[go: up one dir, main page]

WO2020031494A1 - 収穫機、収穫システム、収穫方法、収穫プログラムおよび記録媒体 - Google Patents

収穫機、収穫システム、収穫方法、収穫プログラムおよび記録媒体 Download PDF

Info

Publication number
WO2020031494A1
WO2020031494A1 PCT/JP2019/023118 JP2019023118W WO2020031494A1 WO 2020031494 A1 WO2020031494 A1 WO 2020031494A1 JP 2019023118 W JP2019023118 W JP 2019023118W WO 2020031494 A1 WO2020031494 A1 WO 2020031494A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
traveling
reference line
automatic
next reference
automatic traveling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2019/023118
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
阪口和央
佐野友彦
吉田脩
中林隆志
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kubota Corp
Original Assignee
Kubota Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kubota Corp filed Critical Kubota Corp
Priority to CN201980051618.1A priority Critical patent/CN112533473B/zh
Priority to KR1020217006269A priority patent/KR102844055B1/ko
Priority to US17/266,289 priority patent/US20210302962A1/en
Priority to EP19847999.0A priority patent/EP3834601B1/en
Publication of WO2020031494A1 publication Critical patent/WO2020031494A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/0088—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots characterized by the autonomous decision making process, e.g. artificial intelligence, predefined behaviours
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01B—SOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
    • A01B69/00—Steering of agricultural machines or implements; Guiding agricultural machines or implements on a desired track
    • A01B69/007—Steering or guiding of agricultural vehicles, e.g. steering of the tractor to keep the plough in the furrow
    • A01B69/008—Steering or guiding of agricultural vehicles, e.g. steering of the tractor to keep the plough in the furrow automatic
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01D—HARVESTING; MOWING
    • A01D41/00—Combines, i.e. harvesters or mowers combined with threshing devices
    • A01D41/12—Details of combines
    • A01D41/127—Control or measuring arrangements specially adapted for combines
    • A01D41/1278—Control or measuring arrangements specially adapted for combines for automatic steering
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01D—HARVESTING; MOWING
    • A01D69/00—Driving mechanisms or parts thereof for harvesters or mowers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/38—Electronic maps specially adapted for navigation; Updating thereof
    • G01C21/3804—Creation or updating of map data
    • G01C21/3807—Creation or updating of map data characterised by the type of data
    • G01C21/3826—Terrain data
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/0011—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots associated with a remote control arrangement
    • G05D1/0016—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots associated with a remote control arrangement characterised by the operator's input device
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0212—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/20—Control system inputs
    • G05D1/24—Arrangements for determining position or orientation
    • G05D1/246—Arrangements for determining position or orientation using environment maps, e.g. simultaneous localisation and mapping [SLAM]
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/60—Intended control result
    • G05D1/648—Performing a task within a working area or space, e.g. cleaning
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/80—Arrangements for reacting to or preventing system or operator failure
    • G05D1/81—Handing over between on-board automatic and on-board manual control
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D2105/00—Specific applications of the controlled vehicles
    • G05D2105/15—Specific applications of the controlled vehicles for harvesting, sowing or mowing in agriculture or forestry
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D2107/00—Specific environments of the controlled vehicles
    • G05D2107/20—Land use
    • G05D2107/21—Farming, e.g. fields, pastures or barns
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D2109/00—Types of controlled vehicles
    • G05D2109/10—Land vehicles

