JPH09297618A - 移動車の誘導制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成により、移動車が誘導エリアの外
方に脱出してしまうことを確実に回避することが可能と
なる移動車の誘導制御装置を提供する。 【解決手段】 所定の誘導エリア内において移動車Ｖを
誘導走行させるように構成されている移動車の誘導制御
装置において、地上側において、電流が供給される電線
２が、その長手方向が誘導エリアの外周縁に沿う状態で
設置され、電流により形成される磁界であって且つ上下
方向に沿う磁界の強さを検出する磁界検出手段ＧＫと、
車体走行距離を検出する走行距離センサとが備えられ、
磁界検出手段ＧＫにて検出される磁界の強さが、ピーク
値を越えた後に減少するとき、車体が単位距離だけ走行
したときの磁界の強さの減少量が、設定値より大きい状
態が検出されることに基づいて、車体が誘導エリアの外
周縁の近くに至ったことを判別して、そのことが判別さ
れるに伴って、移動車Ｖの走行を停止させるように構成
されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、所定の誘導エリア
内において移動車を誘導走行させるように構成されてい
る移動車の誘導制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記構成の移動車の誘導制御装置は、所
定の誘導エリア内において、例えば、設定経路に沿って
投射されるレーザー光線に沿わせて移動車を誘導走行さ
せたり、固定の管理制御装置からの無線情報による指令
に基づいて、移動車を誘導走行させたりする等の誘導制
御を行うものである。

【０００３】ところで、このような誘導制御装置におい
て、設定経路に沿わせて移動車を誘導走行している途中
で、何らかの異常に起因して、誘導制御が適正に行われ
ずに、移動車が誘導用設定経路の終端位置に達した後
も、走行を継続してしまうおそれがある。このように誘
導用設定経路から外れた状態で走行を継続すると、移動
車が誘導エリアの外方側に脱出して、走行制御が不能に
なってしまうおそれがあった。

【０００４】そこで、従来では、誘導用設定経路の終端
位置を越えて走行を継続するような場合に、誘導エリア
の外周縁に達したことを、例えば、誘導エリアの外周縁
に沿ってレーザー光等の光線を投射して、この光線を移
動車が遮断すると、移動車を非常停止させる構成や、あ
るいは、管理制御装置から移動車までの離間距離に基づ
いて、移動車が外周縁に達したか否かを判別する構成等
が考えられた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来構成
のうち、レーザー光線により移動車が誘導エリアの外周
縁に達したことを検出する構成においては、レーザー光
線を投射するための装置が構成複雑で、コスト高になる
不利があると共に、光線はその検出範囲が狭く確実に移
動車の通過状態を精度よく検出できるとは限らず、検出
精度が悪くなる不利があった。

【０００６】又、管理制御装置からの離間距離を検出す
るものにあっては、無線情報により離間距離を検出する
ために、その距離を演算するための処理時間が必要で、
応答遅れが生じるおそれがあると共に、誘導エリアが広
く、移動車と管理制御装置までの離間距離が大になる場
合には、精度よく検出できないおそれがある等の不利な
面があった。

【０００７】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、簡単な構成により、移動車が誘導
エリアの外方に脱出してしまうことを確実に回避するこ
とが可能となる移動車の誘導制御装置を提供する点にあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の特徴構
成によれば、地上側において、電流が供給される電線
が、その長手方向が前記誘導エリアの外周縁に沿う状態
で設置され、前記移動車に、前記電流により形成される
磁界であって且つ上下方向に沿う磁界の強さを検出する
磁界検出手段と、車体走行距離を検出する距離検出手段
と、磁界検出手段にて検出される磁界の強さが、ピーク
値を越えた後に減少するとき、車体が単位距離だけ走行
したときの磁界の強さの減少量が、設定値より大きい状
態が検出されることに基づいて、車体が前記誘導エリア
の外周縁の近くに至ったことを判別する脱出状態判別手
段と、この脱出状態判別手段により車体が外周縁の近く
に至ったことが判別されるに伴って、前記移動車の走行
を停止させる走行停止手段とが備えられる。

【０００９】つまり、前記電線に供給される電流により
形成される磁界の等強度線は、電線に対する同芯円筒状
に形成されることになる。従って、電線から離間してい
る箇所では、磁界の上下方向に沿う成分の割合が大き
く、しかも、その強度が電線との離間距離の２乗に反比
例する。従って、磁界検出手段によって検出される磁界
の強さが電線に近づくほど大きな値になるが、電線に近
づくに従って磁界の上下方向の成分の割合が小さくな
り、電線の真上においては磁界の上下方向に沿う成分が
ほぼ零となる箇所がある。その結果、移動車が例えば、
所定の誘導経路から外れて誘導エリアの外周縁に近くな
ると、磁界検出手段により検出される磁界の強さは、徐
々に大きくなり、電線の上部近くまで達すると、急激に
小さい値に減少することになる。

【００１０】従って、検出される磁界の強さが、ピーク
値を越えた後に減少するとき、車体が単位距離だけ走行
したときの磁界の強さの減少量が、設定値より大きい状
態が検出されると、脱出状態判別手段によって車体が誘
導エリアの外周縁の近くに至ったことを判別することに
なるのである。

【００１１】このように、車体が誘導エリアの外周縁の
近くに至ったことが判別されると、車体の走行が停止さ
せるので、エリア外部に脱出して制御が不能になってし
まう等の不利を未然に回避できる。

