JPH07203706A - 自律走行作業車 - Google Patents
自律走行作業車Info
- Publication number
- JPH07203706A JPH07203706A JP6004619A JP461994A JPH07203706A JP H07203706 A JPH07203706 A JP H07203706A JP 6004619 A JP6004619 A JP 6004619A JP 461994 A JP461994 A JP 461994A JP H07203706 A JPH07203706 A JP H07203706A
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- JP
- Japan
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- work
- vehicle
- ball
- site
- boundary
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- Pending
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- Guiding Agricultural Machines (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 確実に未作業地と既作業地との境界に沿った
自律走行を行い、経済性に優れ、作業地を汚損すること
のない自律走行作業車を提供する。 【構成】 車輌進行に伴い、CCDカメラ26により既
作業地Cと未作業地Bとの境界部を撮像し、撮像画像に
おいて前回の作業レ−ン走行時に既作業地と未作業地と
の境界Lに沿い載置された各ボ−ル40の位置を検出
し、これらの各位置を結ぶ線と予め設定された目標線と
を比較して目標位置に対する車体のずれを認識し、この
認識デ−タに基づき操舵機構を制御して境界Lに沿った
自律走行を行う。またこのとき、次の作業レ−ン走行に
備えボ−ル載置装置11a(11b)によって車輌の進
行方向と逆側に既作業地と未作業地との境界に沿いボ−
ル40が新たに載置されると共に、前回の作業レ−ン走
行時に作業地に載置されたボ−ル40はボ−ル回収装置
20a(20b)により回収されてボ−ル供給管25を
介し上記ボ−ル載置装置に供給される。
自律走行を行い、経済性に優れ、作業地を汚損すること
のない自律走行作業車を提供する。 【構成】 車輌進行に伴い、CCDカメラ26により既
作業地Cと未作業地Bとの境界部を撮像し、撮像画像に
おいて前回の作業レ−ン走行時に既作業地と未作業地と
の境界Lに沿い載置された各ボ−ル40の位置を検出
し、これらの各位置を結ぶ線と予め設定された目標線と
を比較して目標位置に対する車体のずれを認識し、この
認識デ−タに基づき操舵機構を制御して境界Lに沿った
自律走行を行う。またこのとき、次の作業レ−ン走行に
備えボ−ル載置装置11a(11b)によって車輌の進
行方向と逆側に既作業地と未作業地との境界に沿いボ−
ル40が新たに載置されると共に、前回の作業レ−ン走
行時に作業地に載置されたボ−ル40はボ−ル回収装置
20a(20b)により回収されてボ−ル供給管25を
介し上記ボ−ル載置装置に供給される。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、作業領域における未作
業地と既作業地との境界を検出し、検出された境界に沿
い自律走行して次の作業レ−ンの作業を行う自律走行作
業車に関する。
業地と既作業地との境界を検出し、検出された境界に沿
い自律走行して次の作業レ−ンの作業を行う自律走行作
業車に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、無人で自律走行する自律走行車に
対しては、自律走行のための自己位置検出として、電線
を地下に埋設し、この電線が発する磁界を磁気センサで
検出する技術が提案されているが(例えば、特開平1−
312610号公報)、ゴルフ場、河川敷堤防、公園等
の各種フィ−ルドで草刈、芝刈等の作業を無人で行う自
律走行作業車等のように、自律走行領域が広大な場合、
領域の全てに電線を埋設することは困難であり、設置費
用も大きなものとなる。
対しては、自律走行のための自己位置検出として、電線
を地下に埋設し、この電線が発する磁界を磁気センサで
検出する技術が提案されているが(例えば、特開平1−
312610号公報)、ゴルフ場、河川敷堤防、公園等
の各種フィ−ルドで草刈、芝刈等の作業を無人で行う自
律走行作業車等のように、自律走行領域が広大な場合、
領域の全てに電線を埋設することは困難であり、設置費
用も大きなものとなる。
【0003】これに対処するため、作業領域において未
処理作業地としての未作業地と処理済み作業地としての
既作業地との境界部をモニタカメラ等の撮像手段により
撮像し、この撮像した画像から境界位置を検出し、この
境界に沿って自律走行し、次の作業レ−ンの作業を行う
自律走行作業車が開発されている。
処理作業地としての未作業地と処理済み作業地としての
既作業地との境界部をモニタカメラ等の撮像手段により
撮像し、この撮像した画像から境界位置を検出し、この
境界に沿って自律走行し、次の作業レ−ンの作業を行う
自律走行作業車が開発されている。
【0004】この境界検出については、特開昭61−1
39304号公報に、モニタカメラにより境界部を撮像
してこの撮像画像を平均明度差により2値化し、2値化
に当たって、微分値の正負の符号を検出し、車輌の進行
方向と照らし合わせて、作業済み/未作業・境界なの
か、或いは未作業/作業済み・境界なのかを識別し、現
在の作業行程で必要な境界のみを見い出し、この境界に
沿って自律走行する技術が開示されている。
39304号公報に、モニタカメラにより境界部を撮像
してこの撮像画像を平均明度差により2値化し、2値化
に当たって、微分値の正負の符号を検出し、車輌の進行
方向と照らし合わせて、作業済み/未作業・境界なの
か、或いは未作業/作業済み・境界なのかを識別し、現
在の作業行程で必要な境界のみを見い出し、この境界に
沿って自律走行する技術が開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の先行例
のような画像処理による倣い走行では、曇天等、光量の
少ない状態下においては、未作業地と既作業地との境界
の明度差が少なく、この明度差に基づき既作業地と未作
業地との境界を検出すると誤検出を生じ、既作業地と未
作業地との境界に沿った倣い走行が困難となる不都合が
ある。
のような画像処理による倣い走行では、曇天等、光量の
少ない状態下においては、未作業地と既作業地との境界
の明度差が少なく、この明度差に基づき既作業地と未作
業地との境界を検出すると誤検出を生じ、既作業地と未
作業地との境界に沿った倣い走行が困難となる不都合が
ある。
【0006】これに対処するに作業地との明度差が大き
い白色の粉、例えば石灰粉等を走行作業時に既作業地と
未作業地との境界に散布し、次の作業レ−ン走行時に、
境界部を撮像した画像において、作業地と境界に沿い散
布した石灰粉による白線との明度差が大きいことから確
実に白線を検出して、既作業地と未作業地との境界の誤
検出を防止することが考えられるが、広大な作業地で作
業する場合には多量の石灰粉を自律走行作業車に搭載す
る必要があり、車輌重量の増大を招き、走行駆動源をエ
ンジンとする場合には燃費が悪化し、モ−タとする場合
には電力消費が増し、さらに一度散布された石灰粉は無
駄になるため、経済性が悪いという不都合があり、ま
た、石灰粉の散布により作業地を汚損するため、例え
ば、自律走行により清掃作業を行う自律走行作業車や、
ゴルフ場等のフィ−ルドにおいて、既作業地としての既
刈地と、未作業地としての未刈地との刈跡境界を検出し
て、この刈跡境界に沿い自律走行して草・芝刈作業を行
う自律走行作業車等には適用することができない不都合
がある。
い白色の粉、例えば石灰粉等を走行作業時に既作業地と
未作業地との境界に散布し、次の作業レ−ン走行時に、
境界部を撮像した画像において、作業地と境界に沿い散
布した石灰粉による白線との明度差が大きいことから確
実に白線を検出して、既作業地と未作業地との境界の誤
検出を防止することが考えられるが、広大な作業地で作
業する場合には多量の石灰粉を自律走行作業車に搭載す
る必要があり、車輌重量の増大を招き、走行駆動源をエ
ンジンとする場合には燃費が悪化し、モ−タとする場合
には電力消費が増し、さらに一度散布された石灰粉は無
駄になるため、経済性が悪いという不都合があり、ま
た、石灰粉の散布により作業地を汚損するため、例え
ば、自律走行により清掃作業を行う自律走行作業車や、
ゴルフ場等のフィ−ルドにおいて、既作業地としての既
刈地と、未作業地としての未刈地との刈跡境界を検出し
て、この刈跡境界に沿い自律走行して草・芝刈作業を行
う自律走行作業車等には適用することができない不都合
がある。
【0007】本発明は上記事情に鑑み、確実に未作業地
と既作業地との境界に沿った自律走行を行い、且つ経済
性に優れ、作業地を汚損することのない自律走行作業車
を提供することを目的とする。
と既作業地との境界に沿った自律走行を行い、且つ経済
性に優れ、作業地を汚損することのない自律走行作業車
を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、作業領域における既作業地と未作業地との境
界部を撮像手段により撮像し、撮像した画像に基づき境
界位置に対する車体のずれを認識し、境界位置に対する
車体のずれに基づき操舵機構を制御して境界に沿った倣
い走行を行う自律走行作業車において、車輌の進行方向
と逆側に、既作業地と未作業地との境界に沿い作業地に
標識体を載置する載置手段と、倣い走行による作業レ−
ン走行時に、前回の作業レ−ン走行時に作業地に載置さ
れた標識体を回収する回収手段と、回収した標識体を上
記載置手段に供給する供給手段と、撮像手段により撮像
した境界部の画像から作業地に載置された標識体の位置
を検出し、複数の標識体位置を結ぶ線と予め設定された
目標線とを比較して目標位置に対する車体のずれを認識
する画像処理手段と、上記画像処理手段により得た境界
認識デ−タに基づき操舵機構を制御する倣い走行制御手
段とを備えることを特徴とする。
本発明は、作業領域における既作業地と未作業地との境
界部を撮像手段により撮像し、撮像した画像に基づき境
界位置に対する車体のずれを認識し、境界位置に対する
車体のずれに基づき操舵機構を制御して境界に沿った倣
い走行を行う自律走行作業車において、車輌の進行方向
と逆側に、既作業地と未作業地との境界に沿い作業地に
標識体を載置する載置手段と、倣い走行による作業レ−
ン走行時に、前回の作業レ−ン走行時に作業地に載置さ
れた標識体を回収する回収手段と、回収した標識体を上
記載置手段に供給する供給手段と、撮像手段により撮像
した境界部の画像から作業地に載置された標識体の位置
を検出し、複数の標識体位置を結ぶ線と予め設定された
目標線とを比較して目標位置に対する車体のずれを認識
する画像処理手段と、上記画像処理手段により得た境界
認識デ−タに基づき操舵機構を制御する倣い走行制御手
段とを備えることを特徴とする。
【0009】上記標識体は表面に作業地との明度差の大
きい色彩を施すことが望ましい。
きい色彩を施すことが望ましい。
【0010】また、上記標識体は、球体を用いることが
望ましく、さらには、重心位置が球心から偏心した偏重
心ボ−ルを用いることが望ましい。
望ましく、さらには、重心位置が球心から偏心した偏重
心ボ−ルを用いることが望ましい。
【0011】
【作用】上記自律走行作業車においては、車輌走行に伴
い、撮像手段により既作業地と未作業地との境界部を撮
像し、撮像された画像から、前回の作業レ−ン走行時に
既作業地と未作業地との境界に沿い作業地に載置された
標識体の位置を検出し、複数の標識体位置を結ぶ線と予
め設定された目標線とを比較して目標位置に対する車体
のずれを認識し、この認識デ−タに基づき操舵機構が制
御されて境界に沿った自律走行が行われる。またこのと
き、次の作業レ−ン走行に備え載置手段によって車輌の
進行方向と逆側に既作業地と未作業地との境界に沿い標
識体が載置されると共に、前回の作業レ−ン走行時に作
業地に載置された標識体は、自律走行作業車に備えた回
収手段により回収されて供給手段を介し上記載置手段に
供給される。
い、撮像手段により既作業地と未作業地との境界部を撮
像し、撮像された画像から、前回の作業レ−ン走行時に
既作業地と未作業地との境界に沿い作業地に載置された
標識体の位置を検出し、複数の標識体位置を結ぶ線と予
め設定された目標線とを比較して目標位置に対する車体
のずれを認識し、この認識デ−タに基づき操舵機構が制
御されて境界に沿った自律走行が行われる。またこのと
き、次の作業レ−ン走行に備え載置手段によって車輌の
進行方向と逆側に既作業地と未作業地との境界に沿い標
識体が載置されると共に、前回の作業レ−ン走行時に作
業地に載置された標識体は、自律走行作業車に備えた回
収手段により回収されて供給手段を介し上記載置手段に
供給される。
【0012】また、標識体の表面に、作業地との明度差
の大きい色彩を施すことで、境界部を撮像した画像から
確実に標識体を認識することが可能となる。
の大きい色彩を施すことで、境界部を撮像した画像から
確実に標識体を認識することが可能となる。
【0013】また、標識体として球体を用いることで、
標識体の回収及び載置手段への標識体の供給が容易とな
り、さらには、球体として偏重心ボ−ルを用いること
で、作業地への球体の載置時に球体の転がりが直ちに止
まり、適正位置からの球体の逸脱が抑えられる。
標識体の回収及び載置手段への標識体の供給が容易とな
り、さらには、球体として偏重心ボ−ルを用いること
で、作業地への球体の載置時に球体の転がりが直ちに止
まり、適正位置からの球体の逸脱が抑えられる。
【0014】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図面は本発明の一実施例を示し、図1はD−GP
S用移動局を備えた芝刈作業車の左右側面図とD−GP
S用固定局を示す説明図、図2は芝刈作業車における各
機構、装置の取付け位置関係を示す平面図、図3はボ−
ル載置装置の構成を示す説明図、図4はボ−ル回収装置
の構成を示す説明図、図5は集球機の平面図、図6は偏
重心ボ−ルの各態様を示す断面図、図7は制御装置のブ
ロック図、図8は操舵系の構成を示す説明図、図9は撮
像制御部の回路構成図、図10は走行経路及び作業領域
を示す説明図、図11乃至図13は主制御ル−チンのフ
ロ−チャ−ト、図14及び図15は自律走行制御ル−チ
ンのフロ−チャ−ト、図16はD−GPS無線通信ル−
チンのフロ−チャ−ト、図17は作業領域における最初
の外周刈の状態を示す説明図、図18はCCDカメラに
より撮像された画像において作業地に載置されたボ−
ル、各ボ−ル位置から求めた直線近似式と目標直線との
関係を示す説明図、図19はCCDカメラの取付状態、
撮像画像、及び直線近似の関係を示す説明図、図20及
び図21は草・芝刈作業による1行程の作業レ−ン終了
時の車輌シフト状態を示す説明図、図22は倣い走行に
よる草・芝刈作業状態の説明図である。
する。図面は本発明の一実施例を示し、図1はD−GP
S用移動局を備えた芝刈作業車の左右側面図とD−GP
S用固定局を示す説明図、図2は芝刈作業車における各
機構、装置の取付け位置関係を示す平面図、図3はボ−
ル載置装置の構成を示す説明図、図4はボ−ル回収装置
の構成を示す説明図、図5は集球機の平面図、図6は偏
重心ボ−ルの各態様を示す断面図、図7は制御装置のブ
ロック図、図8は操舵系の構成を示す説明図、図9は撮
像制御部の回路構成図、図10は走行経路及び作業領域
を示す説明図、図11乃至図13は主制御ル−チンのフ
ロ−チャ−ト、図14及び図15は自律走行制御ル−チ
ンのフロ−チャ−ト、図16はD−GPS無線通信ル−
