JPS611303A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、処理済作業地と未処理作業地との境界を検出
する倣いセンサーおよび走行方向を　　　゛検出する方
位センサーを備え、前記倣いセンサーによる境界検出結
果および方位センサーによる基準方位に対する走行方向
のずれ検出結果の両方に基いて、車体が前記境界に沿っ
て走行すべく自動的Ｐこステアリング操作することによ
って、予め設定された複数の走行行程に対する走行順序
シーケンスと、ひとつの行程を終了後に成しである自動
走行作業車に関する。

〔従来技術〕

上記この種の自動走行作業車にあっては、ひとつの走行
行程を終了後に次行程へ移動すべく方向転換を行なうと
きに、次行程の境界に対するずれを少なくするため、方
向センサーによって車体向きを修正した後、前記倣いセ
ンサーによる境界検出結果に基いて境界に対する車体位
置を修正すべく２段階のステアリング操作をし々から次
行程へ進入する手段が考えられている。

そして、前記倣いセンサーが次行程の境界すなわち行程
開始地点である行程端部分検出した時点からその行程の
積算走行距離の計測を開始するとともに、予め設定され
たその行程の走行予定距離と比較して、その行程を終了
後にさらに次の行程へ移動するだめの方向転換シーケン
スの開始を制御するための制御パラメータとする制御を
行なっていた（例えば、本出願人が既に提案しである特
願昭５８−１８７８４５号公報等）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来手段にあっても十分ではなく、
以下に示すような不都合があった。

例えば、自動走行作業車を芝刈作業車等の対地作業車に
構成した場合、倣いセンサーは作業地である芝地の未刈
地と既刈地との境界を検出することとなるのであるが、
第５図（イ）に示すように、次行程の開始点近傍に芝の
疎な部分すなわち実質的に処理済作業地と区別できない
ような部分があると、上記倣いセンサーの境界検出結果
に基いて境界に対する車体位置修正のステアリング操作
の開始が遅れる場合がある。　その結果、次行程の積算
走行距離すなわちこの次行程を走行後さらに次の行程へ
移動するための方向転換シーケンスを起動する制御パラ
メータの計測開始地点がずれてしまい、その行程終了後
のさらに次の行程への移動が正常に行われ彦くなる危険
がある。

同様に同図（ロ）に示すように、・最終行程およびその
近傍の行程では、行程端部の状態が不ぞろいになってい
る場合が多く、上記同様に次行程の積算走行距離の計測
開始地点を誤まる可能性がある。

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、作業地状態が悪く行程端部位置が不明確な場合
であっても、その行程の積算走行距離計測の誤差発生が
少ない制御手段を備えた自動走行作業車を提供すること
にある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明による自動走行作業
車は、前記方向転換シーケンスに基いて次行程方向へ移
動後は、前記倣いセンサーによる次行程端部位置検出結
果に拘らず、所定る。

〔作　用〕

即ち、方向転換して車体が次行程方向を向いた後は、作
賃地状態が悪く倣いセンサーが次行程端部位置を検出で
きなかった場合であっても、所定距離走行した後は自動
的に次行程の積算走行距離の計測を開始するのである。

　尚、倣いセンサーが正常に次行程端部位置を検出した
場合は、従来同様にその検出時点より積算走行距離の計
測を開始するので問題ない。

〔発明の効果〕

上記特徴故に、下記の如き優れた効果が発揮されるに至
った。

即ち、作業地の状態に拘らず、各行程での積算走行距離
の計測開始位置かにすｘずれることがなくなるので、そ
の行程を終了した後にその次の行程に移動するための方
向転換の開始地点のずれが少なくなり、従って、作業地
内を自動走行するためのシーケンスが正確に行なわれる
に至った。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。

第３図に示すように、車体（１）の前・後輪（２）。

（３）の中間部に芝刈装置（４）を上下動自在に懸架す
るとともに、作業地回の境界である未刈地（Ｂ）とと既
刈地（Ｃ）の境界（Ｌ）を判別するための後記構成にな
る倣いセンサー＋５＋　、　ｉｌ＋を車体（１）前方左
右夫々に設け、この倣いセンサー＋５１　、　［６１に
よる前記境界（Ｌ）検出結果に基いてステアリング制御
すれて所定走行コースを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（１１には、この車体（１）の移動距＊
留）を連続的に検出すべく、単位走行距離（＃、）当り
所定個数のパルス信号を発生する距離センサー（６）と
しての第５輪（６Ａ）を設けるとともに、車体＋ｌ）の
向き（方位）を検出すべく、地磁気の強度変化を検出す
ることによって方位を検出する地磁気センサーを方位セ
ンサー（７）として設けである。

