JP6351030B2 - 農作物収穫装置 - Google Patents

Description

本発明は、農作物収穫装置に関する。

従来、作業者が感覚に頼ってコンバイン等の走行型収穫機を走行させて、農作物の収穫作業を行っていた。しかし、作業者の熟練度による作業時間のばらつきが発生し、作業性が低下するおそれがあった。

また、従来、走行型収穫機を自動走行させることで、農作物の収穫作業を行う農作物収穫装置があった（例えば、特許文献１）。特許文献１に記載の技術は、田植え時には、田植機のたどった走行コースを記憶手段に記憶させて、稲刈り時には、前記走行コースを通るように稲刈り機を自動走行させるものである。しかし、記憶手段に田植機の走行コースを記憶させるためには、作業者が田植機を走行させて、田植えを行わなければならなかった。これにより、走行コースを生成するための手間がかかる点で不利であった。

特開平６−１１３６０７号公報

本発明は、農作物の収穫作業の際に、作業者の熟練度による作業時間のばらつきを抑えられ、かつ、走行型収穫機の走行コースを生成するための手間を低減できる農作物収穫装置を提供する。

請求項１に記載の農作物収穫装置は、農作物を収穫して貯留することが可能であり、かつ排出オーガを備える走行型収穫機の位置を検出する位置検出手段と、矩形状の圃場と一致又は略一致するように矩形状に形成された作業領域の位置情報及び排出領域の位置情報を記憶した記憶手段と、前記作業領域内にて、渦巻き状に外周側から内側に農作物が収穫されていくように前記走行型収穫機の収穫作業用走行コースを生成する収穫作業用走行コース生成手段と、前記作業領域外にて、前記走行型収穫機の排出作業用走行コースを生成する排出作業用走行コース生成手段と、前記位置検出手段により検出される前記走行型収穫機の位置に関する情報に基づいて、前記収穫作業用走行コース生成手段により生成された前記収穫作業用走行コース又は前記排出作業用走行コース生成手段により生成された前記排出作業用走行コースを通るように前記走行型収穫機を走行させる走行制御手段と、前記走行制御手段により前記走行型収穫機が前記収穫作業用走行コースを走行しているときに、前記走行型収穫機に農作物を収穫するための動作を行わせる収穫制御手段と、前記走行型収穫機に貯留されている農作物の量が所定の許容量に到達しているか否かを検出する貯留量検出手段とを備え、前記収穫作業用走行コース生成手段は、前記走行型収穫機が前記作業領域の四つの境界辺のいずれかと平行になるように直進走行する動作、及び、所定の停止位置で停止する動作を順に所定回数だけ繰り返し行い、前記走行型収穫機が前記所定の停止位置で停止した後、前記直進走行を再開するときには、前記所定の停止位置に対して所定の位置関係を有する位置から走行方向を所定方向に９０°変更した状態で再開するように前記収穫作業用走行コースを生成し、前記走行制御手段は、前記走行型収穫機を前記所定の停止位置で停止させたときには、前記貯留量検出手段から信号を受信して、前記走行型収穫機に貯留されている農作物の量が前記所定の許容量に到達しているか否かを確認し、前記排出作業用走行コース生成手段は、前記走行制御手段により前記走行型収穫機に貯留されている農作物の量が前記所定の許容量に到達していることが確認されたときには、前記走行型収穫機が停止された位置から排出領域に向かうように前記排出作業用走行コースを生成し、前記排出作業用走行コースは、前記排出領域との間隔が前記排出オーガの排出口の可動半径よりも小さくなるように構成されて前記排出領域に向かって作業領域の外周に平行に延びる平行部を有する。

請求項２に記載の農作物収穫装置においては、前記排出作業用走行コースは、前記走行型収穫機が停止された位置から前記平行部に向かって前記作業領域の外側において前記作業領域の外周に沿うように形成されるコースを有する。

請求項３に記載の農作物収穫装置においては、前記排出作業用コース生成手段は、前記走行型収穫機が停止された位置と前記排出領域の位置関係に応じて、前記走行型収穫機を後進させるコースを含んだ前記排出作業用走行コースを生成する。

請求項４に記載の農作物収穫装置においては、前記排出作業用コース生成手段は、前記排出領域が前記作業領域の四つの境界辺の内、特定の境界辺の近傍に設定されており、かつ前記走行型収穫機が前記特定の境界辺に平行に直進走行して停止された場合には、前記排出作業用走行コースを生成するときに、前記走行型収穫機を後進させるコースを含んだ前記排出作業用走行コースを生成する。

請求項５に記載の農作物収穫装置においては、前記収穫作業用走行コース生成手段は、前記走行型収穫機が前記作業領域内に進入するときの進入位置を、前記排出領域に対向する、前記作業領域の境界辺上に設ける。

請求項６に記載の農作物収穫装置においては、前記収穫作業用走行コース生成手段は、前記排出手段により前記走行型収穫機に貯留されている農作物が前記所定の排出領域に配置されている容器内へ排出された場合には、前記作業領域内における、前記走行型収穫機が未走行の直進走行領域を新たな作業領域とみなして、前記新たな作業領域に対して前記収穫作業用走行コースを生成する。

請求項７に記載の農作物収穫装置においては、前記走行制御手段は、前記走行型収穫機に貯留されている農作物の量が前記所定の許容値に到達していないことを確認した場合には、前記走行型収穫機の前記直進走行を再開する。

