JP2020106978A - 走行支援装置、走行支援装置を備えた作業車両及び走行支援方法 - Google Patents

Abstract

【課題】圃場内において、作業形態が途中で変わっても作業を行うことができる走行予定ルートを、簡単に作成することができる。【解決手段】走行支援装置は、作業装置が連結される走行車両の走行予定ルートを作成する走行支援装置であって、所定の圃場における圃場マップを取得するマップ取得部と、作業装置が複数の作業形態で対地作業を行う場合に、複数の対地作業の作業形態毎に走行車両が走行させる走行予定ルートを作成するルート作成部と、複数の対地作業の作業形態毎に作成された複数の走行予定ルートを記憶するルート記憶部と、を備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、トラクタ等の作業車両を走行させる場合の走行支援装置、走行支援装置を備えた作業車両及び走行支援方法に関する。

従来、トラクタ等の作業車両を自動走行させるための走行経路（走行予定ルート）を作成する技術として特許文献１に示す技術が知られている。特許文献１では、走行経路生成部が、直進経路と各直進経路同士をつなぐＵターン経路とからなる内側走行経路と、圃場の外周領域を周回走行するための周回走行経路とを生成する。

特開２０１８−１１６６０６号公報

特許文献１では、圃場に内側走行経路（走行予定ルート）を作成することができる。この内側走行経路は、例えば、自動走行時における作業がトラクタの後部を耕す耕耘に対応している。即ち、圃場内に設定された走行予定ルートは、作業形態が１つのものに対応していて、途中で作業形態が変わると適正に作業が行えないという問題があった。
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、圃場内において、作業形態が途中で変わっても作業を行うことができる走行予定ルートを、簡単に作成することができる走行支援装置、走行支援装置を備えた作業車両及び走行支援方法を提供することを目的とする。

この技術的課題を解決するための本発明の技術的手段は、以下に示す点を特徴とする。
走行支援装置は、作業装置が連結される走行車両の走行予定ルートを作成する走行支援装置であって、所定の圃場における圃場マップを取得するマップ取得部と、前記作業装置が複数の作業形態で対地作業を行う場合に、前記複数の対地作業の作業形態毎に前記走行車両が走行させる走行予定ルートを作成するルート作成部と、前記複数の対地作業の作業形態毎に作成された複数の前記走行予定ルートを記憶するルート記憶部と、を備えている。

走行支援装置は、前記ルート記憶部に記憶された前記複数の前記走行予定ルートの中から所定の走行予定ルートを選択させ、選択された前記所定の走行予定ルートを表示するルート表示制御部を備えている。
前記ルート作成部は、前記作業装置が前記対地作業を行ったときの前記対地作業における作業方向に対応して前記作業装置における複数の作業形態を取得する作業形態取得部と、前記圃場マップに示された所定の圃場に複数の単位作業区画を設定する区画設定部と、前記作業形態取得部が取得した前記作業方向が異なる複数の作業形態のそれぞれに応じて前記単位作業区画に前記走行予定ルートを作成する作業別ルート作成部と、を備えている。

前記作業形態取得部は、前記複数の作業形態として、前記対地作業における作業方向が前記走行車両の後方である場合の後方作業形態と、前記対地作業における作業方向が前記走行車両の幅方向の一方側である場合の一方作業形態と、前記対地作業における作業方向が前記走行車両の幅方向の一方側と反対側の他方側である場合の他方作業形態とを取得可能であり、前記作業別ルート作成部は、前記後方作業形態である場合には、前記走行予定ルートとして前記複数の単位作業区画に前記後方作業形態に対応する第１直進ルートを作成し、前記一方作業形態である場合には、前記複数の単位作業区画のうち前記第１直進ルートの他方側で隣接する単位作業区画に前記一方向作業形態に対応する第２直進ルートを作成し、前記他方作業形態である場合には、前記複数の単位作業区画のうち前記第１直進ルートの一方側で隣接する単位作業区画に前記他方向作業形態に対応する第３直進ルートを作成する。

前記ルート作成部は、前記走行車両が旋回を行う旋回エリアにおいて同一側の前記第１直進ルートの同士を繋ぐ第１旋回ルートを作成し、前記第２直進ルートと前記第３直進ルートとを繋ぐ第２旋回ルートを作成する。
作業車両は、走行支援装置と、走行車両と、前記走行車両に設けられた運転席と、を備え、前記走行支援装置は、前記運転席の近傍に設けられ且つ前記走行予定ルートを表示可能である。

走行支援方法は、作業装置が連結される走行車両の走行予定ルートを作成する走行支援方法であって、所定の圃場における圃場マップを取得するステップと、前記作業装置が複数の作業形態で対地作業を行う場合に、前記複数の対地作業の作業形態毎に前記走行車両が走行させる走行予定ルートを作成するステップと、前記複数の対地作業の作業形態毎に作成された複数の前記走行予定ルートを記憶するステップと、を備えている。

