JPH0323924B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0323924B2 JPH0323924B2 JP57100134A JP10013482A JPH0323924B2 JP H0323924 B2 JPH0323924 B2 JP H0323924B2 JP 57100134 A JP57100134 A JP 57100134A JP 10013482 A JP10013482 A JP 10013482A JP H0323924 B2 JPH0323924 B2 JP H0323924B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- boundary
- vehicle body
- control device
- sensors
- steering
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
- G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
- G05D1/0231—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means
- G05D1/0238—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means using obstacle or wall sensors
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Guiding Agricultural Machines (AREA)
- Steering Controls (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は倣いセンサー付走行車輛、詳しくは、
走行地の所定境界を検出する倣いセンサーと、検
出された境界に沿つて車体を自動的に走行させる
べく制御する制御装置とを備えた倣いセンサー付
走行車輛に関する。
走行地の所定境界を検出する倣いセンサーと、検
出された境界に沿つて車体を自動的に走行させる
べく制御する制御装置とを備えた倣いセンサー付
走行車輛に関する。
従来のこの種の倣いセンサー付走行車輛におい
ては、走行地の境界を検出するセンサーを車体に
設けて、このセンサーの境界検出結果に基いて操
向車輪を所定方向に自動的に一定量ステアリング
して、この境界に沿つて自動的に走行すべく倣い
走行制御が行なわれていた。
ては、走行地の境界を検出するセンサーを車体に
設けて、このセンサーの境界検出結果に基いて操
向車輪を所定方向に自動的に一定量ステアリング
して、この境界に沿つて自動的に走行すべく倣い
走行制御が行なわれていた。
しかしながら、従来例にあつては、車体が境界
を越えたか否かをON・OFF的に検出可能であつ
たが、その進入角までは検出することはできなか
つた。
を越えたか否かをON・OFF的に検出可能であつ
たが、その進入角までは検出することはできなか
つた。
従つて、車体の境界への進入時に、その進入角
に拘わらず、一定のステアリング量で車体を反対
方向へステアリングし、再度境界を検出すると逆
方向にステアリングさせるというように、その境
界に沿つて走行させるべくステアリング制御して
いたものである。
に拘わらず、一定のステアリング量で車体を反対
方向へステアリングし、再度境界を検出すると逆
方向にステアリングさせるというように、その境
界に沿つて走行させるべくステアリング制御して
いたものである。
そのため、車体の境界への進入時において、そ
の角度によつては、操向車輪が必要以上に大きく
ステアリングされて曲りすぎて車体を境界にうま
く沿わせることができず、逆方向のステアリング
操作を永続的に繰り返すといつた、いわゆるハン
チング現象をひき起し易く、そのために、特に、
倣いセンサー付走行車輛としての芝刈作業車にあ
つては、その刈跡がうねつて美観を損なうという
重大な欠点を生じる不都合が有つた。
