JPH06149352A - ビーム光誘導式作業車の走行制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回向パターンに適切な補正を加えて回向動作
後の次の走行行程の始端部における位置が適正操向位置
から極力ずれないようにする。 【構成】 各走行行程に沿って誘導用ビーム光Ａ１を投
射する手段Ｂ１と、作業車Ｖには、誘導用ビーム光Ａ１
を受光する操向制御用光センサ１７と、この受光情報に
基づいて、作業車Ｖが誘導用ビーム光Ａ１に沿って自動
走行するように操向制御する操向制御手段１００と、走
行行程の終端部に達するとその走行行程に隣接する次の
走行行程の始端部に向けて作業車Ｖを所定の回向パター
ンで回向動作させる回向制御手段１０１と、回向動作後
の次の走行行程の始端部における作業車Ｖの適正操向位
置からのずれ量を検出する回向動作ずれ量検出手段１０
２とが設けられ、回向制御手段１０１は、以前の回向動
作における回向動作ずれ量の検出情報に基づいて、ずれ
量を減少させるように回向パターンを補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、作業車が複数個の走行
行程の夫々に沿って自動走行するように、各走行行程の
一端側から他端側に向けて誘導用ビーム光を投射する誘
導用ビーム光投射手段が設けられ、前記作業車には、前
記誘導用ビーム光を受光する操向制御用光センサと、そ
の操向制御用光センサの受光情報に基づいて、前記作業
車が前記誘導用ビーム光に沿って自動走行するように操
向制御する操向制御手段と、前記作業車が一つの走行行
程の終端部に達するに伴って、その一つの走行行程に隣
接する次の走行行程の始端部に向けて前記作業車を所定
の回向パターンで回向動作させる回向制御手段とが設け
られたビーム光誘導式作業車の走行制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記この種のビーム光誘導式作業車の走
行制御装置は、作業用に設定された複数個の走行行程の
一端側から他端側に向けて投射される誘導用ビーム光に
沿って自動走行する作業車が、それらの走行行程すべて
に亘って自動走行するように、作業車が各走行行程の終
端部に達するに伴って、次の行程の始端部に向けて自動
的に移動させるようにしたものであるが、従来では、次
の行程の始端部に移動させる回向動作中は誘導用ビーム
光によって作業車を誘導することができないので、回向
動作においては、予め設定された所定の回向パターンで
自動的に回向させるようにしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
では、例えば、田植え用の作業車等のように、走行地面
状態が悪くスリップし易い状態で走行する作業車におい
ては、前記所定の回向パターンで回向動作させた場合の
実際の回向軌跡が所望の回向軌跡から外れ、回向動作後
の次の走行行程の始端部における作業車の操向位置が適
正操向位置からずれる虞れが大であった。つまり、前記
回向パターンは、標準的な圃場条件において想定された
標準的なスリップ量の下で回向動作させた場合に所望の
回向軌跡となるように設定されているために、圃場条件
が湿田又は乾田等のように変化すると、それに応じて実
際のスリップ量が上記標準的なスリップ量よりも大側又
は小側に変化するからである。

【０００４】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であって、その目的は、回向動作後の次の走行行程の始
端部における位置が適正操向位置から極力ずれないよう
に、回向パターンに適切な補正を加えて回向動作させる
ことにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によるビーム光誘
導式作業車の走行制御装置の特徴構成は、前記作業車
に、前記操向制御用光センサの情報に基づいて、前記回
向動作後の次の走行行程の始端部における前記作業車の
適正操向位置からのずれ量を検出する回向動作ずれ量検
出手段が設けられ、前記回向制御手段は、以前の回向動
作における前記回向動作ずれ量検出手段の情報に基づい
て、前記ずれ量を減少させるように前記回向パターンを
補正するように構成されている点にある。

【０００６】

【作用】本発明の特徴構成によれば、作業車が一つの走
行行程の終端部に達するに伴って、作業車を隣接する次
の走行行程の始端部に向けて回向動作させる際の回向パ
ターンが、その回向動作よりも以前になされた回向動作
において検出された回向動作ずれ量、即ち回向動作後の
次の走行行程の始端部における前記作業車の適正操向位
置からのずれ量によってそのずれ量を減少させるように
補正され、その補正された回向パターンにて上記回向動
作がなされる。

【０００７】

【発明の効果】従って、本発明の特徴構成によれば、例
えば、田植え用の作業車等のように、湿田や乾田等の圃
場条件によってスリップ量が変化するために、設定され
た回向パターンで回向動作させたときに実際の回向軌跡
が所望の回向軌跡から外れ易い場合であっても、その外
れの度合いが反映された以前の回向動作での回向動作ず
れ量の検出結果によってそのずれ量を少なくするように
回向パターンが補正され、その補正された回向パターン
にて回向動作がなされるので、回向動作後の次の走行行
程の始端部における作業車の位置が適正操向位置からず
れる度合いが少なくなり、もって、回向動作の信頼性を
向上させることができるに至った。

【０００８】

【実施例】以下、本発明を田植え用の作業車の走行制御
装置に適用した場合における実施例を図面に基づいて説
明する。

【０００９】図４に示すように、圃場内に設定された互
いに平行に並ぶ複数個の作業用の走行行程において、田
植え用の作業車Ｖが走行行程の長さ方向に沿って自動走
行するように誘導するための走行用ガイドとなる誘導用
ビーム光Ａ１を走行行程の長さ方向に沿ってその一端側
から他端側に向けて投射する誘導用ビーム光投射手段と
しての誘導用レーザ光投射装置Ｂ１が、前記複数個の走
行行程が並ぶ方向に沿って隣接する２個の走行行程に対
して１個の割合でその２個の走行行程の中間に相当する
位置に設置され、もって、互いに平行する複数個の走行
行程の夫々において前記誘導用ビーム光Ａ１を投射でき
るように構成している。尚、詳述はしないが、前記誘導
用ビーム光Ａ１は垂直方向の所定角度範囲に走査される
ようになっている。又、本実施例では、前記誘導用ビー
ム光Ａ１によって誘導される前記作業車Ｖを、各走行行
程の両端部において１８０度方向転換させながら、各走
行行程を往復走行させるようにしてある。

【００１０】又、前記走行行程の長さ方向における両端
部の位置を示すと共に、次の走行行程への回向動作の開
始位置を示すための回向用ビーム光Ａ２を、前記誘導用
ビーム光Ａ１の投射方向に対して直交する方向に向けて
投射する回向用レーザ光投射装置Ｂ２が、走行行程の長
さ方向における両端部夫々に対応する前記走行行程が並
ぶ圃場横側方箇所に設けられている。これにより、前記
作業車Ｖが各走行行程の終端部に達するに伴って、前記
作業車Ｖを次の走行行程に向けて１８０度方向転換させ
ることにより、所定範囲の圃場における植え付け作業を
連続して自動的に行えるようにしている。

【００１１】前記作業車Ｖの構成について説明すれば、
図４及び図５に示すように、左右一対の前輪３及び後輪
４を備えた走行機体５の後部に、作業装置としての苗植
え付け装置６が、昇降自在で且つ駆動停止自在に設けら
れている。又、図１に示すように、前記前後輪３，４
は、左右を一対として前後で各別に操向操作自在に構成
され、操向用の油圧シリンダ７，８と、それらに対する
電磁操作式の制御弁９，１０とが設けられている。つま
り、前輪３又は後輪４の一方のみを操向する２輪ステア
リング形式、前後輪３，４を逆位相で且つ同角度に操向
する４輪ステアリング形式、前後輪３，４を同位相で且
つ同角度に操向する平行ステアリング形式の三種類のス
テアリング形式を選択使用できるようになっている。

【００１２】図１中、１１はエンジンＥからの出力を変
速して前記前後輪３，４の夫々を同時に駆動する油圧式
無段変速装置、１２はその変速操作用の電動モータ、１
３は前記植え付け装置６の昇降用油圧シリンダ、１４は
その制御弁、１５は前記エンジンＥによる前記植え付け
装置６の駆動を断続する電磁操作式の植え付けクラッ
チ、１６は前記作業車Ｖの走行並びに前記植え付け装置
６の作動を制御するためのマイクロコンピュータ利用の
制御装置であって、後述の各種センサによる検出情報に
基づいて、前記変速用モータ１２、前記各制御弁９，１
０，１４、及び、前記植え付けクラッチ１５の夫々を制
御するように構成されている。

【００１３】前記作業車Ｖに装備されるセンサ類につい
て説明すれば、図１に示すように、前記前後輪３，４夫
々の操向角を検出するポテンショメータ利用の操向角検
出センサＲ１，Ｒ２と、前記変速装置１１の変速状態に
基づいて間接的に前後進状態及び車速を検出するポテン
ショメータ利用の車速センサＲ３と、前記変速装置１１
の出力軸の回転数を計数して走行距離を検出するための
エンコーダＳ４とが設けられている。

【００１４】又、図４及び図５にも示すように、前記誘
導用ビーム光Ａ１に対する機体横幅方向でのずれをその
機体横幅方向での受光位置に基づいて検出するために前
記誘導用ビーム光Ａ１を受光する操向制御用光センサ１
７が機体右側方の前方側に設けられ、更に、前記回向用
ビーム光Ａ２を受光する回向用光センサＳ３が、機体左
右何れの側からでも前記回向用ビーム光Ａ２を受光でき
るように、前記操向制御用光センサ１７の前方側の機体
左右両側の夫々に設けられている。尚、前記回向用光セ
ンサＳ３は前記回向用ビーム光Ａ２に対する受光の有無
のみを検出するように構成され、受光位置は判別できな
いようになっている。

【００１５】前記操向制御用光センサ１７について説明
を加えれば、図５及び図６に示すように、機体前後方向
に間隔ｄを隔て且つ上下方向にも間隔を隔てて位置する
ように配置された前後一対の光センサＳ１，Ｓ２から構
成され、そして、前記誘導用ビーム光Ａ１が機体前後の
何れの方向から入射される場合でも差のない状態で受光
できるようにするために、機体前後の各方向からの入射
光を前記光センサＳ１，Ｓ２夫々の受光面に向けて反射
する反射鏡１８を備えている。前記前後一対の光センサ
Ｓ１，Ｓ２の夫々は、図６にも示すように、複数個の受
光素子Ｄを機体横幅方向に並設したものであって、横幅
方向でのセンサ中心Ｄ０に位置する受光素子の位置を基
準として、前記誘導用ビーム光Ａ１を受光した前後夫々
の受光素子の位置Ｘ１，Ｘ２を検出できるように構成さ
れている。

【００１６】そして、前記制御装置１６を利用して、前
記操向制御用光センサ１７の受光情報に基づいて、前記
作業車Ｖが前記誘導用ビーム光Ａ１に沿って自動走行す
るように操向制御する操向制御手段１００と、前記作業
車Ｖが一つの走行行程の終端部に達するに伴って、その
一つの走行行程に隣接する次の走行行程の始端部に向け
て前記作業車Ｖを所定の回向パターンで回向動作させる
回向制御手段１０１と、前記操向制御用光センサ１７の
情報に基づいて、前記回向動作後の次の走行行程の始端
部における前記作業車Ｖの適正操向位置からのずれ量を
検出する回向動作ずれ量検出手段１０２の各手段が構成
されることになる。

【００１７】前記操向制御手段１００について説明すれ
ば、前記操向制御用光センサ１７の前記前後一対の光セ
ンサＳ１，Ｓ２の夫々の受光素子の位置Ｘ１，Ｘ２とそ
の車体前後方向での取り付け間隔ｄとに基づいて、下式
から、前記誘導用ビーム光Ａ１の投射方向に対する走行
機体５の傾きφと横幅方向における位置の偏位ｘとを求
めるようになっている。

【００１８】

【数１】φ＝ｔａｎ^-1（｜Ｘ１−Ｘ２｜／ｄ） ｘ＝Ｘ１

【００１９】尚、この例では、前記横幅方向における位
置の偏位ｘは、前記一対の光センサＳ１，Ｓ２の一方
（Ｓ１）の受光位置としているが、前記傾きφによる誤
差が生じないようにするために、前記一対の光センサＳ
１，Ｓ２夫々の受光位置Ｘ１，Ｘ２の平均値を用いるよ
うにしてもよい。

【００２０】そして、前記作業車Ｖは、前記傾きφと前
記偏位ｘとが共に零となるように、目標操向角を設定し
て操向制御されることになる。但し、本実施例では、各
走行行程では、前記前輪３のみを操向する２輪ステアリ
ング形式で操向制御するように構成してある。

【００２１】次に、前記回向制御手段１０１について説
明すれば、図７及び図９に示すように、前記回向用光セ
ンサＳ３が前記回向用ビーム光Ａ２を検出した地点をｅ
とし、このｅ地点から前記エンコーダＳ４の検出情報に
基づいて距離ａだけ走行させた地点ｆから１８０度の旋
回動作を開始し、所定の旋回区間ｇを経て旋回動作の終
点ｈに至る。従って、前記回向パターンは、上記ｅ地点
からｈ地点までの経路ｅ〜ｈを回向動作による走行軌跡
（回向軌跡）とするように設定される。

【００２２】前記回向動作ずれ量検出手段１０２は、図
８に示すように、前記旋回動作の終点であるｈ地点にお
ける前記操向制御用光センサ１７の前方側の光センサＳ
１の受光位置Ｘ１を、前記ずれ量Ｌとして検出する。そ
して、前記回向制御手段１０１は、前記回向動作を行う
にあたって、以前の回向動作における前記回向動作ずれ
量検出手段１０２の情報に基づいて、前記ずれ量Ｌ、即
ち回向動作後の次の走行行程の始端部における前記作業
車Ｖの適正操向位置からのずれ量Ｌを減少させるように
前記回向パターンを補正するように構成されている。

【００２３】前記回向制御手段１０１による上記補正動
作について説明すれば、図９に示すように、例えば作業
開始時の１回目の回向動作において、前記旋回区間ｇの
軌跡がその適正軌跡ｋ０から外れてｋ１になり、その結
果、前記ずれ量ＬがＬ1 （図では適正操向位置よりも右
側）になったとすると、２回目の回向パターンにおいて
は、旋回動作の開始点であるｆ地点を前記ずれ量Ｌ1 を
打ち消す方向（図の左方向）にＬ1 移動した点となるよ
うに補正させる。従って、この場合の補正量はＨ2 ＝Ｌ
1 となる。そして、２回目の回向動作において、前記旋
回区間ｇの軌跡がｋ２になり、その結果、前記ずれ量Ｌ
がＬ2 （適正操向位置よりも右側）になったとすると、
３回目の回向パターンにおいては、旋回動作の開始点で
あるｆ地点を前記１回目のずれ量Ｌ1 及び２回目のずれ
量Ｌ2 を合わせたずれ量即ちＬ1＋Ｌ2 を打ち消す方向
（この例ではＬ1 の方がＬ2 よりも大きいので図の左方
向）に移動した点となるように補正させる。従って、こ
の場合の補正量はＨ3 ＝Ｌ1 ＋Ｌ2 となる。以下、逐次
検出されるずれ量を加算して補正量を決めて次の回向動
作を行うことになる。従って、ｎ回目の補正量Ｈn は下
式で表される。

【００２４】

【数２】Ｈn ＝（Ｌ1 ＋Ｌ2 ＋ ……… ＋Ｌn-1 ）

【００２５】次に、図２及び図３に示すフローチャート
に基づいて、前記制御装置１６の動作について説明すれ
ば、前記作業車Ｖは、前記誘導用レーザ光投射装置Ｂ１
から投射される誘導用ビーム光Ａ１を機体後方側から受
光する状態で、圃場の一端側に設定された最初の走行行
程を、その長さ方向に沿って一端側から他端側に向けて
走行開始する（図４参照）。

【００２６】走行開始後は、前記操向制御用センサ１７
による前記誘導用ビーム光Ａ１の受光位置情報に基づい
て、前記一対の光センサＳ１，Ｓ２の両方の受光位置が
センサ中央となるように、前述の如く、２輪ステアリン
グ形式で前記前輪３を操向制御することになる。そし
て、前記回向用光センサＳ３が、走行行程の一端側にお
いて投射される前記回向用ビーム光Ａ２を受光した時点
から設定距離を走行して植え付け開始位置に達するに伴
って、前記植え付け装置６を下降させると共に駆動開始
して、植え付け作業を開始することになる。

【００２７】前記作業車Ｖが走行行程の終端部に達し
て、前記回向用光センサＳ３が走行行程の他端側におい
て投射される回向用ビーム光Ａ２を受光すると（ｅ地
点）、前記植え付け装置６の駆動を停止して植え付け作
業を停止する。尚、詳述はしないが、回向回数等に基づ
いて作業終了を判別した場合には、次の回向動作を行わ
ず、走行停止して全処理を終了する。そして、上記ｅ地
点から前記操向制御用センサ１７によって操向位置を検
出しながらｆ地点に向けて走行させる。尚、この走行の
際に、前記補正量Ｈn に応じてｆ地点における車体左右
位置を適正操向位置に対して移動させるように操向させ
る。

【００２８】ｆ地点に到着すると、前記２輪ステアリン
グ形式から前記４輪ステアリング形式に切り換えて、前
記作業車Ｖを次の走行行程の始端部に向けて１８０度方
向転換させるための前記旋回区間ｇに沿った旋回動作を
開始することになる。そして、上記旋回区間ｇの旋回動
作が終了した後は、前述のようにｈ地点において前記回
向動作のずれ量Ｌn-1 を検出すると共に、そのずれ量Ｌ
n-1 及びこれ以前の回向動作のずれ量（Ｌ１＋ ………
＋Ｌn-2 ）に基づいて、次回の回向動作のための前記
補正量Ｈn を算出する。同時、前記４輪ステアリング形
式から前記２輪ステアリング形式に切り換えて、前記操
向制御用センサ１７による操向制御を開始する。

【００２９】〔別実施例〕上記実施例では、作業車Ｖを
１８０度旋回させて次の走行行程の始端部に回向させる
ものを例示したが、図１０に示すように、９０度旋回に
て回向させる場合においても同様に適用される。この例
では、９０度旋回して回向させた後の作業車Ｖの操向位
置が適正位置よりも進行方向に向かって右側（図の下方
向）にずれているので、次回の回向動作では、このずれ
量Ｌを補正するように、回向動作における旋回開始点を
Ｌだけ手前側（図の上方向）になるように回向パターン
を補正する。

【００３０】又、上記実施例では、前回までの回向動作
のずれ量Ｌをすべて補正量Ｈを算出する際に用いるよう
に構成したが、必ずしもこのようにする必要はない。例
えば、１区画の圃場内の場所による圃場条件の変動が小
さいような場合には、作業開始時の１回目の回向動作の
ずれ量Ｌ1 を検出して、このずれ量Ｌ1 で後のすべての
回向動作の補正量Ｈとして制御の簡素化を図ることもで
きる。また、圃場の一端側の回向動作についての補正量
Ｈはこの一端側の回向動作でのずれ量Ｌを使い、他端側
の回向動作についての補正量Ｈはこの他端側の回向動作
でのずれ量Ｌを使うようにして、圃場の一端側と他端側
とを分けるようにすることも可能であり、前記回向制御
手段１０１の構成は種々変更できる。

【００３１】又、上記実施例では、回向動作において車
体の旋回を、４輪ステアリング形式で行わせるようにし
た場合を例示したが、２輪ステアリング形式で旋回させ
てもよく、回向パターンの具体的形態は各種変更でき
る。又、設定された回向パターンによる所望の回向軌跡
についても、前記の経路ｅ〜ｈのものに限らず作業車Ｖ
のステアリング性能等に応じて種々の軌跡が設定でき
る。

【００３２】又、上記実施例では、本発明を田植え用の
作業車の走行制御装置に適用したものを例示したが、田
植え機以外の農機及び各種走行作業車にも適用できるも
のであって、その際の各部の具体構成は種々変更でき
る。

【００３３】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にする為に符号を記すが、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。

【００３４】

【図面の簡単な説明】

【図１】制御構成のブロック図

【図２】制御作動のフローチャート

【図３】制御作動のフローチャート

【図４】走行行程及び回向動作を説明する概略平面図

【図５】作業車及び誘導用ビーム光投射手段の概略側面
図

【図６】操向制御用光センサの受光位置の説明図

【図７】回向動作の説明図

【図８】回向動作ずれ量検出の説明図

【図９】回向パターンの説明図

【図１０】別実施例の回向動作を説明する概略平面図

【符号の説明】

Ｖ 作業車 Ａ１ 誘導用ビーム光 Ｂ１ 誘導用ビーム光投射手段 １７ 操向制御用光センサ １００ 操向制御手段 １０１ 回向制御手段 １０２ 回向動作ずれ量検出手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 作業車（Ｖ）が複数個の走行行程の夫々
   に沿って自動走行するように、各走行行程の一端側から
   他端側に向けて誘導用ビーム光（Ａ１）を投射する誘導
   用ビーム光投射手段（Ｂ１）が設けられ、前記作業車
   （Ｖ）には、前記誘導用ビーム光（Ａ１）を受光する操
   向制御用光センサ（１７）と、その操向制御用光センサ
   （１７）の受光情報に基づいて、前記作業車（Ｖ）が前
   記誘導用ビーム光（Ａ１）に沿って自動走行するように
   操向制御する操向制御手段（１００）と、前記作業車
   （Ｖ）が一つの走行行程の終端部に達するに伴って、そ
   の一つの走行行程に隣接する次の走行行程の始端部に向
   けて前記作業車（Ｖ）を所定の回向パターンで回向動作
   させる回向制御手段（１０１）とが設けられたビーム光
   誘導式作業車の走行制御装置であって、 前記作業車（Ｖ）に、前記操向制御用光センサ（１７）
   の情報に基づいて、前記回向動作後の次の走行行程の始
   端部における前記作業車（Ｖ）の適正操向位置からのず
   れ量を検出する回向動作ずれ量検出手段（１０２）が設
   けられ、 前記回向制御手段（１０１）は、以前の回向動作におけ
   る前記回向動作ずれ量検出手段（１０２）の情報に基づ
   いて、前記ずれ量を減少させるように前記回向パターン
   を補正するように構成されているビーム光誘導式作業車
   の走行制御装置。