JP7666995B2 - 経路生成方法、経路生成装置、及び経路生成プログラム - Google Patents

Description

本発明は、走行領域を自動走行する走行車両の目標経路を生成する経路生成方法、経路生成装置、及び経路生成プログラムに関する。

圃場、農園などの作業地に植えられた作物に対して薬液を散布しながら自動走行する作業車両が知られている（例えば特許文献１参照）。例えば、前記作業車両は、圃場の形状、作物の位置、作業の内容などの情報に基づいて予め生成された目標経路に従って自動走行を行う。

特開２０２１－００００２１号公報

ここで、枕地領域が狭い圃場の場合、前記作業車両が作物列を移動する際に適切に旋回できない場合がある。例えば、枕地領域が狭く十分な旋回領域を確保できない圃場において、前記作業車両が第１作物列の作業を終えて次の第２作物列に進入するために枕地領域で旋回（例えば１８０度旋回）する場合に、前記作業車両が圃場外に逸脱してしまう場合がある。従来の技術では、このような圃場に対して、適切な前記目標経路を生成することが困難である。

本発明の目的は、十分な旋回領域を確保できない圃場において適切に目標経路を生成することが可能な経路生成方法、経路生成装置、及び経路生成プログラムに関する。

本発明に係る経路生成方法は、作業対象物が配置される作業領域において、作業車両の走行方向である第１方向に前記作業車両を直進走行させる複数の作業経路を生成することと、前記作業領域の周囲の領域であって前記作業対象物が配置されない非作業領域のうち、前記作業領域に対して前記第１方向に隣接する第１非作業領域において、前記作業経路に続く経路であって、前記作業車両を直進走行させる直進経路を含む第１移動経路を生成することと、前記第１移動経路に続く単一の経路であって、前記作業車両を前記複数の作業経路のそれぞれに導く第２移動経路を生成することと、を実行する方法である。

本発明に係る経路生成装置は、経路生成処理部を備える。前記経路生成処理部は、作業対象物が配置される作業領域において、作業車両の走行方向である第１方向に前記作業車両を直進走行させる複数の作業経路を生成する。また、前記経路生成処理部は、前記作業領域の周囲の領域であって前記作業対象物が配置されない非作業領域のうち、前記作業領域に対して前記第１方向に隣接する第１非作業領域において、前記作業経路に続く経路であって、前記作業車両を直進走行させる直進経路を含む第１移動経路を生成する。また、前記経路生成処理部は、前記第１移動経路に続く単一の経路であって、前記作業車両を前記複数の作業経路のそれぞれに導く第２移動経路を生成する。

本発明に係る経路生成プログラムは、作業対象物が配置される作業領域において、作業車両の走行方向である第１方向に前記作業車両を直進走行させる複数の作業経路を生成することと、前記作業領域の周囲の領域であって前記作業対象物が配置されない非作業領域のうち、前記作業領域に対して前記第１方向に隣接する第１非作業領域において、前記作業経路に続く経路であって、前記作業車両を直進走行させる直進経路を含む第１移動経路を生成することと、前記第１移動経路に続く単一の経路であって、前記作業車両を前記複数の作業経路のそれぞれに導く第２移動経路を生成することと、を一又は複数のプロセッサーに実行させるためのプログラムである。

本発明によれば、十分な旋回領域を確保できない圃場において適切に目標経路を生成することが可能な経路生成方法、経路生成装置、及び経路生成プログラムを提供することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る自動走行システムの全体構成を示す模式図である。 図２は、本発明の実施形態に係る自動走行システムの構成を示すブロック図である。 図３は、本発明の実施形態に係る作業車両を左前方側から見た外観図である。 図４Ａは、本発明の実施形態に係る作業車両を左側から見た左側面の外観図である。 図４Ｂは、本発明の実施形態に係る作業車両を右側から見た右側面の外観図である。 図４Ｃは、本発明の実施形態に係る作業車両を背面側から見た背面の外観図である。 図５は、本発明の実施形態に係る作物列の一例を示す図である。 図６は、本発明の実施形態に係る第１経路生成モードによる目標経路の一例を示す図である。 図７Ａは、本発明の実施形態に係る目標経路の生成方法を説明するための図である。 図７Ｂは、本発明の実施形態に係る目標経路の生成方法を説明するための図である。 図８は、本発明の実施形態に係る圃場の一例を示す図である。 図９は、本発明の実施形態に係る経路生成モードを切り替える条件を説明するための図である。 図１０は、本発明の実施形態に係る第２経路生成モードによる目標経路の一例を示す図である。 図１１は、本発明の実施形態に係る自動走行システムによって実行される自動走行処理の手順の一例を示すフローチャートである。 図１２は、本発明の実施形態に係る第２経路生成モードによる目標経路の他の例を示す図である。 図１３は、本発明の実施形態に係る第２経路生成モードによる目標経路の他の例を示す図である。

以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

［自動走行システム１］
図１及び図２に示すように、本発明の実施形態に係る自動走行システム１は、作業車両１０と、操作端末２０と、基地局４０と、衛星５０とを含んでいる。作業車両１０及び操作端末２０は、通信網Ｎ１を介して通信可能である。例えば、作業車両１０及び操作端末２０は、携帯電話回線網、パケット回線網、又は無線ＬＡＮを介して通信可能である。

本実施形態では、作業車両１０が、圃場Ｆに植えられた作物Ｖ（図５参照）に薬液、水などを散布する散布作業を行う車両である場合を例に挙げて説明する。圃場Ｆは例えば葡萄園、林檎園などの果樹園である。作物Ｖは例えば葡萄の果樹である。前記散布作業は、例えば作物Ｖに薬液、水などの散布物を散布する作業である。他の実施形態として、作業車両１０は、除草作業を行う車両、葉刈作業を行う車両、収穫作業を行う車両であってもよい。

作物Ｖは、圃場Ｆにおいて所定の間隔で複数列に配置されている。具体的には、図５に示すように、複数の作物Ｖは、所定の方向（Ｄ１方向）に直線状に植えられており、直線状に並ぶ複数の作物Ｖを含む作物列Ｖｒを構成する。図５には、３つの作物列Ｖｒを例示している。各作物列Ｖｒは列方向（Ｄ２方向）に所定の間隔Ｗ１で配置されている。隣り合う作物列Ｖｒの間隔Ｗ２の領域（空間）は、作業車両１０がＤ１方向に走行しながら作物Ｖに対して散布作業を行う作業通路となる。

また、作業車両１０は、予め設定された目標経路Ｒに沿って自動走行（自律走行）することが可能である。例えば図６に示すように、作業車両１０は、作業開始位置Ｓから作業終了位置Ｇまで、作業経路Ｒ１（作業経路Ｒ１ａ～Ｒ１ｆ）及び移動経路Ｒ２を含む目標経路Ｒに沿って自動走行する。作業経路Ｒ１は、作業車両１０が作物Ｖに対して散布作業を行う直線状の経路であり、移動経路Ｒ２は、作業車両１０が散布作業を行わないで作物列Ｖｒ間を移動する経路である。移動経路Ｒ２には、例えば旋回経路及び直進経路が含まれる。図６に示す例では、圃場Ｆにおいて、作物列Ｖｒ１～Ｖｒ１１から成る作物Ｖが配置されている。図６では、作物Ｖが植えられている位置（作物位置）を「Ｖｐ」で表している。また、図６の圃場Ｆを走行する作業車両１０は、車体１００が門型の形状を有しており（図４Ｃ参照）、１つの作物列Ｖｒを跨いで走行しながら、当該作物列Ｖｒの作物Ｖ及び当該作物列Ｖｒに隣接する作物列Ｖｒに対して薬液を散布する。例えば図６に示すように、作業車両１０が作物列Ｖｒ５を跨いで走行する場合、作業車両１０の左側車体（左側部１００Ｌ）が作物列Ｖｒ４，Ｖｒ５の間の作業通路を走行し、作業車両１０の右側車体（右側部１００Ｒ）が作物列Ｖｒ５，Ｖｒ６の間の作業通路を走行し、かつ作物列Ｖｒ４，Ｖｒ５，Ｖｒ６の作物Ｖに対して薬液を散布する。

