JPH07172334A - Steering controller - Google Patents
Steering controllerInfo
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- JPH07172334A JPH07172334A JP5320782A JP32078293A JPH07172334A JP H07172334 A JPH07172334 A JP H07172334A JP 5320782 A JP5320782 A JP 5320782A JP 32078293 A JP32078293 A JP 32078293A JP H07172334 A JPH07172334 A JP H07172334A
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Landscapes
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
- Guiding Agricultural Machines (AREA)
- Transplanting Machines (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、機体を自動走
行させながら作業を行う田植機やコンバインその他の農
作業車等に用いられるステアリング制御装置に関し、詳
しくは、走行機体における走行方位の対地変位を角速度
情報として検出するジャイロセンサを備えるとともに、
このジャイロセンサの検出値を積分演算する積分演算手
段を備え、その演算情報に基づいて、走行方位を目標方
位に合致すべく走行機体のステアリング操作機構を自動
制御するよう構成してあるステアリング制御装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a steering control device for use in, for example, rice transplanters, combine harvesters, and other agricultural work vehicles that perform work while automatically moving the machine body. With a gyro sensor that detects
The steering control device is provided with an integral calculation means for integrating the detection value of the gyro sensor, and based on the calculation information, automatically controls the steering operation mechanism of the traveling machine body so that the traveling direction matches the target direction. Regarding
【０００２】[0002]
【従来の技術】上記ステアリング制御装置は、走行機体
の地面に対する走行方位が機体走行に伴って初期設定さ
れた目標方位からどの程度ずれているのかを、例えばジ
ャイロセンサを用いて常に検出しながら、その検出結果
に基づいて、ステアリング操作機構として例えば、操向
車輪を操向操作制御して、所定の方向に自動走行するよ
う制御するものである。前記ジャイロセンサの検出値は
走行機体の方位変位における角速度情報であり、この検
出値を積分して変位角度を求めることになるが、積分値
を求める際、従来では、基準姿勢におけるジャイロセン
サの出力値を中心基準値として予め定めておいて、実走
行に伴って変化するジャイロセンサの検出値の前記中心
基準値に対する差を中心基準値に対して順次、加算もし
くは減算して積分値として用いるようにしていた。2. Description of the Related Art The above steering control apparatus constantly detects, for example, by using a gyro sensor, how much the traveling direction of the traveling machine body with respect to the ground deviates from the initially set target direction along with the traveling of the machine body. Based on the detection result, as a steering operation mechanism, for example, a steering wheel is operated for steering control so as to automatically travel in a predetermined direction. The detection value of the gyro sensor is the angular velocity information in the azimuth displacement of the traveling machine body, and the detection value is integrated to obtain the displacement angle.When the integration value is obtained, conventionally, the output of the gyro sensor in the reference posture is used. A value is predetermined as a central reference value, and the difference between the detected value of the gyro sensor and the central reference value which changes with actual traveling is sequentially added to or subtracted from the central reference value to be used as an integrated value. I was doing.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記ジャイ
ロセンサの検出値は、温度変化に伴う誤差等に起因して
検出誤差を含むことになるが、これらの誤差が前記積分
演算によって累積して、徐々に検出誤差が拡大してしま
うことになり、精度の高いステアリング制御が行えない
欠点があった。本発明は上記不具合点を解消することを
目的としている。However, the detection value of the gyro sensor includes a detection error due to an error caused by a temperature change, etc. However, these errors are accumulated by the integration calculation, The detection error gradually expands, and there is a drawback that highly accurate steering control cannot be performed. The present invention aims to eliminate the above-mentioned problems.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明の特徴構成は、冒
頭に記載したステアリング制御装置において、前記走行
機体における走行方位の対地変位を角度情報として検出
する基準センサを設け、この基準センサの検出情報と前
記ジャイロセンサの検出情報との比較演算に基づいて、
これらの差が少なくなるように、前記演算手段における
積分演算係数を求める係数演算手段を備え、前記積分演
算手段は、求められた積分演算係数に基づいて、積分演
算するよう構成してある点にある。According to a characteristic configuration of the present invention, in the steering control device described at the beginning, a reference sensor for detecting the ground displacement of the traveling direction of the traveling machine body as angle information is provided, and the detection of the reference sensor is performed. Based on the comparison operation of the information and the detection information of the gyro sensor,
In order to reduce these differences, there is provided a coefficient calculation means for calculating an integral calculation coefficient in the calculation means, and the integral calculation means is configured to perform an integral calculation based on the calculated integral calculation coefficient. is there.
