JP3005153B2 - ビーム光誘導式作業車用の走行制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、作業車が作業地の中央
側部分に並置する状態で設定された複数の走行行程夫々
に沿って自動走行するように、前記複数の走行行程の長
手方向に沿って誘導用ビーム光を投射するビーム光投射
手段が、地上側に設けられ、前記作業車に、前記ビーム
光投射手段にて投射される誘導用ビーム光に対する車体
横幅方向でのずれを検出すべく、その誘導用ビーム光を
受光する操向制御用光センサと、前記作業車の操向を司
る操向手段と、前記複数の走行行程の両端側の枕地部分
において、前記操向手段を作動させて前記作業車を１つ
の走行行程の終端部から隣接する走行行程の始端部へ旋
回移動させながら、前記作業地の中央側部分を前記操向
制御用光センサの受光情報に基づいて前記作業車を前記
複数の走行行程夫々に沿って往復走行させるように前記
操向手段の作動を制御する制御手段とが設けられたビー
ム光誘導式作業車用の走行制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記構成のビーム光誘導式作業車用の走
行制御装置では、先ず、作業車を作業地中央側部分にお
いて作業等を行いながら走行させるべく、作業地両端側
の枕地部分において隣接する走行行程の一方の終端部か
ら他方の始端部へ旋回移動させながら、作業車を作業地
中央側部分の複数の走行行程夫々に沿ってビーム光に誘
導された状態で往復走行させた後、作業地中央側部分の
走行行程に交差する枕地用の走行行程に沿って作業車を
自動走行させるために、上記作業地中央側部分の走行行
程に対するビーム光投射手段と同様のビーム光投射手段
を地上側に設置し、このビーム光投射手段にて、上記枕
地用の走行行程の長手方向に沿って誘導用ビーム光を投
射するようにしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術においては、枕地用の走行行程に対するビーム光
投射手段をレーザー等のビーム光発生装置や光学装置等
によって構成する必要があり、又、そのビーム光の投射
位置及び投射方向を枕地用の走行行程の長手方向に合わ
せながら精度良く設置する必要があるために、設備構成
が複雑化するとともに、設置時おける施工の手間が増大
するという不具合があった。本発明は、上記実情に鑑み
てなされたものであり、その目的は、上記従来技術の欠
点を解消すべく、枕地用の走行行程に対する地上側の誘
導用の設備構成を簡素化するとともに、設置時おける施
工の手間を少なくさせることにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明に係るビーム光誘
導式作業車用の走行制御装置は、作業車が作業地の中央
側部分に並置する状態で設定された複数の走行行程夫々
に沿って自動走行するように、前記複数の走行行程の長
手方向に沿って誘導用ビーム光を投射するビーム光投射
手段が、地上側に設けられ、前記作業車に、前記ビーム
光投射手段にて投射される誘導用ビーム光に対する車体
横幅方向でのずれを検出すべく、その誘導用ビーム光を
受光する操向制御用光センサと、前記作業車の操向を司
る操向手段と、前記複数の走行行程の両端側の枕地部分
において、前記操向手段を作動させて前記作業車を１つ
の走行行程の終端部から隣接する走行行程の始端部へ旋
回移動させながら、前記作業地の中央側部分を前記操向
制御用光センサの受光情報に基づいて前記作業車を前記
複数の走行行程夫々に沿って往復走行させるように前記
操向手段の作動を制御する制御手段とが設けられたビー
ム光誘導式作業車用の走行制御装置であって、その第１
の特徴構成は、前記複数の走行行程の両端部側の前記作
業地の周辺部に、基準壁が設けられ、前記作業車に、前
記基準壁に対する距離を検出する測距センサが設けら
れ、前記制御手段は、前記測距センサの情報に基づい
て、前記基準壁に対する距離を設定距離に維持しなが
ら、前記作業地中央側部分の前記複数の走行行程に交差
する状態で前記枕地部分に設定された枕地用の走行行程
に沿って前記作業車を自動走行させるように構成されて
いる点にある。

【０００５】又、第２の特徴構成は、前記制御手段は、
前記測距センサの情報に基づいて、前記作業車が前記複
数の走行行程の終端部に走行したことを検出するように
構成されている点にある。

【０００６】又、第３の特徴構成は、前記測距センサ
が、前記作業車の前後側部及び左右側部に複数個分散配
置された超音波式のセンサに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、作業車は、
作業地両端側の枕地部分において隣接する走行行程の一
方の終端部から他方の始端部へ旋回移動しながら、作業
地中央側部分の複数の走行行程夫々に沿ってビーム光に
誘導された状態で往復走行した後、上記枕地部分の周辺
部に設けた基準壁に対する距離を測距センサにて検出し
た検出距離を設定距離に維持しながら、その枕地部分に
おいて作業地中央側部分の複数の走行行程に交差する枕
地用の走行行程に沿って自動走行する。