又、前記前輪＋２１　、　＋２１および後輪１３＋　、
　＋３１はそのいずれをもステアリング操作可能に構成
してあり、前・後輪＋２１　、　＋３１を同一方向にス
テアリング操作することによって、車体（１）の向きを
変えること無く平行移動するとともに、前・後輪（２）
。

（３）を相対的に逆方向にステアリング操作することに
よって非常に小さな旋回半径で旋回可能にしである。

前記倣いセンサー（６）は、２つの光センサ−（Ｓ＋）
　、（Ｓｓ）によって構成してあり、この光センサ−（
Ｓθ、　（Ｓｓ）は、第４図に示すように、前記芝刈ム
＋９１　、　ｔ９Ｊを車体（１）左右方向に隣接して配
置するとともに、このセンサーフレーム（９）の内側対
向面に夫々発光素子（ＰＩ）と受光素子（ｐｍ）とを一
対として設け、この発光素子（Ｐ、）と受光素子（Ｐ＋
）との間を通過する芝の有・無を感知することによって
未刈地（Ｂ）、既刈地（Ｃ）を判別すべく構成しである
。　なお、倣いセンサー＋６７としては光センサ−（Ｓ
り、（Ｓ、）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、前記光センサ−（ｓｔ）、（ｓｍ）の各受光素
子（Ｒ）　−（Ｐｓ）から得られる未刈地（Ｂ）と既刈
地（ｅ）の判別信号は芝が断続的に通過するために、非
連続なパルス状の信号となる。　従って、連続した判別
信号に変換すべく、積分処理を行なった後に後記制御装
置１１０１に入力すべく構成しである。

前記受光素子（Ｐ、）の出力信号（Ｃ８）を積分処理す
るに、前記距離センサー（６）の出力パルス数をカウン
トして予め設定されたカウント値毎にキャリー信号（Ｃ
６）を出力するプログラムプルカウンタ（１１）と、こ
のカウンタ（１１）のキャリー信号（Ｃ１）ＶＣよって
リセットされるフリップフロップσ匂を設け、前記受光
素子（Ｐ、）の出力信号（Ｃ１）によって前記カウンタ
（１１）をリセットするとともに７リツプフロツプ＋１
０を七ッ卜すべく構成してあり、とのカウンタ（１１）
と７リツプフロツプσ匂によってデジタルフィルタ州に
構成して、未刈地（Ｂ）および既刈地（Ｃ）夫々の状態
に対応する連続した境界仏）の判別信号（Ｃ４）を得る
ようにしである。

以下、このデジタルフィルタ（１講の動作を簡単に説明
する。

前記カウンタ（１１）はそのカウント値（へ）に拘わら
ず前記受光素子（ｐ、）の出力パルス信号（Ｃ８）によ
って繰返しリセットされるとともに、フリップフロップ
σ乃はセットされる。　そして、芝が無くなってこのパ
ルス信号（ＣＩ）が＃Ｌ＃レベルになり、かつ、所定距
離（１，）走行して、前記カウンタ、１１）がこの所定
距離（４０）に対応するカウント値まで前記距離センサ
ー；６）の出力信号（Ｃ４）をカウントした場合にのみ
、前記カウンタ１１）はキャリー信号（Ｃりを出力して
フリップフロップ帽がリセットされる。　従って、この
フリップフロップ１２１の出力には芝検出状態すなわち
未刈池幅）検出に対応する　″Ｈ″レベルまたは芝無状
態すなわち既刈地（Ｃ）検出に対応する　“Ｌ″レベル
連続的に繰返す境界判別信号（Ｃ４）が得られるのであ
る〇 そして、予め周囲を既刈地（Ｃ）にしてあ石芝地を未刈
地（Ｂ）と既刈地（Ｃ）との境界（Ｌ）　Ｋ　Ｇ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順次各行程を走行するのである
。

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

第１図に示すよう和、制御システムは、主要部ヲマイク
ロコンピュータによって構成された制御装置（１０）に
、前記倣いセンサー（５）、（５）、距離センサー、６
）および方位センサー＋７）からの各信号を人力してあ
り、これら各センサー（５）＋　＋５１　、　＋６１、
＋７１ｒこよる境界（Ｌ）、走行距離＜１）、方位（１
）の検出結果に基いて、前輪ｉ２）　、　１２）および
後輪ｉ３Ｊ　、　＋３Ｊ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＋１４＋　、　）４５）
を作動させる電磁バルブ１１６）、Ｕηを駆動するだめ
の制御信号および無段変速装置（イ）の変速位置を操作
するアクチュエータとしてのモータ（１匈を駆動する制
御信号を演算・出力すべく構成しである。

尚、第１図中、（Ｒ１）、（＆）は夫々前輪（２１、＋
２１および後輪（３１、＋３１の実際のステアリング角
を検出して制御装置、１ｏ）にフィードバックするポテ
ンショメータで、（Ｒ，）ｔま同様に変速装置０８１の
変速位１ｋを検出するポテンショメークである。

