JP7034860B2 - 領域登録システム - Google Patents

Description

本発明は、主として、作業車両を所定の領域に沿って走行させることで、この領域を登録する領域登録システムに関する。

特許文献１では、測位システムからの測位信号を受信するアンテナを備えた作業車両を、圃場内の作業領域の外周に沿って走行させることで、この作業領域の位置及び形状を登録することが記載されている。特許文献１では、２本の直線路が旋回路により接続されている場合、作業領域の端部が丸みを帯びることを防止するために、２本の直線部分を延長して交わる点を用いて作業領域を登録することが記載されている。更に、特許文献１では、測位信号に基づいて検出されたアンテナの位置をオフセットして補正することが記載されている。

特開２０１７－１２７２９１号公報

ここで、地図上で領域を登録する方法ではなく、作業車両を実際に走行させて領域を登録する方法を採用する理由は、該当部分が実際に走行可能な領域として圃場内に存在することを確認した上で領域を登録するためである。しかし、特許文献１では２本の直線路を延長した交点を含む領域を登録することが記載されているため、実際に走行可能な領域として圃場内に存在しない位置が領域として登録される可能性がある。

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その主要な目的は、作業車両が実際に走行した位置からなる領域を登録する領域登録システムにおいて、領域のコーナーを的確に特定できる構成を提供することにある。

課題を解決するための手段及び効果

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

本発明の観点によれば、以下の構成の領域登録システムが提供される。即ち、領域登録システムは、圃場の全体又は一部の領域を登録するために、作業車両に当該領域の外周を走行させて当該領域を登録する。この領域登録システムは、測位アンテナと、位置登録部と、基準点特定部と、方向特定部と、候補点登録部と、領域登録部と、を備える。前記測位アンテナは、前記作業車両に取り付けられており、測位システムからの測位信号を受信する。前記位置登録部は、前記測位信号に基づいて前記測位アンテナの位置であるアンテナ位置を計測点として登録する。前記基準点特定部は、前記作業車両が前記領域の外周を走行している間の計測点であって、かつ、前記領域のコーナーに相当すると判定した位置であるコーナーアンテナ基準点を特定する。前記方向特定部は、前記コーナーアンテナ基準点を通過した後の前記作業車両の旋回方向を特定する。前記候補点登録部は、前記コーナーアンテナ基準点を、当該コーナーアンテナ基準点を計測した時点での前記作業車両の前方にオフセットさせるとともに、前記方向特定部が特定した旋回方向に応じて、当該作業車両の車幅方向の何れかにオフセットさせた位置をコーナー候補点として登録する。前記領域登録部は、前記コーナー候補点を含む領域を登録可能である。

これにより、走行中の作業車両の位置を所定量だけオフセットさせた位置をコーナー候補点として登録するため、圃場内に確実に存在する位置に基づいて領域を登録できる。また、旋回方向に応じてオフセットさせる方向を異ならせることで、実際の領域に即した位置を自動的に登録できる。

前記の領域登録システムにおいては、前記基準点特定部は、前記作業車両が前進から後進に切り替わったタイミングで取得された前記計測点を前記コーナーアンテナ基準点として特定することが好ましい。

作業車両が前進から後進に切り替わった場合は、その前後に作業車両の位置が多数登録されることとなる。従って、前進から後進に切り替わったタイミングで取得された計測点をコーナーアンテナ基準点とすることで、適切な位置のみをコーナー候補点とすることができる。

前記の領域登録システムにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記作業車両は、作業部と、駆動部と、作業クラッチと、を備える。前記作業部は、農作業を行う。前記駆動部は、前記作業部を駆動する。前記作業クラッチは、前記駆動部の動力を前記作業部に伝達する伝達状態と、前記駆動部の動力を前記作業部に伝達しない遮断状態と、の間で切替可能である。前記基準点特定部は、前記作業クラッチが前記伝達状態から前記遮断状態に切り替わったタイミングで取得された前記計測点を前記コーナーアンテナ基準点として特定する。

これにより、作業部による農作業を行いながら領域を登録する場合においても、的確なコーナー候補点を登録できる。また、農作業を実際に行うことが可能な位置を領域に含めることができる。

前記の領域登録システムにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記作業車両は、苗を植え付ける植付部を備えた田植機である。田植機は、前記植付部を下降させて植付作業を行う下降位置と、前記植付部を上昇させて植付作業を行わない上昇位置と、の間で当該植付部の高さを変更させる昇降装置を備える。前記基準点特定部は、前記昇降装置が前記植付部を前記下降位置から上昇位置に変更させたタイミングで取得された前記計測点を前記コーナーアンテナ基準点として特定する。

