JP2000276232A - 自律走行作業車の障害物回避制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自律走行作業車の前進逆進にかかわらず、障
害物を確実に回避しながら効率よく自律走行作業を行え
る障害物回避制御装置を提供する。 【解決手段】 本発明の自律走行作業車の障害物回避制
御装置は、自律走行作業車の周囲に存在する障害物を検
知する複数の障害物検知手段と、これらの障害物検知手
段から得られる信号に基づいて自律走行作業車が前記障
害物を回避するようにその走行を制御する走行制御手段
とを備える。そして、前記走行制御手段は、自律走行作
業車の前進方向と前記障害物検知手段が検知した第１の
障害物が存在する方向とが一致するか否かを判別する方
向判別部と、前記方向判別部が自律走行作業車の前進方
向と前記第１の障害物が存在する方向とが一致すると判
別すると前記第１の障害物を迂回する走行を開始させる
迂回走行開始部とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ゴルフ場、河川敷
堤防、公園、球技場等で芝刈り作業を行う自律走行作業
車に関し、より詳しくは自律走行作業車と障害物との衝
突を回避する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ゴルフ場、河川敷堤防，公園、球
技場等で芝刈り作業を行う自律走行作業車が用いられて
いるが、このような作業車においては、作業中に遭遇す
る種々の障害物との衝突を避けるための障害物回避制御
装置が必須である。

【０００３】この障害物回避制御装置としては、超音波
センサや光センサなどで走行方向前方に位置する障害物
を検知してその手前で停止するものや、予め記憶してお
いた障害物の位置情報に基づいて障害物を回避するもの
等がある。

【０００４】一方、特開平１−１９５５１３号公報に
は、フロアに敷設された磁気マーカに沿って磁気誘導制
御される搬送車の障害物回避技術が記載されている。こ
の障害物回避技術においては、進行方向前方および左右
方向の障害物を検知する光センサを搬送車に設けるとと
もに、搬送車が磁気マーカを検知しつつ直進していると
きに前方光センサによって障害物を検知すると、搬送車
を自動的に転舵させた後、側方光センサによって障害物
から一定距離を保つように直線走行させ、かつ障害物が
検知されなくなると反対方向に転舵させて元の走行軌道
に復帰させるようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ゴルフ
場等で芝刈り作業を行う自律走行作業車の場合、単に障
害物の手前で停止する方式では、障害物との衝突は回避
できるものの芝刈り作業が中断したままとなってしま
う。また、予め記憶しておいた障害物の位置情報に基づ
いて障害物を回避する方式では、記憶されていない障害
物に対応することができない。

【０００６】すなわち、自律走行作業車の障害物回避制
御装置においては、障害物回避動作による作業中断の影
響を考慮する必要があり、障害物が一時的なものである
場合の不必要な回避動作による作業効率の低下や、障害
物回避動作後に指定作業領域外で作業を行うような事態
が発生してはならない。

【０００７】さらに、ゴルフ場等で芝刈り作業を行う自
律走行作業車の場合は、その作業特性上、前進走行だけ
でなく後退走行しながら芝刈り作業を行う場合もあるの
で、前後どちらに走行している場合でも障害物回避機能
が必要となる。

【０００８】そこで本発明の目的は、上述した従来技術
が有する問題点を解消し、 １．障害物の位置を確実に認識でき、 ２．障害物との衝突を確実に回避でき、 ３．障害物を回避するために迂回走行した先にさらに障
害物が存在した場合にもそれを回避することができ、 ４．障害物を回避した後には元の走行経路の延長線上に
復帰走行して作業を継続することができ、 ５．障害物が一時的なものであれば不必要な回避動作を
行わず、 ６．障害物が除去された場合にも対応することができ、 ７．迂回走行中や復帰走行中に障害物を新たに検知した
場合にも対応することができ、 ８．かつ以上の全ての障害物回避機能を前進走行と逆進
走行とにかかわらず実行能な、自律走行作業車の障害物
回避制御装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の自律走行作業車の障害物回避制
御装置は、自律走行作業車が走行中に障害物と衝突する
ことを回避するための障害物回避制御装置であって、自
律走行作業車の周囲に障害物が存在するか否かを検知す
る複数の障害物検知手段と、これらの障害物検知手段か
ら得られる信号に基づいて自律走行作業車が前記障害物
を検知したときには障害物を回避するようにその走行を
制御する走行制御手段とを備える。そして、前記走行制
御手段は、自律走行作業車の前進方向と前記障害物検知
手段が第１の障害物を検知しその存在する方向とが一致
するか否かを判別する方向判別部と、前記方向判別部が
自律走行作業車の前進方向と前記第１の障害物が存在す
る方向とが一致すると判別すると前記第１の障害物を迂
回する走行を開始させる迂回走行開始部とを有する。

【００１０】また、請求項２に記載の自律走行作業車の
障害物回避制御装置は、請求項１に記載の前記走行制御
手段が、自律走行作業車に前記第１の障害物を迂回して
前進走行させるために自律走行作業車を逆進走行させる
際に、逆進走行の方向と前記障害物検知手段が第２の障
害物を検知しその存在する方向とが一致していると前記
方向判別部が判別すると自律走行作業車の逆進走行を停
止させるとともに、前記障害物検知手段によって前記第
２の障害物を検知できなくなると逆進走行を再開させ
る、逆進走行制御部をさらに有する。