本発明によれば、圃場内において、作業形態が途中で変わっても作業を行うことができる走行予定ルートを、簡単に作成することができる。

走行支援装置を備えた作業車両のブロック図を示す図である。 昇降装置を示す図である。 自動走行を説明する図である。 マップ登録画面Ｍ１の一例を示す図である。 走行軌跡Ｋ１から圃場の輪郭Ｈ１（圃場マップＭＰ２）を求める図である。 走行軌跡Ｋ１の変曲点から圃場の輪郭Ｈ１（圃場マップＭＰ２）を求める図である。 走行時のスイッチ操作から輪郭Ｈ１（圃場マップＭＰ２）を求める図である。 マップ選択画面Ｍ１０の一例を示す図である。 作業設定画面Ｍ２の一例を示す図である。 ルート設定画面Ｍ３の一例を示す図である。 作業エリアＡ２に単位作業区画Ａ３を作成した図である。 図９Ａとは異なる単位作業区画Ａ３を示す図である。 後方作業形態Ｚ１の一例を示す図である。 一方作業形態Ｚ２の一例を示す図である。 他方作業形態Ｚ３の一例を示す図である。 詳細設定画面Ｍ２０の一例を示す図である。 第１直進部Ｌ１１ａ及び第１旋回部Ｌ１２ａの作成を示す図である。 第２直進部Ｌ１１ｂの作成を示す図である。 第３直進部Ｌ１１ｃの作成を示す図である。 第２旋回部Ｌ１２ｂの作成を示す図である。 走行予定ルートＬ１の記憶を示す図である。 作業画面Ｍ２１の一例を示す図である。 作業画面Ｍ２１に後方作業ルートを示した図である。 作業画面Ｍ２１に一方作業ルートを示した図である。 作業画面Ｍ２１に他方作業ルートを示した図である。 作業画面Ｍ２１に一方作業ルート及び他方作業ルートを示した図である。 走行支援方法を示す図である。 トラクタの側面全体図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、走行支援装置１００を備えた作業車両のブロック図を示している。走行支援装置１００は、トラクタ等の作業車両の走行を行う場合の支援を行う装置である。この実施形態では、走行支援装置１００は、トラクタ１に設けられているが、トラクタ１以外に設けた装置、例えば、タブレット、スマートフォン、ＰＤＡ等の携帯型の端末（携帯端末）、パーソナルコンピュータ、サーバ等の固定型のコンピュータ等の固定型の端末（固定端末）であってもよい。

まず、作業車両の１つであるトラクタをについて説明する。
図１７に示すように、トラクタ１は、走行装置７を有する走行車両３と、原動機４と、変速装置５とを備えている。走行装置７は、前輪７Ｆ及び後輪７Ｒを有する装置である。前輪７Ｆは、タイヤ型であってもクローラ型であってもよい。また、後輪７Ｒも、タイヤ型であってもクローラ型であってもよい。原動機４は、ディーゼルエンジン、電動モータ等である。変速装置５は、変速によって走行装置７の推進力を切換可能であると共に、走行装置７の前進、後進の切換が可能である。走行車両３にはキャビン９が設けられ、当該キャビン９内には運転席１０が設けられている。

また、走行車両３の後部には、３点リンク機構等で構成された昇降装置８が設けられている。昇降装置８には、作業装置２が着脱可能である。作業装置２を昇降装置８に連結することによって、走行車両３によって作業装置２を牽引することができる。作業装置２は、耕耘する耕耘装置、肥料を散布する肥料散布装置、農薬を散布する農薬散布装置、収穫を行う収穫装置、牧草等の刈取を行う刈取装置、牧草等の拡散を行う拡散装置、牧草等の集草を行う集草装置、牧草等の成形を行う成形装置等である。

図１に示すように、トラクタ１は、操舵装置１１を備えている。操舵装置１１は、ハンドル（ステアリングホイール）１１ａと、ハンドル１１ａの回転に伴って回転する回転軸（操舵軸）１１ｂと、ハンドル１１ａの操舵を補助する補助機構（パワーステアリング機構）１１ｃと、を有している。補助機構１１ｃは、油圧ポンプ２１と、油圧ポンプ２１から吐出した作動油が供給される制御弁２２と、制御弁２２により作動するステアリングシリンダ２３とを含んでいる。制御弁２２は、制御信号に基づいて作動する電磁弁である。制御弁２２は、例えば、スプール等の移動によって切り換え可能な３位置切換弁である。また、制御弁２２は、操舵軸１１ｂの操舵によっても切換可能である。ステアリングシリンダ２３は、前輪７Ｆの向きを変えるアーム（ナックルアーム）２４に接続されている。

したがって、ハンドル１１ａを操作すれば、当該ハンドル１１ａに応じて制御弁２２の切換位置及び開度が切り換わり、当該制御弁２２の切換位置及び開度に応じてステアリングシリンダ２３が左又は右に伸縮することによって、前輪７Ｆの操舵方向を変更することができる。なお、上述した操舵装置１１は一例であり、上述した構成に限定されない。
図２に示すように、昇降装置８は、リフトアーム８ａ、ロアリンク８ｂ、トップリンク８ｃ、リフトロッド８ｄ、リフトシリンダ８ｅを有している。リフトアーム８ａの前端部は、変速装置５を収容するケース（ミッションケース）の後上部に上方又は下方に揺動可能に支持されている。リフトアーム８ａは、リフトシリンダ８ｅの駆動によって揺動（昇降）する。リフトシリンダ８ｅは、油圧シリンダから構成されている。リフトシリンダ８ｅは、制御弁を介して油圧ポンプと接続されている。制御弁は、電磁弁等であって、リフトシリンダ８ｅを伸縮させる。

ロアリンク８ｂの前端部は、変速装置５の後下部に上方又は下方に揺動可能に支持されている。トップリンク８ｃの前端部は、ロアリンク８ｂよりも上方において、変速装置５の後部に上方又は下方に揺動可能に支持されている。リフトロッド８ｄは、リフトアーム８ａとロアリンク８ｂとを連結している。ロアリンク８ｂの後部及びトップリンク８ｃの後部には、作業装置２が連結される。リフトシリンダ８ｅが駆動（伸縮）すると、リフトアーム８ａが昇降するとともに、リフトロッド８ｄを介してリフトアーム８ａと連結されたロアリンク８ｂが昇降する。これにより、作業装置２がロアリンク８ｂの前部を支点として、上方又は下方に揺動（昇降）する。

