JP2021078440A - 作業車両用の自動走行システム - Google Patents

Abstract

【課題】作業車両の走行経路が旋回経路から直進経路に切り換わる場合に、その切り換え位置から作業車両を直線経路に従って精度よく自動走行させることを可能にする。【解決手段】作業車両用の自動走行システムにおいて、作業車両を目標経路に従って自動走行させる制御ユニット２３には、作業車両の現在位置から進行方向側に所定距離を隔てた所定位置に目標走行位置を設定する目標位置設定部２３Ｆａと、作業車両が目標走行位置を追従するようにステアリングユニット１７の作動を制御する自動ステアリング制御部２３Ｈとが含まれており、目標位置設定部２３Ｆａは、目標走行位置が直進経路に連接された旋回経路の終端位置に到達したか否かを判定し、目標走行位置が旋回経路の終端位置に到達したと判定した場合に、目標走行位置を、旋回経路上の位置から直進経路上の位置に設定変更する。【選択図】図３

Description

本発明は、作業車両の自動走行を可能にする作業車両用の自動走行システムに関する。

上記のような作業車両用の自動走行システムとしては、作業車両の自動走行中に、作業車両の現在位置から進行方向側に所定距離を隔てた目標経路上又は目標経路の延長線上の位置に目標走行位置を設定し、この目標走行位置を追従するように作業車両を自動走行させることで、作業車両を目標経路に従って自動走行させるように構成されたものがある（例えば特許文献１参照）。

特開２０１９−５３４７０号公報

特許文献１に記載の作業車両用の自動走行システムにおいては、目標経路が複数種類の経路部に区画されており、作業車両の現在位置が現在の経路部から種類の異なる次の経路部に切り換わるまでの間は、目標走行位置が、現在の経路部上又は現在の経路部の延長線上の位置に設定されるように構成されている。

つまり、特許文献１に記載の作業車両用の自動走行システムにおいては、作業車両の現在位置が作業車両を旋回走行させる旋回経路上であり、次の経路部が作業車両を直進走行させる直進経路である場合は、作業車両の現在位置が旋回経路から直進経路に切り換わるまでの間は、目標走行位置が、旋回経路上又は旋回経路の延長線上の位置に設定されることになり、作業車両は、旋回経路上又は旋回経路の延長線上の位置に設定された目標走行位置を追従することになる。

そのため、作業車両が旋回経路の終端位置（直進経路の始端位置）に到達した段階においては、作業車両の操舵輪が旋回内側に大きく操舵された状態になっている。このような状態の作業車両を、直線経路上の位置に設定変更された目標走行位置に追従させるようにすると、作業車両は、直線経路の方位に対して旋回内側に偏って走行した後に直線経路上に戻ることになる。その結果、作業車両が直線経路の始端位置に到達してからしばらくの間は作業車両を直線経路に従って精度よく自動走行させることができなくなる。

この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、作業車両の走行経路が旋回経路から直進経路に切り換わる場合に、その切り換え位置から作業車両を直線経路に従って精度よく自動走行させることを可能にする点にある。

本発明の第１特徴構成は、作業車両用の自動走行システムにおいて、
作業車両に備えられた走行装置を操作するステアリングユニットと、
前記作業車両の現在位置及び現在方位を測定する測位ユニットと、
前記測位ユニットの測位情報に基づいて前記作業車両を事前に設定された目標経路に従って自動走行させる制御ユニットと、を有し、
前記目標経路には、旋回経路と、前記旋回経路に連接される直進経路とが含まれており、
前記制御ユニットには、
自動走行中に前記現在位置から進行方向側に所定距離を隔てた所定位置に目標走行位置を設定する目標位置設定部と、
前記測位ユニットの測位情報と前記目標走行位置とに基づいて、前記作業車両が前記目標走行位置を追従するように前記ステアリングユニットの作動を制御する自動ステアリング制御部と、が含まれており、
前記目標位置設定部は、前記目標走行位置が前記直進経路に連接された前記旋回経路の終端位置に到達したか否かを判定し、前記目標走行位置が前記旋回経路の終端位置に到達したと判定した場合に、前記目標走行位置を、前記旋回経路上の位置から前記直進経路上の位置に設定変更する点にある。

本構成によれば、目標位置設定部が、目標走行位置が旋回経路の終端位置に到達したと判定して、目標走行位置を、旋回経路上の位置から直線経路上の位置に設定変更すると、自動ステアリング制御部が、作業車両が直線経路上に設定された目標走行位置を追従するようにステアリングユニットの作動を制御する。

これにより、作業車両が、旋回経路の終端位置（直線経路の始端位置）から手前側に所定距離を隔てた旋回経路上の位置に位置する段階から、作業車両を、直線経路上の位置に設定された目標走行位置に追従させることができる。

従って、作業車両が直線経路の始端位置に到達したときの作業車両の方位を直線経路の方位に合わせ易くなり、その結果、作業車両が直線経路の始端位置に到達した段階から作業車両を直線経路に従って精度よく自動走行させることができる。

本発明の第２特徴構成は、
前記自動ステアリング制御部には、
前記目標経路と前記現在位置とに基づいて、前記目標走行位置が設定された前記目標経路の逸脱判定対象経路に対して直交する横方向での前記作業車両の偏差を算出する横方向偏差算出部と、
前記横方向の偏差が前記逸脱判定対象経路に対する逸脱許容幅を超えた場合に前記作業車両を緊急停止させる緊急停止部と、が含まれており、
前記目標位置設定部は、前記目標走行位置が前記旋回経路の終端位置に到達したと判定した場合に、前記横方向の偏差が、前記旋回経路の終端位置に連接された前記直進経路に対する前記逸脱許容幅を超えているか否かを判定し、当該逸脱許容幅を超えている場合は、前記目標走行位置の前記旋回経路上の位置から前記直進経路上の位置への設定変更を禁止する点にある。

本構成によれば、目標走行位置が旋回経路の終端位置（直線経路の始端位置）に到達した段階において、作業車両の直進経路に対する横方向の偏差が逸脱許容幅を超えているにもかかわらず、目標位置設定部が、目標走行位置を旋回経路上の位置から直線経路上の位置に設定変更することに起因して、緊急停止部によって作業車両が不必要に緊急停止される不都合の発生を回避することができる。

その結果、作業車両の自動走行で作業を行う場合において、作業車両が目標経路の逸脱許容幅から外れたときの作業車両の緊急停止を可能にしながら、作業車両の不必要な緊急停止による作業効率の低下を回避することができる。

本発明の第３特徴構成は、
前記自動ステアリング制御部には、
前記目標経路と前記現在位置と前記現在方位とに基づいて、前記目標走行位置が設定された前記目標経路における逸脱判定対象経路の方位と前記現在方位とがなす角度を目標角度偏差として算出する目標角度偏差算出部と、
前記目標角度偏差が前記逸脱判定対象経路に対する逸脱許容角を超えた場合に前記作業車両を緊急停止させる緊急停止部と、が含まれており、
前記目標位置設定部は、前記目標走行位置が前記旋回経路の終端位置に到達したと判定した場合に、前記目標角度偏差が、前記旋回経路の終端位置に連接された前記直進経路に対する前記逸脱許容角を超えているか否かを判定し、当該逸脱許容角を超えている場合は、前記目標走行位置の前記旋回経路上の位置から前記直進経路上の位置への設定変更を禁止する点にある。

本構成によれば、目標走行位置が旋回経路の終端位置（直線経路の始端位置）に到達した段階において、作業車両の直進経路に対する目標角度偏差が逸脱許容角を超えているにもかかわらず、目標位置設定部が、目標走行位置を旋回経路上の位置から直線経路上の位置に設定変更することに起因して、緊急停止部によって作業車両が不必要に緊急停止される不都合の発生を回避することができる。

その結果、作業車両の自動走行で作業を行う場合において、作業車両の方位が目標経路の逸脱許容角から外れたときの作業車両の緊急停止を可能にしながら、作業車両の不必要な緊急停止による作業効率の低下を回避することができる。

作業車両用の自動走行システムの概略構成を示す図 作業車両用の自動走行システムの概略構成を示すブロック図 自動ステアリング制御部の概略構成を示すブロック図 障害物検出ユニットなどの概略構成を示すブロック図 自動走行用の目標経路の一例を示す平面図 作業車両が直進経路を自動走行しているときの方位角偏差の算出に関する説明図 作業車両が旋回経路を自動走行しているときの方位角偏差の算出に関する説明図 作業車両と目標走行位置とが直進経路上に位置する状態を示す説明図 作業車両が直進経路上に位置して目標走行位置が直進経路の終端位置（旋回経路の始端位置）に到達した状態を示す説明図 作業車両が直進経路上に位置して目標走行位置が直進経路の延長線上に位置する状態を示す説明図 作業車両が直進経路の終端位置（旋回経路の始端位置）に到達して目標走行位置が旋回経路上の位置に設定変更された状態を示す説明図 作業車両と目標走行位置とが旋回経路上に位置する状態を示す説明図 作業車両が旋回経路上に位置して目標走行位置が旋回経路の終端位置（直進経路の始端位置）に到達した状態を示す説明図 作業車両が旋回経路上に位置して目標走行位置が直進経路上に位置する状態を示す説明図 作業車両が旋回経路の終端位置（直進経路の始端位置）に到達して目標走行位置が直進経路上に位置する状態を示す説明図 目標走行位置が旋回経路の終端位置（直進経路の始端位置）に到達した段階において作業車両の直進経路に対する横方向偏差が逸脱許容幅を超えている状態を示す説明図 作業車両の直進経路に対する横方向偏差が逸脱許容幅を超えていて目標走行位置が旋回経路の延長線上の位置に設定された状態を示す説明図 作業車両の直進経路に対する横方向偏差が逸脱許容幅内になって目標走行位置が直進経路上の位置に設定変更された状態を示す説明図 目標走行位置が旋回経路の終端位置（直進経路の始端位置）に到達した段階において作業車両の直進経路に対する目標角度偏差が逸脱許容角を超えている状態を示す説明図 作業車両の直進経路に対する目標角度偏差が逸脱許容角を超えていて目標走行位置が旋回経路の延長線上の位置に設定された状態を示す説明図 作業車両の直進経路に対する目標角度偏差が逸脱許容角内になって目標走行位置が直進経路上の位置に設定変更された状態を示す説明図 緊急停止回避制御における目標位置設定部の制御作動を示すフローチャート

