JPH01235506A - Travel control device of image sensing type automatically traveling work car - Google Patents
Travel control device of image sensing type automatically traveling work carInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、走行前方側の作業地を二次元方向に亘って撮
像する撮像手段と、その撮像手段の撮像情報に基づいて
、車体横幅方向での未処理作業地と処理済作業地との第
1境界を検出する第1境界検出手段と、前記撮像手段の
撮像情報に基づいて、車体前後方向での未処理作業地と
処理済作業地との第2境界を検出する第2境界検出手段
と、複数個の作業行程夫々において車体が前記第1境界
に沿って自動走行するように、前記第1境界検出手段の
検出情報に基づいて操向制御する操向制御手段と、前記
車体を次の作業行程の始端部に移動させるターン制御手
段と、前記車体が各作業行程の終端部に達するに伴って
前記ターン制御手段が制御作動し、且つ、前記車体が次
の作業行程の始端部に達するに伴って前記操向制御手段
が制御作動するように、前記第2境界検出手段の検出情
報に基づいて、前記操向制御手段と前記ターン制御手段
とを択一的に作動状態に切り換える制御切り換え手段と
が設けられた自動走行作業車の撮像式走行制御装置に関
する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention provides an image capturing means for capturing an image of a work area in front of the vehicle in two-dimensional directions, and based on the image information of the image capturing means, a first boundary detection means for detecting a first boundary between an untreated work area and a treated work area; and a first boundary detection means for detecting a first boundary between an untreated work area and a treated work area; a second boundary detection means for detecting a second boundary between the vehicle body and the vehicle body; a steering control means for controlling the direction of the vehicle, a turn control means for moving the vehicle body to a starting end of the next working stroke, and a control operation of the turn controlling means as the vehicle body reaches a terminal end of each working stroke; The steering control means and the turn control means are controlled based on the detection information of the second boundary detection means so that the steering control means performs a control operation as the vehicle body reaches a starting end of the next working stroke. The present invention relates to an imaging type travel control device for an automatic traveling work vehicle, which is provided with a control switching means for selectively switching the control means to an activated state.
上記この種の自動走行作業車の撮像式走行制御装置は、
走行前方側の作業地を二次元方向に亘って撮像した撮像
情報に基づいて、車体横幅方向での第1境界と車体前後
方向での第2境界の夫々を検出して、各作業行程では車
体が第1境界に沿って自動走行し、且つ、各作業行程の
終端部に達するに伴って、次の作業行程の始端部に自動
的に移動するように、車体走行を自動制御するようにし
たものである。The imaging type travel control device for this type of autonomous work vehicle mentioned above is:
Based on image information obtained by imaging the work area in front of the vehicle in two-dimensional directions, the first boundary in the width direction of the vehicle body and the second boundary in the longitudinal direction of the vehicle body are detected. The vehicle body travel is automatically controlled so that it automatically travels along the first boundary, and as it reaches the end of each work stroke, it automatically moves to the start of the next work stroke. It is something.
ところで、車体を次の作業行程の始端部に移動させるタ
ーンにおいては、第1境界及び第2境界に対する車体の
位置が大きく変わることから、ターン中においても撮像
情報に基づいて操向制御することは困難である。そこで
、−船釣には、予め設定記憶されたターンパターンを再
生するように操向操作して、ターンさせることになる。By the way, in a turn to move the vehicle body to the starting end of the next work stroke, the position of the vehicle body with respect to the first boundary and the second boundary changes significantly, so it is difficult to perform steering control based on imaged information even during the turn. Have difficulty. Therefore, when fishing on a boat, the user makes a turn by steering the boat to reproduce a turn pattern that has been set and stored in advance.
そして、従来では、車体が第2境界検出手段にて検出さ
れる第2境界に達するに伴って、操向制御手段からター
ン制御手段に切り換えると共に、予め設定記憶されたタ
ーンパターンの再生が完了するに伴って、ターン制御手
段から操向制御手段に切り換えるように構成されていた
。Conventionally, as the vehicle body reaches the second boundary detected by the second boundary detection means, the steering control means is switched to the turn control means, and the reproduction of the preset and stored turn pattern is completed. Accordingly, the turn control means is switched to the steering control means.
上記従来構成では、ターン中においては、操向制御しな
いことから、例えば、スリップ等によって、実際の走行
軌跡が予め設定記憶させたターンパターンにて想定され
た軌跡からずれる虞れがある。In the conventional configuration described above, since steering control is not performed during a turn, there is a risk that the actual traveling trajectory may deviate from the trajectory assumed in the preset and stored turn pattern due to, for example, slipping.
実際の走行軌跡が想定された軌跡からずれると、ターン
完了時点において、第1境界に対する車体の位置が設定
適正状態から大きくずれた状態で次の作業行程に進入す
ることになり、その結果、第1境界が撮像手段の撮像視
野内から外れたり、第1境界の一部のみが撮像視野内に
ある状態となる虞れがある。If the actual traveling trajectory deviates from the assumed trajectory, the position of the vehicle body relative to the first boundary will deviate significantly from the appropriate setting state at the time of completion of the turn, and the vehicle will enter the next work process. There is a risk that the first boundary may be out of the imaging field of view of the imaging means, or only a portion of the first boundary may be within the imaging field of view.
第1境界が撮像手段の撮像視野内から外れたり、第1境
界の一部のみが撮像視野内にある状態で、第1境界の検
出を行うと、第1境界の位置検出を誤って、車体を適正
通りに第1境界に沿って自動走行させることができなく
なる虞れがある。If the first boundary is detected when the first boundary is out of the field of view of the imaging means or only part of the first boundary is within the field of view, the position of the first boundary may be detected incorrectly and the vehicle body There is a possibility that the vehicle will not be able to automatically travel along the first boundary properly.
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、そ
の第1目的は、ターン中に車体の走行軌跡が予め設定さ
れた軌跡からずれても、適正通りに車体を次の作業行程
の始端部に進入させることができるようにすることにあ
る。The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and its first purpose is to properly move the vehicle body to the next work stroke even if the traveling trajectory of the vehicle body deviates from a preset trajectory during a turn. The purpose is to enable the entry into the starting end.
又、第2目的は、作業行程始端部への進入時に、第1境
界に対するずれ量が大きい場合にも、そのずれを迅速に
自動修正できるようにすることにある。A second purpose is to enable quick and automatic correction of the deviation from the first boundary even when the amount of deviation from the first boundary is large when approaching the starting end of the work stroke.
本発明による自動走行作業車の撮像式走行制御装置の第
1の特徴構成は、以下の通りである。The first characteristic configuration of the imaging type travel control device for an automatic traveling work vehicle according to the present invention is as follows.
すなわち、前記制御切り換え手段は、前記第2境界検出
手段の検出情報に基づいて、前記第2境界が前記撮像手
段の撮像視野内において車体前後方向の設定位置よりも
手前側箇所に位置する状態になるに伴って、前記ターン
制御手段から前記操向制御手段に切り換えるように構成
されている点にある。That is, the control switching means determines, based on the detection information of the second boundary detection means, that the second boundary is located at a position on the near side of the set position in the longitudinal direction of the vehicle body within the imaging field of view of the imaging means. Accordingly, the turn control means is configured to be switched to the steering control means.
又、第2の特徴構成は、以下の通りである。Further, the second characteristic configuration is as follows.
すなわち、前記第1境界検出手段は、前記第1境界に対
する車体横幅方向での前記車体の位置のずれ量又は前記
第1境界の長さ方向に対する前記車体の傾きのずれ量を
検出するように構成され、前記操向制御手段は、その制
御作動の開始時において第1境界検出手段にて検出され
た前記第1境界に対する前記車体のずれ量が設定値より
も大なる場合には、前記ずれ量が前記設定渣より小とな
るまで、前記ずれ量が小の場合よりも大なる操向量で操
向制御するように構成されている点にある。That is, the first boundary detection means is configured to detect an amount of displacement of the position of the vehicle body in the width direction of the vehicle body with respect to the first boundary or an amount of displacement of the inclination of the vehicle body with respect to the length direction of the first boundary. and when the amount of deviation of the vehicle body with respect to the first boundary detected by the first boundary detection means at the start of the control operation is larger than a set value, the steering control means controls the amount of deviation. The present invention is configured to perform steering control with a larger steering amount than when the amount of deviation is small until the amount of deviation becomes smaller than the set residue.
第1境界と第2境界とは互いに交差する状態で位置する
ことから、作業行程の始端部における第1境界は、撮像
視野内において、第2境界よりも遠方側に位置する状態
となる。Since the first boundary and the second boundary are located so as to intersect with each other, the first boundary at the starting end of the work stroke is located further away than the second boundary within the imaging field of view.
そこで、第1の特徴構成では、第2境界が前記撮像手段
の撮像視野内において車体前後方向の設定位置よりも手
前側箇所に位置する状態になるに伴って、ターン制御手
段から操向制御手段に切り換えるのである。Therefore, in the first characteristic configuration, as the second boundary becomes located in a position on the near side of the set position in the longitudinal direction of the vehicle body within the imaging field of the imaging means, the turn control means changes to the steering control means. Switch to .
