JPH0517808B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、倣いセンサによる未処理作業地と処
理済作業地との境界検出結果に基づいて、前記境
界に沿つて自動的に走行するステアリング制御手
段を備えた自動走行作業車に関する。

〔従来の技術〕

上記この種の自動走行作業車が境界に沿つて走
行するためのステアリング制御は、倣いセンサに
よる境界からのずれを検出して、そのずれ方向に
基づいて予め設定してある所定の操作量で境界方
向へステアリング操作した後、直ちに中立状態へ
復帰させるというON・OFF的なステアリング操
作を境界へ沿うまで繰り返すことにより行われて
いた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記制御手段を用いて、傾斜地での作業を行う
場合において、その傾斜地の傾斜による影響のた
め車体がスリツプして、前記所定の操作量による
ON・OFF的なステアリング操作のみでは、境界
への追従性が悪くなり、未処理部分を発生した
り、車体の蛇行による作業跡の美観が悪くなる不
都合があつた。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであ
つて、その目的は、傾斜地での車輪スリツプ等に
よつて谷側へ車体が流れることを防止し、境界へ
の追従性を高める点にある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明にかかる自動走行作業車は、上記目的を
達成するために、倣いセンサによる未処理作業地
と処理済作業地との境界検出結果に基づいて、前
記境界に沿つて自動的に走行するステアリング制
御手段を備えた自動走行作業車において、走行装
置をタイヤ車輪で構成するとともに、前記車体を
前記境界に沿わせるためのステアリング形式を前
記走行装置の平行ステアリング操作で行うように
構成し、さらに、車体の左右方向の傾きを検出す
る傾き検出センサ、および、この傾き検出センサ
による車体の傾き検出結果に基づいて、前記境界
に沿うためのステアリング操作が山側方向へ行わ
れた場合はその操作量を谷側にステアリング操作
する場合よりも所定量増加させて行うステアリン
グ量補正手段を設けてあることを特徴構成とす
る。

かかる特徴構成による作用・効果は次の通りで
ある。

〔作用〕

すなわち、傾き検出センサによる車体左右方向
の傾き検出結果に基づいて、山側方向へのステア
リング操作量を谷側へのステアリング操作量より
増加させて平行ステアリング操作することによつ
て、車輪のスリツプ等による境界からのずれを見
越したステアリング制御を行うのである。そし
て、境界に車体を沿わせるために平行ステアリン
グを行つているので、旋回ステアリングする形式
と異なり、車体の走行向きが変更されないから、
倣いに伴うオーバーシユートによるハンチングの
発生も抑制されるとともに、傾斜の度合いとステ
アリング量との相関を制御手段で決定することも
車体向きが変わらないことからその向き変更によ
るスリツプ等の影響を考慮しなくても良い、制御
が容易である。

〔発明の効果〕

したがつて、車体の傾きに対応して、山側ある
いは谷側への車体を境界へ沿わせるためのステア
リング操作が傾斜によるスリツプ等の影響も考慮
された状態で適正に補正されて平行ステアリング
されることになつて、境界への追従性を一層高め
ることができるとともに、簡易にステアリング制
御できるに至つた。

〔実施例〕

第４図および第５図に示すように、前・後輪
２，３のいずれをもステアリング操作可能に構成
された車体１の中間部にデイスク型刈刃を内奏し
た芝刈装置４を上下動自在に懸架すると共に、作
業地Ａの境界である未処理作業地としての未刈地
Ｂと処理済作業地としての既刈地Ｃの境界Ｌを検
出するための倣いセンサ５，５を、車体１前方左
右に夫々配置されるように、その基端部を前記芝
刈装置４に固定されたフレーム９の先端部に設
け、この倣いセンサ５，５による前記境界Ｌ検出
結果に基づいてステアリング制御されて所定走行
コースを自動走行可能な自動走行作業車としての
芝刈作業車を構成してある。

また、前記車体１には、移動距離ｌを連続的に
検出するために、単位走行距離当たり所定個数の
パルス信号を発生する距離センサ６としての従動
輪６Ａと、車体１の走行方向（方位）を検出する
ために、地磁気の強度変化を感知することによつ
て方位を検出する地磁気センサを方位センサ７と
して設けてある。また、前記車体１には、その車
体１の左右方向の傾きを検出する傾き検出センサ
８を設けてある。

