JPH05250033A - 自動誘導システム - Google Patents
自動誘導システムInfo
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- JPH05250033A JPH05250033A JP4048150A JP4815092A JPH05250033A JP H05250033 A JPH05250033 A JP H05250033A JP 4048150 A JP4048150 A JP 4048150A JP 4815092 A JP4815092 A JP 4815092A JP H05250033 A JPH05250033 A JP H05250033A
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- laser beam
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- Guiding Agricultural Machines (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 作業車の構造をできるだけ簡単なものとしな
がら、複数の作業車の走行を地上側から同時に誘導でき
る自動誘導システムを提供する。 【構成】 地上側に、レーザ光線による測距計と、その
測距計から送出されるレーザ光線の投光方向を作業車V
の作業区域に亘って走査する走査手段と、レーザ光線の
投光方向と基準方向とが成す角度を検出する投光角度検
出手段と、測距計によって計測された作業車Vまでの距
離情報、及び、投光角度検出手段によって検出された角
度情報に基づいて作業車Vの現在位置を算出する演算手
段と、算出された作業車Vの現在位置を作業車Vに送信
する送信手段3とが設けられ、作業車Vに、レーザ光線
を入射方向と同じ方向に反射する反射手段13と、送信
手段3から送信される作業車Vの現在位置を受信するた
めの受信手段19と、受信された作業車Vの現在位置と
予め記憶された予定走行経路との偏差に基づいて走行装
置の速度制御及び操向制御を行なう走行制御手段とが設
けられている。
がら、複数の作業車の走行を地上側から同時に誘導でき
る自動誘導システムを提供する。 【構成】 地上側に、レーザ光線による測距計と、その
測距計から送出されるレーザ光線の投光方向を作業車V
の作業区域に亘って走査する走査手段と、レーザ光線の
投光方向と基準方向とが成す角度を検出する投光角度検
出手段と、測距計によって計測された作業車Vまでの距
離情報、及び、投光角度検出手段によって検出された角
度情報に基づいて作業車Vの現在位置を算出する演算手
段と、算出された作業車Vの現在位置を作業車Vに送信
する送信手段3とが設けられ、作業車Vに、レーザ光線
を入射方向と同じ方向に反射する反射手段13と、送信
手段3から送信される作業車Vの現在位置を受信するた
めの受信手段19と、受信された作業車Vの現在位置と
予め記憶された予定走行経路との偏差に基づいて走行装
置の速度制御及び操向制御を行なう走行制御手段とが設
けられている。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、作業区域内における作
業車の走行を地上から誘導する自動誘導システムに関す
る。
業車の走行を地上から誘導する自動誘導システムに関す
る。
【0002】
【従来の技術】かかる作業車の自動誘導システムとして
は、従来から種々の方式のものが考案されている。例え
ば、作業車の走行経路に沿って、走行路面と平行にレー
ザ光線が投光され、作業車がそのレーザ光線に対する横
方向のずれをセンサで検出しながらレーザ光線に沿って
走行する第1方式、作業車の予定走行経路に沿って、且
つ、走行速度と等しい速度でレーザ光線の照射スポット
を移動させ、そのレーザ光線の照射スポットからの2次
元のずれをセンサで検出しながらレーザ光線の照射スポ
ットを追尾するように作業車が走行する第2方式があ
る。
は、従来から種々の方式のものが考案されている。例え
ば、作業車の走行経路に沿って、走行路面と平行にレー
ザ光線が投光され、作業車がそのレーザ光線に対する横
方向のずれをセンサで検出しながらレーザ光線に沿って
走行する第1方式、作業車の予定走行経路に沿って、且
つ、走行速度と等しい速度でレーザ光線の照射スポット
を移動させ、そのレーザ光線の照射スポットからの2次
元のずれをセンサで検出しながらレーザ光線の照射スポ
ットを追尾するように作業車が走行する第2方式があ
る。
【0003】また、矩形の作業区域の四隅にコーナキュ
ーブプリズムを設け、作業車にレーザ光線による測距
計、その測距計から送出されるレーザ光線を作業車の走
行路面と平行な平面で360°走査させる走査手段、測
距計によって計測された4箇所のコーナキューブプリズ
ムまでの距離から作業車の位置を算出する手段等を設
け、算出された位置と、予め記憶された予定走行経路と
のずれに基づいて作業車が位置修正を行ないながら予定
走行経路に沿って走行する第3方式もある。
ーブプリズムを設け、作業車にレーザ光線による測距
計、その測距計から送出されるレーザ光線を作業車の走
行路面と平行な平面で360°走査させる走査手段、測
距計によって計測された4箇所のコーナキューブプリズ
ムまでの距離から作業車の位置を算出する手段等を設
け、算出された位置と、予め記憶された予定走行経路と
のずれに基づいて作業車が位置修正を行ないながら予定
走行経路に沿って走行する第3方式もある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の第1方
式や第2方式では、一台のレーザ投光装置で複数の作業
車を誘導することはむずかしい。また、第3方式では複
数の作業車を一つの作業区域内で同時に走行させること
が可能であるが、それぞれの作業車にレーザ測距計や走
査手段等を搭載する必要があるので作業車の小型化シス
テムや全体のコスト削減にとって不利である。
式や第2方式では、一台のレーザ投光装置で複数の作業
車を誘導することはむずかしい。また、第3方式では複
数の作業車を一つの作業区域内で同時に走行させること
が可能であるが、それぞれの作業車にレーザ測距計や走
