JPH09128044A - 走行作業機械の半自動制御方式 - Google Patents
走行作業機械の半自動制御方式Info
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- JPH09128044A JPH09128044A JP7285826A JP28582695A JPH09128044A JP H09128044 A JPH09128044 A JP H09128044A JP 7285826 A JP7285826 A JP 7285826A JP 28582695 A JP28582695 A JP 28582695A JP H09128044 A JPH09128044 A JP H09128044A
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- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 abstract description 4
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Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01B—SOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
- A01B69/00—Steering of agricultural machines or implements; Guiding agricultural machines or implements on a desired track
- A01B69/007—Steering or guiding of agricultural vehicles, e.g. steering of the tractor to keep the plough in the furrow
- A01B69/008—Steering or guiding of agricultural vehicles, e.g. steering of the tractor to keep the plough in the furrow automatic
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Guiding Agricultural Machines (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 自律航法装置を備えて自動運転が可能な走行
作業機械において、オペレータによる手動運転と自動運
転とを適宜に選択する制御方式を提供する。 【解決手段】 芝刈り機1はエンジン30で駆動される
操舵輪24と駆動輪22を有し、カッターユニット7
0,72で芝刈りを行なう。車体10には、車体のヨー
角を検知する光ファイバジャイロを含む各種のセンサと
制御装置が搭載され、予め与えられる地図情報に基づ
き、自律走行が可能である。また、車体10の運転席5
0にオペレータが搭乗し、ステアリング60による操舵
及びアクセルワークと、レバー80によるカッターユニ
ット70,72の操作ができる。直線走行作業等の経路
維持が容易な作業を自動運転により行ない、旋回動等を
手動に切り替えて行なうことによって作業能率を向上す
ることができる。
作業機械において、オペレータによる手動運転と自動運
転とを適宜に選択する制御方式を提供する。 【解決手段】 芝刈り機1はエンジン30で駆動される
操舵輪24と駆動輪22を有し、カッターユニット7
0,72で芝刈りを行なう。車体10には、車体のヨー
角を検知する光ファイバジャイロを含む各種のセンサと
制御装置が搭載され、予め与えられる地図情報に基づ
き、自律走行が可能である。また、車体10の運転席5
0にオペレータが搭乗し、ステアリング60による操舵
及びアクセルワークと、レバー80によるカッターユニ
ット70,72の操作ができる。直線走行作業等の経路
維持が容易な作業を自動運転により行ない、旋回動等を
手動に切り替えて行なうことによって作業能率を向上す
ることができる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は各種のセンサを有す
る自律航法装置を備えた走行作業機械、特に自動芝刈り
機の半自動制御方式に関する。
る自律航法装置を備えた走行作業機械、特に自動芝刈り
機の半自動制御方式に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、ゴルフ場等の芝生を刈る場合
に、操舵輪と駆動輪を有する車体に芝刈りユニットを装
備して、マニュアルにより運転する走行作業機械が用い
られている。この種の走行作業機械に車体のヨー角度を
検知する光ジャイロセンサを装備し、車速センサをはじ
めとして各種のセンサとコントローラを有する自律航法
装置を搭載することによって無人による自動走行が実現
できる。この種の無人走行作業機械は本出願人によって
既に提案されている。
に、操舵輪と駆動輪を有する車体に芝刈りユニットを装
備して、マニュアルにより運転する走行作業機械が用い
られている。この種の走行作業機械に車体のヨー角度を
検知する光ジャイロセンサを装備し、車速センサをはじ
めとして各種のセンサとコントローラを有する自律航法
装置を搭載することによって無人による自動走行が実現
できる。この種の無人走行作業機械は本出願人によって
既に提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この種の自律航法装置