トラクタ１は、測位装置４０を備えている。測位装置４０は、Ｄ−ＧＰＳ、ＧＰＳ、ＧＬＯＮＡＳＳ、北斗、ガリレオ、みちびき等の衛星測位システム（測位衛星）により、自己の位置（緯度、経度を含む測位情報）を検出可能である。即ち、測位装置４０は、測位衛星から送信された衛星信号（測位衛星の位置、送信時刻、補正情報等）を受信し、衛星信号に基づいて、トラクタ１の位置（例えば、緯度、経度）、即ち、車***置を検出する。測位装置４０は、受信装置４１と、慣性計測装置（ＩＭＵ：Inertial Measurement Unit）４２とを有している。受信装置４１は、アンテナ等を有していて測位衛星から送信された衛星信号を受信する装置であり、慣性計測装置４２とは別に走行車両３に取付けられている。この実施形態では、受信装置４１は、走行車両３、キャビン９に取付けられている。なお、受信装置４１の取付箇所は、実施形態に限定されない。

慣性計測装置４２は、加速度を検出する加速度センサ、角速度を検出するジャイロセンサ等を有している。走行車両３、例えば、運転席１０の下方に設けられ、慣性計測装置４２によって、走行車両３のロール角、ピッチ角、ヨー角等を検出することができる。
図１に示すように、トラクタ１は、制御装置６０を備えている。制御装置６０は、トラクタ１における走行系の制御、作業系の制御等を行う装置である。

制御装置６０は、トラクタ１の自動走行を制御する自動走行制御部６１を有している。自動走行制御部６１は、制御装置６０に設けられた電気・電子回路、ＣＰＵ等に格納されたプログラム等から構成されている。自動走行制御部６１は、自動走行を開始すると、走行車両３が走行予定ルートＬ１に沿って走行するように操舵装置１１の制御弁２２を制御する。また、自動走行制御部６１は、自動走行を開始すると、変速装置の変速段、原動機の回転数等を自動的に変更することによって、トラクタ１の車速（速度）を制御する。

図３に示すように、トラクタ１が自動走行を行っている状況下において、車***置と走行予定ルートＬ１との偏差が閾値未満である場合、自動走行制御部６１は、操舵軸（回転軸）１１ｂの回転角を維持する。車***置と走行予定ルートＬ１との偏差が閾値以上であって、トラクタ１が走行予定ルートＬ１に対して左側に位置している場合は、自動走行制御部６１は、トラクタ１の操舵方向が右方向となるように操舵軸１１ｂを回転する。車***置と走行予定ルートＬ１との偏差が閾値以上であって、トラクタ１が走行予定ルートＬ１に対して右側に位置している場合は、自動走行制御部６１は、トラクタ１の操舵方向が左方向となるように操舵軸１１ｂを回転する。なお、上述した実施形態では、車***置と走行予定ルートＬ１との偏差に基づいて操舵装置１１の操舵角を変更していたが、走行予定ルートＬ１の方位とトラクタ１（走行車両３）の進行方向（走行方向）の方位（車体方位）Ｆ１とが異なる場合、即ち、走行予定ルートＬ１に対する車体方位Ｆ１の角度θｇが閾値以上である場合、自動走行制御部６１は、角度θｇが零（車体方位Ｆ１が走行予定ルートＬ１の方位に一致）するように操舵角を設定してもよい。また、自動走行制御部６１は、偏差（位置偏差）に基づいて求めた操舵角と、方位（方位偏差）に基づいて求めた操舵角とに基づいて、自動操舵における最終の操舵角を設定してもよい。上述した実施形態における自動操舵における操舵角の設定は一例であり、限定されない。

以上のように、制御装置６０によって、トラクタ１（走行車両３）を自動走行させることができる。
また、制御装置６０は、手動昇降制御、自動上昇制御等を行うことができる。手動昇降制御では、制御装置６０に接続された昇降スイッチ７２の操作に基づいて昇降装置８による作業装置２の昇降する制御である。具体的には、昇降スイッチ７２は、運転席１０の周囲に設けられていて、３位置切換スイッチである。昇降スイッチ７２を中立位置から一方に切り換えると、昇降装置８（リフトアーム８ａ）を上昇させる上昇信号が制御装置６０に入力される。また、昇降スイッチ７２を中立位置から他方に切り換えると、昇降装置８（リフトアーム８ａ）を下降させる下降信号が制御装置６０に入力される。制御装置６０は、上昇信号を取得すると制御弁に制御信号を出力することで昇降装置８を上昇させ、下降信号を取得すると制御弁に制御信号を出力することで昇降装置８を下降させる。つまり、制御装置６０は、昇降スイッチ７２の手動操作に応じて昇降装置８を昇降させる手動昇降制御をすることができる。

また、自動上昇制御では、操舵装置１１の操舵角が所定以上、例えば、旋回に対応する操舵角である場合に、自動的に昇降装置８を作動させることで作業装置２を上昇する制御である。具体的には、制御装置６０には、操舵角検出装置７０と、切換スイッチ７１とが接続されている。操舵角検出装置７０は、操舵装置１１の操舵角を検出する装置である。切換スイッチ７１は、自動上昇制御の有効／無効を切り換えるスイッチであって、ＯＮ／ＯＦＦに切り換え可能なスイッチである。切換スイッチ７１がＯＮである場合、自動上昇制御が有効に設定され、切換スイッチ７１がＯＦＦである場合、自動上昇制御が無効に設定される。

