JP2802525B2

JP2802525B2 - 自走車の走行コース設定装置

Info

Publication number: JP2802525B2
Application number: JP1309588A
Authority: JP
Inventors: 貞親都築
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1989-11-29
Filing date: 1989-11-29
Publication date: 1998-09-24
Anticipated expiration: 2013-09-24
Also published as: JPH03168811A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、自走車の走行コース設定装置に関し、特
に、自動車、工場内の無人移動搬送装置、農業および土
木機械等の自走車の走行コース設定装置に関する。

（従来の技術）近年、自走型作業ロボットは、ファクトリオートメー
ションのみならず、屋外の作業にも使用されるようにな
ってきている。特開昭60−62907号公報において提案さ
れている公園やゴルフ場などの芝や草を自動的に刈取る
ための自走型作業ロボットはその一例である。

この種の作業ロボットでは、作業に先立ち、作業ロボ
ットの制御装置に作業領域の外周を認識させる手順が必
要となる。この作業領域認識の方法としては、位置検出
手段を搭載した作業ロボットまたは自動車を操縦して作
業領域の外周を移動させ、作業ロボットまたは自動車の
自己位置検出結果に基づいて該作業ロボットまたは自動
車の移動軌跡つまり作業領域の外周を検出する方法があ
る。

上記の作業領域認識方法を実施する手段の一例とし
て、特開昭59−103111号公報に開示されている作業車が
ある。該作業車は方位センサおよび作業車の走行距離を
測定するセンサを有していて、作業車が所定距離走行す
る毎に作業車の方位情報をサンプリングし、そのサンプ
リング結果を記憶するように構成されている。したがっ
て、この作業車を作業領域の外周に沿って移動させてそ
の移動軌跡を検出すれば、作業車の制御装置に作業領域
の外周を認識させることができる。

（発明が解決しようとする課題）ところが上記の作業車を利用した作業領域認識方法は
次のような問題点を有していた。すなわち、作業領域に
沿って作業車を移動させながら所定間隔移動毎（所定距
離走行毎）に作業車の方位をサンプリングしてその結果
を記憶するようにしているので、作業領域が広い場合
は、サンプリング結果を記憶するために大きい記憶容量
を必要とした。

また、このように記憶された位置情報が必要以上に多
いと、走行コースの設定を行う場合に、記憶された位置
情報の処理が複雑になるという問題点もある。

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、少
ない位置情報によって作業領域外周を認識でき、認識し
た作業領域内に走行コースを設定できる自走車の走行コ
ース設定位置を提供することにある。

（課題を解決するための手段および作用）前記の問題点を解決するために、本発明は、作業領域
周辺の少なくとも３カ所の基準点に設置され、入射方向
に光を反射する光反射手段と、自走車に搭載され、該自
動車を中心として光ビームを円周方向に走査する光ビー
ム発生手段、および該光ビームの反射光を受光する受光
手段と、該受光手段の受光出力に基づいて自走車から見
た各基準点相互間の開き角を検出する手段と、該開き角
および前記基準点の位置情報に基づいて自走車の位置を
算出する位置算出手段と、自走車を作業領域の外周に沿
って移動させた場合に、前記位置検出手段で検出された
自走車の位置を記憶する記憶手段と、前記位置検出手段
によって検出された最新の検出位置が、その直前の連続
する２回分の検出位置を通る予定幅の直線上にあった場
合は、前記最新の検出位置で前記記憶手段上の前回の記
憶値を更新し、前記最新の検出位置が前記直線上に存在
しない場合は前記記憶手段上の前回の記憶値は保存し、
かつ前記検出位置を今回の検出位置として前記記憶手段
に記憶する記憶制御手段と、該記憶された自走車の位置
に基づいて認識された作業領域に走行コースを設定する
手段とを具備した点に特徴がある。

