JPH07295631A - 作業車誘導用のビーム光投射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 複数のビーム光投射位置の夫々において、常
に精度よく設定方向にビーム光を投射させることが可能
となる作業車誘導用のビーム光投射装置を提供する。 【構成】 ビーム光投射位置に順次移動する移動体２２
に、作業車誘導用のビーム光を投射するビーム光投射手
段Ｂ１が設けられ、一対の基準体３９，４０が、ビーム
光を投射すべき方向と並行する直線上に間隔を隔てて設
置され、移動体２２と一方の基準体３９に、撮像方向を
調節自在な撮像手段が設けられる。基準体側の撮像手段
の変位角度α１を検出する角度変位検出手段１０１、撮
像手段２５によるビーム光投射手段Ｂ１と移動体２２と
の相対角度を基準角度とし、基準角度から他方の基準体
４０側に向けて（１８０度−α１）の角度だけ、ビーム
光投射手段Ｂ１と移動体２２との相対角度を調節する投
射方向調節手段１０２を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、設定経路に沿って間隔
を隔てて設定されたビーム光投射位置に順次移動する移
動体に、作業車誘導用のビーム光を投射するビーム光投
射手段が、前記ビーム光投射位置の夫々において互いに
並行状態でビーム光を投射するように投射方向を調節自
在に設けられた作業車誘導用のビーム光投射装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】上記したような構成の作業車誘導用のビ
ーム光投射装置は、ビーム光投射手段を複数のビーム光
投射位置に順次移動させる構成とすることで、例えば、
複数のビーム光投射位置の夫々に、各別に位置固定状態
で複数のビーム光投射手段を設置する場合に比較して、
構成を簡素化させることができると共に、複数のビーム
光投射手段を、ビーム光投射方向が高い精度で所定方向
に設定される状態で、精度よく設置させる等の施工の手
間を少なくさせるようにしたものである。

【０００３】ところで、従来における前記作業車誘導用
のビーム光投射装置では、例えば、特願昭６１‐１６７
１３６号に示されるように、前記ビーム光投射手段を、
移動体に対して鉛直軸芯周りで回動調節自在、並びに、
移動体の移動方向と交差する方向に移動調節自在に設
け、前記設定経路の始端側及び終端側夫々に反射体を設
置すると共に、夫々の反射体からの反射光の角度が１８
０°になるように、即ち、両反射体を結ぶ直線上に位置
するように、ビーム光投射手段を電動モータにより移動
方向と交差する方向に移動させた後、その状態から、ビ
ーム光投射方向終端側の所定位置に配置された反射体か
らの反射光が検出される状態に至る変位角度を検出記憶
して、各ビーム光投射位置において、ビーム光投射手段
が、常に、記憶された前記変位角度になるように回動調
節するように構成し、移動体が設定経路に沿って移動す
る際に、移動方向と交差する方向に位置ずれが生じた場
合であっても、どのビーム光投射位置においても常に、
並行なビーム光を投射させることができるようにしたも
のがあった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来構
成においては、以下に説明するような未だ改善すべき点
があった。つまり、上記従来構成では、ビーム光投射手
段が投射するビーム光を利用して、ビーム光投射手段の
位置及び回動角度を調節する構成であり、細いビーム光
を検出するために、遠く離れた箇所に設置される複数の
反射体を、高精度で設置する必要があり、施工に手間が
かかる不利がある。本発明は、かかる点に着目してなさ
れたものであり、その目的は、遠くはなれた箇所に複数
の被設置体を高精度で設置する等、施工の手間がかかる
ことなく、複数のビーム光投射位置の夫々において、常
に精度よく設定方向にビーム光を投射させることが可能
となる作業車誘導用のビーム光投射装置を提供する点に
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】第１発明の特徴構成は、
設定経路に沿って間隔を隔てて設定されたビーム光投射
位置に順次移動する移動体に、作業車誘導用のビーム光
を投射するビーム光投射手段が、前記ビーム光投射位置
の夫々において互いに並行状態でビーム光を投射するよ
うに投射方向を調節自在に設けられた作業車誘導用のビ
ーム光投射装置において、一対の基準体が、前記ビーム
光を投射すべき方向と並行する直線上に間隔を隔てて設
置され、前記移動体に、撮像方向を調節自在な移動体側
の撮像手段が設けられ、一方の前記基準体に、他方の基
準体と前記移動体との２つの被撮像体を撮像する基準体
側の撮像手段が備えられ、前記基準体側の撮像手段の撮
像画面内の所定位置に前記一方の被撮像体を捉える状態
と、他方の被撮像体を捉える状態との間での、前記基準
体側の撮像手段の変位角度ａを検出する角度変位検出手
段が備えられ、前記移動体側の撮像手段が撮像画面内の
所定位置に前記一方の基準体を捉える状態における、前
記ビーム光投射手段と前記移動体との鉛直軸芯周りでの
相対角度を基準角度とし、変位角度の検出情報に基づい
て、前記基準角度から他方の基準体側に向けて（１８０
度−ａ）の角度だけ、前記ビーム光投射手段と前記移動
体との相対角度を調節する投射方向調節手段が備えられ
ている点にある。

【０００６】第２発明の特徴構成は、設定経路に沿って
間隔を隔てて設定されたビーム光投射位置に順次移動す
る移動体に、作業車誘導用のビーム光を投射するビーム
光投射手段が、前記ビーム光投射位置の夫々において互
いに並行状態でビーム光を投射するように投射方向を調
節自在に設けられた作業車誘導用のビーム光投射装置で
あって、前記移動体の外部における地上側の所定位置
に、基準体が備えられ、前記移動体に、撮像方向を調節
自在な移動体側の撮像手段が設けられ、前記撮像手段が
撮像画面内の所定位置に前記基準体を捉える状態におけ
る、前記ビーム光投射手段と前記移動体との鉛直軸芯周
りでの相対角度を基準角度とし、前記基準角度から設定
方向側に向けて、予め定められる設定条件に基づいて定
まる設定角度だけ、前記ビーム光投射手段と前記移動体
との相対角度を調節する投射方向調節手段が備えられて
いる点にある。