【０００８】又、第２の特徴構成によれば、作業車が作
業地中央側部分の複数の走行行程夫々に沿って往復走行
する際に、作業車が上記複数の走行行程の１つの走行行
程の終端部に走行したことが測距センサにて基準壁に対
する距離が所定距離になったことで検出され、この検出
情報に基づいて、作業車が、作業地両端側の枕地部分に
おいて隣接する走行行程の始端部へ向けて旋回移動す
る。

【０００９】又、第３の特徴構成によれば、上記枕地用
の走行行程に沿っての自動走行時は、作業車の左右側部
に配置した超音波式の測距センサによって検出した検出
距離を設定距離に維持するように操向手段が作動され、
又、作業地中央側部分の複数の走行行程夫々に沿っての
往復走行時には、作業車の前後側部に配置した超音波式
の測距センサによって検出した検出距離が所定距離にな
ったことで、１つの走行行程の終端部に走行したことが
検出される。

【００１０】

【発明の効果】本発明の第１の特徴構成によれば、地上
側の枕地部分に例えば金属板や樹脂板を立設しただけの
基準壁を設け、この基準壁に対する距離を作業車側の測
距センサにて検出するようにしたので、従来のように、
レーザー等のビーム光発生装置や光学装置等からなるビ
ーム光投射手段を、そのビーム光の投射位置及び投射方
向を精度良く設定して設置するものに比べて、地上側の
誘導用の設備構成の簡素化、及び、その設置時おける施
工の手間の軽減が実現できるに至った。

【００１１】又、第２の特徴構成によれば、枕地用の走
行行程に対する誘導用の設備を用いて、作業車が作業地
中央側の複数の走行行程の終端部に走行したことが検出
でき、上記第１の特徴構成を実施する際の好適な手段が
得られる。

【００１２】又、第３の特徴構成によれば、例えば、基
準壁を光反射式にする一方で測距センサを発光部と受光
部とを備えた光学式に構成するような場合に、基準壁表
面の変色や塵付着等による反射率の低下又は光学式の測
距センサの前面側への塵付着等によって検出障害が発生
するものに比べて、超音波式の測距センサにおいては塵
付着等の影響を受けにくくて検出の信頼性が確保でき、
同時に、作業車の前後及び左右側部に測距センサを設け
ているので、例えば、車体の上部に設ける場合に車体の
傾きの影響を受け易く又基準壁の高さが高くなるものに
比べて、車体の傾きの影響を受け難く又基準壁の高さを
低くして材料費の低減が図られ、もって、上記第１又は
第２の特徴構成を実施する際の好適な手段が得られる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明をビーム光誘導式作業車として
の田植え用の作業車に適用した場合の実施例を図面に基
づいて説明する。

【００１４】図１に示すように、矩形状の作業地（圃
場）Ｋを囲む複数辺のうちの一つの基準辺Ｍ１の一端
（図の左上端）部に、その基準辺Ｍ１に隣接する隣接辺
Ｍ２，Ｍ３の長手方向に沿って走行して作業車Ｖが進入
及び退出する出入口Ｍｉを設け、そして、前記隣接辺Ｍ
２，Ｍ３の長手方向において、作業地Ｋの両端側夫々を
枕地部分Ｋ１，Ｋ２とし且つ中央側部分を作業対象部分
Ｋｓとした状態で、前記隣接辺Ｍ２，Ｍ３の長手方向に
沿って作業車Ｖを往復走行させながら前記作業対象部分
Ｋｓに対して作業する往復作業を行い、その後、両枕地
部分Ｋ１，Ｋ２において、作業車Ｖを基準辺Ｍ１の長手
方向に沿って往復走行させながら枕地部分Ｋ１，Ｋ２に
対して作業する枕地作業を行う。尚、前記作業対象部分
Ｋｓと両枕地部分Ｋ１，Ｋ２とは、隣接辺Ｍ２，Ｍ３の
長手方向における作業対象部分Ｋｓの両端位置に基準辺
Ｍ１に沿う状態で設けた右側及び左側の２本の境界線
Ｙ，Ｙで区分けされている。

【００１５】前記作業車Ｖが作業地Ｋの中央側部分であ
る作業対象部分Ｋｓに並置する状態即ち基準辺Ｍ１の長
手方向に並ぶように設定された複数の走行行程としての
作業行程Ｒ１夫々に沿って自動走行するように、その複
数の作業行程Ｒ１の長手方向に沿って誘導用ビーム光Ａ
１を投射する誘導用ビーム光投射手段としてのビーム光
投射装置Ｂ１が、地上側に設けられている。そして、こ
のビーム光投射装置Ｂ１は、後述のように、前記複数の
作業行程Ｒ１夫々に対してビーム光を投射するビーム光
投射位置に順次移動するように設定され、具体的には、
対向辺Ｍ４に沿って順次移動する。尚、ビーム光投射装
置Ｂ１からのビーム光Ａ１は垂直方向の所定角度範囲に
走査される（図２参照）。

