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WO2024004463A1 - 走行制御システム、走行制御方法およびコンピュータプログラム - Google Patents

走行制御システム、走行制御方法およびコンピュータプログラム Download PDF

Info

Publication number
WO2024004463A1
WO2024004463A1 PCT/JP2023/019522 JP2023019522W WO2024004463A1 WO 2024004463 A1 WO2024004463 A1 WO 2024004463A1 JP 2023019522 W JP2023019522 W JP 2023019522W WO 2024004463 A1 WO2024004463 A1 WO 2024004463A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
passage
work vehicle
agricultural machine
road
target route
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/019522
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
裕亮 村田
Original Assignee
株式会社クボタ
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 株式会社クボタ filed Critical 株式会社クボタ
Publication of WO2024004463A1 publication Critical patent/WO2024004463A1/ja

Links

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Classifications

    • 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

Definitions

  • the present disclosure relates to a travel control system, a travel control method, and a computer program.
  • ICT Information and Communication Technology
  • IoT Internet of Things
  • work vehicles such as tractors used in fields.
  • a positioning system such as GNSS (Global Navigation Satellite System) that can perform precise positioning are being put into practical use.
  • GNSS Global Navigation Satellite System
  • Patent Document 1 discloses a technology that uses a LiDAR (Light Detection and Ranging) sensor to detect obstacles around a tractor that can be driven automatically.
  • LiDAR Light Detection and Ranging
  • Agricultural machinery that runs automatically may travel along paths that connect roads and land such as fields. When traveling along such a path, it is required to be able to check the condition of the path.
  • a travel control system is a travel control system that controls automatic operation of an agricultural machine, and is provided in the agricultural machine to sense the environment around the agricultural machine and collect sensor data. a sensor that outputs an output; and a control device that controls traveling of the agricultural machine; when the agricultural machine makes a left turn or a right turn and enters a passage, the control device senses both sides of the passage in a width direction. The agricultural machine is controlled to travel along a target route.
  • Computer-readable storage media may include volatile storage media or non-volatile storage media.
  • the device may be composed of multiple devices. When a device is composed of two or more devices, the two or more devices may be placed within a single device, or may be separated into two or more separate devices. .
  • FIG. 1 is a diagram for explaining an overview of an agricultural management system according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a side view schematically showing an example of a work vehicle and a work machine connected to the work vehicle.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of a work vehicle and a work machine.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram showing an example of a work vehicle that performs positioning using RTK-GNSS.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of an operation terminal and a group of operation switches provided inside the cabin.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating the hardware configuration of a management device and a terminal device.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing an example of a work vehicle that automatically travels along a target route in a field.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a work vehicle traveling along a target route P.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a work vehicle in a position shifted to the right from a target route P.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a work vehicle in a position shifted to the left from a target route P.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a work vehicle facing in a direction inclined with respect to a target route P.
  • FIG. FIG. 2 is a diagram schematically showing an example of a situation in which a plurality of work vehicles are automatically traveling on roads inside and outside a field.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a search area for a work vehicle. It is a diagram showing roads, sites, and passages. It is a figure explaining a passage. It is a figure which shows the target route which approaches a field from a road through a passage.
  • FIG. 3 is a diagram showing a work vehicle turning to the left after passing an area in front of a passage along a target route;
  • FIG. 3 is a diagram showing a work vehicle turning and entering the passage after passing through the area in front of the passage.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a work vehicle making a U-turn after passing through an area in front of a passage. It is a figure which shows yet another example of a target route.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a work vehicle moving backward after passing an area in front of a passage.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a work vehicle moving backward after passing an area in front of a passage. It is a diagram showing a target route from a field to a road through a passage.
  • FIG. 3 is a diagram showing a work vehicle turning to the right after passing an area in front of a passage along a target route;
  • agricultural machinery refers to machinery used in agricultural applications.
  • the agricultural machine of the present disclosure may be a mobile agricultural machine that can perform agricultural work while moving.
  • Examples of agricultural machinery include tractors, harvesters, rice transplanters, riding management machines, vegetable transplanters, mowers, seeders, fertilizer spreaders, and agricultural mobile robots.
  • a work vehicle such as a tractor function as an "agricultural machine” alone, but the implements attached to or towed by the work vehicle and the work vehicle as a whole function as a single "agricultural machine.”
  • Agricultural machines perform agricultural work such as plowing, sowing, pest control, fertilization, planting crops, or harvesting on the ground within a field. These agricultural works are sometimes referred to as "ground work” or simply “work.”
  • the movement of a vehicle-type agricultural machine while performing agricultural work is sometimes referred to as "work driving.”
  • Automatic operation means that the movement of agricultural machinery is controlled by the function of a control device, without manual operation by a driver.
  • Agricultural machinery that operates automatically is sometimes called “self-driving agricultural machinery” or “robotic agricultural machinery.”
  • self-driving agricultural machinery or “robotic agricultural machinery.”
  • the control device can control at least one of steering necessary for movement of the agricultural machine, adjustment of movement speed, start and stop of movement.
  • the control device may control operations such as raising and lowering the work implement, starting and stopping the operation of the work implement, and the like.
  • Movement by automatic driving may include not only movement of the agricultural machine toward a destination along a predetermined route, but also movement of the agricultural machine to follow a tracking target.
  • a self-driving agricultural machine may move partially based on user instructions.
  • agricultural machinery that performs automatic driving may operate in a manual driving mode in which the agricultural machine moves by manual operation by a driver.
  • the act of steering agricultural machinery by means of a control device, rather than manually, is called "automatic steering.”
  • Part or all of the control device may be external to the agricultural machine. Communication such as control signals, commands, or data may occur between a control device external to the agricultural machine and the agricultural machine.
  • Agricultural machines that operate automatically may move autonomously while sensing the surrounding environment, without humans being involved in controlling the movement of the agricultural machines.
  • Agricultural machinery capable of autonomous movement can run unmanned within a field or outside the field (for example, on a road). Obstacle detection and obstacle avoidance operations may be performed during autonomous movement.
  • Work plan is data that determines the schedule of one or more agricultural tasks to be performed by agricultural machinery.
  • the work plan may include, for example, information indicating the order of agricultural operations to be performed by agricultural machinery and the fields in which each agricultural operation is performed.
  • the work plan may include information on the days and times each agricultural work is scheduled to be performed.
  • the work plan may be created by a processing device that communicates with the agricultural machine to manage farm work, or by a processing device mounted on the agricultural machine.
  • the processing device can create a work plan based on information input by a user (such as an agricultural manager or a farm worker) by operating a terminal device.
  • a processing device that communicates with agricultural machinery and manages agricultural work is referred to as a "management device.”
  • the management device may manage agricultural work of a plurality of agricultural machines.
  • the management device may create a work plan that includes information regarding each agricultural work performed by each of the plurality of agricultural machines.
  • the work plan may be downloaded by each farm machine and stored in storage. Each agricultural machine can automatically head to the field and perform the scheduled agricultural work according to the work plan.
  • Environmental map is data that expresses the positions or areas of objects in the environment in which agricultural machinery moves using a predetermined coordinate system.
  • Environmental maps are sometimes simply referred to as "maps" or “map data.”
  • the coordinate system defining the environmental map may be, for example, a world coordinate system, such as a geographic coordinate system fixed relative to the earth.
  • the environmental map may include information other than location (for example, attribute information and other information) about objects existing in the environment.
  • Environmental maps include maps in various formats, such as point cloud maps or grid maps. Local map or partial map data generated or processed in the process of constructing an environmental map is also referred to as a "map" or "map data.”
  • “Rural road” means a road primarily used for agricultural purposes.
  • a farm road is not limited to a road paved with asphalt, but also includes an unpaved road covered with dirt or gravel.
  • Farm roads include roads (including private roads) that are exclusively traversable by vehicle-type agricultural machinery (for example, work vehicles such as tractors), and roads that are also traversable by general vehicles (passenger cars, trucks, buses, etc.). The work vehicle may automatically travel on general roads in addition to farm roads.
  • a general road is a road maintained for general vehicle traffic.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining an overview of an agricultural management system 1 according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
  • Agricultural management system 1 shown in FIG. 1 includes a work vehicle 100, a terminal device 400, and a management device 600.
  • Terminal device 400 is a computer used by a user who remotely monitors work vehicle 100.
  • the management device 600 is a computer managed by a business operator that operates the agricultural management system 1.
  • Work vehicle 100, terminal device 400, and management device 600 can communicate with each other via network 80.
  • the agricultural management system 1 may include a plurality of work vehicles or other agricultural machines.
  • the work vehicle 100 in this embodiment is a tractor.
  • Work vehicle 100 can be equipped with a work implement at one or both of the rear and front parts.
  • the work vehicle 100 can travel within a field while performing agricultural work depending on the type of work machine.
  • the work vehicle 100 may travel within or outside the field without a work implement attached thereto.
  • the work vehicle 100 is equipped with an automatic driving function. In other words, the work vehicle 100 can be driven not manually but by the action of the control device.
  • the control device in this embodiment is provided inside the work vehicle 100 and can control both the speed and steering of the work vehicle 100.
  • the work vehicle 100 can automatically travel not only inside the field but also outside the field (for example, on a road).
  • the work vehicle 100 is equipped with devices used for positioning or self-position estimation, such as a GNSS receiver and a LiDAR sensor.
  • the control device of the work vehicle 100 automatically causes the work vehicle 100 to travel based on the position of the work vehicle 100 and information on the target route.
  • the control device also controls the operation of the work machine.
  • the work vehicle 100 can perform agricultural work using the work machine while automatically traveling in the field.
  • the work vehicle 100 can automatically travel along a target route on a road outside the field (for example, a farm road or a general road).
  • the work vehicle 100 automatically travels along a road outside the field while utilizing data output from sensing devices such as a camera 120, an obstacle sensor 130, and a LiDAR sensor 140.
  • the management device 600 is a computer that manages agricultural work performed by the work vehicle 100.
  • the management device 600 may be, for example, a server computer that centrally manages information regarding fields on the cloud and supports agriculture by utilizing data on the cloud.
  • the management device 600 creates a work plan for the work vehicle 100 and causes the work vehicle 100 to perform agricultural work according to the work plan.
  • the management device 600 generates a target route within the field based on information input by the user using the terminal device 400 or another device.
  • the management device 600 may further generate and edit an environmental map based on data collected by the work vehicle 100 or other moving body using a sensing device such as a LiDAR sensor.
  • the management device 600 transmits the generated work plan, target route, and environmental map data to the work vehicle 100.
  • the work vehicle 100 automatically performs movement and agricultural work based on the data.
  • the terminal device 400 is a computer used by a user located away from the work vehicle 100. Although the terminal device 400 shown in FIG. 1 is a laptop computer, it is not limited to this.
  • the terminal device 400 may be a stationary computer such as a desktop PC (personal computer), or may be a mobile terminal such as a smartphone or a tablet computer.
  • Terminal device 400 may be used to remotely monitor work vehicle 100 or remotely control work vehicle 100.
  • the terminal device 400 can display images captured by one or more cameras (imaging devices) included in the work vehicle 100 on a display.
  • the terminal device 400 can also display on the display a setting screen for the user to input information necessary for creating a work plan (for example, a schedule for each agricultural work) for the work vehicle 100.
  • the terminal device 400 transmits the input information to the management device 600.
  • Management device 600 creates a work plan based on the information.
  • the terminal device 400 may further have a function of displaying a setting screen on the display for the user to input information necessary for setting the target route.
  • FIG. 2 is a side view schematically showing an example of the work vehicle 100 and the work machine 300 connected to the work vehicle 100.
  • Work vehicle 100 in this embodiment can operate in both manual driving mode and automatic driving mode. In the automatic driving mode, the work vehicle 100 can run unmanned.
  • the work vehicle 100 is capable of automatic operation both inside and outside the field.
  • the work vehicle 100 includes a vehicle body 101, a prime mover (engine) 102, and a transmission 103.
  • the vehicle body 101 is provided with wheels 104 with tires and a cabin 105.
  • the wheels 104 include a pair of front wheels 104F and a pair of rear wheels 104R.
  • a driver's seat 107, a steering device 106, an operation terminal 200, and a group of switches for operation are provided inside the cabin 105.
  • one or both of the front wheels 104F and the rear wheels 104R may be a plurality of wheels (crawlers) equipped with tracks instead of wheels with tires. .
  • the work vehicle 100 may include at least one sensing device that senses the environment around the work vehicle 100, and a processing device that processes sensor data output from the at least one sensing device.
  • work vehicle 100 includes a plurality of sensing devices.
  • the sensing device includes multiple cameras 120, LiDAR sensors 140, and multiple obstacle sensors 130.
  • the cameras 120 may be provided, for example, on the front, rear, left and right sides of the work vehicle 100. Camera 120 photographs the environment around work vehicle 100 and generates image data. The image acquired by camera 120 may be output to a processing device mounted on work vehicle 100 and transmitted to terminal device 400 for remote monitoring. Further, the image may be used to monitor work vehicle 100 during unmanned operation. The camera 120 is also used to generate images for recognizing surrounding features, obstacles, white lines, signs, signs, etc. when the work vehicle 100 travels on a road outside the field (farm road or general road). can be used.
  • the LiDAR sensor 140 in the example of FIG. 2 is arranged at the lower front of the vehicle body 101.
  • LiDAR sensor 140 may be provided at other locations.
  • LiDAR sensor 140 may be provided in the upper part of cabin 105.
  • LiDAR sensor 140 may be a 3D-LiDAR sensor, but may also be a 2D-LiDAR sensor.
  • LiDAR sensor 140 senses the environment around work vehicle 100 and outputs sensor data. While the work vehicle 100 is mainly traveling outside the field, the LiDAR sensor 140 measures the distance and direction of objects in the surrounding environment to each measurement point, or the three-dimensional or two-dimensional coordinate values of each measurement point. Repeatedly outputs sensor data indicating .
  • Sensor data output from LiDAR sensor 140 is processed by the control device of work vehicle 100.
  • the control device can estimate the self-position of the work vehicle 100 by matching the sensor data with the environmental map.
  • the control device can further detect objects such as obstacles that exist around the work vehicle 100 based on the sensor data.
  • the control device can also generate or edit an environmental map using an algorithm such as SLAM (Simultaneous Localization and Mapping).
  • Work vehicle 100 may include a plurality of LiDAR sensors arranged at different positions and in different orientations.
  • a plurality of obstacle sensors 130 shown in FIG. 2 are provided at the front and rear of the cabin 105. Obstacle sensor 130 may also be placed at other locations. For example, one or more obstacle sensors 130 may be provided at arbitrary positions on the side, front, and rear of the vehicle body 101. Obstacle sensor 130 may include, for example, a laser scanner or an ultrasonic sonar. Obstacle sensor 130 is used to detect surrounding obstacles during automatic driving and to stop work vehicle 100 or take a detour. LiDAR sensor 140 may be used as one of the obstacle sensors 130.
  • GNSS unit 110 includes a GNSS receiver.
  • the GNSS receiver may include an antenna that receives signals from GNSS satellites and a processor that calculates the position of work vehicle 100 based on the signals received by the antenna.
  • the GNSS unit 110 receives satellite signals transmitted from a plurality of GNSS satellites, and performs positioning based on the satellite signals.
  • GNSS is GPS (Global Positioning).
  • QZSS Quadasi-Zenith Satellite System
  • GLONASS Global Positioning
  • Galileo Galileo
  • BeiDou BeiDou
  • the GNSS unit 110 may include an inertial measurement unit (IMU). Signals from the IMU can be used to supplement the position data.
  • the IMU can measure the tilt and minute movements of the work vehicle 100. By using data acquired by the IMU to supplement position data based on satellite signals, positioning performance can be improved.
  • the control device of the work vehicle 100 may use sensor data acquired by a sensing device such as the camera 120 and/or the LiDAR sensor 140 for positioning.
  • a sensing device such as the camera 120 and/or the LiDAR sensor 140
  • the data acquired by camera 120 and/or LiDAR sensor 140 When there is a feature that functions as a feature point in the environment in which work vehicle 100 travels, such as a farm road, forest road, general road, or orchard, the data acquired by camera 120 and/or LiDAR sensor 140;
  • the position and orientation of work vehicle 100 can be estimated with high accuracy based on the environmental map stored in advance in the storage device.
  • the position of work vehicle 100 can be specified with higher accuracy.
  • the prime mover 102 may be, for example, a diesel engine.
  • An electric motor may be used instead of a diesel engine.
  • Transmission device 103 can change the propulsive force and moving speed of work vehicle 100 by shifting. The transmission 103 can also switch the work vehicle 100 between forward movement and reverse movement.
  • the steering device 106 includes a steering wheel, a steering shaft connected to the steering wheel, and a power steering device that assists steering with the steering wheel.
  • the front wheel 104F is a steered wheel, and by changing its turning angle (also referred to as a "steering angle"), the traveling direction of the work vehicle 100 can be changed.
  • the steering angle of the front wheels 104F can be changed by operating the steering wheel.
  • the power steering device includes a hydraulic device or an electric motor that supplies an auxiliary force to change the steering angle of the front wheels 104F. When automatic steering is performed, the steering angle is automatically adjusted by the power of a hydraulic system or an electric motor under control from a control device disposed within work vehicle 100.
  • a coupling device 108 is provided at the rear of the vehicle body 101.
  • the coupling device 108 includes, for example, a three-point support device (also referred to as a "three-point link” or “three-point hitch"), a PTO (Power Take Off) shaft, a universal joint, and a communication cable.
  • the work implement 300 can be attached to and detached from the work vehicle 100 by the coupling device 108.
  • the coupling device 108 can change the position or posture of the working machine 300 by raising and lowering the three-point link using, for example, a hydraulic device.
  • power can be sent from the work vehicle 100 to the work implement 300 via the universal joint.
  • the work vehicle 100 can cause the work machine 300 to perform a predetermined work while pulling the work machine 300.
  • the coupling device may be provided at the front of the vehicle body 101. In that case, the work machine 300 can be connected to the front part of the work vehicle 100.
  • the working machine 300 shown in FIG. 2 is a rotary tiller
  • the working machine 300 is not limited to a rotary tiller.
  • any implement such as a seeder, spreader, transplanter, mower, rake, baler, harvester, sprayer, or harrow. It can be used by connecting to the work vehicle 100.
  • the work vehicle 100 shown in FIG. 2 is capable of manned operation, it may also support only unmanned operation. In that case, components necessary only for manned operation, such as the cabin 105, the steering device 106, and the driver's seat 107, may not be provided in the work vehicle 100.
  • the unmanned work vehicle 100 can run autonomously or by remote control by a user.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of the work vehicle 100 and the work machine 300.
  • Work vehicle 100 and work implement 300 can communicate with each other via a communication cable included in coupling device 108 .
  • Work vehicle 100 can communicate with terminal device 400 and management device 600 via network 80 .
  • the work vehicle 100 in the example of FIG. 3 includes, in addition to a GNSS unit 110, a camera 120, an obstacle sensor 130, a LiDAR sensor 140, and an operation terminal 200, a sensor group 150 that detects the operating state of the work vehicle 100, a control system 160, It includes a communication device 190, a group of operation switches 210, a buzzer 220, and a drive device 240. These components are communicatively connected to each other via a bus.
  • the GNSS unit 110 includes a GNSS receiver 111 , an RTK receiver 112 , an inertial measurement unit (IMU) 115 , and a processing circuit 116 .
  • IMU inertial measurement unit
  • Sensor group 150 includes a steering wheel sensor 152, a turning angle sensor 154, and an axle sensor 156.
  • the control system 160 includes a processing device 161, a storage device 170, and a control device 180.
  • Control device 180 includes a plurality of electronic control units (ECU) 181 to 185.
  • Work machine 300 includes a drive device 340, a control device 380, and a communication device 390. Note that FIG. 3 shows components that are relatively highly relevant to the automatic driving operation of the work vehicle 100, and illustration of other components is omitted.
  • the GNSS receiver 111 in the GNSS unit 110 receives satellite signals transmitted from multiple GNSS satellites, and generates GNSS data based on the satellite signals.
  • GNSS data is generated in a predetermined format, such as NMEA-0183 format.
  • GNSS data may include, for example, values indicating the identification number, elevation, azimuth, and reception strength of each satellite from which the satellite signal was received.
  • the GNSS unit 110 shown in FIG. 3 performs positioning of the work vehicle 100 using RTK (Real Time Kinematic)-GNSS.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram showing an example of a work vehicle 100 that performs positioning using RTK-GNSS.
  • a correction signal transmitted from the reference station 60 is used in positioning using RTK-GNSS.
  • the reference station 60 may be installed near a field where the work vehicle 100 travels for work (for example, within 10 km from the work vehicle 100).
  • the reference station 60 generates, for example, a correction signal in RTCM format based on the satellite signals received from the plurality of GNSS satellites 50, and transmits it to the GNSS unit 110.
  • RTK receiver 112 includes an antenna and a modem, and receives the correction signal transmitted from reference station 60.
  • the processing circuit 116 of the GNSS unit 110 corrects the positioning result by the GNSS receiver 111 based on the correction signal.
  • RTK-GNSS it is possible to perform positioning with an accuracy of a few centimeters, for example.
