JP3338565B2 - 移動体の走行領域設定方法および走行制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は移動体の走行領域設定方
法および走行制御装置に関するものであり、特に、農業
および土木建設分野等に使用される自走車両等、各種移
動体の走行領域設定方法および走行制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】走行領域内での移動体の位置検知装置と
して、該移動体を中心に光ビームを円周方向に走査する
手段と、移動体とは離れた少なくとも３か所に固定さ
れ、入射方向に光を反射する光反射手段と、該光反射手
段からの反射光を受光する受光手段とを具備した装置が
提案されている（例えば、特公平２−５７８４３号）。
この装置では、前記反射光の受光方向により、移動体か
ら見た前記光反射手段の方位角を算出する。そして、こ
の方位角を使用して三角測量の原理で該移動体の位置を
検知する。

【０００３】原則的には、三角測量の原理による移動体
位置算出に必要な基準点の数は、３個であり、基準点と
なる光反射手段を、走行領域を囲んで３本設置すれば足
りる。なお、より高い精度で位置検知をするため、さら
に基準点を１か所追加し、４か所の基準点によって四角
形の領域を設定する。そうして、４か所に設けた基準点
のうちから、より高い測定精度を期待できる最適の基準
点を３か所選択して位置検知を行う。

【０００４】例えば、図１３に示したような、基準点
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄで囲まれた領域を想定する。この領域を
４つの範囲ａ１，ａ２，ａ３，ａ４に分割し、移動体が
範囲ａ１にあるときは基準点Ａ，Ｂ，Ｄを、範囲ａ２に
あるときは基準点Ｂ，Ｃ，Ｄを、範囲ａ３にあるときは
基準点Ａ，Ｃ，Ｄを、範囲ａ４にあるときは基準点Ａ，
Ｂ，Ｃを、それぞれ移動体の位置等の計算に使用するよ
うにする。このように基準点を選択して位置等を検知す
る装置は、例えば、本出願人の出願に係る特開平２−１
０９１０６号公報に開示されている。

【０００５】また、移動体の作業範囲を拡大するため、
図１３に示すように、前記基準点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが周囲
に配置された走行領域に隣接してさらに基準点Ｃ，Ｄお
よび別の基準点Ｅ，Ｆで囲まれた走行領域を設けてお
く。そうすることにより、移動体は１の領域ＡＢＣＤの
みならず、隣接する領域ＣＤＦＥ内でも、該隣接領域を
規定する基準点の位置および方位角情報に従って該移動
体の位置を正確に検知することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、移動体
が走行する範囲にすべての基準点をあらかじめ設定する
のでは、光反射手段つまりコーナーキューブプリズム等
の回帰反射体からなるポールを多数必要とし、そのコス
ト増や管理上の煩わしさは極めて大きい。また、移動体
が現在位置している領域以外に光反射手段が数多く設置
されていると、位置計算のために実際に必要な基準点は
３か所であるにもかかわらず、３か所以上から反射光を
検出する場合がある。この場合に、基準点を識別する工
夫や誤認識を防止するための走行コースの設定を考慮す
る必要があり、制御が複雑になるという問題が生じる。

【０００７】本発明の目的は、上記の問題を解消し、現
在走行中の領域外からの光信号を受信しないように、よ
り少ない数の基準点で広い範囲にわたっての走行制御を
可能にする移動体の走行領域設定方法および該設定方法
によって設定された領域を走行する移動体の走行制御装
置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決し、目
的を達成するための本発明は、１の走行領域における移
動体の走行が終了した後、該１の走行領域を設定する３
本もしくは４本のポールのうち２本のポールをそのまま
の位置に残し、該２本のポールを除く残りのポールは移
動させて、該移動した残りのポールを前記２本のポール
とともに使用して次の走行領域を該１の走行領域に隣接
して設定する段階を有し、移動体の走行に伴って走行領
域を順次設定していく点に第１の特徴がある。

【０００９】また、本発明は、次の走行領域へ移動体を
移動させる前後いずれか所望のタイミングにおいて、前
記そのままの位置に残すポールを除く残りのポールを移
動させる点に第２の特徴がある。

【００１０】また、本発明は、１の走行領域での走行を
終了した位置で、次の走行領域が現走行領域に配置され
たポールのうちのどの２本のポールを共有する領域であ
るかを認識する次エリア判別手段と、前記認識された次
の走行領域に前記移動体を誘導する手段と、次の走行領
域に移動されたポールの位置を該ポールまでの距離およ
び方位に基づいて検出する手段と、位置が検出された前
記ポールおよび前記共有される２本のポールの位置情報
に基づいて該２本のポールの一方を原点とし、該２本の
ポールを結ぶ直線を座標軸とする新たな座標系で走行領
域を設定する新規走行領域設定手段とを具備した点に第
３の特徴がある。