【００１６】次に前記作業車Ｖの構成について説明す
る。図２及び図３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、対地作業状態と非作業
状態とに切換自在な苗植え付け装置６が、平行四連式の
リンク機構２０を介して昇降自在で且つ駆動停止自在に
設けられている。つまり、下降状態で駆動されていると
きが対地作業状態であり、これ以外の状態は非作業状態
となる。又、図４に示すように、前後輪３，４は、左右
を一対とし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の一方のみを操向する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３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。以上より、両油圧シ
リンダ７，８及び両制御弁９，１０によって、作業車Ｖ
の操向を司る操向手段７〜１０が構成される。

【００１７】図４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、１６は作業車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であって、後述の各
種センサによる検出情報及び予め記憶された作業データ
に基づいて、変速用モータ１２、各制御弁９，１０，１
４、及び、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。又、作業車Ｖには、制御情報を後述
の地上側の台車制御ユニット４２Ａ，４２Ｂとの間で無
線通信するための通信制御部１９が備えられている。

【００１８】作業車Ｖに装備されるセンサ類について説
明すれば、図４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と、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と、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Ｓ３
と、作業車Ｖの車体方位を検出する地磁気利用の方位セ
ンサＳ４とが設けられている。

【００１９】又、図１及び図２に示すように、前記複数
の作業行程Ｒ１の両端部側の作業地Ｋの周辺部に、基準
壁２２が設けられる一方で、図２〜図３に示すように、
前記作業車Ｖに、前記基準壁２２に対する距離を検出す
る測距センサとして超音波式のセンサＳ５が、作業車Ｖ
の前後側部及び左右側部に複数個分散配置されて設けら
れている。つまり、車体前側部中央位置に１個の超音波
センサＳ５ａ、車体後側部側の左右両端部から屈曲して
斜め後方に延びたアーム５ａ夫々に支持されて２個の超
音波センサＳ５ｂ，Ｓ５ｃ、車体左側部の車体前後位置
に２個の超音波センサＳ５ｄ，Ｓ５ｅ、車体右側部の車
体前後位置に２個の超音波センサＳ５ｆ，Ｓ５ｇの合計
７個の超音波センサが設置されている。尚、図示しない
が、各超音波センサＳ５は、その前面に向けて超音波を
発射する発信器と、前面からの超音波を受信する受信器
とからなり、図４に示すように、各超音波センサＳ５に
対して駆動信号を供給するとともに、各超音波センサＳ
５からの検出信号を受け取る超音波駆動回路２１にて制
御されている。そして、この超音波駆動回路２１から前
記制御装置１６に対して、各超音波センサＳ５の距離検
出情報が伝達されるようになっている。

【００２０】又、図２及び図３にも示すように、作業車
Ｖには、前記ビーム光投射装置Ｂ１にて投射される誘導
用ビーム光Ａ１に対する車体横幅方向でのずれを検出す
べく、その誘導用ビーム光Ａ１を受光する操向制御用光
センサＳ１と、作業車Ｖが前記超音波センサＳ５の距離
検出情報に基づいて前記枕地部分Ｋ１，Ｋ２を前記基準
辺Ｍ１の長手方向に沿って直進走行しているときに、車
体横方向から投射される前記誘導用ビーム光Ａ１を受光
するトリガー用光センサＳ２とが設けられている。尚、
上記操向制御用光センサＳ１は、車体左右何れの側の誘
導用ビーム光Ａ１も受光できるように、車体前部の左右
両側部に、平面視において前輪３の両軸芯を結ぶ線上に
位置させて左右一対設けられている。又、トリガー用光
センサＳ２は、平面視における車体左右中央で後輪４の
両軸芯を結ぶ線上に位置して設けられて、前記誘導用ビ
ーム光Ａ１に対する受光の有無のみを検出し、受光位置
は検出できないようになっている。

【００２１】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にも示すように、車体前後方向に間隔
ｄを置いて且つ上下方向にも間隔を隔てる状態で並置さ
れた前後一対の光センサＳ１ａ，Ｓ１ｂから構成され、
前後一対の光センサＳ１ａ，Ｓ１ｂの夫々は、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に位置する受光素子Ｄ０の位置を
基準として、誘導用ビーム光Ａ１の車体横幅方向での受
光位置即ち受光素子Ｄの位置Ｘ１，Ｘ２夫々を検出でき
るように構成されている。又、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
らの入射光を両光センサＳ１ａ，Ｓ１ｂ夫々の受光面に
向けて反射する反射鏡１８を備えている。

【００２２】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５のずれ検出の制御構成について説明す
れば、操向制御用光センサＳ１の前後一対の光センサＳ
１ａ，Ｓ１ｂの夫々の受光素子の位置Ｘ１，Ｘ２とその
車体前後方向での間隔ｄとに基づいて、下式から、誘導
用ビーム光Ａ１の投射方向に対する車体５の傾きφと横
幅方向における位置の偏位ｘとを求める。

