JPH0950317A - ビーム光誘導式移動車の走行制御装置 - Google Patents
ビーム光誘導式移動車の走行制御装置Info
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- JPH0950317A JPH0950317A JP7204131A JP20413195A JPH0950317A JP H0950317 A JPH0950317 A JP H0950317A JP 7204131 A JP7204131 A JP 7204131A JP 20413195 A JP20413195 A JP 20413195A JP H0950317 A JPH0950317 A JP H0950317A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 車体横幅方向及び前後方向への傾斜の影響を
排除して誘導経路に対する移動車の横方向での偏位及び
傾きを適正に検出して、移動車を誘導経路に沿って適正
な操向状態で自動走行させる。 【解決手段】 誘導経路に沿って誘導用ビーム光が投射
され、移動車に、車体前後方向に間隔を隔てて並置され
且つ車体横幅方向に所定分解能の受光位置を備えた一対
の光センサS1,S2と、ピッチング角検出手段21
と、ローリング角検出手段20とが設けられ、少なくと
も1つの光センサS1の受光情報から誘導経路に対する
横方向での偏位を求め、且つ、両光センサS1,S2の
各受光情報及び車体前後間隔情報から誘導経路に対する
傾きを求める位置検出手段102が、ピッチング角及び
ローリング角検出情報に基づいて偏位及び傾き検出情報
を補正し、その補正後の情報に基づいて移動車を誘導経
路に沿って自動走行するように操向制御する。
排除して誘導経路に対する移動車の横方向での偏位及び
傾きを適正に検出して、移動車を誘導経路に沿って適正
な操向状態で自動走行させる。 【解決手段】 誘導経路に沿って誘導用ビーム光が投射
され、移動車に、車体前後方向に間隔を隔てて並置され
且つ車体横幅方向に所定分解能の受光位置を備えた一対
の光センサS1,S2と、ピッチング角検出手段21
と、ローリング角検出手段20とが設けられ、少なくと
も1つの光センサS1の受光情報から誘導経路に対する
横方向での偏位を求め、且つ、両光センサS1,S2の
各受光情報及び車体前後間隔情報から誘導経路に対する
傾きを求める位置検出手段102が、ピッチング角及び
ローリング角検出情報に基づいて偏位及び傾き検出情報
を補正し、その補正後の情報に基づいて移動車を誘導経
路に沿って自動走行するように操向制御する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、移動車の誘導経路
に沿って誘導用ビーム光を投射するビーム光投射手段
が、地上側に設けられ、前記移動車に、車体前後方向に
所定間隔を隔てて並置され且つ車体横幅方向に所定分解
能の受光位置を備えて前記誘導用ビーム光を受光する一
対の光センサと、前記一対の光センサの少なくとも1つ
の受光位置情報に基づいて前記移動車の前記誘導経路に
対する横方向での偏位を求め、且つ、前記一対の光セン
サの各受光位置情報及び前記車体前後方向の間隔情報に
基づいて前記移動車の前記誘導経路に対する傾きを求め
る位置検出手段と、その位置検出手段の検出情報に基づ
いて、前記移動車を前記誘導経路に沿って自動走行する
ように操向制御する操向制御手段とが設けられたビーム
光誘導式移動車の走行制御装置に関する。
に沿って誘導用ビーム光を投射するビーム光投射手段
が、地上側に設けられ、前記移動車に、車体前後方向に
所定間隔を隔てて並置され且つ車体横幅方向に所定分解
能の受光位置を備えて前記誘導用ビーム光を受光する一
対の光センサと、前記一対の光センサの少なくとも1つ
の受光位置情報に基づいて前記移動車の前記誘導経路に
対する横方向での偏位を求め、且つ、前記一対の光セン
サの各受光位置情報及び前記車体前後方向の間隔情報に
基づいて前記移動車の前記誘導経路に対する傾きを求め
る位置検出手段と、その位置検出手段の検出情報に基づ
いて、前記移動車を前記誘導経路に沿って自動走行する
ように操向制御する操向制御手段とが設けられたビーム
光誘導式移動車の走行制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】上記ビーム光誘導式移動車の走行制御装
置では、例えば圃場内における誘導経路を示すようにそ
の経路に沿って投射された誘導用ビーム光を、移動車と
しての田植え用の作業車に車体前後方向に所定間隔を隔
てて並置された一対の光センサにて受光して、その一対
の光センサの少なくとも1つの光センサの車体横幅方向
における所定分解能の受光位置情報に基づいて作業車の
誘導経路に対する横方向での偏位を求め、且つ、両光セ
ンサの上記分解能の各受光位置情報及びその車体前後方
向の間隔情報に基づいて作業車の誘導経路に対する傾き
を求め、その横方向での偏位及び傾きを共に零にするよ
うに操向制御しながら、作業車を誘導経路に沿って自動
走行させている。そして、走行時に圃場面の凹凸等のた
めに車体が傾斜して光センサの誘導用ビーム光について