査手段等を搭載する必要があるので作業車の小型化シス
テムや全体のコスト削減にとって不利である。
【0005】本発明は、かかる実情に鑑みて為されたも
のであって、その目的は、作業車の構造をできるだけ簡
単なものとしながら、複数の作業車の走行を地上側から
同時に誘導できる自動誘導システムを提供することにあ
る。
のであって、その目的は、作業車の構造をできるだけ簡
単なものとしながら、複数の作業車の走行を地上側から
同時に誘導できる自動誘導システムを提供することにあ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の自動誘導システ
ムの第1の特徴構成は、地上側に、レーザ光線による測
距計と、その測距計から送出されるレーザ光線の投光方
向を作業車の作業区域に亘って走査する走査手段と、前
記レーザ光線の投光方向と基準方向とが成す角度を検出
する投光角度検出手段と、前記測距計によって計測され
た前記作業車までの距離情報、及び、前記投光角度検出
手段によって検出された角度情報に基づいて前記作業車
の現在位置を算出する演算手段と、算出された前記作業
車の現在位置を前記作業車に送信する送信手段とが設け
られ、前記作業車に、前記レーザ光線を入射方向と同じ
方向に反射する反射手段と、前記送信手段から送信され
る前記作業車の現在位置を受信するための受信手段と、
受信された前記作業車の現在位置と予め記憶された予定
走行経路との偏差に基づいて走行装置の速度制御及び操
向制御を行なう走行制御手段とが設けられている点にあ
る。
ムの第1の特徴構成は、地上側に、レーザ光線による測
距計と、その測距計から送出されるレーザ光線の投光方
向を作業車の作業区域に亘って走査する走査手段と、前
記レーザ光線の投光方向と基準方向とが成す角度を検出
する投光角度検出手段と、前記測距計によって計測され
た前記作業車までの距離情報、及び、前記投光角度検出
手段によって検出された角度情報に基づいて前記作業車
の現在位置を算出する演算手段と、算出された前記作業
車の現在位置を前記作業車に送信する送信手段とが設け
られ、前記作業車に、前記レーザ光線を入射方向と同じ
方向に反射する反射手段と、前記送信手段から送信され
る前記作業車の現在位置を受信するための受信手段と、
受信された前記作業車の現在位置と予め記憶された予定
走行経路との偏差に基づいて走行装置の速度制御及び操
向制御を行なう走行制御手段とが設けられている点にあ
る。
【0007】第2の特徴構成は、第1の特徴構成を実施
する際の好ましい具体構成を特定するものであって、前
記作業車の反射手段の近傍に識別部材が設けられ、地上
側に前記測距計から投光されるレーザ光線の投光方向と
ほぼ同じ方向を撮像する撮像手段が、前記レーザ光線の
投光方向の変化に追従してその撮像方向が変化するよう
に設けられ、前記撮像手段によって撮像された映像画面
中の前記識別部材の位置が所定位置となるように、測距
対象である作業車の近傍において前記レーザ光線の投光
方向を制御する投光方向制御手段が設けられている点に
ある。
する際の好ましい具体構成を特定するものであって、前
記作業車の反射手段の近傍に識別部材が設けられ、地上
側に前記測距計から投光されるレーザ光線の投光方向と
ほぼ同じ方向を撮像する撮像手段が、前記レーザ光線の
投光方向の変化に追従してその撮像方向が変化するよう
に設けられ、前記撮像手段によって撮像された映像画面
中の前記識別部材の位置が所定位置となるように、測距
対象である作業車の近傍において前記レーザ光線の投光
方向を制御する投光方向制御手段が設けられている点に
ある。
【0008】
【作用】第1の特徴構成によれば、地上側では、レーザ
光線による測距計と、そのレーザ光線の投光方向を作業
車の作業区域に亘って走査する走査手段、及び投光方向
を検出する投光角度検出手段により、作業車までの距離
及び方向(角度)を測定し、演算手段により作業車の現
在位置を算出する。そして算出された位置情報を送信手
段により作業車に送信する。そして、通常、作業車の走
行速度に比べて走査手段の走査速度や演算手段の処理速
度は十分に速いので、複数の作業車の現在位置を順次計
測して作業車にその情報を送信することができる。もっ
とも、作業車が一台であってもよいことはいうまでもな
い。
光線による測距計と、そのレーザ光線の投光方向を作業
車の作業区域に亘って走査する走査手段、及び投光方向
を検出する投光角度検出手段により、作業車までの距離
及び方向(角度)を測定し、演算手段により作業車の現
在位置を算出する。そして算出された位置情報を送信手
段により作業車に送信する。そして、通常、作業車の走
行速度に比べて走査手段の走査速度や演算手段の処理速
度は十分に速いので、複数の作業車の現在位置を順次計
測して作業車にその情報を送信することができる。もっ
とも、作業車が一台であってもよいことはいうまでもな
い。
【0009】作業車は、地上側から送信される現在位置
の情報を受信手段により受信し、得られた現在位置と予
め記憶された予定走行経路との偏差に基づいて、走行制
御手段が走行装置の速度制御及び操向制御を行ない、予
定走行経路に沿って作業車を走行させる。尚、地上側の
送信手段から作業車の受信手段への通信は、例えばFM
電波によって行ない、上記現在位置の情報以外に、例え
ば作業指令等の各種情報を伝送することも可能である。
の情報を受信手段により受信し、得られた現在位置と予
め記憶された予定走行経路との偏差に基づいて、走行制
御手段が走行装置の速度制御及び操向制御を行ない、予
定走行経路に沿って作業車を走行させる。尚、地上側の
送信手段から作業車の受信手段への通信は、例えばFM
電波によって行ない、上記現在位置の情報以外に、例え
ば作業指令等の各種情報を伝送することも可能である。
【0010】第2の特徴構成によれば、第1の特徴構成
において、単に走査により測距計からのレーザ光線を測
距目標の作業車の反射手段に照射するのではなく、作業
車の近傍において、レーザ光線が正確に反射手段を照射
するように、投光方向制御手段が映像情報に基づいて走
査手段を自動制御する。つまり、作業車の反射手段の近
傍に識別部材が設けられ、地上側にはレーザ光線の投光
方向の変化に追従して撮像方向を変えるように撮像手段