チンのフロ−チャ−ト、図17は作業領域における最初
の外周刈の状態を示す説明図、図18はCCDカメラに
より撮像された画像において作業地に載置されたボ−
ル、各ボ−ル位置から求めた直線近似式と目標直線との
関係を示す説明図、図19はCCDカメラの取付状態、
撮像画像、及び直線近似の関係を示す説明図、図20及
び図21は草・芝刈作業による1行程の作業レ−ン終了
時の車輌シフト状態を示す説明図、図22は倣い走行に
よる草・芝刈作業状態の説明図である。
【0015】図1(a),(b)において、符号1は無
人で自走可能な自律走行作業車を示し、本実施例におい
ては、ゴルフ場等の草・芝刈作業を行う芝刈作業車であ
り、草・芝刈作業領域において既刈地(既作業地)と未
刈地(未作業地)との刈跡境界に沿って倣い走行し草・
芝刈を行う。この芝刈作業車1は、エンジン駆動で走行
し、前後輪の操舵角を独立して制御することができるよ
うになっており、衛星からの電波を受信して自己位置を
測定するための衛星電波受信機、走行履歴に基づいて現
在位置を測定するための推測航法用センサ、走行障害物
を検出するためのセンサが搭載されると共に、草・芝刈
作業領域において刈跡境界に沿い作業地に標識体を載置
するための載置手段、既刈地と未刈地との境界部を撮像
し、この撮像画像から標識体を認識して刈跡境界に沿っ
た倣い走行を行う為の撮像手段、倣い走行による作業レ
−ン走行時、前回の作業レ−ン走行時に作業地に載置さ
れた標識体を回収するための回収手段、及び回収した標
識体を前記載置手段に供給する供給手段等が搭載され、
高精度な自律走行を行うことができる。
人で自走可能な自律走行作業車を示し、本実施例におい
ては、ゴルフ場等の草・芝刈作業を行う芝刈作業車であ
り、草・芝刈作業領域において既刈地(既作業地)と未
刈地(未作業地)との刈跡境界に沿って倣い走行し草・
芝刈を行う。この芝刈作業車1は、エンジン駆動で走行
し、前後輪の操舵角を独立して制御することができるよ
うになっており、衛星からの電波を受信して自己位置を
測定するための衛星電波受信機、走行履歴に基づいて現
在位置を測定するための推測航法用センサ、走行障害物
を検出するためのセンサが搭載されると共に、草・芝刈
作業領域において刈跡境界に沿い作業地に標識体を載置
するための載置手段、既刈地と未刈地との境界部を撮像
し、この撮像画像から標識体を認識して刈跡境界に沿っ
た倣い走行を行う為の撮像手段、倣い走行による作業レ
−ン走行時、前回の作業レ−ン走行時に作業地に載置さ
れた標識体を回収するための回収手段、及び回収した標
識体を前記載置手段に供給する供給手段等が搭載され、
高精度な自律走行を行うことができる。
【0016】前記衛星電波受信機は、本実施例において
は、GPS衛星からの電波を受信して自己位置を測定す
るためのGPS受信機であり、既知の地点に配置された
固定局で位置観測を行って補正情報(ディファレンシャ
ル情報)を移動局にフィ−ドバックする、いわゆるディ
ファレンシャルGPS(以下、D−GPSと略記する)
用の移動局GPS受信機である。
は、GPS衛星からの電波を受信して自己位置を測定す
るためのGPS受信機であり、既知の地点に配置された
固定局で位置観測を行って補正情報(ディファレンシャ
ル情報)を移動局にフィ−ドバックする、いわゆるディ
ファレンシャルGPS(以下、D−GPSと略記する)
用の移動局GPS受信機である。
【0017】周知のように、GPSによる測位誤差の要
因としては、衛星及び受信機の時計の誤差、衛星の軌道
の誤差、電離層による電波の遅れ、大気圏による電波の
遅れ、マルチパス等があり、その他に、最も大きな誤差
要因としてセレクタブル・アベイラビリティ(S/A)
と呼ばれる運用者による意図的な精度劣化がある。これ
らの要因による誤差のうち、同位相の誤差は既知の地点
の固定局で捕捉した各衛星に対応する補正情報を利用す
ることにより除去することができ、移動局での測位精度
を数m程度まで飛躍的に向上することができる。
因としては、衛星及び受信機の時計の誤差、衛星の軌道
の誤差、電離層による電波の遅れ、大気圏による電波の
遅れ、マルチパス等があり、その他に、最も大きな誤差
要因としてセレクタブル・アベイラビリティ(S/A)
と呼ばれる運用者による意図的な精度劣化がある。これ
らの要因による誤差のうち、同位相の誤差は既知の地点
の固定局で捕捉した各衛星に対応する補正情報を利用す
ることにより除去することができ、移動局での測位精度
を数m程度まで飛躍的に向上することができる。
【0018】このため、前記芝刈作業車1には、移動局
GPS受信機のアンテナ2と、固定局からのディファレ
ンシャル情報を受信するための無線通信機のアンテナ3
とが立設されており、車外の既知の地点には図1(c)
に示すように、固定局GPS受信機のアンテナ51と、
移動局GPS受信機へディファレンシャル情報を送信す
るための無線通信機のアンテナ52とを備えた固定局5
0が配置される。
GPS受信機のアンテナ2と、固定局からのディファレ
ンシャル情報を受信するための無線通信機のアンテナ3
とが立設されており、車外の既知の地点には図1(c)
に示すように、固定局GPS受信機のアンテナ51と、
移動局GPS受信機へディファレンシャル情報を送信す
るための無線通信機のアンテナ52とを備えた固定局5
0が配置される。
【0019】また、前記推測航法用センサとしては、地
磁気センサ4と車速センサの一例としての車輪エンコ−
ダ5とが前記芝刈作業車1に備えられ、前記障害物検出
用センサとしては、超音波センサあるいは光センサ等の
無接触型センサ6a,6bが前記芝刈作業車1の前後部
に取付けられるとともに、マイクロスイッチ等を使用し
た接触型センサ7a,7bが前記芝刈作業車1の前後端
に取付られている。
磁気センサ4と車速センサの一例としての車輪エンコ−
ダ5とが前記芝刈作業車1に備えられ、前記障害物検出
用センサとしては、超音波センサあるいは光センサ等の
無接触型センサ6a,6bが前記芝刈作業車1の前後部
に取付けられるとともに、マイクロスイッチ等を使用し
た接触型センサ7a,7bが前記芝刈作業車1の前後端
に取付られている。
【0020】また、前記芝刈作業車1の車体1a下部に
は、草・芝刈作業を行うため図2に示すようにモ−ア等
の刈刃9aを複数備えた刈刃機構9が備えられ、車載の
エンジンから前後輪10a,10bに動力を伝達する動
力伝達機構における変速機のPTO軸、図示しない油圧
クラッチ機構、ユニバ−サルジョイント等を介して刈刃
機構9に動力伝達し、図示しない伝動機構を介して各刈
刃9aを回転させて草・芝刈を行うよう構成されてい
る。
は、草・芝刈作業を行うため図2に示すようにモ−ア等
の刈刃9aを複数備えた刈刃機構9が備えられ、車載の
エンジンから前後輪10a,10bに動力を伝達する動
力伝達機構における変速機のPTO軸、図示しない油圧
クラッチ機構、ユニバ−サルジョイント等を介して刈刃
機構9に動力伝達し、図示しない伝動機構を介して各刈
刃9aを回転させて草・芝刈を行うよう構成されてい
る。
【0021】前記載置手段としては、2組のボ−ル載置
装置11a,11bを備え、ボ−ル載置装置11a,1
1bは、図1(b)及び図2に示すように車輪10b,
10a及び刈刃機構15と干渉しない位置で車体1aの
右側にそれぞれ取付られており、草・芝刈作業走行時に
標識体としての偏重心ボ−ル40を既刈地Cと未刈地B
との刈跡境界Lに沿い、作業地に間欠的に載置する。図
3に示すように、各ボ−ル載置装置11a,11bは、
車体1aに固定され下方に向けて傾斜し車輌進行方向と
逆側に偏重心ボ−ル40を送出するボ−ル送出管12を
備え、ボ−ル送出管12の先端にヒンジ機構13を介し
揺動自在にスロ−プ14が設置され、さらにこのスロ−
プ14の先端に、作業地に接地して転動する小車輪15
を側面に備え、且つ送出された偏重心ボ−ル40を確実
に刈跡境界線に沿い作業地に載置しボ−ル40の載置位
置精度を高めるべくガイド部14aが形成されて構成さ
れ、作業地の起伏に応じてスロ−プ14が揺動し、常に
送出された偏重心ボ−ル40を作業地に安定して載置す
る。さらに、作業地に間欠的に偏重心ボ−ル40を載置
するため、前記ボ−ル送出管12の中途の底部に、一定
時間毎に作動されるリニアソレノイド16により上下作
動するピストン17が配設される。
装置11a,11bを備え、ボ−ル載置装置11a,1
1bは、図1(b)及び図2に示すように車輪10b,
10a及び刈刃機構15と干渉しない位置で車体1aの
右側にそれぞれ取付られており、草・芝刈作業走行時に
標識体としての偏重心ボ−ル40を既刈地Cと未刈地B
との刈跡境界Lに沿い、作業地に間欠的に載置する。図
3に示すように、各ボ−ル載置装置11a,11bは、
車体1aに固定され下方に向けて傾斜し車輌進行方向と
逆側に偏重心ボ−ル40を送出するボ−ル送出管12を
備え、ボ−ル送出管12の先端にヒンジ機構13を介し
揺動自在にスロ−プ14が設置され、さらにこのスロ−
プ14の先端に、作業地に接地して転動する小車輪15
を側面に備え、且つ送出された偏重心ボ−ル40を確実
に刈跡境界線に沿い作業地に載置しボ−ル40の載置位
置精度を高めるべくガイド部14aが形成されて構成さ
れ、作業地の起伏に応じてスロ−プ14が揺動し、常に
送出された偏重心ボ−ル40を作業地に安定して載置す
る。さらに、作業地に間欠的に偏重心ボ−ル40を載置
するため、前記ボ−ル送出管12の中途の底部に、一定
時間毎に作動されるリニアソレノイド16により上下作
動するピストン17が配設される。
【0022】なお、ここで芝刈作業車1の前進Fによる
草・芝刈作業時には、車輌後方側に偏重心ボ−ル40を
送出し作業地に載置するボ−ル載置装置11aを用い、
後進Rによる草・芝刈作業時には他方のボ−ル載置装置
11bを使用する。また、本実施例では、刈跡境界に沿
う芝刈作業車1の倣い走行による草・芝刈作業におい
て、既刈地Cを常に車体1aの左外側に位置させる。そ
して、ボ−ル載置装置11a,11bによる偏重心ボ−
ル40の載置位置は、図2に示すように、それぞれ車輪
10b,10aでボ−ル40を踏み潰さない車輪内側の
位置で、且つ刈刃機構9によるボ−ル40の損傷、散乱
を防止すべく車輌進行方向に対し、刈刃機構9の後方に
設定する。
草・芝刈作業時には、車輌後方側に偏重心ボ−ル40を
送出し作業地に載置するボ−ル載置装置11aを用い、
後進Rによる草・芝刈作業時には他方のボ−ル載置装置
11bを使用する。また、本実施例では、刈跡境界に沿
う芝刈作業車1の倣い走行による草・芝刈作業におい
て、既刈地Cを常に車体1aの左外側に位置させる。そ
して、ボ−ル載置装置11a,11bによる偏重心ボ−
ル40の載置位置は、図2に示すように、それぞれ車輪
10b,10aでボ−ル40を踏み潰さない車輪内側の
位置で、且つ刈刃機構9によるボ−ル40の損傷、散乱
を防止すべく車輌進行方向に対し、刈刃機構9の後方に
設定する。
【0023】また、前記回収手段として、車体1aの左
側に2組のボ−ル回収装置20a,20bを備え(図1
(a)、図2参照)、倣い走行前進Fによる草・芝刈り
作業時には、車輌前方側に載置されているボ−ル40を
回収するボ−ル回収機20aを用い、後進Rによる草・
芝刈作業時には他方のボ−ル回収機20bを使用する。
各ボ−ル回収装置20a,20bは、図4に示すよう
に、倣い走行による作業レ−ン走行時、前回の作業レ−
ン走行時に作業地に載置された偏重心ボ−ル40を集球
する集球機21と、集球機21により集球したボ−ル4
0を車体1aに固定されたボ−ル貯留部24に搬送し、
貯留部24に揺動自在に枢支されるスクリュ−コンベヤ
22とから構成される。上記集球機21は、スクリュ−
コンベヤ22の先端に回動自在に枢支され、且つ作業地
に接地して車輌の進行に伴い回動し、図5に示すよう
に、作業地に載置されたボ−ル40を車輌の進行に伴い
集球機21に寄せ集めるガイド板23を両側面に備え、
ガイド板23により寄せ集められたボ−ル40を溝21
aにより狭持してその回動によりスクリュ−コンベヤ2
2に移送する。そして、集球機21の溝21aに狭持さ
れたボ−ル40は、スクリュ−コンベヤ22の爪22a
によりスクリュ−コンベヤ22内に掻き落とされて、ス
クリュ−22bの回動によりボ−ル貯留部24に搬送さ
れる。
側に2組のボ−ル回収装置20a,20bを備え(図1
(a)、図2参照)、倣い走行前進Fによる草・芝刈り
作業時には、車輌前方側に載置されているボ−ル40を
回収するボ−ル回収機20aを用い、後進Rによる草・
芝刈作業時には他方のボ−ル回収機20bを使用する。
各ボ−ル回収装置20a,20bは、図4に示すよう
に、倣い走行による作業レ−ン走行時、前回の作業レ−
ン走行時に作業地に載置された偏重心ボ−ル40を集球
する集球機21と、集球機21により集球したボ−ル4
0を車体1aに固定されたボ−ル貯留部24に搬送し、
貯留部24に揺動自在に枢支されるスクリュ−コンベヤ
22とから構成される。上記集球機21は、スクリュ−
コンベヤ22の先端に回動自在に枢支され、且つ作業地
に接地して車輌の進行に伴い回動し、図5に示すよう
に、作業地に載置されたボ−ル40を車輌の進行に伴い
集球機21に寄せ集めるガイド板23を両側面に備え、
ガイド板23により寄せ集められたボ−ル40を溝21
aにより狭持してその回動によりスクリュ−コンベヤ2
2に移送する。そして、集球機21の溝21aに狭持さ
れたボ−ル40は、スクリュ−コンベヤ22の爪22a
によりスクリュ−コンベヤ22内に掻き落とされて、ス
クリュ−22bの回動によりボ−ル貯留部24に搬送さ
れる。
【0024】ここで、芝刈作業車1の倣い走行による草
・芝刈り作業において、刈残しを防止すべく芝刈オ−バ
ラップ量Oを実現するため、前回の作業レ−ン走行時の
芝刈作業車1の車体位置に対し、刈刃機構9の各刈刃9
aによる刈幅Wから上記芝刈オ−バラップ量Oを減算し
た位置で車輌走行する必要がある。このため、後述する
撮像手段としてのCCDカメラにより既刈地Cと未刈地
Bとの境界部を撮像して得た画像から、制御装置60に
より、刈跡境界Lに沿い作業地に載置された各ボ−ル4
0を認識して各ボ−ルの位置を検出し、各ボ−ル位置を
結ぶ線を直線近似式により直線近似した直線と、予め設
定された所定の芝刈オ−バラップ量Oを得るよう設定さ
れる目標直線式とを比較し、直線近似式により得られる
直線が目標直線に一致するよう操舵機構を制御して走行
する。すなわち、既刈地Cと未刈地Bとの刈跡境界Lに
沿い載置されたボ−ル40位置を検出することにより刈
跡境界Lの位置を間接的に認識し、各ボ−ル40を結ぶ
直線近似式によって得られる直線と上記目標直線とを一
致させるよう操舵機構を制御して走行することで、刈跡
境界Lに沿った倣い走行を行うのである。
・芝刈り作業において、刈残しを防止すべく芝刈オ−バ
ラップ量Oを実現するため、前回の作業レ−ン走行時の
芝刈作業車1の車体位置に対し、刈刃機構9の各刈刃9
aによる刈幅Wから上記芝刈オ−バラップ量Oを減算し
た位置で車輌走行する必要がある。このため、後述する
撮像手段としてのCCDカメラにより既刈地Cと未刈地
Bとの境界部を撮像して得た画像から、制御装置60に
より、刈跡境界Lに沿い作業地に載置された各ボ−ル4
0を認識して各ボ−ルの位置を検出し、各ボ−ル位置を
結ぶ線を直線近似式により直線近似した直線と、予め設
定された所定の芝刈オ−バラップ量Oを得るよう設定さ
れる目標直線式とを比較し、直線近似式により得られる
直線が目標直線に一致するよう操舵機構を制御して走行
する。すなわち、既刈地Cと未刈地Bとの刈跡境界Lに
沿い載置されたボ−ル40位置を検出することにより刈
跡境界Lの位置を間接的に認識し、各ボ−ル40を結ぶ
直線近似式によって得られる直線と上記目標直線とを一
致させるよう操舵機構を制御して走行することで、刈跡
境界Lに沿った倣い走行を行うのである。
【0025】従って、倣い走行における作業レ−ン走行
時に、前回の作業レ−ン走行時にボ−ル載置装置11a
(11b)により作業地に載置されたボ−ル40をボ−
ル回収機20b(20a)により回収するため、図2に
