JPS611306A - 自動走行作業車 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 Ｃ産業上の利用分野〕 本発Ｆｇ′４Ｉ／′ｉ、処理済作業地と未処理作業地と
の境界を検出する倣いセンサーおよび走行方向を検出す
る方位センサーを備え、前記倣いセンサーによる境界検
出結果および方位センサーによる基準方位に対する走行
方向のずれ検出結果の両刃に基いて、車体が前記境界に
沿って走行すべく自動的にステアリング操作することに
よって、予め設定さｔた複数の走行行程に対する走行順
序シーケンスと、ひとつの行程を終了＃に成しである自
動走行作業車に関する。

〔従来技術〕

上記この種の自動走行作業車にあっては、基本的には、
倣いセンサーのみによる処理済作業地と未処理作業地と
の境界検出結果に基いて車体が境界に沿って走行するよ
うにステアリジグ制御するのであるが、作業地状態が悪
く、境界が不連続な部分があると境界を誤検出して走行
コース外に走行方向がずれたシ、また、前記境界の不連
続性が累積され作業跡が蛇行してしまう不都合があった
。　特に自動定行作業車を芝刈作業車等に構成した場合
は作業跡の直線性が悪くなって美観が良くないという不
都合があった。

そこで、前記倣いセンサーが境界を判別できないような
場合に、方位センサーによる走行方向の検出結果に基い
てステアリング制御するいわゆる方位制御を併用するこ
とによって、車体の直進件を維持する手段を採用するこ
とが考えられている（例えば本出願人が既に出願してい
る特願昭５８−１１８７４３号公報）。

［発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、上記倣いセンブーと方位センサーとを併
用してステアリング制御する手段にあっても、以下に示
すような不都合があり、改善の余地がおった。

即ち、上記方位センサーによるステアリング制御では、
予め設定しである基準方位に対するずれの許容差を狭く
設定すると制御がノ・ンチングを起こしたシ、実質的に
倣いセンブーが機能しなくなるため、前記許容差をある
程変広く設定してあった。

そのため、特に作業地の最外周部の行程を自動走行する
ときに、何らかの原因で走行方向が作業地の外側方向に
ずれると、方位制御のみによってステアリング制御する
こととなり、この状態で走行距離が長くなると前記広い
許容差が重置となって車体が暴走し、場合によっては作
業地外側の米処理部分を倣いセンサーが検出して、作業
予定地内に復帰しなくなるという危険があった。

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、その
目的は、特に作業領域の最外周行程を走行中に走行方向
が大（闇にずれることがない制御手段を備えた自動走行
作業車を提供することＶＣある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成すべく、本発明による自動走行作業車は
、前記倣いセンサーおよび方位センサーによる境界およ
び検出方位の検出結果に基いて自動的にステアリング操
作するに、少なくとも１ｆｆｉｌ記作業地の最外周部の
走行行程では、前記倣いセンサーが＠理済作業地を検出
している状態であっても、その区間が所定値以上ａ続し
た場合は前記方位センサーによるステアリング抄作を中
断し、前記倣いセンサーによるステアリング操作を継続
して行なうべく制御する手段を設けである点に特徴を有
する。

〔作用〕

−即ち、作業地の最外周部の行程では、作業予定領域の
外に走行力向がずれて倣いセンサーが処理済作業地を検
出し、方位センサーによる方位制御が開始されても、そ
の走行区間、すなわち、方位制御のみによるステアリン
グ制御を行なった距離が所定値以上継続した場合は、再
変倣いセンサーによるステアリング制御に復帰スること
によって、作業地の外力向へ車０体が暴走するのを防止
するのである。

〔発明の効果〕

上記特徴故に、下記の如きｑｋれた幼果が発揮されるに
至った。

即ち、作業地の最外周部の行程では、何らかの重置で走
行方向が作業地の外側方向にずれても、倣いセンサーの
作ｇ地状態検出結果に基いて更に作業地外側に走行方向
がずれると七が無い。　従って、作業地外ＶＣ暴走して
、作業予定地の更に外側の未処理地部分に走行方向かず
れてしまうというような危険を未然に防止できるに至っ
た。