又、第2の特徴構成では、操向制御手段の制御作動開始
時、つまり、前記第2境界が前記撮像手段の撮像視野内
において車体前後方向の設定位置よりも手前側箇所に位
置する状態となって、ターン制御手段から操向制御手段
に切り換えられた時点において検出された第1境界に対
する車***置のずれ量が大なる場合には、そのずれ量が
小の場合よりも大なる操向量で操向制御させるのである
。Further, in the second characteristic configuration, when the control operation of the steering control means is started, that is, the second boundary is located at a position on the near side of the set position in the longitudinal direction of the vehicle body within the imaging field of the imaging means. Therefore, if the amount of deviation of the vehicle body position with respect to the first boundary detected at the time of switching from the turn control means to the steering control means is large, the steering amount is larger than when the deviation amount is small. It controls the steering.
従って、第1の特徴構成によれば、例えば、設定された
ターン終了位置よりも手前側でターンを終了して、第2
境界が撮像手段の撮像視野内において車体前後方向の設
定位置よりも手前側箇所に位置する状態になっても、第
1境界を見失った状態で作業行程の始端部に進入したり
、撮像視野中における第1境界の長さが極端に短い状態
で作業行程の始端部に進入したりする虞れを回避できる
ので、正確に第1境界を検出できる状態となった後に、
操向制御を開始させることができる。Therefore, according to the first characteristic configuration, for example, the turn is completed on the near side of the set turn end position, and the second
Even if the boundary is located in front of the set position in the longitudinal direction of the vehicle body within the imaging field of view of the imaging means, the operator may enter the starting end of the work process without seeing the first boundary or enter the imaging field of view. Since it is possible to avoid the possibility of entering the starting end of the work process with the length of the first boundary being extremely short, after the first boundary can be detected accurately,
Steering control can be started.
又、第2の特徴構成によれば、第1境界に対するずれ量
の大小に応じて、操向量を自動調節させるので、次の作
業行程への進入時における第1境界に対するずれ量に拘
らず、車体が第1境界に対して適正状態に沿う状態とな
るように、第1境界に対するずれを迅速に修正させるこ
とができる。Furthermore, according to the second characteristic configuration, since the steering amount is automatically adjusted depending on the magnitude of the deviation from the first boundary, regardless of the deviation from the first boundary at the time of entering the next work process, The deviation with respect to the first boundary can be quickly corrected so that the vehicle body is in a proper state with respect to the first boundary.
も、って、作業行程始端部への進入時点から、車体横幅
方向での未処理作業地と処理済作業地との第1境界に対
する車***置のずれが少ない状態で、自動走行を開始さ
せることができるに至った。Also, from the time of approach to the starting end of the work stroke, automatic driving is started in a state where the deviation of the vehicle body position with respect to the first boundary between the untreated work area and the treated work area in the vehicle body width direction is small. I was able to do it.
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.
第5図に示すように、周囲を処理済作業地としての既刈
地(C)で囲まれた四角状の未処理作業地としての未刈
地(B)が形成され、その未刈地(B)の−辺から対辺
に至る部分が一つの作業行程として設定され、そして、
その一つの作業行程に隣接する未刈地(B)側に、後述
の芝刈り用の作業車の作業幅に対応した間隔で互いに平
行する複数個の作業行程が設定されている。As shown in Fig. 5, a rectangular unmown land (B) as an untreated work area is formed surrounded by a cut land (C) as a treated work area, and the unmown land ( The part from the - side to the opposite side of B) is set as one work process, and,
A plurality of parallel working strokes are set on the unmowed land (B) side adjacent to one working stroke at intervals corresponding to the working width of a working vehicle for mowing lawns, which will be described later.
そして、第5図及び第6図に示すように、各作業行程で
は、車体横幅方向での前記未刈地(B)と前記既刈地(
C)との第1境界(L1)が、車体(V)の左右何れの
側に位置する状態でも、その第1境界(L1)を撮像で
きるように、走行前方側の前記第1境界(L1)に対応
する箇所を二次元方向に亘って撮像する撮像手段として
のイメージセンサ(S1)が、前記車体(V)の前部の
左右夫々に設けられている。As shown in FIGS. 5 and 6, in each work process, the unmoved area (B) and the already mowed area (
In order to be able to image the first boundary (L1) with the vehicle body (V), regardless of whether the first boundary (L1) with the vehicle body (V) is located on the left or right side of the vehicle body (V), the first boundary (L1) on the front side of the vehicle is Image sensors (S1) serving as imaging means for capturing images of locations corresponding to ) in two-dimensional directions are provided on each of the left and right sides of the front portion of the vehicle body (V).
つまり、前記車体(V)は、各作業行程では、車体横幅
方向での未刈地(B)と既刈地(C)との第1境界(L
1)に沿って自動走行するように、前記第1境界(L1
)側に位置する前記イメージセンサ(S1)の撮像情報
に基づいて検出される前記第1境界(L1)の位置情報
に基づいて操向制御されることになり、そして、前記第
1境界(L1)側に位置しない前記イメージセンサ(S
1)の撮像情報に基づいて検出される車体前後方向での
未刈地(B)と既刈地(C) との第2境界(L2)の
位置情報に基づいて、一つの作業行程の終端部となる前
記未刈地(B)の対辺に達するに伴って、その作業行程
に隣接する次の作業行程の始端部に向けて自動的に18
0度ターンすることになる。That is, in each work process, the vehicle body (V) moves to the first boundary (L) between the uncut land (B) and the mowed land (C) in the width direction of the vehicle body.
1), the first boundary (L1
) The steering is controlled based on the positional information of the first boundary (L1) detected based on the imaging information of the image sensor (S1) located on the side of ) side that is not located on the image sensor (S
The end of one work process is determined based on the positional information of the second boundary (L2) between the unmoved area (B) and the mowed area (C) in the longitudinal direction of the vehicle body, which is detected based on the imaging information in 1). As the opposite side of the uncut land (B) is reached, the 18
This will result in a 0 degree turn.
そして、前記既刈地(C)に隣接した未刈地(B)を、
その−辺から対辺に至る区間を往復走行することを繰り
返させることにより、いわゆる往復刈り形式で所定範囲
の芝刈り作業を自動的に行わせることになる。Then, the uncut land (B) adjacent to the cut land (C) is
By repeatedly traveling back and forth in the section from the negative side to the opposite side, lawn mowing work in a predetermined range can be automatically performed in a so-called reciprocating mode.
尚、第6図中、(1)は前輪、(2)は後輪、(3)は
モーアである。In Fig. 6, (1) is the front wheel, (2) is the rear wheel, and (3) is the mower.
但し、前記前輪(1)及び前記後輪(2)は、その何れ
もが操向輪としても駆動輪としても機能するように、い
わゆる4輪ステアリング逸式で且つ4輪駆動式に構成さ
れている。However, the front wheels (1) and the rear wheels (2) are configured in a so-called four-wheel steering type and four-wheel drive type so that both function as steering wheels and driving wheels. There is.
又、前記各作業行程では、前記前輪(1)のみを操向す
る2輪ステアリング形式を用いて走行させると共に、次
の作業行程に向けてターンさせる時には、前記前後輪(
1)、 (2)を逆位相で操向する4輪ステアリング形
式と同位相で操向する平行ステアリング形式とを用いて
走行させるようにしである。In addition, in each of the work steps, the vehicle is driven using a two-wheel steering system in which only the front wheels (1) are steered, and when turning for the next work step, the front and rear wheels (1) are operated.
1) and (2) are made to run using a four-wheel steering system in which the vehicle is steered in opposite phases and a parallel steering system in which the vehicle is steered in the same phase.
前記イメージセンサ(S、)の撮像1f(A) につい
て説明すれば、第7図に示すように、前記車体(V)が
、前記第1境界(L1)に対して適正状態に沿っている
状態において、前記第1境界(L1)が、前記イメージ
センサ(S1)の地表面における撮像視野(八)の横幅
方向中央を、車体進行方向に沿う方向に向けて通る基準
線(La)に一致する状態となるように設定しである。To explain the imaging 1f(A) of the image sensor (S,), as shown in FIG. 7, the vehicle body (V) is in a proper state with respect to the first boundary (L1). , the first boundary (L1) coincides with a reference line (La) passing through the widthwise center of the imaging field of view (8) on the ground surface of the image sensor (S1) in a direction along the vehicle body traveling direction. It is set so that it is in the state.
尚、前記第1境界(L1)は、前記作業車が走行する往
路と復路とで、前記車体(V)の左側に位置する状態と
、右側に位置する状態とに切り換わることになる。Note that the first boundary (L1) switches between being located on the left side of the vehicle body (V) and being located on the right side of the vehicle body (V) during the outbound and return trips of the work vehicle.
従って、前記車体(V)がターンして走行方向が180
度反転する毎に、前記第1境界化、)を撮像するために
使用する前記イメージセンサ(Saを、左右に切り換え
ることになる。Therefore, the vehicle body (V) turns and the running direction is 180 degrees.
Each time the first boundary is inverted, the image sensor (Sa) used to image the first boundary (Sa) is switched to the left or right.