本発明によれば、収穫作業用走行コース生成手段により生成された収穫作業用走行コース又は排出作業用走行コース生成手段により生成された排出作業用走行コースを通るように、走行型収穫機が走行されるので、農作物の収穫作業の際に、作業者が感覚に頼って走行型収穫機を走行させる必要がなくなる。これによって、作業者の熟練度による作業時間のばらつきを抑えられ、作業性を向上させることが可能となる。
また、記憶手段に作業領域の位置情報を記憶しておくことで、収穫作業用走行コース生成手段により収穫作業用走行コースが生成され、又は排出作業用走行コース生成手段により排出作業用走行コースが生成されるので、走行型収穫機の収穫作業用走行コース又は排出作業用走行コースを生成するための手間を低減できる。

コンバインの側面図。 農作物収穫装置を示すブロック図。 （ａ）作業領域を示す図、（ｂ）作業領域を示す図。 走行コース生成手段により生成された走行コースを示す図。 終点Ｑｎと始点Ｐｎ＋１の位置関係を示す図。 （ａ）搬送車の上面図、（ｂ）搬送車の側面図。 制御フローを示すフローチャート。 （ａ）Ｆｎのｎ＝１の場合に、排出用走行コース生成部により生成された走行コースを示す図、（ｂ）Ｆｎのｎ＝２の場合に、排出用走行コース生成部により生成された走行コースを示す図。 （ａ）Ｆｎのｎ＝３の場合に、排出用走行コース生成部により生成された走行コースを示す図、（ｂ）Ｆｎのｎ＝４の場合に、排出用走行コース生成部により生成された走行コースを示す図。 （ａ）排出オーガから容器内に穀粒を排出している状態を示す上面図、（ｂ）図８（ａ）の一部拡大斜視図。 （ａ）Ｆｎのｎ＝１の場合で、排出手段により穀粒の排出作業が行われた後に、走行コース生成手段が、新たな作業領域に対して生成した走行コースを示す図、（ｂ）Ｆｎのｎ＝２の場合で、排出手段により穀粒の排出作業が行われた後に、走行コース生成手段が、新たな作業領域に対して生成した走行コースを示す図。

まず、走行型収穫機の一例であるコンバイン１について説明する。

図１に示すように、コンバイン１は、エンジン３、走行部４、刈取部５、脱穀部６、選別部７、穀粒排出部８、及び排藁処理部９を備える。コンバイン１は、エンジン３の動力を、走行部４、刈取部５、脱穀部６、選別部７、穀粒排出部８、及び排藁処理部９に伝達して、これらの各部を駆動させる。

走行部４は、機体２の下部に設けられる。走行部４は、エンジン３からの動力を変速する変速機構（ＨＳＴ等）３ａ、左右一対のクローラを有するクローラ式走行装置１０、及びブレーキ機構を備える。クローラ式走行装置１０は、エンジン３の動力を伝達されて駆動する。これにより、機体２が走行する。

刈取部５は、機体２の前部に昇降可能に設けられる。刈取部５は、分草具１１、引起部１２、刈取搬送部１３及び切断部１４を有する。刈取部５は、圃場の穀稈を分草具１１により分草し、分草後の穀稈を引起部１２により引き起こし、引起後の穀稈を刈取搬送部１３により後方へ搬送しつつ切断部１４により切断し、切断後の穀稈を刈取搬送部１３により脱穀部６に向けてさらに後方へ搬送する。

脱穀部６は、機体２の左上側に配置される。脱穀部６は、フィードチェン、扱胴、及び処理胴を有する。脱穀部６は、刈取部５から搬送されてきた刈取後の穀稈を前記フィードチェンにより受け継いで後方へ搬送し、その搬送中の穀稈を前記扱胴により脱穀し、脱穀後の処理物を選別部７に向けて下方へ漏下させる。また、脱穀部６は、前記扱胴により脱穀されなかった未処理物を、扱室から送塵口を介して処理室に搬送して、前記処理胴により処理する。そして、前記処理胴による処理物は、選別部７へ落下する過程で処理胴網により選別される。なお、前記扱室内の未処理物はその移動速度（滞留時間）を送塵弁により調節される。前記処理胴網から受樋へと落下した処理物は、リターンコンベアにより前方に搬送され、前記リターンコンベアの前端に設けられた排気口から選別部７に投入される。

選別部７は、機体２の左下側に配置される。選別部７は、揺動選別装置、風選別装置、及び穀粒搬送装置（一番コンベア、揚動装置、二番コンベア、及び二番還元装置）、エンジン３の動力を前記穀粒搬送装置に伝達する選別ベルトを有する。選別部７は、脱穀部６から落下してきた処理物を前記揺動選別装置により揺動選別し、揺動選別後のものを前記風選別装置により風選別し、風選別後のもののうち、一番物を前記一番コンベアにより前記揚動装置へ搬送して、つづいて前記揚動装置により穀粒排出部８のグレンタンク１５へ搬送する。また、選別部７は、二番物を前記二番コンベアにより前記二番還元装置へ搬送して、つづいて前記二番還元装置により脱穀部６の扱室又は前記揺動選別装置の上方空間へ搬送する。その後、二番物は、脱穀されて、又は脱穀されずに、前記揺動選別装置及び風選別装置により再選別される。