上記の特徴を有する本発明においては、自己位置を検
出できる自走車を作業領域の周囲で移動させて作業領域
認識作業を行わせる場合に、該自走車が大きく方向転換
した位置を記憶させていき、その記憶情報に基づいて少
ない位置情報で作業領域の輪郭を認識でき、その作業領
域に自走車の走行コースを設定できる。

（実施例）以下に図面を参照して、本発明の一実施例を説明す
る。第12図は本発明の走行コース設定装置を搭載した自
走車を示す斜視図である。

同図において、自走車１は例えば芝刈り機等の農作業
用自走車である。該自走車１の上部にはモータ５によっ
て駆動される回転テーブル４が設けられている。そし
て、該回転テーブル４には光ビーム2Eを発生する発光器
２、および該ビーム2Eの反射物による反射光2Rを受ける
受光器３が搭載されている。前記発光器２は光を発生す
る手段（発光ダイオード）を備え、受光器３は入射され
た光を受けて電気的信号に変換する手段（フォトダイオ
ード）を備えている（共に図示しない）。ロータリエン
コーダ７は回転テーブル４の駆動軸と連動するように設
けられていて、該ロータリエンコーダ７から出力される
パルスを計数することによって、回転テーブル４の回転
角度を検出できる。作業領域の周囲には反射器6a〜6dが
配置されており、該反射器6a〜6dは操向制御のための自
走車１の位置検出の基準点として利用される。該反射器
6a〜6dは入射した光をその入射方向に反射する反射面を
具備しており、コーナキューブプリズム等周知の反射手
段が使用できる。

次に、自走車１の操向制御装置に作業領域を認識させ
る本実施例の概要を説明する。第３図は自走車１の位置
検出手順を説明するための自走車と基準点との配置図で
あり、第４図は作業領域認識手順の説明図である。

第３図において、反射器6a〜6dはそれぞれ基準点Ａ〜
Ｄに配置される。自走車１の位置はＴ（x,y）で示さ
れ、ｘ軸に対する自走車１の進行方向はθｆで示され
る。同図では説明を簡単にするため基準点Ｂを座標の原
点とし、基準点Ｃを通る直線をｘ軸とした。自走車１の
進行方向に対する各基準点A,B,C,Dの方位角は、θa,θ
b,θc,θｄでそれぞれ示され、互いに隣接する基準点相
互間の開き角は、それぞれα，β，γ，δで示される。
自走車１の位置Ｔは前記開き角α〜δのうちの２つの開
き角に基づいて算出でき、自走車１の進行方向θｆは方
位角θａ〜θｄのいずれか１つを利用して算出できる。

次に示す式（１）〜（４）は開き角α，βおよび方位
角θｂを利用して自走車１の位置Ｔ（x,y）および進行
方向θｆを算出する式である。

ｘ＝xc｛（１＋ｋ・cotβ）／（１＋ｋ）｝ ……（１）ｙ＝kx ……（２）但し、ｋ＝（xc−xa−ya・cotα）／（ya−xa・cotα−xc・cotβ） ……（３） θｆ＝180゜−（θｂ−tan^-1k） ……（４）該算出式を導き出すための手順は特願昭63−116689
号、特願昭63−149619号、特願昭63−202697号に記載さ
れているので詳細の説明は省略する。

上記の式（１）〜（４）を利用して算出される自走車
１の位置に基づいて作業領域の輪郭は次のようにして認
識される。第４図において、基準点Ａ、Ｂ、Ｃ、および
Ｄには前記反射器6a〜6dが配置され、点Ｂを原点とし、
点ＢおよびＣを通る線をｘ軸とする座標系で自走車１お
よび作業領域22を表している。

同図に示したように、作業領域22は障害物（樹木）32
を回避した形状に設定されている。このような作業領域
22の輪郭を自走車１の操向制御装置に認識させるため
に、無線操縦または他の誘導手段等の適宜の手段によっ
て自走車１を作業領域の輪郭に沿って移動させる。この
場合、自走車１の位置は予定の処理サイクルで算出され
るが、その算出結果は、自走車１が作業領域の輪郭の屈
曲点P1,P2,P3,……,Pnにさしかかった場合などのよう
に、大きく方向転換した位置のみを記憶する。但し、作
業領域認識作業開始位置P0、つまり自走車１の最初の位
置算出結果は記憶する。