【００１２】電線により形成される磁界は、移動車が存
在する地上空間の全ての領域に存在するから確実に検出
できるものであり、光線によって検出する場合や、無線
情報によって距離を演算する場合に較べて、車体が誘導
エリアの外周縁の近くに至ったことを精度よく検出する
ことができる。しかも、電流が供給される電線を地上側
に設置し、移動車に磁界検出手段を備えるだけの簡単な
構成で対応できて、誘導制御装置の全体構成を複雑化さ
せて、コスト高を招くことも無い。

【００１３】請求項２に記載の特徴構成によれば、前記
脱出状態判別手段により車体が外周縁の近くに至ったこ
とが判別された後に、前記磁界検出手段の検出情報並び
に前記距離検出手段による検出情報に基づいて、車体と
前記電線までの離間距離を演算する距離演算手段が設け
られているから、車体が停止した状態において、車体と
誘導エリアの外周縁との間の距離を判別できて、その後
の誘導制御を円滑に行わせることが可能となる。

【００１４】請求項３に記載の特徴構成によれば、前記
移動車に、車体向きを変更操作自在な操向操作手段と、
予め定められた走行経路に沿わせるように走行させるべ
く、前記磁界検出手段の検出値が、予め設定された目標
値になるように前記操向操作手段を制御する操向制御手
段とが設けられているから、磁界検出手段の検出情報を
操向制御にも有効利用することで、検出手段の兼用化に
より誘導制御装置全体の構成を簡素化できるものとな
る。

【００１５】請求項４に記載の特徴構成によれば、前記
電線が、矩形形状に設けられた前記誘導エリアにおける
各走行経路に沿う方向の外周縁に沿って設置される誘導
用電線と、誘導エリアにおける各走行経路と交差する方
向に沿う外周縁に沿って設置される経路終端用電線とで
構成され、誘導用電線により形成される磁界の強さを検
出する誘導用の磁界検出部と、経路終端用電線により形
成される磁界の強さを検出する終端検出用の磁界検出部
とにより、移動車側の磁界検出手段が構成される。又、
前記操向制御手段は、誘導用の磁界検出部の検出情報に
基づいて、各走行経路に沿わせて車体を誘導走行させる
ように操向操作手段を制御し、且つ、終端検出用の磁界
検出部の検出情報に基づいて、各走行経路の終端部に達
したことを検出すると、車体を旋回させるべく操向操作
手段を制御する。そして、前記脱出状態検出手段は、終
端検出用の磁界検出部の検出情報に基づいて、車体が誘
導エリアの外周縁の近くに至ったことを判別するのであ
る。

【００１６】従って、誘導用の磁界検出部の検出情報に
基づいて、移動車を走行経路に沿う状態で誘導走行させ
て、終端検出用の磁界検出部の検出情報に基づいて各走
行経路の終端部に達したことを検出する際に、その検出
が正常に行われず、旋回走行が行われない状態で走行を
続行してしまうような場合に、終端検出用の磁界検出部
の検出情報に基づいて、車体が誘導エリアの外周縁の近
くに至ったことを判別することで、移動車が誘導エリア
の外方に脱出してしまうのを未然に防止できる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る移動車の誘導
制御装置について説明する。図１に示すように、誘導エ
リアの一例としての矩形形状の圃場１内において、移動
車の一例としての作業車Ｖを圃場１の長手方向に沿って
互いに平行な複数の走行経路ｋの夫々において、無人状
態で誘導走行させることができるように構成されてい
る。

【００１８】圃場１の外周部における各辺（畦）には、
夫々、畦の長さとほぼ同じ長さに設定された、誘導用電
線としての誘導線２が畦に沿わせる状態で設置され、各
誘導線２には夫々各別に電流供給手段としての電流供給
源３により所定周波数の交流電流が供給される。つま
り、圃場１の長尺方向に沿う両側の畦に沿って設置され
る各誘導線２ａ，２ｃ（誘導用電線の一例）には、各電
流供給源３により周波数ｆａ（Ｈｚ）及び周波数ｆｃ
（Ｈｚ）の交流電流が夫々供給され、短尺方向に沿う両
側の畦に設置される各誘導線２ｂ，２ｄ（経路終端用電
線の一例）には、各電流供給源３により周波数ｆｂ（Ｈ
ｚ）及び周波数ｆｄ（Ｈｚ）の交流電流が夫々供給され
る。尚、周波数は、数百Ｈｚ〜数十ＫＨｚ程度に設定さ
れている。

【００１９】前記各誘導線２は、図２に示すように、地
中に打ち込まれた導通材料からなる複数の杭４を介して
地中を経由して前記電流が通流するように構成され、誘
導線が長い距離にわたって設置される場合であっても、
長手方向両側部で杭４を打ち込むだけで簡単に設置が行
えるように構成されている。尚、地中においては、比較
的電気抵抗の高い地表層Ｇ１でなく、比較的電気抵抗の
低い下層の粘土層Ｇ２を通して電流が流れるように、杭
４の打ち込み深さを設定している。

【００２０】上述したように設置された誘導線に電流が
流れると、その電流によって磁界が形成されるが、誘導
線からの離間距離に対する磁界の強さの理論値は演算に
て求めることができ、その磁界の強さは誘導線からの離
間距離の２乗に反比例する。従って、供給される電流値
が一定であれば、図３に示すように、誘導線からの離間
距離に対する磁界の強さの変化特性が定まることにな
り、圃場１内でのある地点での磁界の強さはほぼ一定の
大きさになる。