は、走行するエリアの地図情報を必要とし、地図情報に
基づいて走行すべき経路を演算し、無人による自動運転
を実行する。しかしながら、完全な無人運転のためには
複雑な制御方式を必要とし、センサや制御装置を大型で
複雑なものが必要となる。例えば、ゴルフ場のような比
較的平坦でかつ単純で広範囲な作業エリアを対象とする
芝刈り作業にあっては、直進経路に沿う芝刈り作業が多
くの部分を占め、直進経路の終点での車体の旋回や、待
機位置から作業エリアへの往復運転時に複雑な運転が必
要となるだけである。そこで、本発明は、ステアリング
装置を手動と自動の双方で選択に操作可能な走行作業機
械における半自動制御方式を提供するものである。
は、走行するエリアの地図情報を必要とし、地図情報に
基づいて走行すべき経路を演算し、無人による自動運転
を実行する。しかしながら、完全な無人運転のためには
複雑な制御方式を必要とし、センサや制御装置を大型で
複雑なものが必要となる。例えば、ゴルフ場のような比
較的平坦でかつ単純で広範囲な作業エリアを対象とする
芝刈り作業にあっては、直進経路に沿う芝刈り作業が多
くの部分を占め、直進経路の終点での車体の旋回や、待
機位置から作業エリアへの往復運転時に複雑な運転が必
要となるだけである。そこで、本発明は、ステアリング
装置を手動と自動の双方で選択に操作可能な走行作業機
械における半自動制御方式を提供するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明が適用される走行
作業機械は、操舵輪と駆動輪を有する車体と、操舵輪を
操作するステアリングと、ステアリングを手動又は自動
により操作する手段と、車体に装備される作業ユニット
と、車体のヨー角度を検知するセンサと、車体の進行速
度を検知するセンサと、予め与えられる地図情報に基づ
いて車体の移動経路をプログラム制御する自律航法装置
と、手動運転と自動運転の選択スイッチと、ヨー角度の
センサのデータを補正するオフセットスイッチを有する
車載の操作パネルを備える。そして、車載の操作パネル
の選択スイッチによって手動運転と自動運転が任意に選
択される。
作業機械は、操舵輪と駆動輪を有する車体と、操舵輪を
操作するステアリングと、ステアリングを手動又は自動
により操作する手段と、車体に装備される作業ユニット
と、車体のヨー角度を検知するセンサと、車体の進行速
度を検知するセンサと、予め与えられる地図情報に基づ
いて車体の移動経路をプログラム制御する自律航法装置
と、手動運転と自動運転の選択スイッチと、ヨー角度の
センサのデータを補正するオフセットスイッチを有する
車載の操作パネルを備える。そして、車載の操作パネル
の選択スイッチによって手動運転と自動運転が任意に選
択される。
【0005】また、本発明が適用される走行作業機械
は、ラジコンによっても操作を行なうことができ、ラジ
コンの操作パネルの選択スイッチによって手動運転と自
動運転が任意に選択されるとともに、ラジコンによって
手動運転されるものである。操舵輪と駆動輪を有する車
体と、車体に装備される作業ユニットと、車体のヨー角
度を検知するセンサと、車体の進行速度を検知するセン
サと、予め与えられる地図情報に基づいて車体の移動経
路をプログラム制御する自律航法装置と、GPSアンテ
ナを有するGPS航法装置とを備えるものであれば、車
体が起伏地上の経路を通過する際には、地図情報から得
られる進行経路方向のヨー角、ピッチ角およびロール角
の車体の傾斜角度情報と車体の速度および距離データと
GPSデータに基づいて、動作制御を演算し、車体の動
作を制御するものである。
は、ラジコンによっても操作を行なうことができ、ラジ
コンの操作パネルの選択スイッチによって手動運転と自
動運転が任意に選択されるとともに、ラジコンによって
手動運転されるものである。操舵輪と駆動輪を有する車
体と、車体に装備される作業ユニットと、車体のヨー角
度を検知するセンサと、車体の進行速度を検知するセン
サと、予め与えられる地図情報に基づいて車体の移動経
路をプログラム制御する自律航法装置と、GPSアンテ
ナを有するGPS航法装置とを備えるものであれば、車
体が起伏地上の経路を通過する際には、地図情報から得
られる進行経路方向のヨー角、ピッチ角およびロール角
の車体の傾斜角度情報と車体の速度および距離データと
GPSデータに基づいて、動作制御を演算し、車体の動
作を制御するものである。
【0006】
【発明の実施の形態】図1は本発明の移動作業機械の平
面図、図2は側面図、図3はステアリングの操作機構を
示すブロック図、図4は操作パネルの概要を示す説明
図、図5はラジコン操作パネルの概要を示す説明図、図
6,図7はシステム構成を示す説明図である。移動作業
機械1は、例えば芝刈り機であって、車体を構成するメ
インフレーム10と、メインフレーム10を支持する2
個の前輪24と2個の後輪22を有する。フレーム10
の下部には、芝のカッティングユニット70,72が配
設され、フレーム10の上部にはエンジン30が配設さ
れる。エンジンは油圧ポンプ100を駆動し、油圧ポン
プ100が発生する圧油によって車輪の駆動及び操舵、
芝刈りユニットの昇降及びカッターの駆動等が実行され
る。
面図、図2は側面図、図3はステアリングの操作機構を
示すブロック図、図4は操作パネルの概要を示す説明
図、図5はラジコン操作パネルの概要を示す説明図、図
6,図7はシステム構成を示す説明図である。移動作業
機械1は、例えば芝刈り機であって、車体を構成するメ
インフレーム10と、メインフレーム10を支持する2
個の前輪24と2個の後輪22を有する。フレーム10
の下部には、芝のカッティングユニット70,72が配
設され、フレーム10の上部にはエンジン30が配設さ
