トラクタの直線作業をアシストする自動操舵システム

　全地球測位システム（GPS）を用いた自動操舵システムが既に実用化され、北海道を中心に普及が進んでいる。北海道での自動操舵システムの販売数は、平成26年度は480台、27年度は730台と急拡大しており、前述のような背景から高いニーズがあると推測される。一方、本州以南の地域の合計は、26、27年度ともに約30台と横ばいであり、この要因として自動操舵システムの価格が考えられる。播種や畝立てなどの作業では、高精度なRTK-GPS^（注）を使用する必要があり、現状では200万〜300万円程度の価格となっている。北海道では2000万円を超える大型トラクタが多く普及するが、本州以南では本体価格が400万〜600万円程度の中小型トラクタが中心であり、自動操舵システムの価格は相対的に割高な状態となっている。このような状況から、本州以南にも普及を進めるには、中小型トラクタの本体価格の10％程度まで低価格化した自動操舵システムの開発が必要と考えられる。

（注）リアルタイムキネマティックGPSの略称。位置の誤差を補正する情報を携帯電話や無線通信によって受信することで、誤差1〜2センチメートルの高い精度を得る方式のGPS。ただし、携帯電話からの情報は有料であり、無線通信には近隣にGPSの固定局が必要となる。

　開発した自動操舵システム（以下「本システム」という）は、既存のキャビン付きトラクタに画像装置と操舵装置を後付け装着する構成である（写真1、表）。画像装置は単眼式のカメラと小型計算機が一体化した市販機器を中心として筐(きょう)体(たい)に収納した構造で、キャビン内の上部に取り付けられ、トラクタ前方の風景と地面を撮像し、その画像を独自に開発したアルゴリズムで解析し、走行制御に必要な各種の情報を抽出する。操舵装置はメーターパネルのバイザー上に固定され、操作レバーに内蔵された小型モーターで駆動されるローラーによって、ステアリングホイールを外周から回転させる構造であり、画像装置から出力される信号に応じて操舵制御を行う。また、画像装置には無線LANによる通信機能が装備されており、ユーザーが所有するスマートフォンと接続して、カメラ画像の表示や後述する操作を行うことができる。

　写真6はかんしょ栽培用の畝立て作業に本システムを適用した結果の例である。作業軌跡の精度は、おおむね行程の80％以上で±5センチメートル以内となり、熟練オペレーターと同レベルの精度が得られる。また、追従アシスト機能では、少々曲がった畑や行程にも対応が可能であり、曲率半径（メートル）で400R程度までの円弧に追従できる（写真7）。ただし、曲がった作業跡への追従では、作業精度が10センチメートルを超える誤差を生じる場合もあり、あらかじめ行程間隔を広めに設定するなどの対応が必要である。