の受光位置が変動すると、誘導経路に対する作業車の位
置が適正に検出できなくなることから、従来では、車体
横幅方向での傾斜角(ローリング角)を検出し、そのロ
ーリング角検出情報で上記誘導経路に対する横方向での
偏位情報を補正するようにしていた(例えば、特開平7
‐63554号公報参照)。
置では、例えば圃場内における誘導経路を示すようにそ
の経路に沿って投射された誘導用ビーム光を、移動車と
しての田植え用の作業車に車体前後方向に所定間隔を隔
てて並置された一対の光センサにて受光して、その一対
の光センサの少なくとも1つの光センサの車体横幅方向
における所定分解能の受光位置情報に基づいて作業車の
誘導経路に対する横方向での偏位を求め、且つ、両光セ
ンサの上記分解能の各受光位置情報及びその車体前後方
向の間隔情報に基づいて作業車の誘導経路に対する傾き
を求め、その横方向での偏位及び傾きを共に零にするよ
うに操向制御しながら、作業車を誘導経路に沿って自動
走行させている。そして、走行時に圃場面の凹凸等のた
めに車体が傾斜して光センサの誘導用ビーム光について
の受光位置が変動すると、誘導経路に対する作業車の位
置が適正に検出できなくなることから、従来では、車体
横幅方向での傾斜角(ローリング角)を検出し、そのロ
ーリング角検出情報で上記誘導経路に対する横方向での
偏位情報を補正するようにしていた(例えば、特開平7
‐63554号公報参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、ロ
ーリング角が生じても、前後一対の光センサの各受光位
置は同程度に車体横幅方向に移動するので、ローリング
角は誘導経路に対する傾き情報には影響しないとして補
正していない。しかしながら、車体前後方向での傾斜角
(ピッチング角)が生じると、一対の光センサの車体前
後方向の間隔が変化するので、そのままの受光位置情報
で傾きを求めると誤差が含まれ、移動車の誘導経路に対
する適正な位置情報が得られないことになる。
ーリング角が生じても、前後一対の光センサの各受光位
置は同程度に車体横幅方向に移動するので、ローリング
角は誘導経路に対する傾き情報には影響しないとして補
正していない。しかしながら、車体前後方向での傾斜角
(ピッチング角)が生じると、一対の光センサの車体前
後方向の間隔が変化するので、そのままの受光位置情報
で傾きを求めると誤差が含まれ、移動車の誘導経路に対
する適正な位置情報が得られないことになる。
【0004】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であって、その目的は、車体が横幅方向及び前後方向に
傾斜した場合にも、その傾斜の影響を排除して誘導経路
に対する移動車の横方向での偏位及び傾きを適正に検出
して、移動車を誘導経路に沿って適正な操向状態で自動
走行させるようにすることにある。
であって、その目的は、車体が横幅方向及び前後方向に
傾斜した場合にも、その傾斜の影響を排除して誘導経路
に対する移動車の横方向での偏位及び傾きを適正に検出
して、移動車を誘導経路に沿って適正な操向状態で自動
走行させるようにすることにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1の構成によれ
ば、移動車の誘導経路に沿って地上側に投射された誘導
用ビーム光が、車体前後方向に所定間隔を隔てて並置さ
れ且つ車体横幅方向に所定分解能の受光位置を備えた移
動車側の一対の光センサにて受光され、又、移動車の車
体前後方向での傾斜角つまりピッチング角と車体横幅方
向での傾斜角つまりローリング角とが検出される。そし
て、一対の光センサの少なくとも1つの受光位置情報か
ら求めた移動車の誘導経路に対する横方向での偏位検出
情報と、一対の光センサの各受光位置情報及びその車体
前後方向の間隔情報から求めた移動車の誘導経路に対す
る傾き検出情報とが、ピッチング角及びローリング角の
両傾斜角検出情報によって補正され、その補正後の偏位
及び傾き情報に基づいて移動車を操向制御して誘導経路
に沿って自動走行させる。
ば、移動車の誘導経路に沿って地上側に投射された誘導
用ビーム光が、車体前後方向に所定間隔を隔てて並置さ
れ且つ車体横幅方向に所定分解能の受光位置を備えた移
動車側の一対の光センサにて受光され、又、移動車の車
体前後方向での傾斜角つまりピッチング角と車体横幅方
向での傾斜角つまりローリング角とが検出される。そし
て、一対の光センサの少なくとも1つの受光位置情報か
ら求めた移動車の誘導経路に対する横方向での偏位検出
情報と、一対の光センサの各受光位置情報及びその車体
前後方向の間隔情報から求めた移動車の誘導経路に対す
る傾き検出情報とが、ピッチング角及びローリング角の
両傾斜角検出情報によって補正され、その補正後の偏位
及び傾き情報に基づいて移動車を操向制御して誘導経路
に沿って自動走行させる。
【0006】従って、請求項1の構成によれば、車体前
後方向及び横幅方向に傾斜した場合には、その両方向へ
の傾斜角検出情報に基づいて誘導経路に対する移動車の
横方向での偏位及び傾き検出値を補正するので、従来の
ように車体横幅方向への傾斜だけについて補正するのに
比べて、より的確な傾斜角補正後の偏位及び傾き情報を