  • Location data including latitude, longitude, and altitude information is obtained through high-precision positioning using RTK-GNSS.
  • GNSS unit 110 calculates the position of work vehicle 100 at a frequency of about 1 to 10 times per second, for example.
  • the positioning method is not limited to RTK-GNSS, and any positioning method (interferometric positioning method, relative positioning method, etc.) that can obtain position data with the necessary accuracy can be used.
  • positioning may be performed using VRS (Virtual Reference Station) or DGPS (Differential Global Positioning System). If position data with the necessary accuracy can be obtained without using the correction signal transmitted from the reference station 60, the position data may be generated without using the correction signal.
  • GNSS unit 110 may not include RTK receiver 112.
  • the position of work vehicle 100 is estimated.
  • the position of work vehicle 100 can be estimated by matching data output from LiDAR sensor 140 and/or camera 120 with a high-precision environmental map.
  • the GNSS unit 110 in this embodiment further includes an IMU 115.
  • IMU 115 may include a 3-axis acceleration sensor and a 3-axis gyroscope.
  • the IMU 115 may include an orientation sensor such as a 3-axis geomagnetic sensor.
  • IMU 115 functions as a motion sensor and can output signals indicating various quantities such as acceleration, speed, displacement, and posture of work vehicle 100.
  • Processing circuit 116 can estimate the position and orientation of work vehicle 100 with higher accuracy based on the signal output from IMU 115 in addition to the satellite signal and correction signal.
  • the signal output from IMU 115 may be used to correct or supplement the position calculated based on the satellite signal and the correction signal.
  • IMU 115 outputs signals more frequently than GNSS receiver 111.
  • the processing circuit 116 can measure the position and orientation of the work vehicle 100 at a higher frequency (eg, 10 Hz or more).
  • a 3-axis acceleration sensor and a 3-axis gyroscope may be provided separately.
  • IMU 115 may be provided as a separate device from GNSS unit 110.
  • the camera 120 is an imaging device that photographs the environment around the work vehicle 100.
  • the camera 120 includes an image sensor such as a CCD (Charge Coupled Device) or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor).
  • Camera 120 may also include an optical system including one or more lenses, and signal processing circuitry.
  • the camera 120 photographs the environment around the work vehicle 100 while the work vehicle 100 is traveling, and generates image (for example, video) data.
  • the camera 120 can shoot moving images at a frame rate of 3 frames per second (fps) or more, for example.
  • the image generated by camera 120 can be used, for example, when a remote monitor uses terminal device 400 to check the environment around work vehicle 100. Images generated by camera 120 may be used for positioning or obstacle detection. As shown in FIG.
  • a plurality of cameras 120 may be provided at different positions on the work vehicle 100, or a single camera may be provided.
  • a visible camera that generates visible light images and an infrared camera that generates infrared images may be provided separately. Both a visible camera and an infrared camera may be provided as cameras that generate images for surveillance. Infrared cameras can also be used to detect obstacles at night.
  • the obstacle sensor 130 detects objects existing around the work vehicle 100.
  • Obstacle sensor 130 may include, for example, a laser scanner or an ultrasonic sonar. Obstacle sensor 130 outputs a signal indicating that an obstacle exists when an object exists closer than a predetermined distance from obstacle sensor 130 .
  • a plurality of obstacle sensors 130 may be provided at different positions of work vehicle 100. For example, multiple laser scanners and multiple ultrasonic sonars may be placed at different positions on work vehicle 100. By providing such a large number of obstacle sensors 130, blind spots in monitoring obstacles around the work vehicle 100 can be reduced.
  • the steering wheel sensor 152 measures the rotation angle of the steering wheel of the work vehicle 100.
  • the turning angle sensor 154 measures the turning angle of the front wheel 104F, which is a steered wheel. Measured values by the steering wheel sensor 152 and turning angle sensor 154 are used for steering control by the control device 180.
  • the axle sensor 156 measures the rotational speed of the axle connected to the wheel 104, that is, the number of rotations per unit time.
  • the axle sensor 156 may be a sensor using a magnetoresistive element (MR), a Hall element, or an electromagnetic pickup, for example.
  • the axle sensor 156 outputs, for example, a numerical value indicating the number of revolutions per minute (unit: rpm) of the axle.
  • Axle sensor 156 is used to measure the speed of work vehicle 100.
  • the drive device 240 includes various devices necessary for running the work vehicle 100 and driving the work machine 300, such as the above-mentioned prime mover 102, transmission device 103, steering device 106, and coupling device 108.
  • Prime mover 102 may include, for example, an internal combustion engine such as a diesel engine.
  • the drive device 240 may include an electric motor for traction instead of or in addition to the internal combustion engine.
  • the buzzer 220 is an audio output device that emits a warning sound to notify of an abnormality. For example, the buzzer 220 emits a warning sound when an obstacle is detected during automatic driving. Buzzer 220 is controlled by control device 180.
  • the processing device 161 is, for example, a microprocessor or a microcontroller.
  • the processing device 161 processes sensor data output from sensing devices such as the camera 120, the obstacle sensor 130, and the LiDAR sensor 140.
  • processing device 161 detects objects located around work vehicle 100 based on data output from camera 120, obstacle sensor 130, and LiDAR sensor 140.
  • the storage device 170 includes one or more storage media such as flash memory or magnetic disks.
  • the storage device 170 stores various data generated by the GNSS unit 110, camera 120, obstacle sensor 130, LiDAR sensor 140, sensor group 150, and control device 180.
  • the data stored in the storage device 170 may include map data in the environment in which the work vehicle 100 travels (environmental map) and data on a target route for automatic driving.
  • the environmental map includes information on a plurality of fields where the work vehicle 100 performs agricultural work and roads around the fields.
  • the environmental map and target route may be generated by a processor in management device 600.
  • the control device 180 may have a function of generating or editing an environmental map and a target route. Control device 180 can edit the environmental map and target route acquired from management device 600 according to the driving environment of work vehicle 100.
  • the storage device 170 also stores work plan data that the communication device 190 receives from the management device 600.
  • the storage device 170 also stores computer programs that cause the processing device 161 and each ECU in the control device 180 to execute various operations described below.
  • a computer program may be provided to work vehicle 100 via a storage medium (eg, semiconductor memory or optical disk, etc.) or a telecommunications line (eg, the Internet).
  • Such computer programs may be sold as commercial software.
  • the control device 180 includes multiple ECUs.
  • the plurality of ECUs include, for example, an ECU 181 for speed control, an ECU 182 for steering control, an ECU 183 for work machine control, an ECU 184 for automatic operation control, and an ECU 185 for route generation.
  • ECU 181 controls the speed of work vehicle 100 by controlling prime mover 102, transmission 103, and brakes included in drive device 240.
  • the ECU 182 controls the steering of the work vehicle 100 by controlling the hydraulic system or electric motor included in the steering device 106 based on the measured value of the steering wheel sensor 152.
  • the ECU 183 controls the operations of the three-point link, PTO axis, etc. included in the coupling device 108 in order to cause the work machine 300 to perform a desired operation. ECU 183 also generates a signal to control the operation of work machine 300 and transmits the signal from communication device 190 to work machine 300.
  • the ECU 184 performs calculations and controls to realize automatic driving based on data output from the GNSS unit 110, camera 120, obstacle sensor 130, LiDAR sensor 140, sensor group 150, and processing device 161. For example, ECU 184 identifies the position of work vehicle 100 based on data output from at least one of GNSS unit 110, camera 120, and LiDAR sensor 140. In the field, ECU 184 may determine the position of work vehicle 100 based only on data output from GNSS unit 110. ECU 184 may estimate or correct the position of work vehicle 100 based on data acquired by camera 120 and/or LiDAR sensor 140. By using the data acquired by the camera 120 and/or the LiDAR sensor 140, the accuracy of positioning can be further improved.
  • ECU 184 estimates the position of work vehicle 100 using data output from LiDAR sensor 140 and/or camera 120. For example, ECU 184 may estimate the position of work vehicle 100 by matching data output from LiDAR sensor 140 and/or camera 120 with an environmental map. During automatic driving, the ECU 184 performs calculations necessary for the work vehicle 100 to travel along the target route based on the estimated position of the work vehicle 100.
  • the ECU 184 sends a speed change command to the ECU 181 and a steering angle change command to the ECU 182.
  • ECU 181 changes the speed of work vehicle 100 by controlling prime mover 102, transmission 103, or brake in response to a speed change command.
  • the ECU 182 changes the steering angle by controlling the steering device 106 in response to a command to change the steering angle.
  • the ECU 185 can determine the destination of the work vehicle 100 based on the work plan stored in the storage device 170, and determine the target route from the start point to the destination point of the movement of the work vehicle 100.
  • ECU 185 may perform processing to detect objects located around work vehicle 100 based on data output from camera 120, obstacle sensor 130, and LiDAR sensor 140.
  • control device 180 realizes automatic operation.
  • control device 180 controls drive device 240 based on the measured or estimated position of work vehicle 100 and the target route. Thereby, the control device 180 can cause the work vehicle 100 to travel along the target route.
  • a plurality of ECUs included in the control device 180 can communicate with each other, for example, according to a vehicle bus standard such as CAN (Controller Area Network). Instead of CAN, a faster communication method such as in-vehicle Ethernet (registered trademark) may be used.
  • CAN Controller Area Network
  • FIG. 3 each of the ECUs 181 to 185 is shown as an individual block, but the functions of each of these may be realized by a plurality of ECUs.
  • An on-vehicle computer that integrates at least some of the functions of the ECUs 181 to 185 may be provided.
  • the control device 180 may include ECUs other than the ECUs 181 to 185, and any number of ECUs may be provided depending on the function.
  • Each ECU includes processing circuitry including one or more processors.
  • the control device 180 may include the processing device 161.
  • the processing device 161 may be integrated with any of the ECUs included in the control device 180.
  • the communication device 190 is a device that includes a circuit that communicates with the work machine 300, the terminal device 400, and the management device 600.
  • Communication device 190 includes a circuit that transmits and receives signals compliant with the ISOBUS standard, such as ISOBUS-TIM, to and from communication device 390 of working machine 300. Thereby, it is possible to cause the work machine 300 to perform a desired operation or to acquire information from the work machine 300.
  • Communication device 190 may further include an antenna and a communication circuit for transmitting and receiving signals via network 80 with respective communication devices of terminal device 400 and management device 600.
  • Network 80 may include, for example, a cellular mobile communications network such as 3G, 4G or 5G and the Internet.
  • the communication device 190 may have a function of communicating with a mobile terminal used by a supervisor near the work vehicle 100. Communication with such mobile terminals may be conducted in accordance with any wireless communication standard, such as Wi-Fi (registered trademark), cellular mobile communications such as 3G, 4G or 5G, or Bluetooth (registered trademark). I can.
  • Wi-Fi registered trademark
  • cellular mobile communications such as 3G, 4G or 5G
  • Bluetooth registered trademark
  • the operation terminal 200 is a terminal for a user to perform operations related to traveling of the work vehicle 100 and operation of the work machine 300, and is also referred to as a virtual terminal (VT).
  • Operation terminal 200 may include a display device such as a touch screen and/or one or more buttons.
  • the display device may be a display such as a liquid crystal or an organic light emitting diode (OLED), for example.
  • OLED organic light emitting diode
  • the operating terminal 200 may be configured to be detachable from the work vehicle 100. A user located away from work vehicle 100 may operate detached operation terminal 200 to control the operation of work vehicle 100. Instead of the operation terminal 200, the user may control the operation of the work vehicle 100 by operating a computer, such as the terminal device 400, in which necessary application software is installed.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of the operation terminal 200 and the operation switch group 210 provided inside the cabin 105.
  • an operation switch group 210 including a plurality of switches that can be operated by a user is arranged inside the cabin 105.
  • the operation switch group 210 includes, for example, a switch for selecting the main gear or the auxiliary gear, a switch for switching between automatic operation mode and manual operation mode, a switch for switching between forward and reverse, and a switch for switching the work machine. It may include a switch for raising and lowering 300, etc. Note that if the work vehicle 100 performs only unmanned operation and does not have the function of manned operation, the work vehicle 100 does not need to include the operation switch group 210.
  • the drive device 340 in the work machine 300 shown in FIG. 3 performs operations necessary for the work machine 300 to perform a predetermined work.
  • the drive device 340 includes a device depending on the use of the working machine 300, such as a hydraulic device, an electric motor, or a pump, for example.
  • Control device 380 controls the operation of drive device 340.
  • Control device 380 causes drive device 340 to perform various operations in response to signals transmitted from work vehicle 100 via communication device 390. Further, a signal depending on the state of the work machine 300 can also be transmitted from the communication device 390 to the work vehicle 100.
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating a schematic hardware configuration of the management device 600 and the terminal device 400.
  • the management device 600 includes a storage device 650, a processor 660, a ROM (Read Only Memory) 670, a RAM (Random Access Memory) 680, and a communication device 690. These components are communicatively connected to each other via a bus.
  • the management device 600 can function as a cloud server that manages the schedule of agricultural work in the field performed by the work vehicle 100 and supports agriculture by utilizing the managed data.
  • a user can input information necessary for creating a work plan using the terminal device 400 and upload the information to the management device 600 via the network 80.
  • the management device 600 can create an agricultural work schedule, that is, a work plan, based on the information.
  • the management device 600 can further generate or edit an environmental map. The environmental map may be distributed from a computer external to the management device 600.
  • the communication device 690 is a communication module for communicating with the work vehicle 100 and the terminal device 400 via the network 80.
  • the communication device 690 can perform wired communication based on a communication standard such as IEEE1394 (registered trademark) or Ethernet (registered trademark), for example.
  • the communication device 690 may perform wireless communication based on the Bluetooth (registered trademark) standard or the Wi-Fi standard, or cellular mobile communication such as 3G, 4G, or 5G.
  • the processor 660 may be, for example, a semiconductor integrated circuit including a central processing unit (CPU).
  • Processor 660 may be implemented by a microprocessor or microcontroller.
  • the processor 660 is selected from an FPGA (Field Programmable Gate Array) equipped with a CPU, a GPU (Graphics Processing Unit), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an ASSP (Application Specific Standard Product), or one of these circuits. It can also be realized by a combination of two or more circuits.
  • the processor 660 sequentially executes a computer program stored in the ROM 670 that describes a group of instructions for executing at least one process, thereby realizing a desired process.
  • the ROM 670 is, for example, a writable memory (eg, PROM), a rewritable memory (eg, flash memory), or a read-only memory.
  • ROM 670 stores a program that controls the operation of processor 660.
  • the ROM 670 does not need to be a single storage medium, and may be a collection of multiple storage media. A portion of the collection of storage media may be removable memory.
  • the RAM 680 provides a work area for temporarily expanding the control program stored in the ROM 670 at boot time.
  • RAM 680 does not need to be a single storage medium, and may be a collection of multiple storage media.
  • the storage device 650 mainly functions as database storage.
  • Storage device 650 may be, for example, a magnetic storage device or a semiconductor storage device.
  • An example of a magnetic storage device is a hard disk drive (HDD).
  • An example of a semiconductor storage device is a solid state drive (SSD).
  • Storage device 650 may be a device independent of management device 600.
  • the storage device 650 may be a storage device connected to the management device 600 via the network 80, such as a cloud storage.
  • the terminal device 400 includes an input device 420, a display device 430, a storage device 450, a processor 460, a ROM 470, a RAM 480, and a communication device 490. These components are communicatively connected to each other via a bus.
  • the input device 420 is a device for converting instructions from a user into data and inputting the data into the computer.
  • Input device 420 may be, for example, a keyboard, mouse, or touch panel.
  • Display device 430 may be, for example, a liquid crystal display or an organic EL display. Descriptions regarding each of the processor 460, ROM 470, RAM 480, storage device 450, and communication device 490 are as described in the hardware configuration example of the management device 600, and their descriptions will be omitted.
  • the work vehicle 100 in this embodiment can automatically travel both inside and outside the field.
  • the work vehicle 100 drives the work machine 300 and performs predetermined agricultural work while traveling along a preset target route.
  • the work vehicle 100 detects an obstacle while traveling in the field, the work vehicle 100 stops traveling, and performs operations such as emitting a warning sound from the buzzer 220 and transmitting a warning signal to the terminal device 400.
  • positioning of the work vehicle 100 is performed mainly based on data output from the GNSS unit 110.
  • the work vehicle 100 automatically travels along a target route set on a farm road or a general road outside the field.
  • the work vehicle 100 uses data acquired by the camera 120 and/or the LiDAR sensor 140 while traveling outside the field. When an obstacle is detected outside the field, the work vehicle 100 either avoids the obstacle or stops on the spot. Outside the field, the position of work vehicle 100 is estimated based on data output from LiDAR sensor 140 and/or camera 120 in addition to positioning data output from GNSS unit 110.
  • FIG. 7 is a diagram schematically showing an example of a work vehicle 100 that automatically travels along a target route in a field.
  • the farm field 70 includes a work area 72 where the work vehicle 100 works using the work machine 300, and a headland 74 located near the outer periphery of the farm field 70. Which area of the field 70 corresponds to the work area 72 or the headland 74 on the map can be set in advance by the user.
  • the target route in this example includes a plurality of parallel main routes P1 and a plurality of turning routes P2 connecting the plurality of main routes P1.
  • the main route P1 is located within the work area 72, and the turning route P2 is located within the headland 74.
  • each main route P1 may include a curved portion.
  • the broken line in FIG. 7 represents the working width of the working machine 300.
  • the working width is set in advance and recorded in the storage device 170.
  • the working width can be set and recorded by the user operating the operating terminal 200 or the terminal device 400. Alternatively, the working width may be automatically recognized and recorded when the working machine 300 is connected to the working vehicle 100.
  • the intervals between the plurality of main routes P1 may be set according to the working width.
  • the target route may be created based on a user's operation before automatic driving is started.
  • the target route may be created to cover the entire work area 72 within the field 70, for example.
  • the work vehicle 100 automatically travels along a target route as shown in FIG. 7 from a work start point to a work end point while repeating back and forth movements. Note that the target route shown in FIG. 7 is only an example, and the method of determining the target route is arbitrary.
  • control device 180 Next, an example of control during automatic operation in a field by the control device 180 will be explained.
  • FIG. 8 is a flowchart showing an example of the operation of steering control during automatic driving executed by the control device 180.
  • the control device 180 performs automatic steering by executing the operations from steps S121 to S125 shown in FIG. 8 while the work vehicle 100 is traveling. Regarding the speed, for example, it is maintained at a preset speed.
  • the control device 180 acquires data indicating the position of the work vehicle 100 generated by the GNSS unit 110 (step S121).
  • control device 180 calculates the deviation between the position of work vehicle 100 and the target route (step S122). The deviation represents the distance between the position of work vehicle 100 at that point and the target route.
  • the control device 180 determines whether the calculated positional deviation exceeds a preset threshold (step S123).
  • control device 180 changes the steering angle by changing the control parameters of the steering device included in the drive device 240 so that the deviation becomes smaller. If the deviation does not exceed the threshold in step S123, the operation in step S124 is omitted. In subsequent step S125, control device 180 determines whether or not it has received an instruction to end the operation.
  • the instruction to end the operation may be issued, for example, when a user remotely instructs to stop automatic driving or when work vehicle 100 reaches a destination. If the instruction to end the operation has not been issued, the process returns to step S121, and a similar operation is executed based on the newly measured position of the work vehicle 100.
  • the control device 180 repeats the operations from steps S121 to S125 until an instruction to end the operation is issued. The above operations are executed by the ECUs 182 and 184 in the control device 180.
  • the control device 180 controls the drive device 240 based only on the deviation between the position of the work vehicle 100 specified by the GNSS unit 110 and the target route, but also takes into account the deviation in the direction. May be controlled. For example, when the azimuth deviation, which is the angular difference between the direction of the work vehicle 100 specified by the GNSS unit 110 and the direction of the target route, exceeds a preset threshold, the control device 180 drives the vehicle according to the deviation. Control parameters (eg, steering angle) of the steering device of device 240 may be changed.
  • FIG. 9A is a diagram showing an example of the work vehicle 100 traveling along the target route P.
  • FIG. 9B is a diagram showing an example of work vehicle 100 in a position shifted to the right from target route P.
  • FIG. 9C is a diagram showing an example of work vehicle 100 in a position shifted to the left from target route P.
  • FIG. 9D is a diagram illustrating an example of work vehicle 100 facing in a direction inclined with respect to target route P.
  • the pose indicating the position and orientation of the work vehicle 100 measured by the GNSS unit 110 is expressed as r(x, y, ⁇ ).
  • (x, y) are coordinates representing the position of the reference point of work vehicle 100 in the XY coordinate system, which is a two-dimensional coordinate system fixed to the earth.
  • the reference point of the work vehicle 100 is located at the location where the GNSS antenna is installed on the cabin, but the location of the reference point is arbitrary.
  • ⁇ is an angle representing the measured direction of work vehicle 100.
  • the target route P is parallel to the Y-axis, but generally the target route P is not necessarily parallel to the Y-axis.
  • control device 180 maintains the steering angle and speed of work vehicle 100 unchanged.
  • the control device 180 steers the work vehicle 100 so that the traveling direction of the work vehicle 100 leans to the left and approaches the route P. Change the corner. At this time, the speed may be changed in addition to the steering angle.
  • the magnitude of the steering angle can be adjusted depending on the magnitude of the positional deviation ⁇ x, for example.
  • the control device 180 steers the work vehicle 100 so that the traveling direction of the work vehicle 100 leans to the right and approaches the route P. Change the corner. In this case as well, the speed may be changed in addition to the steering angle. The amount of change in the steering angle can be adjusted, for example, depending on the magnitude of the positional deviation ⁇ x.
