JP2019004792A - 作業場の走行管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】走行可能エリアと作業エリアとを適正に区別したうえで、トラクタを適正な位置で停止させることができるようにする。【解決手段】作業場の走行管理システムは、作業装置を連結可能な走行車両の作業場における走行可能エリアを設定する走行エリア設定部と、走行可能エリア内に作業エリアを設定する作業エリア設定部と、走行車両が作業エリアの境界である停止ラインに達した際に、当該走行車両を停止する走行制御部と、を備えている。走行エリア設定部は、作業場において走行車両を走行させた際の走行位置に基づいて、走行可能エリアを設定する。【選択図】図１

Description

本発明は、作業場の走行管理システムに関する。

従来、予め定められた目標走行経路に沿って走行させる技術として特許文献１が知られている。特許文献１の自動走行作業車両では、目標走行経路に対する自車位置との間の位置偏差と、方位偏差とが解消するように、トラクタ等の操向輪の自動操舵を行っている。
さて、特許文献１に示したような自動操舵を行うにあたって、目標走行経路を設定する方法として特許文献２に示された技術が知られている。特許文献２では、目標走行経路を作成する前に、圃場内をトラクタで走行させて、圃場を認識させた後、認識した圃場に対して目標走行経路の設定を行っている。

特開２０１６−１５５４９１号公報 特開２０１６−３１６４９号公報

上述した特許文献１及び２によって圃場内に目標走行経路の設定等を行うことができるものの、実際の農作業等では、圃場内において走行ができる走行可能エリアと、作物等を作付けするためのエリア（作業エリア）とが異なる場合がある。
近年では、走行可能エリアと作業エリアとをそれぞれ区別して適正に設定したうえで、走行可能エリア対して適正に目標走行経路を設定し、自動操作時には作業に応じて所定の場所（旋回する旋回エリアに入る前）でトラクタ等を停止させて作業するということが望まれている。言い換えれば、圃場内においてトラクタ等における走行や作業が変化する場合、走行可能エリア上でトラクタを停止させて、次の作業の準備等を行うことができるシステムが望まれている。

そこで、本発明は上記問題点を解決することができる作業場の走行管理システムを提供することを目的とする。

この技術的課題を解決するための本発明の技術的手段は、以下に示す点を特徴とする。
作業場の走行管理システムは、作業装置を連結可能な走行車両の作業場における走行可能エリアを設定する走行エリア設定部と、前記走行可能エリア内に作業エリアを設定する作業エリア設定部と、前記走行車両が前記作業エリアの境界である停止ラインに達した際に、当該走行車両を停止する走行制御部と、を備えている。

前記走行エリア設定部は、前記作業場において前記走行車両を走行させた際の走行位置に基づいて、前記走行可能エリアを設定する。
前記作業エリア設定部は、前記走行可能エリアの境界である走行境界と前記作業装置における作業幅とに基づいて前記作業エリアを設定する。
前記作業エリア設定部は、前記作業エリアに前記走行車両の減速を実行する減速エリアを設定する。

作業場の走行管理システムは、前記作業エリアにおける走行車両の走行位置を検出する
位置検出装置と、前記停止ラインと前記走行位置との関係に基づいて、前記走行車両の走行状態を報知する報知装置と、を備えている。
作業場の走行管理システムは、前記走行車両の停止後、前記走行車両が操縦されたことを検出する操縦検出部を備え、前記走行制御部は、前記操縦検出部によって前記操縦が検出された場合に、前記走行車両の走行を再開する。

作業場の走行管理システムは、前記走行可能エリアに前記走行車両の走行予定ルートを設定するルート設定部を備え、前記走行制御部は、前記ルート設定部に設定された走行予定ルートに基づいて前記走行車両の操舵を制御する。
作業場の走行管理システムは、前記走行可能エリアのうち前記作業エリアを除くエリア内に前記走行車両が旋回する旋回エリアを設定する旋回エリア設定部を備え、前記走行制御部は、前記旋回エリアにおいて前記走行車両の旋回を有効に設定する。

作業場の走行管理システムは、前記走行可能エリア及び前記作業エリアを表示可能な表示装置を備えている。

本発明によれば、走行可能エリアと作業エリアとを適正に区別することができ、必要に応じて作業装置を連結可能な走行車両を作業場内で停止させることができる。

作業場の走行管理システムを示す図である。 設定画面Ｔ１を示す図である。 設定画面Ｔ２を示す図である。 シフト線Ｂｎと作業エリア６２との関係を説明する説明図である。 減速エリアを示す図である。 減速エリアに減速速度を設定する説明図である。 設定画面Ｔ３を示す図である。 旋回エリアの説明図である。 案内画面Ｔ４を示す図である。 トラクタの旋回から直進にスムーズに移行できる状態を示す図である。 トラクタの旋回から直進にスムーズに移行できない状態を示す図である。 旋回エリア側から停止ラインに向かう状態を示す図である。 作業エリアから停止ラインに近づいている状態を示す図である。 トラクタの側面全体図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、作業場の走行管理システムを示している。作業場の走行管理システムは、作業場における作業機の走行を管理するシステムである。作業場とは、トラクタ、コンバイン、田植機等の農業機械（作業機）などの作業機によって作業を行う場所である。
まず、トラクタを例にとり農業機械（作業機）について説明する。

