JPH04210514A - 無人走行芝刈機に於ける刈り取り制御装置 - Google Patents
無人走行芝刈機に於ける刈り取り制御装置Info
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- JPH04210514A JPH04210514A JP40135390A JP40135390A JPH04210514A JP H04210514 A JPH04210514 A JP H04210514A JP 40135390 A JP40135390 A JP 40135390A JP 40135390 A JP40135390 A JP 40135390A JP H04210514 A JPH04210514 A JP H04210514A
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- 238000012545 processing Methods 0.000 description 23
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Landscapes
- Harvester Elements (AREA)
- Soil Working Implements (AREA)
- Guiding Agricultural Machines (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
[00011
【産業上の利用分野]この発明は、各種センサの検出値
に基づいて自動的に作業する無人走行芝刈機に於ける刈
り取り制御装置に関するものである。 [0002] 【従来の技術】従来、此種芝刈機はオペレータが車体に
乗って刈り取り操作を行う乗用型芝刈機や、或いはオペ
レータが地上に立って車体を運転しながら刈り取り操作
する歩行型芝刈機が知られている。 [0003]
に基づいて自動的に作業する無人走行芝刈機に於ける刈
り取り制御装置に関するものである。 [0002] 【従来の技術】従来、此種芝刈機はオペレータが車体に
乗って刈り取り操作を行う乗用型芝刈機や、或いはオペ
レータが地上に立って車体を運転しながら刈り取り操作
する歩行型芝刈機が知られている。 [0003]
【発明が解決しようとする課題】従来の芝刈機は、オペ
レータが運転及び刈り取りの操作を行っているため人手
を要し、操作に熟練した者が行わなければならない。オ
ペレータが所定の区画を教示すれば、以後は人手を煩わ
すことなく自動的に刈り取り作業を行える無人走行芝刈
機が考えられるが、走行開始後に該無人走行芝刈機が停
止した場合、同一地点でブレードが回転し続けるため芝
を刈り過ぎてしまう。又、該無人走行芝刈機が旋回する
場合も同一地点で旋回するため、上記芝の刈り過ぎ現象
が生じる。 [0004]そこで、上記不具合を解消するために解決
されるべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明は
この課題を解決することを目的とする。 [0005]
レータが運転及び刈り取りの操作を行っているため人手
を要し、操作に熟練した者が行わなければならない。オ
ペレータが所定の区画を教示すれば、以後は人手を煩わ
すことなく自動的に刈り取り作業を行える無人走行芝刈
機が考えられるが、走行開始後に該無人走行芝刈機が停
止した場合、同一地点でブレードが回転し続けるため芝
を刈り過ぎてしまう。又、該無人走行芝刈機が旋回する
場合も同一地点で旋回するため、上記芝の刈り過ぎ現象
が生じる。 [0004]そこで、上記不具合を解消するために解決
されるべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明は
この課題を解決することを目的とする。 [0005]
【課題を解決するための手段】この発明は上記目的を達
成するために提案されたものであり、オペレータが教示
した二辺で形成される区間を、方位センサの検出値に基
づいて走行する無人走行芝刈機に於て、前記オペレータ
が教示した内容をティーチング処理する手段と、直進制
御手段と、旋回制御手段とを備え、ティーチング処理を
開始した後は無人走行芝刈機が停止或いは旋回するとき
にブレードクラッチを「切」とし、直進状態に復帰した
ときに該ブレードクラッチを「入」とするようにしたこ
とを特徴とする無人走行芝刈機に於ける刈り取り制御装
置を提供するものである。 [0006]
成するために提案されたものであり、オペレータが教示
した二辺で形成される区間を、方位センサの検出値に基
づいて走行する無人走行芝刈機に於て、前記オペレータ
が教示した内容をティーチング処理する手段と、直進制
御手段と、旋回制御手段とを備え、ティーチング処理を
開始した後は無人走行芝刈機が停止或いは旋回するとき
にブレードクラッチを「切」とし、直進状態に復帰した
ときに該ブレードクラッチを「入」とするようにしたこ
とを特徴とする無人走行芝刈機に於ける刈り取り制御装
置を提供するものである。 [0006]
【作用】無人走行芝刈機がティーチング処理を開始する
と、左右の駆動輪モータの回転により左右の駆動輪が正
転し、ブレードクラッチが「入」となって直進走行する
。そして、旋回動作に入るとブレードクラッチが「切」
となり、旋回中は芝を刈り取るのを中断する。 又、無人走行芝刈機が停止したときもブレードクラッチ
が「切」となり、同一地点での芝の刈り過ぎを防止する
。 [0007]無人走行芝刈機が再び前進したとき、或い
は旋回動作を終了して直進状態に復帰したときは、再び
ブレードクラッチが「入」となって芝刈り動作が再開さ
れる。 [0008]
と、左右の駆動輪モータの回転により左右の駆動輪が正
転し、ブレードクラッチが「入」となって直進走行する
。そして、旋回動作に入るとブレードクラッチが「切」
となり、旋回中は芝を刈り取るのを中断する。 又、無人走行芝刈機が停止したときもブレードクラッチ