【００１１】また、請求項３に記載の自律走行作業車の
障害物回避制御装置は、請求項１または２に記載の前記
走行制御手段が、自律走行作業車が前記第１の障害物を
迂回して走行する際に、迂回走行する方向と前記障害物
検知手段が第３の障害物を検知しその存在する方向とが
一致していると前記方向判別部が判別すると自律走行作
業車を前記第３の障害物の手前で停止させるとともに、
前記障害物検知手段によって前記第３の障害物を検知で
きなくなると迂回走行を再開させ、かつ前記障害物検知
手段によって前記第１の障害物および前記第３の障害物
の両方が検知できなくなると迂回走行を開始した地点ま
で自律走行作業車を逆進させた後に迂回走行開始前に走
行していた経路の延長線上を自律走行作業車に前進走行
させる、迂回走行制御部をさらに有する。

【００１２】また、請求項４に記載の自律走行作業車の
障害物回避制御装置は、請求項１乃至３のいずれかに記
載の前記走行制御手段が、自律走行作業車が前記第１の
障害物を迂回した後に迂回走行開始前に走行していた経
路の延長線上に自律走行作業車を復帰走行させる際に、
自律走行作業車の復帰走行方向と前記障害物検知手段が
第４の障害物を検知しその存在する方向とが一致すると
前記方向判別部が判別すると自律走行作業車を前記第３
の障害物の手前で停止させるとともに、前記障害物検知
手段によって前記第４の障害物を検知できなくなると復
帰走行を再開させる復帰走行制御部をさらに有する。

【００１３】すなわち、請求項１に記載の自律走行作業
車の障害物回避制御装置によれば、前進走行と逆進走行
のいずれにおいても障害物を回避可能とするために、自
律走行作業車の全周にわたって障害物検知手段を配置し
た場合でも、自律走行作業車の進行方向と検知した障害
物が存在する方向とが一致しない限り、走行制御手段が
障害物を回避する迂回走行を開始させることが無いの
で、自律走行作業を効率良く行うことができる。

【００１４】また、請求項２に記載の自律走行作業車の
障害物回避制御装置によれば、逆進走行の際に第２の障
害物に遭遇してもその手前で自律走行作業車を停止させ
ることができるから、安全に自律走行作業を行うことが
できる。そして、第２の障害物が除去されると直ちに逆
進走行を開始するので、自律走行作業を効率よく行うこ
とができる。

【００１５】また、請求項３に記載の自律走行作業車の
障害物回避制御装置によれば、迂回走行の際に第３の障
害物に遭遇してもその手前で自律走行作業車を停止させ
ることができるから、安全に自律走行作業を行うことが
できる。そして、第３の障害物が除去されると直ちに迂
回走行を開始するので、自律走行作業を効率よく行うこ
とができる。さらに、第１および第３の障害物が共に除
去された場合には、迂回走行を開始した地点まで戻り、
元の走行経路に沿って作業を開始するので、例えば芝刈
り作業等の自律走行作業を実施しない領域が発生するこ
とを確実に防止できる。

【００１６】また、請求項４に記載の自律走行作業車の
障害物回避制御装置によれば、復帰走行の際に第４の障
害物に遭遇してもその手前で自律走行作業車を停止させ
ることができるから、安全に自律走行作業を行うことが
できる。そして、第４の障害物が除去されると直ちに復
帰走行を開始するので、自律走行作業を効率よく行うこ
とができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る自律走行作業
車の障害物回避制御装置の一実施形態を、図１乃至図２
０を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明におい
ては自律走行作業車の前進逆進方向を前後方向と言う。

【００１８】図１に模式的に示した自律走行作業車１
は、ゴルフ場、河川敷堤防、公園、球技場等において無
人で自律走行して芝刈り作業を行うもので、その車体前
面には左右方向に並ぶ３個の光センサ２ａ，２ｂ，２ｃ
が、車体左側面には前後方向に並ぶ一対の光センサ２
ｄ，２ｅが、車体右側面には前後方向に並ぶ一対の光セ
ンサ２ｆ，２ｇが、車体後面には左右方向に並ぶ３個の
光センサ２ｈ，２ｉ，２ｊがそれぞれ取り付けられてい
る。

【００１９】これらの光センサ２ａ〜２ｊは、赤外光を
投光する投光部と障害物で反射した赤外光を受光する受
光部とを有している。しかしながら、これら１０個の光
センサ２ａ〜２ｊから投光される赤外光は無限遠まで到
達するわけではないため、図１中に破線で示したよう
に、各光センサ２ａ〜２ｊは特定の光センサ視野を持
つ。そして、この光センサ視野内に障害物が存在しない
場合には各光センサ２ａ〜２ｊから出力される信号は論
理レベル“０”のＯＦＦ信号であるが、光センサ視野内
に障害物が存在する場合には各光センサ２ａ〜２ｊから
出力される信号は論理レベル“１”のＯＮ信号である。
すなわち、本実施形態の各光センサ２ａ〜２ｊは、単に
光センサ視野内に障害物があるか否かをＯＮ，ＯＦＦの
デジタル信号で出力するものであり、障害物までの距離
を計測するものではない。

【００２０】一方、図２に示したように、自律走行作業
車１の走行制御を行うコントローラ（障害物回避制御装
置）３は、ＣＰＵ１０、ＲＯＭ１１、ＲＡＭ１２、Ｉ／
Ｏインタフェース１３がバスラインを介して互いに接続
されたマイクロコンピュータである。前記Ｉ／Ｏインタ
フェース１３の入力ポートには、各光センサ２ａ〜２ｊ
が出力する信号が並列に入力するとともに、自律走行作
業車１の各部の作動状態を検知するセンサ類１４からの
信号も入力する。また、Ｉ／Ｏインタフェース１３の出
力ポートに接続された駆動回路１５からは、自律走行作
業車１の走行装置を作動させるアクチュエータ類１６に
対して制御信号が出力される。そして前記ＣＰＵ１０
は、前記ＲＯＭ１１に記憶された制御プログラムに従
い、各光センサ２ａ〜２ｊから入力した信号に基づいて
障害物回避制御を行いつつ、センサ類１４から入力した
信号を処理しつつアクチュエータ類１６を作動させて自
律走行作業車１の走行制御を行う。