制御装置６０は、自動上昇制御が有効であり且つ操舵角検出装置７０が検出した操舵角が旋回に相当する操舵角以上である場合、制御弁に制御信号を出力することで昇降装置８を自動的に上昇させる自動上昇制御を行う。
以上のように、制御装置６０によって、トラクタ１に関する制御、例えば、手動昇降制御、自動上昇制御を行うことができる。

走行支援装置１００は、運転席１０の近傍に設けられた表示装置である。以下、走行支援装置１００が表示装置であるとして説明を進める。
表示装置は、液晶パネル、タッチパネル、その他のパネルのいずれかで構成された表示部５０を有する表示装置であり、トラクタ１の走行を、支援をするための情報の他に、トラクタ１、作業装置２に関する様々な情報を表示可能である。

表示装置は、マップ登録部１０１と、マップ記憶部１０２とを備えている。マップ登録部１０１は、表示装置に設けられた電気・電子部品、表示装置に組み込まれたプログラム等から構成されている。マップ記憶部１０２は、不揮発性のメモリ等から構成されている。マップ登録部１０１は、所定の圃場の輪郭、例えば、所定の圃場の輪郭に対応した位置を登録する。

図４に示すように、作業者（運転者）が表示装置に対して所定の操作を行うと、マップ登録部１０１は、表示装置の表示部５０にマップ登録画面Ｍ１を表示する。マップ登録画面Ｍ１には、圃場を含むマップＭＰ１、トラクタ１の車***置ＶＰ１、圃場名及び圃場管理番号等の圃場識別情報が表示される。マップＭＰ１には、圃場を示す画像データの他に緯度、経度等の位置情報が対応付けられている。トラクタ１が圃場内に入り、圃場内を周回すると、マップ登録画面Ｍ１には、トラクタ１が周回したときに測位装置４０が検出した現在の車***置ＶＰ１が表示される。トラクタ１による圃場内の周回が終了し、マップ登録画面Ｍ１に表示された登録ボタン５１が選択されると、図５Ａに示すように、マップ登録部１０１は、トラクタ１が周回したときの複数の車***置によって得られた走行軌跡Ｋ１を圃場の輪郭（外形）Ｈ１とし、当該輪郭Ｈ１で表される圃場マップＭＰ２を圃場識別情報と共に登録する。

なお、図５Ｂに示すように、マップ登録部１０１は、車***置ＶＰ１で示される走行軌跡から変曲点を演算して変曲点を結ぶ輪郭Ｋ２を圃場の輪郭Ｈ１（圃場マップＭＰ２）として登録してもよいし、図５Ｃに示すように、トラクタ１が周回する際に運転者等がトラクタ１に設けられたスイッチ等によって圃場の端部を指定し指定された端部を結んだ輪郭Ｋ３を輪郭Ｈ１（圃場マップＭＰ２）として登録してもよい。上述した圃場の登録方法は、一例であり、限定されない。圃場の輪郭、即ち、圃場マップＭＰ２は、位置（緯度、経度）で示されたデータであっても、座標（Ｘ軸、Ｙ軸）系で示されたデータであっても、その他の表現で示されたデータであってもよい。

マップ記憶部１０２は、マップ登録部１０１によって登録した輪郭（外形）を示す圃場マップＭＰ２を記憶する。即ち、マップ記憶部１０２は、圃場マップＭＰ２、圃場の輪郭を示すデータ（所定の圃場を表すためのデータ）を記憶する。
上述したように、表示装置（走行支援装置１００）は、マップ登録部１０１によって複数の圃場マップＭＰ２を登録することができる。作業等を行うにあたっては、複数の圃場マップＭＰ２のうち、所定の圃場を示す圃場マップＭＰ２を取得する。具体的には、表示装置は、マップ取得部１２０を備えている。マップ取得部１２０は、表示装置に設けられた電気・電子部品、表示装置に組み込まれたプログラム等から構成されている。

作業者（運転者）が表示装置に対して所定の操作を行うと、図６に示すように、マップ取得部１２０は、表示装置の表示部５０にマップ選択画面Ｍ１０を表示する。マップ選択画面Ｍ１０には、マップ記憶部１０２に記憶された圃場、即ち、圃場の圃場識別情報の一覧表が表示される。作業者（運転者）が表示装置に対して所定の操作を行うと、マップ選択画面Ｍ１０に表示された複数の圃場識別情報の中から、例えば、１つの圃場識別情報を選択することができる。圃場識別情報が選択されると、マップ取得部１２０は、マップ記憶部１０２を参照し、選択された圃場識別情報に対応する圃場マップＭＰ２、即ち、所定の圃場マップＭＰ２を取得する。

マップ取得部１２０によって所定の圃場、即ち、圃場マップＭＰ２が取得すると、当該圃場マップＭＰ２にトラクタ１を自動走行する際に用いる走行予定ルートＬ１の作成を行うことができる。
走行支援装置１００は、走行予定ルートＬ１の作成を行うルート作成部１０５を備えている。ルート作成部１０５は、表示装置に設けられた電気・電子回路、表示装置に格納されたプログラム等から構成されている。ルート作成部１０５は、作業エリア設定部１７１と、区画設定部１７２を備えている。