そして、詳しくは後述するが、非使用側となるイメージ
センサ(S1)を利用して、前記第2境界(L2)を検
出させるようにしである。As will be described in detail later, the second boundary (L2) is detected using the unused image sensor (S1).
尚、以下の説明において、前記第1境界(L1)を撮像
する状態にある側のイメージセンサを第1イメージセン
サ(Sa)と呼称し、前記第2境界(L2)を撮像する
イメージセンサを第2イメージセンサ(Sb)と呼称す
る。In the following description, the image sensor that is in the state of capturing the first boundary (L1) will be referred to as the first image sensor (Sa), and the image sensor that is in the state of capturing the second boundary (L2) will be referred to as the first image sensor. 2 image sensor (Sb).
但し、図中では、便宜上、右側のイメージセンサを前記
第1イメージセンサ(Sa)として表記すると共に、左
側のイメージセンサを前記第2イメージセンサ(sb)
として表記しであるが、これら第1イメージセンサ(S
a)と第2イメージセンサ(Sb)とは、前記車体(V
)がターンする毎に入れ換わることになる。However, in the figure, for convenience, the image sensor on the right side is expressed as the first image sensor (Sa), and the image sensor on the left side is expressed as the second image sensor (sb).
These first image sensors (S
a) and the second image sensor (Sb) are the vehicle body (V
) will be replaced every turn.
前記車体(V)を自動走行させるための制御構成につい
て説明すれば、第1図に示すように、前記第1、第2の
両イメージセンサ(Sa)、 (Sb)の撮像情報を画
像処理して、前記第1境界(L1)及び前記第2境界(
L2)夫々の位置情報を検出すると共に、検出された境
界位置情報に基づいて、前記車体(V)の走行を制御す
るマイクロコンピュータ利用の制御装置(10)が設け
られている。To explain the control configuration for automatically driving the vehicle body (V), as shown in FIG. Then, the first boundary (L1) and the second boundary (
L2) A control device (10) using a microcomputer is provided, which detects the respective position information and controls the traveling of the vehicle body (V) based on the detected boundary position information.
つまり、前記制御装置(10)を利用して、前記第1イ
メージセンサ(Sa)の撮像情報に基づいて前記第1境
界(1,、)を検出する第1境界検出手段(100)、
前記第2イメージセンサ(Sb)の撮像情報に基づいて
前記第2境界(L2)を検出する第2境界検出手段(1
01)、前記第1境界検出手段(100)の検出情報に
基づいて前記車体(V)が前記第1境界(L、)に沿っ
て自動走行するように操向制御する操向制御手段(10
2)、前記車体(−)を次の作業行程始端部に移動させ
るターン制御手段(103)、及び、前記第2境界検出
手段(101)の検出情報に基づいて、前記操向制御手
段(102) と前記ターン制御手段(103)
とを択一的に作動状態に切り換える制御切り換え手段(
104)の夫々が構成されることになる。That is, a first boundary detection means (100) detects the first boundary (1,,) based on the imaging information of the first image sensor (Sa) using the control device (10);
a second boundary detection means (1) that detects the second boundary (L2) based on imaging information of the second image sensor (Sb);
01), a steering control means (10) that performs steering control so that the vehicle body (V) automatically travels along the first boundary (L,) based on the detection information of the first boundary detection means (100);
2), a turn control means (103) for moving the vehicle body (-) to the starting end of the next working stroke, and a turn control means (102) based on the detection information of the second boundary detection means (101). ) and the turn control means (103)
control switching means (
104) will be configured.
但し、前記第1境界(L1)は、前記車体(いが一つの
作業行程の長さに基づいて予め設定された行程端判定開
始距離(βa)(第5図参照)に達するまで、設定距離
を走行する毎に繰り返し検出されることになり、そして
、その第1境界(し、)を検出している間は、前記第2
境界(L2)の検出は行わないようにしである。つまり
、前記第2境界(L2)は、前記車体(V)が前記行程
端判定開始距離(!a)に達した後において、設定距離
毎に繰り返し検出されることになる。However, the first boundary (L1) is a preset distance until the vehicle body reaches a stroke end determination start distance (βa) (see Fig. 5), which is preset based on the length of one working stroke. It will be repeatedly detected each time the first boundary (shi) is detected, and while the first boundary (shi) is being detected, the second boundary will be detected repeatedly.
The boundary (L2) is not detected. That is, the second boundary (L2) is repeatedly detected at every set distance after the vehicle body (V) reaches the end-of-stroke determination start distance (!a).
そして、前記第2境界(L2)を繰り返し検出するため
の前記設定距離の長さは、前記イメージセンサ(S1)
の撮像視野(A)内において、今回の撮像地点における
第2境界(L2)が前記撮像視野(A)の前後方向中央
を通る前記基準線(Lb) (第8図参照)よりも遠方
側にある場合には、前記車体(V)が次回の撮像地点に
走行しても、次回の撮像地点における前記第2境界(L
2)が前記撮像視野(A)内に位置する状態となるよう
に設定しである。The length of the set distance for repeatedly detecting the second boundary (L2) is determined by the image sensor (S1).
Within the imaging field of view (A), the second boundary (L2) at the current imaging point is farther away than the reference line (Lb) (see Figure 8) passing through the center of the imaging field of view (A) in the front and back direction. In some cases, even if the vehicle body (V) travels to the next imaging point, the second boundary (L) at the next imaging point
2) is set so that it is located within the imaging field of view (A).
尚、第1図中、(4)は前記前輪(1)の操向用油圧シ
リンダ、(5)は前記後輪(2)の操向用油圧シリンダ
、(6)はエンジン(B)の出力を変速して前記前後輪
(1)、 (2)を駆動する油圧式無段変速装置であっ
て、前後進切り換え自在で且つ前後進ともに変速自在に
構成されている。(7)は変速用モータ、(8)は前記
前輪用油圧シリンダ(4)の制御弁、(9)は前記後輪
用油圧シリンダ(5)の制御弁、(S2)は前記変速装
置(6)の出力回転数に基づいて前記車体(V)の走行
距離を検出するための距離センサ、(R1)は前輪用の
操向角検出用ポテンショメータ、(R2)は後輪用の操
向角検出用ポテンショメータ、(R3)は前記変速装置
(6)の操作状態に基づいて車速を間接的に検出する車
速検出用ポテンショメータである。In Fig. 1, (4) is the hydraulic cylinder for steering the front wheels (1), (5) is the hydraulic cylinder for steering the rear wheels (2), and (6) is the output of the engine (B). This is a hydraulic continuously variable transmission device that drives the front and rear wheels (1) and (2) by changing the speed of the vehicle. (7) is a speed change motor, (8) is a control valve for the front wheel hydraulic cylinder (4), (9) is a control valve for the rear wheel hydraulic cylinder (5), and (S2) is a control valve for the front wheel hydraulic cylinder (5). ) is a distance sensor for detecting the travel distance of the vehicle body (V) based on the output rotation speed of the vehicle body (V), (R1) is a potentiometer for detecting the steering angle for the front wheels, and (R2) is a steering angle detection for the rear wheels. The potentiometer (R3) is a vehicle speed detection potentiometer that indirectly detects the vehicle speed based on the operating state of the transmission (6).
次に、第2図に示すフローチャートに基づいて、前記制
御装置(10)の動作を説明する。Next, the operation of the control device (10) will be explained based on the flowchart shown in FIG.
但し、前記左右のイメージセンサ(S1)の何れによっ
て前記第1境界(L1)を撮像させるかは、走行開始前
に予め設定しておくことになり、そして、ターンする毎
に、左右を切り換えることになる。However, which of the left and right image sensors (S1) should be used to image the first boundary (L1) must be set in advance before the start of travel, and the left and right image sensors must be switched each time the vehicle turns. become.
先ず、走行開始前に、前記作業行程の長さや走行する作
業行程数等の作業データ設定処理が行われることになり
、その作業データ設定処理を行った後に、設定速度で走
行開始させることになる。First, before the start of travel, work data setting processing such as the length of the work stroke and the number of work strokes to be traveled is performed, and after the work data setting processing is performed, the vehicle is started to travel at the set speed. .
走行開始後は、前記第1イメージセンサ(Sa)の撮像
情報に基づいて、設定距離を走行する毎に、後述の境界
検出処理によって前記第1境界(L、)が検出され、そ
して、その位置情報に基づいて操向制御が行われること
になる。After the start of travel, each time the vehicle travels a set distance, the first boundary (L,) is detected by boundary detection processing, which will be described later, based on the imaging information of the first image sensor (Sa), and its position is detected. Steering control will be performed based on the information.
但し、詳しくは後述するが、前記第1境界(L1)の検
出情報による操向制御においては、前記前輪(1)のみ
を操向することになる。However, as will be described in detail later, in the steering control based on the detection information of the first boundary (L1), only the front wheels (1) are steered.
