JP2000004606A - 農作業用有人車両の走行制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 果樹園等での作業における作業者の負担を軽
減することができ、しかも、高度な運転技術を要せずに
操作できる農作業用有人車両の走行制御システムを提供
する。 【解決手段】 有人車両１０は、作業者が腰掛けるシー
ト１１と、このシート１１を支える台車部１２とを備え
る。車両１０には、後輪１２ｂを駆動する走行駆動装置
１３、前輪１２ａの向きを変える自動ステアリング装置
１４、走行ガイド２０を検知するガイドセンサ１５、ア
クセルレバー１７、制御装置１８が設けられている。制
御装置１８は、ガイドセンサ１５からの信号に基づき、
有人車両１０が走行ガイド２０に沿って走行するよう走
行ルートを決定し、自動ステアリング装置１４を制御す
る。作業者は有人車両１０のシート１１に腰掛けてアク
セルレバー１７を操作するのみで、有人車両１０を運転
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、果樹園やビニール
ハウス等の農地で利用される農作業用有人車両の走行を
制御するシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】作付け面積が比較的広い水田での稲栽培
では、田植えは田植機、刈り取りはコンバイン等による
機械化がすすみ、人手による部分が少なくなり、作業者
の負担は機械化前よりかなり軽減されている。これに対
して、果樹園やビニールハウス等での作業は、例えば収
穫期には果実を採取して箱詰めし、搬送車に積み込むと
いった作業の殆どが手作業によって行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような果樹園やビニールハウス等での手作業は、特
に、若手の作業者の不足により作業者が高齢化している
傾向がある。ところで、この種作業は、高齢の作業者に
とっては負担が大きく、苦痛を伴う。また、作業者の負
担を軽減するため、作業者を乗せて移動する自走式の有
人車両を導入したとしても、狭い敷地内を所定の走行ル
ートに沿って運転するためには高度な運転技術が要求さ
れ、誰もが利用することは困難である

【０００４】本発明は、上述した従来の問題点(課題)を
解決し、果樹園やビニールハウス等での作業における作
業者の負担を軽減することができ、しかも、高度な運転
技術を要することなく誰もが簡単に操作できる農作業用
有人車両の走行制御システムを提供することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる農作業用
有人車両の走行制御システムは、上記の課題を解決する
ため、作業者を乗せて農地を走行する有人車両に、車両
を自走させる走行駆動手段と、作業者が走行駆動手段に
対して車両の走行、停止を指示するための操作手段と、
車両の走行方向を自動的に操作する自動ステアリング手
段と、所定の情報に基づいて定められる走行ルートに沿
って車両が進むように自動ステアリング手段を制御する
制御手段と、不整地走行を容易にさせる独立懸架機能と
が設けられていることを特徴とする。

【０００６】上記の構成によれば、制御手段は、何らか
の情報に基づいて定められた走行ルートに沿って車両が
走行するよう自動ステアリング装置を制御する。作業者
は、操作手段により少なくとも走行、停止を指示すれ
ば、車両はレールに沿って動く鉄道車両のように、定め
られた走行ルートに沿って移動する。この場合、独立懸
架機能を備えているので、不整地の走行の場合も円滑に
走行できる。

【０００７】走行ルートを決定する手法としては、以下
の３つの構成のいずれかを採用することができる。第１
の構成では、車両が走行する地面に、予め定められた走
行ルートに沿って走行ガイドが設けられ、車両に、走行
ガイドを検知する検知手段が設けられる。制御手段は、
検知手段からの出力に基づき、車両が走行ガイドによっ
て定められる走行ルートに沿って進むように自動ステア
リング手段を制御する。

【０００８】第２の構成では、走行区域の地図情報を記
憶した記憶手段と、車両の走行履歴に基づいて現在位置
を検知する位置検知手段とが車両に設けられる。この場
合、制御手段は、記憶手段からの地図情報と位置検知手
段からの現在位置情報とに基づき、車両が地図情報によ
り定められる走行ルートに沿って進むように自動ステア
リング手段を制御する。