示すように、芝刈作業車1の前後方向の車体中心線Mに
対し平行な前記ボ−ル載置装置11a(11b)におけ
るボ−ル送出口中心線N1 とボ−ル回収機20a(20
b)における集球機21の溝21a中心線N2 との幅Q
は、刈幅Wから上記オ−バラップ量Oを減算した値と同
様の値に設定する。
時に、前回の作業レ−ン走行時にボ−ル載置装置11a
(11b)により作業地に載置されたボ−ル40をボ−
ル回収機20b(20a)により回収するため、図2に
示すように、芝刈作業車1の前後方向の車体中心線Mに
対し平行な前記ボ−ル載置装置11a(11b)におけ
るボ−ル送出口中心線N1 とボ−ル回収機20a(20
b)における集球機21の溝21a中心線N2 との幅Q
は、刈幅Wから上記オ−バラップ量Oを減算した値と同
様の値に設定する。
【0026】また、各ボ−ル貯留部24に蓄えられた偏
重心ボ−ル40を前記ボ−ル載置装置11a,11bに
供給するため、供給手段として貯留部24の底部に連通
し、前記ボ−ル送出管12にそれぞれ連通接続するボ−
ル供給管25を備え、ボ−ル供給管25は、ボ−ル貯留
部24側をボ−ル送出管12側よりも高く設定すること
で、自重により偏重心ボ−ル40を転動して前記ボ−ル
送出管12に供給するよう構成されている。
重心ボ−ル40を前記ボ−ル載置装置11a,11bに
供給するため、供給手段として貯留部24の底部に連通
し、前記ボ−ル送出管12にそれぞれ連通接続するボ−
ル供給管25を備え、ボ−ル供給管25は、ボ−ル貯留
部24側をボ−ル送出管12側よりも高く設定すること
で、自重により偏重心ボ−ル40を転動して前記ボ−ル
送出管12に供給するよう構成されている。
【0027】上記偏重心ボ−ル40は、重心を球心から
偏心させるため、図6(a)に示すように、2つの樹脂
製中空半球体41a,41bの一方41bに比重の大き
い、例えば鉛、鉄等の重錘42を埋め込むか或は係合
し、或は同図(b)に示すようにビス止めし、これら半
球体41a,41bを接合することで容易に構成でき、
また同図(c)に示すように、樹脂製中空球体43の内
部に経時硬化する樹脂製粘着剤(接着剤)に鉛、鉄等の
比重の大きい粉を混合した混合物44を注入して球体4
3の内部に接着硬化後、構成することで、偏重心ボ−ル
40のオ−トメ−ション化に適応させても良い。さら
に、同図(d)に示すように、中空の樹脂製球体を形成
する際に、ブロ−成形等により中空部45を偏らせ、球
心に対し重心位置を偏心させれば、偏重心ボ−ル40を
より簡易に構成することができる。
偏心させるため、図6(a)に示すように、2つの樹脂
製中空半球体41a,41bの一方41bに比重の大き
い、例えば鉛、鉄等の重錘42を埋め込むか或は係合
し、或は同図(b)に示すようにビス止めし、これら半
球体41a,41bを接合することで容易に構成でき、
また同図(c)に示すように、樹脂製中空球体43の内
部に経時硬化する樹脂製粘着剤(接着剤)に鉛、鉄等の
比重の大きい粉を混合した混合物44を注入して球体4
3の内部に接着硬化後、構成することで、偏重心ボ−ル
40のオ−トメ−ション化に適応させても良い。さら
に、同図(d)に示すように、中空の樹脂製球体を形成
する際に、ブロ−成形等により中空部45を偏らせ、球
心に対し重心位置を偏心させれば、偏重心ボ−ル40を
より簡易に構成することができる。
【0028】また、偏重心ボ−ル40は、要するに、重
心が球心から偏心したものであれば良く、これらの構成
に限定されることなく種々採用できる。
心が球心から偏心したものであれば良く、これらの構成
に限定されることなく種々採用できる。
【0029】尚、偏重心ボ−ル40は、表面に作業地
(緑色、黄緑色、枯葉色)に対し明度差の大きい、例え
ば白色の色彩が施されており、撮像画像において、その
明度差、あるいは明度差による輝度差等から確実に認識
される。また、偏重心ボ−ル40は球体のため、回収装
置20a,20bによる回収が容易であり、且つ回収機
20a,20bにより回収後、容易に載置装置11a,
11bに供給することができ、取り扱いに優れる。さら
に、前述のように、画像処理により各ボ−ル40の位置
を検出し、各ボ−ルの位置を結ぶ直線近似式を求める
際、ボ−ル40が左右に散らばっていると刈跡境界Lに
沿った正確な直線近似式を得られず倣い走行の精度が低
下するが、偏重心ボ−ル40は、重心位置が球心から偏
心しているため、平地のみならず作業地に起伏や多少の
傾斜が有っても、ボ−ル載置装置11a,11bから作
業地への送出後、直ちに回動が停止してその場に止ま
り、車輌進行方向左右に散らばることなく既刈地Cと未
刈地Bとの刈跡境界Lに沿い適正位置に載置されるの
で、常に刈跡境界Lに沿った正確な直線近似式を得るこ
とができ、倣い走行精度の低下が防止される。
(緑色、黄緑色、枯葉色)に対し明度差の大きい、例え
ば白色の色彩が施されており、撮像画像において、その
明度差、あるいは明度差による輝度差等から確実に認識
される。また、偏重心ボ−ル40は球体のため、回収装
置20a,20bによる回収が容易であり、且つ回収機
20a,20bにより回収後、容易に載置装置11a,
11bに供給することができ、取り扱いに優れる。さら
に、前述のように、画像処理により各ボ−ル40の位置
を検出し、各ボ−ルの位置を結ぶ直線近似式を求める
際、ボ−ル40が左右に散らばっていると刈跡境界Lに
沿った正確な直線近似式を得られず倣い走行の精度が低
下するが、偏重心ボ−ル40は、重心位置が球心から偏
心しているため、平地のみならず作業地に起伏や多少の
傾斜が有っても、ボ−ル載置装置11a,11bから作
業地への送出後、直ちに回動が停止してその場に止ま
り、車輌進行方向左右に散らばることなく既刈地Cと未
刈地Bとの刈跡境界Lに沿い適正位置に載置されるの
で、常に刈跡境界Lに沿った正確な直線近似式を得るこ
とができ、倣い走行精度の低下が防止される。
【0030】また、前記撮像手段として例えば固体撮像
素子(CCD)を使用したCCDカメラ26が採用さ
れ、芝刈作業車1の車体1a左側面に固定され車体1a
の左側に延設されたア−ム27の先端上部に回転機構部
28を介して回転自在に設置されている(図1(a)、
図2参照)。CCDカメラ26は、回転機構部28にお
ける後述するステップモ−タ28aにより回転され、倣
い走行において車輌前進時に、予め規定された位置に回
転修正されて車輌前方を撮像し、作業地に載置されたボ
−ル40を含む既刈地Cと未刈地Bとの境界部を撮像
し、また、倣い走行における車輌後進時には、車輌後方
側の境界部を撮像するため、車輌前進時に対し、180
度回転されて同様に予め規定された位置に修正固定され
る。また、CCDカメラ26は、倣い走行における車輌
前進時及び後進時共に、既刈地Cと未刈地Bの境界部を
撮像するため、所定の取付高さh、画角θA 、及び附角
θB を有する。
素子(CCD)を使用したCCDカメラ26が採用さ
れ、芝刈作業車1の車体1a左側面に固定され車体1a
の左側に延設されたア−ム27の先端上部に回転機構部
28を介して回転自在に設置されている(図1(a)、
図2参照)。CCDカメラ26は、回転機構部28にお
ける後述するステップモ−タ28aにより回転され、倣
い走行において車輌前進時に、予め規定された位置に回
転修正されて車輌前方を撮像し、作業地に載置されたボ
−ル40を含む既刈地Cと未刈地Bとの境界部を撮像
し、また、倣い走行における車輌後進時には、車輌後方
側の境界部を撮像するため、車輌前進時に対し、180
度回転されて同様に予め規定された位置に修正固定され
る。また、CCDカメラ26は、倣い走行における車輌
前進時及び後進時共に、既刈地Cと未刈地Bの境界部を
撮像するため、所定の取付高さh、画角θA 、及び附角
θB を有する。
【0031】また、図7に示すように、前記芝刈作業車
1には、複数のマイクロコンピュ−タ等から構成される
制御装置60が搭載されており、この制御装置60にC
CDカメラ26及びセンサ・アクチュエ−タ類が接続さ
れて、該制御装置60により、撮像手段(CCDカメラ
26)により撮像した既作業地(既刈地C)と未作業地
(未刈地B)との境界部の画像から作業地に境界(刈跡
境界L)に沿い載置された標識体(偏重心ボ−ル40)
の位置を検出し、複数の各標識体位置を結ぶ線と予め設
定された目標線とを比較して目標位置に対する車体のず
れを認識する画像処理手段としての機能、及び、この認
識デ−タに基づき後述する操舵機構を制御する倣い走行
制御手段としての機能が実現される。さらに制御装置6
0は、移動局GPS受信機30、固定局50からのディ
ファレンシャル情報を受信するための無線通信機31が
接続され、D−GPSによる自己位置測位機能、推測航
法による自己位置測位機能、自律走行を制御する自律走
行制御機能を実現するようになっている。
1には、複数のマイクロコンピュ−タ等から構成される
制御装置60が搭載されており、この制御装置60にC
CDカメラ26及びセンサ・アクチュエ−タ類が接続さ
れて、該制御装置60により、撮像手段(CCDカメラ
26)により撮像した既作業地(既刈地C)と未作業地
(未刈地B)との境界部の画像から作業地に境界(刈跡
境界L)に沿い載置された標識体(偏重心ボ−ル40)
の位置を検出し、複数の各標識体位置を結ぶ線と予め設
定された目標線とを比較して目標位置に対する車体のず
れを認識する画像処理手段としての機能、及び、この認
識デ−タに基づき後述する操舵機構を制御する倣い走行
制御手段としての機能が実現される。さらに制御装置6
0は、移動局GPS受信機30、固定局50からのディ
ファレンシャル情報を受信するための無線通信機31が
接続され、D−GPSによる自己位置測位機能、推測航
法による自己位置測位機能、自律走行を制御する自律走
行制御機能を実現するようになっている。
【0032】詳細には、前記CCDカメラ26を制御す
ると共にCCDカメラ26からの信号を処理する撮像制
御部61、各センサ・アクチュエ−タ類の信号を処理す
る各検出部、すなわち推測航法位置検出部62、D−G
PS位置検出部63、及び障害物検出部64が備えら
れ、また、これらの撮像制御部61、各検出部62,6
3,64により得られたデ−タに基づき走行制御等を行
うための走行制御部65、この走行制御部65によって
参照される作業デ−タ・マップが格納されている作業デ
−タ蓄積部66、前記走行制御部65からの指示によっ
て車輌制御を行う車輌制御部67が備えられ、さらに、
この車輌制御部67からの出力に基づいて芝刈作業車1
の各機構部を駆動するため、駆動制御部68、標識体制
御部69、操舵制御部70、及び刈刃制御部71が備え
られている。
ると共にCCDカメラ26からの信号を処理する撮像制
御部61、各センサ・アクチュエ−タ類の信号を処理す
る各検出部、すなわち推測航法位置検出部62、D−G
PS位置検出部63、及び障害物検出部64が備えら
れ、また、これらの撮像制御部61、各検出部62,6
3,64により得られたデ−タに基づき走行制御等を行
うための走行制御部65、この走行制御部65によって
参照される作業デ−タ・マップが格納されている作業デ
−タ蓄積部66、前記走行制御部65からの指示によっ
て車輌制御を行う車輌制御部67が備えられ、さらに、
この車輌制御部67からの出力に基づいて芝刈作業車1
の各機構部を駆動するため、駆動制御部68、標識体制
御部69、操舵制御部70、及び刈刃制御部71が備え
られている。
【0033】前記撮像制御部61では、作業領域におけ
る倣い走行時、車輌進行方向デ−タに基づき前記CCD
カメラ26を回転機構部28におけるステップモ−タ2
8aにより回転し、回転角度センサ29により検出され
るCCDカメラ26の回転角度を車輌の前後進に応じて
予め設定された角度に一致するよう修正してCCDカメ
ラ26の撮像方向を固定し、CCDカメラ26によって
撮像された既刈地Cと未刈地Bとの境界部の画像から作
業地に載置された偏重心ボ−ル40の位置を検出し、各
ボ−ル40の位置を結ぶ直線近似式を求め、この直線近
似式デ−タを前記走行制御部65に出力する。
る倣い走行時、車輌進行方向デ−タに基づき前記CCD
カメラ26を回転機構部28におけるステップモ−タ2
8aにより回転し、回転角度センサ29により検出され
るCCDカメラ26の回転角度を車輌の前後進に応じて
予め設定された角度に一致するよう修正してCCDカメ
ラ26の撮像方向を固定し、CCDカメラ26によって
撮像された既刈地Cと未刈地Bとの境界部の画像から作
業地に載置された偏重心ボ−ル40の位置を検出し、各
ボ−ル40の位置を結ぶ直線近似式を求め、この直線近
似式デ−タを前記走行制御部65に出力する。
【0034】前記推測航法位置検出部62は、車輪エン
コ−ダ5によって検出される車速を積分して走行距離を
求め、走行距離を地磁気センサ4により検出した走行方
向の変化に対応させて累積することにより、基準地点か
らの走行履歴を算出して自車輌の現在位置を測定し、測
位デ−タを前記走行制御部65に出力する。尚、走行方
向を認識するためのセンサとしては、地磁気センサ4に
限定されることなく、ジャイロ等を用いても良い。
コ−ダ5によって検出される車速を積分して走行距離を
求め、走行距離を地磁気センサ4により検出した走行方
向の変化に対応させて累積することにより、基準地点か
らの走行履歴を算出して自車輌の現在位置を測定し、測
位デ−タを前記走行制御部65に出力する。尚、走行方
向を認識するためのセンサとしては、地磁気センサ4に
限定されることなく、ジャイロ等を用いても良い。
【0035】前記D−GPS位置検出部63は、前記移
動局GPS受信機30を介して捕捉したGPS衛星群
(3次元測位の場合には少なくとも4個、2次元測位の
場合には少なくとも3個)200からの航法メッセ−
ジ、すなわち、衛星の時計補正係数、軌道情報、衛星の
暦、衛星の配置等の測位情報と、無線通信機31を介し
て受信した固定局50からのディファレンシャル情報と
から自車輌の位置を高精度に測定し、その測位デ−タを
前記走行制御部65に出力する。
動局GPS受信機30を介して捕捉したGPS衛星群
(3次元測位の場合には少なくとも4個、2次元測位の
場合には少なくとも3個)200からの航法メッセ−
ジ、すなわち、衛星の時計補正係数、軌道情報、衛星の
暦、衛星の配置等の測位情報と、無線通信機31を介し
て受信した固定局50からのディファレンシャル情報と
から自車輌の位置を高精度に測定し、その測位デ−タを
前記走行制御部65に出力する。
【0036】前記D−GPS位置検出部63に対する固
定局50は、固定局GPS受信機53が接続されるD−
GPS固定局部54、このD−GPS固定局部54から
のディファレンシャル情報を送信するためのD−GPS
情報送信部55、このD−GPS情報送信部55に接続
される無線通信機56等から構成されている。
定局50は、固定局GPS受信機53が接続されるD−
GPS固定局部54、このD−GPS固定局部54から
のディファレンシャル情報を送信するためのD−GPS
情報送信部55、このD−GPS情報送信部55に接続
される無線通信機56等から構成されている。
【0037】前記D−GPS固定局部54では、前記固
定局GPS受信機53を介して受信した衛星群200か
らの測位情報を処理してディファレンシャル補正デ−タ
を作成する。このディファレンシャル補正デ−タは、前
記D−GPS情報送信部55において無線通信のパケッ
トデ−タに変換され、無線通信機56を介して送信され
る。
定局GPS受信機53を介して受信した衛星群200か
らの測位情報を処理してディファレンシャル補正デ−タ
を作成する。このディファレンシャル補正デ−タは、前
記D−GPS情報送信部55において無線通信のパケッ
トデ−タに変換され、無線通信機56を介して送信され
る。
【0038】尚、本実施例においては、D−GPSの固
定局50を、前記芝刈作業車1の移動局を対象とした特
定の装置として任意の位置に設置するようにしている
が、ディファレンシャル情報を送信する無線局を備えた
既存のD−GPS固定局、あるいは、通信衛星を介して
ディファレンシャル情報を送信する既存のD−GPS固
