の開始位置に近い側からＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇというようにアルファベットで呼ぶことがある。このグループについてスキップ走行を行う場合、トラクタ１は、Ａを走行した後、２つ飛ばしてＤを走行し、更に２つ飛ばしてＧを走行する。その後、飛ばす方向をいったん反転させ、かつ設定数よりも多く３つ飛ばして、Ｃを走行する。続いて、飛ばす方向を反転してＦを走行する。その後、飛ばす方向を反転させ、かつ設定数よりも多く３つ飛ばして、Ｂを走行する。続いて、飛ばす方向を反転させ、Ｅを走行する。以上のように、Ａ，Ｄ，Ｇ，Ｃ，Ｆ，Ｂ，Ｅの順に作業を行うことで、設定されたスキップ数ＳＮ（即ち、２）に概ね従いながら、７つの作業経路９３ａについて作業を完了させることができる。
【００９０】
以上を踏まえて説明すると、基本単位経路数ＢＰとは、スキップ走行によって作業を完了させる基本的な単位（グループ）における作業経路９３ａの数を意味する。スキップ数ＳＮが１の場合は、基本単位経路数ＢＰは５となり、スキップ数ＳＮが２の場合は、基本単位経路数ＢＰは７となる。一般化すると、基本単位経路数ＢＰは、スキップ数ＳＮに対して、２（ＳＮ＋１）＋１で表される。
【００９１】
従って、ステップＳ１０４は、ステップＳ１０１で配置された作業経路９３ａの数が、上記のグループを少なくとも１つ形成するのに十分であるか否かを判断することを実質的に意味する。
【００９２】
ステップＳ１０４の判断で、作業経路数ＴＰが基本単位経路数ＢＰに満たない場合、上記のグループを１つも形成することができないことを意味する。従って、制御部７１は、設定されたスキップ数ＳＮでの自律走行経路９３の生成ができない旨のメッセージをディスプレイ３７に表示させるように制御して（ステップＳ１０５）、処理を終了する。
【００９３】
ステップＳ１０４の判断で、作業経路数ＴＰが基本単位経路数ＢＰ以上である場合、自律走行経路生成部４７は、作業経路数ＴＰが基本単位経路数ＢＰの整数倍であるか否かを判断する（ステップＳ１０６）。
【００９４】
ステップＳ１０６の判断で、作業経路数ＴＰが基本単位経路数ＢＰの整数倍である場合、自律走行経路生成部４７は、作業経路９３ａが並べられる方向で作業領域９１を分割して、複数の区画Ｓを生成する（ステップＳ１０７）。この分割は、それぞれの区画Ｓに含まれる作業経路９３ａの数が基本単位経路数ＢＰと等しくなるように行われる。図１１には、スキップ数ＳＮが１（基本単位経路数ＢＰが５）である場合に、１５つの作業経路９３ａが配置された作業領域９１を分割して、それぞれが５つの作業経路９３ａを有する３つの区画Ｓを形成する例が示されている。ただし、作業経路数ＴＰが基本単位経路数ＢＰと等しい場合は、分割する必要がないので、作業領域９１の全体に１つの区画Ｓが生成される。
【００９５】
ステップＳ１０６の判断で、作業経路数ＴＰが基本単位経路数ＢＰの整数倍と異なる場合でも、自律走行経路生成部４７は、作業経路９３ａが並べられる方向で作業領域９１を分割して、複数の区画Ｓを生成する（ステップＳ１０８）。この分割は、それぞれの区画Ｓに含まれる作業経路９３ａの数が基本単位経路数ＢＰと等しくなるのを原則とするが、例外として、１つの区画ＳＥだけは、当該区画ＳＥに含まれる作業経路９３ａの数が基本単位経路数ＢＰを上回るように行われる。図１２には、スキップ数ＳＮが１（基本単位経路数ＢＰが５）である場合に、１６つの作業経路９３ａが配置された作業領域９１を分割して、それぞれが５つの作業経路９３ａを有する２つの区画（第１区画）Ｓと、６つの作業経路９３ａを有する１つの例外の区画（第２区画）ＳＥと、を形成する例が示されている。この例外の区画ＳＥは、作業経路９３ａが並べられる方向の端部、更に言えば、自律走行の終了位置に近い側の端部に配置されることが好ましい。作業経路数ＴＰが基本単位経路数ＢＰの２倍を下回る場合は、分割する必要がないので、作業領域９１の全体に１つの（例外の）区画ＳＥが生成される。
【００９６】
１又は複数の区画Ｓが生成されると、自律走行経路生成部４７は、作業経路９３ａの数が基本単位経路数ＢＰと等しい（原則の）区画Ｓと、基本単位経路数ＢＰを上回る（例外の）区画ＳＥと、の両方について、作業経路９３ａをトラクタ１が所定の作業順序に従って走行するように自律走行経路９３を生成する（ステップＳ１０９）。
【００９７】
上記の作業順序とは、作業経路９３ａの数が基本単位経路数ＢＰと等しい（原則の）区画Ｓについては、スキップ数ＳＮが１の場合は上述したＡ，Ｃ，Ｅ，Ｂ，Ｄの順を意味し、スキップ数ＳＮが２の場合は上述したＡ，Ｄ，Ｇ，Ｃ，Ｆ，Ｂ，Ｅの順を意味する。なお、図１３には、スキップ数ＳＮが１であって作業領域９１が図１１のように分割された場合に、作業経路９３ａの作業順序が決定される様子が示されている。図１３においてそれぞれの作業経路９３ａに付されている丸付き数字は、決定された作業順序を示す。