【０００９】第３の構成では、進行方向前方の画像情報
を取り込む撮影手段が車両に設けられる。制御手段は、
画像情報に基づいて走行ルートを決定し、車両が決定さ
れた走行ルートに沿って進むよう自動ステアリング手段
を制御する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる農作業用有
人車両の走行制御システムの実施の形態を３例説明す
る。

【００１１】第１の実施の形態：図１は第１の実施の形
態にかかる農作業用有人車両の走行制御システムの具体
的な構造を示す説明図、図２はその制御系の構成を示す
ブロック図である。第１の実施の形態の農作業用有人車
両の走行制御システムは、図１に示されるように、作業
者を乗せて農地を自走する電動の有人車両１０と、車両
１０が走行する地面に、予め定められた走行ルートに沿
って埋設された走行ガイド２０とから構成されている。
なお、有人車両１０の後ろには、収穫した果実等を積載
するための荷物台車３０が連結されている。

【００１２】有人車両１０は、作業者（図示せず）が腰
掛けるシート１１と、このシート１１を支える台車部１
２とを備えている。台車部１２は、車軸若しくは車輪懸
架装置により独立懸架された前輪１２ａ、後輪１２ｂを
有しており、凹凸路面でも車輪を路面に追従させてシー
ト１１部分の姿勢を保ちながら走行することができる。
台車部１２には、モータにより後輪１２ｂを駆動する走
行駆動装置１３と、前輪１２ａの向きを変えて車両の走
行方向を自動的に操作する自動ステアリング装置１４と
が設けられている。なお、この自動ステアリング装置１
４は４輪駆動であっても、前輪駆動後輪ステアリング方
式であってもよい。また、台車部１２の路面側には、走
行ガイド２０を検知するガイドセンサ１５と、路面の凹
凸による車高の変化を検知するための車高センサ１６と
が設けられている。

【００１３】一方、シート１１の肘掛けには、作業者が
車両の走行、停止及び走行速度を指示して走行駆動装置
１３を制御するための操作手段として、アクセルレバー
１７が設けられており、シート１１の後方には制御装置
１８とバッテリー１９とが搭載されている。アクセルレ
バー１７は、前後方向に操作可能なセルフバックのレバ
ーであり、手を離すと停止位置に戻り、前方に倒すと前
進位置、後方に倒すと後退位置となり、倒れ量がそれぞ
れ指示される走行速度に対応する。

【００１４】制御装置１８には、図２に示されるよう
に、ガイドセンサ１５、車高センサ１６、およびアクセ
ルレバー１７からの信号が入力され、制御装置１８は、
これらの入力情報に基づいて走行駆動装置１３、自動ス
テアリング装置１４を制御する。ガイドセンサ１５は、
走行ガイド２０を挟むように配置される一対の単位セン
サ１５ａ，１５ｂから構成される。各単位センサ１５
ａ，１５ｂは車両１０の進行方向に直交する直線上で左
右に離れて配置されている。

【００１５】走行ガイド２０としては、高周波電流を流
した信号線、或いは磁気テープ等の誘導線を用いること
ができる。また、ガイドセンサ１５としては、走行ガイ
ド２０として高周波電流を流した信号線を利用する場合
には高周波電流による電磁誘導を検知する一対のピック
アップコイル、そして走行ガイド２０として磁気テープ
を用いる場合には一対の磁気センサが用いられる。

【００１６】制御装置１８は、アクセルレバー１７が停
止位置にあるときには走行駆動装置１３のモータを停止
させると共に、図示せぬブレーキを作動させて有人車両
１０の走行を停止させる。アクセルレバー１７が前進位
置に操作された場合には、有人車両１０を前方に進ませ
るよう走行駆動装置１３のモータを回転させ、その倒れ
量に応じて回転速度をコントロールする。アクセルレバ
ー１７が後退位置に操作された場合には、有人車両を後
方に進ませるように走行駆動装置１３のモータを逆転さ
せ、前進時と同様にレバーの倒れ量に応じて回転速度を
コントロールする。

