JP7094833B2

JP7094833B2 - 走行経路表示装置

Info

Publication number: JP7094833B2
Application number: JP2018157522A
Authority: JP
Inventors: 康人西井
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2018-08-24
Filing date: 2018-08-24
Publication date: 2022-07-04
Anticipated expiration: 2038-08-24
Also published as: JP2020028273A

Description

本発明は、目標走行経路に沿って作業車両を自動走行させる自動走行システムに用いられる走行経路表示装置に関する。

上記の自動走行システムは、衛星測位システム等を用いて取得される作業車両の測位情報に基づいて、予め生成した目標走行経路に沿って作業車両を自動走行させるようにしている（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１に記載のシステムでは、実際にユーザが運転して作業車両を走行させることで、作業領域に任意の２点を設定し、その２点を結ぶ直線を基準走行経路として生成している。基準走行経路に対して間隔を隔てて平行に並ぶ状態で複数の走行経路を生成している。基準走行経路及び複数の走行経路のいずれもが直線状の直線走行経路となっており、目標走行経路として、直線状の複数の直線走行経路が間隔を隔てて平行に並ぶように生成されている。

作業車両にて作業領域での作業を行う場合には、ある直線走行経路に沿って作業車両を自動走行させ、作業車両が直線走行経路の終端に到達すると、自動走行から手動走行に切り替えて、隣接する次の直線走行経路の始端まで、手動走行にて作業車両を旋回させる。作業車両が次の直線走行経路の始端に到達すると、手動走行から自動走行に切り替えて、次の直線走行経路に沿って作業車両を自動走行させている。

走行経路表示装置は、例えば、作業車両のモニタとして備えられている。走行経路表示装置では、複数の直線走行経路と作業車両の現在位置とを表示している。これにより、ユーザ等が目標走行経路の表示位置と作業車両の現在位置の表示位置とを比較することで、目標走行経路に沿って作業車両が走行しているか否かを確認できるようにしている。

特許第６１４３７１６号公報

複数の直線走行経路を表示させるに当たり、例えば、平面空間において直線走行経路の始端と終端とを結んだ直線として走行経路表示装置に表示させている。それに対して、作業車両の現在位置は、地図空間で得られた作業車両の現在位置を走行経路表示装置に表示させている。メルカトル図法等の地図上では、東西方向が赤道から離れて高緯度になるにつれて、平面空間と地図空間とでずれが生じる。そのために、直線走行経路が東西方向に延びるものであれば、走行経路表示装置の表示画面上において、直線走行経路の表示位置と作業車両の現在位置の表示位置との間にずれが生じることになる。よって、ユーザ等が、作業車両の現在位置が直線走行経路から外れているとの誤った判断をしてしまう可能性がある。

この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、直線走行経路と作業車両の位置とを表示させるに当たり、直線走行経路の表示位置と作業車両の位置の表示位置との間でずれが発生するのを防止することができる走行経路表示装置を提供する点にある。

本発明の第１特徴構成は、直線状の直線走行経路に沿って作業車両を自動走行させる自動走行システムに用いられる走行経路表示装置であって、
直線走行経路上に複数の分割点を設定し、各分割点における緯度・経度の位置情報を取得する分割点位置情報取得部と、
地図空間上において、前記分割点位置情報取得部にて取得した各分割点の位置情報に基づいて各分割点をプロットし、隣接する分割点を直線で結んだ表示用直線走行経路を生成する表示用直線走行経路生成部と、
作業車両における緯度・経度の位置情報を取得する作業車両位置情報取得部と、
前記表示用直線走行経路生成部にて生成された表示用直線走行経路と、前記作業車両位置情報取得部にて取得した作業車両の位置情報による作業車両の位置とを表示部に重畳表示させる表示制御部とが備えられている点にある。

本構成によれば、分割点位置情報取得部は、直線走行経路の両端部だけでなく、複数の分割点を設定して、それら各分割点の位置情報を取得している。表示用直線走行経路生成部は、地図空間上において、各分割点をプロットして、隣接する分割点を直線で結んだ表示用直線走行経路を生成することで、直線走行経路を、地図空間に対応させた表示用直線走行経路として生成することができる。表示制御部は、地図空間に対応させた表示用直線走行経路と作業車両の位置とを表示部に重畳表示させている。これにより、直線走行経路の表示位置と作業車両の位置の表示位置との間でずれが発生するのを防止することができ、ユーザ等が、作業車両の現在位置が直線走行経路から外れている等の誤った判断をしてしまうのを防止することができる。

本発明の第２特徴構成は、前記分割点位置情報取得部は、前記直線走行経路を均等に分割して複数の分割点を設定している点にある。

複数の分割点を設定するので、隣接する分割点を結んだ直線は複数存在することになる。ここで、隣接する分割点を結んだ直線の長さが異なると、実際には直線に対して作業車両の位置が同じ量だけずれていても、表示部では、作業車両の位置と直線との間のずれ量が直線毎で異なる状態で表示されてしまう可能性がある。例えば、直線の長さが長くなるほど、作業車両の位置と直線との間のずれ量が大きく表示されてしまう。

