JPS6078504A - 自動走行作業車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、自助走行作業車、詳しくは、所定範囲の作業
地を、処理済作業地と未処理作業地との境界を検出する
倣いセンサー（ＡＪ　、　（Ａ）の境界検出結果に基い
て、前記境界を検出しながら予め定められた複数の走行
行程に対する走行順序シーケンスと、ひとつの走行行程
を終了後に次行程へ移動するための方向転換シーケンス
とに基いて、自動走行すべく構成しである自動走行作業
車に関する。

従来エリ、この種の自動走行作業車、例えば芝刈作業車
等の対地作業車においては、周囲金子め処理済作業地に
しである所定範囲の作業地内の対地作業金目動的に行な
うために、この作業地を予め作業幅に対応した複数の走
行行程に分割して、この複数の走行行程間を順次移動し
ながら自動走行させる制御が行なわれている。

そして、上記各走行行程を走行する順序シーケンスとし
ては、各走行行程を並列に設定して、次行程には７１０
度方向転換して移動する往復走行形式、あるいけ、作業
地の外周部から内周方向へと順次作業地を回転する方向
に走行行程を設定して、次行程にはり０度方向転換して
移動する回り走行形式等が有るが、いずれの走行形式の
場合でも、各走行行程では、倣いセンサーによる走行地
すなわち各行程の境界検出結果に基いて倣いステアリン
グ制御が行なわれてｈるので走行方向のずれは比較的少
ないが、各行程端部における方向転換は、一般的に予め
設定されたシーケンスに基いて定形的なパターン制御に
より行なわれていたために、この方向転換中に車体の向
きがずれて、次行程の境界に沿うまでに大きく蛇行する
場合が有って、行程端部近辺の作業跡が不ぞろいになる
という不都合が有った。

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、自動的に方向転換しながら繰り返し対地作業
を行なうに、その方向転換後の車体向きおよび境界例対
する位置が自動的に次行程端部の境界へ沿う状態となる
ように制御する手段を備えた自動走行作業車を提供する
ことにある。

上記目的を達成すべく、本発明による自動走行作業車は
、前輪および後輪のいずれケもステアリング操作可能に
構成するとともに、車体の向きを検出する方位センサー
を設け、前記方向転換シーケンスに基いて方向転換する
際に、その開始後、前記倣いセンサー（Ａ）、（Ａ）が
次行程端部を検出するまでに、前記方位センサー（６）
による検出方位（Ｆ）と予め設定された基準方位伊０う
が一致する工つに車体＋１１向きを修正すべく自動的に
ステアリング操作するとともに、その後の所定距離（１
６）走行する間に前記倣いセンサー（Ｎ。

（５）にＬる境界（Ｌ）検出結果に基いて、次行程に対
する車体ｔｌｌ左右方向の位置を修正すべく、前記前輪
＋２１　、　ｔ２＋および後輪（１）　、　＋３１を同
一方向にステアリング操作する手段を設けである点に特
徴を竹する。

上記特欲故忙、下記の如き優れた効果が発揮されるに至
った。

即ち、各行程端部で方向転換して、次行程端部に至る間
に車体の向きｔ−修正するとともに、その後所定距離走
行する間に車体を平行移動させることによって、車体が
速やかに次行程の境界に沿うように車体の次行程に対す
る左右方向の位置を修正するので、次行程の作業？：開
始する時点では車体の向きおよびその位置が次行程の境
界に一致する状態になり、従って、作業跡が各行程の端
部から非常に直進性の良いものにできるに至った。

以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。

第１図に示すように、前輪＋２）　、　＋２）および後
輪＋３１　、　＋３１のいずれをもステアリング操作可
能に構成された車体ｉｌ＋の中間部に、ディスク型刈刃
を内装した芝刈装置（４）を上下動自在に懸架するとと
もに、走行地の境界（匂を検出する後記構成になる倣い
センサー（Ａ）　、　（Ａ）を設けて、対地作業を行な
いながら境界（Ｌｌに沿って自動走行可能な自動走行作
業車としての芝刈作業車を構成しである。

更に、前記車体ｉｌ＋には、この車体ｉｌｌの移動路ｉ
を連続的に検出すべく、任意の単位走行距離当り１回パ
ルス信８を発生する距離センサ−（５）としての第５輪
（５ａ）を設けるとともに、地磁気の強度変化を感知す
ることに裏って車体＋１）の向きを検出すべく構成され
た地磁気センサー等の方位センサー（６）を搭載しであ
る。

前記倣いセンサー（Ａｌｔ−構成するに、車体ｔ１）左
右方向に隣接して配置された２つの光センサ−（Ｓ＋）
、（Ｓｚ）を設け、往復走行工程の各行程での米処理作
業地としての未刈地（Ｂ）と処理済作業地としての既刈
地（Ｃ）の境界（ｇを検出すべ〈構成してある。