【００２１】次に、前記コントローラ３が実行する障害
物回避制御について、図３乃至図１０に示したフローチ
ャート、および図１１乃至図２２に示した模式図を参照
して説明する。なお、図３乃至図５に示したフローチャ
ートは一つのフローチャートを図示の都合上分割して示
したものであり、かつこれらのフローチャートの途中に
示した各ルーチンが図６乃至図１０にそれぞれ示されて
いる。

【００２２】まず最初に図３を参照すると、コントロー
ラ３はフローチャートのステップＳ１において、各光セ
ンサ２ａ〜２ｇのいずれかから論理レベル“１”のＯＮ
信号が入力しているか否かを判別する。ステップＳ１に
おける判別結果がＮＯの場合には、各光センサ２ａ〜２
ｇによって障害物が検知されるまでステップＳ１を繰り
返しつつ、自律走行作業車１は走行および芝刈り作業を
続行する。そしてステップＳ１における判別結果がＹＥ
Ｓとなると、ステップＳ２に進んで自律走行作業車１が
前進しているのか後進しているのかを確認する。さら
に、ステップＳ３において障害物検知方向すなわち障害
物が存在する方向を確認した後、ステップＳ４に進んで
障害物検知方向と進行方向とが一致するか否かを判別す
る。

【００２３】このとき、図１１（ａ）に示したように障
害物検知方向と進行方向（実線矢印の方向）とが不一致
の場合、すなわち自律走行作業車１が前進しながら芝刈
り作業を行っている際に、車体後面の光センサ２ｈ〜２
ｊがその光センサ視野内に歩行者等の障害物ＳＢが存在
することを検知した場合には、自律走行作業車１の走行
および作業には何等の支障も生じないので、図１１
（ｂ）に示したように自律走行作業車１は走行および作
業を続行する。すなわち、本実施形態の障害物回避制御
装置によれば、前進走行と逆進走行のいずれにおいても
障害物を回避可能とするために、自律走行作業車１の全
周にわたって障害物検知手段２ａ〜２ｊを配置した場合
でも、自律走行作業車１の進行方向と検知した障害物が
存在する方向とが一致しない限り、走行制御手段が障害
物を回避する迂回走行を開始させることが無いので、自
律走行作業を効率良く行うことができる。なお、これは
自律走行作業車１が後進しながら芝刈り作業を行ってい
る際に、車体前面の光センサ２ａ〜２ｃで障害物を検知
した場合も同様である。

【００２４】これに対して図１２（ａ）に示したよう
に、自律走行作業車１の進行方向前方に障害物ＳＦが存
在して障害物検知方向と進行方向とが一致した場合に
は、ステップＳ５に進み、自律走行作業車１は走行を停
止しかつ芝刈り作業を中断する。これにより、自律走行
作業車１は、芝刈り作業を安全に行うことができる。

【００２５】次いで、ステップＳ６に進み、車体前面の
光センサ２ａ〜２ｃによる前方障害物ＳＦの検知が持続
しているか否かを判別する。ステップＳ６における判別
結果がＮＯの場合は、検知した前方障害物ＳＦが歩行者
等の移動物体であって図１２（ｂ）に点線矢印で示した
ように光センサ視野内から出た場合であるから、ステッ
プＳ２１に進み図１２（ｃ）に示したように自律走行作
業車１の走行と芝刈り作業とを再開する。

【００２６】これに対して、ステップＳ６における判別
結果がＹＥＳであり、かつステップＳ７において所定の
待ち時間が経過したことが確認されると、進行方向前方
の障害物ＳＦを回避する必要が生じたと判断してステッ
プＳ８に進み、図１３（ａ）に示したように自律走行作
業車１の逆進を開始させる。すなわち、ステップＳ７に
おける所定の待ち時間内に障害物ＳＦが除去され若しく
は自ら移動してしまえば、不必要な回避動作を行う必要
が無いので、作業効率の低下を防止することができる。

【００２７】ステップＳ８において自律走行作業車１を
逆進させる際には、図６に示した「逆進時障害物回避制
御ルーチン」１００を実行し、逆進時における他の障害
物との衝突を回避する。この「逆進時障害物回避制御ル
ーチン」１００では、まず最初にステップＳ１０１にお
いて、前進方向の障害物ＳＦが未だ検知されている否か
を判別する。その判別結果がＮＯの場合は、回避しよう
としていた障害物ＳＦが除去された場合であるから、こ
の「逆進時障害物回避制御ルーチン」１００を実行しな
い。これに対して、ステップＳ１０１の判別結果がＹＥ
Ｓの場合は、Ｓ１０２において逆進方向に障害物を検知
するか否かを判別する。ステップＳ１０２における判別
結果がＹＥＳの場合は、図１３（ｂ）に示したように障
害物ＳＢが逆進方向に存在する場合であるから、図１３
（ｃ）に示したようにステップＳ１０３において自律走
行作業車１を停止させる。

