JP2016085575A - 自律走行システム - Google Patents

Abstract

【課題】 畝間の終端部に折返地点を有する、直線状に形成された複数の往復経路の自律走行を少数の磁気マーカーにより実現可能にする。
【解決手段】 本発明の自律走行システムは、運行経路に設置された複数の磁気マーカーＭを自律走行車１が辿って走行するように構成された自律走行システムである。運行経路Ｒは、畝間の終端部に折返地点Ｐ３を有する、直線状に形成された複数の往復経路ＲＡを含み、該各往復経路ＲＡには、往路の入口地点Ｐ１、往路の畝間の進入地点Ｐ２、折返地点Ｐ３、復路の畝間の脱出地点Ｐ４、及び、復路の出口地点Ｐ５が略同一直線上に設けられる。磁気マーカーＭは、往復経路ＲＡにおける前記地点にそれぞれ設置される。自律走行車１は、磁気マーカーＭからの磁気を検出する磁気検出手段４を備えるとともに、その走行機体２の中心を旋回中心とする定点旋回が可能に構成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、運行経路に設置された複数の磁気マーカーを辿って自律的に走行するように構成された自律走行車に関するものである。

背景技術としては、特許文献１に記載された自走式噴霧機を含む走行システムを例示する。この自走式噴霧機５１は、図１１に示すように、両側部がそれぞれ前輪６８及び後輪６９で支持された車体フレーム７３を備えるとともに、車体フレーム７３の一方の側部に設けられた旋回用支点装置７０と、磁気マーカー５２を検出するマーカー検出手段７５とを備えており、畝間又はその側方に配設される磁気マーカー５２を検出し、それを基に、畝間の終端部に折返地点を有する、直線状に形成された複数の往復経路を走行するように構成されている。

磁気マーカー５２には、永久磁石が内蔵されており、Ｎ極の磁力を発するものと、Ｓ極の磁力を発するものとの２種類があり、一方の極としてのＮ極が畝間に入るときの旋回動作地点を示し、もう一方の極としてのＳ極が畝間から出るときの旋回動作地点を示すものとなっている。

そして、自走式噴霧機５１は、磁気マーカー５２（Ｎ極）を検出すると、往復経路の方向へ旋回し、往路を前進し、折返地点で走行方向を前進から後進へ切り替え、復路を後進し、磁気マーカー５２（Ｓ極）を検出すると、次の経路の方向へ旋回するように構成されている。

特開２０１４−７９２１６号公報

ところが、従来の走行システムは、自走式噴霧機５１の旋回用支点装置７０が車体中心に無く、走行機体の中心を旋回中心とする定点旋回ができないため、往復経路の入口地点と出口地点が同一位置にある場合でも、２つの磁気マーカー５２（Ｎ極及びＳ極）を使用する必要がある。特に、前記往復経路における入口地点と出口地点が同一位置にある場合、両地点の２つの磁気マーカー５２を隣接して設置する必要があるため、磁力が混同しないよう互いに違う極の磁力を発する磁気マーカー５２を使用する必要がある。このように、前記往復経路における入口地点と出口地点のための磁気マーカー５２でＮＳ両方の極の磁石を使用する必要があるため、その他の地点で磁気マーカー５２により自走式噴霧機５１に与えられる情報が限られてしまうという課題がある。

前記課題を解決するために、第１の発明の自律走行システムは、
運行経路に設置された複数の磁気マーカーを自律走行車が辿って走行するように構成された自律走行システムであって、
前記運行経路は、畝間の終端部に折返地点を有する、直線状に形成された複数の往復経路を含み、
該各往復経路には、その進行順に、往路における入口地点、往路における畝間の始端部側の進入地点、前記折返地点、復路における畝間の始端部側の脱出地点、及び、復路における出口地点が略同一直線上に設けられ、
前記複数の磁気マーカーは、Ｎ極又はＳ極のいずれか一方の磁力を発する第一マーカーを含み、該第一マーカーは、前記往復経路における前記地点にそれぞれ設置（但し、複数の地点が同一位置にある場合は、該複数の地点に共通に設置）され、
前記複数の往復経路は、前記入口地点及び前記出口地点と、前記畝間の進入地点及び前記畝間の脱出地点とがそれぞれ同一位置にあり、その他の地点は個別位置にある第一往復経路を含んでおり、
前記自律走行車は、前記第一マーカーからの磁気を検出する磁気検出手段を備えるとともに、その走行機体の中心を旋回中心とする定点旋回が可能に構成されることにより、前記第一往復経路に設置された各前記第一マーカーを進行順に辿って走行するように構成されている。

この構成によれば、前記自律走行車は、その走行機体の中心を旋回中心とする定点旋回が可能に構成されているので、前記第一往復経路のように、前記入口地点と前記出口地点が同一位置にある場合に、該入口地点と該出口地点に共通に前記第一マーカーを設置することができ、そのような一方の磁極の磁気マーカーで済ませることができる。そのため、他方の磁極の磁気マーカーを他の用途に使用することができる。前記他の用途としては、特に限定されないが、例えば、前記自律走行車に対し、障害物回避動作をさせる指令や、該自律走行車の走行速度を変更させる指令や、該自律走行車に搭載する噴霧等の農作業機能の動作を変更させる指令や、該自律走行車に前記運行経路の終着地点を認識させる指令等を与えるために経路に設置する用途を例示する。
また、前記第一往復経路は、前記入口地点及び前記出口地点と、前記畝間の進入地点及び前記畝間の脱出地点とがそれぞれ同一位置にあり、その他の地点は個別位置にあるので、前記自律走行車は、前記第一往復経路の走行時に、その進行順に、前記入口地点、前記進入地点、前記折返地点、前記脱出地点、及び、前記出口地点にそれぞれ設置された前記第一マーカーを検出し、それらを辿って走行することができる。