穀粒排出部８は、グレンタンク１５、排出オーガ１７、及びスクリューコンベアを有する。グレンタンク１５は、機体２の右後側に配置されている。グレンタンク１５には排出オーガ１７が接続されている。排出オーガ１７は、機体２上部にて、グレンタンク１５の後部から前方へ突出している。排出オーガ１７の先端には、穀粒を排出するための排出口１７ａが形成されている。グレンタンク１５及び排出オーガ１７には、前記スクリューコンベアが内設されている。前記スクリューコンベアは、テンションプーリ状のオーガクラッチを介してエンジン３に接続されており、エンジン３の動力を伝達されて駆動する。グレンタンク１５内の穀粒は前記スクリューコンベアにより排出オーガ１７内を搬送されて、排出オーガ１７の排出口１７ａから機体２外部へ排出される。

排藁処理部９は、機体２の後側に配置される。排藁処理部９は、排藁搬送装置２２、及び排藁切断装置２３を有する。排藁処理部９は、脱穀部６から搬送されてきた脱穀済みの排稈を、排藁として排藁搬送装置２２により後方へ搬送して機体２の外部へ排出し、又は排藁切断装置２３へ搬送し、排藁を排藁切断装置２３へ搬送した場合には、排藁切断装置２３により切断した後に機体２の外部へ排出する。

機体２の前側には操縦部２０が設けられている。操縦部２０には、運転席、ハンドル、走行レバー、変速レバー等の各種操作具が設けられている。

以下では、農作物収穫装置１００について説明する。

図２に示すように、農作物収穫装置１００は、位置検出手段１１０と、方位検出手段１２０と、記憶手段１３０と、貯留量検出手段１４０と、走行コース生成手段１５０と、走行制御手段１６０と、収穫制御手段１７０と、排出手段１８０と、を備える。

位置検出手段１１０は、ＧＮＳＳ（ＧｌｏｂａｌＮａｖｉｇａｔｉｏｎＳａｔｅｌｌｉｔｅＳｙｓｔｅｍ）受信機で構成され、ＧＮＳＳ衛星から信号を受信して、受信した当該信号に基づいてコンバイン１の位置を算出する。

方位検出手段１２０は、ＧＰＳコンパスやジャイロコンバス等で構成され、ＧＮＳＳ衛星から信号を受信して、受信した当該信号に基づいてコンバイン１の向きを算出する。

記憶手段１３０には、作業領域１３１の位置情報が記憶されている。図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、作業領域１３１は、矩形状（長方形又は正方形）に形成されている。図３（ａ）に示すように、作業領域１３１は、収穫作業を行う予定の実際の圃場１３２ａの形状が矩形状の場合は、圃場１３２ａと一致又は略一致するように形成される。図３（ｂ）に示すように、作業領域１３１は、圃場１３２ｂの形状が矩形状でない場合は、圃場１３２ｂよりも大きめに構成され、内側に圃場１３２ｂを含むように形成される。作業領域１３１の位置情報は、作業者がＧＮＳＳ受信機により作業領域１３１の四隅の位置を測定することによって得られる。

図２及び図４に示すように、記憶手段１３０には、排出領域１３３の位置情報が記憶されている。排出領域１３３は、容器（穀粒タンク）５１が配置される領域である。容器５１は、コンバイン１のグレンタンク１５から排出された穀粒を収容するものである。容器５１は、乾燥施設へ穀粒を搬送する搬送車５０に載置されている。排出領域１３３は、搬送車５０の停止位置にずれが生じ得ることを考慮して、搬送車５０の走行方向Ｚにある程度の幅を有している。排出領域１３３は、作業領域１３１の外側に存在する道路等に設けられる。排出領域１３３は、作業領域１３１の四つの境界辺１３１ａ・１３１ｂ・１３１ｃ・１３１ｄの内の一つの境界辺１３１ａに対向するように形成されている。排出領域１３３の位置情報は、ＧＮＳＳ受信機により排出領域１３３の両端の位置を測定することによって得られる。

記憶手段１３０には、コンバイン１のグレンタンク１５内に貯留される穀粒の許容量Ｙαに関する情報が記憶されている。許容量Ｙαは、グレンタンク１５の容量Ｙ等を考慮して予め決定されている。許容量Ｙαは、例えば、［条件］Ｙ―Ｙα＞Ｙβ、を満たすような値に決定される。Ｙβは、コンバイン１が一つの矢印Ｆｎ上を直進走行するときに収穫することができる穀粒の最大量である。

図２に示すように、貯留量検出手段１４０は、リミットスイッチ、近接センサ等で構成される。貯留量検出手段１４０は、グレンタンク１５の内周面に取り付けられており、グレンタンク１５内に貯留される穀粒の量を検出する。本実施形態の貯留量検出手段１４０は、グレンタンク１５内に貯留される穀粒の量が所定の許容量Ｙαに到達しているか否かを検出することが可能な位置に設けられている。なお、貯留量検出手段１４０を重量センサで構成することも可能である。

走行コース生成手段１５０には、コンバイン１の収穫作業用の走行コースを生成するためのプログラムが格納されている。走行コース生成手段１５０は、格納している前記プログラムを実行することによって、コンバイン１の走行コースを生成する。

図４及び図５の矢印Ｆｎ（ｎ＝１、２・・・）は、走行コース生成手段１５０によって生成されたコンバイン１の走行コースを示している。コンバイン１は、Ｆ１→Ｆ２→・・・の順に走行する。詳細には、コンバイン１は、Ｆ１の始点Ｐ１→Ｆ１の終点Ｑ１→Ｆ２の始点Ｐ２→Ｆ２の終点Ｑ２→・・・の順に走行する。なお、コンバイン１が、矢印Ｆｎの終点Ｑｎから、矢印Ｆｎ＋１の始点Ｐｎ＋１に移動するときの、コンバイン１の走行コースについては特に限定されない。走行コース生成手段１５０は、作業領域１３１内にて、渦巻き状に外周側から内側に農作物が収穫されていくようにコンバイン１の走行コースを生成する。