【００２８】次いでステップＳ１０４において、車体後
面の光センサ２ｈ〜２ｊを用いて逆進方向の障害物ＳＢ
が除去された否かを判別する。図１４（ａ）に示したよ
うに逆進方向の障害物ＳＢが検知される場合は、ステッ
プＳ１０４を繰り返して実行し、自律走行作業車１はそ
の場に停止したままとなる。これに対して、図１４
（ｂ）に示したように逆進方向の障害物ＳＢが移動する
などして検知されなくなった場合には、ステップＳ１０
５に進み、各光センサ２ａ〜２ｊを用いていずれの方向
に障害物が検知されるかを再確認する。そして、ステッ
プＳ１０６において前進方向に障害物ＳＦが存在すると
判別された場合は、ステップＳ１０７において前進方向
に障害物ＳＦが残存すると決定し、ステップＳ１０８に
進んで図１４（ｂ）中に実線矢印で示したように逆進を
再開する。一方、ステップＳ１０６において前進方向に
障害物ＳＦが存在しないと判別された場合は、ステップ
Ｓ１０９に進んで前進方向の障害物ＳＦも除去されたと
決定し、ステップＳ２１にジャンプして、図１４（ｃ）
に示したように前進走行および芝刈り作業を再開する。

【００２９】すなわち、本実施形態の障害物回避制御装
置によれば、逆進走行の際に第２の障害物ＳＢに遭遇し
てもその手前で自律走行作業車１を停止させることがで
きるから、安全に自律走行作業を行うことができる。そ
して、第２の障害物ＳＢが除去されると直ちに逆進走行
を開始するので、自律走行作業を効率よく行うことがで
きる。

【００３０】ステップＳ８において逆進を再開した後、
自律走行作業車１が所定距離だけ逆進したことが確認さ
れると、ステップＳ９において自律走行作業車１の逆進
を停止させる。なお、前記所定距離の逆進の確認は、逆
進を開始してからの車輪の総回転数をカウントすること
によって行うことができる。

【００３１】次いでステップＳ１０に進み、各光センサ
２ａ〜２ｊを用いて前進方向の障害物がいずれの方向に
検知されるかを再確認する。その後、ステップＳ１１に
おいて前進方向の障害物ＳＦの非所在方向、すなわち前
方障害物ＳＦが存在しない方向を確認する。すなわち、
車体前面の光センサ２ａ〜２ｃのうち、例えば右端の光
センサ２ｃが前方障害物ＳＦを検知している場合には、
前方障害物ＳＦの非所在方向として進行方向左側を選択
する。

【００３２】次いで、コントローラ３は、ステップＳ１
２以降において自律走行作業車１が前進方向の障害物Ｓ
Ｆを回避するようにその走行を制御する。前進方向の障
害物ＳＦの回避は、図１５（ａ）に示したように迂回前
に芝刈り作業を行っていた作業経路Ｋから左右いずれか
の方向に迂回するシフト動作と、図１５（ｂ）に示した
ように前進方向の障害物ＳＦの側方を通過する側方通過
動作と、図１５（ｃ）に示したように前記作業経路Ｋの
延長線Ｋ’上に復帰する復帰動作とから構成される。

【００３３】前記シフト動作を開始する際には、車体前
面の光センサ２ａ〜２ｃのうち、いずれが前方障害物Ｓ
Ｆを検知しているかに応じて自律走行作業車１のシフト
量、すなわち作業経路Ｋからのずれ量を決定する。例え
ば、前面中央の光センサ２ｂと前面右端の光センサ２ｃ
とが前方障害物ＳＦを検知する場合は、コントローラ３
は前方障害物ＳＦが大きいと判断し、ＲＯＭ１１に記憶
されたシフト量マップから対応するシフト量を選択す
る。次いで、コントローラ３はアクチュエータ類１６を
制御し、自律走行作業車１の前進速度を低下させつつ操
舵系を制御してシフト動作を開始する。

【００３４】シフト動作を実行中、コントローラ３は図
７に示した「シフト時障害物回避制御ルーチン」を実行
し、現在回避しようとしている前方障害物ＳＦとは別の
障害物が存在するときにはこれとの衝突を回避する。こ
の「シフト時障害物回避制御ルーチン」２００において
は、まず最初にそのステップＳ２０１において、車体前
面の光センサ２ａ〜２ｃのいずれかがシフト方向の障害
物を検知しているか否かを判別する。そして、現在回避
しつつある障害物ＳＦ１に加えて、図１６（ａ）に示し
たようなシフト方向の新たな障害物ＳＦ２を検知しない
場合には、ステップＳ２０２に進んでシフト動作を続行
する。これに対して、シフト方向の新たな障害物ＳＦ２
を検知した場合には、ステップＳ２０３において障害物
検知方向とシフト方向が一致するか否かを判別する。こ
のとき、新たな障害物ＳＦ２を検知した光センサが自律
走行作業車１の車体側面に設けた光センサ２ｄ〜２ｇで
ある場合には、障害物検知方向とシフト方向とが一致し
ないので、ステップＳ２０２にジャンプしてシフト動作
を続行する。障害物検知方向とシフト方向が一致した場
合には、ステップＳ２０４に進んでシフト動作を中断
し、図１６（ｂ）に示したように自律走行作業車１を停
止させる。

【００３５】ステップＳ２０５においては、車体前面の
光センサ２ａ〜２ｃを用いて新たな前方障害物ＳＦ２を
検知し続けることにより、前方障害物ＳＦ２が除去され
たか否かを判別する。判別結果がＮＯの場合にはステッ
プＳ２０５を繰り返し、自律走行作業車１は図１６
（ｂ）に示したようにその場に停止したままとなる。こ
れに対して、車体前面の光センサ２ａ〜２ｃによって前
方障害物ＳＦ２が検知されなくなると、前方障害物ＳＦ
２は除去されたと判別してステップＳ２０６に進む。