そこで、本構成によれば、分割点位置情報取得部は、直線走行経路を均等に分割して複数の分割点を設定している。これにより、隣接する分割点を結んだ直線の長さを均等にすることができ、複数の直線の間での表示ずれの差が生じ難く、地図空間に対応させた適切な表示用直線走行経路を生成することができる。よって、直線走行経路の表示位置と作業車両の位置の表示位置との間でずれが発生するのを的確に防止することができる。

自動走行システムの概略構成を示す図自動走行システムの概略構成を示すブロック図目標走行経路を生成する過程における作業領域を示す図目標走行経路を生成した状態における作業領域を示す図目標走行経路を生成するときの動作を示すフローチャート延長経路及び平行経路とトラクタの現在位置とを重畳表示させた表示画面を示す図表示用直線走行経路を生成する過程を説明する図表示用直線走行経路を生成するときの動作を示すフローチャート

本発明に係る走行経路表示装置が用いられる自動走行システムの実施形態を図面に基づいて説明する。
この自動走行システムは、図１に示すように、作業車両としてトラクタ１を適用しているが、トラクタ以外の、乗用田植機、コンバイン、乗用草刈機、ホイールローダ、除雪車等の乗用作業車両、及び、無人草刈機等の無人作業車両を適用することができる。

この自動走行システムは、図１及び図２に示すように、トラクタ１に搭載された自動走行ユニット２、及び、自動走行ユニット２と通信可能に通信設定された携帯通信端末３（本発明に係る走行経路表示装置に相当する）を備えている。携帯通信端末３には、タッチ操作可能な表示部５１（例えば、液晶パネル）等を有するタブレット型のパーソナルコンピュータやスマートフォン等を採用することができる。

トラクタ１は、駆動可能な操舵輪として機能する左右の前輪５、及び、駆動可能な左右の後輪６を有する走行機体７が備えられている。走行機体７の前方側には、ボンネット８が配置され、ボンネット８内には、コモンレールシステムを備えた電子制御式のディーゼルエンジン（以下、エンジンと称する）９が備えられている。走行機体７のボンネット８よりも後方側には、搭乗式の運転部を形成するキャビン１０が備えられている。

走行機体７の後部には、３点リンク機構１１を介して、作業装置１２の一例であるロータリ耕耘装置を昇降可能かつローリング可能に連結することで、トラクタ１をロータリ耕耘仕様に構成することができる。トラクタ１の後部には、ロータリ耕耘装置に代えて、プラウ、播種装置、散布装置等の作業装置１２を連結することができる。

トラクタ１には、図２に示すように、エンジン９からの動力を変速する電子制御式の変速装置１３、左右の前輪５を操舵する全油圧式のパワーステアリング機構１４、左右の後輪６を制動する左右のサイドブレーキ（図示せず）、左右のサイドブレーキの油圧操作を可能にする電子制御式のブレーキ操作機構１５、ロータリ耕耘装置等の作業装置１２への伝動を断続する作業クラッチ（図示せず）、作業クラッチの油圧操作を可能にする電子制御式のクラッチ操作機構１６、ロータリ耕耘装置等の作業装置１２を昇降駆動する電子油圧制御式の昇降駆動機構１７、トラクタ１の自動走行等に関する各種の制御プログラム等を有する車載電子制御ユニット１８、トラクタ１の車速を検出する車速センサ１９、前輪５の操舵角を検出する舵角センサ２０、及び、トラクタ１の現在位置及び現在方位を測定する測位ユニット２１等が備えられている。

なお、エンジン９には、電子ガバナを備えた電子制御式のガソリンエンジンを採用してもよい。変速装置１３には、油圧機械式無段変速装置（ＨＭＴ）、静油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）、又は、ベルト式無段変速装置等を採用することができる。パワーステアリング機構１４には、電動モータを備えた電動式のパワーステアリング機構１４等を採用してもよい。

キャビン１０の内部には、図１に示すように、パワーステアリング機構１４（図２参照）を介した左右の前輪５の手動操舵を可能にするステアリングホイール３８、搭乗者用の運転席３９、タッチパネル式の表示部、及び、各種の操作具等が備えられている。

図２に示すように、車載電子制御ユニット１８は、変速装置１３の作動を制御する変速制御部１８１、左右のサイドブレーキの作動を制御する制動制御部１８２、ロータリ耕耘装置等の作業装置１２の作動を制御する作業装置制御部１８３、自動走行時に左右の前輪５の目標操舵角を設定してパワーステアリング機構１４に出力する操舵角設定部１８４、及び、予め生成された自動走行用の目標走行経路Ｐ（例えば、図３参照）等を記憶する不揮発性の車載記憶部１８５等を有している。