【００２３】

【数１】φ＝ｔａｎ^-1（｜Ｘ１−Ｘ２｜／ｄ） ｘ＝Ｘ１

【００２４】そして、前記作業車Ｖは、前記傾きφと前
記偏位ｘとが共に零となるように、目標操向角を設定し
て操向制御されることになる。但し、本実施例では、各
作業行程Ｒ１における直進走行時には、前後輪３，４を
操向する４輪ステアリング形式で操向制御する。

【００２５】前記制御装置１６は、前記操向制御用光セ
ンサＳ１等の各種センサの検出情報及び、予め設定され
た作業予定情報に基づいて、前記操向手段７〜１０及び
前記植え付け部６等の各種装置の作動を制御するように
構成されている。そして、前記制御装置１６を利用し
て、前記複数の作業行程Ｒ１の両端側の枕地部分Ｋ１，
Ｋ２において、前記操向手段７〜１０を作動させて前記
作業車Ｖを１つの作業行程Ｒ１の終端部から隣接する作
業行程Ｒ１の始端部へ旋回移動させながら、前記作業地
Ｋの中央側部分を前記操向制御用光センサＳ１の受光情
報に基づいて前記作業車Ｖを前記複数の作業行程Ｒ１夫
々に沿って往復走行させるように前記操向手段７〜１０
の作動を制御する制御手段１００が構成されている。

【００２６】又、前記制御手段１００は、前記超音波セ
ンサＳ５（Ｓ５ａ〜Ｓ５ｇ）の情報に基づいて、前記基
準壁２２に対する距離を設定距離に維持しながら、前記
作業地中央側部分の前記複数の作業行程Ｒ１に交差する
状態で前記枕地部分Ｋ１，Ｋ２に設定された枕地用の走
行行程としての作業行程Ｒ２に沿って前記作業車Ｖを自
動走行させるように構成され、さらに、前記制御手段１
００は、前記超音波センサＳ５（Ｓ５ａ〜Ｓ５ｇ）の情
報に基づいて、前記作業車Ｖが前記複数の作業行程Ｒ１
の終端部に走行したことを検出するように構成されてい
る。

【００２７】次に、図６〜図８に示すフローチャートに
基づいて、前記制御装置１６の動作について説明する。
全体の処理フローは、図６に示すように、前記通信制御
部１９やアクチュエータ類（前記変速用モータ１２、各
制御弁９，１０，１４、及び、植え付けクラッチ１５
等）に対する初期化処理を行った後、作業プランをセッ
トする作業プランセット処理を行う。次に、上記作業プ
ランセット処理にてセットされた作業プランに基づいて
対応する制御データを読み込み、且つ、その制御データ
に基づいて実際に車体制御を実行する車体制御処理を行
う。上記車体制御処理による作業プランの実行状態が、
作業プランチェック処理にてチェックされ、１つの作業
プランの終了が確認されると、地上側等に対する必要な
通信処理を行った後、作業終了の指示があれば終了処理
を行い、それ以外のときは、上記作業プランセット処理
からのフローを繰り返す。尚、上記フローの進行を制御
するために、上記作業プランセット処理にて新しい作業
プランがセットされると、プランフラグがセットされ、
作業プランチェック処理にて作業プランの終了が確認さ
れると、プランフラグがリセットされる。

【００２８】上記車体制御処理では、図７に示すよう
に、先ず、プランフラグがセットされているか否かを調
べ、プランフラグがリセットのときは処理を行わない。
プランフラグがセット状態のときは、上記作業プランセ
ット処理でセットしたコントロール内容を読み出し、そ
れに該当する処理が実際にあるか否かを調べる。上記コ
ントロール内容に該当する処理としては、図に示すよう
に、作業車Ｖを停止させる停止処理、作業車Ｖを前進又
は後進状態で前記エンコーダＳ３による距離計測情報に
基づいて設定距離直進させる直進処理（距離計測で終
了）、作業車Ｖを前進又は後進状態でトリガー用センサ
Ｓ２が誘導用ビーム光Ａ１を設定回数検出する位置まで
直進させる直進処理（光源計測で終了）、各作業行程Ｒ
１，Ｒ２の終端部から次の行程の始端部に旋回移動させ
る旋回処理、誘導用ビーム光Ａ１を操向制御用センサＳ
１が適正に受光する状態にするための軌道収束処理、及
び、苗補給の指示や植付け装置６の駆動制御を行う苗供
給装置処理の各処理が用意されている。尚、上記旋回処
理では、車体は２輪ステリングにて操向制御され、軌道
収束処理では、車体は４輪ステリングにて操向制御され
る。