【００１７】また、制御装置１８は、ガイドセンサ１５
を構成する第１及び第２のセンサ１５ａ，１５ｂからの
信号に基づき、有人車両１０が走行ガイド２０に沿って
走行するよう走行ルートを決定し、自動ステアリング装
置１４を制御する。有人車両１０が走行ガイド２０に対
して左右対称に位置している場合には、各センサ１５
ａ，１５ｂから出力される信号レベルは互いに等しくな
る。これに対して、有人車両１０が走行ガイド２０に対
して例えば右側にずれると、左側のセンサ１５ａの出力
レベルが大きくなり、右側のセンサ１５ｂの出力レベル
が小さくなる。そこで、制御装置１８は左，右のセンサ
１５ａ，１５ｂの出力レベルの大小関係を検知し、信号
レベルの差が小さくなるよう車両の向きを変化させるこ
とにより、有人車両１０を走行ガイド２０に沿って進ま
せるようにしている。即ち、制御装置１８は、左側のセ
ンサ１５ａの出力が大きい場合には車両を左側に向け、
右側のセンサ１５ｂの出力が大きい場合には車両を右側
に向けるよう自動ステアリング装置１４を制御する。

【００１８】なお、本実施の形態のように前輪の向きを
変えることにより車両の進行方向を変える場合、有人車
両１０が前進している場合と後退している場合とで同一
の方向に前輪を向けた場合にも車両の進行方向は逆にな
る。そこで、制御装置１８は、車両が前進しているか後
退しているかにより、自動ステアリング装置１４に対し
て与える信号の極性を逆転させるようにしている。ま
た、路面に凹凸がある場合には走行ガイド２０とガイド
センサ１５との距離が変化して信号レベルも影響を受け
るため、制御装置１８は車高センサ１６からの信号に基
づいて車高の変化によるガイドセンサ１５の出力レベル
の変化を補正している。

【００１９】上記の構成によれば、制御装置１８が走行
ガイド２０に沿って走行ルートを決定して自動ステアリ
ング装置１４を制御するため、作業者は有人車両１０の
シート１１に腰掛けてアクセルレバー１７を操作して、
前進、後退、停止を指示するのみで、有人車両１０は荷
物台車３０を牽引して予め定められた走行ルートに沿っ
て走行する。作業者（図示せず）は、作業位置で車両を
停止させ、シート１１に腰掛けたまま、あいるはシート
１１から立ち上がって農作業を行い、その位置での作業
が終了すれば再び有人車両１０に乗って移動する。

【００２０】第２の実施の形態：図３は、第２の実施の
形態にかかる農作業用有人車両の走行制御システムを示
す制御系のブロック図である。有人車両の構成は上述し
た第１の実施の形態とほぼ同一であるため、図示は省略
する。なお、第２の実施の形態の走行制御システムは、
有人車両１０側に搭載された装置のみで構成され、第１
の実施の形態のような走行ガイド２０は利用しない。従
って、第２の実施の形態では、走行ガイド２０を検知す
るためのガイドセンサ１５、およびガイドセンサの出力
を補正するための車高センサ１６は設けられていない。

【００２１】第２の実施の形態では、有人車両１０に、
走行区域の地図情報を記憶した記憶装置４０が搭載され
ると共に、走行履歴に基づいて現在位置を検知するため
に、車体の重力軸方向回りの角度を検知する光ファイバ
ージャイロ(OFG)、振動ジャイロ等の角度計４１と、後
輪の回転量を検知する回転センサ４２とが設けられてい
る。また、有人車両１０には、第１の実施の形態と同様
に、後輪を駆動する走行駆動装置１３、前輪の向きを変
える自動ステアリング装置１４、操作手段としてのアク
セルレバー１７、そして制御装置１８が設けられてい
る。記憶装置４０に記憶された地図情報には、走行区域
の地形、障害物の位置に応じて予め設定された走行ルー
トに関する情報が含まれている。

【００２２】制御装置１８は、角度計４１と回転センサ
４２とから出力される信号に基づいて、車両がいずれの
方向にどのくらいの距離進んだかを逐次判断しており、
その履歴情報に基づいて現在位置を検知する位置検知手
段としての機能を有している。また、制御装置１８は、
アクセルレバー１７の操作に応じて走行駆動装置１３の
モータの回転を制御すると共に、記憶装置４０に記憶さ
れた地図情報と現在位置情報とに基づき、記憶された走
行ルートに沿って車両が進むよう自動ステアリング装置
１４を制御する。