【０００７】第３発明の特徴構成は、第２発明の実施に
好適な構成を特定するものであって、前記基準体が前記
設定経路の始端側に備えられると共に、前記設定経路の
終端側に別の基準体が備えられ、前記撮像手段の撮像画
面内の所定位置に前記始端側に備えられる一方の基準体
を捉える状態と、他方の基準体を捉える状態との間で
の、前記撮像手段の変位角度を検出する角度検出手段
と、前記一方の基準体と前記移動体との間の距離を計測
する距離計測手段と、予め定まる前記両基準体の設置間
距離と、前記距離計測手段による計測値と、前記変位角
度とに基づいて、前記設定角度を求める角度演算手段と
が備えられている点にある。

【０００８】

【作用】第１発明の特徴構成によれば、移動体がビーム
光投射位置のいずれかに移動した状態で、基準体側の撮
像手段が、撮像画面内の所定位置に一方の被撮像体（例
えば、他方の基準体）を捉える状態と、他方の被撮像体
（例えば、移動体）を捉える状態との間での、基準体側
の撮像手段の変位角度α１が角度変位検出手段により検
出される。ここで、前記変位角度α１は、移動体と一方
の基準体を結ぶ直線と、一対の基準体どうしを結ぶ直線
とが成す角度に相当する。そして、移動体側の撮像手段
が撮像画面内の所定位置に前記一方の基準体を捉える状
態における、ビーム光投射手段と移動体との鉛直軸芯周
りでの相対角度を基準角度として、その基準角度から他
方の基準体側に向けて（１８０度−α１）の角度だけ、
ビーム光投射手段と移動体との相対角度が、投射方向調
節手段によって調節される。その結果、ビーム光投射手
段によるビーム光投射方向は、前記変位角度α１の変化
にかかわらず、常に、一対の基準体を結ぶ直線と平行な
状態に設定できることになる。

【０００９】このように、ビーム光投射手段の回動調節
のための角度検出情報の基準となる基準体や移動体を、
広い範囲（撮像範囲）で捉えることができる撮像手段に
より捉え、その撮像手段の変位角度に基づいて、ビーム
光投射手段の移動体に対する回動角度を調節するので、
基準体や移動体を、高精度な相対的位置関係を有する状
態で、設置させる必要がない。しかも、撮像画面上での
位置に基づいて、基準体や移動体に対する撮像手段の角
度を規定するので、前記角度情報の精度が低下すること
は無い。

【００１０】第２発明の特徴構成によれば、移動体がビ
ーム光投射位置のいずれかに移動した状態で、移動体側
の撮像手段が撮像画面内の所定位置に、基準体を捉える
状態における、ビーム光投射手段と移動体との鉛直軸芯
周りでの相対角度を基準角度として、この基準角度から
設定方向側に向けて設定角度だけ、ビーム光投射手段と
移動体との相対角度が、投射方向調節手段によって調節
される。前記設定角度は、予め定められる設定条件に基
づいて定められる。例えば、移動体の移動経路である設
定経路の直線性が確保されているとすると、この設定経
路に沿う直線と予め設定されるビーム光投射方向とが成
す角度が予め定まる。そして、撮像手段が設定経路に沿
う方向に向かう状態は予め設定できるから、この状態か
ら前記基準体を捉える撮像状態との間の角度変位と、設
定経路に沿う直線とビーム光投射方向とが成す角度とか
ら、前記設定角度を求めることが可能となる。その結
果、ビーム光投射手段によるビーム光投射方向は、常
に、設定方向に沿う状態に調節されることになる。

【００１１】このように、ビーム光投射手段の回動調節
のための角度検出情報の基準となる基準体を、広い範囲
（撮像範囲）で捉えることができる撮像手段により捉
え、その撮像手段の変位角度に基づいて、ビーム光投射
手段の移動体に対する回動角度を調節するので、基準体
を、高精度な相対的位置関係を有する状態で、設置させ
る必要がない。しかも、撮像画面上での位置に基づい
て、基準体に対する撮像手段の角度を規定するので、前
記角度情報の精度が低下することは無い。

【００１２】第３発明の特徴構成によれば、移動体がビ
ーム光投射位置のいずれかに移動した状態で、移動体側
の撮像手段が撮像画面内の所定位置に、一方の基準体を
捉える状態と、他方の基準体を捉える状態との間での、
移動体側の撮像手段の変位角度α２が角度検出手段によ
り検出される。ここで、前記変位角度は、移動体と一方
の基準体を結ぶ直線と、移動体と他方の基準体を結ぶ直
線とが成す角度に相当する。そして、一方の基準体と移
動体との間の距離が距離計測手段によって計測され、
又、両基準体の設置間距離は設置時に予め定められた値
として求められるので、移動体と、両基準体の３者によ
り形成される３角形の、２辺の長さと１つの内角の値が
求められることになるから、設定経路に対して一定角度
で交差する方向即ちビーム光投射方向と、移動体と一方
の基準体を結ぶ直線との成す角度（前記設定角度）が演
算により求めることが可能となる。従って、移動体側の
撮像手段が撮像画面内の所定位置に前記一方の基準体を
捉える状態における、ビーム光投射手段と移動体との鉛
直軸芯周りでの相対角度を基準角度として、その基準角
度から他方の基準体側に向けて前記設定角度だけ、ビー
ム光投射手段と移動体との相対角度を投射方向調節手段
によって調節することにより、ビーム光が常に設定方向
に投射されることになる。