図９に示すように、トラクタ１は、走行装置７を有する走行車両（走行車体）３と、原動機４と、変速装置５とを備えている。走行装置７は、前輪７Ｆ及び後輪７Ｒを有する装置である。前輪７Ｆは、タイヤ型であってもクローラ型であってもよい。また、後輪７も、タイヤ型であってもクローラ型であってもよい。原動機４は、ディーゼルエンジン、電動モータ等である。変速装置５は、変速によって走行装置７の推進力を切換可能であると共に、走行装置７の前進、後進の切換が可能である。走行車両３にはキャビン９が設けられ、当該キャビン９内には運転席１０が設けられている。

また、走行車両３の後部には、３点リンク機構等で構成された連結部８が設けられている。連結部８には、作業装置２が着脱可能である。作業装置２を連結部８に連結することによって、走行車両３によって作業装置２を牽引することができる。作業装置２は、耕耘する耕耘装置、肥料を散布する肥料散布装置、農薬を散布する農薬散布装置、収穫を行う収穫装置、牧草等の刈取を行う刈取装置、牧草等の拡散を行う拡散装置、牧草等の集草を行う集草装置、牧草等の成形を行う成形装置等である。なお、図９では、作業装置２として耕耘装置を取り付けた例を示している。

図１に示すように、変速装置５は、主軸（推進軸）５ａと、主変速部５ｂと、副変速部５ｃと、シャトル部５ｄと、ＰＴＯ動力伝達部５ｅと、を備えている。推進軸５ａは、変速装置５のハウジングケースに回転自在に支持され、当該推進軸５ａには、エンジン４のクランク軸からの動力が伝達される。主変速部５ｂは、複数のギア及び当該ギアの接続を変更するシフタを有している。主変速部５ｂは、複数のギアの接続（噛合）をシフタで適宜変更することによって、推進軸５ａから入力された回転を変更して出力する（変速する）。

副変速部５ｃは、主変速部５ｂと同様に、複数のギア及び当該ギアの接続を変更するシフタを有している。副変速部５ｃは、複数のギアの接続（噛合）をシフタで適宜変更することによって、主変速部５ｂから入力された回転を変更して出力する（変速する）。
シャトル部５ｄは、シャトル軸１２と、前後進切替部１３とを有している。シャトル軸１２には、副変速部５ｃから出力された動力がギア等を介して伝達される。前後切換部１３は、例えば、油圧クラッチ等で構成され、油圧クラッチの入切によってシャトル軸１２の回転方向、即ち、トラクタ１の前進及び後進を切り換える。シャトル軸１２は、後輪デフ装置に接続されている。後輪デフ装置は、後輪７Ｒが取り付けられた後車軸２９Ｒを回転自在に支持している。

ＰＴＯ動力伝達部５ｅは、ＰＴＯ推進軸１４と、ＰＴＯクラッチ１５とを有している。ＰＴＯ推進軸１４は、回転自在に支持され、推進軸５ａからの動力が伝達可能である。ＰＴＯ推進軸１４は、ギア等を介してＰＴＯ軸１６に接続されている。ＰＴＯクラッチ１５は、例えば、油圧クラッチ等で構成され、油圧クラッチの入切によって、推進軸５ａの動力をＰＴＯ推進軸１４に伝達する状態と、推進軸５ａの動力をＰＴＯ推進軸１４に伝達しない状態とに切り換わる。

図１に示すように、トラクタ１は、操舵装置１１を備えている。操舵装置１１は、ハンドル（ステアリングホイール）１１ａと、ハンドル１１ａの回転に伴って回転する回転軸（操舵軸）１１ｂと、ハンドル１１ａの操舵を補助する補助機構（パワーステアリング機構）１１ｃと、を有している。補助機構１１ｃは、油圧ポンプ２１と、油圧ポンプ２１から吐出した作動油が供給される制御弁２２と、制御弁２２により作動するステアリングシリンダ２３とを含んでいる。制御弁２２は、制御信号に基づいて作動する電磁弁である。制御弁２２は、例えば、スプール等の移動によって切り換え可能な３位置切換弁である。また、制御弁２２は、操舵軸１１ｂの操舵によっても切換可能である。ステアリングシリンダ２３は、前輪７Ｆの向きを変えるアーム（ナックルアーム）２４に接続されている。

したがって、ハンドル１１ａを操作すれば、当該ハンドル１１ａに応じて制御弁２２の切換位置及び開度が切り換わり、当該制御弁２２の切換位置及び開度に応じてステアリングシリンダ２３が左又は右に伸縮することによって、前輪７Ｆの操舵方向を変更することができる。なお、上述した操舵機構１１は一例であり、上述した構成に限定されない。
図１に示すように、トラクタ１は、制動装置を備えている。制動装置は、左制動装置２５ａと、右制動装置２５ｂとを有している。左制動装置２５ａ及び右制動装置２５ｂは、
ディスク型の制動装置であり、制動する制動状態と、制動を解除する解除状態に切換可能である。左制動装置２５ａは、後車軸２９Ｒの左側に設けられ、右制動装置２５ｂは、後車軸２９Ｒの右側に設けられている。例えば、運転席１０の近傍には、左ブレーキペダルと、右ブレーキペダルとが設けられている。トラクタ１を操作するオペレータが左ブレーキペダルを操作する（踏み込む）ことによって、左ブレーキペダルに連結された左連結部材２６ａが制動方向へ動き、左制動装置２５ａを制動状態にすることができる。オペレータが右ブレーキペダルを操作する（踏み込む）ことによって、右ブレーキペダルに連結された右連結部材２６ｂが制動方向へ動き、右制動装置２５ｂを制動状態にすることができる。