【００２３】第２の実施の形態によれば、第１の実施の
形態と同様に作業者はアクセルレバー１７を操作するの
みで有人車両１０は予め定められた走行ルートにしたが
って走行する。また、第１の実施形態のような走行ガイ
ドを路面に埋設する必要がないため、地図情報を変更す
るのみで走行ルートを簡単に変更することができる。

【００２４】第３の実施の形態：図４は第３の実施の形
態にかかる農作業用有人車両の走行制御システムの具体
的な構造を示す説明図、図５はその制御系の構成を示す
ブロック図である。上述した第１、第２の実施の形態で
は、予め定められた走行ルートに沿って有人車両１０を
走行させているが、第３の実施の形態では、システムが
外界の状況を取り込んで走行ルートを自ら決定する点で
第１、第２の実施の形態とは異なる。また、第３の実施
の形態の走行制御システムも、有人車両１０側に搭載さ
れた装置のみで構成されている。

【００２５】第３の実施の形態の農作業用有人車両の走
行制御システムは、図４に示されるように、作業者（図
示せず）が腰かけるシート１１と台車部１２とを備える
有人車両１０と、車両１０に搭載された各種の装置とか
ら構成されている。即ち、台車部１２には、第１の実施
の形態と同様に、後輪１２ｂを駆動する走行駆動装置１
３、前輪１２ａの向きを変える自動ステアリング装置１
４が設けられ、シート１１の肘掛けにはアクセルレバー
１７と進行方向前方の画像情報を取り込むＣＣＤカメラ
等の画像入力装置４３とが設けられている。

【００２６】シート１１の後方には、制御装置１８、お
よびバッテリー１９が搭載されている。制御装置１８に
は、図５に示されるように、画像入力装置４３及びアク
セルレバー１７からの信号が入力され、制御装置１８
は、入力される情報に基づいて走行駆動装置１３、自動
ステアリング装置１４を制御する。即ち、制御装置１８
は、赤外線カメラ４３から入力される画像情報を処理し
て必要な地形の情報を抽出する画像処理機能を備える。
例えば、図６に示されるように畝５０が作られた畑に入
る場合、制御装置１８は、画像入力装置４３から入力さ
れた画像情報から、図６に示すように畝５０の形状を抽
出し、畝５０の間に走行ルート５１を決定し、決定され
た走行ルートに沿って進むよう自動ステアリング装置１
４を制御する。

【００２７】第３の実施の形態によれば、走行ルートは
画像入力装置４３により入力される画像情報に基づいて
決定されるため、第１の実施の形態のように走行ガイド
を埋設したり、第２の実施の形態のように地図情報を持
たせなくともよい。また、第１、第２の実施の形態と同
様に、作業者（図示せず）はアクセルレバー１７を操作
するのみで有人車両１０を運転することができる。な
お、第３の実施の形態による場合、アクセルレバーを左
右にも操作できるようにして手動ステアリング指令を出
せるようにし、障害物がない場合には手動ステアリング
指令にしたがって前輪の向きを変え、画像情報により障
害物が検知された場合には手動ステアリングの指令より
自動ステアリングを優先させて前輪の向きを変えるよう
にしてもよい。

【００２８】

【発明の効果】本発明の農作業用有人車両の走行制御シ
ステムは、上記のように構成されるから、次に述べるよ
うな優れた効果を有する。 （１）請求項１の構成によれば、制御手段は、何らかの
情報に基づいて定められた走行ルートに沿って車両が走
行するよう自動ステアリング装置を制御するため、作業
者は、走行、停止を指示するのみで、ステアリング操作
をせずに車両を運転することができる。また、独立懸架
機能を備えることにより、不整地でも円滑に走行でき
る。従って、高度な運転技術を要することなく誰もが簡
単に操作することができ、これを移動手段として用いる
ことにより、高齢の作業者の場合でも果樹園やビニール
ハウス等での作業の負担が軽減され、容易に作業するこ
とができる。

【００２９】（２）請求項２のように、車両が地面に埋
設された走行ガイドによって定められる走行ルートに沿
って進むように制御する方式を採用した場合には、車両
側の設備を比較的簡単で低コストなものとすることがで
き、しかも、走行ガイドを埋設さえすれば確実に走行ル
ートを定められるため、走行ルートの変更が頻繁ではな
く、比較的狭い区域を対象とする場合に特に有効であ
る。