図２に示すように、測位ユニット２１には、衛星測位システム（ＮＳＳ：Navigation Satellite System）の一例であるＧＰＳ（Global Positioning System）を利用してトラクタ１の現在位置と現在方位とを測定する衛星航法装置２２、及び、３軸のジャイロスコープ及び３方向の加速度センサ等を有してトラクタ１の姿勢や方位等を測定する慣性計測装置（ＩＭＵ：Inertial Measurement Unit）２３等が備えられている。ＧＰＳを利用した測位方法には、ＤＧＰＳ（Differential GPS：相対測位方式）やＲＴＫ－ＧＰＳ（Real Time Kinematic GPS：干渉測位方式）等がある。本実施形態においては、移動体の測位に適したＲＴＫ－ＧＰＳが採用されている。そのため、圃場周辺の既知位置には、図１及び図２に示すように、ＲＴＫ－ＧＰＳによる測位を可能にする基準局４が設置されている。

トラクタ１と基準局４との夫々には、図２に示すように、測位衛星７１（図１参照）から送信された電波を受信する測位アンテナ２４，６１、及び、トラクタ１と基準局４との間における測位情報を含む各種情報の無線通信を可能にする通信モジュール２５，６２等が備えられている。これにより、衛星航法装置２２は、トラクタ側の測位アンテナ２４が測位衛星７１からの電波を受信して得た測位情報と、基地局側の測位アンテナ６１が測位衛星７１からの電波を受信して得た測位情報とに基づいて、トラクタ１の現在位置及び現在方位を高い精度で測定することができる。また、測位ユニット２１は、衛星航法装置２２と慣性計測装置２３とを備えることにより、トラクタ１の現在位置、現在方位、姿勢角（ヨー角、ロール角、ピッチ角）を高精度に測定することができる。

トラクタ１に備えられる測位アンテナ２４、通信モジュール２５、及び、慣性計測装置２３は、図１に示すように、アンテナユニット８０に収納されている。アンテナユニット８０は、キャビン１０の前面側の上部位置に配置されている。

図２に示すように、携帯通信端末３には、表示部５１等の作動を制御する各種の制御プログラム等を有する端末電子制御ユニット５２、及び、トラクタ側の通信モジュール２５との間における測位情報を含む各種情報の無線通信を可能にする通信モジュール５５等が備えられている。端末電子制御ユニット５２は、トラクタ１を自動走行させるための目標走行経路Ｐ（例えば、図３参照）を生成する走行経路生成部５３、及び、ユーザが入力した各種の入力情報や走行経路生成部５３が生成した目標走行経路Ｐ等を記憶する不揮発性の端末記憶部５４等を有している。

走行経路生成部５３は、作業領域Ｓ内に目標走行経路Ｐ（例えば、図３参照）を生成しており、目標走行経路Ｐの生成の仕方については後述する。

走行経路生成部５３にて生成された目標走行経路Ｐは、表示部５１に表示可能であり、目標走行経路Ｐに関する経路情報が端末記憶部５４に記憶されている。経路情報には、目標走行経路Ｐの方位角、及び、目標走行経路Ｐでのトラクタ１の走行形態等に応じて設定された設定エンジン回転速度や目標走行速度等が含まれている。

このようにして、走行経路生成部５３が目標走行経路Ｐを生成すると、端末電子制御ユニット５２が、携帯通信端末３からトラクタ１に経路情報を転送することで、トラクタ１の車載電子制御ユニット１８が、経路情報を取得することができる。車載電子制御ユニット１８は、取得した経路情報に基づいて、測位ユニット２１にて自己の現在位置（トラクタ１の現在位置）を取得しながら、目標走行経路Ｐに沿ってトラクタ１を自動走行させることができる。測位ユニット２１にて取得するトラクタ１の現在位置については、リアルタイム（例えば、数ミリ秒周期）でトラクタ１から携帯通信端末３に送信されており、携帯通信端末３にてトラクタ１の現在位置を把握している。

経路情報の転送に関しては、トラクタ１が自動走行を開始する前の段階において、経路情報の全体を端末電子制御ユニット５２から車載電子制御ユニット１８に一挙に転送することができる。また、例えば、目標走行経路Ｐを含む経路情報を、情報量の少ない所定距離ごとの複数の経路部分に分割することもできる。この場合には、トラクタ１が自動走行を開始する前の段階においては、経路情報の初期経路部分のみが端末電子制御ユニット５２から車載電子制御ユニット１８に転送される。自動走行の開始後は、トラクタ１が情報量等に応じて設定された経路取得地点に達するごとに、その地点に対応する以後の経路部分のみの経路情報が端末電子制御ユニット５２から車載電子制御ユニット１８に転送するようにしてもよい。