以下、本発明を実施するための形態の一例として、本発明に係る作業車両用の自動走行システムを、作業車両の一例であるトラクタに適用した実施形態を図面に基づいて説明する。

尚、本発明に係る作業車両用の自動走行システムは、トラクタ以外に、例えば、乗用管理機、乗用草刈機、乗用田植機、コンバイン、除雪車、ホイールローダ、及び、運搬車、などの自動走行可能な乗用作業車両、並びに、無人耕耘機や無人草刈機などの無人作業車両に適用することができる。

図１に示すように、本実施形態に例示されたトラクタ１は、その後部に、リンク機構２を介して、作業装置の一例であるロータリ耕耘装置３が昇降可能かつローリング可能に連結されている。これにより、トラクタ１は、ロータリ耕耘仕様に構成されている。

尚、トラクタ１の後部には、ロータリ耕耘装置３に代えて、例えば、プラウ、ディスクハロー、カルチベータ、サブソイラ、播種装置、散布装置、草刈装置、及び、収穫装置、などの作業装置を連結することができる。

トラクタ１は、作業車両用の自動走行システムを使用することにより、作業地の一例である圃場Ａ（図５参照）などにおいて自動走行させることができる。図１〜２に示すように、作業車両用の自動走行システムには、トラクタ１に搭載された自動走行ユニット４、及び、自動走行ユニット４と無線通信可能に通信設定された無線通信機器の一例である携帯通信端末５、などが含まれている。携帯通信端末５には、自動走行に関する各種の情報表示や入力操作などを可能にするマルチタッチ式の表示デバイス５０などが備えられている。

尚、携帯通信端末５には、タブレット型のパーソナルコンピュータやスマートフォンなどを採用することができる。又、無線通信には、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）などの無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの近距離無線通信などを採用することができる。

図１に示すように、トラクタ１には、走行装置として、駆動可能で操舵可能な左右の前輪１０と、駆動可能な左右の後輪１１とが備えられている。図１〜２に示すように、トラクタ１には、搭乗式の運転部１２を形成するキャビン１３、コモンレールシステムを有する電子制御式のディーゼルエンジン（以下、エンジンと称する）１４、エンジン１４などを覆うボンネット１５、及び、エンジン１４からの動力を変速する変速ユニット１６、などが備えられている。尚、エンジン１４には、電子ガバナを有する電子制御式のガソリンエンジンなどを採用してもよい。

図２〜３に示すように、トラクタ１には、左右の前輪１０を操舵する全油圧式のパワーステアリングユニット（ステアリングユニットの一例）１７、左右の後輪１１を制動するブレーキユニット１８、ロータリ耕耘装置３への伝動を断続する電子油圧制御式の作業クラッチユニット１９、ロータリ耕耘装置３を昇降駆動する電子油圧制御式の昇降駆動ユニット２０、ロータリ耕耘装置３のロール方向への駆動を可能にする電子油圧制御式のローリングユニット２１、トラクタ１における各種の設定状態や各部の動作状態などを検出する各種のセンサやスイッチなどを含む車両状態検出機器２２、及び、各種の制御部を有する車載制御ユニット２３、などが備えられている。尚、パワーステアリングユニット１７には、操舵用の電動モータを有する電動式を採用してもよい。

図１に示すように、運転部１２には、手動操舵用のステアリングホイール２５、搭乗者用の座席２６、及び、各種の情報表示や入力操作などを可能にする操作端末２７が備えられている。図示は省略するが、運転部１２には、アクセルレバーや変速レバーなどの操作レバー類、及び、アクセルペダルやクラッチペダルなどの操作ペダル類、などが備えられている。操作端末２７には、マルチタッチ式の液晶モニタやＩＳＯＢＵＳ（イソバス）対応のバーチャルターミナルなどを採用することができる。

図示は省略するが、変速ユニット１６には、エンジン１４からの動力を走行用に変速する走行伝動系と作業用に変速する作業伝動系とが備えられている。そして、走行伝動系による変速後の動力が、前輪駆動用の伝動軸、及び、前車軸ケースに内蔵された前輪用差動装置、などを介して左右の前輪１０に伝えられる。又、作業伝動系による変速後の動力がロータリ耕耘装置３に伝えられる。変速ユニット１６には、左右の後輪１１を個別に制動する左右のブレーキが備えられている。

走行伝動系には、エンジン１４からの動力を変速する電子制御式の主変速装置、主変速装置からの動力を前進用と後進用とに切り換える電子油圧制御式の前後進切換装置、前後進切換装置からの前進用又は後進用の動力を高低２段に変速するギア式の副変速装置、前後進切換装置からの前進用又は後進用の動力を超低速段に変速するギア式のクリープ変速装置、副変速装置又はクリープ変速装置からの動力を左右の後輪１１に分配する後輪用差動装置、後輪用差動装置からの動力を減速して左右の後輪１１に伝える左右の減速装置、及び、副変速装置又はクリープ変速装置から左右の前輪１０への伝動を切り換える電子油圧制御式の伝動切換装置、などが含まれている。

作業伝動系には、エンジン１４からの動力を断続する油圧式の作業クラッチ、作業クラッチを経由した動力を正転３段と逆転１段とに切り換える作業用変速装置、及び、作業用変速装置からの動力を作業用として出力するＰＴＯ軸、などが含まれている。ＰＴＯ軸から取り出された動力は、外部伝動軸（図示省略）などを介してロータリ耕耘装置３に伝えられる。作業クラッチは、作業クラッチに対するオイルの流れを制御する電磁制御弁（図示省略）などとともに作業クラッチユニット１９に含まれている。

主変速装置には、静油圧式無段変速装置（ＨＳＴ：Ｈｙｄｒｏ Ｓｔａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）よりも伝動効率が高い油圧機械式無段変速装置の一例であるＩ−ＨＭＴ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｈｙｄｒｏ−ｓｔａｔｉｃ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）が採用されている。

尚、主変速装置には、Ｉ−ＨＭＴの代わりに、油圧機械式無段変速装置の一例であるＨＭＴ（Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）、静油圧式無段変速装置、又は、ベルト式無段変速装置、などの無段変速装置を採用してもよい。又、無段変速装置の代わりに、複数の油圧式の変速クラッチ、及び、それらに対するオイルの流れを制御する複数の電磁式の変速バルブ、などを有する電子油圧制御式の有段変速装置を採用してもよい。

伝動切換装置は、左右の前輪１０への伝動状態を、左右の前輪１０への伝動を遮断する伝動遮断状態と、左右の前輪１０の周速が左右の後輪１１の周速と同じになるように左右の前輪１０に伝動する等速伝動状態と、左右の後輪１１の周速に対して左右の前輪１０の周速が約２倍になるように左右の前輪１０に伝動する倍速伝動状態とに切り換える。これにより、このトラクタ１の駆動状態を、２輪駆動状態と４輪駆動状態と前輪倍速状態とに切り換えることができる。

図示は省略するが、ブレーキユニット１８には、前述した左右のブレーキ、運転部１２に備えられた左右のブレーキペダルの踏み込み操作に連動して左右のブレーキを作動させるフットブレーキ系、運転部１２に備えられたパーキングレバーの操作に連動して左右のブレーキを作動させるパーキングブレーキ系、及び、左右の前輪１０の設定角度以上の操舵に連動して旋回内側のブレーキを作動させる旋回ブレーキ系、などが含まれている。

車両状態検出機器２２は、トラクタ１の各部に備えられた各種のセンサやスイッチなどの総称である。図３に示すように、車両状態検出機器２２には、前輪１０の操舵角を検出する舵角センサ２２Ａが含まれている。図示は省略するが、車両状態検出機器２２には、アクセルレバーの操作位置を検出するアクセルセンサ、変速レバーの操作位置を検出する変速センサ、前後進切り換え用のリバーサレバーの操作位置を検出するリバーサセンサ、エンジン１４の出力回転数を検出する第１回転センサ、トラクタ１の車速を検出する車速センサ、ロータリ耕耘装置３の高さ位置を検出する高さセンサ、及び、ＰＴＯ軸の回転数をロータリ耕耘装置３の駆動回転数として検出する第２回転センサ、などが含まれている。