【００２１】前記作業車Ｖは、四輪型の走行車体５の後
部に対地作業装置としてのロータリー耕耘装置６が備え
られ、走行しながら圃場１の対地作業（耕耘作業）を行
うことができるようになっている。走行車体５にはエン
ジンが搭載され、このエンジンの動力が、前後進切換機
構７を備えた変速装置及び電磁操作式走行クラッチ８を
介して各車輪に伝えられて車体が走行するように構成さ
れ、エンジンの動力がロータリー耕耘装置６に伝えられ
るようになっている。又、左右の前輪が操向操作手段と
しての電動モータ９により操向操作可能に設けられてい
る。

【００２２】前記作業車Ｖには、前記各誘導線に供給さ
れる交流電流により形成される磁界の強さを検出する磁
界検出手段ＧＫ，車軸の回転数を検出することで車体の
走行距離を検出するための例えばロータリーエンコーダ
等から成る距離検出手段としての走行距離センサ１０、
車体の方位を検出する方位検出手段としての方位センサ
１１、前記前後進切換機構７や操向用電動モータ９等の
動作を制御するマイクロコンピュータ利用の制御装置１
２等が備えられている。

【００２３】又、前記磁界検出手段ＧＫは、走行車体５
の前部に車体横幅方向に沿って並設される状態で設けら
れ、前記各誘導線に供給される交流電流により形成され
る磁界の強さを検出する３個の磁界センサにて構成さ
れ、このうち、左右両側に位置する側部磁界センサ１３
Ｒ，１３Ｌは、周波数ｆａ及び周波数ｆｃの交流電流に
より形成される磁界の強さを検出するように構成され、
左右中央側に位置する中央磁界センサ１４は、周波数ｆ
ｂ及び周波数ｆｄの交流電流により形成される磁界の強
さを検出するように構成されている。従って、側部磁界
センサ１３Ｒ，１３Ｌにより誘導用の磁界検出部１３が
構成され、中央磁界センサ１４により終端検出用の磁界
検出部が構成される。そして、前記制御装置１２は、各
側部磁界センサ１３Ｒ，１３Ｌによる検出情報に基づい
て、複数の走行経路ｋの夫々において、作業車Ｖを各走
行経路ｋに沿って誘導走行させる誘導走行制御を実行
し、且つ、中央磁界センサ１４による検出情報に基づい
て、各走行経路ｋの終端部又は始端部に達したことを検
出し、終端部に達したことを検出すると、作業車Ｖを回
向走行させて隣接する次回の走行経路に進入誘導させる
旋回制御を実行するように構成されている。従って、こ
の制御装置１２を利用して走行制御手段１００が構成さ
れることになる。

【００２４】つまり、図４に示すように、各側部磁界セ
ンサ１３Ｒ，１３Ｌ、中央磁界センサ１４の出力が夫
々、信号処理部１５にて処理された後に制御装置１２に
与えられ、これらの磁界検出情報に基づいて、各走行経
路ｋに沿って誘導走行されるように操向用電動モータ９
を制御すると共に、走行経路ｋの終端部においては、磁
界検出情報及び方位センサ１１並びに走行距離センサ１
０の検出情報に基づいて、旋回走行すべく操向用電動モ
ータ９、前後進切換機構７、走行クラッチ８等を制御す
るように構成されている。

【００２５】前記各磁界センサ１３Ｒ，１３Ｌ，１４
は、図５に示すように、誘導線に流れる交流電流により
形成される交番磁界によって誘導起電力が発生する検出
コイル１６と、この検出コイル１６の出力を所定のレベ
ルまで増幅する増幅器１７と、検出コイル１６の出力の
うち前記各誘導線に流れる電流の周波数に対応する出力
のみ通過させる周波数フィルターとしてのバンドパスフ
ィルターＢＰＦ、このバンドパスフィルターＢＰＦの出
力を増幅する増幅器１８等を備えて構成されている。

【００２６】従って、各側部磁界センサ１３Ｒ，１３Ｌ
による検出情報には、中央側磁界センサ１４による検出
情報が混入することがバンドパスフィルターＢＰＦによ
り抑制されることになり、このバンドパスフィルターＢ
ＰＦが情報混入抑制手段を構成することになる。

【００２７】尚、前記検出コイル１６は、図示はしない
が、夫々、そのコイル軸芯が上下方向に沿う状態となる
ように作業車Ｖに取付けられ、誘導線に供給される電流
により形成される磁界のうち上下方向に沿う磁界の強さ
を検出するように構成されている。

【００２８】このように、各側部磁界センサ１３Ｒ，１
３Ｌは、夫々、周波数ｆａ及び周波数ｆｃの夫々に対応
する検出情報が出力され、中央磁界センサ１４は、夫
々、周波数ｆｂ及び周波数ｆｄの夫々に対応する検出情
報が出力されるようになっているが、信号処理部１５に
おいて、それらのうち、検出レベルが高い方、即ち、作
業車Ｖが該当する誘導線に近い方の検出情報が選択的に
出力されるようになっている。信号処理部１５は、図６
に示すように、前記各磁界センサ１３Ｒ，１３Ｌ，１４
の出力を直流信号に変換する直流変換回路ＤＣが夫々設
けられ、その変換出力が制御装置１２に入力され、制御
装置１２は各磁界センサ１３Ｒ，１３Ｌ，１４における
異なる周波数の出力のうち、検出レベルの高い側の出力
を判別して、その出力を選択するように３個のアナログ
スイッチＡＳ_1,ＡＳ_2,ＡＳ₃ に選択信号を与えるように
構成されている。

