JPS641081B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS641081B2 JPS641081B2 JP53145721A JP14572178A JPS641081B2 JP S641081 B2 JPS641081 B2 JP S641081B2 JP 53145721 A JP53145721 A JP 53145721A JP 14572178 A JP14572178 A JP 14572178A JP S641081 B2 JPS641081 B2 JP S641081B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steering
- angle
- deviation
- amount
- aircraft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Guiding Agricultural Machines (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は田植機を初めとする移植機等、走行型
の農業機械における自動操向装置の制御方式に関
する。
の農業機械における自動操向装置の制御方式に関
する。
田植機等の移植機においては、苗を整然と直線
列状に植付けることが苗の生育の均一化、収穫作
業の機械化等にとつて極めて重要である。このた
めに、機体が直進するように操向を行わせる自動
操向装置が種々提案されているが、例えば幅寄せ
が十分に行えないとか、オーバステアリングを招
来する等の、制御機能上又は精度上の問題点を内
包しているものが多い。
列状に植付けることが苗の生育の均一化、収穫作
業の機械化等にとつて極めて重要である。このた
めに、機体が直進するように操向を行わせる自動
操向装置が種々提案されているが、例えば幅寄せ
が十分に行えないとか、オーバステアリングを招
来する等の、制御機能上又は精度上の問題点を内
包しているものが多い。
本発明は操舵角設定のためのデータとして、機
体の偏位量及び偏位角を複合的に用いることによ
つて、上述の如き問題点の解決を図つた自動操向
制御方式を提供することを目的とする。
体の偏位量及び偏位角を複合的に用いることによ
つて、上述の如き問題点の解決を図つた自動操向
制御方式を提供することを目的とする。
本発明に係る自動操向制御方式は、農業機械の
走行に際して、これが倣うべき操向案内手段に対
する農業機械の偏位量を測定し、該偏位量の所定
時間内の変化分及びその間の農業機械の進行距離
に基づいて農業機械の進行方向の偏位角を算出
し、偏位角が所定値より大きい場合は偏位角に応
じた操舵角を、また偏位角が所定値より小さく偏
位量が所定値より大きい場合は偏位量に応じた操
舵角を夫々設定することを特徴とする。
走行に際して、これが倣うべき操向案内手段に対
する農業機械の偏位量を測定し、該偏位量の所定
時間内の変化分及びその間の農業機械の進行距離
に基づいて農業機械の進行方向の偏位角を算出
し、偏位角が所定値より大きい場合は偏位角に応
じた操舵角を、また偏位角が所定値より小さく偏
位量が所定値より大きい場合は偏位量に応じた操
舵角を夫々設定することを特徴とする。
以下本発明を乗用型田植機における実施例を示
す図面に基いて具体的に説明する。
す図面に基いて具体的に説明する。
第１図は本発明に係る乗用型田植機の略示平面
図であり、第２図は本発明に係る自動操向装置の
模式図である。機体は、前後別体のものが枢支連
結されて胴折れ構造となつており、手動操向のた
めの舵輪５の回転操作又はこれに連動回転するス
テアリングシヤフト５ａに連動連結した自動操向
のためのパルスモータ３３の回転駆動により、後
輪３，３を取付けた後部機体４を、前輪１，１を
取付けた前部機体２に対して左右に水平回動させ
て操向を行わせるようにしている。６，６はセン
サであつて、前部機体１から左右に張出させた位
置に各１個配設してあるが、これらのセンサ６，
６は既に植付けられた苗の列を操向案内手段とす
るので、各行程ではいずれか一方のセンサ、すな
わち第１図の場合は左側のセンサ６が選択して使