図２に示すように、車載制御ユニット２３には、エンジン１４に関する制御を行うエンジン制御部２３Ａ、トラクタ１の車速や前後進の切り換えなどの変速ユニット１６に関する制御を行う変速ユニット制御部２３Ｂ、ステアリングに関する制御を行うステアリング制御部２３Ｃ、ロータリ耕耘装置３などの作業装置に関する制御を行う作業装置制御部２３Ｄ、操作端末２７などに対する表示や報知に関する制御を行う表示制御部２３Ｅ、自動走行に関する制御を行う自動走行制御部２３Ｆ、及び、圃場Ａに応じて生成された自動走行用の目標経路Ｐ（図５参照）などを記憶する不揮発性の車載記憶部２３Ｇ、などが含まれている。各制御部２３Ａ〜２３Ｆは、マイクロコントローラなどが集積された電子制御ユニットや各種の制御プログラムなどによって構築されている。各制御部２３Ａ〜２３Ｆは、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を介して相互通信可能に接続されている。

尚、各制御部２３Ａ〜２３Ｆの相互通信には、ＣＡＮ以外の通信規格や次世代通信規格である、例えば、車載ＥｔｈｅｒｎｅｔやＣＡＮ−ＦＤ（ＣＡＮ ｗｉｔｈ ＦＬｅｘｉｂｌｅ Ｄａｔａ ｒａｔｅ）などを採用してもよい。

エンジン制御部２３Ａは、アクセルセンサからの検出情報と第１回転センサからの検出情報とに基づいて、エンジン回転数をアクセルレバーの操作位置に応じた回転数に維持するエンジン回転数維持制御、などを実行する。

変速ユニット制御部２３Ｂは、変速センサの検出情報と車速センサの検出情報などに基づいて、トラクタ１の車速が変速レバーの操作位置に応じた速度に変更されるように主変速装置の作動を制御する車速制御、及び、リバーサセンサの検出情報に基づいて前後進切換装置の伝動状態を切り換える前後進切り換え制御、などを実行する。車速制御には、変速レバーが零速位置に操作された場合に、主変速装置を零速状態まで減速制御してトラクタ１の走行を停止させる減速停止処理が含まれている。

図示は省略するが、変速ユニット制御部２３Ｂは、トラクタ１における走行駆動モードの選択を可能にする第１選択スイッチの操作に基づいて、トラクタ１の走行駆動モードを、二輪駆動モードと四輪駆動モードと前輪増速モードと旋回ブレーキモードと前輪増速旋回ブレーキモードとに切り換える。第１選択スイッチは、運転部１２に備えられ、車両状態検出機器２２に含まれている。

変速ユニット制御部２３Ｂは、二輪駆動モードにおいては、伝動切換装置を伝動遮断状態に切り換えることで、トラクタ１を、左右の前輪１０への伝動を遮断して左右の後輪１１のみを駆動させた二輪駆動状態で走行させる。

変速ユニット制御部２３Ｂは、四輪駆動モードにおいては、伝動切換装置を等速駆動状態に切り換えることで、トラクタ１を、左右の前輪１０に伝動して左右の前輪１０と左右の後輪１１とを等速駆動させた四輪駆動状態で走行させる。

変速ユニット制御部２３Ｂは、前輪増速モードにおいては、舵角センサ２２Ａの検出情報に基づいて、伝動切換装置を等速伝動状態と倍速伝動状態とに切り換える前輪変速制御を実行する。前輪変速制御には、前輪１０の操舵角が設定角度以上に達したときに、トラクタ１が旋回を開始したと判定して、伝動切換装置を等速伝動状態から倍速伝動状態に切り換える前輪増速処理と、前輪１０の操舵角が設定角度未満に至ったときに、トラクタ１が旋回を終了したと判定して、伝動切換装置を倍速伝動状態から等速伝動状態に切り換える前輪減速処理とが含まれている。これにより、前輪増速モードにおいては、トラクタ１の旋回走行時にトラクタ１を前輪増速状態で走行させることができ、トラクタ１の旋回半径を小さくすることができる。

変速ユニット制御部２３Ｂは、旋回ブレーキモードにおいては、舵角センサ２２Ａの検出情報に基づいて、ブレーキユニット１８の作動を制御して左右のブレーキを制動解除状態と旋回内側制動状態とに切り換える旋回ブレーキ制御を実行する。旋回ブレーキ制御には、前輪１０の操舵角が設定角度以上に達したときに、トラクタ１が旋回を開始したと判定するとともに、そのときの操舵角の増減方向から前輪１０の操舵方向を判定して、旋回内側のブレーキを制動解除状態から制動状態に切り換える旋回内側制動処理と、前輪１０の操舵角が設定角度未満に至ったときに、トラクタ１が旋回を終了したと判定して、制動状態（旋回内側）のブレーキを制動解除状態に切り換える制動解除処理とが含まれている。これにより、旋回ブレーキモードにおいては、トラクタ１の旋回走行時にトラクタ１を旋回内側制動状態で走行させることができ、トラクタ１の旋回半径を小さくすることができる。

変速ユニット制御部２３Ｂは、前輪増速旋回ブレーキモードにおいては、舵角センサ２２Ａの検出情報に基づいて、前述した前輪変速制御と旋回ブレーキ制御とを実行する。これにより、前輪増速旋回ブレーキモードにおいては、トラクタ１の旋回走行時にトラクタ１を前輪増速旋回内側制動状態で走行させることができ、トラクタ１の旋回半径を更に小さくすることができる。

図示は省略するが、作業装置制御部２３Ｄは、運転部１２に備えられたＰＴＯスイッチの操作などに基づいて作業クラッチユニット１９の作動を制御する作業クラッチ制御、運転部１２に備えられた昇降スイッチの操作や高さ設定ダイヤルの設定値などに基づいて昇降駆動ユニット２０の作動を制御する昇降制御、及び、運転部１２に備えられたロール角設定ダイヤルの設定値などに基づいてローリングユニット２１の作動を制御するローリング制御、などを実行する。ＰＴＯスイッチ、昇降スイッチ、高さ設定ダイヤル、及び、ロール角設定ダイヤルは、車両状態検出機器２２に含まれている。

図２〜３に示すように、トラクタ１には、現在位置や現在方位などを測定する測位ユニット４２が備えられている。図２に示すように、測位ユニット４２には、衛星測位システムの一例であるＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）を利用してトラクタ１の現在位置と現在方位とを測定する衛星航法装置４３、及び、３軸のジャイロスコープ及び３方向の加速度センサなどを有してトラクタ１の姿勢や方位などを測定する慣性計測装置（ＩＭＵ：Ｉｎｅｒｔｉａｌ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ）４４、などが含まれている。ＧＮＳＳを利用した測位方法には、ＤＧＮＳＳ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ＧＮＳＳ：相対測位方式）やＲＴＫ−ＧＮＳＳ（Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｋｉｎｅｍａｔｉｃ ＧＮＳＳ：干渉測位方式）などがある。本実施形態においては、移動体の測位に適したＲＴＫ−ＧＮＳＳが採用されている。そのため、図１に示すように、圃場周辺の既知位置には、ＲＴＫ−ＧＮＳＳによる測位を可能にする基地局６が設置されている。

図１〜２に示すように、トラクタ１と基地局６とのそれぞれには、測位衛星７（図１参照）から送信された電波を受信するＧＮＳＳアンテナ４５，６０、及び、トラクタ１と基地局６との間における測位情報を含む各情報の無線通信を可能にする通信モジュール４６，６１、などが備えられている。これにより、測位ユニット４２の衛星航法装置４３は、トラクタ１のＧＮＳＳアンテナ４５が測位衛星７からの電波を受信して得た測位情報と、基地局６のＧＮＳＳアンテナ６０が測位衛星７からの電波を受信して得た測位情報とに基づいて、トラクタ１の現在位置及び現在方位を高い精度で測定することができる。又、測位ユニット４２は、衛星航法装置４３と慣性計測装置４４とを有することにより、トラクタ１の現在位置、現在方位、姿勢角（ヨー角、ロール角、ピッチ角）を高精度に測定することができる。

このトラクタ１において、測位ユニット４２の慣性計測装置４４、ＧＮＳＳアンテナ４５、及び、通信モジュール４６は、図１に示すアンテナユニット４７に含まれている。アンテナユニット４７は、キャビン１３の前面側における上部の左右中央箇所に配置されている。

図５〜７に示すように、測位ユニット４２にて測定されるトラクタ１の現在位置ｐｖ（測位基準位置）は、トラクタ１におけるＧＮＳＳアンテナ４５の設置位置に設定されている。ＧＮＳＳアンテナ４５は、キャビン１３における前面側の上部においてトラクタ１の左右中心上に設置されている。
尚、測位ユニット４２にて測定されるトラクタ１の現在位置ｐｖは、ＧＮＳＳアンテナ４５の設置位置に代えて、トラクタ１における後輪車軸中心位置に設定されていてもよい。この場合、トラクタ１の現在位置ｐｖは、測位ユニット４２の測位情報、及び、トラクタ１におけるＧＮＳＳアンテナ４５の取り付け位置と後輪車軸中心位置との位置関係を含む車体情報から求めることができる。