【００１３】

【発明の効果】第１発明の特徴構成によれば、移動体が
設定経路に対して移動方向と交差する方向に位置ずれし
たような場合であっても、夫々のビーム光投射位置にお
いて、ビーム光を設定方向に精度よく投射させることが
できるものでありながら、ビーム光投射手段の基準角度
並びに調節角度を定めるための基準となるものを、遠く
はなれた箇所に高精度で設置する必要がなく、施工の手
間の少ない状態で済ませることが可能となる作業車誘導
用のビーム光投射装置を提供できるに至った。

【００１４】第２発明の特徴構成によれば、第１発明の
特徴構成による効果に加えて次の効果がある。移動体の
移動方向と交差する方向への位置ずれが無い場合等、設
置条件の一部が予め定まっている場合においては、ビー
ム光投射手段の基準角度並びに調節角度を定めるための
基準となる基準体を１個で済ませることができ、しか
も、撮像手段も１個で済ませられ、構成が簡素化できる
利点がある。

【００１５】第３発明の特徴構成によれば、第１発明の
特徴構成による効果に加えて次の効果がある。ビーム光
投射手段の基準角度並びに調節角度を定めるために用い
られる撮像手段を１個のもので済ませられ、構成が簡素
化できる利点がある。

【００１６】

【実施例】以下、本発明をビーム光誘導式作業車として
の田植え用の作業車に適用した場合の実施例を図面に基
づいて説明する。

【００１７】図１に示すように、矩形状の作業地（圃
場）Ｋを囲む複数辺のうちの一つの基準辺Ｍ１の一端
（図の左上端）部に、その基準辺Ｍ１に隣接する隣接辺
Ｍ２，Ｍ３の長手方向に沿って走行して作業車Ｖが進入
及び退出する出入口Ｍｉを設け、そして、前記隣接辺Ｍ
２，Ｍ３の長手方向において、作業地Ｋの両端側夫々を
枕地部分Ｋ１，Ｋ２とし且つ中央側部分を作業対象部分
Ｋｓとした状態で、前記隣接辺Ｍ２，Ｍ３の長手方向に
沿って作業車Ｖを往復走行させながら前記作業対象部分
Ｋｓに対して作業する往復作業を行い、その後、両枕地
部分Ｋ１，Ｋ２において、作業車Ｖを基準辺Ｍ１の長手
方向に沿って往復走行させながら枕地部分Ｋ１，Ｋ２に
対して作業する枕地作業を行う。尚、前記作業対象部分
Ｋｓと両枕地部分Ｋ１，Ｋ２とは、隣接辺Ｍ２，Ｍ３の
長手方向における作業対象部分Ｋｓの両端位置に基準辺
Ｍ１に沿う状態で設けた右側及び左側の２本の境界線
Ｙ，Ｙで区分けされている。

【００１８】前記作業対象部分Ｋｓにおいて基準辺Ｍ１
の長手方向に並ぶ複数の走行行程としての作業行程Ｒ１
の夫々に沿って作業車Ｖを誘導すべく、誘導用ビーム光
Ａ１を作業行程Ｒ１の長手方向に沿って投射する誘導用
ビーム光投射手段としての第１ビーム光投射装置Ｂ１が
設けられ、又、一対の枕地部分Ｋ１，Ｋ２のうちの基準
辺Ｍ１に隣接する第一枕地部分Ｋ１及び基準辺Ｍ１に対
向する対向辺Ｍ４に隣接する第二枕地部分Ｋ２の夫々に
おいて、隣接辺Ｍ２，Ｍ３の長手方向に並ぶ複数の走行
行程としての作業行程Ｒ２の夫々に沿って作業車Ｖを誘
導すべく、誘導用ビーム光Ａ２を作業行程Ｒ２の長手方
向に沿って投射する第２ビーム光投射装置Ｂ２が設けら
れている。即ち、作業車Ｖが交差する（直交する）状態
で設けた２つの走行行程Ｒ１，Ｒ２の夫々に沿って自動
走行するように、前記２つの走行行程Ｒ１，Ｒ２夫々の
長手方向に沿って、つまり基準辺Ｍ１及び隣接辺Ｍ２の
長手方向の夫々に沿って互いに直交する状態で２つの誘
導用ビーム光Ａ１，Ａ２を投射するビーム光投射手段と
しての２つのビーム光投射装置Ｂ１，Ｂ２が、地上側に
設けられている。

【００１９】上記第１ビーム光投射装置Ｂ１は、前記複
数の作業行程Ｒ１のうちの隣接する２個の作業行程に対
してビーム光を投射するビーム光投射位置に順次、位置
するように設定され、後述するように、対向辺Ｍ４に沿
って順次移動するように構成されている。又、図には、
隣接辺Ｍ２，Ｍ３の長手方向において第２ビーム光投射
装置Ｂ２からの誘導用ビーム光Ａ２の投射位置よりも内
側に、その誘導用ビーム光Ａ２と平行にビーム光Ａ３を
投射する第３ビーム光投射装置Ｂ３が設けられている。
尚、各ビーム光投射装置Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３はレーザー装
置等にて構成され、各ビーム光Ａ１，Ａ２，Ａ３は垂直
方向の所定角度範囲に走査される（図２参照）。

【００２０】次に、図１に基づいて、作業車Ｖの走行経
路について説明する。先ず、隣接辺Ｍ２，Ｍ３の長手方
向に沿って出入口Ｍｉに連なる最終作業地部分Ｒ１ａ、
及び、出入口Ｍｉから離れて位置する方の隣接辺Ｍ３に
隣接する中継用作業地部分Ｒ１ｂを残して前記往復作業
を行う。ここで、最終作業地部分Ｒ１ａは、基準辺Ｍ１
の長手方向に並ぶ複数の作業行程Ｒ１のうちの最上端の
作業行程に対応する作業地部分であり、中継用作業地部
分Ｒ１ｂは、上記複数の作業行程Ｒ１のうちの下端側の
２つの作業行程に対応する作業地部分である。

