JPH1185271A - 移動車の誘導制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 誘導線と移動車走行面との相対的な位置関係
に対応するように目標値を補正して誘導制御の精度を向
上させる。 【解決手段】 地上側に、電流が供給されて磁界を形成
する誘導線２が設置されて、移動車Ｖ側に、誘導線２と
の離間距離を磁界の強さとして検出する磁界検出手段が
備えられ、誘導線２からの離間距離が異なる複数の予定
走行経路ｋの夫々において、各経路に沿って走行すべ
く、磁界検出手段の検出値が目標値になるように、操向
制御するようにした移動車の誘導制御装置において、移
動車が複数の予定走行経路のうちの１つに沿って走行す
るときに、走行距離に対応する磁界検出手段の検出情報
に基づいて、誘導線と予定走行経路に対応する車体走行
面との相対位置関係を求め、それに基づいて、記憶手段
に予め記憶されている目標値を補正するようにしてい
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
供給されて磁界を形成する誘導線が設置され、移動車側
に、車体の向きを変更操作する操向操作手段と、この操
向操作手段を制御する操向制御手段と、前記誘導線との
離間距離を磁界の強さとして検出する磁界検出手段と、
移動車の走行距離を検出する距離検出手段とが備えら
れ、前記操向制御手段は、前記誘導線からの離間距離が
異なる複数の予定走行経路の夫々において、各予定走行
経路に沿って走行すべく、前記磁界検出手段の検出値が
目標値になるように、前記操向操作手段を制御する誘導
制御を実行す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】上記移動車の誘導制御装置において、従
来では、誘導制御を実行する場合の目標値は予め設定さ
れた値がそのまま用いられる構成となっていた。尚、前
記目標値としては、各予定走行経路毎に誘導線からの離
間距離に対応する理論値が用いられる構成や、例えば、
本出願人による特願平８‐１７４０２号に示されるよう
に、次回走行経路の磁界の強さを逐次検出しながらその
検出値に基づいて次回走行経路での誘導制御を行うよう
な構成において、旋回走行での経路進入時の屈曲走行に
起因する経路終端部での検出値の誤差を修正するため
に、反対側の経路終端部での検出値情報に基づいて補正
を加えて目標値として利用する構成等があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記構成の
誘導制御装置において、地上側に設置される誘導線と、
予定走行経路に対応する移動車の走行面とは、常に同一
平面上に精度よく位置しているとは限らず、誘導線の設
置状態に対して走行面が傾斜姿勢になっていることがあ
る。例えば、誘導線に対して、経路始端側が相対的に下
方側に位置し、終端側では相対的に上方側に位置する
等、傾斜姿勢になっているような場合がある。しかし、
各予定走行経路は移動車走行面を基準として設定される
のに対して、上述したような目標値に基づく誘導制御に
おいては、誘導線と磁界検出手段との間の三次元的な離
間距離が目標値になるように制御されることになるが、
上述したような誘導線と移動車走行面との相対的な位置
変化（上下方向の相対的な傾斜等）に起因して、目標値
に基づく誘導制御が実行されているにもかかわらず、移
動車の実際の走行経路と予定走行経路との間に誤差が生
じて、適正な誘導制御が行えないものとなるおそれがあ
る（例えば、図１の磁界データ参照）。

【０００４】そこで、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、磁界検出手段の検出情報
を利用して、誘導線と移動車走行面との相対的な位置関
係に対応するように目標値を補正して誘導制御の精度を
向上させ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。

【０００５】

【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、複数の予定走行経路のうちの１つに沿って
走行するに際して、前記目標値が予め設定されて記憶手
段に記憶されており、移動車が前記複数の予定走行経路
のうちの１つに沿って走行するときに、目標値補正手段
が、経路始端位置からの移動車の走行距離に対応する磁
界検出手段の検出情報に基づいて、誘導線と予定走行経
路に対応する車体走行面との相対位置関係を求め、その
相対位置関係に基づいて、前記目標値を補正するのであ
る。そして、操向制御手段は、磁界検出手段の検出値が
目標値補正手段にて補正された目標値になるように、誘
導制御を実行することになる。