が設けられ、その撮像手段による映像画面中の上記識別
部材の位置が所定位置(例えば画面中央)となるように
投光方向が制御される。
において、単に走査により測距計からのレーザ光線を測
距目標の作業車の反射手段に照射するのではなく、作業
車の近傍において、レーザ光線が正確に反射手段を照射
するように、投光方向制御手段が映像情報に基づいて走
査手段を自動制御する。つまり、作業車の反射手段の近
傍に識別部材が設けられ、地上側にはレーザ光線の投光
方向の変化に追従して撮像方向を変えるように撮像手段
が設けられ、その撮像手段による映像画面中の上記識別
部材の位置が所定位置(例えば画面中央)となるように
投光方向が制御される。
【0011】これにより速く、しかも正確に測距計から
のレーザ光線が作業車の反射手段を捉えることができ
る。例えば作業車の走行路面に大きな凹凸がある場合、
作業車の反射手段が上下に移動するので、第1の特徴構
成のみでレーザ光線が反射手段を的確に捉えるために
は、レーザ光線の走査を水平方向のみならず垂直方向に
も所定角度範囲で行なう必要があるが、第2の特徴構成
によれば、かかる無駄な走査の必要がなくなる。
のレーザ光線が作業車の反射手段を捉えることができ
る。例えば作業車の走行路面に大きな凹凸がある場合、
作業車の反射手段が上下に移動するので、第1の特徴構
成のみでレーザ光線が反射手段を的確に捉えるために
は、レーザ光線の走査を水平方向のみならず垂直方向に
も所定角度範囲で行なう必要があるが、第2の特徴構成
によれば、かかる無駄な走査の必要がなくなる。
【0012】
【発明の効果】上記の如く、本発明によれば、作業車の
構造を簡単なものとしながら、複数の作業車の走行を地
上側から同時に誘導できる自動誘導システムを提供する
に至った。
構造を簡単なものとしながら、複数の作業車の走行を地
上側から同時に誘導できる自動誘導システムを提供する
に至った。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図2に示すように、作業車Vの作業区域としてA
R1〜AR4の4区域があり、各作業区域で一台の作業
車Vが走行しながら芝刈り、移植等の作業を行う。但
し、作業区域はもっと細かく分かれていてもよく、或い
は、一つの区域であってもよい。
する。図2に示すように、作業車Vの作業区域としてA
R1〜AR4の4区域があり、各作業区域で一台の作業
車Vが走行しながら芝刈り、移植等の作業を行う。但
し、作業区域はもっと細かく分かれていてもよく、或い
は、一つの区域であってもよい。
【0014】全作業区域AR1〜AR4のほぼ中央部
(A点)に、各作業車Vの現在位置を計測し、その情報
を各作業車Vに伝送することにより各作業車Vの走行を
誘導するための地上側装置類が設置されている。つま
り、図1に示すように、レーザー光線による測距計やレ
ーザー光線を全作業区域AR1〜AR4に亘って(即ち
360°)走査する走査手段等を備える測距装置1、走
査手段を制御したり測距装置1からの情報に基づいて各
作業車Vの現在位置を算出する処理装置2、得られた各
作業車Vの現在位置を各作業車Vに送信する送信手段
(以下、送信機という)3が設けられている。
(A点)に、各作業車Vの現在位置を計測し、その情報
を各作業車Vに伝送することにより各作業車Vの走行を
誘導するための地上側装置類が設置されている。つま
り、図1に示すように、レーザー光線による測距計やレ
ーザー光線を全作業区域AR1〜AR4に亘って(即ち
360°)走査する走査手段等を備える測距装置1、走
査手段を制御したり測距装置1からの情報に基づいて各
作業車Vの現在位置を算出する処理装置2、得られた各
作業車Vの現在位置を各作業車Vに送信する送信手段
(以下、送信機という)3が設けられている。
【0015】測距装置1は、図3に示すように、支持台
1aに載置されたフレーム4の上部にレーザ光線の投光
方向が下向きになるように取り付けられたレーザ測距計
5、レーザ光線を略水平方向に反射する反射鏡6、その
反射鏡6を水平軸芯周りに回動させレーザ光線の投光方
向を上下に調節するための電動モータ7、反射鏡6を鉛
直軸芯周りに回動させレーザ光線の投光方向を水平方向
に360°変更する電動モータ8等を備える。電動モー
タ7,8が前記走査手段に相当する。
1aに載置されたフレーム4の上部にレーザ光線の投光
方向が下向きになるように取り付けられたレーザ測距計
5、レーザ光線を略水平方向に反射する反射鏡6、その
反射鏡6を水平軸芯周りに回動させレーザ光線の投光方
向を上下に調節するための電動モータ7、反射鏡6を鉛
直軸芯周りに回動させレーザ光線の投光方向を水平方向
に360°変更する電動モータ8等を備える。電動モー
タ7,8が前記走査手段に相当する。
【0016】また、反射鏡6の水平軸芯周りの回動角度
を検出するポテンショメータ9と、鉛直軸芯周りの回動
角度を検出するポテンショメータ10が設けられ、両者
でレーザ光線の投光方向と基準方向とが成す角度を検出
する投光角度検出手段が構成されている。尚、上下方向
に対する基準方向としては水準器でチェックされた水平
方向が用いられ、横方向に対する基準方向としては、図
2に示すように、作業区域内又はその近傍の適当な箇所
(B点)にレーザ光線を入射方向に反射する基準反射体
を設置し、A点からみたB点の方向を基準方向としてい
る。
を検出するポテンショメータ9と、鉛直軸芯周りの回動
角度を検出するポテンショメータ10が設けられ、両者
でレーザ光線の投光方向と基準方向とが成す角度を検出
する投光角度検出手段が構成されている。尚、上下方向
に対する基準方向としては水準器でチェックされた水平
方向が用いられ、横方向に対する基準方向としては、図
2に示すように、作業区域内又はその近傍の適当な箇所
(B点)にレーザ光線を入射方向に反射する基準反射体
を設置し、A点からみたB点の方向を基準方向としてい
る。
【0017】従って、レーザ測距計5で計測される作業
車Vまでの距離をL、ポテンショメータ9又はポテンシ
ョメータ10にて検出される基準水平方向又は基準方向
ABに対する角度をφ又はθとし、作業車Vの水平面に
おける位置をX−Y座標(基準方向ABをY座標にと
る)で表せば、X=L・cosθ・cosφ、Y=L・