【００２１】前記往復作業は、具体的には、前記中継用
作業地部分Ｒ１ｂを除いて出入口Ｍｉから一番遠い位置
の作業行程Ｒ１を、その始端部の作業開始位置を示す右
側の境界線Ｙ上のＰｓｔ点から図の左方向に向かって開
始される。そのため、図に示す経路に沿って、途中のＮ
ｈ点で停止して最初の苗補給を行いながら、Ｐｓｔ点ま
で非作業状態で前走行させる。尚、この後も、作業車Ｖ
が各作業行程Ｒ１，Ｒ２の基準辺Ｍ１側の始端部に停止
したときに苗の消費状態に応じて適宜苗補給がなされ
る。Ｐｓｔ点に着いたら、植え付け装置６を駆動して植
え付け作業を開始し、以後、左右の枕地部分Ｋ１，Ｋ２
で１８０度旋回しながら各作業行程Ｒ１を往復走行し、
作業対象部分Ｋｓの最終作業行程Ｒ１（図の上から２番
目の行程）において、右側の操向制御用光センサＳ１の
検出情報に基づいて誘導用ビーム光Ａ１に誘導されなが
ら、右側境界線Ｙ上の終端位置Ｐｅｎまで走行する。

【００２２】この後、前記一対の枕地部分Ｋ１，Ｋ２の
うちの基準辺Ｍ１に隣接する第一枕地部分Ｋ１、及び、
基準辺Ｍ１に対向する対向辺Ｍ４に隣接する第二枕地部
分Ｋ２を作業する前記枕地作業を行い、且つ、その枕地
作業において、第一枕地部分Ｋ１と第二枕地部分Ｋ２間
の移行の際に前記中継用作業地部分Ｒ１ｂを走行させな
がらその中継用作業地部分Ｒ１ｂを作業し、最後に、第
二枕地部分Ｋ２から出入口Ｍｉに向けて最終作業地部分
Ｒ１ａを走行させながら最終作業地部分Ｒ１ａを作業す
るように設定されている。具体的には、先ず、上記終端
位置Ｐｅｎから第二枕地部分Ｋ２の２つの作業行程Ｒ２
のうちの内側の作業行程Ｒ２の始端部に移動すべく、右
側の操向制御用光センサＳ１の検出情報に基づいて誘導
用ビーム光Ａ１に誘導されながら、上記終端位置Ｐｅｎ
から図の一番右側の誘導用ビーム光Ａ２を前方側センサ
Ｓ２ａが受光する位置まで後進した後、前進状態に切り
換えて９０度右旋回し、更に、受光用の操向制御用光セ
ンサＳ１を左側の操向制御用光センサＳ１に切り換え、
その左側の操向制御用光センサＳ１の受光情報に基づい
て誘導用ビーム光Ａ２に誘導されながら、横から投射さ
れる誘導用ビーム光Ａ１をトリガー用の後方側センサＳ
２ｂが受光した位置から所定距離の位置まで後進状態で
走行して植付開始位置に至る。そして、その作業行程Ｒ
２を、前進状態で左側の操向制御用光センサＳ１の検出
情報に基づいて誘導用ビーム光Ａ２に誘導されながら自
動走行する。

【００２３】以後、第二枕地部分Ｋ２の内側の作業行程
Ｒ２、中継用作業地部分Ｒ１ｂの内側の行程Ｒ１ｂ、第
一枕地部分Ｋ１の内側の作業行程Ｒ２、第一枕地部分Ｋ
１の外側の作業行程Ｒ２、中継用作業地部分Ｒ１ｂの外
側の行程Ｒ１ｂ、及び、第二枕地部分Ｋ２の外側の作業
行程Ｒ２をその順序で、各行程の終端部で次の行程の始
端部へ旋回移動しながら自動走行し、最後に、最終作業
地部分Ｒ１ａを前進状態で直進走行して出入口Ｍｉから
作業地外に退出する。

【００２４】尚、前記往復作業及び前記枕地作業におけ
る各作業行程の夫々を前進状態で行わせるために、作業
車Ｖを一行程分前進走行させたのち、１８０度又は９０
度向き変更させながら隣接する行程に移動させる旋回を
行わせている。即ち、前記往復作業における各作業行程
Ｒ１間及び前記枕地作業における各作業行程Ｒ２間の移
動のための旋回では、１８０度向き変更され、前記往復
作業の作業行程Ｒ１から前記枕地作業の作業行程Ｒ２へ
の移動、枕地作業の作業行程Ｒ２と前記中継用作業地部
分Ｒ１ｂ間の移動及び枕地作業の作業行程Ｒ２から前記
最終作業地部分Ｒ１ａへの移動のための旋回では、９０
度向き変更される。

【００２５】次に前記作業車Ｖの構成について説明す
る。図２及び図３に示すように、左右一対の前輪３及び
後輪４を備えた車体５の後部に、対地作業状態と非作業
状態とに切換自在な苗植え付け装置６が、昇降自在で且
つ駆動停止自在に設けられている。つまり、下降状態で
駆動されているときが対地作業状態であり、これ以外の
状態は非作業状態となる。又、図４に示すように、前後
輪３，４は、左右を一対とし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３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。以
上より、両油圧シリンダ７，８及び両制御弁９，１０に
よって、作業車Ｖの操向を司る操向手段７〜１０が構成
される。

【００２６】図４中、１１はエンジンＥからの出力を変
速して前後輪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、１３は
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はエンジンＥによる植え付け装置６の駆動を断
続する電磁操作式の植え付けクラッチ、１６は作業車Ｖ
の走行並びに植え付け装置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及び予め記憶された作業データ
に基づいて、変速用モータ１２、各制御弁９，１０，１
４、及び、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。又、作業車には、後述するように、
走行状況を外部に通信する通信制御部１９が備えられて
いる。

