WO2020111102A1

WO2020111102A1 - 自動走行制御システム、自動走行制御プログラム、自動走行制御プログラムを記録した記録媒体、自動走行制御方法、制御装置、制御プログラム、制御プログラムを記録した記録媒体、制御方法

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Publication number: WO2020111102A1
Application number: PCT/JP2019/046320
Authority: WO
Inventors: 中林隆志; 佐野友彦; 吉田脩; 川畑翔太郎; 安東寛通; 丸尾賢
Original assignee: 株式会社クボタ
Priority date: 2018-11-29
Filing date: 2019-11-27
Publication date: 2020-06-04
Also published as: CN113039501A; KR20210093240A

Abstract

自動走行制御システム２は、未作業領域を通る目標走行経路を算出する経路算出部２３と、作業車が目標走行経路に沿って自動走行するように、目標走行経路と作業車との間の距離である横偏差に基づいて旋回出力を算出することにより作業車の走行を制御する走行制御部２４と、作業車の状態を検出する検出部２５と、を備え、走行制御部２４は、作業車が既作業領域から未作業領域に進入する際、検出部２５により検出された状態に基づいて、横偏差と旋回出力との対応関係を決定する。

Description

自動走行制御システム、自動走行制御プログラム、自動走行制御プログラムを記録した記録媒体、自動走行制御方法、制御装置、制御プログラム、制御プログラムを記録した記録媒体、制御方法

　本発明は、作業車の自動走行を制御する自動走行制御システムに関する。

　また、本発明は、目標走行経路に沿って自動走行する作業車のための制御装置に関する。

　［１］特許文献１には、自動走行が可能な作業車（特許文献１では「コンバイン」）の発明が記載されている。この作業車を利用した収穫作業において、オペレータは、収穫作業の最初にコンバインを手動で操作し、圃場内の外周部分を一周するように刈取走行を行う。

　この外周部分での走行において、作業車の走行すべき方位が記録される。そして、記録された方位に基づく自動走行によって、圃場における未刈領域での刈取走行が行われる。

　［２］特許文献２には、予め設定された目標走行経路に沿って自動走行する農業用作業車が開示されている。この農業用作業車では、ＧＰＳを用いて算出された自車位置が目標走行経路上に設定された目標点に向かうように、操向機構が制御される。その際、車体前側部分から目標点までの距離は、車体前側部分から目標走行経路に下ろした垂線の長さ（横偏差）が大きいほど小さくなるように設定される。

　特許文献３に開示されている作業車においては、目標走行経路に対する横偏差と、目標走行経路に対する方位偏差と、に基づいて、目標操舵値が演算される。そして、この目標操舵値に基づいて、操舵駆動信号が出力される。具体的には、第１操舵値と第２操舵値とから目標操舵値が演算される。第１操舵値は、横偏差に基づいて演算される。第２操舵値は、方位偏差に基づいて導出された演算値を重み係数によって調整して得られる値に基づいて演算される。横偏差が大きいほど、この重み係数は小さくなる。

日本国実開平２－１０７９１１号公報日本国特開２００２－１８２７４１号公報日本国特開２０１６－１５５４９１号公報

　［１］背景技術［１］に対応する課題は、以下の通りである。
　特許文献１には、作業車の旋回出力の算出については詳述されていない。尚、旋回出力とは、作業車を旋回させるための走行装置の制御量を決定するための出力値である。旋回出力に基づいて、走行装置の制御量が決定される。

　ここで、特許文献１に記載の作業車において、作業車が目標走行経路に沿って自動走行するように、目標走行経路と作業車との間の距離である横偏差に基づいて旋回出力を算出することにより作業車の走行を制御する走行制御部を備えることが考えられる。この構成であれば、旋回出力は横偏差に基づいて算出される。

　しかしながら、作業車の状態によって、適切な旋回出力は異なる。即ち、横偏差と旋回出力との対応関係が、作業車の状態によらず一定である構成では、旋回出力が適切な値にならない事態が想定される。

　本発明の目的は、作業車の状態に応じた旋回出力を算出可能な自動走行制御システムを提供することである。

　［２］背景技術［２］に対応する課題は、以下の通りである。
　特許文献２による作業車では、車体が目標走行経路から横方向に大きく外れている場合には、大きな操舵角によって位置ずれが解消される。また、車体が目標走行経路から横方向に小さく外れている場合には、小さな操舵角によって位置ずれが解消される。大きな操舵角を用いることで、位置ずれは迅速に解消される。しかしながら、作業地を走行装置（車輪やクローラ）によって荒らしてしまうという問題が生じる。特に、作業地が圃場などの場合、この問題は深刻である。

　特許文献３による作業車では、横偏差が大きい場合には、方位偏差をある程度無視して、横偏差の解消を重視して算出された目標操舵値が出力される。このため、この作業車においても、横偏差が大きい場合には、大きな操舵角が用いられることとなる。その結果、特許文献２による作業車と同様な問題が生じる。即ち、作業地を走行装置（車輪やクローラ）によって荒らしてしまう。

　上記実情から、目標走行経路から外れた自動走行作業車を元に戻すための改善された制御装置が要望されている。

　［１］課題［１］に対応する解決手段は、以下の通りである。
　本発明の特徴は、未作業領域を通る目標走行経路を算出する経路算出部と、作業車が前記目標走行経路に沿って自動走行するように、前記目標走行経路と前記作業車との間の距離である横偏差に基づいて旋回出力を算出することにより前記作業車の走行を制御する走行制御部と、前記作業車の状態を検出する検出部と、を備え、前記走行制御部は、前記作業車が既作業領域から前記未作業領域に進入する際、前記検出部により検出された状態に基づいて、前記横偏差と前記旋回出力との対応関係を決定することにある。

　本発明であれば、作業車の状態に基づいて、横偏差と旋回出力との対応関係が決定される。従って、作業車の状態に応じた旋回出力を算出可能な自動走行制御システムを実現できる。

　さらに、本発明において、前記検出部は、前記横偏差を検出し、前記走行制御部は、前記作業車が前記既作業領域から前記未作業領域に進入する際、前記横偏差が第１閾値を超えている場合、前記横偏差と前記旋回出力との対応関係を第１対応関係に決定し、前記走行制御部は、前記作業車が前記既作業領域から前記未作業領域に進入する際、前記横偏差が前記第１閾値を超えていない場合、前記横偏差と前記旋回出力との対応関係を第２対応関係に決定し、前記第１対応関係における前記旋回出力は、前記第２対応関係における前記旋回出力よりも小さいと好適である。

　この構成によれば、作業車が、横偏差を０（ゼロ）に近づけるように、機体左右方向において目標走行経路へ寄りながら前進していく場合、横偏差が第１閾値を超えている間は、旋回出力が比較的小さくなりやすい。

　これにより、横偏差が第１閾値を超えている間は、作業車が目標走行経路へ緩やかに寄りやすくなる。従って、作業車が目標走行経路へ急激に接近していくことにより目標走行経路を超えてしまうオーバーシュートが起こりにくくなる。

　さらに、本発明において、前記走行制御部は、前記作業車が旋回しながら前記既作業領域から前記未作業領域に進入する際、前記横偏差が第２閾値を超えている場合、前記作業車に、一旦後進してから再度前進して前記未作業領域への進入を試みる走行であるリトライ走行を行わせると好適である。

　この構成によれば、作業車が旋回しながら既作業領域から未作業領域に進入する際、横偏差が第２閾値を超えると、作業車は、自動的にリトライ走行を行う。これにより、横偏差が第２閾値よりも大きい状態で作業車が既作業領域から未作業領域に進入してしまう事態を回避できる。

　しかも、この構成によれば、リトライ走行によって、横偏差を縮小させた上で、未作業領域への進入を試みることができる。

　さらに、本発明において、前記走行制御部は、前記リトライ走行が行われている場合、前記横偏差と前記旋回出力との対応関係を第３対応関係に決定し、前記第３対応関係における前記旋回出力は、前記第１対応関係における前記旋回出力よりも大きいと好適である。

　この構成によれば、リトライ走行が行われている場合、旋回出力が比較的大きくなりやすい。これにより、リトライ走行において、作業車が目標走行経路へ速やかに近づきやすくなる。

　さらに、本発明において、前記走行制御部は、自動走行開始時において、前記横偏差が前記第２閾値を超えている場合、前記作業車に前記リトライ走行を行わせないと好適である。

　自動走行開始時にリトライ走行が行われた場合、作業車が後進することにより、作業車に搭乗しているオペレータが違和感を覚える事態が想定される。

　ここで、上記の構成によれば、自動走行開始時においては、リトライ走行は行われない。これにより、上述のようにオペレータが違和感を覚える事態を回避できる。

　また、本発明の別の特徴は、自動走行制御プログラムであって、未作業領域を通る目標走行経路を算出する経路算出機能と、作業車が前記目標走行経路に沿って自動走行するように、前記目標走行経路と前記作業車との間の距離である横偏差に基づいて旋回出力を算出することにより前記作業車の走行を制御する走行制御機能と、前記作業車の状態を検出する検出機能と、をコンピュータに実現させ、前記走行制御機能は、前記作業車が既作業領域から前記未作業領域に進入する際、前記検出機能により検出された状態に基づいて、前記横偏差と前記旋回出力との対応関係を決定することにある。

　また、本発明の別の特徴は、自動走行制御プログラムを記録した記録媒体であって、未作業領域を通る目標走行経路を算出する経路算出機能と、作業車が前記目標走行経路に沿って自動走行するように、前記目標走行経路と前記作業車との間の距離である横偏差に基づいて旋回出力を算出することにより前記作業車の走行を制御する走行制御機能と、前記作業車の状態を検出する検出機能と、をコンピュータに実現させる自動走行制御プログラムを記録しており、前記走行制御機能は、前記作業車が既作業領域から前記未作業領域に進入する際、前記検出機能により検出された状態に基づいて、前記横偏差と前記旋回出力との対応関係を決定することにある。

　また、本発明の別の特徴は、自動走行制御方法であって、未作業領域を通る目標走行経路を算出する経路算出ステップと、作業車が前記目標走行経路に沿って自動走行するように、前記目標走行経路と前記作業車との間の距離である横偏差に基づいて旋回出力を算出することにより前記作業車の走行を制御する走行制御ステップと、前記作業車の状態を検出する検出ステップと、備え、前記走行制御ステップにおいて、前記作業車が既作業領域から前記未作業領域に進入する際、前記検出ステップにより検出された状態に基づいて、前記横偏差と前記旋回出力との対応関係が決定されることにある。

　［２］課題［２］に対応する解決手段は、以下の通りである。
　上記課題を解決するため、目標走行経路に沿って自動走行する作業車のための制御装置は、前記作業車の自車位置を算出する自車位置算出部と、所定時間後の前記目標走行経路における推定目標点を算出する目標点推定部と、前記推定目標点と前記自車位置との間の偏差を解消する補正方位を演算する補正方位演算ユニットと、前記補正方位を入力パラメータとして、前記偏差が縮小されるように前記作業車の走行方向を変更するための制御量を出力する制御演算ユニットとを備える。

　この構成では、作業車を目標走行経路に沿って走行させる制御を行う際に、まずは、推定目標点が算出される。推定目標点とは、所定時間後に目標走行経路上の制御目標点となると推定される点である。そして、推定目標点と自車位置との間の偏差を縮小するための制御量が、演算され、出力される。出力された制御量によって、車輪やクローラなどの操向機器が制御される。作業車を目標走行経路に沿って走行させる制御を行う際には、所定時間後の目標走行経路上での作業車の位置が、推定目標点となる。言い換えれば、現状の自車位置から作業車の進行方向へ離れた地点に位置しており、且つ、目標走行経路上に位置している位置が、推定目標点となる。そして、当該所定時間が長いほど、推定目標点に対する車体方位（車体前後方向の向き）のずれは小さくなる。従って、当該所定時間が長いほど、操向機器を制御するための制御量は小さくなる。この所定時間を、この制御装置を搭載する作業車に応じて適切に設定することにより、作業車に適した操舵制御が実現する。