【００２９】次に、前記直進処理や軌道収束処理等にお
いて、操向制御用センサＳ１の受光情報に基づいて、作
業車Ｖを誘導用ビーム光Ａ１に誘導させた状態で各作業
行程Ｒ１，Ｒ２に沿って自動走行させるための操向制
御、あるいは、前記旋回処理等において、設定旋回パタ
ーン等の制御情報に基づいて、作業車Ｖを旋回移動させ
る操向制御について説明する。直進処理や軌道収束処理
等の場合には、図８に示すように、４輪ステアリング
（４ＷＳ）形式であるので、操向制御用センサＳ１の受
光情報から検出される車体５の傾きφと横幅方向の偏位
ｘに応じて、後輪４及び前輪３の切れ角を計算して、そ
の切れ角になるように後輪４及び前輪３をセットする。
一方、旋回制御等の場合には、４輪ステアリング形式か
否かを調べ、４輪ステアリングのときは、設定旋回パタ
ーンの情報に従って、後輪４及び前輪３の切れ角を計算
して、その切れ角になるように後輪４及び前輪３をセッ
トし、２輪ステアリングのときは、設定旋回パターンの
情報に従って、前輪３の切れ角を計算してその切れ角に
なるように前輪４をセットする。尚、この２輪ステアリ
ングの場合、後輪４は中立状態にセットするとともに、
図示しないブレーキ装置によって制動作動される。

【００３０】次に、前記第１ビーム光投射装置Ｂ１を各
ビーム光投射位置に移動させるための制御構成について
説明する。図９及び図１０に示すように、第１ビーム光
投射装置Ｂ１は、前記対向辺Ｍ４側の基準壁２２の上部
に対向辺Ｍ４に沿って設置されたレール４０上を電動式
の走行モータ４１によって走行移動する光源台車Ｖｋ
に、鉛直軸芯周りで角度調節自在に備えられ、光源台車
Ｖｋは、対応する各ビーム光投射位置に順次移動して停
止するように構成されている。一方、基準辺Ｍ１側の基
準壁２２の上部に基準辺Ｍ１に沿って設置されたレール
４０上を、同じように電動式の走行モータ４１にて走行
移動する台車Ｖｃに、前記第１ビーム光投射装置Ｂ１か
ら投射された誘導用ビーム光Ａ１をその投射方向と反対
の方向に反射するコーナーキューブＣが設けられ、この
台車Ｖｃは、前記光源台車Ｖｋが各ビーム光投射位置に
移動すると、その各ビーム光投射位置に対向する位置に
順次移動して停止するように構成されている。

【００３１】光源台車Ｖｋには、図９に示すように、ス
テッピングモータ２３により鉛直軸芯周りで回動駆動さ
れる回転ステージ２４上に、前記第１ビーム光投射装置
Ｂ１と、前記コーナーキューブＣにて反射された誘導用
ビーム光Ａ１を受光する受光器２８とが、回転ステージ
２４の回転中心に第１ビーム光投射装置Ｂ１のビーム光
投射位置及び受光器２８の検出面中心を位置合わせした
状態で設置されている。又、ステッピングモータ２３を
駆動制御するステージコントローラ２９及びステージド
ライバ３０、走行モータ４１を駆動制御するモータ制御
回路３１、各制御回路に制御指令を与えると共に、各ビ
ーム光投射位置でのビーム投射方向が平行な状態になる
ように、前記受光器２８の受光情報に基づいて回転ステ
ージ２４の回転位置制御を行うメインコントロールユニ
ット３２、及び、レール４０に沿って配設された２線式
の制御ラインを介して光源側の台車制御ユニット４２Ａ
との間で次のビーム光投射位置への移動要求信号の受信
やその位置への移動完了信号の送信等の情報を通信する
通信制御ユニット３７等が備えられている。

【００３２】図中、３３は、ビーム光を発生するレーザ
ー光発生装置、３４は、ビーム光の垂直方向の走査を行
うガルバノメータ、３５はビーム光投射制御回路、３６
は、光源台車Ｖｋが、前回のビーム光投射位置から次回
のビーム光投射位置までの設定距離を走行したことを、
車輪あるいはモータの回転数及び回転角等から検出する
ためのロータリーエンコーダ３６である。又、３８は、
レール４０に沿って配設された電源供給ラインから取り
入れた電源電力（３相交流）を直流電圧に変換して各コ
ントロール等に供給する電源回路である。

【００３３】尚、図示しないが、コーナーキューブＣ側
の台車Ｖｃにも、光源台車Ｖｋと同様に、走行モータ４
１を駆動制御するモータ制御回路３１、台車Ｖｃの移動
位置検出用のロータリーエンコーダ３６、各部を制御す
るメインコントロールユニット３２、コーナーキューブ
Ｃ側の台車制御ユニット４２Ｂとの間で通信するための
通信制御ユニット３７、及び、電源回路３８等が設けら
れている。