図２に示すように、携帯通信端末５には、マイクロコントローラなどが集積された電子制御ユニットや各種の制御プログラムなどを有する端末制御ユニット５１などが備えられている。端末制御ユニット５１には、表示デバイス５０などに対する表示や報知に関する制御を行う表示制御部５１Ａ、トラクタ１の自動走行を可能にする目標経路Ｐを生成する目標経路生成部５１Ｂ、及び、目標経路生成部５１Ｂが生成した目標経路Ｐなどを記憶する不揮発性の端末記憶部５１Ｃ、などが含まれている。端末記憶部５１Ｃには、目標経路Ｐの生成に使用する各種の情報として、トラクタ１の旋回半径やロータリ耕耘装置３の作業幅などを含む車体情報、及び、前述した測位情報から得られる圃場情報、などが記憶されている。圃場情報には、圃場Ａの形状や大きさなどを特定する上において、トラクタ１を圃場Ａの外周縁に沿って走行させたときにＧＮＳＳを利用して取得した圃場Ａにおける複数の形状特定地点（形状特定座標）となる４つの角部地点Ｃｐ１〜Ｃｐ４（図５参照）、それらの角部地点Ｃｐ１〜Ｃｐ４を繋いで圃場Ａの形状や大きさなどを特定する矩形状の形状特定線ＳＬ（図５参照）、及び、特定された圃場Ａの形状や大きさ、などが含まれている。

図２に示すように、トラクタ１及び携帯通信端末５には、車載制御ユニット２３と端末制御ユニット５１との間における測位情報などを含む各情報の無線通信を可能にする通信モジュール４８，５２が備えられている。トラクタ１の通信モジュール４８は、携帯通信端末５との無線通信にＷｉ−Ｆｉが採用される場合には、通信情報をＣＡＮとＷｉ−Ｆｉとの双方向に変換する変換器として機能する。端末制御ユニット５１は、車載制御ユニット２３との無線通信にてトラクタ１の現在位置や現在方位などを含むトラクタ１に関する各種の情報を取得することができる。これにより、携帯通信端末５の表示デバイス５０にて、目標経路Ｐに対するトラクタ１の現在位置や現在方位などを含む各種の情報を表示させることができる。

目標経路生成部５１Ｂは、車体情報に含まれたトラクタ１の旋回半径やロータリ耕耘装置３の作業幅、及び、圃場情報に含まれた圃場Ａの形状や大きさ、などに基づいて目標経路Ｐを生成する。

例えば、図５に示すように、矩形状の圃場Ａにおいて、自動走行の開始位置ｐａと終了位置ｐｂとが設定され、トラクタ１の作業走行方向が圃場Ａの短辺に沿う方向に設定されている場合は、目標経路生成部５１Ｂは、先ず、圃場Ａを、前述した４つの角部地点Ｃｐ１〜Ｃｐ４と矩形状の形状特定線ＳＬとに基づいて、圃場Ａの外周縁に隣接するマージン領域Ａ１と、マージン領域Ａ１の内側に位置する作業可能領域Ａ２とに区分けする。

次に、目標経路生成部５１Ｂは、トラクタ１の旋回半径やロータリ耕耘装置３の作業幅などに基づいて、作業可能領域Ａ２を、作業可能領域Ａ２における各長辺側の端部に設定される一対の方向転換領域Ａ２ａと、一対の方向転換領域Ａ２ａの間に設定される往復走行領域Ａ２ｂとに区分けする。その後、目標経路生成部５１Ｂは、往復走行領域Ａ２ｂに、圃場Ａの長辺に沿う方向に作業幅に応じた所定間隔を置いて並列に配置される複数の直線経路Ｐ１を生成する。又、目標経路生成部５１Ｂは、各方向転換領域Ａ２ａに、複数の直線経路Ｐ１をトラクタ１の走行順に接続する複数の方向転換経路Ｐ２を生成する。

そして、目標経路生成部５１Ｂは、各直線経路Ｐ１の始端位置ｐ１から一定距離を隔てた位置に、トラクタ１の到達に伴ってロータリ耕耘装置３を非作業状態から作業状態に切り換えて、トラクタ１の作業走行を開始させる作業走行開始位置ｐ２を設定する。又、各直線経路Ｐ１の終端位置（方向転換経路Ｐ２の始端位置）ｐ３を、トラクタ１の到達に伴ってロータリ耕耘装置３を作業状態から非作業状態に切り換えて、トラクタ１の作業走行を終了させる作業走行終了位置に設定する。

これにより、目標経路生成部５１Ｂは、図５に示す圃場Ａに設定された自動走行の開始位置ｐａから終了位置ｐｂにわたってトラクタ１を自動走行させることが可能な目標経路Ｐを生成することができる。

図５に示す圃場Ａにおいて、マージン領域Ａ１は、トラクタ１が作業可能領域Ａ２の端部を自動走行するときに、ロータリ耕耘装置３などが圃場Ａに隣接する畦や柵などの他物に接触するのを防止するために、圃場Ａの外周縁と作業可能領域Ａ２との間に確保された領域である。目標経路Ｐにおいて、各直線経路Ｐ１の始端位置ｐ１から作業走行開始位置ｐ２にわたる第１経路部分Ｐ１ａ、及び、各方向転換経路Ｐ２は、ロータリ耕耘装置３が非作業状態に切り換えられたトラクタ１を自動走行させる非作業経路である。各直線経路Ｐ１の作業走行開始位置ｐ２から作業走行終了位置ｐ３にわたる第２経路部分Ｐ１ｂは、ロータリ耕耘装置３が作業状態に切り換えられたトラクタ１を自動走行させる作業経路である。

各方向転換経路Ｐ２には、トラクタ１の旋回半径とロータリ耕耘装置３の作業幅との関係などに応じて、トラクタ１をＵ字状に方向転換走行させるＵ字旋回経路、及び、スイッチバックを利用しトラクタ１をフィッシュテール状に方向転換走行させるスイッチバック式旋回経路、などを採用することができる。本実施形態においては、図５、図８〜１５に示すように、方向転換経路Ｐ２としてＵ字旋回経路が採用された場合を例示している。そのため、方向転換経路Ｐ２は旋回経路として機能する。

尚、図５に示す目標経路Ｐはあくまでも一例であり、目標経路生成部５１Ｂは、トラクタ１の機種や作業装置の種類などに応じて異なる車体情報、及び、圃場Ａに応じて異なる圃場Ａの形状や大きさなどの圃場情報、などに基づいて、それらに適した種々の目標経路Ｐを生成することができる。

目標経路Ｐは、車体情報や圃場情報などに関連付けされた状態で端末記憶部５１Ｃに記憶されており、携帯通信端末５の表示デバイス５０にて表示することができる。目標経路Ｐには、前述した自動走行の開始位置ｐａや終了位置ｐｂ、作業走行開始位置ｐ２、及び、作業走行終了位置ｐ３、などとともに、各直線経路Ｐ１や各方向転換経路Ｐ２などにおいて設定されたトラクタ１の進行方向や目標車速などの自動走行に関する各種の情報が含まれている。

端末制御ユニット５１は、車載制御ユニット２３からの送信要求指令に応じて、端末記憶部５１Ｃに記憶されている圃場情報や目標経路Ｐなどを車載制御ユニット２３に送信する。車載制御ユニット２３は、受信した圃場情報や目標経路Ｐなどを車載記憶部２３Ｇに記憶する。目標経路Ｐの送信に関しては、例えば、端末制御ユニット５１が、トラクタ１が自動走行を開始する前の段階において、目標経路Ｐの全てを端末記憶部５１Ｃから車載制御ユニット２３に一挙に送信するようにしてもよい。又、端末制御ユニット５１が、目標経路Ｐを所定距離ごとの複数の分割経路情報に分割して、トラクタ１が自動走行を開始する前の段階からトラクタ１の走行距離が所定距離に達するごとに、トラクタ１の走行順位に応じた所定数の分割経路情報を端末記憶部５１Ｃから車載制御ユニット２３に逐次送信するようにしてもよい。

自動走行制御部２３Ｆには、車両状態検出機器２２に含まれた各種のセンサやスイッチなどからの検出情報が入力されている。これにより、自動走行制御部２３Ｆは、トラクタ１における各種の設定状態や各部の動作状態などを監視することができる。

自動走行制御部２３Ｆは、搭乗者や管理者などのユーザにより、トラクタ１の自動走行を可能にするための各種の手動設定操作が行われて、トラクタ１の走行モードが手動走行モードから自動走行モードに切り換えられた状態において、携帯通信端末５の表示デバイス５０が操作されて自動走行の開始が指示された場合に、測位ユニット４２にてトラクタ１の現在位置や現在方位などを取得しながら目標経路Ｐに従ってトラクタ１を自動走行させる自動走行制御を開始する。

自動走行制御部２３Ｆは、自動走行制御の実行中に、例えば、ユーザにより携帯通信端末５の表示デバイス５０が操作されて自動走行の終了が指示された場合や、運転部１２に搭乗しているユーザにてステアリングホイール２５やアクセルペダルなどの手動操作具が操作された場合は、自動走行制御を終了するとともに走行モードを自動走行モードから手動走行モードに切り換える。

