JP3599498B2

JP3599498B2 - 移動車の誘導制御装置

Info

Publication number: JP3599498B2
Application number: JP28057596A
Authority: JP
Inventors: 保生藤井; 康夫入江; 幸生横山; 山中　　之史
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1996-10-23
Filing date: 1996-10-23
Publication date: 2004-12-08
Anticipated expiration: 2016-10-23
Also published as: JPH10124143A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地上側に、電流供給源より電流が供給される誘導線が設置され、
移動車側に、
走行状態を操作自在な走行操作手段と、
前記電流により形成される磁界の強さを、前記誘導線からの離間距離情報として検出する磁界検出手段と、
前記磁界検出手段により検出される離間距離情報に基づいて、移動車を前記誘導線から離間した複数の予定走行経路において誘導走行させるべく前記走行操作手段を制御する制御手段とが備えられている移動車の誘導制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記構成の移動車の誘導制御装置は、誘導線に供給される電流により形成される磁界の強さは、誘導線からの離間距離に応じて定まる特性を有することから、この磁界の強さの検出情報に基づいて、移動車を誘導走行させることができるようにしたものである。
【０００３】
上記構成の誘導制御装置において、従来では、例えば本出願人が先に出願した特願平６‐１８４３３７号において示されるように、電流供給源から供給される電流の閉回路が、誘導線と地中を通る閉回路で構成されるようにしたものがあった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成の誘導制御装置においては、誘導線に電流を供給するために、電流を通流させるための閉回路を構成するに際して、地中を有効利用して、長い誘導線を設置する場合等において、誘導線の設置のための施工の手間を少なくさせるようにしたものである。
【０００５】
しかしながら、このように地中を利用して電流を通流させる構成とした場合においては、誘導線の設置場所が異なると、地中に対する接地抵抗が土質や含水率等によって変化して、誘導線に供給される電流が変動してしまうおそれが大となっていた。その結果、移動車の誘導制御の基準となる電流の大きさが変動して、移動車の誘導制御が適正に行えなくなるおそれがあった。
【０００６】
そこで、このような不利を回避するために、接地抵抗が許容範囲内に収まるように調整すべく特殊な接地工事を施したり、誘導制御を実行する毎に、接地抵抗を調整する必要がある等、誘導線の設置の為の施工作業に、却って煩わしい手間がかかってしまうという不利があり、この点で改善の余地があった。
【０００７】
本発明はかかる点に着目してなされたものであり、その目的は、極力、誘導線の設置の手間を煩わしいものにさせることなく、又、誘導線の設置場所の変化にかかわらず、常に適正な誘導制御を行わせることが可能となる移動車の誘導制御装置を提供する点にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の特徴構成によれば、移動車を誘導するための電流が供給される前記誘導線が、その往路部分と、前記電流供給源から供給される電流が通流する閉ループを形成する為の復路部分とが、平面視で適宜間隔をあけて位置する状態で、地上側に設置されることになる。
【０００９】
従って、電流供給源から供給される電流は、誘導線における移動車側に位置する往路部分、並びに、閉ループを形成する為の誘導線における復路部分の夫々を通して通流することになる。つまり、誘導線のみによって、電流の通流が可能な一連に連なる閉回路を構成することで、従来構成のように、地中部分を通して電流を通流させる場合に較べて、設置場所が異なったような場合であっても、土質や接地抵抗等に起因して前記閉回路における電気抵抗が変動する等のおそれが少なくなり、それだけ誘導線に供給される電流が安定することになる。
【００１０】
しかも、誘導線を地中に接地させるための特別な施工が不要であり、誘導線の設置の手間も少ないもので済ませることができる。
【００１１】
その結果、誘導線の設置の手間が少なく、しかも、移動車の誘導対象箇所が異なった場合であっても、誘導線に通流される電流が予め設定した電流値から大きく変動することなく安定して、常に適正な誘導制御を行わせることが可能となった。