が「切」となり、同一地点での芝の刈り過ぎを防止する
。 [0007]無人走行芝刈機が再び前進したとき、或い
は旋回動作を終了して直進状態に復帰したときは、再び
ブレードクラッチが「入」となって芝刈り動作が再開さ
れる。 [0008]
【実施例】以下、この発明の一実施例を別紙添付図面に
従って詳述する。図1及び図2は無人走行芝刈機1を示
したものであり、車体2の前部左右位置に駆動輪モータ
3.4を固設し、夫々のモータへ駆動輪5.6を取り付
ける。2等駆動輪モータ3,4は左右別個に駆動するこ
とができ、左右の駆動輪5,6を夫々独立して正転又は
逆転させる。 [00091車体2の中央部にはエンジン7を載設し、
車体2の下面に露出するブレード8を回転させて芝草を
刈り取ると共に、該エンジン7の上部に設けたオルタネ
ータ9を駆動して発電する。該エンジン7の側部に設け
たブレードクラッチ10はブレードクラッチモータ11
によって作動し、エンジン7からブレード8へ伝オつる
動力を「入」 「切」する。 [001,01車体2の後部中央位置にはキャスタ12
を設け、キャスタ回動モータ13の回転をギヤ14によ
って減速し、キャスタ12を左右へ回向自在に形成する
。 キャスタ12の回動角度はポテンショメータ15によっ
て検出する。一方、前記左右の駆動輪5,6の中間位置
には移動距離センサ16と、方位センサ17並びに障害
物センサ18を設ける。移動距離センサ16は地面に接
地して回転自在に形成され、車体2の移動に伴って該移
動距離センサ16が回転し、その回転数に基づいて移動
距離を算出する。方位センサ17は、地磁気を感知する
ことによって車体2が東西南北のどの方位を向いている
かを検出する。障害物センサ18は赤外線や超音波等を
発射してその反射波により障害物を検出するものであり
、障害物センサ回動モータ19によって水平方向に回動
すると共に、障害物センサ上下動モータ(図示せず)に
より地上からの高さを変更できるように形成する。障害
物センサ18の回動角度はポテンショメータ20によっ
て検出する。尚、21は傾斜センサであり、車体2の左
右の傾きを検出する。 [00111図3は前記各モータと各センサとをコント
ロールする制御部のブロック図であり、受信機から入力
した指令は各センサ及びポテンショメータの検出値に基
づき制御部で判断され、各モータを作動させて前記無人
走行芝刈機1を制御する。図4は操作パネルの外観を示
し、夫々22は前進、23は後退、24は左旋回、25
は右旋回の操作ボタンである。又、後述するティーチン
グ処理のスター1〜ボタン26及びストップボタン27
、並びに方位補正ボタン28を設けてあり、液晶表示部
29に各種メツセージ或いはデータ等が表示される。3
0はアンテナであり、操作パネルの指令はこのアンテナ
30から発射され、図3に示した受信機で受信する。 [00121図5は圃場を示し、縦横の二辺で形成され
る区間内を、無人走行芝刈機1によって芝刈り作業を行
う。図6はメイン処理ルーチンのフローチャートであり
、図5を参照しながら説明すれば、先ず圃場の隅部P1
に無人走行芝刈機1を縦辺に沿う方向にセットする。 そして、方位センサの補正が終了しているか否かをチエ
ツクしくステップ101)、補正が済んでいないときは
方位補正を行い(ステップ102)、補正が終了してい
るときはティーチングを行ったか否かをチエツクする(
ステップ103)。 [0013]ここで、ティーチングについて簡単に説明
すると、図5に実線で示した圃場の縦辺31を無人走行
芝刈機1が隅部P1から基準方位に向って隅部P2まで
走行し、移動距離センサにより縦辺距離Yを測定する。 そして、隅部P2で基準方位から図中反時計回りに90
°旋回し、実線で示した圃場の横辺32を隅部P2から
隅部P3まで走行し、移動距離センサにより横辺距離X
を測定して、当該無人走行芝刈機1に芝刈りを行うべき
区間の面積を教示する。 [0014]ステツプ103でティーチングが済んでい
ないときはティーチング処理を行い(ステップ104)
、ティーチングが終了しているときは障害物センサによ
って車体周囲の障害物をチエツクする(ステップ105
)。もし障害物が発見されれば障害物回避処理を行い(
ステップ106)、障害物がなければステップ107で
直進すべきか否かをチエツクする。直進可能なときは直
進制御によって車体が蛇行しないようにしくステップ1
08)、直進不可能であれば旋回するか否かをチエツク
する(ステップ109)。旋回するときは旋回制御によ
って車体を90°旋回させ(ステップ110)、刈幅移
動するときはステップ111からステップ112へ進ん
で刈幅移動処理を行う。 [0015]上記処理を経て無人走行が終了したか否か
をチエツクしくステップ113)、圃場の指定した区間
を走行終了したときは通常の停止処理を行い(ステップ
114)、もし走行が終了していないときはシステム異
常停止処理を行った後(ステップ115)、ステップ1
01へ戻る。次に、ティーチング処理について更に詳述
する。図7のフローチャートに示すように、ティーチン
グ処理開始時に方位補正済みか否かをチエツクしくステ
ップ201)、方位補正を行ってからでないと(ステッ
プ202)ティーチング処理を開始できない。圃場の隅
部P1からティーチング処理を開始し、先ず縦辺距離の
測定を行う(ステップ205〜215)。左右の駆動輪
5.6を双方とも正転させ、ブレードクラッチ10を「
入」とすれば(ステップ207,208)、無人走行芝
刈機1は圃場の縦辺31に沿って前進走行しながら刈り
取り作業を行っていく。このとき、一定距離走行毎に方
位センサ17によって現在の方位を数回算出し、そねら
の平均値を基準方位とする (ステップ209,210
)。そして、基準方位に沿うべく方向修正を行いながら
前進しくステップ211)、隅部P2へ至ったときに縦
辺距離Yが測定され、メモリーにセーブして縦辺距離測
定を終了する(ステップ212〜215)。隅部P2で
はオペレータの操作指令により、ブレードクラッチ10