自動走行制御部２３Ｆによる自動走行制御には、エンジン１４に関する自動走行用の制御指令をエンジン制御部２３Ａに送信するエンジン用自動制御処理、トラクタ１の車速や前後進の切り換えなどに関する自動走行用の制御指令を変速ユニット制御部２３Ｂに送信する車速用自動制御処理、ステアリングに関する自動走行用の制御指令をステアリング制御部２３Ｃに送信するステアリング用自動制御処理、及び、ロータリ耕耘装置３などの作業装置に関する自動走行用の制御指令を作業装置制御部２３Ｄに送信する作業用自動制御処理、などが含まれている。

自動走行制御部２３Ｆは、エンジン用自動制御処理においては、目標経路Ｐに含まれた設定回転数などに基づいてエンジン回転数の変更を指示するエンジン回転数変更指令、などをエンジン制御部２３Ａに送信する。エンジン制御部２３Ａは、自動走行制御部２３Ｆから送信されたエンジン１４に関する各種の制御指令に応じてエンジン回転数を自動で変更するエンジン回転数変更制御、などを実行する。

自動走行制御部２３Ｆは、車速用自動制御処理においては、目標経路Ｐに含まれた目標車速に基づいて主変速装置の変速操作を指示する変速操作指令、及び、目標経路Ｐに含まれたトラクタ１の進行方向などに基づいて前後進切換装置の前後進切り換え操作を指示する前後進切り換え指令、などを変速ユニット制御部２３Ｂに送信する。変速ユニット制御部２３Ｂは、自動走行制御部２３Ｆから送信された主変速装置や前後進切換装置などに関する各種の制御指令に応じて、主変速装置の作動を自動で制御する自動車速制御、及び、前後進切換装置の作動を自動で制御する自動前後進切り換え制御、などを実行する。自動車速制御には、例えば、目標経路Ｐに含まれた目標車速が零速である場合に、主変速装置を零速状態まで減速制御してトラクタ１の走行を停止させる自動減速停止処理などが含まれている。

自動走行制御部２３Ｆは、ステアリング用自動制御処理においては、左右の前輪１０の操舵を指示する操舵指令、などをステアリング制御部２３Ｃに送信する。ステアリング制御部２３Ｃは、自動走行制御部２３Ｆから送信された操舵指令に応じて、パワーステアリングユニット１７の作動を制御して左右の前輪１０を操舵する自動ステアリング制御、及び、左右の前輪１０が設定角度以上に操舵された場合に、ブレーキユニット１８を作動させて旋回内側のブレーキを作動させる自動旋回ブレーキ制御、などを実行する。

自動走行制御部２３Ｆは、作業用自動制御処理においては、目標経路Ｐに含まれた各作業走行開始位置ｐ２へのトラクタ１の到達に基づいてロータリ耕耘装置３の作業状態への切り換えを指示する作業開始指令、及び、目標経路Ｐに含まれた各作業走行終了位置へのトラクタ１の到達に基づいてロータリ耕耘装置３の非作業状態への切り換えを指示する作業終了指令、などを作業装置制御部２３Ｄに送信する。作業装置制御部２３Ｄは、自動走行制御部２３Ｆから送信されたロータリ耕耘装置３に関する各種の制御指令に応じて、作業クラッチユニット１９及び昇降駆動ユニット２０の作動を制御して、ロータリ耕耘装置３を駆動させて作業高さまで下降させる自動作業開始制御、及び、ロータリ耕耘装置３を非作業高さまで上昇させて駆動停止させる自動作業終了制御、などを実行する。これにより、目標経路Ｐに従って自動走行するトラクタ１の走行状態を、ロータリ耕耘装置３の作業状態（ロータリ耕耘装置３が駆動されて作業高さまで下降した状態）でトラクタ１が自動走行する作業走行状態と、ロータリ耕耘装置３の非作業状態（ロータリ耕耘装置３が非作業高さまで上昇して駆動停止された状態）でトラクタ１が自動走行する非作業走行状態とに切り換えることができる。

つまり、前述した自動走行ユニット４には、パワーステアリングユニット１７、ブレーキユニット１８、作業クラッチユニット１９、昇降駆動ユニット２０、ローリングユニット２１、車両状態検出機器２２、車載制御ユニット２３、測位ユニット４２、及び、通信モジュール４６，４８、などが含まれている。そして、これらが適正に作動することにより、トラクタ１を目標経路Ｐに従って精度良く自動走行させることができるとともに、ロータリ耕耘装置３による耕耘作業を適正に行うことができる。

図２、図４に示すように、トラクタ１には、トラクタ１の周辺状況を取得する周辺状況取得システム８が備えられている。図４に示すように、周辺状況取得システム８には、トラクタ１の周囲を撮像して画像情報を取得する撮像ユニット８０、及び、トラクタ１の周囲に存在する障害物を検出する障害物検出ユニット８５が含まれている。障害物検出ユニット８５が検出する障害物には、圃場Ａにて作業する作業者などの人物や他の作業車両、及び、圃場Ａに既存の電柱や樹木などが含まれている。

図１、図４に示すように、撮像ユニット８０には、キャビン１３から前方の所定範囲が撮像範囲に設定された前カメラ８１と、キャビン１３から後方の所定範囲が撮像範囲に設定された後カメラ８２と、前後の各カメラ８１，８２からの画像情報を処理する画像処理装置８３（図４参照）とが含まれている。画像処理装置８３は、マイクロコントローラなどが集積された電子制御ユニットや各種の制御プログラムなどによって構築されている。画像処理装置８３は、車載制御ユニット２３などにＣＡＮを介して相互通信可能に接続されている。

画像処理装置８３は、前後の各カメラ８１，８２から順次送信される画像情報に対して、各カメラ８１，８２の撮像範囲に対応したトラクタ１の前側画像と後側画像とを生成する画像生成処理などを行う。そして、生成した各画像を、車載制御ユニット２３の表示制御部２３Ｅに送信する画像送信処理を行う。表示制御部２３Ｅは、画像処理装置８３からの各画像を、ＣＡＮを介して操作端末２７に送信するとともに、通信モジュール４８，５２を介して携帯通信端末５の表示制御部５Ａに送信する。

これにより、画像処理装置８３が生成したトラクタ１の前側画像と後側画像とを、トラクタ１の操作端末２７や携帯通信端末５の表示デバイス５０などにおいて表示することができる。そして、この表示により、ユーザは、トラクタ１の前方側と後方側の状況を容易に把握することができる。

図１、図４に示すように、障害物検出ユニット８５には、トラクタ１の前方側が障害物の検出範囲に設定された前障害物センサ８６と、トラクタ１の後方側が障害物の検出範囲に設定された後障害物センサ８７と、トラクタ１の左右両横側が障害物の検出範囲に設定された横障害物センサ８８とが含まれている。前障害物センサ８６及び後障害物センサ８７には、障害物の検出にパルス状の近赤外レーザ光を使用するライダーセンサが採用されている。横障害物センサ８８には、障害物の検出に超音波を使用するソナーが採用されている。

図４に示すように、前障害物センサ８６及び後障害物センサ８７は、近赤外レーザ光を使用して測定範囲に存在する各測距点（測定対象物）までの距離を測定する測定部８６Ａ，８７Ａ、及び、測定部８６Ａ，８７Ａの測定情報に基づいて距離画像の生成などを行う制御部８６Ｂ，８７Ｂを有している。横障害物センサ８８は、超音波の送受信を行う右超音波センサ８８Ａと左超音波センサ８８Ｂ、及び、各超音波センサ８８Ａ，８８Ｂでの超音波の送受信に基づいて測定範囲に存在する測定対象物までの距離を測定する単一の制御部８８Ｃを有している。

各障害物センサ８６〜８８の制御部８６Ｂ，８７Ｂ，８８Ｃは、マイクロコントローラなどが集積された電子制御ユニットや各種の制御プログラムなどによって構築されている。各制御部８６Ｂ，８７Ｂ，８８Ｃは、車載制御ユニット２３などにＣＡＮを介して相互通信可能に接続されている。

自動走行制御部２３Ｆは、測位ユニット４２の測位情報、及び、車載制御ユニット２３に送信された各障害物センサ８６〜８８の検出情報、などに基づいて、トラクタ１の走行を制御して障害物との衝突を回避する衝突回避制御を実行する。自動走行制御部２３Ｆは、衝突回避制御においては、各障害物センサ８６〜８８の検出情報などに応じた各衝突回避用の走行制御の実行を変速ユニット制御部２３Ｂに指示することで、トラクタ１の走行を制御して障害物との衝突を回避する。

前述した自動走行制御部２３Ｆのステアリング用自動制御処理について詳述すると、図３、図６〜７に示すように、自動走行制御部２３Ｆには、自動走行中にトラクタ１の現在位置ｐｖから進行方向側に所定距離Ｌ１を隔てた目標経路Ｐ上などの所定位置に目標走行位置ｐｔを設定する目標位置設定部２３Ｆａと、目標経路Ｐとトラクタ１の現在位置ｐｖとに基づいて、目標経路Ｐに対して直交する横方向でのトラクタ１の偏差（以下、横方向偏差と称する）Ｄｐ１，Ｄｐ２を算出する横方向偏差算出部２３Ｆｂと、トラクタ１の現在位置ｐｖから目標走行位置ｐｔにわたる目標方位ラインＬｔを生成する目標方位ライン生成部２３Ｆｃと、トラクタ１の現在方位θｖと目標方位ラインＬｔとがなす角度（トラクタ１の現在方位角と目標方位ラインＬｔの方位角との差）を方位角偏差θａとして算出する方位角偏差算出部２３Ｆｄと、方位角偏差θａに基づいて左右の前輪１０の目標操舵角を算出する操舵角算出部２３Ｆｅとが含まれている。