また、左連結部材２６ａには、作動油により作動する左油圧作動部２７ａが連結されている。左油圧作動部２７ａには、油路を介して左制動弁２８ａが接続されている。左制動弁２８ａによって、左油圧作動部２７ａを作動させることにより、左連結部材２６ａを制動方向に移動させることができる。また、右連結部材２６ｂには、作動油により作動する右油圧作動部２７ｂが連結されている。右油圧作動部２７ｂには、油路を介して右制動弁２８ｂが接続されている。右制動弁２８ｂによって、右油圧作動部２７ｂを作動させることにより、右連結部材２６ｂを制動方向に移動させることができる。なお、上述した制動装置に限定されない。

トラクタ１は、制御装置１８を備えている。制御装置１８は、トラクタ１における走行系の制御、作業系の制御を行う装置である。制御装置１８は、トラクタ１に搭載された様々な駆動部を制御する装置であって、例えば、原動機４のエンジン制御、連結部８を昇降する昇降装置の昇降制御等を行う。
トラクタ１は、位置検出装置３０とを備えている。位置検出装置３０は、走行車両３のキャビン９の天板に装着されている。なお、位置検出装置３０は、キャビン９の天板に装着されているが、走行車両３における装着場所は限定されず、別の場所であってもよい。また、位置検出装置３０は、作業装置２に装着されていてもよい。

位置検出装置３０は、衛星測位システムによって自己の位置（緯度、経度を含む測位情報）を検出する装置である。即ち、位置検出装置３０は、測位衛星から送信された信号（測位衛星の位置、送信時刻、補正情報等）を受信し、受信した信号に基づいて位置（緯度、経度）を検出する。
なお、位置検出装置３０は、測位衛星からの信号を受信可能な基地局（基準局）からの補正等の信号に基づいて補正した位置を、自己の位置（緯度、経度）として検出してもよい。また、位置検出装置３０がジャイロセンサや加速度センサ等の慣性計測装置を有し、慣性計測装置によって補正した位置を、自己の位置として検出してもよい。

以上、位置検出装置３０によれば、走行車両３の位置を位置検出装置３０によって検出することができる。
図１に示すように、作業場の走行管理システムは、走行エリア設定部４０と、作業エリア設定部４１とを備えている。走行エリア設定部４０及び作業エリア設定部４１は、管理装置（コンピュータ）に設けられている。管理装置は、例えば、タブレット、スマートフォン、ＰＤＡ等の携帯型の端末（携帯端末）、パーソナルコンピュータ、モニタ装置（表示装置）、サーバ等の固定型のコンピュータ等の固定型の端末（固定端末）である。管理装置が携帯端末である場合、オペレータ（トラクタ１を操作するオペレータ）、管理者（作業を管理する管理者等）が作業時に所持してもよい。管理装置が携帯端末である場合、オペレータ等がトラクタ１の操縦時に当該携帯端末をトラクタ１に装着してもよい。管理装置が固定端末のうち表示装置である場合、当該表示装置をトラクタ１に取付けてもよい。この実施形態では、管理装置は、トラクタ１に取付けた表示装置５０であるとして説明を続ける。

表示装置５０は、様々な情報を表示可能な装置であって、液晶パネル、タッチパネル、その他のパネルのいずれかを有する装置である。表示装置５０は、ＣＰＵ等で構成された制御部と、不揮発性のメモリ等から構成された記憶部１９とを有している。走行エリア設定部４０及び作業エリア設定部４１は、表示装置５０に設けられた電気・電子部品、当該制御部等に組み込まれたプログラム等から構成されている。

図２Ａに示すように、走行エリア設定部４０は、走行車両３の作業場Ｈ１における走行可能エリア６０を設定する。即ち、走行エリア設定部４０は、作業場Ｈ１において走行車両３を走行させた際の走行位置（走行軌跡）に基づいて、走行可能エリア６０を設定する。走行位置は、トラクタ１（走行車両３）の位置であって、位置検出装置３０が検出した位置であってもよいし、位置検出装置３０が検出した位置に基づいてトラクタ１の前端（走行車両３）の前端の位置を求め、当該前端の位置を走行位置にしてもよいし、位置検出装置３０が検出した位置に基づいて前輪７Ｆの位置を求め、当該前輪７Ｆの位置を走行位置にしてもよい。