を「切」にして手動旋回を行う(ステップ212,21
3)。 [00161上記のように、縦辺距離の測定が終了した
後は横辺距離の測定を行う(ステップ216〜227)
。手動旋回を行った後、車体が前記基準方位に対して+
90° (図5に於て基準方位から反時計回りに90°
回転した位置)旋回を行うべく旋回制御しくステップ2
18.219)、無人走行芝刈機1は圃場の横辺32に
沿って前進走行しながら刈り取り作業を行っていく(ス
テップ220〜222)。そして、一定距離を走行毎に
方位センサ17によって車体を基準方位+90°にすべ
く方向修正を行いながら前進しくステップ223)、隅
部P3へ至ったときに横辺距離Xが測定され、メモリー
にセーブして横辺距離測定を終了する(ステップ224
〜227)。 [0017]斯くして、縦辺距離Yと横辺距離Xが計測
され、ブレード8の回転直径によって決定される刈幅移
動距離Wも基準参考として、図5に於て鎖線で示すよう
な刈り取り行程の終了までの通常停止ターン回数を算出
する(ステップ228)。そして、隅部P3で車体が基
準方位に対して+180° (図5に於て基準方位から
反時計回りに180°回転した位置、即ち基準方位と反
対方向)旋回を行い、ティーチング処理を終了する(ス
テップ229〜234)。上記ティーチング処理に於て
、オペレータは当該無人走行芝刈機1を圃場の隅部P1
に基準方向へ向けてセットし、然るのちは自動的に方位
修正を行いつつ、直進制御及び旋回制御を行ってティー
チング処理が為される。尚、ティーチングスタート後に
無人走行芝刈機1が停止したときや、隅部P2及びP3
で旋回するときにはブレードクラッチ10が一旦「切」
となり、同一地点でブレード8が回転を続けないように
制御している。 [0018]而して、前述したメイン処理ルーチンでは
、図8に示すように圃場の隅部P1から隅部P2を経て
隅部P3までティーチングし、その後隅部P3から障害
物の有無を検出しながら直進制御と旋回制御を繰り返し
ていく。図9は直進制御のフローチャートであり、直進
走行中に一定距離毎に方位センサ17により現在の方位
を測定しくステップ301〜304L平均力位を算出し
て基準方位又は基準方位+180°に対して方向修正を
行う(ステップ305)。この方向修正は左の駆動輪モ
ータ3又は右の駆動輪モータ4の何れかをオフとし、該
オフとした駆動輪側へ車体を回向させて行う。直進走行
を終了したときはブレードクラッチ10を「切Jにして
無人走行芝刈機1を停止し、直進制御モードから旋回制
御モードへ移向する(ステップ306〜310)。 [0019]上記直進制御中に、方向修正を一度に行う
と車体がハンチングを起し、芝の刈り取りが乱れる虞れ
があるので、一定時間又は一定距離だけオンタイム制御
を行う。例えば図10に示すように、一方の駆動輪モー
タを連続的にオンにし、他方の駆動輪モータは一部距離
d毎に一部時間tだけオンタイムにして左右の駆動輪5
.6に回転数差を与え、車体の方向を修正する。又、方
位ずれ角の大小によってオンタイム時間tを可変し、方
位ずれ角が大となるに従ってオンタイム時間tを短くし
、急激な方向修正を抑えるようにしてもよい。 [00203図11は旋回制御のフローチャートであり
、無人走行芝刈機1を旋回させるときは、先ず左右の駆
動輪5,6を一旦停止すると共にブレードクラッチ10
を「切」とし、旋回初回フラグの有無をチエツクする(
ステップ401〜403)。例えば、図8のP4地点に
於ては、旋回初回フラグがまだないのでステップ403
からステップ406へ進み、旋回用ターン回数のカウン
タが1であるため、ステップ407で現在方位が基準方
位−90°となるまで左の駆動輪を逆転すると共に右の
駆動輪を正転し、車体をP5地点に向けて旋回させる。 [0021]P4地点からP5地点までは後述する刈幅
移動処理によって移動し、P5地点に於ては、旋回初回
フラグがあり且つ旋回用ターン回数のカウンタが1であ
るため、ステップ403からステップ410へ進み、現
在方位が基準方位となるまで左の駆動輪を逆転すると共
に右の駆動輪を正転し、車体をP6地点に向けて旋回さ
せる。そして、ティーチング処理で算出した通常停止タ
ーン回数のカウンタから1を減算しくステップ412)
、旋回初回フラグをリセットして直進制御モードへ移向
する(ステップ413〜415)。 [0022]P5地点からP6地点までは前述した直進
制御によって車体を前進させ、P6地点に於て再び旋回
制御に移向する。同地点に於てはステップ401からス
テップ403へ進み、再度旋回初回フラグをセットして
旋回用ターン回数のカウンタに1を加算する(ステップ
404〜405)。従って、旋回用ターン回数のカウン
タは2となり、ステップ408で現在方位が基準方位−
90°となるまで左の駆動輪を正転すると共に右の駆動
輪を逆転し、車体をP7地点に向けて旋回させる。 [0023]P6地点から27地点までは刈幅移動処理
によって移動し、P7地点に於ては、旋回初回フラグが
あり且つ旋回用ターン回数のカウンタが2であるため、
ステップ403からステップ411へ進み、現在方位が
基準方位+180°となるまで左の駆動輪を正転すると
共に右の駆動輪を逆転し、車体をP8地点に向けて旋回
させる。 [0024]ここで、旋回地点では左右の駆動輪5,6
を反対方向へ回転させ、車体の略中心部を旋回中心とし
ているため、旋回半径が極めて小であり且つ旋回動作が
迅速に行える。依って、旋回のために移動距離の計測に
誤差を生じることがなく、計測精度が向上する。又、直
進制御中及び旋回制御中に無人走行芝刈機1が一旦停止
するときは、必ずブレードクラッチ10が「切」となっ
て同一地点で芝を刈り取り過ぎないようにしている。 [0025]一方、前述した旋回時に例えばP4地点か
らP5地点までブレードの刈幅針だけ移動するに当って
は、図12のフローチャートに従って刈幅移動処理を行
い(ステップ501〜507)、同処理終了後に再び旋
