JP6622131B2

JP6622131B2 - 経路生成装置

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Publication number: JP6622131B2
Application number: JP2016067256A
Authority: JP
Inventors: 横山　和寿; 和寿横山
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2016-03-30
Filing date: 2016-03-30
Publication date: 2019-12-18
Anticipated expiration: 2036-03-30
Also published as: JP2017182376A

Description

本発明は、機体が自律走行するための走行経路を生成する経路生成装置に関する。

従来、圃場での農作業を効率よく簡便に行うため、直進走行、境界付近での旋回、旋回に続く直進走行の再開を順序よく繰り返すように走行経路を生成して、農作業車に走行経路に沿った自律走行を行わせる技術が知られている（例えば特許文献１及び２等参照）。

特開２００４−８０５３号公報特開２０１１−２５４７０４号公報

ところで、前記従来の技術では、走行経路に沿った農作業車の自律走行（農作業）を予め設定済の終了位置に到達する前に終了させた場合、前回の自律走行時に使用していた走行経路を次回の自律走行時に再利用できないから、圃場内の未作業領域に対して再び走行経路を生成する作業を実行しなければならない。このため、例えば大規模な圃場で複数日にわたって農作業を行う場合等は、その都度走行経路の生成作業が必要で手間がかかり、設定作業性の点に鑑みて改善の余地があった。

本発明は、上記の現状に鑑みてなされたものであり、走行経路を作り直すことなく簡単に区分けできる自走制御装置、及び、これを備えた作業車を提供することを技術的課題としている。

請求項１の発明に係る経路生成装置は、前記機体を自律走行させる走行領域を特定して、前記走行領域における前記機体の走行経路を生成可能な経路生成部と、前記走行経路を複数の単位経路に分割するとともに各単位経路に前記機体の自律走行の開始位置及び終了位置を設定する単位経路設定部と、各単位経路の前記開始位置から前記機体の走行開始を指示し、前記終了位置で前記機体の走行終了を指示する制御部とを備え、前記経路生成部は、複数の作業路及び複数の旋回路を含む経路を前記走行経路として生成可能であり、前記単位経路設定部は、前記走行経路に含まれるいずれかの前記作業路の端部位置を、各単位経路において前記機体が走行開始する前記開始位置及び前記機体が走行終了する前記終了位置に設定するとともに、一の単位経路の前記終了位置と、他の単位経路の前記開始位置の間に位置する旋回路を削除するというものである。

請求項２の発明は、請求項１に記載の経路生成装置において、前記単位経路設定部は、前記走行経路に沿った前記機体の自律走行の開始後に、前記走行経路のうち、前記機体により走行された既走行の経路を除く未走行の経路を、複数の単位経路に分割可能に構成されているというものである。

本発明によれば、前記機体を自律走行させる走行領域を特定して、前記走行領域における前記機体の走行経路を生成可能な経路生成部と、前記走行経路の一部を前記機体の単位経路に設定可能な単位経路設定部と、前記単位経路に沿った前記機体の走行を指示可能な制御部とを備えるから、従って、例えば大規模な圃場で複数日にわたって農作業を行う場合であっても、先に生成した前記走行経路自体を一から新たに作り直したりせずに流用して、前記単位経路を複数設定できる。このため、例えば前記機体の使用時間等を考慮して、前記機体の走行範囲を簡単に区分けでき、オペレータの作業負担が軽減される。また、例えば一日の作業工程を組み易くなる。

実施形態におけるロボットトラクタの全体側面図である。ロボットトラクタの平面図である。ロボットトラクタの機能ブロック図である。（ａ）は傾斜した圃場領域Ｆ及び作業領域Ｗに対する走行経路Ｐの設定を説明する図、（ｂ）は補正後旋回半径を小さくする場合の説明図、（ｃ）は補正後旋回半径を大きくする場合の説明図である。（ａ）（ｂ）は、走行経路の分割例を説明する遠隔操作装置の画面図である。