【００１２】
請求項２に記載の特徴構成によれば、前記誘導線における前記往路部分が、前記各予定走行経路に沿う状態で設置され、且つ、前記復路部分が、前記往路部分に対して平行又はほぼ平行になるように設置され、制御手段は、磁界検出手段により検出される離間距離情報に基づいて、移動車を前記各予定走行経路に沿って誘導走行させるべく前記走行操作手段を制御するように構成されている。
【００１３】
つまり、前記往路部分が、前記各予定走行経路に沿う状態で設置され、且つ、誘導線からの離間距離が一定であれば磁界検出手段にて検出される磁界の強さは同じになることから、誘導線から設定距離だけ離間した予定走行経路においては、例えば、磁界検出手段の検出値が、その設定距離に対応した磁界の強さの目標値に維持されるように誘導制御することで、予定走行経路に沿わせる誘導走行を行うことができる。
【００１４】
又、前記復路部分が、前記往路部分に対して平行又はほぼ平行になるように設置されることから、復路部分に通流する電流にて形成される磁界と、往路部分に通流する電流にて形成される磁界との合成磁界が、予定走行経路における磁界の強さとなるが、往路部分と復路部分とが平行又はほぼ平行に設置されるので、予定走行経路を走行するに伴って大きく磁界が変化することが無く、誘導制御をより安定した状態で行うことができる。
【００１５】
請求項３に記載の特徴構成によれば、前記誘導線における前記往路部分が、前記各予定走行経路に対して交差する方向に沿う状態で設置され、且つ、前記復路部分が、前記往路部分に対して平行又はほぼ平行になるように設置され、制御手段は、磁界検出手段により検出される離間距離情報に基づいて、移動車が前記各予定走行経路における端部に位置していることを判別して、前記走行制御手段の制御状態を切り換えるように構成されている。
【００１６】
つまり、前記往路部分が、前記各予定走行経路に対して交差する方向に沿う状態で設置され、誘導線から設定距離だけ離間した箇所が、予定走行経路の端部に位置することになり、例えば、磁界検出手段の検出値が、その設定距離に対応した磁界の強さの目標値になると、移動車が予定走行経路の端部に位置していることが判別できて、例えば旋回走行を開始したり、旋回を終了させたりする等、走行制御手段の制御状態を切り換えることができるのである。
【００１７】
又、前記復路部分が、前記往路部分に対して平行又はほぼ平行になるように設置されることから、復路部分に通流する電流にて形成される磁界と、往路部分に通流する電流にて形成される磁界との合成磁界が、予定走行経路の端部における磁界の強さとなるが、往路部分と復路部分とが平行又はほぼ平行に設置されるので、複数の予定走行経路の夫々の端部位置において大きく磁界が変化することが無く、各端部位置を極力精度よく位置合わせすることが可能となる。
【００１８】
請求項４に記載の特徴構成によれば、前記移動車が圃場における複数の予定走行経路に沿って走行しながら作業を行う農作業車であって、前記誘導線は、圃場における畦の幅方向一側部に沿って前記往路部分が位置し、前記畦の幅方向他側部に沿って前記復路部分が位置する状態で地上側に設置されている。
【００１９】
各予定走行経路に沿って農作業車が誘導走行されることによって、圃場内において作業を行うことになる。又、誘導線における往路部分は畦の幅方向一側部に沿って位置し、復路部分は畦の幅方向他側部に沿って位置する状態で設置される。つまり、畦と圃場との境界部分を利用して設置されることになる。
【００２０】
従って、圃場内で農作業車が走行する場合にも、誘導線が農作業車に干渉したりすることがなく、又、作業の補助等を行う作業者や、農作業車が畦の上を移動する場合等においても、誘導線が干渉するおそれを極力少なくできる。
【００２１】
その結果、誘導線の合理的な設置形態を採ることにより、外物に干渉して損傷したりする等の不利のない状態で、有効に移動車の誘導制御を行うことができるものとなった。
【００２２】
請求項５に記載の特徴構成によれば、前記誘導線は、地上側の地表面に載置される状態で設置されている。
【００２３】
従って、誘導線は地表面に載置させるだけで設置できることになり、例えば、長距離にわたって地中に埋め込む等の煩わしい作業を要することなく、簡単に設置することができ、又、撤去する場合にも煩わしさなく簡単な作業で済むものとなる。
【００２４】
請求項６に記載の特徴構成によれば、前記磁界検出手段により検出され、前記制御手段に入力される前記磁界の強さの出力信号が、前記制御手段の制御動作に対する適正レベルになるように、前記磁界検出手段の出力ゲインを調整するゲイン調整手段が設けられている。
【００２５】