次に、車体(V)が作業行程の終端に接近したか否かを
判別して、前記第1境界(L1)を検出する状態から、
前記第2境界(L2)を検出する状態に切り換えるため
に、前記距離センサ(S2)の検出情報に基づいて、前
記車体(V)の走行距離(I2)が各作業行程の長さに
基づいて設定された行程端判定開始距離(βaH第5図
参照)に達したか否かを判別する。Next, from the state of determining whether the vehicle body (V) has approached the end of the working stroke and detecting the first boundary (L1),
In order to switch to the state of detecting the second boundary (L2), the traveling distance (I2) of the vehicle body (V) is determined based on the length of each work stroke based on the detection information of the distance sensor (S2). It is determined whether a set stroke end determination start distance (βaH, see FIG. 5) has been reached.
前記走行距離(Iりが前記行程端判定開始距離(1a)
に達した場合には、操向中立状態に維持して前記車体(
V)を作業行程終端部に向けて直進させながら、作業行
程終端部側の前記第2境界(L2)を検出するために、
後述の行程端判別処理を実行して、行程終端を検出した
か否かを判別する。The travel distance (I is the travel end determination start distance (1a)
, the vehicle body (
In order to detect the second boundary (L2) on the side of the work stroke end while moving the machine V) straight toward the work stroke end,
A stroke end determination process, which will be described later, is executed to determine whether or not the stroke end has been detected.
行程終端を検出しなかった場合には、行程終端を検出で
きなかった場合にも、前記車体(V)を次の作業行程の
始端部に移動させることができるようにするために、前
記走行距離(p)が、作業行程の長さに基づいて予め設
定された強制ターン距離(j!b)(第5図参照)に達
したか否かを判別し、その強制ターン距i(j’b)に
達するか、又は、前記行程終端を検出するまで、前記行
程端判別処理を繰り返すことになる。If the end of the stroke is not detected, the traveling distance is adjusted so that the vehicle body (V) can be moved to the starting end of the next working stroke even if the end of the stroke cannot be detected. (p) has reached a preset forced turn distance (j!b) (see Figure 5) based on the length of the working process, and determines whether the forced turn distance i(j'b ) or until the end of the stroke is detected, the stroke end determination process is repeated.
行程終端を検出した場合、又は、前記強制ターン距n(
J!b)に達した場合には、走行した行程数等に基づい
て作業終了か否かを判別して、作業終了である場合には
、走行停止して全処理を終了させることになる。When the end of the stroke is detected, or the forced turn distance n(
J! When b) is reached, it is determined whether or not the work has been completed based on the number of strokes traveled, etc., and if the work has been completed, the travel is stopped and the entire process is completed.
作業終了でない場合には、前記車体(V)を次の作業行
程の始端部に移動させるべく、前記前後輪(1)、 (
2)を逆位相で操向する4輪ステアリング形式にて、前
記車体(V)の向きが180度反転するに要する設定時
間の間、最大操向角に維持することにより、前記車体(
V)を次の作業行程側に180度旋回させて、ターンを
開始させることになる。If the work is not completed, the front and rear wheels (1), (
In a four-wheel steering system in which the vehicle body (V) is steered in opposite phases, the vehicle body (V) is maintained at the maximum steering angle for a set time required for the direction of the vehicle body (V) to reverse 180 degrees.
V) is turned 180 degrees to the next working stroke side to start the turn.
前記車体(V)を180度反転させた後は、前記4輪ス
テアリング形式から前記平行ステアリング形式に切り換
えて、前記車体(V)を次の作業行程における前記第1
境界(L1)が位置する方向に向けて平行幅寄せさせな
がら、前記行程端判別処理を実行して、作業行程始端部
における前記第2境界(L2)を検出させることになる
。After inverting the vehicle body (V) by 180 degrees, the four-wheel steering type is switched to the parallel steering type, and the vehicle body (V) is rotated to the first position in the next work process.
The second boundary (L2) at the starting end of the work stroke is detected by executing the stroke end determination process while moving the parallel width toward the direction in which the boundary (L1) is located.
そして、前記行程端判別処理の処理結果に基づいて、前
記第2境界(L2)つまり行程始端を検出したか否かを
判別し、行程始端を検出するに伴って、前記第2境界(
L2)の検出を終了して、前記第1境界(L1)の検出
を開始すると共に、その検出情報に基づいて、次の作業
行程における第1境界(L1)に対する前記車体(V)
の横幅方向の位置を修正させる。Then, based on the processing result of the stroke end determination process, it is determined whether or not the second boundary (L2), that is, the stroke start end has been detected, and as the stroke start end is detected, the second boundary (
When the detection of the first boundary (L1) is finished, the detection of the first boundary (L1) is started, and based on the detection information, the vehicle body (V) is
Correct the horizontal position of.
進入位置の修正について説明を加えれば、行程進入位置
が適正状態となるまで、前記平行ステアリング形式によ
る平行幅寄せ状態で、前記第1境界(L1)に対する車
体横幅方向の位置が、設定不感帯内となるまで、操向操
作することになる。To explain the correction of the approach position, until the stroke approach position becomes appropriate, the position in the vehicle width direction with respect to the first boundary (L1) is within the set dead zone in the parallel width shifting state using the parallel steering method. You will have to operate the steering until the
進入位置修正が完了した後は、走行した行程数等の行程
データを更新した後、前記第1境界(L、)の検出、並
びに、その検出情報による操向制御を再開して、次の作
業行程での自動走行を開始させることになる。After the approach position correction is completed, after updating the stroke data such as the number of strokes traveled, the detection of the first boundary (L,) and the steering control based on the detected information are restarted, and the next work is started. This will start automatic driving on the journey.
つまり、前記作業行程終端側の第2境界(L2)を検出
するか、又は、強制ターン距離(1’b)に達した後、
前記車体(V)の180度旋回を開始してから作業行程
の始端部側の第2境界(し2)を検出するまでの処理が
、ターン制御手段(103)に対応することになり、行
程始端を検出した後、平行ステアリング形式で第1境界
(L1)に対する横幅方向での進入位置を修正して、前
記行程#端を検出するまでの間、前記第1境界(L、)
の検出情報に基づいて繰り返し操向制御する処理が、操
向制御手段(102)に対応することになる。That is, after detecting the second boundary (L2) on the end side of the work stroke or reaching the forced turn distance (1'b),
The process from the start of a 180 degree turn of the vehicle body (V) to the detection of the second boundary (shi 2) on the starting end side of the work stroke corresponds to the turn control means (103), and the process After detecting the starting end, the approach position in the width direction with respect to the first boundary (L1) is corrected in a parallel steering manner, and the first boundary (L,) is moved until the end of the stroke # is detected.
The process of repeatedly controlling the steering based on the detected information corresponds to the steering control means (102).
又、前記行程端判別処理による作業行程#端部及び作業
行程始端部の夫々における前記第2境界(L2)の検出
結果に基づいて、操向制御とターン制御とを切り換える
処理が、制御切り換え手段(104)に対応することに
なる。Further, the process of switching between steering control and turn control based on the detection result of the second boundary (L2) at each of the work stroke # end and the work stroke start end by the stroke end determination process is a control switching means. (104).
次に、各手段について詳述する。Next, each means will be explained in detail.
先ず、第3図に示すフローチャートに基づいて、前記第
1境界(L1)を検出するための境界検出処理について
詳述する。First, the boundary detection process for detecting the first boundary (L1) will be described in detail based on the flowchart shown in FIG.
但し、以下に説明する境界検出は、前記既刈地(C)が
前記未刈地(B)よりも明るく見えることから、前記第
1境界(L1)又は前記第2境界(L2)に対応する部
分での前記既刈地(C)と未刈地(B)との明るさの差
が、前記既刈地(C)内や前記未刈地(B)内における
明るさの差よりも大きくなることを利用して行われるよ
うに構成されている。However, in the boundary detection described below, since the mowed land (C) appears brighter than the uncut land (B), it corresponds to the first boundary (L1) or the second boundary (L2). The difference in brightness between the mowed land (C) and the unmown land (B) in a part is larger than the difference in brightness within the mowed land (C) and the unmown land (B). It is designed to take advantage of the following:
又、前記第2境界(L2)は前記第1境界(L1)に対
して交差する方向となる以外は、前記未刈地(B)と既
刈地(C)との同じ境界であり、この第1境界(L1)
を検出するため処理を利用して、後述の如く、前記第2
境界(L2)の位置情報をも検出するようにしである。Further, the second boundary (L2) is the same boundary between the uncut land (B) and the cut land (C) except that it crosses the first boundary (L1), and this First boundary (L1)
As described below, the second
The position information of the boundary (L2) is also detected.
すなわち、前記車体(V)が設定距離を走行する毎に、
前記イメージセンサ(S1)からの撮像情報が、前記制
御装置(10)に人力されて、二次元方向に並ぶ各画素
夫々の胡るさが設定段階に量子化された濃度値に変換さ
れると共に、各画素の周囲に隣接する8近傍画素夫々の
濃度値に基づいて、二次元方向に並ぶ各画素夫々の微分
値が求められる。That is, each time the vehicle body (V) travels a set distance,
Imaging information from the image sensor (S1) is manually input to the control device (10), and is converted into a density value in which the roughness of each pixel arranged in a two-dimensional direction is quantized at a setting stage. , the differential value of each pixel arranged in the two-dimensional direction is determined based on the density value of each of the eight neighboring pixels adjacent to each pixel.