すなわち、自走車１が直進中は位置算出結果の最新値
だけを一時的に記憶しておき、その次の算出結果によっ
て自走車１がそれまでの移動コースの延長線上からずれ
たと判断されると、前記一時記憶されていた値を方向転
換位置として確定して記憶させる。こうして前記屈曲点
における自走車１の位置算出結果を記憶していけば、自
走車１が作業領域22を一周した時点で作業領域22の輪郭
を認識できる。

このように、実際はより複雑な軌跡を描いて移動して
いる自走車１の動きを多角形に近似させて記憶させ、か
つ直進部分では自走車１の位置は記憶しないようにした
ので、位置検出データの記憶個数を最少限度に抑えてい
ながら、作業領域の輪郭を実用上十分な精度で認識する
ことができる。

次に、本実施例の制御装置の機能を説明する。第１図
は本実施例の機能構成を示したブロック図である。同図
において、発光器２から射出される光ビーム2Eは、前記
回転テーブル４の回動方向に走査され、反射器６（6a〜
6d）によって反射される。反射器6a〜6dによって反射さ
れた光ビーム2Rは受光器３に入射される。

カウンタ９では、回転テーブル４の回転に伴ってロー
タリエンコーダ７から出力されるパルス数が計数され
る。該パルスの計数値（所定の基準位置からの回転角
度、すなわち前記方位角）は受光器３において反射光を
受光する毎に角度検出部10に転送される。該角度検出部
10ではカウンタ９から供給される前記パルスの計数値
（＝方位角）に基づいて、自走車１から見た各反射器6a
〜6d相互間の開き角α〜δが算出される。

自走車位置算出部23では、前記開き角α〜δのうちの
連続する２つの開き角およびあらかじめ測定されている
各基準点Ａ〜Ｄ、つまり反射器6a〜6dの位置情報に基づ
いて自走車１の位置Ｔ（x,y）が算出される。自走車位
置算出部23の算出結果は自走車位置記憶部24に供給され
る。但し、前回記憶された自走車１の位置と最新の算出
位置との差が小さく、その結果、移動判別部27において
自走車１の移動量が予定量以下であると判断された場合
は自走車位置算出部23の算出結果は自走車位置記憶部24
に供給されない。

直線式算出部28では自走車位置算出部23で検出された
位置と最新の記憶位置とに基づいて両位置を通る直線の
式が算出される。偏位検出部29では前記直線に対する自
走車位置算出部23で算出された位置の偏位が検出され
る。該偏位が予定量より小さい場合は前回記憶されたデ
ータは最新の算出データで更新され、偏位が予定量より
大きい場合は前回の記憶データは残したままで最新の算
出結果が記憶され、自走車位置の記憶個数が１つ増え
る。

認識終了検出部30では、自走車位置算出部23で算出さ
れた自走車１の位置が、最初に自走車位置記憶部24に格
納された位置と略一致したか否かを検知して作業領域の
認識終了信号を出力する。

以上の構成で自走車１が移動した軌跡すなわち作業領
域22の輪郭が認識される。

さらに、該作業領域22での走行コースを決定するた
め、走行コースｘ座標設定部25では走行コースを構成す
る複数本の直線行程のｘ座標を自走車位置記憶部24のデ
ータから計算し、該ｘ座標および自走車位置記憶部24の
記憶データに基づき、コース終端算出部26において各直
線行程の終端位置がそれぞれ算出される。前記直線行程
のｘ座標、およびコース終端算出部26の算出結果は後述
の走行コース設定部16に入力される。