【００３４】次に、図１１から図１５に示す作業地Ｋに
おける平面図、及び、図１６から図２４に示すフローチ
ャートに基づいて、図１に示す作業車走行経路に沿って
の走行制御について説明する。先ず、隣接辺Ｍ２，Ｍ３
の長手方向に沿って出入口Ｍｉに連なる最終作業地部分
Ｒ１ａ、及び、出入口Ｍｉから離れて位置する方の隣接
辺Ｍ３に隣接する中継用作業地部分Ｒ１ｂを残して前記
往復作業を行う。ここで、最終作業地部分Ｒ１ａは、基
準辺Ｍ１の長手方向に並ぶ複数の作業行程Ｒ１のうちの
最上端の作業行程に対応する作業地部分であり、中継用
作業地部分Ｒ１ｂは、上記複数の作業行程Ｒ１のうちの
下端側の２つの作業行程に対応する作業地部分である。

【００３５】前記往復作業は、具体的には、前記中継用
作業地部分Ｒ１ｂを除いて出入口Ｍｉから一番遠い位置
の作業行程Ｒ１を、その始端部の作業開始位置を示す右
側の境界線Ｙ上のＰｓｔ点から図の左方向に向かって開
始される。そのＰｓｔ点まで非作業状態で前走行させる
ため、図１１及び図１６に示すように、最初のビーム光
投射位置（図１の（１）の位置）に投射された誘導用ビ
ーム光Ａ１を左側の操向制御用光センサＳ１で受光しな
がら、設定距離走行した後、第一枕地部分Ｋ１の内側の
作業行程Ｒ２に対応する誘導軌道に乗るように４輪ステ
アリングで９０度右旋回する。旋回後、車体右側面の２
つの超音波センサＳ５により、基準壁２２との距離Ｌ
１，Ｌ２を計測し、それに基づいて、下式のように、基
準壁２２に対する車体方位角θ及び距離Ｌを検出する。
尚、式中、Ｗ２は、上記２つの超音波センサＳ５の車体
前後の間隔である。尚、上記最初のビーム光投射位置
（図１の（１））については、出入口Ｍｉのためにコー
ナーキューブＣ側の台車Ｖｃが移動できないので、位置
固定された別のコーナーキューブが設置されている。

【００３６】

【数２】θ＝ｔａｎ^-1（（Ｌ１−Ｌ２）／Ｗ２） Ｌ＝Ｌ１

【００３７】そして、上記基準壁２２に対する車体方位
角θがほぼゼロであって、距離Ｌが設定距離になると、
枕地用の誘導軌道に乗ったと判断して、その軌道に沿っ
て枕地走行処理を行うとともに、光源側に対して、次の
ビーム光投射位置（図１の（２）の位置）に移動するよ
うに指令する。

【００３８】次に、図１２〜図１３及び図１７〜図１８
に示すように、枕地走行処理を行いながら、トリガー用
光センサＳ２が２番目のビーム光投射位置（図１の
（２）の位置）に投射された誘導用ビーム光Ａ１を受光
するに伴って、２輪ステアリングで９０度左旋回する。
旋回後は、上記誘導用ビーム光Ａ１を左側の操向制御用
光センサＳ１で受光しながら、それに沿って、４輪ステ
アリングにて誘導走行処理を行う。そして、図２４に示
す作業行程終端位置設定処理にて、車体前側部の超音波
センサＳ５が検出した前方側（対向辺Ｍ４）の基準壁２
２との距離Ｌが設定値より小であることから行程終端位
置を検出すると、次のビーム光投射位置（図１の（３）
の位置）に移動するように指令してから、その軌道に乗
り移るべく、１８０度右旋回する。旋回後、図２３に示
す作業開始位置設定処理にて、左側の操向制御用光セン
サＳ１の受光情報に基づいて、４輪ステアリングにて誘
導走行処理しながら、車体後側部の２個の超音波センサ
Ｓ５が検出した後方側（対向辺Ｍ４）の基準壁２２との
距離Ｌ１及びＬ２から下式にて求めた距離Ｌが設定値と
なるように、オーバーしていれば後進走行させ、手前側
であれば前進走行させることを繰り返して、作業開始位
置即ち前述のＰｓｔ点に走行させてから、植え付け部６
を作動させて植え付け作業を開始する。

【００３９】

【数３】Ｌ＝（Ｌ１＋Ｌ１）／２

【００４０】以後、図１９に示すように、前記Ｐｓｔ点
から、作業地中央側の各作業行程Ｒ１について、作業終
了位置の検出に基づいて植え付け部６の作動を停止さ
せ、且つ、行程終端部の検出に基づいて、ビーム光投射
位置を図１の（４）（５）及び（６）のように順次移動
させながら、左右の枕地部分Ｋ１，Ｋ２で１８０度旋回
して次の軌道に乗り移って、次の作業行程Ｒ１での作業
開始位置の検出に基づいて植え付け部６を作動させるこ
とを繰り返して各作業行程Ｒ１を往復走行し（図１３参
照）、作業対象部分Ｋｓの最終作業行程Ｒ１（図の上か
ら２番目の行程）を右側境界線Ｙ上の終端位置Ｐｅｎま
で誘導走行する。