第２の発明の自律走行システムとしては、前記第１の発明において、
前記複数の往復経路は、前記畝間の進入地点及び前記出口地点が同一位置にあり、その他の地点は個別位置にあり、前記畝間の脱出地点から前記出口地点までの距離が所定距離から所定マージン間隔を差し引いた距離未満であり、前記畝間の進入地点から前記折返地点までの距離と、前記折返地点から前記畝間の脱出地点までの距離とがそれぞれ所定距離以上である第二往復経路を含み、
前記自律走行車は、前記第一マーカー検出後の走行距離を計測する走行距離計測手段を備えるとともに、前記畝間の進入地点の前記第一マーカー検出後に前記所定距離を走行するまでは前記第一マーカーを検出しないように構成されることにより、前記第二往復経路に設置された各前記第一マーカーを進行順に辿って走行するように構成されている
態様を例示する。

本書における各発明において、所定マージン間隔とは、前記磁気マーカー同士の磁力が互いに混同しないようにするために、互いに離間させる必要がある最低限度の間隔をいう。

この構成によれば、次の作用効果を得ることができる。すなわち、前記第二往復経路のように、例えば障害物の存在等の理由により、前記入口地点よりも前記出口地点が前記折返地点側にずれて、前記畝間の進入地点及び前記出口地点が同一位置にある場合、前記自律走行車は前記往路の走行中に、前記畝間の進入地点にある前記第一マーカーの次に前記畝間の脱出地点にある前記第一マーカーに遭遇することになる。ここで、前記畝間の脱出地点から前記出口地点（すなわち、前記進入地点）までの距離は、所定距離から所定マージン間隔を差し引いた距離未満であり、前記自律走行車は、前記畝間の進入地点の前記第一マーカー検出後に前記所定距離を走行するまでは前記第一マーカーを検出しないように構成されている。そのため、前記自律走行車は、前記往路の走行中に前記畝間の脱出地点にある前記第一マーカーを検出しない。よって、前記自律走行車は、前記第二往復経路の走行時に、その進行順に、前記入口地点、前記進入地点、前記折返地点、前記脱出地点、及び、前記出口地点にそれぞれ設置された前記第一マーカーを検出し、それらを辿って走行することができる。このように、本構成によれば、障害物の存在等の理由により、長さが互いに異なっている畝により形成された畝間にも対応することができる。

第３の発明の自律走行システムとしては、前記第１又は２の発明において、
前記複数の往復経路は、前記畝間の進入地点及び前記畝間の脱出地点が同一位置にあり、その他の地点は個別位置にあり、しかも前記折返地点に対して前記入口地点よりも前記出口地点の方が遠位置にある第三往復経路を含み、
前記複数の磁気マーカーは、前記第一マーカーと反対の極の磁力を発する第二マーカーを含み、
該第二マーカーは、前記第三往復経路における前記入口地点と前記畝間の脱出地点との間であって、該入口地点との間隔が所定間隔から所定マージン間隔を差し引いた間隔未満に設置されており、
前記自律走行車は、前記磁気検出手段が前記第一マーカーからの磁気と前記第二マーカーからの磁気とを互いに区別して検出可能になっているとともに、該第二マーカー検出後の走行距離を計測する走行距離計測手段を備えており、前記復路では前記第二マーカー検出後に前記所定間隔の距離を走行するまでは前記第一マーカーを検出しないよう構成されることにより、前記第三往復経路に設置された各前記第一マーカーを進行順に辿って走行するように構成されている
態様を例示する。

この構成によれば、次の作用効果を得ることができる。すなわち、前記第三往復経路のように、例えば障害物の存在等の理由により、前記出口地点よりも前記入口地点が前記折返地点側にずれて、前記畝間の進入地点及び前記畝間の脱出地点が同一位置にあり、しかも前記折返地点に対して前記入口地点よりも前記出口地点の方が遠位置にある場合、前記自律走行車は前記復路の走行中に、前記畝間の脱出地点にある前記第一マーカーの次に前記入口地点にある前記第一マーカーに遭遇することになる。ここで、前記第二マーカーは、前記第三往復経路における前記入口地点と前記畝間の脱出地点との間であって、該入口地点との間隔が所定間隔から所定マージン間隔を差し引いた間隔未満に設置されており、前記自律走行車は、前記復路では前記第二マーカー検出後に前記所定間隔の距離を走行するまでは前記第一マーカーを検出しないよう構成されている。そのため、前記自律走行車は、前記復路の走行中に前記入口地点にある前記第一マーカーを検出しない。よって、前記自律走行車は、前記第三往復経路の走行時に、その進行順に、前記入口地点、前記進入地点、前記折返地点、前記脱出地点、及び、前記出口地点にそれぞれ設置された前記第一マーカーを検出し、それらを辿って走行することができる。このように、本構成によれば、障害物の存在等の理由により、長さが互いに異なっている畝により形成された畝間にも対応することができる。