これにより、田植機の植付部による植付作業を行いながら領域を登録する場合においても、的確なコーナー候補点を登録できる。また、植付作業を実際に行うことが可能な位置を領域に含めることができる。

本発明の一実施形態に係る領域登録システムに備えられる田植機の側面図。 田植機の平面図。 領域登録システムのブロック図。 領域登録処理を示すフローチャート。 領域登録処理の概要を示す説明図。 前進から後進への切替えに関するコーナー判定条件を示す図。 植付クラッチの状態に基づくコーナー判定条件を示す図。

次に、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。本実施形態の領域登録システム１００は、圃場内で田植え（苗の植付け）を行う田植機１に自律走行を行わせるためのシステムである。ここで、自律走行とは、少なくとも操舵を自律的に行って田植機１を走行させることを意味する。本実施形態では、無線通信端末７を用いてオペレータが自律走行に関する設定を行い、その設定に基づいて田植機１が自律走行を行う。また、本実施形態では、オペレータの乗車中において田植機１に自律走行を行わせる構成であるが、オペレータが乗車していない田植機１に自律走行を行わせることもできる。

初めに、本実施形態の田植機１について、図１及び図２を参照して説明する。図１は、田植機１の側面図である。図２は、田植機１の平面図である。図１及び図２に示すように、田植機１は、車体部１１と、左右１対の前輪１２と、左右一対の後輪１３と、植付部１４と、を備える。

車体部１１の前部に配置されたボンネット２１の内部には、エンジン（駆動部）２２が配置されている。エンジン２２が発生させた動力はミッションケース２３を介して前輪１２及び後輪１３に伝達される。ミッションケース２３を介して伝達された動力は、車体部１１の後部に配置されたＰＴＯ軸２４を介して植付部１４にも伝達される。なお、ＰＴＯ軸２４には、植付クラッチ（作業クラッチ）１８を介して動力が伝達されるように構成されている。車体部１１の前後方向で前輪１２と後輪１３の間の位置には、オペレータが搭乗する運転座席２５が設けられている。

運転座席２５の前方には、操舵ハンドル２６、主変速レバー２９ａ、植付クラッチレバー２９ｂ等の操作具が配置されている。操舵ハンドル２６は、田植機１の舵角を変更するための操作具である。主変速レバー２９ａは、「前進」「後進」「苗継」のポジションを少なくとも選択可能に構成されている。主変速レバー２９ａが「前進」位置に操作されると、田植機１を前進させる方向に後輪１３が回転するように動力が伝達される。一方、主変速レバー２９ａが「後進」位置に操作されると、田植機１を後進させる方向に後輪１３が回転するように動力が駆動される。主変速レバー２９ａが「苗継」位置に操作されると、後輪１３及びＰＴＯ軸２４に対する動力の伝達が遮断される。また、植付クラッチレバー２９ｂが操作されることで、植付クラッチ１８がＰＴＯ軸２４（即ち植付部１４）へ動力を伝達する伝達状態と、植付クラッチ１８がＰＴＯ軸２４（即ち植付部１４）へ動力を伝達しない遮断状態と、を切り替えることができる。

植付部１４は、車体部１１の後方に昇降リンク機構３１を介して連結されている。昇降リンク機構３１は、トップリンク３１ａ及びロワーリンク３１ｂ等を含む平行リンク構造により構成されている。ロワーリンク３１ｂには昇降シリンダ（昇降装置）３２が連結されている。この構成で、昇降シリンダ３２を伸縮させることにより、植付部１４全体を上下に昇降させることができる。これにより、植付部１４を下降させて植付作業を行う下降位置と、植付部１４を上昇させて植付作業を行わない上昇位置と、の間で当該植付部１４の高さを変更させることができる。なお、昇降シリンダ３２は油圧シリンダであるが、電動シリンダを用いてもよい。また、シリンダ以外のアクチュエータにより植付部１４を昇降させる構成であってもよい。

植付部１４は、植付入力ケース３３と、複数の植付ユニット３４と、苗載台３５と、複数のフロート３６と、予備苗台３８と、を主として備えている。

それぞれの植付ユニット３４は、植付伝動ケース４１と、回転ケース４２と、を備える。植付伝動ケース４１には、ＰＴＯ軸２４及び植付入力ケース３３を介して動力が伝達される。それぞれの植付伝動ケース４１には、車幅方向の両側に回転ケース４２が取り付けられている。それぞれの回転ケース４２には、田植機１の進行方向に並べて２つの植付爪４３が取り付けられている。これらの２つの植付爪４３により、１条分の植付が行われる。