回制御及び直進制御を行う。そして、図13のフローチ
ャートに示すように、ティーチング処理で算出した通常
停止ターン回数のカウンタをチエツクし、これが零とな
ったときに左右の駆動輪を停止すると共にブレードクラ
ッチを「切」としくステップ601〜603)、全制御
モードをクリアして次作業へ移向する(ステップ604
〜605)。 [0026]ここで、図14に示すように、作業区間内
に障害物33が存在するときは、障害物回避処理によっ
て無人走行芝刈機1は障害物33を迂回する。図15に
障害物回避処理のフローチャートを示すが、障害物セン
サ18により障害物33が前方にあるか否かをチエツク
しくステップ701〜705)、前方に障害物がある場
合は障害物の直前で旋回し、障害物を回避し終えるまで
刈幅移動処理及び直進制御、旋回制御を繰り返す(ステ
ップ706〜716)。 [0027]然るのち、基準方位の前方に障害物33が
存在しなくなったときは無人走行芝刈機】が障害物33
の側方を通過し、障害物回避移動距離Kに相当する分だ
け無人走行芝刈機1の車体を戻すべく障害物回避復帰処
理を行う(ステップ717〜722)。そして、障害物
回避処理を終了する(ステップ723〜725)。前記
障害物センサ18は障害物センサ回動モータ19によっ
て水平方向に回動すると共に、障害物センサ上下動モー
タにより地上高も変化できるため、当該無人走行芝刈機
1の前方及び側方の障害物を検出できる。従って、移動
距離センサ16と組み合わせれば、1つの障害物センサ
18のみで障害物33の大きさを正確に検出でき、障害
物回避処理を円滑に行うことができる。 (0028]図16はシステム異常停止処理のフローチ
ャートであり、メイン処理ルーチンで無人走行中に異常
が発生した場合には、左右の駆動輪を停止させると共に
ブレードクラッチを「切」として、全制御モードをクリ
アする(ステップ801〜814)。図17は旋回時補
正処理のフローチャー1へであり、左右の駆動輪5,6
を反対方向に回転して90’旋回する場合、芝の状態や
地形の凹凸等によって駆動輪5,6にスリップを生ずる
ことがある。斯かる場合には、旋回動作を一旦中断して
無人走行芝刈機1を少し前進又は後進させ、再度旋回動
作を行う(ステップ901〜908)。然るときに、キ
ャスタが一方向固定では該キャスタがブレーキとなって
旋回精度が悪化するが、本発明では図18のフローチャ
ートに示すように、キャスタ回動モータ13によりキャ
スタ12を左右に回向できるので、車体の右旋回開始時
にはキャスタ12を左へ回向させ、車体の左旋回開始時
にはキャスタ12を右へ回向させて(ステップ1001
〜1004L旋回動作を円滑にしている。依って、旋回
制御の精度が向上し、芝を損傷することが防止できる。 旋回動作を終了して直進状態になったときは、図19の
フローチャートに示すように、キャスタ12を直進方向
へ復帰させる(ステップ1011〜1012)。従って
、直進制御中はキャスタ12が左右に揺動することなく
、直進状態に固定できるので車体2の直進性を向上でき
る。 [0029]一方、旋回制御で無人走行芝刈機]を旋回
させるとき、目標方位へ連続的に旋回させると、慣性に
よって車体2が旋回し過ぎることがある。然るときは、
目標方位の少し手前で旋回を一旦停止させ、一定時間待
機した後に再度方位を読み込んで旋回させるように制御
する。図20は上記旋回制御のフローチャートであり、
図21の動作図と併わせで説明すれば、例えば、P4地
点に於ては旋回初回フラグがまだないのでステップ11
03から1106へ進み、旋回用ターン回数のカウンタ
が1であるため、目標方位(基準方位−90°)の少し
手前の方位(基準方位−900−α)になるまで車体を
旋回させる(ステップ1107)。そこで、一定時間ウ
ェイトして車体の慣性を緩和しくステップ1108)、
その後目標方位(基準方位−90°)に達するまで旋回
する(ステップ1109)ことにより、旋回精度を向上
させている。他の地点P5(ステップ1114〜]、1
16)、地点P6 (ステップ1110〜1112)、
地点P7(ステップ1121〜1123)に於ても同様
にして、目標方位の少し手前で旋回を一旦中断し、車体
の慣性を緩和させるように制御する。 [00301ここで、図22に示すように、圃場が傾斜
している場合は、無人走行芝刈機1は直進走行中に徐々
に傾斜の低い側(図中右側)へ進行方向がずれてくる。 そこで、車体2に設けた傾斜センサ21によって傾斜角
度Oを検出し、図23に示す平坦とみなす範囲内の一部
角度十θl及び−θ1を該傾斜角度θが越えたときに、
図24のフローチャートに示すような傾斜制御を行う。 [0031]先ず、傾斜センサ21によって傾斜角度θ
を読み込み、−01≦0≦+01であるときは略平坦で
あると判定し、左右双方の駆動輪モータ3及び4を連続
的にオンにして直進走行を続行する(ステップ1201
〜1.205)。傾斜角度θが+θ
従って詳述する。図1及び図2は無人走行芝刈機1を示
したものであり、車体2の前部左右位置に駆動輪モータ
3.4を固設し、夫々のモータへ駆動輪5.6を取り付
ける。2等駆動輪モータ3,4は左右別個に駆動するこ
とができ、左右の駆動輪5,6を夫々独立して正転又は
逆転させる。 [00091車体2の中央部にはエンジン7を載設し、
車体2の下面に露出するブレード8を回転させて芝草を
刈り取ると共に、該エンジン7の上部に設けたオルタネ
ータ9を駆動して発電する。該エンジン7の側部に設け
たブレードクラッチ10はブレードクラッチモータ11
によって作動し、エンジン7からブレード8へ伝オつる
動力を「入」 「切」する。 [001,01車体2の後部中央位置にはキャスタ12
を設け、キャスタ回動モータ13の回転をギヤ14によ
って減速し、キャスタ12を左右へ回向自在に形成する
。 キャスタ12の回動角度はポテンショメータ15によっ
て検出する。一方、前記左右の駆動輪5,6の中間位置
には移動距離センサ16と、方位センサ17並びに障害