次に、上記の直線行程を含む走行コースに沿って自走
車１を移動させる操向制御装置の構成を説明する。第２
図は操向制御装置の機能ブロック図であり、第１図の同
符号は同一または同等部分を示す。

同図において、位置・進行方向演算部13では角度検出
部10で検出された各基準点相互間の開き角および方位角
に基づいて自走車１の位置Ｔ（x,y）および進行方向θ
ｆが演算され、その演算結果は操舵部14に入力される。
操舵部14では、位置・進行方向演算部13から送られた演
算結果と、走行コース設定部16に設定される走行コース
とが比較され、該比較結果に基づき自走車の前輪17に連
結された操舵モータ35が駆動される。該操舵モータ35に
よる前輪17の操舵角は自走車１の前輪に設けられた舵角
センサ15で検出されて操舵部14にフィールドバックされ
る。駆動制御部18はエンジン19の始動・停止、および該
エンジン19の動力を後輪21に伝達するクラッチ20の動作
を制御する。該駆動制御部18は位置・進行方向演算部13
の出力と走行コース16の出力とによって、自動的にエン
ジン19を始動・停止させたり、クラッチ20を断続させた
りすることができる。

次に、上記の構成を有する本実施例の作業領域認識動
作をフローチャートに基づいて説明する。第５図は作業
領域認識動作を示すフローチャートである。

同図において、ステップS20では検出された屈曲点の
記憶個数を示す値ｉとして“0"をセットし、ステップS2
1で、前記算出式（１）〜（３）に基づいて自走車１の
位置を算出する。

ステップS22では前記個数ｉが“０か否かが判別され
る。最初の処理ではステップS20で該回数ｉとして“0"
がセットされているので該ステップS22は肯定となり、
ステップS23をスキップしてステップS24に移行する。ス
テップS24では前回検出座標PL（Xl,Yl）として前記ステ
ップS20で算出された自走車１の位置Ｔ（x,y）を記憶す
る。

第５図（その２）のステップS25では位置の記憶個数
が２つ以上になったか否かが判別される。記憶個数ｉが
２つになるまでは該ステップS25は否定となり、ステッ
プS26に進む。ステップS26では前記ステップS21で算出
された位置Ｔ（x,y）を記憶する。

ステップS27では前記記憶個数ｉが“0"か否かが判別
される。最初の処理ではステップS20で該個数ｉとして
“0"がセットされているので該ステップS27は肯定とな
り、ステップS28をスキップしてステップS29に移行す
る。

ステップS29では記憶個数ｉに“1"を加算（インクリ
メント）して第５図（その１）のステップS21に戻る。

自走車１の位置が少なくとも１つ検出されると、次の
サイクルでは、ステップS22の判断は否定となってステ
ップS23に進む。ステップS23では自走車１が予定距離
（ここでは10cmとした）以上移動したか、つまり前回検
出座標（Xl,Yl）と今回検出座標（x,y）との差が、例え
ば、ｘ座標またはｙ座標の少なくとも一方の座標値で10
cmを超えか否かの判別がなされる。自走車１が10cm以上
移動していたならばステップS24に進み、そうでなけれ
ばステップS21に戻る。

自走車１の位置が少なくとも１回分記憶されるとステ
ップS27の判別結果も否定となりステップS28に進む。ス
テップS28では前回のステップS26の処理で記憶された前
回記憶座標｛Xr（ｉ−１）,Yr（ｉ−１）｝と今回のス
テップS26の処理で記憶された今回記憶座標｛Xr（ｉ）,
Yr（ｉ）｝とを通る直線ｌの式を計算する。計算式は該
フローチャート中に示した。

また、記憶個数ｉが“2"になってステップS25の判別
結果が肯定になると、ステップS30に進み、算出された
自走車１の位置と前記直線ｌとの偏位（自走車１の位置
から直線ｌまでの距離）が予定値（ここでは10cmとし
た）以内か否かが判別される。すなわち、自走車１が直
線部分を移動しているか、または前記屈曲部分を通過し
て方向転換したかの判断がなされる。該判断のための算
出式は第６図に関して後述する。