図１に示すように、苗載台３５は、植付ユニット３４の前上方に配置されており、苗マットを載置可能に構成されている。苗載台３５は、往復で横送り移動可能（横方向にスライド可能）に構成されている。また、苗載台３５は、当該苗載台３５の往復移動端で苗マットを間欠的に下方に縦送り搬送可能に構成されている。この構成により、苗載台３５は、苗マットの苗を各植付ユニット３４に対して供給できるようになっている。こうして、田植機１では、各植付ユニット３４に対して苗を順次供給し、連続的に苗の植付けを行うことができる。

図１に示すフロート３６は、植付部１４の下部に設けられ、その下面が地面に接触することができるように配置されている。フロート３６が地面に接触することにより、苗を植え付ける前の田面が整地される。また、フロート３６には、当該フロート３６の揺動角を検出する図略のフロートセンサが設けられている。フロート３６の揺動角は、地面と植付部１４の距離に対応している。田植機１は、フロート３６の揺動角に基づいて昇降シリンダ３２を動作させて植付部１４を上下に昇降させることにより、植付部１４の対地高さを一定に保つことができる。

予備苗台３８は、ボンネット２１の車幅方向外側に配置されており、予備のマット苗を収容した苗箱を搭載可能である。左右一対の予備苗台３８の上部同士は、上下方向及び車幅方向に延びる連結フレーム２７によって互いに連結されている。連結フレーム２７の車幅方向の中央には、筐体２８が配置されている。筐体２８の内部には、測位アンテナ６１と、慣性計測装置６２と、通信アンテナ６３と、が配置されている。測位アンテナ６１は、衛星測位システム（ＧＮＳＳ）を構成する測位衛星からの電波を受信することができる。この電波に基づいて公知の測位計算が行われることにより、田植機１の位置を取得することができる。慣性計測装置６２は、３つのジャイロセンサ（角速度センサ）と３つの加速度センサを備える。この慣性計測装置６２が検出する田植機１の角速度及び加速度が補助的に用いられることで、田植機１の測位結果の精度が高められている。通信アンテナ６３は、無線通信端末７と無線通信を行うためのアンテナである。

図３に示すように、田植機１は制御部５０を備える。制御部５０は公知のコンピュータとして構成されており、図示しないＣＰＵ、不揮発性メモリ、ＲＡＭ、入出力部等を備える。不揮発性メモリには、各種のプログラム及びデータ等が記憶されている。ＣＰＵは、各種のプログラムを不揮発性メモリから読み出して実行することができる。上記のハードウェアとソフトウェアの協働により、制御部５０を、記憶部５１と、走行制御部５２、作業機制御部５３として動作させることができる。制御部５０は、１つのハードウェアであってもよいし、互いに通信可能な複数のハードウェアであってもよい。また、制御部５０には、上記の慣性計測装置６２に加え、位置取得部６４と、通信処理部６５と、車速センサ６６と、舵角センサ６７と、レバーセンサ６８と、植付クラッチセンサ６９と、が接続されている。

位置取得部６４は、測位アンテナ６１に電気的に接続されている。位置取得部６４は、測位アンテナ６１で受信した電波に基づく測位信号から、田植機１の位置を例えば緯度及び経度の情報として取得する。位置取得部６４は、図示しない基準局からの測位信号を適宜の方法で受信した上で、公知のＧＮＳＳ－ＲＴＫ法を利用して測位を行う。しかしながら、これに代えて、例えばディファレンシャルＧＮＳＳを用いた測位、又は単独測位等が行われてもよい。あるいは、無線ＬＡＮ等の電波強度に基づく位置取得又は慣性航法による位置取得等が行われてもよい。

通信処理部６５は、通信アンテナ６３に電気的に接続されている。この通信処理部６５は、適宜の方式で変調処理又は復調処理を行って、無線通信端末７との間でデータの送受信を行うことができる。

車速センサ６６は、田植機１の適宜の位置、例えば前輪１２の車軸に配置されている。車速センサ６６は、例えば車軸の回転に応じたパルスを発生させるように構成されている。車速センサ６６で得られた検出結果のデータは、制御部５０へ出力される。

舵角センサ６７は、前輪１２の舵角を検出するセンサである。舵角センサ６７は例えば前輪１２に設けられた図示しないキングピンに備えられている。舵角センサ６７で得られた検出結果のデータは、制御部５０へ出力される。なお、舵角センサ６７を操舵ハンドル２６に備える構成としてもよい。

レバーセンサ６８は、上記の主変速レバー２９ａの動作位置を検出するセンサである。レバーセンサ６８の検出結果は制御部５０へ出力される。制御部５０は、レバーセンサ６８の検出結果に基づいて、前進から後進への切替タイミング、後進から前進への切替タイミングを特定できる。なお、レバーセンサ６８の検出値に代えて、位置取得部６４が取得する田植機１の位置の変化に基づいて、前進と後進の切替タイミングを特定することもできる。