また、作業車両１０は、所定の列順序で自動走行を行う。例えば、作業車両１０は、作物列Ｖｒ１を跨いで走行し、次に作物列Ｖｒ３を跨いで走行し、次に作物列Ｖｒ５を跨いで走行する。このように、作業車両１０は、予め設定された作物列Ｖｒの順番に応じて自動走行を行う。なお、作業車両１０は、作物列Ｖｒの配列順に１列ごとに走行してもよいし、複数列おきに走行してもよい。

衛星５０は、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）等の衛星測位システムを構成する測位衛星であり、ＧＮＳＳ信号（衛星信号）を送信する。基地局４０は、衛星測位システムを構成する基準点（基準局）である。基地局４０は、作業車両１０の現在位置を算出するための補正情報を作業車両１０に送信する。

作業車両１０に搭載される測位装置１６は、衛星５０から送信されるＧＮＳＳ信号を利用して作業車両１０の現在位置（緯度、経度、高度）及び現在方位などを算出する測位処理を実行する。具体的には、測位装置１６は、２台の受信機（アンテナ１６４及び基地局４０）が受信する測位情報（ＧＮＳＳ信号など）と基地局４０で生成される補正情報とに基づいて作業車両１０を測位するＲＴＫ（Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｋｉｎｅｍａｔｉｃ）方式などを利用して作業車両１０を測位する。前記測位方式は周知の技術であるため詳細な説明は省略する。

以下、自動走行システム１を構成する各構成要素の詳細について説明する。

［作業車両１０］
図３は、作業車両１０を左前方側から見た外観図である。図４Ａは、作業車両１０を左側から見た左側面の外観図であり、図４Ｂは、作業車両１０を右側から見た右側面の外観図であり、図４Ｃは、作業車両１０を背面側から見た背面の外観図である。

図１～図４に示すように、作業車両１０は、車両制御装置１１、記憶部１２、走行装置１３、散布装置１４、通信部１５、測位装置１６、障害物検出装置１７などを備える。車両制御装置１１は、記憶部１２、走行装置１３、散布装置１４、測位装置１６、障害物検出装置１７などに電気的に接続されている。なお、車両制御装置１１及び測位装置１６は、無線通信可能であってもよい。

通信部１５は、作業車両１０を有線又は無線で通信網Ｎ１に接続し、通信網Ｎ１を介して操作端末２０などの外部機器との間で所定の通信プロトコルに従ったデータ通信を実行するための通信インターフェースである。

記憶部１２は、各種の情報を記憶するＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）又はＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）などの不揮発性の記憶部である。記憶部１２には、車両制御装置１１に後述の自動走行処理（図１１参照）を実行させるための自動走行プログラムなどの制御プログラムが記憶されている。例えば、前記自動走行プログラムは、ＣＤ又はＤＶＤなどのコンピュータ読取可能な記録媒体に非一時的に記録されており、所定の読取装置（不図示）で読み取られて記憶部１２に記憶される。なお、前記自動走行プログラムは、サーバー（不図示）から通信網Ｎ１を介して作業車両１０にダウンロードされて記憶部１２に記憶されてもよい。また、記憶部１２には、操作端末２０において生成される目標経路Ｒの情報を含む経路データが記憶される。例えば、前記経路データは、操作端末２０から作業車両１０に転送されて記憶部１２に記憶される。

ここで、作業車両１０は、圃場Ｆにおいて複数列に並べて植えられた作物Ｖ（果樹）を跨いで走行する門型の車体１００を備える。図４Ｃに示すように、車体１００は、左側部１００Ｌと、右側部１００Ｒと、左側部１００Ｌ及び右側部１００Ｒを接続する接続部１００Ｃとにより門型に形成されており、左側部１００Ｌ、右側部１００Ｒ、及び接続部１００Ｃの内側に作物Ｖの通過を許容する空間１００Ｓが確保される。

車体１００の左側部１００Ｌ及び右側部１００Ｒそれぞれの下端部には、クローラ１０１が設けられている。左側部１００Ｌには、エンジン（不図示）、バッテリー（不図示）などが設けられている。右側部１００Ｒには、散布装置１４の貯留タンク１４Ａ（図４Ｂ参照）などが設けられている。このように、車体１００の左側部１００Ｌ及び右側部１００Ｒに構成部品を振り分けて配置することにより、作業車両１０は、左右のバランスの均衡化及び低重心化が図られている。その結果、作業車両１０は、圃場Ｆの斜面などを安定して走行することができる。

走行装置１３は、作業車両１０を走行させる駆動部である。走行装置１３は、エンジン、クローラ１０１などを備える。

左右のクローラ１０１は、静油圧式無段変速装置による独立変速が可能な状態でエンジンからの動力により駆動される。これにより、車体１００は、左右のクローラ１０１が前進方向に等速駆動されることにより前進方向に直進する前進状態になり、左右のクローラ１０１が後進方向に等速駆動されることにより後進方向に直進する後進状態になる。また、車体１００は、左右のクローラ１０１が前進方向に不等速駆動されることにより前進しながら旋回する前進旋回状態になり、左右のクローラ１０１が後進方向に不等速駆動されることで後進しながら旋回する後進旋回状態になる。また、車体１００は、左右いずれか一方のクローラ１０１が駆動停止された状態で他方のクローラ１０１が駆動されることによりピボット旋回（信地旋回）状態になり、左右のクローラ１０１が前進方向と後進方向とに等速駆動されることでスピン旋回（超信地旋回）状態になる。また、車体１００は、左右のクローラ１０１が駆動停止されることで走行停止状態になる。尚、左右のクローラ１０１は、電動モータにより駆動される電動式に構成されていてもよい。

図４Ｃに示すように、散布装置１４は、薬液などを貯留する貯留タンク１４Ａ、薬液などを圧送する散布用ポンプ（不図示）、散布用ポンプを駆動する電動式の散布モータ（不図示）、車体１００の背部において縦向き姿勢で左右に２本ずつ並列に備えられた散布管１４Ｂ、各散布管１４Ｂに３個ずつ備えられた合計１２個の散布ノズル１４Ｃ、薬液などの散布量及び散布パターンを変更する電子制御式のバルブユニット（不図示）、及び、これらを接続する複数の散布用配管（図示せず）などを備えている。

各散布ノズル１４Ｃは、対応する散布管１４Ｂに、上下方向に位置変更可能に取り付けられている。これにより、各散布ノズル１４Ｃは、隣り合う散布ノズル１４Ｃとの間隔及び散布管１４Ｂに対する高さ位置を散布対象物（作物Ｖ）に応じて変更することができる。また、各散布ノズル１４Ｃは、車体１００に対する高さ位置及び左右位置を散布対象物に応じて変更可能に取り付けられている。

なお、散布装置１４において、各散布管１４Ｂに設けられる散布ノズル１４Ｃの数量は、作物Ｖの種類、各散布管１４Ｂの長さなどに応じて種々の変更が可能である。

図４Ｃに示すように、複数の散布ノズル１４Ｃのうち、最左端の散布管１４Ｂに設けられた３個の散布ノズル１４Ｃは、車体１００の左外方に位置する作物Ｖａに向けて薬液を左向きに散布する。複数の散布ノズル１４Ｃのうち、最左端の散布管１４Ｂに隣接する左内側の散布管１４Ｂに設けられた３個の散布ノズル１４Ｃは、車体１００における左右中央の空間１００Ｓに位置する作物Ｖｂに向けて薬液を右向きに散布する。複数の散布ノズル１４Ｃのうち、最右端の散布管１４Ｂに設けられた３個の散布ノズル１４Ｃは、車体１００の右外方に位置する作物Ｖｃに向けて薬液を右向きに散布する。複数の散布ノズル１４Ｃのうち、最右端の散布管１４Ｂに隣接する右内側の散布管１４Ｂに設けられた３個の散布ノズル１４Ｃは、空間１００Ｓに位置する作物Ｖｂに向けて薬液を左向きに散布する。