誘導線における往路部分に流れる電流と、復路部分に流れる電流とは方向が逆向きになることから、夫々により形成される磁界は互いに打ち消し合うように作用するので、予定走行経路にて形成される合成磁界の強さは、誘導線が１本だけ存在する従来構成に較べて小さいものになるが、ゲイン調整手段にて磁界検出手段の出力ゲインを、磁界の強さの出力信号が制御手段の制御動作に対する適正レベルになるように調整することができ、適正な誘導制御を実行することができることになる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る移動車の誘導制御装置について説明する。
移動車の誘導制御装置は、図１に示すように、誘導エリアの一例としての矩形形状の圃場１内において、移動車の一例としての作業車Ｖを圃場１の長手方向に沿って互いに平行な複数の走行経路ｋの夫々において、無人状態で誘導走行させることができるように構成されている。
【００２７】
圃場１の外周部における各辺（畦）には、夫々、畦の長さとほぼ同じ長さの誘導線２が畦の長手方向に沿わせる状態で設置され、各誘導線２には夫々各別に電流供給源により所定周波数の交流電流が供給される。つまり、圃場１の長尺方向に沿う両側の畦に沿って設置される各誘導線２ａ，２ｃには、各電流供給源３により周波数ｆａ（Ｈｚ）及び周波数ｆｃ（Ｈｚ）の交流電流が夫々供給され、短尺方向に沿う両側の畦に設置される各誘導線２ｂ，２ｄには、各電流供給源３により周波数ｆｂ（Ｈｚ）及び周波数ｆｄ（Ｈｚ）の交流電流が夫々供給される。尚、周波数は、数百Ｈｚ〜数十ＫＨｚ程度に設定されている。
【００２８】
前記各誘導線２ａ，２ｃは、その往路部分２_ＯＬと、前記電流供給源３から供給される電流が通流する閉ループを形成する為の復路部分２_ＦＬとが、平面視で適宜間隔をあけて位置する状態で、地上側に設置されている。具体的には、図２に示すように、圃場における畦ＡＺの幅方向一側部に沿って前記往路部分２_ＯＬが位置し、畦ＡＺの幅方向他側部に沿って前記復路部分２_ＦＬが位置する状態で地上側の地表面に載置される状態で、且つ、復路部分２_ＦＬが、前記往路部分２_ＯＬに対して平行又はほぼ平行になるように設置されている。つまり、畦ＡＺと圃場面との境界部分を有効利用してループ状に設置されることになる。
【００２９】
上述したように設置された誘導線に電流が流れると、その電流によって磁界が形成されるが、誘導線２からの離間距離に対する磁界の強さの理論値は演算にて求めることができ、その磁界の強さは誘導線２からの離間距離の２乗に反比例する。そして、前記往路部分２_ＯＬに流れる電流と復路部分２_ＦＬに流れる電流とは互いに逆向きになり、形成される磁界は反対方向に互いに打ち消し合うように作用するが、平面視で互いに適宜間隔をあけて設置されることから、図３に示すように、誘導線２からの離間距離に対する磁界の強さの変化特性が定まることになり、圃場１内でのある地点での磁界の強さはほぼ一定の大きさになる。
【００３０】
尚、図３は、本出願人による実測データであり、誘導線には約３アンペアの電流を供給し、前記往路部分２_ＯＬ及び復路部分２_ＦＬの夫々の長さは約８０メートル、それらの平面視での間隔は約１メートルであり、往路部分２_ＯＬのほぼ中間位置において、誘導線からの離間距離とその地点での磁界の強さを測定したものである。
【００３１】
前記作業車Ｖは、四輪型の走行車体５の後部に対地作業装置としてのロータリー耕耘装置６が備えられ、走行しながら圃場１の対地作業（耕耘作業）を行うことができるように農作業車として構成されている。走行車体５にはエンジンが搭載され、このエンジンの動力が、動力伝達を入切自在な前後進切換機構７を備えた変速装置を介して各車輪に伝えられて車体が走行するように構成され、エンジンの動力がロータリー耕耘装置６に伝えられるようになっている。又、左右の前輪が電動モータ９により操向操作可能に設けられている。
【００３２】
前記作業車Ｖには、車軸の回転数を検出することで車体の走行距離を検出するための例えばロータリーエンコーダ等から成る距離検出手段としての走行距離センサ１０、車体の方位を検出する方位検出手段としての方位センサ１１、前記前後進切換機構７や操向用電動モータ９等の動作を制御する制御手段としてのマイクロコンピュータ利用の制御装置１２等が備えられている。前記前後進切換機構７と操向用電動モータ９により、作業車の走行状態を操作自在な走行操作手段ＳＳが構成されることになる。
【００３３】
又、走行車体５の前部には、前記各誘導線に対する作業車の位置（離間距離）情報として、前記各誘導線に供給される交流電流により形成される磁界の強さを検出する３個の磁界センサが車体横幅方向に沿って並設される状態で設けられ、このうち、左右両側に位置する側部磁界センサ１３Ｒ，１３Ｌは、圃場１の長尺方向に沿う両側の畦に沿って設置される各誘導線２ａ，２ｃからの位置情報（離間距離情報）を、周波数ｆａ及び周波数ｆｃの交流電流により形成される磁界の強さとして検出するように構成され、左右中央側に位置する中央磁界センサ１４は、圃場１の短尺方向に沿う両側の畦に沿って設置される各誘導線２ｂ，２ｄからの位置情報を、周波数ｆｂ及び周波数ｆｄの交流電流により形成される磁界の強さとして検出するように構成されている。