の角度によつては、操向車輪が必要以上に大きく
ステアリングされて曲りすぎて車体を境界にうま
く沿わせることができず、逆方向のステアリング
操作を永続的に繰り返すといつた、いわゆるハン
チング現象をひき起し易く、そのために、特に、
倣いセンサー付走行車輛としての芝刈作業車にあ
つては、その刈跡がうねつて美観を損なうという
重大な欠点を生じる不都合が有つた。
又、従来、境界へ車体が進入してから一定のス
テアリング速度でステアリング操作して倣いセン
サーが境界検出状態となるようにしていたため
に、境界への進入角が同じでも車速が異なると、
ステアリング操作が車速に追従できない場合があ
り、前述と同様に車体を境界にうまく沿わせるこ
とができないという不都合があつた。
テアリング速度でステアリング操作して倣いセン
サーが境界検出状態となるようにしていたため
に、境界への進入角が同じでも車速が異なると、
ステアリング操作が車速に追従できない場合があ
り、前述と同様に車体を境界にうまく沿わせるこ
とができないという不都合があつた。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであ
つて、作業地と非作業地との境界へ車体が進入す
るときには、その進入角に対応した最適ステアリ
ング制御を行うことができ、しかも、その制御を
車速に拘わらず精度良く行うことができる倣いセ
ンサー付走行車輛の提供を目的とする。
つて、作業地と非作業地との境界へ車体が進入す
るときには、その進入角に対応した最適ステアリ
ング制御を行うことができ、しかも、その制御を
車速に拘わらず精度良く行うことができる倣いセ
ンサー付走行車輛の提供を目的とする。
本発明にかかる倣いセンサー付走行車輛は、上
記目的を達成するために、冒記構造のものにおい
て、 〔イ〕 前記倣いセンサーを、車体前方において左
右方向に所定間隔を隔てて並設してあるふたつ
のセンサーとによつて構成している。
記目的を達成するために、冒記構造のものにおい
て、 〔イ〕 前記倣いセンサーを、車体前方において左
右方向に所定間隔を隔てて並設してあるふたつ
のセンサーとによつて構成している。
〔ロ〕 前記車体の移動距離を連続的に検出可能な
距離センサーを備えている。
距離センサーを備えている。
〔ハ〕 前記制御装置は、前記ふたつのセンサーに
よる作業地と非作業地との境界の検出結果に基
づいて、前記車体を境界に沿わせるように操向
駆動機構に対して指令する倣い運転指令手段を
備えている。
よる作業地と非作業地との境界の検出結果に基
づいて、前記車体を境界に沿わせるように操向
駆動機構に対して指令する倣い運転指令手段を
備えている。
〔ニ〕 前記制御装置は、前記ふたつのセンサーに
よる境界検出時間差の間に前記距離センサーに
よつて検出される検出移動距離と、前記ふたつ
のセンサーの前記所定間隔とにより、前記車体
の前記境界に対する進入角を、次式、 θ=tan-1(d/x) に基づいて算出する進入角算出手段を備えてい
る。
よる境界検出時間差の間に前記距離センサーに
よつて検出される検出移動距離と、前記ふたつ
のセンサーの前記所定間隔とにより、前記車体
の前記境界に対する進入角を、次式、 θ=tan-1(d/x) に基づいて算出する進入角算出手段を備えてい
る。
〔ホ〕 前記制御装置は、前記検出移動距離と、前
記ふたつのセンサーによる境界検出時間差とに
より車速を算出する車速算出手段を備えてい
る。
記ふたつのセンサーによる境界検出時間差とに
より車速を算出する車速算出手段を備えてい
る。
〔ヘ〕 前記制御装置は、前記車速の算出結果が大
きいほど、ステアリング速度を大きく設定する
ステアリング速度設定手段を備えている。
きいほど、ステアリング速度を大きく設定する
ステアリング速度設定手段を備えている。
〔ト〕 前記制御装置は、前記算出された進入角に
対応して所定方向へ前輪をステアリングさせ、
その後一定時間経過後に切り替えすように指令
する進入方向制御手段を備えている。
対応して所定方向へ前輪をステアリングさせ、
その後一定時間経過後に切り替えすように指令
する進入方向制御手段を備えている。