定局等を利用することも可能である。
定局50を、前記芝刈作業車1の移動局を対象とした特
定の装置として任意の位置に設置するようにしている
が、ディファレンシャル情報を送信する無線局を備えた
既存のD−GPS固定局、あるいは、通信衛星を介して
ディファレンシャル情報を送信する既存のD−GPS固
定局等を利用することも可能である。
【0039】また、前記障害物検出部64は、予測でき
ない障害物を無接触型センサ6a,6b、及び接触型セ
ンサ7a,7bによって検出し、検出信号を前記走行制
御部65に出力する。
ない障害物を無接触型センサ6a,6b、及び接触型セ
ンサ7a,7bによって検出し、検出信号を前記走行制
御部65に出力する。
【0040】前記走行制御部65では、撮像制御部6
1、推測航法位置検出部62、D−GPS位置検出部6
3からの各測位デ−タを適宜選択し、作業デ−タ蓄積部
66の作業デ−タを参照して現在の自車輌の位置と目標
位置との誤差量を算出し、走行経路や車輌制御指示を決
定する。
1、推測航法位置検出部62、D−GPS位置検出部6
3からの各測位デ−タを適宜選択し、作業デ−タ蓄積部
66の作業デ−タを参照して現在の自車輌の位置と目標
位置との誤差量を算出し、走行経路や車輌制御指示を決
定する。
【0041】この場合、作業領域への移動に際しては、
前記D−GPS位置検出部63での測位精度を設定レベ
ルと比較し、設定レベルを満足する場合、D−GPS位
置検出部63からの測位デ−タを使用し、設定レベルを
満足しない場合、前記推測航法位置検出部62からの測
位デ−タを使用して自律走行制御を行う。そして、作業
領域における草・芝刈作業では、前記撮像制御部61か
らの直線近似式と予め設定された目標直線式とを比較
し、直線近似式により得られる直線が目標直線式による
目標直線と一致するよう倣い走行を制御する。尚、上記
障害物検出部64により障害物が検出されたときには、
障害物回避あるいは車輌停止を指示する。
前記D−GPS位置検出部63での測位精度を設定レベ
ルと比較し、設定レベルを満足する場合、D−GPS位
置検出部63からの測位デ−タを使用し、設定レベルを
満足しない場合、前記推測航法位置検出部62からの測
位デ−タを使用して自律走行制御を行う。そして、作業
領域における草・芝刈作業では、前記撮像制御部61か
らの直線近似式と予め設定された目標直線式とを比較
し、直線近似式により得られる直線が目標直線式による
目標直線と一致するよう倣い走行を制御する。尚、上記
障害物検出部64により障害物が検出されたときには、
障害物回避あるいは車輌停止を指示する。
【0042】前記作業デ−タ蓄積部66は、固定デ−タ
が記憶されているROMエリアと、制御実行中のワ−ク
デ−タが記憶されるRAMエリアとから構成され、RO
Mエリアには、草・芝刈作業を行う作業領域の地形デ−
タや複数の作業領域を含む領域全体の地形デ−タ等が予
め格納されており、RAMエリアには、後述するよう
に、推測航法による測位デ−タを補正するため設定時間
内でD−GPSの測位デ−タ等が蓄積されるようになっ
ている。
が記憶されているROMエリアと、制御実行中のワ−ク
デ−タが記憶されるRAMエリアとから構成され、RO
Mエリアには、草・芝刈作業を行う作業領域の地形デ−
タや複数の作業領域を含む領域全体の地形デ−タ等が予
め格納されており、RAMエリアには、後述するよう
に、推測航法による測位デ−タを補正するため設定時間
内でD−GPSの測位デ−タ等が蓄積されるようになっ
ている。
【0043】前記車輌制御部67では、前記走行制御部
65からの指示を具体的な制御指示量に変換し、駆動制
御部68、標識体制御部69、操舵制御部70、刈刃制
御部71に出力する。これにより、駆動制御部68で
は、変速アクチュエ−タ、前後進切換アクチュエ−タ、
スロットルアクチュエ−タ、ブレ−キアクチュエ−タ等
の走行制御アクチュエ−タ32を制御して車輌走行制御
を行うと共に、油圧ポンプ33を制御して各機能部を駆
動するための油圧を発生させ、標識体制御部69では、
ボ−ル載置装置11a,11bにおけるリニアソレノイ
ド16を選択的に駆動してボ−ル載置装置11a,11
bによる作業地への標識体としてのボ−ル載置の制御を
行うと共に、各油圧制御弁34a,34bを介してボ−
ル回収装置20a,20bにおけるスクリュ−コンベヤ
22のスクリュ−22aを作動させる油圧の供給・遮断
を行って各ボ−ル回収装置20a,20bによる作業地
に載置されたボ−ル回収の制御を行い、操舵制御部70
では、前輪舵角センサ35a、後輪舵角センサ35bか
らの出力に基づいて前輪操舵用油圧制御弁36a、後輪
操舵用油圧制御弁36bを介して操舵制御(操舵量フィ
−ドバック制御)を行い、刈刃制御部71では、刈刃制
御用油圧制御弁37を介して前記油圧クラッチ機構を動
作して刈刃機構9の制御を行う。
65からの指示を具体的な制御指示量に変換し、駆動制
御部68、標識体制御部69、操舵制御部70、刈刃制
御部71に出力する。これにより、駆動制御部68で
は、変速アクチュエ−タ、前後進切換アクチュエ−タ、
スロットルアクチュエ−タ、ブレ−キアクチュエ−タ等
の走行制御アクチュエ−タ32を制御して車輌走行制御
を行うと共に、油圧ポンプ33を制御して各機能部を駆
動するための油圧を発生させ、標識体制御部69では、
ボ−ル載置装置11a,11bにおけるリニアソレノイ
ド16を選択的に駆動してボ−ル載置装置11a,11
bによる作業地への標識体としてのボ−ル載置の制御を
行うと共に、各油圧制御弁34a,34bを介してボ−
ル回収装置20a,20bにおけるスクリュ−コンベヤ
22のスクリュ−22aを作動させる油圧の供給・遮断
を行って各ボ−ル回収装置20a,20bによる作業地
に載置されたボ−ル回収の制御を行い、操舵制御部70
では、前輪舵角センサ35a、後輪舵角センサ35bか
らの出力に基づいて前輪操舵用油圧制御弁36a、後輪
操舵用油圧制御弁36bを介して操舵制御(操舵量フィ
−ドバック制御)を行い、刈刃制御部71では、刈刃制
御用油圧制御弁37を介して前記油圧クラッチ機構を動
作して刈刃機構9の制御を行う。
【0044】図8に示すように、芝刈作業車1の操舵系
は、エンジンEによって駆動される前記油圧ポンプ33
に、前記操舵制御部70によって制御される前輪操舵用
油圧制御弁36a及び後輪操舵用油圧制御弁36bが接
続されると共に、各油圧制御弁36a,36bに、前輪
用油圧シリンダ38a、後輪用油圧シリンダ38bがそ
れぞれ接続されており、各油圧シリンダ38a,38b
により、前輪操舵機構39a、後輪操舵機構39bが独
立して駆動される構成となっている。
は、エンジンEによって駆動される前記油圧ポンプ33
に、前記操舵制御部70によって制御される前輪操舵用
油圧制御弁36a及び後輪操舵用油圧制御弁36bが接
続されると共に、各油圧制御弁36a,36bに、前輪
用油圧シリンダ38a、後輪用油圧シリンダ38bがそ
れぞれ接続されており、各油圧シリンダ38a,38b
により、前輪操舵機構39a、後輪操舵機構39bが独
立して駆動される構成となっている。
【0045】そして、各操舵機構39a,39bに取付
けられた各舵角センサ35a,35bにより検出された
前後輪の各舵角が前記操舵制御部70に入力されると、
検出された舵角と目標舵角との偏差をなくすよう、前記
操舵制御部70によって各油圧制御弁36a,36bを
介して各操舵機構39a,39bが制御される。
けられた各舵角センサ35a,35bにより検出された
前後輪の各舵角が前記操舵制御部70に入力されると、
検出された舵角と目標舵角との偏差をなくすよう、前記
操舵制御部70によって各油圧制御弁36a,36bを
介して各操舵機構39a,39bが制御される。
【0046】図9は、前記撮像制御部61の具体的回路
構成を示し、撮像制御部61は、CPU80に、ワ−ク
デ−タを保持するためのRAM81、制御用固定デ−タ
及び制御プログラムが格納されているROM82、各種
のデ−タ、制御信号の入出力のためのI/Oインタ−フ
ェイス83が、デ−タバス84及びアドレスバス85を
介して接続されたマイクロコンピュ−タを中心として構
成される。そして、前記走行制御部65から倣い走行が
指示されると車輌進行方向デ−タに基づきI/Oインタ
−フェイス83からステップモ−タ駆動回路86を介し
てステップモ−タ28aに制御信号を出力してステップ
モ−タ28aを動作し、車輌前進時には、CCDカメラ
26を車輌前方側に向け、回転角度センサ29により検
出されるCCDカメラ26の角度が車輌前進に応じ予め
設定された角度に一致するよう修正し、また、車輌後進
時には、CCDカメラ26を車輌後方側に向け、同様に
回転角度センサ29により検出される角度が車輌後進に
応じ予め設定された角度に一致するように修正し、CC
Dカメラ26位置の修正固定後、CCDカメラ26を作
動させて撮像を制御すると共に、ビデオメモリ87に格
納された撮像画像を処理し、画像中のボ−ル40を認識
してそのボ−ル40の位置を検出し、各ボ−ル40の位
置を結ぶ直線近似式を求め、その直線近似式のデ−タを
前記走行制御部65に出力する。
構成を示し、撮像制御部61は、CPU80に、ワ−ク
デ−タを保持するためのRAM81、制御用固定デ−タ
及び制御プログラムが格納されているROM82、各種
のデ−タ、制御信号の入出力のためのI/Oインタ−フ
ェイス83が、デ−タバス84及びアドレスバス85を
介して接続されたマイクロコンピュ−タを中心として構
成される。そして、前記走行制御部65から倣い走行が
指示されると車輌進行方向デ−タに基づきI/Oインタ
−フェイス83からステップモ−タ駆動回路86を介し
てステップモ−タ28aに制御信号を出力してステップ
モ−タ28aを動作し、車輌前進時には、CCDカメラ
26を車輌前方側に向け、回転角度センサ29により検
出されるCCDカメラ26の角度が車輌前進に応じ予め
設定された角度に一致するよう修正し、また、車輌後進
時には、CCDカメラ26を車輌後方側に向け、同様に
回転角度センサ29により検出される角度が車輌後進に
応じ予め設定された角度に一致するように修正し、CC
Dカメラ26位置の修正固定後、CCDカメラ26を作
動させて撮像を制御すると共に、ビデオメモリ87に格
納された撮像画像を処理し、画像中のボ−ル40を認識
してそのボ−ル40の位置を検出し、各ボ−ル40の位
置を結ぶ直線近似式を求め、その直線近似式のデ−タを
前記走行制御部65に出力する。
【0047】CCDカメラ26からのビデオ信号はアン
プ88で増幅され、同期回路89、A/D変換器90に
それぞれ供給される。同期回路89では、ビデオ信号か
ら同期信号を分離してタイミング信号を生成し、A/D
変換器90及びアドレス制御回路91に供給する。
プ88で増幅され、同期回路89、A/D変換器90に
それぞれ供給される。同期回路89では、ビデオ信号か
ら同期信号を分離してタイミング信号を生成し、A/D
変換器90及びアドレス制御回路91に供給する。
【0048】A/D変換器90ではアンプ88からのビ
デオ信号を、タイミング信号に同期してデジタル画像に
変換し、デ−タバス92を介して切換回路93に出力す
る。また、アドレス制御回路91では、タイミング信号
に同期してアドレスデ−タを生成し、アドレスバス94
を介して切換回路93に供給する。
デオ信号を、タイミング信号に同期してデジタル画像に
変換し、デ−タバス92を介して切換回路93に出力す
る。また、アドレス制御回路91では、タイミング信号
に同期してアドレスデ−タを生成し、アドレスバス94
を介して切換回路93に供給する。
【0049】切換回路93は、CPU80側のデ−タバ
ス84及びアドレスバス85と、A/D変換器90側の
デ−タバス92及びアドレスバス94とのいずれか一方
を選択的にビデオメモリ87に接続するものであり、ア
ドレス制御回路91から切換回路93にアドレスデ−タ
が供給されている間は、A/D変換器90側のデ−タバ
ス92をビデオメモリ87に接続して画像デ−タが書き
込まれるようにし、この間、CPU80によるビデオメ
モリ87へのアクセスを禁止する。
ス84及びアドレスバス85と、A/D変換器90側の
デ−タバス92及びアドレスバス94とのいずれか一方
を選択的にビデオメモリ87に接続するものであり、ア
ドレス制御回路91から切換回路93にアドレスデ−タ
が供給されている間は、A/D変換器90側のデ−タバ
ス92をビデオメモリ87に接続して画像デ−タが書き
込まれるようにし、この間、CPU80によるビデオメ
モリ87へのアクセスを禁止する。
【0050】そして、CCDカメラ26からのビデオ信
号の供給が停止し、CPU80のビデオメモリ87への
アクセスが可能になると、ビデオメモリ87から画像デ
−タが読み出され、この画像デ−タが処理されて画像中
におけるボ−ル40の位置を検出して、各ボ−ル40の
位置を結ぶ直線近似式を算出し、I/Oインタ−フェイ
ス83から前記走行制御部65に直線近似式のデ−タが
出力される。
号の供給が停止し、CPU80のビデオメモリ87への
アクセスが可能になると、ビデオメモリ87から画像デ
−タが読み出され、この画像デ−タが処理されて画像中
におけるボ−ル40の位置を検出して、各ボ−ル40の
位置を結ぶ直線近似式を算出し、I/Oインタ−フェイ
ス83から前記走行制御部65に直線近似式のデ−タが
出力される。
【0051】以下、図10に示すような複数の区画の作
業領域に対し、無人で草・芝刈作業を行う場合について
説明する。この場合、芝刈作業車1は作業開始に当たっ
て任意の準備位置100に待機しているものとすると、
最初の作業領域102への移動、この作業領域102に
おける草・芝刈作業、作業領域102から次の作業領域
108への移動、この作業領域108における草・芝刈
作業、戻り位置110への移動が、図11〜図16に示
すプログラムに従って自律的に行われる。
業領域に対し、無人で草・芝刈作業を行う場合について
説明する。この場合、芝刈作業車1は作業開始に当たっ
て任意の準備位置100に待機しているものとすると、
最初の作業領域102への移動、この作業領域102に
おける草・芝刈作業、作業領域102から次の作業領域
108への移動、この作業領域108における草・芝刈
作業、戻り位置110への移動が、図11〜図16に示
すプログラムに従って自律的に行われる。
【0052】まず、図11〜図13に示す主制御ル−チ
ンでは、ステップS101で、G−DPSを用いて現在の自
己位置である準備位置100を計測する。この位置計測
は、緯度、経度等のD−GPSの測位デ−タ(必要に応
じて高度デ−タも加えられる)を、作業デ−タ蓄積部6
6に格納されている測地系のデ−タに変換することによ
り行われる。尚、この測地系へのデ−タ変換は、D−G
PS位置検出部63で行っても良く、あるいは、走行制
御部65において行っても良い。
ンでは、ステップS101で、G−DPSを用いて現在の自
己位置である準備位置100を計測する。この位置計測
は、緯度、経度等のD−GPSの測位デ−タ(必要に応
じて高度デ−タも加えられる)を、作業デ−タ蓄積部6
6に格納されている測地系のデ−タに変換することによ
り行われる。尚、この測地系へのデ−タ変換は、D−G
PS位置検出部63で行っても良く、あるいは、走行制
御部65において行っても良い。
【0053】次いで、ステップS102へ進むと、作業デ−
タ蓄積部66を参照して最初の作業領域102の地形デ
−タを読出し、計測した準備位置100から作業開始地
点までの経路101を生成してステップS103へ進む。ス
テップS103では、後述する図14及び図15の自律走行
制御ル−チンを実行して作業開始位置へ車輌を移動し、
ステップS104で、刈刃制御用油圧制御弁37を開弁して
油圧クラッチ機構に油圧を供給し、刈刃9aを作動させ
て草・芝刈作業を開始し、まず、予め作業デ−タ蓄積部
66に格納されている作業領域デ−タを参照してD−G
PS・推測航法により作業領域に沿い経路103の外周
刈を行う(図17参照)。
タ蓄積部66を参照して最初の作業領域102の地形デ
−タを読出し、計測した準備位置100から作業開始地