図４及び図５に示すように、走行コース生成手段１５０は、コンバイン１が、作業領域１３１の四つの境界辺１３１ａ・１３１ｂ・１３１ｃ・１３１ｄのいずれかに平行になるように直進走行する動作（矢印Ｆｎ（ｎ＝１、２・・・）上を直進走行する動作）、及び、所定の停止位置で停止する動作（矢印Ｆｎの終点Ｑｎで停止する動作）、を順に所定回数Ｘだけ繰り返し行い、コンバイン１が前記所定の停止位置（終点Ｑｎ）で停止した後、前記直進走行を再開するときには、前記所定の停止位置（終点Ｑｎ）に対して所定の位置関係を有する位置（矢印Ｆｎ＋１の始点Ｐｎ＋１）から、走行方向を所定方向に９０°変更した状態で再開するように走行コースを生成する。

図４に示すように、刈幅Ｗは、コンバイン１の実際の刈幅と同じ大きさ、又は、コンバイン１の実際の刈幅よりも僅かに小さい大きさを有する。農作物収穫装置１００は、コンバイン１が刈幅Ｗで収穫作業を行うものと仮定する。本実施形態では、コンバイン１が矢印Ｆｎ上を直進走行するとは、コンバイン１の刈幅Ｗの中央部が矢印Ｆｎ上を通ることをいう。

図４に示すように、コンバイン１が作業領域１３１内に進入するときの進入位置Ｐ１、すなわち、矢印Ｆ１の始点Ｐ１は、排出領域１３３に対向する、作業領域１３１の境界辺１３１ａ上に設けられる。また、矢印Ｆ１の始点Ｐ１は、境界辺１３１ａの端部からＷ／２離れた位置に設けられる。これは、コンバイン１が矢印Ｆ１上を直進走行するときに、刈幅Ｗの端部が境界辺１３１ｄ上を通るようにするためである。

図５に示すように、ｎ≦３の場合は、矢印Ｆｎの終点Ｑｎは、作業領域１３１の境界辺上に設けられる。矢印Ｆ１の終点Ｑ１は境界辺１３１ｃ上に設けられ、矢印Ｆ２の終点Ｑ２は境界辺１３１ｂ上に設けられ、矢印Ｆ３の終点Ｑ３は境界辺１３１ａ上に設けられる。ｎ≧４の場合は、矢印Ｆｎの終点Ｑｎは、矢印Ｆｎ―３と交わる位置よりも、Ｗ／２だけ手前の位置に設けられる。

図５に示すように、本実施形態では、矢印Ｆｎの終点Ｑｎと、矢印Ｆｎ＋１の始点Ｐｎ＋１と、の位置関係に関しては、終点Ｑｎから、矢印Ｆｎに対して４５°傾いた方向に、（√２）・Ｗ／２、だけ進んだ位置に、始点Ｐｎ＋１が存在するように構成される。

上記したように、走行コース生成手段１５０は、コンバイン１が、矢印Ｆｎの終点Ｑｎで停止した後、前記直進走行を再開するときには、走行方向を所定方向に９０°変更した状態で再開するように走行コースを生成する。前記所定方向は、左回り方向、及び右回り方向のうちの、コンバイン１が作業領域１３１の内側に近づくほうである。従って、本実施形態では、前記所定方向は、左回り方向になり、コンバイン１の走行方向が、左回り方向に９０°変更される（図５参照）。

上記したように、走行コース生成手段１５０は、コンバイン１が、矢印Ｆｎ上を直進走行する動作、及び、矢印Ｆｎの終点Ｑｎで停止する動作、を順に所定回数Ｘだけ繰り返し行うように走行コースを生成する。前記所定回数Ｘは、作業領域１３１内において、コンバイン１が矢印Ｆｎ上を直進走行しながら、刈幅Ｗで収穫作業を行うときに、コンバイン１が作業領域１３１の全域の収穫作業を完了するのに必要な、コンバイン１の直進走行の回数である。本実施形態では、コンバイン１が作業領域１３１の全域の収穫作業を完了するまでに、矢印Ｆ１〜Ｆ９上をそれぞれ直進走行することになり、直進走行を９回行うことになる（図５参照）。従って、前記所定回数Ｘは、９回になる（Ｘ＝９）。

図１及び図２に示すように、走行制御手段１６０は、コンバイン１の走行部４に接続されており、コンバイン１の走行を制御することが可能である。図２に示すように、走行制御手段１６０は、位置検出手段１１０に接続されており、位置検出手段１１０からコンバイン１の位置に関する情報を取得することが可能である。走行制御手段１６０は、方位検出手段１２０に接続されており、位置検出手段１１０からコンバイン１の向きに関する情報を取得することが可能である。走行制御手段１６０は、記憶手段１３０に接続されており、記憶手段１３０に記憶されている各種の情報を取得することが可能である。走行制御手段１６０は、貯留量検出手段１４０に接続されており、貯留量検出手段１４０から信号を受信して、グレンタンク１５内に貯留されている穀粒の量が所定の許容量Ｙα以下であるか否かを確認することが可能である。走行制御手段１６０は、走行コース生成手段１５０に接続されており、走行コース生成手段１５０から信号を受信して、走行コース生成手段１５０により生成された走行コースを確認することが可能である。