【００２７】作業車Ｖに装備されるセンサ類について説
明すれば、図４に示すように、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、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、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Ｓ３
と、作業車Ｖの車体方位を検出する地磁気利用の方位セ
ンサＳ４と、植え付け装置６に設置されてその車体左右
方向での傾斜角を検出する傾斜センサＳ６と、植え付け
装置６の車体５への接続箇所に設置されるポテンショメ
ータＳ５とが設けられている。

【００２８】又、図２及び図３にも示すように、作業車
Ｖには、第１ビーム光投射装置Ｂ１及び第２ビーム光投
射装置Ｂ２にて投射される誘導用ビーム光Ａ１，Ａ２夫
々に対する車体横幅方向でのずれを検出すべく、その誘
導用ビーム光Ａ１，Ａ２を受光する操向制御用光センサ
Ｓ１と、作業車Ｖが第１ビーム光投射装置Ｂ１又は第２
ビーム光投射装置Ｂ２からの誘導用ビーム光Ａ１，Ａ２
に沿って自動走行しているときに、その誘導用ビーム光
Ａ１，Ａ２に交差する第２ビーム光投射装置Ｂ２又は第
１ビーム光投射装置Ｂ１からの誘導用ビーム光Ａ２，Ａ
１並びに第３ビーム光投射装置Ｂ３からのビーム光Ａ３
を受光するトリガー用光センサＳ２とが設けられてい
る。尚、上記操向制御用光センサＳ１は、車体左右何れ
の側の誘導用ビーム光Ａ１，Ａ２も受光できるように、
車体前部の左右両側部に、平面視において前輪３の両軸
芯を結ぶ線上に位置させて左右一対設けられ、トリガー
用光センサＳ２は、平面視において車体左右中央の上部
に位置する前後一対のセンサＳ２ａ，Ｓ２ｂからなり、
その前方側センサＳ２ａは前輪３の両軸芯を結ぶ線上よ
りも所定距離前方に位置し、後方側センサＳ２ｂは後輪
４の両軸芯を結ぶ線上に位置している。尚、トリガー用
光センサＳ２は、車体左右両側からのビーム光Ａ１，Ａ
２，Ａ３に対する受光の有無のみを検出し、受光位置は
検出できないようになっている。

【００２９】前記操向制御用光センサＳ１について説明
を加えれば、図５にも示すように、車体前後方向に間隔
ｄを置いて且つ上下方向にも間隔を隔てる状態で並置さ
れた前後一対の受光部としての光センサＳ１ａ，Ｓ１ｂ
から構成され、前後一対の光センサＳ１ａ，Ｓ１ｂの夫
々は、複数個の受光素子Ｄを車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に位置する受光素
子Ｄ０の位置を基準として、誘導用ビーム光Ａ１，Ａ２
の車体横幅方向での受光位置即ち受光素子Ｄの位置Ｘ
１，Ｘ２夫々を検出できるように構成されている。又、
誘導用ビーム光Ａ１，Ａ２が車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、車体前後の各方向からの入射光を両光センサ
Ｓ１ａ，Ｓ１ｂ夫々の受光面に向けて反射する反射鏡１
８を備えている。

【００３０】前記操向制御用光センサＳ１による車体横
幅方向での車体５のずれ検出の制御構成について説明す
れば、操向制御用光センサＳ１の前後一対の光センサＳ
１ａ，Ｓ１ｂの夫々の受光素子の位置Ｘ１，Ｘ２とその
車体前後方向での間隔ｄとに基づいて、下式から、誘導
用ビーム光Ａ１，Ａ２の投射方向に対する車体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。

【００３１】

【数１】φ＝ｔａｎ^-1（｜Ｘ１−Ｘ２｜／ｄ） ｘ＝Ｘ１

【００３２】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、
各作業行程における直進走行時には、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。

【００３３】前記制御装置１６は、前記操向制御用光セ
ンサＳ１等の各種センサの検出情報及び、上述したよう
な走行順序で作業走行すべく予め設定された作業予定情
報に基づいて、前記操向手段７〜１０及び前記植え付け
部６等の各種装置の作動を制御するように構成されてい
る。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Ｓ１の受光情報に基づいて作業車Ｖが前記
作業行程Ｒ１，Ｒ２の夫々に沿って、予め定められた走
行順序で自動走行するように前記操向手段７〜１０の作
動を制御する操向制御手段１００が構成されている。

【００３４】又、前記制御装置１６は、作業車Ｖが前記
往復作業及び前記枕地作業における各作業行程の夫々を
前進状態で行うように作業車Ｖを一行程分前進走行させ
たのち、前記作業車Ｖが第１ビーム光投射装置Ｂ１又は
第２ビーム光投射装置Ｂ２からの誘導用ビーム光Ａ１，
Ａ２に沿って自動走行しているときに、その誘導用ビー
ム光Ａ１，Ａ２に交差する第２ビーム光投射装置Ｂ２又
は第１ビーム光投射装置Ｂ１からの誘導用ビーム光Ａ
２，Ａ１を受光するトリガー用光センサＳ２の受光情報
に基づいて、各行程の終端部から隣接する次の行程の始
端部に向けての１８０度又は９０度の旋回動作の開始位
置を設定するように構成されている。

【００３５】次に、図６〜図８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る。
全体の処理フローは、図６に示すように、図示しないＲ
Ｓ２３２Ｃ等の通信部やアクチュエータ類（前記変速用
モータ１２、各制御弁９，１０，１４、及び、植え付け
クラッチ１５等）に対する初期化処理を行った後、作業
プランをセットする作業プランセット処理を行う。次
に、上記作業プランセット処理にてセットされた作業プ
ランに基づいて対応する制御データを読み込み、且つ、
その制御データに基づいて実際に車体制御を実行する車
体制御処理を行う。上記車体制御処理による作業プラン
の実行状態が、作業プランチェック処理にてチェックさ
れ、１つの作業プランの終了が確認されると、地上側等
に対する必要な通信処理を行った後、作業終了の指示が
あれば終了処理を行い、それ以外のときは、上記作業プ
ランセット処理からのフローを繰り返す。尚、上記フロ
ーの進行を制御するために、上記作業プランセット処理
にて新しい作業プランがセットされると、プランフラグ
がセットされ、作業プランチェック処理にて作業プラン
の終了が確認されると、プランフラグがリセットされ
る。

