JPH1056817A - 移動車の位置検出装置及びそれを用いた誘導制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 種々の要因によって移動車と、誘導線に供給
される電流により形成される被検出磁界の相対姿勢が変
化するような場合であっても、精度よく磁界の強さを検
出することで、移動車の位置を精度よく検出することが
可能となる移動車の位置検出装置を提供する。 【解決手段】 地上側に、電流が供給される誘導線が設
置され、移動車側に、誘導線に対する移動車の位置を、
電流により形成される磁界の強さとして検出する磁界セ
ンサ１３Ｒ，１３Ｌが設けられている移動車の位置検出
装置において、磁界センサ１３Ｒ，１３Ｌは、電流によ
り形成される磁界を、互いに交差する複数の方向に沿う
磁界成分の強さとして、夫々各別に検出する複数の検出
部１７，１８を備えて構成され、且つ、各検出部１７，
１８における検出情報夫々に基づいて、誘導線に対する
移動車の位置としての、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。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地上側に、電流が
供給される誘導線が設置され、移動車側に、前記誘導線
に対する移動車の位置を、前記電流により形成される磁
界の強さとして検出する磁界検出手段が設けられている
移動車の位置検出装置及びそれを用いた移動車の誘導制
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、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、
誘導線からの離間距離に応じて定まる特性を有すること
から、この磁界の強さの検出情報に基づいて、誘導線の
長手方向に沿う平行な複数の走行経路の夫々において、
移動車を誘導走行させることができるようにしたもので
ある。

【０００３】ところで、上記移動車の位置検出装置にお
いて、従来では、誘導線がほぼ地面の表面近くに沿って
設置されるようになっており、この誘導線に供給される
電流によって形成される磁界は、誘導線の長手方向の軸
芯を中心とする同芯円状に形成されるので、誘導線から
離間した箇所であっても、磁界はほぼ上下方向に沿う方
向になることから、前記磁界検出手段は、一定方向（例
えば、上下方向）に沿う磁界の強さのみを検出するよう
に構成されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来構成においては、次のような不利な点があり、改善の
余地があった。

【０００５】例えば、位置検出対象である移動車が走行
する予定走行路の途中において、路面が傾斜しており、
移動車が水平姿勢から車体横幅方向あるいは車体前後方
向に傾斜した姿勢になっている状態で走行する場合が考
えられるが、このように移動車が傾斜した場合には、磁
界検出手段も同様に傾斜して磁界検出方向が上下方向か
ら異なる方向に傾斜してしまうことになる。その結果、
電流により形成される磁界が上下方向であっても、磁界
検出手段にて検出される磁界が、上下方向と交差する方
向の成分のみを検出することになり、検出値が電流によ
り形成される磁界の強さとは異なった値になり、精度よ
く位置検出が行えないおそれがある。

【０００６】そこで、磁界検出手段を、移動車に対して
相対的に姿勢変化自在で且つ対地姿勢が常に同一になる
ように（例えば、上下姿勢を維持するように）支持する
構成が考えられるが、このように構成した場合において
も、車体の振動や姿勢変化に伴って磁界検出手段が振動
して検出誤差が生じて精度よく位置検出が行えないおそ
れがあり、検出性能が低下する不利がある。しかも、外
部磁界の影響やあるいは強磁性体を有する車体により磁
界が屈曲することに起因して、前記電流により形成され
る磁界が同芯円状態から外れてしまうことがあり、磁界
検出手段の検出方向が上下方向に維持されるとしても、
被検出磁界そのものが傾斜して検出誤差を生じて精度よ
く位置検出が行えないおそれがある。

【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、種々の要因によって移動車と、誘
導線に供給される電流により形成される被検出磁界の相
対姿勢が変化するような場合であっても、精度よく磁界
の強さを検出することで、移動車の位置を精度よく検出
することが可能となる移動車の位置検出装置を提供する
点にある。

【０００８】本発明の別の目的は、前記移動車の位置検
出装置により移動車の位置を精度よく検出することによ
って、移動車の誘導制御を精度よく行うことが可能とな
る移動車の誘導制御装置を提供する点にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の移動車
の位置検出装置の特徴構成によれば、地上側に設置され
て、電流が供給される誘導線に対する移動車の位置を、
電流により形成される磁界の強さとして検出する磁界検
出手段が設けられ、この磁界検出手段は、電流により形
成される磁界を、互いに交差する複数の方向に沿う磁界
成分の強さとして、夫々各別に検出する複数の検出部を
備えて構成され、且つ、前記各検出部における検出情報
夫々に基づいて、誘導線に対する移動車の位置として
の、前記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。つまり、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、誘導線との間の離間距
離に応じて定まる特性を有することから、磁界検出情報
に基づいて予め定まる誘導線の位置に対する移動車の相
対位置を検出することができるのである。