Definitions

  • the present invention relates to a harvester capable of performing a manual travel by a manual operation and an automatic travel that makes the body follow a set travel route, a harvest system, a harvest method, a harvest program, and a recording medium.
  • Agricultural work vehicles such as harvesters need to travel along the rows of agricultural products as much as possible in order to perform agricultural work in the field. For this reason, the traveling route of the agricultural work vehicle is usually a combination of straight traveling and turning traveling for shifting from the straight traveling to the next straight traveling. Since automatic steering of a farm work vehicle is more difficult in turning than in straight running, it is convenient to adopt automatic steering for straight running and manual running for turning.
  • the first straight path is a teaching path that travels by manual steering
  • the subsequent straight paths are parallel to the teaching path and are set at an interval of a predetermined working width from each other.
  • the driver first positions the rice transplanter at the start point position in the field, operates the start point setting switch, goes straight ahead, and then operates the end point setting switch at the end point position.
  • a teaching path connecting the start point position and the end point position is set.
  • a target traveling path parallel to the teaching path is set. It can be switched to running automatic steering. After that, seedling planting work traveling along the target traveling route by automatic steering, 180-degree turning traveling by manual steering, and setting of a new target traveling route are repeated.
  • Patent Document 2 discloses a combine as an automatic traveling harvester.
  • the combine arriving at the field performs a manual run called a perimeter cut run, in which the combine harvests while circling along the inside of the boundary of the field.
  • a perimeter cut run in which the combine harvests while circling along the inside of the boundary of the field.
  • an outer peripheral area which is an already worked area, is created, and an unworked area is left inside this outer peripheral area. Since the unworked area is worked by the automatic traveling, the surrounding mowing traveling is performed so that the unworked area becomes a square so that the traveling route for the automatic traveling is easily calculated.
  • the travel route covering the unworked area is calculated by a travel route calculation program installed in the combine.
  • Patent Literature 1 The teaching traveling by manual traveling as shown in Patent Literature 1 is intended to create a reference line for automatic traveling later, so that it is performed accurately while considering a work plan for the field. There is a need. Therefore, skill is required for teaching travel. In the calculation of a travel route that covers an unworked area as disclosed in Patent Literature 2, when the field is vast, the calculation time becomes longer, and the waiting time until automatic running becomes longer. In addition, a computer capable of high-speed calculation is required to calculate a travel route that covers an unworked area. In view of such a situation, there is a demand for a harvester that does not require teaching traveling that requires skill and that can perform automatic traveling on a traveling route that is easy to calculate.
  • the harvester capable of automatic traveling and manual traveling is based on the shape of the outer peripheral area formed on the outer peripheral part of the field by the perimeter cutting traveling in the manual traveling, in the area inside the outer peripheral area.
  • An inner map creating unit that creates inner map data indicating a polygonal shape of a certain unworked area, and a boundary point between the outer peripheral area and the unworked area that is parallel to one side of the unworked area from the inner map data.
  • An initial reference line calculation unit for calculating an initial reference line connecting the two, a next reference line next to the initial reference line, and a next reference line sequentially calculating a further next reference line next to the next reference line
  • a calculation unit an automatic travel control unit that performs the automatic travel based on the travel route and the own vehicle position, using the initial reference line and the next reference line as a travel route, and an automatic travel using the previous travel route. From the following said travel route It comprises a manual travel control unit which performs, based on the manual operation signal turning migration travel for shifting to have automatic running with, the.
  • a polygonal unworked area is formed by manual cutting around the periphery, and when inner map data indicating the shape is created, an initial reference line parallel to one side of the unworked area is calculated. .
  • the initial reference line can be used as a substitute for the reference line acquired by the teaching travel. .
  • this initial reference line is used as the first traveling route of automatic traveling, automatic traveling becomes possible without teaching traveling.
  • a direction change is performed in the outer peripheral area so that the harvester can enter the next reference line calculated as the next traveling route.
  • the turning transition travel is performed manually. Thereafter, by repeating the turning transition traveling and the automatic traveling along the next reference line (the next traveling route), the harvest of the unworked area is completed.
  • the harvesting traveling control By adopting such harvesting traveling control, harvesting in a field by a harvesting machine becomes possible without teaching traveling and calculation of a complicated traveling route.
  • an outer map is generated which creates outer map data indicating the outer shape of the outer peripheral area.
  • a cross-border determining unit that determines a possibility that the aircraft crosses a field boundary line based on the outside map data and the vehicle position.
  • the next reference line calculation unit includes the next reference line parallel to the initial reference line, and the further next reference line parallel to the next reference line.
  • the turning transition traveling is preferably a U-turn traveling.
  • the next reference line calculation unit may draw the running trajectory parallel to each side of a polygon indicating the outer shape of the unworked area.
  • a line and the further next reference line are sequentially calculated, and the turning transition traveling is a special turning that realizes an airframe turning at an angle formed by adjacent sides of the polygon.
  • Harvesting in the field by the harvester is performed by repeating the automatic traveling based on the own vehicle position and the traveling route and the manual turning transition traveling, but in principle, the manual operation related to traveling during the automatic traveling. Occurs, the manual operation is prioritized. For this reason, even if the switching from the manual traveling to the automatic traveling is automatically performed, if the driver who does not notice it performs the steering operation, the vehicle immediately returns to the manual traveling. In order to avoid this problem, it is preferable that the switching timing from the manual driving to the automatic driving is determined based on the driver's intention.
  • an automatic traveling operation tool for outputting an automatic traveling transition request through manual operation is provided, and the azimuth deviation between the azimuth of the traveling route used for the automatic traveling and the aircraft azimuth is provided. Is less than or equal to a predetermined value, an automatic traveling start command is given to the automatic traveling control unit in response to the automatic traveling shift request.
  • FIG. 3 is a functional block diagram illustrating a configuration of a combine control system. It is a flowchart which shows the flow of control at the time of harvest work driving
  • “front” (direction of arrow F shown in FIG. 1) means forward with respect to the longitudinal direction of the aircraft (running direction), and “rear” (arrow B shown in FIG. 1).
  • Direction means backward with respect to the longitudinal direction of the aircraft (running direction).
  • the left-right direction or the lateral direction means a cross-machine direction (machine width direction) orthogonal to the machine longitudinal direction.
  • the combine includes an airframe 10, a crawler-type traveling device 11, an operating unit 12, a threshing device 13, a grain tank 14, a harvesting unit 15, a transport device 16, a grain discharging device 18, and a vehicle.
  • the position detecting module 80 is provided.
  • the traveling device 11 is provided at a lower portion of the body 10.
  • the combine is configured to be self-propelled by the traveling device 11.
  • the operating unit 12, the threshing device 13, and the grain tank 14 are provided on the upper side of the traveling device 11 and constitute an upper part of the machine body 10.
  • a driver who drives the combine and a monitor who monitors the work of the combine can be boarded on the driving unit 12. The observer may be monitoring the combine operation from outside the combine.
  • the grain discharge device 18 is provided above the grain tank 14.
  • the vehicle position detection module 80 is attached to the upper surface of the driving unit 12.
  • the harvesting unit 15 is provided at the front of the combine.
  • the transport device 16 is provided on the rear side of the harvesting unit 15.
  • the harvesting unit 15 has a cutting mechanism 15a and a reel 15b.
  • the cutting mechanism 15a cuts the planted grain culm in the field. Further, the reel 15b scrapes the planted grain stem to be harvested while being driven to rotate. With this configuration, the harvesting unit 15 harvests cereals (a kind of agricultural crop) in the field. Then, the combine is capable of traveling by the traveling device 11 while harvesting cereals in the field by the harvesting unit 15.
  • the harvested stalks harvested by the cutting mechanism 15a are transported by the transport device 16 to the threshing device 13.
  • the harvested culm is threshed.
  • the grain obtained by the threshing process is stored in the grain tank 14.
  • the grains stored in the grain tank 14 are discharged out of the machine by a grain discharging device 18 as necessary.
  • the general-purpose terminal 4 is disposed in the driving unit 12. In the present embodiment, the general-purpose terminal 4 is fixed to the driving unit 12. However, the present invention is not limited to this, and the general-purpose terminal 4 may be configured to be detachable from the driving unit 12, or the general-purpose terminal 4 may be arranged outside the combine.
  • the vehicle position detection module 80 includes a satellite positioning unit 81 and an inertial navigation unit 82.
  • the satellite positioning unit 81 receives a GNSS (global navigation satellite system) signal (including a GPS signal), which is position information transmitted from the artificial satellite GS, and outputs positioning data for calculating the own vehicle position.
  • the inertial navigation unit 82 incorporates a gyro acceleration sensor and a magnetic direction sensor, and outputs a position vector indicating an instantaneous traveling direction.
  • the inertial navigation unit 82 is used to supplement the own vehicle position calculation by the satellite positioning unit 81.
  • the inertial navigation unit 82 may be located at a different location from the satellite positioning unit 81.
  • the driver / monitor manually operates the combine, and harvests while cutting around the periphery of the field along the boundary of the field at the outer peripheral portion in the field as shown in FIG.
  • the area that has been cut (the already-worked area) by the peripheral cutting is set as the outer peripheral area SA.
  • the internal area left as uncut land (unworked area) inside the outer peripheral area SA is set as an unworked area CA.
  • the surrounding mowing travel is performed so that the unworked area CA becomes a square.
  • a triangular or pentagonal unworked area CA may be employed.
  • the driver makes the combine run three to four times. In this traveling, every time the combine makes one round, the width of the outer peripheral area SA increases by the working width of the combine. After the first two or three rounds of travel, the width of the outer peripheral area SA becomes about two to three times the working width of the combine.
  • the surrounding mowing is not limited to three or four laps, but may be one lap, two laps, or five or more laps.
  • the outer peripheral area SA is used as a space for the combine to change directions when performing harvesting traveling in the unworked area CA.
  • the outer peripheral area SA is also used as a space for movement when the harvest travel is once completed and the grain is moved to a grain discharge location, or is moved to a fuel supply location.
  • the carrier CV shown in FIG. 2 can collect and transport the grains discharged from the combine grain discharging device 18 of the combine. In discharging the grains, the combine moves to the vicinity of the transport vehicle CV, and then discharges the grains to the transport vehicle CV by the grain discharging device 18.
  • the traveling pattern used at this time is a reciprocating traveling pattern (shown in FIG. 3) in which a plurality of parallel traveling paths are connected by a U-turn, and a spiral traveling along the outer edge of the unworked area CA.
  • FIG. 4 shows a rotating spiral running pattern (shown in FIG. 4).
  • the combine travels while connecting a traveling path parallel to one side of the unworked area CA by a U-turn traveling.
  • the U-turn traveling includes a normal U-turn that extends over one or more traveling routes and a switchback turn that connects adjacent traveling routes.
  • the normal U-turn is a 180-degree turn including two forward 90-degree turns and a straight-ahead run, and the straight-ahead run may be omitted.
  • the switchback turn is a 180-degree turning using a 90-degree forward turn, a reverse, and a 90-degree forward turn.
  • the combine is performed like a spiral toward the center of a round running on a running path similar to the outer shape of the unworked area CA.
  • a turn called an alpha turn using a straight turn, a reverse turn, and a forward turn is used for turning at a corner in each round trip. It is also possible to change from the spiral running pattern to the reciprocating running pattern or from the reciprocating running pattern to the spiral running pattern during the work.
  • the traveling route used for automatic traveling is calculated as follows based on the inside map data.
  • a quadrangular unworked area CA including a first side S1, a second side S2, a third side S3, and a fourth side S4 is defined from the inside map data.
  • the first side S1 which is the long side of the unworked area CA, is selected as the reference side S1.
  • a line that is parallel to the reference side S1 and passes inside the reference side S1 by half of the working width (cutting width) is calculated as the reference line L1.
  • the reference line L1 is an initial reference line Ls that is the first traveling route of the automatic traveling.
  • the initial reference line Ls connects two boundary points P1 and P2 between the outer peripheral area SA and the unworked area CA.
  • the combine When the combine performs a switchback turn that requires less space to make a 180-degree turn, as shown in FIG. 5, the combine is connected sequentially from the initial reference line Ls via a U-turn (turning transition traveling).
  • the next reference line and further next reference lines are straight line groups L2, L3,... Which are parallel to the initial reference line Ls and are calculated at intervals of the working width.
  • the next reference line connected from the initial reference line Ls via the U-turn (turning traveling) is the initial reference line.
  • This is a straight line (indicated by L2 in FIG. 6) calculated at intervals of a plurality of times (three times in FIG. 6) the working width and parallel to Ls.
  • a further next reference line (indicated by L3 in FIG. 6) is calculated. In this manner, the reference line is sequentially calculated in consideration of the space required in the normal U-turn, and the harvesting work in the unworked area CA proceeds.
  • the unworked area CA has a quadrangular shape. However, even if the unworked area CA is another polygon such as a triangle or a pentagon, if the reference side S1 is selected, the vehicle travels sequentially in the same manner. A route can be calculated.
  • the running route used for automatic running is similar to the reciprocating running pattern, and is calculated as follows based on the inside map data.
  • the first side S1 which is the long side of the unworked area CA (or the short side in the spiral running pattern)
  • the reference side S1 is selected as the reference side S1.
  • the reference line L1 is an initial reference line Ls that is the first traveling route of the automatic traveling.
  • the initial reference line Ls connects two boundary points P1 and P2 between the outer peripheral area SA and the unworked area CA.
  • next reference line L2 a line parallel to the second side S2 adjacent to the reference side S1 in the traveling direction of the combine and passing through the inside of the second side S2 by half of the working width (cutting width) is calculated as the next reference line L2.
  • This is the next traveling route that is the target of the next automatic traveling of the traveling route.
  • the first traveling route and the next traveling route are connected by an alpha turn (special turning) that implements an aircraft turning at an angle formed by the reference side S1 and the second side S2.
  • a further next reference line L3 is sequentially calculated.
  • FIG. 8 shows the control system of the combine.
  • the control system of the combine is composed of a control device 5 composed of a number of electronic control units called ECUs connected via an in-vehicle LAN, and various input / output devices for performing signal communication and data communication with the control device 5. I have.
  • the control device 5 includes an output processing unit 58 and an input processing unit 57 as input / output interfaces.