【０００６】磁界検出手段は、誘導線からの三次元的な
離間距離を磁界の強さとして検出するものであるから、
例えば、その磁界の強さを上下方向成分と水平方向成分
等の複数の磁界成分に分割して、各別に検出する構成と
した場合には、それらの合成磁界が目標値になるように
誘導制御を行うことになり、走行距離に対応するそれら
の磁界成分（上下方向と水平方向）の比率の変化によ
り、上記相対位置関係を求めることができる。あるい
は、水平方向に間隔を隔てて複数の磁界検出部を備えさ
せて、走行距離の変化に対するそれらの各磁界検出部の
検出値の変化により上記相対位置関係を求めることもで
きる。

【０００７】従って、上記相対位置関係に基づいて、実
際の誘導線と走行面との状況に応じて目標値を適正な値
に補正することができ、誘導制御を誤差の少ない適正な
状態で行うことが可能となる。

【０００８】請求項２に記載の特徴構成によれば、移動
車が、誘導線の長手方向に沿うとともに互いに平行な複
数の走行経路のうちの１つに沿って走行するときに、次
走行経路用の磁界検出部によって、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
用の磁界検出部にて検出されることになる次走行経路用
の磁界の強さが検出され、その検出値が、距離検出手段
により検出される走行距離情報に対応付けて目標値とし
て記憶手段に逐次記憶させることになる。そして、隣接
する次の走行経路に沿って前記移動車を走行させるとき
は、基本的には、記憶手段に記憶されている前回の実測
値である目標値と、現走行経路用の磁界検出部により検
出される磁界の強さとに基づいて誘導制御が実行され、
移動車が経路終端部に達すると、隣接する次の走行経路
の始端部に向けて旋回走行させるべく操向操作手段が制
御されることになる。つまり、経路終端部から車体を旋
回走行して次の経路に進入するように操向制御が行われ
るのである。

【０００９】尚、隣接する次の走行経路に沿う誘導走行
においては、走行開始側の経路端部位置から設定距離走
行するまでは、前記記憶手段に記憶されている記憶情報
のうち反対側の経路端部に対応する記憶情報と、前記現
走行経路用の磁界検出部の検出情報とに基づいて移動車
を誘導走行させるようにしている。このようにするの
は、経路始端部においては上述したように旋回走行しな
がら進入するので、適正な走行経路に沿う走行姿勢にな
るまでに経路始端位置を越えて旋回走行を継続すること
があり、このような状態で前記次経路用の磁界検出手段
にて検出された目標値は適正な値とは異なるものとな
る。そこで、このような目標値に対応する箇所では、例
えば、初回の走行経路での終端部付近での検出情報を用
いて（誘導線から離間する毎に各走行経路毎に適宜、比
例計算等による修正を加えながら）、適正な誘導制御を
行えるようにしているのである。

【００１０】そして、目標値補正手段は、走行開始側の
経路端部位置から設定距離走行する間において、誘導制
御の目標値となる、記憶手段に記憶されている記憶情報
のうち反対側の経路端部に対応する記憶情報を、上述し
たような相対位置関係に基づいて補正するようにして、
誘導線と移動車走行面との相対位置関係による誤差を補
正して、経路終端部側での目標値を適正なものにして、
精度の高い誘導制御を行えることになる。

【００１１】請求項３に記載の特徴構成によれば、目標
値補正手段は、移動車が複数の予定走行経路のうちの、
誘導線に最も近い予定走行経路に沿って走行するときに
おける磁界検出手段の検出情報に基づいて、誘導線と各
予定走行経路における移動車走行面との相対位置関係を
求めるように構成されている。

【００１２】電流により形成される磁界の強さは、誘導
線からの離間距離の二乗に反比例するので、近い箇所ほ
ど離間距離の変化に対する磁界の強さの変化が大きい。
その結果、上記したような誘導線と移動車走行面との相
対位置関係の変化に対する磁界検出手段の検出結果の変
化は、誘導線に最も近い箇所で最も顕著に現れるから、
この誘導線に最も近い予定走行経路に沿って走行すると
きにおける磁界検出手段の検出情報に基づいて、前記相
対位置関係を極力精度よく求めることができるのであ
る。

【００１３】

【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。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。