以下に、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。まず始めに、本発明に係る作業車の一例であるロボットトラクタ１（以下、単に「トラクタ」と称する場合がある。）について説明する。トラクタ１は、圃場を自律走行する機体２を備える。機体２には、図１及び図２において鎖線で示す作業機３が着脱可能に備えられる。当該作業機３は農作業に用いられる。この作業機３としては、例えば、耕耘機、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を選択して機体２に装着することができる。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。

トラクタ１の構成について、図１及び図２を参照して説明する。トラクタ１の機体である機体２は、図１に示すように、その前部が左右一対の前輪７，７で支持され、その後部が左右一対の後輪８，８で支持されている。前輪７，７及び後輪８，８が走行部を構成している。

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及び燃料タンク（図示省略）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良い。また、駆動源としては、エンジンに加えて、又はこれに代えて、電気モータを使用しても良い。

ボンネット９の後方には、オペレータが搭乗するキャビン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、オペレータが座ることが可能な座席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、農業用作業車両は、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。

図示は省略するが、上記の操作装置としては、例えばモニタ装置、スロットルレバー、主変速レバー、昇降レバー、ＰＴＯスイッチ、ＰＴＯ変速レバー及び複数の油圧変速レバー等が挙げられる。これら操作装置は、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。

モニタ装置は、トラクタ１の様々な情報を表示可能に構成されている。スロットルレバーは、エンジン１０の回転速度を設定するものである。主変速レバーは、ミッションケース２２の変速比を変更操作するものである。昇降レバーは、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ものである。ＰＴＯスイッチは、ミッションケース２２の後端側から外向きに突出したＰＴＯ軸（動力取出軸）への動力伝達を継断操作するものである。すなわち、ＰＴＯスイッチが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が停止する。ＰＴＯ変速レバーは、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ものである。油圧変速レバーは、油圧外部取出バルブを切換操作するものである。

図１に示すように、機体２の下部には、その骨組を構成するシャーシ２０が設けられている。当該シャーシ２０は、機体フレーム２１、ミッションケース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。

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。ミッションケース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、ミッションケース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、ミッションケース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。

図３に示すように、トラクタ１は、機体２の動作（前進、後進、停止及び旋回等）並びに作業機３の動作（昇降、駆動、及び停止等）を制御するための制御部として、制御装置４を備える。制御装置４には、燃料噴射装置としてのコモンレール装置４１、変速装置４２、及び昇降アクチュエータ４４等がそれぞれ電気的に接続されている。

コモンレール装置４１は、エンジン１０の各気筒に燃料を噴射するものである。この場合、エンジン１０の各気筒に対するインジェクタの燃料噴射バルブが制御装置４で開閉制御されることによって、燃料供給ポンプによって燃料タンクからコモンレール装置４１に圧送された高圧の燃料が各インジェクタからエンジン１０の各気筒に噴射され、各インジェクタから供給される燃料の噴射圧力、噴射時期、噴射期間（噴射量）が高精度にコントロールされる。

変速装置４２は、具体的には例えば可動斜板式の油圧式無段変速装置であり、ミッションケース２２に備えられている。変速装置４２を制御装置４により制御して斜板の角度を適宜に調整することにより、ミッションケース２２の変速比を所望の変速比にすることができる。

昇降アクチュエータ４４は、例えば作業機３を機体２に連結している三点リンク機構を動作させることにより、作業機３を退避位置（農作業を行わない位置）又は作業位置（農作業を行う位置）の何れかに上げ下げするものである。昇降アクチュエータ４４を制御装置４により制御して作業機３を適宜に昇降動作させることにより、例えば圃場領域の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。

また、制御装置４には、エンジン１０の回転速度を検出する回転速度センサ３１、後輪８の回転速度を検出する車速センサ３２、ハンドル１２の回動角度（操舵角）を検出する操舵角センサ３３等のセンサ類も電気的に接続している。これらセンサの検出値が検出信号に変換されて制御装置４に送信される。

上述のような制御装置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、当該制御装置４によりトラクタ１の各部（機体２、作業機３等）を制御して、圃場内を走行しながら農作業を実行可能に構成されている。加えて、実施形態のトラクタ１は、例えばオペレータが搭乗しなくても、遠隔操作装置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させることが可能となっている。