トラクタ１では、車載電子制御ユニット１８が、目標走行経路Ｐに関する経路情報を取得している状態で、自動走行の開始指示を受けることで、測位ユニット２１にて自己の現在位置（トラクタ１の現在位置）を取得しながら、目標走行経路Ｐに沿ってトラクタ１を自動走行させる自動走行制御を行う。車載電子制御ユニット１８が、測位ユニット２１（衛星測位システムに相当する）により取得されるトラクタ１の測位情報に基づいて、目標走行経路Ｐ（図４参照）に沿ってトラクタ１を自動走行させる自動走行制御を行う自動走行制御部として構成されている。

自動走行制御には、変速装置１３の作動を自動制御する自動変速制御、ブレーキ操作機構１５の作動を自動制御する自動制動制御、左右の前輪５を自動操舵する自動操舵制御、及び、ロータリ耕耘装置等の作業装置１２の作動を自動制御する作業用自動制御等が含まれている。

自動変速制御においては、変速制御部１８１が、目標走行速度を含む目標走行経路Ｐの経路情報と測位ユニット２１の出力と車速センサ１９の出力とに基づいて、目標走行経路Ｐでのトラクタ１の走行形態等に応じて設定された目標走行速度がトラクタ１の車速として得られるように変速装置１３の作動を自動制御する。

自動制動制御においては、制動制御部１８２が、目標走行経路Ｐと測位ユニット２１の出力とに基づいて、目標走行経路Ｐの経路情報に含まれている制動領域において左右のサイドブレーキが左右の後輪６を適正に制動するようにブレーキ操作機構１５の作動を自動制御する。

自動操舵制御においては、トラクタ１が目標走行経路Ｐを自動走行するように、操舵角設定部１８４が、目標走行経路Ｐの経路情報と測位ユニット２１の出力とに基づいて左右の前輪５の目標操舵角を求めて設定し、設定した目標操舵角をパワーステアリング機構１４に出力する。パワーステアリング機構１４が、目標操舵角と舵角センサ２０の出力とに基づいて、目標操舵角が左右の前輪５の操舵角として得られるように左右の前輪５を自動操舵する。

作業用自動制御においては、作業装置制御部１８３が、目標走行経路Ｐの経路情報と測位ユニット２１の出力とに基づいて、トラクタ１が延長経路Ｐ２及び平行経路Ｐ３の直線走行経路（例えば、図４参照）の始端等の作業開始地点に達するのに伴って作業装置１２による所定の作業（例えば耕耘作業）が開始され、かつ、トラクタ１が延長経路Ｐ２及び平行経路Ｐ３の直線走行経路（例えば、図４参照）の終端等の作業終了地点に達するのに伴って作業装置１２による所定の作業が停止されるように、クラッチ操作機構１６及び昇降駆動機構１７の作動を自動制御する。

このようにして、トラクタ１においては、変速装置１３、パワーステアリング機構１４、ブレーキ操作機構１５、クラッチ操作機構１６、昇降駆動機構１７、車載電子制御ユニット１８、車速センサ１９、舵角センサ２０、測位ユニット２１、及び、通信モジュール２５等によって自動走行ユニット２が構成されている。

この実施形態では、キャビン１０にユーザ等が搭乗せずにトラクタ１を自動走行させるだけでなく、キャビン１０にユーザ等が搭乗した状態でトラクタ１を自動走行させることも可能となっている。よって、キャビン１０にユーザ等が搭乗せずに、車載電子制御ユニット１８による自動走行制御により、トラクタ１を目標走行経路Ｐに沿って自動走行させることができるだけでなく、キャビン１０にユーザ等が搭乗している場合でも、車載電子制御ユニット１８による自動走行制御により、トラクタ１を目標走行経路Ｐに沿って自動走行させることができる。

キャビン１０にユーザ等が搭乗している場合には、車載電子制御ユニット１８にてトラクタ１を自動走行させる自動走行状態と、ユーザ等の運転に基づいてトラクタ１を走行させる手動走行状態とに切り替えることができる。よって、自動走行状態にて目標走行経路Ｐを自動走行している途中に、自動走行状態から手動走行状態に切り替えることができ、逆に、手動走行状態にて走行している途中に、手動走行状態から自動走行状態に切り替えることができる。手動走行状態と自動走行状態との切り替えについては、例えば、運転席３９の近傍に、自動走行状態と手動走行状態とに切り替えるための切替操作部を備えることができるとともに、その切替操作部を携帯通信端末３の表示部５１に表示させることもできる。また、車載電子制御ユニット１８による自動走行制御中に、ユーザがステアリングホイール３８を操作すると、自動走行状態から手動走行状態に切り替えることができる。

トラクタ１には、図１及び図２に示すように、トラクタ１（走行機体７）の周囲における障害物を検知して、障害物との衝突を回避するための障害物検知システム１００が備えられている。障害物検知システム１００は、レーザを用いて測定対象物までの距離を３次元で測定可能な複数のライダーセンサ１０１，１０２と、超音波を用いて測定対象物までの距離を測定可能な複数のソナーを有するソナーユニット１０３，１０４と、障害物検知部１１０と、衝突回避制御部１１１とが備えられている。