【００３６】ステップＳ２０６においては、車体側面の
光センサ２ｄ〜２ｇが回避しつつある障害物ＳＦ１を検
知しているか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳの
場合には、ステップＳ２０７に進んで回避中の障害物Ｓ
Ｆ１は残存すると決定し、ステップＳ２０８に進んで、
図１６（ｃ）（ｄ）に示したようにシフト動作を再開す
る。これに対して、ステップＳ２０６の判別結果がＮＯ
の場合には、図１７（ａ）に示したように、障害物ＳＦ
１，ＳＦ２の両方が除去されたと決定し、図１７（ｂ）
に示したようにシフト動作を開始した地点まで逆進して
戻る。このとき、コントローラ３のＲＡＭ１２には、シ
フト動作を開始した地点からシフト動作中に停止した地
点まで自律走行作業車１が辿った経路の距離および進行
方向のデータが記憶されているので、シフト動作開始地
点まで確実に戻ることができる。そして、シフト動作開
始地点まで戻るとステップＳ２１にジャンプし、図１７
（ｃ）に示したようにシフト動作開始前の作業経路Ｋに
沿った芝刈り作業を再開する。

【００３７】「シフト時障害物回避制御ルーチン」のス
テップＳ２０２に進んでシフト動作を続行した後にはス
テップＳ１４に進み、選択したシフト量に応じた所定位
置にまで達したか否かを判別する。ステップＳ１４の判
別結果がＹＥＳの場合にはステップＳ１５に進み、現在
の進行方向がシフト動作開始前の作業経路Ｋの方向と平
行になったときにシフト動作が完了したことを確認す
る。

【００３８】すなわち、本実施形態の障害物回避制御装
置によれば、迂回走行の際に第３の障害物ＳＦ２に遭遇
してもその手前で自律走行作業車１を停止させることが
できるから、安全に自律走行作業を行うことができる。
そして、第３の障害物ＳＦ２が除去されると直ちに迂回
走行を開始するので、自律走行作業を効率よく行うこと
ができる。さらに、第１の障害物ＳＦ１および第３の障
害物ＳＦ２が共に除去された場合には、迂回走行を開始
した地点まで戻り、元の走行経路Ｋに沿って作業を開始
するので、芝刈り作業を実施しない領域が発生すること
を確実に防止できる。

【００３９】コントローラ３はその後ステップＳ１６に
進み、図１８に示したように車体側面の光センサ２ｄ〜
２ｇを用いた障害物ＳＦの検知に移行した後、以下の
「障害物側方通過制御ルーチン」を実行する。

【００４０】この「障害物側方通過制御ルーチン」３０
０は、図１８に示したように、自律走行作業車１が回避
する障害物ＳＦ１の側方を確実に通過できることを保証
するためのものである。図８に示したこの「障害物側方
通過制御ルーチン」３００においては、まず最初に「再
シフト制御ルーチン」４００を実行する。この「再シフ
ト制御ルーチン」４００は、自律走行作業車１が障害物
ＳＦ１の側方を通過しつつあるときに、図１９（ａ）に
示したように新たな障害物ＳＦ２に遭遇した場合の回避
制御を行うためのものであるが、その詳細は後述する。

【００４１】次いでコントローラ３は、ステップＳ３０
１において側面前側光センサ、すなわち車体側面に設け
た前後一対の光センサのうち進行方向前側の光センサ
（障害物に対して進行方向右側にシフトしたときは左側
面前側の光センサ２ｄ、進行方向左側にシフトしたとき
には右側面前側の光センサ２ｆ）からの信号がＯＮか否
かを調べる。その結果、図１８（ｂ）に示したように障
害物ＳＦ１が側面前側光センサの視野に入っており、そ
の出力がＯＮになっているときには、ステップＳ３０１
から「再シフト制御ルーチン」４００を再度実行しなが
らステップＳ３０２へ進み、側面前側光センサの出力が
ＯＦＦになったか否かを判別する。

【００４２】すなわち、回避しつつある障害物の大きさ
によっては、側面前側光センサの視野と側面後側光セン
サの視野との間の死角に障害物が入る可能性があるた
め、側面前側光センサがＯＦＦになってから側面後側光
センサによる処理へ移行する。そして、ステップＳ３０
２の判別結果がＹＥＳとなったときは、ステップＳ３０
７に進んで側面後側光センサ、すなわち車体側面に設け
た前後一対の光センサのうち進行方向後側の光センサ
（障害物に対して進行方向右側にシフトしたときは左側
面後側の光センサ２ｅ、進行方向左側にシフトしたとき
には右側面後側の光センサ２ｇ）を用いた制御に移行す
る。

【００４３】一方、障害物が側面前側光センサの視野に
入っておらず、ステップＳ３０１で側面前側光センサの
出力がＯＦＦと判別されたときには、ステップＳ３０１
からステップＳ３０３へ進み、「障害物側方通過制御ル
ーチン」を開始してから自律走行作業車１が所定距離分
だけ走行したか否かを判別する。この所定距離は、想定
される障害物の大きさを考慮し、側面前側光センサから
側面後側光センサへ検知が移行するに十分な走行距離と
して予め設定した値である。そしてステップＳ３０３に
おいて走行距離が所定距離に達したと判別されたときに
は、ステップＳ３０４に進んで側面前側光センサがＯＮ
したか否かを再び判別する。ステップＳ３０４の判別結
果がＹＥＳの場合は再度「再シフト制御ルーチン」４０
０を実行してステップＳ３０２に戻るが、判別結果がＮ
Ｏの場合には側面前側光センサが故障していると判断
し、強制的にステップＳ３０７に進む。