具体的には、図３に示すように、このトラクタ１は自律走行を可能とするための各種の構成を制御装置４内に備えている。更に、トラクタ１は、測位システムに基づいて自ら（の機体）の位置情報を取得するために必要な測位用アンテナ６等の各種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、圃場上を自律走行することが可能となっている。

次に、自律走行のためにトラクタ１が備える構成について詳細に説明する。具体的には、トラクタ１は、図１及び図３に示すように、操舵アクチュエータ４３、測位用アンテナ６、及び無線通信用アンテナ４８等を備える。

操舵アクチュエータ４３は、例えば、ステアリングハンドル１２の回転軸（ステアリング軸）の中途部に設けられ、ステアリングハンドル１２の回動角度（操舵角）を調整するものである。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、制御装置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算出し、算出した回動角度でステアリングハンドル１２が回動するように操舵アクチュエータ４３を制御する。

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１に示すように、測位用アンテナ６は、キャビン１１における屋根１４の上面に配置されている。測位用アンテナ６で受信された信号は、図３に示す位置及び傾斜角情報算出部４９に入力されて、当該位置及び傾斜角情報算出部４９でトラクタ１（厳密には、測位用アンテナ６）の位置情報が、例えば緯度・経度情報として算出される。当該位置及び傾斜角情報算出部４９で算出された位置情報は、制御装置４の位置及び傾斜角情報取得部５０により取得されて、トラクタ１の制御に利用される。

実施形態の位置及び傾斜角情報算出部４９は、トラクタ１（機体２）の位置情報だけでなく、前後左右の傾斜角情報を計測可能になっている。位置及び傾斜角情報算出部４９で計測された傾斜角情報は、制御装置４の位置及び傾斜角情報取得部５０により位置情報（緯度・経度情報）と対応付けた状態で取得されて、トラクタ１の制御に利用される。なお、位置及び傾斜角情報算出部４９は、圃場面に対する測位用アンテナ６の高さ位置、ひいてはトラクタ１（機体２）の車高を計測することも可能である。

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を利用しているが、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。ＧＮＳＳ−ＲＴＫは、位置のわかっている基準局の情報に基づいて、補正して精度を高めた測位方式で、基準局からの情報の配信方法の違いで複数の方式が存在する。本発明はＧＮＳＳ−ＲＴＫ方式には依存しないので、本実施例では詳細は割愛する。

無線通信用アンテナ４８は、遠隔操作装置４６からの信号を受信したり、遠隔操作装置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の屋根１４の上面に配置されている。無線通信用アンテナ４８で受信した遠隔操作装置４６からの信号は、図３に示す送受信処理部４７で信号処理された後、制御装置４に入力される。また、制御装置４から遠隔操作装置４６に送信する信号は、送受信処理部４７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、遠隔操作装置４６で受信される。

更に、トラクタ１には、ブレーキペダルや駐車ブレーキレバーの操作と自動制御という２つの系統によって、左右の後輪８，８にブレーキを掛ける左右一対のブレーキ装置２６，２６を設けている。すなわち、左右両方のブレーキ装置２６，２６は、ブレーキペダル（又は駐車ブレーキレバー）の制動方向への操作によって、左右両方の後輪８，８にブレーキを掛けるように構成されている。また、ハンドル１２の回動角度が所定角度以上になれば、制御装置４の指令によって、旋回内側の後輪８に対するブレーキ装置２６が自動的に制動動作をするように構成されている（いわゆるオートブレーキ）。

なお、トラクタ１には、前方、側方又は後方に障害物があるか否かを検出する障害物センサ３５が取り付けられている。障害物センサ３５は、レーザセンサ、超音波センサ等によって構成され、トラクタ１の前方、側方及び後方に存在する障害物を認識し、検出信号を生成する。また、トラクタ１は、前方、側方、及び後方を撮影するカメラ３６が取り付けられる。障害物センサ３５及びカメラ３６は、制御装置４に電気的に接続している。これらセンサの検出値が検出信号に変換されて制御装置４に送信される。