【００３４】
そして、前記制御装置１２は、磁界検出手段ＧＫとしての各側部磁界センサ１３Ｒ，１３Ｌによる検出情報に基づいて、複数の走行経路ｋの夫々において作業車Ｖを各走行経路ｋに沿って誘導走行させる誘導走行制御を実行し、且つ、中央磁界センサ１４による検出情報に基づいて、各走行経路ｋの終端部又は始端部に達したことを検出し、終端部に達したことを検出すると、作業車Ｖを回向走行させて隣接する次回の走行経路に進入誘導させる旋回制御を実行するように構成されている。
【００３５】
つまり、図４に示すように、各側部磁界センサ１３Ｒ，１３Ｌ、中央磁界センサ１４の出力が夫々、信号処理部１５にて処理された後に制御装置１２に与えられ、これらの磁界検出情報に基づいて、各走行経路ｋに沿って誘導走行されるように操向用電動モータ９を制御すると共に、走行経路ｋの終端部においては、磁界検出情報及び方位センサ１１並びに走行距離センサ１０の検出情報に基づいて、旋回走行すべく操向用電動モータ９、前後進切換機構７等を制御するように構成されている。
【００３６】
前記中央磁界センサ１４は、図５に示すように、誘導線２ｂ，２ｄに流れる交流電流により形成される交番磁界によって誘導起電力が発生する検出コイル１６ａと、この検出コイル１６ａの出力を所定のレベルまで増幅する増幅器１６ｂと、検出コイル１６ａの出力のうち前記各誘導線２ｂ，２ｄに流れる電流の周波数ｆｂ，ｆｄに対応する出力のみ通過させる周波数フィルターとしてのバンドパスフィルターＢＰＦ、その出力を直流信号に変換する直流変換回路ＤＣ等を備えて構成されている。
【００３７】
前記側部磁界センサ１３Ｒ，１３Ｌは、夫々、誘導線２ａ，２ｃに流れる交流電流により形成される交番磁界の車体上下方向に沿う磁界成分を検出する上下方向検出コイル１７、車体横幅方向に沿う磁界成分を検出する横幅方向検出コイル１８、これらの各検出コイルの出力を所定のレベルまで増幅する増幅器１９，２０、各検出コイル１７，１８の出力のうち前記各誘導線２ａ，２ｃに流れる電流の周波数ｆａ，ｆｃに対応する出力のみ通過させる周波数フィルターとしてのバンドパスフィルターＢＰＦ、その出力を直流信号に変換する直流変換回路ＤＣ、及び、前記各周波数ｆａ，ｆｃに対応する上下方向成分と横幅方向成分とに基づいて、夫々の磁界の強さを演算する演算部２１，２２等を備えて構成されている。
前記各演算部２１，２２は、図１２に示すように、車体上下方向成分ｐと横幅方向成分ｑとに基づいて三角形の定理に基づいて演算して、合成磁界ｒの強さを求めるように構成されている。
【００３８】
このように構成することで、例えば、図１２（イ）に示すように、作業車Ｖが走行途中で片側車輪が凹部に入り込んで車体が水平姿勢よりの角度θだけ斜め姿勢に傾斜したような場合であっても、誘導線に供給される電流により形成される磁界を、互いに直交する２方向の成分にて検出して、図１２（ロ）に示すように、それを演算にて合成磁界を求めることにより正確な磁界の強さ、つまり、誘導線からの離間距離を精度よく検出することができるものとなる。
【００３９】
このように、各側部磁界センサ１３Ｒ，１３Ｌは、夫々、周波数ｆａ及び周波数ｆｃの夫々に対応する検出情報が出力され、中央磁界センサ１４は、夫々、周波数ｆｂ及び周波数ｆｄの夫々に対応する検出情報が出力されるようになっているが、信号処理部１５において、それらのうち、検出レベルが高い方、即ち、作業車Ｖが該当する誘導線に近い方の検出情報が選択的に出力されるようになっている。
信号処理部１５は、図６に示すように、前記各磁界センサ１３Ｒ，１３Ｌ，１４の出力が制御装置１２に入力され、制御装置１２は各磁界センサ１３Ｒ，１３Ｌ，１４における異なる周波数の出力のうち、検出レベルの高い側の出力を判別して、その出力を選択するように３個のアナログスイッチＡＳ_１，ＡＳ_２，ＡＳ_３に選択信号を与えるように構成されている。
【００４０】
制御装置１２は、中央磁界センサ１４の検出情報に基づいて、短尺方向に沿う畦に設置される誘導線２ｂ，２ｄのうちいずれかの検出レベルの高い側の誘導線からの離間距離を算出して、その離間距離が設定値になると、作業車Ｖが前記各走行経路ｋの端部位置に達したことを判別するように構成されている。