これにより、自動走行制御部２３Ｆは、ステアリング用自動制御処理において、目標方位ラインＬｔに対するトラクタ１の現在方位θｖの方位角偏差θａを算出することができ、方位角偏差θａに応じた左右の前輪１０の目標操舵角を算出することができる。そして、自動走行制御部２３Ｆは、算出した目標操舵角を操舵指令としてステアリング制御部２３Ｃに送信する。ステアリング制御部２３Ｃは、自動走行制御部２３Ｆから送信された目標操舵角と舵角センサ２２Ａの検出情報とに基づいて、パワーステアリングユニット１７の作動を制御して左右の前輪１０を操舵する。

その結果、トラクタ１を、トラクタ１の現在位置ｐｖから進行方向側に所定距離Ｌ１を隔てた目標経路Ｐ上などの所定位置に設定された目標走行位置ｐｔに追従させることができ、トラクタ１を、目標経路Ｐに従って自動走行させることができる。

つまり、このトラクタ１においては、ステアリング制御部２３Ｃ、自動走行制御部２３Ｆの横方向偏差算出部２３Ｆｂと目標方位ライン生成部２３Ｆｃと方位角偏差算出部２３Ｆｄと操舵角算出部２３Ｆｅ、及び、車載記憶部２３Ｇが、測位ユニット４２の測位情報と目標走行位置ｐｔとに基づいて、トラクタ１が所定距離Ｌ１を隔てた目標走行位置ｐｔを追従するようにパワーステアリングユニット１７の作動を制御する自動ステアリング制御部２３Ｈとして機能する。

以下、図８〜１６の説明図に基づいて、目標位置設定部２３Ｆａ及び自動ステアリング制御部２３Ｈの制御作動について詳述する。

トラクタ１が自動走行の開始位置ｐａに位置して自動走行制御による自動走行が開始されると、目標位置設定部２３Ｆａは、図８に示すように、トラクタ１の現在位置ｐｖから進行方向側に所定距離Ｌ１を隔てた直線経路Ｐ１上の位置に目標走行位置ｐｔを設定する。すると、自動ステアリング制御部２３Ｈは、トラクタ１が直線経路Ｐ１上に設定された目標走行位置ｐｔを追従するようにパワーステアリングユニット１７の作動を制御する。

目標位置設定部２３Ｆａは、目標走行位置ｐｔを直線経路Ｐ１上の位置に設定している間は、目標走行位置ｐｔが直線経路Ｐ１の終端位置（方向転換経路Ｐ２の始端位置）ｐ３に到達したか否かを判定する。そして、目標位置設定部２３Ｆａは、目標走行位置ｐｔが直線経路Ｐ１の終端位置ｐ３に到達したと判定した場合に、目標走行位置ｐｔを、図８〜９に示す直線経路Ｐ１上の位置から図１０に示す直線経路Ｐ１の延長線Ｌｐ１上の位置に設定変更する。すると、自動ステアリング制御部２３Ｈは、トラクタ１が直線経路Ｐ１の延長線Ｌｐ１上に設定された目標走行位置ｐｔを追従するようにパワーステアリングユニット１７の作動を制御する。

これにより、目標走行位置ｐｔが直線経路Ｐ１の終端位置ｐ３に到達するのに伴って、目標走行位置ｐｔを直線経路Ｐ１上の位置から方向転換経路Ｐ２上の位置に設定変更する場合に比較して、トラクタ１が直線経路Ｐ１の終端位置ｐ３に到達するまでの間、トラクタ１を直線経路Ｐ１に従って精度よく自動走行させることができる。

ちなみに、目標走行位置ｐｔが直線経路Ｐ１の終端位置ｐ３に到達するのに伴って、目標走行位置ｐｔが直線経路Ｐ１上の位置から方向転換経路Ｐ２上の位置に設定変更された場合は、トラクタ１が、直線経路Ｐ１の終端位置ｐ３から所定距離Ｌ１を隔てた直線経路Ｐ１の途中位置に位置する段階から、方向転換経路Ｐ２上の位置に設定された目標走行位置ｐｔを追従して方向転換を開始することになる。その結果、直線経路Ｐ１の終端側においてはトラクタ１を直線経路Ｐ１に従って精度よく自動走行させることができなくなる。

目標位置設定部２３Ｆａは、目標走行位置ｐｔを直線経路Ｐ１の延長線Ｌｐ１上の位置に設定している間は、トラクタ１が直線経路Ｐ１の終端位置ｐ３に到達したか否かを判定する。そして、目標位置設定部２３Ｆａは、トラクタ１が直線経路Ｐ１の終端位置ｐ３に到達したと判定した場合に、目標走行位置ｐｔを、図１０に示す直線経路Ｐ１の延長線Ｌｐ１上の位置から図１１〜１２に示す方向転換経路Ｐ２上の位置に設定変更する。すると、自動ステアリング制御部２３Ｈは、トラクタ１が方向転換経路Ｐ２上に設定された目標走行位置ｐｔを追従するようにパワーステアリングユニット１７の作動を制御する。

これにより、トラクタ１を、その直線経路Ｐ１の終端位置（方向転換経路Ｐ２の始端位置）ｐ３への到達に伴って方向転換経路Ｐ２に従って自動走行させることができる。

目標位置設定部２３Ｆａは、目標走行位置ｐｔを方向転換経路Ｐ２上の位置に設定している間は、目標走行位置ｐｔが方向転換経路Ｐ２の終端位置（直進経路Ｐ１の始端位置）ｐ１に到達したか否かを判定する。そして、目標位置設定部２３Ｆａは、目標走行位置ｐｔが方向転換経路Ｐ２の終端位置ｐ１に到達したと判定した場合に、目標走行位置ｐｔを、図１１〜１３に示す方向転換経路Ｐ２上の位置から図１３〜１５に示す直線経路Ｐ１上の位置に設定変更する。すると、自動ステアリング制御部２３Ｈは、トラクタ１が直線経路Ｐ１上に設定された目標走行位置ｐｔを追従するようにパワーステアリングユニット１７の作動を制御する。
これにより、トラクタ１が、方向転換経路Ｐ２の終端位置（直線経路Ｐ１の始端位置）ｐ１から手前側に所定距離Ｌ１を隔てた方向転換経路Ｐ２上の位置に位置する段階から、トラクタ１を、直線経路Ｐ１上の位置に設定された目標走行位置ｐｔに追従させることができる。

従って、トラクタ１が直線経路Ｐ１の始端位置ｐ１に到達したときのトラクタ１の方位を直線経路Ｐ１の方位に合わせ易くなり、その結果、トラクタ１が直線経路Ｐ１の始端位置ｐ１に到達した段階からトラクタ１を直線経路Ｐ１に従って精度よく自動走行させることができる。

ちなみに、目標走行位置ｐｔが方向転換経路Ｐ２の終端位置ｐ１に到達するのに伴って、目標走行位置ｐｔが方向転換経路Ｐ２上の位置から方向転換経路Ｐ２の延長線Ｌｐ２上の位置に設定変更され、トラクタ１が、方向転換経路Ｐ２の終端位置ｐ１に到達するのに伴って、目標走行位置ｐｔが方向転換経路Ｐ２の延長線Ｌｐ２上の位置から直線経路Ｐ１上の位置に設定変更されるようにすると、目標走行位置ｐｔが方向転換経路Ｐ２の終端位置ｐ１に到達してからトラクタ１が方向転換経路Ｐ２の終端位置ｐ１に到達するまでの間は、トラクタ１が、方向転換経路Ｐ２の延長線Ｌｐ２上の位置に設定された目標走行位置ｐｔを追従することになる。そのため、トラクタ１が方向転換経路Ｐ２の終端位置ｐ１に到達した段階においては、左右の前輪１０が旋回内側に大きく操舵された状態になっている。このような状態のトラクタ１を、直線経路Ｐ１上の位置に設定変更された目標走行位置ｐｔに追従させるようにすると、トラクタ１は、直線経路Ｐ１の方位に対して旋回内側に偏って走行した後に直線経路Ｐ１上に戻ることになる。その結果、トラクタ１が直線経路Ｐ１の始端位置ｐ１に到達してからしばらくの間はトラクタ１を直線経路Ｐ１に従って精度よく自動走行させることができなくなる。

図６〜７、図１６〜１８に示すように、横方向偏差算出部２３Ｆｂは、目標走行位置ｐｔが目標経路Ｐの直進経路Ｐ１上又は直進経路Ｐ１の延長線Ｌｐ１上の位置に設定されている場合は、直進経路Ｐ１をトラクタ１の逸脱判定対象経路とし、直進経路Ｐ１に対するトラクタ１の横方向偏差Ｄｐ１を算出する（図６、図１６〜１８参照）。横方向偏差算出部２３Ｆｂは、目標走行位置ｐｔが目標経路Ｐの方向転換経路Ｐ２上の位置に設定されている場合は、方向転換経路Ｐ２をトラクタ１の逸脱判定対象経路とし、方向転換経路Ｐ２に対するトラクタ１の横方向偏差Ｄｐ２を算出する（図７、図１６〜１８参照）。

