JPH03201903A - 圃場作業車両の自律走行システム - Google Patents
圃場作業車両の自律走行システムInfo
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- JPH03201903A JPH03201903A JP1343314A JP34331489A JPH03201903A JP H03201903 A JPH03201903 A JP H03201903A JP 1343314 A JP1343314 A JP 1343314A JP 34331489 A JP34331489 A JP 34331489A JP H03201903 A JPH03201903 A JP H03201903A
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- Japan
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 35
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 10
- 241001124569 Lycaenidae Species 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
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Landscapes
- Guiding Agricultural Machines (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、圃場作業車両の自律走行システムに関し、特
に圃場において作業車両を無人運転させる際、直進部分
の制御と回行（枕地）部分の制御とを、別々のデータに
より行うようにし、効率のよい自律走行を可能とした自
律走行システムに関するものである。
に圃場において作業車両を無人運転させる際、直進部分
の制御と回行（枕地）部分の制御とを、別々のデータに
より行うようにし、効率のよい自律走行を可能とした自
律走行システムに関するものである。
圃場用農業機械を「運転する」ということは、機械を「
移動させる」ことと、その間に作物・圃場等に対して行
う作業を適切なものとするために「作業機を調整する」
こととに分けることができる。このうち後者については
着々と自動化が進みつつあるが、前者については自説形
コンバイン等一部の機械を除いて、無人運転が可能とな
るような機械、装置は見当らず、実用化されていないの
が現状である。
移動させる」ことと、その間に作物・圃場等に対して行
う作業を適切なものとするために「作業機を調整する」
こととに分けることができる。このうち後者については
着々と自動化が進みつつあるが、前者については自説形
コンバイン等一部の機械を除いて、無人運転が可能とな
るような機械、装置は見当らず、実用化されていないの
が現状である。
本出願人は、先に、地磁気センサ、光ファイバ−ジャイ
ロなどの非接触車両方位センサを用い、そのデータとテ
ィーチング時に得られた基準方位を比較し、操舵機構を
制御して自律的に無人直進走行を行わせる農用車両の自
律走行システムについて提案している。このシステムに
おいては、直進走行と農用車両を自律的に無人直進走行
を行わせる点に主眼がおかれ、直進走行も回行（枕地）
走行も同じデータにより制御するようにしているので、
回行（枕地）時の制御に問題があり、農用車両の全作業
行程におけるスムーズな自律走行が望めなかった。
ロなどの非接触車両方位センサを用い、そのデータとテ
ィーチング時に得られた基準方位を比較し、操舵機構を
制御して自律的に無人直進走行を行わせる農用車両の自
律走行システムについて提案している。このシステムに
おいては、直進走行と農用車両を自律的に無人直進走行
を行わせる点に主眼がおかれ、直進走行も回行（枕地）
走行も同じデータにより制御するようにしているので、
回行（枕地）時の制御に問題があり、農用車両の全作業
行程におけるスムーズな自律走行が望めなかった。
本発明は上記の事情に基づいてなされたもので、比較的
ローコストな光電センサ等の位置検出装置と、磁気方位
センサ等の車両方位検出装置を組み合わせることにより
、位置検出装置にデータ入力時間間隔が長い、などの欠
点がある場合でも効率的に自律走行を行わせることが可
能となり、各種の車両、作業に対する汎用性の高い圃場
作業車両の自律走行システムを提供することを目的とす
る。
ローコストな光電センサ等の位置検出装置と、磁気方位
センサ等の車両方位検出装置を組み合わせることにより
、位置検出装置にデータ入力時間間隔が長い、などの欠
点がある場合でも効率的に自律走行を行わせることが可
能となり、各種の車両、作業に対する汎用性の高い圃場
作業車両の自律走行システムを提供することを目的とす
る。
上記の目的を達成するために本発明は、ティーチング等
により得られた圃場区画、基準方位等のデータをもとに