図７に示すように、作業者（運転者）が表示装置に対して所定の操作を行うと、作業エリア設定部１７１は、作業設定画面Ｍ２を表示する。作業設定画面Ｍ２において、枕地幅入力部８２に枕地幅Ｗ１を入力した後、枕地設定ボタン８３を選択すると、作業エリア設定部１７１は、圃場表示部８１に表示された圃場マップＭＰ２に、枕地エリアＡ１を除く作業エリアＡ２を表示する。例えば、作業エリア設定部１７１は、圃場マップＭＰ２の輪郭Ｈ１を内側に、枕地幅Ｗ１だけオフセットすることにより形成される輪郭Ｈ２で囲まれるエリアを、作業エリアＡ２に設定する。なお、作業エリア設定部１７１は、作業設定画面Ｍ２において、圃場表示部８１に表示された圃場マップＭＰ２上に、ポインタ等を用いて作業エリアＡ２の輪郭の位置を指定することによって、圃場マップＭＰ２に作業エリアＡ２を設定してもよい。

図８に示すように、作業エリアＡ２の設定が完了すると、ルート作成部１０５は、表示装置（走行支援装置１００）の表示を作業設定画面Ｍ２からルート設定画面Ｍ３に切り換える。ルート設定画面Ｍ３では、圃場において、作業エリアＡ２を含むエリアに走行予定ルートＬ１を設定することが可能である。
ルート設定画面Ｍ３は、走行予定ルートＬ１を表示するルート表示部８５と、幅入力部８８とを備えている。作業装置２の作業幅Ｗ２は、作業装置２が圃場等の対地に対して作業を行う幅（作業実行幅）である。

幅入力部８８に作業幅Ｗ２が入力されると、区画設定部１７２は、作業幅Ｗ２に基づいて、所定の圃場、即ち、圃場マップＭＰ２に複数の単位作業区画Ａ３ｎ（ｎ：単位作業区画の個数）を作成する。具体的には、区画設定部１７２は、図９Ａに示すように、作業エリアＡ２を作業幅Ｗ２で縦方向又は横方向に区切ることによって、作業装置２で作業を行う複数の単位作業区画Ａ３ｎを作業エリアＡ２内に作成する。即ち、区画設定部１７２は、作業幅Ｗ２と同一の幅の単位作業区画Ａ３ｎを作業エリアＡ２内に複数作成する。なお、図９Ｂに示すように、区画設定部１７２は、作業幅Ｗ２からオーバラップ幅Ｗ３を除した幅Ｗ４の単位作業区画Ａ３ｎを作業エリアＡ２内に複数作成してもよい。オーバラップ幅Ｗ３は、ルート設定画面Ｍ３で入力することが可能である。即ち、区画設定部１７２は、作業装置２を連結した走行車両３を走行させた場合に、当該作業装置２によって圃場に対して作業が行われる最小単位の領域を、単位作業区画Ａ３ｎとして設定する。

ルート作成部１０５は、作業装置２の作業形態に応じて、走行予定ルートＬ１の作成を行う。ルート作成部１０５は、例えば、１台の作業装置２が複数の作業形態で対地作業を行う場合に、複数の対地作業の作業形態毎に走行予定ルートＬ１の設定を行う。例えば、図１０Ａに示すように、作業装置２が玉葱等の収穫を行う収穫装置の場合、当該作業装置２は走行車両３の後方で圃場の土を掘り起こしながら玉葱の収穫を行って、収穫した玉葱（掘り起こした玉葱）を当該走行車両３の後方に排出する作業形態（後方作業形態Ｚ１という）で作業が行える。また、図１０Ｂに示すように、玉葱の収穫装置の場合、走行車両３の後方で圃場の土を掘り起こしながら玉葱の収穫を行って、収穫した玉葱を搬送装置によって走行車両３の幅方向の一方（左側）に排出する作業形態（一方作業形態Ｚ２という）で作業が行える。さらに、図１０Ｃに示すように、玉葱の収穫装置の場合、走行車両３の後方で圃場の土を掘り起こしながら玉葱の収穫を行って、収穫した玉葱を搬送装置によって走行車両３の幅方向の他方（右側）に排出する作業形態（他方作業形態Ｚ３という）で作業が行える。つまり、玉葱の収穫装置の場合、後方作業形態Ｚ１、一方作業形態Ｚ２、他方作業形態Ｚ３の３つの作業形態にて作業を行うことができる。

ルート作成部１０５は、作業形態取得部１７３と、作業別ルート作成部１７４とを備えている。作業形態取得部１７３は、作業装置２の対地作業における作業方向に対応して作業装置２における複数の作業形態を取得する。図１１に示すように、ルート設定画面Ｍ３に表示された設定ボタン８６を選択すると、作業形態取得部１７３は、詳細設定画面Ｍ２０を表示する。作業形態取得部１７３は、走行車両３を示す図形Ｄ１と、作業装置２を示すＤ２とを詳細設定画面Ｍ２０に表示する。

また、作業形態取得部１７３は、作業装置２の作業形態を設定する複数の形態設定部１９１Ａ、１９１Ｂ、１９１Ｃを詳細設定画面Ｍ２０に表示する。形態設定部１９１Ａは、後方作業形態Ｚ１を設定する部分であって、例えば、初期状態から形態設定部１９１Ａを選択すると、後方作業形態Ｚ１が有効に設定され、形態設定部１９１Ａは、後方作業形態Ｚ１が有効であることを示す表示を行う。後方作業形態Ｚ１が有効に設定されている状態で、形態設定部１９１Ａを再び選択すると、後方作業形態Ｚ１が無効に設定される。

形態設定部１９１Ｂは、一方作業形態Ｚ２を設定する部分であって、例えば、初期状態から形態設定部１９１Ｂを選択すると、一方作業形態Ｚ２が有効に設定され、形態設定部１９１Ｂは、一方作業形態Ｚ２が有効であることを示す表示を行う。一方作業形態Ｚ２が有効に設定されている状態で、形態設定部１９１Ｂを再び選択すると、一方作業形態Ｚ２が無効に設定される。