【００２９】制御装置１２は、中央磁界センサ１４の検
出情報に基づいて、短尺方向に沿う畦に設置される誘導
線２ｂ，２ｄのうちいずれかの検出レベルの高い側の誘
導線からの離間距離を算出して、その離間距離が設定値
になると、作業車Ｖが前記各走行経路ｋの端部位置に達
したことを判別するように構成されている。尚、短尺方
向に沿う畦に設置される誘導線２ｂ，２ｄは、図７に示
すように、両側端部を圃場１内方側に向けて略Ｌ字形に
屈曲させた状態で設置されている。このように構成する
と、誘導線２ｂ，２ｄの中間部ｔからの離間距離が設定
距離にある地点で誘導線２ｂ，２ｄの全長にわたってほ
ぼ同一の磁界の強さになるので、この地点を走行経路ｋ
の端部位置として設定している。この端部位置は、端部
屈曲部の長さＬよりも設定距離だけ圃場１内方側によっ
た地点となる。因みに、本出願人の実験によれば、端部
屈曲部の長さＨが例えば３ｍであれば、端部位置は誘導
線から５ｍの離間距離の位置となる。

【００３０】このように、走行経路ｋの端部位置を圃場
１の端部よりも内方側に設定する理由は、図１に示すよ
うに、有限長の誘導線により形成される磁界において、
離間距離が同一の地点における磁界強度分布は、誘導線
の端部付近においては、離間距離に対する磁界の強さの
関係が直線的でなく、磁界の強さに基づく誘導制御が良
好に行えないおそれがあるからである。

【００３１】又、短尺方向に沿う畦に設置される誘導線
には、図８に示すように、長尺方向に沿う畦に設置され
る誘導線２ａ，２ｃに流れる電流が地中を通して流入す
ることを抑制する電流抑制手段の一例である周波数フィ
ルターとしての、当該誘導線２ａ，２ｃに供給される電
流の周波数のみの通過を許容するバンドパスフィルター
１９が設けられている。このバンドパスフィルター１９
は、コイル１９ａとコンデンサ１９ｂを直列接続した共
振回路にて構成され、その共振周波数が前記電流の周波
数に対応するように構成されている。従って、他の誘導
線から地中を通して異なる周波数の電流が流れ込んで
も、誘導線にはその流入電流が通流することが抑制さ
れ、各磁界センサが誤った情報を検出するおそれを極力
少なくさせている。

【００３２】前記各側部磁界センサ１３Ｒ，１３Ｌの検
出情報に対応する各アナログスイッチＡＳ₁,ＡＳ₃ の出
力を増幅するための増幅ゲインは、制御装置１２からの
切り換え情報に基づいて複数段階（４段階）に変更調整
するように構成されている。つまり、夫々増幅ゲインの
異なる４個の増幅器２１，２２，２３，２３の出力のう
ちのいずれかを制御装置１２に入力させるためのアナロ
グスイッチＡＳ₄,ＡＳ ₅ に対して、制御装置１２が選択
内容を指令するように構成されている。誘導線に供給さ
れる電流により形成される磁界の強さは、上述したよう
に離間距離の変化に対して大きく変化するものであり、
増幅ゲインを一定に維持した場合には、全範囲にわたっ
て適正な分解能で検出することが難しく、検出精度が低
下してしまうおそれがあるので、制御装置１２に対する
入力レベルが、例えば図９に示すように、前記誘導線か
らの離間距離が単位距離変化したときに適切な磁界の強
さの変化が識別可能となるように、言い換えると、適切
な分解能を有する適正出力範囲になるように増幅ゲイン
を自動調整するのである。

【００３３】前記各側部磁界センサ１３Ｒ，１３Ｌは、
車体横幅方向に設定間隔を隔てて設置されており、その
いずれか一方の側部磁界センサが、作業車Ｖが、複数の
走行経路ｋのうちの１つに沿って走行するときに、その
走行中の走行経路ｋに沿う誘導制御を実行するために磁
界の強さを検出するための現走行経路用の磁界検出部Ｇ
Ｋ₁ として機能し、他方の側部磁界センサが、隣接する
次の走行経路ｋに沿って作業車を走行させた際に前記現
走行経路用の磁界検出部ＧＫ₁ にて検出されることにな
る磁界の強さを検出する次走行経路用の磁界検出部ＧＫ
₂ として機能するように構成されている。つまり、他方
の側部磁界センサは、現走行経路ｋを走行しながら次走
行経路ｋの磁界を逐次検出するようになっており、この
検出情報は、前記走行距離センサ１０により検出される
距離情報と対応付けた状態で、記憶手段としてのメモリ
２５に逐次記憶されるように構成されている。

【００３４】制御装置１２は、磁界検出情報が記憶され
ている次走行経路ｋにおいて、メモリ２５に記憶されて
いる磁界検出情報と、走行距離センサ１０により検出さ
れる走行経路ｋの端部位置からの走行距離情報とに基づ
いて、当該走行経路ｋ上の各地点における磁界の強さの
目標値を求め、その目標値と、現走行経路用の磁界検出
部ＧＫ₁ として機能する側部磁界センサの検出値との偏
差に基づいて、走行用電動モータ９を駆動制御する誘導
走行制御を実行するように構成されている。