物センサ18を設ける。移動距離センサ16は地面に接
地して回転自在に形成され、車体2の移動に伴って該移
動距離センサ16が回転し、その回転数に基づいて移動
距離を算出する。方位センサ17は、地磁気を感知する
ことによって車体2が東西南北のどの方位を向いている
かを検出する。障害物センサ18は赤外線や超音波等を
発射してその反射波により障害物を検出するものであり
、障害物センサ回動モータ19によって水平方向に回動
すると共に、障害物センサ上下動モータ(図示せず)に
より地上からの高さを変更できるように形成する。障害
物センサ18の回動角度はポテンショメータ20によっ
て検出する。尚、21は傾斜センサであり、車体2の左
右の傾きを検出する。 [00111図3は前記各モータと各センサとをコント
ロールする制御部のブロック図であり、受信機から入力
した指令は各センサ及びポテンショメータの検出値に基
づき制御部で判断され、各モータを作動させて前記無人
走行芝刈機1を制御する。図4は操作パネルの外観を示
し、夫々22は前進、23は後退、24は左旋回、25
は右旋回の操作ボタンである。又、後述するティーチン
グ処理のスター1〜ボタン26及びストップボタン27
、並びに方位補正ボタン28を設けてあり、液晶表示部
29に各種メツセージ或いはデータ等が表示される。3
0はアンテナであり、操作パネルの指令はこのアンテナ
30から発射され、図3に示した受信機で受信する。 [00121図5は圃場を示し、縦横の二辺で形成され
る区間内を、無人走行芝刈機1によって芝刈り作業を行
う。図6はメイン処理ルーチンのフローチャートであり
、図5を参照しながら説明すれば、先ず圃場の隅部P1
に無人走行芝刈機1を縦辺に沿う方向にセットする。 そして、方位センサの補正が終了しているか否かをチエ
ツクしくステップ101)、補正が済んでいないときは
方位補正を行い(ステップ102)、補正が終了してい
るときはティーチングを行ったか否かをチエツクする(
ステップ103)。 [0013]ここで、ティーチングについて簡単に説明
すると、図5に実線で示した圃場の縦辺31を無人走行
芝刈機1が隅部P1から基準方位に向って隅部P2まで
走行し、移動距離センサにより縦辺距離Yを測定する。 そして、隅部P2で基準方位から図中反時計回りに90
°旋回し、実線で示した圃場の横辺32を隅部P2から
隅部P3まで走行し、移動距離センサにより横辺距離X
を測定して、当該無人走行芝刈機1に芝刈りを行うべき
区間の面積を教示する。 [0014]ステツプ103でティーチングが済んでい
ないときはティーチング処理を行い(ステップ104)
、ティーチングが終了しているときは障害物センサによ
って車体周囲の障害物をチエツクする(ステップ105
)。もし障害物が発見されれば障害物回避処理を行い(
ステップ106)、障害物がなければステップ107で
直進すべきか否かをチエツクする。直進可能なときは直
進制御によって車体が蛇行しないようにしくステップ1
08)、直進不可能であれば旋回するか否かをチエツク
する(ステップ109)。旋回するときは旋回制御によ
って車体を90°旋回させ(ステップ110)、刈幅移
動するときはステップ111からステップ112へ進ん
で刈幅移動処理を行う。 [0015]上記処理を経て無人走行が終了したか否か
をチエツクしくステップ113)、圃場の指定した区間
を走行終了したときは通常の停止処理を行い(ステップ
114)、もし走行が終了していないときはシステム異
常停止処理を行った後(ステップ115)、ステップ1
01へ戻る。次に、ティーチング処理について更に詳述
する。図7のフローチャートに示すように、ティーチン
グ処理開始時に方位補正済みか否かをチエツクしくステ
ップ201)、方位補正を行ってからでないと(ステッ
プ202)ティーチング処理を開始できない。圃場の隅
部P1からティーチング処理を開始し、先ず縦辺距離の
測定を行う(ステップ205〜215)。左右の駆動輪
5.6を双方とも正転させ、ブレードクラッチ10を「
入」とすれば(ステップ207,208)、無人走行芝
刈機1は圃場の縦辺31に沿って前進走行しながら刈り
取り作業を行っていく。このとき、一定距離走行毎に方
位センサ17によって現在の方位を数回算出し、そねら
の平均値を基準方位とする (ステップ209,210
)。そして、基準方位に沿うべく方向修正を行いながら
前進しくステップ211)、隅部P2へ至ったときに縦
辺距離Yが測定され、メモリーにセーブして縦辺距離測
定を終了する(ステップ212〜215)。隅部P2で
はオペレータの操作指令により、ブレードクラッチ10
を「切」にして手動旋回を行う(ステップ212,21
3)。 [00161上記のように、縦辺距離の測定が終了した
後は横辺距離の測定を行う(ステップ216〜227)
。手動旋回を行った後、車体が前記基準方位に対して+
90° (図5に於て基準方位から反時計回りに90°
回転した位置)旋回を行うべく旋回制御しくステップ2
18.219)、無人走行芝刈機1は圃場の横辺32に
沿って前進走行しながら刈り取り作業を行っていく(ス
テップ220〜222)。そして、一定距離を走行毎に
方位センサ17によって車体を基準方位+90°にすべ
く方向修正を行いながら前進しくステップ223)、隅
部P3へ至ったときに横辺距離Xが測定され、メモリー
にセーブして横辺距離測定を終了する(ステップ224
〜227)。 [0017]斯くして、縦辺距離Yと横辺距離Xが計測
され、ブレード8の回転直径によって決定される刈幅移
動距離Wも基準参考として、図5に於て鎖線で示すよう
な刈り取り行程の終了までの通常停止ターン回数を算出
する(ステップ228)。そして、隅部P3で車体が基
準方位に対して+180° (図5に於て基準方位から
反時計回りに180°回転した位置、即ち基準方位と反
対方向)旋回を行い、ティーチング処理を終了する(ス
テップ229〜234)。上記ティーチング処理に於て
、オペレータは当該無人走行芝刈機1を圃場の隅部P1