前記光センサ−（Ｓｌ）、（Ｓｌ）は、第２因に示すよ
うに、コの字形状のセンサー７レーム（７１、＋７１に
前記芝刈装置（４）に設けたセンサー取付フレーム（８
）に固着するとともに、前記センサーフレーム（７）の
内側対向面に大々発光素子（Ｐりと受光素子（ｐＨ）を
一対として設けてあり、この発光素子と受光素子（Ｐ２
）との間に、車体（１）の走行に伴って導入される芝の
有無を感知することによって、未刈地（Ｂ）と既刈地（
Ｃ）との境界（Ｌ）をヤＪ別すべく構成しである。　な
お、センサー（Ａｌとしては光センサ−（Ｓｌ）、（Ｓ
ｔ）を用いるものに限らず、接触式。

非接触式をとわす、どのような形式のセンサーから構成
してもよい。

そして、％８図に示すよう罠、予め周囲を既刈地（Ｑに
しである芝地を未刈地（Ｂ）と既刈地（Ｑとの境界（目
に沿って自動走行しながら芝刈作業を行なうとともに、
各工程端部で自動的に方向転換して繰返し往復走行する
のである。

以下、各行程端部において自動的に方向転換するための
制御システムについて説明する。

第４図に示すように、制御システムは、主要ＭＳヲマイ
クロコンピュータに工って構成され比制御装置（９）に
、前記倣いセンサー（Ａ）、（Ａ）、距離センサー（５
）および方位センサ−（６）からの各信号を入力してあ
り、これら各センサー（Ａ）　ｌ　（Ａ）　、　１５〜
（６）による境界（Ｌ）、走行路ＩＩ！（１）、方位（
Ｆ）の検出結果に基いて、前輪［２１、＋２＋および後
輪＋３１　、　＋３１をステアリング操作するアクチュ
エータとしての油圧シリンダｔｌＯ）　、　ｔｉｌｌ　
ｆｔ作動させる電磁パルグリ４゜０萄を駆動するための
制御信号および無段変速装置０荀の変速位置を操作する
アクチュエータとしてのモータα５）を駆動する制御信
号を演算・出力すべく構成しである。

そして、前記第８図に示すように、倣いセンチ−（ＡＪ
による境界（Ｌ）検出結果に基いて一工程間を自動走行
して、前記両方の倣いセンサー（Ａｌ　。

（ＡＪが既刈地（ｑを検出するとともに距離センサー（
６）による積算走行距離（１）が予め設定された所定距
離（Ｌ）に達すると、所定のシーケンスに基いて前後進
を伴なう２０度旋回を２回繰り返して自動的に次行程方
向へ方向転換を行なうのである。

前記方向転換を行なうに、最初の２θ度旋回（ターン１
）は、倣いセンサー（Ａ）と芝刈装置（４）の取付間隔
に対応する所定距離（１２）直進すべく、前輪＋２１　
、　（２１および後輪＋３１　、　＋３１を両方ニュー
トラル状態に保持した後、この前Ｍ　（２１、＋２１お
よび後輪＋３）　Ｐ　＋３）　ｆｆｉ大々逆方向に所定
のステアリング角でステアリング操作して未刈地（Ｂ）
方向に２０度旋回しながら所定距離Ｃｔ、　）走行する
ことによって行なう。

、次に、前記変速装置Ｕ＜を後進側に切換えた後前記タ
ーンｌとは逆方向に前１＋１ｋ（２）　、　＋２１およ
び後輪（３］　、　＋３＋を所定ステアリング角でステ
アリング操作して所定距離（ｌ、）後退しながら２回目
の２θ度旋回（ターン２）を行なう。

そして、変速装置ＩＩ→を前進側に切換えた後、次行程
端部に至る間の助走区間Ｃｐｓ）−ｔ、倣いセンサー（
Ａ）　、　（Ａ）が未刈地（Ｂ）又は境界（ｑを検出す
るまで直進させることによって方向転換を終了するので
あるが、この助走区間（Ｉ！５）ｔ−走行する間に車体
ｆｉｌの向きを修正するとともに、その後の実際の芝刈
作業が開始されるまでの所定路ＩＩ（／６）すなわち倣
いセンサー（Ａｌと芝刈装置（４）との取付間隔に対応
した距離走行する間に次行程に対する車体ｆｌ）左右方
向の位置を修正して、次行程の芝刈作業を車体ｆｌｌが
境界（Ｌ）に沿った状態で良好に開始できるように制御
するのである。

即ち、助走区間（１５）走行する間に前記方位センサー
（６）による検出方位（Ｆ）と予め設定しである基準方
位（Ｆｏ）とを比較し、検出方位（ｎが基準方位（Ｆｏ
）に一致するように、前輪（２＋　、　（２１および後
ｍ１３１　、　（ＩＩを大々所定の同一ステアリング角
で逆方向にステアリング操作して車体＋１）の向きが次
行程の方向に一致するように自動修正する。