得て、一層適正な状態で移動車を誘導経路に沿って自動
走行させることができる。
後方向及び横幅方向に傾斜した場合には、その両方向へ
の傾斜角検出情報に基づいて誘導経路に対する移動車の
横方向での偏位及び傾き検出値を補正するので、従来の
ように車体横幅方向への傾斜だけについて補正するのに
比べて、より的確な傾斜角補正後の偏位及び傾き情報を
得て、一層適正な状態で移動車を誘導経路に沿って自動
走行させることができる。
【0007】又、請求項2の構成によれば、請求項1の
構成において、車体前後方向及び上下方向に夫々所定間
隔を隔てる状態で設置された一対の光センサの受光位置
情報と、その車体前後方向の間隔情報とから、移動車の
誘導経路に対する横方向での偏位及び傾きが検出される
一方、その一対の光センサの車体前後方向及び上下方向
の両間隔情報が、ピッチング角検出情報に基づいて車体
前後方向に沿う軸芯周りに回転処理され、且つ、ローリ
ング角検出情報に基づいて車体横幅方向に沿う軸芯周り
に回転処理されて、上記偏位及び傾き検出情報に対する
補正量が求められ、その補正量によって上記偏位及び傾
き検出情報が補正される。
構成において、車体前後方向及び上下方向に夫々所定間
隔を隔てる状態で設置された一対の光センサの受光位置
情報と、その車体前後方向の間隔情報とから、移動車の
誘導経路に対する横方向での偏位及び傾きが検出される
一方、その一対の光センサの車体前後方向及び上下方向
の両間隔情報が、ピッチング角検出情報に基づいて車体
前後方向に沿う軸芯周りに回転処理され、且つ、ローリ
ング角検出情報に基づいて車体横幅方向に沿う軸芯周り
に回転処理されて、上記偏位及び傾き検出情報に対する
補正量が求められ、その補正量によって上記偏位及び傾
き検出情報が補正される。
【0008】従って、請求項2の構成によれば、車体前
後方向に間隔を隔てた一対の光センサを上下方向にも間
隔を隔てることにより、ビーム光投射方向に向かって前
側に位置するセンサが後側のセンサに対して遮蔽するこ
となく、両センサが確実にビーム光を受光できるように
しながら、車体前後及び横幅方向での傾斜角に基づく補
正量を回転処理という比較的単純な処理にて求めること
ができ、もって、上記請求項1の構成についての好適な
手段が得られる。
後方向に間隔を隔てた一対の光センサを上下方向にも間
隔を隔てることにより、ビーム光投射方向に向かって前
側に位置するセンサが後側のセンサに対して遮蔽するこ
となく、両センサが確実にビーム光を受光できるように
しながら、車体前後及び横幅方向での傾斜角に基づく補
正量を回転処理という比較的単純な処理にて求めること
ができ、もって、上記請求項1の構成についての好適な
手段が得られる。
【0009】又、請求項3の構成によれば、請求項2の
構成において、車体前後方向及び上下方向に夫々所定間
隔を隔てる状態で車体上方側の所定高さに設置された一
対の光センサの受光位置情報と、その車体前後方向の間
隔情報とから、移動車の誘導経路に対する横方向での偏
位及び傾きが検出される一方、その一対の光センサの車
体前後方向及び上下方向の両間隔情報と、その設置高さ
情報とが、ピッチング角検出情報に基づいて車体前後方
向に沿う軸芯周りに回転処理され且つローリング角検出
情報に基づいて車体横幅方向に沿う軸芯周りに回転処理
されて、上記偏位及び傾き検出情報に対する補正量が求
められる。
構成において、車体前後方向及び上下方向に夫々所定間
隔を隔てる状態で車体上方側の所定高さに設置された一
対の光センサの受光位置情報と、その車体前後方向の間
隔情報とから、移動車の誘導経路に対する横方向での偏
位及び傾きが検出される一方、その一対の光センサの車
体前後方向及び上下方向の両間隔情報と、その設置高さ
情報とが、ピッチング角検出情報に基づいて車体前後方
向に沿う軸芯周りに回転処理され且つローリング角検出
情報に基づいて車体横幅方向に沿う軸芯周りに回転処理
されて、上記偏位及び傾き検出情報に対する補正量が求
められる。
【0010】従って、請求項3の構成によれば、車体前
後及び上下方向に間隔を隔てた一対の光センサを車体上
方側の所定高さに設置することにより、センサを車体下
方側の走行路面に接近させて設置した場合における、セ
ンサの路面側からの泥や塵等の付着による性能低下、及
び障害物への衝突による損傷等の不具合を回避しなが
ら、車体前後及び横幅方向での傾斜角に基づく補正量を
回転処理という比較的単純な処理にて求めることがで
き、もって、請求項2の構成についての好適な手段が得
られる。
後及び上下方向に間隔を隔てた一対の光センサを車体上
方側の所定高さに設置することにより、センサを車体下
方側の走行路面に接近させて設置した場合における、セ
ンサの路面側からの泥や塵等の付着による性能低下、及
び障害物への衝突による損傷等の不具合を回避しなが
ら、車体前後及び横幅方向での傾斜角に基づく補正量を
回転処理という比較的単純な処理にて求めることがで
き、もって、請求項2の構成についての好適な手段が得
られる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明のビーム光誘導式移
動車の走行制御装置を、移動車としての田植え用の作業
車に適用した場合について図面に基づいて具体的に説明