但し、前記第1境界(L1)の位置を検出する場合には
、前記第1境界〈シ、)は車体横幅方向での未刈地(B
)と既刈地(C)との境界であることから、車体横幅方
向に沿う方向となるX軸方向での微分値を求めることに
なり、前記第2境界(L2)の位置を検出する場合には
、車体前後方向に沿う方向となるy軸方向での微分値を
求めることになる。However, when detecting the position of the first boundary (L1), the first boundary (L1) is located in the uncut area (B) in the width direction of the vehicle body.
) and the mown field (C), the differential value in the X-axis direction, which is the direction along the width direction of the vehicle body, is calculated, and when detecting the position of the second boundary (L2). In this case, the differential value in the y-axis direction, which is the direction along the longitudinal direction of the vehicle body, is calculated.
そして、求められた各画素の微分値が設定閾値よりも大
となる画素を抽出して、前記画像情報を2値化すること
になる。Then, pixels for which the obtained differential value of each pixel is larger than a set threshold value are extracted, and the image information is binarized.
2値化処理によって明るさ変化が大なる画素を抽出した
後は、ハフ変換を利用して、抽出された画素を通り、且
つ、複数段階に設定された傾きとなる複数本の直線を求
め、その複数本の直線のうちで最大頻度となる一つの直
線を、前記第1境界(L、)又は前記第2境界(L2)
に対応する直線として抽出することになる。After extracting pixels with large brightness changes through binarization processing, use Hough transform to find multiple straight lines that pass through the extracted pixels and have slopes set in multiple stages. One straight line that has the highest frequency among the plurality of straight lines is selected as the first boundary (L,) or the second boundary (L2).
It will be extracted as a straight line corresponding to .
説明を加えれば、ハフ変換においては、前記撮像視野(
A)の中心を通るX軸を極座標系における基準線として
、抽出された画素を通る複数本の直線を、下記(i)式
に基づいて、前記X軸に対して0度〜180度の範囲に
おいて予め複数段階に設定された傾き(θ)と、原点つ
まり画面中央からの距離(ρ)との組み合わせとして求
めることになる(第9図参照)。To explain, in the Hough transform, the imaging field of view (
Using the X-axis passing through the center of A) as the reference line in the polar coordinate system, draw multiple straight lines passing through the extracted pixels in a range of 0 degrees to 180 degrees with respect to the X-axis based on the following formula (i). It is determined as a combination of the inclination (θ) set in advance in multiple stages and the distance (ρ) from the origin, that is, the center of the screen (see FIG. 9).
ρ=x’cosθ+y esinθ ・−・・・・(i
)そして、一つの画素について、前記複数段階に設定
された傾き(θ)の値が180度に達するまで、求めた
各直線の頻度を計数するための二次元ヒストグラムを加
算する処理を繰り返した後、抽出された全画素を通る複
数種の直線の頻度を、各抽出画素毎に計数することにな
る。ρ=x'cosθ+y esinθ ・−・・・・(i
) Then, for one pixel, the process of adding two-dimensional histograms for counting the frequency of each straight line is repeated until the value of the slope (θ) set in the plurality of steps reaches 180 degrees. , the frequency of multiple types of straight lines passing through all extracted pixels is counted for each extracted pixel.
全抽出画素に対する直線の頻度の計数が完了した後は、
前記二次元ヒストグラムに加算された値から、最大頻度
となる前記傾き(θ)と前記距離(ρ)の組み合わせを
求めることにより、最大頻度となる一つの直線(LX)
(第9図参照)を決定し、その直線(LX)を、前記イ
メージセンサ(S1)の撮像面において境界に対応する
直線として求めることになる。After counting the frequency of straight lines for all extracted pixels,
From the values added to the two-dimensional histogram, by finding the combination of the slope (θ) and the distance (ρ) that gives the maximum frequency, one straight line (LX) that gives the maximum frequency is obtained.
(see FIG. 9), and its straight line (LX) is determined as a straight line corresponding to the boundary on the imaging surface of the image sensor (S1).
次に、前記撮像面における直線(L×)を、予め実測し
た地表面での前記イメージセンサ(St)の撮像視野(
A)の形状と大きさの記憶情報と、前記最大頻度の直線
(Lx)が通る撮像面での画素の位置(a、 b、 c
) (第9図参照)とに基づいて、地表面における直線
の情報に変換する。Next, the straight line (L
The stored information on the shape and size of A) and the position of the pixel (a, b, c) on the imaging plane through which the straight line (Lx) with the maximum frequency passes
) (see Figure 9), it is converted into straight line information on the ground surface.
すなわち、前記第1境界(L、)を検出する場合には、
第7図に示すように、前記撮像視野(A)の横幅方向中
央を前後方向に通る基準線(La)に対する傾き(ψ)
と横幅方向での位置(δ)との値として設定される地表
面上における直線の情報に変換することになる。That is, when detecting the first boundary (L,),
As shown in FIG. 7, the inclination (ψ) with respect to the reference line (La) passing through the center of the width direction of the imaging field of view (A) in the front-rear direction
This is converted into information about a straight line on the ground surface, which is set as the value of and the position (δ) in the width direction.
説明を加えれば、第7図にも示すように、前記第1境界
(L1)に交差する方向となる前記撮像視野(A)の前
後2辺の長さ(β1)、(β3゜)、視野中央を撮像す
る画素の位置(x=16. y=o)における前記撮像
視野(A)の横幅方向の長さ(βIs)、及び、前記前
後2辺間の距離(h)の夫々を予め実測して、前記制御
装置(10)に記憶させておくことになる。To explain, as shown in FIG. 7, the lengths (β1), (β3°) of the two front and rear sides of the imaging field of view (A) in the direction intersecting the first boundary (L1), and the field of view The length (βIs) in the width direction of the imaging field of view (A) at the position of the pixel that images the center (x = 16. y = o) and the distance (h) between the two front and rear sides are actually measured in advance. Then, it is stored in the control device (10).
そして、前記撮像面における直線(LX)が前記撮像視
野(A)の前後2辺に対応するX軸に交差する画素の位
置(a、 b) (y=16. y=−16となる位置
)のX座標の値(Xl、X32)と、前記直線(Lx)
が画面中央を通るX軸に交差する画素のX座標の値(X
+s) とを、上記(i)式を変形した下記(ii )
式から求める。and the position (a, b) of the pixel where the straight line (LX) on the imaging plane intersects the X axis corresponding to the front and back two sides of the imaging field of view (A) (position where y=16. y=-16) The value of the X coordinate (Xl, X32) of and the straight line (Lx)
The value of the X coordinate of the pixel (X
+s) and (ii) below, which is a modification of equation (i) above.
Obtain from the formula.
但し、Yiは、夫々16.0.−16を代入することに
なる。However, Yi is 16.0. -16 will be substituted.
そして、上記(ii )式にて求められたX軸での座標
1直に基づいて、下記(iii )式及び(iv)式か
ら、前記基準線(La)に対する傾き(ψ)と、横幅方
向での距離(δ)とを求め、求めた傾き(ψ)と距離(
δ)との値を、地表面における補正された直線つまり前
記第1境界(L1)に対応する直線の位置情報として算
出することになる。Then, based on the coordinate 1 axis on the X axis determined by the above equation (ii), the slope (ψ) with respect to the reference line (La) and the width direction are calculated from the following equations (iii) and (iv). Find the distance (δ) at
δ) is calculated as the positional information of the corrected straight line on the ground surface, that is, the straight line corresponding to the first boundary (L1).
従って、後述の操向制御においては、前記基準線(La
)に対する傾き(ψ)と横幅方向での距離(δ)とを共
に零に近づけるように、操向操作することになる。Therefore, in the steering control described later, the reference line (La
) and the distance in the width direction (δ) are both brought closer to zero.
但し、前記第2境界(L2)を検出する場合には、第8
図にも示すように、前記撮像視野(A)の前後方向中央
を横幅方向に通る基準線(Lb)に対する撮像視野(A
)の左右両端部夫々での距離(P、)。However, when detecting the second boundary (L2), the eighth boundary
As shown in the figure, the imaging field of view (A) with respect to the reference line (Lb) passing through the center of the imaging field of view (A) in the front and back direction in the width direction.
) at both left and right ends (P, ).
(P2)を、前記車体(V)から前記第2境界(L2)
までの距離に対応する位置情報として求めるようにしで
ある。(P2) from the vehicle body (V) to the second boundary (L2).
The method is to obtain position information corresponding to the distance to.
説明を加えれば前記第2境界(L2)は、前記X軸方向
に向かう直線として検出されることから、前記最大頻度
の直線(Lx)が画面の左右両端部を通る位置(a)、
(b)に基づいて、地表面における前記撮像視野(A
)の前後方向中央を通る基準線(Lb) l:対t 6
左右両i部テcD距n(P、)、 (P2) cD夫々
を求めるのである。To explain further, since the second boundary (L2) is detected as a straight line heading in the X-axis direction, the position (a) where the straight line with the highest frequency (Lx) passes through both the left and right ends of the screen,
(b), the imaging field of view (A
) Reference line (Lb) passing through the center in the front-rear direction l: vs. t 6
The distances n(P, ) and (P2) cD of both the left and right i parts are determined.