sinθ・cosφとなる。この演算は、後述するよう
に処理装置2に設けられた算出手段18が行なう。
車Vまでの距離をL、ポテンショメータ9又はポテンシ
ョメータ10にて検出される基準水平方向又は基準方向
ABに対する角度をφ又はθとし、作業車Vの水平面に
おける位置をX−Y座標(基準方向ABをY座標にと
る)で表せば、X=L・cosθ・cosφ、Y=L・
sinθ・cosφとなる。この演算は、後述するよう
に処理装置2に設けられた算出手段18が行なう。
【0018】図3に示すように、撮像手段としてのCC
Dカメラ11,12が、その撮像方向が下向きになるよ
うにレーザ測距計5の両側に並べて取り付けられてい
る。つまり、CCDカメラ11,12は、反射鏡6を介
して測距計5からのレーザ光線の投光方向と同じ方向を
撮像するように、かつ、その撮像方向がレーザ光線の投
光方向の変化に追従して変化するように設けられてい
る。尚、CCDカメラ11には広角レンズが、CCDカ
メラ12には望遠レンズが装着されている。
Dカメラ11,12が、その撮像方向が下向きになるよ
うにレーザ測距計5の両側に並べて取り付けられてい
る。つまり、CCDカメラ11,12は、反射鏡6を介
して測距計5からのレーザ光線の投光方向と同じ方向を
撮像するように、かつ、その撮像方向がレーザ光線の投
光方向の変化に追従して変化するように設けられてい
る。尚、CCDカメラ11には広角レンズが、CCDカ
メラ12には望遠レンズが装着されている。
【0019】各作業車Vには、図1に示すように、周囲
360°どの方向からレーザ光線が入射しても、その入
射方向と同じ方向に反射する反射手段13が備えられ、
そのすぐ上に識別部材としてのランプ14が、これも周
囲360°どの方向からも識別できるように取り付けら
れている。
360°どの方向からレーザ光線が入射しても、その入
射方向と同じ方向に反射する反射手段13が備えられ、
そのすぐ上に識別部材としてのランプ14が、これも周
囲360°どの方向からも識別できるように取り付けら
れている。
【0020】前記処理装置2には、図4に示すように、
画像処理装置15、制御ユニット16、モータ7,8の
駆動回路7a,8aが設けられている。画像処理装置1
5は、CCDカメラ11,12からの画像情報を2値化
して制御ユニット16に与える。制御ユニット16に
は、駆動回路7a,8aを介してモータ7,8を駆動制
御し、もってレーザ光線の投光方向を制御する投光方向
制御手段17が内蔵されている。
画像処理装置15、制御ユニット16、モータ7,8の
駆動回路7a,8aが設けられている。画像処理装置1
5は、CCDカメラ11,12からの画像情報を2値化
して制御ユニット16に与える。制御ユニット16に
は、駆動回路7a,8aを介してモータ7,8を駆動制
御し、もってレーザ光線の投光方向を制御する投光方向
制御手段17が内蔵されている。
【0021】投光方向制御手段17は、通常は、レーザ
光線の投光方向を一定速度(高速)で水平方向に走査す
べく前記走査手段(電動モータ7,8)を制御するが、
作業車Vの近傍においては、上記画像処理装置15から
与えられる2値化画像情報に基づいて、映像画面中のラ
ンプ14の位置が所定位置(画面中央)になるように電
動モータ7,8を制御する。このようにして、走行路面
の凹凸に起因して作業車Vが上下に移動している場合で
も、レーザ光線が反射手段13を的確に捉えることがで
きるようにしている。
光線の投光方向を一定速度(高速)で水平方向に走査す
べく前記走査手段(電動モータ7,8)を制御するが、
作業車Vの近傍においては、上記画像処理装置15から
与えられる2値化画像情報に基づいて、映像画面中のラ
ンプ14の位置が所定位置(画面中央)になるように電
動モータ7,8を制御する。このようにして、走行路面
の凹凸に起因して作業車Vが上下に移動している場合で
も、レーザ光線が反射手段13を的確に捉えることがで
きるようにしている。
【0022】また、広角レンズを備えたCCDカメラ1
1で先ずランプ14周辺を広範囲に撮像し、ランプ14
の位置が画面中央になるように電動モータ7,8を制御
した後、望遠レンズを備えたCCDカメラ12で撮像し
た映像に基づいて、さらにランプ14の位置が画面中央
になるように電動モータ7,8を制御している。つま
り、広角映像から望遠映像へ絞り込む2段階の処理によ
ってより的確にレーザ光線の投光方向を制御している。
1で先ずランプ14周辺を広範囲に撮像し、ランプ14
の位置が画面中央になるように電動モータ7,8を制御
した後、望遠レンズを備えたCCDカメラ12で撮像し
た映像に基づいて、さらにランプ14の位置が画面中央
になるように電動モータ7,8を制御している。つま
り、広角映像から望遠映像へ絞り込む2段階の処理によ
ってより的確にレーザ光線の投光方向を制御している。
【0023】また、制御ユニット16には、各作業車V
の現在位置を記憶するメモリが備えられ、常に最新の計
測値が更新記憶されている。そして、作業車Vの走行速
度が遅いので、各作業車Vの計測周期における各作業車
Vの走行距離は十分小さい。そこで、投光方向制御手段
17は、一つの作業車Vの位置計測が終了して次の作業
車Vをサーチする際に、先ず、その作業車Vの記憶され
た現在位置(前回の計測値)まで無条件に高速でレーザ
光線の投光方向を移動させ、その後、上述の如くレーザ
光線が反射手段13を的確に捉えるように電動モータ
7,8を制御している。
の現在位置を記憶するメモリが備えられ、常に最新の計
測値が更新記憶されている。そして、作業車Vの走行速
度が遅いので、各作業車Vの計測周期における各作業車
Vの走行距離は十分小さい。そこで、投光方向制御手段
17は、一つの作業車Vの位置計測が終了して次の作業
車Vをサーチする際に、先ず、その作業車Vの記憶され
た現在位置(前回の計測値)まで無条件に高速でレーザ
光線の投光方向を移動させ、その後、上述の如くレーザ
光線が反射手段13を的確に捉えるように電動モータ
7,8を制御している。
【0024】制御ユニット16には、上記のようにして
レーザ光線が反射手段13を的確に捉えた後、測距計5
によって計測される作業車Vまでの距離情報と、ポテン
ショメータ9,10からの角度情報に基づいて作業車V