ライダーセンサ１０１，１０２及びソナーユニット１０３，１０４にて測定する測定対象物は、物体や人等としている。ライダーセンサ１０１，１０２は、トラクタ１の前方側を測定対象とする前ライダーセンサ１０１と、トラクタ１の後方側を測定対象とする後ライダーセンサ１０２とが備えられている。ソナーユニット１０３，１０４は、トラクタ１の右側を測定対象とする右側のソナーユニット１０３と、トラクタ１の左側を測定対象とする左側のソナーユニット１０４とが備えられている。

障害物検知部１１０は、ライダーセンサ１０１，１０２及びソナーユニット１０３，１０４の測定情報に基づいて、所定距離内の物体や人等の測定対象物を障害物として検知する障害物検知処理を行うように構成されている。衝突回避制御部１１１は、障害物検知部１１０にて障害物を検知すると、トラクタ１を減速させる又はトラクタ１を走行停止させる衝突回避制御を行うように構成されている。衝突回避制御部１１１は、衝突回避制御において、トラクタ１を減速させる又はトラクタ１を走行停止させるだけでなく、報知ブザーや報知ランプ等の報知装置２６を作動させて、障害物が存在することを報知している。衝突回避制御部１１１は、衝突回避制御において、通信モジュール２５，５５を用いて、トラクタ１から携帯通信端末３に通信して表示部５１に障害物の存在を表示させることで、障害物が存在することを報知可能としている。

障害物検知部１１０は、ライダーセンサ１０１，１０２及びソナーユニット１０３，１０４の測定情報に基づく障害物検知処理をリアルタイムで繰り返し行い、物体や人等の障害物を適切に検知している。衝突回避制御部１１１は、リアルタイムで検知される障害物との衝突を回避するための衝突回避制御を行うようにしている。

障害物検知部１１０及び衝突回避制御部１１１は、車載電子制御ユニット１８に備えられている。車載電子制御ユニット１８は、コモンレールシステムに含まれたエンジン用の電子制御ユニット、ライダーセンサ１０１，１０２、及び、ソナーユニット１０３，１０４等にＣＡＮ（Controller Area Network）を介して通信可能に接続されている。

以下、走行経路生成部５３による目標走行経路Ｐの生成について説明する。
走行経路生成部５３が目標走行経路Ｐを生成するに当たり、携帯通信端末３の表示部５１に表示された目標走行経路設定用の入力案内に従って、ユーザが作業車両や作業装置の種類や機種等の車体情報を入力しており、入力された車体情報が端末記憶部５４に記憶されている。

走行経路生成部５３には、図２に示すように、初期経路Ｐ１（図３参照）を生成する初期経路生成部５７、初期経路Ｐ１をその走行方向の両側に所定距離（例えば、１ｋｍ）だけ延長させた延長経路Ｐ２（図４参照）を生成して、その延長経路Ｐ２に平行な複数の平行経路Ｐ３（図４参照）を生成する平行経路生成部５８が備えられている。

以下、目標走行経路Ｐを生成するときの動作を示すフローチャートである図５を参照しながら説明する。
まず、圃場等の作業地において、ユーザ等が運転操作してトラクタ１を実際に走行させることによって、図３に示すように、初期経路生成部５７が初期経路Ｐ１を生成する（図５において、ステップ＃１、ステップ＃２）。ユーザ等が地点Ａから地点Ｂまでトラクタ１を走行させると、走行軌跡取得部６０（図２参照）が測位ユニット２１の出力に基づいて地点Ａから地点Ｂまでの走行軌跡を取得するので、初期経路生成部５７は、その走行軌跡に相当する経路を初期経路Ｐ１として生成する。初期経路Ｐ１の走行方向は、ユーザ等がトラクタ１を走行させたときの走行方向と同一となるようにしており、地点Ａから地点Ｂに向かう方向を走行方向としている。図３に示すものでは、地点Ａから地点Ｂまでの走行軌跡として直線状の走行軌跡を取得した場合を例示している。

初期経路生成部５７が初期経路Ｐ１を生成すると、図４に示すように、平行経路生成部５８が、初期経路Ｐ１をその走行方向の両側に所定距離（例えば、１ｋｍ）延長させて延長経路Ｐ２を生成する（図５において、ステップ＃３）。これにより、延長経路Ｐ２は、初期経路Ｐ１を含むものとなる。平行経路生成部５８は、延長経路Ｐ２を生成すると、延長経路Ｐ２に対してその延設方向に直交する方向に平行状態で並ぶ複数の平行経路Ｐ３を生成する（図５において、ステップ＃４）。平行経路生成部５８は、延長経路Ｐ２の延設方向に直交する方向を並設方向とし、まず、並設方向において車体情報に含まれる作業幅等に対応する距離だけ延長経路Ｐ２から離れた位置に、延長経路Ｐ２に対して平行な平行経路Ｐ３を生成する。次に、平行経路生成部５８は、並設方向において車体情報に含まれる作業幅等に対応する距離だけ生成済みの平行経路Ｐ３から離れた位置に、生成済みの平行経路Ｐ３に対して平行な平行経路Ｐ３を生成しており、生成済みの平行経路Ｐ３に対して平行な平行経路Ｐ３を生成する動作を繰り返し行っている。これにより、平行経路生成部５８は、並設方向で隣接する延長経路Ｐ２及び平行経路Ｐ３の間や平行経路Ｐ３同士の間の距離を一定距離とし、平行状態で並ぶように複数の平行経路Ｐ３を生成している。