【００１１】また、本発明は、ポールが次の走行領域に
移動される前後のいずれかにおいて、移動対象ポールが
どれであるかに基づいて次の走行領域を認識するように
前記次エリア判別手段を構成した点に第４の特徴があ
る。

【００１２】また、本発明は、１の走行領域で走行を終
了した後、走行領域に配置された４本のポールのうち移
動されたポールを除く３本のポールの位置に基づいて前
記位置演算手段で自己位置を演算し、その演算結果に基
づいて移動体を次の走行領域に誘導するように構成した
点に第５の特徴がある。

【００１３】また、本発明は、次の走行領域に移動され
たポールを除く２本のポールの、移動体を中心とする開
き角度を測定する手段を具備し、該開き角度に基づいて
移動体を次の走行領域まで誘導するすように構成した点
に第６の特徴がある。

【００１４】

【作用】第１および第２の特徴によれば、複数のポール
のうち２本を移動させないでそのままとし、残りを移動
させて、該ポールと移動させないポールとで新たな走行
領域が設定される。すなわち、複数のポールのうち２本
を隣接する２つの走行領域で共有することができるので
少ない数のポールで走行領域を順次増やしていくことが
できる。

【００１５】また、第３および第４の特徴によれば、１
の走行領域での走行を終了した位置で、次の走行領域が
現走行領域のどの方向に隣接する領域であるかを認識す
ることができ、認識された次の走行領域に移動体が誘導
される。そして、次の走行領域に移動されたポールの位
置が該ポールまでの距離および方位に基づいて自動的に
検出され、位置が検出された該ポールを含むすべてのポ
ールの位置情報に基づいて新たな座標系で走行領域が設
定される。

【００１６】また、第５の特徴によれば、現走行領域に
残された３本のポールを使用して自己位置が検出され、
この自己位置に基づいて次の走行領域に誘導される。し
たがって、この誘導を該３本のポールを利用して通常の
走行時と同様の演算方法で行うことができる。また、こ
の３本以外のポールを先に次の走行領域に移動させてお
くことができるのでポールの移動作業を分散することが
できる。

【００１７】また、第６の特徴によれば、現走行領域と
次の走行領域とで共有するポールの開き角度に基づいて
移動体が次の領域に入ったことが確認される。したがっ
て、次の領域に入ったことの判別はきわめて簡単にな
り、例えば現走行領域での予定の作業が終了したならば
直ちに前記共有されるポールのみを残して他のポールを
次の走行領域に移動させることができる。

【００１８】

【実施例】以下、図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。まず、本発明の実施例に係る移動体の構成を図１２
を参照して説明する。同図において、移動体１は、光ビ
ーム走査装置２、該移動体１を走行させる駆動装置３、
該移動体１の進行方向を決定する操舵装置４、ならびに
前記各装置を制御する制御装置５からなる。該制御装置
５はマイクロコンピュータで構成することができる。

【００１９】前記光ビーム走査装置（以下「走査装置」
という）２は、発光器６、受光器７、該発光器６および
受光器７を回動させるモータ８、ならびに該発光器６お
よび受光器７の回動に伴ってパルス信号を出力するロー
タリエンコーダ９からなる。発光器６は、例えば発光ダ
イオードを備えていて、光ビーム２Ｅを出力し、この光
ビーム２Ｅは該発光器６の回動方向に走査される。移動
体１の走行領域の周囲には該走行領域を設定する基準点
として３本もしくは４本の光反射器１０（ポール）が配
置されていて、該光反射器１０の回帰反射体の面で反射
された光ビーム２Ｒは受光器７に入射される。受光器７
には、例えばフォトダイオードが備えられていて、前記
入射光はこのフォトダイオードによって電気信号に変換
され、制御装置５に入力される。

【００２０】一方、ロータリエンコーダ９からのパルス
信号も制御装置５に入力されて計数される。前記受光器
７から検出信号が入力されるタイミング毎に前記パルス
信号の計数値が読み出される。制御装置５では、計数さ
れた前記パルス信号の数に基づいて移動体１の進行方向
を基準とした各基準点の方位角および各基準点間の開き
角度を検出し、さらに、この開き角度および各基準点１
０の位置情報に基づいて移動体１の位置が算出される。
各基準点の位置情報は、各基準点の方位角と該基準点お
よび移動体間の距離に基づき、演算によって求めること
ができる。前記基準点および移動体間の距離は、例え
ば、発光器６から出力された光ビームの位相と受光器７
に戻ってくる反射光の位相との差に基づいて算出するこ
とができる。このようにして算出された距離情報と方位
角とに基づいて移動体の位置を原点とする座標系におけ
る各基準点の座標を決定する装置は、特開平１−２８７
４１５号公報に開示されている。