図１及び図２に示すように、収穫制御手段１７０は、コンバイン１の刈取部５、脱穀部６、及び選別部７に接続されており、刈取部５、脱穀部６、及び選別部７を作動させて、コンバイン１に農作物を収穫するための動作を行わせることが可能である。図２に示すように、収穫制御手段１７０は、走行制御手段１６０に接続されており、走行制御手段１６０から信号を受信して、コンバイン１の走行状態を確認することが可能である。

図２に示すように、排出手段１８０は、位置検出部１８１、方位検出部１８２、排出用走行コース生成部１８３、撮像部１８４、マーカー１８５、走行制御部１８６、及び排出オーガ制御部１８７を有する。

位置検出部１８１は、ＧＮＳＳ受信機で構成され、ＧＮＳＳ衛星から信号を受信して、受信した当該信号に基づいてコンバイン１の位置を算出する。位置検出部１８１は、位置検出手段１１０と同一であってもよい。

方位検出部１８２は、ＧＰＳコンパスやジャイロコンパス等で構成され、ＧＮＳＳ衛星から信号を受信して、受信した当該信号に基づいてコンバイン１の向きを算出する。方位検出部１８２は、方位検出手段１２０と同一であってもよい。

排出用走行コース生成部１８３には、コンバイン１の穀粒排出作業用の走行コースＲを生成するためのプログラムが格納されている。排出用走行コース生成部１８３は、格納している前記プログラムを実行することによって、コンバイン１の穀粒排出作業用の走行コースＲを生成する。

撮像部１８４は、コンバイン１の側部（右側部）に設けられており、コンバイン１の側方を撮像することが可能である（図１０（ａ）参照）。マーカー１８５は、容器５１の側部（左側部）に設けられている（図６（ａ）、図６（ｂ）、及び図１０（ａ）参照）。

図１及び図２に示すように、走行制御部１８６は、コンバイン１の走行部４に接続されており、コンバイン１の走行を制御することが可能である。走行制御部１８６は、撮像部１８４に接続されており、撮像部１８４により撮像された画像のデータを取得することが可能である。

排出オーガ制御部１８７は、排出オーガ１７の関節を駆動させるアクチュエータに接続されており、当該アクチュエータにより排出オーガ１７の関節を動かして、排出口１７ａを移動させることが可能である。排出オーガ制御部１８７は、前記オーガクラッチに接続されており、前記オーガクラッチを入状態にして、排出オーガ１７の排出口１７ａから、グレンタンク１５内に貯留されている穀粒を排出させることが可能である。

以下では、農作物収穫装置１００により収穫作業が行われるときの手順Ｓ１〜Ｓ５について、図７を参照して説明する。

ステップＳ１において、走行コース生成手段１５０により、作業領域１３１に対して、コンバイン１の収穫作業用の走行コースが生成される（図４参照）。

ステップＳ２において、走行制御手段１６０により、コンバイン１が矢印Ｆｎ（ｎ＝１、２・・・）上を直進走行させる。まずは、走行制御手段１６０により、コンバイン１が矢印Ｆ１上を直進走行される。このとき、走行制御手段１６０は、コンバイン１を矢印Ｆｎの始点Ｐｎから終点Ｑｎに向かって直進走行させる。走行制御手段１６０は、位置検出手段１１０により検出されるコンバイン１の位置に関する情報に基づいて、矢印Ｆｎ上を通るようにコンバイン１を直進走行させる。このとき、走行制御手段１６０は、方位検出手段１２０により検出されるコンバイン１の向きに関する情報に基づいて、コンバイン１の向きを、矢印Ｆｎの向きに合わせる。

収穫制御手段１７０は、走行制御手段１６０によりコンバイン１が矢印Ｆｎ上を通るように前記直進走行されているときに、刈取部５、脱穀部６、及び選別部７を作動させて、コンバイン１に農作物を収穫するための動作を行わせる。

ステップＳ３において、走行制御手段１６０は、走行コース生成手段１５０により生成された矢印Ｆｎの終点Ｑｎの位置情報、及び位置検出手段１１０により検出されるコンバイン１の位置に関する情報に基づいて、コンバイン１が矢印Ｆｎの終点Ｑｎに到達したか否かを判断する。走行制御手段１６０により、コンバイン１が矢印Ｆｎの終点Ｑｎに到達していないと判断された場合には（ステップＳ３、Ｎｏ）、ステップＳ２に移行する。この場合、コンバイン１の直進走行、及び収穫作業が継続される。走行制御手段１６０により、コンバイン１が矢印Ｆｎの終点Ｑｎに到達したと判断された場合には（ステップＳ３、Ｙｅｓ）、ステップＳ４に移行する。

ステップＳ４において、走行制御手段１６０は、コンバイン１の直進走行の回数ｎが前記所定回数Ｘ＝９に到達したか否かを判断する。すなわち、走行制御手段１６０は、コンバイン１が矢印Ｆ９の終点Ｑ９に到達したか否かを判断する。走行制御手段１６０は、走行コース生成手段１５０により生成された矢印Ｆ９の終点Ｑ９の位置情報、及び位置検出手段１１０により検出されるコンバイン１の位置に関する情報に基づいて、コンバイン１が矢印Ｆ９の終点Ｑ９に到達しているか否かを判断する。

走行制御手段１６０により、コンバイン１が矢印Ｆ９の終点Ｑ９に到達していないと判断された場合には（ステップＳ４、Ｎｏ）、すなわち、コンバイン１が終点Ｑ１〜Ｑ８のうちのいずれかの位置に存在している場合には、ステップＳ５に移行する。