ステップS30の判断が肯定となり、自走車１が直線部
分を移動していると判断されると、ステップS31に進ん
で自走車１の位置を最新の値（x,y）で更新する。

一方、ステップS30の判断が否定で、自走車１が屈曲
部分を通過したと判断されると、記憶個数ｉがインクリ
メントされ、自走車１の位置Ｔ（x,y）が記憶される
（ステップS33,S34）。このように、自走車１の位置が
前記ステップS28で算出された式で表される直線からは
ずれると該位置が記憶されて記憶個数ｉが増加する。

ステップS35では、前回記憶座標と今回記憶座標とに
基づいて新たな直線の式が計算される。計算式はステッ
プS28の場合と同じである。

ステップS32では、最新の自走車１の位置と最初に記
憶された自走車１の位置とのずれが予定値（ここでは10
cmとした）以内か、つまり最初の記憶座標｛Xr（０）,Y
r（０）｝と最新の検出座標（x,y）との差が10cm以内か
否かの判別がなされる。

前記位置のずれが予定範囲内であれば自走車１が作業
領域を一周したと判断されて作業領域認識処理を終了す
る。前記位置のずれが予定範囲外であれば、ステップS2
1へ戻る。

次に、前記直線ｌと自走車１の位置のずれが予定値以
下か否かを判断する方法の一例を説明する。第６図は直
線ｌと自走車の位置Ｔとの関係を示した図である。同図
において、直線l1は自走車１の位置Ｔ（x,y）を通って
直線ｌと直交している。直線l1と直線ｌとの交点の座標
を（xt,yt）とすると、直線ｌと自走車１の位置Ｔとの
偏位量（ｌ〜Ｔ）が予定値Lp以上ずれたか否かは、次式
（５）を満足しているか否かによって判断できる。

（ｘ−xt）^２＋（ｙ−yt）^２≧Lp² ……（５）次に、上記処理で認識された作業領域内に設定される
走行コースの１直線行程の終了位置を決定するための動
作を説明する。第７図は１直線行程の終了位置設定手順
を示すフローチャート、第８図は作業領域の一例を示す
図、第９図は作業領域と直線行程との交差部を示す図で
ある。第８図，第９図において点C1は直線行程TCと作業
領域の輪郭線との一方の交差点を示し、点Ｐ（ｉ−
１）、点Ｐ（ｉ）は前記点C1の前後で自走車１の位置を
記憶した点を示す。

ここでは、ｙ軸に平行に予定の間隔Ｌで複数本設定さ
れる走行コースの１直線行程の両終端部の位置を計算す
る場合を例にして説明する。この計算は、例えば、直線
行程TCが作業領域22の外周と交差する点C1の前後に検出
されて記憶された自走車１の位置Ｐ（ｉ−１）,P（ｉ）
に基づいて行う。

まず、ステップS50では自走車１の位置の記憶個数を
示す値ｉを“0"にし、ステップS51では該値ｉをインク
リメントする。

ステップS52では設定しようとする１行程の走行コー
スのｘ座標Xnが、前記作業領域認識処理で記憶された自
走車１の位置｛Xr（ｉ−１）,Yr（ｉ−１｝およびこれ
に引続いて直後に記憶された自走車１の位置｛Xr
（ｉ）,Yr（ｉ）｝の、各ｘ座標の間に位置するか否か
を判別する。この判別によって、直線行程TCが作業領域
の外周と交差する一方の点の前後に算出されて記憶され
た自走車１の位置を検出できる。したがって、該判別結
果が肯定ならば、ステップS53で１直線行程終端部のｙ
座標を補間計算で求める。補間計算の式は後述する。

ステップS54では、補間計算で求められたｙ座標を直
線行程の一方の終端部のｙ座標Y1として記憶し、ステッ
プS55では自走車１の位置の記憶個数を示す値ｉをイン
クリイメントする。