尚、方向転換経路Ｐ２に対するトラクタ１の横方向偏差Ｄｐ２は、方向転換経路Ｐ２の旋回中心とトラクタ１の現在位置ｐｖとを通る直線Ｌｓ（図７、図１６〜１８参照）上での方向転換経路Ｐ２に対するトラクタ１の偏差であり、方向転換経路Ｐ２の旋回中心からトラクタ１の現在位置ｐｖまでの距離と方向転換経路Ｐ２の旋回半径との差である。

図３、図１９〜２１に示すように、自動走行制御部２３Ｆには、目標経路Ｐとトラクタ１の現在位置ｐｖ及び現在方位θｖとに基づいて、トラクタ１の現在位置ｐｖにおいて目標経路Ｐの方位とトラクタ１の現在方位θｖとがなす角度（目標経路Ｐの方位角とトラクタ１の現在方位角との差）を、目標経路Ｐに対するトラクタ１の目標角度偏差θｐ１，θｐ２として算出する目標角度偏差算出部２３Ｆｆが含まれている。目標角度偏差算出部２３Ｆｆは、目標走行位置ｐｔが目標経路Ｐの直進経路Ｐ１上に設定されている場合は、直進経路Ｐ１をトラクタ１の逸脱判定対象経路とし、トラクタ１の現在位置ｐｖにおいて直進経路Ｐ１の方位とトラクタ１の現在方位θｖとがなす角度を、直進経路Ｐ１に対するトラクタ１の目標角度偏差θｐ１として算出する。目標角度偏差算出部２３Ｆｆは、目標走行位置ｐｔが目標経路Ｐの方向転換経路Ｐ２上に設定されている場合は、方向転換経路Ｐ２をトラクタ１の逸脱判定対象経路とし、トラクタ１の現在位置ｐｖにおいて方向転換経路Ｐ２の方位とトラクタ１の現在方位θｖとがなす角度を、方向転換経路Ｐ２に対するトラクタ１の目標角度偏差θｐ２として算出する。

尚、方向転換経路Ｐ２に対する目標角度偏差θｐ２を算出する場合の方向転換経路Ｐ２の方位は、方向転換経路Ｐ２の旋回中心とトラクタ１の現在位置ｐｖとを通る直線Ｌｓ（図１９〜２０参照）に対して直行する方向である。

図３に示すように、自動走行制御部２３Ｆには、トラクタ１が目標経路Ｐから逸脱した場合にトラクタ１を緊急停止させる緊急停止部２３Ｆｇが含まれている。緊急停止部２３Ｆｇは、目標走行位置ｐｔが目標経路Ｐの直進経路Ｐ１上又は直進経路Ｐ１の延長線Ｌｐ１上の位置に設定されている場合は、横方向偏差算出部２３Ｆｂにて算出された直進経路Ｐ１に対するトラクタ１の横方向偏差Ｄｐ１が、直進経路Ｐ１に対して設定された逸脱許容幅Ｗｐ１（図１６〜１８参照）を超えたか否かを判定する。そして、直進経路Ｐ１に対するトラクタ１の横方向偏差Ｄｐ１が逸脱許容幅Ｗｐ１を超えた場合（図１６参照）に、変速ユニット制御部２３Ｂなどにトラクタ１の緊急停止を指示してトラクタ１を緊急停止させる。

緊急停止部２３Ｆｇは、目標走行位置ｐｔが目標経路Ｐの方向転換経路Ｐ２上の位置に設定されている場合は、横方向偏差算出部２３Ｆｂにて算出された方向転換経路Ｐ２に対するトラクタ１の横方向偏差Ｄｐ２が、方向転換経路Ｐ２に対して設定された逸脱許容幅Ｗｐ２（図１６〜１８参照）を超えたか否かを判定する。そして、方向転換経路Ｐ２に対するトラクタ１の横方向偏差Ｄｐ２が逸脱許容幅Ｗｐ２を超えた場合に、変速ユニット制御部２３Ｂなどにトラクタ１の緊急停止を指示してトラクタ１を緊急停止させる。

緊急停止部２３Ｆｇは、目標走行位置ｐｔが目標経路Ｐの直進経路Ｐ１上又は直進経路Ｐ１の延長線Ｌｐ１上の位置に設定されている場合は、目標角度偏差算出部２３Ｆｆにて算出された直進経路Ｐ１に対するトラクタ１の目標角度偏差θｐ１が、直進経路Ｐ１に対して設定された逸脱許容角θｄ１（図１９〜２１参照）を超えたか否かを判定する。そして、直進経路Ｐ１に対するトラクタ１の目標角度偏差θｐ１が逸脱許容角θｄ１を超えた場合（図１９参照）に、変速ユニット制御部２３Ｂなどにトラクタ１の緊急停止を指示してトラクタ１を緊急停止させる。

緊急停止部２３Ｆｇは、目標走行位置ｐｔが目標経路Ｐの方向転換経路Ｐ２上の位置に設定されている場合は、目標角度偏差算出部２３Ｆｆにて算出された方向転換経路Ｐ２に対するトラクタ１の目標角度偏差θｐ２が、方向転換経路Ｐ２に対して設定された逸脱許容角θｄ２（図１９〜２０参照）を超えたか否かを判定する。そして、方向転換経路Ｐ２に対するトラクタ１の目標角度偏差θｐ２が逸脱許容角θｄ２を超えた場合に、変速ユニット制御部２３Ｂなどにトラクタ１の緊急停止を指示してトラクタ１を緊急停止させる。

つまり、このトラクタ１においては、トラクタ１の現在位置ｐｖが目標経路Ｐの逸脱許容幅Ｗｐ１，Ｗｐ２から外れた場合や、トラクタ１の現在方位θｖが目標経路Ｐに対する逸脱許容角θｄ１，θｄ２から外れた場合には、緊急停止部２３Ｆｇの制御作動によってトラクタ１を速やかに緊急停止させることができる。

ところで、前述した目標位置設定部２３Ｆａの制御作動について詳述すると、目標走行位置ｐｔが方向転換経路Ｐ２の終端位置ｐ１に到達した段階においては、図１６に示すように、直進経路Ｐ１に対するトラクタ１の横方向偏差Ｄｐ１が逸脱許容幅Ｗｐ１を超えている場合や、図１９に示すように、直進経路Ｐ１に対するトラクタ１の目標角度偏差θｐ１が逸脱許容角θｄ１を超えている場合がある。このような場合において、単に、目標位置設定部２３Ｆａが、目標走行位置ｐｔが方向転換経路Ｐ２の終端位置ｐ１に到達したと判定した場合に、目標走行位置ｐｔを方向転換経路Ｐ２上の位置から直線経路Ｐ１上の位置に設定変更すると、緊急停止部２３Ｆｇの制御作動によってトラクタ１が不必要に緊急停止される不都合を招くことになる。

そこで、目標位置設定部２３Ｆａは、前述した制御作動において目標走行位置ｐｔが方向転換経路Ｐ２の終端位置ｐ１に到達したと判定した場合に、緊急停止部２３Ｆｇの制御作動によるトラクタ１の不必要な緊急停止を回避する緊急停止回避制御を実行するように構成されている。

以下、図１６〜２１の説明図、及び、図２２のフローチャートに基づいて、緊急停止回避制御における目標位置設定部２３Ｆａの制御作動について説明する。

目標位置設定部２３Ｆａは、目標走行位置ｐｔが方向転換経路Ｐ２の終端位置ｐ１に到達したと判定した場合に、前述した直進経路Ｐ１に対するトラクタ１の横方向偏差Ｄｐ１が、直進経路Ｐ１に対する逸脱許容幅Ｗｐ１を超えているか否かを判定する第１判定処理を行う（ステップ＃１）。

目標位置設定部２３Ｆａは、第１判定処理において、直進経路Ｐ１に対するトラクタ１の横方向偏差Ｄｐ１が逸脱許容幅Ｗｐ１を超えていない場合は、前述した直進経路Ｐ１に対するトラクタ１の目標角度偏差θｐ１が、直進経路Ｐ１に対する逸脱許容角θｄ１を超えたか否かを判定する第２判定処理を行う（ステップ＃２）。

目標位置設定部２３Ｆａは、第２判定処理において、直進経路Ｐ１に対するトラクタ１の目標角度偏差θｐ１が逸脱許容角θｄ１を超えていない場合は、目標走行位置ｐｔを方向転換経路Ｐ２上の位置から直進経路Ｐ１上の位置に設定変更する第１設定変更処理を行い（ステップ＃３）、その後、緊急停止回避制御を終了する。

これにより、トラクタ１の走行状態を、方向転換経路Ｐ２に従って旋回する旋回走行状態から、直進経路Ｐ１に従って直進する直進走行状態に切り換えることができる。

目標位置設定部２３Ｆａは、第１判定処理において直進経路Ｐ１に対する横方向偏差Ｄｐ１が逸脱許容幅Ｗｐ１を超えている場合（図１６参照）、又は、第２判定処理において直進経路Ｐ１に対するトラクタ１の目標角度偏差θｐ１が逸脱許容角θｄ１を超えている場合（図１９参照）は、第１設定変更処理の実行を禁止する第１設定変更禁止処理を行うとともに、目標走行位置ｐｔを方向転換経路Ｐ２上の位置から方向転換経路Ｐ２の延長線Ｌｐ２上の位置に設定変更する第２設定変更処理を行う（ステップ＃４〜５、図１７、図２０参照）。