例えば、オペレータが表示装置５０に対して所定の操作を行うと、図２Ａに示すように、走行エリア設定部４０は、当該表示装置５０に設定画面Ｔ１を表示する。表示装置５０に設定画面Ｔ１には、作業場Ｈ１を示すフィールドＦ１が表示される。フィールドＦ１には、位置（緯度、経度）が割り当てられている。ここで、オペレータが走行車両３を作業場Ｈ１を走行させると、フィールドＦ１上には、走行車両３が作業場Ｈ１の走行時における位置検出装置３０にて検出した位置（走行位置）の走行軌跡５５が表示される。即ち、走行エリア設定部４０は、位置検出装置３０が検出した走行位置を取得し、取得した走行位置に基づいて走行軌跡５５を計算してフィールドＦ１上に走行軌跡５５を表示する。例えば、設定画面Ｔ１に表示された完了ボタン５１が選択されると、走行エリア設定部４０は、走行軌跡５５を、作業場Ｈ１における走行可能エリア６０に設定する。例えば、走行可能エリア６０を設定する場合、オペレータは、走行車両３を作業場（圃場）Ｈ１の輪郭に沿って走行させることから、作業場Ｈ１が平面視で矩形状（四角形）の場合は、走行可能エリア６０は四角形となる。当然の如く、オペレータは、作業場Ｈ１の状態を確認しながら走行車両３を走行させるため、走行可能エリア６０の形状は限定されず、多角形、円形等々の様々な形状となる。また、走行エリア設定部４０は、走行軌跡５５に対して直線補間の処理を行って、直線補間処理後の走行軌跡５５を作業場Ｈ１における走行可能エリア６０に設定してもよい。走行エリア設定部４０によって、走行可能エリア６０が設定されると、当該走行可能エリア６０を示す位置データが記憶部１９に記憶される。

図２Ｂに示すように、作業エリア設定部４１は、走行可能エリア６０内に作業エリア６２を設定する。例えば、オペレータが表示装置５０に対して所定の操作を行うと、図２Ｂに示すように、作業エリア設定部４１は、当該表示装置５０に設定画面Ｔ２を表示する。なお、設定画面Ｔ１と設定画面Ｔ２とは同一の画面であってもよい。
表示装置５０に設定画面Ｔ２には、作業場Ｈ１を示すフィールドＦ１、フィールドＦ１に示された走行可能エリア６０を表示する。作業エリア設定部４１は、設定画面Ｔ２に、作業幅Ｗ１を入力する作業幅入力部５２を表示する。作業装置２の作業幅Ｗ１は、作業装置２の作業場Ｈ１に対して作業を施す幅であって、例えば、刈取装置、耕耘装置、成形装置等では、作業装置２の幅方向の一端から他端までの距離である。なお、作業装置２の作業幅Ｗ１を、作業装置２の幅方向の一端から他端までの距離よりも大きく設定してもよい。即ち、施肥、薬剤等の散布装置の場合は、作業装置２の作業幅Ｗ１は、散布幅である。

作業幅入力部５２に作業装置２の作業幅Ｗ１が入力された後、設定画面Ｔ２に表示された完了ボタン５１が選択されると、作業エリア設定部４１は、作業幅入力部５３に入力された作業装置２の作業幅Ｗ１を取得する。作業エリア設定部４１は、走行可能エリア６０
の境界（走行境界）６０ａを内側に向けて、作業幅Ｗ１だけシフトさせ、シフトしたシフト線Ｂ１に囲まれた範囲を、作業エリア６２に設定する。即ち、作業エリア設定部４１は、走行可能エリア６０の走行境界と作業装置２における作業幅Ｗ１とに基づいて作業エリア６２を設定する。なお、図２Ｃに示すように、作業エリア設定部４１は、シフト線Ｂｎ＝作業幅Ｗ１×走行可能エリア６０の走行境界６０ａに対するシフト回数ｎ、ｎ＝１，２・・・ｎ）とし、任意のシフト回数ｎで求められるシフト線Ｂｎで挟まれる領域を作業エリア６２としてもよい。

作業エリア設定部４１は、例えば、フィールドＦ１上に示された作業エリア６２をポインタ部５６で選択し、完了ボタン５１が選択されると、選択された作業エリア６２を決定する。作業エリア設定部４１によって、作業エリア６２が設定されると、当該作業エリア６２を示す位置データが記憶部１９に記憶される。
以上によれば、走行エリア設定部４０によって、実際にトラクタ１が作業場Ｈ１において走行できる走行可能エリア６０を簡単に設定することができ、作業エリア設定部４１によって走行可能エリア６０内に作業エリア６２を簡単に設定することができる。即ち、トラクタ１の実際の作業では、作業場Ｈ１と、実際にトラクタ１が走行できるエリアと、実際に作物等を作付けできるエリアとは異なるため、これら走行エリア設定部４０及び作業エリア設定部４１によって、走行できるエリアと作業場Ｈ１内にて当該作業場Ｈ１等に対して行うエリアとを適正にて設定することができる。特に、走行エリア設定部４０は、作業場Ｈ１において走行車両３を走行させた際の走行位置に基づいて、走行可能エリア６０を設定しているため、仮想的に設定したものと比べて、作業場Ｈ１の状態を反映することができる。

また、作業エリア設定部４１は、走行可能エリア６０の走行境界６０ａと作業装置２における作業幅Ｗ１とに基づいて作業エリア６２を設定していることから、作業装置２における実際の作業を加味した範囲を作業エリア６２として設定することができる。
また、トラクタ１に設けた表示装置５０を用いて走行可能エリア６０及び作業エリア６２の設定及び表示を行うことができるため、オペレータは実際の作業場Ｈ１を確認しながら、これらの走行可能エリア６０及び作業エリア６２の設定をすることができる。