形態設定部１９１Ｃは、他方作業形態Ｚ３を設定する部分であって、例えば、初期状態から形態設定部１９１Ｃを選択すると、他方作業形態Ｚ３が有効に設定され、形態設定部１９１Ｃは、他方作業形態Ｚ３が有効であることを示す表示を行う。他方作業形態Ｚ３が有効に設定されている状態で、形態設定部１９１Ｃを再び選択すると、他方作業形態Ｚ３が無効に設定される。

したがって、形態設定部１９１Ａ、１９１Ｂ、１９１Ｃを作業装置２の作業形態に対応して選択することにより、当該作業装置２の作業形態を設定することができる。また、形態設定部１９１Ａ、１９１Ｂ、１９１Ｃのそれぞれを有効になっている状況での作業形態で作業を行う順番を入力可能である。例えば、形態設定部１９１Ａ、１９１Ｂ、１９１Ｃの全てが無効に設定されている状況下で、最初に形態設定部１９１Ａを選択して後方作業形態Ｚ１を有効にし、次に、形態設定部１９１Ｂを選択して一方作業形態Ｚ２を有効にし、最後に、形態設定部１９１Ｃを選択して他方作業形態Ｚ３を有効にした場合、作業の順番は、後方作業形態Ｚ１、一方作業形態Ｚ２、他方作業形態Ｚ３の順番になる。作業の順番は、例えば、図１１に示すように、形態設定部１９１Ａ、１９１Ｂ、１９１Ｃの近傍に数字で入力される。

作業形態取得部１７３は、詳細設定画面Ｍ２０において、作業形態の入力が完了すると、形態設定部１９１Ａ、１９１Ｂ、１９１Ｃに入力された作業形態のうち、有効に設定された作業形態と、当該作業形態の順番を取得する。上述したように、玉葱の収穫装置と同じ作業を行う場合は、作業形態取得部１７３は、作業装置２の作業形態として、後方作業形態Ｚ１、一方作業形態Ｚ２、他方作業形態Ｚ３を取得することができる。

作業別ルート作成部１７４は、作業形態取得部１７３が取得した作業方向が異なる複数の作業形態のそれぞれに応じて単位作業区画Ａ３ｎに、走行予定ルートＬ１を作成する。図１２Ａに示すように、作業別ルート作成部１７４は、後方作業形態Ｚ１である場合には、走行予定ルートＬ１として複数の単位作業区画Ａ３ｎに後方作業形態Ｚ１に対応する第１直進部（第１直進ルート）Ｌ１１ａを作成する。走行車両３（作業装置２）を中心として考えた場合、走行車両３（作業装置２）の幅方向一方側において一方作業形態Ｚ２が行われ、走行車両３（作業装置２）の幅方向他方側においても他方作業形態Ｚ３が行われる、即ち、走行車両３（作業装置２）の両側で作業が行われる。したがって、作業別ルート作成部１７４は、単位作業区画Ａ３ｎのうち、単位作業区画Ａ３ｎ［ｎ＝２＋３（ｉ−１）、ｉ＝１、２，３・・・］に、第１直進部Ｌ１１ａを作成する。

また、図１２Ｂに示すように、作業別ルート作成部１７４は、一方作業形態Ｚ２である場合には、走行予定ルートＬ１として複数の単位作業区画Ａ３ｎに一方作業形態Ｚ２に対応する第２直進部（第２直進ルート）Ｌ１１ｂを作成する。即ち、一方作業形態Ｚ２である場合には、複数の単位作業区画Ａ３ｎのうち第１直進部Ｌ１１ａの他方側で隣接する単位作業区画Ａ３ｎに第２直進部Ｌ１１ｂを作成する。つまり、走行車両３（作業装置２）の一方側で一方作業形態Ｚ２にて作業が行われることから、作業別ルート作成部１７４は、単位作業区画Ａ３ｎのうち、単位作業区画Ａ３ｎ［ｎ＝１＋３（ｉ−１）、ｉ＝１、２，３・・・］に、第２直進部Ｌ１１ｂを作成する。

また、図１２Ｃに示すように、作業別ルート作成部１７４は、他方作業形態Ｚ３である場合には、走行予定ルートＬ１として複数の単位作業区画Ａ３ｎに他方作業形態Ｚ３に対応する第３直進部（第３直進ルート）Ｌ１１ｃを作成する。即ち、他方作業形態Ｚ３である場合には、複数の単位作業区画Ａ３ｎのうち第１直進部Ｌ１１ａの一方側で隣接する単位作業区画Ａ３ｎに第３直進部Ｌ１１ｃを作成する。つまり、走行車両３（作業装置２）の他方側で他方作業形態Ｚ３にて作業が行われることから、作業別ルート作成部１７４は、単位作業区画Ａ３ｎのうち、単位作業区画Ａ３ｎ［ｎ＝３＋３（ｉ−１）、ｉ＝１、２，３・・・］に、第３直進部Ｌ１１ｃを作成する。

図１２Ａに示すように、作業別ルート作成部１７４は、枕地エリア（旋回エリア）Ａ１において、同一側の第１直進部Ｌ１１ａの端部同士を繋ぐ第１旋回部（第１旋回ルート）Ｌ１２ａを作成する。作業別ルート作成部１７４は、単位作業区画Ａ３ｎ［ｎ＝２＋３（ｉ−１）］に設けられた第１直進部Ｌ１１ａの端部を繋ぐ第１旋回部Ｌ１２ａを作成する。