これにより、目標走行位置ｐｔが方向転換経路Ｐ２の終端位置ｐ１に到達しても、直進経路Ｐ１に対するトラクタ１の横方向偏差Ｄｐ１が逸脱許容幅Ｗｐ１を超えている場合、又は、直進経路Ｐ１に対するトラクタ１の目標角度偏差θｐ１が逸脱許容角θｄ１を超えている場合には、目標走行位置ｐｔが方向転換経路Ｐ２上の位置から直進経路Ｐ１上の位置に設定変更されないことから、この設定変更が行われることに起因して、緊急停止部２３Ｆｇの制御作動でトラクタ１が不必要に緊急停止される不都合の発生を回避することができる。

又、トラクタ１の走行状態が、方向転換経路Ｐ２に従って旋回する旋回走行状態に維持されることにより、トラクタ１を直進経路Ｐ１に近づけることができ、直進経路Ｐ１に対するトラクタ１の横方向偏差Ｄｐ１を小さくすることができる。

目標位置設定部２３Ｆａは、第２設定変更処理を行った後はステップ＃１の第１判定処理に戻る。
尚、直進経路Ｐ１に対する逸脱許容幅Ｗｐ１は方向転換経路Ｐ２に対する逸脱許容幅Ｗｐ２と同じ長さに設定されている。又、直進経路Ｐ１に対する逸脱許容角θｄ１は方向転換経路Ｐ２に対する逸脱許容角θｄ２と同じ角度に設定されている。

これにより、トラクタ１が方向転換経路Ｐ２に従って自動走行している間、方向転換経路Ｐ２に対するトラクタ１の横方向偏差Ｄｐ２が逸脱許容幅Ｗｐ２以内に維持され、かつ、方向転換経路Ｐ２に対するトラクタ１の逸脱許容角θｄ１が逸脱許容角θｄ２以内に維持されている状態であれば、トラクタ１が方向転換経路Ｐ２の終端位置ｐ１に到達するまでの間において、直進経路Ｐ１に対するトラクタ１の横方向偏差Ｄｐ１が逸脱許容幅Ｗｐ１以内になり、かつ、直進経路Ｐ１に対するトラクタ１の目標角度偏差θｐ１が逸脱許容角θｄ１以内になる。

その結果、緊急停止部２３Ｆｇの制御作動でトラクタ１が不必要に緊急停止される不都合を招くことなく、目標走行位置ｐｔを方向転換経路Ｐ２上の位置から直進経路Ｐ１上の位置に設定変更することができ、トラクタ１の走行状態を、方向転換経路Ｐ２に従って旋回する旋回走行状態から、直進経路Ｐ１に従って直進する直進走行状態に切り換えることができる。

〔別実施形態〕
本発明の別実施形態について説明する。
なお、以下に説明する各別実施形態の構成は、それぞれ単独で適用することに限らず、他の別実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。

（１）作業車両１の構成は種々の変更が可能である。
例えば、作業車両１は、走行装置として、左右の前輪１０と、左右の後輪１１に代わる左右のクローラとを有するセミクローラ仕様に構成されていてもよい。
例えば、作業車両１は、走行装置として、左右の前輪１０及び左右の後輪１１に代えて左右のクローラを有するフルクローラ仕様に構成されていてもよい。
例えば、作業車両１は、左右の後輪１１が操舵輪として機能する後輪ステアリング仕様に構成されていてもよい。
例えば、作業車両１は、エンジン１４の代わりに電動モータを有する電動仕様に構成されていてもよい。
例えば、作業車両１は、エンジン１４と電動モータとを有するハイブリッド仕様に構成されていてもよい。

（２）ステアリングユニット１７は、走行装置の一例である左右のクローラの差動を可能にする変速装置などであってもよい。

（３）自動ステアリング制御部２３Ｈは、方位角偏差算出部２３Ｆｄが算出する方位角偏差θａに基づいて、走行装置の一例である左右の各クローラの目標駆動速度を算出する駆動速度算出部を有する構成であってもよい。

（４）緊急停止部２３Ｆｇは、目標走行位置ｐｔが設定された目標経路Ｐの逸脱判定対象経路（直進経路Ｐ１又は旋回経路Ｐ２）に対する作業車両１の横方向偏差Ｄｐ１，Ｄｐ２が逸脱許容幅Ｗｐ１，Ｗｐ２を超えた場合のみに作業車両１を緊急停止させる構成であってもよい。

（５）緊急停止部２３Ｆｇは、目標走行位置ｐｔが設定された目標経路Ｐの逸脱判定対象経路（直進経路Ｐ１又は旋回経路Ｐ２）に対する作業車両１の目標角度偏差θｐ１，θｐ２が逸脱許容角θｄ１，θｄ２を超えた場合のみに作業車両１を緊急停止させる構成であってもよい。

１ 作業車両
１０ 走行装置（前輪）
１１ 走行装置（後輪）
１７ ステアリングユニット
２３ 制御ユニット
２３Ｆａ 目標位置設定部
２３Ｆｂ 横方向偏差算出部
２３Ｆｆ 目標角度偏差算出部
２３Ｆｇ 緊急停止部
２３Ｈ 自動ステアリング制御部
４２ 測位ユニット
Ｄｐ１ 横方向の偏差（直進経路）
Ｄｐ２ 横方向の偏差（旋回経路）
Ｌ１ 所定距離
Ｐ 目標経路
Ｐ１ 直進経路（逸脱判定対象経路）
Ｐ２ 旋回経路（逸脱判定対象経路）
ｐ１ 旋回経路の終端位置（直進経路の始端位置）
ｐｔ 目標走行位置
ｐｖ 作業車両の現在位置
Ｗｐ１ 逸脱許容幅（直進経路）
Ｗｐ２ 逸脱許容幅（旋回経路）
θｄ１ 逸脱許容角（直進経路）
θｄ２ 逸脱許容角（旋回経路）
θｐ１ 目標角度偏差（直進経路）
θｐ２ 目標角度偏差（旋回経路）
θｖ 作業車両の現在方位

Claims (3)

1. 作業車両に備えられた走行装置を操作するステアリングユニットと、
   前記作業車両の現在位置及び現在方位を測定する測位ユニットと、
   前記測位ユニットの測位情報に基づいて前記作業車両を事前に設定された目標経路に従って自動走行させる制御ユニットと、を有し、
   前記目標経路には、旋回経路と、前記旋回経路に連接される直進経路とが含まれており、
   前記制御ユニットには、
   自動走行中に前記現在位置から進行方向側に所定距離を隔てた所定位置に目標走行位置を設定する目標位置設定部と、
   前記測位ユニットの測位情報と前記目標走行位置とに基づいて、前記作業車両が前記目標走行位置を追従するように前記ステアリングユニットの作動を制御する自動ステアリング制御部と、が含まれており、
   前記目標位置設定部は、前記目標走行位置が前記直進経路に連接された前記旋回経路の終端位置に到達したか否かを判定し、前記目標走行位置が前記旋回経路の終端位置に到達したと判定した場合に、前記目標走行位置を、前記旋回経路上の位置から前記直進経路上の位置に設定変更する作業車両用の自動走行システム。
2. 前記自動ステアリング制御部には、
   前記目標経路と前記現在位置とに基づいて、前記目標走行位置が設定された前記目標経路の逸脱判定対象経路に対して直交する横方向での前記作業車両の偏差を算出する横方向偏差算出部と、
   前記横方向の偏差が前記逸脱判定対象経路に対する逸脱許容幅を超えた場合に前記作業車両を緊急停止させる緊急停止部と、が含まれており、
   前記目標位置設定部は、前記目標走行位置が前記旋回経路の終端位置に到達したと判定した場合に、前記横方向の偏差が、前記旋回経路の終端位置に連接された前記直進経路に対する前記逸脱許容幅を超えているか否かを判定し、当該逸脱許容幅を超えている場合は、前記目標走行位置の前記旋回経路上の位置から前記直進経路上の位置への設定変更を禁止する請求項１に記載の作業車両用の自動走行システム。
3. 前記自動ステアリング制御部には、
   前記目標経路と前記現在位置と前記現在方位とに基づいて、前記目標走行位置が設定された前記目標経路における逸脱判定対象経路の方位と前記現在方位とがなす角度を目標角度偏差として算出する目標角度偏差算出部と、
   前記目標角度偏差が前記逸脱判定対象経路に対する逸脱許容角を超えた場合に前記作業車両を緊急停止させる緊急停止部と、が含まれており、
   前記目標位置設定部は、前記目標走行位置が前記旋回経路の終端位置に到達したと判定した場合に、前記目標角度偏差が、前記旋回経路の終端位置に連接された前記直進経路に対する前記逸脱許容角を超えているか否かを判定し、当該逸脱許容角を超えている場合は、前記目標走行位置の前記旋回経路上の位置から前記直進経路上の位置への設定変更を禁止する請求項１又は２に記載の作業車両用の自動走行システム。

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