尚、短尺方向に沿う畦に設置される誘導線２ｂ，２ｄは、図７に示すように、両側端部を圃場１内方側に向けて略Ｌ字形に屈曲させた状態で設置されている。このように構成すると、誘導線２ｂ，２ｄの中間部ｔからの離間距離が設定距離にある地点で誘導線２ｂ，２ｄの全長にわたってほぼ同一の磁界の強さになるので、この地点を走行経路ｋの端部位置として設定している。この端部位置は、端部屈曲部の長さＬよりも設定距離だけ圃場１内方側によった地点となる。因みに、本出願人の実験によれば、端部屈曲部の長さＨが例えば３ｍであれば、端部位置は誘導線から５ｍの離間距離の位置となる。
尚、この誘導線２ｂ，２ｄは、電流が通流するための復路部分として地中を利用して電流閉回路が構成されている。
【００４１】
このように、走行経路ｋの端部位置を圃場１の端部よりも内方側に設定する理由は、図１に示すように、有限長の誘導線により形成される磁界において、離間距離が同一の地点における磁界強度分布は、誘導線の端部付近においては、離間距離に対する磁界の強さの関係が直線的でなく、磁界の強さに基づく誘導制御が良好に行えないおそれがあるからである。
【００４２】
又、各誘導線２には、図８に示すように、他の誘導線に流れる電流が地中を通して流入することを抑制する電流抑制手段の一例である周波数フィルターとして、当該誘導線に供給される電流の周波数のみの通過を許容するバンドパスフィルター２３が設けられている。このバンドパスフィルター２３は、コイル２３ａとコンデンサ２３ｂを直列接続した共振回路にて構成され、その共振周波数が前記電流の周波数に対応するように構成されている。従って、他の誘導線から地中を通して異なる周波数の電流が流れ込んでも、誘導線にはその流入電流が通流することが抑制され、各磁界センサが誤った情報を検出するおそれを極力少なくさせている。
【００４３】
信号処理部１５には、磁界検出手段ＧＫにより検出され、前記制御装置１２に入力される前記磁界の強さの出力信号が、制御装置１２の制御動作に対する適正レベルになるように、磁界検出手段ＧＫの出力ゲインを調整するゲイン調整手段ＴＵが設けられている。
具体的に説明すると、前記各側部磁界センサ１３Ｒ，１３Ｌの検出情報に対応する各アナログスイッチＡＳ_１，ＡＳ_３の出力を増幅するための増幅ゲインは、制御装置１２からの切り換え情報に基づいて複数段階（４段階）に変更調整するように構成されている。つまり、夫々増幅ゲインの異なる４個の増幅器２４，２５，２６，２７の出力のうちのいずれかを制御装置１２に入力させるためのアナログスイッチＡＳ_４，ＡＳ_５に対して、制御装置１２が選択内容を指令するように構成されている。
誘導線に供給される電流により形成される磁界の強さは、上述したように離間距離の変化に対して大きく変化するものであり、増幅ゲインを一定に維持した場合には、全範囲にわたって適正な分解能で検出することが難しく、検出精度が低下してしまうおそれがあるので、制御装置１２に対する入力レベルが、例えば図９に示すように、前記誘導線からの離間距離が単位距離変化したときに適切な磁界の強さの変化が識別可能となるように、言い換えると、適切な分解能を有する適正出力範囲になるように増幅ゲインを自動調整するのである。
【００４４】
前記各側部磁界センサ１３Ｒ，１３Ｌは、車体横幅方向に設定間隔を隔てて設置されており、そのいずれか一方の側部磁界センサが、作業車Ｖが、複数の走行経路ｋのうちの１つに沿って走行するときに、その走行中の走行経路ｋに沿う誘導制御を実行するために磁界の強さを検出するための現走行経路用の磁界検出部ＧＫ_１として機能し、他方の側部磁界センサが、隣接する次の走行経路ｋに沿って作業車を走行させた際に前記現走行経路用の磁界検出部ＧＫ_１にて検出されることになる磁界の強さを検出する次走行経路用の磁界検出部ＧＫ_２として機能するように構成されている。
つまり、他方の側部磁界センサは、現走行経路ｋを走行しながら次走行経路ｋの磁界を逐次検出するようになっており、この検出情報は、前記走行距離センサ１０により検出される距離情報と対応付けた状態で、記憶手段としてのメモリＭに逐次記憶されるように構成されている。
【００４５】
制御装置１２は、磁界検出情報が記憶されている次走行経路ｋにおいて、メモリＭに記憶されている磁界検出情報と、走行距離センサ１０により検出される走行経路ｋの端部位置からの走行距離情報とに基づいて、当該走行経路ｋ上の各地点における磁界の強さの目標値を求め、その目標値と、現走行経路用の磁界検出部ＧＫ_１として機能する側部磁界センサの検出値との偏差に基づいて、走行用電動モータ９を駆動制御する誘導走行制御を実行するように構成されている。
【００４６】