従って、詳しくは後述するが、行程端判別処理において
は、前記基準線(Lb)に対する左右側距離(PI)、
(P2)の値に基づいて、前記車体(V)が作業行程
の終端部又は始端部に達したか否かを判別することにな
る。Therefore, although the details will be described later, in the stroke end determination process, the left and right distances (PI) with respect to the reference line (Lb),
Based on the value of (P2), it is determined whether the vehicle body (V) has reached the end or start of the working stroke.
つまり、以上説明した境界検出処理が、車体横幅方向で
の未処理作業地と処理済作業地との第1境界(L、)の
位置を検出するための第1境界位置検出手段(100)
に対応することになる。又、この第1境界位置検出手段
(100)を利用して、前記第2境界(L2)を検出す
ると共に、その検出情報に基づいて行程端に達したか否
かを判別する後述の行程端判別処理が、第2境界検出手
段(101)に対応することになる。That is, the boundary detection process described above is performed by the first boundary position detection means (100) for detecting the position of the first boundary (L,) between the untreated work area and the treated work area in the vehicle width direction.
It will correspond to Further, the first boundary position detection means (100) is used to detect the second boundary (L2) and to determine whether or not the stroke end has been reached based on the detection information, which will be described later. The determination process corresponds to the second boundary detection means (101).
次に、第4図に示すフローチャートに基づいて、前記行
程端部判別処理について説明する。Next, the stroke end determination process will be explained based on the flowchart shown in FIG.
すなわち、前記走行距離(A)が、前記行程端判定開始
路fi(A1)に達するに伴って、処理が開始され、先
ず、前記撮像視野(A)内における車体前後方向の設定
位置としての行程端判定用の基準値(S)の値を、前記
第2境界(L2)が前記撮像視野(A)の前後方向中央
に位置する状態に対応する零に初期設定する。That is, as the travel distance (A) reaches the travel end determination start path fi (A1), the process is started, and first, the travel distance is determined as a set position in the longitudinal direction of the vehicle body within the imaging field of view (A). The value of the reference value (S) for edge determination is initially set to zero, which corresponds to a state in which the second boundary (L2) is located at the center of the imaging field of view (A) in the front-rear direction.
前記基準値(S)を零に初期設定した後は、前記第1イ
メージセンサ(Sa)の撮像情報から、前記第2イメー
ジセンサ(sb)の撮像情報に切り換えて、前記第1境
界検出手段(100)を利用して前記第2境界(L2)
を検出する。After initializing the reference value (S) to zero, the imaging information of the first image sensor (Sa) is switched to the imaging information of the second image sensor (sb), and the first boundary detection means ( 100) to create the second boundary (L2)
Detect.
次に、検出された前記第2境界(L2)の位置情報、つ
まり、前記撮像視野(A)の前後方向中央を通る基準線
(Lb)に対する左右両端での距離(PI)、 (P2
)の値同士を減算した値の絶対値が、第1設定値(10
に設定しである)より小であるか否かを判別することに
より、前記基準線(Lb)に対する前記第2境界(L2
)の傾きが設定許容値より大であるか否かを判別する。Next, the position information of the detected second boundary (L2), that is, the distance (PI) at both left and right ends with respect to the reference line (Lb) passing through the center of the imaging field of view (A) in the front and back direction, (P2
) is the first set value (10
by determining whether the second boundary (L2) is smaller than the reference line (Lb).
) is larger than a set allowable value.
説明を加えれば、前記前記基準線(Lb)に対する前記
第2境界(L2)の傾きが前記設定許容値より大である
場合には、前記第2境界(L2)に対応する直線が前記
撮像視野(A)内にあっても、その直線と前記撮像視野
(A)の左右両側の辺とが交差する位置が、左右の辺か
ら上下の辺となって、前記基準線(Lb)に対する左右
側距離(P1)。To explain, if the slope of the second boundary (L2) with respect to the reference line (Lb) is greater than the set tolerance value, the straight line corresponding to the second boundary (L2) will be in the imaging field of view. (A), the position where the straight line intersects the left and right sides of the imaging field of view (A) becomes the upper and lower sides from the left and right sides, and the left and right sides with respect to the reference line (Lb). Distance (P1).
(R2)を正確に検出できなくなる虞れがあることから
、前記撮像視野(A)の前後方向中央を通る基準線(L
b)に対する前記第2境界(し2)の傾きが設定許容値
より大である場合には、誤検出であると判断して、検出
した第2境界の位置情報を無視するようにしているので
ある。(R2) may not be able to be detected accurately, the reference line (L
If the slope of the second boundary (shi2) with respect to b) is larger than the set tolerance value, it is determined that it is a false detection and the position information of the detected second boundary is ignored. be.
前記両距離(PI)、 (R2)の値同士を減算した値
の絶対値が前記第1設定値より小である場合、つまり、
前記基準線(Lb)に対する前記第2境界(L2)の傾
きが設定許容値より小である場合には、前記両距離(P
、)、 (R2)の値を加算した値が、第2設定値(2
0に設定しである)より小であるか否かを判別する。If the absolute value of the value obtained by subtracting the values of both distances (PI) and (R2) is smaller than the first set value, that is,
If the slope of the second boundary (L2) with respect to the reference line (Lb) is smaller than the set tolerance, both distances (P
, ), (R2) is added to the second setting value (2
(set to 0).
つまり、前記車体(V)が今回の撮像地点から設定距離
を走行した次の撮像地点において、今回検出した第2境
界(L2)の位置が前記撮像視野(A)の外に外れる状
態となるか否かを判別するのである。In other words, at the next imaging point after the vehicle body (V) has traveled a set distance from the current imaging point, will the position of the second boundary (L2) detected this time be out of the imaging field of view (A)? It is to determine whether or not.
前記両距離(p1)、 (R2)の値を加算した値が前
記第2設定値より小である場合には、前記両距離(P、
)、 (R2)の値を加算した値が前記基準値(S)よ
り小であるか否かを判別する。If the sum of the values of both distances (p1) and (R2) is smaller than the second set value, then both distances (P,
) and (R2) is smaller than the reference value (S).
つまり、今回検出した第2境界(L2)の位置が、前回
検出した第2境界(L2)の位置よりも車体側に移動し
た位置にあるか否かを判別するのである。In other words, it is determined whether the position of the second boundary (L2) detected this time is located at a position moved closer to the vehicle body than the position of the second boundary (L2) detected last time.
前記両距離(P、)、 (R2)の値を加算した値が前
記基準値(S)より小でない場合には、前記基準値(S
)を、前記両距離(PI)、 (R2)の値を加算した
値、すなわち、今回検出した位置に対応する値に更新す
る。If the sum of the values of both distances (P, ) and (R2) is not smaller than the standard value (S), the standard value (S)
) is updated to a value obtained by adding the values of both distances (PI) and (R2), that is, a value corresponding to the currently detected position.
従って、前記基準値(S)が初期設定された零である場
合において、前記両路fi(p、)、 (R2)の値を
加算した値が前記基準値(S)より小である場合には、
今回検出した第2境界(L2)が撮像視野(A)の前後
方向中央を通る前記基準線(Lb)よりも車体側となり
、次回の撮像地点まで走行すると第2境界(L、)が前
記撮像視野(A)の外に外れる状態となる虞れがあると
判別できるのである。又、前記基準値(S)が前記両距
離(P、)、 (R2)の値を加算した値に更新されて
いる場合において、前記両距離(P、)、 (R2)の
値を加算した値が前記基準値(S)より小である場合に
は、次回の検出位置が今回の検出位置よりも車体側に接
近した状態にあり、前記第2境界(L2)を適正通りに
検出したと判別できるのである。Therefore, when the reference value (S) is initially set to zero, if the sum of the values of both paths fi(p, ) and (R2) is smaller than the reference value (S), teeth,
The second boundary (L2) detected this time is closer to the vehicle body than the reference line (Lb) passing through the center of the imaging field of view (A) in the longitudinal direction, and when driving to the next imaging point, the second boundary (L,) It can be determined that there is a risk that the object may fall outside the field of view (A). In addition, in the case where the reference value (S) has been updated to the value obtained by adding the values of both distances (P, ) and (R2), the values of both distances (P, ) and (R2) are added. If the value is smaller than the reference value (S), the next detection position is closer to the vehicle body than the current detection position, and the second boundary (L2) is detected properly. It can be determined.
つまり、検出した第2境界(L2)の位置が、前記基準
値(S)よりも手前側になるに伴って、前記車体(V)
が作業行程の#一端部又は始端部に達したと判別させる
のである。In other words, as the position of the detected second boundary (L2) becomes closer to the front side than the reference value (S), the vehicle body (V)
It is determined that the #1 end or the start end of the work stroke has been reached.