【００１４】圃場１の外周部における各辺（畦）には夫
々誘導線２が設置され、各誘導線２には夫々各別に電流
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、圃場１の外周部に沿って周回状態で設置さ
れる誘導線２ｂには、各電流供給源３により周波数ｆｂ
（Ｈｚ）の交流電流が供給される。尚、周波数は、数百
Ｈｚ〜数十ＫＨｚ程度に設定されている。

【００１５】前記各誘導線２ａ，２ｃは、その往路部分
２_OLと、前記電流供給源３から供給される電流が通流す
る閉ループを形成する為の復路部分２_FLとが、平面視で
適宜間隔をあけて位置する状態で、地上側に設置されて
いる。具体的には、図３に示すように、圃場における畦
ＡＺの幅方向一側部に沿って前記往路部分２_OLが位置
し、畦ＡＺの幅方向他側部に沿って前記復路部分２_FLが
位置する状態で地上側の地表面に載置される状態で、且
つ、復路部分２_FLが、前記往路部分２_OLに対して平行又
はほぼ平行になるように設置されている。つまり、畦Ａ
Ｚと圃場面との境界部分を有効利用してループ状に設置
されることになる。

【００１６】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２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２から
の離間距離の２乗に反比例する。そして、前記往路部分
２_OLに流れる電流と復路部分２_FLに流れる電流とは互い
に逆向きになり、形成される磁界は反対方向に互いに打
ち消し合うように作用するが、平面視で互いに適宜間隔
をあけて設置されることから、誘導線２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。図４に本出願人により実測データを示してい
る。

【００１７】前記作業車Ｖは、図１１に示すように、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農作業車と
して構成されている。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、左右の前輪が電動モータ９により操向操作可能に設
けられている。

【００１８】前記作業車Ｖには、車輪への伝動機構中に
おける駆動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、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１２等が備えられている。

【００１９】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４個の磁界センサが車体横幅方向の両側に
位置する状態で設けられ、このうち、左右両側のうちの
一方の誘導用磁界センサ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２
ａ，２ｃからの位置情報（離間距離情報）を、周波数ｆ
ａ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、左右両側の他方の端
部用磁界センサ１４Ｒ，１４Ｌは、圃場１の外周部に周
回状態で設置される誘導線２ｂからの位置情報を、周波
数ｆｂ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。

【００２０】そして、前記制御装置１２は、磁界検出手
段ＧＫとしての各誘導用磁界センサ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、端部用磁界センサ１４Ｒ，１
４Ｌ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を旋回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。そして、各走行経路ｋでの誘導走行が
終了した後は、圃場の畦に近接する内側部分を周回走行
して、各走行経路の終端側における旋回走行により荒ら
された箇所を耕耘作業する周回走行制御を実行するよう
になっている。

【００２１】つまり、図５に示すように、各誘導用磁界
センサ１３Ｒ，１３Ｌ、端部用磁界センサ１４Ｒ，１４
Ｌ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１０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。

【００２２】前記端部用磁界センサ１４Ｒ，１４Ｌは、
夫々同一構成であり、図６に示すように、誘導線２ｂ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Ｄ
Ｃ等を備えて構成されている。

【００２３】前記誘導用磁界センサ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、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、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１９，２
０、各検出コイル１７，１８の出力のうち前記各誘導線
２ａ，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。

【００２４】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。

【００２５】このように、各誘導用磁界センサ１３Ｒ，
１３Ｌ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７に示すように、前記各磁界センサ１３Ｒ，
１３Ｌ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アナログスイッチＡＳ_1,ＡＳ₂
に選択信号を与えるように構成されている。

【００２６】制御装置１２は、各走行経路ｋにおける誘
導走行の際には、端部用磁界センサ１４Ｒ，１４Ｌ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の検出レベルから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。

【００２７】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。

【００２８】信号処理部１５には、磁界検出手段ＧＫに
より検出され、前記制御装置１２に入力される前記磁界
の強さの出力信号が、制御装置１２の制御動作に対する
適正レベルになるように、磁界検出手段ＧＫの出力ゲイ
ンを調整するゲイン調整手段ＴＵが設けられている。具
体的に説明すると、前記各誘導用磁界センサ１３Ｒ，１
３Ｌの検出情報に対応する各アナログスイッチＡＳ₁,Ａ
Ｓ₂ の出力を増幅するための増幅ゲインは、制御装置１
２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ＡＳ₃,ＡＳ₄ に対して、制御装置１
２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。