第４の発明の自律走行システムとしては、前記第１又は２の発明において、
前記複数の往復経路は、前記畝間の進入地点及び前記畝間の脱出地点が同一位置にあり、その他の地点は個別位置にあり、しかも前記折返地点に対して前記入口地点よりも前記出口地点の方が遠位置にある第三往復経路を含み、
前記複数の磁気マーカーは、前記第一マーカーと反対の極の磁力を発する第二マーカーを含み、
該第二マーカーは、前記第三往復経路における前記入口地点と前記畝間の脱出地点との間に設置されており、
前記自律走行車は、前記磁気検出手段が前記第一マーカーからの磁気と前記第二マーカーからの磁気とを互いに区別して検出可能になっているとともに、前記復路では前記第二マーカー検出後に最初に検出した前記第一マーカーを無視するように構成されることにより、前記第三往復経路に設置された各前記第一マーカーを進行順に辿って走行するように構成されている
態様を例示する。

この構成によれば、次の作用効果を得ることができる。すなわち、前記第三往復経路のように、例えば障害物の存在等の理由により、前記出口地点よりも前記入口地点が前記折返地点側にずれて、前記畝間の進入地点及び前記畝間の脱出地点が同一位置にあり、しかも前記折返地点に対して前記入口地点よりも前記出口地点の方が遠位置にある場合、前記自律走行車は前記復路の走行中に、前記畝間の脱出地点にある前記第一マーカーの次に前記入口地点にある前記第一マーカーに遭遇することになる。ここで、前記第二マーカーは、前記第三往復経路における前記入口地点と前記畝間の脱出地点との間に設置されており、前記自律走行車は、前記復路では前記第二マーカー検出後に最初に検出した前記第一マーカーを無視するように構成されている。そのため、前記自律走行車は、前記復路の走行中に前記入口地点にある前記第一マーカーを検出しない。よって、前記自律走行車は、前記第三往復経路の走行時に、その進行順に、前記入口地点、前記進入地点、前記折返地点、前記脱出地点、及び、前記出口地点にそれぞれ設置された前記第一マーカーを検出し、それらを辿って走行することができる。このように、本構成によれば、障害物の存在等の理由により、長さが互いに異なっている畝により形成された畝間にも対応することができる。

本発明に係る自律走行システムによれば、畝間の終端部に折返地点を有する、直線状に形成された複数の往復経路の自律走行を少数の磁気マーカーにより実現することができるという優れた効果を奏する。

本発明を具体化した一実施形態に係る自律走行システムの全体構成を示す平面図である。 同自律走行システムにおける自律走行車の構成を示すブロック図である。 同自律走行車の走行制御処理の流れを示すフローチャートである。 同自律走行車の往復経路の往路走行制御処理の流れを示すフローチャートである。 同自律走行車の往復経路の復路走行制御処理の流れを示すフローチャートである。 同自律走行車の畝替経路走行制御処理の流れを示すフローチャートである。 同自律走行システムの第一往復経路及び畝替経路における動作例を示す図である。 同自律走行システムの第一往復経路及び畝替経路における動作例を示す図である。 同自律走行システムの第二往復経路における動作例を示す図である。 同自律走行システムの第二往復経路における動作例を示す図である。 同自律走行システムの第三往復経路における動作例を示す図である。 同自律走行システムの第三往復経路における動作例を示す図である。 同自律走行車の変更例に係る往復経路の復路走行制御処理の流れを示すフローチャートである。 従来の走行システムの動作例を示す平面図である。

図１〜図９−２は本発明を具体化した一実施形態の自律走行システムを示している。この自律走行システムは、運行経路Ｒに設置された複数の磁気マーカーを自律走行車１が辿って走行するように構成されている。

運行経路Ｒは、図１に示すように、畝間の終端部に折返地点Ｐ３を有する、直線状に形成された複数の往復経路ＲＡと、枕地を通って隣接する往復経路ＲＡ同士を連結する複数の畝替経路ＲＢとを含んでいる。複数の往復経路ＲＡは互いに平行に配設されている。往復経路ＲＡと畝替経路ＲＢは互いに直角に配設されている。

各往復経路ＲＡには、その進行順に、往路における入口地点Ｐ１、往路における畝間の始端部側の進入地点Ｐ２、折返地点Ｐ３、復路における畝間の始端部側の脱出地点Ｐ４、及び、復路における出口地点Ｐ５が略同一直線上に設けられている。本例では、入口地点Ｐ１から畝間の進入地点Ｐ２までの距離と、畝間の脱出地点Ｐ４から出口地点Ｐ５までの距離とがそれぞれ所定距離から所定マージン間隔（後述）を差し引いた距離未満であり、畝間の進入地点Ｐ２から折返地点Ｐ３までの距離と、折返地点Ｐ３から畝間の脱出地点Ｐ４までの距離とがそれぞれ所定距離以上に設定されている。前記所定距離としては、特に限定されないが、最も短い畝における畝間の進入地点Ｐ２から折返地点Ｐ３までの距離、又は、折返地点Ｐ３から畝間の脱出地点Ｐ４までの距離のいずれか短い方の距離よりも少し短い距離に設定することを例示する。より具体的には、前記所定距離を５ｍに設定することを例示する。また、