  • the control device 180 steers the work vehicle 100 so that the azimuth deviation ⁇ becomes smaller. Change the corner.
  • the speed may be changed in addition to the steering angle.
  • the magnitude of the steering angle can be adjusted, for example, depending on the magnitude of each of the positional deviation ⁇ x and the azimuth deviation ⁇ . For example, the smaller the absolute value of the positional deviation ⁇ x, the larger the amount of change in the steering angle according to the azimuth deviation ⁇ .
  • the absolute value of the positional deviation ⁇ x is large, the steering angle will be changed significantly in order to return to the route P, so the absolute value of the azimuth deviation ⁇ will inevitably become large. Conversely, when the absolute value of the positional deviation ⁇ x is small, it is necessary to bring the azimuth deviation ⁇ close to zero. Therefore, it is appropriate to relatively increase the weight (ie, control gain) of the azimuth deviation ⁇ for determining the steering angle.
  • a control technique such as PID control or MPC control (model predictive control) may be applied to the steering control and speed control of the work vehicle 100. By applying these control techniques, it is possible to smoothly control the work vehicle 100 to approach the target route P.
  • the control device 180 stops the work vehicle 100. At this time, the buzzer 220 may be made to emit a warning sound, or a warning signal may be transmitted to the terminal device 400. If the obstacle can be avoided, the control device 180 may control the drive device 240 to avoid the obstacle.
  • the work vehicle 100 in this embodiment can automatically travel not only inside the field but also outside the field. Outside the field, the processing device 161 and/or the control device 180 detects objects (e.g. , other vehicles or pedestrians). By using camera 120 and LiDAR sensor 140, objects that are located relatively far from work vehicle 100 can be detected. The control device 180 can realize automatic driving on roads outside the field by performing speed control and steering control to avoid the detected object.
  • objects e.g. , other vehicles or pedestrians.
  • the control device 180 can realize automatic driving on roads outside the field by performing speed control and steering control to avoid the detected object.
  • FIG. 10 is a diagram schematically showing an example of a situation in which a plurality of work vehicles 100 are automatically traveling on a road 76 inside the farm field 70 and outside the farm field 70.
  • the storage device 170 records an environmental map of an area including a plurality of fields 70 and roads around them, and a target route.
  • the environmental map and the target route may be generated by management device 600 or ECU 185.
  • the work vehicle 100 senses the surrounding area using sensing devices such as the camera 120, the obstacle sensor 130, and the LiDAR sensor 140, with the work implement 300 raised. Drive along the target route.
  • sensing devices such as the camera 120, the obstacle sensor 130, and the LiDAR sensor 140 sense the environment around the work vehicle 100 and output sensing data.
  • the work vehicle 100 of the present embodiment detects objects located in a search area around the work vehicle 100 based on the sensing data, and a travel control system 10 (FIG. 3) that controls automatic driving of the work vehicle 100. Equipped with.
  • the travel control system 10 includes a control system 160, a camera 120, an obstacle sensor 130, and a LiDAR sensor 140.
  • Control system 160 may be referred to as a controller.
  • the search area is an area in which an object is searched out of the area around work vehicle 100 sensed by the sensing device.
  • the search area may be the same size as the sensing area sensed by the sensing device, or may be smaller than the sensing area.
  • the search region may also be referred to as a region of interest (ROI).
  • the agricultural management system 1 may be a travel control system 10 that detects objects located in a search area around the work vehicle 100 and controls automatic driving of the work vehicle 100.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of the search area 810 of the work vehicle 100.
  • the search area 810 includes a front search area 810F, a rear search area 810Re, a left search area 810L, and a right search area 810R.
  • FIG. 11 shows the search area in plan view from the vertical direction in a state where the work vehicle 100 is located on a horizontal ground.
  • the work vehicle 100 includes a sensing device 800.
  • the sensing device 800 the work vehicle 100 is provided with sensing devices 800F, 800Re, 800L, and 800R.
  • Sensing device 800F is disposed at the front of work vehicle 100 and mainly senses the surrounding environment extending in front of work vehicle 100.
  • Sensing device 800Re is disposed at the rear of work vehicle 100 and mainly senses the surrounding environment extending behind work vehicle 100.
  • the sensing device 800L is disposed on the left side of the work vehicle 100, and mainly senses the surrounding environment extending to the left side of the work vehicle 100.
  • the sensing device 800R is disposed on the right side of the work vehicle 100 and mainly senses the surrounding environment extending to the right side of the work vehicle 100.
  • the sensing devices 800Re, 800L, and 800R may be provided, for example, in the cabin 105 (FIG. 2) of the work vehicle 100.
  • the sensing device 800Re may be provided in the implement 300.
  • the search area 810 includes a front search area 810F, a rear search area 810Re, a left search area 810L, and a right search area 810R.
  • the front search area 810F is an area where objects are detected using sensing data output by the sensing device 800F disposed at the front of the work vehicle 100.
  • the rear search area 810Re is an area where objects are detected using sensing data output by the sensing device 800Re disposed at the rear of the work vehicle 100.
  • the left side search area 810L is an area where objects are detected using sensing data output from the sensing device 800L arranged on the left side of the work vehicle 100.
  • the right side search area 810R is an area where objects are detected using sensing data output by the sensing device 800R arranged on the right side of the work vehicle 100.
  • a camera 120 and a LiDAR sensor 140 are arranged at the front of the work vehicle 100 as a sensing device 800F.
  • a camera 120 and a LiDAR sensor 140 are arranged at the rear of the work vehicle 100 as a sensing device 800Re.
  • a camera 120, an obstacle sensor 130, and a LiDAR sensor 140 are arranged on the left side of the work vehicle 100 as a sensing device 800L.
  • a camera 120, an obstacle sensor 130, and a LiDAR sensor 140 are arranged on the right side of the work vehicle 100 as a sensing device 800R.
  • Obstacle sensor 130 may be included in sensing devices 800F and 800Re.
  • the search area 810 may be an area in which an object is searched using sensor data output by the LiDAR sensor 140, but the search area 810 is not limited thereto. Searching for objects in search area 810 may also be performed using sensor data output by camera 120 and/or obstacle sensor 130. For example, a search for an object in search area 810 may be performed using sensor data output by camera 120 and LiDAR sensor 140.
  • the LiDAR sensor 140 emits laser beam pulses (hereinafter abbreviated as "laser pulses”) one after another while changing the emission direction, and calculates each pulse based on the time difference between the emission time and the time when the reflected light of each laser pulse is acquired. The distance to the reflection point can be measured.
  • a “reflection point” may be an object located in the environment around work vehicle 100.
  • the LiDAR sensor 140 can measure the distance from the LiDAR sensor 140 to an object using any method. Measurement methods for the LiDAR sensor 140 include, for example, a mechanical rotation method, a MEMS method, and a phased array method. These measurement methods differ in the method of emitting laser pulses (scanning method).
  • a mechanical rotation type LiDAR sensor rotates a cylindrical head that emits laser pulses and detects reflected light of the laser pulses to scan the surrounding environment in all directions of 360 degrees around the rotation axis.
  • a MEMS LiDAR sensor uses a MEMS mirror to swing the emission direction of a laser pulse, and scans the surrounding environment within a predetermined angular range around the swing axis.
  • a phased array type LiDAR sensor controls the phase of light to swing the light emission direction, and scans the surrounding environment within a predetermined angular range around the swing axis.
  • the three-dimensional point cloud data output by the LiDAR sensor 140 includes information regarding the positions of multiple points and information (attribute information) such as the reception intensity of the photodetector.
  • the information regarding the positions of the plurality of points is, for example, information about the emission direction of the laser pulse corresponding to the points and the distance between the LiDAR sensor and the points. Further, for example, the information regarding the positions of the plurality of points is information on the coordinates of the points in the local coordinate system.
  • the local coordinate system is a coordinate system that moves together with the work vehicle 100, and is also referred to as a sensor coordinate system. The coordinates of each point can be calculated from the emission direction of the laser pulse corresponding to the point and the distance between the LiDAR sensor and the point.
  • a search area can be set based on the coordinates of each point.
  • a search area of the desired shape can be set.
  • FIG. 12 is a diagram showing the road 76, the site 70, and the passage 71 that connects the road 76 and the site 70.
  • the site 70 is, for example, a farm field.
  • the work vehicle 100 automatically travels on the road 76 inside the field 70 and outside the field 70.
  • the passage 71 is an entrance to the field 70, and the work vehicle 100 can enter the field 70 from the road 76 through the passage 71, or can proceed from the field 70 to the road 76.
  • the sensing device 800 senses both sides of the passage 71 in the width direction.
  • FIG. 13 is a diagram explaining the passage 71.
  • FIG. 14 is a diagram showing a target route 761 that enters the farm field 70 from the road 76 through the passage 71.
  • the work vehicle 100 makes a left turn and enters the passage 71 from the road 76. If the passage 71 and the field 70 are located on the right side of the road 76, the work vehicle 100 makes a right turn and enters the passage 71 from the road 76.
  • the target route 761 along which the work vehicle 100 travels may be generated in advance by the management device 600 or the control device 180.
  • the control device 180 controls the work vehicle 100 to travel along a target route 761 that senses both sides of the passage 71 in the width direction D1.
  • the sensing device 800 senses areas 710R and 710L that are on both sides of the passage 71 in the width direction D1 and include boundaries 711R and 711L between the road 76 and the passage 71.
  • the left side of the passage 71 from the road 76 is the left side of the passage 71
  • the right side of the passage 71 from the road 76 is the right side of the passage 71.
  • the boundary 711R is the right end of the boundary between the road 76 and the passage 71.
  • the boundary 711L is the left end of the boundary between the road 76 and the passage 71.
  • the region 710R including the boundary 711R is a region including the right outer part of the passage 71 extending along the traveling direction of the passage 71.
  • the region 710L including the boundary 711L is a region including the left outer part of the passage 71 extending along the traveling direction of the passage 71.
  • the control device (control system) 160 starts from a position 720L to the left of the boundary 711L (left boundary) between the road 76 and the passage 71.
  • the sensing device 800 is caused to sense the passage 71.
  • the target route 761 includes a route that approaches the passage 71 from a position away from the passage 71 in the left direction 720L.
  • the region 710L can be sensed using, for example, the sensing device 800F.
  • the control device 160 causes the sensing device 800 to sense the passage 71 from a position farther to the right 720R than the boundary 711R (right boundary) between the road 76 and the passage 71.
  • the target route 761 includes a route in which the work vehicle 100 turns while at least a portion of the road 76 passes an area 76a in front of the passage 71.
  • the area 76a includes, for example, a straight line extending from the boundary 711L along the width direction of the road 76 to the road 76, a straight line extending from the boundary 711R to the road 76 along the width direction of the road 76, and a road between these two straight lines. This is the area defined by both ends of 76.
  • FIG. 15 is a diagram showing the work vehicle 100 turning to the left after passing the area 76a in front of the passage 71 along the target route 761. By turning to the left after passing the area 76a in front of the passage 71, the area 710R can be sensed using the sensing device 800F, for example.
  • FIG. 16 is a diagram showing the work vehicle 100 turning and entering the passage 71 after passing the area 76a in front of the passage 71.
  • the passage 71 and its surroundings can be sensed. You can check the environment in detail. For example, when entering the passage 71 from a position away from the left direction 720L of the passage 71, the passage 71 is sensed not only from the left direction 720L but also from the right direction 720R. and its surrounding environment in detail.
  • the sensing device 800 senses the passage 71 from a position 720L to the left of the boundary 711L, and senses the passage 71 from a position 720R to the right of the boundary 711R.
  • the order of sensing from a position separated in the left direction 720L and sensing from a position separated in the right direction 720R does not matter. For example, depending on whether the passage 71 is on the left or right side of the road 76, the order of sensing from a position away from the left direction 720L and sensing from a position away from the right direction 720R may change.
  • the processing device 161 of the control device 160 may determine whether or not the work vehicle 100 should enter the passage 71 based on the sensor data. When the control device 160 determines that the work vehicle 100 is not to enter the passage 71, it performs control to prevent the work vehicle 100 from entering the passage 71. For example, the control device 160 performs control to stop traveling of the work vehicle 100. For example, the processing device 161 compares the shape of the passage 71 sensed in the past with the shape of the passage 71 sensed this time, and if it is determined that the shape has changed by a predetermined amount or more, You may decide not to enter.
  • the control device 160 may transmit at least part of the sensor data to an external device via the communication device 190.
  • the external device is, for example, the terminal device 400 and/or the management device 600.
  • the processor of the external device determines whether or not the work vehicle 100 should enter the passage 71 based on the sensor data. For example, the processor compares the shape of the passage 71 sensed in the past with the shape of the passage 71 sensed this time, and if it is determined that the shape has changed by more than a predetermined amount, the processor moves the work vehicle 100 to the passage 71. You may decide not to enter. A person who monitors the work using an external device may determine whether or not the work vehicle 100 should enter the passage 71 based on the sensor data.
  • the person monitoring the work determines that the work vehicle 100 should not enter the passage 71, he inputs a command not to enter the passage 71 into an external device.
  • the external device transmits information to the work vehicle 100 indicating that the work vehicle 100 will not enter the passage 71.
  • control device 160 When the control device 160 receives information from an external device indicating that the work vehicle 100 is not to enter the passage 71, it performs control to prevent the work vehicle 100 from entering the passage 71.
  • the surroundings of the work vehicle 100 may be notified that such a turn will be made.
  • work vehicle 100 may be equipped with a notification device that emits light and/or sound, and such a notification device may be used to notify the surroundings of work vehicle 100 that it will make a turn.
  • the buzzer 220 may be used as a notification device, and the buzzer 220 may be made to emit a warning sound when turning.
  • FIGS. 17 and 18 are diagrams showing other examples of the target route 761.
  • the target route 761 shown in FIGS. 17 and 18 includes a route in which the work vehicle 100 makes a U-turn after passing the area 76a of the road 76 in front of the passage 71.
  • the target route 761 includes a route that approaches the passage 71 from a position away from the passage 71 in the left direction 720L.
  • the region 710L can be sensed using, for example, the sensing device 800F.
  • FIG. 18 shows the work vehicle 100 making a U-turn after passing the area 76a in front of the passage 71 along the target route 761.
  • the area 710R can be sensed using, for example, the sensing device 800F.
  • Target route 761 shown in FIGS. 19 to 21 includes a route in which work vehicle 100 is moved backward after at least a portion of forward work vehicle 100 has passed through area 76 a of road 76 in front of passage 71 .
  • the target route 761 includes a route that approaches the passage 71 from a position away from the passage 71 in the left direction 720L.
  • the region 710L can be sensed using, for example, the sensing device 800F.
  • At least a portion of the work vehicle 100 passes through the area 76a in front of the passage 71. While at least a portion of the work vehicle 100 passes in front of the passage 71, the region 710R can be sensed using, for example, the sensing device 800L.
  • the work vehicle 100 moves backward.
  • the work vehicle 100 is traveling backwards with a right turn, but it may also be traveling straight backwards. Even if at least a portion of the work vehicle 100 passes in front of the passage 71, it can easily enter the passage 71 by moving backward thereafter.
  • FIG. 22 is a diagram showing a target route 761 extending from the field 70 through the passage 71 to the road 76.
  • the work vehicle 100 since the passage 71 is located on the right side when viewed from the direction of movement of the field 70, the work vehicle 100 makes a right turn and enters the passage 71 from the field 70. If the passage 71 is located on the left side of the field 70, the work vehicle 100 makes a left turn and enters the passage 71 from the field 70.
  • the control device 180 controls the work vehicle 100 to travel along a target route 761 that senses both sides of the passage 71 in the width direction D1 (FIG. 13).
  • the sensing device 800 senses areas 710R1 and 710L1 that are on both sides of the passage 71 in the width direction D1 and include boundaries 711R1 and 711L1 between the field 70 and the passage 71.
  • the left side when facing from the field 70 to the passage 71 is the left side of the passage 71
  • the right side when facing from the field 70 to the passage 71 is the right side of the passage 71.
  • the boundary 711R1 is the right end of the boundary between the field 70 and the passage 71.
  • the boundary 711L1 is the left end of the boundary between the field 70 and the passage 71.
  • the region 710R1 including the boundary 711R1 is a region including the right outer portion of the passage 71 that extends along the traveling direction of the passage 71.
  • the region 710L1 including the boundary 711L1 is a region including the left outer part of the passage 71 extending along the traveling direction of the passage 71.
  • the control device 160 activates the sensing device 800 from a position farther to the right 720R1 from the boundary 711R1 (right boundary) between the field 70 and the passage 71.
  • the passage 71 is sensed.
  • the target route 761 includes a route that approaches the passage 71 from a position away from the passage 71 in the right direction 720R1.
  • the region 710R1 can be sensed using, for example, the sensing device 800F.
  • the control device 160 causes the sensing device 800 to sense the passage 71 from a position farther leftward 720L1 than the boundary 711L1 (left boundary) between the field 70 and the passage 71.
  • the target route 761 includes a route in which the work vehicle 100 turns while at least a portion of the work vehicle 100 passes an area 71 a in front of the passage 71 in the field 70 .
  • the area 71a includes, for example, a straight line extending from the boundary 711L1 to the field 70 parallel to the traveling direction of the passage 71, a straight line extending from the boundary 711R1 to the field 70 parallel to the traveling direction of the passage 71, and a field between these two straight lines. This is an area defined by both ends of 70.
  • FIG. 23 is a diagram showing the work vehicle 100 turning to the right after passing the area 71a in front of the passage 71 along the target route 761.
  • the area 710L1 can be sensed using, for example, the sensing device 800F.
  • a travel control system 10 that controls automatic operation of a work vehicle 100, a sensor 800 that is provided on the work vehicle 100 and senses the environment around the work vehicle 100 and outputs sensor data;
  • a control device 160 that controls traveling of the work vehicle 100; Equipped with When the work vehicle 100 makes a left turn or a right turn and enters the passage 71, the control device 160 is a travel control system that controls the work vehicle 100 to travel along a target route 761 that senses both sides of the passage 71 in the width direction D1. 10.
  • the passage 71 is a passage 71 that connects the road 76 and the site, When the work vehicle 100 enters the passage 71 from the road 76, the control device 160 senses regions 710R and 710L that are on both sides of the passage 71 in the width direction D1 and include boundaries 711R and 711L between the road 76 and the passage 71.
  • the travel control system 10 according to item 1, which controls the work vehicle 100 to travel on the target route 761.
  • the passage 71 is a passage 71 that connects the road 76 and the site,
  • the control device 160 detects a target route by sensing areas 710R1 and 710L1 on both sides of the passage 71 in the width direction D1 and including boundaries 711R1 and 711L1 between the site and the passage 71.
  • the travel control system 10 according to item 1 or 2, which controls the traveling of the work vehicle 100 in step 761.
  • the passage 71 is located on the left or right side of the road 76 on which the work vehicle 100 travels, the left side facing from the road 76 to the passage 71 is the left side of the passage 71, and the right side facing from the road 76 to the passage 71 is the right side of the passage 71.
  • the control device 160 The sensor 800 senses the passage 71 from a position 720L further to the left than the left boundary 711L between the road 76 and passage 71, and 720R to the right from the right boundary 711R between the road 76 and passage 71.
  • the travel control system 10 according to any one of items 1 to 3, which controls the work vehicle 100 to travel along a target route 761 where the sensor 800 senses the passage 71 from the position.
  • the travel control system 10 according to item 4, wherein the target route 761 includes a target route 761 in which the work vehicle 100 turns while at least a portion of the road 76 passes an area 76a in front of the passage 71.
  • the travel control system 10 according to item 4, wherein the target route 761 includes a target route 761 in which the work vehicle 100 makes a U-turn after passing the area 76a in front of the passage 71 on the road 76.
  • the control device 160 is Determining whether or not the work vehicle 100 should enter the passage 71 based on the sensor data, Travel control system 10 according to any one of items 1 to 7, which performs control to prevent work vehicle 100 from entering passage 71 when it is determined that work vehicle 100 is not to enter passage 71.
  • the control device 160 is transmitting at least a portion of the sensor data to an external device;
  • the travel control system according to any one of items 1 to 8, which performs control to prevent the work vehicle 100 from entering the passage 71 when information indicating that the work vehicle 100 is not to enter the passage 71 is received from an external device. 10.
  • the travel control system 10 according to any one of items 1 to 9, further comprising a notification device 220 that notifies people around the work vehicle 100 that the work vehicle 100 will make a turn to enter the passage 71.
  • a travel control method for controlling automatic operation of a work vehicle 100 comprising: Controlling the travel of the work vehicle 100 based on sensor data output by a sensor 800 that senses the environment around the work vehicle 100; When the work vehicle 100 makes a left or right turn and enters the passage 71, controlling the work vehicle 100 to travel along a target route 761 that senses both sides of the passage 71 in the width direction D1; A travel control method that executes.
  • a computer program that causes a computer to control automatic operation of a work vehicle 100 The computer program is Controlling the travel of the work vehicle 100 based on sensor data output by a sensor 800 that senses the environment around the work vehicle 100; When the work vehicle 100 makes a left or right turn and enters the passage 71, controlling the work vehicle 100 to travel along a target route 761 that senses both sides of the passage 71 in the width direction D1; A computer program that causes a computer to execute.
  • the technology of the present disclosure is particularly useful in the field of agricultural machinery, such as tractors, harvesters, rice transplanters, riding management machines, vegetable transplanters, grass cutters, seeders, fertilizer spreaders, or agricultural robots.
  • Agricultural management system 10: Travel control system, 50: GNSS satellite, 60: Reference station, 70: Field, 71: Pathway, 76: Road, 76a: Area in front of path, 80: Network, 100: Work vehicle, 101: Vehicle body, 102: Engine, 103: Transmission, 104: Wheels, 105: Cabin, 106: Steering device, 107: Driver's seat, 108: Coupling device, 110: Positioning device, 111: GNSS receiver, 112: RTK receiver, 115: Inertial measurement unit (IMU), 116: Processing circuit, 120: Camera, 130: Obstacle sensor, 140: LiDAR sensor, 150: Sensor group, 152: Steering wheel sensor, 154: Turn angle sensor, 156: Rotation sensor, 160: Control system (control device), 161: Processing device, 170: Storage device, 180: Control device, 181-185: ECU, 190: Communication device, 200: Operation terminal , 210: Operation switch group, 220: Buzzer, 190

