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

ビーム光誘導式作業車用の走行制御装置

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JP3005153B2
JP3005153B2 JP6089352A JP8935294A JP3005153B2 JP 3005153 B2 JP3005153 B2 JP 3005153B2 JP 6089352 A JP6089352 A JP 6089352A JP 8935294 A JP8935294 A JP 8935294A JP 3005153 B2 JP3005153 B2 JP 3005153B2
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浩司 吉川
良三 黒岩
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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。
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