【００３０】（３）請求項３のように、車両に設けられ
記憶手段からの地図情報と位置検知手段からの現在位置
情報とに基いて定められる走行ルートに沿って進むよう
に制御する方式を採用した場合には、車両側の設備のみ
でシステムを構築できるため、走行ルートの変更が頻繁
で、比較的広い区域を対象とする場合に特に有効であ
る。

【００３１】（４）請求項４のように、車両に設けられ
た撮影手段により入力された画像情報に基づいて走行ル
ートを決定し、決定された走行ルートに沿って進むよう
制御する方式を採用した場合には、車両側の設備のみで
システムを構築でき、しかも、走行ルートを予め定めな
くとも自動運転が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態にかかる農作業用有人
車両の走行制御システムの具体的な構造を示す正面図で
ある。

【図２】図１に示す制御システムの制御系の構成を示す
ブロック図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態にかかる農作業用有
人車両の走行制御システムの制御系の構成を示すブロッ
ク図である。

【図４】本発明の第３の実施形態にかかる農作業用有人
車両の走行制御システムの具体的な構造を示す正面図で
ある。

【図５】図４に示す制御システムの制御系の構成を示す
ブロック図である。

【図６】図４に示す制御システムの画像処理の結果の一
例を示す正面図である。

【符号の説明】

１０：有人車両 １１：シート １２：台車部 １２ａ：前輪 １２ｂ：後輪 １３：走行駆動装置 １４：自動ステアリング装置 １５：ガイドセンサ １５ａ，１５ｂ：センサ １６：車高センサ １７：アクセルレバー １８：制御装置 １９：バッテリー ２０：走行ガイド ３０：荷物台車

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2B043 AA04 BA02 BA08 BB07 DA07 DC03 EB04 EB05 EB08 EB09 EB15 EB18 EB22 EC12 EC13 ED01 ED21 5H301 AA03 AA09 BB01 BB05 DD01 EE05 EE06 GG07 GG09 GG12 GG17 GG29 HH01 HH20 LL06 LL11 QQ01

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 作業者を乗せて農地を走行する農作業用
   有人車両の走行制御システムにおいて、 前記有人車両は、該車両を自走させる走行駆動手段と、 作業者が前記走行駆動手段に対して車両の走行、停止を
   指示するための操作手段と、 前記車両の走行方向を自動的に操作する自動ステアリン
   グ手段と、 所定の情報に基づいて定められる走行ルートに沿って前
   記車両が進むように前記自動ステアリング手段を制御す
   る制御手段と、 不整地走行を容易にさせる独立懸架機能とを備えること
   を特徴とする農作業用有人車両の走行制御システム。
2. 【請求項２】 前記車両が走行する地面には、予め定め
   られた走行ルートに沿って走行ガイドが設けられ、 前記車両には、前記走行ガイドを検知する検知手段が設
   けられ、 前記制御手段は、前記検知手段からの出力に基づき、前
   記車両が前記走行ガイドによって定められる走行ルート
   に沿って進むように前記自動ステアリング手段を制御す
   ることを特徴とする請求項１に記載の農作業用有人車両
   の走行制御システム。
3. 【請求項３】 前記車両には、走行区域の地図情報を記
   憶した記憶手段と、前記車両の走行履歴に基づいて現在
   位置を検知する位置検知手段とが設けられ、前記制御手
   段は、前記記憶手段からの地図情報と前記位置検知手段
   からの現在位置情報とに基づき、前記車両が前記地図情
   報により定められる走行ルートに沿って進むように前記
   自動ステアリング手段を制御することを特徴とする請求
   項１に記載の農作業用有人車両の走行制御システム。
4. 【請求項４】 前記車両には、進行方向前方の画像情報
   を取り込む撮影手段を備え、 前記制御手段は、前記画像情報に基づいて走行ルートを
   決定し、前記車両が決定された走行ルートに沿って進む
   よう前記自動ステアリング手段を制御することを特徴と
   する請求項１に記載の農作業用有人車両の走行制御シス
   テム。