尚、前記両路n(P、)、 (R2)の値を加算した値
が前記第2設定値より小でない場合には、直進状態を維
持させながら、前記両距離(PI)、 (R2)の値を
加算した値が前記第2設定値より小となるまで、又は、
前記走行距離(1)が前記強制ターン距離(1b)に達
するまで、この行程端判別処理を繰り返すことになる。Note that if the sum of the values of the two roads n(P, ), (R2) is not smaller than the second set value, the two distances (PI), (R2) are adjusted while maintaining the straight-ahead state. until the sum of the values becomes smaller than the second set value, or
This end-of-stroke determination process is repeated until the travel distance (1) reaches the forced turn distance (1b).
前記操向制御について説明を加えれば、前記撮像視野(
A)の横幅方向中央を通る基準線(La)に対する第1
境界(L1)の横幅方向の位置(δ)と、長さ方向に対
する傾き(ψ)と、前記前輪(1)の現在の操向角(θ
)とに基づいて、下記(V)式によって、前記前輪(1
)の目標操向角(θf)を設定し、そして、前記前輪用
の操向角検出用ポテンショメータ(R1)にて検出され
る前記前輪(1)の操向角(θ)が、前記目標操向角(
θf)に対して設定不感帯内となるように前記操向用油
圧シリンダ(4)の前記制御弁(8)を駆動することに
なる。To explain the steering control, the imaging field of view (
The first line with respect to the reference line (La) passing through the center of the width direction of A)
The position (δ) of the boundary (L1) in the width direction, the inclination (ψ) with respect to the length direction, and the current steering angle (θ) of the front wheel (1)
), the front wheel (1
), and the steering angle (θ) of the front wheel (1) detected by the front wheel steering angle detection potentiometer (R1) is set as the target steering angle (θf). direction angle (
The control valve (8) of the steering hydraulic cylinder (4) is driven so that the steering hydraulic cylinder (4) is within the set dead zone with respect to θf).
θf=に、・δ−I−に2・ψ十に3・θ ・・・・・
・(V)〔別実流側〕
上記実施例では、作業行程始端部における進入位置の修
正を、平行ステアリング形式による平行幅寄せによって
行うようにした場合を例示したが、例えば、通常の走行
状態よりも操向量を増大させた状態で、2輪ステアリン
グ形式による操向制御によって行わせるようにしてもよ
い。θf=to, 2 to δ−I−, 3 to ψ10, θ...
・(V) [Separate flow side] In the above embodiment, the approach position at the starting end of the work stroke was corrected by parallel width adjustment using a parallel steering type. The steering control may be performed using a two-wheel steering system with the amount of steering increased.
すなわち、第10図に示すように、作業データを設定し
て走行開始するに伴って、先ず、操向量を大に設定する
ための位置偏差穴ゲインフラグをセット(“1”に設定
)した後に、前記第1境界(L、)を検出し、その位置
情報としての前記基準線(La)に対する横幅方向の位
置(δ)の絶対値が、ずれ量の大小を判別するための設
定値(d)より小であるか否かを判別し、そして、前記
設定値(d)より小である場合には、前記位置偏差穴ゲ
インフラグをリセット(“0”に設定)した後に、前記
位置偏差穴ゲインフラグがセット状態にあるかりセット
状態にあるかを判別する。That is, as shown in Fig. 10, when setting the work data and starting traveling, first, the position deviation hole gain flag is set (set to "1") to set the steering amount to a large amount. , the first boundary (L,) is detected, and the absolute value of the position (δ) in the width direction with respect to the reference line (La) as its position information is determined as a set value (d) for determining the magnitude of the deviation amount. ), and if it is smaller than the set value (d), the position deviation hole gain flag is reset (set to "0"), and then the position deviation hole gain flag is reset (set to "0"). It is determined whether the gain flag is in the set state or not.
前記位置偏差穴ゲインフラグがセット状態にある場合に
は、前記目標操向角(θf)を設定するための上記(V
)式を、下記(V])式に示すように変形して、操向量
が前記位置偏差穴ゲインフラグがリセット状態にある場
合に対して二倍の操向量となるように、前記目標操向角
(θf)を設定するのである。When the position deviation hole gain flag is set, the above (V
) is transformed as shown in the following equation (V), and the target steering is adjusted so that the steering amount is twice that of the case where the position deviation hole gain flag is in the reset state. The angle (θf) is set.
但し、前記位置偏差穴ゲインフラグがリセット状態にあ
る場合には、前記目標操向角(θf)は上記(V)式に
基づいて設定されることになる。However, when the position deviation hole gain flag is in a reset state, the target steering angle (θf) is set based on the above equation (V).
θf=2に、・δ+に2・ψ+に3・θ ・・・・・べ
vi)前記目標操向角(θf)を、前記位置偏差穴ゲイ
ンフラグに基づいて大小便れかに設定した後は、前記操
向制御と同様に前記前輪(1)を設定された目標操向角
(θf)に操向操作すると共に、前記行程端判別処理に
よって行程終端を検出したか否かを判別し、そして、行
程終端を検出するに伴って、作業終了か否かを判別して
、作業終了の場合には、走行停止させて全処理を終了さ
せることになる。θf = 2, 2 for δ+, 3 for ψ+...vi) After setting the target steering angle (θf) to the large and urinary angle based on the position deviation hole gain flag. Similar to the steering control, the front wheels (1) are steered to a set target steering angle (θf), and the end of stroke is determined by the end of stroke determination process; Then, as the end of the stroke is detected, it is determined whether or not the work has been completed, and if the work has been completed, the vehicle is stopped running and the entire process is completed.
作業終了でない場合には、上記実施例同様に、180度
旋回させて次の作業行程始端部に移動させるターン制御
を実行させた後、前記第1境界(L、)の検出、並びに
、その検出情報に基づいて目Ll向角(θf)を大小便
れかに設定しながら、操向制御する処理を繰り返すこと
になる。If the work is not completed, similarly to the above embodiment, after executing the turn control to turn the machine 180 degrees and move it to the starting end of the next work stroke, detect the first boundary (L,) and its detection. The steering control process is repeated while setting the eye Ll direction angle (θf) to the distance between the eyes and the toilet based on the information.
尚、前記第1境界(L1)に対する横幅方向の位置(δ
)に代えて、前記傾き(ψ)の大小によって、前記目標
操向角(θ[)を大小2段階に設定変更してもよい。又
、両方に基づいて大小2段階に設定してもよい。更には
、前記位置(δ)又は前記傾き(ψ)が設定値より大の
場合には、上記(V)式にて求められた目標操向角(θ
f)の値を設定比率で増大させるようにしてもよく、操
向量を増大するための具体構成は各種変更できる。Note that the position (δ) in the width direction with respect to the first boundary (L1) is
), the target steering angle (θ[) may be set and changed in two levels depending on the magnitude of the inclination (ψ). Alternatively, it may be set in two stages, large and small, based on both. Furthermore, if the position (δ) or the inclination (ψ) is larger than the set value, the target steering angle (θ) determined by the above equation (V)
The value of f) may be increased by a set ratio, and the specific configuration for increasing the amount of steering can be modified in various ways.
又、上記実施例では、設定距離を走行して次に検出され
た第2境界(L2)の位置が今回検出された第2境界(
L2)の位置よりも車体側にあるか否かを判別させるこ
とにより、次の撮像地点における第2境界(L2)の位
置が、今回の撮像地点における撮像情報に基づいて推定
した位置にあるか否かを判断させるようにした場合を例
示したが、今回の検出位置と次回の検出位置との差をチ
エツクするように構成してもよく、行程終端や行程始端
に達したか否かを検出するための具体構成は各種変更で
きる。Further, in the above embodiment, the position of the second boundary (L2) detected next after traveling the set distance is the second boundary (L2) detected this time.
By determining whether the position of the second boundary (L2) at the next imaging point is closer to the vehicle body than the position of L2), it is determined whether the position of the second boundary (L2) at the next imaging point is at the position estimated based on the imaging information at the current imaging point. Although we have exemplified a case in which a determination is made as to whether or not the process has reached the end of the stroke or the start of the stroke, the configuration may also be configured to check the difference between the current detected position and the next detected position. The specific configuration for doing so can be modified in various ways.
又、上記実施例では、操向制御手段(102)を、前輪
(1)のみを操向する2輪ステアリング形式で行うよう
にした場合を例示したが、第1境界(L1)に対する横
幅方向の位置(δ)の修正を平行ステアリング形式で行
い、且つ、傾き(ψ)の修正を4輪ステアリング形式で
行わせるようにしてもよく、具体構成は、各種変更でき
る。同様に、ターン制御手段(103)の具体構成も各
種変更できる。例えば、走行方向を反転させないで一行
程毎に前後進を繰り返して往復走行させる形態や、略9
0度方向転換させるいわゆる回り走行形式で走行させる
形態で実施してもよい。Further, in the above embodiment, the steering control means (102) is a two-wheel steering type in which only the front wheels (1) are steered. The position (δ) may be corrected by parallel steering, and the inclination (ψ) may be corrected by four-wheel steering, and the specific configuration can be modified in various ways. Similarly, the specific configuration of the turn control means (103) can also be changed in various ways. For example, there are modes in which the direction of travel is not reversed and the vehicle travels back and forth repeatedly for each stroke, and
It may also be implemented in a form in which the vehicle travels in a so-called circular travel mode in which the direction is changed by 0 degrees.