の現在位置を算出する算出手段18も内蔵されている。
得られた各作業車Vの現在位置情報は、送信機3によっ
てFM電波にのせられて各作業車Vに送信される。
レーザ光線が反射手段13を的確に捉えた後、測距計5
によって計測される作業車Vまでの距離情報と、ポテン
ショメータ9,10からの角度情報に基づいて作業車V
の現在位置を算出する算出手段18も内蔵されている。
得られた各作業車Vの現在位置情報は、送信機3によっ
てFM電波にのせられて各作業車Vに送信される。
【0025】作業車Vには、上記送信機3から送信され
る現在位置情報を受信するための受信手段(以下、受信
機という)19が設けられている。但し、実際には、送
信機3及び受信機19は送受信機であって、地上側と作
業車Vとは双方向の通信が可能なように構成されてい
る。また、図5に示すように、走行制御手段20が作業
車Vに搭載され、作業車Vの走行制御、即ち、速度制御
や操向制御等を実行する。
る現在位置情報を受信するための受信手段(以下、受信
機という)19が設けられている。但し、実際には、送
信機3及び受信機19は送受信機であって、地上側と作
業車Vとは双方向の通信が可能なように構成されてい
る。また、図5に示すように、走行制御手段20が作業
車Vに搭載され、作業車Vの走行制御、即ち、速度制御
や操向制御等を実行する。
【0026】作業車Vは、最初に作業区域に運び込まれ
てセットされたときに、地上側の処理装置2から予定走
行経路が通信により与えられる。或いは入力用キーボー
ド21から手動入力することもできる。与えられた予定
走行経路は、走行制御手段20のメモリに記憶される。
最初に与えられる情報としては、その他、作業内容や作
業速度等も含まれる。
てセットされたときに、地上側の処理装置2から予定走
行経路が通信により与えられる。或いは入力用キーボー
ド21から手動入力することもできる。与えられた予定
走行経路は、走行制御手段20のメモリに記憶される。
最初に与えられる情報としては、その他、作業内容や作
業速度等も含まれる。
【0027】また、作業車Vには地磁気方位センサ22
が備えられ、その検出情報から走行制御手段20は作業
車Vの姿勢を判断することができる。走行制御手段20
は、受信機19を介して得られる現在位置と上記予定走
行経路との偏差、及び上記地磁気方位センサ22の検出
情報に基づいて、走行装置の速度制御や操向制御等を実
行する。尚、走行装置としては、4輪駆動・4輪操舵の
走行装置が備えられ、走行制御手段20は前後輪の操舵
ソレノイドバルブ22a,22b、前後輪の差動装置ロ
ックバルブ23a,23b、ブレーキバルブ24、無段
変速装置の制御用モータ25等を制御する。また、前後
輪の操舵角センサ26a,26b、変速検出センサ2
7、車輪のスリップ率等を算出するために4輪に設けら
れた回転数検出センサ28a〜28d等の検出情報が走
行制御手段20に入力され、走行制御手段20はこれら
の検出情報も加味してきめ細かな走行制御を行ってい
る。
が備えられ、その検出情報から走行制御手段20は作業
車Vの姿勢を判断することができる。走行制御手段20
は、受信機19を介して得られる現在位置と上記予定走
行経路との偏差、及び上記地磁気方位センサ22の検出
情報に基づいて、走行装置の速度制御や操向制御等を実
行する。尚、走行装置としては、4輪駆動・4輪操舵の
走行装置が備えられ、走行制御手段20は前後輪の操舵
ソレノイドバルブ22a,22b、前後輪の差動装置ロ
ックバルブ23a,23b、ブレーキバルブ24、無段
変速装置の制御用モータ25等を制御する。また、前後
輪の操舵角センサ26a,26b、変速検出センサ2
7、車輪のスリップ率等を算出するために4輪に設けら
れた回転数検出センサ28a〜28d等の検出情報が走
行制御手段20に入力され、走行制御手段20はこれら
の検出情報も加味してきめ細かな走行制御を行ってい
る。
【0028】以下別実施例を列記する。 上記実施例では、一つの作業区域に一台の作業車を
走行させたが、複数の作業車を走行させるように構成し
てもよい。この場合、作業車同士の干渉を回避するため
の制御を地上側の処理装置に担わせることが可能であ
る。つまり、地上側の処理装置が各作業車の予定走行経
路及び現在位置の管理を行ない、複数の作業車の予定走
行経路が交差するときは、交差する箇所を各作業車が通
過するタイミングが重ならないように管理したり、重な
る場合はいずれかの作業車を一旦停止させるといった制
御を行なうようにすることができる。
走行させたが、複数の作業車を走行させるように構成し
てもよい。この場合、作業車同士の干渉を回避するため
の制御を地上側の処理装置に担わせることが可能であ
る。つまり、地上側の処理装置が各作業車の予定走行経
路及び現在位置の管理を行ない、複数の作業車の予定走
行経路が交差するときは、交差する箇所を各作業車が通
過するタイミングが重ならないように管理したり、重な
る場合はいずれかの作業車を一旦停止させるといった制
御を行なうようにすることができる。
【0029】 レーザ光線の投光方向を走査する方法
としては、上記実施例のように反射ミラーを用いてその
角度を電動モータ(走査手段)で変化させる方法に限ら
ず、走査速度が遅くてもよい場合は、測距計からのレー
ザ光線を測距対象に直接投光し、測距計自身を回転また
は揺動させるように構成してもよい。
としては、上記実施例のように反射ミラーを用いてその
角度を電動モータ(走査手段)で変化させる方法に限ら
ず、走査速度が遅くてもよい場合は、測距計からのレー
ザ光線を測距対象に直接投光し、測距計自身を回転また
は揺動させるように構成してもよい。
【0030】 作業車の反射手段の近傍に備えさせた
識別部材としては上記実施例のごときランプに限らず、
周囲の映像情報から輝度信号又は色信号の2値化処理に
より容易に抽出できるものであれば何でもよい。
識別部材としては上記実施例のごときランプに限らず、
周囲の映像情報から輝度信号又は色信号の2値化処理に
より容易に抽出できるものであれば何でもよい。
【0031】 作業車に予め記憶される予定走行経路
は、全工程を一度に記憶する場合に限らず、少しずつ記
憶するように構成してもよい。つまり、地上側の処理装