　本発明の制御における、適切な所定時間は、作業車の種類によって異なる。また、適切な所定時間は、作業地における作業車の走行面の状態、作業車の走行状態など種々の条件によって異なる可能性がある。このような作業車の種類、作業状態、圃場状態などを、ここでは作業車の状態と総称する。前記所定時間は、前記作業車の状態によって変更されることが好ましい。もちろん、作業車に対して運転者が設定した操作機器の状態に基づいて、自動的に前記所定時間が設定されてもよい。

　自車が目標走行経路上の推定目標点に向かうように走行方向が調節されると、作業車の目標走行経路からの位置ずれは縮小される。このことから、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記推定目標点と前記自車位置とを通る直線と前記目標走行経路とがなす角度を推定方位偏差として算出する推定方位偏差算出部が備えられ、前記補正方位演算ユニットは、前記推定方位偏差を入力パラメータとして第１補正方位を出力する第１制御器を備え、前記第１補正方位に基づいて前記補正方位が演算される。前記補正方位演算ユニットは、前記推定目標点と前記自車位置とを通る直線と前記目標走行経路とがなす推定方位偏差を入力パラメータとして第１補正方位を出力する第１制御器を備え、前記第１補正方位に基づいて前記補正方位が演算される。

　推定方位偏差が大きいほど、車体の走行方向を変更するための制御量が大きくなる。したがって、この制御をスムーズに行うために、前記第１制御器は比例制御器で構成されることが好ましい。

　推定方位偏差だけを入力パラメータとして車体の走行方向を変更するための補正方位を演算するよりは、目標走行経路の左右方向での車体と目標走行経路との距離（横偏差と称する）も入力パラメータとして利用し、車体の走行方向を変更するための補正方位を演算する方が、目標走行経路から外れた車体をより適切に戻すことができる。このため、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記目標走行経路の経路方位に直交する方向での前記自車位置から前記目標走行経路までの距離を横偏差として算出する横偏差算出部が備えられ、前記補正方位演算ユニットは、前記横偏差を入力パラメータとして第２補正方位を出力する第２制御器を備え、前記第１補正方位と前記第２補正方位とに基づいて、前記補正方位が演算される。

　横偏差に基づく車体の走行方向を変更するための補正方位を求める際に、単純な比例演算を用いる構成においては、横偏差が大きい場合、演算結果としての補正方位が大きくなり過ぎることがある。この問題を避けるため、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記第２制御器は積分制御器で構成される。

　車体の走行方向を変更する場合、その車体の挙動は、車速によって異なる。高い車速での走行方向の大きな変更は避ける必要がある。このため、車速が大きいほど、推定目標点が、車体から遠ざかることが好ましい。このことから、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記作業車の車速を算出する車速算出部が備えられ、前記目標点推定部は、前記自車位置から前記目標走行経路への射影点を出発点として、前記目標走行経路を前記車速で前記所定時間移動した点の位置を前記推定目標点とする。これにより、車速が高いほど、推定目標点は車体から走行方向に離れることになる。上記射影点という語句は、厳密には、ある点から目標走行経路に垂線を下ろしたときの垂線と目標走行経路との交点である。しかしながら、ここでは、ある点から目標走行経路に対して垂直ではなくてやや傾きをもって下ろした線と、目標走行経路と、の交点も射影点に含めるものとする。

　車体の走行方向を変更する場合、その時の車体の向きである車体方位も考慮すれば、目標走行経路から外れた車体は、より適切に目標走行経路に戻ることができる。このことから、本発明の好適な実施形態の１つでは、車体の向きを示す車体方位を算出する車体方位算出部が備えられ、前記制御演算ユニットは、さらに前記車体方位を入力パラメータとして用いる。

　これまでの本発明の説明では、推定目標点は、所定時間後の作業車の位置を考慮して、算出されている。車速に所定時間をかけることにより、所定時間での作業車の移動距離を得ることができる。例えばコンバインや田植機など、圃場を走行する作業車の作業時の車速は、それほど大きくない。おおよその車速が前もって決められていれば、所定時間で作業車が移動する距離を、前もって算出できる。この場合、目標点推定部は、前もって設定されている所定距離を出発点に加算するだけで、推定目標点を算出できる。このことを利用した、本発明による、目標走行経路に沿って自動走行する作業車のための制御装置は、前記作業車の自車位置を算出する自車位置算出部と、前記自車位置から前記目標走行経路への射影点から前記目標走行経路上で前記作業車の走行方向側に所定距離離れた位置を推定目標点として算出する目標点推定部と、前記推定目標点と前記自車位置との間の偏差を解消する補正方位を演算する補正方位演算ユニットと、前記補正方位を入力パラメータとして、前記偏差が縮小されるように前記作業車を制御するための制御量を出力する制御演算ユニットとを備える。この構成の制御装置も、実質的に上述した作用効果と同じ作用効果を得ることができる。

　また、本発明の別の特徴は、目標走行経路に沿って自動走行する作業車のための制御プログラムであって、前記作業車の自車位置を算出する自車位置算出機能と、所定時間後の前記目標走行経路における推定目標点を算出する目標点推定機能と、前記推定目標点と前記自車位置との間の偏差を解消する補正方位を演算する補正方位演算機能と、前記補正方位を入力パラメータとして、前記偏差が縮小されるように前記作業車を制御するための制御量を出力する制御演算機能と、をコンピュータに実現させることにある。

　また、本発明の別の特徴は、目標走行経路に沿って自動走行する作業車のための制御プログラムを記録した記録媒体であって、前記作業車の自車位置を算出する自車位置算出機能と、所定時間後の前記目標走行経路における推定目標点を算出する目標点推定機能と、前記推定目標点と前記自車位置との間の偏差を解消する補正方位を演算する補正方位演算機能と、前記補正方位を入力パラメータとして、前記偏差が縮小されるように前記作業車を制御するための制御量を出力する制御演算機能と、をコンピュータに実現させる制御プログラムを記録していることにある。

　また、本発明の別の特徴は、目標走行経路に沿って自動走行する作業車のための制御方法であって、前記作業車の自車位置を算出する自車位置算出ステップと、所定時間後の前記目標走行経路における推定目標点を算出する目標点推定ステップと、前記推定目標点と前記自車位置との間の偏差を解消する補正方位を演算する補正方位演算ステップと、前記補正方位を入力パラメータとして、前記偏差が縮小されるように前記作業車を制御するための制御量を出力する制御演算ステップと、を備えることにある。

　また、本発明の別の特徴は、目標走行経路に沿って自動走行する作業車のための制御プログラムであって、前記作業車の自車位置を算出する自車位置算出機能と、前記自車位置から前記目標走行経路への射影点から前記目標走行経路上で前記作業車の走行方向側に所定距離離れた位置を推定目標点として算出する目標点推定機能と、前記推定目標点と前記自車位置との間の偏差を解消する補正方位を演算する補正方位演算機能と、前記補正方位を入力パラメータとして、前記偏差が縮小されるように前記作業車を制御するための制御量を出力する制御演算機能と、をコンピュータに実現させることにある。

　また、本発明の別の特徴は、目標走行経路に沿って自動走行する作業車のための制御プログラムを記録した記録媒体であって、前記作業車の自車位置を算出する自車位置算出機能と、前記自車位置から前記目標走行経路への射影点から前記目標走行経路上で前記作業車の走行方向側に所定距離離れた位置を推定目標点として算出する目標点推定機能と、前記推定目標点と前記自車位置との間の偏差を解消する補正方位を演算する補正方位演算機能と、前記補正方位を入力パラメータとして、前記偏差が縮小されるように前記作業車を制御するための制御量を出力する制御演算機能と、をコンピュータに実現させる制御プログラムを記録していることにある。

　また、本発明の別の特徴は、目標走行経路に沿って自動走行する作業車のための制御方法であって、前記作業車の自車位置を算出する自車位置算出ステップと、前記自車位置から前記目標走行経路への射影点から前記目標走行経路上で前記作業車の走行方向側に所定距離離れた位置を推定目標点として算出する目標点推定ステップと、前記推定目標点と前記自車位置との間の偏差を解消する補正方位を演算する補正方位演算ステップと、前記補正方位を入力パラメータとして、前記偏差が縮小されるように前記作業車を制御するための制御量を出力する制御演算ステップと、を備えることにある。

第１実施形態を示す図であって（以下、図１３まで同じ。）、コンバインの左側面図である。圃場における周回走行を示す図である。刈取走行経路に沿った刈取走行を示す図である。制御部に関する構成を示すブロック図である。横偏差と旋回出力との対応関係を示す図である。コンバインが外周領域から作業対象領域に進入する場合の例を示す図である。リトライ走行が行われる場合の例を示す図である。リトライ走行が行われない場合の例を示す図である。旋回出力と出力レベルとの対応関係を示す図である。出力レベルがＡ１である場合における旋回内側のサイドクラッチの入切状態の推移を示す図である。出力レベルがＢ３である場合における旋回内側のサイドクラッチの入切状態の推移を示す図である。出力レベルがＢ２である場合における旋回内側のサイドクラッチの入切状態の推移を示す図である。出力レベルがＢ１である場合における旋回内側のサイドクラッチの入切状態の推移を示す図である。第２実施形態を示す図であって（以下、図２２まで同じ。）、圃場作業車の一例としての普通型のコンバインの側面図である。コンバインの周囲刈り走行を示す説明図である。Ｕターンでつながれた往復走行を繰り返すＵターン走行パターンを示す説明図である。アルファターン走行を用いた渦巻き走行のための走行パターンを示す説明図である。コンバインの制御系の構成を示す機能ブロック図である。補正方位演算ユニットと制御演算ユニットとの構成と、補正方位演算ユニットに入力されるデータとを説明する機能ブロック図である。補正方位演算ユニットにおける偏差の解消原理を模式的に示す説明図である。操舵入力と操舵出力の関係を示すグラフである。操舵制御特性を改善するために改良された操舵入力と操舵出力の関係を示すグラフである。

［第１実施形態］
　以下、図１～図１３を参照しながら、第１実施形態について説明する。尚、方向についての記載は、特に断りがない限り、図１に示す矢印Ｆの方向を「前」、矢印Ｂの方向を「後」とする。また、図１に示す矢印Ｕの方向を「上」、矢印Ｄの方向を「下」とする。

　〔コンバインの全体構成〕
　図１に示すように、普通型のコンバイン１（本発明に係る「作業車」に相当）は、クローラ式の走行装置１１、運転部１２、脱穀装置１３、穀粒タンク１４、収穫装置Ｈ、搬送装置１６、穀粒排出装置１８、衛星測位モジュール８０、エンジンＥを備えている。

　走行装置１１は、コンバイン１における下部に備えられている。また、走行装置１１は、エンジンＥからの動力によって駆動する。そして、コンバイン１は、走行装置１１によって自走可能である。

　また、運転部１２、脱穀装置１３、穀粒タンク１４は、走行装置１１の上側に備えられている。運転部１２には、コンバイン１の作業を監視するオペレータが搭乗可能である。尚、オペレータは、コンバイン１の機外からコンバイン１の作業を監視していても良い。