上記の構成により、散布装置１４においては、車体１００の左側部１００Ｌに設けられた２本の散布管１４Ｂと６個の散布ノズル１４Ｃとが左側の散布部１４Ｌとして機能する。また、車体１００の右側部１００Ｒに設けられた２本の散布管１４Ｂと６個の散布ノズル１４Ｃとが右側の散布部１４Ｒとして機能する。そして、左右の散布部１４Ｌ，１４Ｒは、車体１００の背部において、左右方向への散布が可能な状態で、左右の散布部１４Ｌ，１４Ｒの間に作物Ｖｂの通過（空間１００Ｓ）を許容する左右間隔を置いて配置されている。

散布装置１４において、散布部１４Ｌ，１４Ｒによる散布パターンには、散布部１４Ｌ，１４Ｒのそれぞれが左右の両方向に薬液を散布する４方向散布パターンと、散布部１４Ｌ，１４Ｒによる散布方向が限定された方向限定散布パターンとが含まれる。前記方向限定散布パターンには、散布部１４Ｌが左右の両方向に薬液を散布し、かつ、散布部１４Ｒが左方向のみに薬液を散布する左側３方向散布パターンと、散布部１４Ｌが右方向のみに薬液を散布し、かつ、散布部１４Ｒが左右の両方向に薬液を散布する右側３方向散布パターンと、散布部１４Ｌが右方向のみに薬液を散布し、かつ、散布部１４Ｒが左方向のみに薬液を散布する２方向散布パターンと、散布部１４Ｌが左方向のみに散布し、かつ、散布部１４Ｒが薬液を散布しない左側１方向散布パターンと、散布部１４Ｒが右方向のみに散布し、かつ、散布部１４Ｌが薬液を散布しない右側１方向散布パターンとが含まれる。

車体１００には、測位装置１６から取得する測位情報などに基づいて車体１００を圃場Ｆの目標経路Ｒに従って自動走行させる自動走行制御部、エンジンに関する制御を行うエンジン制御部、静油圧式無段変速装置に関する制御を行うＨＳＴ（Ｈｙｄｒｏ－Ｓｔａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）制御部、及び、散布装置１４などの作業装置に関する制御を行う作業装置制御部などが搭載されている。各制御部は、マイクロコントローラなどが搭載された電子制御ユニット、マイクロコントローラの不揮発性メモリ（例えばフラッシュメモリなどのＥＥＰＲＯＭ）に記憶された各種の情報及び制御プログラムなどによって構築されている。不揮発性メモリに記憶された各種の情報には、事前に生成された目標経路Ｒなどが含まれてもよい。本実施形態では、各制御部を総称して「車両制御装置１１」という（図２参照）。

測位装置１６は、測位制御部１６１、記憶部１６２、通信部１６３、及びアンテナ１６４などを備える通信機器である。アンテナ１６４は、車体１００の天井部（接続部１００Ｃ）の前方及び後方に設けられている（図３参照）。また車体１００の天井部には、作業車両１０の走行状態を表示する表示灯１０２などが設けられている（図３参照）。なお、測位装置１６には前記バッテリーが接続されており、測位装置１６は、前記エンジンの停止中も稼働可能である。

通信部１６３は、測位装置１６を有線又は無線で通信網Ｎ１に接続し、通信網Ｎ１を介して基地局４０などの外部機器との間で所定の通信プロトコルに従ったデータ通信を実行するための通信インターフェースである。

アンテナ１６４は、衛星から発信される電波（ＧＮＳＳ信号）を受信するアンテナである。アンテナ１６４が作業車両１０の前方及び後方に設けられているため、作業車両１０の現在位置及び現在方位を高精度に測位することができる。

測位制御部１６１は、一又は複数のプロセッサーと、不揮発性メモリ及びＲＡＭなどの記憶メモリとを備えるコンピュータシステムである。記憶部１６２は、測位制御部１６１に測位処理を実行させるための制御プログラム、及び、測位情報、移動情報などのデータを記憶する不揮発性メモリなどである。測位制御部１６１は、アンテナ１６４が衛星５０から受信するＧＮＳＳ信号に基づいて所定の測位方式（ＲＴＫ方式など）により作業車両１０の現在位置及び現在方位を測位する。

障害物検出装置１７は、車体１００の前方左側に設けられたライダーセンサー１７１Ｌと、車体１００の前方右側に設けられたライダーセンサー１７１Ｒとを備える（図３参照）。各ライダーセンサーは、例えばライダーセンサーが照射したレーザー光が測距点に到達して戻るまでの往復時間に基づいて測距点までの距離を測定するＴＯＦ（Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）方式により、ライダーセンサーから測定範囲の各測距点（測定対象物）までの距離を測定する。

ライダーセンサー１７１Ｌは、車体１００の前方左側の所定範囲が測定範囲に設定されており、ライダーセンサー１７１Ｒは、車体１００の前方右側の所定範囲が測定範囲に設定されている。各ライダーセンサーは、測定した各測距点までの距離、各測距点に対する走査角（座標）などの測定情報を車両制御装置１１に送信する。

また、障害物検出装置１７は、車体１００の前方側に設けられた左右の超音波センサー１７２Ｆ（図３参照）と、車体１００の後方側に設けられた左右の超音波センサー１７２Ｒ（図４Ａ～図４Ｃ参照）とを備える。各超音波センサーは、超音波センサーが発信した超音波が測距点に到達して戻るまでの往復時間に基づいて測距点までの距離を測定するＴＯＦ方式により、超音波センサーから測距点までの距離を測定する。

前方左側の超音波センサー１７２Ｆは、車体１００の前方左側の所定範囲が測定範囲に設定されており、前方右側の超音波センサー１７２Ｆは、車体１００の前方右側の所定範囲が測定範囲に設定されており、後方左側の超音波センサー１７２Ｒは、車体１００の後方左側の所定範囲が測定範囲に設定されており、後方右側の超音波センサー１７２Ｒは、車体１００の後方右側の所定範囲が測定範囲に設定されている。各超音波センサーは、測定した測定対象物までの距離と測定対象物の方向とを含む測定情報を車両制御装置１１に送信する。

また、障害物検出装置１７は、車体１００の前方側に設けられた左右の接触センサー１７３Ｆ（図３参照）と、車体１００の後方側に設けられた左右の接触センサー１７３Ｒ（図４Ａ及び図４Ｂ参照）とを備える。車体１００の前方側の接触センサー１７３Ｆは、接触センサー１７３Ｆに障害物が接触した場合に障害物を検出する。車体１００の後方側の接触センサー１７３Ｒの前方（作業車両１０の後方側）には散布装置１４が設けられており、接触センサー１７３Ｒは、散布装置１４に対して障害物が接触した場合に散布装置１４が後方（作業車両１０の前方側）に移動することにより障害物を検出する。各接触センサーは、障害物を検出した場合に検出信号を車両制御装置１１に送信する。

車両制御装置１１は、障害物検出装置１７から取得する障害物に関する測定情報に基づいて、作業車両１０が障害物に衝突する可能性がある場合に障害物を回避する回避処理を実行する。