れる。エンジンは油圧ポンプ100を駆動し、油圧ポン
プ100が発生する圧油によって車輪の駆動及び操舵、
芝刈りユニットの昇降及びカッターの駆動等が実行され
る。
【0007】フレーム10の両側には燃料タンク32、
油圧ポンプの作動油のタンク34等が配設される。フレ
ーム10上にはオペレータ用の座席50とステアリング
60が配設され、有人運転時には、オペレータが乗車
し、運転を行なう。座席50の周囲には、有人運転時の
操作レバー80やアクセルペダル、ブレーキペダル等が
配設される。
油圧ポンプの作動油のタンク34等が配設される。フレ
ーム10上にはオペレータ用の座席50とステアリング
60が配設され、有人運転時には、オペレータが乗車
し、運転を行なう。座席50の周囲には、有人運転時の
操作レバー80やアクセルペダル、ブレーキペダル等が
配設される。
【0008】芝刈りユニット70は、カッターブレード
を有し、図示しないアクチュエータにより回転駆動され
る。
を有し、図示しないアクチュエータにより回転駆動され
る。
【0009】フレーム10の前部には、前部バンパー8
2がとりつけてあって、バンパスイッチ320と障害物
センサ340が設けてある。フレーム10の後部には後
部バンパー84がとりつけてあって、バンパスイッチ3
20と障害物センサ340が設けてある。車輪22,2
4には車速センサ430がとりつけてあって、各車輪の
回転数に基づいて車速を検出する。
2がとりつけてあって、バンパスイッチ320と障害物
センサ340が設けてある。フレーム10の後部には後
部バンパー84がとりつけてあって、バンパスイッチ3
20と障害物センサ340が設けてある。車輪22,2
4には車速センサ430がとりつけてあって、各車輪の
回転数に基づいて車速を検出する。
【0010】エンジン30は油圧ポンプ100を駆動
し、油圧ポンプ100は、各車輪にとりつけた油圧モー
タを駆動する。また、芝刈りユニット70,72の上下
動も油圧シリンダにより操作され、芝刈りユニットにと
りつけたカッターも油圧モータで駆動される。ステアリ
ング60やアクセルの操作も、マニュアル運転と自動運
転が選択でき、自動運転時には、油圧アクチュエータに
よってステアリングとアクセルワークが操作される。
し、油圧ポンプ100は、各車輪にとりつけた油圧モー
タを駆動する。また、芝刈りユニット70,72の上下
動も油圧シリンダにより操作され、芝刈りユニットにと
りつけたカッターも油圧モータで駆動される。ステアリ
ング60やアクセルの操作も、マニュアル運転と自動運
転が選択でき、自動運転時には、油圧アクチュエータに
よってステアリングとアクセルワークが操作される。
【0011】この移動作業機械1は自律による自動運転
に必要とする各種のセンサを装備する。まず、姿勢計測
センサは、機械の現在のピッチ角及びロール角を検知す
る。光ファイバージャイロは、機械のヨー角度を検知
し、操舵角センサは、ステアリングの操舵角を検知し
て、操舵輪の角度を算出する。車速センサは各車輪の回
転数から車速を算出し、走行制御角度センサは、機械の
制御角度を検出する。
に必要とする各種のセンサを装備する。まず、姿勢計測
センサは、機械の現在のピッチ角及びロール角を検知す
る。光ファイバージャイロは、機械のヨー角度を検知
し、操舵角センサは、ステアリングの操舵角を検知し
て、操舵輪の角度を算出する。車速センサは各車輪の回
転数から車速を算出し、走行制御角度センサは、機械の
制御角度を検出する。
【0012】その他にも、自動運転中に機械の周囲の障
害物を認識するセンサ450や機械のバンパが障害物に
触れたときに機械を非常停止するためのバンパースイッ
チ320も設けてある。この移動作業機械は、以上の各
センサからの情報を処理するコントローラ200を搭載
し、自律航法によって無人による自動運転と芝刈り作業
等を実行することができる。
害物を認識するセンサ450や機械のバンパが障害物に
触れたときに機械を非常停止するためのバンパースイッ
チ320も設けてある。この移動作業機械は、以上の各
センサからの情報を処理するコントローラ200を搭載
し、自律航法によって無人による自動運転と芝刈り作業
等を実行することができる。
【0013】また、必要に応じて、GPSの受信装置を
装備して、GPSを利用した航法も実行する機能を有す
る。フレーム10上に起立するGPSアンテナ500は
宇宙空間のGPS衛星からの電波を受信し、フレーム上
に設置したGPSの移動局装置へ送る。移動局装置は受
信したGPS信号から移動局の現在位置を絶対値として
算出する。このアンテナポストを利用して、光学的なサ
インポスト505を設けることができる。この自律作業
機械が稼働するエリアの近傍にGPSの固定局を配置
し、この固定局からの信号電波を受信することで、現在
位置を補正し、精度を向上することができる。
装備して、GPSを利用した航法も実行する機能を有す
る。フレーム10上に起立するGPSアンテナ500は
宇宙空間のGPS衛星からの電波を受信し、フレーム上
に設置したGPSの移動局装置へ送る。移動局装置は受
信したGPS信号から移動局の現在位置を絶対値として
算出する。このアンテナポストを利用して、光学的なサ
インポスト505を設けることができる。この自律作業
機械が稼働するエリアの近傍にGPSの固定局を配置
し、この固定局からの信号電波を受信することで、現在
位置を補正し、精度を向上することができる。
【0014】図3は、ステアリング60の操作機構を示
すブロック図である。ステアリングホイール60は、ク
ラッチ61を介して操舵輪の操舵用シリンダに連結され
ている。マニュアルモードの操作にあっては、クラッチ
61を切断して、ステアリングホイール60の回転をそ