本例では、複数の往復経路ＲＡは、第一往復経路ＲＡ１、第二往復経路ＲＡ２及び第三往復経路ＲＡ３を含んでいる。第一往復経路ＲＡ１は、入口地点Ｐ１及び出口地点Ｐ５と、畝間の進入地点Ｐ２及び畝間の脱出地点Ｐ４とがそれぞれ同一位置にあり、その他の地点は個別位置にある。第二往復経路ＲＡ２は、例えば障害物Ｏの存在等の理由により、畝間の進入地点Ｐ２及び出口地点Ｐ５が同一位置にあり、その他の地点は個別位置にある。第三往復経路ＲＡ３は、例えば障害物Ｏの存在等の理由により、畝間の進入地点Ｐ２及び畝間の脱出地点Ｐ４が同一位置にあり、その他の地点は個別位置にあり、しかも折返地点Ｐ３に対して入口地点Ｐ１よりも出口地点Ｐ５の方が遠位置にある。

各畝替経路ＲＢは、往復経路ＲＡの出口地点Ｐ５と、その往復経路ＲＡの次の往復経路の入口地点Ｐ１とを結ぶ直線状に形成されている。

複数の磁気マーカーＭは、Ｎ極又はＳ極のいずれか一方の磁力を発する第一マーカーＭ１と、該第一マーカーＭ１と反対の極の磁力を発する第二マーカーＭ２とを含んでいる。磁気マーカーＭ同士は、少なくとも所定マージン間隔をおいて設置される。このマージン間隔とは、前記磁気マーカー同士の磁力が互いに混同しないようにするために、互いに離間させる必要がある最低限度の間隔をいう。このマージン間隔としては、特に限定されないが、０．５〜１ｍの範囲内に設定することを例示する。第一マーカーＭ１は、往復経路ＲＡにおける前記地点にそれぞれ設置（但し、複数の地点が同一位置にある場合は、該複数の地点に共通に設置）されている。該第二マーカーＭ２は、第三往復経路ＲＡ３における入口地点Ｐ１と畝間の脱出地点Ｐ４との間であって、該入口地点Ｐ１との間隔が所定間隔から前記所定マージン間隔を差し引いた間隔未満に設置されている。前記所定間隔としては、特に限定されないが、前記マージン間隔以上の間隔であって、０．５〜１．５ｍの範囲内に設定することを例示する。

本例の自律走行車１は、図２に示すように、走行機体２と、走行距離計測手段３と、磁気検出手段４と、走行制御手段６と、薬液噴霧手段７とを備えている。

走行機体２は、圃場を走行するための走行手段２ａと、該走行手段２ａを駆動する駆動手段２ｂと、該走行における進路を変更するための旋回手段とを含んでいる。本例では、走行手段としては、走行機体２の左右それぞれに２輪ずつの車輪を備えている。駆動手段２ｂとしては、モータ、エンジン等の原動機を例示する。本例では、駆動手段として、走行機体２の左右それぞれの車輪を駆動するための一対の原動機を備えている。本例では、旋回手段として、左右の駆動手段により、左右の車輪の回転差を生じさせ、それによって進路を変更する手段を採用しており、その走行機体の中心を旋回中心とする定点旋回が可能に構成されている。

走行距離計測手段３は、自律走行車１の走行距離を計測するものであり、リセットの指令が入力されてからの走行距離を計測し続けるように構成されている。本例では、駆動手段２ｂに設けられたロータリーエンコーダーにより、リセットの指令が入力されてからの車輪の回転数を算出して、走行距離を逐次算出するように構成されている。

磁気検出手段４は、第一マーカーＭ１からの磁気と第二マーカーＭ２からの磁気とを互いに区別して検出可能になっており、走行機体２の底面部の略中央に設けられている。

走行制御手段６は、検出された第一マーカーＭ１又は第二マーカーＭ２に基づいて走行機体２の走行を走行制御処理（ステップＳ１００）によって制御するように構成されている。

走行制御処理（ステップＳ１００）は、図３に示すように、走行機体２が往復経路ＲＡの折返地点Ｐ３の方向へ向けて、同入口地点Ｐ１に置かれた状態で実行され、図３に示すように、往復経路の往路走行制御処理（ステップＳ１２０）、往復経路の復路走行制御処理（ステップＳ１４０）、及び畝替経路走行制御処理（ステップＳ１６０）を繰り返し実行することにより、走行機体２の走行を制御するようになっている。

往復経路の往路走行制御処理（ステップＳ１２０）は、図４に示すように、まず、駆動手段２ｂにより、前進での走行を開始させる（ステップＳ１２１）。次いで、磁気検出手段４が畝間の進入地点Ｐ２にある第一マーカーＭ１を検出したかをチェックし続け（ステップＳ１２２）、それを検出したときは、走行距離計測手段３をリセットし（ステップＳ１２３）、薬液噴霧手段７により、噴霧を開始させる（ステップＳ１２４）。次いで、畝間の進入地点Ｐ２にある第一マーカーＭ１を検出してから所定距離を走行したかをチェックし続け（ステップＳ１２５）、それを走行したときは次のステップに進む。次いで、磁気検出手段４が折返地点Ｐ３にある第一マーカーＭ１を検出したかをチェックし続け（ステップＳ１２６）、それを検出したときは、駆動手段２ｂにより、走行を停止させ（ステップＳ１２７）、元の処理にリターンする（ステップＳ１２８）。