  • the output processing unit 58 is connected to various operating devices 70 via a device driver 65.
  • the operating devices 70 include a traveling device group 71 that is a traveling-related device and a working device group 72 that is a working-related device.
  • the traveling equipment group 71 includes, for example, engine equipment, transmission equipment, braking equipment, steering equipment, and the like.
  • the work equipment group 72 includes control devices in the harvesting unit 15, the threshing device 13, the transport device 16, and the grain discharging device 18.
  • the input processing unit 57 is connected with a running state sensor group 63, a working state sensor group 64, a running operation unit 90, and the like.
  • the running state sensor group 63 includes a vehicle speed sensor, an engine speed sensor, a parking brake detection sensor, a shift position detection sensor, a steering position detection sensor, and the like.
  • the work state sensor group 64 includes a sensor for detecting a driving state and a posture of the harvesting operation device (the harvesting unit 15, the threshing device 13, the transport device 16, and the grain discharging device 18), and detecting a state of a grain culm or a grain. Sensor to be included.
  • the driving operation unit 90 is a general term for operating tools that are manually operated by a driver and whose operation signals are input to the control device 5.
  • the travel operation unit 90 includes a shift operation tool such as a main shift lever 91, a steering operation tool such as a steering lever 92, an automatic travel operation tool 93, and the like.
  • the automatic traveling operation tool 93 outputs an automatic traveling shift request through an operation by the driver.
  • the notifying device 62 is a device for notifying a driver or the like of a warning regarding a working state or a running state, and is a buzzer, a lamp, or the like.
  • the general-purpose terminal 4 also functions as a device that notifies a driver or the like of a working state, a running state, and various information through display on the touch panel 40.
  • This control device 5 is also connected to the general-purpose terminal 4 via the in-vehicle LAN.
  • the general-purpose terminal 4 is a tablet computer including a touch panel 40.
  • the general-purpose terminal 4 includes a route calculation unit 41, a work traveling management unit 42, and an input / output control unit 43.
  • the input / output control unit 43 has a function of constructing a graphic interface using the touch panel 40 and a function of exchanging data with the management computer 100 at a remote place via a wireless line or the Internet.
  • the work traveling management unit 42 includes a traveling trajectory calculation unit 421, an outside map creation unit 422a, an inside map creation unit 422b, and a discharge position setting unit 423.
  • the travel locus calculation unit 421 calculates a travel locus based on the own vehicle position given from the control device 5.
  • the outer map creating unit 422a creates outer map data indicating an outer shape of an outer peripheral area SA formed on an outer peripheral portion of the field when the combine performs the perimeter cutting operation by manual operation.
  • the outermost line of the outer peripheral area SA is a boundary line with the shore of the field, and the innermost line of the outer peripheral area SA is the outer shape of the unworked area CA.
  • the inner map creating unit 422b creates, based on the shape of the outer peripheral area SA, inner map data indicating the polygonal shape of the unworked area CA that is an area inside the outer peripheral area SA.
  • the non-work area CA is a work target area in which a work travel incorporating automatic travel is to be performed.
  • the discharge position setting unit 423 sets the stop position of the combine when the grains in the grain tank 14 are discharged to the transport vehicle CV by the grain discharge device 18 when the grain tank 14 is full.
  • the route calculation unit 41 calculates a traveling route for automatic traveling with respect to the non-work area CA determined by the inside map creating unit 422b.
  • a traveling pattern (reciprocating traveling pattern or spiral traveling pattern) for automatically traveling in the unworked area CA is input through the touch panel 40.
  • the route calculation in the selected route pattern is automatically performed.
  • the route calculation unit 41 has an initial reference line calculation unit 411 and a next reference line calculation unit 412.
  • the initial reference line calculation unit 411 sets one side of the unworked area CA as a reference side based on the inside map data.
  • the initial reference line calculation unit 411 calculates a line segment extending parallel to the reference side and extending inward from the reference side by half of the working width and connecting the boundary point between the outer peripheral area SA and the unworked area CA. It is calculated as the line Ls. If the unworked area CA is a quadrangle, each of the four sides is a candidate, but a side that can run smoothly from the automatic driving start point is selected.
  • the automatic driving start point may be set by the driver, or may be set by the route calculation unit 41 based on the current position of the host vehicle of the combine or a past driving result.
  • next reference line calculation unit 412 calculates the next reference line L2 connected from the initial reference line Ls, and further the next reference line L3 connected from the next reference line L2.
  • the next reference line is calculated sequentially.
  • the control device 5 includes a host vehicle position calculation unit 50, a traveling control unit 51, a work control unit 52, and a cross-border determination unit 53.
  • the own vehicle position calculating unit 50 calculates the own vehicle position in the form of map coordinates (or field coordinates) based on the positioning data sequentially transmitted from the satellite positioning unit 81.
  • the own vehicle position calculation unit 50 can also calculate the own vehicle position using the position vector from the inertial navigation unit 82 and the travel distance.
  • the host vehicle position calculation unit 50 can also calculate the host vehicle position by combining signals from the satellite positioning unit 81 and the inertial navigation unit 82.
  • the notification unit 56 generates notification data based on a command or the like from each functional unit of the control device 5 and provides the notification data to the notification device 62.
  • the travel control unit 51 has an engine control function, a steering control function, a vehicle speed control function, and the like, and provides a travel control signal to the traveling equipment group 71.
  • the work control unit 52 provides a work control signal to the work equipment group 72 in order to control the movement of the harvesting work device (the harvesting unit 15, the threshing device 13, the transport device 16, the grain discharging device 18, and the like).
  • the traveling control unit 51 includes a manual traveling control unit 511, an automatic traveling control unit 512, a traveling route setting unit 513, and an automatic traveling management unit 514.
  • the automatic traveling control unit 512 In the automatic traveling mode, the automatic traveling control unit 512 generates a control signal for changing the vehicle speed including automatic steering and stopping, and controls the traveling equipment group 71.
  • the control signal relating to the automatic steering includes the positional deviation between the target traveling route set by the traveling route setting unit 513 and the own vehicle position calculated by the own vehicle position calculating unit 50, and the direction of the traveling route and the body direction. Is generated so as to eliminate the azimuth deviation.
  • the control signal for changing the vehicle speed is generated based on a vehicle speed value set in advance.
  • the manual traveling control unit 511 In the manual traveling mode, the manual traveling control unit 511 generates a control signal based on a manual operation signal output based on an operation by the driver, and controls the traveling equipment group 71. Thereby, manual operation is realized. Note that the traveling route calculated by the route calculating unit 41 can be used for guidance for the combine to travel along the traveling route even in manual operation.
  • the automatic traveling management unit 514 determines whether or not to permit automatic traveling based on a preset automatic traveling permission condition. If the result of the determination is permission, the automatic traveling control unit 512 issues an automatic traveling start command to the automatic traveling control unit 512.
  • the combine automatically travels along a linear travel route under the control of the automatic travel control unit 512.
  • the turning transition traveling performed when transitioning from the previous automatic traveling to the next automatic traveling is manual traveling, and is performed under the control of the manual traveling control unit 511.
  • the harvesting unit 15 is operated to move up and the steering lever 92 is rocked, so that the automatic traveling is stopped by using this operation as a trigger, and the vehicle shifts to the manual traveling.
  • the traveling route to be automatically traveled next set by the traveling route setting unit 513 is captured by the automatic traveling management unit 514, and the azimuth deviation and the positional deviation between the traveling route and the own vehicle position can be calculated.
  • the transition from the manual turning transition traveling to the automatic traveling is executed on condition that
  • the cross-border determining unit 53 determines the possibility that the aircraft 10 will cross the boundary from the field boundary (for example, the shore) obtained from the outside map data and the own vehicle position. For example, when the distance to the field boundary in the traveling direction of the aircraft 10 is 2 m, the crossing border determination unit 53 determines that there is a possibility of crossing the field boundary, and a warning is notified through the notification device 62. Further, when the distance to the field boundary becomes 1 m, the aircraft 10 is decelerated or stopped.
  • the field boundary for example, the shore
  • the surrounding mowing travel is performed manually so that the unworked area CA becomes a square (# 01).
  • the outer peripheral area SA is calculated (# 02). Since the innermost line of the outer circumferential area SA is the outer shape of the unworked area CA, inner map data indicating the shape of the unworked area CA is created based on the calculated outer circumferential area SA (# 03).
  • a traveling pattern for performing a harvesting operation by automatic traveling in the unworked area CA is selected (# 04). Here, it is assumed that the reciprocating traveling pattern is selected.
  • the automatic traveling start position is determined in consideration of the current position of the own vehicle (# 05).
  • the initial reference line calculation unit 411 determines a side having a direction suitable for the direction of automatic travel from the automatic travel start position among the sides of the square forming the unworked area CA. Is determined as a reference side (# 06), and a line obtained by shifting the reference side inward by 1 / of the working width (including the overlap) is calculated as an initial reference line Ls (# 07).
  • the initial reference line Ls is set by the traveling route setting unit 513 as the first traveling route for automatic traveling (# 08).
  • the combine heads to the automatic traveling start position by manual traveling (# 09).
  • the distance between the traveling route set as the target traveling route and the own vehicle position is within a range where the deviation between the traveling route and the own vehicle position can be calculated. That is, it is necessary that the traveling route is captured by the automatic traveling management unit 514.
  • the combine approaches the automatic driving start position and the driving route is captured (# 10 Yes branch)
  • it is notified that the automatic driving control is ready (# 11).
  • the driver operates the automatic traveling operation tool 93 to output an automatic traveling transition request, thereby requesting the automatic traveling managing unit 514 to transition to automatic traveling (# 12).
  • the automatic driving management unit 514 checks whether the automatic driving permission condition is satisfied (# 13). If the automatic traveling permission condition has not been satisfied (No in # 13), information indicating that the automatic traveling permission condition has not been established is issued, and the process waits until the automatic traveling permission condition is satisfied. If the automatic traveling permission condition is satisfied (Yes in # 13), an automatic traveling start command is given to the automatic traveling control unit 512 (# 14).
  • the vehicle position calculated by the vehicle position calculation unit 50 is supplemented by the vehicle position calculated from the vehicle direction and the vehicle speed, which are integral values of the relative direction change angles by the inertial navigation unit 82.
  • the azimuth deviation between the own vehicle azimuth and the azimuth of the traveling route, and the positional deviation between the own vehicle position and the traveling route (lateral deviation of the aircraft 10) are used to determine the The steering amount is calculated so that 10 follows the traveling route, and the traveling device 11 is driven based on the steering amount (# 15). Note that the azimuth shift and the position shift calculated over time can be displayed on the touch panel 40 of the general-purpose terminal 4.
  • the currently set travel route is the last travel route (Yes in # 16), if the vehicle travels along this travel route, the work travel ends, and the work travel routine using the automatic travel ends. If the currently set traveling route is not the last traveling route (No in # 16), it is necessary to move to the next traveling route by turning transition traveling. If the machine body 10 enters the outer peripheral area SA from the non-work area CA, the turning transition traveling is started by the driver's judgment (# 17 Yes branch).
  • the next reference line calculation unit 412 is located at a position separated by at least two traveling routes from the preceding traveling route so that the 180-degree turning transition traveling performed to start the next automatic traveling is smoothly performed. Next, the next reference line is calculated (# 18).
  • the calculated next reference line is set by the traveling route setting unit 513 as the next traveling route (# 19). While the turning transition traveling is being performed (# 20), it is checked whether the set traveling route is captured by the automatic traveling management unit 514 (# 21). When the traveling route is captured (Yes in # 21), it is notified that the automatic traveling control using the next traveling route is ready (# 22). The driver operates the automatic traveling operation tool 93 and requests the automatic traveling management unit 514 to shift to automatic traveling (# 23). Thereafter, the start of the automatic traveling, the further manual turning transition traveling, the calculation of the next reference line, and the setting of the further traveling route are repeated until the work traveling on this field is completed (# 13 to # 23).
  • the reference line L1 serving as the initial reference line Ls is calculated as a line passing halfway of the working width (cutting width) from the reference side S1, which is one side of the unworked area CA.
  • the reference line L1 serving as the initial reference line Ls may be calculated as a line passing from the reference side S1 toward the center of the unworked area CA at a position farther than the work width. That is, the initial reference line Ls can be calculated without being limited to the vicinity of the edge of the unworked area CA.
  • the calculation of the next reference line which is a traveling route after the first traveling route in the automatic traveling in the unworked area CA is performed during the turning transition traveling, and the reference line is sequentially turned.
  • the control flow was calculated during the transition traveling.
  • all the reference lines together with the initial reference line Ls that is, all the travel routes covering the unworked area CA may be calculated.
  • a reference line (travel route) may be sequentially calculated in a certain group unit during the harvesting work in the unworked area CA.
  • each functional unit shown in FIG. 8 is divided mainly for the purpose of explanation. In practice, each functional unit may be integrated with another functional unit, or may be divided into a plurality of functional units. For example, some or all of the functional units constructed in the general-purpose terminal 4 may be incorporated in the control device 5.
  • the surrounding mowing travel is performed manually, but automatic travel may be partially used in the second and subsequent laps, particularly, for straight travel.
  • the inner map creation unit 422b, the initial reference line calculation unit 411, the next reference line calculation unit 412, the automatic travel control unit 512, the manual travel control unit 511, etc. It may be provided, or may be provided in the management computer 100.
  • each functional unit in the above-described embodiment may be configured as a harvesting system including the harvester and the management computer 100, or may be configured as a harvesting program. Further, the processing performed by each functional unit in the above-described embodiment can be configured as a harvesting method.
  • Such a harvesting program may be configured to be recorded on a recording medium.
  • the present invention can be used not only for a normal combine but also for a self-contained combine.
  • the present invention can also be used for various harvesters such as a corn harvester, a potato harvester, a carrot harvester, and a sugarcane harvester.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Game Theory and Decision Science (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Guiding Agricultural Machines (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