　穀粒排出装置１８は、穀粒タンク１４の上側に設けられている。また、衛星測位モジュール８０は、運転部１２の上面に取り付けられている。

　収穫装置Ｈは、コンバイン１における前部に備えられている。そして、搬送装置１６は、収穫装置Ｈの後側に設けられている。また、収穫装置Ｈは、刈取装置１５及びリール１７を有している。

　刈取装置１５は、圃場の植立穀稈を刈り取る。また、リール１７は、回転駆動しながら収穫対象の植立穀稈を掻き込む。この構成により、収穫装置Ｈは、圃場の穀物を収穫する。そして、コンバイン１は、刈取装置１５によって圃場の植立穀稈を刈り取りながら走行装置１１によって走行する刈取走行が可能である。

　刈取装置１５により刈り取られた刈取穀稈は、搬送装置１６によって脱穀装置１３へ搬送される。脱穀装置１３において、刈取穀稈は脱穀処理される。脱穀処理により得られた穀粒は、穀粒タンク１４に貯留される。穀粒タンク１４に貯留された穀粒は、必要に応じて、穀粒排出装置１８によって機外に排出される。

　また、図１に示すように、運転部１２には、通信端末４が配置されている。通信端末４は、種々の情報を表示可能に構成されている。本実施形態において、通信端末４は、運転部１２に固定されている。しかしながら、本発明はこれに限定されず、通信端末４は、運転部１２に対して着脱可能に構成されていても良いし、通信端末４は、コンバイン１の機外に位置していても良い。

　ここで、コンバイン１は、図２に示すように圃場における外周側の領域で穀物を収穫しながら周回走行を行った後、図３に示すように圃場における内側の領域で刈取走行を行うことにより、圃場の穀物を収穫するように構成されている。

　本実施形態においては、図２に示す周回走行は手動走行により行われる。また、図３に示す内側の領域での刈取走行は、自動走行により行われる。

　尚、本発明はこれに限定されず、図２に示す周回走行は自動走行により行われても良い。

　尚、オペレータは、通信端末４を操作することにより、エンジンＥの回転速度を変更することができる。

　作物の種類によって、脱粒しやすさや倒伏しやすさ等の生育特性は異なる。従って、作物の種類によって、適切な作業速度は異なる。オペレータが通信端末４を操作し、エンジンＥの回転速度を適切な回転速度に設定すれば、作物の種類に適した作業速度で作業を行うことができる。

　圃場での収穫作業において、コンバイン１は、自動走行制御システム２によって制御される。以下では、自動走行制御システム２の構成について説明する。

　〔自動走行制御システムの構成〕
　図４に示すように、自動走行制御システム２は、制御部２０及び衛星測位モジュール８０を備えている。尚、制御部２０は、コンバイン１に備えられている。また、上述の通り、衛星測位モジュール８０も、コンバイン１に備えられている。

　また、エンジンＥから出力された動力は、走行装置１１に入力される。これにより、上述の通り、走行装置１１は、エンジンＥからの動力によって駆動する。

　また、制御部２０は、自車位置算出部２１、領域算出部２２、経路算出部２３、走行制御部２４を備えている。

　図１に示すように、衛星測位モジュール８０は、ＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・システム）で用いられる人工衛星ＧＳからのＧＰＳ信号を受信する。そして、図４に示すように、衛星測位モジュール８０は、受信したＧＰＳ信号に基づいて、コンバイン１の自車位置を示す測位データを自車位置算出部２１へ送る。

　自車位置算出部２１は、衛星測位モジュール８０により出力された測位データに基づいて、コンバイン１の位置座標を経時的に算出する。算出されたコンバイン１の経時的な位置座標は、領域算出部２２及び走行制御部２４へ送られる。

　領域算出部２２は、自車位置算出部２１から受け取ったコンバイン１の経時的な位置座標に基づいて、図３に示すように、外周領域ＳＡ（本発明に係る「既作業領域」に相当）及び作業対象領域ＣＡ（本発明に係る「未作業領域」に相当）を算出する。

　より具体的には、領域算出部２２は、自車位置算出部２１から受け取ったコンバイン１の経時的な位置座標に基づいて、圃場の外周側における周回走行でのコンバイン１の走行軌跡を算出する。そして、領域算出部２２は、算出されたコンバイン１の走行軌跡に基づいて、コンバイン１が穀物を収穫しながら周回走行した圃場の外周側の領域を外周領域ＳＡとして算出する。また、領域算出部２２は、算出された外周領域ＳＡよりも圃場内側の領域を、作業対象領域ＣＡとして算出する。

　例えば、図２においては、圃場の外周側における周回走行のためのコンバイン１の走行経路が矢印で示されている。図２に示す例では、コンバイン１は、３周の周回走行を行う。そして、この走行経路に沿った刈取走行が完了すると、圃場は、図３に示す状態となる。

　図３に示すように、領域算出部２２は、コンバイン１が穀物を収穫しながら周回走行した圃場の外周側の領域を外周領域ＳＡとして算出する。また、領域算出部２２は、算出された外周領域ＳＡよりも圃場内側の領域を、作業対象領域ＣＡとして算出する。そして、図４に示すように、領域算出部２２による算出結果は、経路算出部２３及び走行制御部２４へ送られる。

　経路算出部２３は、領域算出部２２から受け取った算出結果に基づいて、図３に示すように、作業対象領域ＣＡにおける刈取走行のための走行経路である刈取走行経路ＬＩ（本発明に係る「目標走行経路」に相当）を算出する。尚、図３に示すように、本実施形態においては、刈取走行経路ＬＩは、互いに平行な複数の平行線である。また、複数の平行線は直線でなくても良く、湾曲していても良い。

　このように、経路算出部２３は、作業対象領域ＣＡを通る刈取走行経路ＬＩを算出する。

　図４に示すように、経路算出部２３により算出された刈取走行経路ＬＩは、走行制御部２４へ送られる。

　走行制御部２４は、走行装置１１を制御可能に構成されている。そして、走行制御部２４は、自車位置算出部２１から受け取ったコンバイン１の位置座標と、領域算出部２２から受け取った算出結果と、経路算出部２３から受け取った刈取走行経路ＬＩと、に基づいて、コンバイン１の自動走行を制御する。より具体的には、走行制御部２４は、図３に示すように、刈取走行経路ＬＩに沿った自動走行によって刈取走行が行われるように、コンバイン１の走行を制御する。

　また、経路算出部２３は、領域算出部２２から受け取った算出結果に基づいて、図３に示すように、外周領域ＳＡにおける非刈取走行のための走行経路である離脱復帰経路ＬＷを算出する。尚、図３に示すように、本実施形態においては、離脱復帰経路ＬＷは、圃場の外形に沿う形状の線である。

　図４に示すように、経路算出部２３により算出された離脱復帰経路ＬＷは、走行制御部２４へ送られる。

　走行制御部２４は、自車位置算出部２１から受け取ったコンバイン１の位置座標と、経路算出部２３から受け取った離脱復帰経路ＬＷと、に基づいて、コンバイン１の自動走行を制御する。より具体的には、走行制御部２４は、コンバイン１が刈取走行経路ＬＩから離脱した場合に、離脱復帰経路ＬＷに沿った自動走行によって非刈取走行が行われるように、コンバイン１の走行を制御する。

　〔自動走行制御システムを利用した収穫作業の流れ〕
　以下では、自動走行制御システム２を利用した収穫作業の例として、コンバイン１が、図２に示す圃場で収穫作業を行う場合の流れについて説明する。

　最初に、オペレータは、コンバイン１を手動で操作し、図２に示すように、圃場内の外周部分において、圃場の境界線に沿って周回するように刈取走行を行う。図２に示す例では、コンバイン１は、３周の周回走行を行う。この周回走行が完了すると、圃場は、図３に示す状態となる。

　領域算出部２２は、自車位置算出部２１から受け取ったコンバイン１の経時的な位置座標に基づいて、図２に示す周回走行でのコンバイン１の走行軌跡を算出する。そして、図３に示すように、領域算出部２２は、算出されたコンバイン１の走行軌跡に基づいて、コンバイン１が植立穀稈を刈り取りながら周回走行した圃場の外周側の領域を外周領域ＳＡとして算出する。また、領域算出部２２は、算出された外周領域ＳＡよりも圃場内側の領域を、作業対象領域ＣＡとして算出する。

　次に、経路算出部２３は、領域算出部２２から受け取った算出結果に基づいて、図３に示すように、作業対象領域ＣＡにおける刈取走行経路ＬＩを設定する。また、このとき、経路算出部２３は、領域算出部２２から受け取った算出結果に基づいて、外周領域ＳＡにおける離脱復帰経路ＬＷを算出する。

　そして、オペレータが自動走行開始ボタン（図示せず）を押すことにより、図３に示すように、刈取走行経路ＬＩに沿った自動走行が開始される。このとき、走行制御部２４は、刈取走行経路ＬＩに沿った自動走行によって刈取走行が行われるように、コンバイン１の走行を制御する。

　自動走行が開始されると、図３に示すように、コンバイン１は、刈取走行経路ＬＩに沿った走行と、Ｕターンによる旋回と、を繰り返すことにより、作業対象領域ＣＡの全体を網羅するように刈取走行を行う。

　ここで、コンバイン１により刈取走行が行われている間、上述の通り、刈取装置１５により刈り取られた刈取穀稈は、搬送装置１６によって脱穀装置１３へ搬送される。そして、脱穀装置１３において、刈取穀稈は脱穀処理される。

　尚、本実施形態においては、図２及び図３に示すように、圃場外に運搬車ＣＶが駐車している。そして、外周領域ＳＡにおいて、運搬車ＣＶの近傍位置には、停車位置ＰＰが設定されている。図３に示すように、停車位置ＰＰは、離脱復帰経路ＬＷに重複する位置に設定されている。

　運搬車ＣＶは、コンバイン１が穀粒排出装置１８から排出した穀粒を収集し、運搬することができる。穀粒排出の際、コンバイン１は停車位置ＰＰに停車し、穀粒排出装置１８によって穀粒を運搬車ＣＶへ排出する。

　コンバイン１が刈取走行を続け、穀粒タンク１４内の穀粒の量が所定量に達すると、走行制御部２４は、刈取走行経路ＬＩから離脱するようにコンバイン１の走行を制御する。

　コンバイン１が刈取走行経路ＬＩから離脱した後、走行制御部２４は、離脱復帰経路ＬＷへ向かって走行するようにコンバイン１を制御する。そして、コンバイン１が離脱復帰経路ＬＷの近傍に到達すると、走行制御部２４は、離脱復帰経路ＬＷに沿った自動走行によって非刈取走行が行われるように、コンバイン１の走行を制御する。

　そして、コンバイン１は停車位置ＰＰに停車し、穀粒排出装置１８によって穀粒を運搬車ＣＶへ排出する。

　〔旋回出力の算出に関する構成〕
　図４に示すように、走行制御部２４は、横偏差検出部２５（本発明に係る「検出部」に相当）、旋回出力算出部２６、出力変換部２７、リトライ判定部２８、進入判定部２９、開始時判定部３０を有している。

　横偏差検出部２５は、コンバイン１の状態を検出するように構成されている。より具体的には、横偏差検出部２５は、自車位置算出部２１から受け取ったコンバイン１の位置座標と、経路算出部２３から受け取った刈取走行経路ＬＩと、に基づいて、横偏差を検出する。尚、横偏差とは、刈取走行経路ＬＩとコンバイン１との間の距離である。