上記〔イ〕〜〔ト〕に記載した構成を備えてい
ることを特徴構成とする。
ることを特徴構成とする。
かかる特徴構成故に、下記の如き優れた効果が
発揮されるに至つた。
発揮されるに至つた。
すなわち、倣いセンサーを利用した簡単な構造
で、車体の境界への進入角を確実にかつ精度良く
検出でき、かつ車速の算出結果が大きいほどステ
アリング速度を大きくするようにステアリング制
御するので、進入角と車速とに対応したステアリ
ング量及びステアリング速度でもつて、車体が境
界に沿つてその境界を倣いセンサーが検出できる
ように最適なステアリング制御を行うことが可能
となつて、1回のステアリング操作で効率良く境
界に良好に沿わせることができるに至つた。
で、車体の境界への進入角を確実にかつ精度良く
検出でき、かつ車速の算出結果が大きいほどステ
アリング速度を大きくするようにステアリング制
御するので、進入角と車速とに対応したステアリ
ング量及びステアリング速度でもつて、車体が境
界に沿つてその境界を倣いセンサーが検出できる
ように最適なステアリング制御を行うことが可能
となつて、1回のステアリング操作で効率良く境
界に良好に沿わせることができるに至つた。
以下、本発明の実施例を図面に基いて説明す
る。
る。
第1図に示すように、車体1の前後輪2,3の
中間部に芝刈装置4を上下動自在に懸架するとと
もに、車体1前方に走行地の境界である芝地の未
刈地と既刈地との境界を判別するための後記構成
になる倣いセンサーA,Aを車体1前方左右夫々
に設けて、倣いセンサー付走行車輛としての芝刈
作業車を構成してある。
中間部に芝刈装置4を上下動自在に懸架するとと
もに、車体1前方に走行地の境界である芝地の未
刈地と既刈地との境界を判別するための後記構成
になる倣いセンサーA,Aを車体1前方左右夫々
に設けて、倣いセンサー付走行車輛としての芝刈
作業車を構成してある。
さらに、前記車体1には、この車体1の移動距
離を連続的に検出すべく単位走行距離K当り1回
のパルスを発生する距離センサー5としての第5
輪を設けてある。
離を連続的に検出すべく単位走行距離K当り1回
のパルスを発生する距離センサー5としての第5
輪を設けてある。
そして、前記前輪2,2は操向車輪として、前
記倣いセンサーAの境界検出結果に基いて、油圧
シリンダ6によつて左右方向に所定量ステアリン
グされるべく構成してある。
記倣いセンサーAの境界検出結果に基いて、油圧
シリンダ6によつて左右方向に所定量ステアリン
グされるべく構成してある。
前記倣いセンサーAを構成するふたつの光セン
サーS1,S2は、第2図に示すように、コの字形状
のセンサーフレーム7,7を所定間隔dを隔てて
前記芝刈装置4に設けたセンサー取付フレーム8
に固着するとともに、前記センサーフレーム7の
内側対向面に夫々発光素子P1と受光素子P2を一
対として設けてあり、この発光素子S1と受光素子
S2との間に、車体1の走行に伴つて導入される芝
の有無を感知することによつて、未刈地と既刈地
との境界を判別すべく構成してある。なお、セン
サーAとしては光センサーS1,S2を用いるものに
限らず、接触式・非接触式をとわず、どのような
形式のセンサーから構成してもよい。
サーS1,S2は、第2図に示すように、コの字形状
のセンサーフレーム7,7を所定間隔dを隔てて
前記芝刈装置4に設けたセンサー取付フレーム8
に固着するとともに、前記センサーフレーム7の
内側対向面に夫々発光素子P1と受光素子P2を一
対として設けてあり、この発光素子S1と受光素子
S2との間に、車体1の走行に伴つて導入される芝
の有無を感知することによつて、未刈地と既刈地
との境界を判別すべく構成してある。なお、セン
サーAとしては光センサーS1,S2を用いるものに
限らず、接触式・非接触式をとわず、どのような
形式のセンサーから構成してもよい。
第3図は、前記構成になる倣いセンサーAの未
刈地と既刈地との境界の検出結果に基いて、境界
への車体の進入角(θ)の判別、および、この進
入角(θ)に対応するステアリング量にて前輪
2,2のステアリングを行なうべく構成してある
制御装置9のブロツク図を示す。
刈地と既刈地との境界の検出結果に基いて、境界