植付クラッチセンサ６９は、上記の植付クラッチレバー２９ｂの動作位置を検出するセンサである。植付クラッチセンサ６９の検出結果は制御部５０へ出力される。制御部５０は、植付クラッチセンサ６９の検出結果に基づいて、植付作業の開始タイミング及び終了タイミングを特定できる。

走行制御部５２は、田植機１の車速制御及び操舵制御を行う。走行制御部５２は、車速制御と操舵制御を同時に行うこともできるが、何れか一方のみを行うこともできる。例えば、走行制御部５２が操舵制御のみを行う場合、車速はオペレータが手動で操作する。

車速制御とは、予め定められた条件に基づいて田植機１の車速を調整する制御である。具体的には、走行制御部５２は、車速センサ６６の検出結果により得られた現在の車速が目標の車速に近づくように、ミッションケース２３内の変速装置の変速比、及び、エンジン２２の回転速度の少なくとも一方を変更する。なお、この車速制御には、車速をゼロにして田植機１を停止させる制御も含まれる。

操舵制御とは、予め定められた条件に基づいて田植機１の舵角を調整する制御である。具体的には、走行制御部５２は、舵角センサ６７の検出結果により得られた現在の舵角が目標の舵角に近づくように、例えば操舵ハンドル２６の回転軸（ステアリングシャフト）に設けられた操舵アクチュエータを駆動する。なお、走行制御部５２は、操舵ハンドル２６の回動角度ではなく、田植機１の前輪１２の操舵角を直接調整する構成であってもよい。

作業機制御部５３は、予め定められた条件に基づいて植付部１４の動作（昇降動作又は植付作業等）を制御可能である。

無線通信端末７は、タブレット型のコンピュータである。無線通信端末７は、通信アンテナ７１と、通信処理部７２と、表示部７３と、操作部７４と、制御部８０と、を備える。なお、無線通信端末７はタブレット型のコンピュータに限るものではなく、スマートフォン又はノートパソコンであってもよい。無線通信端末７は、後述のように田植機１の自律走行に関する様々な処理を行うが、この処理の少なくとも一部を田植機１の演算装置が行うこともできる。逆に、田植機１が行う自律走行に関する様々な処理の少なくとも一部を無線通信端末７が行うこともできる。

通信アンテナ７１は、田植機１と無線通信を行うための近距離通信用のアンテナと、携帯電話回線及びインターネットを利用した通信を行うための携帯通信用アンテナと、を含んで構成されている。通信処理部７２は、通信アンテナ７１に電気的に接続されている。通信処理部７２は、適宜の方式で変調処理又は復調処理を行って、無線通信端末７又は他の機器との間でデータの送受信を行うことができる。従って、例えば制御部５０又は制御部８０に記憶される情報の一部を外部のサーバに記憶させることもできる。

表示部７３は、液晶ディスプレイ又は有機ＥＬディスプレイ等であり、画像を表示可能に構成されている。表示部７３は、例えば、自律走行に関する情報、田植機１の設定に関する情報、各種センサの検出結果、及び警告情報等を表示することができる。操作部７４は、タッチパネルと、ハードウェアキーと、を含んでいる。タッチパネルは、表示部７３に重ねて配置されており、オペレータの指等による操作を検出可能である。ハードウェアキーは、無線通信端末７の筐体の側面又は表示部７３の周囲等に配置されており、オペレータが押圧することで操作可能である。なお、無線通信端末７は、タッチパネルとハードウェアキーの何れか一方のみを備える構成であってもよい。

制御部８０は公知のコンピュータとして構成されており、図示しないＣＰＵ、不揮発性メモリ、ＲＡＭ、入出力部等を備える。不揮発性メモリには、各種のプログラム及びデータ等が記憶されている。ＣＰＵは、各種のプログラムを不揮発性メモリから読み出して実行することができる。上記のハードウェアとソフトウェアの協働により、制御部８０を、記憶部８１、位置登録部８２、判定部８３、基準点特定部８４、方向特定部８５、候補点登録部８６、領域登録部８７、表示制御部８８として動作させることができる。制御部８０の各部が行う処理は後述する。

次に、図４から図７を参照して、領域を作成して登録する処理（領域登録処理）について説明する。図４は、領域登録処理を示すフローチャートである。図５は、領域登録処理の概要を示す説明図である。図６は、コーナー判定条件の具体例を説明する図である。図７は、領域登録に使用する計測点の選択画面を示す図である。

本実施形態では、圃場内の作業領域（植付けを行う領域）が領域として登録されるが、それに代えて又は加えて、作業領域及び非作業領域（枕地）等を含む圃場全体が領域として登録されてもよい。また、登録した領域は、自律走行経路を作成するために用いられたり、作業履歴を登録するために用いられたりする。

初めに、領域登録処理の概要及び従来の２つの課題について図５及び図６を参照して説明する。図５の上側に示すように、オペレータは、登録を希望する領域の外周に沿って田植機１を実際に走行させる。田植機１の走行中に取得された位置（詳細には測位アンテナ６１の位置）は計測点として登録される。そして、田植機１による外周の走行後、図５の下側に示すように、田植機１が走行した位置を示す点が無線通信端末７に表示される。そして、この計測点からオペレータが選択した複数の点が接続されることで、領域が作成されて登録される。

ここで、登録を希望する領域が矩形である場合であっても、田植機１は直角に旋回することはできないため、図５に示すように緩やかに曲がらざるを得ない。しかし、オペレータは圃場又は作業領域等をできる限り大きく登録することを希望しており、また自律走行経路の作成を考慮してもコーナーが直角に近い方が好ましい。

そのため、オペレータは、以下のように田植機１を走行させることがある。即ち、図６に示すように田植機１を領域の端部まで前進させ、領域の端部に田植機１を位置させる。その後、田植機１を後進させた後に、再び前進しながら旋回させる。しかし、田植機１をこのように走行させる場合、領域の端部近傍を田植機１が何度か走行することになる。そのため、無線通信端末７に計測点を表示する際に、計測点が密集してしまう。また、計測点の密集を回避するために一部の計測点のみを表示する場合、必要な計測点（領域の端部の計測点）が非表示になる可能性がある。このように、計測点が非表示になることが１つ目の課題である。

更に、田植機１の計測点は測位アンテナ６１の位置であり、測位アンテナ６１は車幅方向の中央に位置しているため、測位アンテナ６１を領域の端部に一致させることができない。そのため、領域登録システム１００では、測位アンテナ６１の位置をオフセットさせた位置を領域のコーナーとする。しかし、測位アンテナ６１の位置をオフセットさせる作業はコーナー毎に行う必要があるため、この作業をユーザに行わせる場合はユーザの負担が増大する。このように、オフセットさせる作業が煩雑であることが２つ目の課題である。

以上を考慮し、本実施形態では、領域のコーナーに該当する可能性が高い計測点に基づいてコーナー候補点として登録し、他の計測点と異なる取扱いを行うことで、１つ目の課題を解決する。また、測位アンテナ６１の位置をオフセットさせてコーナー候補点を求める処理を自動化することで２つ目の課題を解決する。以下、具体的に説明する。

無線通信端末７は、オペレータから領域登録の開始の指示を受けた場合、その旨を受け付ける（Ｓ１０１）。その後、オペレータは、田植機１に乗車し、無線通信端末７に対して領域登録の開始のための操作を行った後に、登録を希望する領域の外周に沿って田植機１を走行させる。

無線通信端末７（位置登録部８２）は、田植機１の走行中において位置取得部６４が取得した位置取得部６４の位置を計測点として、所定時間又は所定距離毎に記憶部８１に登録する（Ｓ１０２）。また、本実施形態では無線通信端末７側で計測点を登録する処理を行うが、田植機１側（例えば制御部５０）が計測点を登録する構成であってもよい。

次に、無線通信端末７（判定部８３）は、これらの計測点がコーナー判定条件を満たすか否かを判定する（Ｓ１０３）。コーナー判定条件とは、圃場のコーナー（輪郭の向きが大きく変わる部分、輪郭が大きく屈曲又は湾曲している部分）を特定するための条件である。判定部８３は、田植機１による領域の外周の走行中にステップＳ１０３の処理を行う構成であってもよいし、田植機１による領域の外周の走行後（即ち全ての計測点を取得した後）にステップＳ１０３の処理を行う構成であってもよい。本実施形態のコーナー判定条件は、一例として、田植機１の動作（走行に関する動作、植付けに関する動作、その他の動作）に基づく条件が設定されている。

次に、図６を参照して、コーナー判定条件について説明する。

上述したように図６に示す方法で田植機１を走行させる場合、田植機１を前進させて（図６の左上）、田植機１を領域の端部に一致させる（図６の右上）。そして、田植機１を後進させた後に（図６の左下）、前進させて領域の端部に沿って旋回を行う（図６の右下）。なお、図６の右上は後進を開始する直前又は後進を開始した直後の状態を示している。また、本実施形態では、田植機１は、植付作業を行いながら領域を登録するが、植付作業を行わずに領域の登録を行ってもよい。

本実施形態では、田植機１を前進させて領域の端部に一致させたことを検出するために、（１）進行方向の変化、（２）植付クラッチ１８の切替え、及び（３）植付部１４の高さの切替えに関する条件を用いて判定を行う。即ち、（１）から（３）が本実施形態のコーナー判定条件である。

（１）進行方向の変化は、田植機１が領域の端部まで前進した後に、後進を行うことを考慮して設定された条件である。そのため、田植機１が前進した後に後進を行った場合に（１）の条件を満たすように設定されている。具体的には、判定部８３は、レバーセンサ６８の検出結果を取得し、主変速レバー２９ａが前進から後進へ切り替えられたか否かに基づいて、コーナー判定条件を満たしたか否かを判定する。従って、図６の右上の状態において、判定部８３は（１）の条件を満たすと判定する。なお、田植機１の向きが特定可能である場合は、計測点の位置の変化に基づいて、前進から後進へ切り替えられたか否かを判定してもよい。

（２）植付クラッチ１８の切替えは、植付作業を行いながら田植機１を前進させて領域の端部に到達した後は植付作業を中断することを考慮して設定された条件である。つまり、田植機１は同じ範囲内で前進と後進を繰り返すため、領域の端部に到達した後は植付クラッチセンサ６９を遮断状態に切り替える。そのため、植付クラッチ１８が伝達状態から遮断状態に切り替わった場合、（２）の条件を満たすように設定されている。具体的には、判定部８３は、植付クラッチセンサ６９の検出結果を取得し、この検出結果に基づいて、伝達状態から遮断状態に切り替えられたか否かを算出する。

（３）植付部１４の高さの切替えは、植付作業を行いながら田植機１を前進させて領域の端部に到達した後は植付部１４を上昇させることを考慮して設定された条件である。植付部１４を上昇させることで、例えば旋回時に植付部１４が畦等に衝突しにくくなる。また、上述したように田植機１が領域の端部に到達した後は植付作業が行われないため、植付部１４を上昇させることができる。植付部１４の位置が下降位置から上昇位置に変化した場合、（３）の条件を満たすように設定されている。具体的には、判定部８３は、昇降シリンダ３２の動作状況等の検出結果を取得し、この検出結果に基づいて、下降位置から上昇位置に切り替えられたか否かを算出する。なお、植付部１４の高さを切り替えるためにオペレータが操作するレバー等に取り付けられたセンサ等により、植付部１４の高さの切替えを検出してもよい。

本実施形態の判定部８３は、上記の３つの条件のうち２つ以上を満たした場合に、コーナー判定条件を満たしたと判定する。なお、上記の３つの条件のうち３つ全部を満たした場合にコーナー判定条件を満たすと設定してもよいし、上記の３つの条件以外の条件を設定してもよい。

次に、無線通信端末７（基準点特定部８４）は、コーナーアンテナ基準点を求めて記憶部８１に登録する（Ｓ１０４）。コーナーアンテナ基準点とは、コーナー判定条件を満たした際の計測点（即ち測位アンテナ６１の位置）である。

次に、無線通信端末７（方向特定部８５）は、コーナーアンテナ基準点の取得後の旋回方向を特定する（Ｓ１０５）。旋回方向とは、コーナーアンテナ基準点が示すコーナーを通過することで、田植機１が左右の何れに移動するかを示す情報である。旋回方向は、例えば計測点が示す田植機１の軌跡に基づいて特定できる。なお、舵角センサ６７の検出結果に基づいて旋回方向を特定することもできる。また、例えば登録対象の領域が矩形ではない場合、コーナーを通過しても田植機１の進行方向の変化量が９０度未満となる。この場合であっても、旋回方向が左右の何れであるかが特定される。また、例えば田植機１が１度の旋回操作でコーナーを曲がり切れずに切返しを行う場合、複数の旋回が行われるが、この場合であっても、コーナーの通過前と通過後の進行方向等に基づいて、最終的な旋回方向が左右の何れであるかが特定される。

次に、無線通信端末７（候補点登録部８６）は、方向特定部８５が特定した旋回方向に応じたオフセット位置をコーナー候補点として登録する（Ｓ１０６）。オフセット位置とは、コーナーアンテナ基準点を、コーナーアンテナ基準点を計測した時点の田植機１の前方かつ車幅方向の何れかにオフセットした位置である。図６に示すように、本実施形態では、図６の右下に示すように、前方かつ左方にオフセットしたオフセット位置Ｌと、前方かつ右方にオフセットしたオフセット位置Ｒと、が設定されている。また、これらのオフセット位置は、田植機１の車幅方向の大きさに基づいて決定されている。なお、アンテナ位置に対するオフセット位置までの距離等は、例えばオペレータが設定可能であってもよい。また、候補点登録部８６は、田植機１が左側に旋回した場合は、右側のオフセット位置をコーナー候補点とする。言い換えれば、左右一対のオフセット位置のうち、旋回方向の反対側のオフセット位置をコーナー候補点とする。これにより、オペレータが手動でオフセット位置を選択する必要がなくなり、コーナー候補点を自動的に登録できる。

次に、無線通信端末７は、自動領域作成の設定があるか否かの判定を行う（Ｓ１０７）。自動領域作成とは、候補点登録部８６が登録したコーナー候補点の全て又は一部を自動的に選択して領域を作成する処理である。なお、オペレータは、自動領域作成を行うことを事前に設定しておくことができるが、領域の作成毎に自動領域作成を行うか否かをオペレータに選択させてもよい。

無線通信端末７は、自動領域作成の設定がある場合、登録したコーナー候補点の一部又は全部を選択する（Ｓ１０８）。一方、無線通信端末７（表示制御部８８）は自動領域作成の設定がない場合、図７に示すように、計測点及びコーナー候補点を表示してオペレータの選択を受け付ける（Ｓ１０９）。

図７の無線通信端末７には、計測点マーク９１と、コーナー候補点マーク９２と、が表示されている。図７に示すように、表示制御部８８は、コーナー候補点マーク９２を計測点マーク９１とは異なる形状で表示部７３に表示する。なお、コーナー候補点マーク９２は計測点マーク９１とは異なる態様で表示されていればよく、例えば色を異ならせたり、コーナー候補点マーク９２のみを点滅させたりすることもできる。また、オペレータによる選択時において、計測点マーク９１とコーナー候補点マーク９２の両方に近い部分が選択された場合に、コーナー候補点マーク９２を優先して有効にしてもよい。

また、図７に示すように、縮尺を小さくして表示される領域を広くした場合、仮に拡大時（上側）と同じ間隔で計測点マーク９１等を描画した場合、計測点マーク９１の位置が近過ぎて直線状になってしまう。そのため、一部の点のみを表示し、残りの点を非表示にする間引き処理が行われる。ここで、本実施形態では、間引き処理を行った場合であっても、コーナー候補点は確実に間引かれないように設定されている。そのため、縮小処理を行った場合であっても、オペレータはコーナー候補点を選択したり、コーナー候補点の位置を確認したりすることができる。

以上に説明したように、本実施形態の領域登録システム１００は、圃場の全体又は一部の領域を登録するために、田植機１に当該領域の外周を走行させて当該領域を登録する。この領域登録システム１００は、測位アンテナ６１と、位置登録部８２と、基準点特定部８４と、方向特定部８５と、候補点登録部８６と、領域登録部８７と、を備える。測位アンテナ６１は、田植機１に取り付けられており、測位システムからの測位信号を受信する。位置登録部８２は、測位信号に基づいて測位アンテナ６１の位置であるアンテナ位置を計測点として登録する。基準点特定部８４は、田植機１が領域の外周を走行している間の計測点であって、かつ、領域のコーナーに相当すると判定した位置であるコーナーアンテナ基準点を特定する。方向特定部８５は、コーナーアンテナ基準点を通過した後の田植機１の旋回方向を特定する。候補点登録部８６は、コーナーアンテナ基準点を、当該コーナーアンテナ基準点を計測した時点での田植機１（当該コーナーアンテナ基準点に位置する田植機１）の前方にオフセットさせるとともに、方向特定部８５が特定した旋回方向に応じて、当該田植機１の車幅方向の何れかにオフセットさせた位置をコーナー候補点として登録する。領域登録部８７は、コーナー候補点を含む領域を登録可能である。

これにより、走行中の田植機１の位置を所定量だけオフセットさせた位置をコーナー候補点として登録するため、圃場内に確実に存在する位置に基づいて領域を登録できる。また、旋回方向に応じてオフセットさせる方向を異ならせることで、実際の領域に即した位置を自動的に登録できる。

また、本実施形態の領域登録システム１００において、基準点特定部８４は、田植機１が前進から後進に切り替わったタイミングで取得された計測点をコーナーアンテナ基準点として特定する。

田植機１が前進から後進に切り替わった場合は、その前後に田植機１の位置が多数登録されることとなる。従って、前進から後進に切り替わったタイミングで取得された計測点をコーナーアンテナ基準点とすることで、適切な位置のみをコーナー候補点とすることができる。

また、本実施形態の領域登録システム１００において、田植機１は、植付部１４と、エンジン２２と、植付クラッチ１８と、を備える。植付部１４は、農作業を行う。エンジン２２は、植付部１４を駆動する。植付クラッチセンサ６９は、エンジン２２の動力を植付部１４に伝達する伝達状態と、エンジン２２の動力を植付部１４に伝達しない遮断状態と、の間で切替可能である。基準点特定部８４は、植付クラッチ１８が伝達状態から遮断状態に切り替わったタイミングで取得された計測点をコーナーアンテナ基準点として特定する。