のまま操舵用シリンダに伝達する。ラジコン制御時に
は、クラッチ61を接続すると、リモートコントロール
されるDCモータ63が減速機62を介して操舵用のサ
ーボドライバ122を操作することができる。自動運転
モード時には、制御装置200からの指令により操舵さ
れる。操舵量は光ファイバジャイロ420で検知される
車体のヨー角を基に演算され、操舵輪22の角度はセン
サ126で検知される。操舵輪22の回転速度はセンサ
430で検知される。
すブロック図である。ステアリングホイール60は、ク
ラッチ61を介して操舵輪の操舵用シリンダに連結され
ている。マニュアルモードの操作にあっては、クラッチ
61を切断して、ステアリングホイール60の回転をそ
のまま操舵用シリンダに伝達する。ラジコン制御時に
は、クラッチ61を接続すると、リモートコントロール
されるDCモータ63が減速機62を介して操舵用のサ
ーボドライバ122を操作することができる。自動運転
モード時には、制御装置200からの指令により操舵さ
れる。操舵量は光ファイバジャイロ420で検知される
車体のヨー角を基に演算され、操舵輪22の角度はセン
サ126で検知される。操舵輪22の回転速度はセンサ
430で検知される。
【0015】図4は走行作業機械の運転席近傍に装備さ
れる操作パネルの概要を示す説明図である。オペレータ
が乗車して操作するパネル700は、手動運転モードの
ボタン740と、自動運転モードのボタン742を有す
る。手動運転モードを選択すると、ステアリングやアク
セルは手動により操作される。自動運転モードを選択す
ると、オペレータは乗車していても、ステアリング操作
は自動で行われ、アクセルはオペレータが操作する。パ
ネル700は芝刈りのカッタユニットを操作するスイッ
チ類が配置されており、スイッチ722はカッタユニッ
トの上下動を操作し、スイッチ724はカッタを刈込み
方向の回転と、カッタの回転停止と、カッタを刈込み方
向とは反対方向に回転させてカッタの研磨を行なう操作
を選択するスイッチである。
れる操作パネルの概要を示す説明図である。オペレータ
が乗車して操作するパネル700は、手動運転モードの
ボタン740と、自動運転モードのボタン742を有す
る。手動運転モードを選択すると、ステアリングやアク
セルは手動により操作される。自動運転モードを選択す
ると、オペレータは乗車していても、ステアリング操作
は自動で行われ、アクセルはオペレータが操作する。パ
ネル700は芝刈りのカッタユニットを操作するスイッ
チ類が配置されており、スイッチ722はカッタユニッ
トの上下動を操作し、スイッチ724はカッタを刈込み
方向の回転と、カッタの回転停止と、カッタを刈込み方
向とは反対方向に回転させてカッタの研磨を行なう操作
を選択するスイッチである。
【0016】パネル710内に配設される非常停止ボタ
ン712は、非常時にエンジンを停止させるボタンであ
って、ボタン714は非常停止状態から復帰させるボタ
ンである。パネル730内に配設されるボタンスイッチ
732,734は、自動運転中の経路が目的の方向とず
れている場合に、光ファイバジャイロのデータに対して
プラス又はマイナスのオフセット値を加算し、ずれを補
正するためのボタンである。
ン712は、非常時にエンジンを停止させるボタンであ
って、ボタン714は非常停止状態から復帰させるボタ
ンである。パネル730内に配設されるボタンスイッチ
732,734は、自動運転中の経路が目的の方向とず
れている場合に、光ファイバジャイロのデータに対して
プラス又はマイナスのオフセット値を加算し、ずれを補
正するためのボタンである。
【0017】オフセット量はボタンの押下回数により設
定でき、左右方向に0〜9までの10ランクのオフセッ
トが設定できる。例えば、1ランクはヨー角で0.5度
の補正量とし、ランクが大きくなる程に補正量は増加す
る。この補正を与えることで、光ファイバジャイロのデ
ータを用いて目標の直線経路に沿って自動走行すること
ができる。
定でき、左右方向に0〜9までの10ランクのオフセッ
トが設定できる。例えば、1ランクはヨー角で0.5度
の補正量とし、ランクが大きくなる程に補正量は増加す
る。この補正を与えることで、光ファイバジャイロのデ
ータを用いて目標の直線経路に沿って自動走行すること
ができる。
【0018】図5は、ラジコン操作用のパネル750の
概要を示す。ラジコン操作パネル750は、オン・オフ
スイッチ752を有し、ラジコン時にはスイッチ752
をオンとする。スティックスイッチ754はアクセルワ
ークを操作するもので、車体の前進、後進とその速度を
制御する。スティックスイッチ756はステアリングを
操作するもので、ステック756を左右に傾動すること
によって操舵角が制御される。カッタ操作パネル76
0、オフセット量設定パネル770の構成は、図4のパ
ネルと同様である。また、手動運転モード選択スイッチ
780、自動運転モード選択スイッチ782を備えるこ
とも先のパネルと同様である。
概要を示す。ラジコン操作パネル750は、オン・オフ
スイッチ752を有し、ラジコン時にはスイッチ752
をオンとする。スティックスイッチ754はアクセルワ
ークを操作するもので、車体の前進、後進とその速度を
制御する。スティックスイッチ756はステアリングを
操作するもので、ステック756を左右に傾動すること
によって操舵角が制御される。カッタ操作パネル76
0、オフセット量設定パネル770の構成は、図4のパ
ネルと同様である。また、手動運転モード選択スイッチ
780、自動運転モード選択スイッチ782を備えるこ
とも先のパネルと同様である。
【0019】図6は、本移動作業機械のシステム構成を
示すブロック図である。移動作業機械を駆動、操作する