収穫機は、周囲刈り走行によって圃場の外周部に形成された外周領域の内側の領域である未作業領域の多角形形状を示す内側マップデータを作成する内側マップ作成部４２２ｂと、内側マップデータから未作業領域の一辺に平行な初期基準線を算出する初期基準線算出部４１１と、初期基準線の次となる次基準線を順次算出する次基準線算出部４１２と、初期基準線及び次基準線を走行経路として自動走行を行う自動走行制御部５１２と、先の走行経路を用いた自動走行から次の走行経路を用いた自動走行へ移行するための旋回移行走行を手動操作信号に基づいて行う手動走行制御部５１１とを備える。

Description

収穫機、収穫システム、収穫方法、収穫プログラムおよび記録媒体
　本発明は、手動操作による手動走行と、設定された走行経路に機体を追従させる自動走行とが可能な収穫機、および、収穫システム、収穫方法、収穫プログラム、記録媒体に関する。
　収穫機のような農作業車は、圃場における農作業を行うために、できるだけ農作物の並びである条に沿って走行する必要がある。このことから、農作業車の走行経路は、通常、直進走行とこの直進走行から次の直進走行に移行するための旋回走行とを組み合わせたものとなる。農作業車の自動走行化にあたって、旋回走行は直進走行に比べて自動操舵が難しいので、直進走行には自動操舵を、旋回走行には手動走行を採用すると、好都合である。
　このため、例えば、特許文献１による自動走行可能な田植機では、直線経路に沿って苗植付け作業を伴う作業走行と、次の苗植付け作業走行のための直線経路に移動するために畔際付近で行われる旋回走行とを交互に繰り返す。その際、最初の直線経路は、手動操舵によって走行するティーチング経路であり、次からの直線経路は、ティーチング経路に平行であり、互いに所定作業幅の間隔をあけて設定される。運転者は、最初に田植機を圃場内の始点位置に位置させ、始点設定スイッチを操作してから直進し、その後、終点位置で終点設定スイッチを操作する。これにより、始点位置と終点位置とを結ぶティーチング経路が設定される。手動操作で１８０度旋回走行を行い、次の苗植付け作業走行を開始したい位置で目標設定スイッチを操作することで、ティーチング経路に平行な目標走行経路が設定され、この目標走行経路に沿って自動走行する自動操舵に切り替えられる。これ以降は、自動操舵による目標走行経路に沿った苗植付け作業走行、手動操舵による１８０度旋回走行、新たな目標走行経路の設定が繰り返される。
　特許文献２には、自動走行可能な収穫機としてコンバインが開示されている。圃場に到着したコンバインは、圃場の境界線の内側に沿って周回しながら収穫を行う、周囲刈り走行と呼ばれる手動走行を行う。この周囲刈り走行により、既作業領域である外周領域が作り出され、この外周領域の内側に未作業領域が残される。この未作業領域は、自動走行で作業されるので、自動走行のための走行経路が算出されやすいように、未作業領域が四角形となるように周囲刈り走行が行われる。未作業領域を網羅する走行経路は、このコンバインに搭載されている走行経路算出プログラムによって算出される。
日本国特開２０１７－１２３８０４号公報 国際公開第２０１８／１０１３５１号
　特許文献１に示されているような、手動走行によるティーチング走行は、後の自動走行のための基準線を作成することを目的とするので、その圃場に対する作業計画を考慮しながら、正確に行う必要がある。このため、ティーチング走行には、熟練が要求される。特許文献２に示されているような、未作業領域を網羅する走行経路の算出では、圃場が広大な場合、算出時間が長くなり、自動走行までの待ち時間が長くなってしまう。また、未作業領域を網羅する走行経路を算出するためには、高速演算が可能なコンピュータが要求される。
　このような実情に鑑み、熟練が必要なティーチング走行を必要とせず、かつ算出が簡単な走行経路で自動走行が可能となる収穫機が要望されている。
　本発明による、自動走行と手動走行とが可能な収穫機は、前記手動走行での周囲刈り走行によって圃場の外周部に形成された外周領域の形状に基づいて、前記外周領域の内側の領域である未作業領域の多角形形状を示す内側マップデータを作成する内側マップ作成部と、前記内側マップデータから前記未作業領域の一辺に平行で、前記外周領域と前記未作業領域との境界点の２つを結ぶ初期基準線を算出する初期基準線算出部と、前記初期基準線の次となる次基準線、及び前記次基準線の次となる更なる次基準線を順次算出する次基準線算出部と、前記初期基準線及び前記次基準線を走行経路として、前記走行経路と自車位置とに基づいて前記自動走行を行う自動走行制御部と、先の前記走行経路を用いた自動走行から次の前記走行経路を用いた自動走行へ移行するための旋回移行走行を手動操作信号に基づいて行う手動走行制御部と、を備える。
　この構成では、手動での周囲刈り走行によって多角形形状の未作業領域が形成され、その形状を示す内側マップデータが作成されると、未作業領域の一辺に平行な初期基準線が算出される。未作業領域に対して収穫作業を行う場合には、未作業領域の辺に沿った走行が効率的であるので、初期基準線はティーチング走行によって取得される基準線の代わりとして利用することができる。この初期基準線を、自動走行の最初の走行経路として用いると、ティーチング走行無しで、自動走行が可能となる。収穫機が外周領域に到達して、初期基準線に沿った最初の自動走行が終了すれば、次の走行経路として算出される次基準線に進入できるように、外周領域での方向転換を伴う手動での旋回移行走行が行われる。その後は、旋回移行走行と次基準線（次走行経路）に沿った自動走行とを繰り返すことで、未作業領域の収穫が終了する。このような収穫走行制御が採用されることで、ティーチング走行及び複雑な走行経路の算出なしに、収穫機による圃場での収穫が可能となる。
　外周領域では手動操舵による旋回移行走行が行われ、外周領域の内側の未作業領域では、走行経路に沿った自動走行が行われる。収穫機が未作業領域から外周領域に入ったことに運転者が気づくのが遅れた場合、収穫機はそのまま直進して圃場境界線（畔などが存在する）に接近してしまう。このような収穫機の圃場境界線への異常接近を自動的に検知するために、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記外周領域の外形を示す外側マップデータを作成する外側マップ作成部と、前記外側マップデータと前記自車位置とに基づいて、機体が圃場境界線を越える可能性を判定する越境判定部と、が備えられている。収穫機の圃場境界線への異常接近が検知されると、警報を発したり、ブレーキを作動させたりすることができる。
　外周領域の内側の未作業領域を作業走行するための走行パターンとして、複数の平行な走行経路をＵターンによってつないで走行する往復走行パターンと、未作業領域の外縁に沿って渦巻き状に内側に向かって走行する渦巻き走行パターンが知られている。往復走行パターンを本発明に適用する場合には、未作業領域の一辺に平行で、作業幅で間隔をあけた直線を走行経路として算出することになる。したがって、往復走行パターンを自動走行に採用する収穫機では、前記次基準線算出部は、前記初期基準線に平行となる前記次基準線、及び前記次基準線に平行となる前記更なる次基準線を順次算出し、前記旋回移行走行はＵターン走行とすることが好適である。また、渦巻き走行パターンを自動走行に採用する収穫機では、前記次基準線算出部は、前記未作業領域の外形を示す多角形における各辺に平行となる走行軌跡を描くように、前記次基準線及び前記更なる次基準線を順次算出し、前記旋回移行走行は、前記多角形の隣接する辺がなす角度の機体旋回を実現する特殊旋回とすることが好適である。
　自車位置と走行経路とに基づく自動走行と、手動での旋回移行走行とが繰り返されることで収穫機による圃場での収穫作業が行われるが、原則として、自動走行の途中で走行に関する手動操作が生じると手動操作が優先される。このため、手動走行から自動走行への切替が自動的に行われたとしても、それに気づかない運転者が操舵操作を行うと即座に手動走行に戻ってしまう。この問題を避けるためには、手動走行から自動走行への切替タイミングは運転者の意思に基づいて決定されることが好ましい。したがって、本発明の好適な実施形態の１つでは、手動操作を通じて自動走行移行要求を出力する自動走行操作具が備えられ、前記自動走行に用いられる前記走行経路の方位と機体方位との方位ずれが所定値以下の場合、前記自動走行移行要求に応答して自動走行開始指令が前記自動走行制御部に与えられる。
収穫機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走行パターンを示す説明図である。 渦巻き状に中心に向かって走行する走行パターンを示す説明図である。 スイッチバックを用いた往復走行パターンでの基準線の算出を説明する説明図である。 ノーマルＵターンを用いた往復走行パターンでの基準線の算出を説明する説明図である。 渦巻き走行パターンでの基準線の算出を説明する説明図である。 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。 圃場に対する収穫作業走行での制御の流れを示すフローチャートある。
　次に、本発明による、自動運転と手動運転とが可能な収穫機の一例として、普通型のコンバインを取り上げて説明する。なお、本明細書では、特に断りがない限り、「前」（図１に示す矢印Ｆの方向）は機体前後方向（走行方向）に関して前方を意味し、「後」（図１に示す矢印Ｂの方向）は機体前後方向（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、機体前後方向に直交する機体横断方向（機体幅方向）を意味する。「上」（図１に示す矢印Ｕの方向）及び「下」（図１に示す矢印Ｄの方向）は、機体１０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１に示すように、このコンバインは、機体１０、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、収穫部１５、搬送装置１６、穀粒排出装置１８、自車位置検出モジュール８０を備えている。
　走行装置１１は、機体１０の下部に備えられている。コンバインは、走行装置１１によって自走可能に構成されている。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、機体１０の上部を構成している。運転部１２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、自車位置検出モジュール８０は、運転部１２の上面に取り付けられている。
　収穫部１５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１６は、収穫部１５の後側に設けられている。また、収穫部１５は、切断機構１５ａ及びリール１５ｂを有している。切断機構１５ａは、圃場の植立穀稈を刈り取る。また、リール１５ｂ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、収穫部１５は、圃場の穀物（農作物の一種）を収穫する。そして、コンバインは、収穫部１５によって圃場の穀物を収穫しながら走行装置１１によって走行する作業走行が可能である。
　切断機構１５ａによって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、運転部１２には、汎用端末４が配置されている。本実施形態において、汎用端末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、汎用端末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、汎用端末４は、コンバインの機外に配置させても良い。