ステップS56では、直線行程が作業領域22の外周と交
差する他方の点の前後に算出されて記憶された自走車１
の位置を検出するために、直線行程TCのｘ座標Xnが、前
記作業領域認識処理で記憶された自走車１の位置｛Xr
（ｉ−１）,Yr（ｉ−１｝およびこれに引続いて直後に
記憶された自走車１の位置｛Xr（ｉ）,Yr（ｉ）｝の、
各ｘ座標の間に位置するか否かを判別する。

該ステップS56の判別結果が肯定になると、ステップS
57で１直線行程の他方の終端部のｙ座標を補間計算で求
める。ステップS58では、補間計算で求められたｙ座標
を直線行程の他方の終端部のｙ座標Y2として記憶する。

ステップS59では、座標Y1,Y2のうち大きいほうを直線
行程の一方の終端部Yt1として設定し、座標Y1,Y2のうち
小さいほうを直線行程の他方の終端部Yt2として設定す
る。

前記補間計算の式を次に示す。同式において使用され
ている符号は、第９図に示した通りである。第９図にお
いて、前記自走車位置記憶部24に、ある時点で記憶され
た自走車１の位置をＰ（ｉ）で示し、その１回前に記憶
された自走車１の位置をＰ（ｉ−１）で示す。

lx＝Xr（ｉ）−Xr（ｉ−１） ……（６） ln＝Xn−Xr（ｉ−１） ……（７） ly＝Yr（ｉ）−Yr（ｉ−１） ……（８）（６）、（７）、（８）式を用いて、Ｙ＝Yr（ｉ−１）＋ly×（ln/lx） ……（９）次に、上記の手順によって認識された作業領域におけ
る自走車１の操向制御について説明する。第10図は自走
車１の走行コースと基準点Ａ〜Ｄの配置状態を示す図で
あり、第11図は操向制御のフローチャートである。

第10図において、基準点Ａ〜Ｄには前記反射器6a〜6d
が配置される。作業領域22には互いの間隔がＬで、ｙ軸
に平行な複数本の直線行程と隣接する２つの直線行程と
をつなぐ旋回行程からなる走行コースが設定される。

図中、点P0〜P13は作業領域認識処理で記憶された自
走車１の位置、つまり自走車１の位置に基づいて検出さ
れた屈曲点を示し、点Ｓは作業開始点示す。図示のよう
に自走車１の位置は作業領域認識の開始点Ｓおよび自走
車１の移動方向が変化した屈曲点においてのみ記憶され
ている。

第11図のフローチャートに従って制御手順を説明す
る。なお、該フローチャートにおいては自走車１の現在
位置はＴ（Xp,Yp）で示す。

まず、ステップS1で作業領域の認識処理が必要か否か
の判別がなされる。該ステップS1の判別は、作業領域認
識用に設けられる外部スイッチの開閉状態に基づいて行
われる。既に記憶された領域の作業の場合は判別結果は
否定となり、ステップS2,S3はスキップされてステップ
Ｓに移行する。

未だ記憶されていない領域で作業を行う場合は、ステ
ップS2に進んで自走車１の自己位置Ｔ（Xp,Yp）で演算
する。

ステップS3では、第５図に示したフローチャートに従
って作業領域の認識処理が行われる。

ステップS4では、第１番目の直線行程が設定される。
すなわち、該直線行程のｘ座標Xnとして、記憶されてい
る屈曲点のｘ座標の最小値に値ａを加算してセットす
る。なお、ここで該ｘ座標の最小値に加算される値ａは
各直線行程相互間の距離Ｌより小さい値（例えばL/2）
であり、作業領域の形状、自走車１の幅および作業形態
などから決定される。但し、直線行程のｘ座標Xnとして
検出された屈曲点のｘ座標の最小値をセットした結果、
直線行程の長さが極端に短くならないような座標値Xnを
設定するのが望ましい。