「実施例〕 以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。

第４図に示すように、車体ｉｌ＋の前・後＠（２＋１（
３）の中間部に芝刈装置（４）を上下動自在に懸架する
とともに、作業地回の境界である未刈地＋Ｂｌと既刈地
ｔｃｌの境界（Ｌ）を遭」別するための後記構成になる
倣いセンサ−ｆ５）　、　＋５１を車体＋１１前方左右
夫々に設け、この倣いセンサー！５１　ｔ　＋５）によ
る前記境界（Ｌｌ検出結果に基いてステアリング制御さ
れて所定走行コースを自前走行Ｏｆ能な自動走行作業車
としＣの芝刈作業車を構成しである。

更ＶＣ、前記車体ｉｌ＋には、この車体ｉｌ＋の移動距
離（Ｉりを連続的に検出すべく、単位走行距離（１１）
当り所定個数のパルス信号を発生する距離センサー（６
）としての第５１１１（６Ａ）を設けるとともに、車体
（１）の向き（方位）を検出すべく、地磁気の強変変化
を検出することによって方位を検出する１也磁気センサ
ーを方位センサー（７）として設けである。

又、前記前輪＋２１　、　（２１および後輪１：ｌ）　
、　＋３）はそのいずれをもステアリング操作可能に構
成してあり、前・後＠　（２ｉ　＊　＋３１を同一方向
にステアリング操作することによって、車体（１）の向
きを変えること無く平行移動するとともに、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
よって非常に小さな旋回半径で旋回可能にしである。

前記倣いセンサー（６）は、２つの光センサ−（Ｓ、）
　、　（Ｓ、）によって構成してあり、この光センサ−
（Ｓρ、（Ｓ−は、第５図に示すように、前記芝刈装置
（４）に基端部を固定され六支持フレーム（８）の先端
部１て夫々コの字形状をした七ンー！７′−７レーム（
９）　、ｔ　（９＋を車体ｉｌ＋左右力向方向接して配
置するとともに、とのセンブー７レーム（９）の内側対
向面に夫々発光素子（Ｐｌ）と受光素子（Ｐ、）とを一
対として設け、この発光素子（Ｐｌ）と受光素子（Ｐ、
）との間を通過する芝の有・無を感知することによって
未刈地（Ｂ）、既刈地＋Ｃ１をヤ」別すべく構成しであ
る。　なお、倣いセン’ｊ　−＋５）としてｈ光センサ
ー（Ｓ、）　、　（Ｓ、）を用いるものに限らず、接触
式・非接触式をとわす、どのような形式のセンサーから
構成してもよい。

そして、前記光セン−ｙ−−（Ｓ、）、（ｓ、）の各受
光素子（Ｐ、）　、　（Ｐ、）から得られる未刈地ｉＢ
ｌと既刈地（Ｃ１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。　従って、連続
した判別信号に変換すべく、積分処理を行なった後に後
記制御装置ｔｉｏ＋に入力すべく構成しである。

前記受光素子（Ｐ、）の出力信号（Ｃ１）を積分処理す
るに、前記距離センサー（６）の出力パルス数をカクン
トして予め設定されたカクント値毎にキャリー信！（Ｃ
，）を出力するプロゲラマグｌレカクンタａｎト、この
カタンク（１１１のキ〒り一信号（、Ｃ，）によってリ
セットされる７リツプ７０ツブｔ１２）を設け、前記受
光素子（Ｐ、）の出力口Ｊｉ＋（Ｃ，）によって前記力
クンタＧ１Ｊをリセットするとともに７リツプ７０ツブ
（１２１をセットすべく構成してあり、このカクンタ（
１１）と７リツプ７０ツブ（１ｚによってデジタルフィ
ルタ（１３１ＶＣ構成して、未刈地（Ｂ）および既刈地
ｔｃ）夫々の状態に対応する連続した境界（Ｌｌの判別
信号（Ｃ０）を得るようにしである。