　図２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。このためには、自車位置の情報が必要である。自車位置検出モジュール８０には、衛星測位ユニット８１と慣性航法ユニット８２とが含まれている。衛星測位ユニット８１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。慣性航法ユニット８２は、ジャイロ加速度センサ及び磁気方位センサを組み込んでおり、瞬時の走行方向を示す位置ベクトルを出力する。慣性航法ユニット８２は、衛星測位ユニット８１による自車位置算出を補完するために用いられる。慣性航法ユニット８２は、衛星測位ユニット８１とは別の場所に配置してもよい。
　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囲刈り走行しながら収穫を行う。周囲刈り走行により既刈領域（既作業領域）となった領域は、外周領域ＳＡとして設定される。そして、外周領域ＳＡの内側に未刈地（未作業地）のまま残された内部領域は、未作業領域ＣＡとして設定される。この実施形態では、未作業領域ＣＡ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作業領域ＣＡが採用されてもよい。
　また、このとき、外周領域ＳＡの幅をある程度広く確保するために、運転者は、コンバインを３～４周走行させる。この走行においては、コンバインが１周する毎に、コンバインの作業幅分だけ外周領域ＳＡの幅が拡大する。最初の、２～３周の走行が終わると、外周領域ＳＡの幅は、コンバインの作業幅の２～３倍程度の幅となる。なお、周囲刈りは、３～４周に限らず、１周でも、２周でもよいし、５周以上でもよい。
　外周領域ＳＡは、未作業領域ＣＡ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。
　なお、図２に示す運搬車ＣＶは、コンバインの穀粒排出装置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、コンバインは運搬車ＣＶの近傍へ移動した後、穀粒排出装置１８によって穀粒を運搬車ＣＶへ排出する。
　未作業領域ＣＡの形状を示す内側マップデータが作成されると、この内側マップデータに基づいて算出される直線状の走行経路に沿う自動走行と、１つの走行経路から次の走行経路に移行するための手動の旋回移行走行とによって未作業領域ＣＡの植付穀稈が刈り取られる。その際に用いられる走行パターンは、複数の平行な走行経路をＵターンによってつないで走行する往復走行パターン（図３に示されている）と、未作業領域ＣＡの外縁に沿って渦巻き状に走行する渦巻き走行パターン（図４に示されている）である。
　図３に示されている往復走行パターンでは、コンバインは、未作業領域ＣＡの一辺に平行な走行経路をＵターン走行によってつなぎながら、走行する。Ｕターン走行には、１つ以上の走行経路をまたぐノーマルＵターンと、隣接する走行経路をつなぐスイッチバックターンがある。ノーマルＵターンは、２つの前進９０度旋回と直進とを含む１８０度旋回であり、直進が省略される場合もある。スイッチバックターンは、前進９０度旋回と後進と前進９０度旋回を用いた１８０度方向転換である。
　図４に示されている渦巻き走行パターンでは、コンバインは、未作業領域ＣＡの外形に類似する走行経路での周回走行を中心に向けて渦巻きのように行う。各周回走行におけるコーナでの旋回には、直進と後進旋回と前進旋回とを用いた、アルファターンと呼ばれる旋回が用いられる。なお、作業途中において、渦巻き走行パターンから往復走行パターン、または往復走行パターンから渦巻き走行パターンに変更することも可能である。
　往復走行パターンが選択された場合、自動走行のために用いられる走行経路は、内側マップデータに基づいて以下のように算出される。図５及び図６に示すように、内側マップデータから、第１辺Ｓ１、第２辺Ｓ２、第３辺Ｓ３、第４辺Ｓ４からなる四角形の未作業領域ＣＡが規定される。この未作業領域ＣＡの長辺である第１辺Ｓ１が基準辺Ｓ１として選択される。この基準辺Ｓ１に平行で、作業幅（刈取り幅）の半分だけ基準辺Ｓ１から内側を通る線が基準線Ｌ１として算出される。この基準線Ｌ１は、自動走行の最初の走行経路となる初期基準線Ｌｓである。初期基準線Ｌｓは、外周領域ＳＡと未作業領域ＣＡとの２つ境界点Ｐ１とＰ２を結んでいる。
　コンバインが、１８０度ターンするために必要なスペースが少ないスイッチバックターンを行う場合、図５に示されているように、初期基準線ＬｓからＵターン（旋回移行走行）を介して順次つながっていく次基準線、更なる次基準線は、初期基準線Ｌｓに平行で作業幅の間隔で算出される直線群Ｌ２、Ｌ３・・・となる。
　コンバインが、１８０度ターンするために必要なスペースがスイッチバックターンより大きくなるノーマルＵターンを行う場合、初期基準線ＬｓからＵターン（旋回移行走行）を介してつながる次基準線は、初期基準線Ｌｓに平行で作業幅の複数倍（図６では３倍）の間隔で算出される直線（図６ではＬ２で示されている）である。同様な方法で、更なる次基準線（図６ではＬ３で示されている）も算出される。このようにして、ノーマルＵターンで必要なスペースを考慮して、順次基準線を算出して、未作業領域ＣＡでの収穫作業を進めていく。なお、図５及び図６では、未作業領域ＣＡ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基準辺Ｓ１を選択すれば、同様な方法で順次走行経路を算出することができる。
　渦巻き走行パターンが選択された場合、自動走行のために用いられる走行経路は、往復走行パターンに類似し、内側マップデータに基づいて以下のように算出される。図７に示すように、この未作業領域ＣＡの長辺（渦巻き走行パターンでは短辺でもよい）である第１辺Ｓ１が基準辺Ｓ１として選択される。この基準辺Ｓ１に平行で、作業幅（刈取り幅）の半分だけ基準辺Ｓ１から内側を通る線が基準線Ｌ１として算出される。この基準線Ｌ１は、自動走行の最初の走行経路となる初期基準線Ｌｓである。初期基準線Ｌｓは、外周領域ＳＡと未作業領域ＣＡとの２つ境界点Ｐ１とＰ２を結んでいる。さらに、コンバインの進行方向で基準辺Ｓ１に隣接する第２辺Ｓ２に平行で、作業幅（刈取り幅）の半分だけ第２辺Ｓ２から内側を通る線が次基準線Ｌ２として算出され、最初の走行経路の次の自動走行の目標となる次走行経路となる。最初の走行経路と次走行経路とは、基準辺Ｓ１と第２辺Ｓ２とがなす角度の機体旋回を実現するアルファターン（特殊旋回）によってつながれる。同様に、更なる次基準線Ｌ３も、順次算出されていく。
　図８に、コンバインの制御系が示されている。コンバインの制御系は、車載ＬＡＮを介して接続された多数のＥＣＵと呼ばれる電子制御ユニットから構成される制御装置５、及び制御装置５と信号通信やデータ通信を行う各種入出力機器から構成されている。
　制御装置５は、入出力インタフェースとして、出力処理部５８と入力処理部５７とを備えている。出力処理部５８は、機器ドライバ６５を介して種々の動作機器７０と接続している。動作機器７０として、走行関係の機器である走行機器群７１と作業関係の機器である作業機器群７２とがある。走行機器群７１には、例えば、エンジン機器、変速機器、制動機器、操舵機器などが含まれている。作業機器群７２には、収穫部１５、脱穀装置１３、搬送装置１６、穀粒排出装置１８における制御機器が含まれている。
　入力処理部５７には、走行状態センサ群６３、作業状態センサ群６４、走行操作ユニット９０、などが接続されている。走行状態センサ群６３には、車速センサ、エンジン回転数センサ、駐車ブレーキ検出センサ、変速位置検出センサ、操舵位置検出センサ、などが含まれている。作業状態センサ群６４には、収穫作業装置（収穫部１５、脱穀装置１３、搬送装置１６、穀粒排出装置１８）の駆動状態や姿勢を検出するセンサ、及び穀稈や穀粒の状態を検出するセンサが含まれている。
　走行操作ユニット９０は、運転者によって手動操作され、その操作信号が制御装置５に入力される操作具の総称である。走行操作ユニット９０には、主変速レバー９１などの変速操作具、操舵レバー９２などの操舵操作具、自動走行操作具９３、などが含まれている。自動走行操作具９３は、運転者による操作を通じて、自動走行移行要求を出力する。
　報知デバイス６２は、運転者等に作業状態や走行状態に関する警告を報知するためのデバイスであり、ブザーやランプなどである。なお、汎用端末４もタッチパネル４０での表示を通じて運転者等に作業状態や走行状態や種々の情報を報知するデバイスとして機能する。
　この制御装置５は、さらに車載ＬＡＮを通じて汎用端末４とも接続している。図８に示すように、汎用端末４はタッチパネル４０を備えたタブレットコンピュータである。汎用端末４は、経路算出部４１、作業走行管理部４２、入出力制御部４３を有する。入出力制御部４３には、タッチパネル４０を用いてグラフィックインターフェースを構築する機能、及び、無線回線やインターネットを通じて遠隔地の管理コンピュータ１００とデータ交換する機能も備えられている。
　作業走行管理部４２は、走行軌跡算出部４２１と外側マップ作成部４２２ａと内側マップ作成部４２２ｂと排出位置設定部４２３を備えている。走行軌跡算出部４２１は、制御装置５から与えられた自車位置に基づいて走行軌跡を算出する。外側マップ作成部４２２ａは、図２に示すように、コンバインが手動操作によって周囲刈り走行を行った際に圃場の外周部に形成される外周領域ＳＡの外形を示す外側マップデータを作成する。外周領域ＳＡの最外線は圃場の畔との境界線となり、外周領域ＳＡの最内線が、未作業領域ＣＡの外形となる。内側マップ作成部４２２ｂは、外周領域ＳＡの形状に基づいて、外周領域ＳＡの内側の領域である未作業領域ＣＡの多角形形状を示す内側マップデータを作成する。この未作業領域ＣＡは、これから自動走行を取り入れた作業走行が行われる作業対象領域となる。
　排出位置設定部４２３は、穀粒タンク１４が満杯になった場合、穀粒タンク１４の穀粒を穀粒排出装置１８によって運搬車ＣＶに排出する際のコンバインの停車位置を設定する。
　経路算出部４１は、内側マップ作成部４２２ｂによって決定された未作業領域ＣＡに対して自動走行用の走行経路を算出する。なお、未作業領域ＣＡを自動走行するための走行パターン（往復走行パターンまたは渦巻き走行パターン）は、タッチパネル４０を通じて入力しておく。外周領域ＳＡの手動走行が終了したことを、運転者が入力することで、選択された経路パターンでの経路算出が自動的に行われる。
　経路算出部４１は、初期基準線算出部４１１と次基準線算出部４１２とを有する。初期基準線算出部４１１は、内側マップデータに基づいて、未作業領域ＣＡの一辺を基準辺と設定する。初期基準線算出部４１１は、基準辺に平行で、基準辺から作業幅の半分だけ内側に間隔を取って延び、外周領域ＳＡと未作業領域ＣＡとの境界点を結ぶ線分を、初期基準線Ｌｓとして算出する。なお、基準辺は、未作業領域ＣＡが四角形なら、その４つの辺のそれぞれが候補となるが、自動走行開始点からスムーズに走行できる辺が選択される。自動走行開始点は、運転者によって設定されてもよいし、経路算出部４１が、コンバインの現在の自車位置や過去の走行結果に基づいて設定してもよい。
　次基準線算出部４１２は、図５から図７を用いて説明したように、初期基準線Ｌｓからつながる次基準線Ｌ２、さらには次基準線Ｌ２からつながる更なる次基準線Ｌ３というように、順次次基準線を算出する。