ステップS5では、第１番目の直線行程と作業領域の輪
郭が交差する点Yt1,Yt2を計算する。該第１番目の直線
行程の一方の終端位置Yt2は作業開始位置のｙ座標Ystに
なる。該計算は第７図に示したフローチャートに従って
行われる。

ステップS6では、作業開始位置を設定する。ステップ
S7では、作業終了位置として記憶されている屈曲点のｘ
座標の最大値を設定する。

作業領域の認識および作業開始位置、終了位置の決定
が終了すると、ステップS8では、自動的またはラジコン
操作等適宜の手段で自走車１を作業開始位置Ｓ（Xst,Ys
t）へ移動させる。

ステップS9で、自走車１の走行を開始させ、自己位置
（Xp,Yp）および進行方向θｆの演算を行う（ステップS
10）。ステップS11では走行コースTCからのずれ量（Δ
Ｘ＝Xp−Xn、Δθｆ）が演算され、ステップS12では、
前記ずれ量に応じて操舵部14によっって操舵角制御が行
われる。

ステップS13では自走車１がｙ軸方向において、原点
から遠ざかる方向（行き方向）に走行しているか、原点
に近づく方向（戻り方向）に走行しているかが判断され
る。

行き方向であれば、ステップS14において、一行程が
終了したか（Yp＞Yt1）否かが判断され、戻り方向であ
れば、ステップS15において、一行程終了（Yp＜Yt2）し
たか否かが判断される。ステップS14またはS15におい
て、一行程が終了していないと判断されればステップS1
0に戻る。

ステップS14またはS15において、一行程終了したと判
断されれば、次はステップS16において全行程が終了し
た（Xn≧Xe−Ｌ）か否かの判断が行われる。

全行程が終了していなければ、ステップS16からステ
ップS17に移って直線行程から旋回行程へ移行して自走
車１のＵターン制御が行われ、ステップS18では、XnにX
n＋Ｌがセットされ、次の直線行程が設定される。次の
直線行程が設定されればステップS19において、前記ス
テップS5と同様に該直線行程の終端位置のｙ座標の計算
が行われる。終端位置のｙ座標が計算された後はステッ
プS10に戻る。

こうして全行程が終了したならば、走行が停止される
（ステップS20）。なお、自走車１の戻り位置Ｒの座標
を予め入力しておき、全行程が終了したならば必要に応
じて該戻り位置Ｒまで走行させるようにしても良い。

ステップS17におけるＵターン制御は、前記位置・進
行方向演算部13で演算された自走車１の位置情報を操舵
部14にフィードバックするステップS9〜S11の処理には
よらないで、あらかじめ設定されたプログラムに従って
行われる。すなわち、作業領域22内では自走車はフィー
ドバック制御で操向制御され、方向転換のための制御は
プログラム制御、例えば操舵角を所定値に固定し旋回さ
せる等によって行われる。

なお、旋回行程および直線行程間の移行の制御を簡単
にするため、直線行程の開始位置のｙ座標は、直前の直
線行程の終了位置のｙ座標を使用してもよい。このよう
にすれば、ある直線行程の終了位置のｙ座標と、次の直
線行程の開始位置のｙ座標が大きくずれている場合のＵ
ターン制御が簡単になる。

以上の説明のように、本実施例では、自走車１を作業
領域の外周に沿って移動させ、該自走車１の移動軌跡つ
まり作業領域の輪郭を認識するようにした。そして、輪
郭が認識された作業領域において間隔Ｌで設定された複
数本の直線行程のそれぞれの終端位置を前記自走車１の
移動軌跡の記憶データから計算して確定し、この直線行
程および隣接する直線行程を結ぶ旋回行程上に自走車１
を走行させるようにした。

（発明の効果）以上の説明から明らかなように、本発明によれば、次
のような効果が得られる。

（１）作業領域が複雑な形状をしていても、該作業領域
外周の直線部分の両端位置座標だけを記憶させて該領域
の形状を認識できるようにしたので、作業領域の輪郭を
記憶させるための記憶装置の容量が小さくてすむ。