その後、倣いセンサー（ＡＪ　、　（、％）のいずれか
が未刈地ＣＢ＋を検出すると前記所定距離（１６）走行
する間に、前輪＋２１　、　＋２１および後輪＋３１　
、　＋３１を同一方向に所定の同一ステアリング角でス
テアリング操作して車体１１＋の向きを変えないで平行
移動させて、車体ｆｉ＋の左右方向の位置を１６正して
次行程の境界（旬に沿うようにするのである。

尚、第４図中、ＣＲｓ　）、（Ｒ１）は大々前輪＋２１
　、　＋２１および後！　＋３１　、　＋３＋の実際の
ステアリング角を検出して制御装置（９）にフィードバ
ックするポテンショメータで、（Ｒ３）は同様に変速装
置α夷の変速位置を検出するポテンショメータである。

又、第５図は以上説明した制御装置（９）の動作會示す
フローチャートである。

ところで、以上説明した木笑施例では、所定範囲の作業
地を走行するに、／ｊ？０度走行度量行方向しながら往
復走行する場合の方向転換についてのみ説明したが、例
えば実施例中のターンｌを省略することによって、第６
図に示すようにりθ度方向転換しながら作業地の外向か
ら内周方向へと各行程を順次走行するいわゆる回り刈り
作業（回り走行形式）等における方向転換に際しても同
様に走行方向の自１１１修正を行なうことができるもの
である。

又、前記往復走行の場合の方向転換を行なうに、前記第
８図に示すようなりθ旋回回を２回行なって１１０度方
向転換するのではなく、連続して車体（１）を旋回させ
て方向転換させてもよく、この場合も同様にして走行方
向を自動修正させることができる。

更に又、前記車体（１）向きｔ−修正するに、前輪ｔ２
ｉ　、　＋２）および後輪＋３＋　、　＋３）　’ｒ大
々逆方向にステアリング操作するのではなく前輪＋２＋
　、　＋２１または後輪＋３］　、　＋３１のいずれか
一方のみをステアリング操作することによって行なって
もよい。

更に又、前記車体ｆｉｌ向きを修正するに、方向転換に
おける車体ｆｉｌが直進時に行なうのではなく、車体ｉ
ｌ＋が旋回を終了するまでに行なってもよく、この場合
は旋回中は方位が連続的に変化するので、旋回終了直前
に行なうのが効果的である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る自動走行作業車の実施例全示し、第
１図は芝刈作業車の全体平面図、第２図は倣いセンサー
の要部正面図、第８図は方向転換の説明図、第４図は制
御システムのブロック図、第５図は制御装置の動作を示
す７０−チャート、そして、第６図は別実施例の方向転
換の説明図である。 ｆｉｌ・・・・・・車体、（２）・・・・・・前輪、（
３）・・・・・・後輪、（６）・・・・・・方位センサ
ー、（Ａｌ・・・・・・倣いセンサー、（Ｌ）・・・・
・・境界、（Ｆ）・・・・・・検出方位、（ＦＯ）・・
・・・・基準方位、（Ｔ’Ｓ）・・・・・・所定距離。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 所定範囲の作業地を、処理済作業地と未処理作業地との
   境界を検出する倣いセンサー（＾、（Ａｌの境界検出結
   果に基いて、前記境界を検出しながら予め定められた複
   数の走行行程に対する走行順序シーケンスと、ひとつの
   走行行程を終了後に次行程へ移動するための方向転換シ
   ーケンスとに基いて、自動走行すべく構成しである自動
   走行作業車であって、前輪＋２１　、　＋２１お工び後
   輪＋３１　、　＋３１のいずれケもステアリング操作可
   能に構成するとともに、車体＋１１の向き全検出する方
   位センサー（６）を設け、弓ｌ記方向転換シーケンスに
   基いて方向転換する際に、その開始後、前記倣いセンサ
   ー（〜、　＋Ａｌが次行程端部を検出するまでに、前記
   方位センサー（６）による検出方位（Ｆ）と予め設定さ
   れた基準方位（Ｆｏ）が一致するように車体（１）向き
   を修正すべ（自動的にステアリング操作するとともに、
   その後の所定距離（ｌ、）走行する間に前記倣いセンサ
   ー（Ａ）、ＣＡ）Ｋ：Ｊ：る境界（Ｌ、）検出結果に基
   いて、次行程に対する車体（１）左右方向の位置全修正
   すべく、前記前輪＋２１　、　＋２）および後輪＋３１
   　、　＋３１を同一方向にステアリング操作する手段を
   設けであることを特徴とする自動走行作業車。