車両制御装置１１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭなどの制御機器を有する。前記ＣＰＵは、各種の演算処理を実行するプロセッサーである。前記ＲＯＭは、前記ＣＰＵに各種の演算処理を実行させるためのＢＩＯＳ及びＯＳなどの制御プログラムが予め記憶される不揮発性の記憶部である。前記ＲＡＭは、各種の情報を記憶する揮発性又は不揮発性の記憶部であり、前記ＣＰＵが実行する各種の処理の一時記憶メモリー（作業領域）として使用される。そして、車両制御装置１１は、前記ＲＯＭ又は記憶部１２に予め記憶された各種の制御プログラムを前記ＣＰＵで実行することにより作業車両１０を制御する。

車両制御装置１１は、作業車両１０の走行を制御する。具体的には、車両制御装置１１は、測位装置１６により測位される作業車両１０の位置を示す位置情報に基づいて、目標経路Ｒに沿って作業車両１０を自動走行させる。例えば、前記測位状態がＲＴＫ測位可能な状態になって、操作端末２０の操作画面においてオペレータがスタートボタンを押下すると、操作端末２０は作業開始指示を作業車両１０に出力する。車両制御装置１１は、操作端末２０から前記作業開始指示を取得すると、測位装置１６により測位される作業車両１０の位置を示す位置情報に基づいて作業車両１０の自動走行を開始させる。これにより、作業車両１０は、目標経路Ｒに沿って自動走行を開始し、前記作業通路において散布装置１４による散布作業を開始する。

また、車両制御装置１１は、操作端末２０から走行停止指示を取得すると作業車両１０の自動走行を停止させる。例えば、操作端末２０の操作画面においてオペレータがストップボタンを押下すると、操作端末２０は前記走行停止指示を作業車両１０に出力する。車両制御装置１１は、操作端末２０から前記走行停止指示を取得すると、作業車両１０の自動走行を停止させる。これにより、作業車両１０は、自動走行を停止し、散布装置１４による散布作業を停止する。

上記の構成により、作業車両１０を目標経路Ｒに沿って高精度に自動走行させることができるとともに、散布装置１４による薬液などの散布作業を適正に行うことができる。

上述した作業車両１０の構成は、本発明の作業車両の一構成例であって、本発明は上述の構成に限定されない。上述の作業車両１０は、第１作物列Ｖｒを跨いで走行しながら、前記第１作物列Ｖｒと、前記第１作物列Ｖｒの左右方向それぞれの第２作物列Ｖｒとに散布物を散布する散布作業を行うことが可能な車両である。他の実施形態として、作業車両１０は、車体１００が門型の形状ではなく、車体１００全体が作物列Ｖｒの間（作業通路）を走行する通常の形状であってもよい。この場合、作業車両１０は、作物列Ｖｒを跨がずに各作業通路を順に自動走行する。また、散布装置１４は、一つの散布部を備え、左右の両方向に薬液を散布する散布パターンと、左方向のみに薬液を散布する散布パターンと、右方向のみに薬液を散布する散布パターンとを切り替えて散布作業を行う。

［操作端末２０］
図２に示すように、操作端末２０は、制御部２１、記憶部２２、操作表示部２３、及び通信部２４などを備える情報処理装置である。操作端末２０は、タブレット端末、スマートフォンなどの携帯端末で構成されてもよい。操作端末２０は、本発明の経路生成装置の一例である。

通信部２４は、操作端末２０を有線又は無線で通信網Ｎ１に接続し、通信網Ｎ１を介して一又は複数の作業車両１０などの外部機器との間で所定の通信プロトコルに従ったデータ通信を実行するための通信インターフェースである。

操作表示部２３は、各種の情報を表示する液晶ディスプレイ又は有機ＥＬディスプレイのような表示部と、操作を受け付けるタッチパネル、マウス、又はキーボードのような操作部とを備えるユーザーインターフェースである。オペレータは、前記表示部に表示される操作画面において、前記操作部を操作して各種情報（後述の作業車両情報、圃場情報、作業情報など）を登録する操作を行うことが可能である。また、オペレータは、前記操作部を操作して作業車両１０に対する作業開始指示、走行停止指示などを行うことが可能である。さらに、オペレータは、作業車両１０から離れた場所において、操作端末２０に表示される走行軌跡、車体１００の周囲画像により、圃場Ｆ内を目標経路Ｒに従って自動走行する作業車両１０の走行状態、作業状況、及び周囲の状況を把握することが可能である。

記憶部２２は、各種の情報を記憶するＨＤＤ又はＳＳＤなどの不揮発性の記憶部である。記憶部２２には、制御部２１に後述の経路生成処理を含む自動走行処理（図１１参照）を実行させるための自動走行プログラム（経路生成プログラム）などの制御プログラムが記憶されている。例えば、前記自動走行プログラムは、ＣＤ又はＤＶＤなどのコンピュータ読取可能な記録媒体に非一時的に記録されており、所定の読取装置（不図示）で読み取られて記憶部２２に記憶される。なお、前記自動走行プログラムは、サーバー（不図示）から通信網Ｎ１を介して操作端末２０にダウンロードされて記憶部２２に記憶されてもよい。

制御部２１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭなどの制御機器を有する。前記ＣＰＵは、各種の演算処理を実行するプロセッサーである。前記ＲＯＭは、前記ＣＰＵに各種の演算処理を実行させるためのＢＩＯＳ及びＯＳなどの制御プログラムが予め記憶される不揮発性の記憶部である。前記ＲＡＭは、各種の情報を記憶する揮発性又は不揮発性の記憶部であり、前記ＣＰＵが実行する各種の処理の一時記憶メモリー（作業領域）として使用される。そして、制御部２１は、前記ＲＯＭ又は記憶部２２に予め記憶された各種の制御プログラムを前記ＣＰＵで実行することにより操作端末２０を制御する。

ところで、枕地領域が狭い圃場Ｆの場合、作業車両１０が作物列Ｖｒを移動する際に適切に旋回できない場合がある。例えば図８に示すように、枕地領域Ｆａが狭く十分な旋回領域を確保できない圃場Ｆにおいて、作業車両１０が第１作物列の作業を終えて次の第２作物列に進入するために枕地領域Ｆａで旋回（例えば１８０度旋回）する場合に、作業車両１０が圃場外に逸脱してしまう場合がある。従来の技術では、このような圃場Ｆに対して、適切な目標経路Ｒを生成することが困難である。これに対して、本実施形態に係る操作端末２０では、十分な旋回領域を確保できない圃場Ｆにおいて適切に目標経路Ｒを生成することが可能である。

なお、図８において、符号Ｆ１は、作物Ｖが配置された作業領域を表し、符号Ｆａ及びＦｃは作業車両１０が旋回する枕地領域（旋回領域）を表し、符号Ｆｂは作業車両１０が移動するための移動領域を表している。また、枕地領域Ｆａ及びＦｃ、移動領域Ｆｂは、作業領域Ｆ１の周囲の領域であって、作物Ｖが配置されていない非作業領域に含まれる。

具体的には、図２に示すように、制御部２１は、設定処理部２１１、経路生成処理部２１２、出力処理部２１３などの各種の処理部を含む。なお、制御部２１は、前記ＣＰＵで前記制御プログラムに従った各種の処理を実行することによって前記各種の処理部として機能する。また、一部又は全部の前記処理部が電子回路で構成されていてもよい。なお、前記制御プログラムは、複数のプロセッサーを前記処理部として機能させるためのプログラムであってもよい。

設定処理部２１１は、作業車両１０に関する情報（以下、作業車両情報という。）と、圃場Ｆに関する情報（以下、圃場情報という。）と、作業（ここでは散布作業）に関する情報（以下、作業情報という。）とを設定して登録する。