への車体の進入角(θ)の判別、および、この進
入角(θ)に対応するステアリング量にて前輪
2,2のステアリングを行なうべく構成してある
制御装置9のブロツク図を示す。
前記制御装置9は、I/Oポート10、CPU
11、メモリ12、およびカウンター13によつ
て構成されている。
11、メモリ12、およびカウンター13によつ
て構成されている。
そして、制御装置9は、前記倣いセンサーAを
構成する光センサーS1,S2のONする時間差とそ
の間の車体移動距離xとに基いて、境界への進入
角(θ)を判別するとともに、この進入角(θ)
に対応するステアリング量で前記前輪2,2を所
定方向にステアリングすべく油圧シリンダ6の油
圧回路に介装してある電磁バルブ14をバツフア
ー回路15を介して駆動するのである。
構成する光センサーS1,S2のONする時間差とそ
の間の車体移動距離xとに基いて、境界への進入
角(θ)を判別するとともに、この進入角(θ)
に対応するステアリング量で前記前輪2,2を所
定方向にステアリングすべく油圧シリンダ6の油
圧回路に介装してある電磁バルブ14をバツフア
ー回路15を介して駆動するのである。
尚、16は油圧ポンプであつて、この油圧ポン
プ16、前輪2、油圧シリンダ6、電磁バルブ1
4及びバツフアー回路15は操向駆動機構を構成
するものである。従つて、制御装置9は、光セン
サーS1,S2による作業地としての未刈地と非作業
地としての既刈地との境界の検出結果に基づい
て、車体1を境界に沿わせるように操向駆動機構
に対して指令する倣い運転指令手段を備え、後述
するように、光センサーS1,S2による境界検出時
間差の間に距離センサー5によつて検出される移
動距離xと、光センサーS1,S2の前記取付間隔d
とにより、車体1の境界に対する進入角(θ)を
算出する進入角算出手段を備えているとともに、
前記移動距離xと、光センサーS1,S2による境界
検出時間差とにより車速(v)を算出する車速算
出手段を備え、かつ、車速(v)の算出結果が大
きいほど、ステアリング速度を大きく設定するス
テアリング速度設定手段を備え、さらに、算出さ
れた進入角(θ)に対応して所定方向へ前輪2を
ステアリングさせ、その後一定時間経過後に切り
替えすように指令する進入方向制御手段を備えて
構成されている。
プ16、前輪2、油圧シリンダ6、電磁バルブ1
4及びバツフアー回路15は操向駆動機構を構成
するものである。従つて、制御装置9は、光セン
サーS1,S2による作業地としての未刈地と非作業
地としての既刈地との境界の検出結果に基づい
て、車体1を境界に沿わせるように操向駆動機構
に対して指令する倣い運転指令手段を備え、後述
するように、光センサーS1,S2による境界検出時
間差の間に距離センサー5によつて検出される移
動距離xと、光センサーS1,S2の前記取付間隔d
とにより、車体1の境界に対する進入角(θ)を
算出する進入角算出手段を備えているとともに、
前記移動距離xと、光センサーS1,S2による境界
検出時間差とにより車速(v)を算出する車速算
出手段を備え、かつ、車速(v)の算出結果が大
きいほど、ステアリング速度を大きく設定するス
テアリング速度設定手段を備え、さらに、算出さ
れた進入角(θ)に対応して所定方向へ前輪2を
ステアリングさせ、その後一定時間経過後に切り
替えすように指令する進入方向制御手段を備えて
構成されている。
以下、未刈地・既刈地の境界の進入角(θ)の
算出手順を第4図に示す進入角(θ)の検出概念
図に基いて説明する。
算出手順を第4図に示す進入角(θ)の検出概念
図に基いて説明する。
即ち、車体1が既刈地から未刈地方向へその境
界を図示矢印方向へ斜めに進入すると、光センサ
ーS1がまず未刈地を検出するので、制御装置9は
この検出信号を受けてカウンター13を起動し、
前記距離センサー5からの出力パルス数のカウン
トを開始する。そして、その後車体1の走行に伴
つて光センサーS2が未刈地を検出すると前記カウ
ンター13を停止して、この間にカウントされた
パルス数(n)と単位走行距離(K)より車体1の移
動距離すなわち、前記センサーS1,S2の夫々図示