【００９８】
それぞれの区画Ｓに配置されている作業経路９３ａを上記の順序に従って走行するように自律走行経路９３を（図１４に示すように）生成することで、当該区画Ｓを単位とする細かいスキップ走行パターンの繰返しが実現される。即ち、自律走行開始位置に最も近い区画Ｓについてスキップ走行が上記のスキップ走行パターンに従って行われ、当該区画Ｓの作業が完了すると、それに隣接する区画Ｓについてスキップ走行が上記のスキップ走行パターンに従って行われる。上記を反復しながら自律走行・自律作業を行うことで、作業が途中で中断しても、作業済の箇所と未作業の箇所とが交互に現れる部分を区画Ｓ内の小さな範囲に留めることができる。
【００９９】
なお、作業経路９３ａの数が基本単位経路数ＢＰを上回る区画（例外の区画）ＳＥについては、原則の区画Ｓでの作業順序と類似した作業順序となることが好ましいが、作業経路９３ａをスキップする数をある程度柔軟に考えて、適当な作業順序で作業経路９３ａを走行するように自律走行経路９３を生成すれば良い。
【０１００】
以上の処理により、スキップ走行を伴う作業に適した自律走行経路９３を生成することができる。なお、図１１から図１４までにはスキップ数ＳＮが１である場合が示されているが、スキップ数ＳＮが２である場合も、図１０（ｂ）に示すように基本単位経路数ＢＰが７になる点、作業順序がＡ，Ｄ，Ｇ，Ｃ，Ｆ，Ｂ，Ｅとなる点を除いて、上記と全く同様に生成することができる。
【０１０１】
以上に説明したように、本実施形態の自律走行経路生成システム９９は、予め定められた作業領域９１に対して作業を行うためにトラクタ１を自律走行させる自律走行経路９３を生成する。自律走行経路生成システム９９は、作業領域分割部５４と、自律走行経路生成部４７と、を備える。作業領域分割部５４は、作業領域９１を複数の区画Ｓに分割する。自律走行経路生成部４７は、作業領域分割部５４により分割された各区画Ｓのそれぞれに配置された複数の作業経路９３ａを含むように自律走行経路９３を生成する。作業領域分割部５４は、各区画Ｓに含まれる作業経路９３ａの数が互いに等しい基本単位経路数ＢＰとなるように作業領域９１を分割可能である。
【０１０２】
これにより、スキップ走行による作業を行う場合でも、分割された小さな区画Ｓを単位として、作業領域９１の端から順番に作業していくことができる。従って、作業が途中で中断した場合でも、作業領域９１において作業済みの箇所と未作業の箇所が交互に現れる部分を、区画Ｓ内の小さな範囲に留めることができる。従って、作業済みの箇所が明確になり易く、円滑に作業の再開を行うことができる。また、作業の中断前後で雨等により土壌環境が変化した場合でも、作業品質が異なる部分が広範囲にわたって櫛歯状に生じるのを防止することができる。
【０１０３】
また、本実施形態の自律走行経路生成システム９９において、自律走行経路生成部４７は、複数の作業経路９３ａに対してスキップ数ＳＮに基づいて作業順序を設定する。含まれる作業経路９３ａの数が基本単位経路数ＢＰと等しい区画Ｓが複数ある場合に、自律走行経路生成部４７は、図１３に示すように、当該区画Ｓの間で互いに対応する各々の作業経路９３ａに対して同一の作業順序を設定する。
【０１０４】
これにより、区画Ｓを単位として一定の作業順序を作業経路９３ａに対して設定することができるので、規則的なスキップ走行を実現できるとともに、自律走行経路９３の生成処理を簡略化することができる。
【０１０５】
また、本実施形態の自律走行経路生成システム９９において、作業領域分割部５４は、作業領域９１に含まれる作業経路９３ａの数が基本単位経路数ＢＰの整数倍でない場合に、図１２に示すように、含まれる作業経路９３ａの数が基本単位経路数ＢＰと等しい原則の区画Ｓと、含まれる作業経路９３ａの数が基本単位経路数ＢＰより大きい例外の区画ＳＥと、を形成するように作業領域９１を複数の区画Ｓ，ＳＥに分割する。
【０１０６】
これにより、含まれる作業経路９３ａの数が基本単位経路数ＢＰに満たない区画が生じなくなるので、スキップ走行を伴う自律走行経路９３を容易に生成することができる。
【０１０７】
次に、図１５及び図１６を参照して、圃場９０及び作業領域９１の形状によって、トラクタ１が非作業領域９２において複数回の旋回や切返し操作を必要とする例を説明する。図１５は、非作業領域９２においてトラクタ１が複数回の旋回を行う例を示す図である。図１６は、非作業領域９２においてトラクタ１が複数回の旋回及び切返しを行う例を示す図である。
【０１０８】