また、作業エリア設定部４１は、作業エリア６２に走行車両３の減速を実行する減速エリアを設定してもよい。作業エリア設定部４１は、図２に示す設定画面Ｔ２に表示された減速設定ボタン５７を選択すると、例えば、図２Ｄに示すように、作業エリア６２上に減速エリア６３を表示する。減速エリア６３は、作業エリア６２の境界６２ａから内側に設定されるエリアである。例えば、減速エリア６３の境界６３ａは、作業エリア６２の境界６２ａから所定距離Ｌ１だけシフトした位置に設定される。図２Ｄの場合、減速エリア６３の境界６３ａと、作業エリア６２の境界６２ａとの間が、減速エリア６３に設定される。

作業エリア設定部４１は、減速エリア６３において、走行車両３の減速する速度を段階的に設定してもよい。作業エリア設定部４１は、減速エリア６３の境界６３ａにおける走行車両３の速度（減速開始速度）を１００％とし、走行車両３が作業エリア６２の境界６２ａに到達した時点で走行車両３の速度を零にする。図２Ｅに示すように、例えば、作業エリア設定部４１は、減速速度[ｉ]（km/h）＝減速開始速度（km/h）×［１００％−ｉ×定数％（ｉ＝１・・・ｉ）］により、走行車両３の減速する速度を設定する。なお、定数は、表示装置５０等で任意に設定される値、又は、予め設定された値であって、例えば、定数＝１０％の場合は、１０段階で減速させることができる。

作業エリア設定部４１によって、減速エリア６３が設定されると、当該減速エリア６３を示す位置データが記憶部１９に記憶される。また、作業エリア設定部４１によって、減
速エリア６３に減速速度が設定されると、減速エリア６３の位置と共に減速速度が設定される。なお、減速速度は、減速エリア６３で示された位置と対応付けられて記憶部１９に記憶される。

これによれば、作業エリア設定部４１によって走行車両３の減速を実行する減速エリア６３を設定することができる。そのため、トラクタ１（走行車両３）をスムーズに作業エリア６２の境界６２ａに停止させることができる。
また、走行可能エリア６０に走行車両３の走行予定ルートを設定してもよい。図１に示すように、作業場の走行管理システムは、ルート設定部４４を備えている。ルート設定部４４は、表示装置５０に設けられた電気・電子部品、制御部等に組み込まれたプログラム等から構成されている。ルート設定部４４は、走行可能エリア６０に走行車両３の走行予定ルートを設定する。

具体的には、オペレータが表示装置５０に対して所定の操作を行うと、図３に示すように、ルート設定部４４は、当該表示装置５０に設定画面Ｔ３を表示する。ルート設定部４４は、設定画面Ｔ３に走行可能エリア６０及び作業エリア６２を表示する。オペレータ等は、表示装置５０のインターフェース等を用いて、設定画面Ｔ３に表示された走行可能エリア６０上に、走行ルート（走行予定ルート）Ｒ２を設定する。例えば、走行ルートＲ２として、トラクタ１を直進させる直進部Ｒ３を設定する。走行ルートＲ２における直進部Ｒ３は、走行可能エリア６０の位置（緯度、経度）に対応付けられており、少なくとも直進部Ｒ３に対応する位置を、表示装置５０の設定画面Ｔ３上で設定することができる。設定画面Ｔ３において、完了ボタン５１が選択されると、ルート設定部４４による走行ルートＲ２の設定が完了し、設定された走行ルートＲ２は記憶部１９に記憶される。

これによれば、ルート設定部４４によって、走行可能エリア６０内に走行ルートＲ２を設定することができる。そのため、仮想的に決められたエリアに対して走行ルートＲ２を設定するのに比べて、より実態にあった走行ルートＲ２の設定を行うことができ、作業場Ｈ１内におけるトラクタ１等による作業を効率化することができる。
また、トラクタ１（走行車両）３を旋回する旋回エリアを設定してもよい。図１に示すように、作業場の走行管理システムは、旋回エリア設定部４５を備えている。旋回エリア設定部４５は、表示装置５０に設けられた電気・電子部品、制御部等に組み込まれたプログラム等から構成されている。旋回エリア設定部４５は、走行可能エリア６０のうち作業エリア６２を除くエリア内に走行車両３が旋回する旋回エリア６４を設定する。例えば、図３に示すように、設定画面Ｔ３に表示された旋回設定ボタン５８が選択されると、図４に示すように、旋回エリア設定部４５は、走行可能エリア６０の境界６０ａと、作業エリア６２の境界６２ａとの間の領域を旋回エリア６４に設定する。なお、走行ルートＲ２の直進部Ｒ３が設定されている場合は、作業エリア６２の境界６２ａを、隣接する直進部Ｒ３の間隔Ｌ２だけ走行可能エリア６０側にシフトし、シフト線Ｃ１で囲まれる領域を旋回エリア６４に設定してもよい。

また、作業装置２を接続したトラクタ１（走行車両３）を旋回させた場合に、隣接する直進部３Ｒのうち一方の直進部３Ｒから他方の直進部３Ｒにトラクタ１が移動するのが難しいとき、旋回エリア設定部４５は、表示装置５０に「走行ルートＲ２の設定において隣接する直進部Ｒ３を跨いでのトラクタ１（走行車両３）の旋回が設定上難しいこと」を表示する。言い換えれば、隣接する直進部３Ｒの間隔Ｌ２に比べてトラクタ１の旋回半径が大きく、旋回が難しい場合に、旋回エリア設定部４５は、表示装置５０に上述したような内容を表示する。