【００２９】前記各誘導用磁界センサ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誘導用磁界センサが、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ＧＫ₁ として機能し、他方の誘導用磁界センサ
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ＧＫ₂ として機能するように構成されている。
つまり、他方の誘導用磁界センサは、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。

【００３０】又、端部用磁界センサ１４Ｒ，１４Ｌも同
様に、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端部用磁界センサが、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における端部位置検出を
実行するために磁界の強さを検出する現経路用の端部検
出部として機能し、他方の端部用磁界センサが、隣接す
る次の走行経路ｋにおいて現経路用の端部検出部にて検
出されることになる磁界の強さを予め検出する次経路用
の端部検出部として機能するように構成されている。

【００３１】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 として機能する誘導用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。

【００３２】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ＡＳ₃,ＡＳ₄ 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ＡＳ₃,Ａ
Ｓ₄ 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。

【００３３】又、制御装置１２は、現走行経路用の磁界
検出部ＧＫ₁ として機能する誘導用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９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Ｇ
Ｋ₁ 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、操作量が適正範囲になるように、制御
定数を補正するように構成されている。

【００３４】更に、制御装置１２は、各走行経路での誘
導走行において、現経路用の端部検出部として機能する
端部用磁界センサの検出値が予め設定された設定値にな
ると、走行経路の端部に位置しているものと判断するよ
うに構成され、又、誘導走行に伴って、次経路側の端部
用磁界センサの検出値を、走行距離センサ１０の検出値
と対応付けて記憶するようになっている。

【００３５】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、次走行経路側の誘導用磁界センサ（図１の場合には
右側のセンサ１３Ｒ）の検出情報と、次走行経路側の端
部用磁界センサ（図１の場合は右側のセンサ１４Ｒ）の
検出情報の夫々を、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てお
く。尚、手動操縦による走行においては、ロータリー耕
耘装置６の後端部が圃場の一端部に位置する状態で走行
を開始し、機体の前端部が圃場の他端部に達すると、走
行を停止させるようにして煩わしさなく初回走行を行う
ようにしている。又、この初回走行経路を走行するに伴
って設定時間毎にサンプリングされた複数のデータのう
ち、走行経路の中央付近における左右誘導用磁界センサ
１３Ｒ，１３Ｌの夫々の検出値の複数（ｎ個）のサンプ
リングデータα₁ …α_n ，β₁ ……β_n 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γ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Ｇ₁ として求めておく。具
体的には下記〔数１〕に基づいて演算する。

【００３６】

【数１】

【００３７】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、誘導走行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 として機能する誘導用磁界センサ及
び現経路用の端部検出部として機能する端部用磁界セン
サ（図１の場合には左側）を初期設定する（ステップ
１）。尚、このとき、その走行経路において適用される
前記制御定数も併せて設定する。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
る左右誘導用磁界センサ１３Ｒ，１３Ｌの夫々の検出値
の差分値Ｚｎを求め、この差分値Ｚｎと、前記初回走行
経路における差分値Ｚ₁ 並びに前記基準制御定数Ｇ₁ に
基づいて、下記〔数２〕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。尚、前記各差分値Ｚｎ，Ｚ
₁ は夫々、各走行経路において設定サンプリング時間毎
にサンプリングされた複数の検出値の平均値として算出
するようにしている。

【００３８】

【数２】Ｇｎ＝（Ｚ₁ ／Ｚｎ）・Ｇ₁

【００３９】このような制御定数の設定は各走行経路毎
に、その経路の始端部において実行されることになる。

【００４０】又、誘導走行制御を開始するに際して、作
業車Ｖの前後長さや旋回走行した後に走行経路上に所定
姿勢で進入するまでの所要距離等を考慮して、車体の旋
回位置及びロータリー耕耘装置６の昇降操作位置（走行
経路に沿う方向の適宜位置）を、制御開始位置からの距
離情報として予め設定しておく。

【００４１】そして、図１３にも示すように、作業用の
走行速度で作業車Ｖを走行させながら、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
として機能する誘導用磁界センサ１３Ｌの検出値と前記
目標値とに基づいて誘導走行制御を実行する（ステップ
３）。つまり、検出値と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。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誘導用磁界センサの検出情
報と、次走行経路側の端部用磁界センサの検出情報の夫
々を、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
３）。