機構としては、エンジン30により駆動される油圧ポン
プ100を備え、油圧ポンプから送られる圧油は操作用
シリンダ110を介して操舵輪24の操舵角を制御す
る。操舵制御装置120は、操舵制御アクチュエータに
より駆動される操舵制御機構124を有し、制御量は操
舵各センサ126で検知される。有人運転時にはステア
リング60で手動操作される。
示すブロック図である。移動作業機械を駆動、操作する
機構としては、エンジン30により駆動される油圧ポン
プ100を備え、油圧ポンプから送られる圧油は操作用
シリンダ110を介して操舵輪24の操舵角を制御す
る。操舵制御装置120は、操舵制御アクチュエータに
より駆動される操舵制御機構124を有し、制御量は操
舵各センサ126で検知される。有人運転時にはステア
リング60で手動操作される。
【0020】圧油は油圧モータ130へ送られ、全ての
車輪22,24を駆動する。走行制御装置140は、走
行制御アクチュエータ142により駆動される駆動制御
機構144を有し、制御量は走行制御角度センサ146
で検出される。具体的にはアクセル開度の角度が制御、
検出される。有人運転時にはアクセルペダル90により
手動操作される。
車輪22,24を駆動する。走行制御装置140は、走
行制御アクチュエータ142により駆動される駆動制御
機構144を有し、制御量は走行制御角度センサ146
で検出される。具体的にはアクセル開度の角度が制御、
検出される。有人運転時にはアクセルペダル90により
手動操作される。
【0021】圧油により駆動される油圧モータ150は
カッターユニット70,72のカッターを駆動する。カ
ッター駆動制御装置160は、カッター駆動アクチュエ
ータ162によって駆動される駆動制御機構164を有
し、制御量は動作確認センサ166で検知される。有人
運転時には操作レバー80により手動操作される。圧油
により駆動される油圧シリンダ170は、芝刈りユニッ
ト70を上下動させるカッター上下制御装置180は、
カッター駆動アクチュエータ182によって駆動される
駆動制御機構184を有し、制御量は動作確認センサ1
86で検出される。有人運転時には操作レバー80によ
り手動操作される。
カッターユニット70,72のカッターを駆動する。カ
ッター駆動制御装置160は、カッター駆動アクチュエ
ータ162によって駆動される駆動制御機構164を有
し、制御量は動作確認センサ166で検知される。有人
運転時には操作レバー80により手動操作される。圧油
により駆動される油圧シリンダ170は、芝刈りユニッ
ト70を上下動させるカッター上下制御装置180は、
カッター駆動アクチュエータ182によって駆動される
駆動制御機構184を有し、制御量は動作確認センサ1
86で検出される。有人運転時には操作レバー80によ
り手動操作される。
【0022】コントローラ200は、地図情報手段21
0、作業パス生成手段220、軌道目標値手段230、
位置推定手段240、誤差補正手段250、目標速度・
方向演算手段260を備える。目標速度・方向演算手段
260の出力は運転指令手段を介して各機器の制御装置
へ送られる。スイッチボックス330のメインスイッチ
によりエンジン制御装置310を介してエンジンが始動
される。車体フレーム20のバンパーに設けたバンパー
スイッチ320は、車体が障害物に接したことを検出し
てエンジンを止めて、非常停止を実行する。
0、作業パス生成手段220、軌道目標値手段230、
位置推定手段240、誤差補正手段250、目標速度・
方向演算手段260を備える。目標速度・方向演算手段
260の出力は運転指令手段を介して各機器の制御装置
へ送られる。スイッチボックス330のメインスイッチ
によりエンジン制御装置310を介してエンジンが始動
される。車体フレーム20のバンパーに設けたバンパー
スイッチ320は、車体が障害物に接したことを検出し
てエンジンを止めて、非常停止を実行する。
【0023】本移動作業機械は、無人移動、作業を実行
するために、種々のセンサを有する。障害物認識センサ
340は、超音波等を用いて周囲の障害物を検知する。
移動作業機械が装備する内界センサ400は、姿勢計測
センサ410、光ファイバジャイロ420、車速センサ
430を有し、機械の進行方向や移動量を検知する。操
舵角センサ126は操舵角度を検知し、走行制御センサ
146はアクセル角度を検知する。移動作業機械1は、
これらのセンサの情報と、コントローラが備える地図情
報によって無人運転による自律走行と自動作業が可能で
ある。
するために、種々のセンサを有する。障害物認識センサ
340は、超音波等を用いて周囲の障害物を検知する。
移動作業機械が装備する内界センサ400は、姿勢計測
センサ410、光ファイバジャイロ420、車速センサ
430を有し、機械の進行方向や移動量を検知する。操
舵角センサ126は操舵角度を検知し、走行制御センサ
146はアクセル角度を検知する。移動作業機械1は、
これらのセンサの情報と、コントローラが備える地図情
報によって無人運転による自律走行と自動作業が可能で
ある。
【0024】図7は、ラジコンによる制御装置のブロッ
ク図である。図6で説明した制御装置のステアリング操
作60R、アクセル操作90R、カッターユニットの上
下動操作及びカッターの駆動操作80Rがラジコンによ
り操作される以外は、手動操作の制御ブロック図と同様
である。
ク図である。図6で説明した制御装置のステアリング操
作60R、アクセル操作90R、カッターユニットの上
下動操作及びカッターの駆動操作80Rがラジコンによ
り操作される以外は、手動操作の制御ブロック図と同様
である。
【0025】図8は走行作業機械を用いて半自動制御装
置によって芝刈り作業を実行する場合の説明図である。