これにより、植付部１４による農作業を行いながら領域を登録する場合においても、的確なコーナー候補点を登録できる。また、農作業を実際に行うことが可能な位置を領域に含めることができる。

また、本実施形態の領域登録システム１００において、田植機１は、苗を植え付ける植付部１４を備える。田植機１は、植付部１４を下降させて植付作業を行う下降位置と、植付部１４を上昇させて植付作業を行わない上昇位置と、の間で当該植付部１４の高さを変更させる昇降シリンダ３２を備える。基準点特定部８４は、昇降シリンダ３２が植付部１４を下降位置から上昇位置に変更させたタイミングで取得された計測点をコーナーアンテナ基準点として特定する。

これにより、田植機１の植付部１４による植付作業を行いながら領域を登録する場合においても、的確なコーナー候補点を登録できる。また、植付作業を実際に行うことが可能な位置を領域に含めることができる。

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。

上記実施形態では田植機１と無線通信端末７とが無線通信を行うが、有線通信を行う構成であってもよい。

上記実施形態では、領域登録システム１００を田植機１に適用する例を説明したが、他の農業用の作業車両であるトラクタ及びコンバインにも、領域登録システム１００を適用できる。例えば、領域登録システム１００をトラクタに適用する場合、耕耘機等のアタッチメントが作業部に該当する。また、領域登録システム１００をコンバインに適用する場合、刈取部等が作業部に該当する。

１ 田植機（作業車両）
７ 無線通信端末
１４ 植付部（作業部）
１８ 植付クラッチ（作業クラッチ）
２２ エンジン（駆動源）
３２ 昇降シリンダ（昇降装置）
８０ 制御部
８１ 記憶部
８２ 位置登録部
８３ 判定部
８４ 基準点特定部
８５ 方向特定部
８６ 候補点登録部
８７ 領域登録部
８８ 表示制御部
１００ 領域登録システム

Claims (4)

1. 圃場の全体又は一部の領域を登録するために、作業車両に当該領域の外周を走行させて当該領域を登録する領域登録システムにおいて、
   前記作業車両に取り付けられており、測位システムからの測位信号を受信する測位アンテナと、
   前記測位信号に基づいて前記測位アンテナの位置であるアンテナ位置を計測点として登録する位置登録部と、
   前記作業車両が前記領域の外周を走行している間の計測点であって、かつ、前記領域のコーナーに相当すると判定した位置であるコーナーアンテナ基準点を特定する基準点特定部と、
   前記コーナーアンテナ基準点を通過した後の前記作業車両の旋回方向を特定する方向特定部と、
   前記コーナーアンテナ基準点を、当該コーナーアンテナ基準点を計測した時点での前記作業車両の前方にオフセットさせるとともに、前記方向特定部が特定した旋回方向に応じて、当該作業車両の車幅方向の何れかにオフセットさせた位置をコーナー候補点として登録する候補点登録部と、
   前記コーナー候補点を含む領域を登録可能な領域登録部と、
   を備えることを特徴とする領域登録システム。
2. 請求項１に記載の領域登録システムであって、
   前記基準点特定部は、前記作業車両が前進から後進に切り替わったタイミングで取得された前記計測点を前記コーナーアンテナ基準点として特定することを特徴とする領域登録システム。
3. 請求項１又は２に記載の領域登録システムであって、
   前記作業車両は、
   農作業を行う作業部と、
   前記作業部を駆動する駆動部と、
   前記駆動部の動力を前記作業部に伝達する伝達状態と、前記駆動部の動力を前記作業部に伝達しない遮断状態と、の間で切替可能な作業クラッチと、
   を備え、
   前記基準点特定部は、前記作業クラッチが前記伝達状態から前記遮断状態に切り替わったタイミングで取得された前記計測点を前記コーナーアンテナ基準点として特定することを特徴とする領域登録システム。
4. 請求項１から３までの何れか一項に記載の領域登録システムであって、
   前記作業車両は、苗を植え付ける植付部を備えた田植機であり、
   前記植付部を下降させて植付作業を行う下降位置と、前記植付部を上昇させて植付作業を行わない上昇位置と、の間で当該植付部の高さを変更させる昇降装置を備え、
   前記基準点特定部は、前記昇降装置が前記植付部を前記下降位置から上昇位置に変更させたタイミングで取得された前記計測点を前記コーナーアンテナ基準点として特定することを特徴とする領域登録システム。

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