又、制御装置１２は、メモリＭに記憶されている磁界検出情報に基づいて、次走行経路ｋにおいて誘導走行される際における現走行経路用の磁界検出部ＧＫ_１の出力ゲインの目標値を設定すると共に、次走行経路ｋにおける誘導走行に先立って、出力ゲインを目標値に自動調整するように構成されている。具体的には、メモリＭに記憶されている磁界の強さの最大値が、ゲイン調整用設定上限値を越えていれば、現行のゲインよりも１段低いゲインの増幅器が選択され、前記最大値が、ゲイン調整用設定下限値を下回っていれば、現行のゲインよりも１段高いゲインの増幅器が選択されるように、アナログスイッチＡＳ_４，ＡＳ_５に対して選択信号を指令するようになっている。尚、各アナログスイッチＡＳ_４，ＡＳ_５のゲインは常に同じ値に調整されるようになっている。
前記ゲイン調整用の設定上限値及び設定下限値は、アナログ値としての出力変化の直線性が保障される上下限範囲として設定される。
【００４７】
又、制御装置１２は、現走行経路用の磁界検出部ＧＫ_１として機能する側部磁界センサの検出値と、前記目標値との偏差に制御定数を乗じて操向操作量、つまり、電動モータの目標作動量を求めるように構成されている。そして、現走行経路用の磁界検出部ＧＫ_１及び次走行経路用の磁界検出部ＧＫ_２にて検出される磁界の強さの検出情報に基づいて、次走行経路を走行する際において、前記操作量が適正範囲になるように、前記制御定数を補正するように構成されている。
【００４８】
次に、制御装置１２の制御動作について説明する。
圃場１内において作業車Ｖを誘導走行させる場合、制御装置１２による自動誘導制御に先立って、初回の走行経路ｋにおいては、適正な走行経路ｋに沿わせる状態で手動操縦により作業車Ｖを走行させる。そのとき、走行経路ｋの始端位置から、走行を開始させるに伴って、次走行経路側の側部磁界センサ（図１の場合には右側のセンサ１３Ｒ）の検出情報並びに走行距離センサ１０の検出情報とを対応させた状態で、メモリＭに逐次書き込み記憶させておく。
又、この初回走行経路を走行するに伴って設定時間毎にサンプリングされた複数のデータのうち、走行経路の中央付近における左右側部磁界センサ１３Ｒ，１３Ｌの夫々の検出値の複数（ｎ個）のサンプリングデータα_１…α_ｎ、β_１……β_ｎの差分値の平均値を求め、この平均値と、予め実験等に基づいて設定された定数γとに基づいて当該走行経路における操向制御用の制御定数を基準制御定数Ｇ_１として求めておく。具体的には下記〔数１〕に基づいて演算する。
【００４９】
【数１】

【００５０】
そして、作業車を次の走行経路ｋの始端部に移動させた後に、自動誘導制御が開始されるが、図１０に示すように、それに先立って、先ず、現走行経路用の磁界検出部ＧＫ_１として機能する側部磁界センサ（図１の場合には左側のセンサ１３Ｌ）を初期設定する（ステップ１）と共に、その走行経路において適用される前記制御定数を設定する（ステップ２）。
この制御定数の設定について説明を加えると、現在の走行経路の始端部における左右側部磁界センサ１３Ｒ，１３Ｌの夫々の検出値の差分値Ｚｎを求め、この差分値Ｚｎと、前記初回走行経路における差分値Ｚ_１並びに前記基準制御定数Ｇ_１に基づいて、下記〔数２〕に基づいてこの走行経路における制御定数Ｇｎを算出する。尚、前記各差分値Ｚｎ，Ｚ_１は夫々、各走行経路において設定サンプリング時間毎にサンプリングされた複数の検出値の平均値として算出するようにしている。
【００５１】
【数２】
Ｇｎ＝（Ｚ_１／Ｚｎ）・Ｇ_１
【００５２】
このような制御定数の設定は各走行経路毎に、その経路の始端部において実行されることになる。
【００５３】
そして、作業用の走行速度で作業車Ｖを走行させながら、前記メモリＭに記憶される磁界検出情報と、走行距離センサ１０の検出情報とに基づいて、走行経路ｋ上の現時点における磁界の強さの目標値を求めて、現走行経路用の磁界検出部ＧＫ_１として機能する側部磁界センサ１３Ｌの検出値と前記目標値との偏差に制御定数を乗じて操向操作量を求め、この操向操作量になるように、操向用電動モータ９を駆動制御する（ステップ３）。
この誘導走行制御が実行される際に、次走行経路用の磁界検出部ＧＫ_２として機能する次走行経路側の側部磁界センサ（図１の場合には右側のセンサ１３Ｒ）の検出情報を走行距離センサ１０の検出情報と対応させた状態で、メモリＭに逐次書き込み記憶させる（ステップ４）。
【００５４】
中央磁界センサ１４の検出情報に基づいて、走行経路ｋの終端部に達したことが検出されると、走行経路数ｎをカウントアップし（ステップ５，６）、カウント値が圃場１内での設定経路数ｎｓに達していなければ（ステップ７）、前記メモリＭに書き込み記憶された磁界の強さの最大値Ｘｍが、ゲイン調整用設定上限値Ｓ_ＧＭを越えていれば、現行のゲインよりも１段低いゲインの増幅器が選択されるようにアナログスイッチＡＳ_４，ＡＳ_５に対して選択信号を指令して、出力ゲインが下げ側に変更される（ステップ８，９）。前記最大値Ｘｍが、ゲイン調整用設定下限値Ｓ_ＧＬを下回っていれば、現行のゲインよりも１段高いゲインの増幅器が選択されるように、アナログスイッチＡＳ_４，ＡＳ_５に対して選択信号を指令して、出力ゲインが上げ側に変更される（ステップ１０，１１）。尚、このように出力ゲインが変更された場合には、前記制御定数も変更量に対応して適宜修正されることになる（ステップ１２，１３）。