　横偏差検出部２５により検出された横偏差は、旋回出力算出部２６へ送られる。旋回出力算出部２６は、横偏差検出部２５から受け取った横偏差に基づいて、旋回出力を算出する。横偏差が大きいほど、旋回出力算出部２６により算出される旋回出力は大きくなる。

　尚、旋回出力とは、出力レベルを決定するための出力値である。また、出力レベルとは、コンバイン１を旋回させるための走行装置１１の制御量である。

　旋回出力算出部２６により算出された旋回出力は、出力変換部２７へ送られる。出力変換部２７は、旋回出力算出部２６から受け取った旋回出力に基づいて、出力レベルを決定する。

　そして、走行制御部２４は、出力変換部２７により決定された出力レベルに応じて走行装置１１を制御することにより、コンバイン１の走行を制御する。このとき、走行制御部２４は、コンバイン１が刈取走行経路ＬＩに沿って自動走行するように、コンバイン１の走行を制御する。

　即ち、走行制御部２４は、コンバイン１が刈取走行経路ＬＩに沿って自動走行するように、横偏差に基づいて旋回出力を算出することによりコンバイン１の走行を制御する。

　尚、旋回出力が大きいほど、出力変換部２７により決定される出力レベルは高くなる。そして、走行制御部２４は、出力レベルが高いほどコンバイン１の旋回半径が小さくなるように、走行装置１１を制御する。

　また、進入判定部２９は、自車位置算出部２１から受け取ったコンバイン１の位置座標と、領域算出部２２から受け取った算出結果と、に基づいて、コンバイン１が外周領域ＳＡから作業対象領域ＣＡに進入しようとしている状態であるか否かを判定する。進入判定部２９による判定結果は、旋回出力算出部２６へ送られる。

　そして、進入判定部２９により、コンバイン１が外周領域ＳＡから作業対象領域ＣＡに進入しようとしている状態であると判定された場合、旋回出力算出部２６は、横偏差検出部２５から受け取った横偏差に基づいて、横偏差と旋回出力との対応関係を決定する。

　このように、走行制御部２４は、コンバイン１が外周領域ＳＡから作業対象領域ＣＡに進入する際、横偏差検出部２５により検出された状態に基づいて、横偏差と旋回出力との対応関係を決定する。

　より具体的には、図６に示すように、進入判定部２９により、コンバイン１が外周領域ＳＡから作業対象領域ＣＡに進入しようとしている状態であると判定されているとき、横偏差が第１閾値ｄ１を超えている場合、旋回出力算出部２６は、横偏差と旋回出力との対応関係を第１対応関係Ｍ１に決定する。

　また、進入判定部２９により、コンバイン１が外周領域ＳＡから作業対象領域ＣＡに進入しようとしている状態であると判定されているとき、横偏差が第１閾値ｄ１を超えていない場合、旋回出力算出部２６は、横偏差と旋回出力との対応関係を第２対応関係Ｍ２に決定する。

　そして、図５に示すように、グラフの横軸に横偏差、縦軸に旋回出力を取ったときの第１対応関係Ｍ１の傾きは、第２対応関係Ｍ２の傾きよりも小さい。即ち、第１対応関係Ｍ１における旋回出力は、第２対応関係Ｍ２における旋回出力よりも小さい。

　このように、走行制御部２４は、コンバイン１が外周領域ＳＡから作業対象領域ＣＡに進入する際、横偏差が第１閾値ｄ１を超えている場合、横偏差と旋回出力との対応関係を第１対応関係Ｍ１に決定する。

　また、走行制御部２４は、コンバイン１が外周領域ＳＡから作業対象領域ＣＡに進入する際、横偏差が第１閾値ｄ１を超えていない場合、横偏差と旋回出力との対応関係を第２対応関係Ｍ２に決定する。

　また、図４に示すように、横偏差検出部２５により検出された横偏差は、リトライ判定部２８へ送られる。また、進入判定部２９による判定結果も、リトライ判定部２８へ送られる。

　また、開始時判定部３０は、上述の自動走行開始ボタンの操作等の情報に基づいて、自動走行の開始時であるか否かを判定する。開始時判定部３０による判定結果も、リトライ判定部２８へ送られる。

　リトライ判定部２８は、自車位置算出部２１から受け取ったコンバイン１の位置座標と、経路算出部２３から受け取った刈取走行経路ＬＩと、進入判定部２９から受け取った判定結果と、に基づいて、コンバイン１が旋回しながら外周領域ＳＡから作業対象領域ＣＡに進入しようとしている状態であるか否かを判定する。

　また、リトライ判定部２８は、横偏差検出部２５から受け取った横偏差に基づいて、横偏差が第２閾値ｄ２を超えているか否かを判定する。

　そして、リトライ判定部２８は、リトライ判定部２８による上記の判定結果と、開始時判定部３０から受け取った判定結果と、に基づいて、リトライ条件が満たされているか否かを判定する。尚、リトライ条件とは、コンバイン１にリトライ走行を行わせるための条件である。本実施形態において、リトライ条件は、「自動走行開始時ではなく、且つ、コンバイン１が旋回しながら外周領域ＳＡから作業対象領域ＣＡに進入しようとしている状態であり、且つ、横偏差が第２閾値ｄ２を超えていること」である。また、リトライ走行とは、一旦後進してから再度前進して作業対象領域ＣＡへの進入を試みる走行である。

　尚、図６に示すように、コンバイン１の機体の向きが目標とする刈取走行経路ＬＩの延びる方向と同じまたは略同じであり、刈取走行経路ＬＩへ向かって前進しながら、機体左右方向において刈取走行経路ＬＩの位置へ機体を寄せていくケースは、「コンバイン１が旋回しながら外周領域ＳＡから作業対象領域ＣＡに進入しようとしている状態」には該当しない。

　また、図７に示すように、コンバイン１が、刈取走行経路ＬＩの終端からＵターン走行を開始し、別の刈取走行経路ＬＩの始端へ向かって走行していくケースは、「コンバイン１が旋回しながら外周領域ＳＡから作業対象領域ＣＡに進入しようとしている状態」に該当する。

　そして、リトライ判定部２８によってリトライ条件が満たされていると判定された場合、走行制御部２４は、コンバイン１がリトライ走行を行うように、コンバイン１の走行を制御する。

　このように、走行制御部２４は、コンバイン１が旋回しながら外周領域ＳＡから作業対象領域ＣＡに進入する際、横偏差が第２閾値ｄ２を超えている場合、コンバイン１に、一旦後進してから再度前進して作業対象領域ＣＡへの進入を試みる走行であるリトライ走行を行わせる。

　ここで、自動走行開始時である場合には、上述のリトライ条件は満たされない。即ち、コンバイン１が旋回しながら外周領域ＳＡから作業対象領域ＣＡに進入しようとしている状態であり、且つ、横偏差が第２閾値ｄ２を超えている場合であっても、自動走行開始時においては、リトライ判定部２８はリトライ条件が満たされていないと判定する。従って、この場合、走行制御部２４は、コンバイン１にリトライ走行を行わせない。

　このように、走行制御部２４は、自動走行開始時において、横偏差が第２閾値ｄ２を超えている場合、コンバイン１にリトライ走行を行わせない。

　また、図４に示すように、リトライ判定部２８による判定結果は、旋回出力算出部２６へ送られる。旋回出力算出部２６は、リトライ判定部２８による判定結果に基づいて、横偏差と旋回出力との対応関係を決定する。

　より具体的には、リトライ判定部２８により、リトライ条件が満たされていると判定された場合、旋回出力算出部２６は、横偏差と旋回出力との対応関係を、第３対応関係Ｍ３に決定する。

　即ち、走行制御部２４は、リトライ走行が行われている場合、横偏差と旋回出力との対応関係を第３対応関係Ｍ３に決定する。

　そして、図５に示すように、グラフの横軸に横偏差、縦軸に旋回出力を取ったときの第３対応関係Ｍ３の傾きは、第１対応関係Ｍ１の傾きよりも大きく、第２対応関係Ｍ２の傾きよりも小さい。即ち、第３対応関係Ｍ３における旋回出力は、第１対応関係Ｍ１における旋回出力よりも大きく、第２対応関係Ｍ２における旋回出力よりも小さい。

　尚、本実施形態において、旋回出力算出部２６は、横偏差に基づく制御におけるゲイン（係数）を決定することにより、横偏差と旋回出力との対応関係を決定する。即ち、このゲインを決定することは、本発明に係る「横偏差と旋回出力との対応関係を決定する」ことに相当する。また、図５に示すグラフにおいては、このゲインが大きいほど、傾きが大きくなる。

　〔自動走行制御システムによる走行制御〕
　以下では、自動走行制御システム２による走行制御の例として、コンバイン１が図６から図８に示すように走行した場合について説明する。

　図６に示す例では、コンバイン１は、外周領域ＳＡにおける位置Ｐ１から、刈取走行経路ＬＩの始点である位置Ｐ３へ向かって走行する。即ち、図６に示す例では、コンバイン１は、外周領域ＳＡから作業対象領域ＣＡに進入する。このとき、進入判定部２９は、コンバイン１が外周領域ＳＡから作業対象領域ＣＡに進入しようとしている状態であると判定する。進入判定部２９による判定結果は、旋回出力算出部２６及びリトライ判定部２８へ送られる。

　ここで、位置Ｐ１における横偏差は、第１閾値ｄ１より大きい。このときの横偏差は、横偏差検出部２５により検出され、旋回出力算出部２６及びリトライ判定部２８へ送られる。

　また、上述の通り、コンバイン１の機体の向きが、目標とする刈取走行経路ＬＩの延びる方向と同じまたは略同じであり、刈取走行経路ＬＩへ向かって前進しながら、機体左右方向において刈取走行経路ＬＩの位置へ機体を寄せていくケースは、「コンバイン１が旋回しながら外周領域ＳＡから作業対象領域ＣＡに進入しようとしている状態」には該当しない。

　そのため、図６に示す例では、リトライ判定部２８は、リトライ条件が満たされていないと判定する。リトライ判定部２８による判定結果は、旋回出力算出部２６へ送られる。

　以上のことから、コンバイン１が位置Ｐ１に位置しているとき、旋回出力算出部２６は、横偏差と旋回出力との対応関係を第１対応関係Ｍ１に決定する。

　その後、コンバイン１の走行に伴って横偏差は減少していく。そして、コンバイン１が位置Ｐ２に到達したとき、横偏差は第１閾値ｄ１に等しくなる。このとき、旋回出力算出部２６は、横偏差と旋回出力との対応関係を第２対応関係Ｍ２に決定する。

　即ち、コンバイン１が位置Ｐ２に到達する直前まで、横偏差と旋回出力との対応関係は第１対応関係Ｍ１である。そして、コンバイン１が位置Ｐ２に到達したとき、横偏差と旋回出力との対応関係は第２対応関係Ｍ２に変化する。

　その後、コンバイン１が位置Ｐ３に到達するまで、横偏差と旋回出力との対応関係は第２対応関係Ｍ２のまま維持される。

　また、図７に示す例では、コンバイン１は、刈取走行経路ＬＩのうちの１つである第１経路ＬＩ１の終端からＵターン走行を開始し、別の刈取走行経路ＬＩである第２経路ＬＩ２の始端へ向かって走行していく。

　ここで、図７における位置Ｐ４は、第１経路ＬＩ１の終端である。また、位置Ｐ７は、第２経路ＬＩ２の始端である。即ち、コンバイン１は、位置Ｐ４から、位置Ｐ７へ向かってＵターン走行を行う。