点までの経路101を生成してステップS103へ進む。ス
テップS103では、後述する図14及び図15の自律走行
制御ル−チンを実行して作業開始位置へ車輌を移動し、
ステップS104で、刈刃制御用油圧制御弁37を開弁して
油圧クラッチ機構に油圧を供給し、刈刃9aを作動させ
て草・芝刈作業を開始し、まず、予め作業デ−タ蓄積部
66に格納されている作業領域デ−タを参照してD−G
PS・推測航法により作業領域に沿い経路103の外周
刈を行う(図17参照)。
【0054】すなわち、ステップS105で、前述のステッ
プS103と同様に自律走行時のD−GPSあるいは推測航
法により自己位置を検出した後、ステップS106で、作業
デ−タ蓄積部66の作業デ−タを参照し、作業領域10
2の境界に沿う経路103に対する現在位置との誤差量
を求める。
プS103と同様に自律走行時のD−GPSあるいは推測航
法により自己位置を検出した後、ステップS106で、作業
デ−タ蓄積部66の作業デ−タを参照し、作業領域10
2の境界に沿う経路103に対する現在位置との誤差量
を求める。
【0055】次に、ステップS107へ進み、前記ステップ
S106で求めた誤差量に応じて前後輪の各目標舵角に対す
る操舵量を決定し、ステップS108で、前輪操舵用油圧制
御弁36a、後輪操舵用油圧制御弁36bを介して、前
輪操舵機構39a、後輪操舵機構39bをそれぞれ駆動
し、前輪舵角センサ35a及び後輪舵角センサ35bに
より前後輪10a,10bの各舵角を検出して目標舵角
を得るよう制御する。
S106で求めた誤差量に応じて前後輪の各目標舵角に対す
る操舵量を決定し、ステップS108で、前輪操舵用油圧制
御弁36a、後輪操舵用油圧制御弁36bを介して、前
輪操舵機構39a、後輪操舵機構39bをそれぞれ駆動
し、前輪舵角センサ35a及び後輪舵角センサ35bに
より前後輪10a,10bの各舵角を検出して目標舵角
を得るよう制御する。
【0056】その後、ステップS109へ進み、例えば測位
デ−タによる現在の自車輌位置から作業領域における外
周刈の終了地点P0 に達したか否かを調べ、終了地点P
0 に達していないときには、前述のステップS105に戻っ
て、外周刈作業を続行し、外周刈の終了地点P0 に達し
たときには、ステップS109からステップS110へ進み、予
め作業デ−タ蓄積部66にセットされているデ−タに基
づき車輌方向を変更し、作業領域における経路104の
最初の作業レ−ンのみD−GPS・推測航法により一定
速(例えば、3〜6Km/h)で直線走行して草・芝刈
作業を行うと共に、次の作業レ−ンから既刈地Cと未刈
地Bとの刈跡境界Lに沿い倣い走行させるため、ボ−ル
載置装置を作動させて標識体としての偏重心ボ−ル40
を作業地に載置する。
デ−タによる現在の自車輌位置から作業領域における外
周刈の終了地点P0 に達したか否かを調べ、終了地点P
0 に達していないときには、前述のステップS105に戻っ
て、外周刈作業を続行し、外周刈の終了地点P0 に達し
たときには、ステップS109からステップS110へ進み、予
め作業デ−タ蓄積部66にセットされているデ−タに基
づき車輌方向を変更し、作業領域における経路104の
最初の作業レ−ンのみD−GPS・推測航法により一定
速(例えば、3〜6Km/h)で直線走行して草・芝刈
作業を行うと共に、次の作業レ−ンから既刈地Cと未刈
地Bとの刈跡境界Lに沿い倣い走行させるため、ボ−ル
載置装置を作動させて標識体としての偏重心ボ−ル40
を作業地に載置する。
【0057】すなわち、最初の作業レ−ンの草・芝刈作
業は車輌前進状態で行うため、ステップS111で、偏重心
ボ−ル40を車輌後方側に送出して作業地に載置するボ
−ル載置装置11aを選択し、該ボ−ル載置装置11a
の作動を開始させ、ステップS112で、D−GPS・推測
航法により自車輌位置を検出し、ステップS113で作業デ
−タ蓄積部66にセットされているデ−タを参照し、外
周刈終了地点P01から作業レ−ン終端点P1 までの区間
a(図10参照)を直進走行する経路に対する現在の自
己位置の誤差量を求め、ステップS114で、誤差量に応じ
て前後輪の各目標舵角に対する操舵量を決定し、ステッ
プS115で、各油圧制御弁36a,36bを介して前後輪
操舵機構39a,39bを駆動し、目標舵角を得るよう
制御する。
業は車輌前進状態で行うため、ステップS111で、偏重心
ボ−ル40を車輌後方側に送出して作業地に載置するボ
−ル載置装置11aを選択し、該ボ−ル載置装置11a
の作動を開始させ、ステップS112で、D−GPS・推測
航法により自車輌位置を検出し、ステップS113で作業デ
−タ蓄積部66にセットされているデ−タを参照し、外
周刈終了地点P01から作業レ−ン終端点P1 までの区間
a(図10参照)を直進走行する経路に対する現在の自
己位置の誤差量を求め、ステップS114で、誤差量に応じ
て前後輪の各目標舵角に対する操舵量を決定し、ステッ
プS115で、各油圧制御弁36a,36bを介して前後輪
操舵機構39a,39bを駆動し、目標舵角を得るよう
制御する。
【0058】そして、ステップS116で、測位デ−タによ
る現在の自車輌位置から作業レ−ン終端地点P1 に達し
たかを調べ、終端地点P1 に達していないときにはステ
ップS112へ戻り、直進走行による草・芝刈作業、及びボ
−ル載置装置11aによる作業地へのボ−ル載置を継続
し、作業レ−ン終端地点P1 に達したときには、ステッ
プS116からステップS117へ進み、ボ−ル載置装置11a
の作動を停止させる。
る現在の自車輌位置から作業レ−ン終端地点P1 に達し
たかを調べ、終端地点P1 に達していないときにはステ
ップS112へ戻り、直進走行による草・芝刈作業、及びボ
−ル載置装置11aによる作業地へのボ−ル載置を継続
し、作業レ−ン終端地点P1 に達したときには、ステッ
プS116からステップS117へ進み、ボ−ル載置装置11a
の作動を停止させる。
【0059】そこで、最初の作業レ−ンにおいて、車輌
の前進、一定速直進走行により草・芝刈作業が行われ、
且つ、このときボ−ル載置装置11aのリニアソレノイ
ド16が一定時間毎に作動されることで、一定時間毎
に、ピストン17が上下作動して偏重心ボ−ル40が車
輌後方側に送出され、既刈地Cと未刈地Bとの刈跡境界
Lに沿い、所定の間隔で作業地に偏重心ボ−ル40が載
置され、次の作業レ−ンの倣い走行に備えられる。
の前進、一定速直進走行により草・芝刈作業が行われ、
且つ、このときボ−ル載置装置11aのリニアソレノイ
ド16が一定時間毎に作動されることで、一定時間毎
に、ピストン17が上下作動して偏重心ボ−ル40が車
輌後方側に送出され、既刈地Cと未刈地Bとの刈跡境界
Lに沿い、所定の間隔で作業地に偏重心ボ−ル40が載
置され、次の作業レ−ンの倣い走行に備えられる。
【0060】なお、本実施例では、作業地に載置された
ボ−ル40を含む既刈地Cと未刈地Bとの境界部をCC
Dカメラ26により撮像した画像において、各ボ−ル4
0の位置を結ぶ直線近似式を基準に倣い走行時の車体の
ずれを判断するため、最初の作業レ−ンにおいては、D
−GPS・推測航法により直線走行を行わせる必要があ
る。
ボ−ル40を含む既刈地Cと未刈地Bとの境界部をCC
Dカメラ26により撮像した画像において、各ボ−ル4
0の位置を結ぶ直線近似式を基準に倣い走行時の車体の
ずれを判断するため、最初の作業レ−ンにおいては、D
−GPS・推測航法により直線走行を行わせる必要があ
る。
【0061】また、作業地に載置する各ボ−ル間の載置
間隔Kは、車輌走行速度を低下させるかリニアソレノイ
ド16に対するON,OFF信号の出力周期時間を短く
し、載置間隔を短く設定すれば、標識体としてのボ−ル
40を基準とする倣い走行精度が向上するが、反面、ボ
−ル40の必要個数が多くなり、走行速度を速くするか
或はリニアソレノイド16への信号出力周期時間を長く
して載置間隔を長く設定すれば、ボ−ル40の必要個数
が少なくなるが、倣い走行精度が低下する。このため、
ボ−ル載置間隔Kは、数十cm〜数m間隔が望ましい。
また、芝刈作業車1の走行速度があまり遅いと草・芝刈
作業効率が悪化し、また速いと刈ムラが生じるため、走
行速度は3〜6Km/h程度が望ましく、これに応じ
て、適宜、ボ−ル載置装置11a,11bのリニアソレ
ノイド16に対する出力周期時間を設定する。
間隔Kは、車輌走行速度を低下させるかリニアソレノイ
ド16に対するON,OFF信号の出力周期時間を短く
し、載置間隔を短く設定すれば、標識体としてのボ−ル
40を基準とする倣い走行精度が向上するが、反面、ボ
−ル40の必要個数が多くなり、走行速度を速くするか
或はリニアソレノイド16への信号出力周期時間を長く
して載置間隔を長く設定すれば、ボ−ル40の必要個数
が少なくなるが、倣い走行精度が低下する。このため、
ボ−ル載置間隔Kは、数十cm〜数m間隔が望ましい。
また、芝刈作業車1の走行速度があまり遅いと草・芝刈
作業効率が悪化し、また速いと刈ムラが生じるため、走
行速度は3〜6Km/h程度が望ましく、これに応じ
て、適宜、ボ−ル載置装置11a,11bのリニアソレ
ノイド16に対する出力周期時間を設定する。
【0062】そして、最初の作業レ−ンの終端地点P1
に達し、ステップS117で、ボ−ル載置装置11aの作動
を停止させた後、ステップS118へ進み、車輌のシフト処
理を行い車輌を次の作業レ−ンにシフトさせ、操舵機構
39a,39bを制御して、前回の草・芝刈作業による
既刈地Cと未刈地との刈跡境界Lに沿った経路105の
倣い走行を一定速(例えば、3〜6Km/h)走行によ
り行う。
に達し、ステップS117で、ボ−ル載置装置11aの作動
を停止させた後、ステップS118へ進み、車輌のシフト処
理を行い車輌を次の作業レ−ンにシフトさせ、操舵機構
39a,39bを制御して、前回の草・芝刈作業による
既刈地Cと未刈地との刈跡境界Lに沿った経路105の
倣い走行を一定速(例えば、3〜6Km/h)走行によ
り行う。
【0063】次いで、ステップS119へ進み、芝刈作業車
1の前後進状態に応じてCCDカメラ26の撮像方向を
ステップモ−タ28aを駆動して修正し、修正後、CC
Dカメラ26を作動させる。すなわち、制御装置60内
の車輌前後進制御デ−タに基づき車輌前進Fと判断され
るときには、作業デ−タ蓄積部66に予めセットされて
いる設定角度位置となるようCCDカメラ26を車輌前
方に向け、車輌後進Rと判断されるときには、CCDカ
メラ26を車輌後方に向けて、作業地に載置された偏重
心ボ−ル40を含む既刈地Cと未刈地Bとの境界部の撮
像を開始させる。その結果、CCDカメラ26からのビ
デオ信号が、適宜、ビデオメモリ87に画像デ−タとし
て書き込まれる。そして、ステップS120へ進み、この草
・芝刈作業領域において、今回の作業レ−ンが最終の作
業レ−ンか否かを、例えば、現在の自車輌位置デ−タと
作業デ−タ蓄積部66に格納されている作業領域の測地
デ−タとを比較することにより調べる。
1の前後進状態に応じてCCDカメラ26の撮像方向を
ステップモ−タ28aを駆動して修正し、修正後、CC
Dカメラ26を作動させる。すなわち、制御装置60内
の車輌前後進制御デ−タに基づき車輌前進Fと判断され
るときには、作業デ−タ蓄積部66に予めセットされて
いる設定角度位置となるようCCDカメラ26を車輌前
方に向け、車輌後進Rと判断されるときには、CCDカ
メラ26を車輌後方に向けて、作業地に載置された偏重
心ボ−ル40を含む既刈地Cと未刈地Bとの境界部の撮
像を開始させる。その結果、CCDカメラ26からのビ
デオ信号が、適宜、ビデオメモリ87に画像デ−タとし
て書き込まれる。そして、ステップS120へ進み、この草
・芝刈作業領域において、今回の作業レ−ンが最終の作
業レ−ンか否かを、例えば、現在の自車輌位置デ−タと
作業デ−タ蓄積部66に格納されている作業領域の測地
デ−タとを比較することにより調べる。
【0064】そして、今回の作業レ−ンは最終の作業レ
−ンではなく、次にも作業レ−ンが有ると判断されると
きには、ステップS121へ進み、車輌の前後進状態に応じ
て、車輌前進時にはボ−ル回収装置20a及びボ−ル載
置装置11aのみ作動開始させ、後進時には他方のボ−
ル回収装置20b及びボ−ル載置装置11bのみ作動を
開始させる。また、最終の作業レ−ンのときには(図1
0における最終作業レ−ンの経路106)、次の作業レ
−ンがなく、標識体としてのボ−ル40を作業地に載置
する必要がないので、ステップS122へ進み、車輌の前後
進状態に応じてボ−ル回収装置20a,20bのみ、そ
の一方を選択して作動を開始させる。
−ンではなく、次にも作業レ−ンが有ると判断されると
きには、ステップS121へ進み、車輌の前後進状態に応じ
て、車輌前進時にはボ−ル回収装置20a及びボ−ル載
置装置11aのみ作動開始させ、後進時には他方のボ−
ル回収装置20b及びボ−ル載置装置11bのみ作動を
開始させる。また、最終の作業レ−ンのときには(図1
0における最終作業レ−ンの経路106)、次の作業レ
−ンがなく、標識体としてのボ−ル40を作業地に載置
する必要がないので、ステップS122へ進み、車輌の前後
進状態に応じてボ−ル回収装置20a,20bのみ、そ
の一方を選択して作動を開始させる。
【0065】次いで、ステップS123へ進み、CCDカメ
ラ26により撮像された既刈地Cと未刈地Bとの境界部
の画像デ−タを、ビデオメモリ87から読み出し、ステ
ップS124で、画像中に撮像されている各偏重心ボ−ル4
0を、そのボ−ル40の球体形状、あるいは作業地に対
する明度の差、あるいは輝度階調の差等により認識し
(図18(a)参照)、図18(b)に示すように、画
像における左下隅を原点とし、画像上下軸をY、左右軸
をXとして画像上の全ての各ボ−ル40の中心位置Gを
求め、これら各ボ−ルの位置Gから最少2乗法あるいは
ハフ変換により各ボ−ル40を結ぶ直線近似式y=ax
+bを算出する。
ラ26により撮像された既刈地Cと未刈地Bとの境界部
の画像デ−タを、ビデオメモリ87から読み出し、ステ
ップS124で、画像中に撮像されている各偏重心ボ−ル4
0を、そのボ−ル40の球体形状、あるいは作業地に対
する明度の差、あるいは輝度階調の差等により認識し
(図18(a)参照)、図18(b)に示すように、画
像における左下隅を原点とし、画像上下軸をY、左右軸
をXとして画像上の全ての各ボ−ル40の中心位置Gを
求め、これら各ボ−ルの位置Gから最少2乗法あるいは
ハフ変換により各ボ−ル40を結ぶ直線近似式y=ax
+bを算出する。
【0066】ここで、偏重心ボ−ル40は、常に、既刈
地Cと未刈地Bとの刈跡境界Lに沿い略一定の間隔で作
業地上に載置されていることから、画像上において各ボ
−ル40を結ぶ直線近似式により、間接的に刈跡境界L
の位置を認識することができるのである。
地Cと未刈地Bとの刈跡境界Lに沿い略一定の間隔で作
業地上に載置されていることから、画像上において各ボ
−ル40を結ぶ直線近似式により、間接的に刈跡境界L
の位置を認識することができるのである。
【0067】そして、ステップS125へ進み、上記直線近
似式y=ax+bによる直線と、図18(b)に破線で
示すように、車輌の進行方向に応じ予め設定されている
画像上の目標直線y=cx+dとを比較し、目標直線に
対する直線近似式による直線の偏差量Z、及び偏差角θ
とを算出し、これら偏差角θ及び偏差量Zにより、車体
1aがどの方向にどれだけずれているのかを認識する
(なお、偏差量Zの+−により車体1aが進行方向左右
のどちら側にずれているのかが判る)。
似式y=ax+bによる直線と、図18(b)に破線で
示すように、車輌の進行方向に応じ予め設定されている
画像上の目標直線y=cx+dとを比較し、目標直線に
対する直線近似式による直線の偏差量Z、及び偏差角θ
とを算出し、これら偏差角θ及び偏差量Zにより、車体
1aがどの方向にどれだけずれているのかを認識する
(なお、偏差量Zの+−により車体1aが進行方向左右
のどちら側にずれているのかが判る)。
【0068】すなわち、図19(a),(b)に示すよ