【００４４】また、ステップＳ３０３において走行距離
が所定距離に達していないと判別されたときは、ステッ
プＳ３０３からステップＳ３０５へ進み、側面後側光セ
ンサの出力がＯＮしているか否かを判別し、側面後側光
センサの出力がＯＦＦのときには再度「再シフト制御ル
ーチン」４００を実行した後、ステップＳ３０１に戻
る。これに対して、ステップＳ３０５において側面後側
光センサの出力がＯＮしたと判別されたときはステップ
Ｓ３０６に進み、所定の待ち時間が経過したか否かを判
別する。そして、この待ち時間が経過したときには、側
面前側光センサに故障が発生したと判断し、強制的にス
テップＳ３０７に進む。

【００４５】ステップＳ３０７以降の側面後側光センサ
を用いた制御においては、「再シフト制御ルーチン」４
００を実行した後、ステップＳ３０８において側面後側
光センサからの信号がＯＮか否かを判別する。図１８
（ｃ）に示したように障害物ＳＦ１が側面後側光センサ
の視野内に入ると判別結果がＹＥＳとなるので、「再シ
フト制御ルーチン」４００を再び実行した後、ステップ
Ｓ３０９に進んで側面後側光センサの出力がＯＦＦとな
ったか否かを判別する。そして、側面後側光センサの出
力がＯＦＦとなったこと、すなわち図１８（ｄ）に示し
たように自律走行作業車１が障害物ＳＦ１の側方を完全
に通過したことを確認した後、この「障害物側方通過制
御ルーチン」３００を終了し、ステップＳ１７に進んで
元の作業経路Ｋの延長線Ｋ’上への復帰動作を開始す
る。

【００４６】これに対して、ステップＳ３０８の判別結
果がＮＯの場合にはステップＳ３１０に進み、ステップ
Ｓ３０７以降の処理を開始した地点から自律走行作業車
１が所定距離だけ走行したか否かを判別する。この判別
結果がＮＯのときは「再シフト制御ルーチン」４００を
再び実行してステップＳ３０８へ戻るが、判別結果がＹ
ＥＳとなったときはステップＳ３１１に進み、側面後側
光センサがＯＮしたか否かを判別する。そして側面後側
光センサがＯＮした場合は「再シフト制御ルーチン」４
００を再び実行してステップＳ３０９へ戻るが、側面後
側光センサがＯＮしない場合は側面後側光センサが故障
したと判断し、ステップＳ１７に強制的に戻る。

【００４７】すなわち、本実施形態の障害物回避制御装
置によれば、前後一対の側面光センサによって迂回する
障害物ＳＦ１を検知しながらその側方を通過するので、
障害物側方通過動作の完了を直ちに検知して元の作業経
路Ｋの延長線Ｋ’上に復帰することができる。これによ
り、障害物ＳＦ１の迂回に伴う芝刈り作業のやり残し部
分を最小限に抑えることができる。また、前後一対の側
面光センサに故障が生じた場合にも、想定した障害物の
大きさに対応する所定距離の走行を完了した時点で元の
作業経路Ｋの延長線Ｋ’上に復帰するようにしたから、
障害物ＳＦ１の側方通過動作を確実に実行することがで
きる。

【００４８】次に、上述した「再シフト制御ルーチン」
４００について、図９および図１９を参照して説明す
る。

【００４９】この「再シフト制御ルーチン」４００は、
自律走行作業車１が障害物ＳＦ１の側方を通過中に新た
な障害物ＳＦ２に遭遇した場合に、この新たな障害物Ｓ
Ｆ２を回避するためのものである。まず最初にステップ
Ｓ４０１において、前面光センサからの出力信号に基づ
いて新たな前方障害物ＳＦ２が検知されるか否かを判別
する。そしてその判別結果がＮＯの場合は、この「再シ
フト制御ルーチン」を実行しない。これに対して、判別
結果がＹＥＳの場合は図１９（ａ）に示したように新た
な障害物ＳＦ２に遭遇した場合であるから、ステップＳ
４０２において自律走行作業車１を一旦停止させる。次
いで、ステップＳ４０３において新たな障害物ＳＦ２の
検知が持続するときは、ステップＳ４０４に進み所定の
待ち時間の経過を待つ。そして、所定の待ち時間を経過
しても新たな障害物ＳＦ２の検知が持続している場合
は、ステップＳ４０５において図１９（ｂ）に示したよ
うな再シフトの開始を決定し、ステップＳ４０６に進ん
で再シフト動作を実行する。

【００５０】この再シフト動作は、前述したシフト動作
と全く同一であり、かつ前述した「シフト時障害物回避
制御ルーチン」２００を一緒に実行する。そして、ステ
ップＳ４０７において再シフトによって所定位置に到達
したと判別されると、ステップＳ４０８に進んで再シフ
ト完了を確認する。

【００５１】次に、図５を参照して、上述した「障害物
側方通過制御ルーチン」３００を終了した後の障害物回
避制御について説明すると、ステップＳ１７において元
の作業経路Ｋの延長線Ｋ’上への復帰が決定され、ステ
ップＳ１８において復帰動作が実行される。このとき、
コントローラ３のＲＡＭ１２に記憶されている元の作業
経路Ｋからのシフト量に基づき、現在走行中の経路から
延長線Ｋ’上までの復帰量が決定され、かつこの復帰量
に基づいて自律走行作業車１の走行が制御される。同時
に、図１０に示した「復帰時障害物回避制御ルーチン」
５００が実行され、復帰動作中に遭遇する新たな障害物
との衝突を回避するようになっている。

