JP2786516B2

JP2786516B2 - 作業車の走行方法

Info

Publication number: JP2786516B2
Application number: JP2116539A
Authority: JP
Inventors: 浩司吉川; 田中　　滋
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1990-05-02
Filing date: 1990-05-02
Publication date: 1998-08-13
Anticipated expiration: 2013-08-13
Also published as: JPH0415712A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、作業対象範囲に対して、複数個の作業行程
を作業車の横幅方向に平行に並ぶように設定して、前記
作業車を各作業行程の端部で隣接する次の作業行程へ移
動させながら各作業工程を自動走行させる作業車の走行
方法に関する。

〔従来の技術〕

例えば、清掃用の作業車や芝刈り用の作業車において
は、作業対象範囲に対して複数個の作業行程を作業車の
横幅方向に平行に並ぶように設定して、各作業行程の端
部で隣接する次の作業行程に向けて前進走行状態で180
度ターンさせたり、あるいは、平行ステアリング形式で
車体を横移動させたりして（例えば、特開平２−53113
号公報参照）次の作業行程に移動させながら、各作業行
程に沿って往復走行させて、所定範囲の作業を自動的に
行わせるようにすることが考えられている。

なお、作業車を走行させる作業行程数は、作業対象範
囲の幅と一つの作業行程での作業幅との関係から求める
ことができ、例えば、作業対象範囲の横幅を作業車の作
業幅で除算して各作業行程を設定することができるが、
一般には、作業対象範囲の全体を未作業部分が無いよう
に処理するために、互いに隣接する作業行程の夫々にお
いて処理される作業範囲同士の横幅方向での重なり幅が
あるように、各作業行程を設定することになる。

ただし、作業車の作業幅が一定であることから、作業
対象範囲の横幅を作業車の作業幅で単純に除算して各作
業行程を設定する方法では、最後の作業行程を除く各作
業行程の幅は作業車の作業幅に対応して同幅となるが、
最後の作業行程の幅が作業車の作業幅よりも狭くなる場
合があり、それを避けるために、隣接する作業行程間で
の上記作業範囲の重なり幅を調整して、全ての作業行程
の幅を同幅に設定することが考えられている（例えば、
特開昭63−286911号公報参照）。因みに、最後に作業行
程の幅が他の作業行程の幅よりも狭くなると、例えば、
次の作業行程へ移動するための行程端部におけるターン
の距離等が、最後の作業行程と他の作業行程とで異な
り、最後の作業行程では他の作業行程を走行する場合と
は自動走行のための制御形態を変える必要が生じて、制
御が複雑になる不利がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

行程端部では作業車を次の作業行程へ移動させる従来
技術のうち、前進走行状態で180度ターンするもので
は、作業行程の端部側にターン動作のための非作業領域
が必要になって、作業対象範囲の一部に未作業部分が生
じるという不利があり、又、平行ステアリング形式で
は、未作業部分は生じないが、作業車が行程端部に停止
した状態で車輪の向きを変更させるので、床面等の走行
路面を削って傷つけるおそれがあるという不利があっ
た。

又、隣接する作業行程間での作業範囲の重なり幅を調
整して、各作業行程の幅を同幅に設定する前記従来技術
では、作業車の作業幅（吸入口の幅）を越えない範囲で
最大の処理幅が選ばれるので、作業対象範囲の横幅と作
業車の作業幅の条件によっては、重なり幅が０になる場
合があり、この場合には、作業車の位置が作業行程の適
正位置から横幅方向に少しでもずれると、その位置ずれ
によって未作業部分が生じるという不都合がある。

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、各作業行程の端部において作業車を隣接す
る作業行程に移動させるときに、行程端部に作業できな
い範囲が生じたり、車輪が床面等の走行路面を傷つけた
りするという従来技術の不利を解消させながら、しか
も、例えば車輪のスリップ等によって、隣接する作業行
程に移動したときの位置が適正位置から位置ずれして
も、そのずれを適切にカバーして未作業部分が生じない
ようにすることにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明方法は、作業対象範囲に対して、複数個の作業
行程を作業車の横幅方向に平行に並ぶように設定して、
前記作業車を各作業行程の端部で隣接する次の作業行程
へ移動させながら各作業行程を自動走行させる作業車の
走行方法であって、その特徴構成は以下の通りである。