うに、CCDカメラ26が地上高hに、附角θB を有し
て取付られ、CCDカメラ26により撮像される作業地
の視野範囲をS、光軸Fの作業地に対する投影線をFX
とすると、この投影線FX のカメラ中心から偏差σ1 を
有し投影線FX に平行な作業地上の直線Lh 、及び、カ
メラ中心から偏差σ2 を有して投影線FX に所定角度θ
D で交差する直線Laは、CCDカメラのレンズ球面収
差等の影響で同図(c)に示すような画像デ−タとして
得られ、同図(d)に示すように、直線Lh',La'とし
て画面上の左下隅を原点とするX,Y座標上に直線近似
することができる。
うに、CCDカメラ26が地上高hに、附角θB を有し
て取付られ、CCDカメラ26により撮像される作業地
の視野範囲をS、光軸Fの作業地に対する投影線をFX
とすると、この投影線FX のカメラ中心から偏差σ1 を
有し投影線FX に平行な作業地上の直線Lh 、及び、カ
メラ中心から偏差σ2 を有して投影線FX に所定角度θ
D で交差する直線Laは、CCDカメラのレンズ球面収
差等の影響で同図(c)に示すような画像デ−タとして
得られ、同図(d)に示すように、直線Lh',La'とし
て画面上の左下隅を原点とするX,Y座標上に直線近似
することができる。
【0069】従って、CCDカメラ26の車体1aへの
取付状態(地上高h、附角θB 、画角θA 等)を考慮
し、予め実験等により、所定の芝刈オ−バラップ量Oを
得る車体位置で、作業地に載置されたボ−ル40を含む
既刈地Cと未刈地Bとの境界部をCCDカメラ26によ
り撮像し、このとき、画像上の各ボ−ル40による直線
近似式により得られる直線を、目標直線として、予め作
業デ−タ蓄積部66のROMエリアに格納しておき、倣
い走行時、画像上の各ボ−ル40の位置から求めた直線
近似式により得られる直線が、上記目標直線に一致する
よう前後輪10a,10bの舵角を、各操舵機構39
a,39bを制御することにより修正することで、既刈
地Cと未刈地Bとの刈跡境界Lに沿い、所定の芝刈オ−
バラップ量Oを有し倣い走行して次作業レ−ンの草・芝
刈作業を行うことが可能となる。
取付状態(地上高h、附角θB 、画角θA 等)を考慮
し、予め実験等により、所定の芝刈オ−バラップ量Oを
得る車体位置で、作業地に載置されたボ−ル40を含む
既刈地Cと未刈地Bとの境界部をCCDカメラ26によ
り撮像し、このとき、画像上の各ボ−ル40による直線
近似式により得られる直線を、目標直線として、予め作
業デ−タ蓄積部66のROMエリアに格納しておき、倣
い走行時、画像上の各ボ−ル40の位置から求めた直線
近似式により得られる直線が、上記目標直線に一致する
よう前後輪10a,10bの舵角を、各操舵機構39
a,39bを制御することにより修正することで、既刈
地Cと未刈地Bとの刈跡境界Lに沿い、所定の芝刈オ−
バラップ量Oを有し倣い走行して次作業レ−ンの草・芝
刈作業を行うことが可能となる。
【0070】なお、上記目標直線は、車輌前進時と後進
時とで画像が左右反転するため、当然、車輌前進時と後
進時とで変える必要がある。
時とで画像が左右反転するため、当然、車輌前進時と後
進時とで変える必要がある。
【0071】そして、ステップS125における認識結果に
基づき、ステップS126で車体1aのずれを修正するよう
前後輪10a,10b各々の目標舵角を設定する。この
目標舵角の設定は、例えば前記偏差角θと偏差量Zとを
パラメ−タとして作業デ−タ蓄積部66に予め格納され
ているテ−ブルを参照することにより行う。
基づき、ステップS126で車体1aのずれを修正するよう
前後輪10a,10b各々の目標舵角を設定する。この
目標舵角の設定は、例えば前記偏差角θと偏差量Zとを
パラメ−タとして作業デ−タ蓄積部66に予め格納され
ているテ−ブルを参照することにより行う。
【0072】その後、ステップS127で、前,後輪舵角セ
ンサ35a,35bからの信号を入力処理して前,後輪
10a,10bの舵角をそれぞれ算出すると、ステップ
S128へ進み、先ず前輪舵角と前輪目標舵角とを比較す
る。そして前輪舵角が前輪目標舵角と等しいかあるいは
それよりも大きいと判断されるときにはステップS129へ
進み、前輪操舵用油圧制御弁36aをOFFして前輪用
油圧シリンダ38aを介して前輪操舵機構39aを動作
し、前輪10aの舵角を減じ、前輪舵角が前輪目標舵角
よりも小さいときにはステップS130へ進み、前輪操舵用
油圧制御弁36aをONして逆に前輪10aの舵角を増
加させるよう制御する。
ンサ35a,35bからの信号を入力処理して前,後輪
10a,10bの舵角をそれぞれ算出すると、ステップ
S128へ進み、先ず前輪舵角と前輪目標舵角とを比較す
る。そして前輪舵角が前輪目標舵角と等しいかあるいは
それよりも大きいと判断されるときにはステップS129へ
進み、前輪操舵用油圧制御弁36aをOFFして前輪用
油圧シリンダ38aを介して前輪操舵機構39aを動作
し、前輪10aの舵角を減じ、前輪舵角が前輪目標舵角
よりも小さいときにはステップS130へ進み、前輪操舵用
油圧制御弁36aをONして逆に前輪10aの舵角を増
加させるよう制御する。
【0073】次いで、ステップS131へ進み、後輪舵角と
後輪目標舵角とを比較し、後輪舵角が後輪目標舵角と等
しいかあるいはそれよりも大きいときにはステップS132
へ進み、後輪操舵用油圧制御弁36bをOFFして後輪
用油圧シリンダ38bを介して後輪操舵機構39bを動
作し、後輪10bの舵角を減じ、後輪舵角が目標後輪舵
角よりも小さいときにはステップS133へ進み、逆に後輪
操舵用油圧制御弁36bをONして後輪10bの舵角を
増加させるよう制御する。そして、ステップS134で、予
め設定された制御インタ−バルが経過したかを判断し、
制御インタ−バルが経過するまでの間、ステップS127〜
S134を繰り返し、前後輪10a,10bの舵角が目標舵
角に一致するよう舵角フィ−ドバック制御を継続し、制
御インタ−バルが経過すると、ステップS135へ進み、現
在の自車輌位置を例えば現在の自己位置測位デ−タによ
り検出し、ステップS136で、現在の自車輌位置がこの作
業レ−ンの終端地点に達したか否かを判断し、作業レ−
ンの終端地点に達していないときには、前記ステップS1
23へ戻る。
後輪目標舵角とを比較し、後輪舵角が後輪目標舵角と等
しいかあるいはそれよりも大きいときにはステップS132
へ進み、後輪操舵用油圧制御弁36bをOFFして後輪
用油圧シリンダ38bを介して後輪操舵機構39bを動
作し、後輪10bの舵角を減じ、後輪舵角が目標後輪舵
角よりも小さいときにはステップS133へ進み、逆に後輪
操舵用油圧制御弁36bをONして後輪10bの舵角を
増加させるよう制御する。そして、ステップS134で、予
め設定された制御インタ−バルが経過したかを判断し、
制御インタ−バルが経過するまでの間、ステップS127〜
S134を繰り返し、前後輪10a,10bの舵角が目標舵
角に一致するよう舵角フィ−ドバック制御を継続し、制
御インタ−バルが経過すると、ステップS135へ進み、現
在の自車輌位置を例えば現在の自己位置測位デ−タによ
り検出し、ステップS136で、現在の自車輌位置がこの作
業レ−ンの終端地点に達したか否かを判断し、作業レ−
ンの終端地点に達していないときには、前記ステップS1
23へ戻る。
【0074】これにより、刈跡境界に対する車体1aの
ずれ認識とこのずれ認識に基づく舵角制御とを制御イン
タ−バルにより定まる一定時間毎に繰り返し、既刈地C
と未刈地Bとの刈跡境界Lに沿った芝刈作業車1の倣い
走行による草・芝刈が実現される。
ずれ認識とこのずれ認識に基づく舵角制御とを制御イン
タ−バルにより定まる一定時間毎に繰り返し、既刈地C
と未刈地Bとの刈跡境界Lに沿った芝刈作業車1の倣い
走行による草・芝刈が実現される。
【0075】やがて、倣い走行による1行程(1列)の
作業レ−ン終端地点に達すると、ステップS136からステ
ップS137へ進み、CCDカメラ26による撮像を停止さ
せ、ステップS138で、現在作動されているボ−ル回収装
置20aあるいは20b、ボ−ル載置装置11aあるい
は11bの作動を停止させる。
作業レ−ン終端地点に達すると、ステップS136からステ
ップS137へ進み、CCDカメラ26による撮像を停止さ
せ、ステップS138で、現在作動されているボ−ル回収装
置20aあるいは20b、ボ−ル載置装置11aあるい
は11bの作動を停止させる。
【0076】そして、ステップS139で、現在の自車輌位
置から、1区画(作業領域102)の全作業を終了した
か否かを判断する。そして未だ作業領域102の全作業
を終了していないときには前記ステップS118へ戻り、車
輌のシフト処理を行い次行程(次の作業レ−ン)の倣い
走行による草・芝刈作業を行う。
置から、1区画(作業領域102)の全作業を終了した
か否かを判断する。そして未だ作業領域102の全作業
を終了していないときには前記ステップS118へ戻り、車
輌のシフト処理を行い次行程(次の作業レ−ン)の倣い
走行による草・芝刈作業を行う。
【0077】ここで、図20に示すように、芝刈作業車
1の前進Fによる草・芝刈作業1行程の作業レ−ン終端
地点P2 に達したときには、作業デ−タ蓄積部66によ
る作業デ−タ、及び予めセットされている制御デ−タに
基づき、終端点位置の草・芝の刈残しを防ぐため、その
まま前進状態で点P3 まで前進し、その後、点P3 から
点P2 まで後退Rし、点P2 から右前方に前進し、所定
の芝刈オ−バラップ量Oを得る位置P4 で、各油圧制御
弁36a,36b、各シリンダ38a,38bを介して
各操舵機構39a,39bを制御して、車体1aを前回
の作業レ−ン走行時と平行状態にし、すなわち各刈刃9
aによる幅Wから芝刈オ−バラップ量Oを減算した分だ
け芝刈作業車1を横シフトさせた後、今度は車輌を後進
R状態として、前記ステップS119ないしS139を実行し、
CCDカメラ26により車輌後方を撮像して前回の作業
レ−ン前進走行時にボ−ル載置装置11aにより作業地
に載置された各ボ−ル40の画像上の位置から直線近似
式を求め、この直線近似式によって得られる直線が車輌
後進時の目標直線に一致するよう各操舵機構39a,3
9bを制御することで、刈跡境界Lに沿った倣い走行に
より草・芝刈作業を行う。またこのとき、ボ−ル回収装
置20bにより前回の作業レ−ン走行時に作業地に載置
されたボ−ル40が回収されると共に、ボ−ル載置装置
11bにより次の作業レ−ンの倣い走行に備え、既刈地
Cと未刈地Bとの刈跡境界Lに沿ってボ−ル40が作業
地に新たに載置される。
1の前進Fによる草・芝刈作業1行程の作業レ−ン終端
地点P2 に達したときには、作業デ−タ蓄積部66によ
る作業デ−タ、及び予めセットされている制御デ−タに
基づき、終端点位置の草・芝の刈残しを防ぐため、その
まま前進状態で点P3 まで前進し、その後、点P3 から
点P2 まで後退Rし、点P2 から右前方に前進し、所定
の芝刈オ−バラップ量Oを得る位置P4 で、各油圧制御
弁36a,36b、各シリンダ38a,38bを介して
各操舵機構39a,39bを制御して、車体1aを前回
の作業レ−ン走行時と平行状態にし、すなわち各刈刃9
aによる幅Wから芝刈オ−バラップ量Oを減算した分だ
け芝刈作業車1を横シフトさせた後、今度は車輌を後進
R状態として、前記ステップS119ないしS139を実行し、
CCDカメラ26により車輌後方を撮像して前回の作業
レ−ン前進走行時にボ−ル載置装置11aにより作業地
に載置された各ボ−ル40の画像上の位置から直線近似
式を求め、この直線近似式によって得られる直線が車輌
後進時の目標直線に一致するよう各操舵機構39a,3
9bを制御することで、刈跡境界Lに沿った倣い走行に
より草・芝刈作業を行う。またこのとき、ボ−ル回収装
置20bにより前回の作業レ−ン走行時に作業地に載置
されたボ−ル40が回収されると共に、ボ−ル載置装置
11bにより次の作業レ−ンの倣い走行に備え、既刈地
Cと未刈地Bとの刈跡境界Lに沿ってボ−ル40が作業
地に新たに載置される。
【0078】また、図21に示すように、芝刈作業車1
の後進Rにより草・芝刈作業1行程の作業レ−ン終端地
点P5 に達したときには、同様に、作業デ−タ蓄積部6
6のデ−タに基づき、終端点位置の草・芝の刈残しを防
ぐため、点P6 までそのまま後退し、その後、点P5 ま
で前進して点P5 から右後方に後進し、所定の芝刈オ−
バラップ量Oを得る位置P7 で、操舵機構39a,39
bを制御して、車体1aを前の作業レ−ン走行時と平行
状態にし、今度は車輌を前進状態として、CCDカメラ
26により車輌前方を撮像し、前回の作業レ−ン後進走
行時にボ−ル載置装置11bにより載置された各ボ−ル
40の画像上の位置から直線近似式を求め、この直線近
似式による直線が車輌前進時の目標直線に一致するよう
操舵機構39a,39bを制御して、刈跡境界Lに沿い
倣い走行してこの作業レ−ンの草・芝刈作業を行う。こ
のとき、ボ−ル回収装置20aにより前回載置されたボ
−ル40が回収されると共に、ボ−ル載置装置11aに
より次の作業レ−ン走行に備え刈跡境界Lに沿ってボ−
ル40が作業地に新たに載置される。
の後進Rにより草・芝刈作業1行程の作業レ−ン終端地
点P5 に達したときには、同様に、作業デ−タ蓄積部6
6のデ−タに基づき、終端点位置の草・芝の刈残しを防
ぐため、点P6 までそのまま後退し、その後、点P5 ま
で前進して点P5 から右後方に後進し、所定の芝刈オ−
バラップ量Oを得る位置P7 で、操舵機構39a,39
bを制御して、車体1aを前の作業レ−ン走行時と平行
状態にし、今度は車輌を前進状態として、CCDカメラ
26により車輌前方を撮像し、前回の作業レ−ン後進走
行時にボ−ル載置装置11bにより載置された各ボ−ル
40の画像上の位置から直線近似式を求め、この直線近
似式による直線が車輌前進時の目標直線に一致するよう
操舵機構39a,39bを制御して、刈跡境界Lに沿い
倣い走行してこの作業レ−ンの草・芝刈作業を行う。こ
のとき、ボ−ル回収装置20aにより前回載置されたボ
−ル40が回収されると共に、ボ−ル載置装置11aに
より次の作業レ−ン走行に備え刈跡境界Lに沿ってボ−
ル40が作業地に新たに載置される。
【0079】従って、図22のように前進と後進とを交
互に繰り返しながら芝刈作業車1は倣い走行を行い、作
業領域102の草・芝刈作業が行われる。
互に繰り返しながら芝刈作業車1は倣い走行を行い、作
業領域102の草・芝刈作業が行われる。
【0080】そして、1区画(作業領域102)での作
業を終了するまでステップS118〜S139を繰返して、前後
進による倣い走行により1区画の草・芝刈作業を継続
し、1区画の全作業を終了したとき、刈刃制御用油圧制
御弁37を閉弁して刈刃機構9の作動を停止させ、ステ
ップS139からステップS140へ進んで、全区画の作業を終
了したか否かを判断する。ここでは、まだ、次の作業領
域108での作業を終了していないため、前述のステッ
プS102へ戻り、同様の手順で作業領域102から作業領
域108への経路107を生成すると、図14及び図1
5の自律走行制御ル−チンに従って次の作業領域108
に移動し、作業領域108の草・芝刈作業を行う。
業を終了するまでステップS118〜S139を繰返して、前後
進による倣い走行により1区画の草・芝刈作業を継続
し、1区画の全作業を終了したとき、刈刃制御用油圧制
御弁37を閉弁して刈刃機構9の作動を停止させ、ステ
ップS139からステップS140へ進んで、全区画の作業を終
了したか否かを判断する。ここでは、まだ、次の作業領
域108での作業を終了していないため、前述のステッ
プS102へ戻り、同様の手順で作業領域102から作業領
域108への経路107を生成すると、図14及び図1
5の自律走行制御ル−チンに従って次の作業領域108
に移動し、作業領域108の草・芝刈作業を行う。
【0081】やがて、全区画の作業を終了すると、ステ
ップS140からステップS141へ進み、作業デ−タ蓄積部6
6を参照して戻り位置110への経路109を生成する
と、ステップS142で、図14及び図15の自律走行制御