【００５５】
このようにして、磁界の強さの検出値や出力ゲインの変更状況に応じて、常に適切な制御定数にて電動モータを駆動制御するようにして、制御のハンチングや検出誤差の発生を極力、抑制するようにしている。
【００５６】
次に、現走行経路用の磁界検出部ＧＫ_１として機能する側部磁界センサを、反対側のもの（右側のセンサ１３Ｒ）に切り換える（ステップ１４）。車体の向きの変化によりそれらの位置関係が反転するからである。
【００５７】
次に、車体を次走行経路ｋの始端部に位置させるべく回向走行させる旋回制御を実行する（ステップ１５）。
図１３（イ）に示すように、走行経路ｋの終端位置から設定距離だけ操向操作を中立状態に維持したままで直進走行させた後に、方位センサ１１をリセットして、車体の方位が１８０度反転したことが検出されるまで、最大切れ角にて旋回走行させ、その後、中央磁界センサ１４の検出情報に基づいて次の走行経路ｋの始端部に達したことが検出されるまで直進走行させる（ステップ１６）。
【００５８】
尚、次の走行経路の経路始端側箇所では、図１３（ロ）に示すように、現走行経路ｋ用の磁界検出部として機能する側部磁界センサの検出情報と、前記メモリＭに記憶されている記憶情報とに基づいて、次走行経路に沿う状態になるように車体を旋回しながら前進させて幅寄せを行う必要があるが、このとき、次走行経路用の磁界検出情報が、屈曲した状態となるが、この領域においては、初回走行経路の検出情報と、上述したような磁界変化具合の検出情報とに基づいて、適正な状態に補正するようにしている。その後、その走行経路に沿わせる状態で誘導走行制御を実行することになる。
【００５９】
そして、前記中央磁界センサ１４の検出情報に基づいて、次の走行経路ｋの始端部に達したことが検出された後に、現走行経路用の磁界検出部ＧＫ_１の検出値と目標値（記憶情報）との偏差が設定範囲内に収まってから設定時間経過して、安定したときに、上述したような制御定数の設定を実行する。つまり、現在の走行経路における左右側部磁界センサ１３Ｒ，１３Ｌの夫々の検出値の差分値Ｚｎと、前記初回走行経路における差分値Ｚ_１並びに前記基準制御定数Ｇ_１に基づいて、上記〔数２〕に基づいてこの走行経路における制御定数Ｇｎを算出する。尚、現走行経路における前記差分値Ｚｎは、始端側での検出情報に基づいて算出されることになる。
【００６０】
以後、上述したような誘導走行制御を実行するが、このとき、ステップ９，１１にてゲインが変更されていれば、メモリＭに記憶されている検出情報に対しても、変化量に対応したゲインを掛けて走行用目標値を求めることになる。
そして、ステップ２〜１５を繰り返して、各走行経路ｋに沿わせて順次、作業車Ｖを誘導走行させ、設定経路数ｎｓに達すると制御が終了する（ステップ７）。
【００６１】
現走行経路ｋにおいては、前回走行経路ｋを走行する際に記憶されている磁界の強さと現走行経路ｋでの検出磁界とが同じになるように制御され、しかも、前記各側部磁界センサ１３Ｒ，１３Ｌの設置間隔は、ロータリー耕耘装置６の対地作業幅よりも幅狭に設定されているので、ロータリー耕耘装置６による作業領域が各走行経路ｋでラップすることになり、未作業領域が発生しないようになっている。又、各側部磁界センサ１３Ｒ，１３Ｌの設置間隔を変更調整自在に構成されている。
【００６２】
〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、圃場１の長尺方向に沿う両側の畦に沿って設置される各誘導線２ａ，２ｃが畦を囲うようにループ状に設置される場合を例示したが、短尺方向に沿う両側の畦に設置される各誘導線２ｂ，２ｄを、畦を囲うようにループ状に設置する構成としてもよい。
そして、各予定走行経路に沿わせる移動車の誘導走行制御、並びに、各予定走行経路の端部を検出する制御の夫々に磁界検出情報を用いる上記実施形態の構成に代えて、いずれかの制御にのみ磁界検出情報を用いてもよい。
【００６３】
又、この場合、誘導走行制御にのみ用いる場合、端部検出の構成として、例えば、経路端部にて横方向にレーザー光を照射させて、このレーザー光を検出するセンサにて経路端部を検出するようにしてもよく、又、地上に固定の制御部から無線情報にて経路端部に至ったことを移動車側に指令する構成等、各種の構成にて実施してもよい。
【００６４】
そして、端部検出にのみ、磁界検出情報を用いる場合には、移動車の誘導制御として、走行経路に沿わせてレーザー光を照射させて、このレーザー光を検出するセンサにて常にレーザー光を検出するように誘導走行させる形態としてもよく、又、無線操縦による誘導制御であってもよい。
