JPH03150607A - 自動走行作業車の誘導装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、自動走行作業車の誘導装置に関するものであ
る。

従来の技術 現在、自律走行車の制御技術を応用して、ゴルフ場のコ
ース内を作業者が操縦することなく無人で芝刈作業等を
行うことを目的とした不整地用の自動走行作業車の開発
、実用化が進められている。

このような自動走行作業車の誘導装置としては、連続し
た磁石や低周波電流が流される連続した誘導ケーブル等
の誘導体を作業地域の地下に埋設し。

これらの誘導体を検出するセンサを自動走行作業車に設
け、センサによる検出結果に基づいて誘導体を自動走行
作業車の中央に位置させるように操向制御する誘導装置
が一般的である。

発明が解決しようとする課題 ゴルフ場のような広大な場所で、自動走行作業車を走行
させる軌跡にそって連続した誘導体を埋設するためには
、大掛かりな工事を行わなければならず、多額の設備投
資が必要となっている。しかも、磁石を用いる場合には
磁石自体の価格が高く、また、誘導ケーブルを用いる場
合には電源設備が必要であるため、より一層多額の設備
投資が必要となっている。

さらに、磁石を埋設した場合、磁気の強さのばらつきや
減磁作用による磁気の低下等により、磁石が発する磁気
の検出を確実に行うことができなくなり、ひいては、確
実な誘導を行えなくなるという欠点がある。

課題を解決するための手段 自動走行作業車を走行させる作業地域の地下に多数の金
属片を前記自動走行作業車を走行させる軌跡にそって間
欠的に埋設し、前記金属片を検出する金属検知センサと
前記自動走行作業車の進行方向を検出する方位センサと
を前記自動走行作業車に設け、前記金属検知センサが前
記金属片を検出している際における前記方位センサの検
出結果の平均値を演算して平均方位を求める演算部と、
前記平均方位を記憶する記憶部とを設け、前記金属検知
センサからの検出結果に基づいて前記自動走行作業車を
操向制御するとともに、前記金属検知センサが前記金属
片を検出できなくなった際には前記記憶部に記憶されて
いる平均方位と前記方位センサが検出している検出方位
との比較結果に基づいて前記自動走行作業車を操向制御
する操向制御部を設けた。

また、金属検知センサを左右方向に移動させる駆動部を
設けるとともに前記金属探知センサによる前記金属片の
検出位置と自動走行作業車との偏位量を判別する判別手
段を設けた。

また、金属検知センサを自動走行作業車の進行方向と直
交する左右方向にそって複数個配設するとともに、前記
金属検知センサからの検出出力を比較する比較手段と検
出出力が最大値となった前記金属探知センサと前記自動
走行作業車との偏位量を判別する判別手段とを設けた。

作用 金属検知センサが金属片を検出している際には、金属検
知センサからの検出結果に基づいて操向制御部により自
動走行作業車の操向制御が行われる。

また、方位センサが自動走行作業車の進行方向を検出し
ており、金属検知センサが金属片を検出している際には
、演算部における演算によって方位センサからの検出結
果の平均値が平均方位として求められ、この平均方位は
記憶部に記憶される。

そして、自動走行作業車が間欠的に埋設した金属片と金
属片との間の部分を走行し、金属検知センサが金属片を
検出できなくなった際には、記憶部に記憶されている平
均方位と方位センサが検出している検出方位とが比較さ
れ、その比較結果に基づいて操向制御部により自動走行
作業車の操向制御が行われる。

また、駆動部により金属検知センサを左右方向に移動さ
せながら自動走行作業車を走行させると。

金属検知センサによる金属片の検出精度が向上し、さら
に、検出した金属片の位置と自動走行作業車との偏位量
が判別手段により判別され、判別手段１からの判別結果
に基づいて操向制御部により自動走行作業車の操向制御
が行われる。

また、金属検知センサを自動走行作業車の進行方向と直
交する左右方向にそって複数個配設した状態で自動走行
作業車を走行させる二とにより、自動走行作業車が横滑
りしたような場合でも金属片の検出が容易に行われ、さ
らに、複数個の金属検知センサからの検出出力が比較手
段により比較され、検出出力が最大値となった金属検知
センサと自動走行作業車との偏位量が判別手段により判
別される。そして、判別手段からの判別結果に基づいて
操向制御部により自動走行作業車の操向制御が行われる
。