走行制御手段１６０により、コンバイン１が矢印Ｆ９の終点Ｑ９に到達していると判断された場合には（ステップＳ４、Ｙｅｓ）、ステップＳ７に移行する。

ステップＳ５において、走行制御手段１６０は、貯留量検出手段１４０から信号を受信して、グレンタンク１５内に貯留されている穀粒の量が前記所定の許容量Ｙαに到達しているか否かを確認する。

走行制御手段１６０により、グレンタンク１５内に貯留されている穀粒の量が前記所定の許容量Ｙαに到達していないことが確認された場合には（ステップＳ５、Ｎｏ）、ステップＳ２に移行する。そして、矢印Ｆｎの変数ｎが１増加した状態で、上記ステップＳ２が実施されることとなる。すなわち、走行制御手段１６０は、コンバイン１を矢印Ｆｎの終点Ｑｎで停止させた状態から、コンバイン１の向き（走行方向）を左回り方向に９０°変更して、矢印Ｆｎ＋１の始点Ｐｎ＋１からコンバイン１の直進走行、及び収穫作業を再開させる。なお、コンバイン１が、矢印Ｆｎの終点Ｑｎから、矢印Ｆｎ＋１の始点Ｐｎ＋１に移動するときの、コンバイン１の走行コースについては特に限定されない。

走行制御手段１６０により、グレンタンク１５内に貯留されている穀粒の量が前記所定の許容量Ｙαに到達していることが確認された場合には（ステップＳ５、Ｙｅｓ）、ステップＳ６に移行する。

ステップＳ６において、排出手段１８０により穀粒の排出作業が行われる。

排出手段１８０は以下の手順（（６−１）〜（６−５））で穀粒の排出作業を行う。

（６−１）排出手段１８０の排出用走行コース生成部１８３が、コンバイン１の穀粒排出作業用の走行コースＲを生成する（図８（ａ）〜図９（ｂ）参照）。図８（ａ）は、矢印Ｆｎのｎ＝１のときに、排出用走行コース生成部１８３により生成される走行コースＲを示している。すなわち、コンバイン１が矢印Ｆ１の終端Ｑ１に到達した時点で、グレンタンク１５内に貯留されている穀粒の量が前記所定の許容量Ｙαに到達していたときに、排出用走行コース生成部１８３により生成される走行コースＲを示している。図８（ｂ）は、矢印Ｆｎのｎ＝２のときに、排出用走行コース生成部１８３により生成される走行コースＲを示している。すなわち、コンバイン１が矢印Ｆ２の終端Ｑ２に到達した時点で、グレンタンク１５内に貯留されている穀粒の量が前記所定の許容量Ｙαに到達していたときに、排出用走行コース生成部１８３により生成される走行コースＲを示している。図９（ａ）は、矢印Ｆｎのｎ＝３のときに、排出用走行コース生成部１８３により生成される走行コースＲを示している。すなわち、コンバイン１が矢印Ｆ３の終端Ｑ３に到達した時点で、グレンタンク１５内に貯留されている穀粒の量が前記所定の許容量Ｙαに到達していたときに、排出用走行コース生成部１８３により生成される走行コースＲを示している。図９（ｂ）は、矢印Ｆｎのｎ＝４のときに、排出用走行コース生成部１８３により生成される走行コースＲを示している。すなわち、コンバイン１が矢印Ｆ４の終端Ｑ４に到達した時点で、グレンタンク１５内に貯留されている穀粒の量が前記所定の許容量Ｙαに到達していたときに、排出用走行コース生成部１８３により生成される走行コースＲを示している。この走行コースＲは、コンバイン１の後進を含んだコースとなっている。図８（ａ）〜図９（ｂ）に示すように、走行コースＲは、コンバイン１の収穫作業が停止された位置から、排出領域１３３の近傍に向かって形成される。走行コースＲは、作業領域１３１の近傍において、排出領域１３３に平行に延びる平行部Ｒａを有する。平行部Ｒａと排出領域１３３との間隔Ｄは、排出オーガ１７の排出口１７ａの可動半径よりも小さくなるように構成される。図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、走行コースＲは、作業領域１３１の外側において、作業領域１３１の外周に沿うように形成される。これにより、コンバイン１が走行コースＲ上を走行される場合で、平行部Ｒａに向かって走行されるときに、収穫作業が行われていない作業領域１３１内にコンバイン１が進入することを防げると共に、コンバイン１の走行距離の増加を抑えることができる。従って、穀粒の排出作業を効率的に行うことが可能となる。

（６−２）走行制御部１８６は、位置検出部１８１により検出されるコンバイン１の位置に関する情報に基づいて、コンバイン１を走行コースＲに沿うように走行させる（図８（ａ）〜図９（ｂ）参照）。走行制御部１８６は、コンバイン１が走行コースＲのＲａ上を走行しているときに、方位検出部１８２により検出されるコンバイン１の向きに関する情報に基づいて、コンバイン１の向きをＲａの延びる方向に合わせる。これは、コンバイン１が搬送車５０の側方を通過するときに、コンバイン１の側部に設けられている撮像部１８４と、容器５１の側部に設けられているマーカー１８５とが互いに対向して、撮像部１８４の撮像画像内にマーカー１８５が写り込むようにするようにするためである（図８（ａ）〜図９（ｂ）参照）。