遠隔操作装置４６は、具体的には、タッチパネルを備える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る。オペレータは、遠隔操作装置４６のタッチパネルに表示された情報（例えば、自律走行を行うときに必要な圃場の情報等）を参照して確認することができる。また、オペレータは、遠隔操作装置４６を操作して、トラクタ１の制御装置４に、トラクタ１を制御するための制御信号を送信することができる。なお、実施形態の遠隔操作装置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、有人のトラクタ（図示省略）を無人のトラクタ１に随伴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遠隔操作装置とすることもできる。

図３に示す制御装置４は、トラクタ１の自律走行制御のための各部を備えており、これと併せて測位用アンテナ６等の各種構成をトラクタ１に設けることにより、既存のトラクタを無人のトラクタ１として利用することが可能になっている。制御装置４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有する小型のコンピュータとして構成されており、上記のＲＯＭには、オペレーションプログラム、アプリケーションプログラム並びに各種データ等が記憶されている。上記のハードウェアとソフトウェアとの協働により、制御装置４を、位置及び傾斜角情報取得部５０、領域情報記憶部５１、作業情報記憶部５２、輪郭登録点記憶部５３、領域形状取得部５４、経路生成部５５、及び表示用データ作成部５６等として動作させることができる。

このように構成されたトラクタ１は、遠隔操作装置４６を用いるオペレータの指示に基づいて、圃場領域（走行領域）での走行経路を経路生成部５５によって算出し、当該走行経路に沿って自律走行しつつ、作業機３による農作業を行うことができる。このように、トラクタ１が自律走行する圃場領域（走行領域）内の経路を、以下の説明において「走行経路」と称する場合がある。また、圃場領域（走行領域）においてトラクタ１の作業機３による農作業の対象となる領域を「作業領域」と称する場合がある。当該作業領域は、圃場領域の全体から枕地及び余裕代を除いた領域として定められ、オペレータ等が後述の登録点の登録作業を実行したときにこれら登録点とトラクタ１の作業幅とに基づいて設定される。

次に、自律走行を可能とするために制御装置４に備えられている各部について、図３を参照して個別に説明する。

制御装置４を用いて構成される位置及び傾斜角情報取得部５０は、測位用アンテナ６により取得された測位システムからの測位信号に基づいて、位置及び傾斜角情報算出部４９で算出されたトラクタ１の位置情報（具体的には緯度・経度情報等）を取得すると共に、位置及び傾斜角情報算出部４９で計測したトラクタ１の前後左右の傾斜角情報を、位置情報（緯度・経度情報）と対応付けた状態で取得するものである。

制御装置４を用いて構成される領域情報記憶部５１は、トラクタ１で自律走行による農作業を行う対象となる圃場等の領域に関する様々な情報を記憶するものである。圃場に関する情報としては、具体的には、圃場の位置及び形状（圃場領域又は走行領域と言ってもよい）、圃場において作業機３による農作業が行われる作業領域の位置及び形状、圃場で作業機３による農作業が開始される地点である開始位置、農作業が終了される地点である終了位置等を挙げることができる。

圃場の位置及び形状、すなわち圃場領域（走行領域）は、走行経路を生成するに先立って、トラクタ１の機体２を有人走行させて圃場を周回したときの走行軌跡から特定され、後述する領域形状取得部５４により取得される。走行経路を生成する前の段階とは、作業機３での農作業を伴うトラクタ１（機体２）の走行を開始させる前の段階に相当する。また、作業領域の位置及び形状も、後述する領域形状取得部５４により取得される。その他の情報は、例えばオペレータが遠隔操作装置４６のタッチパネルを操作すること等により設定することができる。開始位置や終了位置の情報は、圃場領域（走行領域）の情報を領域形状取得部５４で取得した後で、オペレータが遠隔操作装置４６のタッチパネルを操作することによって設定される。圃場領域や作業領域の情報（領域情報と言ってもよい）には、各位置情報（緯度・経度情報）に対応付けた前後左右の傾斜角情報が含まれる。