　図７においては、このときの目標旋回ラインが、位置Ｐ４と位置Ｐ７とを結ぶ破線により示されている。しかしながら、図７に示す例では、コンバイン１は、この目標旋回ラインを逸脱し、位置Ｐ５に到達する。ここで、位置Ｐ５における横偏差は、第２閾値ｄ２より大きい。このときの横偏差は、横偏差検出部２５により検出され、旋回出力算出部２６及びリトライ判定部２８へ送られる。

　また、このＵターン走行において、進入判定部２９は、コンバイン１が外周領域ＳＡから作業対象領域ＣＡに進入しようとしている状態であると判定する。進入判定部２９による判定結果は、旋回出力算出部２６及びリトライ判定部２８へ送られる。

　また、このＵターン走行において、開始時判定部３０は、自動走行の開始時ではないと判定する。開始時判定部３０による判定結果は、リトライ判定部２８へ送られる。

　また、上述の通り、コンバイン１が、刈取走行経路ＬＩの終端からＵターン走行を開始し、別の刈取走行経路ＬＩの始端へ向かって走行していくケースは、「コンバイン１が旋回しながら外周領域ＳＡから作業対象領域ＣＡに進入しようとしている状態」に該当する。

　従って、コンバイン１が位置Ｐ５に到達したとき、リトライ判定部２８は、リトライ条件が満たされていると判定する。これにより、走行制御部２４は、コンバイン１がリトライ走行を行うように、コンバイン１の走行を制御する。そのため、コンバイン１は、位置Ｐ５からリトライ走行を行う。

　また、リトライ判定部２８による判定結果は、旋回出力算出部２６へ送られる。リトライ判定部２８により、リトライ条件が満たされていると判定されたため、旋回出力算出部２６は、横偏差と旋回出力との対応関係を、第３対応関係Ｍ３に決定する。

　このリトライ走行において、コンバイン１は、位置Ｐ５から一旦後進し、位置Ｐ６に到達する。そして、位置Ｐ６から再度前進し、作業対象領域ＣＡへの進入を試みる。その結果、コンバイン１は、位置Ｐ７へ到達すると共に、作業対象領域ＣＡへ進入する。

　尚、コンバイン１が位置Ｐ５から後進を開始した時点から、コンバイン１が位置Ｐ７に到達するまで、横偏差と旋回出力との対応関係は第３対応関係Ｍ３のまま維持される。

　また、図８に示す例では、コンバイン１は、外周領域ＳＡにおける位置Ｐ８から自動走行を開始する。このとき、開始時判定部３０は、自動走行の開始時であると判定する。開始時判定部３０による判定結果は、リトライ判定部２８へ送られる。

　位置Ｐ８において、コンバイン１の機体の向きは、目標とする刈取走行経路ＬＩの延びる方向に対して垂直な方向である。そのため、コンバイン１は、位置Ｐ８から、旋回しながら刈取走行経路ＬＩの始点へ向かって走行する。

　そして、コンバイン１は位置Ｐ９に到達する。位置Ｐ９における横偏差は、第２閾値ｄ２より大きい。このときの横偏差は、横偏差検出部２５により検出され、旋回出力算出部２６及びリトライ判定部２８へ送られる。

　即ち、コンバイン１が位置Ｐ９に到達したとき、横偏差は第２閾値ｄ２を超えている。しかしながら、上述の通り、開始時判定部３０は、自動走行の開始時であると判定している。

　そのため、リトライ判定部２８は、リトライ条件が満たされていないと判定する。従って、図８に示す例では、リトライ走行は行われない。

　尚、本実施形態において、走行制御部２４は、開始時判定部３０により自動走行の開始時であると判定され、且つ、横偏差検出部２５により検出された横偏差が第２閾値ｄ２を超えた場合、コンバイン１の走行を停止する。

　そのため、図８に示す例では、位置Ｐ９においてコンバイン１は停車する。

　〔出力レベルについて〕
　上述の通り、出力変換部２７は、旋回出力算出部２６から受け取った旋回出力に基づいて、出力レベルを決定する。そして、走行制御部２４は、出力変換部２７により決定された出力レベルに応じて走行装置１１を制御することにより、コンバイン１の走行を制御する。

　図９では、旋回出力と、出力変換部２７により決定される出力レベルと、の対応関係が示されている。

　図９に示すように、旋回出力が０（ゼロ）以上且つＹ１未満のとき、出力レベルは０（ゼロ）となる。

　また、旋回出力がＹ１以上且つＹ２未満のとき、出力レベルはＢ１となる。

　また、旋回出力がＹ２以上且つＹ３未満のとき、出力レベルはＢ２となる。

　また、旋回出力がＹ３以上且つＸ１未満のとき、出力レベルはＢ３となる。

　また、旋回出力がＸ１以上且つＸ２未満のとき、出力レベルはＡ１となる。

　また、旋回出力がＸ２以上且つＸ３未満のとき、出力レベルはＡ２となる。

　以降、同様に、旋回出力が大きいほど、出力レベルはＡ３、Ａ４、Ａ５……と高くなる。尚、図９においては、出力レベルはＡ３までしか示されていない。

　出力レベルがＡ２以上である場合、走行制御部２４は、走行装置１１における旋回内側のサイドブレーキ（図示せず）を制動状態に制御する。このとき、走行制御部２４は、出力レベルが高いほど、サイドブレーキの制動力が大きくなるようにサイドブレーキを制御する。

　また、出力レベルがＡ１以下である場合、走行制御部２４は、走行装置１１における旋回内側のサイドクラッチ（図示せず）を切状態に制御する。尚、このとき、サイドブレーキは制動状態に制御されない。

　以下では、出力レベルがＡ１以下である場合について詳述する。

　出力レベルがＡ１以下である場合、図１０から図１３に示すように、走行制御部２４は、走行装置１１における旋回内側のサイドクラッチを、周期的に制御する。尚、各周期の長さはＴである。

　出力レベルがＡ１である場合、図１０に示すように、各周期において、旋回内側のサイドクラッチは常に切状態に制御される。即ち、出力レベルがＡ１である間は、旋回内側のサイドクラッチは切状態に維持される。

　出力レベルがＢ３である場合、図１１に示すように、各周期において、まず、時間ｔ１に亘って、旋回内側のサイドクラッチが切状態に制御される。その後、時間ｓ１に亘って、旋回内側のサイドクラッチが入状態に制御される。尚、時間ｔ１は時間ｓ１よりも長い。

　これにより、出力レベルがＢ３である場合は、出力レベルがＡ１である場合に比べて、コンバイン１が緩やかに旋回する。

　出力レベルがＢ２である場合、図１２に示すように、各周期において、まず、時間ｔ２に亘って、旋回内側のサイドクラッチが切状態に制御される。その後、時間ｓ２に亘って、旋回内側のサイドクラッチが入状態に制御される。尚、時間ｔ２は時間ｓ２よりも長く、時間ｔ１よりも短い。

　これにより、出力レベルがＢ２である場合は、出力レベルがＢ３である場合に比べて、コンバイン１が緩やかに旋回する。

　出力レベルがＢ１である場合、図１３に示すように、各周期において、まず、時間ｔ３に亘って、旋回内側のサイドクラッチが切状態に制御される。その後、時間ｓ３に亘って、旋回内側のサイドクラッチが入状態に制御される。尚、時間ｔ３は時間ｓ３よりも短く、時間ｔ２よりも短い。

　これにより、出力レベルがＢ１である場合は、出力レベルがＢ２である場合に比べて、コンバイン１が緩やかに旋回する。

　尚、本実施形態においては、図１１から図１３に示すように、時間ｔ１は時間ｔ３の３倍の長さである。また、時間ｔ２は時間ｔ３の２倍の長さである。

　また、出力レベルが０（ゼロ）である場合は、左右のサイドクラッチは何れも入状態に維持される。即ち、出力レベルが０（ゼロ）である場合は、コンバイン１は旋回せず直進する。

　以上で説明した構成であれば、コンバイン１の状態に基づいて、横偏差と旋回出力との対応関係が決定される。従って、コンバイン１の状態に応じた旋回出力を算出可能な自動走行制御システム２を実現できる。

［第１実施形態の別実施形態］
　以下、上記した実施形態を変更した別実施形態について説明する。以下の各別実施形態で説明している事項以外は、上記した実施形態で説明している事項と同様である。上記した実施形態及び以下の各別実施形態は、矛盾が生じない範囲で、適宜組み合わせてもよい。なお、本発明の範囲は、上記した実施形態及び以下の各別実施形態に限定されるものではない。

　（１）走行装置１１は、ホイール式であっても良いし、セミクローラ式であっても良い。

　（２）上記実施形態においては、経路算出部２３により算出される刈取走行経路ＬＩは、互いに平行な複数の平行線である。しかしながら、本発明はこれに限定されず、経路算出部２３により算出される刈取走行経路ＬＩは、互いに平行な複数の平行線でなくても良い。例えば、経路算出部２３により算出される刈取走行経路ＬＩは、縦横方向に延びる複数のメッシュ線であっても良いし、渦巻き状の走行経路であっても良い。

　（３）上記実施形態においては、オペレータは、コンバイン１を手動で操作し、図２に示すように、圃場内の外周部分において、圃場の境界線に沿って周回するように刈取走行を行う。しかしながら、本発明はこれに限定されず、コンバイン１が自動で走行し、圃場内の外周部分において、圃場の境界線に沿って周回するように刈取走行を行うように構成されていても良い。また、このときの周回数は、３周以外の数であっても良い。例えば、このときの周回数は２周であっても良い。

　（４）自車位置算出部２１、領域算出部２２、経路算出部２３、走行制御部２４のうち、一部または全てがコンバイン１の外部に備えられていても良いのであって、例えば、コンバイン１の外部に設けられた管理サーバに備えられていても良い。

　（５）図７に示す例では、コンバイン１が位置Ｐ５から後進を開始した時点から、コンバイン１が位置Ｐ７に到達するまで、横偏差と旋回出力との対応関係は第３対応関係Ｍ３のまま維持される。しかしながら、本発明はこれに限定されず、コンバイン１が位置Ｐ５から後進を開始した時点から、コンバイン１が位置Ｐ６に到達するまで、横偏差と旋回出力との対応関係は、第３対応関係Ｍ３以外の対応関係であっても良い。この場合、コンバイン１が位置Ｐ６から前進を開始した時点で、横偏差と旋回出力との対応関係が第３対応関係Ｍ３に変化しても良い。

　（６）走行制御部２４は、自動走行開始時において、横偏差が第２閾値ｄ２を超えている場合、コンバイン１にリトライ走行を行わせるように構成されていても良い。

　（７）第３対応関係Ｍ３における旋回出力は、第１対応関係Ｍ１における旋回出力よりも小さくても良い。

　（８）走行制御部２４は、リトライ走行が行われている場合、横偏差と旋回出力との対応関係を第３対応関係Ｍ３以外の対応関係に決定しても良い。例えば、走行制御部２４は、リトライ走行が行われている場合、横偏差と旋回出力との対応関係を第１対応関係Ｍ１に決定しても良い。

　（９）走行制御部２４は、コンバイン１が旋回しながら外周領域ＳＡから作業対象領域ＣＡに進入する際、横偏差が第２閾値ｄ２を超えている場合、コンバイン１にリトライ走行を行わせず、コンバイン１を停車させるように構成されていても良い。

　（１０）第１対応関係Ｍ１における旋回出力は、第２対応関係Ｍ２における旋回出力よりも大きくても良い。

　（１１）本発明に係る「検出部」は、上記実施形態における横偏差検出部２５に限定されない。例えば、本発明に係る「検出部」に相当する部材として、コンバイン１の車速を検出する車速検出部が備えられていても良い。この場合、走行制御部２４は、コンバイン１が外周領域ＳＡから作業対象領域ＣＡに進入する際、車速検出部により検出された車速に基づいて、横偏差と旋回出力との対応関係を決定するように構成されていても良い。