前記作業車両情報の設定処理において、設定処理部２１１は、作業車両１０の機種、作業車両１０においてアンテナ１６４が取り付けられている位置、作業機（ここでは散布装置１４）の種類、作業機のサイズ及び形状、作業機の作業車両１０に対する位置、作業車両１０の作業中の車速及びエンジン回転数、作業車両１０の旋回中の車速及びエンジン回転数等の情報について、オペレータが操作端末２０において登録する操作を行うことにより当該情報を設定する。本実施形態では、作業機の情報として、散布装置１４に関する情報が設定される。

前記圃場情報の設定処理において、設定処理部２１１は、圃場Ｆの位置及び形状、作業を開始する作業開始位置Ｓ及び作業を終了する作業終了位置Ｇ（図６参照）、作業方向等の情報について、オペレータが操作端末２０において登録する操作を行うことにより当該情報を設定する。なお、作業方向とは、圃場Ｆから枕地領域Ｆａ等の非作業領域を除いた領域である作業領域Ｆ１において、散布装置１４で散布作業を行いながら作業車両１０を走行させる方向を意味する。

圃場Ｆの位置及び形状の情報は、例えばオペレータが作業車両１０を手動により圃場Ｆの外周に沿って一回り周回走行させ、そのときのアンテナ１６４の位置情報の推移を記録することで、自動的に取得することができる。また、圃場Ｆの位置及び形状は、操作端末２０に地図を表示させた状態でオペレータが操作端末２０を操作して当該地図上の複数の点を指定することで得られた多角形に基づいて取得することもできる。取得された圃場Ｆの位置及び形状により特定される領域は、作業車両１０を走行させることが可能な領域（走行領域）である。

前記作業情報の設定処理において、設定処理部２１１は、作業情報として、作業車両１０が枕地において旋回する場合にスキップする作業経路の数であるスキップ数、枕地の幅等を設定可能に構成されている。

経路生成処理部２１２は、前記各設定情報に基づいて、作業車両１０を自動走行させる経路である目標経路Ｒを生成する。目標経路Ｒは、例えば作業開始位置Ｓから作業終了位置Ｇまでの経路である。経路生成処理部２１２は、十分な旋回領域を確保できる圃場Ｆの場合に第１経路生成モードにより目標経路Ｒを生成し、十分な旋回領域を確保できない圃場Ｆの場合に第２経路生成モードにより目標経路Ｒを生成する。すなわち、経路生成処理部２１２は、圃場Ｆの形状に基づいて、目標経路Ｒを生成する経路生成モードを、第１経路生成モード又は第２経路生成モードに設定して目標経路Ｒを生成する経路生成処理を実行する。経路生成処理部２１２は、本発明の経路生成処理部の一例である。

ここで、第１経路生成モードによる目標経路Ｒ（図６参照）の生成方法の一例を説明する。図６に示す目標経路Ｒは、作物Ｖが植えられた領域（作業領域Ｆ１）において作物Ｖに対して薬液を散布する直線状の作業経路Ｒ１と、作物Ｖが植えられていない領域（枕地領域Ｆａ）において散布作業を行わないで作物列Ｖｒ間を移動する移動経路Ｒ２とを含む。

図７Ａ及び図７Ｂには、第１経路生成モードによる目標経路Ｒの生成方法の概要を示している。図７Ａには、作物列Ｖｒを模式的に示している。先ず、オペレータは作業車両１０を手動により作物列Ｖｒの外周に沿って走行させる（図７Ａ参照）。作業車両１０は、走行中に各作物列Ｖｒの一方側（図７Ａの下側）の端点Ｅ１と他方側（図７Ａの上側）の端点Ｅ２とを検出し、各端点Ｅ１，Ｅ２の位置情報（座標）を取得する。なお、端点Ｅ１，Ｅ２は、既に植えられた作物Ｖの位置であってもよいし、これから植える予定の作物Ｖの位置を示す目標物の位置であってもよい。経路生成処理部２１２は、作業車両１０から各端点Ｅ１，Ｅ２の位置情報（座標）を取得すると、対応する端点Ｅ１，Ｅ２同士を結ぶ線Ｌ１（図７Ｂ参照）を作物列Ｖｒの作業経路Ｒ１に設定し、複数の作業経路Ｒ１と移動経路Ｒ２（旋回経路）とを含む目標経路Ｒを生成する。また、経路生成処理部２１２は、作業車両１０が作業領域Ｆ１において複数の作業経路Ｒ１を往復走行し、枕地領域Ｆａにおいて１８０度旋回する目標経路Ｒを生成する。経路生成処理部２１２は、生成した目標経路Ｒを記憶部２２に記憶してもよい。

次に、第２経路生成モードによる目標経路Ｒの生成方法の一例について、図８に示す圃場Ｆを例に挙げて説明する。ここで、経路生成処理部２１２は、圃場Ｆ及び作業車両１０に関する情報が所定の条件を満たす場合に、第２経路生成モードにより目標経路Ｒを生成する。具体的には、経路生成処理部２１２は、以下の条件式を満たす場合に、第２経路生成モードにより目標経路Ｒを生成する。
Ｄ＜１．５Ｌ＋Ｗ／２＋ｒ

図９には、作業車両１０と枕地領域Ｆａとの関係を模式的に示している。図９には、作業車両１０が作業経路Ｒｘ（第１作物列Ｖｒ）の作業を終えて枕地領域Ｆａにおいて旋回経路Ｒａを旋回して次の作業経路Ｒｙ（第２作物列Ｖｒ）に移動する様子を示している。前記条件式において、「Ｄ」は枕地領域Ｆａの幅を示し、「Ｌ」は作業車両１０の全長を示し、「Ｗ」は作業車両１０の横幅を示し、「ｒ」は作業車両１０の旋回半径を示している。なお、作業車両１０の旋回開始位置は、作物列Ｖｒの端点Ｅ２（終点）から作業車両１０の全長の半分の長さ（０．５Ｌ）の位置に設定される。

前記条件式を満たす場合、作業車両１０は枕地領域Ｆａにおいて１８０度旋回を行うことができず、圃場外に逸脱する恐れがある。そこで、経路生成処理部２１２は、前記条件式を満たす場合に、第２経路生成モードにより目標経路Ｒを生成する。すなわち、経路生成処理部２１２は、前記条件式を満たさない場合に第１経路生成モードにより目標経路Ｒ（図６参照）を生成し、前記条件式を満たす場合に第２経路生成モードにより目標経路Ｒ（図１０参照）を生成する。

図１０には、第２経路生成モードによる目標経路Ｒの一例を示している。経路生成処理部２１２は、操作画面においてオペレータから作業開始位置Ｓ及び作業終了位置Ｇを指定する操作を受け付け、当該操作に基づいて作業開始位置Ｓ及び作業終了位置Ｇを設定する。

また、経路生成処理部２１２は、作業領域Ｆ１において、作業車両１０の走行方向である第１方向Ｄａに作業車両１０を直進走行させる複数の作業経路Ｒ１（図１０では作業経路Ｒ１ａ～Ｒ１ｆ）を生成する。なお、経路生成処理部２１２は、第１経路生成モードによる目標経路Ｒの作業経路Ｒ１の生成方法（図７Ａ及び図７Ｂ参照）と同様に、各作物列Ｖｒの端点Ｅ１，Ｅ２を結ぶ線により一方向（第１方向Ｄａ）の複数の作業経路Ｒ１を生成する。

また、経路生成処理部２１２は、作業領域Ｆ１の周囲の領域であって作物Ｖが配置されない非作業領域のうち、作業領域Ｆ１に対して第１方向Ｄａに隣接する枕地領域Ｆａ（本発明の第１非作業領域に相当）において、作業経路Ｒ１に続く移動経路Ｒ３（本発明の第１移動経路に相当）を生成する。移動経路Ｒ３には、作業経路Ｒ１に接続する旋回経路Ｒ３ａと、旋回経路Ｒ３ａに接続する直進経路Ｒ３ｂとが含まれる。また、直進経路Ｒ３ｂは、第１方向Ｄａに対して所定角度θで傾斜した方向に延在する。