これによれば、旋回エリア設定部４５によって、走行可能エリア６０のうち作業エリア６２を除くエリア内に走行車両３が旋回する旋回エリア６４を設定することができる。例
えば、トラクタ１を直進させたり旋回させたりしながら作業を行う場合に、適正に旋回するスペースを設定することができ、作業場Ｈ１における作業を効率化することができる。
なお、図４に示すように、ルート設定部４４によって走行ルートＲ２上であって旋回エリア６４に旋回部Ｒ４を設定してもよい。また、上述した実施形態では、ルート設定部４４によって、走行ルートＲ２として、直進部Ｒ３、旋回部Ｒ４を設定しているが、直進及び旋回以外のルートを設定してもよい。例えば、作業エリア６２において、略Ｓ字、略Ｌ字等の曲線部を設定してもよい。

トラクタ１は、少なくとも走行可能エリア６０内を走行する。走行ルートＲ２を設定した場合は、トラクタ１は、ルート設定部４４で設定した走行ルートＲ２を走行する。トラクタ１の走行に関する制御は、制御装置１８により行う。
図１に示すように、制御装置１８は、走行制御部４６を有している。走行制御部４６は、制御装置１８に設けられた電気・電子部品、当該制御装置１８に組み込まれたプログラム等から構成されている。制御装置１８には、指令スイッチ５９が接続されている。指令スイッチ５９は、ＯＮ／ＯＦＦに切り換え可能なスイッチであって、ＯＮである場合に自動走行による制御（自動走行制御）を有効にし、ＯＦＦである場合に自動走行制御を無効にする。なお、表示装置５０に指令スイッチ５９を示す図形を表示して、指令スイッチ５９の操作によって、走行制御部４６による制御を有効又は無効に切り換えてもよい。

イグニッションスイッチ等をＯＮすることで原動機４の始動後、指令スイッチ５９がＯＮされると、走行制御部４６による自動走行制御が開始される。走行制御部４６は、原動機４の回転数、アクセル等の設定値、変速装置５による変速段等を予め定められた値に設定して、走行車両３の走行を開始する。走行制御部４６は、原動機４の回転数、アクセル等の設定値、変速装置５による変速段等によって、トラクタ１（走行車両３）の車速（速度）を、例えば、１ｋｍ／ｈ以下に設定する。言い換えれば、走行制御部４６は、オペレータがトラクタ１の乗り降りができる程度の速度（例えば、歩行速度以下）に設定する。

また、走行制御部４６は、トラクタ１の走行位置と、走行ルートＲ２で示された位置（走行予定位置）とを比較し、走行位置と走行予定位置とが一致している場合は、操舵装置１１におけるハンドル１１ａの操舵角及び操舵方向（前輪７Ｆの操舵角及び操舵方向）を変更せずに保持する（制御弁２２の開度及び切換位置を変更せずに維持する）。一方、走行制御部４６は、走行位置と走行予定位置とが一致していない場合、当該走行位置と走行予定位置との偏差（ズレ量）が零となるように、操舵装置１１におけるハンドル１１ａの操舵角及び／又は操舵方向を変更する（制御弁２２の開度及び／又は切換位置を変更する）。また、走行ルートＲ２の方位とトラクタ１（走行車両３）の進行方向（走行方向）の方位（車体方位）とが異なる場合（走行ルートＲ２に対する車体方位の角度θが閾値以上である場合）、走行制御部４６は、角度θが零（車体方位が走行ルートＲ２の方位に一致）するように操舵角を設定する。

以上によれば、走行制御部４６は、自動走行制御において、走行速度を自動的に決定する（速度制御）と、自動的に操舵を行うオートステアリング制御（自動操舵制御）を実行する。なお、走行制御部４６は、偏差（位置偏差）に基づいて求めた操舵角と、方位（方位偏差）に基づいて求めた操舵角とに基づいて、最終の操舵角を設定してもよい。上述した実施形態における速度制御及び自動操舵制御の設定は一例であり、限定されない。

走行制御部４６は、走行車両３を走行させる際に、少なくとも走行可能エリア６０及び作業エリア６２に関する記憶部１９の位置データ等を参照する。そして、走行制御部４６は、走行可能エリア６０内に設定された作業エリア６２を、直進部Ｒ３に沿って直進したり、曲線部に沿って蛇行等をしながら走行している状態で、当該走行車両３が作業エリア６２の境界（停止ライン）６２ａに達した場合、即ち、走行位置が停止ライン６２ａに一
致した場合に、走行車両３を停止する。例えば、走行制御部４６は、左制動弁２８ａ及び右制動弁２８ｂに制御信号を出力することで左制動装置２５ａ及び右制動装置２５ｂによる制動により、走行車両３を停止する。また、走行制御部４６は、主変速部５ｂ、副変速部５ｃ、シャトル部５ｄの少なくとも１つを中立（ニュートラル）に設定して、走行車両３の速度を低下させる。