　また、例えば、本発明に係る「検出部」に相当する部材として、コンバイン１の作業内容を検出する作業内容検出部が備えられていても良い。作業内容とは、例えば、収穫対象作物の種類等である。この場合、走行制御部２４は、コンバイン１が外周領域ＳＡから作業対象領域ＣＡに進入する際、作業内容検出部により検出された作業内容に基づいて、横偏差と旋回出力との対応関係を決定するように構成されていても良い。

　（１２）第１閾値ｄ１は、第２閾値ｄ２より大きくても良いし、第２閾値ｄ２より小さくても良いし、第２閾値ｄ２と同一であっても良い。

　（１３）出力変換部２７は、設けられていなくても良い。

　（１４）リトライ判定部２８は、設けられていなくても良い。

　（１５）開始時判定部３０は、設けられていなくても良い。

　（１６）上記実施形態における各部材の機能をコンピュータに実現させる自動走行制御プログラムとして構成されていても良い。また、上記実施形態における各部材の機能をコンピュータに実現させる自動走行制御プログラムが記録された記録媒体として構成されていても良い。また、上記実施形態において各部材により行われることを一つまたは複数のステップにより行う自動走行制御方法として構成されていても良い。

［第２実施形態］
　以下、図１４～図２２を参照しながら、本発明による制御装置を搭載した自動走行可能な作業車の一例として、普通型のコンバインを取り上げ、本発明の第２実施形態として説明する。なお、以下では、特に断りがない限り、「前」(図１４に示す矢印Ｆの方向)は車体前後方向（走行方向）に関して前方を意味し、「後」(図１４に示す矢印Ｂの方向)は車体前後方向（走行方向）に関して後方を意味する。また、左右方向または横方向は、車体前後方向に直交する車体横断方向（車体幅方向）を意味する。「上」(図１４に示す矢印Ｕの方向)及び「下」(図１４に示す矢印Ｄの方向)は、車体１１０の鉛直方向（垂直方向）での位置関係であり、地上高さにおける関係を示す。

　図１４に示すように、このコンバインは、車体１１０、クローラ式の走行装置１１１、運転部１１２、脱穀装置１１３、収穫物タンクとしての穀粒タンク１１４、収穫部１１５、搬送装置１１６、穀粒排出装置１１８、自車位置検出ユニット１８０を備えている。

　走行装置１１１は、車体１１０の下部に備えられている。コンバインは、走行装置１１１によって自走可能に構成されている。運転部１１２、脱穀装置１１３、穀粒タンク１１４は、走行装置１１１の上方に備えられている。運転部１１２には、コンバインを運転する運転者及びコンバインの作業を監視する監視者が搭乗可能である。なお、監視者は、コンバインの機外からコンバインの作業を監視してもよい。

　穀粒排出装置１１８は、穀粒タンク１１４の後下部に連結されている。また、自車位置検出ユニット１８０は、運転部１１２の上面に取り付けられている。

　収穫部１１５は、コンバインにおける前部に備えられている。そして、搬送装置１１６は、収穫部１１５の後方に設けられている。コンバインは、収穫部１１５によって圃場の穀物を収穫しながら走行装置１１１によって走行する作業走行が可能である。

　収穫部１１５で刈り取られた刈取穀稈は、搬送装置１１６によって脱穀装置１１３へ搬送される。脱穀装置１１３において、刈取穀稈は脱穀処理される。脱穀処理により得られた穀粒は、穀粒タンク１１４に貯留される。穀粒タンク１１４に貯留された穀粒は、必要に応じて（満杯など）、穀粒排出装置１１８によって機外に排出される。

　また、運転部１１２には、汎用端末１０４が配置されている。本実施形態において、汎用端末１０４は、運転部１１２に固定されている。しかしながら、本発明はこれに限定されず、汎用端末１０４は、運転部１１２に対して着脱可能に構成されていても良い。また、汎用端末１０４は、コンバインの機外に持ち出し可能であってもよい。

　図１５に示すように、このコンバインは、圃場において設定された走行経路に沿って自動走行する。これには、自車位置の情報が必要である。自車位置検出ユニット１８０には、衛星測位モジュール１８１と慣性計測モジュール１８２とが含まれている。衛星測位モジュール１８１は、人工衛星ＧＳから送信される位置情報であるＧＮＳＳ（global navigation satellite system）信号（ＧＰＳ信号を含む）を受信して、自車位置を算出するための測位データを出力する。慣性計測モジュール１８２には、ジャイロ加速度センサ及び磁気方位センサが組み込まれている。そして、慣性計測モジュール１８２は、瞬時の走行方向を示す信号を出力する。慣性計測モジュール１８２は、衛星測位モジュール１８１による自車位置の算出を補完するために用いられる。慣性計測モジュール１８２は、衛星測位モジュール１８１とは別の場所に配置されてもよい。

　このコンバインによって圃場での収穫作業を行う場合の手順は、以下に説明する通りである。まず、運転者兼監視者は、コンバインを操作し、図１５に示すように、圃場内の外周部分において、圃場の境界線に沿って周囲刈り走行しながら収穫を行う。周囲刈り走行により刈取り収穫作業の終わった領域は、外周領域ＳＡとして設定される。そして、外周領域ＳＡの内側に残された内部領域は未刈領域ＣＡ１である。未刈領域ＣＡ１は、今後の作業対象の領域として設定される。この実施形態では、未刈領域ＣＡ１が四角形となるように、周囲刈り走行が行われる。もちろん、三角形や五角形の未刈領域ＣＡ１が採用されてもよい。

　外周領域ＳＡは、作業対象の領域である未刈領域ＣＡ１において収穫走行を行うときに、コンバインが方向転換するためのスペースとして利用される。また、外周領域ＳＡは、収穫走行を一旦終えて穀粒の排出場所へ移動する際や、燃料の補給場所へ移動する際等の移動用のスペースとしても利用される。このため、外周領域ＳＡの幅をある程度広く確保するために、自動または手動によって、２～３周の周囲刈り走行が行われる。

　なお、図１５に示す運搬車ＣＶは、コンバインが穀粒排出装置１１８から排出した穀粒を収集し、乾燥施設等へ運搬する。穀粒排出の際、コンバインは、外周領域ＳＡを通って運搬車ＣＶの近傍へ移動した後、穀粒排出装置１１８によって穀粒を運搬車ＣＶへ排出する。その後、コンバインは、外周領域ＳＡを通って、作業を中断した位置である作業開始点に戻る。

　未刈領域ＣＡ１の形状を示す未作業マップデータが、既作業領域である外周領域ＳＡの内周形状に基づいて作成される。この未作業マップデータに基づいて、未刈領域ＣＡ１を自動運転で作業するために、線状（直線又は湾曲線または屈曲線）の経路が作業用走行経路として未刈領域ＣＡ１に設定される。また、１つの作業用走行経路から次の作業用走行経路に移行するための旋回走行経路が外周領域ＳＡに設定される。未作業マップデータは、未刈領域ＣＡ１に対する作業の進行に伴って更新される。

　未刈領域ＣＡ１を作業走行（収穫走行）する際に用いられる走行パターンとして、図１６に示す往復走行パターンと、図１７に示す渦巻き走行パターンとがある。往復走行パターンでコンバインが走行する経路は、未刈領域ＣＡ１の外形を示す多角形の一辺に平行な作業用走行経路を含む。また、往復走行パターンでコンバインが走行する経路は、Ｕターン旋回経路を含む。渦巻き走行パターンでコンバインが走行する経路は、未刈領域ＣＡ１の外形を示す多角形の一辺に平行な作業用走行経路を含む。また。渦巻き走行パターンでコンバインが走行する経路は、アルファターン経路を含む。アルファターン経路は、直進経路と後進旋回経路と前進旋回経路とからなり、周方向で隣り合う作業用走行経路をつなぐ旋回経路である。

　図１８に、コンバインの制御系が示されている。この制御系は、制御装置１０５と、各種入出力機器と、から構成されている。制御装置１０５は、１つ以上の電子制御ユニットからなる。電子制御ユニットは、ＥＣＵと呼ばれる。また、各種入出力機器と制御装置１０５との間で、車載ＬＡＮなどの配線網を通じて、信号通信（データ通信）が行われる。

　制御装置１０５は、この制御系の中核要素である。また、制御装置１０５は、複数のＥＣＵの集合体として示されている。自車位置検出ユニット１８０からの信号は、車載ＬＡＮを通じて制御装置１０５に入力される。

　制御装置１０５は、入出力インタフェースとして、報知部５０１と入力処理部５０２と出力処理部５０３とを備えている。

　報知部５０１は、制御装置１０５の各機能部からの指令等に基づいて報知データを生成し、報知デバイス１６２に与える。報知デバイス１６２は、運転者等に作業走行状態や種々の警告を報知するためのデバイスである。報知デバイス１６２は、例えば、ブザー、ランプ、スピーカ、ディスプレイなどである。

　入力処理部５０２には、走行状態センサ群１６３、作業状態センサ群１６４、人為操作具１６５、などが接続されている。作業状態センサ群１６４には、穀粒タンク１１４内の穀粒貯留量を検出するセンサが含まれている。人為操作具１６５は、レバー、スイッチ、ボタンなどの総称である。人為操作具１６５は、運転者によって手動操作される。そして、人為操作具１６５の操作信号は、制御装置１０５に入力される。

　出力処理部５０３は、機器ドライバ１７３を介して種々の動作機器１７０と接続している。動作機器１７０として、走行関係の機器である走行機器群１７１と作業関係の機器である作業機器群１７２とがある。走行機器群１７１には、車体１１０を操舵する操舵機器が含まれている。この操舵機器は、この実施形態のようにクローラ式の走行装置１１１が採用されている場合には、左右のクローラの速度を変更する機器である。操舵輪方式の走行装置１１１が採用されている場合には、操舵機器は、操舵輪の操舵角を変更する機器である。

　制御装置１０５には、自車位置算出部１４０、車体方位算出部１４１、車速算出部１４２、走行制御部１５１、作業制御部１５２、走行モード管理部１５３、作業領域決定部１５４、走行経路算出部１５５、横偏差算出部１５６、目標点推定部１５７、補正方位演算ユニット１０９Ａ、制御演算ユニット１０９Ｂが備えられている。

　自車位置算出部１４０は、自車位置検出ユニット１８０から逐次送られてくる測位データに基づいて、自車位置を地図座標（または圃場座標）の形式で算出する。その際、自車位置として、車体１１０の基準点となる特定箇所（例えば車体中心や収穫部１１５の端部など）の位置を設定することができる。

　車体方位算出部１４１は、自車位置算出部１４０によって経時的に算出された複数の自車位置に基づいて、車体方位を算出する。車体方位は、車体１１０の向きを示している。なお、慣性計測モジュール１８２からの出力データに含まれている方位データに基づいて、車体方位を算出することも可能である。車速算出部１４２は、車速センサまたはトランスミッションの変速状態から車速を算出する。

　作業領域決定部１５４は、走行軌跡算出機能、及び、未刈領域決定機能を有する。走行軌跡算出機能とは、自車位置算出部１４０によって算出された自車位置を経時的にプロットすることによって走行軌跡データを算出する機能である。未刈領域決定機能とは、走行軌跡算出機能により算出された走行軌跡データに基づいて、未作業マップデータを作成する機能である。未作業マップデータとは、作業対象の領域となる未刈領域ＣＡ１の形状を示すデータである。