実施例 請求項１記載の発明の一実施例を第１図乃至第４図に基
づいて説明する。自動走行作業車である自動走行芝刈機
ｌの腹部には、前輪２と後輪３との間に位置してモア４
が昇降自在に取付けられており、また、前記自動走行芝
刈機１には前記前輪２を走行するステアリング装置５が
設けられている。

一方、前記自動走行芝刈機１を走行させる作業地域の地
下には、前記自動走行芝刈機ｌを走行させる軌跡にそっ
て多数の金属片６，７が間欠的に埋設されている。なお
、第４図に示すように、作業地域の端部においては金属
片７は半円弧状に形成されたものが埋設され、他の地域
においては金属片６は直線状に形成されたものが埋設さ
れている。また、自動走行芝刈機ｌの走行方向にそって
埋設された直線状の金属片６同志の間隔は、自動走行芝
刈機１より長く設定されており、直線状の金属片６と半
円弧状の金属片７との間隔は非常に短く設定されている
。

つぎに、前記自動走行芝刈機１の前方下部には、前記金
属片６，７を検出するための金属検知センサ８が設けら
れており、また、前記自動走行芝刈機ｌの後部上方には
地磁気を検出することにより前記自動走行芝刈機ｌの進
行方向を検出する方位センサ９が設けられている。さら
に、前記自動走行芝刈機１には、前記金属検知センサ８
が前記金属片６，７を検出しながら走行している際にお
ける前記方位センサ９の検出結果の平均値を演算して平
均方位を求める演算部１０と、二の平均方位を記憶する
記憶部１１とが設けられている。

ここで、前記金属検知センサ８は、第３図に示すように
、電気信号を発振する発振部１２と１発振部１２から発
振された電気信号によって高周波磁界を作る送信コイル
１３と、高周波磁界を受信する一対の受信コイル１４．
１５と、受信コイル１４．１５から発生する電気信号の
差を増幅する増幅器１６と、増幅された信号を検波する
検波器１７とにより構成されている。

さらに、前記自動走行芝刈機１には、前記検波器、１７
からの検波信号に基づいて前記金属片６゜７を前記金属
検知センサ８の真下に位置させるための操向制御信号を
前記ステアリング装置５に出力するとともに、前記金属
検知センサ８が前記金属片６，７を検出できなくなった
際には、前記記憶部１１に記憶された平均方位と前記方
位センサ９が検出している検出方位とを一致させるため
の操向制御信号を前記ステアリング装置５に出力する操
向制御部である誘導コントローラ１８が設けられている
。

このような構成において、自動走行芝刈機ｌによる作業
を行う際には、自動走行芝刈機ｌをスタート地点から埋
設されている金属片６，７にそって走行させる。走行を
開始すると、まず、金属検知センサ８が最初の金属片６
を検出し、金属片６が金属検知センサ８の真下位置から
左右方向へずれている場合には、そのずれ量に応じた検
波信号が検波器１７から出力される。そして、この検波
信号が誘導コントローラ１８に入力されると、この検波
信号に基づいた操向制御信号が誘導コントローラ１８か
らステアリング装置５に出力され、自動走行芝刈機１は
検出中の金属片６を常に金属検知センサ８の真下に位置
させるように操向制御される。一方、方位センサ９は自
動走行芝刈機１の進行方向を常に検出しており、金属検
知センサ８が金属片６を検出している際における方位セ
ンサ９からの検出結果の平均値である平均方位が演算部
１０において演算され、演算された平均方位は記憶部１
１に記憶される。

自動走行芝刈機ｌが進行し、金属検知センサ８が金属片
６の上方を通過して金属片６と金属片６との間の上方に
至り、金属片６を検出できなくなった場合には、記憶部
１１に記憶されている平均方位が呼び出されるとともに
この平均方位と方位センサ９が検出している検出方位と
が比較される。

そして、これらの平均方位と検出方位とを一致させるた
めの操向制御信号が誘導コントローラ１８からステアリ
ング装置５に出力され、自動走行芝刈機１は、直前まで
検出していた金属片６の延長線にそって直進する。

自動走行芝刈機ｌがさらに進行し、金属検知センサ８が
次の金属片６を検出した場合には、検波器１７からの検
波信号に基づいた自動走行芝刈機ｌの操向制御が再開さ
れる。一方、記憶部１１に記憶されていた平均方位がキ
ャンセルされ、方位センサ９の検出結果に基づく平均方
位の演算、及び、演算した平均方位の記憶が再開される
。

