JP2981375B2 - 作業車の走行制御装置 - Google Patents
作業車の走行制御装置Info
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 14
- 241000209094 Oryza Species 0.000 description 4
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、予定走行経路に沿って
走行するように車体の操向装置の作動を制御する操向制
御手段が設けられた作業車の走行制御装置に関する。
走行するように車体の操向装置の作動を制御する操向制
御手段が設けられた作業車の走行制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】上記この種の作業車の走行制御装置は、
例えば、直線状の予定走行経路に沿って誘導用ビーム光
が投射され、作業車側で上記ビーム光を受光する光セン
サの車体横幅方向での受光位置の情報によって、予定走
行経路に対する車体横幅方向での車体の位置ずれと予定
走行経路方向に対する車体方位角とを検出し、この車体
の位置ずれと車体方位角の情報に基づいて上記位置ずれ
と車体方位角とを共にゼロにするようにステアリング操
作の目標操向角を設定し、この目標操向角で車体の操向
装置（前輪等）を操向制御して作業車を予定走行経路に
沿って走行させるようにしていた。ここで、従来では、
車体方位角の検出のために、上記車体位置検出用の受光
センサを車体前後方向に一対並置し、この一対のセンサ
の車体前後方向での間隔及び車体横幅方向での各受光位
置の情報から車体方位角を求めるようにしていた。
例えば、直線状の予定走行経路に沿って誘導用ビーム光
が投射され、作業車側で上記ビーム光を受光する光セン
サの車体横幅方向での受光位置の情報によって、予定走
行経路に対する車体横幅方向での車体の位置ずれと予定
走行経路方向に対する車体方位角とを検出し、この車体
の位置ずれと車体方位角の情報に基づいて上記位置ずれ
と車体方位角とを共にゼロにするようにステアリング操
作の目標操向角を設定し、この目標操向角で車体の操向
装置（前輪等）を操向制御して作業車を予定走行経路に
沿って走行させるようにしていた。ここで、従来では、
車体方位角の検出のために、上記車体位置検出用の受光
センサを車体前後方向に一対並置し、この一対のセンサ
の車体前後方向での間隔及び車体横幅方向での各受光位
置の情報から車体方位角を求めるようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では、車体方位角を検出するのに車体位置検出用
の受光センサを一対設ける必要があるため、作業車の装
置構成が複雑化するという不具合があった。
来技術では、車体方位角を検出するのに車体位置検出用
の受光センサを一対設ける必要があるため、作業車の装
置構成が複雑化するという不具合があった。
【０００４】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、上記従来技術の欠点を解消すべ
く、余分な受光センサを設けることなく作業車の走行制
御用に本来備っている構成を利用して、車体方位角を検
出することにある。
であって、その目的は、上記従来技術の欠点を解消すべ
く、余分な受光センサを設けることなく作業車の走行制
御用に本来備っている構成を利用して、車体方位角を検
出することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明による作業車の走
行制御装置の第１の特徴構成は、予定走行経路に対する
車体横幅方向での車体の位置ずれを検出する車体位置検
出手段と、前記操向装置の操向角を検出する操向角検出
手段とが設けられ、前記車体の操向特性におけるダイナ
ミクスを記述する状態方程式と、前記車体位置検出手段
及び前記操向角検出手段の検出情報とに基づいて、予定
走行経路方向に対する車体方位角を推定する推定手段が
設けられ、前記操向制御手段が、前記車体位置検出手段
の位置ずれ情報及び前記推定手段の車体方位角の情報に
基づいて目標操向角を設定するように構成されている点
にある。
行制御装置の第１の特徴構成は、予定走行経路に対する