往復経路の復路走行制御処理（ステップＳ１４０）は、図５に示すように、まず、走行距離計測手段３をリセットし（ステップＳ１４１）、駆動手段２ｂにより、後進での走行を開始させる（ステップＳ１４２）。次いで、折返地点Ｐ３にある第一マーカーＭ１を検出してから所定距離を走行したかをチェックし続け（ステップＳ１４３）、それを走行したときは次のステップに進む。次いで、磁気検出手段４が畝間の脱出地点Ｐ４にある第一マーカーＭ１を検出したかをチェックし続け（ステップＳ１４４）、それを検出したときは、走行距離計測手段３をリセットし（ステップＳ１４５）、薬液噴霧手段７により、噴霧を停止させる（ステップＳ１４６）。次いで、畝間の脱出地点Ｐ４にある第一マーカーＭ１を検出してから所定間隔以内に磁気検出手段４が第二マーカーＭ２を検出したかをチェックし続ける（ステップＳ１４７）とともに、出口地点Ｐ５にある第一マーカーＭ１を検出したかをチェックし続ける（ステップＳ１４９）。そして、ステップＳ１４７の条件が成立したときは、畝間の脱出地点Ｐ４にある第一マーカーＭ１を検出してから所定間隔を走行するまで待つ（ステップＳ１４８）。また、ステップＳ１４９の条件が成立したときは、駆動手段２ｂにより、走行を停止させ（ステップＳ１５０）、元の処理にリターンする（ステップＳ１５１）。

畝替経路走行制御処理（ステップＳ１６０）は、図６に示すように、まず、前記旋回手段により、次の往復経路ＲＡの入口地点Ｐ１の方向へ走行機体２を旋回させる（ステップＳ１６１）。次いで、駆動手段２ｂにより、前進での走行を開始させる（ステップＳ１６２）。次いで、磁気検出手段４が次の往復経路ＲＡの入口地点Ｐ１にある第一マーカーＭ１を検出したかをチェックし続け（ステップＳ１６３）、それを検出したときは、駆動手段２ｂにより、走行を停止させ（ステップＳ１６４）、前記旋回手段により、次の往復経路ＲＡの折返地点の方向へ走行機体２を旋回させ（ステップＳ１６５）、元の処理にリターンする（ステップＳ１６６）。

次に、本例の自律走行システムの一動作例を説明する。なお、図７（図７−１〜図７−２）、図８（図８−１〜図８−２）及び図９（図９−１〜図９−２）において、自律走行車１の前側、後側、又は周囲に表示された矢印は、自律走行車１の移動方向を表している。

（１）第一往復経路ＲＡ１及びそれに続く畝替経路ＲＢの動作例
まず、第一往復経路ＲＡ１における往路の走行では、図７（図７−１〜図７−２）に示すように、入口地点Ｐ１から前進での走行を開始し（同図（ａ）参照。ステップＳ１２０〜Ｓ１２１）、畝間の進入地点Ｐ２にある第一マーカーＭ１のところで、噴霧を開始し（同図（ｂ）参照、ステップＳ１２２〜Ｓ１２４）、畝間の進入地点Ｐ２から所定距離を走行後、折返地点Ｐ３にある第一マーカーＭ１のところで走行を停止する（同図（ｃ）参照。ステップＳ１２５〜Ｓ１２８）。次いで、第一往復経路ＲＡ１における復路の走行では、折返地点Ｐ３から後進での走行を開始し（同図（ｃ）参照。ステップＳ１４０〜Ｓ１４２）、折返地点Ｐ３から所定距離を走行後、畝間の脱出地点Ｐ４にある第一マーカーＭ１のところで噴霧を停止し（同図（ｄ）参照。ステップＳ１４３〜Ｓ１４６）、出口地点Ｐ５にある第一マーカーＭ１のところで走行を停止する（同図（ｅ）参照。ステップＳ１４７，Ｓ１４９〜Ｓ１５１）。次いで、畝替経路ＲＢの走行では、次の往復経路ＲＡの入口地点Ｐ１の方向へ旋回し、前進での走行を開始し（同図（ｆ）参照。ステップＳ１６０〜Ｓ１６２）、次の往復経路ＲＡの入口地点Ｐ１にある第一マーカーＭ１のところで走行を停止し（同図（ｇ）参照。ステップＳ１６３〜Ｓ１６４）、次の往復経路ＲＡの折返地点Ｐ３の方向へ旋回する（同図（ｈ）参照。ステップＳ１６５〜Ｓ１６６）。