【００５２】図１０に示したように、前記「復帰時障害
物回避制御ルーチン」５００は、そのステップＳ５０１
において、車体前面に設けた光センサ２ａ〜２ｃを用い
て復帰方向に新たな障害物が検知されるか否かを判別す
る。ステップＳ５０１における判別結果がＮＯの場合
は、復帰方向に新たな障害物が無いと判断して復帰動作
を継続し、ステップＳ１９に進む。これに対して、図２
０（ａ）に示したように新たな障害物ＳＦ２を検知した
場合は、ステップＳ５０２において障害物検知方向と復
帰方向とが一致するか否かを判別する。そして、ステッ
プＳ５０２の判別結果がＹＥＳの場合は、ステップＳ５
０３において、図２０（ｂ）に示したように自律走行作
業車１を停止させる。

【００５３】次いでステップＳ５０４においては、図２
０（ｂ）に示したように、車体前面に設けた光センサ２
ａ〜２ｃを用いて障害物ＳＦ２を検知することにより、
この障害物ＳＦ２が除去されか否かを判別する。その判
別結果がＹＥＳの場合は、ステップＳ５０５において図
２０（ｃ）に示したように復帰動作を再開する。判別結
果がＮＯの場合は、図２０（ｂ）に示したように自律走
行作業車１は停止したままとなる。

【００５４】ステップＳ５０５において復帰動作を再開
すると、ステップＳ１９において図２０（ｄ）に示した
ように自律走行作業車１が元の作業経路Ｋの延長線Ｋ’
上に復帰したか否かが判別される。その判別結果がＮＯ
の場合は、そのまま復帰動作を継続する。これに対して
判別結果がＹＥＳの場合には、ステップＳ２０に進んで
復帰完了を確認した後、ステップＳ２１において芝刈り
作業を再開する。

【００５５】すなわち、本実施形態の障害物回避制御装
置によれば、復帰走行の際に第４の障害物ＳＦ２に遭遇
してもその手前で自律走行作業車を停止させることがで
きるから、安全に自律走行作業を行うことができる。そ
して、第４の障害物ＳＦ２が除去されると直ちに復帰走
行を開始するので、自律走行作業を効率よく行うことが
できる。

【００５６】以上、本発明に係る自律走行作業車の障害
物回避制御装置の一実施形態ついて詳しく説明したが、
本発明は上述した実施形態によって限定されるものでは
なく、種々の変更が可能であることは言うまでもない。
例えば、上述した実施形態においては、図１９（ｂ）に
示したように新たな障害物ＳＦ２の側方を通過する際
に、上述した「障害物側方通過制御ルーチン」３００を
実行していないが、この「障害物側方通過制御ルーチ
ン」３００を実行することにより、自律走行作業車１が
新たな障害物ＳＦ２の側方を確実に通過できるようにす
ることができる。

【００５７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の自律走行作業車の障害物回避制御装置によれば、前進
走行と逆進走行のいずれにおいても障害物を回避可能と
するために、自律走行作業車の全周にわたって障害物検
知手段を配置した場合でも、自律走行作業車の進行方向
と検知した障害物が存在する方向とが一致しない限り走
行制御手段が障害物を回避する迂回走行を開始させるこ
とが無いので、自律走行作業を効率良く行うことができ
る。

【００５８】また、逆進走行の際に第２の障害物に遭遇
してもその手前で自律走行作業車を停止させることがで
きるから、安全に自律走行作業を行うことができる。そ
して、第２の障害物が除去されると直ちに逆進走行を開
始するので、自律走行作業を効率よく行うことができ
る。

【００５９】また、迂回走行の際に第３の障害物に遭遇
してもその手前で自律走行作業車を停止させることがで
きるから、安全に自律走行作業を行うことができる。そ
して、第３の障害物が除去されると直ちに迂回走行を開
始するので、自律走行作業を効率よく行うことができ
る。さらに、第１および第３の障害物が共に除去された
場合には、迂回走行を開始した地点まで戻り、元の走行
経路に沿って作業を開始するので、例えば芝刈り作業等
の自律走行作業を実施しない領域が発生することを確実
に防止できる。

【００６０】さらに、復帰走行の際に第４の障害物に遭
遇してもその手前で自律走行作業車を停止させることが
できるから、安全に自律走行作業を行うことができる。
そして、第４の障害物が除去されると直ちに復帰走行を
開始するので、自律走行作業を効率よく行うことができ
る。

【００６１】したがって、本発明によれば、 １．障害物の位置を確実に認識でき、 ２．障害物との衝突を確実に回避でき、 ３．障害物を回避するために迂回走行した先にさらに障
害物が存在した場合にもそれを回避することができ、 ４．障害物を回避した後には元の走行経路の延長線上に
復帰走行して作業を継続することができ、 ５．障害物が一時的なものであれば不必要な回避動作を
行わず、 ６．障害物が除去された場合にも対応することができ、 ７．迂回走行中や復帰走行中に障害物を新たに検知した
場合にも対応することができ、 ８．かつ以上の全ての障害物回避機能を、前進走行と逆
進走行とにかかわらず実行能な、自律走行作業車の障害
物回避制御装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用する自律走行作業車を模式的に示
す平面図。