に基準方向へ向けてセットし、然るのちは自動的に方位
修正を行いつつ、直進制御及び旋回制御を行ってティー
チング処理が為される。尚、ティーチングスタート後に
無人走行芝刈機1が停止したときや、隅部P2及びP3
で旋回するときにはブレードクラッチ10が一旦「切」
となり、同一地点でブレード8が回転を続けないように
制御している。 [0018]而して、前述したメイン処理ルーチンでは
、図8に示すように圃場の隅部P1から隅部P2を経て
隅部P3までティーチングし、その後隅部P3から障害
物の有無を検出しながら直進制御と旋回制御を繰り返し
ていく。図9は直進制御のフローチャートであり、直進
走行中に一定距離毎に方位センサ17により現在の方位
を測定しくステップ301〜304L平均力位を算出し
て基準方位又は基準方位+180°に対して方向修正を
行う(ステップ305)。この方向修正は左の駆動輪モ
ータ3又は右の駆動輪モータ4の何れかをオフとし、該
オフとした駆動輪側へ車体を回向させて行う。直進走行
を終了したときはブレードクラッチ10を「切Jにして
無人走行芝刈機1を停止し、直進制御モードから旋回制
御モードへ移向する(ステップ306〜310)。 [0019]上記直進制御中に、方向修正を一度に行う
と車体がハンチングを起し、芝の刈り取りが乱れる虞れ
があるので、一定時間又は一定距離だけオンタイム制御
を行う。例えば図10に示すように、一方の駆動輪モー
タを連続的にオンにし、他方の駆動輪モータは一部距離
d毎に一部時間tだけオンタイムにして左右の駆動輪5
.6に回転数差を与え、車体の方向を修正する。又、方
位ずれ角の大小によってオンタイム時間tを可変し、方
位ずれ角が大となるに従ってオンタイム時間tを短くし
、急激な方向修正を抑えるようにしてもよい。 [00203図11は旋回制御のフローチャートであり
、無人走行芝刈機1を旋回させるときは、先ず左右の駆
動輪5,6を一旦停止すると共にブレードクラッチ10
を「切」とし、旋回初回フラグの有無をチエツクする(
ステップ401〜403)。例えば、図8のP4地点に
於ては、旋回初回フラグがまだないのでステップ403
からステップ406へ進み、旋回用ターン回数のカウン
タが1であるため、ステップ407で現在方位が基準方
位−90°となるまで左の駆動輪を逆転すると共に右の
駆動輪を正転し、車体をP5地点に向けて旋回させる。 [0021]P4地点からP5地点までは後述する刈幅
移動処理によって移動し、P5地点に於ては、旋回初回
フラグがあり且つ旋回用ターン回数のカウンタが1であ
るため、ステップ403からステップ410へ進み、現
在方位が基準方位となるまで左の駆動輪を逆転すると共
に右の駆動輪を正転し、車体をP6地点に向けて旋回さ
せる。そして、ティーチング処理で算出した通常停止タ
ーン回数のカウンタから1を減算しくステップ412)
、旋回初回フラグをリセットして直進制御モードへ移向
する(ステップ413〜415)。 [0022]P5地点からP6地点までは前述した直進
制御によって車体を前進させ、P6地点に於て再び旋回
制御に移向する。同地点に於てはステップ401からス
テップ403へ進み、再度旋回初回フラグをセットして
旋回用ターン回数のカウンタに1を加算する(ステップ
404〜405)。従って、旋回用ターン回数のカウン
タは2となり、ステップ408で現在方位が基準方位−
90°となるまで左の駆動輪を正転すると共に右の駆動
輪を逆転し、車体をP7地点に向けて旋回させる。 [0023]P6地点から27地点までは刈幅移動処理
によって移動し、P7地点に於ては、旋回初回フラグが
あり且つ旋回用ターン回数のカウンタが2であるため、
ステップ403からステップ411へ進み、現在方位が
基準方位+180°となるまで左の駆動輪を正転すると
共に右の駆動輪を逆転し、車体をP8地点に向けて旋回
させる。 [0024]ここで、旋回地点では左右の駆動輪5,6
を反対方向へ回転させ、車体の略中心部を旋回中心とし
ているため、旋回半径が極めて小であり且つ旋回動作が
迅速に行える。依って、旋回のために移動距離の計測に
誤差を生じることがなく、計測精度が向上する。又、直
進制御中及び旋回制御中に無人走行芝刈機1が一旦停止
するときは、必ずブレードクラッチ10が「切」となっ
て同一地点で芝を刈り取り過ぎないようにしている。 [0025]一方、前述した旋回時に例えばP4地点か
らP5地点までブレードの刈幅針だけ移動するに当って
は、図12のフローチャートに従って刈幅移動処理を行
い(ステップ501〜507)、同処理終了後に再び旋
回制御及び直進制御を行う。そして、図13のフローチ
ャートに示すように、ティーチング処理で算出した通常
停止ターン回数のカウンタをチエツクし、これが零とな
ったときに左右の駆動輪を停止すると共にブレードクラ
ッチを「切」としくステップ601〜603)、全制御
モードをクリアして次作業へ移向する(ステップ604
〜605)。 [0026]ここで、図14に示すように、作業区間内
に障害物33が存在するときは、障害物回避処理によっ
て無人走行芝刈機1は障害物33を迂回する。図15に
障害物回避処理のフローチャートを示すが、障害物セン
サ18により障害物33が前方にあるか否かをチエツク
しくステップ701〜705)、前方に障害物がある場
合は障害物の直前で旋回し、障害物を回避し終えるまで
刈幅移動処理及び直進制御、旋回制御を繰り返す(ステ
ップ706〜716)。 [0027]然るのち、基準方位の前方に障害物33が
存在しなくなったときは無人走行芝刈機】が障害物33
の側方を通過し、障害物回避移動距離Kに相当する分だ
け無人走行芝刈機1の車体を戻すべく障害物回避復帰処
理を行う(ステップ717〜722)。そして、障害物
回避処理を終了する(ステップ723〜725)。前記
障害物センサ18は障害物センサ回動モータ19によっ
て水平方向に回動すると共に、障害物センサ上下動モー
タにより地上高も変化できるため、当該無人走行芝刈機