【０００５】[0005]
【作用】例えば、地磁気に基づいて目標方位に対する走
行機体の現在方位の変位角度を検出する地磁気利用の方
位センサ、あるいは、手動操縦操作に基づく走行時のス
テアリング操作角の積分値を求める検出センサ等の基準
センサによって、走行方位の対地変位を角度情報として
検出し、その結果得られる変位角度と、ジャイロセンサ
の検出値の積分値とが異なっている場合には、検出誤差
が生じているので、それらの差が少なくなるように積分
演算係数を求め、ジャイロセンサの検出値の積分演算の
際の積分演算係数を求められた値に補正する。このよう
にして、ジャイロセンサの検出値に検出誤差が生じてい
ても、その検出誤差が一定の比率で累積して大きな誤差
が発生するのを抑制できる。For example, a azimuth sensor utilizing geomagnetism for detecting the displacement angle of the current azimuth of the traveling body with respect to the target azimuth based on the geomagnetism, or a detection sensor for obtaining the integrated value of the steering operation angle during traveling based on the manual operation. With the reference sensor of, the ground displacement of the traveling direction is detected as angle information, and when the displacement angle obtained as a result and the integrated value of the detected values of the gyro sensor are different, a detection error has occurred. The integral calculation coefficient is calculated so that the difference between them becomes small, and the integral calculation coefficient in the integral calculation of the detected value of the gyro sensor is corrected to the calculated value. In this way, even if a detection error occurs in the detection value of the gyro sensor, it is possible to prevent the detection error from accumulating at a constant rate and generating a large error.
【０００６】[0006]
【発明の効果】従って、角速度検出型のジャイロセンサ
によって走行方位の変位を検出して、自動走行するべく
ステアリング制御する際に、ジャイロセンサの検出誤差
が積分演算の過程で累積されて大きな誤差になるのを抑
制して、精度の高いステアリング制御を実行することが
できるものとなった。Therefore, when the displacement of the traveling direction is detected by the angular velocity detection type gyro sensor and the steering control for automatic traveling is performed, the detection error of the gyro sensor is accumulated in the process of the integral calculation and becomes a large error. It is possible to suppress the occurrence of the above and execute the steering control with high accuracy.
【０００７】[0007]
【実施例】以下、実施例を図面に基いて説明する。図１
に走行機体を自動走行させるためのステアリング制御系
のブロック図を示している。走行機体における操向車輪
あるいはクローラ走行装置等の操向装置１に対するステ
アリング操作を行うステアリングシリンダＣＹ〔ステア
リング操作機構の一例〕をステアリングバルブ３により
切り換え操作するよう構成するとともに、このステアリ
ングバルブ３を制御装置４によって自動的に切り換え制
御するよう構成してある。そして、走行機体には、走行
方位の対地変位を角速度情報として検出するジャイロセ
ンサ５を備え、前記制御装置４は、このジャイロセンサ
５による検出情報に基づいて、走行方位を目標方位に合
致すべく走行機体のステアリングシリンダＣＹを自動制
御するよう構成してある。Embodiments will be described below with reference to the drawings. Figure 1
FIG. 3 is a block diagram of a steering control system for automatically traveling the traveling machine body. A steering cylinder CY (an example of a steering operation mechanism) that performs a steering operation on a steering wheel 1 of a traveling machine body or a steering device 1 such as a crawler traveling device is configured to be switched by a steering valve 3, and the steering valve 3 is controlled. The device 4 is configured to automatically control switching. The traveling machine body is provided with a gyro sensor 5 for detecting a ground displacement of the traveling direction as angular velocity information, and the control device 4 should match the traveling direction with the target direction based on the detection information by the gyro sensor 5. The steering cylinder CY of the traveling machine body is configured to be automatically controlled.