（６−３）コンバイン１が走行コースＲのＲａ上を走行しているときに、走行制御部１８６は、撮像部１８４により撮像された画像のデータを取得して、そして、当該画像内のマーカー１８５を特定する。

（６−３）走行制御部１８６は、撮像部１８４の画像内のマーカー１８５を特定すると、公知の画像処理解析技術を用いて、コンバイン１とマーカー１８５の位置関係を把握する。走行制御部１８６は、撮像部１８４により撮像されたマーカー１８５の画像と、予め記憶されているマーカー１８５の形状・サイズ等に関する情報と、を比較することで、コンバイン１とマーカー１８５との位置関係を把握する。

（６−４）走行制御部１８６は、コンバイン１がマーカー１８５に対して所定の位置まで到達したと判断したときには、コンバイン１を停止させる。前記所定の位置は、コンバイン１が容器５１内に、穀粒を排出可能な位置である。すなわち、コンバイン１の排出オーガ１７の排出口１７ａを、容器５１の上方まで到達させることができる位置である。前記所定の位置は、排出オーガ１７の関節の可動範囲等を考慮して、予め決定されている。

（６−５）排出オーガ制御部１８７は、排出オーガ１７の関節を動かして、排出口１７ａを容器５１の上方に存在する目標位置Ｏまで移動させる。前記目標位置Ｏは、マーカー１８５との位置関係で相対的に決定され、前記目標位置Ｏに関する情報は予め排出オーガ制御部１８７に記憶されている。排出オーガ制御部１８７には、例えば、マーカー１８５から右方向にｍメートル、上方向にｎメートル離れた位置を前記目標位置Ｏに設定する旨の情報が記憶されている（図６（ａ）及び図６（ｂ）参照）。排出オーガ制御部１８７は、排出口１７ａを前記目標位置Ｏまで移動させた後、前記オーガクラッチを入状態にして、排出オーガ１７の排出口１７ａから穀粒Ｋを排出させる（図１０（ａ）及び図１０（ｂ）参照）。これにより、コンバイン１から容器５１内に穀粒が排出される。

以上のように、グレンタンク１５内に貯留されている穀粒の量が前記所定の許容量Ｙαに到達していることが確認された場合に、排出手段１８０により穀粒の排出作業が行われるように構成することで、コンバイン１が収穫作業を行いながら走行している最中に、グレンタンク１５内に貯留されている穀粒の量が、グレンタンク１５の容量Ｙを超えてしまうことを防ぐことが可能である。

ステップＳ６が終了すると、ステップＳ１に移行する。

ステップＳ１において、走行コース生成手段１５０は、作業領域１３１内における、コンバイン１が未走行の直進走行領域を新たな作業領域１３４・１３５とみなして、新たな作業領域１３４・１３５に対してコンバイン１の収穫作業用の走行コースを生成する（図１１（ａ）及び図１１（ｂ）参照）。そして、新たな作業領域１３４・１３５に対して、上記ステップＳ２以降の工程が実施されていく。図１１（ａ）は、Ｆｎのｎ＝１の場合で、排出手段１８０により穀粒の排出作業が行われた後に（図８（ａ）参照）、走行コース生成手段１５０が、新たな作業領域１３４に対して生成した走行コース（矢印Ｆ１〜Ｆ７）を示している。図１１（ｂ）は、Ｆｎのｎ＝２の場合で、排出手段１８０により穀粒の排出作業が行われた後に（図８（ｂ）参照）、走行コース生成手段１５０が、新たな作業領域１３５に対して生成した走行コース（矢印Ｆ１〜Ｆ７）を示している。

新たな作業領域とは、作業領域１３１内において、コンバイン１が矢印Ｆｎ上を直進走行しながら、刈幅Ｗで収穫作業を行った場合で、上記ステップＳ６に示す穀粒の排出作業が行われたときに、コンバイン１が未走行であるため、収穫作業が行われていないと判断される領域である。前記新たな作業領域の形状に関しては、コンバイン１の直進走行が、どの終点Ｑｎ（１≦ｎ≦８）で中断された場合であっても、矩形状になる。これにより、走行コース生成手段１５０は、前記新たな作業領域に対して走行コースを生成するときに、作業領域１３１に対するときと同様のルールで生成することが可能となる（図５、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）参照）。これにより、合理的に走行コースを生成することが可能となる。

図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、走行コース生成手段１５０により、新たな作業領域１３４・１３５に対して生成された走行コース（矢印Ｆ１〜Ｆ７）を示している。図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すように、コンバイン１の進入位置Ｐ１、すなわち、矢印Ｆ１の始点Ｐ１は、作業領域１３１に対するときと同様に、排出領域１３３に対向する、作業領域１３４・１３５の境界辺１３４ａ・１３５ａ上に設けられる。これにより、排出手段１８０による穀粒の排出作業の終了時のコンバイン１の位置と、新たな作業領域１３４・１３５の始点Ｐ１と、の距離が離れすぎることを抑制できる。従って、排出手段１８０による穀粒の排出作業の終了後、新たな作業領域１３４・１３５に対して収穫作業が再開されるときに、スムーズに収穫作業を再開することが可能となる。

ステップＳ７において、コンバイン１が矢印Ｆ９の終点Ｑ９に到達すると、排出手段１８０により穀粒の排出作業が行われる。排出手段１８０により穀粒の排出作業が行われるときの手順については、上記（６−１）〜（６−５）に記載されているので、詳細な説明は省略する。ステップＳ７の穀粒の排出作業が終了することで、作業領域１３１に対する収穫作業が終了する。