図１２Ｄに示すように、作業別ルート作成部１７４は、枕地エリア（旋回エリア）Ａ１において、第２直進部Ｌ１１ｂと第３直進部Ｌ１１ｃとを繋ぐ第２旋回部（第２旋回ルート）１２ｂを作成する。作業別ルート作成部１７４は、単位作業区画Ａ３ｎ［ｎ＝３＋３（ｉ−１）］に設けられた第２直進部Ｌ１１ｂと、単位作業区画Ａ３ｎ［ｎ＝１＋３（ｉ−１）］に設けられた第３直進部Ｌ１１ｃとを繋ぐ第２旋回部（第２旋回ルート）１２ｂを作成する。

このように、ルート作成部１０５によって作成された作業形態毎の走行予定ルートＬ１は、不揮発性のメモリ等から構成されたルート記憶部１９５に記憶することが可能である。例えば、上述したように、ルート作成部１０５によって作成された第１直進部Ｌ１１ａ、第２直進部Ｌ１１ｂ、第３直進部Ｌ１１ｃ、第１旋回部Ｌ１２ａ及び第２旋回部Ｌ１２ｂは、ルート記憶部１９５に記憶される。

図１３に示すように、例えば、後方作業形態Ｚ１に対応する走行予定ルートＬ１（第１直進部Ｌ１１ａ及び第１旋回部Ｌ１２ａ）は、名称、番号等の識別情報が付与されてルート記憶部１９５に記憶される。一方作業形態Ｚ２に対応する走行予定ルートＬ１（第２直進部Ｌ１１ｂ）は、名称、番号等の識別情報が付与されてルート記憶部１９５に記憶される。他方作業形態Ｚ３に対応する走行予定ルートＬ１（第３直進部Ｌ１１ｃ）は、名称、番号等の識別情報が付与されてルート記憶部１９５に記憶される。なお、第２旋回部Ｌ１２ｂは、一方作業形態Ｚ２及び他方作業形態Ｚ３の走行予定ルートＬ１に紐付されて、ルート記憶部１９５に記憶される。また、ルート作成部１０５によって作成された作業形態毎の走行予定ルートＬ１（第１直進部Ｌ１１ａ、第２直進部Ｌ１１ｂ、第３直進部Ｌ１１ｃ、第１旋回部Ｌ１２ａ及び第２旋回部Ｌ１２ｂ）は、ルート設定画面Ｍ３に表示される。

さて、ルート記憶部１９５に記憶された走行予定ルートＬ１は、表示装置の表示部５０に表示可能である。走行支援装置１００は、ルート表示制御部１９６を備えている。ルート表示制御部１９６は、表示装置に設けられた電気・電子回路、表示装置に格納されたプログラム等から構成されている。
図１４に示すように、作業者（運転者）が表示装置に対して所定の操作を行うと、ルート表示制御部１９６は、作業画面Ｍ２１を表示する。作業画面Ｍ２１は、作業表示部１９７と、ルート選択部１９８とを備えている。作業表示部１９７には、圃場マップＭＰ２及び、ルート選択部１９８で選択された走行予定ルートＬ１が表示される。ルート表示制御部１９６は、作業画面Ｍ２１のルート選択部１９８に、ルート記憶部１９５に記憶された走行予定ルートＬ１の一覧、即ち、作業形態毎に設定された走行予定ルートＬ１を表示させる。

ルート選択部１９８において、複数の走行予定ルートＬ１の中から少なくとも１つの走行予定ルートＬ１が選択されると、選択された所定の走行予定ルートＬ１が作業表示部１９７に表示される。例えば、後方作業形態Ｚ１に対応する走行予定ルート（後方作業ルート）Ｌ１が選択されると、図１５Ａに示すように、当該後方作業ルートＬ１が作業表示部１９７に表示される。また、一方作業形態Ｚ２に対応する走行予定ルート（一方作業ルート）Ｌ１が選択されると、図１５Ｂに示すように、当該一方作業ルートＬ１が作業表示部１９７に表示される。また、他方作業形態Ｚ３に対応する走行予定ルート（一方作業ルート）Ｌ１が選択されると、図１５Ｃに示すように、当該他方作業ルートＬ１が作業表示部１９７に表示される。このように、ルート表示制御部１９６は、表示部５０に予め作業形態毎に設定された走行予定ルートＬ１を表示させる。なお、ルート選択部１９８において、複数の走行予定ルートＬ１が選択された場合、選択された複数の走行予定ルートＬ１が作業表示部１９７に表示される。例えば、一方作業ルートＬ１及び他方作業ルートＬ１が選択された場合、図１５Ｄに示すように、作業表示部１９７には、一方作業ルートＬ１及び他方作業ルートＬ１が表示される。