【０００８】前記ジャイロセンサ５は圧電振動型ジャイ
ロで構成され、走行方位の対地変位を角速度として検出
する。そして、制御装置４は、このジャイロセンサ５に
よる検出角速度を積分演算手段６によって積分して角度
情報に変換し、走行開始時点において決定される目標方
位に修正されるように当該角度情報からステアリングシ
リンダＣＹを駆動制御するのである。又、走行機体には
走行方位の対地変位を角度情報として検出する基準セン
サとしての地磁気検出型方位センサＳを設けてあり、ジ
ャイロセンサ５の検出情報をこの方位センサＳの検出情
報に基づいて随時補正して精度の高いステアリング制御
を行えるよう構成してある。尚、方位センサＳは、地磁
気の方位〔南北方向〕に対する走行機体の走行方位のず
れ量を検出して、走行機体の現在方位を求めることがで
きるよう構成されているが、微弱な地磁気を利用するも
のであるから、外乱による影響を受けやすい欠点があ
る。The gyro sensor 5 is composed of a piezoelectric vibration type gyro and detects the displacement of the traveling direction with respect to the ground as an angular velocity. Then, the control device 4 integrates the angular velocity detected by the gyro sensor 5 by the integral calculation means 6 to convert the angular velocity into angle information, and the steering cylinder from the angle information is corrected so as to be corrected to the target azimuth determined at the time of traveling start. The CY is driven and controlled. Further, the traveling machine body is provided with a geomagnetism detection type azimuth sensor S as a reference sensor for detecting the ground displacement of the traveling azimuth as angle information, and the detection information of the gyro sensor 5 is changed at any time based on the detection information of the azimuth sensor S. It is configured so that the steering control can be performed with high accuracy by making a correction. The direction sensor S is configured to detect the amount of deviation of the traveling direction of the traveling body from the direction of the geomagnetic field [south-north direction] to obtain the current direction of the traveling body, but it uses weak geomagnetism. However, there is a drawback that it is easily affected by disturbance.
【０００９】ステアリング制御作動について説明する。
先ず、走行機体を所定の目標方位に設定してスタートス
イッチＳＷ１を入り操作すると、そのときのジャイロセ
ンサ５の検出値を中央基準値として予め記憶しておく。
そして、機体走行に伴って走行地面の凹凸等に起因して
機体の走行方向が目標方位からずれると、ジャイロセン
サ５によりその方位ずれが角速度情報として検出され、
制御装置４は、積分演算手段６によってその検出値を積
分演算して角度情報に変換する。一方、方位センサＳに
より検出される方位ずれ角度と、積分演算手段６による
演算結果とを比較手段７によって比較演算し、これらの
値の変化の傾向がほぼ同じで、外乱による影響を除いた
状態で、これらの値の差が大きくなれば、その差が少な
くなるように係数演算手段８によって積分演算手段６に
おける積分演算係数を適宜求めながら、積分演算手段６
にフィードバックして、その求められた積分演算係数に
より積分演算を行うよう制御する。そして、このように
補正された積分値に基づいて、操向制御手段９が目標方
位に維持されるようにステアリングバルブ３を切り換え
制御し、ステアリングシリンダＣＹを操向制御するので
ある。The steering control operation will be described.
First, when the traveling machine body is set to a predetermined target orientation and the start switch SW1 is turned on and operated, the detection value of the gyro sensor 5 at that time is stored in advance as a central reference value.
Then, when the traveling direction of the aircraft deviates from the target orientation due to the unevenness of the traveling ground as the aircraft travels, the gyro sensor 5 detects the orientation deviation as angular velocity information,
The control device 4 integrates the detected value by the integration calculation means 6 to convert it into angle information. On the other hand, the azimuth deviation angle detected by the azimuth sensor S and the calculation result by the integral calculation means 6 are compared and calculated by the comparison means 7, and the change tendency of these values is almost the same, and the influence of disturbance is removed. Then, when the difference between these values becomes large, the integral calculating means 6 is appropriately calculated while the coefficient calculating means 8 appropriately calculates the integral calculating coefficient in the integral calculating means 6 so that the difference becomes small.