（２）第二往復経路ＲＡ２の動作例
まず、第二往復経路ＲＡ２における往路の走行では、図８（図８−１〜図８−２）に示すように、入口地点Ｐ１から前進での走行を開始し（同図（ａ）参照。ステップＳ１２０〜Ｓ１２１）、畝間の進入地点Ｐ２にある第一マーカーＭ１のところで、噴霧を開始し（同図（ｂ）参照。ステップＳ１２２〜Ｓ１２４）、畝間の進入地点Ｐ２から所定距離を走行後（畝間の脱出地点Ｐ４から出口地点Ｐ５（すなわち、進入地点Ｐ２）までの距離は、前記所定距離から前記所定マージン間隔を差し引いた距離未満であるので、畝間の脱出地点Ｐ４にある第一マーカーＭ１は無視される（同図（ｃ）参照。ステップＳ１２５）。）、折返地点Ｐ３にある第一マーカーＭ１のところで走行を停止する（同図（ｄ）参照。ステップＳ１２６〜Ｓ１２８）。次いで、第二往復経路ＲＡ２における復路の走行では、折返地点Ｐ３から後進での走行を開始し（同図（ｄ）参照。ステップＳ１４０〜Ｓ１４２）、折返地点Ｐ３から所定距離を走行後、畝間の脱出地点Ｐ４にある第一マーカーＭ１のところで噴霧を停止し（同図（ｅ）参照。ステップＳ１４３〜Ｓ１４６）、出口地点Ｐ５にある第一マーカーＭ１のところで走行を停止する（同図（ｆ）参照。ステップＳ１４７，Ｓ１４９〜Ｓ１５１）。

（３）第三往復経路ＲＡ３の動作例
まず、第三往復経路における往路の走行では、図９（図９−１〜図９−２）に示すように、入口地点Ｐ１から前進での走行を開始し（同図（ａ）参照。ステップＳ１２０〜Ｓ１２１）、往路では第二マーカーＭ２を検出しないので、第二マーカーＭ２を無視し（同図（ｂ）参照）、畝間の進入地点Ｐ２にある第一マーカーＭ１のところで、噴霧を開始し（同図（ｃ）参照。ステップＳ１２２〜Ｓ１２４）、畝間の進入地点Ｐ２から所定距離を走行後、折返地点Ｐ３にある第一マーカーＭ１のところで走行を停止する（同図（ｄ）参照。ステップＳ１２５〜Ｓ１２８）。次いで、第三往復経路ＲＡ３における復路の走行では、折返地点Ｐ３から後進での走行を開始し（同図（ｄ）参照。ステップＳ１４０〜Ｓ１４２）、折返地点Ｐ３から所定距離を走行後、畝間の脱出地点Ｐ４にある第一マーカーＭ１のところで噴霧を停止し（同図（ｅ）参照。ステップＳ１４３〜Ｓ１４６）、畝間の脱出地点Ｐ４から所定間隔以内に設置されている第二マーカーＭ２を検出し（同図（ｆ）参照。ステップＳ１４７〜Ｓ１４８）、畝間の脱出地点Ｐ４から所定間隔を走行し（第二マーカーＭ２は、該入口地点Ｐ１との間隔が前記所定間隔から前記所定マージン間隔を差し引いた間隔未満に設置されているので、第二マーカーＭ２の出口地点Ｐ５側に設置されている第一マーカーＭ１は無視される（同図（ｇ）参照）。）、出口地点Ｐ５にある第一マーカーＭ１のところで走行を停止する（同図（ｈ）参照。ステップＳ１４９〜Ｓ１５１）。

以上のように構成された本例の自律走行システムによれば、自律走行車１は、その走行機体の中心を旋回中心とする定点旋回が可能に構成されているので、第一往復経路ＲＡのように、入口地点Ｐ１と出口地点Ｐ５が同一位置にある場合に、入口地点Ｐ１と出口地点Ｐ５に共通に第一マーカーＭ１を設置することができ、そのような一方の磁極の磁気マーカーで済ませることができる。そのため、他方の磁極の磁気マーカーを他の用途に使用することができる。
また、第一往復経路ＲＡ１は、入口地点Ｐ１及び出口地点Ｐ５と、畝間の進入地点Ｐ２及び畝間の脱出地点Ｐ４とがそれぞれ同一位置にあり、その他の地点は個別位置にあるので、自律走行車１は、第一往復経路ＲＡ１の走行時に、その進行順に、入口地点Ｐ１、進入地点Ｐ２、折返地点Ｐ３、脱出地点Ｐ４、及び、出口地点Ｐ５にそれぞれ設置された第一マーカーＭ１を検出し、それらを辿って走行することができる。

また、第二往復経路ＲＡ２のように、例えば障害物Ｏの存在等の理由により、入口地点Ｐ１よりも出口地点Ｐ５が折返地点Ｐ３側にずれて、畝間の進入地点Ｐ２及び出口地点Ｐ５が同一位置にある場合、自律走行車１は前記往路の走行中に、畝間の進入地点Ｐ２にある第一マーカーＭ１の次に畝間の脱出地点Ｐ４にある第一マーカーＭ１に遭遇することになる。ここで、畝間の脱出地点Ｐ４から出口地点Ｐ５（すなわち、進入地点Ｐ２）までの距離は、前記所定距離から前記所定マージン間隔を差し引いた距離未満であり、自律走行車１は、畝間の進入地点Ｐ２の第一マーカーＭ１検出後に前記所定距離を走行するまでは第一マーカーＭ１を検出しないように構成されている。そのため、自律走行車１は、前記往路の走行中に畝間の脱出地点Ｐ４にある第一マーカーＭ１を検出しない。よって、自律走行車１は、第二往復経路ＲＡ２の走行時に、その進行順に、入口地点Ｐ１、進入地点Ｐ２、折返地点Ｐ３、脱出地点Ｐ４、及び、出口地点Ｐ５にそれぞれ設置された第一マーカーＭ１を検出し、それらを辿って走行することができる。このように、本構成によれば、障害物Ｏの存在等の理由により、長さが互いに異なっている畝により形成された畝間にも対応することができる。