図１６は、走行予定ルートＬ１を作成する走行支援方法を示す図である。なお、走行支援方法では、圃場の登録は行われていることを前提として走行予定ルートＬ１の作成について説明する。
図１６に示すように、登録した複数の中から、所定の圃場を示す圃場マップＭＰ２を取得する（Ｓ６０）。取得した圃場マップＭＰ２において、作業エリアＡ２の設定を行う（Ｓ６１）。また、圃場マップＭＰ２において、作業エリアＡ２において単位作業区画Ａ３ｎの設定を行う（Ｓ６２）。単位作業区画Ａ３ｎを含む圃場マップＭＰ２に走行予定ルートＬ１の設定を行う（Ｓ６３）。走行予定ルートＬ１の設定において、作業装置２の対地作業の作業形態を取得する（Ｓ６３−１）。作業エリアＡ２の単位作業区画Ａ３ｎにおいて、作業形態毎に直進部（第１直進部Ｌ１１ａ、第２直進部Ｌ１１ｂ、第３直進部Ｌ１１ｃ）の設定を行う（Ｓ６３−２）。作業エリアＡ２の外側の旋回エリアにおいて、作業形態毎に旋回部（第１旋回部Ｌ１２ａ、第２旋回部Ｌ１２ｂ）の設定を行う（Ｓ６３−３）。作業形態毎に作成された複数の走行予定ルートＬ１（第１直進部Ｌ１１ａ、第２直進部Ｌ１１ｂ、第３直進部Ｌ１１ｃ、第１旋回部Ｌ１２ａ、第２旋回部Ｌ１２ｂ）の記憶を行う（Ｓ６４）。作業形態毎に定められた複数の走行予定ルートＬ１の中から、所定の走行予定ルートＬ１を選択する（Ｓ６５）。選択された所定の走行予定ルートＬ１を表示する（Ｓ６６）。

以上のように、走行支援装置、作業車両及び走行支援方法によれば、作業装置２が玉葱等の収穫を行う収穫装置のように複数の作業形態がある場合に、それぞれの作業形態に対応した走行予定ルートの設定を行うことができ、複数の作業形態に対応して自動走行を行うことができる。例えば、トラクタ１に着目した場合に、作業形態が後方作業形態、一方作業形態、他方作業形態のそれぞれに対応して、走行予定ルートを作成して記憶させることができる。作業者等は、トラクタ１（作業装置３）の作業形態に応じて、作成しておいた走行予定ルートを選択することによって、トラクタ１により作業を行わせることができる。つまり、圃場内において、作業形態が途中で変わっても作業を行うことができる走行予定ルートを簡単に作成することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ ：作業車両（トラクタ）
２ ：作業装置
１０ ：運転席
１００ ：走行支援装置
１０５ ：ルート作成部
１２０ ：マップ取得部
１７３ ：作業形態取得部
１７４ ：作業別ルート作成部
１９５ ：ルート記憶部
Ｌ１１ａ ：第１直進部（第１直進ルート）
Ｌ１１ｂ ：第２直進部（第２直進ルート）
Ｌ１２ａ ：第１旋回部（第１旋回ルート）
Ｌ１２ｂ ：第２旋回部（第２旋回ルート）

Claims (7)

1. 作業装置が連結される走行車両の走行予定ルートを作成する走行支援装置であって、
   所定の圃場における圃場マップを取得するマップ取得部と、
   前記作業装置が複数の作業形態で対地作業を行う場合に、前記複数の対地作業の作業形態毎に前記走行車両が走行させる走行予定ルートを作成するルート作成部と、
   前記複数の対地作業の作業形態毎に作成された複数の前記走行予定ルートを記憶するルート記憶部と、
   を備えている走行支援装置。
2. 前記ルート記憶部に記憶された前記複数の前記走行予定ルートの中から所定の走行予定ルートを選択させ、選択された前記所定の走行予定ルートを表示するルート表示制御部を備えている請求項１に記載の走行支援装置。
3. 前記ルート作成部は、前記作業装置が前記対地作業を行ったときの前記対地作業における作業方向に対応して前記作業装置における複数の作業形態を取得する作業形態取得部と、前記圃場マップに示された所定の圃場に複数の単位作業区画を設定する区画設定部と、前記作業形態取得部が取得した前記作業方向が異なる複数の作業形態のそれぞれに応じて前記単位作業区画に前記走行予定ルートを作成する作業別ルート作成部と、
   を備えている請求項１又は２に記載の走行支援装置。
4. 前記作業形態取得部は、前記複数の作業形態として、前記対地作業における作業方向が前記走行車両の後方である場合の後方作業形態と、前記対地作業における作業方向が前記走行車両の幅方向の一方側である場合の一方作業形態と、前記対地作業における作業方向が前記走行車両の幅方向の一方側と反対側の他方側である場合の他方作業形態とを取得可能であり、
   前記作業別ルート作成部は、前記後方作業形態である場合には、前記走行予定ルートとして前記複数の単位作業区画に前記後方作業形態に対応する第１直進ルートを作成し、前記一方作業形態である場合には、前記複数の単位作業区画のうち前記第１直進ルートの他方側で隣接する単位作業区画に前記一方向作業形態に対応する第２直進ルートを作成し、前記他方作業形態である場合には、前記複数の単位作業区画のうち前記第１直進ルートの一方側で隣接する単位作業区画に前記他方向作業形態に対応する第３直進ルートを作成する請求項３に記載の走行支援装置。
5. 前記ルート作成部は、前記走行車両が旋回を行う旋回エリアにおいて同一側の前記第１直進ルートの同士を繋ぐ第１旋回ルートを作成し、前記第２直進ルートと前記第３直進ルートとを繋ぐ第２旋回ルートを作成する請求項４に記載の走行支援装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の走行支援装置と、
   走行車両と、
   前記走行車両に設けられた運転席と、
   を備え、
   前記走行支援装置は、前記運転席の近傍に設けられ且つ前記走行予定ルートを表示可能である作業車両。
7. 作業装置が連結される走行車両の走行予定ルートを作成する走行支援方法であって、
   所定の圃場における圃場マップを取得するステップと、
   前記作業装置が複数の作業形態で対地作業を行う場合に、前記複数の対地作業の作業形態毎に前記走行車両が走行させる走行予定ルートを作成するステップと、
   前記複数の対地作業の作業形態毎に作成された複数の前記走行予定ルートを記憶するステップと、
   を備えている走行支援方法。

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