Is fed back to, and control is performed so that the integral calculation is performed by the obtained integral calculation coefficient. Then, on the basis of the integrated value corrected in this way, the steering control means 9 switches and controls the steering valve 3 so as to maintain the target orientation, and the steering cylinder CY is steered.
【００１０】〔別実施例〕図２に別実施例のステアリン
グ制御系のブロック図を示している。この実施例におけ
る走行機体は乗用型田植機であって、図３に示すよう
に、直線走行による苗植付け作業と枕地旋回とを交互に
繰り返す作業を行う。又、この走行機体Ｖにおいては、
ステアリングバルブ１０は操縦ハンドル１１の回動操作
によって手動操縦操作する状態と制御装置１２により自
動制御する状態とに切り換え自在に構成してあり、手動
操縦が主として行われ、苗植付装置Ｗに対する苗補給作
業を行う等、操縦者が操縦ハンドル１１から手を離す必
要がある場合に自動操縦により直進走行させることがで
きるよう構成してある。[Other Embodiments] FIG. 2 shows a block diagram of a steering control system according to another embodiment. The traveling machine body in this embodiment is a riding-type rice transplanter, and as shown in FIG. 3, a work for planting seedlings by straight line traveling and a work for headland rotation are alternately repeated. Moreover, in this traveling body V,
The steering valve 10 is configured to be freely switchable between a state in which it is manually operated by rotating the control handle 11 and a state in which it is automatically controlled by the control device 12. Manual operation is mainly performed, and the seedling for the seedling planting device W is seeded. When the operator needs to remove the hand from the steering wheel 11 such as a replenishment work, the vehicle can be driven straight by automatic piloting.
【００１１】操縦ハンドル１１の回動操作量をポテンシ
ョメータＳにより検出し、手動操縦時におけるこのポテ
ンショメータＳの検出値を、植付け作業開始時の値を中
心として、例えば右方向への回動量をプラス、左方向へ
の回動量をマイナスとして積分演算手段１３により積分
すると、その積分値結果は、走行機体における走行方位
の目標変位からの対地変位の角度情報として用いること
ができる。つまり、前記ポテンショメータＳが基準セン
サを構成する。そして、前記積分演算手段６によって求
められた角度情報を、積分演算手段１４によって上記方
向と同様にして基準値に対してプラス、マイナスしなが
ら積分した値と、前記ポテンショメータＳの積分値とを
比較手段１５によって比較して、係数演算手段８，１７
によって、これらの差が少なくなるように、積分演算手
段６，１４の積分演算係数を求める。そして、切換スイ
ッチＳＷ２が自動位置に切り換えられ、自動操縦に切り
換えられた後には、積分演算手段６における積分演算係
数を上述したように求められた値に補正して、操向制御
手段９によって直進走行状態に維持されるようにステア
リングバルブ１０を制御してステアリング制御を精度よ
く実行することができるのである。The turning operation amount of the control handle 11 is detected by the potentiometer S, and the detected value of the potentiometer S during manual operation is centered on the value at the start of planting work, for example, plus the turning amount to the right, If the integral calculation means 13 integrates with the amount of rotation in the left direction as a negative value, the integrated value result can be used as angle information of the ground displacement from the target displacement of the traveling direction of the traveling machine body. That is, the potentiometer S constitutes a reference sensor. Then, the angle information obtained by the integral calculating means 6 is integrated by the integral calculating means 14 while being added or subtracted from the reference value in the same manner as the above-mentioned direction, and the integrated value of the potentiometer S is compared. The coefficient calculating means 8 and 17 are compared by the means 15.
Thus, the integral calculation coefficients of the integral calculation means 6 and 14 are calculated so that the difference between them becomes small. Then, after the changeover switch SW2 is switched to the automatic position and switched to the automatic steering, the integral calculation coefficient in the integral calculation means 6 is corrected to the value obtained as described above, and the steering control means 9 goes straight ahead. By controlling the steering valve 10 so as to maintain the traveling state, the steering control can be accurately executed.