図１５に示した圃場９０ｐでは、非作業領域９２に、Ｌ字路が連続するクランク形状の部分が存在している。作業順序が決定された作業経路９３ａの端点同士を繋ぐ非作業経路９３ｂが当該部分を通過する場合、非作業経路９３ｂは、非作業領域９２に収まるように（即ち、トラクタ１が作業領域９１に進入することも、圃場９０ｐの外側にハミ出すこともないように）、所定のマージンを見込んで生成される。このとき、Ｌ字路の部分においては、走行機体２の旋回半径Ｒが考慮される。図１５の例では、非作業領域９２がクランク状の部分を有するために、図１４で示した圃場９０と比較して、非作業領域９２での旋回が２回余分に必要となっている。
【０１０９】
また、図１５と同様の圃場９０ｐであっても、図１６に示すように、作業経路９３ａから非作業経路９３ｂに入った直後にクランク形状の部分を通過する必要が生じる場合がある。このとき、非作業経路９３ｂに入った直後にＬ字路での旋回を行ったとしても、走行機体２又は作業機３が圃場９０ｐの外側にはみ出してしまう。この場合は、図１６に示すように、非作業経路９３ｂは、Ｌ字路の部分の旋回に加えて、走行機体２を一端前後させる切返しも伴う経路として生成される。
【０１１０】
このように、非作業領域９２が不定形である場合、自律走行経路生成部４７が必要に応じて旋回や切返しを伴うように非作業経路９３ｂを生成することで、スキップ走行を適切に行うことができる。
【０１１１】
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。
【０１１２】
上記の実施形態においては、基本単位経路数ＢＰがスキップ数ＳＮに対して２（ＳＮ＋１）＋１で表される数値としたが、他の数値に変更しても良い。即ち、基本単位経路数ＢＰは、Ｍ（ＳＮ＋１）＋１（Ｍは２以上の自然数）で表される。
【０１１３】
上記の実施形態においては、スキップ数ＳＮは１又は２から選択できるとしたが、必要に応じて３以上の数値を選択できる構成にしても良い。
【０１１４】
作業を行う作業経路９３ａの順番（作業順序）は、図１０で示した例に限らず、適宜変更することもできる。
【０１１５】
ステップＳ１０２の判断の結果、スキップ数ＳＮが０である場合、自律走行経路生成部４７は、作業領域９１を分割することなく自律走行経路９３を生成することとしたが、作業領域９１を分割した上で、自律走行経路９３を生成することとしてもよい。
【０１１６】
図８に示すステップＳ１０５において、メッセージを表示する代わりに、上述の発明が解決しようとする課題で述べた（単純なスキップ走行を行う）自律走行経路を生成しても良い。或いは、作業経路数ＴＰが基本単位経路数ＢＰに満たない場合には、スキップ数ＳＮを０に変更するよう促し、ユーザがスキップ数ＳＮを０に変更した場合はステップＳ１０３に進み、ユーザがスキップ数ＳＮを０に変更しなかった場合にステップＳ１０５に進むこととしてもよい。
【０１１７】
ところで、図１３及び図１４に示すように作業領域９１が複数の区画Ｓに分割され、或いは、複数の区画Ｓと単一の区画ＳＥに分割される場合、トラクタ１により自律走行・自律作業される区画に対する作業順は、例えば、開始位置に近い区画から順に設定され、特定の区画について作業が完了すると、それに隣接する区画にて作業が行われる。しかしながら各区画に対する作業順は、これに限られるものではなく任意の順番が設定可能であってもよい。
【０１１８】
上記の実施形態では、作業情報入力画面８３で設定された枕地の幅及び非耕作地の幅に基づいて非作業領域９２が定められ、圃場９０から非作業領域９２を除外した残りの領域として作業領域９１が定められている。しかしながら、作業領域９１を設定する方法は上記に限らず、例えば、上述の圃場情報入力画面８２において平面表示部８８に表示された圃場９０の任意の点をオペレータが指定することで作業領域９１及び非作業領域９２を設定できるように構成されても良い。
【０１１９】
上記の実施形態では、自律走行経路生成システム９９を構成する作業領域分割部５４及び自律走行経路生成部４７は、無線通信端末４６側に備えられている。しかしながら、作業領域分割部５４及び自律走行経路生成部４７のうちの一部又は全部がトラクタ１側に備えられても良い。
【符号の説明】
【０１２０】
１  トラクタ（作業車両）
４７  自律走行経路生成部（経路生成部）
５４  作業領域分割部（領域分割部）
９１  作業領域（走行領域）
９３  自律走行経路（走行経路）
９３ａ  作業経路（走行路）
９９  自律走行経路生成システム
ＢＰ  基本単位経路数（所定値）
Ｓ  区画
ＳＥ  例外の区画
ＳＮ  スキップ数（基準値）
【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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【図１５】
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【図１６】
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