用される。
図であり、第２図は本発明に係る自動操向装置の
模式図である。機体は、前後別体のものが枢支連
結されて胴折れ構造となつており、手動操向のた
めの舵輪５の回転操作又はこれに連動回転するス
テアリングシヤフト５ａに連動連結した自動操向
のためのパルスモータ３３の回転駆動により、後
輪３，３を取付けた後部機体４を、前輪１，１を
取付けた前部機体２に対して左右に水平回動させ
て操向を行わせるようにしている。６，６はセン
サであつて、前部機体１から左右に張出させた位
置に各１個配設してあるが、これらのセンサ６，
６は既に植付けられた苗の列を操向案内手段とす
るので、各行程ではいずれか一方のセンサ、すな
わち第１図の場合は左側のセンサ６が選択して使
用される。
なお、操向案内手段としては既植の苗列のうち
最外側、すなわち現在の苗植行程側の苗列Ｑが選
ばれる。
最外側、すなわち現在の苗植行程側の苗列Ｑが選
ばれる。
センサ６は、２個のフオトインタラプタ６１，
６２を夫々の光ビームが平面視で交差するように
配置してなるものであり、フオトインタラプタ６
１の発光器６１ａ，６２ａ夫々から発せられた光
ビームP1，P2が苗列Ｑの部分で交差し、受光器
６１ｂ，６２ｂで受光される。従つて、機体の前
進に伴い苗列Ｑの苗ｑが光ビームP1，P2を過る
都度、受光器６１ｂ，６２ｂは、遮光状態となつ
てパルス信号R1，R2を発することになる。
６２を夫々の光ビームが平面視で交差するように
配置してなるものであり、フオトインタラプタ６
１の発光器６１ａ，６２ａ夫々から発せられた光
ビームP1，P2が苗列Ｑの部分で交差し、受光器
６１ｂ，６２ｂで受光される。従つて、機体の前
進に伴い苗列Ｑの苗ｑが光ビームP1，P2を過る
都度、受光器６１ｂ，６２ｂは、遮光状態となつ
てパルス信号R1，R2を発することになる。
これらのパルス信号R1，R2は、演算制御回路
３１へ入力され、これにより制御信号がモータ駆
動回路３２へ発せられ、モータ駆動回路３２はこ
れに基いて所要の操舵を行わせるに必要なステツ
プだけパルスモータ３３を回転させる。
３１へ入力され、これにより制御信号がモータ駆
動回路３２へ発せられ、モータ駆動回路３２はこ
れに基いて所要の操舵を行わせるに必要なステツ
プだけパルスモータ３３を回転させる。
而して、演算制御回路３１内におけるパルス信
号R1，R2に基くデータ処理について説明する。
まず、第３図に示すようにパルス信号R1又はR2
の周期t2及び両パルス信号R1，R2の周期の差t1、
すなわち発生タイミングの差を次々と読みとる。
号R1，R2に基くデータ処理について説明する。
まず、第３図に示すようにパルス信号R1又はR2
の周期t2及び両パルス信号R1，R2の周期の差t1、
すなわち発生タイミングの差を次々と読みとる。
而して、光ビームP1，P2の交点が苗列Ｑに一
致している場合は、光ビームP1，P2が苗ｑによ
り同時的に遮光されるのでt1＝０となるのに対
し、上記交点が苗列Ｑから外れる場合はt1≠０と
なり、その値及び正負は交点と苗列Ｑとの偏位量
及びその方向により定まる値となるので、要する
にt1の値から操向案内手段としての苗列Ｑに対す
る機体の偏位量が求められる。第４図は苗列Ｑの
整列方向と、機体の進行方向Ｄとセンサ６の位置
を模式的に示しているが上記偏位量は図中のｌに
相当する。
致している場合は、光ビームP1，P2が苗ｑによ
り同時的に遮光されるのでt1＝０となるのに対
し、上記交点が苗列Ｑから外れる場合はt1≠０と
なり、その値及び正負は交点と苗列Ｑとの偏位量
及びその方向により定まる値となるので、要する
にt1の値から操向案内手段としての苗列Ｑに対す
る機体の偏位量が求められる。第４図は苗列Ｑの
整列方向と、機体の進行方向Ｄとセンサ６の位置
を模式的に示しているが上記偏位量は図中のｌに
相当する。
さて、苗列Ｑにおける苗間ピツチは略一定であ
るので、前記t2は機体速度の高低変化に反比例す
るように変化することになる。演算制御回路３１
はt2から機体速度を求め、これにより一定時間の
間の機体進行距離と、その間におけるｌの変化分
を演算する。そして、この両者に基き苗列Ｑに対
する機体進行方向Ｄの偏位角θを求める。