車体横幅方向での車体の位置ずれを検出する車体位置検
出手段と、前記操向装置の操向角を検出する操向角検出
手段とが設けられ、前記車体の操向特性におけるダイナ
ミクスを記述する状態方程式と、前記車体位置検出手段
及び前記操向角検出手段の検出情報とに基づいて、予定
走行経路方向に対する車体方位角を推定する推定手段が
設けられ、前記操向制御手段が、前記車体位置検出手段
の位置ずれ情報及び前記推定手段の車体方位角の情報に
基づいて目標操向角を設定するように構成されている点
にある。
【０００６】又、第２の特徴構成は、第１の特徴構成を
実施する際の好適な具体構成を特定するものであって、
前記推定手段が、Ｌｕｅｎｂｅｒｇｅｒのオブザーバー
を利用して構成されている点にある。
実施する際の好適な具体構成を特定するものであって、
前記推定手段が、Ｌｕｅｎｂｅｒｇｅｒのオブザーバー
を利用して構成されている点にある。
【０００７】
【作用】本発明の第１の特徴構成によれば、予定走行経
路に対する車体横幅方向での車体の位置ずれと車体の操
向装置の操向角とが検出され、この両検出情報と、車体
の操向特性におけるダイナミクスを記述する状態方程式
とに基づいて、予定走行経路方向に対する車体方位角を
推定する。そして、上記検出された車体の位置ずれ情報
及び上記推定して求めた車体方位角の情報に基づいて目
標操向角を設定し、この目標操向角で車体の操向装置を
作動させて車体を予定走行経路に沿って走行させる。
路に対する車体横幅方向での車体の位置ずれと車体の操
向装置の操向角とが検出され、この両検出情報と、車体
の操向特性におけるダイナミクスを記述する状態方程式
とに基づいて、予定走行経路方向に対する車体方位角を
推定する。そして、上記検出された車体の位置ずれ情報
及び上記推定して求めた車体方位角の情報に基づいて目
標操向角を設定し、この目標操向角で車体の操向装置を
作動させて車体を予定走行経路に沿って走行させる。
【０００８】又、第２の特徴構成によれば、Ｌｕｅｎｂ
ｅｒｇｅｒのオブザーバーを利用して、上記車体方位角
が推定される。以下、この場合について詳述する。図２
にモデル的に示す車体の操向特性におけるダイナミクス
は、以下の状態方程式で表される。
ｅｒｇｅｒのオブザーバーを利用して、上記車体方位角
が推定される。以下、この場合について詳述する。図２
にモデル的に示す車体の操向特性におけるダイナミクス
は、以下の状態方程式で表される。
【０００９】
【数１】ｄφ／ｄｔ＝ａ13・θ ｄα／ｄｔ＝ａ21・φ ｄθ／ｄｔ＝ａ33（θ−θST）
【００１０】ここで、φ：予定走行経路方向に対する車
体方位角 α：予定走行経路に対する車体横幅方向での車体の位置
ずれ θ：操向装置である前輪の操向角（ステアリング角） θST：ステアリング操作の目標操向角 ａ13＞０、ａ21＞０、ａ33＜０ であり、各変換係数ａ13、ａ21、ａ33は解析的に求めた
ものを使う。上記数１を、状態変数ベクトルｘ、係数行
列Ａ，Ｂを使って書き換える。
体方位角 α：予定走行経路に対する車体横幅方向での車体の位置
ずれ θ：操向装置である前輪の操向角（ステアリング角） θST：ステアリング操作の目標操向角 ａ13＞０、ａ21＞０、ａ33＜０ であり、各変換係数ａ13、ａ21、ａ33は解析的に求めた
ものを使う。上記数１を、状態変数ベクトルｘ、係数行
列Ａ，Ｂを使って書き換える。
【００１１】
【数２】
【００１２】又、直接得られる出力ｙは、αとθであ
り、下記の数３で表される。
り、下記の数３で表される。
【００１３】
【数３】
【００１４】次に、上記状態方程式で表される系のＬｕ
ｅｎｂｅｒｇｅｒのオブザーバーを、下記数４及び図３
に示す。ここで、前記数１の第１式から第２式を引く
と、 ｄ（φ−α）／ｄｔ＝−ａ２１・（φ−α）−ａ２１・α＋ａ１３・θ が得られ、これから、上記状態変数の線形結合による新
たな変数ｚ（但し、ｚ＝φ−α）についての数４の式
（１）を求めている。又、図３ において、点線で囲んだ
範囲ＯＢがオブザーバーの部分であり、残りの部分が上
記状態方程式で表される系である。
ｅｎｂｅｒｇｅｒのオブザーバーを、下記数４及び図３
に示す。ここで、前記数１の第１式から第２式を引く
と、 ｄ（φ−α）／ｄｔ＝−ａ２１・（φ−α）−ａ２１・α＋ａ１３・θ が得られ、これから、上記状態変数の線形結合による新