すなわち、前記各作業行程の端部で隣接する次の作業
行程へ移動させるのに、後進走行状態で180度向き変更
しながら旋回移動させるようにすると共に、前記作業対
象範囲の横幅の情報と前記作業車の作業幅の情報とに基
づいて、互いに隣接する作業行程の夫々において処理さ
れる作業範囲同士の横幅方向での重なり幅が、全作業行
程で等しく、且つ、設定された最小値よりも小さくなら
ないように、前記作業行程を設定する点にある。

〔作用〕

作業対象範囲の横幅の情報と作業車の作業幅の情報と
に基づいて、互いに隣接する作業行程の夫々において処
理される作業範囲同士の横幅方向での重なり幅が、全作
業行程で等しく且つ設定された最小値よりも小さくなら
ないように設定された各作業行程に沿って、作業車が前
進走行して行程端部に達すると、作業車を後進走行状態
で180度向き変更しながら隣接する次の作業行程へ旋回
移動させ、次の作業行程への移動後は、その次の作業行
程に沿って逆向きに走行させる。

〔発明の効果〕

従って、本発明の特徴構成によれば、作業行程の端部
つまり作業対象範囲の端部まで前進走行状態で作業した
後、後進走行状態で180度旋回しながら隣接する次の作
業行程に移動するので、従来の前進走行状態で180度旋
回移動する場合のように、行程端部側の作業対象範囲に
移動のための未作業部分が生じることがなく、又、従来
の平行ステアリング形式で移動させる場合のように、停
止状態で車輪の向きを変更するものではないので、床面
等の走行路面を傷つけるおそれもなく、従来技術の不利
が解消される。

又、隣接する作業行程の夫々で処理される作業範囲同
士の横幅方向での重なり幅が全作業行程で等しく、且つ
設定された最小値よりも小さくならないので、隣接する
作業行程の間隔が極端に狭くならない状態で等しくな
り、各作業行程の端部で作業車を180度向き変更しなが
ら後進走行状態で隣接する次の作業行程へ移動させる旋
回走行を、同じ走行パターンで制御を単純化しながら良
好に行わせることができ、同時に、例えば上記旋回移動
時に車輪のスリップ等によって、隣接する作業行程に移
動したときの位置が適正位置から位置ずれしても、最小
値以上の重なり幅によってその位置ずれを適切にカバー
して未作業部分が生じないようにすることができる。

〔実施例〕

以下、本発明方法を清掃用の作業車の誘導設備に適用
した場合における実施例を図園に基づいて説明する。

第２図に示すように、作業対象範囲となるビル等の通
路の横幅方向に、複数個の作業行程（Ｌ）が平行に並ぶ
ように設定され、そして、清掃用の作業車（Ｖ）を、通
路端部で後進走行状態で180度向き変更しながら旋回移
動させて、隣接する次の作業行程へ移動させながら、通
路長手方向の一端側から他端側へ向けて繰り返し往復走
行させて、通路床面を自動的に清掃させるようになって
いる。

前記複数個の作業行程の設定について説明すれば、第
１図に示すように、作業対象範囲の通路幅（PW）と、横
幅方向での左右両端に生じる作業できない残り幅（ΔP
W）と、前記作業車（Ｖ）の作業幅（Ｗ）と、未作業部
分が生じないようにするために隣接する作業行程間で重
複して作業させる重なり幅（ΔＷ）の最小値（ML）とか
ら、下記式に基づいて、前記重なり幅（ΔＷ）が全作業
行程で等しくなるように、作業行程数（Ｎ）を設定する
ようにしてある。

つまり、第ｎ行程の横幅方向における通路横幅方向の
端部に対する各作業行程（Ｌ）での走行軌跡（第２図参
照）の位置は、 ΔPW＋W/2＋（Ｗ−ΔＷ）（ｎ−１）となる。