S1′,S2′の位置までの移動距離xをx=K・nと
して算出する。
界を図示矢印方向へ斜めに進入すると、光センサ
ーS1がまず未刈地を検出するので、制御装置9は
この検出信号を受けてカウンター13を起動し、
前記距離センサー5からの出力パルス数のカウン
トを開始する。そして、その後車体1の走行に伴
つて光センサーS2が未刈地を検出すると前記カウ
ンター13を停止して、この間にカウントされた
パルス数(n)と単位走行距離(K)より車体1の移
動距離すなわち、前記センサーS1,S2の夫々図示
S1′,S2′の位置までの移動距離xをx=K・nと
して算出する。
そして、この移動距離xと前記両センサーS1,
S2の取付間隔dとに基いて、進入角(θ)を下記
()式に基いて算出する。
S2の取付間隔dとに基いて、進入角(θ)を下記
()式に基いて算出する。
θ=tan-1d/x ……()
そして、この進入角(θ)に対応したステアリ
ング角となるべく前記油圧シリンダ6を駆動して
所定方向(図示方向に進入した場合は右方向)へ
前輪2,2を所定量ステアリングさせるのであ
る。
ング角となるべく前記油圧シリンダ6を駆動して
所定方向(図示方向に進入した場合は右方向)へ
前輪2,2を所定量ステアリングさせるのであ
る。
ところで、前記移動距離xの検出時に、カウン
ター13によつて距離センサー5からのパルス数
(n)をカウントするとともに、経過時間(t)
を同時にカウントして、車速(v)をv=
k・n/tとして算出し、この車速(v)に基いて、 前記電磁バルブ14を駆動するパルスとデユーテ
イ比(pw)を変化して、もつて、車速に対応し
たステアリングスピードで、かつ、前記進入角
(θ)に対応したステアリング量で油圧シリンダ
6を駆動して、もつて、車速(v)および進入角
(θ)の対応したステアリング制御を行ない、所
定時間経過後に逆ステアリングすべく構成してあ
る。
ター13によつて距離センサー5からのパルス数
(n)をカウントするとともに、経過時間(t)
を同時にカウントして、車速(v)をv=
k・n/tとして算出し、この車速(v)に基いて、 前記電磁バルブ14を駆動するパルスとデユーテ
イ比(pw)を変化して、もつて、車速に対応し
たステアリングスピードで、かつ、前記進入角
(θ)に対応したステアリング量で油圧シリンダ
6を駆動して、もつて、車速(v)および進入角
(θ)の対応したステアリング制御を行ない、所
定時間経過後に逆ステアリングすべく構成してあ
る。
尚、第5図は、上記した制御装置9の進入時の
ルーチンを示すフローチヤートである。図示のよ
うにこの進入ルーチンが終了すると、通常の倣い
制御ルーチン(SUB)に移るのである。
ルーチンを示すフローチヤートである。図示のよ
うにこの進入ルーチンが終了すると、通常の倣い
制御ルーチン(SUB)に移るのである。
尚、第5図のフローチヤートにおいて、
WAITは、所定量ステアリングした後で、逆ス
テアリング操作を起動するまで、ステアリング制
御を待機状態とすることを意味する。
WAITは、所定量ステアリングした後で、逆ス
テアリング操作を起動するまで、ステアリング制
御を待機状態とすることを意味する。
なお、上記進入ルーチンにおいて、前記左右の
両倣いセンサーA,Aの何れの側のものを用いる
かは、未刈地が車体の何れの側に位置するかによ
つて当然に定まるものであるが、その両センサー
A,Aの選択・切替は手動で行なつてもよいし、
また、未刈地の位置を検出するセンサーを別途設
けるなどして自動的に行つてもよい。
両倣いセンサーA,Aの何れの側のものを用いる
かは、未刈地が車体の何れの側に位置するかによ
つて当然に定まるものであるが、その両センサー
A,Aの選択・切替は手動で行なつてもよいし、
また、未刈地の位置を検出するセンサーを別途設
けるなどして自動的に行つてもよい。
図面は本発明に係る倣いセンサー付走行車輪の
実施例を示し、第1図は全体平面図、第2図は要
部の正面図、第3図は制御装置のブロツク図、第
4図は進入角検出の概念図、そして、第5図は制
御装置の動作を示すフローチヤートである。 1……車体、2……前輪、5……距離センサ