　制御装置５には、自車位置算出部５０、走行制御部５１、作業制御部５２、越境判定部５３が備えられている。自車位置算出部５０は、衛星測位ユニット８１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。自車位置算出部５０は、慣性航法ユニット８２からの位置ベクトルと走行距離とを用いて自車位置を算出することもできる。自車位置算出部５０は、衛星測位ユニット８１及び慣性航法ユニット８２からの信号を組み合わせて自車位置を算出することも可能である。
　報知部５６は、制御装置５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６２に与える。
　走行制御部５１は、エンジン制御機能、操舵制御機能、車速制御機能などを有し、走行機器群７１に走行制御信号を与える。作業制御部５２は、収穫作業装置（収穫部１５、脱穀装置１３、搬送装置１６、穀粒排出装置１８など）の動きを制御するために、作業機器群７２に作業制御信号を与える。
　このコンバインは、自動走行で収穫作業を行う自動運転と、手動走行で収穫作業を行う手動運転との両方で走行可能である。このため、走行制御部５１には、手動走行制御部５１１、自動走行制御部５１２、走行経路設定部５１３、自動走行管理部５１４が含まれている。
　自動走行モードでは、自動走行制御部５１２は、自動操舵及び停止を含む車速変更の制御信号を生成して、走行機器群７１を制御する。自動操舵に関する制御信号は、走行経路設定部５１３によって設定された目標となる走行経路と自車位置算出部５０によって算出された自車位置との間の位置ずれ、及び走行経路の方位と機体方位との方位ずれを解消するように生成される。車速変更に関する制御信号は、前もって設定された車速値に基づいて生成される。
　手動走行モードでは、手動走行制御部５１１は、運転者による操作に基づいて出力される手動操作信号に基づいて制御信号を生成し、走行機器群７１を制御する。これにより、手動運転が実現する。なお、経路算出部４１によって算出された走行経路は、手動運転であっても、コンバインが当該走行経路に沿って走行するためのガイダンスのために利用することができる。
　自動走行管理部５１４は、予め設定されている自動走行許可条件に基づいて自動走行の許否を判定し、この判定結果が許可である場合、自動走行開始指令を自動走行制御部５１２に与える。
　このコンバインは、自動走行制御部５１２による制御によって、直線状の走行経路に沿って自動走行する。また、先の自動走行から次の自動走行に移行する際に行われる旋回移行走行は、手動走行であり、手動走行制御部５１１による制御によって行われる。自動走行から手動の旋回移行走行に入る際には、収穫部１５が上昇操作され、操舵レバー９２が揺動操作されるので、この操作をトリガーとして自動走行が中止され、手動走行に移行する。また、走行経路設定部５１３によって設定された次に自動走行すべき走行経路が自動走行管理部５１４によって捕捉され、且つ、その走行経路と自車位置との間の方位ずれ及び位置ずれが算出可能となっていることを条件として、手動の旋回移行走行から自動走行への移行が実行される。
　越境判定部５３は、外側マップデータによって得られる圃場境界線（例えば、畔）と自車位置とから機体１０が境界線を越える可能性を判定する。例えば、機体１０の進行方向での圃場境界線までの距離が２ｍである場合、圃場境界線を越える可能性があると越境判定部５３が判断し、報知デバイス６２を通じて警告が報知される。さらに、圃場境界線までの距離が１ｍとなれば、機体１０の減速または停止が行われる。
　次に、図９を用いて、このコンバインの圃場での手動走行と自動走行とを組み合わせた作業走行の一例を説明する。
　最初に、未作業領域ＣＡが四角形になるように、手動で周囲刈り走行が行われる（＃０１）。周囲刈り走行が終了すると、外周領域ＳＡが算出される（＃０２）。外周領域ＳＡの最内線が、未作業領域ＣＡの外形となるので、算出された外周領域ＳＡに基づいて、未作業領域ＣＡの形状を示す内側マップデータが作成される（＃０３）。この未作業領域ＣＡにおいて自動走行による収穫作業をするための走行パターンを選択する（＃０４）。ここでは、往復走行パターンが選択されたとする。さらに、現在の自車位置などを考慮して、自動走行開始位置が決定される（＃０５）。自動走行開始位置が決定されると、初期基準線算出部４１１が、未作業領域ＣＡを形作る四角形の各辺のうち、この自動走行開始位置からの自動走行の方向に適した向きを有する辺を、基準辺として決定し（＃０６）、さらに、この基準辺を作業幅（オーバラップを含める）の１／２だけ内側にずらせて得られる線を、初期基準線Ｌｓとして算出する（＃０７）。初期基準線Ｌｓは、自動走行のための最初の走行経路として走行経路設定部５１３によって設定される（＃０８）。
　手動走行によりコンバインが自動走行開始位置に向かう（＃０９）。自動走行を行うための前提条件として、走行経路の捕捉プログラムにおいて、目標走行経路として設定された走行経路と自車位置との距離が、当該走行経路と自車位置とのずれを算出できる範囲内であること、つまり自動走行管理部５１４によって走行経路が捕捉されていることが必要である。コンバインが自動走行開始位置に接近して、走行経路が捕捉されると（＃１０Ｙｅｓ分岐）、自動走行制御の準備ができていることが報知される（＃１１）。運転者は、自動走行操作具９３を操作し、自動走行移行要求を出力することで、自動走行への移行を自動走行管理部５１４に要求する（＃１２）。
　運転者からの自動走行への移行要求を受けて、自動走行管理部５１４は、自動走行許可条件が成立しているかどうかチェックする（＃１３）。自動走行許可条件が成立していなければ（＃１３Ｎｏ分岐）、未成立の報知等を行って、自動走行許可条件が成立するのを待つ。自動走行許可条件が成立していれば（＃１３Ｙｅｓ分岐）、自動走行開始指令が自動走行制御部５１２に与えられる（＃１４）。自車位置算出部５０から算出される自車位置は、慣性航法ユニット８２による相対的な方位変化角の積分値である自車方位と車速とから算出される自車位置で補完されている。自動走行制御部５１２による自動走行では、自車方位と走行経路の方位との間の方位ずれ、及び自車位置と走行経路との間の位置ずれ（機体１０の横方向のずれ）から、機体１０が走行経路上に沿うように操舵量が算出され、この操舵量に基づいて走行装置１１が駆動される（＃１５）。なお、経時的に算出される方位ずれ及び位置ずれは、汎用端末４のタッチパネル４０に表示可能である。
　現在設定された走行経路が最後の走行経路であれば（＃１６Ｙｅｓ分岐）、この走行経路を走行すれば、作業走行は終了となり、自動走行を用いたこの作業走行ルーチンは終了する。現在設定された走行経路が最後の走行経路でなければ（＃１６Ｎｏ分岐）、旋回移行走行によって次の走行経路に移動する必要がある。機体１０が未作業領域ＣＡから外周領域ＳＡに進入すれば、運転者の判断で旋回移行走行が開始される（＃１７Ｙｅｓ分岐）。次基準線算出部４１２は、次の自動走行を開始するために行われる１８０度の旋回移行走行がスムーズに行われるように、先の走行経路から少なくとも走行経路２本分の間隔をあけた位置に次基準線を算出する（＃１８）。算出された次基準線は、次の走行経路として走行経路設定部５１３によって設定される（＃１９）。旋回移行走行が行われている間に（＃２０）、設定された走行経路が自動走行管理部５１４によって捕捉されたかどうかチェックされる（＃２１）。走行経路が捕捉されると（＃２１Ｙｅｓ分岐）、次の走行経路を用いた自動走行制御の準備ができていることが報知される（＃２２）。運転者は、自動走行操作具９３を操作し、自動走行への移行を、自動走行管理部５１４に要求する（＃２３）。その後、自動走行の開始、さらに手動の旋回移行走行、更なる次基準線の算出、更なる走行経路の設定が、この圃場に対する作業走行が終了するまで、繰り返される（＃１３～＃２３）。
　図９のフローチャートでは示されていないが、収穫作業の途中で、穀粒タンク１４が満杯近くになると、旋回移行走行に代えて、運搬車ＣＶが停車している排出位置までの離脱走行が行われる。穀粒タンク１４からの穀粒搬出が終了すると、排出位置から、次の走行経路への復帰走行が行われる。離脱走行及び復帰走行においては、少なくとも部分的には、自動走行も可能である。
〔別実施の形態〕
（１）上述の実施形態においては、初期基準線Ｌｓとなる基準線Ｌ１が、未作業領域ＣＡの１つの辺である基準辺Ｓ１から作業幅（刈取り幅）の半分だけ内側を通る線として算出された。これに代えて、初期基準線Ｌｓとなる基準線Ｌ１を、基準辺Ｓ１から未作業領域ＣＡの中央部の方へ、作業幅以上に遠く離れた位置を通る線として算出してもよい。つまり、初期基準線Ｌｓは、未作業領域ＣＡの縁部近くには限定されずに算出することができる。
（２）図９のフローチャートでは、未作業領域ＣＡでの自動走行における最初の走行経路以降の走行経路となる次基準線の算出は旋回移行走行の間に行われ、順次、基準線は、旋回移行走行の間に算出される制御の流れとなっていた。これに代えて、未作業領域ＣＡの形状が算出された段階で、初期基準線Ｌｓとともに全ての基準線、つまり未作業領域ＣＡを網羅する全ての走行経路を算出してもよい。あるいは、未作業領域ＣＡでの収穫作業の途中で、一定のグループ単位で、順次基準線（走行経路）を算出するようにしてもよい。
（３）図８で示された各機能部は、主に説明目的で区分けされている。実際には、各機能部は他の機能部と統合してもよいし、または複数の機能部に分けてもよい。例えば、汎用端末４に構築された機能部を、部分的にあるいはその全てを制御装置５に組み込んでもよい。
（４）上述の実施形態においては、周囲刈り走行は、手動走行で行われていたが、２周目以降では、部分的に、特に直線走行に関しては、自動走行を採用してもよい。
（５）上述の実施形態においては、内側マップ作成部４２２ｂ、初期基準線算出部４１１、次基準線算出部４１２、自動走行制御部５１２、手動走行制御部５１１などは、いずれも、収穫機に備えられてもよいし、管理コンピュータ１００に備えられてもよい。
（６）上述の実施形態においては、自動走行と手動走行とが可能な収穫機について説明した。しかしながら、上述の実施形態における各機能部を、収穫機と管理コンピュータ１００とが備えられた収穫システムとして構成したり、収穫プログラムとして構成したりすることも可能である。さらに、上述の実施形態における各機能部が行う処理を、収穫方法として構成することも可能である。
（７）また、このような収穫プログラムを、記録媒体に記録するように構成することも可能である。
　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にも利用可能である。また、トウモロコシ収穫機、ジャガイモ収穫機、ニンジン収穫機、サトウキビ収穫機等の種々の収穫機にも利用できる。
１０　　　：機体
４１　　　：経路算出部
４１１　　：初期基準線算出部
４１２　　：次基準線算出部
４２　　　：作業走行管理部
４２１　　：走行軌跡算出部
４２２ａ　：外側マップ作成部
４２２ｂ　：内側マップ作成部
４２３　　：排出位置設定部
４３　　　：入出力制御部
５０　　　：自車位置算出部
５１　　　：走行制御部
５１１　　：手動走行制御部
５１２　　：自動走行制御部
５１３　　：走行経路設定部
５１４　　：自動走行管理部
５３　　　：越境判定部
５６　　　：報知部
８０　　　：自車位置検出モジュール
８１　　　：衛星測位ユニット
８２　　　：慣性航法ユニット
９０　　　：走行操作ユニット
９１　　　：主変速レバー
９２　　　：操舵レバー
９３　　　：自動走行操作具
ＳＡ　　　：外周領域
ＣＡ　　　：未作業領域
Ｌｓ　　　：初期基準線（直線群）
Ｌ２　　　：次基準線（直線群）
Ｐ１　　　：境界点
Ｐ２　　　：境界点
Ｓ１　　　：基準辺（第１辺）