たな変数ｚ（但し、ｚ＝φ−α）についての数４の式
（１）を求めている。又、図３ において、点線で囲んだ
範囲ＯＢがオブザーバーの部分であり、残りの部分が上
記状態方程式で表される系である。
【００１５】
【数４】
【００１６】そして、上記式（１）をルンゲクッタ法等
の解法を使って求めた解ｚからｘeを得、最終的に車体
方位角φがｚ＋αで与えられる（数２参照）。
の解法を使って求めた解ｚからｘeを得、最終的に車体
方位角φがｚ＋αで与えられる（数２参照）。
【００１７】
【発明の効果】本発明の第１の特徴構成によれば、車体
方位角を検出するのに車体位置検出用の受光センサを余
分に設けることなく、作業車の走行制御用に本来備って
いる構成を有効利用して車体方位角を検出することがで
き、もって、作業車の装置構成の簡素化が実現される。
方位角を検出するのに車体位置検出用の受光センサを余
分に設けることなく、作業車の走行制御用に本来備って
いる構成を有効利用して車体方位角を検出することがで
き、もって、作業車の装置構成の簡素化が実現される。
【００１８】又、第２の特徴構成によれば、第１の特徴
構成を実施する際の好適な手段が得られる。
構成を実施する際の好適な手段が得られる。
【００１９】
【実施例】以下、本発明を田植え用の作業車の走行制御
装置に適用した場合の実施例を図面に基づいて説明す
る。
装置に適用した場合の実施例を図面に基づいて説明す
る。
【００２０】図７に示すように、圃場内に設定された互
いに平行に並ぶ複数個の走行行程において、田植え用の
作業車Ｖが走行行程の長さ方向に沿って自動走行するよ
うに誘導するために、その予定走行経路である基準軌道
を設定する誘導用ビーム光Ａ１をその一端側から他端側
に向けて走行行程の長さ方向に沿って投射する誘導用レ
ーザ光投射装置Ｂ１が、複数個の走行行程のうちの隣接
する一対の走行行程によって共用されて設けられ、もっ
て、互いに平行する複数個の走行行程の夫々において前
記誘導用ビーム光Ａ１を投射している。
いに平行に並ぶ複数個の走行行程において、田植え用の
作業車Ｖが走行行程の長さ方向に沿って自動走行するよ
うに誘導するために、その予定走行経路である基準軌道
を設定する誘導用ビーム光Ａ１をその一端側から他端側
に向けて走行行程の長さ方向に沿って投射する誘導用レ
ーザ光投射装置Ｂ１が、複数個の走行行程のうちの隣接
する一対の走行行程によって共用されて設けられ、もっ
て、互いに平行する複数個の走行行程の夫々において前
記誘導用ビーム光Ａ１を投射している。
【００２１】又、前記走行行程の長さ方向における両端
部の位置を示すと共に、次の走行行程への回向動作の開
始位置を示すための回向用ビーム光Ａ２を、前記誘導用
ビーム光Ａ１の投射方向に対して直交する方向に向けて
投射する回向用レーザ光投射装置Ｂ２が、走行行程の長
さ方向における両端部夫々に対応して前記走行行程が並
ぶ圃場横側方箇所に設けられている。これにより、前記
作業車Ｖが各走行行程の終端部に達するに伴って、前記
作業車Ｖを次の走行行程に向けて１８０度方向転換させ
ながら、各走行行程を往復走行させることにより、所定
範囲の圃場における植え付け作業を連続して自動的に行
えるようにしている。
部の位置を示すと共に、次の走行行程への回向動作の開
始位置を示すための回向用ビーム光Ａ２を、前記誘導用
ビーム光Ａ１の投射方向に対して直交する方向に向けて
投射する回向用レーザ光投射装置Ｂ２が、走行行程の長
さ方向における両端部夫々に対応して前記走行行程が並
ぶ圃場横側方箇所に設けられている。これにより、前記
作業車Ｖが各走行行程の終端部に達するに伴って、前記
作業車Ｖを次の走行行程に向けて１８０度方向転換させ
ながら、各走行行程を往復走行させることにより、所定
範囲の圃場における植え付け作業を連続して自動的に行
えるようにしている。
【００２２】前記作業車Ｖの構成について説明すれば、
図６及び図７に示すように、左右一対の前輪３及び後輪
４を備えた車体５の後部に、苗植え付け装置６が、昇降
自在で且つ駆動停止自在に設けられている。又、図１に
示すように、前後輪３，４は、左右を一対として前後で
各別に操向操作自在に構成され、操向用の油圧シリンダ
７，８と、それらに対する電磁操作式の制御弁９，１０