【００６５】
（２）上記実施形態では、ゲイン調整手段として、４段階の増幅率に切り換える構成としたが、段数を変更してもよく、又、増幅率の段数を変更して実施してもよく、更に、増幅率を無段階に変更調整する構成としてもよい。更に、このような出力ゲインの自動調整を行わない構成としてもよい。
【００６６】
（３）上記実施形態では、誘導対象エリアの左右両側に誘導線が設置される場合を例示したが、片側にのみ誘導線が設けられる構成としてもよく、この場合において、誘導走行制御は、誘導線に近い方の走行経路から順次、遠い側の経路に誘導させてもよく、誘導線に遠い方の走行経路から順次、近い側の経路に誘導させてもよい。
【００６７】
（４）上記実施形態では、移動車として四輪型で左右前輪が操向揺動自在に設けられる構成としたが、四輪全てが操向揺動自在に設けられて、前後車輪が互いに異なる方向に揺動する小旋回半径での旋回を行う形態や、前後車輪が同じ方向に揺動して移動車が斜め方向に平行移動するような走行形態を採ることが可能な構成であってもよい。又、左右一対のクローラ走行装置を備え、片側に制動を加える操向操作構成を有する構成であってもよい。
【００６８】
（５）上記実施形態では、移動車としてロータリー耕耘装置を備えた構成としたが、苗移植装置や薬剤散布装置等を備えたものであってもよく、又、このような作業装置を備えない、運搬車等の移動車であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】誘導状態を示す平面図
【図２】誘導線の設置状態を示す図
【図３】磁界強度分布を示す図
【図４】制御ブロック図
【図５】磁界検出部の構成図
【図６】信号処理部の構成図
【図７】誘導線の設置状態を示す平面図
【図８】誘導線の電気回路図
【図９】出力ゲインを切り換えた場合の出力特性を示す図
【図１０】制御動作のフローチャート
【図１１】移動車の平面図
【図１２】磁界検出状態を示す図
【図１３】旋回制御状態を示す図
【符号の説明】
２誘導線
２_ＯＬ往路部分
２_ＦＬ復路部分
３電流供給源
１２制御手段
ＧＫ磁界検出手段
ＳＳ走行操作手段
ＴＵゲイン調整手段
Ｖ移動車

Claims

地上側に、電流供給源より電流が供給される誘導線が設置され、
移動車側に、
走行状態を操作自在な走行操作手段と、
前記電流により形成される磁界の強さを、前記誘導線からの離間距離情報として検出する磁界検出手段と、
前記磁界検出手段により検出される離間距離情報に基づいて、移動車を前記誘導線から離間した複数の予定走行経路において誘導走行させるべく前記走行操作手段を制御する制御手段とが備えられている移動車の誘導制御装置であって、
前記誘導線は、
その往路部分と、前記電流供給源から供給される電流が通流する閉ループを形成する為の復路部分とが、平面視で適宜間隔をあけて位置する状態で、地上側に設置されている移動車の誘導制御装置。
前記誘導線における前記往路部分が、前記各予定走行経路に沿う状態で設置され、且つ、前記復路部分が、前記往路部分に対して平行又はほぼ平行になるように設置され、
前記制御手段は、
前記磁界検出手段により検出される離間距離情報に基づいて、移動車を前記各予定走行経路に沿って誘導走行させるべく前記走行操作手段を制御するように構成されている請求項１記載の移動車の誘導制御装置。
前記誘導線における前記往路部分が、前記各予定走行経路に対して交差する方向に沿う状態で設置され、且つ、前記復路部分が、前記往路部分に対して平行又はほぼ平行になるように設置され、
前記制御手段は、
前記磁界検出手段により検出される離間距離情報に基づいて、移動車が前記各予定走行経路における端部に位置していることを判別して、前記走行制御手段の制御状態を切り換えるように構成されている請求項１記載の移動車の誘導制御装置。
前記移動車が圃場における複数の予定走行経路に沿って走行しながら作業を行う農作業車であって、前記誘導線は、圃場における畦の幅方向一側部に沿って前記往路部分が位置し、前記畦の幅方向他側部に沿って前記復路部分が位置する状態で地上側に設置されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の移動車の誘導制御装置。
前記誘導線は、地上側の地表面に載置される状態で設置されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の移動車の誘導制御装置。
前記磁界検出手段により検出され、前記制御手段に入力される前記磁界の強さの出力信号が、前記制御手段の制御動作に対する適正レベルになるように、前記磁界検出手段の出力ゲインを調整するゲイン調整手段が設けられている請求項１〜５のいずれか１項に記載の移動車の誘導制御装置。