Claims (21)

  1. 　自動走行と手動走行とが可能な収穫機であって、
    　前記手動走行での周囲刈り走行によって圃場の外周部に形成された外周領域の形状に基づいて、前記外周領域の内側の領域である未作業領域の多角形形状を示す内側マップデータを作成する内側マップ作成部と、
    　前記内側マップデータから前記未作業領域の一辺に平行で、前記外周領域と前記未作業領域との境界点の２つを結ぶ初期基準線を算出する初期基準線算出部と、
    　前記初期基準線の次となる次基準線、及び前記次基準線の次となる更なる次基準線を順次算出する次基準線算出部と、
    　前記初期基準線及び前記次基準線を走行経路として、前記走行経路と自車位置とに基づいて前記自動走行を行う自動走行制御部と、
    　先の前記走行経路を用いた自動走行から次の前記走行経路を用いた自動走行へ移行するための旋回移行走行を手動操作信号に基づいて行う手動走行制御部と、
    を備えた収穫機。
  2. 　前記外周領域の外形を示す外側マップデータを作成する外側マップ作成部と、
    　前記外側マップデータと前記自車位置とに基づいて、機体が圃場境界線を越える可能性を判定する越境判定部と、
    が備えられている請求項１に記載の収穫機。
  3. 　前記次基準線算出部は、前記初期基準線に平行となる前記次基準線、及び前記次基準線に平行となる前記更なる次基準線を順次算出し、
    　前記旋回移行走行はＵターン走行である請求項１または２に記載の収穫機。
  4. 　前記次基準線算出部は、前記未作業領域の外形を示す多角形における各辺に平行となる走行軌跡を描くように、前記次基準線及び前記更なる次基準線を順次算出し、
    　前記旋回移行走行は、前記多角形の隣接する辺がなす角度の機体旋回を実現する特殊旋回である請求項１または２に記載の収穫機。
  5. 　手動操作を通じて自動走行移行要求を出力する自動走行操作具が備えられ、
    　前記自動走行に用いられる前記走行経路の方位と機体方位との方位ずれが所定値以下の場合、前記自動走行移行要求に応答して自動走行開始指令が前記自動走行制御部に与えられる請求項１から４のいずれか一項に記載の収穫機。
  6. 　自動走行と手動走行とが可能な収穫機と、前記収穫機とデータ交換する遠隔地の管理コンピュータとを含む収穫システムであって、
    　前記手動走行での周囲刈り走行によって圃場の外周部に形成された外周領域の形状に基づいて、前記外周領域の内側の領域である未作業領域の多角形形状を示す内側マップデータを作成する内側マップ作成部と、
    　前記内側マップデータから前記未作業領域の一辺に平行で、前記外周領域と前記未作業領域との境界点の２つを結ぶ初期基準線を算出する初期基準線算出部と、
    　前記初期基準線の次となる次基準線、及び前記次基準線の次となる更なる次基準線を順次算出する次基準線算出部と、
    　前記初期基準線及び前記次基準線を走行経路として、前記走行経路と自車位置とに基づいて前記自動走行を行う自動走行制御部と、
    　先の前記走行経路を用いた自動走行から次の前記走行経路を用いた自動走行へ移行するための旋回移行走行を手動操作信号に基づいて行う手動走行制御部と、
    が備えられている収穫システム。
  7. 　前記外周領域の外形を示す外側マップデータを作成する外側マップ作成部と、
    　前記外側マップデータと前記自車位置とに基づいて、機体が圃場境界線を越える可能性を判定する越境判定部と、
    が備えられている請求項６に記載の収穫システム。
  8. 　前記次基準線算出部は、前記初期基準線に平行となる前記次基準線、及び前記次基準線に平行となる前記更なる次基準線を順次算出し、
    　前記旋回移行走行はＵターン走行である請求項６または７に記載の収穫システム。
  9. 　前記次基準線算出部は、前記未作業領域の外形を示す多角形における各辺に平行となる走行軌跡を描くように、前記次基準線及び前記更なる次基準線を順次算出し、
    　前記旋回移行走行は、前記多角形の隣接する辺がなす角度の機体旋回を実現する特殊旋回である請求項６または７に記載の収穫システム。
  10. 　手動操作を通じて自動走行移行要求を出力する自動走行操作具が前記収穫機に備えられ、
    　前記自動走行に用いられる前記走行経路の方位と機体方位との方位ずれが所定値以下の場合、前記自動走行移行要求に応答して自動走行開始指令が前記自動走行制御部に与えられる請求項６から９のいずれか一項に記載の収穫システム。
  11. 　自動走行と手動走行とが可能な収穫機の収穫方法であって、
    　前記手動走行での周囲刈り走行によって圃場の外周部に形成された外周領域の形状に基づいて、前記外周領域の内側の領域である未作業領域の多角形形状を示す内側マップデータを作成する内側マップ作成ステップと、
    　前記内側マップデータから前記未作業領域の一辺に平行で、前記外周領域と前記未作業領域との境界点の２つを結ぶ初期基準線を算出する初期基準線算出ステップと、
    　前記初期基準線の次となる次基準線、及び前記次基準線の次となる更なる次基準線を順次算出する次基準線算出ステップと、
    　前記初期基準線及び前記次基準線を走行経路として、前記走行経路と自車位置とに基づいて前記自動走行を行う自動走行制御ステップと、
    　先の前記走行経路を用いた自動走行から次の前記走行経路を用いた自動走行へ移行するための旋回移行走行を手動操作信号に基づいて行う手動走行制御ステップと、
    を含む収穫方法。
  12. 　前記外周領域の外形を示す外側マップデータを作成する外側マップ作成ステップと、
    　前記外側マップデータと前記自車位置とに基づいて、機体が圃場境界線を越える可能性を判定する越境判定ステップと、
    を含む請求項１１に記載の収穫方法。
  13. 　前記次基準線算出ステップにおいて、前記初期基準線に平行となる前記次基準線、及び前記次基準線に平行となる前記更なる次基準線を順次算出し、
    　前記旋回移行走行はＵターン走行である請求項１１または１２に記載の収穫方法。
  14. 　前記次基準線算出ステップにおいて、前記未作業領域の外形を示す多角形における各辺に平行となる走行軌跡を描くように、前記次基準線及び前記更なる次基準線を順次算出し、
    　前記旋回移行走行は、前記多角形の隣接する辺がなす角度の機体旋回を実現する特殊旋回である請求項１１または１２に記載の収穫方法。
  15. 　手動操作を通じて自動走行移行要求を出力する自動走行操作具が前記収穫機に備えられ、
    　前記自動走行に用いられる前記走行経路の方位と機体方位との方位ずれが所定値以下の場合、前記自動走行移行要求に応答して自動走行開始指令が前記自動走行制御ステップに与えられる請求項１１から１４のいずれか一項に記載の収穫方法。
  16. 　自動走行と手動走行とが可能な収穫機の収穫プログラムであって、
    　前記手動走行での周囲刈り走行によって圃場の外周部に形成された外周領域の形状に基づいて、前記外周領域の内側の領域である未作業領域の多角形形状を示す内側マップデータを作成する内側マップ作成機能と、
    　前記内側マップデータから前記未作業領域の一辺に平行で、前記外周領域と前記未作業領域との境界点の２つを結ぶ初期基準線を算出する初期基準線算出機能と、
    　前記初期基準線の次となる次基準線、及び前記次基準線の次となる更なる次基準線を順次算出する次基準線算出機能と、
    　前記初期基準線及び前記次基準線を走行経路として、前記走行経路と自車位置とに基づいて前記自動走行を行う自動走行制御機能と、
    　先の前記走行経路を用いた自動走行から次の前記走行経路を用いた自動走行へ移行するための旋回移行走行を手動操作信号に基づいて行う手動走行制御機能と、
    をコンピュータに実現させる収穫プログラム。
  17. 　前記外周領域の外形を示す外側マップデータを作成する外側マップ作成機能と、
    　前記外側マップデータと前記自車位置とに基づいて、機体が圃場境界線を越える可能性を判定する越境判定機能と、
    をコンピュータに実現させる請求項１６に記載の収穫プログラム。
  18. 　前記次基準線算出機能は、前記初期基準線に平行となる前記次基準線、及び前記次基準線に平行となる前記更なる次基準線を順次算出し、
    　前記旋回移行走行はＵターン走行である請求項１６または１７に記載の収穫プログラム。
  19. 　前記次基準線算出機能は、前記未作業領域の外形を示す多角形における各辺に平行となる走行軌跡を描くように、前記次基準線及び前記更なる次基準線を順次算出し、
    　前記旋回移行走行は、前記多角形の隣接する辺がなす角度の機体旋回を実現する特殊旋回である請求項１６または１７に記載の収穫プログラム。
  20. 　手動操作を通じて自動走行移行要求を出力する自動走行操作具が前記収穫機に備えられ、
    　前記自動走行に用いられる前記走行経路の方位と機体方位との方位ずれが所定値以下の場合、前記自動走行移行要求に応答して自動走行開始指令が前記自動走行制御機能に与えられる請求項１６から１９のいずれか一項に記載の収穫プログラム。
  21. 　請求項１６から２０のいずれか一項に記載の収穫プログラムが記録されたコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
PCT/JP2019/023118 2018-08-07 2019-06-11 収穫機、収穫システム、収穫方法、収穫プログラムおよび記録媒体 Ceased WO2020031494A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201980051618.1A CN112533473B (zh) 2018-08-07 2019-06-11 收获机、收获系统、收获方法、收获程序以及记录介质
KR1020217006269A KR102844055B1 (ko) 2018-08-07 2019-06-11 수확기, 수확 시스템, 수확 방법, 수확 프로그램 및 기록 매체
US17/266,289 US20210302962A1 (en) 2018-08-07 2019-06-11 Harvester, Harvesting System, Harvesting Method, Harvesting Program and Recording Medium
EP19847999.0A EP3834601B1 (en) 2018-08-07 2019-06-11 Harvester, harvesting system, harvesting method, harvesting program and recording medium