とが設けられている。つまり、前輪３又は後輪４のみを
操向する２輪ステアリング形式、前後輪３，４を逆位相
で且つ同角度に操向する４輪ステアリング形式、前後輪
３，４を同位相で且つ同角度に操向する平行ステアリン
グ形式の三種類のステアリング形式を選択使用できるよ
うになっている。尚、前記予定走行経路つまり誘導用ビ
ーム光Ａ１に沿って作業車Ｖを走行させる場合は、前輪
３のみを操向する２輪ステアリング形式を使うので、こ
の場合の車体５の操向装置は前輪３にて構成される。
図６及び図７に示すように、左右一対の前輪３及び後輪
４を備えた車体５の後部に、苗植え付け装置６が、昇降
自在で且つ駆動停止自在に設けられている。又、図１に
示すように、前後輪３，４は、左右を一対として前後で
各別に操向操作自在に構成され、操向用の油圧シリンダ
７，８と、それらに対する電磁操作式の制御弁９，１０
とが設けられている。つまり、前輪３又は後輪４のみを
操向する２輪ステアリング形式、前後輪３，４を逆位相
で且つ同角度に操向する４輪ステアリング形式、前後輪
３，４を同位相で且つ同角度に操向する平行ステアリン
グ形式の三種類のステアリング形式を選択使用できるよ
うになっている。尚、前記予定走行経路つまり誘導用ビ
ーム光Ａ１に沿って作業車Ｖを走行させる場合は、前輪
３のみを操向する２輪ステアリング形式を使うので、こ
の場合の車体５の操向装置は前輪３にて構成される。
【００２３】図１中、１１はエンジンＥからの出力を変
速して前後輪３，４の夫々を同時に駆動する油圧式無段
変速装置、１２はその変速操作用の電動モータ、１３は
植え付け装置６の昇降用油圧シリンダ、１４はその制御
弁、１５はエンジンＥによる植え付け装置６の駆動を断
続する電磁操作式の植え付けクラッチである。又、作業
車Ｖの走行並びに植え付け装置６の作動を制御するため
のマイクロコンピュータ利用の制御装置１６が設けら
れ、この制御装置１６が、後述の各種センサの検出情報
に基づいて、前記変速用モータ１２、前記各制御弁９，
１０，１４、及び、前記植え付けクラッチ１５の夫々を
制御するように構成されている。
速して前後輪３，４の夫々を同時に駆動する油圧式無段
変速装置、１２はその変速操作用の電動モータ、１３は
植え付け装置６の昇降用油圧シリンダ、１４はその制御
弁、１５はエンジンＥによる植え付け装置６の駆動を断
続する電磁操作式の植え付けクラッチである。又、作業
車Ｖの走行並びに植え付け装置６の作動を制御するため
のマイクロコンピュータ利用の制御装置１６が設けら
れ、この制御装置１６が、後述の各種センサの検出情報
に基づいて、前記変速用モータ１２、前記各制御弁９，
１０，１４、及び、前記植え付けクラッチ１５の夫々を
制御するように構成されている。
【００２４】前記作業車Ｖには、図１に示すように、前
後輪３，４夫々の操向角を検出するポテンショメータ利
用の操向角検出センサＲ１，Ｒ２、前記変速装置１１の
変速状態に基づいて間接的に前後進状態及び車速を検出
するポテンショメータ利用の車速センサＲ３、及び前記
変速装置１１の出力軸の回転数を計数して走行距離を検
出するためのエンコーダＳ４が設けられ、又、後述の回
向用光センサＳ３、及び操向制御用光センサＳ１の各種
センサが設けられている。尚、前記予定走行経路つまり
誘導用ビーム光Ａ１に沿って作業車Ｖを走行させる場合
の操向装置は前輪３になるので、操向装置３の操向角を
検出する操向各検出手段が前輪３の操向角を検出する上
記操向角検出センサＲ１にて構成される。
後輪３，４夫々の操向角を検出するポテンショメータ利
用の操向角検出センサＲ１，Ｒ２、前記変速装置１１の
変速状態に基づいて間接的に前後進状態及び車速を検出
するポテンショメータ利用の車速センサＲ３、及び前記
変速装置１１の出力軸の回転数を計数して走行距離を検
出するためのエンコーダＳ４が設けられ、又、後述の回
向用光センサＳ３、及び操向制御用光センサＳ１の各種
センサが設けられている。尚、前記予定走行経路つまり
誘導用ビーム光Ａ１に沿って作業車Ｖを走行させる場合
の操向装置は前輪３になるので、操向装置３の操向角を
検出する操向各検出手段が前輪３の操向角を検出する上
記操向角検出センサＲ１にて構成される。
【００２５】図６及び図７にも示すように、前記誘導用