このようにして、図４に示すように、目標走行経路Ｐは、延長経路Ｐ２、及び、複数の平行経路Ｐ３からなる複数の直線走行経路Ｐ４にて生成されている。直線走行経路Ｐ４は、トラクタ１を自動走行させながら、所定の作業を行うための経路であり、トラクタ１を前進させる直線状の走行経路となっている。

車載電子制御ユニット１８は、自動走行制御において、目標走行経路Ｐにおける直線走行経路Ｐ４に沿ってトラクタ１を自動走行させる直進モードを実行可能に構成されている。この直進モードでは、車載電子制御ユニット１８が、複数の直線走行経路Ｐ４の夫々において、直線走行経路Ｐ４に沿ってトラクタ１を自動走行させるものの、次の直線走行経路Ｐ４への旋回走行等、直線走行経路Ｐ４同士の間での走行はユーザ等の手動運転にて行っている。

圃場等の作業地にて作業を行う場合には、例えば、車載電子制御ユニット１８が、複数の直線走行経路Ｐ４を順番に自動走行させる状態で直線走行経路Ｐ４に沿ってトラクタ１を自動走行させる。車載電子制御ユニット１８がある直線走行経路Ｐ４に沿ってトラクタ１を自動走行させる。この自動走行中に、トラクタ１が作業地の端部の近くに到達する等により、ユーザ等がステアリングホイール３８を操作すると、車載電子制御ユニット１８が手動運転に切り替えて、トラクタ１を手動運転にて旋回走行させる。この旋回走行により次の直線走行経路Ｐ４に到達すると、車載電子制御ユニット１８が次の直線走行経路Ｐ４に沿ってトラクタ１を自動走行させる。このように、直線走行経路Ｐ４を自動走行させる状態で自動走行状態と手動走行状態とに切り替えながら、圃場等の作業地にて作業を行うことができる。

走行経路生成部５３にて生成された目標走行経路Ｐに関する経路情報が端末記憶部５４に記憶されており、測位ユニット２１にて取得するトラクタ１の現在位置が、リアルタイムでトラクタ１から携帯通信端末３に送信され、携帯通信端末３にてトラクタ１の現在位置を把握している。そこで、携帯通信端末３では、トラクタ１を自動走行させる際等に、図６に示すように、目標走行経路Ｐにおける直線走行経路Ｐ４（延長経路Ｐ２及び平行経路Ｐ３）とトラクタ１の現在位置とを表示部５１に重畳表示させている。これにより、ユーザ等が、トラクタ１の現在位置が直線走行経路Ｐ４に対して位置ズレしているか否かを確認することができる。

直線走行経路Ｐ４とトラクタ１の現在位置とを表示部５１に重畳表示させるに当たり、単純に重畳表示するだけでは、直線走行経路Ｐ４の表示位置とトラクタ１の現在位置の表示位置との間でずれが生じる可能性がある。メルカトル図法等の地図上では、東西方向が赤道から離れて高緯度になるにつれて、平面空間と地図空間とでずれが生じる。例えば、トラクタ１の現在位置は、地図空間上の位置情報として表示することができる。それに対して、直線走行経路Ｐ４について、平面座標において一端部の位置情報（緯度・経度）と他端部の位置情報（緯度・経度）を結ぶ直線を生成し、その直線を表示すると、直線走行経路Ｐ４の表示位置とトラクタ１の現在位置の表示位置との間でずれが生じる。

そこで、直線走行経路Ｐ４の表示位置とトラクタ１の現在位置の表示位置との間での表示ずれを防止するために、携帯通信端末３には、分割点位置情報取得部９１、表示用直線走行経路生成部９２、作業車両位置情報取得部９３、表示制御部９４等が備えられている。

表示部５１における直線走行経路Ｐ４とトラクタ１の現在位置との重畳表示について、図８のフローチャートを参照しながら説明する。
まず、分割点位置情報取得部９１は、図７（ａ）に示すように、平面座標上において全ての直線走行経路Ｐ４上に複数の分割点Ｃ１～Ｃ５を設定して、各分割点における緯度・経度の位置情報を取得している（図８において、ステップ＃１１）。分割点位置情報取得部９１は、直線走行経路Ｐ４を均等に分割して複数の分割点Ｃ１～Ｃ５を設定している。図７（ａ）に示すものでは、直線走行経路Ｐ４の一端部Ｅ１と他端部Ｅ２との間に、均等になるように複数の分割点Ｃ１～Ｃ５を設定している。分割点位置情報取得部９１は、分割点同士の間の距離が所定距離の範囲内となるように、複数の分割点Ｃ１～Ｃ５を設定している。