する。
動車の走行制御装置を、移動車としての田植え用の作業
車に適用した場合について図面に基づいて具体的に説明
する。
【0012】図1に示すように、圃場内に設定された互
いに平行に並ぶ複数の誘導経路としての作業行程Lの夫
々に沿って作業車Vを自動走行させるべく、作業行程L
の長手方向に沿って誘導用ビーム光A1を上下方向に設
定角度走査する状態(図2参照)で投射するビーム光投
射手段としての第1ビーム光投射装置B1が、複数の作
業行程Lのうちの隣接する一対の作業行程Lによって共
用されて設けられている。又、作業行程Lの長さ方向に
おける両端部の位置を示すと共に、次の作業行程Lへの
回向動作の開始位置を示すための回向用ビーム光A2
を、前記誘導用ビーム光A1の投射方向に対して直交す
る方向に向けて投射する第2ビーム光投射装置B2が、
作業行程Lの長さ方向における両端部夫々に対応して作
業行程Lが並ぶ圃場横側方箇所に設けられている。これ
により、作業車Vが各作業行程Lの終端部に達するに伴
って、作業車Vを次の作業行程Lへ向けて180度方向
転換させながら、各作業行程Lを往復走行させることに
より、所定範囲の圃場における植付け作業を連続して自
動的に行うようにしている。
いに平行に並ぶ複数の誘導経路としての作業行程Lの夫
々に沿って作業車Vを自動走行させるべく、作業行程L
の長手方向に沿って誘導用ビーム光A1を上下方向に設
定角度走査する状態(図2参照)で投射するビーム光投
射手段としての第1ビーム光投射装置B1が、複数の作
業行程Lのうちの隣接する一対の作業行程Lによって共
用されて設けられている。又、作業行程Lの長さ方向に
おける両端部の位置を示すと共に、次の作業行程Lへの
回向動作の開始位置を示すための回向用ビーム光A2
を、前記誘導用ビーム光A1の投射方向に対して直交す
る方向に向けて投射する第2ビーム光投射装置B2が、
作業行程Lの長さ方向における両端部夫々に対応して作
業行程Lが並ぶ圃場横側方箇所に設けられている。これ
により、作業車Vが各作業行程Lの終端部に達するに伴
って、作業車Vを次の作業行程Lへ向けて180度方向
転換させながら、各作業行程Lを往復走行させることに
より、所定範囲の圃場における植付け作業を連続して自
動的に行うようにしている。
【0013】前記作業車Vの構成について説明すれば、
図1〜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、苗植え付け装置6が、昇降自
在で且つ駆動停止自在な状態で付設されている。つま
り、下降されて駆動されている状態が植え付け状態であ
り、これ以外は非植付け状態となる。前後輪3,4は、
左右を一対として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。
図1〜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、苗植え付け装置6が、昇降自
在で且つ駆動停止自在な状態で付設されている。つま
り、下降されて駆動されている状態が植え付け状態であ
り、これ以外は非植付け状態となる。前後輪3,4は、
左右を一対として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。
【0014】図3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を昇降操作する昇降用油圧シリンダ、1
4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、1
6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
9,10,14、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。
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を昇降操作する昇降用油圧シリンダ、1
4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、1
6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
9,10,14、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。
【0015】作業車Vには、図3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S4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S5と、車体横幅方向での傾斜角を
検出するローリング角検出手段としてのローリングセン
サ20と、車体前後方向での傾斜角を検出するピッチン
グ角検出検出手段としてのピッチングセンサ21とが、
重錘式のセンサ等で構成されて設けられている。
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S4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S5と、車体横幅方向での傾斜角を