置が全工程の予定走行経路を記憶、管理し、そのうちの
一部の走行経路を適宜作業車に送信して作業車を誘導す
るように構成してもよい。
は、全工程を一度に記憶する場合に限らず、少しずつ記
憶するように構成してもよい。つまり、地上側の処理装
置が全工程の予定走行経路を記憶、管理し、そのうちの
一部の走行経路を適宜作業車に送信して作業車を誘導す
るように構成してもよい。
【0032】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。
【0033】
【図1】本発明の実施例に係る自動誘導システムの概略
構成図
構成図
【図2】自動誘導システムの平面レイアウト図
【図3】測距装置1の概略構造図
【図4】地上側処理装置等のブロック図
【図5】作業車の走行制御のブロック図
3 送信手段 5 測距計 7,8 走査手段 9,10 投光角度検出手段 11,12 撮像手段 14 識別部材 17 投光方向制御手段 18 演算手段 19 受信手段 20 走行制御手段 V 作業車
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年10月7日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0002
【補正方法】変更
【補正内容】
【0002】
【従来の技術】かかる作業車の自動誘導システムとして
は、従来から種々の方式のものが考案されている。例え
ば、作業車の走行経路に沿って、走行路面と平行に光線
が投光され、作業車がその光線に対する横方向のずれを
センサで検出しながら光線に沿って走行する第1方式、
作業車の予定走行経路に沿って、且つ、走行速度と等し
い速度で光線の照射スポットを移動させ、その光線の照
射スポットからの2次元のずれをセンサで検出しながら
光線の照射スポットを追尾するように作業車が走行する
第2方式がある。
は、従来から種々の方式のものが考案されている。例え
ば、作業車の走行経路に沿って、走行路面と平行に光線
が投光され、作業車がその光線に対する横方向のずれを
センサで検出しながら光線に沿って走行する第1方式、
作業車の予定走行経路に沿って、且つ、走行速度と等し
い速度で光線の照射スポットを移動させ、その光線の照
射スポットからの2次元のずれをセンサで検出しながら
光線の照射スポットを追尾するように作業車が走行する
第2方式がある。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0003
【補正方法】変更
【補正内容】
【0003】また、矩形の作業区域の四隅にコーナキュ
ーブプリズムを設け、作業車に光線による測距計、その
測距計から送出される光線を作業車の走行路面と平行な
平面で360°走査させる走査手段、測距計によって計
測された4箇所のコーナキューブプリズムまでの距離か
ら作業車の位置を算出する手段等を設け、算出された位
置と、予め記憶された予定走行経路とのずれに基づいて
作業車が位置修正を行ないながら予定走行経路に沿って
走行する第3方式もある。
ーブプリズムを設け、作業車に光線による測距計、その
測距計から送出される光線を作業車の走行路面と平行な
平面で360°走査させる走査手段、測距計によって計
測された4箇所のコーナキューブプリズムまでの距離か
ら作業車の位置を算出する手段等を設け、算出された位
置と、予め記憶された予定走行経路とのずれに基づいて
作業車が位置修正を行ないながら予定走行経路に沿って
走行する第3方式もある。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0004
【補正方法】変更
【補正内容】
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の第1方
式や第2方式では、一台の投光装置で複数の作業車を誘
導することはむずかしい。また、第3方式では複数の作
業車を一つの作業区域内で同時に走行させることが可能
であるが、それぞれの作業車に測距計や走査手段等を搭
載する必要があるので作業車の小型化システムや全体の
コスト削減にとって不利である。
式や第2方式では、一台の投光装置で複数の作業車を誘
導することはむずかしい。また、第3方式では複数の作
業車を一つの作業区域内で同時に走行させることが可能
であるが、それぞれの作業車に測距計や走査手段等を搭
載する必要があるので作業車の小型化システムや全体の
コスト削減にとって不利である。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0006
【補正方法】変更
【補正内容】
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の自動誘導システ
ムの第1の特徴構成は、地上側に、光線による測距計
と、その測距計から送出される光線の投光方向を作業車
の作業区域に亘って走査する走査手段と、前記光線の投
光方向と基準方向とが成す角度を検出する投光角度検出
手段と、前記測距計によって計測された前記作業車まで
の距離情報、及び、前記投光角度検出手段によって検出
された角度情報に基づいて前記作業車の現在位置を算出
する演算手段と、算出された前記作業車の現在位置を前
記作業車に送信する送信手段とが設けられ、前記作業車
に、前記光線を入射方向と同じ方向に反射する反射手段
と、前記送信手段から送信される前記作業車の現在位置
を受信するための受信手段と、受信された前記作業車の
現在位置と予め記憶された予定走行経路との偏差に基づ
いて走行装置の速度制御及び操向制御を行なう走行制御
手段とが設けられている点にある。
ムの第1の特徴構成は、地上側に、光線による測距計
と、その測距計から送出される光線の投光方向を作業車
の作業区域に亘って走査する走査手段と、前記光線の投
光方向と基準方向とが成す角度を検出する投光角度検出
手段と、前記測距計によって計測された前記作業車まで
の距離情報、及び、前記投光角度検出手段によって検出
された角度情報に基づいて前記作業車の現在位置を算出
する演算手段と、算出された前記作業車の現在位置を前
記作業車に送信する送信手段とが設けられ、前記作業車
に、前記光線を入射方向と同じ方向に反射する反射手段