ビーム光Ａ１に対する車体横幅方向での車体５の位置を
その車体横幅方向での受光位置に基づいて検出するため
に、誘導用ビーム光Ａ１を受光する操向制御用光センサ
Ｓ１が作業車Ｖの横幅方向の右側の車体前方側に設けら
れている。つまり、この操向制御用光センサＳ１が、予
定走行経路に対する車体横幅方向での車体５の位置ずれ
を検出する車体位置検出手段Ｓ１を構成する。更に、前
記回向用ビーム光Ａ２を受光する回向用光センサＳ３
が、車体左右何れの側からでも回向用ビーム光Ａ２を受
光できるように、操向制御用光センサＳ１の前方側の車
体左右両側の夫々に設けられている。尚、回向用光セン
サＳ３は回向用ビーム光Ａ２に対する受光の有無のみを
検出するように構成され、受光位置は判別できないよう
になっている。
ビーム光Ａ１に対する車体横幅方向での車体５の位置を
その車体横幅方向での受光位置に基づいて検出するため
に、誘導用ビーム光Ａ１を受光する操向制御用光センサ
Ｓ１が作業車Ｖの横幅方向の右側の車体前方側に設けら
れている。つまり、この操向制御用光センサＳ１が、予
定走行経路に対する車体横幅方向での車体５の位置ずれ
を検出する車体位置検出手段Ｓ１を構成する。更に、前
記回向用ビーム光Ａ２を受光する回向用光センサＳ３
が、車体左右何れの側からでも回向用ビーム光Ａ２を受
光できるように、操向制御用光センサＳ１の前方側の車
体左右両側の夫々に設けられている。尚、回向用光セン
サＳ３は回向用ビーム光Ａ２に対する受光の有無のみを
検出するように構成され、受光位置は判別できないよう
になっている。
【００２６】前記操向制御用光センサＳ１について説明
を加えれば、図５及び図６に示すように、前輪３の車軸
位置の上方に立設された支柱上に設置され、前記誘導用
ビーム光Ａ１が車体前後の何れの方向から入射される場
合でも差のない状態で受光できるようにするために、車
体前後の各方向からの入射光を光センサＳ１の受光面に
向けて反射する反射鏡１８を備えている。光センサＳ１
は、複数個の受光素子Ｄを車体横幅方向に並設したもの
であって、横幅方向でのセンサ中心Ｄ０に位置する受光
素子の位置を基準として、誘導用ビーム光Ａ１を受光し
た受光素子の受光位置Ｘ即ち車体の誘導用ビーム光Ａ１
に対する車体横幅方向での位置ずれαを検出できるよう
に構成されている。
を加えれば、図５及び図６に示すように、前輪３の車軸
位置の上方に立設された支柱上に設置され、前記誘導用
ビーム光Ａ１が車体前後の何れの方向から入射される場
合でも差のない状態で受光できるようにするために、車
体前後の各方向からの入射光を光センサＳ１の受光面に
向けて反射する反射鏡１８を備えている。光センサＳ１
は、複数個の受光素子Ｄを車体横幅方向に並設したもの
であって、横幅方向でのセンサ中心Ｄ０に位置する受光
素子の位置を基準として、誘導用ビーム光Ａ１を受光し
た受光素子の受光位置Ｘ即ち車体の誘導用ビーム光Ａ１
に対する車体横幅方向での位置ずれαを検出できるよう
に構成されている。
【００２７】前記制御装置１６を利用して、前記車体５
の操向特性におけるダイナミクスを記述する状態方程式
と、前記操向制御用光センサＳ１及び前記操向角検出セ
ンサＲ１の検出情報とに基づいて、予定走行経路方向に
対する車体方位角を推定する推定手段１０１が、Ｌｕｅ
ｎｂｅｒｇｅｒのオブザーバーを利用して構成されてい
る。即ち、図３及び図４に示すように、操向制御用光セ
ンサＳ１の出力である車体５の横ずれ（α）データ及び
操向角検出センサＲ１の出力であるステアリング角θの
両データを取り込み、前述の式（１）の微分方程式を解
き、その解ｚから車体方位角φを（ｚ＋α）として求め
る。
の操向特性におけるダイナミクスを記述する状態方程式
と、前記操向制御用光センサＳ１及び前記操向角検出セ
ンサＲ１の検出情報とに基づいて、予定走行経路方向に
対する車体方位角を推定する推定手段１０１が、Ｌｕｅ
ｎｂｅｒｇｅｒのオブザーバーを利用して構成されてい
る。即ち、図３及び図４に示すように、操向制御用光セ
ンサＳ１の出力である車体５の横ずれ（α）データ及び
操向角検出センサＲ１の出力であるステアリング角θの
両データを取り込み、前述の式（１）の微分方程式を解
き、その解ｚから車体方位角φを（ｚ＋α）として求め
る。
【００２８】又、前記制御装置１６を利用して、予定走