また、経路生成処理部２１２は、移動経路Ｒ３に続く単一の経路であって、作業車両１０を複数の作業経路Ｒ１（作業経路Ｒ１ａ～Ｒ１ｆ）のそれぞれに導く移動経路Ｒ４（本発明の第２移動経路に相当）を生成する。移動経路Ｒ４には、直進経路Ｒ３ｂに接続する旋回経路Ｒ４ａと、旋回経路Ｒ４ａに接続する直進経路Ｒ４ｂとが含まれる。また、移動経路Ｒ４は、非作業領域のうち、作業領域Ｆ１に対して第１方向Ｄａに直交する方向に隣接する非作業領域である移動領域Ｆｂ（本発明の第２非作業領域に相当）に含まれる。また、直進経路Ｒ４ｂは、第１方向Ｄａとは反対方向の第２方向Ｄｂに延在する。

また、経路生成処理部２１２は、移動経路Ｒ４に続く経路であって、複数の作業経路Ｒ１（作業経路Ｒ１ａ～Ｒ１ｆ）のそれぞれに接続する移動経路Ｒ５を生成する。移動経路Ｒ５には、直進経路Ｒ４ｂに接続する旋回経路Ｒ５ａと、旋回経路Ｒ５ａに接続する直進経路Ｒ５ｂと、直進経路Ｒ５ｂ及び作業経路Ｒ１に接続する旋回経路Ｒ５ｃとが含まれる。また、移動経路Ｒ５は、非作業領域のうち、作業領域Ｆ１に対して第２方向Ｄｂに隣接する枕地領域Ｆｃに含まれる。また、直進経路Ｒ５ｂは、第１方向Ｄａ及び第２方向Ｄｂに直交する方向に延在する。なお、図１０に示す枕地領域Ｆｃは、前記条件式を満たさない幅を有してもよい。

また、経路生成処理部２１２は、旋回経路Ｒ３ａの旋回半径ＴＲ０、旋回経路Ｒ４ａの旋回半径ＴＲ１、旋回経路Ｒ５ａの旋回半径ＴＲ２、及び旋回経路Ｒ５ｃの旋回半径ＴＲ３を設定する。例えば、経路生成処理部２１２は、操作画面においてオペレータから旋回半径を選択する操作（本発明のユーザー操作に相当）を受け付ける。そして、経路生成処理部２１２は、各旋回経路の旋回半径をオペレータの選択操作に基づいて設定する。ここで、作業経路Ｒ１と直進経路Ｒ３ｂとのなす角度θは９０度よりも大きくなっている。この場合、経路生成処理部２１２は、旋回経路Ｒ３ａの旋回半径ＴＲ０を、旋回経路Ｒ４ａの旋回半径ＴＲ１、旋回経路Ｒ５ａの旋回半径ＴＲ２、及び旋回経路Ｒ５ｃの旋回半径ＴＲ３よりも小さい値に設定する。すなわち、経路生成処理部２１２は、十分な旋回領域を確保できない枕地領域Ｆａにおいて、旋回半径を小さい値に設定することにより作業車両１０を旋回させる。

前記旋回半径の設定方法は、上記の構成に限定されない。他の実施形態として、経路生成処理部２１２は、圃場Ｆの形状、旋回領域（枕地領域Ｆａ）の幅、作業車両１０のサイズ及び形状などの情報に基づいて、各旋回半径を設定してもよい。すなわち、経路生成処理部２１２は、前記ユーザー操作を介することなく各旋回半径を自動的に設定してもよい。

このように、経路生成処理部２１２は、第２経路生成モードにおいて、作業開始位置Ｓから作業終了位置Ｇまで作業車両１０を自動走行させる、作業経路Ｒ１、移動経路Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５を含む目標経路Ｒ（図１０参照）を生成する。作業車両１０は、生成された目標経路Ｒに沿って自動走行を行う。すなわち、作業車両１０は、作業領域Ｆ１を走行する場合に作業経路Ｒ１ａ～Ｒ１ｆを順に第１方向Ｄａに走行し、移動領域Ｆｂを走行する場合に同一の移動経路Ｒ４（直進経路Ｒ４ｂ）を繰り返し走行することにより、圃場Ｆ内を周回走行する。このように、作業車両１０は、作業経路Ｒ１ａ～Ｒ１ｆを往路として順に走行し、移動経路Ｒ４を固定の復路として走行することにより周回走行する。

また、経路生成処理部２１２は、目標経路Ｒを走行する作業車両１０の走行速度を設定する。具体的には、経路生成処理部２１２は、移動経路Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５を走行する作業車両１０の走行速度を、移動経路の長さに応じた速度に設定する。例えば、経路生成処理部２１２は、移動経路に含まれる直進経路の長さが長い程、走行速度を高速に設定する。例えば、作業経路Ｒ１の走行速度をＶ１、直進経路Ｒ３ｂの走行速度をＶ３、直進経路Ｒ４ｂの走行速度をＶ４、直進経路Ｒ５ｂの走行速度をＶ５とした場合に、走行速度Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５を、走行速度Ｖ１よりも高速に設定する。また、直進経路Ｒ４ｂの長さが直進経路Ｒ３ｂ及び直進経路Ｒ５ｂよりも長い場合に、走行速度Ｖ４を走行速度Ｖ３，Ｖ５よりも高速に設定する。これにより、移動経路Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５を走行する走行速度を一律（同一速度）に設定した場合よりも走行時間を短くすることが可能となるため、作業効率を向上させることができる。

以上のように、経路生成処理部２１２は、圃場Ｆが前記条件式を満たさない場合に第１経路生成モードにより目標経路Ｒを生成し、圃場Ｆのうち少なくとも一部の枕地領域が前記条件式を満たす場合に第２経路生成モードにより目標経路Ｒを生成する。

出力処理部２１３は、経路生成処理部２１２が生成した目標経路Ｒの情報を含む経路データを作業車両１０に出力する。なお、出力処理部２１３は、前記経路データをサーバー（不図示）に出力してもよい。前記サーバーは、複数の操作端末２０のそれぞれから取得する複数の前記経路データを操作端末２０及び作業車両１０に関連付けて記憶し管理する。

制御部２１は、上述の処理に加えて、各種情報を操作表示部２３に表示させる処理を実行する。例えば、制御部２１は、作業車両情報、圃場情報、作業情報などを登録する登録画面、目標経路Ｒを生成する操作画面、作業車両１０に自動走行を開始させる操作画面、作業車両１０の走行状態などを表示する表示画面などを操作表示部２３に表示させる。

また制御部２１は、オペレータから各種操作を受け付ける。具体的には、制御部２１は、オペレータから作業車両１０に作業を開始させる作業開始指示、自動走行中の作業車両１０の走行を停止させる走行停止指示などを受け付ける。制御部２１は、前記各指示を受け付けると、前記各指示を作業車両１０に出力する。

作業車両１０の車両制御装置１１は、操作端末２０から作業開始指示を取得すると、作業車両１０の自動走行及び散布作業を開始させる。また、車両制御装置１１は、操作端末２０から走行停止指示を取得すると、作業車両１０の自動走行及び散布作業を停止させる。

なお、操作端末２０は、サーバーが提供する農業支援サービスのウェブサイト（農業支援サイト）に通信網Ｎ１を介してアクセス可能であってもよい。この場合、操作端末２０は、制御部２１によってブラウザプログラムが実行されることにより、サーバーの操作用端末として機能することが可能である。