そして、前記第５図（イ）、（ロ）に示すように、倣い
センサー（５）による境界（Ｌ）検出結果に基いて一行
程間を自動走行して、前記両方の倣いセンサー１５）　
、　＋５１が既刈地（Ｃ）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
所定距離に達すると、往復走行形式の場合には、所定の
シーケンスに基いて前後進を伴う９０度旋回を２回繰返
して、回り走行形式の場合には前後進を伴う９０度旋回
を１回行なって、自動的に次行程方向へ方向転換を行な
うのである。

そして、変速装置（１９）を前進側に切換えだ後、次行
程端部に至る間の助走区間（１，）を、倣いセンサー＋
５１　、　＋５）が未刈地（Ｂ）又は境界（Ｉ、）を検
出するまで直進させることＣ・ζよって方向転換を終了
するのであるが、この助走区間（ｌ、）を走行する間に
車体（１）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距離Ｃ１，）すなわち
倣いセンサー（５）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（１）左右
方向の位置を修正して、次行程の芝刈作粂を車体（１）
が境界（Ｌ）に治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（４，）走行する間に前記方位センサー
（７）による検出方位（ホ）、と予め設定しである基準
方位（’４’ｏ）とを比較して、検出方位（１）が基準
方位（’１３．）に一致するように、前輪（２）、・２
）およびｓａｔ：ｔ＋　、　［３１を夫々所定の同一ス
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（６）、（５）のいずれがか未刈
地（Ｂ）を検出すると前記所定距離（１，）走行する間
ＰＣ１前輪＋２）　、　＋２）　＄−よび後輪＋３）　
、　ｆ幻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［１）の向きを変えないで平行移
動させて、車体ｆ１）の次行程に対する左右方向の位置
を修正して次行程の境界（Ｌ）に涜うよう１・こするの
である。

ところで、第５図０）（・こ示すように、次行程端部の
状態が悪く、本来未刈地（Ｂ）であるべきところが芝が
非常に疎な状態であり、実質的Ｖこ既刈地（Ｃ）と区別
ができないような状態、あるいは、同図（ロ）に示すよ
うＶこ最終行程近傍の次行程端部位置が不明確な場合は
、前記倣いセンサー（５）。

（５）が本来の次行程開始地点よりもその行程内にある
程度進入した後に未刈地（Ｂ）を検出することとなる。

従って、この珠までは、次行程の積算走行距離（１）の
計測結果に誤差を生じるため、以下に示す手段によって
、作業地状態に拘らず前記積算走行距離（１１））の計
測を精度良く開始できるようにしである。

即ち、前記第５図０）Ｐこも示すようように、車体ｆｉ
＋の向きを修正する方位制御を行なった後の所定距離（
ｎ、）を走行した後は、倣いセンサー（６）、（５）が
未刈地（Ｂ）を検出しなかった場合であっても、直ちに
積算走行距離り）の計測を開始すべく制御するのである
。

一方、前記所定距離（ｅ、）を走行する間に前記倣いセ
ンサー１５）　、　＋５１が未刈地（Ｂ）を検出した場
合は、その時点より走行距離の計測を開始すべく制御す
るようにしである

【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を示し、第
１図は制御システムのブロック図、第２図は方向転換シ
ーケンスのフローチャート、第３図は芝刈作業車の全体
平面図、第４図は倣いセンサーの要部正面図、そして、
第５図（イ）。 （ロ）は方向転換後の位置修正の説明図である。 （Ｂ）・・・・・・未処理作業地、（Ｃ）・・・・・・
処理済作業地、（Ｌ）・・・・・・境界、（６）・・・
・・・倣いセンサー、＋７）・・・・・方位センサー、
（Φ０）・・・・・・基準方位、（ム）・・・・・・所
定距離、（１）・・・・・・積算走行距離。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 処理済作業地（Ｃ）と未処理作業地（Ｂ）との境界（Ｌ
   ）を検出する倣いセンサー（５）、（５）および走行方
   向を検出する方位センサー（７）を備え、前記倣いセン
   サー（５）、（５）による境界（Ｌ）検出結果および方
   位センサー（７）による基準方位（Ψ＿■）に対する走
   行方向のずれ検出結果の両方に基いて、車体（１）が前
   記境界（Ｌ）に沿って走行すべく自動的にステアリング
   操作することによって、予め設定さ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、所定範囲の作業地内を自動走行すべく構成してある
   自動走行作業車であって、前記方向転換シーケンスに基
   いて次行程方向へ移動後は、前記倣いセンサー（５）、
   （５）による次行程端部位置検出結果に拘らず所定距離
   （ｌ＿２）走行後は次行程の積算走行距離（ｌ）の計測
   を開始すべく制御する手段を設けてあることを特徴とす
   る自動走行作業車。