JPS611305A - 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、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てある自動走
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、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ステアリング操作しながら次行
程へ進入する手段が考えられていた。

そして、上記次行程の境界に対する車体位置を修正する
に、前・後輪を同一方向へステアリング操作して車体の
向きを変えることなく境界に対する車体位置を修正可能
な手段を用いて前記次行程への進入時に未処理部を発生
しないようにすることも考えられている。

〔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完全ではなく、
方向転換中にスリップ等によって車体位置がずれた場合
は次行程の境界に対する車体位置を修正しても、特に次
行程開始端のコーナ一部に未処理部分を残してしまう場
合があつプこ。

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、方向転換後、次行程へ進入するときに新だな未
処理部分を発生しないステアリング操作の制御手段を備
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〕

上記目的を達成すべく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、
次行程へ進入時に前記倣いセンサーが未処理作業地を検
出している区間が予め設定してある所定値以上ある場合
は一旦後退した後、次行程へ再進入すべく制御する手段
を設けである点に特徴を有する。

〔作　用〕

以下、上記特徴構成の作用について説明する。

方向転換シーケンスに基いて次行程方向に移動し、その
行程に進入するときに倣いセンサーが未処理作業地を検
出している区間がある程度あると一旦車体を後退させた
後に次行程に再進入するようｅこ制御するのである。

つまり、次行程の端部において未処理部分を検出すると
一旦後退して再度次行程に進入することによって、新た
に発生した未処理作業地部分の対地作業を自動的にやり
直すのである〜〔発明の効果〕 上記特徴数に、下記の如き優れた効果が発揮されるに至
った。

即ち、方向転換して次行程へ進入するときにスリップ等
によって正常に次行程へ進入できなかったため未処理部
分を発生したとしても、一旦後退して次行程へ再進入す
るので、この新たに発生した未処理部分を自動的に再処
理して各行程の走行を開始することとなって、新たな未
処理部分の発生が非常に少ないものにできたのである。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。

第８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（５）の境界である未刈地（Ｂ）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）　、　＋５１を車体（１）前方
左右夫々１（設け、この倣いセンサー（６）、（５）に
よる前記境界（Ｌ）検出結果に基いてステアリング制御
さ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てある。

更に、前記車体ｆｌには、この車体＋１１の移動距離＜
ｇ＞を連続的ｒコ検出すべく、単位走行距離（１０）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ｆｌ）
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（３１、＋
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＋２）　、　＋３１を同一方向Ｖこステ
アリング操作することによって、車体（ｌ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てある。

前記倣いセンサー（６）は、２つの光センサ−＜　Ｓｔ
）　、　＜　Ｓ寡）によって構成してあり、この光セン
サ−（Ｓｔ）、（ｓｓ）は、第４図に示すように、前記
芝刈装置（４）に基端部を固定された支持フレーム（８
）の先端部Ｊこ夫々コの字形状をしたセンサーフレーム
＋９）　ｙ　ｔ９）を車体ｆｉｌ左右方向に隣接し七装
置するトトモに、このセンサーフレーム（９）のｌ’３
側対面対向面々発光素子（Ｐ、）と受光素子（Ｐ、）と
を一対として設け、この発光素子（Ｐ４）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て
ある。　なお、倣いセンサー（６）としては光センサ−
（Ｓ＋）、（Ｓｓ）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−（８１）ＩＣ３１）の各受光素
子（Ｐｌ）　、　（Ｐ諺）から得られる未刈地■）と既
刈地（Ｃ）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
１＋Ｏ）に入力すべく構成してある。

前記受光素子（Ｐ、）の出力信号（Ｃυ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，
）を出力するプログラムプルカウンタ（■）と、このカ
ウンタ（＋１）のキャリー（１（Ｃ，）によってリセッ
トされるフリップフロップ０２を設け、前記受光素子（
ｐ、）の出力信号（Ｃ４）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Ｑ１Ｊを七
ッ卜すべく構成してあり、とのカウンタ；１１）とフリ
ップフロラプリ匂によってデジタルフィルタ１３）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（Ｌ）の判別信号（Ｃ０）を得る
ようにしてある。

以下、このデジタルフィルタ（１３）の動作全簡単に説
明する。

前記カウンタ、ＩＩ）はそのカウント値（ハ）に拘わら
ず前記受光素子（Ｐ８）の出力パルス信号（Ｃ，）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
Ｏ’４はセットサれる。　そして、芝が無くなってこの
パルス信号（Ｃ１）　カ″ｘ、″レベルＩ’Ｃなり、か
つ、所定距離（／ｌ’、）走行して、前記カラ：／　夕
ｊｌｌ）カコノｉ定距離（１０）に対応するカウント値
まで前記距離センサー（６）の出方信号（Ｃｓ）をカウ
ントした場合にのみ、前記カウンタ（１すはキャリー信
号（Ｃ４）を出力してフリップフロップ（＋匂がリセッ
トされる。　従って、このフリップフロップｕ２の出方
には芝検出状態すなわち未刈地（Ｂ）検出に対応する″
Ｈ＃レベルまだは芝無状態すなわち既刈地（Ｃ）検出に
対応する　″Ｌ″レベルを連続的に繰返す境界判別信号
（Ｃ０）が得られるのである。

そして、予め周囲を既刈地（Ｃ）にしてある芝地を未刈
地（Ｂ）と既刈地（Ｃ）との境界（Ｌ）　？こ沿って自
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ための
制御システムについて説明する。