前記傾き検出センサ８は、車体１前後方向軸芯
周りに回動自在に軸支したおもりの回動角変化を
ポテンシヨメータR₄によつて検出することによ
つて、車体１の傾きを検出すべく構成してある。

尚、前記前輪２，２および後輪３，３はそのい
ずれをもステアリング操作可能に構成してあるこ
とから、前・後輪２，３を同一方向にステアリン
グ操作することによつて車体１の向きを変えるこ
となく平行移動すると共に、前・後輪２，３を相
対的に逆方向にステアリング操作することによつ
て非常に小さい旋回半径で旋回するように、その
ステアリング形式を変更可能に構成してある。

前記倣いセンサ５を構成するに、発光素子P₁
と受光素子P₂とを一対としてスリツトを介して
対抗する位置に配置した、いわゆるフオトインタ
ラプタ式の二つの光センサS₁，S₂を、車体１に対
して左右方向に並ぶように前記フレーム９先端部
に固定してある。そして、前記発光素子P₂と受
光素子P₂との間を通過する芝の有無を感知する
ことによつて、前記光センサS₁，S₂が未刈地Ｂ、
既刈地Ｃのいずれの上に有るかを判別し、その検
出結果の組合せ、つまり、境界側でかつ車体１の
外側にある光センサS₁が既刈地Ｃを検出すると共
に車体１の内側にあるセンサS₂が未刈地Ｂを検出
している状態を境界Ｌに沿つている状態として境
界Ｌと車体１との位置関係を判別するように構成
してある。なお、前記倣いセンサ５，５として
は、前記光センサS₁，S₂を用いるものに限らず、
接触式・非接触式を問わず、どのような形式のセ
ンサから構成してもよい。

ところで、前記光センサS₁，S₂から得られる未
刈地Ｂ・既刈地Ｃの判別信号は芝が断続的に通過
するために、非連続なパルス状の信号となる。従
つて、連続した判別信号となるように、積分処理
を行つた後に後記制御装置１０に入力すべく構成
してある。

前記光センサS₁，S₂からの信号を積分処理する
に、第１図に示すように、前記距離センサ６の出
力パルス数をカウントして予め設定されたカウン
ト値毎にキヤリー信号P₄を出力するプログラマ
ブルカウンタ１１と、このカウンタ１１のキヤリ
ー信号P₄によつてリセツトされるフリツプフロ
ツプ１２を設け、前記受光素子P₂の出力信号P₃
によつて前記カウンタ１１をリセツトすると共に
フリツプフロツプ１２をセツトすべく構成してあ
り、このカウンタ１１とフリツプフロツプ１２に
よつてデジタルフイルタ１３に構成して、前記未
刈地Ｂと既刈地Ｃ夫々の状態に対応する連続した
境界Ｌの判別信号C₀を得るようにしてある。

以下、このデジタルフイルタ１３の動作を簡単
に説明する。

前記カウンタ１１は、そのカウント値に拘らず
前記受光素子P₂の出力パルス信号P₃によつて繰
り返しリセツトされると共に、フリツプフロツプ
１２はセツトされる。そして、芝が無くなつてこ
のパルス信号P₃が“Ｌ”レベルになり、かつ、
単位走行距離走行して、前記カウンタ１１がこの
単位走行距離に対応するカウント値まで前記距離
センサ６の出力信号P₅をカウントした場合にの
み、前記カウンタ１１はキヤリー信号P₄を出力
してフリツプフロツプ１２をリセツトする。

従つて、このフリツプフロツプ１２の出力には
芝感知状態すなわち未刈地Ｂ検出に対応する
“Ｈ”レベルまたは芝無状態すなわち既芝地Ｃ検
出に対応する“Ｌ”レベルを連続的に繰り返す境
界判別信号P₀が得られるのである。

以下、前記前記構成になる倣いセンサ５，５、
距離センサ６、方位センサ７、および傾き検出セ
ンサ８による各検出パラメータに基づいて、芝刈
作業車の走行を制御する制御システムについて説
明する。

第１図に示すように、制御システムは、主要部
をマイクロコンピユータによつて構成された制御
装置１０に、前記各センサ５，６，７からの信号
を入力してあり、これら各センサ５，６，７によ
る検出パラメータを演算処理するように構成して
いる。すなわち、車体１の走行方向や走行速度を
自動的に制御するよう、前・後輪２，３夫々のス
テアリング操作を行う油圧シリンダ１４，１５を
作動させる電磁バルブ１６，１７および油圧式無
段変速装置１８の変速位置を操作するモータ１９
等の各アクチユエータを駆動するための制御信号
を生成するべく構成している。