ゴルフコースは、ティーグランドT1、フェアウェイ
F1、パッティンググリーンG1等を有し、ハザード
H1,H2等が配設されているいま、このゴルフコースの
フェアウェイF1に隣接する作業エリアL1の芝生を刈る
作業を行なうものとする。
置によって芝刈り作業を実行する場合の説明図である。
ゴルフコースは、ティーグランドT1、フェアウェイ
F1、パッティンググリーンG1等を有し、ハザード
H1,H2等が配設されているいま、このゴルフコースの
フェアウェイF1に隣接する作業エリアL1の芝生を刈る
作業を行なうものとする。
【0026】作業機械1は始動位置C1から作業開始C2
までマニュアルモードで運転され、光ファイバジャイロ
のヨー角データを調整した後に、操作パネルの自動運転
ボタン742を押し、自動運転モードに切り替えて直線
経路P1上を自動走行する。この間に、オペレータは操
作パネル700のカッタ操作スイッチを操作して芝刈り
を行なう。直線経路P1の終点C3に達すると、オペレー
タは、手動運転ボタン740を押してマニュアルモード
に切り替え、ステアリングホイールを操作して車体を1
80度旋回させる。ポイントC4において、自動運転ボ
タン742を押して自動運転モードに切り替え、直線経
路P2を自動走行する。
までマニュアルモードで運転され、光ファイバジャイロ
のヨー角データを調整した後に、操作パネルの自動運転
ボタン742を押し、自動運転モードに切り替えて直線
経路P1上を自動走行する。この間に、オペレータは操
作パネル700のカッタ操作スイッチを操作して芝刈り
を行なう。直線経路P1の終点C3に達すると、オペレー
タは、手動運転ボタン740を押してマニュアルモード
に切り替え、ステアリングホイールを操作して車体を1
80度旋回させる。ポイントC4において、自動運転ボ
タン742を押して自動運転モードに切り替え、直線経
路P2を自動走行する。
【0027】以下、順次、例えば直線経路等の自動運転
が容易な経路は、自動運転にまかせ、旋回動等の操舵が
複雑な経路は、マニュアルモードによってオペレータが
手動運転することにより、オペレータの負担を軽減し、
芝刈り作業の能率を向上することができる。
が容易な経路は、自動運転にまかせ、旋回動等の操舵が
複雑な経路は、マニュアルモードによってオペレータが
手動運転することにより、オペレータの負担を軽減し、
芝刈り作業の能率を向上することができる。
【0028】図9はパッティンググリーンG1に近接す
る作用エリアL1を拡大して示す平面図、図10は地形
の断面図である。作業エリアL1が特に傾斜面の場合に
は、直進経路P1を進む走行作業機械1が傾斜によるド
リフトの影響を受けて、直進経路から外れようとする要
因が作用する。このような場合には、ヨー角センサのデ
ータに、操作パネルのオフセットボタン732,734
を用いて補正を加えて、直進経路を維持することができ
る。
る作用エリアL1を拡大して示す平面図、図10は地形
の断面図である。作業エリアL1が特に傾斜面の場合に
は、直進経路P1を進む走行作業機械1が傾斜によるド
リフトの影響を受けて、直進経路から外れようとする要
因が作用する。このような場合には、ヨー角センサのデ
ータに、操作パネルのオフセットボタン732,734
を用いて補正を加えて、直進経路を維持することができ
る。
【0029】図11は半自動運転のフロー図である。ス
テップST10でスタートした半自動運転は、ステップ
ST11で手動モードに切り替えられ、ステップST1
2で手動運転によって自動運転開始位置へ移動する。ス
テップST13でオペレータは自動モードボタンを押し
て自動モードに切り替えて、ステップST14で自動運
転を実行する。自動運転中に直進経路から外れるような
ときには、ステップST15で光ジャイロセンサのデー
タのオフセットの必要性をチェックし、必要に応じて、
オフセットボタンを押下してオフセット量を決定する
(ステップST16)。
テップST10でスタートした半自動運転は、ステップ
ST11で手動モードに切り替えられ、ステップST1
2で手動運転によって自動運転開始位置へ移動する。ス
テップST13でオペレータは自動モードボタンを押し
て自動モードに切り替えて、ステップST14で自動運
転を実行する。自動運転中に直進経路から外れるような
ときには、ステップST15で光ジャイロセンサのデー
タのオフセットの必要性をチェックし、必要に応じて、
オフセットボタンを押下してオフセット量を決定する
(ステップST16)。
【0030】ステップST17で自動運転の実行終了を
確認し、ステップST18で手動モードに切り替えて、
マニュアル運転を行なう。ステップST19で次の自動
運転の予定をチェックし、必要になるステップST20
で手動運転によって次の自動運転位置へ移動し、ステッ
プST13以下の処理をくり返す。ステップST21で
手動運転によって退避位置へ戻り、ステップST22で
半自動運転を終了する。
確認し、ステップST18で手動モードに切り替えて、
マニュアル運転を行なう。ステップST19で次の自動
運転の予定をチェックし、必要になるステップST20
で手動運転によって次の自動運転位置へ移動し、ステッ
プST13以下の処理をくり返す。ステップST21で
手動運転によって退避位置へ戻り、ステップST22で
半自動運転を終了する。
【0032】以上に説明した半自動運転の手動運転は、
オペレータが走行作業機械1上に搭乗して操作すること
も、あるいは、ラジコン操作装置を用いて遠隔操作によ
って手動運転を行なうことができる。
オペレータが走行作業機械1上に搭乗して操作すること
も、あるいは、ラジコン操作装置を用いて遠隔操作によ
って手動運転を行なうことができる。