【００３５】又、制御装置１２は、メモリ２５に記憶さ
れている磁界検出情報に基づいて、次走行経路ｋにおい
て誘導走行される際における現走行経路用の磁界検出部
ＧＫ ₁ の出力ゲインの目標値を設定すると共に、次走行
経路ｋにおける誘導走行に先立って、出力ゲインを目標
値に自動調整するように構成されている。具体的には、
メモリ２５に記憶されている磁界の強さの最大値が、ゲ
イン調整用設定上限値を越えていれば、現行のゲインよ
りも１段低いゲインの増幅器が選択され、前記最大値
が、ゲイン調整用設定下限値を下回っていれば、現行の
ゲインよりも１段高いゲインの増幅器が選択されるよう
に、アナログスイッチＡＳ₄,ＡＳ₅ に対して選択信号を
指令するようになっている。尚、各アナログスイッチＡ
Ｓ₄,ＡＳ₅のゲインは常に同じ値に調整されるようにな
っている。前記ゲイン調整用の設定上限値及び設定下限
値は、アナログ値としての出力変化の直線性が保障され
る上下限範囲として設定される。

【００３６】又、制御装置１２は、現走行経路用の磁界
検出部ＧＫ₁ として機能する側部磁界センサの検出値
と、前記目標値との偏差に制御定数を乗じて操向操作
量、つまり、電動モータの目標作動量を求めるように構
成されている。そして、次走行経路用の磁界検出部ＧＫ
₂ にて検出される磁界の強さの検出情報に基づいて、次
走行経路を走行する際における、前記制御定数を、前記
操作量が適正範囲になるように補正するように構成され
ている。具体的には、前記次走行経路用の磁界検出部Ｇ
Ｋ₂ にて検出される磁界の強さの最大値が定数補正用設
定上限値を越えると、現走行経路における終端部に達し
たときに、そのときの制御定数より小さい制御定数に補
正し、次走行経路用の磁界検出部ＧＫ₂ にて検出される
磁界の強さの最大値が定数補正用設定下限値を下回る
と、現走行経路における終端部に達したときに、そのと
きの制御定数より大きい制御定数に補正するように構成
されている。尚、定数補正用設定上限値は、ゲイン調整
用設定上限値よりも小さい値であり、定数補正用設定下
限値は、ゲイン調整用設定下限値よりも大きい値に設定
されることになる。

【００３７】更に、制御装置１２は、磁界検出手段ＧＫ
にて検出される磁界の強さが、ピーク値を越えた後に減
少するとき、車体が単位距離だけ走行したときの磁界の
強さの減少量が、設定値より大きい状態が検出されるこ
とに基づいて、車体が誘導エリアの外周縁の近くに至っ
たことを判別するように構成されると共に、車体が外周
縁の近くに至ったことが判別されるに伴って、作業車の
走行を停止させるように構成されている。

【００３８】詳述すると、車体が走行経路の終端位置で
旋回せずそのまま直進して、誘導エリアの外周縁の近く
に到ると、図１３に示すように、誘導線２に近づくの
で、中央磁界センサ１４により検出値は徐々に大きな値
になるが、誘導線２の上部あたりまで近接すると、図１
３に示すように、ピーク値を越えた後、急激に小さい値
に減少していくことになる。これは、中央磁界センサ１
４が上下方向の磁界の強さを検出する構成であるが、誘
導線２により形成される磁界は誘導線２を中心とする円
状になるので、その真上部では上下方向の成分はほぼ零
となるからである。そこで、このような磁界検出情報に
基づいて、車体が誘導エリアの外周縁の近くに至ったこ
とを判別することができるのである。

【００３９】従って、制御装置１２を利用して、目標ゲ
イン設定手段１０１、ゲイン調整手段１０２、制御定数
補正手段１０３、脱出状態判別手段１０４、走行停止手
段１０５の夫々が構成されることになる。

【００４０】次に、制御装置１２の制御動作について説
明する。圃場１内において作業車Ｖを誘導走行させる場
合、制御装置１２による自動誘導制御に先立って、初回
の走行経路ｋにおいては、適正な走行経路ｋに沿わせる
状態で手動操縦により作業車Ｖを走行させる。そのと
き、走行経路ｋの始端位置から、走行を開始させるに伴
って、次走行経路側の側部磁界センサ（図１の場合には
右側のセンサ１３Ｒ）の検出情報並びに走行距離センサ
１０の検出情報とを対応させた状態で、メモリ２５に逐
次書き込み記憶させておく。

【００４１】そして、次の走行経路ｋより自動誘導制御
が開始され、図１０に示すように、先ず、その作業状態
に応じて前記出力ゲイン、及び、現走行経路用の磁界検
出部ＧＫ₁ として機能する側部磁界センサ（図１の場合
には左側のセンサ１３Ｌ）を初期設定する（ステップ
１）と共に、前記メモリ２５に書き込み記憶されている
次走行経路側の側部磁界センサの検出値の最大値に基づ
いて、前記制御定数を初期設定する。尚、これらの初期
設定は図示しない入力手段にて手動にて設定されるが、
設定用の判別情報を予め記憶させておいて、検出情報よ
り自動で設定させる構成としてもよい。