【００３６】上記車体制御処理では、図７に示すよう
に、先ず、プランフラグがセットされているか否かを調
べ、プランフラグがリセットのときは処理を行わない。
プランフラグがセット状態のときは、上記作業プランセ
ット処理でセットしたコントロール内容を読み出し、そ
れに該当する処理が実際にあるか否かを調べる。上記コ
ントロール内容に該当する処理としては、図７に示すよ
うに、作業車Ｖを停止させる停止処理、作業車Ｖを前進
又は後進状態で前記エンコーダＳ３による距離計測情報
に基づいて設定距離直進させる直進処理（距離計測で終
了）、作業車Ｖを前進又は後進状態でトリガー用センサ
Ｓ２が誘導用ビーム光Ａ１，Ａ２を設定回数検出する位
置まで直進させる直進処理（光源計測で終了）、各作業
行程Ｒ１，Ｒ２の終端部から次の行程の始端部に旋回移
動させる旋回処理、誘導用ビーム光Ａ１，Ａ２を操向制
御用センサＳ１が適正に受光する状態にするための軌道
収束処理、及び、苗補給の指示や植付け装置６の駆動制
御を行う苗供給装置処理の各処理が用意されている。
尚、上記旋回処理及び軌道収束処理では、車体は４輪ス
テリングにて操向制御される。

【００３７】次に、前記直進処理及び軌道収束処理等に
おいて、操向制御用センサＳ１の受光情報に基づいて、
作業車Ｖを誘導用ビーム光Ａ１，Ａ２に誘導させた状態
で各作業行程Ｒ１，Ｒ２に沿って自動走行させるための
操向制御について説明する。図８に示すように、先ず、
操向制御用センサＳ１が誘導用ビーム光Ａ１，Ａ２を受
光しているか否かを調べ、受光していれば、その受光情
報から検出される前記車体５の傾きφと横幅方向の偏位
ｘ’とからなる車体横幅方向でのずれ情報に応じてステ
アリング角を設定して操向操作する。具体的には、４輪
ステアリング（４ＷＳ）状態か否かに応じて、４輪ステ
アリングの場合は、車体５の傾きφと横幅方向の偏位
ｘ’とから後輪４及び前輪３の切れ角を計算して、その
切れ角になるように後輪４及び前輪３をセットするが、
２輪ステアリングの場合は、上記傾きφと横幅方向の偏
位ｘ’とから前輪３の切れ角を計算してその切れ角にな
るように前輪４をセットし、後輪４は中立状態にセット
する。

【００３８】操向制御用センサＳ１が誘導用ビーム光Ａ
１，Ａ２を受光していない場合は、走行停止してから、
操向制御用センサＳ１を車体横幅方向に移動させながら
受光状態を調べる。そして、受光状態になれば、操向制
御用センサＳ１の移動を停止させて、その受光状態で検
出される前記車体５の傾きφと横幅方向の偏位ｘ’に応
じて、前述と同様にステアリング角を設定して操向操作
する。操向制御用センサＳ１を車体横幅方向のセンサ移
動範囲の全範囲に移動させても受光状態とならないとき
は、異常としてエンジン停止等の異常処理を行って制御
を終える。

【００３９】図１に示すように、前記第１ビーム光投射
装置Ｂ１は、対向辺Ｍ４に沿って設置されたレール２０
上を設定経路に沿って電動式走行モータ２１によって走
行移動する移動体としての移動台車２２に、鉛直軸芯周
りで角度調節自在に備えられ、移動台車２２は、対応す
る各ビーム光投射位置に順次移動して停止するように構
成されている。移動台車２２には、図９に示すように、
ステッピングモータ２３により鉛直軸芯周りで回動駆動
される回転ステージ２４上に、撮像手段としてのズーム
機構付きビデオカメラ２５及び前記第１ビーム光投射装
置Ｂ１が、ビデオカメラ２５の光軸とビーム光投射方向
とが一致する、あるいはほぼ一致する状態となるように
備えられている。尚、ビデオカメラ２５の光軸とビーム
光投射方向との位置合わせ微調節は、回転ステージ２４
上に備えられた微調節用回転ステージ２６により調節す
るようになっている。又、ズーム機構を制御するズーム
制御回路２８、ステッピングモータ２３を駆動制御する
ステージコントローラ２９及びステージドライバ３０、
走行モータ２１を駆動制御するモータ制御回路３１、前
記各制御回路に制御指令を与えると共に、ビデオカメラ
２５の画像情報について後述するように画像処理を行う
メインコントロールユニット３２、及び、各種の情報を
外部の装置と通信する通信制御ユニット３３等が備えら
れている。尚、図中、３４は、ビーム光投射装置Ｂ１の
垂直方向の走査を行うガルバノメータ、３５はビーム光
投射制御回路、３６は、移動台車が、前回のビーム光投
射位置から次回のビーム光投射位置までの設定距離を走
行したことを、車輪あるいはモータの回転数及び回転角
等から検出するためのロータリーエンコーダ３６であ
る。

【００４０】そして、レール２０の一端側には、固定台
車３７が備えられ、この固定台車３７には、図１０に示
すように、移動台車２２と同様に撮像方向を調節自在な
基準体側の撮像手段としてのビデオカメラ２５ａが備え
られ、回動制御構成は移動台車２２と同様の構成となっ
ている。つまり、ズーム制御回路２８ａ、ステージコン
トローラ２９ａ及びステージドライバ３０ａ、メインコ
ントロールユニット３２ａ、通信制御ユニット３３ａ等
が備えられている。又、この固定台車３７上には、基準
体としての電球３９が備えられ、この固定台車３７に対
して作業地の反対側の対向辺Ｍ１側の箇所であって、前
記電球３９が位置する走行経路に沿う直線上に他方の基
準体としての外部電球４０が設置されている。