と、前記送信手段から送信される前記作業車の現在位置
を受信するための受信手段と、受信された前記作業車の
現在位置と予め記憶された予定走行経路との偏差に基づ
いて走行装置の速度制御及び操向制御を行なう走行制御
手段とが設けられている点にある。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0007
【補正方法】変更
【補正内容】
【0007】第2の特徴構成は、第1の特徴構成を実施
する際の好ましい具体構成を特定するものであって、前
記作業車の反射手段の近傍に識別部材が設けられ、地上
側に前記測距計から投光される光線の投光方向とほぼ同
じ方向を撮像する撮像手段が、前記光線の投光方向の変
化に追従してその撮像方向が変化するように設けられ、
前記撮像手段によって撮像された映像画面中の前記識別
部材の位置が所定位置となるように、測距対象である作
業車の近傍において前記光線の投光方向を制御する投光
方向制御手段が設けられている点にある。
する際の好ましい具体構成を特定するものであって、前
記作業車の反射手段の近傍に識別部材が設けられ、地上
側に前記測距計から投光される光線の投光方向とほぼ同
じ方向を撮像する撮像手段が、前記光線の投光方向の変
化に追従してその撮像方向が変化するように設けられ、
前記撮像手段によって撮像された映像画面中の前記識別
部材の位置が所定位置となるように、測距対象である作
業車の近傍において前記光線の投光方向を制御する投光
方向制御手段が設けられている点にある。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0008
【補正方法】変更
【補正内容】
【0008】
【作用】第1の特徴構成によれば、地上側では、光線に
よる測距計と、その光線の投光方向を作業車の作業区域
に亘って走査する走査手段、及び投光方向を検出する投
光角度検出手段により、作業車までの距離及び方向(角
度)を測定し、演算手段により作業車の現在位置を算出
する。そして算出された位置情報を送信手段により作業
車に送信する。そして、通常、作業車の走行速度に比べ
て走査手段の走査速度や演算手段の処理速度は十分に速
いので、複数の作業車の現在位置を順次計測して作業車
にその情報を送信することができる。もっとも、作業車
が一台であってもよいことはいうまでもない。
よる測距計と、その光線の投光方向を作業車の作業区域
に亘って走査する走査手段、及び投光方向を検出する投
光角度検出手段により、作業車までの距離及び方向(角
度)を測定し、演算手段により作業車の現在位置を算出
する。そして算出された位置情報を送信手段により作業
車に送信する。そして、通常、作業車の走行速度に比べ
て走査手段の走査速度や演算手段の処理速度は十分に速
いので、複数の作業車の現在位置を順次計測して作業車
にその情報を送信することができる。もっとも、作業車
が一台であってもよいことはいうまでもない。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0010
【補正方法】変更
【補正内容】
【0010】第2の特徴構成によれば、第1の特徴構成
において、単に走査により測距計からの光線を測距目標
の作業車の反射手段に照射するのではなく、作業車の近
傍において、光線が正確に反射手段を照射するように、
投光方向制御手段が映像情報に基づいて走査手段を自動
制御する。つまり、作業車の反射手段の近傍に識別部材
が設けられ、地上側には光線の投光方向の変化に追従し
て撮像方向を変えるように撮像手段が設けられ、その撮
像手段による映像画面中の上記識別部材の位置が所定位
置(例えば画面中央)となるように投光方向が制御され
る。
において、単に走査により測距計からの光線を測距目標
の作業車の反射手段に照射するのではなく、作業車の近
傍において、光線が正確に反射手段を照射するように、
投光方向制御手段が映像情報に基づいて走査手段を自動
制御する。つまり、作業車の反射手段の近傍に識別部材
が設けられ、地上側には光線の投光方向の変化に追従し
て撮像方向を変えるように撮像手段が設けられ、その撮
像手段による映像画面中の上記識別部材の位置が所定位
置(例えば画面中央)となるように投光方向が制御され
る。
【手続補正9】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0011
【補正方法】変更
【補正内容】
【0011】これにより速く、しかも正確に測距計から
の光線が作業車の反射手段を捉えることができる。例え
ば作業車の走行路面に大きな凹凸がある場合、作業車の
反射手段が上下に移動するので、第1の特徴構成のみで
光線が反射手段を的確に捉えるためには、光線の走査を
水平方向のみならず垂直方向にも所定角度範囲で行なう
必要があるが、第2の特徴構成によれば、かかる無駄な
走査の必要がなくなる。
の光線が作業車の反射手段を捉えることができる。例え
ば作業車の走行路面に大きな凹凸がある場合、作業車の
反射手段が上下に移動するので、第1の特徴構成のみで
光線が反射手段を的確に捉えるためには、光線の走査を
水平方向のみならず垂直方向にも所定角度範囲で行なう
必要があるが、第2の特徴構成によれば、かかる無駄な
走査の必要がなくなる。
【手続補正10】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0014
【補正方法】変更
【補正内容】
【0014】全作業区域AR1〜AR4のほぼ中央部
(A点)に、各作業車Vの現在位置を計測し、その情報
を各作業車Vに伝送することにより各作業車Vの走行を
誘導するための地上側装置類が設置されている。つま
り、図1に示すように、光線の一例としてのレーザ光線
による測距計やそのレーザ光線を全作業区域AR1〜A
R4に亘って(即ち360°)走査する走査手段等を備
える測距装置1、走査手段を制御したり測距装置1から
の情報に基づいて各作業車Vの現在位置を算出する処理
装置2、得られた各作業車Vの現在位置を各作業車Vに
送信する送信手段(以下、送信機という)3が設けられ
ている。
(A点)に、各作業車Vの現在位置を計測し、その情報
を各作業車Vに伝送することにより各作業車Vの走行を
誘導するための地上側装置類が設置されている。つま