分割点位置情報取得部９１は、端末記憶部５４に記憶されている経路情報から直線走行経路Ｐ４の一端部Ｅ１と他端部Ｅ２の緯度・経度の位置情報を取得し、その取得した位置情報等を用いて、各分割点における緯度・経度の位置情報を取得している。

表示用直線走行経路生成部９２は、図７（ｂ）に示すように、地図空間上において、各分割点における緯度・経度の位置情報に基づいて、各分割点Ｃ１～Ｃ５をプロットしている（図８において、ステップ＃１２）。このように、地図空間上において、各分割点Ｃ１～Ｃ５をプロットすると、図７（ａ）に示す平面座標上の各分割点Ｃ１～Ｃ５の位置からずれた位置に各分割点Ｃ１～Ｃ５がプロットされることになる。

表示用直線走行経路生成部９２は、図７（ｂ）に示すように、隣接する分割点Ｃ１～Ｃ５を直線で結んだ表示用直線走行経路Ｐ５を生成している（図８において、ステップ＃１３）。表示用直線走行経路生成部９２は、直線走行経路の一端部Ｅ１と分割点Ｃ１とを結ぶ第１直線Ｐ５ａを生成し、分割点Ｃ１と分割点Ｃ２とを結ぶ第２直線Ｐ５ｂを生成している。表示用直線走行経路生成部９２は、他の隣接する分割点Ｃ２～Ｃ５及び直線走行経路の他端部Ｅ２についても同様にして、第３～第６直線Ｐ５ｃ～Ｐ５ｆを生成している。このようにして、表示用直線走行経路生成部９２は、第１～第６直線Ｐ５ａ～Ｐ５ｆを表示用直線走行経路Ｐ５として生成している。表示用直線走行経路生成部９２は、全ての直線走行経路Ｐ４について、対応する表示用直線走行経路Ｐ５を生成している。

表示制御部９４は、図６に示すように、作業車両位置情報取得部９３にて取得したトラクタ１の現在位置と、表示用直線走行経路生成部９２にて生成した全ての表示用直線走行経路Ｐ５とを表示部５１の表示画面に重畳表示させている（図８において、ステップ＃１４）。作業車両位置情報取得部９３は、測位ユニット２１にて取得するトラクタ１の現在位置を通信モジュール５５にてリアルタイム（例えば、数ミリ秒周期）で受信するので、その受信情報からトラクタ１の現在位置をリアルタイムで取得している。

トラクタ１が移動すると、作業車両位置情報取得部９３が、移動後のトラクタ１の現在位置を取得するので、表示制御部９４は、移動後のトラクタ１の現在位置に変更して表示部５１の表示画面に表示させている（図８において、ステップ＃１５のＹｅｓの場合、ステップ＃１６）。このステップ＃１５、ステップ＃１６の動作が、トラクタ１の自動走行が終了する等して、表示部５１に対する直線走行経路Ｐ４とトラクタ１の現在位置との重畳表示が終了されるまで繰り返し行われる（ステップ＃１７のＮｏの場合）。

ここで、図２に示すように、複数の直線走行経路Ｐ４のうち、作業済みの直線走行経路Ｐ４を登録する作業済み登録部９５が備えられている。図６に示す表示画面では、作業済み登録部９５にて作業済みに登録された直線走行経路Ｐ４に色（図６では、グレー）等を付けることで、未作業の直線走行経路Ｐ４と作業済みの直線走行経路Ｐ４とを識別可能となっている。

上述の如く、全ての直線走行経路Ｐ４に対して、表示用直線走行経路Ｐ５を生成して、生成した全ての表示用直線走行経路Ｐ５を表示部５１に表示させているが、直線走行経路Ｐ４の一部を表示用直線走行経路の生成対象として選択し、選択されたもののみ表示用直線走行経路Ｐ５を生成して、生成した表示用直線走行経路Ｐ５を表示部５１に表示させることもできる。ちなみに、残りの直線走行経路Ｐ４は、例えば、平面座標空間において両端部を結ぶ直線を生成して、その直線を表示部５１に表示させることになる。

この場合、例えば、東西方向に沿って延びる直線走行経路Ｐ４を表示用直線走行経路の生成対象として選択したり、経路長さが所定長さ以上の直線走行経路Ｐ４を表示用直線走行経路の生成対象として選択することができる。また、トラクタ１が自動走行中である直線走行経路Ｐ４のみを表示用直線走行経路の生成対象とすることもできる。このときには、トラクタ１が自動走行する直線走行経路Ｐ４が次の直線走行経路Ｐ４に変更されるに伴って、表示用直線走行経路の生成対象も次の直線走行経路Ｐ４に変更することになる。