車両が自律走行を行うとき、直進行程では主として車両
方位検出装置からのデータにより、また枕地回行部分や
行程長の決定などには、主として位置検出装置からのデ
ータにより制御を行わせるよう、圃場の周囲に、それぞ
れ位置を変えて３点以上配置された光反射標識と、圃場
作業車両に装備された。投光部、上記光反射標識からの
反射光を受ける受光部、上記投光部、受光部を回転させ
る駆動袋は、光反射標識の標識間角度を検出する測角装
置等から、三角測量の原理により車両位置を検出する方
式などからなる位置検出装置と、地磁気センサ、光ファ
イバージャイロなどの車両方位検出装置とを組み合わせ
て用いることを特徴とするものである。
により得られた圃場区画、基準方位等のデータをもとに
車両が自律走行を行うとき、直進行程では主として車両
方位検出装置からのデータにより、また枕地回行部分や
行程長の決定などには、主として位置検出装置からのデ
ータにより制御を行わせるよう、圃場の周囲に、それぞ
れ位置を変えて３点以上配置された光反射標識と、圃場
作業車両に装備された。投光部、上記光反射標識からの
反射光を受ける受光部、上記投光部、受光部を回転させ
る駆動袋は、光反射標識の標識間角度を検出する測角装
置等から、三角測量の原理により車両位置を検出する方
式などからなる位置検出装置と、地磁気センサ、光ファ
イバージャイロなどの車両方位検出装置とを組み合わせ
て用いることを特徴とするものである。
上記の構成によって、ティーチング等により得られた圃
場区画、基準方位等のデータをもとに自律走行を行うと
き、直進行程では主に車両方位検出装置からのデータに
より、また、回行（枕地）部分や行程長の決定などには
主に位置検出装置からのデータにより制御を行う。
場区画、基準方位等のデータをもとに自律走行を行うと
き、直進行程では主に車両方位検出装置からのデータに
より、また、回行（枕地）部分や行程長の決定などには
主に位置検出装置からのデータにより制御を行う。
以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する
。
。
第１図において、符号ｌは圃場の周囲に少なくとも３点
以上配置される外部標！（光反射標ａ）で、円筒状の光
反射板からなり、この実施例においては第５図に示すよ
うに圃場の周囲に４点使用している。この外部標ａｔと
対応する位置検出装置２が、第３図に示す農用トラクタ
３に装着されている。この位置検出装置２は、外部標識
ｌに対し光を発する投光部４、外部標識ｌからの反射光
を受ける受光部５、これら投光部４および受光部５を回
転させる駆動装置、標識間角度を検出する測角装置等か
らなり、三角測量の原理によりロータリエンコーダ６に
よりトラクタ３の位置を検出するものである。また、農
用トラクタ３には車両方位センサ７が設けられており、
この車両方位センサ７は、ロール角検出用傾斜センサ８
、ピッチ角検出用傾斜センサ９．２吹元のＴＭＳ （磁
気方位センサ） １０など、地磁気センサ、光ファイバ
ージャイロなどの非接触車両方位センサである。なお、
第２図で符号１１は磁気検出コイルの方向を示し、１２
はデータ処理部であり、ここから車両の走行制御信号が
出力される。第３図の農用トラクタ３の後部には各種の
作業機が装着される。
以上配置される外部標！（光反射標ａ）で、円筒状の光
反射板からなり、この実施例においては第５図に示すよ
うに圃場の周囲に４点使用している。この外部標ａｔと
対応する位置検出装置２が、第３図に示す農用トラクタ
３に装着されている。この位置検出装置２は、外部標識
ｌに対し光を発する投光部４、外部標識ｌからの反射光
を受ける受光部５、これら投光部４および受光部５を回
転させる駆動装置、標識間角度を検出する測角装置等か
らなり、三角測量の原理によりロータリエンコーダ６に
よりトラクタ３の位置を検出するものである。また、農
用トラクタ３には車両方位センサ７が設けられており、
この車両方位センサ７は、ロール角検出用傾斜センサ８
、ピッチ角検出用傾斜センサ９．２吹元のＴＭＳ （磁
気方位センサ） １０など、地磁気センサ、光ファイバ
ージャイロなどの非接触車両方位センサである。なお、
第２図で符号１１は磁気検出コイルの方向を示し、１２
はデータ処理部であり、ここから車両の走行制御信号が
出力される。第３図の農用トラクタ３の後部には各種の
作業機が装着される。
また、上記農用トラクタ３には自動（自律）直進装置操
作盤１３が設けられている。この自動（自律）直進装置
操作盤１３は、第４図に示すように、自律直進走行時間
設定ダイヤル１４、自律直進走行終了警報ボタン１５、
ティーチングボタンＩ６、自律直進走行ボタン１７など
を備えており、上記位置検出装置２と車両方位センサ７
とを組み合わせて用いるようにしており、ティーチング
等により得られた圃場区画、基準方位等のデータをもと
に車両が自律走行を行うとき、直進行程では主として車
両方位センサ７ （車両方位検出装置）からのデータに
より、また枕地回行部分や行程長の決定などには、主と