次に、前記作業車（Ｖ）を自動走行させるための制御
構成について説明する。

第２図及び第３図に示すように、通路の長手方向に沿
う壁面に、上下方向に角度差を有する二本の誘導用ビー
ム光（A₁），（A₂）を前記通路長手方向に沿って走査し
ながら前記作業車（Ｖ）の横側方から投射するビーム光
投射装置（Ｂ）が取り付けられ、前記作業車（Ｖ）の上
部に、前後方向に間隔を隔て、且つ、平面視において対
角線上に位置する状態となるように、前記二本の誘導用
ビーム光（A₁），（A₂）の上下方向での受光位置の間隔
（Ｘ）を検出する一対の受光器（S₁），（S₂）が設けら
れている。

つまり、前記一対の受光器（S₁），（S₂）が受光する
前記二本の誘導用ビーム光（A₁），（A₂）の上下方向で
の受光位置の間隔（Ｘ）は、ビーム光投射装置（Ｂ）に
対する作業車（Ｖ）の通路横幅方向における距離に比例
することを利用して、車体前後夫々における通路横幅方
向での距離（l₁），（l₂）に基づいて、各作業行程で設
定された走行軌跡（Ｌ）に対する横幅方向での位置と車
体向きとしての方位（ψ）とを求め、それら位置と方位
の情報に基づいて操向制御することにより、前記作業行
程（Ｌ）に沿って自動走行させるようにしているのであ
る。

前記作業車（Ｖ）の構成について説明すれば、第４図
及び第５図に示すように、車体前方側に、走行用の電動
モータ（M₁）によって左右で各別に駆動停止自在で且つ
操向用の電動モータ（M₂）によって向き変更自在に構成
された左右一対の走行輪（１）が設けられ、車体後部に
従動輪（２）が設けられている。前記走行輪（１）の前
部には、走行面に撤水しながら回転ブラシ（３）によっ
て走行面を清掃するための清掃装置（４）が設けられ、
前記走行輪（１）と前記従動輪（２）との間に、走行面
に残った汚水を吸水するローラ式の吸水装置（５）が設
けられている。尚、第５図中、（ｅ）は前記走行輪
（１）の回転数検出用のエンコーダ、（６）は前記一対
の受光器（S₁），（S₂）や前記エンコーダ（ｅ）の情報
に基づいて、前記走行用の電動モータ（M₁）及び前記操
向用の電動モータ（M₂）を制御して前記作業車（Ｖ）を
自動走行させるための制御装置であって、マイクロコン
ピュータを利用して構成されている。

ところで、第２図にも示すように、前記二本の誘導用
ビーム光（A₁），（A₂）は作業車（Ｖ）に対して横側方
から投射されるようになっているために、前記作業車
（Ｖ）の通路長手方向での位置によっては、前記一対の
受光器（S₁），（S₂）と前記ビーム光投射装置（Ｂ）と
が一直線上に並ぶ状態となる箇所が生じることになる。

このように、前記一対の受光器（S₁），（S₂）と前記
ビーム光投射装置（Ｂ）とが一直線上に並ぶと、前記誘
導用ビーム光（S₁），（S₂）が、光源に近い側の受光器
によって遮断されて光源から遠い側の受光器が受光でき
なくなり、前記一対の受光器（S₁），（S₂）の受光情報
から作業車（Ｖ）の方位を判別することができなくな
る。

そこで、一対の受光器（S₁），（S₂）のうちの一方が
受光しなくなった場合には、前記左右一対の走行輪
（１）のうちの一方の駆動を停止して従動輪として作用
するようにして、前記各走行輪（１）に付設のエンコー
ダ（ｅ）の出力情報の差に基づいて前記方位を判別させ
るようにしてある。

この方位判別を、前記一対の受光器（S₁），（S₂）の
情報に基づいて行うか、前記エンコーダ（ｅ）の情報に
基づいて行うかのセンサ切り換え処理について説明を加
えれば、第６図に示すように、この処理は、前記一対の
受光器（S₁），（S₂）のうちの何れかの受光によって起
動される割り込み処理として構成されている。