［自動走行処理］
以下、図１１を参照しつつ、操作端末２０の制御部２１及び作業車両１０の車両制御装置１１によって実行される前記自動走行処理の一例について説明する。

なお、本発明は、前記自動走行処理に含まれる一又は複数のステップを実行する自動走行方法の発明として捉えることができる。また、ここで説明する前記自動走行処理に含まれる一又は複数のステップは適宜省略されてもよい。なお、前記自動走行処理における各ステップは同様の作用効果を生じる範囲で実行順序が異なってもよい。さらに、ここでは制御部２１及び車両制御装置１１が前記自動走行処理における各ステップを実行する場合を例に挙げて説明するが、一又は複数のプロセッサーが当該自動走行処理における各ステップを分散して実行する自動走行方法も他の実施形態として考えられる。前記自動走行処理には、操作端末２０の制御部２１が実行する経路生成処理が含まれる。また、前記自動走行方法は、本発明の経路生成方法を含む。

ステップＳ１において、操作端末２０の制御部２１は、各種設定情報を登録する。具体的には、制御部２１は、オペレータの設定操作に基づいて、作業車両１０に関する情報（作業車両情報）と、圃場Ｆに関する情報（圃場情報）と、作業に関する情報（作業情報）とを設定して登録する。

次にステップＳ２において、制御部２１は、圃場Ｆの枕地領域の幅が所定幅以上であるか否かを判定する。例えば図８に示す圃場Ｆにおいて、制御部２１は、前記圃場情報に基づいて枕地領域Ｆａの幅Ｄ（図９参照）が所定幅（１．５Ｌ＋Ｗ／２＋ｒ）以上であるか否かを判定する。枕地領域Ｆａの幅Ｄが所定幅以上である場合（Ｓ２：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ３に移行する。一方、枕地領域Ｆａの幅Ｄが所定幅未満である場合（Ｓ２：Ｎｏ）、処理はステップＳ２１に移行する。なお、図６に示す圃場Ｆは、枕地領域Ｆａの幅Ｄが所定幅以上である場合の圃場を示し、図８に示す圃場Ｆは、枕地領域Ｆａの幅Ｄが所定幅未満である場合の圃場を示している。

ステップＳ３では、制御部２１は、第１経路生成モードにより目標経路Ｒを生成する。例えば、制御部２１は、オペレータから図６に示す圃場Ｆにおいて作業開始位置Ｓ及び作業終了位置Ｇを指定する操作を受け付けると、作業領域Ｆ１において作業車両１０を往復走行させる複数の作業経路Ｒ１と、枕地領域Ｆａ，Ｆｃにおいて作業車両１０を１８０度旋回させる移動経路Ｒ２とを含む目標経路Ｒを生成する。ステップＳ３の後、処理はステップＳ４に移行する。

これに対して、ステップＳ２１では、制御部２１は、第２経路生成モードにより目標経路Ｒを生成する。例えば、制御部２１は、オペレータから図８に示す圃場Ｆにおいて作業開始位置Ｓ及び作業終了位置Ｇを指定する操作を受け付けると、作業領域Ｆ１において作業車両１０を一方向（第１方向Ｄａ）に走行させる複数の作業経路Ｒ１と、枕地領域Ｆａにおいて作業車両１０を直進走行させる直進経路Ｒ３ｂを含む移動経路Ｒ３と、移動経路Ｒ３に続く単一の経路であって、作業車両１０を一方向（第２方向Ｄｂ）に直進走行させる直進経路Ｒ４ｂを含む移動経路Ｒ４と、移動経路Ｒ４に続く経路であって、作業車両１０を各作業経路Ｒ１（作業経路Ｒ１ａ～Ｒ１ｆ）に進入させる移動経路Ｒ５と、を含む目標経路Ｒを生成する。

なお、移動経路Ｒ４は非作業領域の移動領域Ｆｂに設定され、移動経路Ｒ４に含まれる直進経路Ｒ４ｂは、第１方向Ｄａとは反対方向の第２方向Ｄｂに延在する。ステップＳ２１の後、処理はステップＳ４に移行する。

ステップＳ４では、制御部２１は、目標経路Ｒの経路データを作業車両１０に転送する。作業車両１０の車両制御装置１１は、前記経路データを取得すると記憶部１２に記憶する。

次にステップＳ５において、車両制御装置１１は、操作端末２０から作業開始指示を取得したか否かを判定する。例えば、オペレータが操作端末２０においてスタートボタンを押下すると、操作端末２０は作業開始指示を作業車両１０に出力する。車両制御装置１１が操作端末２０から作業開始指示を取得すると（Ｓ５：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ６に移行する。車両制御装置１１は、操作端末２０から作業開始指示を取得するまで待機する（Ｓ５：Ｎｏ）。

ステップＳ６において、車両制御装置１１は、前記経路データに応じた目標経路Ｒに沿って自動走行を開始する。例えば図６に示す圃場Ｆでは、作業車両１０は、第１経路生成モードにより生成された目標経路Ｒに沿って自動走行を行う。また例えば図１０に示す圃場Ｆでは、作業車両１０は、第２経路生成モードにより生成された目標経路Ｒに沿って自動走行を行う。

次にステップＳ７において、車両制御装置１１は、作業車両１０が作業を終了したか否かを判定する。車両制御装置１１は、作業車両１０の位置が作業終了位置Ｇに一致する場合に作業を終了したと判定する。作業車両１０が作業を終了した場合（Ｓ７：Ｙｅｓ）、前記自動走行処理は終了する。車両制御装置１１は、作業車両１０が作業を終了するまでステップＳ７の処理を繰り返して自動走行を継続する。

以上説明したように、本実施形態に係る自動走行システム１は、作業対象物（作物Ｖ）が配置される作業領域Ｆ１において、作業車両１０の走行方向である第１方向Ｄａに作業車両１０を直進走行させる複数の作業経路Ｒ１を生成し、作業領域Ｆ１の周囲の領域であって前記作業対象物が配置されない非作業領域のうち、作業領域Ｆ１に対して第１方向Ｄａに隣接する第１非作業領域（枕地領域Ｆａ）において、作業経路Ｒ１に続く経路であって、作業車両１０を直進走行させる直進経路Ｒ３ｂを含む移動経路Ｒ３を生成し、移動経路Ｒ３に続く単一の経路であって、作業車両１０を複数の作業経路Ｒ１のそれぞれに導く移動経路Ｒ４を生成する。

また、本実施形態に係る自動走行方法（経路生成方法）は、一又は複数のプロセッサーが、作業対象物（作物Ｖ）が配置される作業領域Ｆ１において、作業車両１０の走行方向である第１方向Ｄａに作業車両１０を直進走行させる複数の作業経路Ｒ１を生成することと、作業領域Ｆ１の周囲の領域であって前記作業対象物が配置されない非作業領域のうち、作業領域Ｆ１に対して第１方向Ｄａに隣接する第１非作業領域（枕地領域Ｆａ）において、作業経路Ｒ１に続く経路であって、作業車両１０を直進走行させる直進経路Ｒ３ｂを含む移動経路Ｒ３を生成することと、移動経路Ｒ３に続く単一の経路であって、作業車両１０を複数の作業経路Ｒ１のそれぞれに導く移動経路Ｒ４を生成することと、を実行する方法である。

上記の構成によれば、例えば図１０に示すように、枕地領域Ｆａが作業車両１０を１８０度旋回させることが困難な形状である場合に、作業車両１０を、作業経路Ｒ１を走行させた後に、枕地領域Ｆａにおいて１８０度旋回させることなく直進経路Ｒ３ｂを直進走行させる目標経路Ｒを生成することができる。このように、十分な旋回領域を確保できない圃場Ｆにおいて適切に目標経路Ｒを生成することが可能になる。そして、作業車両１０は、十分な旋回領域を確保できない圃場Ｆにおいても、効率的に自動走行しながら作業を行うことができる。