以上のように、農作物収穫装置１００においては、走行コース生成手段１５０によりコンバイン１の走行コースが生成されて、走行制御手段１６０により前記走行コースを通るようにコンバイン１が走行されるので、農作物の収穫作業の際に、作業者が感覚に頼ってコンバイン１を走行させる必要がなくなる。これによって、作業者の熟練度による作業時間のばらつきを抑えられ、作業性を向上させることが可能となる。また、農作物収穫装置１００においては、作業者が記憶手段１３０に作業領域１３１の位置情報を記憶しておくことで、走行コース生成手段１５０によりコンバイン１の走行コースが生成されるので、コンバイン１の走行コースを生成するための手間を低減できる。

なお、走行型収穫機に関しては、本実施形態のコンバイン１に限定されない。走行型収穫機は、他の種類の農作物（例えば、人参、じゃがいも等）を収穫して貯留することが可能なものであってもよい。

１ コンバイン
１００ 農作物収穫装置
１１０ 位置検出手段
１３０ 記憶手段
１３１ 作業領域
１５０ 走行コース生成手段
１６０ 走行制御手段
１７０ 収穫制御手段

Claims (7)

1. 農作物を収穫して貯留することが可能であり、かつ排出オーガを備える走行型収穫機の位置を検出する位置検出手段と、
   矩形状の圃場と一致又は略一致するように矩形状に形成された作業領域の位置情報及び排出領域の位置情報を記憶した記憶手段と、
   前記作業領域内にて、渦巻き状に外周側から内側に農作物が収穫されていくように前記走行型収穫機の収穫作業用走行コースを生成する収穫作業用走行コース生成手段と、
   前記作業領域外にて、前記走行型収穫機の排出作業用走行コースを生成する排出作業用走行コース生成手段と、
   前記位置検出手段により検出される前記走行型収穫機の位置に関する情報に基づいて、前記収穫作業用走行コース生成手段により生成された前記収穫作業用走行コース又は前記排出作業用走行コース生成手段により生成された前記排出作業用走行コースを通るように前記走行型収穫機を走行させる走行制御手段と、
   前記走行制御手段により前記走行型収穫機が前記収穫作業用走行コースを走行しているときに、前記走行型収穫機に農作物を収穫するための動作を行わせる収穫制御手段と、
   前記走行型収穫機に貯留されている農作物の量が所定の許容量に到達しているか否かを検出する貯留量検出手段とを備え、
   前記収穫作業用走行コース生成手段は、前記走行型収穫機が前記作業領域の四つの境界辺のいずれかと平行になるように直進走行する動作、及び、所定の停止位置で停止する動作を順に所定回数だけ繰り返し行い、前記走行型収穫機が前記所定の停止位置で停止した後、前記直進走行を再開するときには、前記所定の停止位置に対して所定の位置関係を有する位置から走行方向を所定方向に９０°変更した状態で再開するように前記収穫作業用走行コースを生成し、
   前記走行制御手段は、前記走行型収穫機を前記所定の停止位置で停止させたときには、前記貯留量検出手段から信号を受信して、前記走行型収穫機に貯留されている農作物の量が前記所定の許容量に到達しているか否かを確認し、
   前記排出作業用走行コース生成手段は、前記走行制御手段により前記走行型収穫機に貯留されている農作物の量が前記所定の許容量に到達していることが確認されたときには、前記走行型収穫機が停止された位置から排出領域に向かうように前記排出作業用走行コースを生成し、
   前記排出作業用走行コースは、前記排出領域との間隔が前記排出オーガの排出口の可動半径よりも小さくなるように構成されて前記排出領域に向かって作業領域の外周に平行に延びる平行部を有する
   ことを特徴とする農作物収獲装置。
2. 前記排出作業用走行コースは、前記走行型収穫機が停止された位置から前記平行部に向かって前記作業領域の外側において前記作業領域の外周に沿うように形成されるコースを有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の農作物収獲装置。
3. 前記排出作業用コース生成手段は、前記走行型収穫機が停止された位置と前記排出領域の位置関係に応じて、前記走行型収穫機を後進させるコースを含んだ前記排出作業用走行コースを生成する
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の農作物収獲装置。
4. 前記排出作業用コース生成手段は、前記排出領域が前記作業領域の四つの境界辺の内、特定の境界辺の近傍に設定されており、かつ前記走行型収穫機が前記特定の境界辺に平行に直進走行して停止された場合には、前記排出作業用走行コースを生成するときに、前記走行型収穫機を後進させるコースを含んだ前記排出作業用走行コースを生成する
   ことを特徴とする請求項３に記載の農作物収獲装置。
5. 前記収穫作業用走行コース生成手段は、前記走行型収穫機が前記作業領域内に進入するときの進入位置を、前記排出領域に対向する、前記作業領域の境界辺上に設ける
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の農作物収穫装置。
6. 前記収穫作業用走行コース生成手段は、前記排出手段により前記走行型収穫機に貯留されている農作物が前記所定の排出領域に配置されている容器内へ排出された場合には、前記作業領域内における、前記走行型収穫機が未走行の直進走行領域を新たな作業領域とみなして、前記新たな作業領域に対して前記収穫作業用走行コースを生成する
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の農作物収穫装置。
7. 前記走行制御手段は、前記走行型収穫機に貯留されている農作物の量が前記所定の許容値に到達していないことを確認した場合には、前記走行型収穫機の前記直進走行を再開する
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の農作物収穫装置。