1の前方及び側方の障害物を検出できる。従って、移動
距離センサ16と組み合わせれば、1つの障害物センサ
18のみで障害物33の大きさを正確に検出でき、障害
物回避処理を円滑に行うことができる。 (0028]図16はシステム異常停止処理のフローチ
ャートであり、メイン処理ルーチンで無人走行中に異常
が発生した場合には、左右の駆動輪を停止させると共に
ブレードクラッチを「切」として、全制御モードをクリ
アする(ステップ801〜814)。図17は旋回時補
正処理のフローチャー1へであり、左右の駆動輪5,6
を反対方向に回転して90’旋回する場合、芝の状態や
地形の凹凸等によって駆動輪5,6にスリップを生ずる
ことがある。斯かる場合には、旋回動作を一旦中断して
無人走行芝刈機1を少し前進又は後進させ、再度旋回動
作を行う(ステップ901〜908)。然るときに、キ
ャスタが一方向固定では該キャスタがブレーキとなって
旋回精度が悪化するが、本発明では図18のフローチャ
ートに示すように、キャスタ回動モータ13によりキャ
スタ12を左右に回向できるので、車体の右旋回開始時
にはキャスタ12を左へ回向させ、車体の左旋回開始時
にはキャスタ12を右へ回向させて(ステップ1001
〜1004L旋回動作を円滑にしている。依って、旋回
制御の精度が向上し、芝を損傷することが防止できる。 旋回動作を終了して直進状態になったときは、図19の
フローチャートに示すように、キャスタ12を直進方向
へ復帰させる(ステップ1011〜1012)。従って
、直進制御中はキャスタ12が左右に揺動することなく
、直進状態に固定できるので車体2の直進性を向上でき
る。 [0029]一方、旋回制御で無人走行芝刈機]を旋回
させるとき、目標方位へ連続的に旋回させると、慣性に
よって車体2が旋回し過ぎることがある。然るときは、
目標方位の少し手前で旋回を一旦停止させ、一定時間待
機した後に再度方位を読み込んで旋回させるように制御
する。図20は上記旋回制御のフローチャートであり、
図21の動作図と併わせで説明すれば、例えば、P4地
点に於ては旋回初回フラグがまだないのでステップ11
03から1106へ進み、旋回用ターン回数のカウンタ
が1であるため、目標方位(基準方位−90°)の少し
手前の方位(基準方位−900−α)になるまで車体を
旋回させる(ステップ1107)。そこで、一定時間ウ
ェイトして車体の慣性を緩和しくステップ1108)、
その後目標方位(基準方位−90°)に達するまで旋回
する(ステップ1109)ことにより、旋回精度を向上
させている。他の地点P5(ステップ1114〜]、1
16)、地点P6 (ステップ1110〜1112)、
地点P7(ステップ1121〜1123)に於ても同様
にして、目標方位の少し手前で旋回を一旦中断し、車体
の慣性を緩和させるように制御する。 [00301ここで、図22に示すように、圃場が傾斜
している場合は、無人走行芝刈機1は直進走行中に徐々
に傾斜の低い側(図中右側)へ進行方向がずれてくる。 そこで、車体2に設けた傾斜センサ21によって傾斜角
度Oを検出し、図23に示す平坦とみなす範囲内の一部
角度十θl及び−θ1を該傾斜角度θが越えたときに、
図24のフローチャートに示すような傾斜制御を行う。 [0031]先ず、傾斜センサ21によって傾斜角度θ
を読み込み、−01≦0≦+01であるときは略平坦で
あると判定し、左右双方の駆動輪モータ3及び4を連続
的にオンにして直進走行を続行する(ステップ1201
〜1.205)。傾斜角度θが+θ
【より大であるとき
は、図22に示したような右傾斜であると判定し、図2
5に示すように右駆動輪モータを連続的にオンにし、左
駆動輪モータは一部時間tだけオンタイムにする。 (
ステップ1206〜1215)。一方、傾斜角度θが一
θ量 より小であるときは左傾斜であると判定し、図2
6に示すように右駆動輪モータを一部時間tだけオンタ
イムにし、左駆動輪モータは連続的にオンにする。 (
ステップ1207〜1211)。上記各オンタイム時間
tの長さは、傾斜角度θの大小によって適宜可変する。 斯くして、右傾斜の場合は右駆動輪6の回転数が左駆動
輪5より大となり、車体2を左側へ回向するように作用
するため、無人走行芝刈機1は傾斜状態のまま直進走行
を維持する。又、左傾斜の場合はこれとは逆に左駆動輪
5の回転数が右駆動輪6より大となり、車体2を右側へ
回向するように作用させて無人走行芝刈機1は直進走行
を維持する。更に、左右の駆動輪モータ5,6のオン・
オフ制御ではなく、モータ自体の回転数を変更してモー
タ速度制御を行っても同様の効果をうろことができ、傾
斜角度θが限界値を越えたときには転倒防止のために車
体を停止するように制御してもよい。 [0032]尚、この発明は、この発明の精神を逸脱し
ない限り種々の改変を為すことができ、そして、この発
明が該改変されたものに及ぶことは当然である。 [0033] 【発明の効果】この発明は上記一実施例に詳述したよう
に、ティーチング処理開始後に無人走行芝刈機が停止或
いは旋回するときはブレードクラッチが「切」となるた
め、同一地点で芝を刈り過ぎることがなくなる。従って
、芝の刈り取りにむらが生じないで刈り取り跡が均一と
なり、作業品位の向上に寄与できる。
は、図22に示したような右傾斜であると判定し、図2
5に示すように右駆動輪モータを連続的にオンにし、左
駆動輪モータは一部時間tだけオンタイムにする。 (
ステップ1206〜1215)。一方、傾斜角度θが一
θ量 より小であるときは左傾斜であると判定し、図2
6に示すように右駆動輪モータを一部時間tだけオンタ
イムにし、左駆動輪モータは連続的にオンにする。 (
ステップ1207〜1211)。上記各オンタイム時間
tの長さは、傾斜角度θの大小によって適宜可変する。 斯くして、右傾斜の場合は右駆動輪6の回転数が左駆動
輪5より大となり、車体2を左側へ回向するように作用
するため、無人走行芝刈機1は傾斜状態のまま直進走行
を維持する。又、左傾斜の場合はこれとは逆に左駆動輪