本発明は上述した実施形態に限定されない。本発明の他の実施形態について以下に説明する。

例えば図１２に示す圃場Ｆは、作業領域Ｆ１に対して第１方向Ｄａに隣接する枕地領域Ｆａ及び第２方向Ｄｂに隣接する枕地領域Ｆｃの両方が前記条件式を満たす圃場である。この場合、本発明の他の実施形態として、経路生成処理部２１２は、作業領域Ｆ１の周囲の領域であって作物Ｖが配置されない非作業領域のうち、作業領域Ｆ１に対して第２方向Ｄｂに隣接する枕地領域Ｆｃにおいて、作業経路Ｒ１に接続する移動経路Ｒ５を生成する。移動経路Ｒ５には、移動経路Ｒ４の直進経路Ｒ４ｂに接続する旋回経路Ｒ５ａと、旋回経路Ｒ５ｃに接続する直進経路Ｒ５ｂとが含まれる。また、直進経路Ｒ５ｂは、第１方向Ｄａに対して所定角度θで傾斜した方向に延在する。

また、経路生成処理部２１２は、旋回経路Ｒ５ｃの旋回半径ＴＲ３を、旋回経路Ｒ４ａの旋回半径ＴＲ１及び旋回経路Ｒ５ａの旋回半径ＴＲ２よりも小さい値に設定する。このように、経路生成処理部２１２は、圃場Ｆのうち少なくとも一部の枕地領域が前記条件式を満たす場合に第２経路生成モードにより目標経路Ｒを生成する。

本発明の他の実施形態として、作業車両１０が１８０度旋回することが困難な枕地領域Ｆａに含まれる移動経路Ｒ３に接続する移動経路Ｒ４（復路）が、作業領域Ｆ１に含まれてもよい。すなわち、移動経路Ｒ４に含まれる直進経路Ｒ４ｂは、作業経路Ｒ１の一つであってもよい。例えば、図１３に示すように、直進経路Ｒ４ｂは、複数の作業経路Ｒ１のうち作業領域Ｆ１の端部に位置する作業経路Ｒ１ｇであってもよい。これにより、作業車両１０は、作業領域Ｆ１を走行する場合に作業経路Ｒ１ａ～Ｒ１ｆを順に第１方向Ｄａに走行し、同一の移動経路Ｒ４（作業経路Ｒ１ｇ）を繰り返し走行することにより、圃場Ｆ内を周回走行する。このように、作業車両１０は、作業経路Ｒ１ａ～Ｒ１ｆを往路として順に走行し、作業経路Ｒ１ｇを固定の復路として走行することにより周回走行する。

なお、図１３に示す目標経路Ｒにおいて、作業車両１０は、作業経路Ｒ１ｇを１回目に走行する際に散布作業を行い、２回目以降に走行する際には散布作業を行わない。また、作業車両１０は、作業経路Ｒ１ｇを２回目以降に走行する際の走行速度を、１回目に走行する際の走行速度よりも高速に設定してもよい。

上述の各実施形態では、操作端末２０単体が本発明に係る経路生成装置に相当するが、本発明に係る経路生成装置は、操作端末２０及びサーバー（不図示）のうち一又は複数の構成要素を含むものであってもよい。例えば、前記サーバー単体が本発明に係る経路生成装置を構成してもよい。

１ ：自動走行システム
１０ ：作業車両
１１ ：車両制御装置
１４ ：散布装置
１６ ：測位装置
１７ ：障害物検出装置
２０ ：操作端末（経路生成装置）
２１１ ：設定処理部
２１２ ：経路生成処理部
２１３ ：出力処理部
４０ ：基地局
５０ ：衛星
Ｆ ：圃場
Ｆ１ ：作業領域
Ｒ ：目標経路
Ｒ１ ：作業経路
Ｒ２ ：移動経路
Ｒ３ ：移動経路（第１移動経路）
Ｒ３ｂ ：直進経路
Ｒ４ ：移動経路（第２移動経路）
Ｒ４ｂ ：直進経路
Ｆａ ：枕地領域（第１非作業領域）
Ｆｂ ：移動領域（第２非作業領域）
Ｖ ：作物（作業対象物）
Ｖｒ ：作物列
Ｄａ ：第１方向
Ｄｂ ：第２方向

Claims (9)

1. 作業対象物が配置される作業領域において、作業車両の走行方向である第１方向に前記作業車両を直進走行させる複数の作業経路を生成することと、
   前記作業領域の周囲の領域であって前記作業対象物が配置されない非作業領域のうち、前記作業領域に対して前記第１方向に隣接する第１非作業領域において、前記作業経路に続く経路であって、前記作業車両を直進走行させる直進経路を含む第１移動経路を生成することと、
   前記非作業領域のうち、前記作業領域に対して前記第１方向に直交する方向に隣接する第２非作業領域において、前記第１移動経路に続く単一の経路であって、前記作業車両を前記複数の作業経路のそれぞれに導く第２移動経路を生成することと、
   を実行する経路生成方法。
2. 前記第２移動経路は、前記第１方向とは反対方向の第２方向に前記作業車両を直進走行させる直進経路を含む、
   請求項１に記載の経路生成方法。
3. 前記第１移動経路に含まれる前記直進経路は、前記第１方向に対して傾斜した方向に延在する、
   請求項１又は２に記載の経路生成方法。
4. 前記第１移動経路に含まれる旋回経路の旋回半径を、前記第２移動経路に含まれる旋回経路の旋回半径よりも小さい値に設定する、
   請求項１～３のいずれかに記載の経路生成方法。
5. 旋回経路の旋回半径を選択するユーザー操作を受け付け、
   前記第１移動経路に含まれる旋回経路の旋回半径と、前記第２移動経路に含まれる旋回経路の旋回半径とを、前記ユーザー操作に基づいて設定する、
   請求項４に記載の経路生成方法。
6. 前記第２移動経路を走行する前記作業車両の走行速度を、前記第２移動経路の長さに応じた速度に設定する、
   請求項１～５のいずれかに記載の経路生成方法。
7. 前記作業車両は、第１作業対象物を跨いで走行しながら、前記第１作業対象物と、前記第１作業対象物の左右方向それぞれの第２作業対象物とに散布物を散布する散布作業を行うことが可能な車両である、
   請求項１～６のいずれかに記載の経路生成方法。
8. 作業対象物が配置される作業領域において、作業車両の走行方向である第１方向に前記作業車両を直進走行させる複数の作業経路と、
   前記作業領域の周囲の領域であって前記作業対象物が配置されない非作業領域のうち、前記作業領域に対して前記第１方向に隣接する第１非作業領域において、前記作業経路に続く経路であって、前記作業車両を直進走行させる直進経路を含む第１移動経路と、
   前記非作業領域のうち、前記作業領域に対して前記第１方向に直交する方向に隣接する第２非作業領域において、前記第１移動経路に続く単一の経路であって、前記作業車両を前記複数の作業経路のそれぞれに導く第２移動経路と、
   を生成する経路生成処理部を備える経路生成装置。
9. 作業対象物が配置される作業領域において、作業車両の走行方向である第１方向に前記作業車両を直進走行させる複数の作業経路を生成することと、
   前記作業領域の周囲の領域であって前記作業対象物が配置されない非作業領域のうち、前記作業領域に対して前記第１方向に隣接する第１非作業領域において、前記作業経路に続く経路であって、前記作業車両を直進走行させる直進経路を含む第１移動経路を生成することと、
   前記非作業領域のうち、前記作業領域に対して前記第１方向に直交する方向に隣接する第２非作業領域において、前記第１移動経路に続く単一の経路であって、前記作業車両を前記複数の作業経路のそれぞれに導く第２移動経路を生成することと、
   を一又は複数のプロセッサーに実行させるための経路生成プログラム。