以下、このデジタルフィルタ（１３の動作を簡単に説明
する。

前記カクンタａｎｔ−ｉそのカクンク値Ｎに拘ワラず前
記受光素子（Ｐ、）の出力パルス信−１ｔ（ＣＤによっ
て繰返しリセットされるとともに、７リツグ７０ツプロ
はセットされる。　そして、芝が無くなってこのパルス
信号ＣＣ，）がＳＬ“レベルになり、かつ、所定距離（
１，）走行して、前記カクンタ（１１）がこの所定距１
）Ｉ（／、）に対応するカクント値まで前記距離センサ
ー（６）の出力口４＋（Ｃ，）をカクントした場合にの
み、前記カクンタσｎｉキャリー信号（Ｃ１）を出力し
て７リツブ７０ツブｑ′２がリセットされる。　従って
、このプリンデフ０ツブＩｎｒの出力には芝検出状態す
なわち未刈地ｆＢ）検出に対応する％Ｈ“レベルまたは
芝無状態すなわち既刈地ｔｃｌ検出に対応する％　Ｌ　
／／レベルを連続的に繰返す境界１”ｌＪ別倍信号Ｃ，
）が得られるのである。

以下、＋！′ｉＴＰ構成になる倣いセンサー（５）、　
＋５＋、距離センサー（６）、および方位センサー（７
）Ｋよる各検出パラメータに基いて、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、制御システムは主惨部ヲマイクロ
コンピュータによって構成された制御装置（ｌＯ）に、
前記各センサー１）　、　ｉｉｌ　ｅ　ｔ６ｉ　＊　（
”ｔ’ｒからの信号を入力してあシ、これら各センサー
ｉｌｌ　＊　（５）　＋　ｆ６１　ｅ　（７１の検出パ
ラメータを演算処理することによって、車体ｉｌ＋の走
行力向および走行速賓を自動的に制御すべく、前・後＠
１１２！　、＋３＋夫々のステアリング掃作用の油圧シ
リンダ＋１４１　、　（１５１を作動させる電磁バルブ
ａ印、　ｔｉ７１および油圧式無段変速装置Ｇ印の変速
位置を掃作するモータ（１９等の各アクチュエータを駆
動する制御信号を生成すべく構成しである。

尚、第１図中、（Ｒ，）、（Ｒ，）は前・後＠ｆ２１　
、　！８）の実際のステアリング角を検出して制御装（
ぽ（１０）にフィードバックするためのポテンショメー
タで、（Ｒ，）は同様にして変速装置！１８１の変速位
置を検出するポテンショメータである。

以下、自動的に走行する手段について説明する。

第３図に示すように、外周ティーチング等により予め周
囲を既刈地（Ｃ）とするとともにその大きさと行程の基
準方位（ψＤとを設定しである作業地回を基本的には前
記倣いセンチ−（ｏｌ　＊　ｆｉｌによる境界＋Ｌ）検
出結果に基いて自動走行するとともに各行程端部で次行
程方向に方向転換して順次各行程を走行するのであるが
、各行程間を走行中に前記方位センブー（７）による検
出方位層と＠記基準方位（丸）とを比較して、所定の許
容差（土Δψ、）内に走行方向が維持されるように方位
制御を併用して、検出方位ψ）が基準方位（モ）に対し
て許容差（±Δψ５）内に有る場合には倣いセンサー＋
５１　、　ｆ５）による境界Ｌ）検出結果に基いて通常
の倣いステアリング制襖を行ない、前記許容差（±Δψ
１）以上の場合は検出方位（財）による方位制御を行な
って、各行程での直進性を保つように制御する。

そして、前記倣いセンサー（５）、（５）による境界Ｌ
）検出結果に基いてステアリング操作する場合は、前記
前・後輪［２）、　＊　ｆ３１を夫々同一方向にステア
リングして車体ｆｌ＋の向きを変えることなく平行移動
することによって境界＋ＬＩ　ＶＣ対する車体（１）の
相対位置を修正するとともに、前記方位センサ−（７）
による方位■検出結果に基いてステアリング操作する場
合は、前記前・後輪！２１　＝　ｉ：ｌｌを夫々逆方向
にステアリングして車体（１）の向きを修正するように
、夫々制御パラメータに対応してステアリング形式を変
えである。

ところで、前記作業地ｔＡ：Ｊａその外周を予め既刈地
（Ｃ１にしであるが、更にその外側部分は未刈地ｆＢ）
のままであり、！ｊ７．に作業地回の最外周部の行程を
走行するときに何らかの原因で走行方向がずれると、誤
まって作業地回の更に外側ＶＣ残っている未刈地［Ｂｌ
内に進入してしまう危険があり、その場合には本来予定
している作業地回内の作業ができなくなってしまう場合
がある。