ル−チンに従って戻り位置110まで移動し、ル−チン
を終了して車輌を停止させる。
ップS140からステップS141へ進み、作業デ−タ蓄積部6
6を参照して戻り位置110への経路109を生成する
と、ステップS142で、図14及び図15の自律走行制御
ル−チンに従って戻り位置110まで移動し、ル−チン
を終了して車輌を停止させる。
【0082】次に、図14及び図15に示す自律走行制
御ル−チンによる経路101,103,104,10
7,109における自律走行について説明する。尚、前
述の主制御ル−チンにおいては、自己位置の測位デ−タ
と作業デ−タ蓄積部66の作業デ−タとから経路10
1,103,104,107,109を生成するように
しているが、経路101,103,104,107,1
09そのものを予め作業デ−タ蓄積部66に記憶させて
おいても良い。
御ル−チンによる経路101,103,104,10
7,109における自律走行について説明する。尚、前
述の主制御ル−チンにおいては、自己位置の測位デ−タ
と作業デ−タ蓄積部66の作業デ−タとから経路10
1,103,104,107,109を生成するように
しているが、経路101,103,104,107,1
09そのものを予め作業デ−タ蓄積部66に記憶させて
おいても良い。
【0083】D−GPSによる自己位置の測定では、単
独のGPSに比較してはるかに良好な精度が得られる
が、衛星の捕捉状態や電波の受信状態等によっては、自
律走行制御時に必要とするタイミングで必要とする精度
が得られない場合がある。従って、ステップS201で、現
在のD−GPSの精度情報を得ると、ステップS202で、
この精度情報を、作業デ−タ蓄積部66に予め記憶され
ている規定の位置精度評価設定値と比較し、ステップS2
03で、D−GPSの測位精度が設定レベルを満足するか
否かを判断する。
独のGPSに比較してはるかに良好な精度が得られる
が、衛星の捕捉状態や電波の受信状態等によっては、自
律走行制御時に必要とするタイミングで必要とする精度
が得られない場合がある。従って、ステップS201で、現
在のD−GPSの精度情報を得ると、ステップS202で、
この精度情報を、作業デ−タ蓄積部66に予め記憶され
ている規定の位置精度評価設定値と比較し、ステップS2
03で、D−GPSの測位精度が設定レベルを満足するか
否かを判断する。
【0084】そして、D−GPSの測位精度が設定レベ
ルを満足する場合には、ステップS204へ進んで、芝刈作
業車1の移動速度を、作業デ−タ蓄積部66に記憶され
ている通常速度(例えば5km/h)となるよう制御
し、ステップS205で、G−DPSの位置情報と経路情報
とから自車輌位置の誤差量を求めると、ステップS206
で、誤差量に応じて前後輪の操舵量を決定する。
ルを満足する場合には、ステップS204へ進んで、芝刈作
業車1の移動速度を、作業デ−タ蓄積部66に記憶され
ている通常速度(例えば5km/h)となるよう制御
し、ステップS205で、G−DPSの位置情報と経路情報
とから自車輌位置の誤差量を求めると、ステップS206
で、誤差量に応じて前後輪の操舵量を決定する。
【0085】次いで、ステップS207へ進むと、前輪操舵
用油圧制御弁36a、後輪操舵用油圧制御弁36bを介
して前輪操舵機構39a、後輪操舵機構39bをそれぞ
れ駆動し、目標舵角を得るよう制御し、ステップS208
で、D−GPSで測位した現在位置と目標位置とを比較
し、ステップS209で、目標位置に到達したか否かを判断
する。その結果、目標位置に到達していないときには、
ステップS204へ戻って現在位置をD−GPSによって測
位しながら走行を続け、目標位置に到達したとき、ステ
ップS225で、車輌を停止してル−チンを抜ける。
用油圧制御弁36a、後輪操舵用油圧制御弁36bを介
して前輪操舵機構39a、後輪操舵機構39bをそれぞ
れ駆動し、目標舵角を得るよう制御し、ステップS208
で、D−GPSで測位した現在位置と目標位置とを比較
し、ステップS209で、目標位置に到達したか否かを判断
する。その結果、目標位置に到達していないときには、
ステップS204へ戻って現在位置をD−GPSによって測
位しながら走行を続け、目標位置に到達したとき、ステ
ップS225で、車輌を停止してル−チンを抜ける。
【0086】一方、前記ステップS203で、D−GPSの
測位精度が設定レベルを満足しない場合には、前記ステ
ップS203からステップS210へ分岐し、推測航法による自
律走行を行う。すなわち、ステップS210で、車輌の移動
速度を、作業デ−タ蓄積部66に記憶されている低速度
(例えば、3km/h)に設定することにより、車輌の
スリップによって生じる推測航法の累積誤差が最小とな
るようにし、ステップS211で、推測航法による位置情報
と経路情報とから自車輌位置の誤差量を求める。
測位精度が設定レベルを満足しない場合には、前記ステ
ップS203からステップS210へ分岐し、推測航法による自
律走行を行う。すなわち、ステップS210で、車輌の移動
速度を、作業デ−タ蓄積部66に記憶されている低速度
(例えば、3km/h)に設定することにより、車輌の
スリップによって生じる推測航法の累積誤差が最小とな
るようにし、ステップS211で、推測航法による位置情報
と経路情報とから自車輌位置の誤差量を求める。
【0087】次いで、ステップS212で、誤差量に応じて
前後輪の操舵量を決定すると、ステップS213で、前輪操
舵用油圧制御弁36a、後輪操舵用油圧制御弁36bを
介して前輪操舵機構39a、後輪操舵機構39bをそれ
ぞれ駆動し、目標舵角を得るよう制御する。そして、ス
テップS214で、推測航法による現在位置と目標位置とを
比較し、ステップS215で、目標位置に到達したか否かを
判断する。
前後輪の操舵量を決定すると、ステップS213で、前輪操
舵用油圧制御弁36a、後輪操舵用油圧制御弁36bを
介して前輪操舵機構39a、後輪操舵機構39bをそれ
ぞれ駆動し、目標舵角を得るよう制御する。そして、ス
テップS214で、推測航法による現在位置と目標位置とを
比較し、ステップS215で、目標位置に到達したか否かを
判断する。
【0088】目標位置に到達していないときには、ステ
ップS215からステップS210へ戻って現在位置を推測航法
によって測位しながら自律走行を続け、目標位置に到達
したとき、ステップS215からステップS216へ進んで車輌
を停止すると、ステップS217で、D−GPSによる現在
位置計測を行い、測位デ−タを作業デ−タ蓄積部66の
RAMエリアに蓄積する。
ップS215からステップS210へ戻って現在位置を推測航法
によって測位しながら自律走行を続け、目標位置に到達
したとき、ステップS215からステップS216へ進んで車輌
を停止すると、ステップS217で、D−GPSによる現在
位置計測を行い、測位デ−タを作業デ−タ蓄積部66の
RAMエリアに蓄積する。
【0089】その後、ステップS218へ進み、予め設定さ
れたデ−タ蓄積設定時間と、前記ステップS217における
デ−タ蓄積時間とを比較し、ステップS219で、設定時間
が経過したか否かを調べる。そして、設定時間が経過し
ていないときには、ステップS217へ戻ってD−GPSに
よる測位デ−タの蓄積を続行し、設定時間が経過する
と、D−GPSによる測位デ−タの蓄積を終了してステ
ップS220へ進む。
れたデ−タ蓄積設定時間と、前記ステップS217における
デ−タ蓄積時間とを比較し、ステップS219で、設定時間
が経過したか否かを調べる。そして、設定時間が経過し
ていないときには、ステップS217へ戻ってD−GPSに
よる測位デ−タの蓄積を続行し、設定時間が経過する
と、D−GPSによる測位デ−タの蓄積を終了してステ
ップS220へ進む。
【0090】ステップS220では、蓄積したD−GPSに
よる測位デ−タを平均し、この平均値より現在位置を求
めると、ステップS221へ進んで、現在位置と目標位置と
を比較し、ステップS222で、真の目標位置に到達してい
るか否かを判断する。その結果、真の目標に到達してい
ると判断される場合、前述のステップS225で車輌を停止
してル−チンを抜け、真の目標位置に到達していないと
判断される場合には、ステップS223で、推測航法の測位
デ−タをD−GPSによる測位デ−タの平均値で補正す
ると、ステップS224へ進んで真の目標位置への経路を生
成し、前述のステップS210へ戻って走行を再開し、真の
目標位置に到達するまで以上の処理を繰返す。
よる測位デ−タを平均し、この平均値より現在位置を求
めると、ステップS221へ進んで、現在位置と目標位置と
を比較し、ステップS222で、真の目標位置に到達してい
るか否かを判断する。その結果、真の目標に到達してい
ると判断される場合、前述のステップS225で車輌を停止
してル−チンを抜け、真の目標位置に到達していないと
判断される場合には、ステップS223で、推測航法の測位
デ−タをD−GPSによる測位デ−タの平均値で補正す
ると、ステップS224へ進んで真の目標位置への経路を生
成し、前述のステップS210へ戻って走行を再開し、真の
目標位置に到達するまで以上の処理を繰返す。
【0091】すなわち、D−GPSの測位精度が悪化し
た場合においても、一定の地点に留まって所定時間測定
を続けることにより測位精度を向上することができ、自
律走行中にD−GPSによって必要な位置精度が得られ
ない場合、一旦、推測航法によって目標位置まで走行し
て停止し、停止状態でD−GPSの測位デ−タを設定時
間累積して平均値を取ることにより、正確な現在位置を
知ることができる。そして、推測航法による位置がずれ
ていた場合には、D−GPSの測位デ−タの設定時間の
平均値で推測航法の測位デ−タを補正することにより、
常に正確な自律走行を行うことができるのである。
た場合においても、一定の地点に留まって所定時間測定
を続けることにより測位精度を向上することができ、自
律走行中にD−GPSによって必要な位置精度が得られ
ない場合、一旦、推測航法によって目標位置まで走行し
て停止し、停止状態でD−GPSの測位デ−タを設定時
間累積して平均値を取ることにより、正確な現在位置を
知ることができる。そして、推測航法による位置がずれ
ていた場合には、D−GPSの測位デ−タの設定時間の
平均値で推測航法の測位デ−タを補正することにより、
常に正確な自律走行を行うことができるのである。
【0092】また、D−GPSにおける固定局50と移
動局との間のデ−タ通信は、図16に示すD−GPS無
線通信ル−チンによりパケットデ−タで行われる。この
デ−タ通信では、ステップS301で、移動局GPS受信機
30を初期化し、ステップS302で、固定局GPS受信機
53を、無線通信機31,56を介したデ−タ送信で初
期化すると、ステップS303へ進み、固定局50からのデ
ィファレンシャル情報を無線デ−タ通信により得る。
動局との間のデ−タ通信は、図16に示すD−GPS無
線通信ル−チンによりパケットデ−タで行われる。この
デ−タ通信では、ステップS301で、移動局GPS受信機
30を初期化し、ステップS302で、固定局GPS受信機
53を、無線通信機31,56を介したデ−タ送信で初
期化すると、ステップS303へ進み、固定局50からのデ
ィファレンシャル情報を無線デ−タ通信により得る。
【0093】次いで、ステップS304へ進むと、D−GP
S位置検出部63で、固定局50からのディファレンシ
ャル情報を移動局GPS受信機30から得られる測位デ
−タに適用し、ディファレンシャル演算を行って自車輌
位置を測定する。そして、その測位情報を走行制御部6
5に送ると、ステップS303へ戻り、次のデ−タ処理を繰
返す。この場合、固定局50とのディファレンシャル演
算は、移動局受信機30固有の機能によって行っても良
い。
S位置検出部63で、固定局50からのディファレンシ
ャル情報を移動局GPS受信機30から得られる測位デ
−タに適用し、ディファレンシャル演算を行って自車輌
位置を測定する。そして、その測位情報を走行制御部6
5に送ると、ステップS303へ戻り、次のデ−タ処理を繰
返す。この場合、固定局50とのディファレンシャル演
算は、移動局受信機30固有の機能によって行っても良
い。
【0094】なお、本実施例では、草・芝刈作業におい
て、既刈地Cに対し未刈地Bが常に、芝刈作業車1の右
側になるようにし、ボ−ル回収装置20a,20b及び
CCDカメラ26を車体1aの左側にそれぞれ設置する
と共に、ボ−ル載置装置11a,11bを車体1aの右
側に設置するようにしているが(図2参照)、既刈地C
に対して未刈地Bが前進方向左側(後進方向右側)にな
るようにしても良く、この場合には、ボ−ル回収装置2
0a,20b及びCCDカメラ26を車体1aの右側
に、ボ−ル載置装置11a,11bを車体1aの左側に
設置する。
て、既刈地Cに対し未刈地Bが常に、芝刈作業車1の右
側になるようにし、ボ−ル回収装置20a,20b及び
CCDカメラ26を車体1aの左側にそれぞれ設置する
と共に、ボ−ル載置装置11a,11bを車体1aの右
側に設置するようにしているが(図2参照)、既刈地C
に対して未刈地Bが前進方向左側(後進方向右側)にな
るようにしても良く、この場合には、ボ−ル回収装置2
0a,20b及びCCDカメラ26を車体1aの右側
に、ボ−ル載置装置11a,11bを車体1aの左側に
設置する。
【0095】また、本実施例では1台のCCDカメラ2
6を、倣い走行時において、車輌の進行方向に応じて向
きを変えることで、車輌前進時には車輌前方に向け、後
進時には車輌後方に向けて、作業地に載置されたボ−ル
40を含む既刈地Cと未刈地Bとの境界部を撮像するよ
うにしているが、図23及び図24に示すように、車体
1aの左側の前後にそれぞれCCDカメラ26a,26
bを取付け、車体前側に設置されたCCDカメラ26a
により、倣い走行において車輌前進時に車輌前方の作業
地に載置されたボ−ル40を含む既刈地Cと未刈地Bと
の境界部を撮像し、後側に設置されたCCDカメラ26
bにより車輌後進時に、同様に車輌後方の境界部を撮像
するようにしても良い。この場合には、CCDカメラを
回転させるための回転機構部28、ステップモ−タ28
a、回転角度センサ29が不要となり、且つ撮像制御部
61においてステップモ−タ駆動回路86も不要とな
る。そして、前述の主制御ル−チンにおけるステップS1
19において、車輌の進行方向に応じ車輌前進時には前側
に設置されたCCDカメラ26aのみを作動させ、後進
時には後側に設置されたCCDカメラ26bのみを作動
させるようにすれば良い。
6を、倣い走行時において、車輌の進行方向に応じて向
きを変えることで、車輌前進時には車輌前方に向け、後
進時には車輌後方に向けて、作業地に載置されたボ−ル
40を含む既刈地Cと未刈地Bとの境界部を撮像するよ
うにしているが、図23及び図24に示すように、車体
1aの左側の前後にそれぞれCCDカメラ26a,26
bを取付け、車体前側に設置されたCCDカメラ26a
により、倣い走行において車輌前進時に車輌前方の作業
地に載置されたボ−ル40を含む既刈地Cと未刈地Bと
の境界部を撮像し、後側に設置されたCCDカメラ26
bにより車輌後進時に、同様に車輌後方の境界部を撮像
するようにしても良い。この場合には、CCDカメラを
回転させるための回転機構部28、ステップモ−タ28
a、回転角度センサ29が不要となり、且つ撮像制御部
61においてステップモ−タ駆動回路86も不要とな
る。そして、前述の主制御ル−チンにおけるステップS1
19において、車輌の進行方向に応じ車輌前進時には前側
に設置されたCCDカメラ26aのみを作動させ、後進
時には後側に設置されたCCDカメラ26bのみを作動
させるようにすれば良い。
【0096】また、本実施例では、準備位置100から
作業領域102への移動、作業領域102、108間の
移動、各作業領域102、108における最初の外周刈
及び最初の作業レ−ンの作業走行、及び作業領域108
から戻り位置110への移動を、D−GPSあるいは推
測航法により無人で自律走行するようにしているが、こ
れらを有人により走行するようにしても良い。