【００４２】そして、作業用の走行速度で作業車Ｖを走
行させながら、前記メモリ２５に記憶される磁界検出情
報と、走行距離センサ１０の検出情報とに基づいて、走
行経路ｋ上の現時点における磁界の強さの目標値を求め
て、現走行経路用の磁界検出部ＧＫ₁ として機能する側
部磁界センサ１３Ｌの検出値と前記目標値との偏差に制
御定数を乗じて操向操作量を求め、この操向操作量にな
るように、操向用電動モータ９を駆動制御する（ステッ
プ２）。この誘導走行制御が実行される際に、次走行経
路用の磁界検出部ＧＫ₂ として機能する次走行経路側の
側部磁界センサ（図１の場合には右側のセンサ１３Ｒ）
の検出情報を走行距離センサ１０の検出情報と対応させ
た状態で、メモリ２５に逐次書き込み記憶させる（ステ
ップ３）。

【００４３】中央磁界センサ１４の検出情報に基づい
て、走行経路ｋの終端部に達したことが検出されると、
走行経路数Ｎをカウントアップし（ステップ４，５）、
カウント値が圃場１内での設定経路数ＮＳに達していな
ければ（ステップ６）、前記メモリ２５に書き込み記憶
された磁界の強さの最大値Ｘｍが、ゲイン調整用設定上
限値Ｓ_GMを越えていれば、現行のゲインよりも１段低い
ゲインの増幅器が選択されるようにアナログスイッチＡ
Ｓ₄,ＡＳ₅ に対して選択信号を指令して、出力ゲインが
下げ側に変更される（ステップ７，８）。前記最大値Ｘ
ｍが、ゲイン調整用設定下限値Ｓ_GLを下回っていれば、
現行のゲインよりも１段高いゲインの増幅器が選択され
るように、アナログスイッチＡＳ₄,ＡＳ₅ に対して選択
信号を指令して、出力ゲインが上げ側に変更される（ス
テップ９，１０）。

【００４４】このとき、メモリ２５に記憶されている磁
界の強さの最大値Ｘｍが、ゲイン調整用設定上限値Ｓ_GM
を越えていず、ゲイン調整用設定下限値Ｓ_GLも下回って
いなければ、出力ゲインは変更することなく、そのまま
の値が用いられるが、このような場合であっても、メモ
リ２５に記憶されている磁界の強さの最大値Ｘｍが、定
数補正用設定上限値Ｓ_HMを越えていれば、そのときの制
御定数より小さい制御定数（例えば、３割程度低い値）
に補正し（ステップ１１，１２）、前記最大値Ｘｍが、
定数補正用設定下限値Ｓ_HLを下回っていれば、そのとき
の制御定数より大きい制御定数（例えば、３割程度高い
値）に補正する（ステップ１３，１４）。

【００４５】尚、ステップ８，１０にて出力ゲインが変
更された場合には、その後、変更状況に応じて制御定数
を適宜補正することになる。つまり、出力ゲインが下げ
られたときは、制御定数を前経路における値より大きい
値に補正し（ステップ８，１４）、出力ゲインが上げら
れたときは、前経路における値より小さい値に補正する
（ステップ１０，１２）。このようにして、磁界の強さ
の検出値や出力ゲインの変更状況に応じて、常に適切な
制御定数にて電動モータを駆動制御するようにして、制
御のハンチングや検出誤差の発生を極力、抑制するよう
にしている。

【００４６】次に、現走行経路用の磁界検出部ＧＫ₁ と
して機能する側部磁界センサを、反対側のもの（右側の
センサ１３Ｒ）に切り換える（ステップ１５）。車体の
向きの変化によりそれらの位置関係が反転するからであ
る。

【００４７】次に、車体を次走行経路ｋの始端部に位置
させるべく回向走行させる旋回制御を実行する（ステッ
プ１６）。図１２（イ）に示すように、走行経路ｋの終
端位置から設定距離だけ操向操作を中立状態に維持した
ままで直進走行させた後に、方位センサ１１をリセット
して、車体の方位が１８０度反転したことが検出される
まで、最大切れ角にて旋回走行させ、その後、中央磁界
センサ１４の検出情報に基づいて走行経路ｋの始端部に
達するまで直進走行させる。更に、図１２（ロ）に示す
ように、現走行経路用の磁界検出部ＧＫ₁ として機能す
る側部磁界センサの検出情報と、前記メモリ２５に記憶
されている記憶情報とに基づいて、次走行経路に沿う状
態になるように車体を旋回しながら前進させて幅寄せを
行う。その後、その走行経路に沿わせる状態で誘導走行
制御を実行する。

【００４８】このとき、走行経路の始端部に達した後に
おいては、次走行経路用の磁界検出部ＧＫ₂ として機能
する側部磁界センサ（図１２においては右側センサ１３
Ｒ）による上記したような記憶動作が実行されるので、
経路始端部においては、幅寄せによる検出誤差が発生す
ることになるので、このような誤差を補正して適正な基
準情報になるようにしている。