さらに、第三往復経路ＲＡ３のように、例えば障害物Ｏの存在等の理由により、出口地点Ｐ５よりも入口地点Ｐ１が折返地点Ｐ３側にずれて、畝間の進入地点Ｐ２及び畝間の脱出地点Ｐ４が同一位置にあり、しかも折返地点Ｐ３に対して入口地点Ｐ１よりも出口地点Ｐ５の方が遠位置にある場合、自律走行車１は前記復路の走行中に、畝間の脱出地点Ｐ４にある第一マーカーＭ１の次に入口地点Ｐ１にある第一マーカーＭ１に遭遇することになる。ここで、第二マーカーＭ２は、第三往復経路ＲＡ３における入口地点Ｐ１と畝間の脱出地点Ｐ４との間であって、入口地点Ｐ１との間隔が前記所定間隔から前記所定マージン間隔を差し引いた間隔未満に設置されており、自律走行車１は、前記復路では第二マーカーＭ２検出後に前記所定間隔の距離を走行するまでは第一マーカーＭ１を検出しないよう構成されている。そのため、自律走行車１は、前記復路の走行中に入口地点Ｐ１にある第一マーカーＭ１を検出しない。よって、自律走行車１は、第三往復経路ＲＡ３の走行時に、その進行順に、入口地点Ｐ１、進入地点Ｐ２、折返地点Ｐ３、脱出地点Ｐ４、及び、出口地点Ｐ５にそれぞれ設置された第一マーカーＭ１を検出し、それらを辿って走行することができる。このように、本構成によれば、障害物Ｏの存在等の理由により、長さが互いに異なっている畝により形成された畝間にも対応することができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のように、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。
（１）第二マーカーＭ２は、第三往復経路ＲＡ３における入口地点Ｐ１と畝間の脱出地点Ｐ４との間に設置されており（入口地点Ｐ１からの位置に制限はない。）、第三往復経路ＲＡ３における復路では第二マーカーＭ２検出後に最初に検出した第一マーカーＭ１を無視するように構成されることにより、第三往復経路ＲＡ３に設置された各第一マーカーＭ１を進行順に辿って走行するように構成されている態様に変更すること。この態様における往復経路の復路走行制御処理を図１０に示す。この処理では、前記実施形態におけるステップＳ１４８（図５）が、ステップＳ１４８Ａに変更されており、ここで、最初に検出した第一マーカーＭ１を無視するようになっている。
この構成によれば、次の作用効果を得ることができる。すなわち、第三往復経路ＲＡ３のように、例えば障害物の存在等の理由により、出口地点Ｐ５よりも入口地点Ｐ１が折返地点Ｐ３側にずれて、畝間の進入地点Ｐ２及び畝間の脱出地点Ｐ４が同一位置にあり、しかも折返地点Ｐ３に対して入口地点Ｐ１よりも出口地点Ｐ５の方が遠位置にある場合、自律走行車１は前記復路の走行中に、畝間の脱出地点Ｐ４にある第一マーカーＭ１の次に入口地点Ｐ１にある第一マーカーＭ１に遭遇することになる。ここで、第二マーカーＭ２は、第三往復経路ＲＡ３における入口地点Ｐ１と畝間の脱出地点Ｐ４との間に設置されており、自律走行車１は、前記復路では第二マーカーＭ２検出後に最初に検出した第一マーカーＭ１を無視するように構成されている。そのため、自律走行車１は、前記復路の走行中に入口地点Ｐ１にある第一マーカーＭ１を検出しない。自律走行車１は、第三往復経路ＲＡ３の走行時に、その進行順に、入口地点Ｐ１、進入地点Ｐ２、折返地点Ｐ３、脱出地点Ｐ４、及び、出口地点Ｐ５にそれぞれ設置された第一マーカーを検出し、それらを辿って走行することができる。このように、本構成によっても、障害物Ｏの存在等の理由により、長さが互いに異なっている畝により形成された畝間にも対応することができる。
（２）走行機体２の旋回手段として、他の公知の旋回手段を適宜採用すること。例えば、走行機体２の下部中央に旋回支持台を設け、該旋回支持台を突出・縮退させるように駆動可能に、かつ、該旋回支持台に対して走行機体２を旋回させるように駆動可能に旋回手段を構成することが挙げられる。この構成では、前記旋回支持台を下方に突出させることにより、支持面に対し走行機体２を浮上させ、その状態で旋回支持台に対して走行機体２を旋回させた後、旋回支持台を縮退させ、支持面に対し走行機体を接地させると、旋回が完了する。
（３）走行制御処理（ステップＳ１００）を、畝替経路走行制御処理（ステップＳ１６０）、往復経路の往路走行制御処理（ステップＳ１２０）、及び往復経路の復路走行制御処理（ステップＳ１４０）の順に繰り返し実行するように変更するとともに、走行機体２が畝替経路ＲＢの出口の方向に向けて、同入口に置かれた状態で実行されるように構成すること。
（４）自律走行車１は、磁気マーカーＭ（Ｍ１又はＭ２）を検出後、前記所定マージン間隔を走行するまでは、磁気マーカーＭを検出しないように構成すること。磁気マーカーＭ同士は、少なくとも前記所定マージン間隔を置いて設置されているので、磁気マーカーＭを検出後、前記所定マージン間隔を走行するまでは、磁気マーカーＭを検出する必要がなく、そのような不必要なときの検出をしないことにより、磁気マーカーＭの誤検出を防止することができる。