第１図に示すように、制御システムは、主要部をマイク
ロコンピュータによって構成された制御装置（ｌＯ）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＋５１　、１５１　、１６１、（
７）による境界（Ｌ）、走行距離（ｉ）、方位（１）の
検出結果に基いて、前輪＋２＋　、　＋２１および後輪
ｆ３１　、　（３）をステアリング操作するアクチュエ
ータとしての油圧ンリンダｔ１４）　、　１１５）を作
動させる電磁バルブｔｌｆ９θηを駆動するための制御
信号および無段変速装置Ｑ＠の変速位置を操作するアク
チュエータとしてのモータｔ＋Ｓ）を駆動する制御信号
を演算・出力すべく構成してある。

尚、第１図中、（Ｒ１）　、　（Ｒ，）は夫々前輪Ｌ２
＋　、　＋２１および後輪＋３１　、　＋３１の実際の
ステアリング角を食出して制御装置（ｌＯ）にフィード
バックするポテンショメータで、（Ｒｓ）は同様に変速
装置（１樽の変速位置を検出するポテンショメータであ
る。

そして、藷第５図０）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工程間を自動走
行して、前記両方の倣いセンサー（６）、（５）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（イ）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なう、９０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Ｐζ、最初の９０度旋回（ターン
１）は、倣いセンサー（８）と芝刈装置（４）の取付間
隔に対応する所定距離（１８）直進すべく前輪１２＋　
、　＋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、この前輪（２１、＋２１およ
び後旋回しながら所定距離（ｌ、）走行することによっ
て行なう。

次に、前記変速装置（＋８）を後進側に切換えた後前記
ターン１とは逆方向に前輪Ｌ２１１　（２１および後輪
＋３＋　、　（３）　ｋ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９
０度旋回（ターン２）を行なう。

一方、第５図（ロ）に示すように回シ走行形式の場合は
、前記ターン１を省略することしこよって９０度旋回を
１回行なって、次行程方向に方向転換するのである。

セして、変速装置０〜を前進側に切換えた後、次行程端
部に至る間の助走区間（ｌ、）を、倣いセンサー＋５）
　、　＋５）が未刈地（Ｂ）又は境界（Ｌ）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（１，）を走行する間に車体ｆ１＋
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（ｅｓ）すなわち倣いセンサ
ー（５）と芝刈装置（４）とび〕取付間隔に対応しｆｃ
距離走行する間に次行程に対する車体（４）左右方向の
位置を修正して、次行程の芝刈作業を車体（１）が境界
（Ｌ）に宿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（＃ｓ）走行する間に前記方位センサー
（７）による検出方位（４）と予め設定してある基準方
位（曵）とを比較踵検出方位（（０が基準方位（φ、）
に一致するように、前輪１２１　、　（２）および後輪
（３）　＊　（ａ）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＋５１　、　ｉｌ＋のいずれかが
未刈地（Ｂ）を検出すると前記所定距離（＋６）走行す
る間に、前輪ｔ２）　、　＋２）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ｆｌ）の向きを変えないで平行移
動させて、車体（１１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叫）に沿うようにするのである
が、第６図に示すように、この平行移動によって車体＋
１＋の位置修正を行なう間に、倣いセンサー１５）が未
刈地（Ｂ）を検出している区間（＃Ｈ）が所定距離（ｅ
Ｘ）以上有った場合は、一旦既刈地（Ｃ）方向へ平行移
動しながら所定距離（２，）後退し、前記方位センサー
１７）による検出方位（１）と基準方位（φ、１）との
比較結果の゛みによるステアリング操作（方位制御）を
行ないながら更に所定距離（１！、）後退した後、次行
程へ再進入することによって刈残し部分の作業を自動的
に行なうのである。

ところで、前記後退する距離（ｎ、＋＆）は前記平行移
動によって次行程に対する位置修正を行なう距離（ｌ−
）そのものとしてもよく、あるいはこの距離（１６）に
所定比率を付加した一定距離としてもよい。

又、前記後退する距離（ｅｔ　＋　ｅｓ）は、前記平行
移動を行なうだめの前・後輪（２）　ｌ’（３１のステ
アリング角（θ）と前記倣いセンサー（５）が未刈地（
Ｂ）を検出していた区間（＃ａ）とに基いて下記（ｉ）
式によって算出した距離体）またはこの距離（２））Ｖ
ζ所定比率（α）を付加した距離（Ｘ＋α）としてもよ
い、Ｘ　＝　ｌＨ−ｃｏｓ　（θ）　、・−・・−・−
（ｉ）このように、実測距離（ＮＨ）に基いて前・後進
を繰り返して次行程に再進入する場合は刈残し処理をよ
り確実に行なうことができる、という効果がある。

【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、第５図（
イ）、（ロ）は方向転換の説明図、そして、第６図は刈
残し処理の説明図である。 （Ｂ）・・・・・・未処理作業地、（Ｑ・・・・・・処
理済作業地、（Ｌ）・・・・・・境界、（５）・・・・
・・倣いセンサー、ＣＩ！ＪＨ）・・・・・・未処理作
業地検出区間、（ｅＸ）・・・・・・所定値。

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（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）の境界検出結果に基いて、前記境界（Ｌ）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、次行
   程へ進入時に前記倣いセンサー（５）、（５）が未処理
   作業地（Ｂ）を検出している区間（ｌＨ）が予め設定し
   てある所定値（ｌＸ）以上ある場合は、一旦後退した後
   、次行程へ再進入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。