【００４９】つまり、走行経路ｋの終端部においては前
記誘導走行制御が適正に実行され、適正な基準情報とし
て記憶されることになるので、そのときの記憶値と、前
記経路始端部において走行距離情報に対応付けて逐次記
憶される情報との差異を求めることで、上述したような
誤差によるずれ量を求めることができる。但し、これら
の情報は、補正が実行される走行経路よりも以前の走行
経路における情報であり、しかも、磁界の強さは図３に
示すように、走行経路が異なる毎に非線形に変化するの
で、このような非線形特性に起因した誤差をも少なくさ
せるようにしている。尚、幅寄せによる走行距離情報の
誤差は、操向操作量に基づいて適宜補正することにな
る。即ち、走行経路ｋの終端部における記憶値と、経路
始端部において距離情報に対応して逐次記憶される記憶
値との差異Δαに対して、補正すべき走行経路における
左右の側部磁界センサ１３Ｒ，１３Ｌの検出値の差分値
Ａと、前走行経路における左右の側部磁界センサ１３
Ｒ，１３Ｌの検出値の差分値Ｂとの比を掛け合わせるこ
とで、非線形による誤差を少なくさせて、走行距離情報
に対応した基準情報の補正値Δβを求めるのである。

【００５０】このようにして、その後の誘導走行におい
て、走行経路の終端部付近での基準情報が上述したよう
な誤差が少なく、ほぼ走行経路に沿う状態で設定できる
ことになり、経路終端部にて作業車Ｖが蛇行してしまう
不利を未然に回避できるものとなる。

【００５１】以後、上述したような誘導走行制御を実行
するが、このとき、ステップ８にてゲインが変更されて
いれば、メモリ２５に記憶されている検出情報に対して
も、変化量に対応したゲインを掛けて走行用目標値を求
めることになる。そして、正常な動作を続行していれ
ば、ステップ２〜１６を繰り返して、各走行経路ｋに沿
わせて順次、作業車Ｖを誘導走行させ、設定経路数ＮＳ
に達すると制御が終了する（ステップ６）。

【００５２】そして、例えば、走行経路に沿わせて誘導
走行しているときに、経路終端部に達したことの検出が
良好に行われず、旋回制御が実行されずに、そのまま走
行を続行したような場合には、図１３に示すように、中
央磁界センサにより検出される磁界の強さが、徐々に大
きくなり、ピーク値を越えた後に、急激に減少すること
になる。そこで、ピーク値を越えた後に減少するとき、
車体が単位距離だけ走行したときの磁界の強さの減少量
が設定値より大きく、急激に減少している状態が検出さ
れることに基づいて、車体が圃場の外周縁の近くに至っ
たか否かを判別することができるのである（ステップ１
７，１８）。そして、外周縁近くに至ったことが判別さ
れると、走行クラッチ８をＯＦＦにして車体の走行を非
常停止させるのである（ステップ１９）。このようにし
て、圃場外へ作業車Ｖは脱出してしまうことを未然に防
止できることになる。

【００５３】尚、現走行経路ｋにおいては、前走行経路
ｋを走行する際に記憶されている磁界の強さと現走行経
路ｋでの検出磁界とが同じになるように制御され、しか
も、前記各側部磁界センサ１３Ｒ，１３Ｌの設置間隔
は、ロータリー耕耘装置６の対地作業幅よりも幅狭に設
定されているので、ロータリー耕耘装置６による作業領
域が各走行経路ｋでラップすることになり、未作業領域
が発生しないようになっている。

【００５４】又、各側部磁界センサ１３Ｒ，１３Ｌの設
置間隔を変更調整自在に構成されており、その設置間隔
を変更させることで、例えば、制御装置の目標値算出用
の演算情報等を変更させることなく、圃場の状況等に応
じて各走行経路ｋの間隔を変更させることができる。

【００５５】〔別実施形態〕 （１）上記実施形態では、誘導対象エリアの左右両側に
誘導線が設置される場合を例示したが、片側にのみ誘導
線が設置される構成としてもよく、この場合において、
誘導走行制御は、誘導線に近い方の走行経路から順次、
遠い側の経路に誘導させてもよく、誘導線に遠い方の走
行経路から順次、近い側の経路に誘導させてもよい。

【００５６】（２）上記実施形態では、経路終端用電線
に供給される電流により形成される磁界の、中央磁界セ
ンサによる検出情報に基づいて、脱出状態を判別するよ
うに構成したが、このような構成に限らず、誘導用電線
に供給される電流により形成される磁界の、側部磁界セ
ンサによる検出情報に基づいて、脱出状態を判別するよ
うに構成するものであってもよく、それらを共に備える
構成であってもよい。

【００５７】（３）上記実施形態では、車体が圃場の外
周縁の近くに至ったことが判別されると、単に車体の走
行を停止させるだけの構成としたが、このように走行を
停止させると共に、磁界センサの検出情報より、前記ピ
ーク値を越えた後に減少するとき、検出値がほぼ零にな
るまで走行させずに、その途中で、車体が単位距離だけ
走行したときの磁界の強さの減少量、つまり、図１３に
示す検出特性の傾斜角度から誘導線（圃場の外周縁）ま
での距離を演算にて求める距離演算手段を備えさせて、
途中で走行を停止させて、その後、誘導用走行経路に自
動制御にて復帰させるように構成するものであってもよ
い。尚、図１３に示す検出特性において、ピーク値が発
生する地点と、電線までの距離は、磁界検出手段におけ
る電線との間の上下方向の距離（取付け高さ）に応じて
変化するものであるが、移動車に対する磁界検出手段の
取付け高さが設定されると、一定の値として設定される
ことになる。