【0033】
【発明の効果】本発明は以上のように、車体のヨー角度
のみを検知するセンサを備えて、予め与えられる地図情
報に基づいて無人移動しつつ作業を実行することが可能
な機械にあって、有人による手動運転モードと自動運転
モードとを任意に切り替えることができる構造を備え
る。そして、例えば直進しつつ芝刈り作業を行なうよう
な比較的単純な経路を走行する場合には自動運転モード
を選択してオペレータの負担を軽減する。操作パネルに
は、光ファイバジャイロ等のヨー角センサを補正するス
イッチが装備されていて、ヨー角センサの誤差に起因す
るデータを補正して直線走行を達成することができる。
のみを検知するセンサを備えて、予め与えられる地図情
報に基づいて無人移動しつつ作業を実行することが可能
な機械にあって、有人による手動運転モードと自動運転
モードとを任意に切り替えることができる構造を備え
る。そして、例えば直進しつつ芝刈り作業を行なうよう
な比較的単純な経路を走行する場合には自動運転モード
を選択してオペレータの負担を軽減する。操作パネルに
は、光ファイバジャイロ等のヨー角センサを補正するス
イッチが装備されていて、ヨー角センサの誤差に起因す
るデータを補正して直線走行を達成することができる。
【0034】車体を旋回走行させたり、又は複雑な経路
に沿って走行する場合等には、手動運転モードに切り替
えてオペレータが手動運転する。以上のような半自動制
御方式を採用することによって、比較的簡単な制御装置
によって作業能率の良い走行作業機械を得ることができ
る。また、ラジコン制御装置を備えることによって、遠
隔操作によって手動運転と自動運転を達成することがで
きる。
に沿って走行する場合等には、手動運転モードに切り替
えてオペレータが手動運転する。以上のような半自動制
御方式を採用することによって、比較的簡単な制御装置
によって作業能率の良い走行作業機械を得ることができ
る。また、ラジコン制御装置を備えることによって、遠
隔操作によって手動運転と自動運転を達成することがで
きる。
【図1】本発明の適用する芝刈り機の平面図。
【図2】本発明の適用する芝刈り機の側面図。
【図3】ステアリングの操作機構を示すブロック図。
【図4】操作パネルの概要を示す説明図。
【図5】ラジコン操作パネルの概要を示す説明図。
【図6】システム構成を示す説明図。
【図7】システム構成を示す説明図。
【図8】芝刈り作業を実行する場合の説明図。
【図9】パッティンググリーンに近接する作用エリアを
拡大して示す平面図。
拡大して示す平面図。
【図10】地形の断面図。
【図11】半自動運転のフロー図。
1 芝刈り機 10 車体 22 後輪 24 前輪 30 エンジン 70,72 芝刈りユニット 200 制御装置 400 内界センサ 700 車載操作パネル 750 ラジコン操作パネル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松田 有司 千葉県習志野市東習志野7丁目1番1号 株式会社日立製作所産業機器事業部内 (72)発明者 神谷 敬之 千葉県習志野市東習志野7丁目1番1号 株式会社日立製作所産業機器事業部内 (72)発明者 青野 俊宏 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 乙母 正美 千葉県習志野市東習志野7丁目1番1号 日立京葉エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 清野 憲二 千葉県習志野市東習志野7丁目1番1号 日立京葉エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 小林 和男 東京都千代田区神田駿河台四丁目6番地 株式会社日立製作所産業機器事業部内
Claims (2)
- 【請求項1】 操舵輪と駆動輪を有する車体と、操舵輪
を操作するステアリングと、ステアリングを手動又は自
動により操作する手段と、車体に装備される作業ユニッ
トと、車体のヨー角度を検知するセンサと、車体の進行
速度を検知するセンサと、予め与えられる地図情報に基
づいて車体の移動経路をプログラム制御する自律航法装
置と、手動運転と自動運転の選択スイッチと、ヨー角度
のセンサのデータを補正するオフセットスイッチを有す
る車載の操作パネルとを備えた走行作業機械の半自動制
御方式であって、 車載の操作パネルの選択スイッチによって手動運転と自
動運転が任意に選択される走行作業機械の半自動制御方
式。 - 【請求項2】 操舵輪と駆動輪を有する車体と、操舵輪
を操作するステアリングと、ステアリングを手動又は自
動により操作する手段と、車体に装備される作業ユニッ
トと、車体のヨー角度を検知するセンサと、車体の進行
速度を検知するセンサと、予め与えられる地図情報に基
づいて車体の移動経路をプログラム制御する自律航法装
置と、手動運転と自動運転の選択スイッチと、ヨー角度
のセンサのデータを補正するオフセットスイッチを有す
るラジコンの操作パネルとを備えた走行作業機械の半自
動制御方式であって、 ラジコンの操作パネルの選択スイッチによって手動運転
と自動運転が任意に選択されるとともに、ラジコンによ
って手動運転される走行作業機械の半自動制御方式。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7285826A JPH09128044A (ja) | 1995-11-02 | 1995-11-02 | 走行作業機械の半自動制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7285826A JPH09128044A (ja) | 1995-11-02 | 1995-11-02 | 走行作業機械の半自動制御方式 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09128044A true JPH09128044A (ja) | 1997-05-16 |