【００４１】この後、図１４に示すように、図１の
（６）の誘導用ビーム光Ａ１に沿って右側の操向制御用
光センサＳ１の検出情報に基づいて誘導走行しながら、
作業終了位置設定処理を行って終了位置を確認すると、
光源側に対して、次のビーム光投射位置（図１の（７）
の位置）に移動するように指令し、又、前記基準辺Ｍ１
に対向する第二枕地部分Ｋ２の内側の作業行程Ｒ２の始
端部に移動すべく、４輪ステアリングで９０度右旋回す
る。旋回中は、車体左側面の２つの超音波センサＳ５夫
々により検出した基準壁２２との各距離Ｌ１及びＬ２が
一致し、且つ、前記数３の式にて求めた距離Ｌが設定値
になると、旋回動作を終了させる。

【００４２】以後、図２０に示すように、車体左側面の
２つの超音波センサＳ５の距離検出情報に基づいて第二
枕地部分Ｋ２の内側の作業行程Ｒ２を誘導走行させ、そ
の作業行程Ｒ２の終端部からトリガー用光センサＳ２の
受光情報に基づいて中継用作業地部分Ｒ１ｂの内側の行
程Ｒ１ｂの始端部に９０度左旋回させて（図１２参照）
から、その行程Ｒ１ｂを図１の（７）の誘導用ビーム光
Ａ１に沿って右側の操向制御用光センサＳ１の検出情報
に基づいて誘導走行させる。さらに、その行程Ｒ１ｂの
行程終端部の検出に基づいて、ビーム光投射位置を図１
の（８）に移動させながら、第一枕地部分Ｋ１の内側の
行程Ｒ２の始端部に９０度右旋回して移動し、その内側
の行程Ｒ２を車体左側面の２つの超音波センサＳ５の距
離検出情報に基づいて誘導走行させ、その行程終端部か
ら外側の行程Ｒ２の始端部に１８０度左旋回して移動し
（図１３参照）てその外側の行程Ｒ２を車体右側面の２
つの超音波センサＳ５の距離検出情報に基づいて誘導走
行させる。

【００４３】次に、図１５に示すように、第一枕地部分
Ｋ１の外側の作業行程Ｒ２の終端部に走行したことを、
車体前側部の超音波センサＳ５が検出した前方側の辺Ｍ
３の基準壁２２との距離Ｌが設定値になったことにより
検出すると、図２１に示すように、４輪ステアリングで
９０度左旋回して、中継用作業地部分Ｒ１ｂの外側の行
程Ｒ１ｂの始端部に移動させる。旋回中は、車体後側面
の２つの超音波センサＳ５夫々により検出した基準壁２
２との各距離Ｌ１及びＬ２が一致し、前記数３の式にて
求めた距離Ｌが設定値になり、且つ、図１の（８）の位
置の誘導用ビーム光Ａ１を左側の操向制御用光センサＳ
１が受光すると旋回動作を終了する。

【００４４】次に、図２２に示すように、中継用作業地
部分Ｒ１ｂの外側の行程Ｒ１ｂを左側の操向制御用光セ
ンサＳ１の受光情報に基づいて誘導走行させ、その外側
の作業行程Ｒ１ｂの終端部に走行したことを、車体前側
部の超音波センサＳ５が検出した前方側の辺Ｍ３の基準
壁２２との距離Ｌが設定値になったことにより検出する
と、光源側に対して、次のビーム光投射位置（図１の
（９）の位置）に移動するように指令し、又、４輪ステ
アリングで９０度左旋回して第二枕地部分Ｋ２の外側の
行程Ｒ２の始端部に移動させる。その第二枕地部分Ｋ２
の外側の行程Ｒ２の終端部に走行すると、９０度左旋回
して（図１５参照）、最終作業地部分Ｒ１ａの始端部に
移動させてから、その最終作業地部分Ｒ１ａを右側の操
向制御用光センサＳ１の受光情報に基づいて誘導走行さ
せ、その前進状態で直進走行して出入口Ｍｉから作業地
外に退出させる。

【００４５】〔別実施例〕上記実施例では、ビーム光投
射手段Ｂ１を、レーザー装置等によって構成したが、他
のビーム光発生装置によって構成してもよい。又、各ビ
ーム光投射位置に移動させる移動式台車に設置したが、
各ビーム光投射位置に固定したビーム光投射装置を設け
てもよい。

【００４６】上記実施例では、操向手段７〜１０を、前
後輪３，４を操向操作するための電磁弁や油圧シリンダ
等にて構成したが、これに限るものではない。

【００４７】上記実施例では、基準壁２２を、移動式の
光源台車等のレールを支持するように構成したが、基準
壁２２を上記レール支持部に兼用させないようにするこ
ともできる。