　走行経路算出部１５５は、登録されている経路算出アルゴリズムによって、未刈領域ＣＡ１を網羅する自動走行のための目標走行経路となる走行経路（作業用走行経路、Ｕターン走行経路、アルファターン経路など）を算出する。

　走行制御部１５１は、エンジン制御機能や走行装置制御機能（車体１１０の操舵制御や車速制御を含む）などを有している。走行制御部１５１は、走行機器群１７１に走行制御信号を与える。作業制御部１５２は、収穫作業装置（収穫部１１５、脱穀装置１１３、搬送装置１１６、穀粒排出装置１１８など）の動きを制御するために、作業機器群１７２に作業制御信号を与える。

　走行制御部１５１には、手動走行制御部５１１と自動走行制御部５１２と目標走行経路設定部５１３とが含まれている。自動走行モードが設定されると、コンバインの走行は、自動走行となる。また、手動走行モードが設定されると、コンバインの走行は、手動走行となる。このような走行モードの切り替えは、走行モード管理部１５３によって管理される。目標走行経路設定部５１３は、自動走行モードが設定された場合に、走行経路算出部１５５によって算出された作業用走行経路と旋回走行経路とを用いて、目標走行経路を設定する。

　横偏差算出部１５６は、目標走行経路設定部５１３によって設定された目標走行経路の経路方位（経路の延び方向）に直交する方向での自車位置から目標走行経路までの距離を横偏差として算出する。

　手動走行モードが選択されている場合、運転者による操作に基づいて、手動走行制御部５１１が、対応する走行機器群１７１に、制御信号を与える。このとき、制御信号は、機器ドライバ１７３を介して与えられる。これにより、手動走行が実現する。

　自動走行モードが設定されている場合、自動走行制御部５１２が、対応する走行機器群１７１に、自動操舵及び停止を含む車速変更の制御信号を与える。このとき、制御信号は、機器ドライバ１７３を介して与えられる。これにより、自動走行が実現する。自動走行制御部５１２は、以下に説明するように、制御演算ユニット１０９Ｂから出力される制御量に基づいて、自動操舵のための制御信号を出力する。

　次に、図１９と図２０とを用いて、補正方位演算ユニット１０９Ａ及び制御演算ユニット１０９Ｂにおける演算時のデータの流れを説明する。なお、図２０に示されている符号は次のように定義されている。ＲＰは、車体１１０の基準点（車体中心や作業装置中心など）を示している。基準点：ＲＰは、自車位置算出部１４０により算出された自車位置に基づいて算出される。ＴＬは、目標走行経路設定部５１３によって設定された、自動走行のための目標走行経路である。ＲＬは、車体１１０の基準点：ＲＰを通って、目標走行経路：ＴＬに平行な仮想線である。ＤＬは、車体１１０の前後方向の向きである車体方位を示す車体方位線である。図２０では、車体方位線：ＤＬは、仮想線：ＲＬに対して傾斜しており、その傾斜角度はγで示されている。コンバインの車体１１０は、目標走行経路：ＴＬに対して紙面右側に離れている。車体１１０の車体方位線：ＤＬは、車体走行方向に進むほど目標走行経路：ＴＬから離れる向きとなっている。ｄは、横偏差算出部１５６によって算出される車体１１０の横偏差である。ＶＰは、目標点推定部１５７によって算出される推定目標点である。ＡＰは補助点である。補助点：ＡＰは、自車位置における車体１１０の基準点：ＲＰから目標走行経路：ＴＬへの射影点である。ＡＬ１は第１補助線である。この第１補助線は、推定目標点：ＶＰと車体１１０の基準点：ＲＰとを通る直線である。ＡＬ２は第２補助線である。この第２補助線は、後述する第２補正方位に対応する補正角（αで示されている）だけ、第１補助線：ＡＬ１に対して角度をもって基準点：ＲＰから径方向に延びた直線である。

　目標点推定部１５７は、現時点から車体１１０が走行した後の位置（未来自車位置）に対応する、目標走行経路：ＴＬ上の位置である推定目標点：ＶＰを算出する。この推定目標点：ＶＰの算出は、例えば、次の方法で算出できる。
（１）補助点：ＡＰを出発点として、目標走行経路：ＴＬを所定時間だけ移動した後の位置を推定目標点：ＶＰとする。その際の移動速度を現時点の車速とする場合は、車速算出部１４２によって算出された車速が用いられる。所定時間は、予め設定されていてもよいし、収穫物の状態や圃場状態によって自動的にあるいは人為的（運転者や管理者）に選択されてもよい。コンバインの場合、所定時間は、０．５秒から５秒ぐらいが好ましい。
（２）補助点：ＡＰを出発点として、目標走行経路：ＴＬ上で所定距離だけ離れた位置を推定目標点：ＶＰとする。当該所定距離は、予め設定されていてもよいし、収穫物の状態や圃場状態によって自動的にあるいは人為的（運転者や管理者）に選択されてもよい。コンバインの場合、所定距離は、１ｍから数ｍぐらいが好ましい。

　補正方位演算ユニット１０９Ａは、推定目標点：ＶＰと自車位置との間の偏差を解消する補正方位を演算する。この補正方位は、車体１１０が目標走行経路：ＴＬに乗るための目標となる操舵方位（操舵制御における操舵量）である。この実施形態では、図１９に示すように、補正方位演算ユニット１０９Ａは、補正方位を演算するために、推定方位偏差算出部１９０と、第１制御器１９１と、第２制御器１９２と、演算器１９３とを備えている。

　推定方位偏差算出部１９０は、第１補助線：ＡＬ１と仮想線：ＲＬとがなす角度（図２０ではβで示されている）を推定方位偏差として算出する。第１制御器１９１は、推定方位偏差を入力パラメータとして、車体１１０の仮の操舵目標となるべき第１補正方位を出力する。第１補正方位は、推定方位偏差を解消するために演算された、操舵制御における操舵方位である。推定方位偏差は、車体１１０が推定目標点：ＶＰに向かうための角度：βに対応しているので、第１制御器１９１からの出力は、入力である推定方位偏差に比例することが好ましい。このことから、この実施形態では、第１制御器１９１は比例制御器として構成されている。

　第２制御器１９２は、横偏差：ｄを入力パラメータとして第２補正方位を出力する。第２制御器１９２は、横偏差：ｄに基づく補正角度（図２０ではαで示されている）を演算しており、この第２補正方位は、この補正角度：αに対応する、操舵制御における操舵方位である。第２制御器１９２は、横偏差：ｄを縮小するように車体１１０の向きを変更するための操舵方位を算出するものであり、この実施形態では、積分制御器として構成されている。もちろん、第２制御器１９２は、比例制御器として構成されてもよい。

　演算器１９３は、第１補正方位と第２補正方位との加算演算を行い、演算結果として補正方位を出力する。この加算演算は、図２０を参照して角度で表現すれば、α＋βに対応する。この補正方位が、補正方位演算ユニット１０９Ａの出力値であり、制御演算ユニット１０９Ｂに与えられる。演算器１９３における加算演算として、単純加算以外に重み演算などが用いられてもよい。また、第２制御器１９２が省略されてもよい。その場合には、演算器１９３は不要となる。

　制御演算ユニット１０９Ｂは、車体１１０が目標走行経路：ＴＬに沿って走行するための制御量を出力するために、演算器１９５と操舵制御器１９６とを備えている。操舵制御器１９６は、ＰＩ制御器またはＰ制御器として構成されている。この実施形態では、制御演算ユニット１０９Ｂは、入力パラメータとして、補正方位演算ユニット１０９Ａからの補正方位だけでなく、車体方位算出部１４１で算出された現時点の車体方位も用いる。この現時点の車体方位は、仮想線：ＲＬと車体方位線：ＤＬとのなす角度（図２０ではγで示されている）に相当する。演算器１９５は、補正方位と車体方位との加算演算を行う。この加算演算は、図２０を参照して角度で表現すれば、θ（＝α＋β＋γ）に対応する。演算器１９５の演算出力は、操舵制御器１９６の制御目標値として操舵制御器１９６に与えられる。さらに、操舵制御器１９６からの出力値は、操舵のための制御量として、自動走行制御部５１２に与えられる。

　次に、自動走行制御部５１２で行われる、制御演算ユニット１０９Ｂから与えられた制御量を入力制御量として操舵出力を導出する演算を図２１と図２２とを用いて説明する。

　自動走行制御部５１２は、制御演算ユニット１０９Ｂから与えられた制御量（操舵入力と称する）を、１６ビット化して、操舵出力として出力している。一般には、図２１に示すグラフのように、操舵入力は各ビットに均等に割り当てられ、操舵出力が導出される。このような演算を改善して、ゼロに近い小さな入力制御量に対して精密な操舵が実現するために、ビット拡張機能が導入された演算が、図２２に示されている。ここでは、操舵入力の最小領域に対応する、１ビットは、さらに４分割される。これにより、ゼロに近い小さな制御量が制御演算ユニット１０９Ｂから入力されても、それに見合った小さな制御出力が導出される。その結果、微細な制御信号を出力することができ、精密な操舵が実現する。

［第２実施形態の別実施形態］
　以下、上記した実施形態を変更した別実施形態について説明する。以下の各別実施形態で説明している事項以外は、上記した実施形態で説明している事項と同様である。上記した実施形態及び以下の各別実施形態は、矛盾が生じない範囲で、適宜組み合わせてもよい。なお、本発明の範囲は、上記した実施形態及び以下の各別実施形態に限定されるものではない。

（１）図２０を用いて説明した実施形態では、推定目標点：ＶＰを推定するために用いられる補助点（出発点）：ＡＰは、車体１１０の基準点：ＲＰから目標走行経路：ＴＬに下ろした垂線と目標走行経路：ＴＬとの交点（射影点）であった。これに代えて、基準点：ＲＰから目標走行経路：ＴＬに対して９０°に所定角をプラスマイナスした角度で下した線と目標走行経路：ＴＬとの交点（射影点）を補助点：ＡＰとしてもよい。その際、当該所定角は０より大きく数十度までの角度であり、固定値でもよいし、車速や圃場状態によって手動または自動で変更されてもよい。さらに、車体方位線：ＤＬと目標走行経路：ＴＬとの交点が補助点：ＡＰより車体１１０の進行方向下流側に位置する場合には、車体方位線：ＤＬと目標走行経路：ＴＬとの交点を補助点：ＡＰとしてもよい。

（２）上述した実施形態では、実質的な収穫作業は、コンバインの直線状の走行経路に沿った走行によって行われている。この直線状の走行経路は、１本の直線に限定されない。折れ曲がった経路でもよいし、大きな曲率半径で湾曲した経路でもよいし、蛇行形状の経路でもよい。

（３）上述した実施形態では、未刈領域ＣＡ１の形状は四角形であったが、これが三角形や五角形などの他の多角形であってもよい。

（４）図１８及び図１９で示された制御装置１０５の機能ブロック群は、わかりやすい説明を目的としており、各機能ブロックは、さらに分割されたり、統合されたり、省略されたりしてもよい。また、その機能ブロックの全てまたは一部は、汎用端末１０４に構築されていても良い。

（５）上記実施形態における各部材の機能をコンピュータに実現させる制御プログラムとして構成されていても良い。また、上記実施形態における各部材の機能をコンピュータに実現させる制御プログラムが記録された記録媒体として構成されていても良い。また、上記実施形態において各部材により行われることを一つまたは複数のステップにより行う制御方法として構成されていても良い。