るので、前記t2は機体速度の高低変化に反比例す
るように変化することになる。演算制御回路３１
はt2から機体速度を求め、これにより一定時間の
間の機体進行距離と、その間におけるｌの変化分
を演算する。そして、この両者に基き苗列Ｑに対
する機体進行方向Ｄの偏位角θを求める。
なお、パルス信号R1又はR2の周期t2は機体速
度と厳密な反比例関係を有している訳ではない。
即ち機体の偏位量が相前後するパルス発生タイミ
ングで相違する場合はその相違量が誤差要因とし
て含まれることになる。例えば光ビームP1につ
いてみると１つのパルスが現れたあと機体が右方
へ偏位すると光ビームP1を次の苗ｑが過るタイ
ミングは、この苗が相対的に発光器６１ａ側へ寄
ることになるので、早くなり、t2は短くなる。
度と厳密な反比例関係を有している訳ではない。
即ち機体の偏位量が相前後するパルス発生タイミ
ングで相違する場合はその相違量が誤差要因とし
て含まれることになる。例えば光ビームP1につ
いてみると１つのパルスが現れたあと機体が右方
へ偏位すると光ビームP1を次の苗ｑが過るタイ
ミングは、この苗が相対的に発光器６１ａ側へ寄
ることになるので、早くなり、t2は短くなる。
また機体進行方向についても同様であつて相前
後するパルス発生タイミングで偏位角が相違する
場合はその相違量が誤差要因として含まれること
になる。例えば光ビームP1についてみると１つ
のパルスが現れたあと機体が時計回りに進行方向
を変ずると光ビームP1を次の苗ｑが過るタイミ
ングは、この苗が相対的に発光器６１ａ側へ寄る
ことになるので、早くなり、t2は短くなる。
後するパルス発生タイミングで偏位角が相違する
場合はその相違量が誤差要因として含まれること
になる。例えば光ビームP1についてみると１つ
のパルスが現れたあと機体が時計回りに進行方向
を変ずると光ビームP1を次の苗ｑが過るタイミ
ングは、この苗が相対的に発光器６１ａ側へ寄る
ことになるので、早くなり、t2は短くなる。
然るところ機体が圃場条件によつて一方へ偏位
し、又は一方へ進行方向が向いた場合は、以下に
説明するようにその方向がt1の正，負にて検出さ
れてこれを解消すべき制御、即ち逆方向への偏位
又は進行方向の変更制御が行われることになる。
そして適当な操向制御を行う限り大きな偏位又は
信号方向の偏りが何パルスも発生する間に亘つて
解消されないということがない。従つてt2は機体
速度に概略反比例することは言うまでもない。ま
たt2から得られる機体速度情報は、逆方向への偏
位の交互的発生によりその誤差要因が正負に混入
することになるから、複数個の情報は正確な速度
情報であると言うことができる。
し、又は一方へ進行方向が向いた場合は、以下に
説明するようにその方向がt1の正，負にて検出さ
れてこれを解消すべき制御、即ち逆方向への偏位
又は進行方向の変更制御が行われることになる。
そして適当な操向制御を行う限り大きな偏位又は
信号方向の偏りが何パルスも発生する間に亘つて
解消されないということがない。従つてt2は機体
速度に概略反比例することは言うまでもない。ま
たt2から得られる機体速度情報は、逆方向への偏
位の交互的発生によりその誤差要因が正負に混入
することになるから、複数個の情報は正確な速度
情報であると言うことができる。
従つてこのような誤差要因を補償するには周知
の移動平均処理を行つたt2に基づき機体速度を算
出すればよい。
の移動平均処理を行つたt2に基づき機体速度を算
出すればよい。
次にｌ及びθの算出方法について説明する。
パルス信号R1，R2の発生タイミングの差t1と
機体速度ｖとの積tvはθ＝０と仮定すると苗列Ｑ
と光ビームP1，P2との夫々が交わる交点間距離
に相当する（第６図参照）。光ビームP1，P2の交
叉角は既知であるからこの交叉角とtvとの幾何学
的計算から光ビームP1，P2の交点からの偏位量
ｌが算出できる。例えば図示の如く光ビームP1，
P2が機体進行方向に対して各45゜傾いた直交関係
にあるとすると ｌ＝tv／２ となる。
機体速度ｖとの積tvはθ＝０と仮定すると苗列Ｑ
と光ビームP1，P2との夫々が交わる交点間距離
に相当する（第６図参照）。光ビームP1，P2の交
叉角は既知であるからこの交叉角とtvとの幾何学