（２）前記領域を認識させるのに要する記憶データ量を
少なくできるので、従来技術のように、多くの記憶デー
タを扱う場合よりも領域認識の演算処理が簡単になる。

（３）作業領域認識のために自走車を走行させる際に、
自走車がジグザグ走行するようなことがあっても、算出
された予定幅の直線上に乗って移動されていれば、ジグ
ザグ走行の軌跡をそのまま記憶することはないので、領
域認識のための自走車の誘導が容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の一実施例を示すブロック
図、第３図は自走車の位置検出の原理説明図、第４図は
作業領域認識手順の説明図、第５図は作業領域認識動作
を示すフローチャート、第６図は自走車の位置と予定の
直線との関係を示す図、第７図は直線行程端部の決定手
順を示すフローチャート、第８図は作業領域と直線行程
との関係を示す図、第９図は作業領域と直線行程との交
差部拡大図、第10図は走行コースと基準点の配置状態の
一例を示す図、第11図は操向制御のフローチャート、第
12図は自走車と反射器の斜視図である。１……自走車、２……発光器、３……受光器、６……反
射器、10……角度検出部、13……位置・進行方向演算
部、16……走行コース設定部、23……自走車位置算出
部、24……自走車位置記憶部、25……走行コースｘ座標
設定部、26……コース終端算出部、27……移動判別部、
28……直線式算出部、29……偏位検出部、30……認識終
了検出部、31……方位検出部、

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】作業領域周辺の少なくとも３カ所の基準点
に設置され、入射方向に光を反射する光反射手段と、自走車に搭載され、該自走車を中心として光ビームを円
周方向に走査する光ビーム発生手段と、自走車に搭載され、前記光ビームの反射光を受光する受
光手段と、前記受光手段の受光出力に基づいて自走車から見た各基
準点相互間の開き角を検出する手段と、前記開き角および前記基準点の位置情報に基づいて自走
車の位置を算出する位置算出手段と、自走車を作業領域の外周に沿って移動させた場合に、前
記位置算出手段で検出された自走車の位置を記憶する記
憶手段と、前記位置算出手段によって検出された最新の検出位置
が、その直前の連続する２回分の検出位置を通る予定幅
の直線上にあった場合は、前記最新の検出位置で前記記
憶手段上の前回の記憶値を更新し、前記最新の検出位置
が前記直線上に存在しない場合は前記記憶手段上の前回
の記憶値は保存し、かつ前記最新の検出位置を今回の検
出位置として前記記憶手段に記憶する記憶制御手段と、前記記憶手段に記憶された検出位置に基づいて認識され
た作業領域に走行コースを設定する手段とを具備したこ
とを特徴とする自走車の走行コース設定装置。
【請求項２】自走車の検出位置を複数回記憶した後に検
出された自走車の位置が、該自走車の移動開始位置を中
心とする予定距離範囲内になった場合に自走車の位置検
出を終了するように構成したことを特徴とする請求項１
記載の自走車の走行コース設定装置。
【請求項３】前記自走車の位置算出は、あらかじめ設定
された座標系の上で行い、記憶された自走車の位置デー
タに基づいて認識された作業領域に走行コースを設定す
る際には、前記位置データのｘ座標の最小値または最大
値で示された位置を作業開始位置として走行コースを設
定するように構成したことを特徴とする請求項１または
２記載の自走車の走行コース設定装置。
【請求項４】前記走行コースがｙ軸に平行に設定された
複数の直線行程と、互いに隣接する直線行程の２つをつ
なぐ旋回行程とからなり、前記各直線行程の終端位置のｙ座標を、該直線行程上に
位置する前記記憶データのｙ座標、および該直線行程を
挟む前後位置で記憶された２つの記憶データから補間計
算された点のｙ座標のいずれかで規定するように構成さ
れたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の
自走車の走行コース設定装置。