ー、9……制御装置、A……倣いセンサー、S1,
S2……センサー、d……所定間隔、x……移動距
離。
実施例を示し、第1図は全体平面図、第2図は要
部の正面図、第3図は制御装置のブロツク図、第
4図は進入角検出の概念図、そして、第5図は制
御装置の動作を示すフローチヤートである。 1……車体、2……前輪、5……距離センサ
ー、9……制御装置、A……倣いセンサー、S1,
S2……センサー、d……所定間隔、x……移動距
離。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 走行地の所定境界を検出する倣いセンサーA
と、検出された境界に沿つて車体1を自動的に走
行させるべく制御する制御装置9とを備えた倣い
センサー付走行車輌であつて、 〔イ〕 前記倣いセンサーAを、車体1前方におい
て左右方向に所定間隔dを隔てて並設してある
ふたつのセンサーS1,S2とによつて構成してい
る。 〔ロ〕 前記車体1の移動距離を連続的に検出可能
な距離センサー5を備えている。 〔ハ〕 前記制御装置9は、前記ふたつのセンサー
S1,S2による作業地と非作業地との境界の検出
結果に基づいて、前記車体1を境界に沿わせる
ように操向駆動機構に対して指令する倣い運転
指令手段を備えている。 〔ニ〕 前記制御装置9は、前記ふたつのセンサー
S1,S2による境界検出時間差の間に前記距離セ
ンサー5によつて検出される検出移動距離x
と、前記ふたつのセンサーS1,S2の前記所定間
隔dとにより、前記車体1の前記境界に対する
進入角(θ)を、次式、 θ=tan-1(d/x) に基づいて算出する進入角算出手段を備えてい
る。 〔ホ〕 前記制御装置9は、前記検出移動距離x
と、前記ふたつのセンサーS1,S2による境界検
出時間差とにより車速(v)を算出する車速算
出手段を備えている。 〔ヘ〕 前記制御装置9は、前記車速(v)の算出
結果が大きいほど、ステアリング速度を大きく
設定するステアリング速度設定手段を備えてい
る。 〔ト〕 前記制御装置9は、前記算出された進入角
(θ)に対応して所定方向へ前輪2をステアリ
ングさせ、その後一定時間経過後に切り替えす
ように指令する進入方向制御手段を備えてい
る。 上記〔イ〕〜〔ト〕に記載した構成を備えてい
ることを特徴とする倣いセンサー付走行車輌。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57100134A JPS58217010A (ja) | 1982-06-10 | 1982-06-10 | 倣いセンサ−付走行車輛 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57100134A JPS58217010A (ja) | 1982-06-10 | 1982-06-10 | 倣いセンサ−付走行車輛 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58217010A JPS58217010A (ja) | 1983-12-16 |
| JPH0323924B2 true JPH0323924B2 (ja) | 1991-04-02 |
Family
ID=14265837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57100134A Granted JPS58217010A (ja) | 1982-06-10 | 1982-06-10 | 倣いセンサ−付走行車輛 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58217010A (ja) |
-
1982
- 1982-06-10 JP JP57100134A patent/JPS58217010A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58217010A (ja) | 1983-12-16 |
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