作業領域102への移動、作業領域102、108間の
移動、各作業領域102、108における最初の外周刈
及び最初の作業レ−ンの作業走行、及び作業領域108
から戻り位置110への移動を、D−GPSあるいは推
測航法により無人で自律走行するようにしているが、こ
れらを有人により走行するようにしても良い。
【0097】さらに、図25に示すように、CCDカメ
ラ26により撮像された画像において、車輌に最も近
い、例えば2つのボ−ル40の位置を順次検出し、この
2つのボ−ル中心Gを結ぶ線yを求め、この線yが予め
設定された目標直線y0 に一致するよう操舵機構39
a,39bを制御すれば、曲線状の境界に対しても倣い
走行することが可能となる。従って、図26に示すよう
に、草・芝刈領域において草・芝刈を輪刈(渦巻き状)
に行うこともでき、この場合は外周の第1周の草・芝刈
をD−GPSあるいは推測航法により行い、既刈地Cと
未刈地Bとの境界に沿いボ−ル載置装置11によりボ−
ル40を載置し、第2周以降をCCDカメラ26により
作業地に載置されたボ−ル40を含む境界部を撮像し、
上述のように、操舵機構39a,39bを制御すること
で、刈跡境界Lに沿う倣い走行が可能となる。この場合
には、車体進行方向後方に刈跡境界Lに沿いボ−ル40
を載置する1つのボ−ル載置装置11、車輌進行方向前
方に載置されているボ−ル40を回収する1つのボ−ル
回収装置20、及び車輌前方を撮像する1つのCCDカ
メラ26のみで対処することができ、常に倣い走行時に
は進行方向が一定であることからCCDカメラ26は車
体進行方向に向けて固定させておけば良く、CCDカメ
ラ26を回転させるための回転機構部28等を省略する
ことができる。また、周回状に倣い走行することから、
前述の主制御ル−チンにおいて外周刈と同時にボ−ル載
置を開始させ、第2周目からボ−ル回収装置20の作動
を開始させ、ステップS110〜S116の直線走行処理、ステ
ップS117、ステップS118の車輌シフト処理が不要とな
り、且つCCDカメラ26は固定であることからステッ
プS119も不要となる。そして、ボ−ル載置装置11及び
ボ−ル回収装置20は1つであることからステップS120
〜S122も不要となり、ステップS136で作業終了かを判断
し、1区画の作業終了と判断されるときステップS137へ
進むようにすれば良く、これに伴いステップS139が不要
となる。
ラ26により撮像された画像において、車輌に最も近
い、例えば2つのボ−ル40の位置を順次検出し、この
2つのボ−ル中心Gを結ぶ線yを求め、この線yが予め
設定された目標直線y0 に一致するよう操舵機構39
a,39bを制御すれば、曲線状の境界に対しても倣い
走行することが可能となる。従って、図26に示すよう
に、草・芝刈領域において草・芝刈を輪刈(渦巻き状)
に行うこともでき、この場合は外周の第1周の草・芝刈
をD−GPSあるいは推測航法により行い、既刈地Cと
未刈地Bとの境界に沿いボ−ル載置装置11によりボ−
ル40を載置し、第2周以降をCCDカメラ26により
作業地に載置されたボ−ル40を含む境界部を撮像し、
上述のように、操舵機構39a,39bを制御すること
で、刈跡境界Lに沿う倣い走行が可能となる。この場合
には、車体進行方向後方に刈跡境界Lに沿いボ−ル40
を載置する1つのボ−ル載置装置11、車輌進行方向前
方に載置されているボ−ル40を回収する1つのボ−ル
回収装置20、及び車輌前方を撮像する1つのCCDカ
メラ26のみで対処することができ、常に倣い走行時に
は進行方向が一定であることからCCDカメラ26は車
体進行方向に向けて固定させておけば良く、CCDカメ
ラ26を回転させるための回転機構部28等を省略する
ことができる。また、周回状に倣い走行することから、
前述の主制御ル−チンにおいて外周刈と同時にボ−ル載
置を開始させ、第2周目からボ−ル回収装置20の作動
を開始させ、ステップS110〜S116の直線走行処理、ステ
ップS117、ステップS118の車輌シフト処理が不要とな
り、且つCCDカメラ26は固定であることからステッ
プS119も不要となる。そして、ボ−ル載置装置11及び
ボ−ル回収装置20は1つであることからステップS120
〜S122も不要となり、ステップS136で作業終了かを判断
し、1区画の作業終了と判断されるときステップS137へ
進むようにすれば良く、これに伴いステップS139が不要
となる。
【0098】さらに、以上、芝刈作業車に適用した例に
つき説明したが、これに限定されることなく、例えば、
床面等の清掃作業を行う自律走行作業車に適用し、既清
掃作業地と未清掃作業地との境界に標識体を載置し、上
述と同様に境界に沿い倣い走行し、順次作業レ−ンの清
掃を進めることもできる。
つき説明したが、これに限定されることなく、例えば、
床面等の清掃作業を行う自律走行作業車に適用し、既清
掃作業地と未清掃作業地との境界に標識体を載置し、上
述と同様に境界に沿い倣い走行し、順次作業レ−ンの清
掃を進めることもできる。
【0099】また、標識体は偏重心ボ−ルのみに限定さ
れず、単なる球体、あるいは円錐体、円筒体、多角形体
等を用いるようにしても良い。
れず、単なる球体、あるいは円錐体、円筒体、多角形体
等を用いるようにしても良い。
【0100】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、車
輌走行に伴い、撮像手段により既作業地と未作業地との
境界部を撮像し、撮像された画像から、前回の作業レ−
ン走行時に既作業地と未作業地との境界に沿い作業地に
載置された標識体の位置を検出し、複数の標識体位置を
結ぶ線と予め設定された目標線とを比較して目標位置に
対する車体のずれを認識し、この認識デ−タに基づき操
舵機構が制御されて境界に沿った倣い走行が行われるの
で、確実に既作業地と未作業地との境界に沿い自律走行
することが可能となり、倣い走行の精度が向上して作業
性を向上することができる。また、このとき、次の作業
レ−ン走行に備え載置手段によって車輌の進行方向と逆
側に既作業地と未作業地との境界に沿い標識体が載置さ
れると共に、前回の作業レ−ン走行時に作業地に載置さ
れた標識体は、自律走行作業車に備えた回収手段により
回収されて供給手段を介し上記載置手段に供給されるの
で、自律走行作業車に搭載する標識体は必要最小限で良
く、車輌重量の増大が抑制され、且つ標識体は繰り返し
使用されるため、経済性に優れ、また作業地を汚損する
こともない。
輌走行に伴い、撮像手段により既作業地と未作業地との
境界部を撮像し、撮像された画像から、前回の作業レ−
ン走行時に既作業地と未作業地との境界に沿い作業地に
載置された標識体の位置を検出し、複数の標識体位置を
結ぶ線と予め設定された目標線とを比較して目標位置に
対する車体のずれを認識し、この認識デ−タに基づき操
舵機構が制御されて境界に沿った倣い走行が行われるの
で、確実に既作業地と未作業地との境界に沿い自律走行
することが可能となり、倣い走行の精度が向上して作業
性を向上することができる。また、このとき、次の作業
レ−ン走行に備え載置手段によって車輌の進行方向と逆
側に既作業地と未作業地との境界に沿い標識体が載置さ
れると共に、前回の作業レ−ン走行時に作業地に載置さ
れた標識体は、自律走行作業車に備えた回収手段により
回収されて供給手段を介し上記載置手段に供給されるの
で、自律走行作業車に搭載する標識体は必要最小限で良
く、車輌重量の増大が抑制され、且つ標識体は繰り返し
使用されるため、経済性に優れ、また作業地を汚損する
こともない。
【0101】また、上記標識体の表面に、作業地との明
度差の大きい色彩を施すことで、境界部を撮像した画像
から確実に標識体を認識して、撮像画像において倣い走
行の基準となる標識体の位置を確実に検出することが可
能となり、倣い走行精度が向上する。
度差の大きい色彩を施すことで、境界部を撮像した画像
から確実に標識体を認識して、撮像画像において倣い走
行の基準となる標識体の位置を確実に検出することが可
能となり、倣い走行精度が向上する。
【0102】また、上記標識体として球体を用いること
で、作業地に載置された標識体の回収、及び回収した標
識体の載置手段への供給が容易となり、取り扱いに優
れ、標識体を回収する回収手段、及び作業地に標識体を
載置するための載置手段の構成を簡素にして実現でき
る。
で、作業地に載置された標識体の回収、及び回収した標
識体の載置手段への供給が容易となり、取り扱いに優
れ、標識体を回収する回収手段、及び作業地に標識体を
載置するための載置手段の構成を簡素にして実現でき
る。
【0103】さらに、球体として偏重心ボ−ルを用いる
ことで、作業地への球体の載置時に球体の転がりが直ち
に止まり、既作業地と未作業地との境界に沿う適正位置
からの球体の逸脱が抑えられ、撮像画像において各ボ−
ルの位置を結ぶ線は、既作業地と未作業地との境界に対
し、常に平行な線として得られ、この線と目標線とを比
較して車体のずれを認識するため、目標位置に対する車
体のずれを適正に認識することが可能となり、これによ
って、倣い走行精度をより向上することができる。
ことで、作業地への球体の載置時に球体の転がりが直ち
に止まり、既作業地と未作業地との境界に沿う適正位置
からの球体の逸脱が抑えられ、撮像画像において各ボ−
ルの位置を結ぶ線は、既作業地と未作業地との境界に対
し、常に平行な線として得られ、この線と目標線とを比
較して車体のずれを認識するため、目標位置に対する車
体のずれを適正に認識することが可能となり、これによ
って、倣い走行精度をより向上することができる。
【図1】D−GPS用移動局を備えた芝刈作業車とD−
GPS用固定局を示す説明図
GPS用固定局を示す説明図
【図2】芝刈作業車における各機構、装置の取付け位置
関係を示す平面図
関係を示す平面図
【図3】ボ−ル載置装置の構成を示す説明図
【図4】ボ−ル回収装置の構成を示す説明図
【図5】集球機の平面図
【図6】偏重心ボ−ルの各態様を示す断面図
【図7】制御装置のブロック図
【図8】操舵制御系の構成を示す説明図
【図9】撮像制御部の回路構成図
【図10】走行経路及び作業領域を示す説明図
【図11】主制御ル−チンのフロ−チャ−ト
【図12】主制御ル−チンのフロ−チャ−ト(続き)
【図13】主制御ル−チンのフロ−チャ−ト(続き)
【図14】自律走行制御ル−チンのフロ−チャ−ト
【図15】自律走行制御ル−チンのフロ−チャ−ト(続
き)
き)
【図16】D−GPS無線通信ル−チンのフロ−チャ−
ト
ト
【図17】作業領域における最初の外周刈の状態を示す
説明図
説明図
【図18】CCDカメラにより撮像された画像において
作業地に載置されたボ−ル、各ボ−ル位置から求めた直
線近似式と目標直線との関係を示す説明図
作業地に載置されたボ−ル、各ボ−ル位置から求めた直
線近似式と目標直線との関係を示す説明図
【図19】CCDカメラの取付状態、撮像画像、及び直
線近似の関係を示す説明図
線近似の関係を示す説明図
【図20】草・芝刈作業による1行程の作業レ−ン終了
時の車輌シフト状態を示す説明図
時の車輌シフト状態を示す説明図
【図21】草・芝刈作業による1行程の作業レ−ン終了
時の車輌シフト状態を示す説明図
時の車輌シフト状態を示す説明図
【図22】倣い走行による草・芝刈作業状態の説明図
【図23】CCDカメラ取付の他の例を示す芝刈作業車
の右側面図
の右側面図
【図24】CCDカメラ取付の他の例を示す芝刈作業車
の平面図
の平面図
【図25】画像処理の他の例を示す説明図
【図26】草・芝刈作業を輪刈に行った場合の説明図
1 芝刈作業車(自律走行作業車) 1a 車体 11a,11b ボ−ル載置装置(載置手段) 20a,20b ボ−ル回収装置(回収手段) 25 ボ−ル供給管(供給手段) 26 CCDカメラ(撮像手段) 39a,39b 操舵機構 40 偏重心ボ−ル(標識体) 60 制御装置 102,108 作業領域 B 未刈地 C 既刈地
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G06T 1/00
Claims (4)
- 【請求項1】 作業領域における既作業地と未作業地と
の境界部を撮像手段により撮像し、撮像した画像に基づ
き境界位置に対する車体のずれを認識し、境界位置に対
する車体のずれに基づき操舵機構を制御して境界に沿っ
た倣い走行を行う自律走行作業車において、 車輌の進行方向と逆側に、既作業地と未作業地との境界
に沿い作業地に標識体を載置する載置手段と、 倣い走行による作業レ−ン走行時に、前回の作業レ−ン
走行時に作業地に載置された標識体を回収する回収手段
と、 回収した標識体を上記載置手段に供給する供給手段と、 撮像手段により撮像した境界部の画像から作業地に載置
された標識体の位置を検出し、複数の各標識体位置を結
ぶ線と予め設定された目標線とを比較して目標位置に対
する車体のずれを認識する画像処理手段と、 上記画像処理手段により得た認識デ−タに基づき操舵機
構を制御する倣い走行制御手段と、を備えることを特徴
とする自律走行作業車。 - 【請求項2】 標識体は表面に、作業地との明度差の大
きい色彩を施すことを特徴とする請求項1記載の自律走
行作業車。 - 【請求項3】 標識体として、球体を用いることを特徴
とする請求項1あるいは請求項2記載の自律走行作業
車。 - 【請求項4】 球体として、重心位置が球心から偏心し
た偏重心ボ−ルを用いることを特徴とする請求項3記載
の自律走行作業車。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6004619A JPH07203706A (ja) | 1994-01-20 | 1994-01-20 | 自律走行作業車 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6004619A JPH07203706A (ja) | 1994-01-20 | 1994-01-20 | 自律走行作業車 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07203706A true JPH07203706A (ja) | 1995-08-08 |
Family
ID=11589082
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6004619A Pending JPH07203706A (ja) | 1994-01-20 | 1994-01-20 | 自律走行作業車 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07203706A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1185274A (ja) * | 1997-09-10 | 1999-03-30 | Fuji Heavy Ind Ltd | 自律走行車の走行軌跡検出装置 |
| JP2007199965A (ja) * | 2006-01-25 | 2007-08-09 | Matsushita Electric Works Ltd | 自律移動装置 |
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| JP2022169128A (ja) * | 2021-04-27 | 2022-11-09 | 株式会社やまびこ | ロボット作業装置 |
-
1994
- 1994-01-20 JP JP6004619A patent/JPH07203706A/ja active Pending
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| US12575486B2 (en) | 2021-04-27 | 2026-03-17 | Yamabiko Corporation | Robotic working apparatus |
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