【００４２】現経路用の端部検出部としての端部用磁界
センサの検出値が、図１４に示すように、ロータリー耕
耘装置６の後端側が前記昇降位置に対応する記憶値に合
致したことが検出されると、ロータリー耕耘装置６を昇
降操作させる（ステップ４，５）。つまり、経路始端側
であれば耕耘作業を開始して誘導走行制御を継続し、経
路終端側であれば耕耘作業を停止し、更に走行して予め
設定された旋回位置に対応する記憶値に合致すると、作
業車Ｖが走行経路の端部に位置しているものと判断する
（ステップ６）。

【００４３】走行経路ｋの端部に達すると、走行経路数
ｎをカウントアップし（ステップ７）、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８）、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ＡＳ₃,ＡＳ₄ 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９，１０）。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ＡＳ₃,ＡＳ₄ 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１１，
１２）。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１３，１４）。

【００４４】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。

【００４５】次に、現走行経路用の磁界検出部ＧＫ₁ と
して機能する誘導用磁界センサを、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。

【００４６】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）。この旋回制御では、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、端部用磁
界センサ１４Ｒ，１４Ｌの検出情報に基づいて次の走行
経路ｋの始端部に達したことが検出されると旋回制御を
停止する（ステップ１６）。

【００４７】尚、次の走行経路の経路始端側箇所では、
図１４に示すように、現走行経路用の磁界検出部として
機能する誘導用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く誘導走行制御が行
われ、次走行経路に沿う状態になるように車体を旋回さ
せて幅寄せしながら前進させる。そして、現経路用の端
部検出部として機能する端部用磁界センサの検出値が、
ロータリー耕耘装置６の後端側が前記昇降操作位置に対
応する記憶値に合致したことが検出されると、ロータリ
ー耕耘装置６を下降操作させて耕耘作業を開始する。

【００４８】このようにして誘導走行が開始され、現走
行経路用の磁界検出部ＧＫ₁ の検出値と目標値（記憶情
報）との偏差が設定範囲内に収まってから設定時間経過
して、安定したときに、上述したような制御定数の設定
を実行する。つまり、現在の走行経路における左右誘導
用磁界センサ１３Ｒ，１３Ｌの夫々の検出値の差分値Ｚ
ｎと、前記初回走行経路における差分値Ｚ₁ 並びに前記
基準制御定数Ｇ₁ に基づいて、上記〔数２〕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。尚、現
走行経路における前記差分値Ｚｎは、始端側での検出情
報に基づいて算出されることになる。

【００４９】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。

【００５０】尚、第２行程以後の走行経路においては、
上述したように、経路進入時に屈曲した経路になること
から、経路始端部において次経路用の磁界検出部により
検出されてメモリＭに記憶される情報は、屈曲経路に対
応した情報となる。従って、次走行経路にてこの記憶情
報に基づいて誘導制御が実行されると、作業車が同様に
屈曲してしまうので、このような領域（車体が前記昇降
操作位置に対応する位置まで設定距離走行するまでの間
の領域）においては、第２行程の経路における記憶情報
のうちの終端側の記憶情報（図１４のｄａ参照）を利用
して、極力、直進状態で走行することができるようにし
ている。

【００５１】つまり、図１４中の初回データに基づいて
誘導される第１行程の経路始端部においては、適正な直
進走行が行われるので、第２行程の終端部側では次走行
経路用の磁界検出部ＧＫ₂ にて検出される磁界情報（図
１４のｄａ参照）は、適正な経路上の値を検出すること
になる。そこで、この検出情報を基準情報として利用し
て、上述したように屈曲することにより誤差を有する経
路終端部付近における記憶情報（制御目標）を補正する
のである。尚、作業行程が進むに伴って、誘導線からの
離間距離が順次異なることになるから、前記第２行程目
の磁界情報（ｄａ）をそのまま適用するのではなく、離
間距離が変化する（行程が変わる）毎に、基準となる行
程と、当該行程との夫々における、左右誘導用磁界セン
サ１３Ｒ，１３Ｌの夫々の検出値の差分値Ｚｎの比率を
加味して、適正な値に修正するようにしている。

