JPS6121008A - 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〕 本発明社、自動走行作業車、詳しくは、所定範囲の作業
地を、倣いセンサーによる未処理作業地と処理済作業地
との境界検出結果および方位センサーによる基準方位に
対するずれ検出結果の両方に基いて、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
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
ーケンスとを繰返しながら、前記境界に沿って作業地外
局より内局方向へ自動的に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、所定範囲の
作業地を自動的に走行しながら作業を行なうために、外
周ティーチング等によって作業予定範囲の周囲を処理済
作業地とするとともにその大きさを設定し、その作業地
の大きさと作業幅とに基いて行程数とその距離および方
向転換回数を設定し、予め設定した上記各行程に対する
走行順序シーケンスと次行程へ方向転換するためのシー
ケンスとを繰シ返しながら作業地外周より内周方向へと
順次作業幅を減じながら自動走行する手段が採用されて
いた。　ところで、車輪スリップや検出誤差等に起因し
て各行程の走行予定距離と実際の走行距離とに誤差が生
じたシ、作業地状態が悪く倣いセンサーが行程端部を正
常に検出できなかったりすると、方向転換する位置を誤
まって、走行方向が大きくずれてしまう不都合がある。

そこで、実走行距離が各行程の走行予定距離に対して所
定値以上になると強制的に方向転換させることによって
、上記不都合を解消する手段が考えられている。　（例
えば本出願人が既に提案してある特願昭５９−４０２０
２号等）。

〔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完全ではなく、
以下に示すような不都合があシ、改善の余地が有った。

即ち、本来方向転換すべき位置よりも行き過ぎた地点に
おいて方向転換を開始することとなシ、従ってパターン
化された方向転換シーケンスのみでは方向転換を終了し
死後の車体位置が次行程に対して処理済作業地側に大き
くずれている可能性が高く、次行程の境界へ沿うまでに
大きく蛇行して制御が不安定になるという不都合があっ
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、走行予定距離をオーバランして方向転換した場
合であっても、次行程への進入位置が大きくずれないス
テアリング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へ移動するに
、車体が予め設定されたひとつの行程の走行予定距離に
対して所定距離以上走行した場合は前記倣いセンサーに
よる行程端部検出結果に拘らず強制的に方向転換シーケ
ンスを起動するとともに、所定距離後退し死後に次行程
方向へ方向転換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〕

即ち、倣いセンサーの誤動作等によって、走行予定距離
に対して所定距離以上オーバーランした状態で方向転換
シーケンスが起動された場合は、所定距離、例えばオー
バーランした距離後退した後に実際の方向転換を行なう
ことによって、次行程に対する進入位置を自動的に補正
するのである。

〔発明の効果〕

上記特徴故に１下記の如き優れた効果が発揮されるに至
った。

即ち、作業地状態が悪く倣いセンサーが誤動作して正常
な方向転換位置よりも所定距離オーバーフンした位置か
ら方向転換が開始されても自動的に所定距離後退した後
に方向転換することとなシ、次行程に対する進入位置が
大幅にずれることが無い状態で次行程の走行を開始でき
る。従って、次行程の走行開始位置からのずれが少ない
状態で作業を継続できるので、作業跡の蛇行も少なくな
って、新たな未処理部の発生の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４図に示すように、単体（１）の前・後輪（２）。

（８）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（４）の境界である未刈地の）と既
刈地初の境界■を判別するだめの後記構成になる倣いセ
ンサー（５）　＋　（５）を車体（１）前方左右夫々に
設け、この倣いセンサー（５）　、　（５）による前記
境界仏）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（１）には、この車体（１）の移動距離
（ロ）を連続的に検出すべく、単位走行距離当シ所定個
数のパルス信号を発生する距離センサー（６）としての
第６輪（６人）を設けるとともに、車体（１）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（２）　、　（２）および後輪（３）　、
　（３）はそのいずれをもステアリング操作可能に構成
してあシ、前・後輪（２）　、　（ａ）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てある。

前記倣いセンサー（５）は、２つの光センサ−（８１）
、（８２）によって構成してあシ、この光センサ−（Ｓ
、）、（８２）は、第６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
部と夫々コの字形状をしたセンサーフレーム（９）　、
　（９）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（Ｐｌ）と受光素子（Ｐ２）とを一対として設
け、この発光素子（ＰＩ）と受光素子（Ｐ２）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の）
、既刈地Ｑを判別すべく構成してある。　なお、倣いセ
ンサー（５）としては光センサ−（８１）、（８２）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）、（８２）の各受光素
子（Ｐ２）、（Ｐ２）から得られる未刈地の）と既刈地
働の判別信号は芝が断続的に通過するために、非連続な
バ〃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四に
入力すべく構成してある。

前記受光素子（Ｐ２）の出力信号（０１）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（０
２）を出力するプログラマブルカウンタ（ロ）と、この
カウンタ（ロ）のキャリー信号（Ｃ２）によってリセッ
トされるフリップフロップ（イ）を設け、前記受光素子
（Ｐ２）の出力信号（０，）によって前記カウンタ（ロ
）をリセットするとともにフリップフロップ（２）をセ
ットすべく構成してあシ、このカウンタ（ロ）とフリッ
プフロップ（６）によってデジタルフィルタ（至）に構
成して、未刈地の）および既刈地Ω夫々の状態に対応す
る連続した境界（ト）の判別信号＜ａＯ＞を得るように
してある。