【００５８】（４）上記実施形態では、移動車を誘導線
に供給される電流により形成される磁界の強さの検出情
報に基づいて、走行経路に沿わせて誘導走行するように
構成したが、このような構成に限らず、例えば、走行経
路に沿ってレーザー光線を投射させて、この光線を検出
するように誘導制御させてもよく、又、無線情報にて別
途設けられた管理制御装置から誘導制御する等、各種の
誘導制御形態で実施してもよい。

【００５９】（５）上記実施形態では、移動車として、
対地作業装置としてのロータリー耕耘装置を備える構成
としたが、このような構成に代えて、例えば、苗植付装
置や刈取収穫機を備えた作業車であってもよく、建設機
械や清掃作業等の作業車であってもよい。又、作業を行
わない運搬車等の移動車であってもよい。

【００６０】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】誘導状態を示す平面図

【図２】誘導線の設置状態を示す側面図

【図３】磁界強度分布を示す図

【図４】制御ブロック図

【図５】磁界検出手段の構成図

【図６】信号処理部の構成図

【図７】誘導線の設置状態を示す平面図

【図８】誘導線の電気回路図

【図９】ゲインを切り換えた場合の出力特性を示す図

【図１０】制御動作のフローチャート

【図１１】移動車の平面図

【図１２】旋回制御状態を示す平面図

【図１３】外周縁端部における磁界検出状態を示す図

【符号の説明】

２ 電線 ２ａ，２ｃ 誘導用電線 ２ｂ，２ｄ 経路終端用電線 ９ 操向操作手段 １０ 距離検出手段 １３ 誘導用の磁界検出部 １４ 終端検出用の磁界検出部 １００ 走行制御手段 １０４ 脱出状態判別手段 １０５ 走行停止手段 ＧＫ 磁界検出手段 Ｖ 移動車

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山中 之史 大阪府堺市石津北町64番地 株式会社クボ タ堺製造所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の誘導エリア内において移動車
   （Ｖ）を誘導走行させるように構成されている移動車の
   誘導制御装置であって、 地上側において、電流が供給される電線（２）が、その
   長手方向が前記誘導エリアの外周縁に沿う状態で設置さ
   れ、 前記移動車（Ｖ）に、 前記電流により形成される磁界であって且つ上下方向に
   沿う磁界の強さを検出する磁界検出手段（ＧＫ）と、 車体走行距離を検出する距離検出手段（１０）と、 前記磁界検出手段（ＧＫ）にて検出される磁界の強さ
   が、ピーク値を越えた後に減少するとき、車体が単位距
   離だけ走行したときの磁界の強さの減少量が、設定値よ
   り大きい状態が検出されることに基づいて、車体が前記
   誘導エリアの外周縁の近くに至ったことを判別する脱出
   状態判別手段（１０４）と、 この脱出状態判別手段（１０４）により車体が外周縁の
   近くに至ったことが判別されるに伴って、前記移動車
   （Ｖ）の走行を停止させる走行停止手段（１０５）とが
   備えられている移動車の誘導制御装置。
2. 【請求項２】 前記脱出状態判別手段（１０４）により
   車体が外周縁の近くに至ったことが判別された後に、前
   記磁界検出手段（ＧＫ）の検出情報並びに前記距離検出
   手段（１０）による検出情報に基づいて、車体と前記電
   線（２）までの離間距離を演算する距離演算手段が設け
   られている請求項１記載の移動車の誘導制御装置。
3. 【請求項３】 前記移動車（Ｖ）に、 車体向きを変更操作自在な操向操作手段（９）と、 予め定められた走行経路に沿わせるように走行させるべ
   く、前記磁界検出手段（ＧＫ）の検出値が、予め設定さ
   れた目標値になるように前記操向操作手段（９）を制御
   する操向制御手段（１００）とが設けられている請求項
   １又は２記載の移動車の誘導制御装置。
4. 【請求項４】 前記電線（２）が、 矩形形状に設けられた前記誘導エリアにおける前記各走
   行経路に沿う方向の外周縁に沿って設置される誘導用電
   線（２ａ），（２ｃ）と、 前記誘導エリアにおける前記各走行経路と交差する方向
   に沿う外周縁に沿って設置される経路終端用電線（２
   ｂ），（２ｄ）とで構成され、 前記磁界検出手段（ＧＫ）が、 前記誘導用電線（２ａ），（２ｃ）により形成される磁
   界の強さを検出する誘導用の磁界検出部（１３）と、 前記経路終端用電線（２ｂ），（２ｄ）により形成され
   る磁界の強さを検出する終端検出用の磁界検出部（１
   ４）とを備えて構成され、 前記操向制御手段（１００）は、 前記誘導用の磁界検出部（１３）の検出情報に基づい
   て、前記各走行経路に沿わせて車体を誘導走行させるよ
   うに前記操向操作手段（９）を制御し、 且つ、前記終端検出用の磁界検出部（１４）の検出情報
   に基づいて、前記各走行経路の終端部に達したことを検
   出すると、車体を旋回させるべく前記操向操作手段
   （９）を制御するように構成され、 前記脱出状態検出手段（１０４）、前記終端検出用の磁
   界検出部（１４）の検出情報に基づいて、車体が前記誘
   導エリアの外周縁の近くに至ったことを判別するように
   構成されている請求項３記載の移動車の誘導制御装置。