【００４１】そして、移動台車２２は、作業車Ｖがビー
ム光に沿って誘導走行する作業行程の終了位置に至り、
作業車Ｖ側の通信制御部１９より通信される軌道設定要
求が受信されると、自動的に、次回投射位置に移動し
て、ビーム光投射方向が常に平行な状態になるように自
動調節される。即ち、図１１の制御フローチャートに示
すように、前記軌道設定要求が受信されると、ロータリ
ーエンコーダ３６による検出距離が設定値になるまで走
行モータ２１を駆動して、次回投射位置に停止させる。
移動台車２２が停止すると、固定台車３７側にそのこと
を通信すると共に、移動台車２２側の回動台２４を回動
させ、ビデオカメラ２５の撮像画面内の所定位置（中央
位置）に固定台車３７側の電球３９の画像の中心Ｇを捉
える状態（図１２参照）におけるビデオカメラ２５の向
きを基準角度とする。

【００４２】固定台車３７側のメイン制御装置３２ａ
は、移動台車２２側からの通信があれば、回動台２４ａ
を回動させ、ビデオカメラ２５ａの撮像画面内の所定位
置（中央位置）に前記外部電球４０（被撮像体の一例）
を捉える状態と、他方の被撮像体としての移動台車２２
に備えられた電球４１を撮像画面内の所定位置（中央位
置）に捉える状態との間での、ビデオカメラ２５ａの光
軸の変位角度α１（図１３参照）を検出する。具体的に
は、メイン制御装置３２ａが、夫々の状態の間において
ステッピングモータ２３ａに加えられたパルス数をカウ
ントし、このカウントパルス数に予め設定される１パル
スに対応する変位角度との積を求め、前記変位角度α１
を求めるのである。尚、撮像距離が長くなり、撮像画面
の電球の像が設定値よりも小さいときはズーム制御回路
２８ａを駆動してズーム機構を作動させるようにしてい
る。

【００４３】そして、前記変位角度の情報について、通
信制御ユニット３３ａによって移動台車２２側の通信制
御ユニット３３に通信応答が与えられると、前記基準角
度から、外部電球４０側に向けて（１８０°−α）の角
度だけ、移動台車２２側の回動台２４を回動制御して、
ビーム光投射方向を設定（図１３参照）した後、設定完
了したことを作業車Ｖ側に通信する。従って、固定台車
側のメイン制御装置３２ａを利用して角度変位検出手段
１０１が構成され、移動台車２２側のメイン制御装置３
２を利用して投射方向調節手段１０２が構成されること
になる。

【００４４】このように制御することによって、例え
ば、レール２０の設置長が長くなり途中で湾曲している
ような場合であっても、ビーム光投射方向は、常に、固
定台車３７における電球３９と外部電球４０とを結ぶ直
線ＬＮ１と平行な状態に設定されることになり、精度よ
くビーム光を投射させることができる。具体的な例で説
明すると、前記ステッピングモータ２３の１パルス移動
量に対応する角度は、、±０．００２度であり、例え
ば、作業行程の長さが１００メートルであれば、ビーム
光投射方向の位置決め精度は約１センチメートル程度と
なり、高精度に維持できることになる。

【００４５】〔別実施例〕 （１）上記実施例では、基準体としての固定台車３７側
にも撮像角度を調節自在な撮像手段を設ける構成とした
が、次のような構成としてもよい。図１４に示すよう
に、前記移動台車２２の移動用設定経路の始端側に基準
体としての第１電球４２が設置され、設定経路の終端側
で且つ第１電球４２から設定距離（Ｌ１）離れた箇所
に、別の基準体としての第２電球４３が設置されてい
る。そして、所定のビーム光投射位置に移動した状態
で、移動台車２２に備えられた前記ビデオカメラ２５の
撮像画面内の所定位置（中央位置）に前記第１電球４２
を捉える状態と、第２電球４３を撮像画面内の所定位置
（中央位置）に捉える状態との間での、ビデオカメラ２
５の光軸の変位角度α２を検出する（図１４参照）。具
体的には、メイン制御装置３２が、夫々の状態の間にお
いてステッピングモータ２３に加えられたパルス数をカ
ウントし、このカウントパルス数に予め設定される１パ
ルスに対応する変位角度との積を求め、前記変位角度α
２を求める。次に、距離計測手段としての前記ロータリ
ーエンコーダ３６の累積計測情報より第１電球４２と移
動台車２２との間の距離Ｌ２（移動台車の走行累積距離
に相当）を求める。そして、第１電球４２と第２電球４
３の間の設置間距離Ｌ１、前記走行距離Ｌ２及び変位角
度α２の値に基づいて、第１電球４２と第２電球４３と
を結ぶ直線ＬＮ２（設定経路）と直交する方向をビーム
光投射方向として設定し、この方向に沿う線ＬＮ３と、
移動台車２２と第１電球４２とを結ぶ直線ＬＮ４とが成
す角度α３（設定角度）を演算にて求める。従って、メ
イン制御装置３２を利用して、投射方向調節手段１０
２、角度検出手段１０３、及び、角度演算手段１０４が
構成されることになる。又、ビデオカメラ２５が撮像画
面内の所定位置（中央位置）に前記第１電球４２を捉え
る状態を基準角度として、この基準角度から前記設定角
度だけ回動調節して、ビーム光投射方向を設定するので
ある。 （２）上記実施例では、レール２０が途中で湾曲してい
る場合を想定して、このような屈曲している場合であっ
ても、ビーム光を常に平行に投射できる構成としたが、
レール２０の直線性及び移動台車２２の追随性能が所定
の精度に維持できる場合においては、図１５に示すよう
に、前記移動台車２２の移動用設定経路の始端側に基準
体としての電球４２を設置し、移動台車２２に備えられ
た前記ビデオカメラ２５の撮像画面内の所定位置（中央
位置）に前記電球４２を捉える状態を基準角度とし、こ
の基準角度から予め定められる設定角度α５（１８０°
からレールと作業行程とが成す角度α４を引いた角度）
だけ回動調節して、ビーム光投射方向を設定する構成と
することも可能であり、この場合、基準体としての電球
を１個だけで済ませることができ、構成が簡素化でき
る。 （３）上記実施例では、基準体として電球を用いたが、
電球に限らず、杭体等の非発光体を用いてもよい。