なお、作業地域の端部において、半円弧状の金属片７か
ら直線状の金属片６に向かって走行する場合は、これら
の金属片６，７同志の間隔が極めて短く設定されている
ため、金属片７にそって走行していた際の平均方位と金
属片７を通過した後の検出方位とに基づいて走行する距
離が極めて短く、自動走行芝刈機ｌは走行すべき軌跡を
外れる前に直線状の金属片６を検出することとなり１作
業地域の端部における旋回が走行すべき軌跡にそってス
ムーズに行われる。

ついで、請求項２記載の発明の一実施例を第５図及び第
６図に基づいて説明する。なお、第１図乃至第４図にお
いて説明した部分と同一部分は同一符号で示し、説明も
省略する（以下、同様）。

自動走行芝刈機１の前方中央部には駆動部であるモータ
１９が取付けられており、上下方向の軸心を有する前記
モータ１９の回転軸２０の下端部には水平方向に延出す
るレバー２１の一端が固定され、レバー２１の他端には
金属片６，７を検出するための金属検知センサ８が取付
けられている。

また、前記モータ１９の上部には前記レバー２１の回転
位置を検出するポテンショメータ２２が取付けられてい
る。そして、前記金属検知センサ８と前記ポテンショメ
ータ２２とに接続されるとともに、前記金属検知センサ
８が前記金属片６．７を検出した際における前記ポテン
ショメータ２２の検出結果から、検出した金属片６，７
の位置と前記自動走行芝刈機１の中央位置との偏位量を
判別する判別手段２３が設けられている。そして、モー
タ１９の回転軸２０を支点として回転する金属検知セン
サ８が金属片６，７の上方を通過する際に相対的に金属
片６．７が移動することとなって高周波磁界が乱され、
その乱れを電気的に捉えることによって金属片６，７の
検出を行っている。

このような構成において、自動走行芝刈機■による作業
を行う際には、自動走行芝刈機ｌを地下に埋設されてい
る金属片６，７ににそって走行させるとともに、モータ
１９の駆動により金属検知センサ８を水平面内で回転さ
せる。回転する金属検知センサ８は金属片６，７の上方
を通過した際に金属片６，７を検出するとともに、その
ときのレバー２１の回転位置をポテンショメータ２２が
検出し、ポテンショメータ２２からの検出結果に基づい
て、検出した金属片６．７の位置と自動走行芝刈機１の
中央位置との左右方向の偏位量が判別手段２３により判
別される９そして、判別手段２３から偏位量に応じた判
別信号が誘導コントローラ１８に入力されると、この判
別信号に基づいて誘導コントローラ１８からステアリン
グ装置５に繰向制御信号が出力され、自動走行芝刈機１
は検出中の金属片６が自動走行芝刈機１の中央位置に位
置するように操向制御される。なお、金属検知センサ８
はモータ１９の回転軸２０を支点として回転しているた
め、広い範囲で金属片６，７の検出を行うことができる
。

なお、本実施例においては、金属検知センサ８をモータ
１９により回転させることによって金属検知センサ８を
左右方向に移動させているが、リンク機構を用いて金属
検知センサ８を左右方向に往復移動させてもよい。

ついで、請求項３記載の発明の一実施例を第７図及び第
８図に基づいて説明する。自動走行芝刈機１の前方下部
には、第７図に示すように自動走行芝刈機１の走行方向
と直交する左右方向にそって複数個の金属検知センサ８
ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅが配設されている。さらに
、前記自動走行芝刈機ｌには、前記各金属検知センサ８
ａ〜８ｅの検波器１７に接続されるとともに各金属検知
センサ８ａ〜８ｅからの検出出力を比較する比較手段２
４と、検出出力が最大値となった金属検知センサと自動
走行芝刈機１の中央位置との偏位量を判別する判別手段
２５とが設けられている。

このような構成において、自動走行芝刈機１による作業
を行う際には、自動走行芝刈機１を地下に埋設されてい
る金属片６．７にそって走行させる。スタート地点から
走行を開始すると、まず、金属検知センサ８ａ〜８ｅが
金属片６，７を検出し、各金属検知センサ８ａ〜８ｅか
らの検出出力が比較手段２４により比較され、さらに、
検出出力が最大値である金属検知センサと自動走行芝刈
機１の中央位置との偏位量が判別手段２５により判別さ
れる。そして、偏位量に応じた判別信号が判別手段２５
から誘導コントローラ１８に出力され、この判別信号に
基づいて誘導コントローラ１８からステアリング装置５
に操向制御信号が出力され、自動走行芝刈機１は検出中
の金属片６，７が自動走行芝刈機ｌの中央位置に位置す
るように操向制御される。なお、金属検知センサ８ａ〜
８ｅは左右方向にそって複数個配設されているため、金
属片６，７の検出を広い範囲で行うことができ、自動走
行芝刈機１が大きく横滑りを生じた場合でもひき続き金
属片６，７を検出することができ、作業を円滑に続行す
ることができる。