検出するローリング角検出手段としてのローリングセン
サ20と、車体前後方向での傾斜角を検出するピッチン
グ角検出検出手段としてのピッチングセンサ21とが、
重錘式のセンサ等で構成されて設けられている。
【0016】図1及び図2に示すように、誘導用ビーム
光A1に対する車体横幅方向での操向位置のずれをその
車体横幅方向での受光位置に基づいて検出するために、
前記誘導用ビーム光A1を受光する操向制御用光センサ
17が、作業車Vの車体前方右側に車体上方側の所定高
さに設置され、さらに、回向用ビーム光A2を受光する
回向用光センサS3が、車体左右両側からの回向用ビー
ム光A2を受光するように、車体前部左右側面部に夫々
設置されている。この回向用光センサS3は、回向用ビ
ーム光A2に対する受光の有無のみを検出するようにな
っている。
光A1に対する車体横幅方向での操向位置のずれをその
車体横幅方向での受光位置に基づいて検出するために、
前記誘導用ビーム光A1を受光する操向制御用光センサ
17が、作業車Vの車体前方右側に車体上方側の所定高
さに設置され、さらに、回向用ビーム光A2を受光する
回向用光センサS3が、車体左右両側からの回向用ビー
ム光A2を受光するように、車体前部左右側面部に夫々
設置されている。この回向用光センサS3は、回向用ビ
ーム光A2に対する受光の有無のみを検出するようにな
っている。
【0017】前記操向制御用光センサ17について説明
を加えれば、図4及び図5にも示すように、車体前後方
向に所定間隔dを隔て且つ上下方向にも所定間隔hを隔
てる状態で一対の光センサS1,S2が並置され、各光
センサS1,S2は、車体横幅方向に所定の分解能の受
光位置を備えている。つまり、各光センサS1,S2
は、複数個の受光素子Dを車体横幅方向に並置して、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の車体横幅方向での受
光位置即ち受光素子Dの位置X1,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S1,S2夫々の受光面に向け
て反射する反射鏡18が設けられている。
を加えれば、図4及び図5にも示すように、車体前後方
向に所定間隔dを隔て且つ上下方向にも所定間隔hを隔
てる状態で一対の光センサS1,S2が並置され、各光
センサS1,S2は、車体横幅方向に所定の分解能の受
光位置を備えている。つまり、各光センサS1,S2
は、複数個の受光素子Dを車体横幅方向に並置して、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の車体横幅方向での受
光位置即ち受光素子Dの位置X1,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S1,S2夫々の受光面に向け
て反射する反射鏡18が設けられている。
【0018】前記制御装置16は、前記操向制御用光セ
ンサ17等の各種センサの検出情報及び予め設定された
作業予定情報に基づいて、前記作業車Vを走行制御し又
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、前記一対の光センサS1,S2の少なくとも1つの
受光位置情報に基づいて作業車Vの作業行程Lに対する
横方向での偏位を求め、且つ、前記一対の光センサS
1,S2の各受光位置情報及び前記車体前後方向の間隔
情報dに基づいて作業車Vの作業行程Lに対する傾きを
求める位置検出手段102が構成されている。
ンサ17等の各種センサの検出情報及び予め設定された
作業予定情報に基づいて、前記作業車Vを走行制御し又
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、前記一対の光センサS1,S2の少なくとも1つの
受光位置情報に基づいて作業車Vの作業行程Lに対する
横方向での偏位を求め、且つ、前記一対の光センサS
1,S2の各受光位置情報及び前記車体前後方向の間隔
情報dに基づいて作業車Vの作業行程Lに対する傾きを
求める位置検出手段102が構成されている。
【0019】前記位置検出手段102による位置検出に
ついて具体的に説明すれば、図4に示すように、前後一
対の光センサS1,S2の夫々の受光位置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、
前記位置検出情報として、車体5の作業行程Lに対する
横方向での偏位x、及び、作業行程L(ビーム投射方
向)に対する平面視での傾きφを求める。
ついて具体的に説明すれば、図4に示すように、前後一
対の光センサS1,S2の夫々の受光位置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、
前記位置検出情報として、車体5の作業行程Lに対する
横方向での偏位x、及び、作業行程L(ビーム投射方
向)に対する平面視での傾きφを求める。
【0020】
【数1】x=X1 φ=tan-1(|X1−X2|/d)
【0021】尚、この例では、横方向での偏位xは、前
後一対の光センサS1,S2の一方(S1)の受光位置