以下、このデジタルフィルタα場の動作を簡単に説明す
る。

前記カウンタａηはそのカウント値■に拘わらず前記受
光素子（Ｐ２）の出カバｌｖヌ信号（ＣＩ）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（６）
はセットされる。　そして、芝が無くなってこのパルス
信号（ＯＬ）が′Ｌ“レベルになり、かつ、単位距離走
行して、前記カウンタ（ロ）がこの単位距離に対応する
カウント値まで前記距離センサー（６）の出力信号（Ｃ
３）をカウントした場合にのみ、前記カウンタ（ロ）は
キャリー信号（０２）を出力してフリップフロップ（６
）がリセットされる。　従って、このフリップフロップ
（２）の出力には芝検出状態す表わち未刈地（６）検出
に対応する′Ｈｌレベ／Ｌ’または芝無状態すなわち既
刈地０検出に対応する１Ｌル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、予め周囲を既刈地初にしてある芝地を未刈地の
）と既刈地０）との境界（Ｌ）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９
０度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１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ＯＯ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）からの各信号を入力してあ
り、これら各センサー（５）　、　（５）　、　（６）
。

（７）による境界の）、走行距ｇｌＣＩり、方位のの検
出結果に基いて、前輪（２）　、　（２）および後輪（
３）　、　（３）をステアリング操作するアクチュエー
タとしての油圧シリンダＱ４１　、αＱを作動させる電
磁バμブαＱ。

αηを駆動するための制御信号および無段変速装置（ト
）の変速位置を操作するアクチュエータとしてのモータ
α呻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、（几凰）、（几２）は夫々前輪（２）　
、　（２）および後輪（３）　、　（３）の実際のステ
アリング角を検出して制御装置ＱＯにフィードバックす
るポテンヨメータで、（Ｒ３）は同様に変速装置（至）
の変速位置を検出するポテンショメータである。

そして、第８図に示すように、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（５）　、　（５）が既刈地
Ｃ）を検出または距離センサー（６）による積算走行距
離（ｔりが予め設定された各行程（ｎ）の走行予定距１
ｉ１ｉ（ｎｎ）に対し所定距離（ｌｓ）以上に達すると
、所定のシーケンスに基いて前後進を伴なう９０度旋回
を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′。

前記方向転換を行なうに、倣いセンサー（５）と芝刈装
置（４）の取付間隔を考慮した所定距離（１１）直進す
べく、前輪（２）　、　（２）および後輪（３）　、　
（３）を両方ニュートフ〜状態に保持した後所定距離（
１２）後退し、この前輪（２）　、　（２）および後輪
（３）　、　（３）を夫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既刈地０方向に９０度旋回し
ながら所定距離後退することによって行なう。

次に、変速装置（ト）を前進側に切換えた後、次行程端
部に至る間の助走区間（１３）を、倣いセンサー（５）
　、　（５）が未刈地ＣＢ）又は境界０）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
ｔ匂）・この助走区間（ｌｓ）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（１４）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、次行程の芝刈作業を車体（１）が境界υ
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（１３）走行する間に前記方位センサー
（７）による検出方位のと予め設定してある基準方位（
ＦＯ）とを比較し、検出方位（ト）が基準方位（ＦＯ’
）に一致するように、前輪（２）　、　（２）および後
輪（３）　、　（３）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（５）　、　（５）のいずれかが
未刈地ＣＢ）を検出すると前配所定距離（１４）走行す
る間に、前輪（２）　、　（２）および後輪（３）　、
　（３）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（１）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用）に沿うようにするのである
。

ところで、前記最初に後退する所定距離（１２）は、曲
記倣いセンサー（５）　、　（６）が既刈地（０）を検
出して正常に方向転換シーケンスが開始される場合には
、従来同様に予め設定された所定距離（１０）とする）
工、−誤動作等によって走行予定距離（ｉｎ）を所定距
離（１３）以上オーバーランして方向転換した場合には
、前記予め設定された゛距離（ｌｏ）に更に所定距離（
ら）を加算して後退することによって実際の方向転換開
始位置を自動的に補正すべく制御するようにしてある。

従って、走行予定距離（ｉｎ）をオーバーランして方向
転換が開始されても、その方向転換後の次行程に対する
進入位置のずれが少ないものにできたのである。

〔別実施例〕

前記オーバーランした場合に加算する距離（ｌａ）は、
前記オーバーランした距離（ｌｓ）として簡略化しても
良い。

【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８図は方向転換の説明図
、第４図は芝刈作業車の全体平面図、そして、第６図は
倣いセンサーの要部正面図である。 （１）・・・・・・車体、（５）・・・・・・倣いセン
サー、（７）・・・・・・方位センサー、■）・・・・
・・未処理作業地、Ω・・・・・・処理済作業地、仏）
・・・・・・境界、（ｉｎ）・・・・・・走行予定距離
、（ＪＢ）・・・・・・所定距離、（ｌ　ａ　）・・・
・・・後退距離。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 所定範囲の作業地を、倣いセンサー（５）、（５）によ
   る未処理作業地（Ｂ）と処理済作業地（Ｃ）との境界（
   Ｌ）検出結果および方位センサー（７）による基準方位
   （Ψ＿０）に対するずれ検出結果の両方に基いて、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を繰返しながら、前記境界（Ｌ
   ）に沿つて作業地外周より内周方向へ自動的に走行すべ
   く構成してある自動走行作業車であつて、前記方向転換
   シーケンスに基いて次行程へ移動するに、車体（１）が
   予め設定されたひとつの行程の走行予定距離（ｌ＿ｎ）
   に対して所定距離（ｌ＿ｓ）以上走行した場合は前記倣
   いセンサー（５）、（５）による行程端部検出結果に拘
   らず強制的に方向転換シーケンスを起動するとともに、
   所定距離（ｌ＿ａ）後退した後に次行程方向へ方向転換
   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。