従って、前記作業地回の最外周部の１行程で汀、倣いセ
ンサー（５）が既刈地＋Ｃ１を検出して、方位センサ−
（７）による方位制御が開始されると、その走行用ａ　
Ｃ／Ｉ）をカクントし、予め設定しである所定値（／ｘ
）以上走行すると前述した倣いセンブーｆｉｌ　ＶＣよ
る通常のステアリング制御（倣い制御）ＶＣ強制的に復
帰させ、未刈地（Ｂ）すなわち作業他人）の内側方向に
走行方向を修正することによって、作業地回外への暴走
を防止するようＩｃ制御するのである。

尚、上記最外周部の１行程に、前記作業地回の走行行程
の設定形式、すなわち外周部に沿って作業地回の周囲か
ら内側方向に順次回向しながら走行するいわゆる回り走
行形式と、作業地回の一辺を作業幅で分割し、その分Ｊ
ｌｌされた各行程を順次往復走行する往復走行形式があ
るがいずれの走行形式であっても、上記暴走を防止する
ための制御は同じ手段によって行なうことができるもの
である。

又、上記暴走防止手段の制＃け、最終行程の近くの行程
ＶＣオいても有効に利用することができる。

即ち、最終行程近くでは、未匙理作業地（Ｂ）が少なく
なっているために、走行方向がずれやすぐ、方位制御を
行なう須変が高くなる。　従って、その方位制御による
走行区間が長くなって走行方向が許容差内でずれた状態
となり、本来の作業地回外に車体（１）が移動する可能
性が大きくなる。　よって、この場合も前記暴走防止手
段を用いて、倣いセンサー（５）が既刈地（Ｃｌを検出
己′ている状態の走行区間（ｌ、）が所定値（ｊｘ）以
上になった場合は、走行を停止させ、作業を終了させる
ことによって、車体ｉｌ＋の作業地（ＡＪ外への暴走を
未然に防止できるのである。

【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ヲ示し、第
１図は制徒１システムのブロック図、第２図は制御装置
の前作を示すフローチャート、第８図は自動走行の説明
図、第４図は芝刈作業車の全体平面図、そして、第５図
に倣いセンサーの勢部正面図である。 ＋Ｂｌ・・・・・・未匙理作業地、（Ｃ）・・・・・・
匙理済作業地、（Ｌ）・・・−・・境界、（１）・・・
・・・車体、（５）・・・・・・倣いセンブー、（７）
・・・・・・方位センサー、（財）・・・・・・検出方
位、（ｊｌ）・・・・・・匙理済作業地走行区間、＜’
ｔｘ）・・・・・・所定値。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 処理済作業地（Ｃ）と未処理作業地（Ｂ）との境界（Ｌ
   ）を検出する倣いセンサー（５）、（５）および走行方
   向を検出する方位センサー（７）を備え、前記倣いセン
   サー（５）、（５）による境界（Ｌ）検出結果および方
   位センサー（７）による基準方位（Ψ＿■）に対する走
   行方向のずれ検出結果の両方に基いて、車体（１）が前
   記境界（Ｌ）に沿って走行すべく自動的にステアリング
   操作することによって、予め設定された複数の走行行程
   に対する走行順序シーケンスと、ひとつの行程を終了後
   に次行程へ移動するための方向転換シーケンスとに基い
   て、所定範囲の作業地内を自動走行すべく構成してある
   自動走行作業車であって、前記倣いセンサー（５）、（
   ５）および方位センサー（７）による境界（Ｌ）および
   検出方位（Ψ）の検出結果に基いて自動的にステアリン
   グ操作するに、少なくとも前記作業地の最外周部の走行
   行程では、前記倣いセンサー（５）、（５）が処理剤作
   業地（Ｃ）を検出している状態であっても、その区間（
   ｌ＿１）が所定値（ｌ＿ｘ）以上継続した場合は前記方
   位センサー（７）によるステアリング操作を中断し、前
   記倣いセンサー（５）、（５）によるステアリング操作
   を継続して行なうべく制御する手段を設けてあることを
   特徴とする自動走行作業車。