１ 自律走行車
２ 走行機体
２ａ 走行手段
２ｂ 駆動手段
３ 走行距離計測手段
４ 磁気検出手段
６ 走行制御手段
７ 薬液噴霧手段
Ｏ 障害物
Ｒ 運行経路
ＲＡ 往復経路
ＲＢ 畝替経路
Ｍ１ 第一マーカー
Ｍ２ 第二マーカー
Ｐ１ 入口地点
Ｐ２ 畝間の進入地点
Ｐ３ 折返地点
Ｐ４ 畝間の脱出地点
Ｐ５ 出口地点
Ｓ１００ 走行制御処理
Ｓ１２０ 往復経路の往路走行制御処理
Ｓ１４０ 往復経路の復路走行制御処理
Ｓ１６０ 畝替経路走行制御処理

本発明は、運行経路に設置された複数の磁気マーカーを自律走行車が辿って走行するように構成された自律走行システムに関するものである。

Claims (4)

1. 運行経路に設置された複数の磁気マーカーを自律走行車が辿って走行するように構成された自律走行システムであって、
   前記運行経路は、畝間の終端部に折返地点を有する、直線状に形成された複数の往復経路を含み、
   該各往復経路には、その進行順に、往路における入口地点、往路における畝間の始端部側の進入地点、前記折返地点、復路における畝間の始端部側の脱出地点、及び、復路における出口地点が略同一直線上に設けられ、
   前記複数の磁気マーカーは、Ｎ極又はＳ極のいずれか一方の磁力を発する第一マーカーを含み、該第一マーカーは、前記往復経路における前記地点にそれぞれ設置（但し、複数の地点が同一位置にある場合は、該複数の地点に共通に設置）され、
   前記複数の往復経路は、前記入口地点及び前記出口地点と、前記畝間の進入地点及び前記畝間の脱出地点とがそれぞれ同一位置にあり、その他の地点は個別位置にある第一往復経路を含んでおり、
   前記自律走行車は、前記第一マーカーからの磁気を検出する磁気検出手段を備えるとともに、その走行機体の中心を旋回中心とする定点旋回が可能に構成されることにより、前記第一往復経路に設置された各前記第一マーカーを進行順に辿って走行するように構成されている自律走行システム。
2. 前記複数の往復経路は、前記畝間の進入地点及び前記出口地点が同一位置にあり、その他の地点は個別位置にあり、前記畝間の脱出地点から前記出口地点までの距離が所定距離から所定マージン間隔を差し引いた距離未満であり、前記畝間の進入地点から前記折返地点までの距離と、前記折返地点から前記畝間の脱出地点までの距離とがそれぞれ所定距離以上である第二往復経路を含み、
   前記自律走行車は、前記第一マーカー検出後の走行距離を計測する走行距離計測手段を備えるとともに、前記畝間の進入地点の前記第一マーカー検出後に前記所定距離を走行するまでは前記第一マーカーを検出しないように構成されることにより、前記第二往復経路に設置された各前記第一マーカーを進行順に辿って走行するように構成されている請求項１記載の自律走行システム。
3. 前記複数の往復経路は、前記畝間の進入地点及び前記畝間の脱出地点が同一位置にあり、その他の地点は個別位置にあり、しかも前記折返地点に対して前記入口地点よりも前記出口地点の方が遠位置にある第三往復経路を含み、
   前記複数の磁気マーカーは、前記第一マーカーと反対の極の磁力を発する第二マーカーを含み、
   該第二マーカーは、前記第三往復経路における前記入口地点と前記畝間の脱出地点との間であって、該入口地点との間隔が所定間隔から所定マージン間隔を差し引いた間隔未満に設置されており、
   前記自律走行車は、前記磁気検出手段が前記第一マーカーからの磁気と前記第二マーカーからの磁気とを互いに区別して検出可能になっているとともに、該第二マーカー検出後の走行距離を計測する走行距離計測手段を備えており、前記復路では前記第二マーカー検出後に前記所定間隔の距離を走行するまでは前記第一マーカーを検出しないよう構成されることにより、前記第三往復経路に設置された各前記第一マーカーを進行順に辿って走行するように構成されている請求項１又は２に記載の自律走行システム。
4. 前記複数の往復経路は、前記畝間の進入地点及び前記畝間の脱出地点が同一位置にあり、その他の地点は個別位置にあり、しかも前記折返地点に対して前記入口地点よりも前記出口地点の方が遠位置にある第三往復経路を含み、
   前記複数の磁気マーカーは、前記第一マーカーと反対の極の磁力を発する第二マーカーを含み、
   該第二マーカーは、前記第三往復経路における前記入口地点と前記畝間の脱出地点との間に設置されており、
   前記自律走行車は、前記磁気検出手段が前記第一マーカーからの磁気と前記第二マーカーからの磁気とを互いに区別して検出可能になっているとともに、前記復路では前記第二マーカー検出後に最初に検出した前記第一マーカーを無視するように構成されることにより、前記第三往復経路に設置された各前記第一マーカーを進行順に辿って走行するように構成されている請求項１又は２に記載の自律走行システム。

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