行経路（誘導用ビーム光Ａ１で示される基準軌道）に沿
って走行するように、前輪３の作動を制御する操向制御
手段１００が構成され、この操向制御手段１００は、前
記操向制御用光センサＳ１の受光情報即ち車体５の位置
ずれ情報及び前記推定手段１０１によって推定された車
体方位角の情報に基づいて目標操向角θSTを設定するよ
うに構成されている。具体的には、前記操向制御用光セ
ンサＳ１の受光位置Ｘ即ち車体の誘導用ビーム光Ａ１に
対する車体横幅方向での位置ずれα、及び、前記演算手
段１０１によって推定された車体方位角φに、現在のス
テアリング角度θの情報を加え、これらの情報に基づい
て、下式のようにステアリング操作の目標操向角θSTを
設定し、この目標操向角θSTで前輪３をステアリング操
作する。
行経路（誘導用ビーム光Ａ１で示される基準軌道）に沿
って走行するように、前輪３の作動を制御する操向制御
手段１００が構成され、この操向制御手段１００は、前
記操向制御用光センサＳ１の受光情報即ち車体５の位置
ずれ情報及び前記推定手段１０１によって推定された車
体方位角の情報に基づいて目標操向角θSTを設定するよ
うに構成されている。具体的には、前記操向制御用光セ
ンサＳ１の受光位置Ｘ即ち車体の誘導用ビーム光Ａ１に
対する車体横幅方向での位置ずれα、及び、前記演算手
段１０１によって推定された車体方位角φに、現在のス
テアリング角度θの情報を加え、これらの情報に基づい
て、下式のようにステアリング操作の目標操向角θSTを
設定し、この目標操向角θSTで前輪３をステアリング操
作する。
【００２９】
【数５】 θST＝−ｋ1 α−ｋ2 φ−ｋ3 θ ………（２） ｋ1 ＞０，ｋ2 ＞０，ｋ3 ＞０
【００３０】次に、図４に示すフローチャートに基づい
て、前記制御装置１６の制御作動について説明する。先
ず、走行のスタート地点で車体が最初の走行行程の基準
軌道に沿って進むようにステアリング操作角を初期設定
し、又、車速を初期設定して走行を開始する。走行スタ
ート後設定距離進んだ位置で、作業部である前記植え付
け装置６を駆動するとともに下降させる。
て、前記制御装置１６の制御作動について説明する。先
ず、走行のスタート地点で車体が最初の走行行程の基準
軌道に沿って進むようにステアリング操作角を初期設定
し、又、車速を初期設定して走行を開始する。走行スタ
ート後設定距離進んだ位置で、作業部である前記植え付
け装置６を駆動するとともに下降させる。
【００３１】走行中においては、前記操向制御用光セン
サＳ１による車体横幅方向での車体の横ずれα、及び、
前記操向角検出センサＲ１によるステアリング角θの検
出を行う。そして、この車体の横ずれαとステアリング
角度θの情報から、前述のように、式（１）を解いて車
体方位角φを推定して求める。そして、ステアリングの
目標操向角θSTを式（２）のようにして算出し、この目
標操向角θSTで前輪３を操向操作しながら、作業車Ｖが
走行行程の終端部に達するまで走行を続ける。終端に達
すると、隣接する次の走行行程での作業を行うために、
次の走行行程の始端部に向けて作業車Ｖを回向動作させ
る。
サＳ１による車体横幅方向での車体の横ずれα、及び、
前記操向角検出センサＲ１によるステアリング角θの検
出を行う。そして、この車体の横ずれαとステアリング
角度θの情報から、前述のように、式（１）を解いて車
体方位角φを推定して求める。そして、ステアリングの
目標操向角θSTを式（２）のようにして算出し、この目
標操向角θSTで前輪３を操向操作しながら、作業車Ｖが
走行行程の終端部に達するまで走行を続ける。終端に達
すると、隣接する次の走行行程での作業を行うために、
次の走行行程の始端部に向けて作業車Ｖを回向動作させ
る。
【００３２】〔別実施例〕上記実施例では、予定走行経
路を走行行程に沿って投射される誘導用ビーム光Ａ１で
示される基準軌道として設定するものを示したが、これ
以外に、例えば、走行行程の一端側に電球等の発光体を
設置してこの発光体に向かう経路を予定走行経路として
設定するようにしてもよく、あるいは、作業車Ｖが地表
面に設定された座標上を自律走行する場合には、予定走
行経路は作業車Ｖの記憶装置等に記憶された座標情報と
して設定される。
路を走行行程に沿って投射される誘導用ビーム光Ａ１で