Landscapes

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Abstract

ある実施形態に係る走行制御システムは、農業機械の自動運転を制御する。走行制御システムは、農業機械に設けられ農業機械の周辺の環境をセンシングしてセンサデータを出力するセンサと、農業機械の走行を制御する制御装置とを備える。農業機械が左折または右折を行って通路に進入する場合、制御装置は、通路の幅方向の両側をセンシングする目標経路で農業機械を走行させる制御を行う。

Description

走行制御システム、走行制御方法およびコンピュータプログラム
　本開示は、走行制御システム、走行制御方法およびコンピュータプログラムに関する。
　次世代農業として、ＩＣＴ（Information and Communication Technology）およびＩｏＴ（Internet of Things）を活用したスマート農業の研究開発が進められている。圃場で使用されるトラクタなどの作業車両の自動化および無人化に向けた研究開発も進められている。例えば、精密な測位が可能なＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）などの測位システムを利用して自動操舵で走行する作業車両が実用化されてきている。
　また、障害物センサを用いて作業車両の周辺の領域のサーチを行い、作業車両の周辺にある障害物を検出する技術の開発も進められている。例えば特許文献１は、自動運転可能なトラクタの周辺にある障害物を、ＬｉＤＡＲ（Light Detection and Ranging）センサを用いて検出する技術を開示している。
特開２０１９－１７５０５９号公報
　自動運転で走行する農業機械は、圃場等の用地と道路とを繋ぐ通路を走行する場合がある。そのような通路を走行する場合、その通路の状態を確認できることが求められる。
　本開示のある実施形態に係る走行制御システムは、農業機械の自動運転を制御する走行制御システムであって、前記農業機械に設けられ、前記農業機械の周辺の環境をセンシングして、センサデータを出力するセンサと、前記農業機械の走行を制御する制御装置と、を備え、前記農業機械が左折または右折を行って通路に進入する場合、前記制御装置は、前記通路の幅方向の両側をセンシングする目標経路で前記農業機械を走行させる制御を行う。
　本開示の包括的または具体的な態様は、装置、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム、もしくはコンピュータが読み取り可能な非一時的記憶媒体、またはこれらの任意の組み合わせによって実現され得る。コンピュータが読み取り可能な記憶媒体は、揮発性の記憶媒体を含んでいてもよいし、不揮発性の記憶媒体を含んでいてもよい。装置は、複数の装置で構成されていてもよい。装置が二つ以上の装置で構成される場合、当該二つ以上の装置は、一つの機器内に配置されてもよいし、分離した二つ以上の機器内に分かれて配置されていてもよい。
　本開示の実施形態によれば、通路の左右一方の方向からではセンシングできない通路の部分およびその周囲のセンシングを行うことで、通路およびその周囲の環境を詳細に確認することができる。
本開示の例示的な実施形態による農業管理システムの概要を説明するための図である。 作業車両、および作業車両に連結された作業機の例を模式的に示す側面図である。 作業車両および作業機の構成例を示すブロック図である。 ＲＴＫ－ＧＮＳＳによる測位を行う作業車両の例を示す概念図である。 キャビンの内部に設けられる操作端末および操作スイッチ群の例を示す図である。 管理装置および端末装置のハードウェア構成を例示するブロック図である。 圃場内を目標経路に沿って自動で走行する作業車両の例を模式的に示す図である。 自動運転時の操舵制御の動作の例を示すフローチャートである。 目標経路Ｐに沿って走行する作業車両の例を示す図である。 目標経路Ｐから右にシフトした位置にある作業車両の例を示す図である。 目標経路Ｐから左にシフトした位置にある作業車両の例を示す図である。 目標経路Ｐに対して傾斜した方向を向いている作業車両の例を示す図である。 複数の作業車両が圃場の内部および圃場の外側の道を自動走行している状況の例を模式的に示す図である。 作業車両のサーチ領域の例を示す図である。 道路、用地、通路を示す図である。 通路について説明する図である。 道路から通路を通って圃場へ進入する目標経路を示す図である。 目標経路に沿って通路の前のエリアを通り過ぎた後に左に旋回する作業車両を示す図である。 通路の前のエリアを通り過ぎた後に旋回して通路に進入する作業車両を示す図である。 目標経路の別の例を示す図である。 通路の前のエリアを通り過ぎた後にＵターンする作業車両を説明する図である。 目標経路のさらに別の例を示す図である。 通路の前のエリアを通り過ぎた後に後進する作業車両を説明する図である。 通路の前のエリアを通り過ぎた後に後進する作業車両を説明する図である。 圃場から通路を通って道路進入する目標経路を示す図である。 目標経路に沿って通路の前のエリアを通り過ぎた後に右に旋回する作業車両を示す図である。
　（用語の定義）
　本開示において「農業機械」は、農業用途で使用される機械を意味する。本開示の農業機械は、移動しながら農作業を行うことが可能な移動型の農業機械（Mobile Agricultural Machine）であり得る。農業機械の例は、トラクタ、収穫機、田植機、乗用管理機、野菜移植機、草刈機、播種機、施肥機、および農業用移動ロボットを含む。トラクタのような作業車両が単独で「農業機械」として機能する場合だけでなく、作業車両に装着または牽引される作業機（インプルメント）と作業車両の全体が一つの「農業機械」として機能する場合がある。農業機械は、圃場内の地面に対して、耕耘、播種、防除、施肥、作物の植え付け、または収穫などの農作業を行う。これらの農作業を「対地作業」または単に「作業」と称することがある。車両型の農業機械が農作業を行いながら走行することを「作業走行」と称することがある。
　「自動運転」は、運転者による手動操作によらず、制御装置の働きによって農業機械の移動を制御することを意味する。自動運転を行う農業機械は「自動運転農機」または「ロボット農機」と呼ばれることがある。自動運転中、農業機械の移動だけでなく、農作業の動作（例えば作業機の動作）も自動で制御されてもよい。農業機械が車両型の機械である場合、自動運転によって農業機械が走行することを「自動走行」と称する。制御装置は、農業機械の移動に必要な操舵、移動速度の調整、移動の開始および停止の少なくとも一つを制御し得る。作業機が装着された作業車両を制御する場合、制御装置は、作業機の昇降、作業機の動作の開始および停止などの動作を制御してもよい。自動運転による移動には、農業機械が所定の経路に沿って目的地に向かう移動のみならず、追尾目標に追従する移動も含まれ得る。自動運転を行う農業機械は、部分的にユーザの指示に基づいて移動してもよい。また、自動運転を行う農業機械は、自動運転モードに加えて、運転者の手動操作によって移動する手動運転モードで動作してもよい。手動によらず、制御装置の働きによって農業機械の操舵を行うことを「自動操舵」と称する。制御装置の一部または全部が農業機械の外部にあってもよい。農業機械の外部にある制御装置と農業機械との間では、制御信号、コマンド、またはデータなどの通信が行われ得る。自動運転を行う農業機械は、人がその農業機械の移動の制御に関与することなく、周辺の環境をセンシングしながら自律的に移動してもよい。自律的な移動が可能な農業機械は、無人で圃場内または圃場外（例えば道路）を走行することができる。自律移動中に、障害物の検出および障害物の回避動作を行ってもよい。
　「作業計画」は、農業機械によって実行される一つ以上の農作業の予定を定めるデータである。作業計画は、例えば、農業機械によって実行される農作業の順序および各農作業が行われる圃場を示す情報を含み得る。作業計画は、各農作業が行われる予定の日および時刻の情報を含んでいてもよい。作業計画は、農業機械と通信して農作業を管理する処理装置、または農業機械に搭載された処理装置によって作成され得る。処理装置は、例えば、ユーザ（農業経営者または農作業者など）が端末装置を操作して入力した情報に基づいて作業計画を作成することができる。本明細書において、農業機械と通信して農作業を管理する処理装置を「管理装置」と称する。管理装置は、複数の農業機械の農作業を管理してもよい。その場合、管理装置は、複数の農業機械の各々が実行する各農作業に関する情報を含む作業計画を作成してもよい。作業計画は、各農業機械によってダウンロードされ、記憶装置に格納され得る。各農業機械は、作業計画に従って、予定された農作業を実行するために、自動で圃場に向かい、農作業を実行することができる。
　「環境地図」は、農業機械が移動する環境に存在する物の位置または領域を所定の座標系によって表現したデータである。環境地図を単に「地図」または「地図データ」と称することがある。環境地図を規定する座標系は、例えば、地球に対して固定された地理座標系などのワールド座標系であり得る。環境地図は、環境に存在する物について、位置以外の情報（例えば、属性情報その他の情報）を含んでいてもよい。環境地図は、点群地図または格子地図など、さまざまな形式の地図を含む。環境地図を構築する過程で生成または処理される局所地図または部分地図のデータについても、「地図」または「地図データ」と呼ぶ。
　「農道」は、主に農業目的で利用される道を意味する。農道は、アスファルトで舗装された道に限らず、土または砂利等で覆われた未舗装の道も含む。農道は、車両型の農業機械（例えばトラクタ等の作業車両）のみが専ら通行可能な道（私道を含む）と、一般の車両（乗用車、トラック、バス等）も通行可能な道路とを含む。作業車両は、農道に加えて一般道を自動で走行してもよい。一般道は、一般の車両の交通のために整備された道路である。
　（実施形態）
　以下、本開示の実施形態を説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略することがある。例えば、既によく知られた事項の詳細な説明および実質的に同一の構成に関する重複する説明を省略することがある。これは、以下の説明が不必要に冗長になることを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、発明者は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。以下の説明において、同一または類似の機能を有する構成要素については、同一の参照符号を付している。
　以下の実施形態は例示であり、本開示の技術は以下の実施形態に限定されない。例えば、以下の実施形態で示される数値、形状、材料、ステップ、ステップの順序、表示画面のレイアウトなどは、あくまでも一例であり、技術的に矛盾が生じない限りにおいて種々の改変が可能である。また、技術的に矛盾が生じない限りにおいて、一の態様と他の態様とを組み合わせることが可能である。
　以下、農業機械の一例であるトラクタなどの作業車両に本開示の技術を適用した実施形態を主に説明する。本開示の技術は、トラクタなどの作業車両に限らず、他の種類の農業機械にも適用することができる。
　図１は、本開示の例示的な実施形態による農業管理システム１の概要を説明するための図である。図１に示す農業管理システム１は、作業車両１００と、端末装置４００と、管理装置６００とを備える。端末装置４００は、作業車両１００を遠隔で監視するユーザが使用するコンピュータである。管理装置６００は、農業管理システム１を運営する事業者が管理するコンピュータである。作業車両１００、端末装置４００、および管理装置６００は、ネットワーク８０を介して互いに通信することができる。図１には１台の作業車両１００が例示されているが、農業管理システム１は、複数の作業車両またはその他の農業機械を含んでいてもよい。
　本実施形態における作業車両１００はトラクタである。作業車両１００は、後部および前部の一方または両方に作業機を装着することができる。作業車両１００は、作業機の種類に応じた農作業を行いながら圃場内を走行することができる。作業車両１００は、作業機を装着しない状態で圃場内または圃場外を走行してもよい。
　作業車両１００は、自動運転機能を備える。すなわち、作業車両１００は、手動によらず、制御装置の働きによって走行することができる。本実施形態における制御装置は、作業車両１００の内部に設けられ、作業車両１００の速度および操舵の両方を制御することができる。作業車両１００は、圃場内に限らず、圃場外（例えば道路）を自動走行することもできる。
　作業車両１００は、ＧＮＳＳ受信機およびＬｉＤＡＲセンサなどの、測位あるいは自己位置推定のために利用される装置を備える。作業車両１００の制御装置は、作業車両１００の位置と、目標経路の情報とに基づいて、作業車両１００を自動で走行させる。制御装置は、作業車両１００の走行制御に加えて、作業機の動作の制御も行う。これにより、作業車両１００は、圃場内を自動で走行しながら作業機を用いて農作業を実行することができる。さらに、作業車両１００は、圃場外の道（例えば、農道または一般道）を目標経路に沿って自動で走行することができる。作業車両１００は、カメラ１２０、障害物センサ１３０およびＬｉＤＡＲセンサ１４０などのセンシング装置から出力されるデータを活用しながら、圃場外の道に沿って自動走行を行う。
　管理装置６００は、作業車両１００による農作業を管理するコンピュータである。管理装置６００は、例えば圃場に関する情報をクラウド上で一元管理し、クラウド上のデータを活用して農業を支援するサーバコンピュータであり得る。管理装置６００は、例えば、作業車両１００の作業計画を作成し、その作業計画に従って、作業車両１００に農作業を実行させる。管理装置６００は、例えば、ユーザが端末装置４００または他のデバイスを用いて入力した情報に基づいて圃場内の目標経路を生成する。管理装置６００は、さらに、作業車両１００または他の移動体がＬｉＤＡＲセンサなどのセンシング装置を用いて収集したデータに基づいて、環境地図の生成および編集を行ってもよい。管理装置６００は、生成した作業計画、目標経路、および環境地図のデータを作業車両１００に送信する。作業車両１００は、それらのデータに基づいて、移動および農作業を自動で行う。
　端末装置４００は、作業車両１００から離れた場所にいるユーザが使用するコンピュータである。図１に示す端末装置４００はラップトップコンピュータであるが、これに限定されない。端末装置４００は、デスクトップＰＣ（personal computer）などの据え置き型のコンピュータであってもよいし、スマートフォンまたはタブレットコンピュータなどのモバイル端末でもよい。端末装置４００は、作業車両１００を遠隔監視したり、作業車両１００を遠隔操作したりするために用いられ得る。例えば、端末装置４００は、作業車両１００が備える１台以上のカメラ（撮像装置）が撮影した映像をディスプレイに表示させることができる。端末装置４００は、さらに、作業車両１００の作業計画（例えば各農作業のスケジュール）を作成するために必要な情報をユーザが入力するための設定画面をディスプレイに表示することもできる。ユーザが設定画面上で必要な情報を入力し送信の操作を行うと、端末装置４００は、入力された情報を管理装置６００に送信する。管理装置６００は、その情報に基づいて作業計画を作成する。端末装置４００は、さらに、目標経路を設定するために必要な情報をユーザが入力するための設定画面をディスプレイに表示する機能を備えていてもよい。
　以下、本実施形態におけるシステムの構成および動作をより詳細に説明する。
　［１．構成］
　図２は、作業車両１００、および作業車両１００に連結された作業機３００の例を模式的に示す側面図である。本実施形態における作業車両１００は、手動運転モードと自動運転モードの両方で動作することができる。自動運転モードにおいて、作業車両１００は無人で走行することができる。作業車両１００は、圃場内と圃場外の両方で自動運転が可能である。
　図２に示すように、作業車両１００は、車両本体１０１と、原動機（エンジン）１０２と、変速装置（トランスミッション）１０３とを備える。車両本体１０１には、タイヤ付きの車輪１０４と、キャビン１０５とが設けられている。車輪１０４は、一対の前輪１０４Ｆと一対の後輪１０４Ｒとを含む。キャビン１０５の内部に運転席１０７、操舵装置１０６、操作端末２００、および操作のためのスイッチ群が設けられている。作業車両１００が圃場内で作業走行を行うとき、前輪１０４Ｆおよび後輪１０４Ｒの一方または両方は、タイヤ付き車輪ではなく、無限軌道（track）を装着した複数の車輪（クローラ）であってもよい。
　作業車両１００は、作業車両１００の周辺の環境をセンシングする少なくとも１つのセンシング装置と、少なくとも１つのセンシング装置から出力されるセンサデータを処理する処理装置とを備え得る。図２に示す例では、作業車両１００は複数のセンシング装置を備える。センシング装置は、複数のカメラ１２０と、ＬｉＤＡＲセンサ１４０と、複数の障害物センサ１３０とを含む。
　カメラ１２０は、例えば作業車両１００の前後左右に設けられ得る。カメラ１２０は、作業車両１００の周辺の環境を撮影し、画像データを生成する。カメラ１２０が取得した画像は、作業車両１００に搭載された処理装置に出力され、遠隔監視を行うための端末装置４００に送信され得る。また、当該画像は、無人運転時に作業車両１００を監視するために用いられ得る。カメラ１２０は、作業車両１００が圃場外の道（農道または一般道）を走行するときに、周辺の地物もしくは障害物、白線、標識、または表示などを認識するための画像を生成する用途でも使用され得る。
　図２の例におけるＬｉＤＡＲセンサ１４０は、車両本体１０１の前面下部に配置されている。ＬｉＤＡＲセンサ１４０は、他の位置に設けられていてもよい。例えばＬｉＤＡＲセンサ１４０は、キャビン１０５の上部に設けられていてもよい。ＬｉＤＡＲセンサ１４０は、３Ｄ－ＬｉＤＡＲセンサであり得るが、２Ｄ－ＬｉＤＡＲセンサであってもよい。ＬｉＤＡＲセンサ１４０は、作業車両１００の周辺の環境をセンシングして、センサデータを出力する。ＬｉＤＡＲセンサ１４０は、作業車両１００が主に圃場外を走行している間、周辺の環境に存在する物体の各計測点までの距離および方向、または各計測点の３次元もしくは２次元の座標値を示すセンサデータを繰り返し出力する。ＬｉＤＡＲセンサ１４０から出力されたセンサデータは、作業車両１００の制御装置によって処理される。制御装置は、センサデータと、環境地図とのマッチングにより、作業車両１００の自己位置推定を行うことができる。制御装置は、さらに、センサデータに基づいて、作業車両１００の周辺に存在する障害物などの物体を検出することができる。制御装置は、例えばＳＬＡＭ（Simultaneous Localization and Mapping）などのアルゴリズムを利用して、環境地図を生成または編集することもできる。作業車両１００は、異なる位置に異なる向きで配置された複数のＬｉＤＡＲセンサを備えていてもよい。
　図２に示す複数の障害物センサ１３０は、キャビン１０５の前部および後部に設けられている。障害物センサ１３０は、他の部位にも配置され得る。例えば、車両本体１０１の側部、前部、および後部の任意の位置に、一つまたは複数の障害物センサ１３０が設けられ得る。障害物センサ１３０は、例えばレーザスキャナまたは超音波ソナーを含み得る。障害物センサ１３０は、自動走行時に周辺の障害物を検出して作業車両１００を停止したり迂回したりするために用いられる。ＬｉＤＡＲセンサ１４０が障害物センサ１３０の一つとして利用されてもよい。
　作業車両１００は、さらに、ＧＮＳＳユニット１１０を備える。ＧＮＳＳユニット１１０は、ＧＮＳＳ受信機を含む。ＧＮＳＳ受信機は、ＧＮＳＳ衛星からの信号を受信するアンテナと、アンテナが受信した信号に基づいて作業車両１００の位置を計算するプロセッサとを備え得る。ＧＮＳＳユニット１１０は、複数のＧＮＳＳ衛星から送信される衛星信号を受信し、衛星信号に基づいて測位を行う。ＧＮＳＳは、ＧＰＳ（Global Positioning
System）、ＱＺＳＳ（Quasi-Zenith Satellite System、例えばみちびき）、ＧＬＯＮＡＳＳ、Ｇａｌｉｌｅｏ、およびＢｅｉＤｏｕなどの衛星測位システムの総称である。本実施形態におけるＧＮＳＳユニット１１０は、キャビン１０５の上部に設けられているが、他の位置に設けられていてもよい。
　ＧＮＳＳユニット１１０は、慣性計測装置（ＩＭＵ）を含み得る。ＩＭＵからの信号を利用して位置データを補完することができる。ＩＭＵは、作業車両１００の傾きおよび微小な動きを計測することができる。ＩＭＵによって取得されたデータを用いて、衛星信号に基づく位置データを補完することにより、測位の性能を向上させることができる。
　作業車両１００の制御装置は、ＧＮＳＳユニット１１０による測位結果に加えて、カメラ１２０および／またはＬｉＤＡＲセンサ１４０などのセンシング装置が取得したセンサデータを測位に利用してもよい。農道、林道、一般道、または果樹園のように、作業車両１００が走行する環境内に特徴点として機能する地物が存在する場合、カメラ１２０および／またはＬｉＤＡＲセンサ１４０によって取得されたデータと、予め記憶装置に格納された環境地図とに基づいて、作業車両１００の位置および向きを高い精度で推定することができる。カメラ１２０および／またはＬｉＤＡＲセンサ１４０が取得したデータを用いて、衛星信号に基づく位置データを補正または補完することで、より高い精度で作業車両１００の位置を特定できる。
　原動機１０２は、例えばディーゼルエンジンであり得る。ディーゼルエンジンに代えて電動モータが使用されてもよい。変速装置１０３は、変速によって作業車両１００の推進力および移動速度を変化させることができる。変速装置１０３は、作業車両１００の前進と後進とを切り換えることもできる。
　操舵装置１０６は、ステアリングホイールと、ステアリングホイールに接続されたステアリングシャフトと、ステアリングホイールによる操舵を補助するパワーステアリング装置とを含む。前輪１０４Ｆは操舵輪であり、その切れ角（「操舵角」とも称する。）を変化させることにより、作業車両１００の走行方向を変化させることができる。前輪１０４Ｆの操舵角は、ステアリングホイールを操作することによって変化させることができる。パワーステアリング装置は、前輪１０４Ｆの操舵角を変化させるための補助力を供給する油圧装置または電動モータを含む。自動操舵が行われるときには、作業車両１００内に配置された制御装置からの制御により、油圧装置または電動モータの力によって操舵角が自動で調整される。
　車両本体１０１の後部には、連結装置１０８が設けられている。連結装置１０８は、例えば３点支持装置（「３点リンク」または「３点ヒッチ」とも称する。）、ＰＴＯ（Power Take Off）軸、ユニバーサルジョイント、および通信ケーブルを含む。連結装置１０８によって作業機３００を作業車両１００に着脱することができる。連結装置１０８は、例えば油圧装置によって３点リンクを昇降させ、作業機３００の位置または姿勢を変化させることができる。また、ユニバーサルジョイントを介して作業車両１００から作業機３００に動力を送ることができる。作業車両１００は、作業機３００を引きながら、作業機３００に所定の作業を実行させることができる。連結装置は、車両本体１０１の前部に設けられていてもよい。その場合、作業車両１００の前部に作業機３００を接続することができる。
　図２に示す作業機３００は、ロータリ耕耘機であるが、作業機３００はロータリ耕耘機に限定されない。例えば、シーダ（播種機）、スプレッダ（施肥機）、移植機、モーア（草刈機）、レーキ、ベーラ（集草機）、ハーベスタ（収穫機）、スプレイヤ、またはハローなどの、任意の作業機を作業車両１００に接続して使用することができる。
　図２に示す作業車両１００は、有人運転が可能であるが、無人運転のみに対応していてもよい。その場合には、キャビン１０５、操舵装置１０６、および運転席１０７などの、有人運転にのみ必要な構成要素は、作業車両１００に設けられていなくてもよい。無人の作業車両１００は、自律走行、またはユーザによる遠隔操作によって走行することができる。
　図３は、作業車両１００および作業機３００の構成例を示すブロック図である。作業車両１００と作業機３００は、連結装置１０８に含まれる通信ケーブルを介して互いに通信することができる。作業車両１００は、ネットワーク８０を介して、端末装置４００および管理装置６００と通信することができる。
　図３の例における作業車両１００は、ＧＮＳＳユニット１１０、カメラ１２０、障害物センサ１３０、ＬｉＤＡＲセンサ１４０、および操作端末２００に加え、作業車両１００の動作状態を検出するセンサ群１５０、制御システム１６０、通信装置１９０、操作スイッチ群２１０、ブザー２２０、および駆動装置２４０を備える。これらの構成要素は、バスを介して相互に通信可能に接続される。ＧＮＳＳユニット１１０は、ＧＮＳＳ受信機１１１と、ＲＴＫ受信機１１２と、慣性計測装置（ＩＭＵ）１１５と、処理回路１１６とを備える。センサ群１５０は、ステアリングホイールセンサ１５２と、切れ角センサ１５４、車軸センサ１５６とを含む。制御システム１６０は、処理装置１６１、記憶装置１７０と、制御装置１８０とを備える。制御装置１８０は、複数の電子制御ユニット（ＥＣＵ）１８１から１８５を備える。作業機３００は、駆動装置３４０と、制御装置３８０と、通信装置３９０とを備える。なお、図３には、作業車両１００による自動運転の動作との関連性が相対的に高い構成要素が示されており、それ以外の構成要素の図示は省略されている。
　ＧＮＳＳユニット１１０におけるＧＮＳＳ受信機１１１は、複数のＧＮＳＳ衛星から送信される衛星信号を受信し、衛星信号に基づいてＧＮＳＳデータを生成する。ＧＮＳＳデータは、例えばＮＭＥＡ－０１８３フォーマットなどの所定のフォーマットで生成される。ＧＮＳＳデータは、例えば、衛星信号が受信されたそれぞれの衛星の識別番号、仰角、方位角、および受信強度を示す値を含み得る。
　図３に示すＧＮＳＳユニット１１０は、ＲＴＫ（Real Time Kinematic）－ＧＮＳＳを利用して作業車両１００の測位を行う。図４は、ＲＴＫ－ＧＮＳＳによる測位を行う作業車両１００の例を示す概念図である。ＲＴＫ－ＧＮＳＳによる測位では、複数のＧＮＳＳ衛星５０から送信される衛星信号に加えて、基準局６０から送信される補正信号が利用される。基準局６０は、作業車両１００が作業走行を行う圃場の付近（例えば、作業車両１００から１０ｋｍ以内の位置）に設置され得る。基準局６０は、複数のＧＮＳＳ衛星５０から受信した衛星信号に基づいて、例えばＲＴＣＭフォーマットの補正信号を生成し、ＧＮＳＳユニット１１０に送信する。ＲＴＫ受信機１１２は、アンテナおよびモデムを含み、基準局６０から送信される補正信号を受信する。ＧＮＳＳユニット１１０の処理回路１１６は、補正信号に基づき、ＧＮＳＳ受信機１１１による測位結果を補正する。ＲＴＫ－ＧＮＳＳを用いることにより、例えば誤差数ｃｍの精度で測位を行うことが可能である。緯度、経度、および高度の情報を含む位置データが、ＲＴＫ－ＧＮＳＳによる高精度の測位によって取得される。ＧＮＳＳユニット１１０は、例えば１秒間に１回から１０回程度の頻度で、作業車両１００の位置を計算する。
　なお、測位方法はＲＴＫ－ＧＮＳＳに限らず、必要な精度の位置データが得られる任意の測位方法（干渉測位法または相対測位法など）を用いることができる。例えば、ＶＲＳ（Virtual Reference Station）またはＤＧＰＳ（Differential Global Positioning System）を利用した測位を行ってもよい。基準局６０から送信される補正信号を用いなくても必要な精度の位置データが得られる場合は、補正信号を用いずに位置データを生成してもよい。その場合、ＧＮＳＳユニット１１０は、ＲＴＫ受信機１１２を備えていなくてもよい。
　ＲＴＫ－ＧＮＳＳを利用する場合であっても、基準局６０からの補正信号が得られない場所（例えば圃場から遠く離れた道路上）では、ＲＴＫ受信機１１２からの信号によらず、他の方法で作業車両１００の位置が推定される。例えば、ＬｉＤＡＲセンサ１４０および／またはカメラ１２０から出力されたデータと、高精度の環境地図とのマッチングによって、作業車両１００の位置が推定され得る。
　本実施形態におけるＧＮＳＳユニット１１０は、さらにＩＭＵ１１５を備える。ＩＭＵ１１５は、３軸加速度センサおよび３軸ジャイロスコープを備え得る。ＩＭＵ１１５は、３軸地磁気センサなどの方位センサを備えていてもよい。ＩＭＵ１１５は、モーションセンサとして機能し、作業車両１００の加速度、速度、変位、および姿勢などの諸量を示す信号を出力することができる。処理回路１１６は、衛星信号および補正信号に加えて、ＩＭＵ１１５から出力された信号に基づいて、作業車両１００の位置および向きをより高い精度で推定することができる。ＩＭＵ１１５から出力された信号は、衛星信号および補正信号に基づいて計算される位置の補正または補完に用いられ得る。ＩＭＵ１１５は、ＧＮＳＳ受信機１１１よりも高い頻度で信号を出力する。その高頻度の信号を利用して、処理回路１１６は、作業車両１００の位置および向きをより高い頻度（例えば、１０Ｈｚ以上）で計測することができる。ＩＭＵ１１５に代えて、３軸加速度センサおよび３軸ジャイロスコープを別々に設けてもよい。ＩＭＵ１１５は、ＧＮＳＳユニット１１０とは別の装置として設けられていてもよい。
　カメラ１２０は、作業車両１００の周辺の環境を撮影する撮像装置である。カメラ１２０は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）またはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などのイメージセンサを備える。カメラ１２０は、他にも、一つ以上のレンズを含む光学系、および信号処理回路を備え得る。カメラ１２０は、作業車両１００の走行中、作業車両１００の周辺の環境を撮影し、画像（例えば動画）のデータを生成する。カメラ１２０は、例えば、３フレーム／秒（ｆｐｓ: frames per second）以上のフレームレートで動画を撮影することができる。カメラ１２０によって生成された画像は、例えば遠隔の監視者が端末装置４００を用いて作業車両１００の周辺の環境を確認するときに利用され得る。カメラ１２０によって生成された画像は、測位または障害物の検出に利用されてもよい。図２に示すように、複数のカメラ１２０が作業車両１００の異なる位置に設けられていてもよいし、単数のカメラが設けられていてもよい。可視光画像を生成する可視カメラと、赤外線画像を生成する赤外カメラとが別々に設けられていてもよい。可視カメラと赤外カメラの両方が監視用の画像を生成するカメラとして設けられていてもよい。赤外カメラは、夜間において障害物の検出にも用いられ得る。
　障害物センサ１３０は、作業車両１００の周辺に存在する物体を検出する。障害物センサ１３０は、例えばレーザスキャナまたは超音波ソナーを含み得る。障害物センサ１３０は、障害物センサ１３０から所定の距離よりも近くに物体が存在する場合に、障害物が存在することを示す信号を出力する。複数の障害物センサ１３０が作業車両１００の異なる位置に設けられていてもよい。例えば、複数のレーザスキャナと、複数の超音波ソナーとが、作業車両１００の異なる位置に配置されていてもよい。そのような多くの障害物センサ１３０を備えることにより、作業車両１００の周辺の障害物の監視における死角を減らすことができる。
　ステアリングホイールセンサ１５２は、作業車両１００のステアリングホイールの回転角を計測する。切れ角センサ１５４は、操舵輪である前輪１０４Ｆの切れ角を計測する。ステアリングホイールセンサ１５２および切れ角センサ１５４による計測値は、制御装置１８０による操舵制御に利用される。
　車軸センサ１５６は、車輪１０４に接続された車軸の回転速度、すなわち単位時間あたりの回転数を計測する。車軸センサ１５６は、例えば磁気抵抗素子（ＭＲ）、ホール素子、または電磁ピックアップを利用したセンサであり得る。車軸センサ１５６は、例えば、車軸の１分あたりの回転数（単位：ｒｐｍ）を示す数値を出力する。車軸センサ１５６は、作業車両１００の速度を計測するために使用される。
　駆動装置２４０は、前述の原動機１０２、変速装置１０３、操舵装置１０６、および連結装置１０８などの、作業車両１００の走行および作業機３００の駆動に必要な各種の装置を含む。原動機１０２は、例えばディーゼル機関などの内燃機関を備え得る。駆動装置２４０は、内燃機関に代えて、あるいは内燃機関とともに、トラクション用の電動モータを備えていてもよい。
　ブザー２２０は、異常を報知するための警告音を発する音声出力装置である。ブザー２２０は、例えば、自動運転時に、障害物が検出された場合に警告音を発する。ブザー２２０は、制御装置１８０によって制御される。
　処理装置１６１は、例えばマイクロプロセッサまたはマイクロコントローラである。処理装置１６１は、カメラ１２０、障害物センサ１３０およびＬｉＤＡＲセンサ１４０などのセンシング装置から出力されるセンサデータを処理する。例えば処理装置１６１は、カメラ１２０、障害物センサ１３０およびＬｉＤＡＲセンサ１４０から出力されたデータに基づいて、作業車両１００の周辺に位置する物体を検出する。
　記憶装置１７０は、フラッシュメモリまたは磁気ディスクなどの一つ以上の記憶媒体を含む。記憶装置１７０は、ＧＮＳＳユニット１１０、カメラ１２０、障害物センサ１３０、ＬｉＤＡＲセンサ１４０、センサ群１５０、および制御装置１８０が生成する各種のデータを記憶する。記憶装置１７０が記憶するデータには、作業車両１００が走行する環境内の地図データ（環境地図）、および自動運転のための目標経路のデータが含まれ得る。環境地図は、作業車両１００が農作業を行う複数の圃場およびその周辺の道の情報を含む。環境地図および目標経路は、管理装置６００におけるプロセッサによって生成され得る。なお、制御装置１８０が、環境地図および目標経路を生成または編集する機能を備えていてもよい。制御装置１８０は、管理装置６００から取得した環境地図および目標経路を、作業車両１００の走行環境に応じて編集することができる。記憶装置１７０は、通信装置１９０が管理装置６００から受信した作業計画のデータも記憶する。
　記憶装置１７０は、処理装置１６１、および制御装置１８０における各ＥＣＵに、後述する各種の動作を実行させるコンピュータプログラムも記憶する。そのようなコンピュータプログラムは、記憶媒体（例えば半導体メモリまたは光ディスク等）または電気通信回線（例えばインターネット）を介して作業車両１００に提供され得る。そのようなコンピュータプログラムが、商用ソフトウェアとして販売されてもよい。
　制御装置１８０は、複数のＥＣＵを含む。複数のＥＣＵは、例えば、速度制御用のＥＣＵ１８１、ステアリング制御用のＥＣＵ１８２、作業機制御用のＥＣＵ１８３、自動運転制御用のＥＣＵ１８４、および経路生成用のＥＣＵ１８５を含む。
　ＥＣＵ１８１は、駆動装置２４０に含まれる原動機１０２、変速装置１０３、およびブレーキを制御することによって作業車両１００の速度を制御する。
　ＥＣＵ１８２は、ステアリングホイールセンサ１５２の計測値に基づいて、操舵装置１０６に含まれる油圧装置または電動モータを制御することによって作業車両１００のステアリングを制御する。
　ＥＣＵ１８３は、作業機３００に所望の動作を実行させるために、連結装置１０８に含まれる３点リンクおよびＰＴＯ軸などの動作を制御する。ＥＣＵ１８３はまた、作業機３００の動作を制御する信号を生成し、その信号を通信装置１９０から作業機３００に送信する。
　ＥＣＵ１８４は、ＧＮＳＳユニット１１０、カメラ１２０、障害物センサ１３０、ＬｉＤＡＲセンサ１４０、センサ群１５０、および処理装置１６１から出力されたデータに基づいて、自動運転を実現するための演算および制御を行う。例えば、ＥＣＵ１８４は、ＧＮＳＳユニット１１０、カメラ１２０、およびＬｉＤＡＲセンサ１４０の少なくとも１つから出力されたデータに基づいて、作業車両１００の位置を特定する。圃場内においては、ＥＣＵ１８４は、ＧＮＳＳユニット１１０から出力されたデータのみに基づいて作業車両１００の位置を決定してもよい。ＥＣＵ１８４は、カメラ１２０および／またはＬｉＤＡＲセンサ１４０が取得したデータに基づいて作業車両１００の位置を推定または補正してもよい。カメラ１２０および／またはＬｉＤＡＲセンサ１４０が取得したデータを利用することにより、測位の精度をさらに高めることができる。また、圃場外においては、ＥＣＵ１８４は、ＬｉＤＡＲセンサ１４０および／またはカメラ１２０から出力されるデータを利用して作業車両１００の位置を推定する。例えば、ＥＣＵ１８４は、ＬｉＤＡＲセンサ１４０および／またはカメラ１２０から出力されるデータと、環境地図とのマッチングにより、作業車両１００の位置を推定してもよい。自動運転中、ＥＣＵ１８４は、推定された作業車両１００の位置に基づいて、目標経路に沿って作業車両１００が走行するために必要な演算を行う。ＥＣＵ１８４は、ＥＣＵ１８１に速度変更の指令を送り、ＥＣＵ１８２に操舵角変更の指令を送る。ＥＣＵ１８１は、速度変更の指令に応答して原動機１０２、変速装置１０３、またはブレーキを制御することによって作業車両１００の速度を変化させる。ＥＣＵ１８２は、操舵角変更の指令に応答して操舵装置１０６を制御することによって操舵角を変化させる。
　ＥＣＵ１８５は、記憶装置１７０に格納された作業計画に基づいて作業車両１００の移動先を決定し、作業車両１００の移動の開始地点から目的地点までの目標経路を決定し得る。ＥＣＵ１８５は、カメラ１２０、障害物センサ１３０およびＬｉＤＡＲセンサ１４０から出力されたデータに基づいて、作業車両１００の周辺に位置する物体を検出する処理を行ってもよい。
　これらのＥＣＵの働きにより、制御装置１８０は、自動運転を実現する。自動運転時において、制御装置１８０は、計測または推定された作業車両１００の位置と、目標経路とに基づいて、駆動装置２４０を制御する。これにより、制御装置１８０は、作業車両１００を目標経路に沿って走行させることができる。
　制御装置１８０に含まれる複数のＥＣＵは、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）などのビークルバス規格に従って、相互に通信することができる。ＣＡＮに代えて、車載イーサネット（登録商標）などの、より高速の通信方式が用いられてもよい。図３において、ＥＣＵ１８１から１８５のそれぞれは、個別のブロックとして示されているが、これらのそれぞれの機能が、複数のＥＣＵによって実現されていてもよい。ＥＣＵ１８１から１８５の少なくとも一部の機能を統合した車載コンピュータが設けられていてもよい。制御装置１８０は、ＥＣＵ１８１から１８５以外のＥＣＵを備えていてもよく、機能に応じて任意の個数のＥＣＵが設けられ得る。各ＥＣＵは、一つ以上のプロセッサを含む処理回路を備える。制御装置１８０に処理装置１６１が含まれていてもよい。処理装置１６１は制御装置１８０が含むＥＣＵのいずれかと統合されていてもよい。
　通信装置１９０は、作業機３００、端末装置４００、および管理装置６００と通信を行う回路を含む装置である。通信装置１９０は、例えばＩＳＯＢＵＳ－ＴＩＭ等のＩＳＯＢＵＳ規格に準拠した信号の送受信を、作業機３００の通信装置３９０との間で実行する回路を含む。これにより、作業機３００に所望の動作を実行させたり、作業機３００から情報を取得したりすることができる。通信装置１９０は、さらに、ネットワーク８０を介した信号の送受信を、端末装置４００および管理装置６００のそれぞれの通信装置との間で実行するためのアンテナおよび通信回路を含み得る。ネットワーク８０は、例えば、３Ｇ、４Ｇもしくは５Ｇなどのセルラー移動体通信網およびインターネットを含み得る。通信装置１９０は、作業車両１００の近くにいる監視者が使用する携帯端末と通信する機能を備えていてもよい。そのような携帯端末との間では、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）、３Ｇ、４Ｇもしくは５Ｇなどのセルラー移動体通信、またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの、任意の無線通信規格に準拠した通信が行われ得る。
　操作端末２００は、作業車両１００の走行および作業機３００の動作に関する操作をユーザが実行するための端末であり、バーチャルターミナル（ＶＴ）とも称される。操作端末２００は、タッチスクリーンなどの表示装置、および／または一つ以上のボタンを備え得る。表示装置は、例えば液晶または有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）などのディスプレイであり得る。ユーザは、操作端末２００を操作することにより、例えば自動運転モードのオン／オフの切り替え、環境地図の記録または編集、目標経路の設定、および作業機３００のオン／オフの切り替えなどの種々の操作を実行することができる。これらの操作の少なくとも一部は、操作スイッチ群２１０を操作することによっても実現され得る。操作端末２００は、作業車両１００から取り外せるように構成されていてもよい。作業車両１００から離れた場所にいるユーザが、取り外された操作端末２００を操作して作業車両１００の動作を制御してもよい。ユーザは、操作端末２００の代わりに、端末装置４００などの、必要なアプリケーションソフトウェアがインストールされたコンピュータを操作して作業車両１００の動作を制御してもよい。
　図５は、キャビン１０５の内部に設けられる操作端末２００および操作スイッチ群２１０の例を示す図である。キャビン１０５の内部には、ユーザが操作可能な複数のスイッチを含む操作スイッチ群２１０が配置されている。操作スイッチ群２１０は、例えば、主変速または副変速の変速段を選択するためのスイッチ、自動運転モードと手動運転モードとを切り替えるためのスイッチ、前進と後進とを切り替えるためのスイッチ、および作業機３００を昇降するためのスイッチ等を含み得る。なお、作業車両１００が無人運転のみを行い、有人運転の機能を備えていない場合、作業車両１００が操作スイッチ群２１０を備えている必要はない。
　図３に示す作業機３００における駆動装置３４０は、作業機３００が所定の作業を実行するために必要な動作を行う。駆動装置３４０は、例えば油圧装置、電気モータ、またはポンプなどの、作業機３００の用途に応じた装置を含む。制御装置３８０は、駆動装置３４０の動作を制御する。制御装置３８０は、通信装置３９０を介して作業車両１００から送信された信号に応答して、駆動装置３４０に各種の動作を実行させる。また、作業機３００の状態に応じた信号を通信装置３９０から作業車両１００に送信することもできる。
　次に、図６を参照しながら、管理装置６００および端末装置４００の構成を説明する。図６は、管理装置６００および端末装置４００の概略的なハードウェア構成を例示するブロック図である。
　管理装置６００は、記憶装置６５０と、プロセッサ６６０と、ＲＯＭ（Read Only Memory）６７０と、ＲＡＭ（Random Access Memory）６８０と、通信装置６９０とを備える。これらの構成要素は、バスを介して相互に通信可能に接続される。管理装置６００は、作業車両１００が実行する圃場における農作業のスケジュール管理を行い、管理するデータを活用して農業を支援するクラウドサーバとして機能し得る。ユーザは、端末装置４００を用いて作業計画の作成に必要な情報を入力し、その情報をネットワーク８０を介して管理装置６００にアップロードすることが可能である。管理装置６００は、その情報に基づき、農作業のスケジュール、すなわち作業計画を作成することができる。管理装置６００は、さらに、環境地図の生成または編集を実行することができる。環境地図は、管理装置６００の外部のコンピュータから配信されてもよい。
　通信装置６９０は、ネットワーク８０を介して作業車両１００および端末装置４００と通信するための通信モジュールである。通信装置６９０は、例えば、ＩＥＥＥ１３９４（登録商標）またはイーサネット（登録商標）などの通信規格に準拠した有線通信を行うことができる。通信装置６９０は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格もしくはＷｉ－Ｆｉ規格に準拠した無線通信、または、３Ｇ、４Ｇもしくは５Ｇなどのセルラー移動体通信を行ってもよい。
　プロセッサ６６０は、例えば中央演算処理装置（ＣＰＵ）を含む半導体集積回路であり得る。プロセッサ６６０は、マイクロプロセッサまたはマイクロコントローラによって実現され得る。あるいは、プロセッサ６６０は、ＣＰＵを搭載したＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＡＳＳＰ（Application Specific Standard Product）、または、これら回路の中から選択される二つ以上の回路の組み合わせによっても実現され得る。プロセッサ６６０は、ＲＯＭ６７０に格納された、少なくとも一つの処理を実行するための命令群を記述したコンピュータプログラムを逐次実行し、所望の処理を実現する。
　ＲＯＭ６７０は、例えば、書き込み可能なメモリ（例えばＰＲＯＭ）、書き換え可能なメモリ（例えばフラッシュメモリ）、または読み出し専用のメモリである。ＲＯＭ６７０は、プロセッサ６６０の動作を制御するプログラムを記憶する。ＲＯＭ６７０は、単一の記憶媒体である必要はなく、複数の記憶媒体の集合体であってもよい。複数の記憶媒体の集合体の一部は、取り外し可能なメモリであってもよい。
　ＲＡＭ６８０は、ＲＯＭ６７０に格納された制御プログラムをブート時に一旦展開するための作業領域を提供する。ＲＡＭ６８０は、単一の記憶媒体である必要はなく、複数の記憶媒体の集合体であってもよい。
　記憶装置６５０は、主としてデータベースのストレージとして機能する。記憶装置６５０は、例えば、磁気記憶装置または半導体記憶装置であり得る。磁気記憶装置の例は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）である。半導体記憶装置の例は、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）である。記憶装置６５０は、管理装置６００とは独立した装置であってもよい。例えば、記憶装置６５０は、管理装置６００にネットワーク８０を介して接続される記憶装置、例えばクラウドストレージであってもよい。
　端末装置４００は、入力装置４２０と、表示装置４３０と、記憶装置４５０と、プロセッサ４６０と、ＲＯＭ４７０と、ＲＡＭ４８０と、通信装置４９０とを備える。これらの構成要素は、バスを介して相互に通信可能に接続される。入力装置４２０は、ユーザからの指示をデータに変換してコンピュータに入力するための装置である。入力装置４２０は、例えば、キーボード、マウス、またはタッチパネルであり得る。表示装置４３０は、例えば液晶ディスプレイまたは有機ＥＬディスプレイであり得る。プロセッサ４６０、ＲＯＭ４７０、ＲＡＭ４８０、記憶装置４５０、および通信装置４９０のそれぞれに関する説明は、管理装置６００のハードウェア構成例において記載したとおりであり、それらの説明を省略する。
　［２．動作］
　次に、作業車両１００、端末装置４００、および管理装置６００の動作を説明する。
　［２－１．自動走行動作］
　まず、作業車両１００による自動走行の動作の例を説明する。本実施形態における作業車両１００は、圃場内および圃場外の両方で自動で走行することができる。圃場内において、作業車両１００は、予め設定された目標経路に沿って走行しながら、作業機３００を駆動して所定の農作業を行う。作業車両１００は、圃場内を走行中に障害物が検出された場合、走行を停止し、ブザー２２０からの警告音の発出、および端末装置４００への警告信号の送信などの動作を行う。圃場内において、作業車両１００の測位は、主にＧＮＳＳユニット１１０から出力されるデータに基づいて行われる。一方、圃場外において、作業車両１００は、圃場外の農道または一般道に設定された目標経路に沿って自動で走行する。作業車両１００は、圃場外を走行中、カメラ１２０および／またはＬｉＤＡＲセンサ１４０によって取得されたデータを活用して走行する。圃場外において、作業車両１００は、障害物が検出されると、障害物を回避するか、その場で停止する。圃場外においては、ＧＮＳＳユニット１１０から出力される測位データに加え、ＬｉＤＡＲセンサ１４０および／またはカメラ１２０から出力されるデータに基づいて作業車両１００の位置が推定される。
　以下、作業車両１００が圃場内を自動走行する場合の動作の例を説明する。
　図７は、圃場内を目標経路に沿って自動で走行する作業車両１００の例を模式的に示す図である。この例において、圃場７０は、作業車両１００が作業機３００を用いて作業を行う作業領域７２と、圃場７０の外周縁付近に位置する枕地７４とを含む。地図上で圃場７０のどの領域が作業領域７２または枕地７４に該当するかは、ユーザによって事前に設定され得る。この例における目標経路は、並列する複数の主経路Ｐ１と、複数の主経路Ｐ１を接続する複数の旋回経路Ｐ２とを含む。主経路Ｐ１は作業領域７２内に位置し、旋回経路Ｐ２は枕地７４内に位置する。図７に示す各主経路Ｐ１は直線状の経路であるが、各主経路Ｐ１は曲線状の部分を含んでいてもよい。図７における破線は、作業機３００の作業幅を表している。作業幅は、予め設定され、記憶装置１７０に記録される。作業幅は、ユーザが操作端末２００または端末装置４００を操作することによって設定され、記録され得る。あるいは、作業幅は、作業機３００を作業車両１００に接続したときに自動で認識され、記録されてもよい。複数の主経路Ｐ１の間隔は、作業幅に合わせて設定され得る。目標経路は、自動運転が開始される前に、ユーザの操作に基づいて作成され得る。目標経路は、例えば圃場７０内の作業領域７２の全体をカバーするように作成され得る。作業車両１００は、図７に示すような目標経路に沿って、作業の開始地点から作業の終了地点まで、往復を繰り返しながら自動で走行する。なお、図７に示す目標経路は一例に過ぎず、目標経路の定め方は任意である。
　次に、制御装置１８０による圃場内における自動運転時の制御の例を説明する。
　図８は、制御装置１８０によって実行される自動運転時の操舵制御の動作の例を示すフローチャートである。制御装置１８０は、作業車両１００の走行中、図８に示すステップＳ１２１からＳ１２５の動作を実行することにより、自動操舵を行う。速度に関しては、例えば予め設定された速度に維持される。制御装置１８０は、作業車両１００の走行中、ＧＮＳＳユニット１１０によって生成された作業車両１００の位置を示すデータを取得する（ステップＳ１２１）。次に、制御装置１８０は、作業車両１００の位置と、目標経路との偏差を算出する（ステップＳ１２２）。偏差は、その時点における作業車両１００の位置と、目標経路との距離を表す。制御装置１８０は、算出した位置の偏差が予め設定された閾値を超えるか否かを判定する（ステップＳ１２３）。偏差が閾値を超える場合、制御装置１８０は、偏差が小さくなるように、駆動装置２４０に含まれる操舵装置の制御パラメータを変更することにより、操舵角を変更する。ステップＳ１２３において偏差が閾値を超えない場合、ステップＳ１２４の動作は省略される。続くステップＳ１２５において、制御装置１８０は、動作終了の指令を受けたか否かを判定する。動作終了の指令は、例えばユーザが遠隔操作で自動運転の停止を指示したり、作業車両１００が目的地に到達したりした場合に出され得る。動作終了の指令が出されていない場合、ステップＳ１２１に戻り、新たに計測された作業車両１００の位置に基づいて、同様の動作を実行する。制御装置１８０は、動作終了の指令が出されるまで、ステップＳ１２１からＳ１２５の動作を繰り返す。上記の動作は、制御装置１８０におけるＥＣＵ１８２、１８４によって実行される。
　図８に示す例では、制御装置１８０は、ＧＮＳＳユニット１１０によって特定された作業車両１００の位置と目標経路との偏差のみに基づいて駆動装置２４０を制御するが、方位の偏差もさらに考慮して制御してもよい。例えば、制御装置１８０は、ＧＮＳＳユニット１１０によって特定された作業車両１００の向きと、目標経路の方向との角度差である方位偏差が予め設定された閾値を超える場合に、その偏差に応じて駆動装置２４０の操舵装置の制御パラメータ（例えば操舵角）を変更してもよい。
　以下、図９Ａから図９Ｄを参照しながら、制御装置１８０による操舵制御の例をより具体的に説明する。
　図９Ａは、目標経路Ｐに沿って走行する作業車両１００の例を示す図である。図９Ｂは、目標経路Ｐから右にシフトした位置にある作業車両１００の例を示す図である。図９Ｃは、目標経路Ｐから左にシフトした位置にある作業車両１００の例を示す図である。図９Ｄは、目標経路Ｐに対して傾斜した方向を向いている作業車両１００の例を示す図である。これらの図において、ＧＮＳＳユニット１１０によって計測された作業車両１００の位置および向きを示すポーズがｒ（ｘ，ｙ，θ）と表現されている。（ｘ，ｙ）は、地球に固定された２次元座標系であるＸＹ座標系における作業車両１００の基準点の位置を表す座標である。図９Ａから図９Ｄに示す例において、作業車両１００の基準点はキャビン上のＧＮＳＳアンテナが設置された位置にあるが、基準点の位置は任意である。θは、作業車両１００の計測された向きを表す角度である。図示されている例においては、目標経路ＰがＹ軸に平行であるが、一般的には目標経路ＰはＹ軸に平行であるとは限らない。
　図９Ａに示すように、作業車両１００の位置および向きが目標経路Ｐから外れていない場合には、制御装置１８０は、作業車両１００の操舵角および速度を変更せずに維持する。
　図９Ｂに示すように、作業車両１００の位置が目標経路Ｐから右側にシフトしている場合には、制御装置１８０は、作業車両１００の走行方向が左寄りに傾き、経路Ｐに近付くように操舵角を変更する。このとき、操舵角に加えて速度も併せて変更してもよい。操舵角の大きさは、例えば位置偏差Δｘの大きさに応じて調整され得る。
　図９Ｃに示すように、作業車両１００の位置が目標経路Ｐから左側にシフトしている場合には、制御装置１８０は、作業車両１００の走行方向が右寄りに傾き、経路Ｐに近付くように操舵角を変更する。この場合も、操舵角に加えて速度も併せて変更してもよい。操舵角の変化量は、例えば位置偏差Δｘの大きさに応じて調整され得る。
　図９Ｄに示すように、作業車両１００の位置は目標経路Ｐから大きく外れていないが、向きが目標経路Ｐの方向とは異なる場合は、制御装置１８０は、方位偏差Δθが小さくなるように操舵角を変更する。この場合も、操舵角に加えて速度も併せて変更してもよい。操舵角の大きさは、例えば位置偏差Δｘおよび方位偏差Δθのそれぞれの大きさに応じて調整され得る。例えば、位置偏差Δｘの絶対値が小さいほど方位偏差Δθに応じた操舵角の変化量を大きくしてもよい。位置偏差Δｘの絶対値が大きい場合には、経路Ｐに戻るために操舵角を大きく変化させることになるため、必然的に方位偏差Δθの絶対値が大きくなる。逆に、位置偏差Δｘの絶対値が小さい場合には、方位偏差Δθをゼロに近づけることが必要である。このため、操舵角を決定するための方位偏差Δθの重み（すなわち制御ゲイン）を相対的に大きくすることが妥当である。
　作業車両１００の操舵制御および速度制御には、ＰＩＤ制御またはＭＰＣ制御（モデル予測制御）などの制御技術が適用され得る。これらの制御技術を適用することにより、作業車両１００を目標経路Ｐに近付ける制御を滑らかにすることができる。
　なお、走行中にカメラ１２０、障害物センサ１３０およびＬｉＤＡＲセンサ１４０などのセンシング装置によって障害物が検出された場合には、制御装置１８０は、作業車両１００を停止させる。このとき、ブザー２２０に警告音を発出させたり、警告信号を端末装置４００に送信したりしてもよい。障害物の回避が可能な場合、制御装置１８０は、障害物を回避するように駆動装置２４０を制御してもよい。
　本実施形態における作業車両１００は、圃場内だけでなく、圃場外でも自動走行が可能である。圃場外において、処理装置１６１および／または制御装置１８０は、カメラ１２０、障害物センサ１３０およびＬｉＤＡＲセンサ１４０などのセンシング装置から出力されたデータに基づいて、作業車両１００の周辺に存在する物体（例えば、他の車両または歩行者等）を検出することができる。カメラ１２０およびＬｉＤＡＲセンサ１４０を用いることで、作業車両１００から比較的離れた位置に存在する物体を検出することができる。制御装置１８０は、検出された物体を回避するように速度制御および操舵制御を行うことにより、圃場外の道における自動走行を実現できる。
　このように、本実施形態における作業車両１００は、無人で圃場内および圃場外を自動で走行できる。図１０は、複数の作業車両１００が圃場７０の内部および圃場７０の外側の道７６を自動走行している状況の例を模式的に示す図である。記憶装置１７０には、複数の圃場７０およびその周辺の道を含む領域の環境地図および目標経路が記録される。環境地図および目標経路は、管理装置６００またはＥＣＵ１８５によって生成され得る。作業車両１００が道路上を走行する場合、作業車両１００は、作業機３００を上昇させた状態で、カメラ１２０、障害物センサ１３０およびＬｉＤＡＲセンサ１４０などのセンシング装置を用いて周辺をセンシングしながら、目標経路に沿って走行する。
　［２－２．道路と用地とを繋ぐ通路への進入動作］
　次に、道路と用地とを繋ぐ通路への作業車両１００の進入動作について説明する。
　上述したように、カメラ１２０、障害物センサ１３０およびＬｉＤＡＲセンサ１４０などのセンシング装置は、作業車両１００の周辺の環境をセンシングして、センシングデータを出力する。本実施形態の作業車両１００は、それらセンシングデータに基づいて、作業車両１００の周辺のサーチ領域に位置する物体を検出するとともに、作業車両１００の自動運転を制御する走行制御システム１０（図３）を備える。走行制御システム１０は、制御システム１６０、カメラ１２０、障害物センサ１３０およびＬｉＤＡＲセンサ１４０を備える。制御システム１６０を制御装置と称する場合がある。サーチ領域は、センシング装置がセンシングした作業車両１００の周辺の領域のうち、物体のサーチを行う領域のことである。サーチ領域は、センシング装置がセンシングしたセンシング領域と同じ大きさであってもよいし、そのセンシング領域より小さくてもよい。サーチ領域は、関心領域（Region of Interest：ROI）とも称され得る。農業管理システム１が、作業車両１００の周辺のサーチ領域に位置する物体を検出するとともに、作業車両１００の自動運転を制御する走行制御システム１０であってもよい。
　図１１は、作業車両１００のサーチ領域８１０の例を示す図である。サーチ領域８１０は、前方サーチ領域８１０Ｆ、後方サーチ領域８１０Ｒｅ、左側方サーチ領域８１０Ｌ、右側方サーチ領域８１０Ｒを含む。図１１は、作業車両１００が水平な地面に位置している状態における、鉛直方向から見た平面視におけるサーチ領域を示している。
　作業車両１００は、センシング装置８００を備える。この例では、センシング装置８００として、作業車両１００にはセンシング装置８００Ｆ、８００Ｒｅ、８００Ｌ、８００Ｒが設けられている。センシング装置８００Ｆは、作業車両１００の前部に配置されており、主に作業車両１００の前方に広がる周辺環境をセンシングする。センシング装置８００Ｒｅは、作業車両１００の後部に配置されており、主に作業車両１００の後方に広がる周辺環境をセンシングする。センシング装置８００Ｌは、作業車両１００の左側部に配置されており、主に作業車両１００の左側方に広がる周辺環境をセンシングする。センシング装置８００Ｒは、作業車両１００の右側部に配置されており、主に作業車両１００の右側方に広がる周辺環境をセンシングする。センシング装置８００Ｒｅ、８００Ｌ、８００Ｒは、例えば作業車両１００のキャビン１０５（図２）に設けられ得る。センシング装置８００Ｒｅは、インプルメント３００に設けられていてもよい。
　上述したように、サーチ領域８１０は、前方サーチ領域８１０Ｆ、後方サーチ領域８１０Ｒｅ、左側方サーチ領域８１０Ｌ、右側方サーチ領域８１０Ｒを含む。前方サーチ領域８１０Ｆは、作業車両１００の前部に配置されたセンシング装置８００Ｆが出力するセンシングデータを用いて物体の検出を行う領域である。後方サーチ領域８１０Ｒｅは、作業車両１００の後部に配置されたセンシング装置８００Ｒｅが出力するセンシングデータを用いて物体の検出を行う領域である。左側方サーチ領域８１０Ｌは、作業車両１００の左側部に配置されたセンシング装置８００Ｌが出力するセンシングデータを用いて物体の検出を行う領域である。右側方サーチ領域８１０Ｒは、作業車両１００の右側部に配置されたセンシング装置８００Ｒが出力するセンシングデータを用いて物体の検出を行う領域である。
　本実施形態では、作業車両１００の前部には、センシング装置８００Ｆとして、カメラ１２０およびＬｉＤＡＲセンサ１４０が配置される。作業車両１００の後部には、センシング装置８００Ｒｅとして、カメラ１２０およびＬｉＤＡＲセンサ１４０が配置される。作業車両１００の左側部には、センシング装置８００Ｌとして、カメラ１２０、障害物センサ１３０およびＬｉＤＡＲセンサ１４０が配置される。作業車両１００の右側部には、センシング装置８００Ｒとして、カメラ１２０、障害物センサ１３０およびＬｉＤＡＲセンサ１４０が配置される。センシング装置８００Ｆおよび８００Ｒｅに障害物センサ１３０が含まれてもよい。
　以下では、サーチ領域８１０として、ＬｉＤＡＲセンサ１４０が出力するセンサデータを用いて物体のサーチを行う領域を例示する場合があるが、サーチ領域８１０はそれに限定されない。サーチ領域８１０における物体のサーチは、カメラ１２０および／または障害物センサ１３０が出力するセンサデータを用いても行われ得る。例えば、カメラ１２０およびＬｉＤＡＲセンサ１４０が出力するセンサデータを用いて、サーチ領域８１０における物体のサーチが行われ得る。
　ＬｉＤＡＲセンサ１４０は、レーザビームのパルス（以下「レーザパルス」と略記する。）を、出射方向を変えながら次々と出射し、出射時刻と各レーザパルスの反射光を取得した時刻との時間差から各反射点の位置までの距離を計測することができる。「反射点」は、作業車両１００の周辺の環境に位置する物体であり得る。
　ＬｉＤＡＲセンサ１４０は、任意の方法により、ＬｉＤＡＲセンサ１４０から物体までの距離を計測し得る。ＬｉＤＡＲセンサ１４０の計測方法としては、例えば機械回転方式、ＭＥＭＳ方式、フェーズドアレイ方式がある。これらの計測方法は、それぞれレーザパルスを出射する方法（スキャンの方法）が異なっている。例えば、機械回転方式のＬｉＤＡＲセンサは、レーザパルスの出射およびレーザパルスの反射光の検出を行う筒状のヘッドを回転させて、回転軸の周囲３６０度全方位の周辺環境をスキャンする。ＭＥＭＳ方式のＬｉＤＡＲセンサは、ＭＥＭＳミラーを用いてレーザパルスの出射方向を揺動させ、揺動軸を中心とした所定の角度範囲内の周辺環境をスキャンする。フェーズドアレイ方式のＬｉＤＡＲセンサは、光の位相を制御して光の出射方向を揺動させ、揺動軸を中心とした所定の角度範囲内の周辺環境をスキャンする。
　ＬｉＤＡＲセンサ１４０が出力する３次元点群データは、複数の点の位置に関する情報および光検出器の受信強度などの情報（属性情報）を含んでいる。複数の点の位置に関する情報は、例えば、点に対応するレーザパルスの出射方向と、ＬｉＤＡＲセンサと点との間の距離の情報である。また例えば、複数の点の位置に関する情報は、ローカル座標系における点の座標の情報である。ローカル座標系は、作業車両１００とともに移動する座標系であり、センサ座標系とも称される。点に対応するレーザパルスの出射方向と、ＬｉＤＡＲセンサと点との間の距離とから、各点の座標を算出することができる。
　例えば各点の座標に基づいてサーチ領域を設定することができる。物体のサーチに用いる点として、ローカル座標系における所望の形状内に位置する点を選択することで、その所望の形状のサーチ領域を設定することができる。
　図１２は、道路７６、用地７０、道路７６と用地７０とを繋ぐ通路７１を示す図である。用地７０は例えば圃場である。図１０を用いて上述したように、作業車両１００は、圃場７０の内部および圃場７０の外側の道路７６を自動運転で走行する。この例では、通路７１は圃場７０の出入口であり、作業車両１００は、通路７１を通って道路７６から圃場７０へ進入したり、圃場７０から道路７６へ進出したりすることができる。
　そのような通路７１を走行するときは、その通路７１の状態を確認できることが望ましい。例えば、通路７１の傷み具合等を確認できることが望ましい。本実施形態では、道路７６を走行する作業車両１００が左折または右折を行って通路７１に進入するときに、通路７１の幅方向の両側をセンシング装置８００でセンシングする。
　図１３は、通路７１について説明する図である。図１４は、道路７６から通路７１を通って圃場７０へ進入する目標経路７６１を示す図である。この例では、道路７６の進行方向から見て左側に通路７１および圃場７０が位置しているため、作業車両１００は左折を行って道路７６から通路７１に進入する。道路７６の右側に通路７１および圃場７０が位置している場合は、作業車両１００は右折を行って道路７６から通路７１に進入する。
　上述したように、作業車両１００を走行させる目標経路７６１は、管理装置６００が予め生成してもよいし、制御装置１８０が予め生成してもよい。
　本実施形態では、作業車両１００が道路７６から通路７１に進入する場合、制御装置１８０は、通路７１の幅方向Ｄ１の両側をセンシングする目標経路７６１で作業車両１００を走行させる制御を行う。
　例えば、作業車両１００が道路７６から通路７１に進入するとき、通路７１の幅方向Ｄ１の両側であって道路７６と通路７１との境界７１１Ｒ、７１１Ｌを含む領域７１０Ｒ、７１０Ｌをセンシング装置８００にセンシングさせる。ここでは、道路７６から通路７１に向かって左側を通路７１の左側、道路７６から通路７１に向かって右側を通路７１の右側とする。境界７１１Ｒは、道路７６と通路７１との境界における右端部である。境界７１１Ｌは、道路７６と通路７１との境界における左端部である。境界７１１Ｒを含む領域７１０Ｒは、通路７１の進行方向に沿って延びる通路７１の右外側部を含む領域である。境界７１１Ｌを含む領域７１０Ｌは、通路７１の進行方向に沿って延びる通路７１の左外側部を含む領域である。
　道路７６から左折して通路７１に作業車両１００を進入させる場合、制御装置（制御システム）１６０は、道路７６と通路７１との境界７１１Ｌ（左側の境界）よりも左方向７２０Ｌに離れた位置からセンシング装置８００に通路７１をセンシングさせる。図１４に示すように、目標経路７６１は、通路７１の左方向７２０Ｌに離れた位置から通路７１に接近する経路を含む。作業車両１００が通路７１の左方向７２０Ｌに離れた位置から通路７１に接近する過程で、例えばセンシング装置８００Ｆを用いて領域７１０Ｌをセンシングすることができる。
　また、制御装置１６０は、道路７６と通路７１との境界７１１Ｒ（右側の境界）よりも右方向７２０Ｒに離れた位置からセンシング装置８００に通路７１をセンシングさせる。目標経路７６１は、道路７６のうちの通路７１の前のエリア７６ａを作業車両１００の少なくとも一部が通り過ぎた状態で旋回する経路を含む。エリア７６ａは、例えば、境界７１１Ｌから道路７６の幅方向に沿って道路７６に延ばした直線、境界７１１Ｒから道路７６の幅方向に沿って道路７６に延ばした直線、それら二つの直線の間における道路７６の両端部によって規定される領域である。
　図１５は、目標経路７６１に沿って、通路７１の前のエリア７６ａを通り過ぎた後に左に旋回する作業車両１００を示す図である。通路７１の前のエリア７６ａを通り過ぎた後に左に旋回することで、例えばセンシング装置８００Ｆを用いて領域７１０Ｒをセンシングすることができる。図１６は、通路７１の前のエリア７６ａを通り過ぎた後に旋回して通路７１に進入する作業車両１００を示す図である。
　作業車両１００が上記のような目標経路７６１に沿って走行することで、通路７１の左右一方の方向からではセンシングできない通路７１の部分およびその周囲のセンシングを行うことができ、通路７１およびその周囲の環境を詳細に確認することができる。例えば、通路７１の左方向７２０Ｌに離れた位置から通路７１に進入する場合に、左方向７２０Ｌからの通路７１のセンシングのみならず、右方向７２０Ｒからの通路７１のセンシングを行うことにより、通路７１およびその周囲の環境を詳細に確認することができる。
　上記の例では、境界７１１Ｌよりも左方向７２０Ｌに離れた位置からセンシング装置８００が通路７１をセンシングするとともに、境界７１１Ｒよりも右方向７２０Ｒに離れた位置からセンシング装置８００が通路７１をセンシングする。左方向７２０Ｌに離れた位置からのセンシングと右方向７２０Ｒに離れた位置からのセンシングの順番は問わない。例えば、通路７１が道路７６の左右いずれの位置にあるかに応じて、左方向７２０Ｌに離れた位置からのセンシングと右方向７２０Ｒに離れた位置からのセンシングの順番は変わり得る。
　制御装置１６０の処理装置１６１は、センサデータに基づいて、作業車両１００の通路７１への進入を行うか否かを判断してもよい。制御装置１６０は、作業車両１００の通路７１への進入を行わないと判断した場合、作業車両１００を通路７１に進入させない制御を行う。例えば、制御装置１６０は、作業車両１００の走行を停止させる制御を行う。例えば、処理装置１６１は、過去にセンシングした通路７１の形状と今回センシングした通路７１の形状との比較を行い、所定量以上形状が変化していると判断した場合は、作業車両１００の通路７１への進入を行わないと判断してもよい。
　制御装置１６０は、通信装置１９０を介してセンサデータの少なくとも一部を外部装置に送信してもよい。外部装置は例えば端末装置４００および／または管理装置６００である。外部装置のプロセッサは、センサデータに基づいて、作業車両１００の通路７１への進入を行うか否かを判断する。例えば、プロセッサは、過去にセンシングした通路７１の形状と今回センシングした通路７１の形状との比較を行い、所定量以上形状が変化していると判断した場合は、作業車両１００の通路７１への進入を行わないと判断してもよい。外部装置を用いて作業を監視する人間が、センサデータに基づいて、作業車両１００の通路７１への進入を行うか否かを判断してもよい。作業を監視する人間が、作業車両１００の通路７１への進入を行わないと判断した場合、通路７１への進入を行わない指令を外部装置に入力する。外部装置は、作業車両１００の通路７１への進入を行わないことを示す情報を作業車両１００に送信する。
　制御装置１６０は、作業車両１００の通路７１への進入を行わないことを示す情報を外部装置から受信した場合、作業車両１００を通路７１に進入させない制御を行う。
　また、作業車両１００が通路７１に進入するための旋回を行うとき、そのような旋回を行うことを作業車両１００の周囲に報知してもよい。例えば、作業車両１００が光および／または音を発する報知装置を備え、そのような報知装置を用いて旋回を行うことを作業車両１００の周囲に報知してもよい。例えば、報知装置としてブザー２２０を用い、旋回を行うときにブザー２２０に警告音を発出させてもよい。
　図１７および図１８は、目標経路７６１の別の例を示す図である。図１７および図１８に示す目標経路７６１は、道路７６のうちの通路７１の前のエリア７６ａを作業車両１００が通り過ぎた後にＵターンする経路を含む。
　図１７に示すように、目標経路７６１は、通路７１の左方向７２０Ｌに離れた位置から通路７１に接近する経路を含む。作業車両１００が通路７１の左方向７２０Ｌに離れた位置から通路７１に接近する過程で、例えばセンシング装置８００Ｆを用いて領域７１０Ｌをセンシングすることができる。
　図１８は、目標経路７６１に沿って、通路７１の前のエリア７６ａを通り過ぎた後にＵターンする作業車両１００を示している。通路７１の前のエリア７６ａを通り過ぎた後にＵターンすることで、例えばセンシング装置８００Ｆを用いて領域７１０Ｒをセンシングすることができる。
　図１９、図２０、図２１は、目標経路７６１のさらに別の例を示す図である。図１９から図２１に示す目標経路７６１は、前進する作業車両１００の少なくとも一部が道路７６のうちの通路７１の前のエリア７６ａを通り過ぎた後に作業車両１００を後進させる経路を含む。
　図１９に示すように、目標経路７６１は、通路７１の左方向７２０Ｌに離れた位置から通路７１に接近する経路を含む。作業車両１００が通路７１の左方向７２０Ｌに離れた位置から通路７１に接近する過程で、例えばセンシング装置８００Ｆを用いて領域７１０Ｌをセンシングすることができる。
　図２０に示すように、作業車両１００の少なくとも一部は、通路７１の前のエリア７６ａを通り過ぎる。作業車両１００の少なくとも一部が通路７１の前を通り過ぎる過程で、例えばセンシング装置８００Ｌを用いて領域７１０Ｒをセンシングすることができる。
　図２１に示すように、作業車両１００の少なくとも一部が通路７１の前を通り過ぎた後、作業車両１００は後進する。図２１に示す例では、作業車両１００は右旋回を伴う後進を行っているが、後ろ方向に直進する後進であってもよい。作業車両１００の少なくとも一部が通路７１の前を通り過ぎても、その後に後進することで、通路７１に容易に進入することができる。
　次に、圃場７０から通路７１を通って道路７６へ進出する目標経路７６１を説明する。
　図２２は、圃場７０から通路７１を通って道路７６へ進出する目標経路７６１を示す図である。この例では、圃場７０の進行方向から見て右側に通路７１が位置しているため、作業車両１００は右折を行って圃場７０から通路７１に進入する。圃場７０の左側に通路７１が位置している場合は、作業車両１００は左折を行って圃場７０から通路７１に進入する。作業車両１００が圃場７０から通路７１に進入する場合、制御装置１８０は、通路７１の幅方向Ｄ１（図１３）の両側をセンシングする目標経路７６１で作業車両１００を走行させる制御を行う。
　例えば、作業車両１００が圃場７０から通路７１に進入するとき、通路７１の幅方向Ｄ１の両側であって圃場７０と通路７１との境界７１１Ｒ１、７１１Ｌ１を含む領域７１０Ｒ１、７１０Ｌ１をセンシング装置８００にセンシングさせる。ここでは、圃場７０から通路７１に向かって左側を通路７１の左側、圃場７０から通路７１に向かって右側を通路７１の右側とする。境界７１１Ｒ１は、圃場７０と通路７１との境界における右端部である。境界７１１Ｌ１は、圃場７０と通路７１との境界における左端部である。境界７１１Ｒ１を含む領域７１０Ｒ１は、通路７１の進行方向に沿って延びる通路７１の右外側部を含む領域である。境界７１１Ｌ１を含む領域７１０Ｌ１は、通路７１の進行方向に沿って延びる通路７１の左外側部を含む領域である。
　圃場７０から右折して通路７１に作業車両１００を進入させる場合、制御装置１６０は、圃場７０と通路７１との境界７１１Ｒ１（右側の境界）よりも右方向７２０Ｒ１に離れた位置からセンシング装置８００に通路７１をセンシングさせる。図２２に示すように、目標経路７６１は、通路７１の右方向７２０Ｒ１に離れた位置から通路７１に接近する経路を含む。作業車両１００が通路７１の右方向７２０Ｒ１に離れた位置から通路７１に接近する過程で、例えばセンシング装置８００Ｆを用いて領域７１０Ｒ１をセンシングすることができる。
　また、制御装置１６０は、圃場７０と通路７１との境界７１１Ｌ１（左側の境界）よりも左方向７２０Ｌ１に離れた位置からセンシング装置８００に通路７１をセンシングさせる。目標経路７６１は、圃場７０のうちの通路７１の前のエリア７１ａを作業車両１００の少なくとも一部が通り過ぎた状態で旋回する経路を含む。エリア７１ａは、例えば、境界７１１Ｌ１から通路７１の進行方向に平行に圃場７０に延ばした直線、境界７１１Ｒ１から通路７１の進行方向に平行に圃場７０に延ばした直線、それら二つの直線の間における圃場７０の両端部によって規定される領域である。
　図２３は、目標経路７６１に沿って、通路７１の前のエリア７１ａを通り過ぎた後に右に旋回する作業車両１００を示す図である。通路７１の前のエリア７１ａを通り過ぎた後に右に旋回することで、例えばセンシング装置８００Ｆを用いて領域７１０Ｌ１をセンシングすることができる。
　以上のように、本開示は、以下に記載の走行制御システム、走行制御方法およびコンピュータプログラムを含む。
［項目１］
　作業車両１００の自動運転を制御する走行制御システム１０であって、
　作業車両１００に設けられ、作業車両１００の周辺の環境をセンシングして、センサデータを出力するセンサ８００と、
　作業車両１００の走行を制御する制御装置１６０と、
　を備え、
　作業車両１００が左折または右折を行って通路７１に進入する場合、制御装置１６０は、通路７１の幅方向Ｄ１の両側をセンシングする目標経路７６１で作業車両１００を走行させる制御を行う、走行制御システム１０。
　通路７１の左右一方の方向からではセンシングできない通路７１の部分およびその周囲のセンシングを行うことで、通路７１およびその周囲の環境を詳細に確認することができる。
［項目２］
　通路７１は道路７６と用地とを繋ぐ通路７１であり、
　作業車両１００が道路７６から通路７１に進入する場合、制御装置１６０は、通路７１の幅方向Ｄ１の両側であって道路７６と通路７１との境界７１１Ｒ、７１１Ｌを含む領域７１０Ｒ、７１０Ｌをセンシングする目標経路７６１で作業車両１００を走行させる制御を行う、項目１に記載の走行制御システム１０。
［項目３］
　通路７１は道路７６と用地とを繋ぐ通路７１であり、
　作業車両１００が用地から通路７１に進入する場合、制御装置１６０は、通路７１の幅方向Ｄ１の両側であって用地と通路７１との境界７１１Ｒ１、７１１Ｌ１を含む領域７１０Ｒ１、７１０Ｌ１をセンシングする目標経路７６１で作業車両１００を走行させる制御を行う、項目１または２に記載の走行制御システム１０。
［項目４］
　作業車両１００が走行する道路７６の左側または右側に通路７１が位置し、道路７６から通路７１に向かって左側を通路７１の左側、道路７６から通路７１に向かって右側を通路７１の右側としたとき、
　道路７６から通路７１に作業車両１００を進入させる場合、制御装置１６０は、
　　道路７６と通路７１との左側の境界７１１Ｌよりも左方向７２０Ｌに離れた位置からセンサ８００が通路７１をセンシングするとともに、道路７６と通路７１との右側の境界７１１Ｒよりも右方向７２０Ｒに離れた位置からセンサ８００が通路７１をセンシングする目標経路７６１で作業車両１００を走行させる制御を行う、項目１から３のいずれかに記載の走行制御システム１０。
［項目５］
　目標経路７６１は、道路７６のうちの通路７１の前のエリア７６ａを作業車両１００の少なくとも一部が通り過ぎた状態で旋回する目標経路７６１を含む、項目４に記載の走行制御システム１０。
［項目６］
　目標経路７６１は、道路７６のうちの通路７１の前のエリア７６ａを作業車両１００が通り過ぎた後にＵターンする目標経路７６１を含む、項目４に記載の走行制御システム１０。
［項目７］
　目標経路７６１は、前進する作業車両１００の少なくとも一部が道路７６のうちの通路７１の前のエリア７６ａを通り過ぎた後に作業車両１００を後進させる目標経路７６１を含む、項目４に記載の走行制御システム１０。
［項目８］
　制御装置１６０は、
　センサデータに基づいて、作業車両１００の通路７１への進入を行うか否かを判断し、
　作業車両１００の通路７１への進入を行わないと判断した場合、作業車両１００を通路７１に進入させない制御を行う、項目１から７のいずれかに記載の走行制御システム１０。
［項目９］
　制御装置１６０は、
　センサデータの少なくとも一部を外部装置に送信し、
　作業車両１００の通路７１への進入を行わないことを示す情報を外部装置から受信した場合、作業車両１００を通路７１に進入させない制御を行う、項目１から８のいずれかに記載の走行制御システム１０。
［項目１０］
　作業車両１００が通路７１に進入するための旋回を行うことを作業車両１００の周囲に報知する報知装置２２０をさらに備える、項目１から９のいずれかに記載の走行制御システム１０。
［項目１１］
　用地は圃場７０である、項目２または３に記載の走行制御システム１０。
［項目１２］
　通路７１は圃場７０の出入口を含む、項目１１に記載の走行制御システム１０。
［項目１３］
　作業車両１００の自動運転を制御する走行制御方法であって、
　作業車両１００の周辺の環境をセンシングするセンサ８００が出力するセンサデータに基づいて、作業車両１００の走行を制御すること、
　作業車両１００が左折または右折を行って通路７１に進入する場合、通路７１の幅方向Ｄ１の両側をセンシングする目標経路７６１で作業車両１００を走行させる制御を行うこと、
　を実行する、走行制御方法。
　通路７１の左右一方の方向からではセンシングできない通路７１の部分およびその周囲のセンシングを行うことで、通路７１およびその周囲の環境を詳細に確認することができる。
［項目１４］
　作業車両１００の自動運転の制御をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、
　コンピュータプログラムは、
　作業車両１００の周辺の環境をセンシングするセンサ８００が出力するセンサデータに基づいて、作業車両１００の走行を制御すること、
　作業車両１００が左折または右折を行って通路７１に進入する場合、通路７１の幅方向Ｄ１の両側をセンシングする目標経路７６１で作業車両１００を走行させる制御を行うこと、
　をコンピュータに実行させる、コンピュータプログラム。
　通路７１の左右一方の方向からではセンシングできない通路７１の部分およびその周囲のセンシングを行うことで、通路７１およびその周囲の環境を詳細に確認することができる。
　本開示の技術は、例えばトラクタ、収穫機、田植機、乗用管理機、野菜移植機、草刈機、播種機、施肥機、または農業用ロボットなどの農業機械の分野において特に有用である。
　１：農業管理システム、　１０：走行制御システム、　５０：ＧＮＳＳ衛星、　６０：基準局、　７０：圃場、　７１：通路、　７６：道路、　７６ａ：通路の前のエリア、　８０：ネットワーク、　１００：作業車両、　１０１：車両本体、　１０２：原動機（エンジン）、　１０３：変速装置（トランスミッション）、　１０４：車輪、　１０５：キャビン、　１０６：操舵装置、　１０７：運転席、　１０８：連結装置、　１１０：測位装置、　１１１：ＧＮＳＳ受信機、　１１２：ＲＴＫ受信機、　１１５：慣性計測装置（ＩＭＵ）、　１１６：処理回路、　１２０：カメラ、　１３０：障害物センサ、　１４０：ＬｉＤＡＲセンサ、　１５０：センサ群、　１５２：ステアリングホイールセンサ、　１５４：切れ角センサ、　１５６：回転センサ、　１６０：制御システム（制御装置）、　１６１：処理装置、　１７０：記憶装置、　１８０：制御装置、　１８１－１８５：ＥＣＵ、　１９０：通信装置、　２００：操作端末、　２１０：操作スイッチ群、　２２０：ブザー、　２４０：駆動装置、　３００：作業機、　３４０：駆動装置、　３８０：制御装置、　３９０：通信装置、　４００：端末装置、　４２０：入力装置、　４３０：表示装置、　４５０：記憶装置、　４６０：プロセッサ、　４７０：ＲＯＭ、　４８０：ＲＡＭ、　４９０：通信装置、　６００：管理装置、　６６０：プロセッサ、　６５０：記憶装置、　６７０：ＲＯＭ、　６８０：ＲＡＭ、　６９０：通信装置、　７１０Ｌ：左方の外側領域、　７１０Ｒ：右方の外側領域、　７１１Ｌ：左方の境界、　７１１Ｒ：右方の境界、　７２０Ｌ：左方向、　７２０Ｒ：右方向、　７６１：目標経路（走行ルート）、　８１０：サーチ領域、　Ｄ１：幅方向

Claims (14)

  1. 　農業機械の自動運転を制御する走行制御システムであって、
    　前記農業機械に設けられ、前記農業機械の周辺の環境をセンシングして、センサデータを出力するセンサと、
    　前記農業機械の走行を制御する制御装置と、
    　を備え、
    　前記農業機械が左折または右折を行って通路に進入する場合、前記制御装置は、前記通路の幅方向の両側をセンシングする目標経路で前記農業機械を走行させる制御を行う、走行制御システム。
  2. 　前記通路は道路と用地とを繋ぐ通路であり、
    　前記農業機械が前記道路から前記通路に進入する場合、前記制御装置は、前記通路の幅方向の両側であって前記道路と前記通路との境界を含む領域をセンシングする前記目標経路で前記農業機械を走行させる制御を行う、請求項１に記載の走行制御システム。
  3. 　前記通路は道路と用地とを繋ぐ通路であり、
    　前記農業機械が前記用地から前記通路に進入する場合、前記制御装置は、前記通路の幅方向の両側であって前記用地と前記通路との境界を含む領域をセンシングする前記目標経路で前記農業機械を走行させる制御を行う、請求項１または２に記載の走行制御システム。
  4. 　前記農業機械が走行する道路の左側または右側に前記通路が位置し、前記道路から前記通路に向かって左側を前記通路の左側、前記道路から前記通路に向かって右側を前記通路の右側としたとき、
    　前記道路から前記通路に前記農業機械を進入させる場合、前記制御装置は、
    　　前記道路と前記通路との左側の境界よりも左方向に離れた位置から前記センサが前記通路をセンシングするとともに、前記道路と前記通路との右側の境界よりも右方向に離れた位置から前記センサが前記通路をセンシングする前記目標経路で前記農業機械を走行させる制御を行う、請求項１または２に記載の走行制御システム。
  5. 　前記目標経路は、前記道路のうちの前記通路の前のエリアを前記農業機械の少なくとも一部が通り過ぎた状態で旋回する目標経路を含む、請求項４に記載の走行制御システム。
  6. 　前記目標経路は、前記道路のうちの前記通路の前のエリアを前記農業機械が通り過ぎた後にＵターンする目標経路を含む、請求項４に記載の走行制御システム。
  7. 　前記目標経路は、前進する前記農業機械の少なくとも一部が前記道路のうちの前記通路の前のエリアを通り過ぎた後に前記農業機械を後進させる目標経路を含む、請求項４に記載の走行制御システム。
  8. 　前記制御装置は、
    　前記センサデータに基づいて、前記農業機械の前記通路への進入を行うか否かを判断し、
    　前記農業機械の前記通路への進入を行わないと判断した場合、前記農業機械を前記通路に進入させない制御を行う、請求項１または２に記載の走行制御システム。
  9. 　前記制御装置は、
    　前記センサデータの少なくとも一部を外部装置に送信し、
    　前記農業機械の前記通路への進入を行わないことを示す情報を前記外部装置から受信した場合、前記農業機械を前記通路に進入させない制御を行う、請求項１または２に記載の走行制御システム。
  10. 　前記農業機械が前記通路に進入するための旋回を行うことを前記農業機械の周囲に報知する報知装置をさらに備える、請求項１または２に記載の走行制御システム。
  11. 　前記用地は圃場である、請求項２に記載の走行制御システム。
  12. 　前記通路は前記圃場の出入口を含む、請求項１１に記載の走行制御システム。
  13. 　農業機械の自動運転を制御する走行制御方法であって、
    　農業機械の周辺の環境をセンシングするセンサが出力するセンサデータに基づいて、前記農業機械の走行を制御すること、
    　前記農業機械が左折または右折を行って通路に進入する場合、前記通路の幅方向の両側をセンシングする目標経路で前記農業機械を走行させる制御を行うこと、
    　を実行する、走行制御方法。
  14. 　農業機械の自動運転の制御をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、
    　前記コンピュータプログラムは、
    　農業機械の周辺の環境をセンシングするセンサが出力するセンサデータに基づいて、前記農業機械の走行を制御すること、
    　前記農業機械が左折または右折を行って通路に進入する場合、前記通路の幅方向の両側をセンシングする目標経路で前記農業機械を走行させる制御を行うこと、
    　を前記コンピュータに実行させる、コンピュータプログラム。
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