又、上記実施例では、本発明を、芝刈り用の作業車に適
用して、第1境界検出手段(100)及び第2境界検出
手段(101)の夫々を、未刈地(B)と既刈地(C)
との第1境界(L1)や第2境界(L2)に対応する地
表面における直線を求めるように構成した場合を例示し
たが、前記各境界(L1)。Further, in the above embodiment, the present invention is applied to a work vehicle for mowing lawns, and each of the first boundary detection means (100) and the second boundary detection means (101) is connected to an unmown area (B). Already mowed land (C)
Although the case is illustrated in which straight lines on the ground surface corresponding to the first boundary (L1) and the second boundary (L2) are found, each of the boundaries (L1).
(L2)を検出するための具体構成は、各種変更できる
。又、検出する境界や作業地の具体的な形態等も、各種
変更できる。The specific configuration for detecting (L2) can be changed in various ways. Furthermore, the boundaries to be detected and the specific form of the work area can be changed in various ways.
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。Incidentally, although reference numerals are written in the claims section for convenient comparison with the drawings, the present invention is not limited to the structure shown in the accompanying drawings.
図面は本発明に係る自動走行作業車の擾像弐走行制御装
置の実施例を示し、第1図は制御構成のブロック図、第
2図は走行制御のフローチャート、第3図は境界検出処
理のフローチャート、第4図は行程端検出処理のフロー
チャート、第5図は作業地の平面図、第6図は撮像視野
の側面図、第7図は車体前後方向での境界と撮像視野の
関係を示す平面図、第8図は車体前後方向での境界と撮
像視野の関係を示す平面図、第9図はハフ変換の説胡図
、第10図は別実流側の走行制御のフローチャートであ
る。
(S、)・・・・・・撮像手段、(A)・・・・・・撮
像視野、(B)・・・・・・未処理作業地、(C)・・
・・・・処理済作業地、(V)・・・・・・車体、(L
1)・・・・・・第1境界、(L、)・・・・・・第2
境界、(100)・・・・・・第1境界検出手段、(1
01)・・・・・・第2境界検出手段、(102)・・
・・・・操向制御手段、(103)・・・・・・ターン
制御手段、(104)・・・・・・制御切り換え手段。The drawings show an embodiment of the image two travel control device for an automatic traveling work vehicle according to the present invention, in which FIG. 1 is a block diagram of the control configuration, FIG. 2 is a flowchart of travel control, and FIG. 3 is a flowchart of boundary detection processing. Flowchart, Figure 4 is a flowchart of stroke end detection processing, Figure 5 is a plan view of the work area, Figure 6 is a side view of the imaging field of view, and Figure 7 is the relationship between the boundary in the longitudinal direction of the vehicle body and the imaging field of view. FIG. 8 is a plan view showing the relationship between the boundary in the longitudinal direction of the vehicle body and the imaging field of view, FIG. 9 is a schematic diagram of the Hough transform, and FIG. 10 is a flowchart of the actual running control. (S,)...imaging means, (A)...imaging field of view, (B)...untreated work area, (C)...
... Treated work area, (V) ... Vehicle body, (L
1)...First boundary, (L,)...Second
Boundary, (100)...First boundary detection means, (1
01)...Second boundary detection means, (102)...
... Steering control means, (103) ... Turn control means, (104) ... Control switching means.
Claims (1)
撮像手段(S_1)と、その撮像手段(S_1)の撮像
情報に基づいて、車体横幅方向での未処理作業地(B)
と処理済作業地(C)との第1境界(L_1)を検出す
る第1境界検出手段(100)と、前記撮像手段(S_
1)の撮像情報に基づいて、車体前後方向での未処理作
業地(B)と処理済作業地(C)との第2境界(L_2
)を検出する第2境界検出手段(101)と、複数個の
作業行程夫々において車体(V)が前記第1境界(L_
1)に沿って自動走行するように、前記第1境界検出手
段(100)の検出情報に基づいて操向制御する操向制
御手段(102)と、前記車体(V)を次の作業行程の
始端部に移動させるターン制御手段(103)と、前記
車体(V)が各作業行程の終端部に達するに伴って前記
ターン制御手段(103)が制御作動し、且つ、前記車
体(V)が次の作業行程の始端部に達するに伴って前記
操向制御手段(102)が制御作動するように、前記第
2境界検出手段(101)の検出情報に基づいて、前記
操向制御手段(102)と前記ターン制御手段(103
)とを択一的に作動状態に切り換える制御切り換え手段
(104)とが設けられた自動走行作業車の撮像式走行
制御装置であって、前記制御切り換え手段(104)は
、前記第2境界検出手段(101)の検出情報に基づい
て、前記第2境界(L_2)が前記撮像手段(S_1)
の撮像視野(A)内において車体前後方向の設定位置よ
りも手前側箇所に位置する状態になるに伴って、前記タ
ーン制御手段(103)から前記操向制御手段(102
)に切り換えるように構成されている自動走行作業車の
撮像式走行制御装置。 2、前記第1境界検出手段(100)は、前記第1境界
(L_1)に対する車体横幅方向での前記車体(V)の
位置のずれ量又は前記第1境界(L_1)の長さ方向に
対する前記車体(V)の傾きのずれ量を検出するように
構成され、前記操向制御手段(102)は、その制御作
動の開始時において第1境界検出手段(100)にて検
出された前記第1境界(L_1)に対する前記車体(V
)のずれ量が設定値よりも大なる場合には、前記ずれ量
が前記設定値より小となるまで、前記ずれ量が小の場合
よりも大なる操向量で操向制御するように構成されてい
る請求項1記載の自動走行作業車の撮像式走行制御装置
。[Claims] 1. Imaging means (S_1) that images the work area on the front side of the vehicle in two-dimensional directions, and unprocessed images in the width direction of the vehicle body based on the imaging information of the imaging means (S_1). Work area (B)
a first boundary detection means (100) for detecting a first boundary (L_1) between
Based on the imaging information of 1), the second boundary (L_2) between the untreated work area (B) and the treated work area (C) in the longitudinal direction of the vehicle body is
), the vehicle body (V) detects the first boundary (L_
1), a steering control means (102) for controlling the steering based on the detection information of the first boundary detection means (100), and a steering control means (102) for controlling the steering of the vehicle body (V) based on the detection information of the first boundary detection means (100), so that the vehicle body (V) automatically travels along A turn control means (103) for moving the vehicle body (V) to the starting end; and a control operation of the turn control means (103) as the vehicle body (V) reaches the terminal end of each work stroke; The steering control means (102) is controlled based on the detection information of the second boundary detection means (101) so that the steering control means (102) performs a control operation as the starting end of the next work stroke is reached. ) and the turn control means (103
) and control switching means (104) for selectively switching the operating state to the operating state. Based on the detection information of the means (101), the second boundary (L_2) is detected by the imaging means (S_1).
As the vehicle is located in the front side of the set position in the longitudinal direction of the vehicle within the imaging field of view (A), the steering control means (102) changes from the turn control means (103).
) An imaging type travel control device for an autonomous driving work vehicle configured to switch to 2. The first boundary detection means (100) detects the amount of displacement of the vehicle body (V) in the vehicle width direction with respect to the first boundary (L_1) or the displacement amount of the vehicle body (V) with respect to the length direction of the first boundary (L_1). The steering control means (102) is configured to detect the amount of deviation in the inclination of the vehicle body (V), and the steering control means (102) detects the first boundary detected by the first boundary detection means (100) at the start of the control operation. The vehicle body (V
) is larger than the set value, the steering control is performed with a larger steering amount than when the deviation amount is small until the deviation amount becomes smaller than the set value. The imaging type travel control device for an automatic traveling work vehicle according to claim 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63061363A JP2510660B2 (en) | 1988-03-14 | 1988-03-14 | Image-capturing type traveling control device for automated guided vehicles |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63061363A JP2510660B2 (en) | 1988-03-14 | 1988-03-14 | Image-capturing type traveling control device for automated guided vehicles |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01235506A true JPH01235506A (en) | 1989-09-20 |
JP2510660B2 JP2510660B2 (en) | 1996-06-26 |
Family
ID=13169010
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63061363A Expired - Lifetime JP2510660B2 (en) | 1988-03-14 | 1988-03-14 | Image-capturing type traveling control device for automated guided vehicles |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2510660B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113848872A (en) * | 2020-06-28 | 2021-12-28 | 苏州科瓴精密机械科技有限公司 | Automatic walking device, control method thereof and readable storage medium |
-
1988
- 1988-03-14 JP JP63061363A patent/JP2510660B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113848872A (en) * | 2020-06-28 | 2021-12-28 | 苏州科瓴精密机械科技有限公司 | Automatic walking device, control method thereof and readable storage medium |
CN113848872B (en) * | 2020-06-28 | 2024-03-15 | 苏州科瓴精密机械科技有限公司 | Automatic walking device, control method thereof and readable storage medium |
Also Published As
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---|---|
JP2510660B2 (en) | 1996-06-26 |
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