して位置検出装置２からのデータにより制御を行わせる
ようにしている。
作盤１３が設けられている。この自動（自律）直進装置
操作盤１３は、第４図に示すように、自律直進走行時間
設定ダイヤル１４、自律直進走行終了警報ボタン１５、
ティーチングボタンＩ６、自律直進走行ボタン１７など
を備えており、上記位置検出装置２と車両方位センサ７
とを組み合わせて用いるようにしており、ティーチング
等により得られた圃場区画、基準方位等のデータをもと
に車両が自律走行を行うとき、直進行程では主として車
両方位センサ７ （車両方位検出装置）からのデータに
より、また枕地回行部分や行程長の決定などには、主と
して位置検出装置２からのデータにより制御を行わせる
ようにしている。
そして、第５図のように、圃場区画１８の周囲に、それ
ぞれ位置を変えて３点以上（実施例では４点）配置され
た光反射標識ｌと、圃場作業車両３に装備された。投光
部４、上記光反射様ａｔからの反射光を受ける受光部５
、上記投光部４．支受光５を回転させる駆動装置、光反
射様１１．１の標識間角度を検出する測角装置等から、
三角測量の原理により車両位置を検出する方式などから
なる位置検出装置２と、地磁気センサ、光ファイバージ
ャイロなど車両方位センサ（車両方位検出装置）７とを
組み合わせて用いるのである。圃場区画１８内では、テ
ィーチング行程２０に基づいて、自律走行行程Ｉ９、主
に位置検出装置２からのデータにより車両を制御し、自
律走行を行わせる領域２１、主に車両方位検出装置７か
らのデータにより車両を制御し、自律走行を行わせる領
域２２で示すような作業を行うのである。そして、 ■ 任意の行程において、任意の行程長さ（時間）でテ
ィーチングを行うことができる。
ぞれ位置を変えて３点以上（実施例では４点）配置され
た光反射標識ｌと、圃場作業車両３に装備された。投光
部４、上記光反射様ａｔからの反射光を受ける受光部５
、上記投光部４．支受光５を回転させる駆動装置、光反
射様１１．１の標識間角度を検出する測角装置等から、
三角測量の原理により車両位置を検出する方式などから
なる位置検出装置２と、地磁気センサ、光ファイバージ
ャイロなど車両方位センサ（車両方位検出装置）７とを
組み合わせて用いるのである。圃場区画１８内では、テ
ィーチング行程２０に基づいて、自律走行行程Ｉ９、主
に位置検出装置２からのデータにより車両を制御し、自
律走行を行わせる領域２１、主に車両方位検出装置７か
らのデータにより車両を制御し、自律走行を行わせる領
域２２で示すような作業を行うのである。そして、 ■ 任意の行程において、任意の行程長さ（時間）でテ
ィーチングを行うことができる。
■ ティーチング時の基準方位の設定は、往復作業では
往・復の２方位、回り作業では４方位について行うこと
ができる。または１方位から９０度刻みで往復作業、回
り作業における基準方位の設定が可能である。
往・復の２方位、回り作業では４方位について行うこと
ができる。または１方位から９０度刻みで往復作業、回
り作業における基準方位の設定が可能である。
■ ボタンスイッチ等の操作により、オペレータの希望
するときに自律直進走行に移ることができる。
するときに自律直進走行に移ることができる。
■ 上記■の場合、基準方位との偏差の大小により、複
数の基準方位から、その時点で進むべき基準方位を選択
する。
数の基準方位から、その時点で進むべき基準方位を選択
する。
■ 自律直進走行を維持する時間を、ダイヤル等により
自由に設定できる。
自由に設定できる。
■ 設定した自律直進走行維持時間が経過し、自律直進
走行が終了する前に、その旨をブザー、ランプ等により
オペレータに知らせることができる。
走行が終了する前に、その旨をブザー、ランプ等により
オペレータに知らせることができる。
等の作業性が得られる。
以上説明したように、本発明の圃場作業車両の自律走行
システムによれば、地磁気センサ、光ファイバージャイ
ロなどの非接触車両方位センサを用い、そのデータとテ
ィーチング時に得られた基準方位とを比較し、操舵機構
を制御し自律的に無人走行を行わせるようにしたから、
ティーチング等により得られた圃場区画、基準方位等の
データをもとに自律走行を行うとき、直進行程では主に
車両方位検出装置からのデータにより、また、回行（枕
地）部分や行程長の決定などには主に位置検出装置から
のデータにより制御を行い、直進時はもとより、回行時
にもスムーズな自律・無人操縦が可能となる。
システムによれば、地磁気センサ、光ファイバージャイ
ロなどの非接触車両方位センサを用い、そのデータとテ
ィーチング時に得られた基準方位とを比較し、操舵機構
を制御し自律的に無人走行を行わせるようにしたから、
ティーチング等により得られた圃場区画、基準方位等の
データをもとに自律走行を行うとき、直進行程では主に
車両方位検出装置からのデータにより、また、回行（枕
地）部分や行程長の決定などには主に位置検出装置から
のデータにより制御を行い、直進時はもとより、回行時
にもスムーズな自律・無人操縦が可能となる。