尚、第１図中、R₁，R₂は前・後輪２，３の実
際のステアリング量を検出して制御装置１０にフ
イードバツクするためのポテンシヨメータであ
り、R₃は同様にして変速装置１８の変速位置を
検出して制御装置１０にフイードバツクするため
のポテンシヨメータである。

そして、予め外周テイーチング等によつて、そ
の大きさ（四辺の長さ）を設定され、外周の外側
を既刈地Ｃとした所定範囲の作業地Ａ内部の未刈
地Ｂを、前記作業地Ａの大きさと芝刈装置４の作
業幅Ｄとに基づいて算出した工程数とその基準方
位Ψ₀とに基づいて、各工程間を走行するための
走行順序シーケンスと一つの工程を終了後次工程
へ移動するための方向転換シーケンスとを繰り返
しながら対地作業としての芝刈作業を行うのであ
る。

そして、前記走行順序シーケンスを実行中は、
第２図に示すように、前記基準方位Ψ₀と方位セ
ンサ７による検出方位Ψとの比較結果に基づい
て、左側あるいは右側の夫々の方向に前記前・後
輪２，３を逆方向にステアリング操作する旋回ス
テアリングにより方位制御を行うと共に、未刈地
Ｂと既刈地Ｃとの境界側にある倣いセンサ５によ
る前記境界Ｌからのずれ検出結果に基づいて前記
前・後輪２，３を同一方向にステアリング操作す
る平行ステアリングを行い、境界Ｌに対する車体
１の位置を修正して、各工程での直進性を維持し
ながら境界Ｌに沿つて自動走行するように制御す
るのであるが、作業地Ａが傾斜地の場合での走行
ステアリング制御中に、車輪のスリツプ等により
前記倣いセンサ５が境界Ｌからずれると、傾き検
出センサ８による車体１の傾き検出結果に基づい
て、前記境界Ｌに沿うためのステアリング操作、
すなわち、未刈側あるいは既刈側へのステアリン
グ操作が山側方向へ行われた場合はその操作量Ｈ
を谷側にステアリング操作する場合よりも所定量
ａ増加させて平行ステアリングして、車輪のスリ
ツプ等により谷側へ車体が流れることを防止して
いる。

尚、傾斜地での平行ステアリングは、前記前・
後輪の切り角が同一なので、車体１の方向を一定
に保ちながら車体１の移動が行われることにな
り、前記境界Ｌへの追従により有利である。

一方、前記方向転換シーケンスは、前記両倣い
センサ５，５が既刈地Ｃを検出し、距離センサ６
による検出距離ｌが各工程の走行予定距離に達し
たことを検出して、車体１が工程端部に至つたこ
とを検出した場合車体１が工程端部に至つたこと
を検出した場合に起動されるように制御するので
ある。

〔別実施例〕

前記実施例では、ステアリング操作量Ｈを定性
的に切換えたが、その操作量Ｈを車体１の傾斜に
対して比例的に変更するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る自動走行作業車の実施例を
示し、第１図は制御システムのブロツク図、第２
図はステアリング制御を示すフローチヤート、第
３図は傾斜地での走行状態の説明図、第４図は芝
刈作業車の全体平面図、第５図はその正面図であ
る。 １……車体、５……倣いセンサ、８……傾き検
出センサ、Ｂ……未処理作業地、Ｃ……処理済作
業地、Ｈ……ステアリング操作量、Ｌ……境界、
ａ……所定量。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 倣いセンサ５，５による未処理作業地Ｂと処
   理済作業地Ｃとの境界Ｌ検出結果に基づいて、前
   記境界Ｌに沿つて自動的に走行するステアリング
   制御手段を備えた自動走行作業車であつて、走行
   装置をタイヤ車輪で構成するとともに、前記車体
   １を前記境界Ｌに沿わせるためのステアリング形
   式を前記走行装置の平行ステアリング操作で行う
   ように構成し、さらに、車体１の左右方向の傾き
   を検出する傾き検出センサ８、および、この傾き
   検出センサ８による車体１の傾き検出結果に基づ
   いて、前記境界Ｌに沿うためのステアリング操作
   が山側方向へ行われた場合はその操作量Ｈを谷側
   にステアリング操作する場合よりも所定量ａ増加
   させて行うステアリング量補正手段を設けてある
   ことを特徴とする自動走行作業車。