制御装置４を用いて構成される作業情報記憶部５２は、トラクタ１の機体２に装着した作業機３により行われる作業の種類、作業幅、及びオーバーラップ幅等を、作業情報として記憶する。実施形態では、これらの情報は、オペレータが遠隔操作装置４６のタッチパネルを操作することにより設定することができる。作業の種類としては、例えば耕耘作業、播種作業等である。作業幅は、作業機３により作業が行われる有効幅を意味し、例えば３メートルである。オーバーラップ幅は、隣り合う走行経路をトラクタ１がそれぞれ走行する場合に、作業機３による上記の作業幅が重複する（重複が許容される）幅を意味し、例えば３０センチメートルである。

制御装置４を用いて構成される輪郭登録点記憶部５３は、図４に示す圃場領域Ｆ（走行領域）の輪郭を構成する複数の地点（例えば、角部Ｆ１〜Ｆ４が含まれてもよい）にトラクタ１の機体２が位置した際の位置情報を登録する作業をオペレータが行った場合に、当該位置情報並びにこれに対応した傾斜角情報を記憶するものである。前述の通り、圃場領域Ｆの特定は、走行経路を生成するに先立って、トラクタ１の機体２を有人走行させて圃場を周回したときの走行軌跡に基づいて得られる。実施形態において、輪郭登録点記憶部５３は、走行軌跡上の上記複数の地点における位置情報及び傾斜角情報を記憶する。本実施形態において、輪郭登録点記憶部５３に登録された地点を登録点と称することがある。

領域形状取得部５４は、輪郭登録点記憶部５３から読み出した複数の登録点の位置情報及び傾斜角情報に基づいて、圃場領域Ｆの（傾斜を含む）形状を取得する。更に、領域形状取得部５４は、上述の圃場領域Ｆの形状と作業情報記憶部５２から読み出した作業情報（少なくとも作業幅情報）とに基づいて、作業領域Ｗの（傾斜を含む）形状を取得する。具体的には、登録点同士を結ぶ線分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（実施形態では四角形）を、圃場領域Ｆや作業領域Ｗの形状として取得する。

経路生成部５５は、作業情報記憶部５２から読み出した作業情報、及び領域情報記憶部５１から読み出した作業領域Ｗの情報に基づいて、トラクタ１の機体２を自律走行させる走行経路Ｐを計算により作成する。走行経路Ｐは、複数の直線路Ｐｓ及び複数の旋回路Ｐｃを含んでいる。すなわち、走行経路Ｐは、農作業が行われる直線状又は折れ線状の経路である直線路Ｐｓ（作業路と言ってもよい）と、旋回操作（方向転換）が行われる旋回路Ｐｃ（非作業路と言ってもよい）とを交互に繋いだ一連の経路として生成される。従って、実施形態によると、傾斜を踏まえた上で圃場領域Ｆを特定して、圃場領域Ｆの面積を高精度に計測できる。その結果、最適な走行経路Ｐの生成が可能になる。

表示用データ作成部５６は、領域形状取得部５４で取得して領域情報記憶部５１に記憶された圃場領域Ｆ及び作業領域Ｗの形状を、遠隔操作装置４６のタッチパネル上に表示させるための表示用データを作成する。表示用データ作成部５６で作成された表示用データは、送受信処理部４７を介して遠隔操作装置４６で受信され、当該遠隔操作装置４６のタッチパネル上に画像として表示される。

次に、図５を参照しながら、実施形態における走行経路分割制御の態様について説明する。実施形態の制御装置４は、前述のハードウェアとソフトウェアとの協働によって、単位経路設定部５７（図３参照）としても動作可能になっている。制御装置４を用いて構成される単位経路設定部５７は、走行経路Ｐの一部をトラクタ１（機体２）の走行一回分の単位経路Ｕに設定するためのものである。すなわち、実施形態では、走行経路Ｐの生成後において、制御装置４（単位経路設定部５７）によって、走行経路Ｐを複数の単位経路Ｕに分割（区分け）することが可能になっている。分割された各単位経路Ｕ等の情報は、領域情報記憶部５１としての制御装置４に新たに記憶される。単位経路Ｕ群を設定した場合、トラクタ１（機体２）の自律走行は、制御装置４によって単位経路Ｕごとに制御される。