【００１０】そして、前記電流により形成される磁界
が、互いに交差する複数の方向に沿う磁界成分の強さと
して夫々各別に検出され、各検出情報夫々に基づいて磁
界の強さ、即ち、移動車の位置が検出されることにな
る。

【００１１】従って、誘導線に供給される電流により形
成される磁界がどのように傾斜していても、互いに交差
する複数の方向に沿う磁界成分の強さとして検出するこ
とから、電流により形成される磁界の強さ、即ち、移動
車の位置情報を正確に検出することが可能となる移動車
の位置検出装置を提供できるに至った。

【００１２】請求項２に記載の移動車の位置検出装置の
特徴構成によれば、前記磁界検出手段は、上下方向に沿
う磁界の強さを検出する上下方向検出部と、上下方向と
ほぼ直交する方向であって且つ移動車の車体横幅方向に
沿う方向の磁界の強さを検出する横幅方向検出部とを備
えて構成されている。

【００１３】長尺状の誘導線は一般に地面に沿って設置
されることになるが、この誘導線により形成される磁界
は誘導線の長手方向に沿う軸芯を中心とする略円形状で
あるから、地面に設置される移動車の位置する箇所で
は、ほぼ上下状態あるいはそれに近いものになると考え
られる。そこで、磁界の上下方向成分と、これにほぼ直
交する方向の成分とを検出することで、３個以上の検出
部を設ける場合に比べて、比較的簡単な構成によって精
度よく磁界の強さを検出することができるのである。

【００１４】請求項３に記載の移動車の位置検出装置の
特徴構成によれば、前記誘導線は、それに通流される電
流が地中を経由して循環通流するように構成されてい
る。

【００１５】従って、導体である地中を利用することに
より、電流の戻り経路として地面上に沿わせて長い迂回
路を形成する必要がないので誘導用の設備が大型化する
ことがなく、簡素な構成で済ませることができるもので
ありながら、このように構成する結果、誘導線の近くの
地中を電流が流れることに起因して、地中の電流により
形成される磁界によって、誘導線により形成される磁界
が影響を受けて通常の同芯円状態と異なる状態となるお
それがあるが、このような場合であっても、精度よく磁
界の強さを検出できるものとなる。

【００１６】請求項４に記載の移動車の誘導制御装置の
特徴構成によれば、請求項１、２又は３記載の移動車の
位置検出装置を用いて構成され、誘導線の長手方向に沿
うと共に互いに平行な複数の走行経路の夫々において、
磁界検出手段による検出情報に基づいて、各走行経路に
沿って誘導走行させるべく操向操作手段を制御する制御
手段が、移動車に備えられる。

【００１７】つまり、磁界検出手段によって移動車の誘
導線に対する位置（離間距離）を精度よく検出できるこ
とから、その検出情報に基づいて、誘導線の長手方向に
沿うと共に互いに平行な複数の走行経路の夫々におい
て、誘導線との離間距離を一定に維持するように誘導す
ることにより、移動車を精度よく誘導走行させることが
可能となる移動車の誘導制御装置を提供できるに至っ
た。

【００１８】請求項５に記載の移動車の誘導制御装置の
特徴構成によれば、移動車が複数の走行経路のうちの１
つに沿って走行するときに、その走行中の走行経路に沿
う前記誘導制御を実行するために磁界の強さを検出する
現走行経路用の磁界検出手段と、隣接する次の走行経路
に沿って移動車を走行させた際に現走行経路用の磁界検
出手段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手段とを備えて構成されてい
る。

【００１９】従って、次走行経路用の磁界検出手段の検
出値を目標値として誘導制御を実行することにより、前
回走行経路に対する位置ずれの少ない状態で誘導制御が
行えると共に、各磁界検出手段による磁界の強さの検出
を精度よく行うことができ、位置ずれ誤差を極力少ない
ものにできて精度の高い誘導制御を行うことが可能とな
る。

【００２０】請求項６に記載の移動車の誘導制御装置の
特徴構成によれば、ある走行経路を走行するとき、経路
端部検出部により走行経路の端部であることを検出した
ときから、前記次走行経路用の磁界検出部における検出
情報が、前記移動車の走行距離を検出する距離検出手段
の検出情報と対応付けて逐次、記憶手段に記憶される。
そして、次走行経路を走行する際に、前記制御手段は、
前記記憶手段にて記憶される記憶情報を前記目標値とし
て操向制御を実行することになる。