生成された直線走行経路Ｐ４の向きがどのような向きとなっているかによって、表示用直線走行経路を生成するか否かを切り替えることもできる。例えば、生成された直線走行経路Ｐ４の延設方向が東西方向となっていれば、全ての直線走行経路Ｐ４に対して表示用直線走行経路を生成する。逆に、生成された直線走行経路Ｐ４の延設方向が南北方向となっていれば、全ての直線走行経路Ｐ４に対して表示用直線走行経路を生成せずに、平面座標空間において両端部を結ぶ直線を生成して、その直線を表示部５１に表示させることができる。このように、生成された直線走行経路Ｐ４（延長経路Ｐ２及び平行経路Ｐ３）の延設方向の向きに応じて、表示用直線走行経路を生成するか否かを切り替えることができる。

〔別実施形態〕
本発明の他の実施形態について説明する。
尚、以下に説明する各実施形態の構成は、夫々単独で適用することに限らず、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。

（１）作業車両の構成は種々の変更が可能である。
例えば、作業車両は、エンジン９と走行用の電動モータとを備えるハイブリット仕様に構成されていてもよく、また、エンジン９に代えて走行用の電動モータを備える電動仕様に構成されていてもよい。
例えば、作業車両は、走行部として、左右の後輪６に代えて左右のクローラを備えるセミクローラ仕様に構成されていてもよい。
例えば、作業車両は、左右の後輪６が操舵輪として機能する後輪ステアリング仕様に構成されていてもよい。

（２）上記実施形態では、分割点位置情報取得部９１、表示用直線走行経路生成部９２、作業車両位置情報取得部９３、表示制御部９４を携帯通信端末３に備えて、携帯通信端末３を走行経路表示装置としているが、例えば、トラクタ１のモニタ等の表示装置に、分割点位置情報取得部９１、表示用直線走行経路生成部９２、作業車両位置情報取得部９３、表示制御部９４を備えて、トラクタ１の表示装置を走行経路表示装置とこともできる。また、表示部を有する外部の管理装置に、分割点位置情報取得部９１、表示用直線走行経路生成部９２、作業車両位置情報取得部９３、表示制御部９４を備えて、外部の管理装置を走行経路装置とすることもできる。

（３）上記実施形態では、目標走行経路Ｐとして、複数の直線走行経路Ｐ４のみを生成する場合について例示したが、目標走行経路Ｐとしては、直線状の直線走行経路を含むものであればよく、各種の形状の走行経路を含む目標走行経路Ｐを生成する場合に適用可能である。

例えば、目標走行経路Ｐとして、直線状の直線走行経路を平行状態で複数並ぶように生成するとともに、直線走行経路の終端と次の直線走行経路の始端とを連結する状態で隣接する直線走行経路同士を連結する複数の旋回走行経路を生成することができる。この場合には、直線走行経路と作業車両の位置とを表示部に重畳表示させる際に、直線走行経路について表示用直線走行経路を生成し、その表示用直線走行経路と作業車両の位置とを重畳表示させることができる。

１トラクタ（作業車両）
３携帯通信端末（走行経路表示装置）
５１表示部
９１分割点位置情報取得部
９２表示用直線走行経路生成部
９３作業車両位置情報取得部
９４表示制御部
Ｐ２延長経路（直線走行経路）
Ｐ３平行経路（直線走行経路）

Claims

直線状の直線走行経路に沿って作業車両を自動走行させる自動走行システムに用いられる走行経路表示装置であって、
直線走行経路上に複数の分割点を設定し、各分割点における緯度・経度の位置情報を取得する分割点位置情報取得部と、
地図空間上において、前記分割点位置情報取得部にて取得した各分割点の位置情報に基づいて各分割点をプロットし、隣接する分割点を直線で結んだ表示用直線走行経路を生成する表示用直線走行経路生成部と、
作業車両における緯度・経度の位置情報を取得する作業車両位置情報取得部と、
前記表示用直線走行経路生成部にて生成された表示用直線走行経路と、前記作業車両位置情報取得部にて取得した作業車両の位置情報による作業車両の位置とを表示部に重畳表示させる表示制御部とが備えられている走行経路表示装置。
前記分割点位置情報取得部は、前記直線走行経路を均等に分割して複数の分割点を設定している請求項１に記載の走行経路表示装置。
前記表示制御部は、複数の直線走行経路のうち前記表示用直線走行経路の生成対象として選択された直線走行経路についてのみ、生成された前記表示用直線走行経路を前記表示部に表示させる請求項１又は２に記載の走行経路表示装置。
前記複数の直線走行経路のうち、前記作業車両が自動走行中である直線走行経路を、前記表示用直線走行経路の生成対象として選択する請求項３に記載の走行経路表示装置。
前記複数の直線走行経路のうち、延設方向が所定方向である直線走行経路を、前記表示用直線走行経路の生成対象として選択する請求項３に記載の走行経路表示装置。