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018-148751 2018-08-07
JP2018148751A JP7014687B2 (ja) 2018-08-07 2018-08-07 収穫機

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020031494A1 true WO2020031494A1 (ja) 2020-02-13

Family

ID=69414691

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/023118 Ceased WO2020031494A1 (ja) 2018-08-07 2019-06-11 収穫機、収穫システム、収穫方法、収穫プログラムおよび記録媒体

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20210302962A1 (ja)
EP (1) EP3834601B1 (ja)
JP (1) JP7014687B2 (ja)
KR (1) KR102844055B1 (ja)
CN (1) CN112533473B (ja)
WO (1) WO2020031494A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114303618A (zh) * 2020-10-09 2022-04-12 迪尔公司 预测动力图生成和控制系统
CN114303609A (zh) * 2020-10-09 2022-04-12 迪尔公司 使用预测图的机器控制
EP4357871A4 (en) * 2021-06-18 2024-10-23 Beijing Indemind Technology Co., Ltd. ROBOT TASK EXECUTION METHOD AND APPARATUS, ROBOT, AND RECORDING MEDIUM

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11618481B2 (en) * 2019-07-03 2023-04-04 Waymo Llc Agent trajectory prediction using anchor trajectories
JP2022011846A (ja) * 2020-06-30 2022-01-17 株式会社クボタ 収穫機及び収穫機の自動走行方法
WO2022004474A1 (ja) * 2020-06-30 2022-01-06 株式会社クボタ 収穫機、収穫機の自動走行方法、プログラム、記録媒体、システム、農作業機、農作業機の自動走行方法、方法、自動操舵管理システム
DE102020117536A1 (de) * 2020-07-02 2022-01-05 Claas Selbstfahrende Erntemaschinen Gmbh Selbstfahrende landwirtschaftliche Arbeitsmaschine
JP7530813B2 (ja) * 2020-12-02 2024-08-08 ヤンマーホールディングス株式会社 コンバイン及び走行経路作成方法
JP7386396B2 (ja) * 2020-12-24 2023-11-27 井関農機株式会社 穀稈の刈取作業方法
JP7499717B2 (ja) * 2021-03-01 2024-06-14 株式会社クボタ 走行制御システム
JP7667008B2 (ja) * 2021-07-21 2025-04-22 ヤンマーホールディングス株式会社 走行制御方法、走行制御システム、及び走行制御プログラム
JP7528039B2 (ja) * 2021-08-27 2024-08-05 株式会社クボタ 走行制御システム
JP7627199B2 (ja) * 2021-09-16 2025-02-05 ヤンマーホールディングス株式会社 自動走行方法、作業車両及び自動走行システム
US11805732B2 (en) * 2021-10-18 2023-11-07 Deere & Company Harvesting machine control system with haulage vehicle route based on pre-defined machine path
US11856890B2 (en) * 2021-10-20 2024-01-02 Deere & Company Automated turn patterns in an agricultural harvester
JP7627206B2 (ja) * 2021-12-03 2025-02-05 ヤンマーホールディングス株式会社 自動走行方法、作業車両及び自動走行システム
JP7664828B2 (ja) * 2021-12-28 2025-04-18 株式会社クボタ システム
JP7629417B2 (ja) * 2022-02-17 2025-02-13 ヤンマーホールディングス株式会社 自動走行方法、作業車両及び自動走行システム
CN115145257A (zh) * 2022-02-25 2022-10-04 南京艾格慧元农业科技有限公司 一种无人驾驶收割机收割的路径规划与精准作业方法
CN114608582A (zh) * 2022-03-16 2022-06-10 江苏常发农业装备股份有限公司 一种农机全覆盖路径规划方法
JP2023147897A (ja) * 2022-03-30 2023-10-13 ヤンマーホールディングス株式会社 制御装置及び作業車両
JP7631259B2 (ja) * 2022-05-24 2025-02-18 株式会社クボタ 作業車両の支援システム
JP2024039812A (ja) * 2022-09-12 2024-03-25 ヤンマーホールディングス株式会社 走行制御方法、走行制御システム、及び走行制御プログラム
CN116339340B (zh) * 2023-04-07 2025-09-09 上海华测导航技术股份有限公司 农机的作业路径生成方法、装置、电子设备及存储介质
DE102023118713A1 (de) * 2023-07-14 2025-01-16 Krone Agriculture Se Verfahren zur fahrroutenplanung

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050273253A1 (en) * 2004-06-03 2005-12-08 Norbert Diekhans Route planning system and method for agricultural working machines
JP2017123804A (ja) 2016-01-13 2017-07-20 株式会社クボタ 作業車
JP2017123829A (ja) * 2016-01-15 2017-07-20 株式会社クボタ 圃場作業車両
WO2018101351A1 (ja) 2016-12-02 2018-06-07 株式会社クボタ 走行経路管理システム及び走行経路決定装置
JP2018116615A (ja) * 2017-01-20 2018-07-26 株式会社クボタ 走行経路生成装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006002567A1 (de) * 2006-01-18 2007-08-02 Claas Selbstfahrende Erntemaschinen Gmbh Methode zur Erzeugung von Referenzfahrspuren für landwirtschaftliche Fahrzeuge
GB201223363D0 (en) * 2012-12-24 2013-02-06 Agco Int Gmbh Path planning method for agricultural vehicle guidance
CN106163259A (zh) * 2014-03-07 2016-11-23 洋马株式会社 农作物收割装置
JP6502221B2 (ja) * 2015-09-14 2019-04-17 株式会社クボタ 作業車支援システム
US9974225B2 (en) * 2016-01-14 2018-05-22 Cnh Industrial America Llc System and method for generating and implementing an end-of-row turn path
KR102575115B1 (ko) * 2016-03-09 2023-09-06 얀마 파워 테크놀로지 가부시키가이샤 작업 차량 및 주행 영역 특정 장치
JP6770839B2 (ja) * 2016-07-08 2020-10-21 株式会社クボタ 経路探索プログラムと、経路探索システムと、この経路探索システムを組み込んだ作業車
JP6832828B2 (ja) * 2016-10-26 2021-02-24 株式会社クボタ 走行経路決定装置
JP6701064B2 (ja) * 2016-12-14 2020-05-27 株式会社クボタ 走行経路生成装置
JP6793625B2 (ja) * 2016-12-19 2020-12-02 株式会社クボタ 走行経路管理システム
JP6994831B2 (ja) * 2017-01-24 2022-01-14 株式会社クボタ 自動操舵システム
WO2018139143A1 (ja) * 2017-01-24 2018-08-02 株式会社クボタ コンバイン、収穫機、及び、自動操舵システム
JP6663366B2 (ja) * 2017-01-27 2020-03-11 ヤンマー株式会社 経路生成システム、及びそれによって生成された経路に沿って作業車両を走行させる自律走行システム
JP6908510B2 (ja) * 2017-12-07 2021-07-28 ヤンマーパワーテクノロジー株式会社 走行経路設定装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050273253A1 (en) * 2004-06-03 2005-12-08 Norbert Diekhans Route planning system and method for agricultural working machines
JP2017123804A (ja) 2016-01-13 2017-07-20 株式会社クボタ 作業車
JP2017123829A (ja) * 2016-01-15 2017-07-20 株式会社クボタ 圃場作業車両
WO2018101351A1 (ja) 2016-12-02 2018-06-07 株式会社クボタ 走行経路管理システム及び走行経路決定装置
JP2018116615A (ja) * 2017-01-20 2018-07-26 株式会社クボタ 走行経路生成装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114303618A (zh) * 2020-10-09 2022-04-12 迪尔公司 预测动力图生成和控制系统
CN114303609A (zh) * 2020-10-09 2022-04-12 迪尔公司 使用预测图的机器控制
EP4357871A4 (en) * 2021-06-18 2024-10-23 Beijing Indemind Technology Co., Ltd. ROBOT TASK EXECUTION METHOD AND APPARATUS, ROBOT, AND RECORDING MEDIUM

Also Published As

Publication number Publication date
US20210302962A1 (en) 2021-09-30
EP3834601A4 (en) 2022-02-09
CN112533473B (zh) 2023-03-21
JP7014687B2 (ja) 2022-02-01
EP3834601B1 (en) 2024-06-26
CN112533473A (zh) 2021-03-19
KR102844055B1 (ko) 2025-08-11
KR20210033536A (ko) 2021-03-26
EP3834601A1 (en) 2021-06-16
JP2020022397A (ja) 2020-02-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7014687B2 (ja) 収穫機
EP3351075B1 (en) Work vehicle support system
JP6936356B2 (ja) 作業車自動走行システム
JP7357444B2 (ja) 収穫機
WO2020031473A1 (ja) 外形形状算出システム、外形形状算出方法、外形形状算出プログラム、及び外形形状算出プログラムが記録されている記録媒体と、圃場マップ作成システム、圃場マップ作成プログラム、圃場マップ作成プログラムが記録されている記録媒体、及び圃場マップ作成方法
JP7034866B2 (ja) 収穫機
WO2020044726A1 (ja) 自動操舵システムおよび収穫機、自動操舵方法、自動操舵プログラム、記録媒体
WO2020100810A1 (ja) 収穫機および経路設定システム
JP6983734B2 (ja) 収穫機
WO2020026650A1 (ja) 自動走行制御システム、自動走行制御方法、自動走行制御プログラム、及び、記憶媒体
WO2019124217A1 (ja) 作業車、作業車のための走行経路選択システム、及び、走行経路算出システム
WO2019124225A1 (ja) 農作業車、作業車衝突警戒システム及び作業車
JP7174484B2 (ja) 農作業車
JP6884092B2 (ja) 作業車及び作業車のための走行経路選択システム
JP7030662B2 (ja) 収穫機
JP7423666B2 (ja) 収穫機
JP7117985B2 (ja) 自動走行制御システム
WO2020111102A1 (ja) 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
KR20210067924A (ko) 자동 주행 제어 시스템, 콤바인 및 수확기
JP2020028224A (ja) 圃場マップ作成システム
JP2020080751A (ja) 収穫機
JP7109300B2 (ja) 収穫機
JP2022011847A (ja) 農作業機及び農作業機の自動走行方法
JP7334281B2 (ja) 収穫機
JP6978388B2 (ja) 圃場作業車のための自動操舵システム

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19847999

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20217006269

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019847999

Country of ref document: EP

Effective date: 20210309