【００５２】更に、制御装置１２は、このような目標値
の置き換え処理に際して、走行開始側の経路端部位置か
ら設定距離走行する間において、誘導制御の目標値とな
る、メモリＭに記憶されている記憶情報を、誘導線２と
圃場面１（作業車走行面）との相対位置関係に基づいて
補正するように構成されている。従って、制御装置１２
を利用して、操向用電動モータ９を制御する操向制御手
段１００と、目標値補正手段１０１とが構成されること
になる。

【００５３】相対位置関係に基づく目標値の補正につい
て説明する。この種の誘導制御装置において、誘導線２
と圃場面１とは常に同一平面上に精度よく設置させるこ
とは難しい場合があり、誘導線２と各走行経路ｋが平面
視にて平行になるように設定されていても、例えば図１
５に示すように、誘導線２の設置状態に対して圃場面１
が上下方向に沿って相対的に傾斜しているような場合が
考えられる。しかし、前記各走行経路ｋは圃場面１を基
準として設定間隔を有するように設定されるのに対し
て、誘導線２に供給される電流により形成される磁界の
強さは、誘導線からの三次元的な離間距離に対応するも
のであるから（図１６参照）、磁界の強さが同じであっ
ても走行経路の一端側と他端側とでは平面視での位置に
誤差が生じるおそれがある。

【００５４】そこで、複数の走行経路のうちの、上述し
たような相対位置の変化が最も影響を受けやすい誘導線
２に最も近い走行経路に沿って走行するときにおける磁
界の検情報に基づいて、誘導線２と各走行経路ｋにおけ
る圃場面（移動車走行面）との相対位置関係を求めるよ
うにしている。つまり、図１６に示すように、初回の手
動操縦による走行時には、誘導線２とほぼ平行に精度よ
く走行しているので、左右いずれかの誘導用磁界センサ
と誘導線２（往路と復路との合成による理論的な誘導
線）との平面視での離間距離Ｌは一定であり、圃場の傾
斜により経路始端部と経路終端部での上下方向の距離ｈ
₁ ，ｈ₂ は異なることになる。そこで、磁界センサの経
路始端部での検出値Ｈ₁ 、経路終端部での検出値Ｈ
₂ と、ビオサバールの式による理論的な磁界の強さ（下
記数３，数４参照）との対応により、前記上下方向の距
離の比率を相対位置関係として演算により求め（数５，
数６参照）、この比率により、前記反対側の経路端部に
対応する記憶情報を補正して新たな目標値として用いる
ようにしている。このようにして、相対位置関係の変化
に起因した誤差を極力少なくして、誘導走行を行うこと
ができる。

【００５５】

【数３】Ｈ₁ ＝α・Ｉ／４πｘ₁

【００５６】

【数４】Ｈ₂ ＝α・Ｉ／４πｘ₂ 但し、αは定数、Ｉは誘導線に流れる電流値、ｘ₁ ，ｘ
₂ は三次元的な離間距離である。

【００５７】

【数５】ｘ₁ ²＝Ｌ² ＋ｈ₁ ²

【００５８】

【数６】ｘ₂ ²＝Ｌ² ＋ｈ₂ ²

【００５９】尚、以降の各走行経路においても、経路終
端部付近において上記したような目標値の置き換え処理
が実行されることになるが、上述したように、基準とな
る行程（第２行程）と、対象となる現行程との夫々にお
ける、左右誘導用磁界センサ１３Ｒ，１３Ｌの夫々の検
出値の差分値Ｚｎの比率、及び、誘導線２と圃場面１
（作業車走行面）との相対位置関係の夫々に基づいて、
記憶情報を補正して、制御目標として利用することにな
る。

【００６０】そして、ステップ２〜１７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に達すると走行経路に沿わせる誘導
制御を終了して、次に周回制御に移行する（ステップ
８，１８）。

【００６１】周回制御について説明すると、左右いずれ
かの端部用磁界センサの検出値が予め設定された目標値
に維持されるように図２に示すような周回走行を行うと
ともに、方位センサ１１の検出情報に基づいて、角部で
の約９０度の方位変化が５回検出されると、１周目の周
回走行から２周目の周回走行に移行する。尚、このと
き、１周目の目標値から２周目の目標値への変化は、緩
やかに変化するようにして、急旋回により圃場が荒らさ
れるのを抑制するようにしている。