発明の効果 本発明は、上述のように自動走行作業車を自動走行させ
る軌跡にそって多数の金属片を間欠的に地下に埋設し、
これらの金属片にそって自動走行作業車を走行させるよ
うにしたことにより、連続した磁石や連続した誘導ケー
ブル等の連続した誘導体を走行軌跡にそって埋設する場
合に比べて設備投資額を大幅に低減させることができ、
さらに、磁石を埋設する場合に比べて磁気のばらつきや
磁気の低下により自動操向が不能になるという事態の発
生を防止することができる。また、金属検知センサが金
属片を検出できなくなった際には記憶部に記憶しである
平均方位と方位センサが検出している検出方位との比較
結果に基づいて操向制御部により自動走行作業車を操向
制御したことにより、金属片の埋設を間欠的に行ってい
るにも係らず所定の走行軌跡にそって確実に自動走行さ
せることができる。さらに、金属検知センサを左右方向
に移動させながら金属片の検出を行うことによリ、金属
片検出範囲を大きく広げることができるとともに低速走
行時の検出性能を高めることができ、複数個の金属検知
センサを左右方向に配設することにより、自動走行作業
車が横滑り等によって本来の走行軌跡から大きく外れた
場合でも金属検知センサによる金属片の検出を可能にし
て操向制御を続行することができる等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】 第１図乃至第４図は請求項１記載の発明の一実施例を示
すもので、第１図は制御システムを示すブロック図、第
２図は自動走行芝刈機を示す側面図、第３図は金属検知
センサの内部構造を示すブロック図、第４図は金属片の
埋設状態を示す説明図、第５図及び第６図は請求項２記
載の発明の一実施例を示すもので、第５図は自動走行芝
刈機を示す側面図、第６図は制御システムを示すブロッ
ク図、第７図及び第８図は請求項３記載の発明の一実施
例を示すもので、第７図は自動走行芝刈機を示す正面図
、第８図は制御システムを示すブロック図である。 １・・・自動走行作業車、６，７・・・金属片、８・・
・金属検知センサ、８ａ〜８ｅ・・・金属検知センサ、
９・・・方位センサ、１０・・・演算部、１１・・・記
憶部、Ｉ８・・・操向制御部、１９・・・駆動部、２３
・・・判別手段、２４・・・比較手段、２５・・・判別
手段用　願　人　　石川島芝浦機械株式会社」 ６図 」Ｏ 」」 Ｃ 濶 」Ｕ 旧

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、自動走行作業車を走行させる作業地域の地下に多数
   の金属片を前記自動走行作業車を走行させる軌跡にそつ
   て間欠的に埋設し、前記金属片を検出する金属検知セン
   サと前記自動走行作業車の進行方向を検出する方位セン
   サとを前記自動走行作業車に設け、前記金属検知センサ
   が前記金属片を検出している際における前記方位センサ
   の検出結果の平均値を演算して平均方位を求める演算部
   と、前記平均方位を記憶する記憶部とを設け、前記金属
   検知センサからの検出結果に基づいて前記自動走行作業
   車を操向制御するとともに、前記金属検知センサが前記
   金属片を検出できなくなつた際には前記記憶部に記憶さ
   れている平均方位と前記方位センサが検出している検出
   方位との比較結果に基づいて前記自動走行作業車を操向
   制御する操向制御部を設けたことを特徴とする自動走行
   作業車の誘導装置。 ２、金属検知センサを左右方向に移動させる駆動部を設
   けるとともに前記金属探知センサによる前記金属片の検
   出位置と自動走行作業車との偏位量を判別する判別手段
   を設けたことを特徴とする請求項１記載の自動走行作業
   車の誘導装置。 ３、金属検知センサを自動走行作業車の進行方向と直交
   する左右方向にそって複数個配設するとともに、前記金
   属検知センサからの検出出力を比較する比較手段と検出
   出力が最大値となった前記金属探知センサと前記自動走
   行作業車との偏位量を判別する判別手段とを設けたこと
   を特徴とする請求項１記載の自動走行作業車の誘導装置
   。