　本発明は、普通型のコンバインだけでなく、自脱型のコンバイン、田植機、トラクタ、建設作業機等の種々の作業車に利用可能である。

　また、本発明による制御装置は、普通型のコンバインだけでなく、自脱型のコンバインにも利用可能であり、田植機やトラクタなどの圃場作業車、さらには、芝刈機やフロントローダなどの作業車にも適用できる。

　（第１実施形態）
　１　　　コンバイン（作業車）
　２　　　自動走行制御システム
　２３　　経路算出部
　２４　　走行制御部
　２５　　横偏差検出部（検出部）
　ＣＡ　　作業対象領域（未作業領域）
　ＬＩ　　刈取走行経路（目標走行経路）
　Ｍ１　　第１対応関係
　Ｍ２　　第２対応関係
　Ｍ３　　第３対応関係
　ＳＡ　　外周領域（既作業領域）
　ｄ１　　第１閾値
　ｄ２　　第２閾値

　（第２実施形態）
　１０５　　　制御装置
　１０９Ａ　　補正方位演算ユニット
　１０９Ｂ　　制御演算ユニット
　１１０　　　車体
　１１１　　　走行装置
　１４０　　　自車位置算出部
　１４１　　　車体方位算出部
　１４２　　　車速算出部
　１５１　　　走行制御部
　５１１　　　手動走行制御部
　５１２　　　自動走行制御部
　５１３　　　目標走行経路設定部
　１５６　　　横偏差算出部
　１５７　　　目標点推定部
　１６５　　　人為操作具
　１８０　　　自車位置検出ユニット
　１８１　　　衛星測位モジュール
　１８２　　　慣性計測モジュール
　１９０　　　推定方位偏差算出部
　１９１　　　第１制御器
　１９２　　　第２制御器
　１９３　　　演算器
　１９５　　　演算器
　１９６　　　操舵制御器

Claims

　未作業領域を通る目標走行経路を算出する経路算出部と、
　作業車が前記目標走行経路に沿って自動走行するように、前記目標走行経路と前記作業車との間の距離である横偏差に基づいて旋回出力を算出することにより前記作業車の走行を制御する走行制御部と、
　前記作業車の状態を検出する検出部と、を備え、
　前記走行制御部は、前記作業車が既作業領域から前記未作業領域に進入する際、前記検出部により検出された状態に基づいて、前記横偏差と前記旋回出力との対応関係を決定する自動走行制御システム。
　前記検出部は、前記横偏差を検出し、
　前記走行制御部は、前記作業車が前記既作業領域から前記未作業領域に進入する際、前記横偏差が第１閾値を超えている場合、前記横偏差と前記旋回出力との対応関係を第１対応関係に決定し、
　前記走行制御部は、前記作業車が前記既作業領域から前記未作業領域に進入する際、前記横偏差が前記第１閾値を超えていない場合、前記横偏差と前記旋回出力との対応関係を第２対応関係に決定し、
　前記第１対応関係における前記旋回出力は、前記第２対応関係における前記旋回出力よりも小さい請求項１に記載の自動走行制御システム。
　前記走行制御部は、前記作業車が旋回しながら前記既作業領域から前記未作業領域に進入する際、前記横偏差が第２閾値を超えている場合、前記作業車に、一旦後進してから再度前進して前記未作業領域への進入を試みる走行であるリトライ走行を行わせる請求項２に記載の自動走行制御システム。
　前記走行制御部は、前記リトライ走行が行われている場合、前記横偏差と前記旋回出力との対応関係を第３対応関係に決定し、
　前記第３対応関係における前記旋回出力は、前記第１対応関係における前記旋回出力よりも大きい請求項３に記載の自動走行制御システム。
　前記走行制御部は、自動走行開始時において、前記横偏差が前記第２閾値を超えている場合、前記作業車に前記リトライ走行を行わせない請求項３または４に記載の自動走行制御システム。
　未作業領域を通る目標走行経路を算出する経路算出機能と、
　作業車が前記目標走行経路に沿って自動走行するように、前記目標走行経路と前記作業車との間の距離である横偏差に基づいて旋回出力を算出することにより前記作業車の走行を制御する走行制御機能と、
　前記作業車の状態を検出する検出機能と、をコンピュータに実現させ、
　前記走行制御機能は、前記作業車が既作業領域から前記未作業領域に進入する際、前記検出機能により検出された状態に基づいて、前記横偏差と前記旋回出力との対応関係を決定する自動走行制御プログラム。
　未作業領域を通る目標走行経路を算出する経路算出機能と、
　作業車が前記目標走行経路に沿って自動走行するように、前記目標走行経路と前記作業車との間の距離である横偏差に基づいて旋回出力を算出することにより前記作業車の走行を制御する走行制御機能と、
　前記作業車の状態を検出する検出機能と、をコンピュータに実現させる自動走行制御プログラムを記録しており、
　前記走行制御機能は、前記作業車が既作業領域から前記未作業領域に進入する際、前記検出機能により検出された状態に基づいて、前記横偏差と前記旋回出力との対応関係を決定する自動走行制御プログラムを記録した記録媒体。
　未作業領域を通る目標走行経路を算出する経路算出ステップと、
　作業車が前記目標走行経路に沿って自動走行するように、前記目標走行経路と前記作業車との間の距離である横偏差に基づいて旋回出力を算出することにより前記作業車の走行を制御する走行制御ステップと、
　前記作業車の状態を検出する検出ステップと、備え、
　前記走行制御ステップにおいて、前記作業車が既作業領域から前記未作業領域に進入する際、前記検出ステップにより検出された状態に基づいて、前記横偏差と前記旋回出力との対応関係が決定される自動走行制御方法。
　目標走行経路に沿って自動走行する作業車のための制御装置であって、
　前記作業車の自車位置を算出する自車位置算出部と、
　所定時間後の前記目標走行経路における推定目標点を算出する目標点推定部と、
　前記推定目標点と前記自車位置との間の偏差を解消する補正方位を演算する補正方位演算ユニットと、
　前記補正方位を入力パラメータとして、前記偏差が縮小されるように前記作業車を制御するための制御量を出力する制御演算ユニットと、
を備えた制御装置。
　前記推定目標点と前記自車位置とを通る直線と前記目標走行経路とがなす角度を推定方位偏差として算出する推定方位偏差算出部が備えられ、
　前記補正方位演算ユニットは、前記推定方位偏差を入力パラメータとして第１補正方位を出力する第１制御器を備え、前記第１補正方位に基づいて前記補正方位が演算される請求項９に記載の制御装置。
　前記第１制御器は比例制御器である請求項１０に記載の制御装置。
　前記目標走行経路の経路方位に直交する方向での前記自車位置から前記目標走行経路までの距離を横偏差として算出する横偏差算出部が備えられ、
　前記補正方位演算ユニットは、前記横偏差を入力パラメータとして第２補正方位を出力する第２制御器を備え、前記第１補正方位と前記第２補正方位とに基づいて、前記補正方位が演算される請求項１０または１１に記載の制御装置。
　前記第２制御器は積分制御器である請求項１２に記載の制御装置。
　前記作業車の車速を算出する車速算出部が備えられ、
　前記目標点推定部は、前記自車位置から前記目標走行経路への射影点を出発点として、前記目標走行経路を前記車速で前記所定時間移動した点の位置を前記推定目標点とする請求項９から１３のいずれか一項に記載の制御装置。
　車体の向きを示す車体方位を算出する車体方位算出部が備えられ、
　前記制御演算ユニットは、さらに前記車体方位を入力パラメータとして用いる請求項９から１４のいずれか一項に記載の制御装置。
　前記所定時間は、前記作業車の状態によって変更される請求項９から１５のいずれか一項に記載の制御装置。
　目標走行経路に沿って自動走行する作業車のための制御装置であって、
　前記作業車の自車位置を算出する自車位置算出部と、
　前記自車位置から前記目標走行経路への射影点から前記目標走行経路上で前記作業車の走行方向側に所定距離離れた位置を推定目標点として算出する目標点推定部と、
　前記推定目標点と前記自車位置との間の偏差を解消する補正方位を演算する補正方位演算ユニットと、
　前記補正方位を入力パラメータとして、前記偏差が縮小されるように前記作業車を制御するための制御量を出力する制御演算ユニットと、
を備えた制御装置。
　目標走行経路に沿って自動走行する作業車のための制御プログラムであって、
　前記作業車の自車位置を算出する自車位置算出機能と、
　所定時間後の前記目標走行経路における推定目標点を算出する目標点推定機能と、
　前記推定目標点と前記自車位置との間の偏差を解消する補正方位を演算する補正方位演算機能と、
　前記補正方位を入力パラメータとして、前記偏差が縮小されるように前記作業車を制御するための制御量を出力する制御演算機能と、
をコンピュータに実現させる制御プログラム。
　目標走行経路に沿って自動走行する作業車のための制御プログラムを記録した記録媒体であって、
　前記作業車の自車位置を算出する自車位置算出機能と、
　所定時間後の前記目標走行経路における推定目標点を算出する目標点推定機能と、
　前記推定目標点と前記自車位置との間の偏差を解消する補正方位を演算する補正方位演算機能と、
　前記補正方位を入力パラメータとして、前記偏差が縮小されるように前記作業車を制御するための制御量を出力する制御演算機能と、
をコンピュータに実現させる制御プログラムを記録した記録媒体。
　目標走行経路に沿って自動走行する作業車のための制御方法であって、
　前記作業車の自車位置を算出する自車位置算出ステップと、
　所定時間後の前記目標走行経路における推定目標点を算出する目標点推定ステップと、
　前記推定目標点と前記自車位置との間の偏差を解消する補正方位を演算する補正方位演算ステップと、
　前記補正方位を入力パラメータとして、前記偏差が縮小されるように前記作業車を制御するための制御量を出力する制御演算ステップと、
を備える制御方法。
　目標走行経路に沿って自動走行する作業車のための制御プログラムであって、
　前記作業車の自車位置を算出する自車位置算出機能と、
　前記自車位置から前記目標走行経路への射影点から前記目標走行経路上で前記作業車の走行方向側に所定距離離れた位置を推定目標点として算出する目標点推定機能と、
　前記推定目標点と前記自車位置との間の偏差を解消する補正方位を演算する補正方位演算機能と、
　前記補正方位を入力パラメータとして、前記偏差が縮小されるように前記作業車を制御するための制御量を出力する制御演算機能と、
をコンピュータに実現させる制御プログラム。
　目標走行経路に沿って自動走行する作業車のための制御プログラムを記録した記録媒体であって、
　前記作業車の自車位置を算出する自車位置算出機能と、
　前記自車位置から前記目標走行経路への射影点から前記目標走行経路上で前記作業車の走行方向側に所定距離離れた位置を推定目標点として算出する目標点推定機能と、
　前記推定目標点と前記自車位置との間の偏差を解消する補正方位を演算する補正方位演算機能と、
　前記補正方位を入力パラメータとして、前記偏差が縮小されるように前記作業車を制御するための制御量を出力する制御演算機能と、
をコンピュータに実現させる制御プログラムを記録した記録媒体。
　目標走行経路に沿って自動走行する作業車のための制御方法であって、
　前記作業車の自車位置を算出する自車位置算出ステップと、
　前記自車位置から前記目標走行経路への射影点から前記目標走行経路上で前記作業車の走行方向側に所定距離離れた位置を推定目標点として算出する目標点推定ステップと、
　前記推定目標点と前記自車位置との間の偏差を解消する補正方位を演算する補正方位演算ステップと、
　前記補正方位を入力パラメータとして、前記偏差が縮小されるように前記作業車を制御するための制御量を出力する制御演算ステップと、
を備える制御方法。