【００６２】このようにして、前記各走行経路ｋにおけ
る誘導走行にて未作業域となる領域についても耕耘作業
が適切に行われ、圃場全体にわたり良好な作業が行わ
れ、未作業領域が発生しないようになっている。又、各
誘導用磁界センサ１３Ｒ，１３Ｌの設置間隔、及び、各
端部用磁界センサ１４Ｒ，１４Ｌの設置間隔は変更調整
自在に構成されている。

【００６３】〔別実施形態〕 （１）上記実施形態では、次回予定走行経路の磁界の強
さを予め検出して、それを次回走行経路での目標値とす
るようにしたが、このような構成に代えて、各走行経路
における制御目標値を予め計測したり、又は、理論値に
基づく目標値を演算にて求めておいて、記憶手段に全て
記憶させた状態で、このように予め記憶されている目標
値と、磁界検出手段の検出情報とに基づいて、誘導制御
を行う構成としてもよく。この場合に、上記したような
相対位置関係に基づいて予め記憶されている目標値を適
宜補正するようにして実施するものでもよい。

【００６４】（２）上記実施形態では、初回の走行経路
において、前記相対位置関係を求めるようにしたが、こ
のような構成に代えて、各走行経路を走行する毎にこの
ような相対位置関係を求めるようにして、その都度、目
標値を補正するようにしてもよく、相対位置関係の複数
回の計測結果の平均値を用いて目標値を補正するように
してもよい。

【００６５】（３）上記実施形態では、前記誘導線と車
体走行面との相対位置関係を求めるに際して、磁界セン
サの検出値と、ビオサバールの式による理論的な磁界の
強さとの対応により、相対位置関係を演算により求める
ようにしたが、このような構成に限らず、例えば、第１
行程の始端部と終端部の夫々において、左右の誘導用磁
界磁界センサ１３Ｒ，１３Ｌの夫々の検出値の差分値を
求め、両端側でのこれらの差分値の比率に基づいて前記
相対位置関係を便宜的に求める構成としてもよい。ある
いは、左右両側の誘導用磁界磁界センサ１３Ｒ，１３Ｌ
の各々について、夫々の検出値と、ビオサバールの式に
よる理論的な磁界の強さとの対応により、各センサと誘
導線（ループ状であれば仮想的な１本の誘導線）との間
の実距離情報、及び既知である両センサ間の距離情報と
により、左右センサと誘導線により形成される３角形の
形状に基づいて立体的な位置情報（図１６における高さ
情報ｈ１，ｈ２等）を演算により求めるようにしてよ
い。

【００６６】（４）上記実施形態では、誘導線がループ
状に設けられる構成としたが、一本の電線を用いて、両
端側を地中に接地させて、地中を利用して電流戻り経路
を構成するものでもよい。

【００６７】（５）上記実施形態のように、各予定走行
経路に沿わせる移動車の誘導走行制御、並びに、各予定
走行経路の端部を検出する制御の夫々に磁界検出情報を
用いる構成に代えて、端部検出の構成として、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、地上に固定の制御部から無線情報に
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。

【００６８】（６）上記実施形態では、誘導対象エリア
の左右両側に誘導走行用の誘導線が設置される場合を例
示したが、片側にのみ設けら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。

【００６９】（７）上記実施形態では、移動車として四
輪型で左右前輪が操向揺動自在に設けられる構成とした
が、四輪全てが操向揺動自在に設けられて、前後車輪が
互いに異なる方向に揺動する小旋回半径での旋回を行う
形態や、前後車輪が同じ方向に揺動して移動車が斜め方
向に平行移動するような走行形態を採ることが可能な構
成であってもよい。又、左右一対のクローラ走行装置を
備え、片側に制動を加える操向操作構成を有する構成で
あってもよい。

【００７０】（８）上記実施形態では、移動車としてロ
ータリー耕耘装置を備えた構成としたが、苗移植装置や
薬剤散布装置等を備えたものであってもよく、又、この
ような作業装置を備えない、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】誘導状態を示す平面図