的計算から光ビームP1，P2の交点からの偏位量
ｌが算出できる。例えば図示の如く光ビームP1，
P2が機体進行方向に対して各45゜傾いた直交関係
にあるとすると ｌ＝tv／２ となる。
同様にして少なくとももう１つのt1によつてｌ
を算出し、このようにして得たｌの値をl1，l2と
する（第７図参照）。そしてl1，l2を得た時点間に
おけるt2の累和（即ちl1，l2を得た夫々のタイミ
ング間の時間差。相前後するt1によつてl1，l2を
算出した場合はその間のt2）Σt2とｖとの積から
このΣt2の間の機体の操向距離が算出できるから θ＝l2−l1／Σt2v（rad） として偏位角θを算出することができる。
を算出し、このようにして得たｌの値をl1，l2と
する（第７図参照）。そしてl1，l2を得た時点間に
おけるt2の累和（即ちl1，l2を得た夫々のタイミ
ング間の時間差。相前後するt1によつてl1，l2を
算出した場合はその間のt2）Σt2とｖとの積から
このΣt2の間の機体の操向距離が算出できるから θ＝l2−l1／Σt2v（rad） として偏位角θを算出することができる。
θ＝０と仮定したことによる誤差は実際にはθ
の絶対値が2゜程度と小さいので無視し得るが、よ
り正確に求める場合はこのようにして算出したθ
を用いてｌを補正し、更に補正したｌ値に基づい
てθを算出する繰返し処理をすればよい。
の絶対値が2゜程度と小さいので無視し得るが、よ
り正確に求める場合はこのようにして算出したθ
を用いてｌを補正し、更に補正したｌ値に基づい
てθを算出する繰返し処理をすればよい。
さて、第５図は本発明に係る自動操向制御方式
の概念を示すフローチヤートである。まず、上述
のようにして偏位角θを検出する（）。次いで、
不感帯を考慮して定めた許容角θ0とθとを比較し
（）、θ＞θ0である場合（YES）はこれを修正す
るに要する、すなわちθを零にするのに要する操
舵角を設定する（）。そして、これをモータ駆
動回路３２へ発してパルスモータ３３を回転させ
ることにより操舵を行う（）。これに続いて、
又はθθ0である場合（NO）は前述の如くして
ｌを検出する（）。そして、ｌをθ0同様に定め
た許容量l0と比較し（）、ｌ＞l0である場合
（YES）はｌを零にすべく操舵角を修正設定し
（）、これに基く操舵を行わせる（）。そして、
，，，のステツプはｌl0となる迄反復
されることになる。
の概念を示すフローチヤートである。まず、上述
のようにして偏位角θを検出する（）。次いで、
不感帯を考慮して定めた許容角θ0とθとを比較し
（）、θ＞θ0である場合（YES）はこれを修正す
るに要する、すなわちθを零にするのに要する操
舵角を設定する（）。そして、これをモータ駆
動回路３２へ発してパルスモータ３３を回転させ
ることにより操舵を行う（）。これに続いて、
又はθθ0である場合（NO）は前述の如くして
ｌを検出する（）。そして、ｌをθ0同様に定め
た許容量l0と比較し（）、ｌ＞l0である場合
（YES）はｌを零にすべく操舵角を修正設定し
（）、これに基く操舵を行わせる（）。そして、
，，，のステツプはｌl0となる迄反復
されることになる。
本発明方式は叙上の如くして行われるものであ
るから、偏位角が小さいにも拘らず操向案内手段
とのずれが大きい場合にもｌが零になる迄操舵が
行われ、幅寄せが的確に行われる。また、偏位角
を零にするために操舵が行われた場合において、
この操舵の為に偏位量が許容量以上となつたとこ
ろで逆方向への操舵、すなわち舵角の戻しが行わ
れるのでオーバステアリング、更には制御系のハ
ンチングを招来する慮れは皆無となる等、本発明
は農業機械の自動操向装置の制御機能及び精度の
向上に優れた効果を奏する。
るから、偏位角が小さいにも拘らず操向案内手段
とのずれが大きい場合にもｌが零になる迄操舵が
行われ、幅寄せが的確に行われる。また、偏位角
を零にするために操舵が行われた場合において、
この操舵の為に偏位量が許容量以上となつたとこ
ろで逆方向への操舵、すなわち舵角の戻しが行わ
れるのでオーバステアリング、更には制御系のハ
ンチングを招来する慮れは皆無となる等、本発明
は農業機械の自動操向装置の制御機能及び精度の