第１図は位置検出装置の斜視図、第２図は車両方位検出
装置の斜視図、第３図はトラクタの（１１１１面図、第
４図は自動直進装置の操作盤の斜視図、第５図は圃場に
おける自律走行行程の説明図である。 ｌ・・・外部標Ｓ（光反射様、１１）、ｚ・・・位置検
出装置、３・・・農用トラクタ、４・・・投光部、５・
・・受光部、６・・・ロータリエンコーダ、７・・・車
両方位センサ、８・・・ロール角検出用傾斜センサ、９
・・・ピッチ角検出用傾斜センサ、１０・・・２次元の
ＴＭＳ （磁気方位センサ）、ｌｌ・・・磁気検出コイ
ルの方向、１２・・・データ処理部、１３・・・自動（
自律）直進装置操作盤、１４・・・自律直進走行時間設
定ダイヤルＩ、１５・・・自律直進走行終了警報ボタン
、１６・・・ティーチングボタン、１７・・・自律直進
走行ボタン、１８・・・圃場区画、１９・・・自律走行
行程、２０・・・ティーチング行程、２１・・・主に位
置検出装置２からのデータにより一車両を制御し、自律
走行を行わせる領域、２２・・・主に車両方位検出装置
７からのデータにより車両を制御し、自律走行を行わせ
る領域。
装置の斜視図、第３図はトラクタの（１１１１面図、第
４図は自動直進装置の操作盤の斜視図、第５図は圃場に
おける自律走行行程の説明図である。 ｌ・・・外部標Ｓ（光反射様、１１）、ｚ・・・位置検
出装置、３・・・農用トラクタ、４・・・投光部、５・
・・受光部、６・・・ロータリエンコーダ、７・・・車
両方位センサ、８・・・ロール角検出用傾斜センサ、９
・・・ピッチ角検出用傾斜センサ、１０・・・２次元の
ＴＭＳ （磁気方位センサ）、ｌｌ・・・磁気検出コイ
ルの方向、１２・・・データ処理部、１３・・・自動（
自律）直進装置操作盤、１４・・・自律直進走行時間設
定ダイヤルＩ、１５・・・自律直進走行終了警報ボタン
、１６・・・ティーチングボタン、１７・・・自律直進
走行ボタン、１８・・・圃場区画、１９・・・自律走行
行程、２０・・・ティーチング行程、２１・・・主に位
置検出装置２からのデータにより一車両を制御し、自律
走行を行わせる領域、２２・・・主に車両方位検出装置
７からのデータにより車両を制御し、自律走行を行わせ
る領域。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ティーチング等により得られた圃場区画、基準方位等の
データをもとに車両が自律走行を行うとき、直進行程で
は主として車両方位検出装置からのデータにより、また
枕地回行部分や行程長の決定などには、主として位置検
出装置からのデータにより制御を行わせるよう、 圃場の周囲に、それぞれ位置を変えて３点以上配置され
た光反射標識と、 圃場作業車両に装備された、投光部、上記光反射標識か
らの反射光を受ける受光部、上記投光部、受光部を回転
させる駆動装置、光反射標識の標識間角度を検出する測
角装置等から、三角測量の原理により車両位置を検出す
る方式などからなる位置検出装置と、 地磁気センサ、光ファイバージャイロなどの車両方位検
出装置とを組み合わせて用いることを特徴とする圃場作
業車両の自律走行システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1343314A JPH03201903A (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | 圃場作業車両の自律走行システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1343314A JPH03201903A (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | 圃場作業車両の自律走行システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03201903A true JPH03201903A (ja) | 1991-09-03 |
Family
ID=18360562
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1343314A Pending JPH03201903A (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | 圃場作業車両の自律走行システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03201903A (ja) |
Cited By (18)
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-
1989
- 1989-12-28 JP JP1343314A patent/JPH03201903A/ja active Pending
Patent Citations (1)
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