【００２１】従って、次走行経路における磁界の強さを
記憶しておくことで、常に実際の走行路面の状況に応じ
て適切な目標値が設定できると共に、複数の走行経路の
夫々における前記目標値を全て予め記憶保持させておく
必要がなく、記憶手段の容量を小さいもので済ませるこ
とができる。

【００２２】請求項７に記載の移動車の誘導制御装置の
特徴構成によれば、前記移動車が、対地作業装置を備え
ると共に、圃場内における各走行経路に沿って誘導走行
されるものであるから、対地作業装置により対地作業を
実行するときには、圃場の路面状況に応じて移動車が傾
斜するおそれが大きいものとなるが、このような場合で
あっても、磁界検出情報に基づいて移動車の位置を精度
よく検出することができて、誘導走行を精度よく行える
ものとなる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る移動車の位置
検出装置並びに移動車の誘導制御装置について説明す
る。

【００２４】移動車の誘導制御装置は、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。

【００２５】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の誘導線２が畦の長手方
向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には、各
電流供給源３により周波数ｆｂ（Ｈｚ）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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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、動力伝達を入
切自在な前後進切換機構７を備えた変速装置を介して各
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。

【００２９】前記作業車Ｖには、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制御手段としてのマイク
ロコンピュータ利用の制御装置１２等が備えられてい
る。

【００３０】又、走行車体５の前部には、前記各誘導線
に対する作業車の位置（離間距離）情報として、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個の磁界センサが車体横幅方向に沿って
並設される状態で設けられ、このうち、左右両側に位置
する側部磁界センサ１３Ｒ，１３Ｌは、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，２
ｃからの位置情報（離間距離情報）を、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とし
て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、圃場１の短尺方向に沿う両側の畦に
沿って設置される各誘導線２ｂ，２ｄからの位置情報
を、周波数ｆｂ及び周波数ｆｄの交流電流により形成さ
れる磁界の強さとして検出するように構成されている。

【００３１】そして、前記制御装置１２は、磁界検出手
段ＧＫとしての各側部磁界センサ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、経路端部検出部としての中央磁
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、各側部磁界センサ１
３Ｒ，１３Ｌと前記誘導線２ａ，２ｃとにより作業車の
位置検出装置が構成されることになる。

【００３２】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等を制御するように構成され
ている。

【００３３】前記中央磁界センサ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１６ａと、
この検出コイル１６ａの出力を所定のレベルまで増幅す
る増幅器１６ｂと、検出コイル１６ａの出力のうち前記
各誘導線２ｂ，２ｄに流れる電流の周波数ｆｂ，ｆｄ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、その出力を直流信号に変
換する直流変換回路ＤＣ等を備えて構成されている。

【００３４】前記側部磁界センサ１３Ｒ，１３Ｌは、夫
々、誘導線２ａ，２ｃに流れる交流電流により形成され
る交番磁界の車体上下方向に沿う磁界成分を検出する上
下方向検出コイル１７（上下方向検出部の一例）、車体
横幅方向に沿う磁界成分を検出する横幅方向検出コイル
１８（横幅方向検出部の一例）、これらの各検出コイル
の出力を所定のレベルまで増幅する増幅器１９，２０、
各検出コイル１７，１８の出力のうち前記各誘導線２
ａ，２ｃに流れる電流の周波数ｆａ，ｆｃ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、その出力を直流信号に変換する直流
変換回路ＤＣ、及び、前記各周波数ｆａ，ｆｃに対応す
る上下方向成分と横幅方向成分とに基づいて、夫々の磁
界の強さを演算する演算部２１，２２等を備えて構成さ
れている。前記各演算部２１，２２は、図１２に示すよ
うに、車体上下方向成分ｐと横幅方向成分ｑとに基づい
て三角形の定理に基づいて演算して、合成磁界ｒの強さ
を求めるように構成されている。

【００３５】このように構成することで、例えば、図１
２（イ）に示すように、作業車Ｖが走行途中で片側車輪
が凹部に入り込んで車体が水平姿勢よりの角度θだけ斜
め姿勢に傾斜したような場合であっても、誘導線に供給
される電流により形成される磁界を、互いに直交する２
方向の成分にて検出して、図１２（ロ）に示すように、
それを演算にて合成磁界を求めることにより正確な磁界
の強さ、つまり、誘導線からの離間距離を精度よく検出
することができるものとなる。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】又、各誘導線２には、図８に示すように、
他の誘導線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、当該誘導線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２３が設けられてい
る。このバンドパスフィルター２３は、コイル２３ａと
コンデンサ２３ｂ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。

【００４０】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２４，２５，２６，２７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。

【００４１】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
Ｍに逐次記憶されるように構成されている。

【００４２】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Ｍ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。

【００４３】又、制御装置１２は、メモリＭ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Ｇ
Ｋ₁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Ｍ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ＡＳ₄,Ａ
Ｓ₅ 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。

【００４４】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、現走行経路用の磁界検出部ＧＫ
₁ 及び次走行経路用の磁界検出部ＧＫ₂ にて検出される
磁界の強さの検出情報に基づいて、次走行経路を走行す
る際において、前記操作量が適正範囲になるように、前
記制御定数を補正するように構成されている。

【００４５】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Ｍに逐次
書き込み記憶させておく。又、この初回走行経路を走行
するに伴って、走行経路の中央付近における左右側部磁
界センサ１３Ｒ，１３Ｌの夫々の検出値の複数のサンプ
リングデータの差分値の平均値を求め、この平均値と、
予め実験等に基づいて設定された定数とに基づいて当該
走行経路における操向制御用の制御定数を基準制御定数
として求めておく。

【００４６】そして、作業車を次の走行経路ｋの始端部
に移動させた後に、自動誘導制御が開始されるが、図１
０に示すように、それに先立って、先ず、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、その走行経路において適用される前
記制御定数を設定する（ステップ２）。この制御定数の
設定について説明を加えると、現在の走行経路の始端部
における左右側部磁界センサの夫々の検出値の差分値Ｚ
₁ を求め、この差分値Ｚ₁ と、前記初回走行経路におけ
る差分値Ｚｎ並びに前記基準制御定数Ｇ₁ に基づいて、
下記〔数１〕に基づいてこの走行経路における制御定数
Ｇｎを算出する。

【００４７】

【数１】Ｇｎ＝（Ｚ₁ ／Ｚｎ）・Ｇ₁

【００４８】このような制御定数の設定は各走行経路毎
に実行されることになる。

【００４９】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Ｍ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３）。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Ｍに逐次書き込み記憶させる（ステッ
プ４）。

【００５０】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５，６）、
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７）、前記メモリＭ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ＡＳ
₄,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８，９）。前記最大値Ｘｍ
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１０，１１）。尚、このように出力ゲインが変更さ
れた場合には、前記制御定数も変更量に対応して適宜修
正されることになる（ステップ１２，１３）。

【００５１】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。

【００５２】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１４）。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。

【００５３】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１５）。図１３（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（ステップ１６）。更に、図
１３（ロ）に示すように、現走行経路ｋ用の磁界検出部
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Ｍ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。

【００５４】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９，１１にてゲインが変更
されていれば、メモリＭ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、ステップ２〜１５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７）。

【００５５】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。

【００５６】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。

【００５７】〔別実施形態〕 （１）上記実施形態では、磁界検出手段として、車体上
下方向の磁界成分と車体横幅方向の磁界成分とに基づい
て、磁界の強さを検出する構成としたが、このような構
成に限らず、これらの加えて、車体前後の磁界成分も加
えて、合成磁界を求めるようにしてもよく、このように
すると更に、検出精度を向上させることができる。又、
磁界成分の検出方向としては、上述したようなものに限
らず、互いに交差する複数の方向であればどのような方
向であってもよい。

【００５８】（２）上記実施形態では、左右の側部磁界
センサのみが、複数の磁界成分を各別に検出する構成と
したが、中央の磁界センサもこのように構成してもよ
い。

【００５９】（３）上記実施形態では、磁界検出手段と
して車体横幅方向の設定間隔を隔てて２つの設けられる
構成としたが、磁界検出手段は１つだけ設けられる構成
であってもよく、あるいは、３個以上設けられる構成で
あってもよい。又、磁界検出手段は移動車の前部だけで
なく後部にも設けられる構成として、車体前後の夫々に
おける位置を各別に検出する構成としてもよい。

【００６０】（４）上記実施形態では、経路端部検出部
としての中央磁界センサにて走行経路に端部位置を検出
して、その検出情報に基づいて旋回制御や誘導走行制御
を実行させる構成としたが、このような中央磁界センサ
に代えて、例えば、経路端部にて横方向にレーザー光を
照射させて、このレーザー光を検出するセンサにて経路
端部を検出するようにしてもよく、又、無線操縦にて手
動にて経路端部に至ったことを移動車側に指令する構成
等、各種の構成にて実施してもよい。

【００６１】（５）上記実施形態では、移動車が走行経
路の端部に達したことが検出されるに伴って、制御定数
の補正を行う構成としたが、車体の旋回制御が実行され
た後に行う構成としてもよい。

【００６２】（６）上記実施形態では、現走行経路用の
磁界検出部ＧＫ₁ の出力ゲインを自動調整する構成とし
たが、このような自動調整を行わない構成としてもよ
い。

【００６３】（７）上記実施形態では、移動車として４
輪構成のうち前輪のみが操向揺動自在に設けられる構成
としたが、４輪全てが操向揺動自在に設けられる構成と
して、前後車輪が互いに同じ方向に揺動して車体を斜め
方向に平行移動させる形態や、互いに異なる方向に揺動
して小旋回半径にて旋回させることができる形態等にて
走行可能な構成であってもよく、又、左右のクローラ走
行装置を備えて、それらの相対回転差により操向操作さ
せる構成であってもよい。

【００６４】（８）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。

【００６５】（９）上記実施形態では、移動車として対
地作業装置として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。

【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】磁界検出状態を示す図

【図１３】旋回制御状態を示す平面図

【符号の説明】

２ 誘導線 ６ 対地作業装置 ９ 操向操作手段 １０ 距離検出手段 １２ 制御手段 １４ 経路端部検出部 １７，１８ 検出部 ２７ 記憶手段 ＧＫ 磁界検出手段 ＧＫ₁ 現走行経路用の磁界検出部 ＧＫ₂ 次走行経路用の磁界検出部 Ｖ 移動車

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横山 幸生 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 (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地上側に、電流が供給される誘導線が設
   置され、 移動車側に、 前記誘導線に対する移動車の位置を、前記電流により形
   成される磁界の強さとして検出する磁界検出手段が設け
   られている移動車の位置検出装置であって、 前記磁界検出手段は、 前記電流により形成される磁界を、互いに交差する複数
   の方向に沿う磁界成分の強さとして、夫々各別に検出す
   る複数の検出部を備えて構成され、 且つ、前記各検出部における検出情報夫々に基づいて、
   前記誘導線に対する移動車の位置としての、前記電流に
   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
   いる移動車の位置検出装置。
2. 【請求項２】 前記磁界検出手段は、 上下方向に沿う磁界の強さを検出する上下方向検出部
   と、 前記上下方向とほぼ直交する方向であって且つ前記移動
   車の車体横幅方向に沿う方向の磁界の強さを検出する横
   幅方向検出部とを備えて構成されている請求項１記載の
   移動車の位置検出装置。
3. 【請求項３】 前記誘導線は、それに通流される電流が
   地中を経由して循環通流するように構成されている請求
   項１又は２記載の移動車の位置検出装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１項に記載の移
   動車の位置検出装置を用いた移動車の誘導制御装置であ
   って、 前記移動車に、 前記誘導線の長手方向に沿うと共に互いに平行な複数の
   走行経路の夫々において、前記磁界検出手段による検出
   情報に基づいて、移動車を前記各走行経路に沿って誘導
   走行させるべく操向操作手段を制御する制御手段とが備
   えられている移動車の誘導制御装置。
5. 【請求項５】 前記磁界検出手段が、 隣り合う走行経路の間隔に対応させて間隔を隔てて複数
   設置される状態で、前記移動車に設けられ、 前記移動車が前記複数の走行経路のうちの１つに沿って
   走行するときに、 その走行中の走行経路に沿う前記誘導制御を実行するた
   めに磁界の強さを検出する現走行経路用の磁界検出手段
   と、 隣接する次の走行経路に沿って前記移動車を走行させた
   際に前記現走行経路用の磁界検出手段にて検出されるこ
   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
   手段とを備えて構成されている請求項４記載の移動車の
   誘導制御装置。
6. 【請求項６】 前記移動車の走行距離を検出する距離検
   出手段と、 前記走行経路の端部であることを検出する経路端部検出
   部と、 この経路端部検出部により走行経路の端部であることを
   検出したときから、前記次走行経路用の磁界検出手段に
   おける検出情報を、前記距離検出手段の検出情報と対応
   付けて逐次記憶する記憶手段とが設けられ、 前記制御手段は、前記記憶手段にて記憶される記憶情報
   を制御目標として、前記距離検出手段の検出情報及び前
   記現走行経路用の磁界検出手段の検出情報に基づいて、
   前記操向操作手段を制御するように構成されている請求
   項４又は５記載の移動車の誘導制御装置。
7. 【請求項７】 前記移動車が、対地作業装置を備えると
   共に、圃場内における各走行経路に沿って誘導走行され
   るものである請求項４〜６のいずれか１項に記載の移動
   車の誘導制御装置。