り、図1に示すように、光線の一例としてのレーザ光線
による測距計やそのレーザ光線を全作業区域AR1〜A
R4に亘って(即ち360°)走査する走査手段等を備
える測距装置1、走査手段を制御したり測距装置1から
の情報に基づいて各作業車Vの現在位置を算出する処理
装置2、得られた各作業車Vの現在位置を各作業車Vに
送信する送信手段(以下、送信機という)3が設けられ
ている。
Claims (2)
- 【請求項1】 地上側に、レーザ光線による測距計
(5)と、その測距計(5)から送出されるレーザ光線
の投光方向を作業車(V)の作業区域に亘って走査する
走査手段(7,8)と、前記レーザ光線の投光方向と基
準方向とが成す角度を検出する投光角度検出手段(9,
10)と、前記測距計(5)によって計測された前記作
業車(V)までの距離情報、及び、前記投光角度検出手
段(9,10)によって検出された角度情報に基づいて
前記作業車(V)の現在位置を算出する演算手段(1
8)と、算出された前記作業車(V)の現在位置を前記
作業車(V)に送信する送信手段(3)とが設けられ、
前記作業車(V)に、前記レーザ光線を入射方向と同じ
方向に反射する反射手段(13)と、前記送信手段
(3)から送信される前記作業車(V)の現在位置を受
信するための受信手段(19)と、受信された前記作業
車(V)の現在位置と予め記憶された予定走行経路との
偏差に基づいて走行装置の速度制御及び操向制御を行な
う走行制御手段(20)とが設けられている自動誘導シ
ステム。 - 【請求項2】 前記作業車(V)の反射手段(13)の
近傍に識別部材(14)が設けられ、地上側に前記測距
計(5)から投光されるレーザ光線の投光方向とほぼ同
じ方向を撮像する撮像手段(11,12)が、前記レー
ザ光線の投光方向の変化に追従してその撮像方向が変化
するように設けられ、前記撮像手段(11,12)によ
って撮像された映像画面中の前記識別部材(14)の位
置が所定位置となるように、測距対象である作業車
(V)の近傍において前記レーザ光線の投光方向を制御
する投光方向制御手段(17)が設けられている請求項
1記載の自動誘導システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4048150A JPH05250033A (ja) | 1992-03-05 | 1992-03-05 | 自動誘導システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4048150A JPH05250033A (ja) | 1992-03-05 | 1992-03-05 | 自動誘導システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05250033A true JPH05250033A (ja) | 1993-09-28 |
Family
ID=12795337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4048150A Pending JPH05250033A (ja) | 1992-03-05 | 1992-03-05 | 自動誘導システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05250033A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08163905A (ja) * | 1994-12-14 | 1996-06-25 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 自動芝刈機 |
| JP2010231698A (ja) * | 2009-03-30 | 2010-10-14 | Advanced Telecommunication Research Institute International | ネットワークロボットシステム、ロボット制御装置、ロボット制御方法およびロボット制御プログラム |
| JP2019106942A (ja) * | 2017-12-19 | 2019-07-04 | 株式会社クボタ | 草刈機自動走行システム |
| JP2022032805A (ja) * | 2020-08-14 | 2022-02-25 | 井関農機株式会社 | 作業車両の管理制御システム |
| JP2023542293A (ja) * | 2020-09-24 | 2023-10-06 | クーン エスアーエス | 少なくとも2台の農業用ロボットの作業車団によって農地区画で作業する方法 |
-
1992
- 1992-03-05 JP JP4048150A patent/JPH05250033A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08163905A (ja) * | 1994-12-14 | 1996-06-25 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 自動芝刈機 |
| JP2010231698A (ja) * | 2009-03-30 | 2010-10-14 | Advanced Telecommunication Research Institute International | ネットワークロボットシステム、ロボット制御装置、ロボット制御方法およびロボット制御プログラム |
| JP2019106942A (ja) * | 2017-12-19 | 2019-07-04 | 株式会社クボタ | 草刈機自動走行システム |
| JP2022032805A (ja) * | 2020-08-14 | 2022-02-25 | 井関農機株式会社 | 作業車両の管理制御システム |
| JP2023542293A (ja) * | 2020-09-24 | 2023-10-06 | クーン エスアーエス | 少なくとも2台の農業用ロボットの作業車団によって農地区画で作業する方法 |
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