示される基準軌道として設定するものを示したが、これ
以外に、例えば、走行行程の一端側に電球等の発光体を
設置してこの発光体に向かう経路を予定走行経路として
設定するようにしてもよく、あるいは、作業車Ｖが地表
面に設定された座標上を自律走行する場合には、予定走
行経路は作業車Ｖの記憶装置等に記憶された座標情報と
して設定される。
【００３３】又、上記実施例では、車体５の操向装置を
前輪３のみで構成したものを示したが、これ以外に、例
えば、前輪３及び後輪４を操向装置とするもの（４輪ス
テアリング形式）でもよい。
前輪３のみで構成したものを示したが、これ以外に、例
えば、前輪３及び後輪４を操向装置とするもの（４輪ス
テアリング形式）でもよい。
【００３４】又、上記実施例では、車体位置検出手段Ｓ
１を車体横幅方向に受光素子を並べた受光センサで構成
したものを示したが、これに限るものではない。例え
ば、発光体に向かう経路を予定走行経路とする場合は、
その発光体を撮像する撮像手段（テレビカメラ等）によ
って車体位置検出手段が構成され、又、予定走行経路が
座標情報として設定される自律走行の場合は、作業車に
設置されて各種の走行情報が入力されるコンピュータ利
用の制御装置によって車体位置検出手段が構成される。
１を車体横幅方向に受光素子を並べた受光センサで構成
したものを示したが、これに限るものではない。例え
ば、発光体に向かう経路を予定走行経路とする場合は、
その発光体を撮像する撮像手段（テレビカメラ等）によ
って車体位置検出手段が構成され、又、予定走行経路が
座標情報として設定される自律走行の場合は、作業車に
設置されて各種の走行情報が入力されるコンピュータ利
用の制御装置によって車体位置検出手段が構成される。
【００３５】又、上記実施例では、操向角検出手段Ｒ１
をポテンショメータを利用して構成したものを示した
が、これ以外に、例えば、パルスエンコーダを利用して
構成してもよい。
をポテンショメータを利用して構成したものを示した
が、これ以外に、例えば、パルスエンコーダを利用して
構成してもよい。
【００３６】又、上記実施例では、操向制御手段１００
が、車体位置検出手段Ｓ１の位置ずれ情報（α）及び演
算手段１０１の車体方位角の情報（φ）以外に、現在の
ステアリング角度の情報（θ）を加えて、式（２）のよ
うにステアリング操作の目標操向角θSTを設定する場合
を示したが、車体位置検出手段Ｓ１の位置ずれ情報
（α）及び演算手段１０１の車体方位角の情報（φ）だ
けに基づいて目標操向角θ STを設定するようにしてもよ
い。
が、車体位置検出手段Ｓ１の位置ずれ情報（α）及び演
算手段１０１の車体方位角の情報（φ）以外に、現在の
ステアリング角度の情報（θ）を加えて、式（２）のよ
うにステアリング操作の目標操向角θSTを設定する場合
を示したが、車体位置検出手段Ｓ１の位置ずれ情報
（α）及び演算手段１０１の車体方位角の情報（φ）だ
けに基づいて目標操向角θ STを設定するようにしてもよ
い。
【００３７】又、上記実施例では、推定手段１０１とし
て利用したＬｕｅｎｂｅｒｇｅｒのオブザーバーの解を
求めるのに、式（１）を直接計算するものを示したが、
これ以外に、位置ずれαと操向角θの組に対して予め上
記式（１）の解ｚを計算した結果をテーブルに記憶して
おき、そのテーブルを参照して所定の解ｚを得るように
することもでき、この場合は、式（１）を直接計算する
ものに比べて高速に処理できる利点がある。又、推定手
段１０１としては、Ｌｕｅｎｂｅｒｇｅｒのオブザーバ
ーを利用する場合に限るものではない。
て利用したＬｕｅｎｂｅｒｇｅｒのオブザーバーの解を
求めるのに、式（１）を直接計算するものを示したが、
これ以外に、位置ずれαと操向角θの組に対して予め上
記式（１）の解ｚを計算した結果をテーブルに記憶して
おき、そのテーブルを参照して所定の解ｚを得るように
することもでき、この場合は、式（１）を直接計算する
ものに比べて高速に処理できる利点がある。又、推定手
段１０１としては、Ｌｕｅｎｂｅｒｇｅｒのオブザーバ
ーを利用する場合に限るものではない。
【００３８】又、上記実施例では、本発明を田植え用の
作業車の走行制御装置に適用したものを例示したが、田
植え機以外の農機及び各種走行作業車にも適用できるも