としているが、車体の傾きφによる誤差が生じないよう
にするために、前後一対の光センサS1,S2夫々の受
光位置X1,X2の平均値を用いるようにしてもよい。
後一対の光センサS1,S2の一方(S1)の受光位置
としているが、車体の傾きφによる誤差が生じないよう
にするために、前後一対の光センサS1,S2夫々の受
光位置X1,X2の平均値を用いるようにしてもよい。
【0022】又、前記制御装置16を利用して、前記位
置検出手段102の検出情報に基づいて、作業車Vを作
業行程Lに沿って自動走行するように操向制御する操向
制御手段101が構成されている。つまり、前記偏位x
及び傾きφが共に零となるように、作業車Vの目標操向
角を設定しながら、前輪3のみを操向する2輪ステアリ
ング形式で各作業行程Lに沿って走行させる。
置検出手段102の検出情報に基づいて、作業車Vを作
業行程Lに沿って自動走行するように操向制御する操向
制御手段101が構成されている。つまり、前記偏位x
及び傾きφが共に零となるように、作業車Vの目標操向
角を設定しながら、前輪3のみを操向する2輪ステアリ
ング形式で各作業行程Lに沿って走行させる。
【0023】ここで、車体5が水平状態を維持している
場合には、前記式に従って求めた偏位x及び傾きφの情
報を使ってよいが、車体5が前後方向又は横幅方向に傾
斜したときには、前後一対の光センサS1,S2の姿勢
状態が変わるので、その検出値をそのまま使うと誤差が
大きくなる。そのため、位置検出手段102は、ピッチ
ングセンサ21及びローリングセンサ20の両傾斜角検
出情報に基づいて、作業車Vの作業行程Lに対する横方
向への偏位x及び傾きφ検出情報を補正するように構成
されている。
場合には、前記式に従って求めた偏位x及び傾きφの情
報を使ってよいが、車体5が前後方向又は横幅方向に傾
斜したときには、前後一対の光センサS1,S2の姿勢
状態が変わるので、その検出値をそのまま使うと誤差が
大きくなる。そのため、位置検出手段102は、ピッチ
ングセンサ21及びローリングセンサ20の両傾斜角検
出情報に基づいて、作業車Vの作業行程Lに対する横方
向への偏位x及び傾きφ検出情報を補正するように構成
されている。
【0024】具体的には、一対の光センサS1,S2の
車体前後方向及び上下方向の両間隔情報d,hと、その
設置高さ情報Hとを、ピッチングセンサ21のピッチン
グ角検出情報に基づいて車体横幅方向に沿う軸芯周りに
回転処理し、且つ、ローリングセンサ20のローリング
角検出情報に基づいて車体前後方向に沿う軸芯周りに回
転処理して、偏位x及び傾きφの検出情報に対する補正
量を求める。
車体前後方向及び上下方向の両間隔情報d,hと、その
設置高さ情報Hとを、ピッチングセンサ21のピッチン
グ角検出情報に基づいて車体横幅方向に沿う軸芯周りに
回転処理し、且つ、ローリングセンサ20のローリング
角検出情報に基づいて車体前後方向に沿う軸芯周りに回
転処理して、偏位x及び傾きφの検出情報に対する補正
量を求める。
【0025】以下、上記傾斜角補正について説明する
と、先ず、図5に示すように、ピッチング角θP が生じ
て、センサの設置高さH、車体前後方向及び上下方向の
両間隔情報d,hが、地上を基準として夫々H’,
d’,h’に変化したとすると、傾斜前後における各値
の間には、次の関係が成り立つ。ここで、θP の符号
は、前方への倒れの時をプラス、後方への倒れの時をマ
イナスにとる。
と、先ず、図5に示すように、ピッチング角θP が生じ
て、センサの設置高さH、車体前後方向及び上下方向の
両間隔情報d,hが、地上を基準として夫々H’,
d’,h’に変化したとすると、傾斜前後における各値
の間には、次の関係が成り立つ。ここで、θP の符号
は、前方への倒れの時をプラス、後方への倒れの時をマ
イナスにとる。
【0026】
【数2】
【0027】さらに、図6に示すように、ローリング角
θR が加わることによって、最終的に偏位x及び傾きφ
の検出情報に対する各補正量δx,δφが、次式のよう
に求まり、この各補正量δx,δφを偏位x及び傾きφ
の検出値に加算することによって、補正後の偏位x’及
び傾きφ’情報が求まる。
θR が加わることによって、最終的に偏位x及び傾きφ
の検出情報に対する各補正量δx,δφが、次式のよう
に求まり、この各補正量δx,δφを偏位x及び傾きφ
の検出値に加算することによって、補正後の偏位x’及
び傾きφ’情報が求まる。
【0028】
【数3】δx=(H’+h’)・sin(θR ) δφ=tan-1( h’・sin(θR )/d’) x’=x+δx、φ’=φ+δφ
【0029】次に、図7及び図8のフローチャートに基
づいて、制御装置16の動作について説明する。作業車
Vは、操向制御用光センサ17が誘導用のビーム光A1
を受光する状態で、前記偏位x及び傾きφが共に零とな
るように前輪3を操向制御しながら、圃場の一端側(図
1の左端)に設定した最初の作業行程Lを、その長手方
向に沿って行程始端部(図1の下端)から終端側に向け
て走行を開始する。走行開始した後、回向用ビーム光A
2を受光して作業行程Lの始端部に達すると苗植付け装
置6を下降させ、さらに走行して植付け開始位置に達す
るに伴って、苗植付け装置6の駆動を開始する。