【図２】本発明に係る障害物回避制御装置の構造を模式
的に示す図。

【図３】本発明に係る障害物回避制御装置が実行するフ
ローチャート図の最も前側の部分を示す図。

【図４】図３に示したフローチャート図に続く部分を示
すフローチャート図。

【図５】図４に示したフローチャート図に続く部分を示
すフローチャート図。

【図６】図３中に示した逆進時障害物回避制御ルーチン
を示すフローチャート図。

【図７】図４中に示したシフト時障害物回避制御ルーチ
ンを示すフローチャート図。

【図８】図４中に示した障害物側方通過制御ルーチンを
示すフローチャート図。

【図９】図８中に示した再シフト制御ルーチンを示すフ
ローチャート図。

【図１０】図５中に示した復帰時障害物回避制御ルーチ
ンを示すフローチャート図。

【図１１】自律走行作業車の進行方向と障害物が存在す
る方向とが一致しない場合の制御を示す図。

【図１２】自律走行作業車の進行方向と障害物が存在す
る方向とが一致する場合の制御を示す図。

【図１３】自律走行作業車が逆進走行する場合の制御を
示す図。

【図１４】障害物が除去された場合の制御を示す図。

【図１５】自律走行作業車の迂回走行、障害物側方通
過、復帰走行を示す図。

【図１６】自律走行作業車が迂回走行する際の制御を示
す図。

【図１７】迂回走行中に障害物が除去されたときの制御
を示す図。

【図１８】自律走行作業車が障害物の側方を通過する際
の制御を示す図。

【図１９】迂回走行中に新たな障害物に遭遇した場合の
制御と復帰走行とを示す図。

【図２０】復帰走行中に新たな障害物に遭遇した場合の
制御と復帰走行とを示す図。

【符号の説明】

１ 自律走行作業車 ２ 光センサ ３ コントローラ １０ ＣＰＵ １１ ＲＯＭ １２ ＲＡＭ １３ インプット／アウトプットインターフェース １４ センサ類 １５ 駆動回路 １６ アクチュエータ類 １００ 逆進時障害物回避制御ルーチン ２００ シフト時障害物回避制御ルーチン ３００ 障害物側方通過制御ルーチン ４００ 再シフト制御ルーチン ５００ 復帰時障害物回避制御ルーチン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2B043 AA04 AB19 BA09 BB11 DA17 EA14 EA37 EB02 EB04 EB16 EB23 EB24 EC12 EC13 EC14 EC19 ED12 5H301 AA03 AA10 BB12 CC06 EE31 GG08 GG23 GG24 GG28 GG29 LL01 LL06 LL11 LL14 LL16

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】自律走行作業車が走行中に障害物と衝突す
   ることを回避するための障害物回避制御装置であって、 自律走行作業車の周囲に障害物が存在するか否かを検知
   する複数の障害物検知手段と、 これらの障害物検知手段から得られる信号に基づいて自
   律走行作業車が前記障害物を検知したときには障害物を
   回避するようにその走行を制御する走行制御手段とを備
   え、 前記走行制御手段は、 自律走行作業車の前進方向と前記障害物検知手段が第１
   の障害物を検知しその存在する方向とが一致するか否か
   を判別する方向判別部と、 前記方向判別部が自律走行作業車の前進方向と前記第１
   の障害物が存在する方向とが一致すると判別すると前記
   第１の障害物を迂回する走行を開始させる迂回走行開始
   部と、を有することを特徴とする自律走行作業車の障害
   物回避制御装置。
2. 【請求項２】前記走行制御手段は、 自律走行作業車に前記第１の障害物を迂回して前進走行
   させるために自律走行作業車を逆進走行させる際に、 逆進走行の方向と前記障害物検知手段が第２の障害物を
   検知しその存在する方向とが一致していると前記方向判
   別部が判別すると自律走行作業車の逆進走行を停止させ
   るとともに、 前記障害物検知手段によって前記第２の障害物を検知で
   きなくなると逆進走行を再開させる、逆進走行制御部を
   さらに有することを特徴とする請求項１に記載の自律走
   行作業車の障害物回避制御装置。
3. 【請求項３】前記走行制御手段は、 自律走行作業車が前記第１の障害物を迂回して走行する
   際に、 迂回走行する方向と前記障害物検知手段が第３の障害物
   を検知しその存在する方向とが一致していると前記方向
   判別部が判別すると自律走行作業車を前記第３の障害物
   の手前で停止させるとともに、 前記障害物検知手段によって前記第３の障害物を検知で
   きなくなると迂回走行を再開させ、 かつ前記障害物検知手段によって前記第１の障害物およ
   び前記第３の障害物の両方が検知できなくなると迂回走
   行を開始した地点まで自律走行作業車を逆進させた後に
   迂回走行開始前に走行していた経路の延長線上を自律走
   行作業車に前進走行させる、迂回走行制御部をさらに有
   することを特徴とする請求項１または２に記載の自律走
   行作業車の障害物回避制御装置。
4. 【請求項４】前記走行制御手段は、 自律走行作業車が前記第１の障害物を迂回した後に迂回
   走行開始前に走行していた経路の延長線上に自律走行作
   業車を復帰走行させる際に、 自律走行作業車の復帰走行方向と前記障害物検知手段が
   第４の障害物を検知しその存在する方向とが一致すると
   前記方向判別部が判別すると自律走行作業車を前記第３
   の障害物の手前で停止させるとともに、 前記障害物検知手段によって前記第４の障害物を検知で
   きなくなると復帰走行を再開させる、復帰走行制御部を
   有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記
   載の自律走行作業車の障害物回避制御装置。