のであって、その際の各部の具体構成は種々変更でき
る。
作業車の走行制御装置に適用したものを例示したが、田
植え機以外の農機及び各種走行作業車にも適用できるも
のであって、その際の各部の具体構成は種々変更でき
る。
【００３９】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。
【図１】制御構成のブロック図
【図２】操向制御系のモデルを示す概略平面図
【図３】操向制御系のオブザーバーを示すブロック図
【図４】制御作動のフローチャート
【図５】車体位置検出手段の動作を説明する図
【図６】作業車及び誘導用ビーム光の投射状態を示す側
面図
面図
【図７】予定走行経路及び誘導用ビーム光の投射方向を
示す概略平面図
示す概略平面図
５ 車体 ３ 操向装置 １００ 操向制御手段 Ｓ１ 車体位置検出手段 Ｒ１ 操向角検出手段 １０１ 推定手段
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G05D 1/02 A01B 69/00 303 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (2)
- 【請求項１】 予定走行経路に沿って走行するように車
体（５）の操向装置（３）の作動を制御する操向制御手
段（１００）が設けられた作業車の走行制御装置であっ
て、 予定走行経路に対する車体横幅方向での車体（５）の位
置ずれを検出する車体位置検出手段（Ｓ１）と、前記操
向装置（３）の操向角を検出する操向角検出手段（Ｒ
１）とが設けられ、 前記車体（５）の操向特性におけるダイナミクスを記述
する状態方程式と、前記車体位置検出手段（Ｓ１）及び
前記操向角検出手段（Ｒ１）の検出情報とに基づいて、
予定走行経路方向に対する車体方位角を推定する推定手
段（１０１）が設けられ、 前記操向制御手段（１００）が、前記車体位置検出手段
（Ｓ１）の位置ずれ情報及び前記推定手段（１０１）の
車体方位角の情報に基づいて目標操向角を設定するよう
に構成されている作業車の走行制御装置。 - 【請求項２】 前記推定手段（１０１）が、Ｌｕｅｎｂ
ｅｒｇｅｒのオブザーバーを利用して構成されている請
求項１記載の作業車の走行制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5208119A JP2981375B2 (ja) | 1993-08-24 | 1993-08-24 | 作業車の走行制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5208119A JP2981375B2 (ja) | 1993-08-24 | 1993-08-24 | 作業車の走行制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0764635A JPH0764635A (ja) | 1995-03-10 |
| JP2981375B2 true JP2981375B2 (ja) | 1999-11-22 |
Family
ID=16550954
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5208119A Expired - Fee Related JP2981375B2 (ja) | 1993-08-24 | 1993-08-24 | 作業車の走行制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2981375B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019123923A1 (ja) * | 2017-12-18 | 2019-06-27 | 株式会社クボタ | 自動操舵システムおよび自動操舵方法 |
-
1993
- 1993-08-24 JP JP5208119A patent/JP2981375B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0764635A (ja) | 1995-03-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |