(57)【要約】      （修正有）【課題】旋回後の進入位置合わせを行える自動走行制御機能を備えた農業用の走行車両を提供すること。【解決手段】ステアリングハンドルに連動して正転と逆転をするステアリングシャフト１５の切れ角を検出する切れ角センサ４９と該シャフト１５に回転駆動力を伝達するための正逆転モータ２０とモータ２０の回転駆動力をシャフト１５に伝達するための電磁クラッチ２２を有する連動機構を備えた自動操舵装置２５とカメラ５３で圃場内の遠目標X及び／又は作業軌跡Tを検出してモニタ４７に表示可能とし、自動スイッチの「入」操作時時に、前記切れ角センサ４９が所定量のシャフト切れ角を検出して車両の旋回が行われたと判断されると、モニタ４７で表示される旋回後の遠目標Xの位置情報及び／又は作業軌跡Tの位置情報に基づき自動操舵装置２５のモータ２０を作動させて圃場内で直進走行の自動操舵を行う制御構成を有する制御装置１００を備えた走行車両である。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行車両（１）の操舵をするステアリングハンドル（９）と、該ステアリングハンドル（９）に連動して正転と逆転をするステアリングシャフト（１５）と、該ステアリングシャフト（１５）の切れ角を検出するステアリングシャフト切れ角センサ（４９）と、ステアリングシャフト（１５）に回転駆動力を伝達するための正逆転モータ（２０）と、該正逆転モータ（２０）の回転駆動力をステアリングシャフト（１５）に伝達するための電磁クラッチ（２２）を有する連動機構と、該電磁クラッチ（２２）の作動／非作動を司る自動スイッチ（２４）を有する自動操舵装置（２５）と、
走行車両（１）の前方に設置した圃場内の遠目標（Ｘ）及び／又は作業軌跡を検出する操舵方向検出手段（５３）と、
該操舵方向検出手段（５３）で検出された遠目標（Ｘ）及び／又は作業軌跡（Ｔ）を画面上に表示するモニタ（４７ｂ又は４７ｃ）と、
自動スイッチ（２４）の作動時に、前記モニタ（４７ｂ又は４７ｃ）で表示される遠目標（Ｘ）及び／又は作業軌跡（Ｔ）の位置に基づき操舵装置（２５）の正逆転モータ（２０）を作動させて圃場内で直進走行の自動操舵を行う制御構成と、
ステアリングシャフト切れ角センサ（４９）が所定量のステアリングシャフト切れ角を検出して走行車両（１）の旋回が開始されると判断すると自動スイッチ（２４）が作動して前記直進走行の自動操舵を行う構成を開始する制御構成を有する制御装置（１００）
を備えたことを特徴とする走行車両。
【請求項２】
制御装置（１００）は、
走行車両の旋回操作後に前記直進走行の自動操舵を行う圃場内での進入位置を複数の表示点を用いてモニタ（４７ｃ）上に表示する制御構成を備えていることを特徴とする請求項１記載の走行車両。
【請求項３】
操舵方向検出手段（５３）で遠目標（Ｘ）がモニタ（４７ｂ又は４７ｃ）上に検出されると、遠目標（Ｘ）位置に基づき前記直進走行の自動操舵を優先的に行い、あるいは作業軌跡（Ｔ）がモニタ（４７ｂ又は４７ｃ）上に検出されると、遠目標（Ｘ）位置に基づく前記直進走行の自動操舵が実行されない場合には前記作業軌跡（Ｔ）の位置に基づき前記直進走行の自動操舵を行う制御構成を制御装置（１００）が備えていることを特徴とする請求項１記載の走行車両。
【請求項４】
制御装置（１００）は、
操舵方向検出手段（５３）で検出され、モニタ（４７ｂ又は４７ｃ）上に表示される遠目標（Ｘ）の画像のデータ数の全モニタ画面のデータ数に対する割合が所定値以上であると、自動スイッチ（２４）の切り操作により前記直進走行の自動操舵を手動操舵に切り替え可能な制御構成を備えていることを特徴とする請求項１記載の走行車両。
【請求項５】
制御装置（１００）は、
前記直進走行の自動操舵が終了すると、前記自動スイッチ（２４）が切り操作されて手動操舵が行われ、前記手動操舵で旋回後に操舵方向検出手段（５３）で検出された遠目標（Ｘ）がモニタ（４７ｂ又は４７ｃ）の中央に表示され、その状態で所定時間経過すると、前記自動スイッチ（２４）が入り操作されて前記直進走行の自動操舵に切り替える制御構成を備えたことを特徴とする請求項１記載の走行車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリングハンドル部に装着する走行車両自動操舵用駆動装置を備えた農業用の走行車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載した方位センサにより時間の経過と共に送られてくる走行方位情報に基づき直進走行制御を自動的に行う農業用車両が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１４２０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１記載の直進走行制御を自動的に行う農業用車両では、直進走行制御は出来ても旋回後に新たな直進するために行う旋回後の正確な進入位置を考慮した構成ではなかった。  
本発明の課題は、旋回後の進入位置合わせが行える機能を備えた農業用の走行車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記の課題を解決するために次の構成を有する。  
請求項１記載の発明は、走行車両（１）の操舵をするステアリングハンドル（９）と、該ステアリングハンドル（９）に連動して正転と逆転をするステアリングシャフト（１５）と、該ステアリングシャフト（１５）の切れ角を検出するステアリングシャフト切れ角センサ（４９）と、ステアリングシャフト（１５）に回転駆動力を伝達するための正逆転モータ（２０）と、該正逆転モータ（２０）の回転駆動力をステアリングシャフト（１５）に伝達するための電磁クラッチ（２２）を有する連動機構と、該電磁クラッチ（２２）の作動／非作動を司る自動スイッチ（２４）を有する操舵装置（２５）と、走行車両（１）の前方に設置した圃場内の遠目標（Ｘ）及び／又は作業軌跡（Ｔ）を検出する操舵方向検出手段（５３）と、該操舵方向検出手段（５３）で検出された遠目標（Ｘ）及び／又は作業軌跡（Ｔ）を画面上に表示するモニタ（４７ｂ又は４７ｃ）と、自動スイッチ（２４）の作動時に、前記モニタ（４７ｂ又は４７ｃ）で表示される遠目標（Ｘ）及び／又は作業軌跡（Ｔ）の位置に基づき操舵装置（２５）の正逆転モータ（２０）を作動させて圃場内で直進走行の自動操舵を行う制御構成と、ステアリングシャフト切れ角センサ（４９）が所定量のステアリングシャフト切れ角を検出して走行車両（１）の旋回が開始されると判断すると自動スイッチ（２４）が作動して前記直進走行の自動操舵を行う構成を開始する制御構成を有する制御装置（１００）を備えたことを特徴とする走行車両である。
【０００６】
請求項２記載の発明は、制御装置（１００）が、走行車両の旋回操作後に前記直進走行の自動操舵を行う圃場内での進入位置を複数の表示点を用いてモニタ（４７ｃ）上に表示する制御構成を備えていることを特徴とする請求項１記載の走行車両である。
【０００７】
請求項３記載の発明は、操舵方向検出手段（５３）で遠目標（Ｘ）がモニタ（４７ｂ又は４７ｃ）上に検出されると、遠目標（Ｘ）位置に基づき前記直進走行の自動操舵を優先的に行い、あるいは作業軌跡（Ｔ）がモニタ（４７ｂ又は４７ｃ）上に検出されると、遠目標（Ｘ）位置に基づく前記直進走行の自動操舵が実行されない場合には前記作業軌跡（Ｔ）の位置に基づき前記直進走行の自動操舵を行う制御構成を制御装置（１００）が備えていることを特徴とする請求項１記載の走行車両である。
【０００８】
請求項４記載の発明は、制御装置（１００）が、操舵方向検出手段（５３）で検出され、モニタ（４７ｂ又は４７ｃ）上に表示される遠目標（Ｘ）の画像のデータ数の全モニタ画面のデータ数に対する割合が所定値以上であると、自動スイッチ（２４）の切り操作により前記直進走行の自動操舵を手動操舵に切り替え可能な制御構成を備えていることを特徴とする請求項１記載の走行車両である。
【０００９】
請求項５記載の発明は、制御装置（１００）が、前記直進走行の自動操舵が終了すると、前記自動スイッチ（２４）が切り操作されて手動操舵が行われ、前記手動操舵で旋回後に操舵方向検出手段（５３）で検出された遠目標（Ｘ）がモニタ（４７ｂ又は４７ｃ）の中央に表示され、その状態で所定時間経過すると、前記自動スイッチ（２４）が入り操作されて前記直進走行の自動操舵に切り替える制御構成を備えたことを特徴とする請求項１記載の走行車両である。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１記載の発明によれば、旋回後に自動的に直進走行の自動操舵を行う制御構成が作動して遠目標（Ｘ）位置又は作業軌跡（Ｔ）位置の情報に基づき確実にオペレータは走行車両の直進走行の位置合わせを行うことができる。
【００１１】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加えて、車両の進入位置が複数の表示点を用いたモニタ（４７ｃ）上に表示されるので、複数の表示点の中の適切な表示点を遠目標（Ｘ）として旋回後に自動的に直進走行の自動操舵を行う制御構成が作動して確実にオペレータに車両の直進走行の位置合わせを知らせることができる。
【００１２】
請求項３記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加えて、遠目標（Ｘ）位置に基づき前記直進走行の自動操舵を優先的に行い、作業軌跡（Ｔ）がモニタ（４７ｂ又は４７ｃ）上に検出されると、遠目標（Ｘ）位置に基づく前記直進走行の自動操舵が行われなければ、前記作業軌跡（Ｔ）の位置に基づき前記直進走行の自動操舵を行うので、走行車両の旋回後にまず遠目標（Ｘ）に基づく直進走行の自動操舵を行うことができ、旋回後の直進走行自動操舵が容易となる。
【００１３】
請求項４記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加えて、遠目標（Ｘ）の画像のデータ数の全モニタ画面のデータ数に対する割合が所定値以上であると、前記自動スイッチ（２４）の切り操作により前記直進走行の自動操舵を手動操舵に切り替えることができるので、遠目標（Ｘ）に近づいてきたら自動操舵から手動操舵に切り替えてオペレータの望み通りに操舵ができる。
【００１４】
請求項５記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加えて、手動操舵で旋回後に操舵方向検出手段（５３）で検出された遠目標（Ｘ）がモニタ（４７ｂ又は４７ｃ）の中央に表示され、その状態で所定時間経過すると前記自動スイッチ（２４）が入り操作されて前記直進走行の自動操舵に切り替えることができるので、旋回終了後の直進走行の自動操舵に容易に移行できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】農用作業走行車両の一例としての農用トラクタの右側面図である。
【図２】図１の農用トラクタの前部側面図である。
【図３】図１のトラクタの内部における自動操舵用の主な装置の配置位置を示す図である。
【図４】図３のトラクタの自動操舵用の主な装置の関係図である。
【図５】図１のトラクタの自動操舵用の制御ブロック図である、
【図６】図１のトラクタの自動操舵制御のフローチャートである。
【図７】図１のトラクタの自動操舵制御時のモニタの遠目標Ｘの画像を示す図（図７（ａ））とトラクタの自動操舵を説明する平面図（図７（ｂ））である。
【図８】図１のトラクタの自動操舵制御のフローチャートである。
【図９】図１のトラクタの自動操舵制御時の進入位置モニタの平面図である。
【図１０】図１のトラクタのカメラで遠目標Ｘを検知して後に行う直進制御と作業軌跡を検知しながら行う走行制御の説明図である。
【図１１】図１のトラクタの自動操舵制御時の作業軌跡により直進制御を行うフローチャート（図１１（ａ））とその際のトラクタの自動操舵を説明する平面図（図１１（ｂ））である。
【図１２】図１のトラクタによる未耕地と既耕地の境界検出のための手順を示すフローチャートである。
【図１３】図１のトラクタに搭載したカメラを用いる画像処理により耕耘境界の近傍の画像を示す。
【図１４】図１のトラクタに搭載したカメラを用いる画像処理により未耕地側と既耕地側とに各々ピークを有するヒストグラムのパターンである。
【図１５】図１のトラクタに搭載したカメラを用いるデータの２値化処理により未耕地と既耕地の境界を検出する画像である。
【図１６】図１のトラクタの遠目標や作業軌跡が適正位置になると直進走行制御を行うフローチャート（図１６（ａ））と遠目標がモニタの画像の左右方向の中間位置に適正位置になった場合を説明する図（図１６（ｂ））である。
【図１７】図１のトラクタの作業軌跡が適正位置になると直進走行制御を行うフローチャート（図１７（ａ））と遠目標がモニタの画像の左右方向の中間位置に適正位置になった場合を説明する図（図１７（ｂ））である。
【図１８】図１のトラクタの直進走行制御に移行する前段階の設定作業位置を基準の作業軌跡から設定距離だけ離れた位置で作業を行うためのフローチャート（図１８（ａ））と旋回終了した時点の設定作業軌を基準の作業軌跡から設定距離だけ離して作業をする作業軌跡を示すモニタの画像（図１８（ｂ））である。
【図１９】図１のトラクタの作業軌跡の倣い走行を行うための目標とする作業軌跡を設定距離だけずらした位置を適正位置であると認識させる場合のフローチャート（図１９（ａ））とそのためのモニタ画像（図１９（ｂ））である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
この発明の一実施例を図面に基づき説明する。  
図１と図２に農用作業走行車両の一例としての農用トラクタの右側面図とその前部側面図を示す。走行車両１の前後部に前輪２と後輪３とを備え、ボンネット４内に装着されるエンジン５の回転動力をミッションケース６内の変速装置で適宜減速し、減速した回転動力を当該前輪２，後輪３に伝達すべく構成している。
【００１７】
機体中央部の運転者席７の前方には、ハンドルポスト８を設け、ハンドルポスト８にステアリングハンドル９を旋回操作可能に設けている。このステアリングハンドル９の旋回操作は操舵機構を介して左右前輪２，２を操向連動する構成としている。なお、ステアリングハンドル９の近傍にはアクセルレバー１０を、ハンドルポスト８の下部側には左右独立するブレーキペダル１１，１１を配設すると共に、上記運転者席７とこのハンドルポスト８間には走行用変速レバー（図示せず）を配設している。
【００１８】
上記機体１の後部には、例えば耕耘作業機１２が装着されており、該耕耘作業機１２はリフトアーム１３とロアリンク１４，１４とからなる３点リンク機構を介して上下昇降可能に装着している。油圧シリンダ機構（図示せず）はポジションレバー（図示せず）の回動操作によって伸縮してリフトアーム１３を上下回動し、これによりリフトロッド１３ａを介してロアリンク１４，１４を上下動させることにより作業機１２を昇降連動する構成である。
【００１９】
前記エンジン５から出力された回転動力は、図示しない主クラッチ、前後進切替機構を経由して主変速機構、副変速機構で適宜変速されて後輪デフ機構へ伝達される構成である。また、副変速機構からの回転動力は前輪駆動軸３２へ伝達可能の構成である。
【００２０】
前輪駆動軸３２は前輪デフ機構３３に連動連結される。この前輪デフ機構３３はアクスルブラケット３５に前後軸心回りに左右揺動自在に支承されるものである。ステアリングハンドル９に連動する伝動軸３７は自在継手３６を介して前輪２、２の操舵機構（パワステユニット）（図示せず）に連結している。
【００２１】
図３には、車両の内部における自動操舵用の主な装置の配置位置を示し、図４には自動操作装置の制御構成の概略図を示し、図５には自動操舵用の制御ブロック図を示す。  
ステアリングハンドル９を含む操舵装置とステアリング切れ角センサ４９からの信号及びカメラ５３と該カメラ５３で撮影した画像を処理（２値化等）するためのカメラコントローラ５２からの信号が制御装置１００に送信され、圃場又は圃場の外側には直進走行用の遠目標Ｘを配置している。
【００２２】
図２に示すように、ステアリングハンドル９のシャフト１５の軸心周りに該シャフト１５と一体的に従動スプロケット１６を設ける。またステアリングシャフト１５を支持するハンドルポスト８内にはステアリングシャフト１５の軸方向に平行する方向に配置した中間軸１７を配置している。
【００２３】
中間軸１７と一体である駆動スプロケット２１と従動スプロケット１６の間にタイミングベルト２７が掛けられているので、正逆転モータ２０により駆動スプロケット２１が駆動されると、その駆動力により従動スプロケット１６を経由してステアリングハンドル９のシャフト１５が回動する。
【００２４】
駆動スプロケット２１より下方には電磁クラッチ２２が取り付けられており、該電磁クラッチ２２の近傍に正逆転モータ２０が配置されている。  
上記構成で、電磁クラッチ２２がオン（作動）のとき、中間軸１７に固着された駆動スプロケット２１が回転する。
【００２５】
本実施例では前記中間軸１７と前記正逆転モータ２０との間の動力の伝達又は非伝達用の電磁クラッチ２２と駆動スプロケット２１と動力伝達部材２７を既存ステアリングハンドル部に外付け可能なため汎用性の高い自動操舵装置２５が得られる。
【００２６】
操舵用制御装置（コントローラ）１００はモータ駆動ユニット２３を経由して正逆転モータ２０と電磁クラッチ２２を有する操舵装置２５へ出力され、駆動スプロケット２１、従動スプロケット１６、ステアリングシャフト１５、パワステユニット３９、前輪操舵部４８を経由して、ハンドル９の操舵角に応じて前輪２が操舵される。前輪操舵角度はステアリング切れ角センサ（操舵角センサ）４９により検出され、操舵用コントローラ１００にフィードバックされる。  
また、車両の直進支援用のカメラコントローラ５２を操舵用制御装置（制御コントローラ）１００とは別に設けておき、カメラ５３からの撮像信号に基づき操舵用コントローラ１００により車両の操舵を行うこともできる。
【００２７】
操舵用コントローラ１００には図５の制御ブロック図に示すように自動モニタ４７ａの上に配置した前記自動操舵装置２５の制御を開始させるための自動スイッチ２４、オペレータによるハンドル操作量をステアリングシャフト１５に連動させるためにハンドル操作量を可変抵抗器の抵抗値として出力して、ステアリングハンドル９の中立位置の調整を前記自動操舵中でも行うことができるトリムスイッチ（図示せず）、ステアリングハンドル９を中立位置に戻すための中立復帰スイッチ（図示せず）、左側又は右側に傾倒自在に設けられたモータ手動ダイヤル２６等を接続し、さらに作業車両１の各種作業などの操作指令、走行速度の制御指令などを発信するための操作パネル（図示せず）と通信が出来る構成を備えている。
【００２８】
また、図５の制御ブロック図に示すようにカメラ位置センサ３０、作業モード切替入力スイッチ３１、走行車両１の適所には前記ステアリング切れ角センサ４９の他に、リフトアーム傾斜角センサ５０、傾斜地走行時に車両の傾斜角度を検出する車両傾斜角度センサ５１、カメラ５３による目標地点までの距離を計測できる距離センサを含むカメラコントローラ５２、耕耘作業機１２を昇降させるトップリンクの傾斜角度検出センサ５４、走行車両の車速を検出する車速センサ５７及び傾斜地走行時に進行方向を補正する傾斜時補正ダイヤル６１等を設けている。
【００２９】
トラクタ１の直進制御中に圃場のいずれかの位置に設置される赤外線、その他の光源からなる遠目標Ｘを使用するとき、図７に示すカメラ５３で撮像した遠目標Ｘの受信信号を受信モニタ４７ｂの中央部に表示させてトラクタ１を直進走行させる。
【００３０】
図７（ａ）の左側の図は手動での旋回中の受信モニタ４７ｂの画面を表し、遠目標Ｘが左端に見えている。また、図７（ａ）の右側にはハンドル９を操作して行う旋回が終了して機体中心が前進時に直進する方向に遠目標Ｘがある状態を表す受信モニタ４７ｂの画像を表す。この図７（ａ）の右側の状態のモニタ４７ｂの画像表示が一定時間続くと直進が安定したものとして、直進制御に移行する。図１０のように、カメラ５３で遠目標Ｘを検知して後に行う直進制御は、カメラ５３を機体中央に位置させる。カメラ５３は左右方向のレール５５上に配置された台車（図示せず）に固定されている。台車には図示しないモータと車輪があり、モータで車輪を駆動することで台車と共にカメラ５３は左右方向に移動する。
【００３１】
図７（ａ）の右側状態の判断は次のように行われる。  
具体的には、図７（ａ）の画面の横軸に座標の数値を割り当てる（Ｙ０〜Ｙｎ）。遠目標Ｘの部分の画素の輝度状態は明らかに周囲と異なる変化があるので、（Ｙ０〜Ｙｎ）／２の画素部分が遠目標Ｘの輝度状態に相当したものになると、機体中心は遠目標に一致したことになる。その後は自動運転（直進制御）とする。遠目標Ｘの部分の輝度状態が（Ｙ０〜Ｙｎ）／２から外れようとするとハンドル９を自動操舵して修正して直進走行を継続する。
【００３２】
上記した図１０の遠目標Ｘを使用しなくて、既耕地側と未耕地側との境を示す作業軌跡Ｔに従う倣い制御を行うときは、撮像した画像の左右方向中心に作業軌跡Ｔを写すために、耕耘作業機１２の既耕地側の端部にカメラ５３を移動させる。なお、カメラ５３の移動後の位置はカメラ位置センサ３０（図５）の検知により分かる。これで、作業軌跡Ｔは受信モニタ４７ｂの略中心位置にくるようになる。既耕地側と未耕地側との境である作業軌跡Ｔは、後述するヒストグラム（図１４参照）を使用する画像処理から分かるので、得られた作業軌跡Ｔに沿ってトラクタ１を進行させる。
【００３３】
また、作業モード切替入力スイッチ３１は走行車両（トラクタ）１が行う作業を認識させるためのものであり、代掻き作業では倣い制御は不可能であるので作業モード切替入力スイッチ３１を代掻き位置や遠目標Ｘの使用位置に切り替えることで、遠目標Ｘを用いる制御のみで直進制御を行い、また耕耘作業では作業軌跡Ｔに従う倣い制御と遠目標Ｘを用いる制御のどちらも実行できるように、入力スイッチ３１を耕耘作業位置や遠目標Ｘ及び倣い使用位置に切り替える。
【００３４】
またブザー６３は直進制御の入り切り、直進制御中に遠目標Ｘや既耕地と未耕地の境（作業軌跡Ｔ）の検出認識ができなくなったとき、認識できるものの操舵系の異常で直進できないとき等の場合に作動する報知手段である。
【００３５】
さらに制御装置１００の出力側にある「モータ回転出力」は直進制御を行うときのハンドルモータ（正逆転モータ）２０への出力があることを表し、「モータ回転方向切替出力」は直進制御を行うときに操舵方向を変更する場合のハンドルモータ（正逆転モータ）２０の出力があることを表し、自動モニタ４７ａは自動の直進制御モードに入っていると点灯し、入っていないと消灯するモニタであり、具体的にはＬＥＤ等のランプである。
【００３６】
受信モニタ４７ｂはカメラ５３から画像の表示パネルであり、図７や後述する図１７（ｂ）や図１８（ｂ）等に例示される画像であり、進入位置モニタ４７ｃは、図９に示す画像であり、圃場などへ走行車両１の進入方向を示して車両を誘導するためのモニタである。受信モニタ４７ｂは生画像を表示してもよいし、２値化画像を表示してもよい。進入位置モニタ４７ｃは図９には示すように複数（図では５個）のＬＥＤを並列配置して得られるＬＥＤの集合体である。図９に示す複数のＬＥＤの中で中央部のＬＥＤが点灯するようにハンドル９の操作を行うことで、直進走行制御が容易に行えるようになる。なお、受信モニタ４７ｂで得られた遠目標Ｘの画像データをコントローラ１００がソフトウエア的に処理して受信モニタ４７ｂで得られた遠目標Ｘの画像データに対応する図９に示す進入位置モニタ４７ｃの５個のＬＥＤの中の適切なＬＥＤを点灯させることができる。
【００３７】
圃場上に予め固定され位置で点灯などしている遠目標Ｘは、トラクタ１のコントローラ１００によりハンドル９の操作でカメラ５３により得られる画像データの中の輝度が高いものとして判別される。
【００３８】
また、図７（ａ）は受信モニタ４７ｂのモニタ画面（液晶等）であり、カメラ５３で撮影した生画像又は２値化画像である。前述したように、この図７（ａ）の中の左右方向のどこの部分に遠目標Ｘがあるかを判断する。図９の進入位置モニタ４７ｃの５つのＬＥＤと対応させるために図７（ａ）の受信モニタ４７ｂの画面も横軸座標（Ｙ０〜Ｙｎ）を５分割し、遠目標Ｘが５分割した部分のどこの領域にあるかの判定を遠目標Ｘの輝度の違いで行う。この情報に基づいて前述したように図９の５つのＬＥＤの中の適切なＬＥＤを遠目標Ｘに対応するＬＥＤとして点灯させる。ただし、中央のＬＥＤが遠目標Ｘに対応するＬＥＤであるとして点灯するためには、遠目標Ｘが中央の座標位置（Ｙ０〜Ｙｎ）／２にあることが条件となる。
【００３９】
また、図５の電磁クラッチ出力は電磁クラッチ２２が作動することを示す。電磁クラッチ２２は自動操舵用の正逆転モータ２０の回転動力をステアリングハンドル９に伝達するものであり、ステアリングハンドル９を回転させる正逆転モータ２０を設けた自動操舵駆動装置２５により自動で操舵を行うとき、正逆転モータ２０とステアリングハンドル９の動力伝達部分に設けた電磁クラッチ２２の入・切により容易にステアリング９の駆動の自動／手動の切り替えが行える。
【００４０】
ここで、自動モニタ４７ａと受信モニタ４７ｂと進入位置モニタ４７ｃの違いを再度、説明する。  
自動モニタ４７ａは自動の直進制御を行っている時に自動の直進制御中であることを表示するための点灯ランプに過ぎなく、受信モニタ４７ｂや進入位置モニタ４７ｃを用いて自動の直進制御を行う場合に、自動モニタ４７ａが点灯することで、車両は現在自動直進制御中であるということを確認できる利点がある。
【００４１】
進入位置モニタ４７ｃは複数のＬＥＤ（本実施例では５個）を横に並べた表示パネルであり、ＬＥＤの点灯と消灯で車両の進行方向を示すためのものであり、受信モニタ４７ｂはカメラ画像の表示パネルであり（図７などに例示する）、表示された画像から周辺の状況も知ることができる。
【００４２】
進入位置モニタ４７ｃは予めモニタ画面上の特定位置に配置された５つのＬＥＤからなり、いずれか１つのＬＥＤだけが点灯可能なモニタ（図９）であり、圃場内の画像が表示されるものではない。そして進入位置モニタ４７ｃの１つだけのＬＥＤの点灯は、カメラ５３から得られた画像データ（受信信号）をコンピュータ１００内で処理して、当該カメラ５３での受信信号が進入位置モニタ４７ｃの５つのＬＥＤのいずれかのＬＥＤに対応する位置に車両がある場合はそのＬＥＤをコントロータ１００が、受信モニタ４７ｂの画像の横軸座標と遠目標Ｘの輝度を比較して遠目標Ｘの左右方向の位置を求め、遠目標Ｘが存在する座標位置に相当する進入位置モニタ４７ｃのＬＥＤを点灯させる。またカメラ５３からの受信信号が進入位置モニタ４７ｃの５つのＬＥＤのいずれかのＬＥＤにも対応しない位置に車両がある場合（旋回時等）は、ハンドル９の操舵で進入位置モニタ４７ｃの５つのＬＥＤのいずれかＬＥＤが点灯する位置に車両を動かす。５つのＬＥＤの端部のＬＥＤが点灯すると、この時点から自動操舵（旋回途中から直進制御へ）が可能となる。
【００４３】
一方、受信モニタ４７ｂはカメラ画像の液晶表示パネルであり、カメラ５３で撮影した何らかの画像がそのまま表示されるものであり、以下の図７（ａ）に例示するような画像表示パネルである。また、受信モニタ４７ｂには２値化した画像を表示してもよい。
【００４４】
通常、作業車両は受信モニタ４７ｂと進入位置モニタ４７ｃの両方を備えているが、いずれか一方でも走行制御は可能であり、廉価型では５つのＬＥＤからなる進入位置モニタ４７ｃのみで良い。進入位置モニタ４７ｃのみの場合でも、カメラ５３で撮像した画像処理（進入位置モニタ４７ｃへ表示しようとするための計算（画像の５分割、遠目標Ｘの座標位置等））は必要であるが、プログラムだけなので廉価となる。
【００４５】
ここで、５つのＬＥＤからなる進入位置モニタ４７ｃの表示例を次に説明する。  
「○○●○○」は進入位置が正常（図８の状態）であり、旋回終了後の直進制御は、この状態を維持する制御となる。  
「○●○○○」は進入位置が右にずれている場合であり、ハンドル９を左に切って修正する必要ある。  
「●○○○○」は進入位置がかなり右にずれている場合であり、ハンドル９を左に大きく切って修正する必要ある。
【００４６】
これは、前述のように、受信モニタ４７bの画像の横軸は進入位置モニタ４７ｃのＬＥＤと同じ５分割しているので、計算上で横軸方向に５分割した受信モニタ４７bの画像の遠目標Ｘの輝度変化がある部分に相当する進入位置モニタ４７ｃのＬＥＤを点灯させて、撮像した受信モニタ４７ｂの画像の中の横軸のどこに遠目標Ｘがあるかを画素の輝度変化で認識し、計算上で５分割した受信モニタ４７ｂの画像の遠目標Ｘの輝度変化がある部分に相当する進入位置モニタ４７ｃのＬＥＤを点灯させる。
【００４７】
受信モニタ４７ｂの横軸上の５分割領域を左から順に、領域α１、α２、α３、α４、α５とし、進入位置モニタ４７ｃのＬＥＤ（５個）を左からＬＥＤβ１、β２、β３、β４、β５とし、領域α１とＬＥＤβ1を対応させ、………、領域α５とＬＥＤβ５をそれぞれ順次対応させる。  
例えば、領域α1に遠目標Ｘの輝度変化を認識すると、進入位置モニタ４７ｃは「●○○○○」の点灯となる。進入位置モニタ４７ｃに７個のＬＥＤがあると、進入位置モニタ４７ｃの画像の横軸を７分割して遠目標Ｘの存在する位置を判定する。
【００４８】
遠目標Ｘは固定位置にあり、ハンドル９の操作で機体が左右に振れるので、受信モニタ４７ｂの点灯位置が変化する。そして、進入位置モニタ４７ｃの中央部のＬＥＤが点灯するようにハンドル９を操作して直進走行を可能な状態にする。この場合は手動操作による直進である。一方、自動による直進制御は、カメラ５３で撮像した受信モニタ４７ｂの画像の横軸の中心に遠目標Ｘが来ると、コントローラが進入位置モニタ４７ｃの中央部のＬＥＤが点灯するようにモータ２０で自動的にハンドル９を操作する。ハンドル９の操作は、手動でも自動でも、車両中心位置の前方の直進方向が遠目標Ｘ方向を指示するように車両を操作することで、車両は直進走行ができる。カメラ５３で撮像した受信モニタ４７ｂの画像の横軸の中心に遠目標Ｘが来ると直進出来るようになる。
【００４９】
上記したように、車両の圃場への進入位置が正常となるようにハンドル９の手動操作し、その後、直進制御で進入位置モニタ４７ｃの画像が「○○●○○」を維持するようにする。このとき車両の旋回は基本的には手動で行うが、旋回中（旋回終了手前）に遠目標を検出して進入位置モニタ４７ｃの画像が「●○○○○」となれば、その後は自動旋回も可能である。
【００５０】
次に図７に示す受信モニタ４７ｂと図９に示す進入位置モニタ４７ｃを用いて車両の直進走行制御から手動旋回に入り、次の直進制御に入るまでの工程を行う例を図６のフローチャートで説明をする。  
上述のようにステアリングハンドル９を回転させる正逆転モータ２０を設けた自動操舵駆動装置２５（図４）により自動で操舵を行うとき、正逆転モータ２０とステアリングハンドル９の動力伝達部に設けた電磁クラッチ２２の入・切により容易にステアリング９の駆動の自動／手動の切り替えを行うことができる。
【００５１】
まず、旋回時には自動操舵駆動装置２５による自動走行制御をしないようにするために自動スイッチ２４がオフであることを確認して後、電磁クラッチ２２もオフにする。次に電磁クラッチ２２をオフとしてステアリングハンドル９の手動操作で旋回を行う場合は、旋回が開始され、所定角度以上のハンドル９の操作がなされたことをステアリング切れ角センサ４９で検知して車両が旋回していると判断されると、ステップＳａでカメラ５３からの画像をコントローラ１００が読み込んで（カメラ５３からの画像データの読み込みは、直前で直進制御を行っているため、このとき既に行われているが、ここでの読み込みは旋回に使用するための読み込みという意味である。）、その読み込まれた画像データが予め決められた目印である遠目標Ｘであると、ステップＳｂで前述のように受信モニタ４７ｂの画像の輝度からコントローラ１００が判定する（図７（ａ）の左側の状態）と、ステップＳｃでカメラ５３により検出した遠目標Ｘの画像が受信モニタ４７ｂに表示される画像の適切な位置（ここでは受信モニタ４７ｂの画面の端（図７（ａ）の左側））にあれば良いが、機体が前後左右に大きく傾斜していると遠目標Ｘは画面の適切な位置（予定された位置）に表示出来ない。）にあるかどうかを判断し、遠目標Ｘの画像が受信モニタ４７ｂの画像の端の適切な位置（略予定された位置）に表示されていると、進入位置モニタ４７ｃをオンする。これで図６に示す自動制御のフローは終了する。
【００５２】
進入位置モニタ４７ｃがオンされると、操縦者は次工程の直進制御を行う前段階として進入位置モニタ４７ｃを見ながら「中央部のＬＥＤが点灯する」ようにハンドル９の操作を行い、「中央部のＬＥＤが点灯する」、即ち、車両の中心の前方への直進方向と遠目標Ｘが一致すると、直進制御を再開する。この再開は自動再開でもよいし、自動スイッチを操作しての再開でもよい。
【００５３】
このように手動旋回時に次工程の直進制御の前段階として、旋回終了から直進に移行するに従い車両の中心の前方への直進方向と遠目標Ｘを手動で合わせるための案内ガイド役が進入位置モニタ４７ｃの役割である。ただし、前述したように、旋回中に遠目標Ｘが認識できれば、自動旋回も可能である。
【００５４】
次に図９に示す予め進入位置モニタ４７ｃに表示される５つのＬＥＤを横一列に並べて車両の直進走行制御を行う例を図８のフローチャートで説明をする。なお、進入位置モニタ４７ｃは５つのＬＥＤを表示できる構成であるが、液晶等の画面に表示する構成としてもよい。  
図９は車両の旋回（手動操作）から直進へ入るときの案内用の進入位置モニタ４７ｃであり、旋回から直進への移行はハンドル９を手動操作して行うので、進入位置モニタ４７ｃを見ながら進入位置モニタ４７ｃの中央位置のＬＥＤが点灯するようにハンドル操作を行う。進入位置モニタ４７ｃの中央位置のＬＥＤが点灯すると、遠目標Ｘと機体中心の前方への直進方向が一致するので、その後はこの状態を保持するように直進制御を行う。
【００５５】
図８に示すフローが図６のフローと違うステップは、まず、図８のステップＳｅの「画像内か」は、図６のステップＳｃの「適正位置」と基本的には同じである。図６のステップＳｃの「適正位置」は、受信モニタ４７ｂの画像内に遠目標Ｘを認識してさらに遠目標Ｘが前記画像内の想定される適正位置にあるかを判断する。図８のステップＳｅの「画像内か」は、遠目標Ｘが受信モニタ４７ｂの画像内に認識されたことのみを判断しているが、実際には適正位置の判断が必要である。図８のステップＳｆとステップＳｇは、受信モニタ４７ｂ内に存在する遠目標Ｘの位置を進入位置モニタ４７ｃに置き換える工程である。  
図６、図８にはないが、自動直進制御を再開する場合や再開しない場合等ある。自動直進制御を再開する場合は、自動で再開してもよいし、自動スイッチ２４を再度操作することなどで行う。
【００５６】
次に、耕耘などによる作業軌跡Ｔの端を検出しながら自動直進操舵（倣い制御）を行う場合の制御について説明する。  
図１０に示す右側のトラクタ１が遠目標Ｘを受信モニタ４７ｂの画面中央に取り入れて直進走行した後に、旋回して中央のトラクタ１に示すようにトラクタ１の中央にあったカメラ５３をトラクタ１の左端に向けてレール５５上を移動させて、耕耘などによる作業軌跡Ｔの端を検出しながら自動直進操舵（倣い制御）を行う。
【００５７】
次に再び旋回して左端のトラクタ１に示すようにカメラ５３の位置をトラクタ１の右端に移動させて、耕耘などによる作業軌跡Ｔの端を検出しながら自動操舵を行う。このようにして圃場全体を自動操舵しながら耕耘などの作業を行うことができる。
【００５８】
また、図６に示すフローチャートのステップＳｃに相当する図１１（ａ）に示すフローチャートのステップＳｈにおいて遠目標Ｘがガメラ５３で認識出来なかった場合は、得られる画像データをコンピュータ１００に読み込んで受信モニタ４７ｂに表示し、受信モニタ４７ｂの図１７（ｂ）の右側の画面に示すような直線状の耕耘などの作業軌跡Ｔを後述する方法で検出すると、図１１（ｂ）に示すように、カメラ５３はトラクタ１の前側中央に配置したままで、作業軌跡Ｔの端を検出しながら自動走行制御を行う。このときカメラ５３の位置をトラクタ１の左端に移動させて、耕耘などによる作業軌跡Ｔの端を検出しながら自動操舵（倣い制御）を行っても良い。
【００５９】
なお、この場合は遠目標Ｘによる直進走行用の自動操舵は、遠目標Ｘが検出できないときは前記作業軌跡Ｔの端を検出しながら行う倣い制御で直進制御を行う。図１１（ａ）のステップＳｈで遠目標Ｘが検出できないときは作業軌跡Ｔの判定に移行するが、このとき作業軌跡Ｔを認識するとともに作業軌跡Ｔが画面内の適正位置であれば、ステップＳｉで作業軌跡Ｔの位置を進入位置モニタ４７ｃのＬＥＤ点灯表示に置き換えて点灯表示する。なお、作業軌跡Ｔそのものは、ＬＥＤを並べただけの進入位置モニタ４７ｃでは表示出来ないので、前述のように、遠目標Ｘの進入位置に対応した進入位置モニタ４７ｃのＬＥＤを点灯するだけで行う。
【００６０】
ここで、直線状の耕耘などの作業軌跡Ｔを検出する方法について述べる。なお、この方法は本出願人の出願発明である特開平９−２３８５１０号公報に開示した方法である。この場合は図１３に示す未耕地Ｙ１と既耕地Ｙ２の境界Ｚを作業軌跡Ｔとする例である。
【００６１】
耕耘作業時にカメラ５３を、ロータリ耕耘装置等の耕耘幅の一端部に合致する位置へカメラアーム５５上を左右移動させて固定し、カメラ回動モータ（図示せず）の駆動によってカメラ５３を角度検出センサ（図示せず）により設定される所定の角度範囲内を回動揺動させ、図１３に示す略境界Ｚを中心として未耕地Ｙ１と既耕地Ｙ２の領域間を、車速に同期させたタイミングにより高速側では早い間隔で、低速側では遅い間隔でカメラ５３により土壌面を撮像する。
【００６２】
この撮像により、未耕地Ｙ１側の分析領域と既耕地Ｙ２側の分析領域において、図１４に例示するような各々周波数分析を行って得られたパワースペクトル分布が、既耕地Ｙ２側では未耕地Ｙ１側に対し高周波域の分布に広がりがあることから、これらの情報を基準として未耕地Ｙ１と既耕地Ｙ２の境界Ｚの検出を、図１２のフローチャートに示すような手順によって行う。
【００６３】
まず、前記操縦席の一側に内装した耕耘境界検出装置（図示せず）に、図１３に示すように該境界Ｚ近傍のモニタ４７ｂ上の画像６９を入力し、この画像６９から、例えば横及び縦軸の画素区画（１５８，３４２と４１３，４６９のポイント区画）を分析領域とし、この分析領域の輝度の変化を計測して周波数分析を行い、この分析によって、パワースペクトル分布（図示せず）を得ることができる。このパワースペクトル分布から高周波成分の情報を消去するために、このパワースペクトル分布の中心となる直流部から、例えば６画素の半径によるサークル部分以外をマスク処理する。
【００６４】
このマスク処理したものを逆周波数分析を行うことによって、図示しない画像を再構築して、この再構築画像から、図１４に示すようなヒストグラムを算出する。このヒストグラムのパターンは未耕地Ｙ１側と既耕地Ｙ２側とに各々ピークを有しているため、輝度度数の既耕地Ｙ２側のピーク値ｂと未耕地Ｙ１側のピーク値ａとの差を求め、この差に別に設定する係数ｄを乗じ、この値に未耕地Ｙ１側のピーク値ａを加算して度数分布上の境界位置ｃを算出し、この境界位置ｃに相当する輝度レベルからしきい値を算定する。このしきい値を求める境界位置ｃの算出式の一例として ａ＋（ｂ−ａ）＊ｄ＝ｃ 又は ｂ＊ｄ＝ｃ が成立する。なお、係数ｄは実験値等から求めることができる。
【００６５】
この算定されたしきい値によって前記再構築画像を２値化し、図１５に示す２値化画像６２から未耕地Ｙ１と既耕地Ｙ２の境界Ｚを検出することができる。従って、未耕地Ｙ１側のピーク値ａと既耕地Ｙ側のピーク値ｂからしきい値が決定されることにより、高精度の境界Ｚの検出が可能となる。この境界Ｚの検出により、角度検出センサ（図示せず）によるカメラ５３の回動角度０°位置（水平状態）の検出時において、境界Ｚが該画像６２の略中心にあれば境界Ｚが適正位置にあることを示しており、この条件から外れているときは条件に合致するまでステアリングホイル（図示せず）を自動的に操作して、走行車両１の進行方向を左右側に操向して（自動操作を行わずとも報知のみでも有効）、例えばロータリ耕耘装置の耕耘幅の位置を左右側に移動させる。これらの作用により、未耕地Ｙ１と既耕地Ｙ２の境界Ｚの検出精度を安定して維持できると共に、作業適応性の向上を図ることができる。
【００６６】
ステアリングハンドル９の自動操作から手動操作への切り替え時の判断において、遠目標Ｘと作業軌跡Ｔとでは元々大きさが違うので画素数の割合は異なる。また、直進制御時におけるカメラ５３の撮像倍率は標準とは限らない（圃場の直進距離等により異なる）ので、一概に占める割合を特定できないが。撮像倍率の変化に伴い、占める割合を自動的に変更するプログラムが必要となる。また、標準倍率であっても撮像する範囲が異なったり、撮像した映像の取り込む量を少なくなったりする（コントローラ１００内に取り込む量が少なくなるとデータ処理が軽くなり速くなる）と割合は異なってくる。
【００６７】
また、ランプなどの前記遠目標Ｘの検出制御と作業軌跡Ｔの倣い制御を組み合わせて直進走行中にカメラ画像内の遠目標Ｘの占める画素数の割合（輝度の高い画素数の割合）が一定以上又は前記一定以下になったら電磁クラッチ２２の出力をオフしてステアリング操作を手動に切り替える。こうして、トラクタ１の操舵操作性が従来より向上し、容易に旋回操作などに移行できる。
【００６８】
図１６（ａ）には、遠目標Ｘや作業軌跡Ｔが適正位置になると直進走行制御を行うフローチャートを示す。図１６（ｂ）には遠目標Ｘがモニタ４７ｂの画像の左右方向の中間位置に適正位置になった場合を示す。
【００６９】
図１７（ａ）には、作業軌跡Ｔが適正位置になると直進走行制御を行うフローチャートを示す。図１７（ｂ）には作業軌跡Ｔがモニタ４７ｂの画像の特定位置に来た状態を適正位置とする場合を示す。作業軌跡Ｔの場合は、カメラ５３の撮像状態でそれぞれの作業軌跡Ｔで異なるため、予め倍率等に対応する適正位置をメモリに記憶させておいて、実際の撮像データと比較することで適正位置を決める。  
図１６、図１７のいずれの場合も、遠目標Ｘや作業軌跡Ｔの適正位置状態が所定時間続くと、機体（車両）の直進走行が安定したと判断して、自動直進制御を実行する。
【００７０】
図１８（ａ）には、直進走行制御に移行する前段階、即ち旋回終了した時点の設定作業位置を基準の作業軌跡Ｔから設定距離だけ離れた位置で作業を行うためのフローチャートを示す。図１８（ｂ）には旋回終了した時点の設定作業軌跡を基準の作業軌跡Ｔ（実線）から設定距離だけ離して作業をする作業軌跡Ｔ’（点線）をモニタ４７ｂの画像に示す。
【００７１】
また、旋回後のトラクタ１の進入位置を進入位置モニタ４７ｃに表示するとき、カメラ５３の撮像データから進入位置モニタ４７ｃの画像に置き換えてＬＥＤに表示するが、旋回終了して直進に入るときの目標位置を変更可能に構成している。通常であれば、画像内の適正位置で直進に入る判断をしているが、この適正位置に対して左右方向に所定距離をずらした位置を適正位置と認識させることで、直進に入るときの目標位置を変更可能となる。例えば、往路で耕耘作業をした領域とオーバーラップさせて耕耘作業を復路でさせたい時や、逆に往路で耕耘作業をした領域から離れて位置で耕耘作業したい場合等に利用できる。
【００７２】
図１９（ａ）には、直進走行制御での作業軌跡Ｔの倣い走行を行うための目標とする作業軌跡Ｔを設定距離だけずらした位置を適正位置であると認識させる場合のフローチャートを示す。図１９（ｂ）には、そのための受信モニタ４７ｂの画像を示す。  
そして、前述のようにずらした場合には、直進走行制御での作業軌跡の倣い走行でも目標とする作業軌跡をずらして位置が適正位置であると認識させる必要がある。
【００７３】
図１９（ｂ）に示すように、旋回終了した時点の作業軌跡Ｔの倣い走行の目標位置の変更や、直進走行制御を行うための目標位置の変更とする基準の検出作業軌跡Ｔ（点線）からの所定距離だけ変更して倣い仮想作業軌跡Ｔ’（実線）にすることが出来るようにしてもよい。この場合は、例えば、作業領域を前回耕耘走行分と一部オーバーラップさせることで、確実に圃場を耕耘することができるようになる。  
また、設定進入位置を目標とする基準の検出した作業軌跡Ｔ（点線）からの所定距離だけ変更する場合に、前記検出する倣い作業軌跡Ｔから一定距離を設けた走行ライン（倣い仮想作業軌跡）Ｔ’（実線））をコンピュータ１００上で作成し、そのラインに沿って自動直進処理を行ってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明は、トラクタ以外の作業車両の走行制御機構として利用可能性が高い。
【符号の説明】
【００７５】
１  走行車両                ２  前輪
３  後輪                    ４  ボンネット
５  エンジン                ６  ミッションケース
７  運転者席                ８  ハンドルポスト
９  ステアリングハンドル
１０  アクセルレバー        １１  ブレーキペダル
１２  耕耘作業機            １３  トップリンク
１３ａ  リフトロッド        １４  ロアリンク
１５  ステアリングシャフト  １６  従動スプロケット
１７  中間軸                ２０  正逆転モータ
２１  駆動スプロケット      ２２  電磁クラッチ
２４  自動スイッチ          ２５  自動操舵装置
２６  モータ手動ダイヤル    ２７  タイミングベルト
３０  カメラ位置センサ
３１  作業モード切替入力スイッチ
３９  パワステユニット      ４７  モニタ画面
４７ａ  自動モニタ          ４７ｂ  受信モニタ
４７ｃ  進入位置モニタ      ４８  前輪操舵部
４９  ステアリング切れ角センサ
５０  リフトアーム傾斜角センサ
５１  車両傾斜角度センサ    ５２  カメラコントローラ
５３  カメラ
５４  トップリンク傾斜角度検出センサ
５５  レール                ５７  車速センサ
６１  傾斜時補正ダイヤル    ６２  ２値化画像
６９  画像                  １００  操舵用コントローラ
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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