Family
ID=17696587
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7285826A Pending JPH09128044A (ja) | 1995-11-02 | 1995-11-02 | 走行作業機械の半自動制御方式 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09128044A (ja) |
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1462899A1 (en) * | 2003-03-27 | 2004-09-29 | Deere & Company | System and method for controlling a vehicle having multiple control modes |
JP2011019444A (ja) * | 2009-07-15 | 2011-02-03 | Matsuyama Plow Mfg Co Ltd | 農作業機 |
JP2014042465A (ja) * | 2012-08-24 | 2014-03-13 | Kubota Corp | 携帯端末及び携帯端末を備えた作業機操作システム |
WO2015118731A1 (ja) * | 2014-02-06 | 2015-08-13 | ヤンマー株式会社 | 併走作業システムの制御装置 |
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JP2016024541A (ja) * | 2014-07-17 | 2016-02-08 | 株式会社クボタ | 走行作業機及びそれに用いられる自動操舵システム |
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JP2017047762A (ja) * | 2015-09-01 | 2017-03-09 | 株式会社クボタ | 走行作業機 |
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US10126754B2 (en) | 2014-02-06 | 2018-11-13 | Yanmar Co., Ltd. | Method for setting travel path of work vehicle |
JP2019127118A (ja) * | 2018-01-23 | 2019-08-01 | 株式会社クボタ | 作業車両 |
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JP2021045084A (ja) * | 2019-09-18 | 2021-03-25 | 株式会社クボタ | 農業機械 |
JP2022009673A (ja) * | 2017-12-28 | 2022-01-14 | 株式会社クボタ | 圃場作業機 |
-
1995
- 1995-11-02 JP JP7285826A patent/JPH09128044A/ja active Pending
Cited By (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20180048451A (ko) * | 2015-09-01 | 2018-05-10 | 가부시끼 가이샤 구보다 | 주행 작업기 |
US10503169B2 (en) | 2015-09-01 | 2019-12-10 | Kubota Corporation | Travel working machine |
JP2018075027A (ja) * | 2017-12-28 | 2018-05-17 | 株式会社クボタ | 圃場作業機 |
JP2020000256A (ja) * | 2017-12-28 | 2020-01-09 | 株式会社クボタ | 圃場作業機 |
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CN112312760A (zh) * | 2018-06-25 | 2021-02-02 | 株式会社久保田 | 作业车辆 |
US20210105929A1 (en) * | 2018-06-25 | 2021-04-15 | Kubota Corporation | Working vehicle |
WO2020003561A1 (ja) * | 2018-06-25 | 2020-01-02 | 株式会社クボタ | 作業車両 |
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WO2020161856A1 (ja) | 2019-02-07 | 2020-08-13 | 本田技研工業株式会社 | 作業機、作業機の制御方法、及びプログラム |
US12038751B2 (en) | 2019-02-07 | 2024-07-16 | Honda Motor Co., Ltd. | Working machine, working machine control method, and storage medium |
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