【００４８】上記実施例では、測距センサＳ５を、超音
波式のセンサで構成したが、これに限るものではなく、
例えば、発光部と受光部を備えた光学式のセンサでもよ
い。又、上記実施例では、超音波式の測距センサＳ５
を、作業車Ｖの前後側部及び左右側部に複数個（７個）
分散配置させたが、これに限るものではなく、例えば、
車体上部に前方側、後方側、及び左右両側の４方向の基
準壁２２に対する距離を検出できる４個の超音波式の測
距センサＳ５を配置したり、あるいは、車体中央上部に
設置した１個の超音波式の測距センサＳ５を縦軸芯周り
に回転可能にして前方側、後方側、及び左右両側の４方
向に向く位置に停止できるようにして、前方側、後方
側、及び左右両側の４方向の基準壁２２に対する距離を
検出するようにしてもよい。

【００４９】上記実施例では、田植え用の作業車の場合
について説明したが、これ以外の各種農作業用及びその
他の用途の作業車にも適用でき、その場合の各部の具体
構成は適宜変更できる。

【００５０】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
容易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。

【図面の簡単な説明】

【図１】走行経路の全体及び誘導用ビーム光の投射位置
を示す平面図

【図２】作業車及び誘導用ビーム光投射手段の概略側面
図

【図３】作業車、ビーム光検出センサ、及び測距センサ
を示す概略平面図

【図４】作業車の制御構成のブロック図

【図５】操向制御用光センサの受光位置の説明図

【図６】制御作動のフローチャート

【図７】制御作動のフローチャート

【図８】制御作動のフローチャート

【図９】光源台車側の制御構成のブロック図

【図１０】作業地における誘導用ビーム光投射位置の設
定を示す概略平面図

【図１１】作業車の走行制御を示す概略平面図

【図１２】作業車の走行制御を示す概略平面図

【図１３】作業車の走行制御を示す概略平面図

【図１４】作業車の走行制御を示す概略平面図

【図１５】作業車の走行制御を示す概略平面図

【図１６】制御フローチャート

【図１７】制御フローチャート

【図１８】制御フローチャート

【図１９】制御フローチャート

【図２０】制御フローチャート

【図２１】制御フローチャート

【図２２】制御フローチャート

【図２３】制御フローチャート

【図２４】制御フローチャート

【符号の説明】

Ｖ 作業車 Ｋ 作業地 Ｂ１ ビーム光投射手段 Ｓ１ 操向制御用センサ ７〜１０ 操向手段 １００ 制御手段 ２２ 基準壁 Ｓ５ 測距センサ

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−183707（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−46239（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−338433（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G05D 1/02 A01B 69/00 303

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 作業車（Ｖ）が作業地（Ｋ）の中央側部
   分に並置する状態で設定された複数の走行行程夫々に沿
   って自動走行するように、前記複数の走行行程の長手方
   向に沿って誘導用ビーム光を投射するビーム光投射手段
   （Ｂ１）が、地上側に設けられ、 前記作業車（Ｖ）に、前記ビーム光投射手段（Ｂ１）に
   て投射される誘導用ビーム光に対する車体横幅方向での
   ずれを検出すべく、その誘導用ビーム光を受光する操向
   制御用光センサ（Ｓ１）と、 前記作業車（Ｖ）の操向を司る操向手段（７〜１０）
   と、 前記複数の走行行程の両端側の枕地部分において、前記
   操向手段（７〜１０）を作動させて前記作業車（Ｖ）を
   １つの走行行程の終端部から隣接する走行行程の始端部
   へ旋回移動させながら、前記作業地（Ｋ）の中央側部分
   を前記操向制御用光センサ（Ｓ１）の受光情報に基づい
   て前記作業車（Ｖ）を前記複数の走行行程夫々に沿って
   往復走行させるように前記操向手段（７〜１０）の作動
   を制御する制御手段（１００）とが設けられたビーム光
   誘導式作業車用の走行制御装置であって、 前記複数の走行行程の両端部側の前記作業地（Ｋ）の周
   辺部に、基準壁（２２）が設けられ、 前記作業車（Ｖ）に、前記基準壁（２２）に対する距離
   を検出する測距センサ（Ｓ５）が設けられ、 前記制御手段（１００）は、前記測距センサ（Ｓ５）の
   情報に基づいて、前記基準壁（２２）に対する距離を設
   定距離に維持しながら、前記作業地中央側部分の前記複
   数の走行行程に交差する状態で前記枕地部分に設定され
   た枕地用の走行行程に沿って前記作業車（Ｖ）を自動走
   行させるように構成されているビーム光誘導式作業車用
   の走行制御装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段（１００）は、前記測距セ
   ンサ（Ｓ５）の情報に基づいて、前記作業車（Ｖ）が前
   記複数の走行行程の終端部に走行したことを検出するよ
   うに構成されている請求項１記載のビーム光誘導式作業
   車用の走行制御装置。
3. 【請求項３】 前記測距センサ（Ｓ５）が、前記作業車
   （Ｖ）の前後側部及び左右側部に複数個分散配置された
   超音波式のセンサにて構成されている請求項１又は２記
   載のビーム光誘導式作業車用の走行制御装置。