向上に優れた効果を奏する。
なお、本発明は上述の実施例に限らずコンバイ
ンその他の走行型の農業機械一般に適用でき、操
向案内手段としては地下埋設ケーブル等植物以外
のものでもよく、従つてまたセンサとしては光学
系のもの、リミツトスイツチ等機械系のものの
外、電磁波をトレースするタイプのものであつて
もよいことは勿論である。
ンその他の走行型の農業機械一般に適用でき、操
向案内手段としては地下埋設ケーブル等植物以外
のものでもよく、従つてまたセンサとしては光学
系のもの、リミツトスイツチ等機械系のものの
外、電磁波をトレースするタイプのものであつて
もよいことは勿論である。
図面は本発明の実施例を示すものであつて、第
１図は本発明に係る乗用型田植機の略示平面図、
第２図は同じく自動操向装置の模式図、第３図は
センサが出力するパルス信号の波形図、第４図は
偏位角、偏位量の説明図、第５図は本発明方式の
フローチヤート、第６図、第７図は夫々ｌ，θの
算出方法の説明図である。 ５…舵輪、６…センサ、３１…演算制御回路、
３３…パルスモータ。
１図は本発明に係る乗用型田植機の略示平面図、
第２図は同じく自動操向装置の模式図、第３図は
センサが出力するパルス信号の波形図、第４図は
偏位角、偏位量の説明図、第５図は本発明方式の
フローチヤート、第６図、第７図は夫々ｌ，θの
算出方法の説明図である。 ５…舵輪、６…センサ、３１…演算制御回路、
３３…パルスモータ。
Claims (1)
- １ 農業機械の走行に際して、これが倣うべき操
向案内手段に対する農業機械の偏位量を測定し、
該偏位量の所定時間内の変化分及びその間の農業
機械の進行距離に基づいて農業機械の進行方向の
偏位角を算出し、偏位角が所定値より大きい場合
は偏位角に応じた操舵角を、また偏位角が所定値
より小さく偏位量が所定値より大きい場合は偏位
量に応じた操舵角を夫々設定することを特徴とす
る自動操向制御方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14572178A JPS5571404A (en) | 1978-11-24 | 1978-11-24 | Automatic steering control system in agricultural machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14572178A JPS5571404A (en) | 1978-11-24 | 1978-11-24 | Automatic steering control system in agricultural machine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5571404A JPS5571404A (en) | 1980-05-29 |
| JPS641081B2 true JPS641081B2 (ja) | 1989-01-10 |
Family
ID=15391586
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14572178A Granted JPS5571404A (en) | 1978-11-24 | 1978-11-24 | Automatic steering control system in agricultural machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5571404A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50110816A (ja) * | 1974-02-04 | 1975-09-01 |
-
1978
- 1978-11-24 JP JP14572178A patent/JPS5571404A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5571404A (en) | 1980-05-29 |
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