【図３】誘導線の設置状態を示す図

【図４】磁界強度分布を示す図

【図５】制御ブロック図

【図６】磁界検出部の構成図

【図７】信号処理部の構成図

【図８】誘導線の電気回路図

【図９】出力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】誘導制御状態を示す平面図

【図１４】誘導制御状態を示す平面図

【図１５】誘導線と圃場との相対的な位置変化を示す図

【図１６】相対位置変化した場合の磁界検出センサの位
置変化を示す図

【符号の説明】

２ 誘導線 ９ 操向操作手段 １０ 距離検出手段 １００ 操向制御手段 １０１ 目標値補正手段 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 Ｍ 記憶手段 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 (72)発明者 松本 寿之 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)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地上側に、電流が供給されて磁界を形成
   する誘導線が設置され、 移動車側に、 車体の向きを変更操作する操向操作手段と、この操向操
   作手段を制御する操向制御手段と、前記誘導線との離間
   距離を磁界の強さとして検出する磁界検出手段と、移動
   車の走行距離を検出する距離検出手段とが備えられ、 前記操向制御手段は、 前記誘導線からの離間距離が異なる複数の予定走行経路
   の夫々において、各予定走行経路に沿って走行すべく、
   前記磁界検出手段の検出値が目標値になるように、前記
   操向操作手段を制御する誘導制御を実行するように構成
   されている移動車の誘導制御装置であって、 前記複数の予定走行経路のうちの１つに沿って走行する
   に際して、前記目標値が予め設定されて記憶手段に記憶
   されており、 前記移動車が前記複数の予定走行経路のうちの１つに沿
   って走行するときに、経路始端位置からの移動車の走行
   距離に対応する前記磁界検出手段の検出情報に基づい
   て、前記誘導線と前記予定走行経路に対応する車体走行
   面との相対位置関係を求め、その相対位置関係に基づい
   て、前記目標値を補正する目標値補正手段が備えられ、 前記操向制御手段は、前記磁界検出手段の検出値が前記
   目標値補正手段にて補正された目標値になるように、前
   記誘導制御を実行するように構成されている移動車の誘
   導制御装置。
2. 【請求項２】 前記磁界検出手段が、 前記誘導線の長手方向に沿うとともに互いに平行な複数
   の走行経路のうちの１つに沿って走行するときに、前記
   電流により形成される磁界の強さを検出する現走行経路
   用の磁界検出部と、 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部にて検出されること
   になる次走行経路用の磁界の強さを検出する次走行経路
   用の磁界検出部とを備えて構成され、 前記操向制御手段は、 前記次走行経路用の磁界検出手段の検出値を、前記距離
   検出手段により検出される走行距離情報に対応付けて、
   前記目標値として記憶手段に逐次記憶させ、 前記隣接する次の走行経路に沿って前記移動車を走行さ
   せるときに、走行開始側の経路端部位置から設定距離走
   行するまでは、前記記憶手段に記憶されている記憶情報
   のうち反対側の経路端部に対応する記憶情報と、前記現
   走行経路用の磁界検出部の検出情報とに基づいて移動車
   を誘導走行させ、 且つ、前記設定距離を走行した後は、前記記憶手段に記
   憶されている記憶情報のうち移動車の現在位置に対応す
   る記憶情報と、前記現走行経路用の磁界検出部の検出情
   報とに基づいて移動車を誘導走行させ、更に、 移動車が前記各走行経路の終端部に達すると、隣接する
   次の走行経路の始端部に向けて旋回走行させるべく、車
   体の進行方向を変更自在な操向操作手段を制御するよう
   に構成され、 前記目標値補正手段は、 前記走行開始側の経路端部位置から設定距離走行する間
   において、前記誘導制御の前記目標値となる、前記記憶
   手段に記憶されている記憶情報のうち反対側の経路端部
   に対応する記憶情報を、前記相対位置関係に基づいて補
   正するように構成されている請求項１記載の移動車の誘
   導制御装置。
3. 【請求項３】 前記目標値補正手段は、 前記移動車が前記複数の予定走行経路のうちの、前記誘
   導線に最も近い予定走行経路に沿って走行するときにお
   ける前記磁界検出手段の検出情報に基づいて、前記誘導
   線と各走行経路における移動車走行面との相対位置関係
   を求めるように構成されている請求項１又は２記載の移
   動車の誘導制御装置。