また、走行制御部４６は、減速エリア６３が設定されている場合、記憶部１９に記憶された減速エリア６３の位置データを参照し、走行車両３が減速エリア６３に入った時点で減速を開始する。走行制御部４６は、例えば、走行車両３が作業エリア６２の停止ラインと略一致する位置で停止させる。また、減速エリア６３において、走行車両３の減速速度が設定されている場合は、記憶部１９に記憶された減速エリア６３の位置データ及び減速速度等を参照する。そして、走行制御部４６は、トラクタ１（走行車両３）の速度（車速）を検出する速度検出装置３１で検出された速度と、減速速度とが一致するように速度制御を実行し、走行車両３を徐々に減速させる。トラクタ１が停止すると、走行制御部４６は、自動走行制御を有効から無効に切り換える。即ち、走行制御部４６は、指令スイッチ５９をＯＮからＯＦＦに切り換えるか、又は、指令スイッチ５９がＯＮであっても、自動走行制御を有効から無効に切り換える。

表示装置５０は、走行制御部４６からトラクタ１が停止したことを受けて、次の操作（操縦）の指示を報知する。図５に示すように、表示装置５０は案内画面（指示画面）Ｔ４を表示する。案内画面Ｔ４では、トラクタ１に設けられた操縦装置（例えば、ハンドル１１ａ、レバー等）の図形Ｄ１を表示する。表示装置５０は、例えば、走行可能エリア６０と作業エリア６２との間に旋回エリア６４が設定されている場合、ハンドル１１ａを示す図形Ｄ１に旋回方向を示す図形Ｄ２を表示する。なお、旋回方向は、旋回部Ｒ４で得られることができる。なお、表示装置５０は、次の操作の指示を表示で行っているが、音（音声）等で行ってもよい。

走行制御部４６は、走行車両３の停止後、トラクタ１に設けられた操縦検出部４７によって走行車両３が操縦された場合、走行車両３の走行を再開する。例えば、操縦検出部４７は、制御装置１８に設けられた電気・電子部品、当該制御装置４７等に組み込まれたプログラム等、或いは、操舵装置１１に設けられたセンサ等で構成されている。オペレータによってハンドル１１ａが操作され、オペレータの操作によって回転軸１１ｂ又は補助機構１１ｃに所定の負荷が検出されると、操舵装置１１は、走行車両３が操縦されたと判断する。なお、操縦検出部４７は、操舵装置１１以外の箇所、アクセル等に設けられアクセル操作によって走行車両３が操縦されたと判断してもよい。

走行制御部４６は、上述したように旋回エリア６４が設定されている場合において、操縦検出部４７によってオペレータの操縦（手動操縦）ハンドル１１ａ等が操作されると、旋回エリア６４において走行車両３の旋回を有効に設定して、オペレータによる操縦を受け付ける。即ち、走行制御部４６は、自動走行制御を停止した状態で手動走行制御に切り換え、オペレータの操縦に応じてトラクタ１（走行車両３）を制御する。つまり、走行制御部４６は、アクセルにより設定された原動機４の回転数、変速装置５を操作するレバーの入力値等、運転席１０の近傍に設けられた操縦系の操縦に応じてトラクタ１を手動により走行させる。

なお、ルート設定部４４によって直進部Ｒ３が設定され、旋回エリア設定部４５によって旋回エリア６４が設定されている場合、図６Ａ、６Ｂに示すように、走行制御部４６は、トラクタ１の停止位置（現在の走行位置）ＳＰ１と、直進部Ｒ３と、作業装置２の幅Ｗ２等から旋回が可能であるか否かを判断してもよい。図６Ａに示すように、隣接する直進部Ｒ３の間隔Ｌ２に対して停止位置ＳＰ１における旋回半径ｒ１が小さい場合（ｒ１≦Ｌ
２）、走行制御部４６は、旋回が可能であると判断する。一方、図６Ｂに示すように、隣接する直進部Ｒ３の間隔Ｌ２に対して旋回半径ｒ１が大きい場合（ｒ１＞Ｌ２）、走行制御部４６は、旋回が困難であると判断する。表示装置５０は、旋回が可能である場合には案内画面Ｔ４等に「旋回が可能である旨」を表示する。また、表示装置５０は、旋回が困難である場合には案内画面Ｔ４等に「旋回が困難である旨」を表示する。表示装置５０は、旋回が困難である場合には、旋回が可能となる旋回部Ｒ４を表示する。旋回エリア設定部４５は、少なくとも隣接する直進部Ｒ３及び旋回部Ｒ４を補正して、表示装置５０は、補正後の理想的な旋回部Ｒ４を表示する。

上述した実施形態では、旋回エリア６４に入る前にトラクタ1を停止させているが、これに代えて、走行制御部４６は、旋回エリア６４にて自動的に旋回を行った後に旋回エリア６４と作業エリア６２との境界にて停止を行ってもよい。この場合、旋回エリア６４に旋回部Ｒ４が設定されていることを前提に説明を進める。
図７に示すように、走行制御部４６は、走行車両３が作業エリア６２内を走行している状態で走行位置が停止ライン６２ａに一致した場合、走行車両３を停止させず、旋回エリア６４にて操舵装置１１を制御することにより、走行車両３を旋回させる。走行車両３が旋回エリア６４内を走行している状態において、走行位置が作業エリア６２の境界（停止ライン）６２ａに達した場合、走行制御部４６は、走行車両３を停止する。即ち、走行制御部４６は、自動走行制御において直進だけでなく旋回も実行する。走行車両３の旋回後では、走行制御部４６は、指令スイッチ５９をＯＮからＯＦＦに切り換える。走行車両３の停止後、指令スイッチ５９をＯＦＦからＯＮにすると、走行制御部４６は、自動走行を開始して、直進部Ｒ３に沿ってトラクタ１を走行させる。