なお、図５及びこれらに対する説明では便宜上、元の走行経路Ｐ、元の開始位置Ｓ及び元の終了位置Ｅに、アルファベットの「ｏ」を添えて表記する場合がある。また、各単位経路Ｕと、各単位経路Ｕに対する開始位置Ｓ及び終了位置Ｅとに、数字を添えて表記する場合がある。

図５（ａ）（ｂ）に示す分割例では、走行経路Ｐ（＝Ｐｏ）を生成してからトラクタ１（機体２）で自律走行する前に、例えば遠隔操作装置４６のタッチパネルに表示された経路分割ボタン（図示省略）を押下する。そうすると、圃場領域Ｆ、作業領域Ｗ及び元の走行経路Ｐｏが遠隔操作装置４６のタッチパネルに表示される。この状態で、元の走行経路上Ｐｏに含まれるいずれかの直線路Ｐｓの端部位置を指又はペンで押下すると、押下位置に対応して第１単位経路Ｕ１の終了位置Ｅ１（第１終了位置と言ってもよい）が新たに生成される（図５（ａ）参照）。この場合、元の開始位置Ｓｏから第１終了位置Ｅ１までが第１単位経路Ｕ１に設定される。

そして、旋回路Ｐｃを介して第１終了位置Ｅ１につながっていた直線路Ｐｓの端部位置に、第２単位経路Ｕ２の開始位置Ｓ２（第２開始位置と言ってもよい）が新たに生成される（図５（ｂ）参照）。この場合、第２開始位置Ｓ２から元の終了位置Ｅｏまでが第２単位経路Ｕ２に設定される。第１終了位置Ｅ１と第２開始位置Ｓ２との間にある旋回路Ｐｃは削除される。その結果、元の走行経路Ｐｏが第１単位経路Ｕ１と第２単位経路Ｕ２との二つに分割（区分け）される。従って、例えば大規模な圃場で複数日にわたって農作業を行う場合であっても、先に生成した走行経路Ｐｏ自体を一から新たに作り直したりせずに流用して、複数の単位経路Ｕを設定できる。このため、例えば作業可能な時間等を考慮して、圃場での作業範囲（走行範囲）を簡単に区分けでき、オペレータの作業負担が軽減される。また、例えば一日の作業工程を組み易くなる。制御装置４（領域情報記憶部５１）には、第１単位経路Ｕ１、第１終了位置Ｅ１、第２単位経路Ｕ２及び第２開始位置Ｓ２が新たに記憶される。

実施形態の制御装置４（単位経路設定部５７）は、元の走行経路Ｐｏに含まれるいずれかの直線路Ｐｓの中途位置を、各単位経路Ｕの開始位置Ｓ及び終了位置Ｅに設定するのを禁止している。このため、各単位経路Ｕを自律走行しているトラクタ１（機体２）が例えば圃場のうち枕地から離れた中央付近等（各直線路Ｐｓの中途位置に相当）で勝手に走行停止したり走行開始したりするおそれがない。

なお、元の走行経路Ｐｏは、二つに限らず、三つ以上の単位経路Ｕに分割することも可能である。この場合は、前述の単位経路設定作業（経路分割設定作業）を複数回行えばよい。また、トラクタ１（機体２）の自律走行中に、タッチパネル上の経路分割ボタン（図示省略）を押下して、前述の単位経路設定作業（経路分割設定作業）を行うことも可能である。この場合は、元の走行経路Ｐｏのうちトラクタ１（機体２）未走行の経路で設定することだけが許容される。既走行の経路では、前述の単位経路生成作業（経路分割作業）を実行する必要がないからである。