前記一対の受光器（S₁），（S₂）のうちの何れかが前
記誘導用ビーム光（A₁），（A₂）を受光すると、先ず受
光監視用のタイマーをクリアした後、設定時間（Tc）内
に前記一対の受光器（S₁），（S₂）の両方を受光するか
否かを判別する。

設定時間（Tc）内に前記一対の受光器（S₁），（S₂）
の両方が受光した場合には、前述の如く、両受光器
（S₁），（S₂）の受光情報に基づいて、横幅方向での位
置及び方位を計算し、それら計算した値を記憶する。但
し、このとき、前記エンコーダ（ｅ）の値も同時に記憶
しておく。

前記設定時間（Tc）内に前記一対の受光器（S₁），
（S₂）の両方が受光しない場合には、前述の如く、車輪
スリップの影響を低減するために前記走行輪（１）のう
ちの設定された側の一方の駆動を停止して片輪駆動の状
態に切り換えて、受光した受光器が前後何れの側である
かを判別して作業車（Ｖ）の横幅方向での位置を計算
し、前記方位を、前記一対の受光器（S₁），（S₂）の両
方が受光したときに記憶させたエンコーダ（ｅ）の値と
今回のエンコーダ（ｅ）の計測値との差に基づいて求め
る。

尚、詳述はしないが、通路端部に達したか否かの判別
は、例えば、超音波センサ等を用いて通路長手方向での
端部に位置する壁面からの距離を検出して判別したり、
隣接する次の通路用として設置されているビーム光投射
装置（Ｂ）からの誘導用ビーム光（A₁），（A₂）の受光
情報を利用して判別することになる。

そして、通路端部に達したことを判別すると、次の作
業行程に移動することになるが、最終行程では、その通
路での作業を終了することになる。尚、次の通路での作
業がある場合には、次の通路へ移動することになる。

〔別実施例〕

上記実施例では、本発明方法を清掃用の作業車の誘導
設備に適用した場合を例示したが、本発明は各種の作業
車の誘導設備に適用できるものであって、作業車の具体
構成や自動走行のための制御構成等、各部の具体構成は
各種変更できる。ちなみに、車体方位の検出を地磁気セ
ンサ等を利用して行うこともできる。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする
為に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構
造に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る作業車の走行方法の実施例を示し、
第１図は作業行程の設定を説明する平面図、第２図は作
業範囲の概略平面図、第３図は作業車の概略正面図、第
４図は作業車の概略側面図、第５図は制御構成のブロッ
ク図、第６図はセンサ切り換え処理のフローチャートで
ある。（PW）……作業対象範囲の横幅、（Ｌ）……作業行程、
（Ｖ）……作業車、（Ｗ）……作業幅、（Δｗ）……重
なり幅、（ML）……最小幅。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G05D 1/02 A47L 9/00 102

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】作業対象範囲に対して、複数個の作業行程
（Ｌ）を作業車（Ｖ）の横幅方向に平行に並ぶように設
定して、前記作業車（Ｖ）を各作業行程（Ｌ）の端部で
隣接する次の作業行程（Ｌ）へ移動させながら各作業行
程（Ｌ）を自動走行させる作業車の走行方法であって、
前記各作業行程（Ｌ）の端部で隣接する次の作業行程
（Ｌ）へ移動させるのに、後進走行状態で180度向き変
更しながら旋回移動させるようにすると共に、前記作業
対象範囲の横幅（PW）の情報と前記作業車（Ｖ）の作業
幅（Ｗ）の情報とに基づいて、互いに隣接する作業行程
（Ｌ）の夫々において処理される作業範囲同士の横幅方
向での重なり幅（ΔＷ）が、全作業行程（Ｌ）で等し
く、且つ、設定された最小値（ML）よりも小さくならな
いように、前記作業行程（Ｌ）を設定する作業車の走行
方法。