【００１２】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
容易にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。It should be noted that although reference numerals are given in the claims for facilitating the comparison with the drawings, the present invention is not limited to the configurations of the accompanying drawings by the entry.
【図１】制御ブロック図FIG. 1 is a control block diagram.
【図２】別実施例の制御ブロック図FIG. 2 is a control block diagram of another embodiment.
【図３】田植機の走行状態を示す平面図FIG. 3 is a plan view showing a running state of the rice transplanter.
５ ジャイロセンサ ６ 積分演算手段 ８ 係数演算手段 ＣＹ ステアリング操作機構 Ｓ 基準センサ 5 Gyro sensor 6 Integral calculation means 8 Coefficient calculation means CY Steering operation mechanism S Reference sensor
Claims (1)
角速度情報として検出するジャイロセンサ（５）を備え
るとともに、このジャイロセンサ（５）の検出値を積分
演算する積分演算手段（６）を備え、その演算情報に基
づいて、走行方位を目標方位に合致すべく走行機体のス
テアリング操作機構（ＣＹ）を自動制御するよう構成し
てあるステアリング制御装置であって、 前記走行機体における走行方位の対地変位を角度情報と
して検出する基準センサ（Ｓ）を設け、この基準センサ
（Ｓ）の検出情報と前記ジャイロセンサ（５）の検出情
報との比較演算に基づいて、これらの差が少なくなるよ
うに、前記積分演算手段（６）における積分演算係数を
求める係数演算手段（８）を備え、前記積分演算手段
（６）は、求められた積分演算係数に基づいて、積分演
算するよう構成してあるステアリング制御装置。1. A gyro sensor (5) for detecting a ground displacement of a traveling direction of a traveling machine body as angular velocity information, and an integration calculation means (6) for integrating a detection value of the gyro sensor (5), A steering control device configured to automatically control a steering operation mechanism (CY) of a traveling machine body to match a traveling direction to a target direction on the basis of the calculated information, the displacement of the traveling direction of the traveling machine body to ground. Is provided as angle information, and a difference between the reference sensor (S) and the detection information of the gyro sensor (5) is reduced based on a comparison calculation between the detection information of the reference sensor (S) and the detection information of the gyro sensor (5). A coefficient calculation means (8) for calculating an integration calculation coefficient in the integration calculation means (6) is provided, and the integration calculation means (6) is the calculated integration calculation coefficient. Based on the steering control device that is configured to integral operation.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5320782A JPH07172334A (en) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | Steering controller |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5320782A JPH07172334A (en) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | Steering controller |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07172334A true JPH07172334A (en) | 1995-07-11 |
Family
ID=18125187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5320782A Pending JPH07172334A (en) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | Steering controller |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07172334A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019097503A (en) * | 2017-12-05 | 2019-06-24 | 株式会社クボタ | Traveling working machine |
| JP2021054269A (en) * | 2019-09-30 | 2021-04-08 | 株式会社小松製作所 | Control system, work vehicle control method and work vehicle |
| WO2021065135A1 (en) * | 2019-09-30 | 2021-04-08 | 株式会社小松製作所 | Control system, work vehicle control method, and work vehicle |
-
1993
- 1993-12-21 JP JP5320782A patent/JPH07172334A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019097503A (en) * | 2017-12-05 | 2019-06-24 | 株式会社クボタ | Traveling working machine |
| JP2021054269A (en) * | 2019-09-30 | 2021-04-08 | 株式会社小松製作所 | Control system, work vehicle control method and work vehicle |
| WO2021065135A1 (en) * | 2019-09-30 | 2021-04-08 | 株式会社小松製作所 | Control system, work vehicle control method, and work vehicle |
| JP2021054270A (en) * | 2019-09-30 | 2021-04-08 | 株式会社小松製作所 | Control system, work vehicle control method and work vehicle |
| WO2021065136A1 (en) * | 2019-09-30 | 2021-04-08 | 株式会社小松製作所 | Control system, work vehicle control method, and work vehicle |
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