本実施形態では、走行経路Ｐを生成されてからトラクタ１（機体２）が自律走行する前に、走行経路を分割することとしたが、走行経路Ｐを生成する前に、作業領域Ｗを分割し、各作業領域において走行経路を生成することとしてもよい。その場合、走行経路Ｐを生成する前に、例えば遠隔操作装置４６のタッチパネルに表示された領域分割ボタン（図示省略）を押下する。そうすると、圃場領域Ｆ、作業領域Ｗ等が遠隔操作装置４６のタッチパネルに表示される。この状態で、任意の位置（或いは選択可能に表示された複数の位置の内、何れかの位置）を指又はペンで押下すると、押下位置に対応して作業領域Ｗが分割される。作業領域Ｗの分割数についても適宜設定可能であり、例えば作業領域Ｗが作業領域Ｗ１と作業領域Ｗ２に２分割された場合、各領域Ｗ１及びＷ２の幅と、作業幅に基づいて、作業領域Ｗ１における新たな終了位置Ｅｎと、作業領域Ｗ２における新たな開始位置Ｓｎが適宜設定される。そして作業領域Ｗ１においては元の開始位置Ｓｏから新たな終了位置Ｅｎに至る走行経路が生成され、作業領域Ｗ２においては新たな開始位置Ｓｎから元の終了位置Ｅｏに至る走行経路が生成される。

上記実施形態においては、トラクタ１の制御装置４が、位置及び傾斜角情報取得部５０、領域情報記憶部５１、作業情報記憶部５２、輪郭登録点記憶部５３、領域形状取得部５４、経路生成部５５、表示用データ作成部５６及び単位経路設定部５７として機能することとしたが、これに限られるものではない。即ち、上記構成は遠隔操作装置４６が備えていてもよいし、一部が制御装置４に備えられ、他部が遠隔操作装置４６に備えられていてもよい。また、上記構成の全部又は一部を、制御装置４及び遠隔操作装置４６の双方が備えていてもよい。

従って、本発明の経路生成装置はトラクタ１に備えられる構成であってもよいし、遠隔操作装置４６に備えられる構成であってもよい。経路生成装置が遠隔操作装置４６に備えられる場合、遠隔操作装置４６は、トラクタ１に備えられた位置及び傾斜角情報取得部５０により算出されたトラクタ１の位置情報及び傾斜角情報を、無線通信用アンテナ４８を介して取得可能である。また、遠隔操作装置４６により走行経路が生成される場合、遠隔操作装置４６は、記憶部５１、５２を備えており、各記憶部５１、５２から取得した情報（作業情報及び作業領域Ｗの情報）に基づいて生成する。そして、遠隔操作装置４６はトラクタ１に対して生成した走行経路に沿って走行するよう指示（自律走行開始制御信号を送信）することが可能であり、その場合、制御装置４は遠隔操作装置４６の指示に基づいてトラクタ１の各部を制御して自律走行させる。

本発明は、前述の実施形態に限らず、様々な態様に具体化できる。各部の構成は図示の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。

１ロボットトラクタ
２機体
３作業機
４制御装置
６測位用アンテナ
２６ブレーキ装置
４６遠隔操作装置
４８無線通信用アンテナ
４９位置及び傾斜角情報算出部
５０位置及び傾斜角情報取得部
５１領域情報記憶部
５２作業情報記憶部
５３輪郭登録点記憶部
５４領域形状取得部
５５経路生成部
５６表示用データ作成部
５７単位経路設定部

Claims

機体を自律走行させる走行領域を特定して、前記走行領域における前記機体の走行経路を生成可能な経路生成部と、
前記走行経路を複数の単位経路に分割するとともに各単位経路に前記機体の自律走行の開始位置及び終了位置を設定する単位経路設定部と、
各単位経路の前記開始位置から前記機体の走行開始を指示し、前記終了位置で前記機体の走行終了を指示する制御部とを備え、
前記経路生成部は、複数の作業路及び複数の旋回路を含む経路を前記走行経路として生成可能であり、
前記単位経路設定部は、前記走行経路に含まれるいずれかの前記作業路の端部位置を、各単位経路において前記機体が走行開始する前記開始位置及び前記機体が走行終了する前記終了位置に設定するとともに、一の単位経路の前記終了位置と、他の単位経路の前記開始位置の間に位置する旋回路を削除する、
経路生成装置。
前記単位経路設定部は、前記走行経路に沿った前記機体の自律走行の開始後に、前記走行経路のうち、前記機体により走行された既走行の経路を除く未走行の経路を、複数の単位経路に分割可能に構成されている、
請求項１に記載の経路生成装置。