なお、上述した実施形態では、旋回エリアＡ３における旋回後に指令スイッチ５９をＯＦＦからＯＮにすることによって走行制御部４６は、自動走行を開始しているが、オペレータの音声によって自動走行を開始してもよいし、運転席１０の操縦系の操縦（アクセル、ブレーキ）等の操作によって自動走行を開始してもよい。つまり、オペレータの何らかのアクションによって、自動走行を開始してもよい。

図１に示すように、トラクタ１は、報知装置６５を備えている。報知装置６５は、停止ライン６２ａと走行位置との関係に基づいて、走行車両３の走行状態を報知する。報知装置６５は、トラクタ１に設けた前照灯、作業灯、スピーカ、表示装置５０等である。図８に示すように、報知装置６５は、例えば、自動走行によって走行車両３が作業エリア６２内を走行している状況下において、走行車両３の走行位置と作業エリア６２の停止ライン６２ａとの距離Ｌ３が所定以上であって両者が離れている場合は、走行車両３の走行状態の報知は停止している。一方、報知装置６５は、距離Ｌ３が所定未満であって走行車両３が停止ライン６２ａに近い場合、走行車両３の走行状態として、走行車両３が停止ライン６２ａに近いことを報知する。例えば、報知装置６５が前照灯や作業灯である場合、前照灯や作業灯を点灯又は点滅させることで走行車両３が停止ライン６２ａに近いことを知らせる。報知装置６５がスピーカである場合、音声等によって走行車両３が停止ライン６２ａに近いことを知らせる。報知装置６５が表示装置５０である場合、当該表示装置５０に走行車両３が停止ライン６２ａに近いことを表示する。

以上によれば、報知装置６５によって、停止ライン６２ａと走行位置との関係に基づいて、走行車両の走行状態、例えば、走行車両３が停止ライン６２ａに近いことを報知している。そのため、トラクタ１を自動走行させている状況下で、オペレータがトラクタ１から降車して作業を行っている場合は、報知装置６５の報知によってトラクタ１（走行車両３）が停止ライン６２ａに近づきつつあることを把握することができる。これにより、オペレータがトラクタ１が停止ライン６２ａに近づいた時点で、当該トラクタ１に乗車することで当該トラクタ１の停止後に旋回等の次の操作を行うことができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
上述した実施形態では、作業機として農業機械について説明しているが、作業機はバックホ、フロントローダ、スキッドステアローダ等の建設機械であってもよいし、その他の機械であってもよい。

１ トラクタ
３ 走行車両（走行車体）
３０ 位置検出装置
４０ 走行エリア設定部
４１ 作業エリア設定部
４４ ルート設定部
４５ 旋回エリア設定部
４６ 走行制御部
４７ 操縦検出部
５０ 表示装置
６０ 走行可能エリア
６２ 作業エリア
６２ａ 作業エリアの境界
６３ 減速エリア
６３ａ 減速エリアの境界
Ｒ２ 走行ルート（走行予定ルート）
Ｗ１ 作業幅

Claims (9)

1. 作業装置を連結可能な走行車両の作業場における走行可能エリアを設定する走行エリア設定部と、
   前記走行可能エリア内に作業エリアを設定する作業エリア設定部と、
   前記走行車両が前記作業エリアの境界である停止ラインに達した際に、当該走行車両を停止する走行制御部と、
   を備えている作業場の走行管理システム。
2. 前記走行エリア設定部は、前記作業場において前記走行車両を走行させた際の走行位置に基づいて、前記走行可能エリアを設定する請求項１に記載の作業場の走行管理システム。
3. 前記作業エリア設定部は、前記走行可能エリアの境界である走行境界と前記作業装置における作業幅とに基づいて前記作業エリアを設定する請求項１又は２に記載の作業場の走行作業システム。
4. 前記作業エリア設定部は、前記作業エリアに前記走行車両の減速を実行する減速エリアを設定する請求項１〜３のいずれかに記載の作業場の走行管理システム。
5. 前記作業エリアにおける走行車両の走行位置を検出する位置検出装置と、
   前記停止ラインと前記走行位置との関係に基づいて、前記走行車両の走行状態を報知する報知装置と、
   を備えている請求項１〜４の作業場の走行管理システム。
6. 前記走行車両の停止後、前記走行車両が操縦されたことを検出する操縦検出部を備え、
   前記走行制御部は、前記操縦検出部によって前記操縦が検出された場合に、前記走行車両の走行を再開する請求項１〜５の作業場の走行管理システム。
7. 前記走行可能エリアに前記走行車両の走行予定ルートを設定するルート設定部を備え、
   前記走行制御部は、前記ルート設定部に設定された走行予定ルートに基づいて前記走行車両の操舵を制御する請求項１〜６のいずれかに記載の作業場の走行管理システム。
8. 前記走行可能エリアのうち前記作業エリアを除くエリア内に前記走行車両が旋回する旋回エリアを設定する旋回エリア設定部を備え、
   前記走行制御部は、前記旋回エリアにおいて前記走行車両の旋回を有効に設定する請求項１〜７のいずれかに記載の作業場の走行管理システム。
9. 前記走行可能エリア及び前記作業エリアを表示可能な表示装置を備えている請求項１〜８のいずれかに記載の作業場の走行管理システム。

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