【００４６】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
容易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。

【図面の簡単な説明】

【図１】走行経路の全体及び誘導用ビーム光の投射位置
を示す平面図

【図２】作業車及び誘導用ビーム光投射手段の概略側面
図

【図３】作業車及び誘導用ビーム光検出センサを示す概
略平面図

【図４】制御構成のブロック図

【図５】操向制御用光センサの受光位置の説明図

【図６】制御作動のフローチャート

【図７】制御作動のフローチャート

【図８】制御作動のフローチャート

【図９】移動台車側の概略構成図

【図１０】固定台車側の概略構成図

【図１１】制御フローチャート

【図１２】画像表示を示す図

【図１３】別実施例の配置状態を示す平面図

【図１４】別実施例の配置状態を示す平面図

【図１５】別実施例の配置状態を示す平面図

【符号の説明】

２２ 移動体 ２５ 撮像手段 ２５ａ 撮像手段 ３６ 距離計測手段 ３９，４０，４２，４３ 基準体 １０１ 角度変位検出手段 １０２ 投射方向調節手段 １０３ 角度検出手段 １０４ 角度演算手段 Ｂ１ ビーム光投射手段 α１，α２ 変位角度

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 設定経路に沿って間隔を隔てて設定され
   たビーム光投射位置に順次移動する移動体（２２）に、
   作業車誘導用のビーム光を投射するビーム光投射手段
   （Ｂ１）が、前記ビーム光投射位置の夫々において互い
   に並行状態でビーム光を投射するように投射方向を調節
   自在に設けられた作業車誘導用のビーム光投射装置であ
   って、 一対の基準体（３９），（４０）が、前記ビーム光を投
   射すべき方向と並行する直線上に間隔を隔てて設置さ
   れ、 前記移動体（２２）に、撮像方向を調節自在な移動体側
   の撮像手段（２５）が設けられ、 一方の前記基準体（３９）側に、他方の基準体（４０）
   と前記移動体（２２）との２つの被撮像体を撮像する基
   準体側の撮像手段（２５ａ）が備えられ、 前記基準体側の撮像手段（２５ａ）の撮像画面内の所定
   位置に前記一方の被撮像体を捉える状態と、他方の被撮
   像体を捉える状態との間での、前記基準体側の撮像手段
   （２５ａ）の変位角度（α１）を検出する角度変位検出
   手段（１０１）が備えられ、 前記移動体側の撮像手段（２５）が撮像画面内の所定位
   置に前記一方の基準体（３９）を捉える状態における、
   前記ビーム光投射手段（Ｂ１）と前記移動体（２２）と
   の鉛直軸芯周りでの相対角度を基準角度とし、変位角度
   （α１）の検出情報に基づいて、前記基準角度から他方
   の基準体（４０）側に向けて（１８０度−α１）の角度
   だけ、前記ビーム光投射手段（Ｂ１）と前記移動体（２
   ２）との相対角度を調節する投射方向調節手段（１０
   ２）が備えられている作業車誘導用のビーム光投射装
   置。
2. 【請求項２】 設定経路に沿って間隔を隔てて設定され
   たビーム光投射位置に順次移動する移動体（２２）に、
   作業車誘導用のビーム光を投射するビーム光投射手段
   （Ｂ１）が、前記ビーム光投射位置の夫々において互い
   に並行状態でビーム光を投射するように投射方向を調節
   自在に設けられた作業車誘導用のビーム光投射装置であ
   って、 前記移動体（２２）の外部における地上側の所定位置
   に、基準体（４２）が備えられ、 前記移動体（２２）に、撮像方向を調節自在な移動体側
   の撮像手段（２５）が設けられ、 前記撮像手段（２５）が撮像画面内の所定位置に前記基
   準体（４２）を捉える状態における、前記ビーム光投射
   手段（Ｂ１）と前記移動体（２２）との鉛直軸芯周りで
   の相対角度を基準角度とし、前記基準角度から設定方向
   側に向けて、予め定められる設定条件に基づいて定まる
   設定角度だけ、前記ビーム光投射手段（Ｂ１）と前記移
   動体（２２）との相対角度を調節する投射方向調節手段
   （１０２）が備えられている作業車誘導用のビーム光投
   射装置。
3. 【請求項３】 前記基準体（４２）が前記設定経路の始
   端側に備えられると共に、前記設定経路の終端側に別の
   基準体（４３）が備えられ、 前記撮像手段（２５）の撮像画面内の所定位置に前記始
   端側に備えられる一方の基準体（４２）を捉える状態
   と、他方の基準体（４３）を捉える状態との間での、前
   記撮像手段（２５）の変位角度（α２）を検出する角度
   検出手段（１０３）と、 前記一方の基準体（４２）と前記移動体（２２）との間
   の距離を計測する距離計測手段（３６）と、 予め定まる前記両基準体（４２），（４３）の設置間距
   離（Ｌ１）と、前記距離計測手段（３６）による計測値
   と、前記変位角度（α２）とに基づいて、前記設定角度
   を求める角度演算手段（１０４）とが備えられている請
   求項２記載の作業車誘導用のビーム光投射装置。