5の回転数が右駆動輪6より大となり、車体2を右側へ
回向するように作用させて無人走行芝刈機1は直進走行
を維持する。更に、左右の駆動輪モータ5,6のオン・
オフ制御ではなく、モータ自体の回転数を変更してモー
タ速度制御を行っても同様の効果をうろことができ、傾
斜角度θが限界値を越えたときには転倒防止のために車
体を停止するように制御してもよい。 [0032]尚、この発明は、この発明の精神を逸脱し
ない限り種々の改変を為すことができ、そして、この発
明が該改変されたものに及ぶことは当然である。 [0033] 【発明の効果】この発明は上記一実施例に詳述したよう
に、ティーチング処理開始後に無人走行芝刈機が停止或
いは旋回するときはブレードクラッチが「切」となるた
め、同一地点で芝を刈り過ぎることがなくなる。従って
、芝の刈り取りにむらが生じないで刈り取り跡が均一と
なり、作業品位の向上に寄与できる。
【図1】無人走行芝刈機の平面図。
【図2】無人走行芝刈機の側面図。
【図3】各モータと各センサとをコントロールする制御
部のブロック図。
部のブロック図。
【図4】操作パネルの正面図。
【図5】圃場の作業区間を示す平面図。
【図6】メイン処理ルーチンのフローチャート。
【図7】ティーチング処理のフローチャート。
【図8】直進制御、旋回制御、刈幅移動処理を説明する
概念図。
概念図。
【図9】直進制御のフローチャー1−0
【図10】直進
制御のタイミングチャー)%。
制御のタイミングチャー)%。
【図11】旋回制御のフローチャー1へ。
【図12】刈幅移動処理のフローチャート。
【図13】通常停止処理のフローチャート。
【図14】障害物回避の動作を説明する平面図。
【図15】障害物回避処理のフローチャー1−0
【図1
6】システム異常停止処理のフローチャー1・。
6】システム異常停止処理のフローチャー1・。
【図17】旋回時補正処理のフローチャート。
【図18】旋回時キャスタ駆動処理のフローチャー1−
0
0
【図19】直進時キャスタ復帰処理のフローチャート
。
。
【図20】旋回制御の他の実施例のフローチャー1へ。
【図21】旋回制御の他の実施例を説明する概念図。
【図22】圃場が傾斜状態である無人走行芝刈機の背面
図。
図。
【図23】平坦とみなす角度を説明する概念図。
【図24】傾斜制御のフローチャー1−0
【図25】傾
斜制御で右傾斜状態のタイミングチャート。
斜制御で右傾斜状態のタイミングチャート。
【図26】傾斜制御で左傾斜状態のタイミングチャート
。
。
1 無人走行芝刈機
2 車体
5.6 駆動輪
12 キャスタ
16 移動距離センサ
17 方位センサ
18 障害物センサ
【図5】
【図10】
【図15】
【図21】
Claims (1)
- 【請求項1】オペレータが教示した二辺で形成される区
間を、方位センサの検出値に基づいて走行する無人走行
芝刈機に於て、前記オペレータが教示した内容をティー
チング処理する手段と、直進制御手段と、旋回制御手段
とを備え、ティーチング処理を開始した後は無人走行芝
刈機が停止或いは旋回するときにブレードクラッチを「
切」とし、直進状態に復帰したときに該ブレードクラッ
チを「入」とするようにしたことを特徴とする無人走行
芝刈機に於ける刈り取り制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP40135390A JPH04210514A (ja) | 1990-12-11 | 1990-12-11 | 無人走行芝刈機に於ける刈り取り制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP40135390A JPH04210514A (ja) | 1990-12-11 | 1990-12-11 | 無人走行芝刈機に於ける刈り取り制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04210514A true JPH04210514A (ja) | 1992-07-31 |
Family
ID=18511191
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP40135390A Pending JPH04210514A (ja) | 1990-12-11 | 1990-12-11 | 無人走行芝刈機に於ける刈り取り制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04210514A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018082683A (ja) * | 2016-11-25 | 2018-05-31 | 本田技研工業株式会社 | 作業機 |
-
1990
- 1990-12-11 JP JP40135390A patent/JPH04210514A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018082683A (ja) * | 2016-11-25 | 2018-05-31 | 本田技研工業株式会社 | 作業機 |
WO2018097034A1 (ja) * | 2016-11-25 | 2018-05-31 | 本田技研工業株式会社 | 作業機 |
CN109996434A (zh) * | 2016-11-25 | 2019-07-09 | 本田技研工业株式会社 | 作业机 |
US11026366B2 (en) | 2016-11-25 | 2021-06-08 | Honda Motor Co., Ltd. | Power equipment |
CN109996434B (zh) * | 2016-11-25 | 2022-06-07 | 本田技研工业株式会社 | 作业机 |
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