づいて、制御装置16の動作について説明する。作業車
Vは、操向制御用光センサ17が誘導用のビーム光A1
を受光する状態で、前記偏位x及び傾きφが共に零とな
るように前輪3を操向制御しながら、圃場の一端側(図
1の左端)に設定した最初の作業行程Lを、その長手方
向に沿って行程始端部(図1の下端)から終端側に向け
て走行を開始する。走行開始した後、回向用ビーム光A
2を受光して作業行程Lの始端部に達すると苗植付け装
置6を下降させ、さらに走行して植付け開始位置に達す
るに伴って、苗植付け装置6の駆動を開始する。
【0030】回向用ビーム光A2を受光して作業車Vが
作業行程Lの終端部に達したことが判断されると、植付
け装置6の駆動を停止させ且つ上昇させて植付け作業を
停止する。尚、詳述はしないが、回向回数等に基づいて
作業終了と判断した場合には、次の回向動作は行わずに
走行を停止して全作業を終える。作業終了でない場合
は、所定距離走行して次の行程Lへの旋回開始点に到着
すると、2輪ステアリング形式から4輪ステアリング形
式に切り換えて、作業車Vを次の作業行程Lの始端側に
向けて180度方向転換させるように旋回動作させる。
作業行程Lの終端部に達したことが判断されると、植付
け装置6の駆動を停止させ且つ上昇させて植付け作業を
停止する。尚、詳述はしないが、回向回数等に基づいて
作業終了と判断した場合には、次の回向動作は行わずに
走行を停止して全作業を終える。作業終了でない場合
は、所定距離走行して次の行程Lへの旋回開始点に到着
すると、2輪ステアリング形式から4輪ステアリング形
式に切り換えて、作業車Vを次の作業行程Lの始端側に
向けて180度方向転換させるように旋回動作させる。
【0031】旋回終了点に達すると、操向制御用光セン
サ17が誘導用のビーム光A1を受光するかどうかを調
べ、受光していなければ、平行ステアリング形式に切り
換えて横方向に移動させて、受光状態になるようにす
る。受光状態になれば、2輪ステアリング形式に切り換
えて、作業車Vを次の作業行程Lに沿っての操向制御を
開始する。
サ17が誘導用のビーム光A1を受光するかどうかを調
べ、受光していなければ、平行ステアリング形式に切り
換えて横方向に移動させて、受光状態になるようにす
る。受光状態になれば、2輪ステアリング形式に切り換
えて、作業車Vを次の作業行程Lに沿っての操向制御を
開始する。
【0032】[別実施形態]一対の光センサを車体上方
側の所定高さに設置するのではなく、車体下方側つまり
走行路面に接近させた位置に設置してもよい。
側の所定高さに設置するのではなく、車体下方側つまり
走行路面に接近させた位置に設置してもよい。
【0033】一対の光センサを車体前後方向にのみ所定
間隔を隔てて、上下方向には間隔を隔てない状態で設置
してもよい。
間隔を隔てて、上下方向には間隔を隔てない状態で設置
してもよい。
【0034】移動車の誘導経路に対する横方向での偏位
及び傾き検出情報を傾斜補正するのに、ピッチング角検
出情報に基づく車体前後方向に沿う軸芯周りの回転処理
及びローリング角検出情報に基づく車体横幅方向に沿う
軸芯周りの回転処理によって補正量を求めるのではな
く、例えば、ピッチング角及びローリング角検出値から
求まる最大傾斜方向とその傾斜角情報とに基づいて、偏
位及び傾き検出情報を補正するようにしてもよい。
及び傾き検出情報を傾斜補正するのに、ピッチング角検
出情報に基づく車体前後方向に沿う軸芯周りの回転処理
及びローリング角検出情報に基づく車体横幅方向に沿う
軸芯周りの回転処理によって補正量を求めるのではな
く、例えば、ピッチング角及びローリング角検出値から
求まる最大傾斜方向とその傾斜角情報とに基づいて、偏
位及び傾き検出情報を補正するようにしてもよい。
【0035】ビーム光投射手段B1は、レーザー光発生
器等で構成するが、レーザー光以外のビーム光を発生す
る装置でもよい。
器等で構成するが、レーザー光以外のビーム光を発生す
る装置でもよい。
【0036】ピッチング角検出手段と、ローリング角検
出手段は、重錘式のセンサ等以外のセンサでもよい。
出手段は、重錘式のセンサ等以外のセンサでもよい。
【0037】移動車は、実施例にて説明する田植え用の
作業車Vに限らず、田植え用以外の農作業用作業車及び
農作業用以外の各種移動車等にも適用でき、その際の各
部の具体構成は、移動車の目的や条件等に合わせて適宜
変更される。又、移動車の誘導経路も移動車Vが田植え
作業等の作業をしながら走行する作業行程Lではなく、
作業しないで単に移動する移動車を誘導する経路でもよ
い。
作業車Vに限らず、田植え用以外の農作業用作業車及び
農作業用以外の各種移動車等にも適用でき、その際の各
部の具体構成は、移動車の目的や条件等に合わせて適宜
変更される。又、移動車の誘導経路も移動車Vが田植え
作業等の作業をしながら走行する作業行程Lではなく、
作業しないで単に移動する移動車を誘導する経路でもよ
い。
【0038】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にする為に符号を記すが、該記入により本発明は添
付図面の構成に限定されるものではない。
便利にする為に符号を記すが、該記入により本発明は添
付図面の構成に限定されるものではない。
【図1】誘導経路の全体及びビーム光投射位置を示す平
面図
面図
【図2】作業車及びビーム光投射手段の概略側面図
【図3】作業車側の制御構成のブロック図
【図4】操向制御用光センサの受光位置の説明図
【図5】位置検出情報の傾斜角補正を説明する概略側面
図
図
【図6】位置検出情報の傾斜角補正を説明する概略正面
図
図
【図7】作業車の制御作動のフローチャート
【図8】作業車の制御作動のフローチャート
V 移動車 B1 ビーム光投射手段 S1 光センサ S2 光センサ 102 位置検出手段 101 操向制御手段 21 ピッチング角検出手段 20 ローリング角検出手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西中 正昭 大阪府堺市石津北町64番地 株式会社農作 物生育管理システム研究所内 (72)発明者 吉川 浩司 大阪府堺市石津北町64番地 株式会社クボ タ堺製造所内 (72)発明者 増留 淳 大阪府堺市石津北町64番地 株式会社クボ タ堺製造所内 (72)発明者 黒岩 良三 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 (3)
- 【請求項1】 移動車(V)の誘導経路に沿って誘導用
ビーム光を投射するビーム光投射手段(B1)が、地上
側に設けられ、 前記移動車(V)に、車体前後方向に所定間隔を隔てて
並置され且つ車体横幅方向に所定分解能の受光位置を備
えて前記誘導用ビーム光を受光する一対の光センサ(S
1,S2)と、前記一対の光センサ(S1,S2)の少
なくとも1つの受光位置情報に基づいて前記移動車
(V)の前記誘導経路に対する横方向での偏位を求め、
且つ、前記一対の光センサ(S1,S2)の各受光位置
情報及び前記車体前後方向の間隔情報に基づいて前記移
動車(V)の前記誘導経路に対する傾きを求める位置検
出手段(102)と、その位置検出手段(102)の検
出情報に基づいて、前記移動車(V)を前記誘導経路に
沿って自動走行するように操向制御する操向制御手段
(101)とが設けられたビーム光誘導式移動車の走行
制御装置であって、 前記移動車(V)に、車体前後方向での傾斜角を検出す
るピッチング角検出手段(21)と、車体横幅方向での
傾斜角を検出するローリング角検出手段(20)とが設
けられ、 前記位置検出手段(102)は、前記ピッチング角検出
手段(21)及び前記ローリング角検出手段(20)の
両傾斜角検出情報に基づいて、前記移動車(V)の前記
誘導経路に対する横方向への偏位及び傾き検出情報を補
正するように構成されているビーム光誘導式移動車の走
行制御装置。 - 【請求項2】 前記一対の光センサ(S1,S2)が、
上下方向にも所定間隔を隔てる状態で設置され、 前記位置検出手段(102)は、前記一対の光センサ
(S1,S2)の車体前後方向及び上下方向の両間隔情
報を、前記ピッチング角検出情報に基づいて車体横幅方
向に沿う軸芯周りに回転処理し、且つ、前記ローリング
角検出情報に基づいて車体前後方向に沿う軸芯周りに回
転処理して、前記偏位及び傾き検出情報に対する補正量
を求めるように構成されている請求項1記載のビーム光
誘導式移動車の走行制御装置。 - 【請求項3】 前記一対の光センサ(S1,S2)が、
車体上方側の所定高さに設置され、 前記位置検出手段(102)は、前記車体前後方向及び
上下方向の両間隔情報に前記光センサ(S1,S2)の
設置高さ情報を加えた情報について、前記ピッチング角
検出情報に基づく回転処理及び前記ローリング角検出情
報に基づく回転処理を行って前記補正量を求めるように
構成されている請求項2記載のビーム光誘導式移動車の
走行制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7204131A JPH0950317A (ja) | 1995-08-10 | 1995-08-10 | ビーム光誘導式移動車の走行制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7204131A JPH0950317A (ja) | 1995-08-10 | 1995-08-10 | ビーム光誘導式移動車の走行制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0950317A true JPH0950317A (ja) | 1997-02-18 |
Family
ID=16485355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7204131A Pending JPH0950317A (ja) | 1995-08-10 | 1995-08-10 | ビーム光誘導式移動車の走行制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0950317A (ja) |
-
1995
- 1995-08-10 JP JP7204131A patent/JPH0950317A/ja active Pending
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