【００２１】そして、制御装置５は、移動体１の位置
を、該制御装置５内の記憶装置に格納されている走行コ
ース情報によって設定された走行コースと比較し、この
比較結果に応じた操舵指示を操舵装置４に出力する。駆
動装置３はエンジンを備え、制御装置５は、この駆動装
置３に対してエンジンの始動・停止等の指示を与える。
移動体１の自己位置の算出方法およびその算出結果に基
づく操舵制御については、特開平１−２８７４１５号公
報、または特開平１−３１６８０８号公報に詳細に開示
されている。上記公報の説明は本発明の説明に援用統合
する。

【００２２】また、移動体１の自己位置を慣性位置検出
方法によって検出するため、ジャイロ１１および車速パ
ルス検出器１２を設け、これらからの信号を制御装置５
に入力する構成をとることができる。ジャイロ１１のヨ
ー角に基づいて移動体１の進行方向情報が得られ、車速
パルス検出器１２によって移動体１の車輪の回転量情報
つまり移動距離情報を得ることができる。この構成によ
る自己位置検出方法は図４に関して後述する動作におい
て使用される。

【００２３】次に、本実施例における移動体の走行領域
の設定方法について説明する。図１は走行領域および基
準点の位置関係を示す図であり、該走行領域が堤防など
の斜面に設定される例である。図１において、移動体１
は草刈り機等の作業車であり、走行領域ｚ１，ｚ２、な
らびに図示しない隣接の領域を走行して作業を行う。前
記走行領域ｚ１，ｚ２等の基準点には移動体１の位置検
出に用いられる４本の回帰反射体からなるポールＰ０〜
Ｐ３が配置される。これらのうち、ポールＰ０，Ｐ１は
斜面上部の道路端の基準点Ａ，Ｃに設置され、ポールＰ
２，Ｐ３は斜面下部の道路端の基準点Ｂ，Ｄに設置され
る。前記ポールＰ０，Ｐ１は、安定して設置できるよう
に台座を有する一方、ポールＰ２，Ｐ３は、無限軌道車
上に立設固定されていて遠隔操縦で移動できる。なお、
ポールＰ２，Ｐ３は、無限軌道車に限らず４輪車に固定
してあってもよく、ポールＰ０〜Ｐ３のすべてが遠隔操
縦できる無限軌道車に立設固定されているものであって
もよい。

【００２４】図示のようにポールＰ０〜Ｐ３が配置され
た走行領域ｚ１での移動体１による作業が終わると、移
動体１を一旦停止させる。そして、ポールＰ０を次の走
行領域ｚ２の基準点Ｅに移動させ、ポールＰ２を基準点
Ｆに移動させる。この移動の際には、ポールＰ０は人手
あるいはトラック等の運搬車によって移動させ、ポール
Ｐ２は、例えば斜面上部の道路上から遠隔操縦して移動
させる。ポールのすべてが遠隔操縦可能になっていれば
トラック等の運搬手段は必要がない。

【００２５】こうして、ポールＰ０およびポールＰ２の
移動が終了すると、再び移動体１を移動させ、走行領域
ｚ２での作業を行わせる。走行領域ｚ２での作業が終わ
ると、今度は走行領域ｚ２に隣接する図示しない作業領
域の基準点にポールＰ１，Ｐ３を移動させる。このよう
に、前記ポールＰ０〜Ｐ３のうち隣接領域と共有しない
２本を移動させて走行領域を隣接する領域に切換え、移
動体１による広い範囲での作業を行えるようにしてい
る。以下、このように隣接する領域との間で共有しない
ポールつまり新たな走行領域を設定するために移動させ
るポールを移動ポールと呼び、隣接する領域との間で共
有するポールつまり新たな走行領域の設定時に移動させ
ないポールを固定ポールと呼ぶ。

【００２６】以下に、前記走行領域での移動体１の走行
制御について説明する。まず、図２を参照して移動体１
の走行コースおよび走行領域ｚ１，ｚ２の設定方法の第
１実施例を説明する。同図において、移動体１は基準点
Ａを原点とし、線分ＡＢをｘ軸とするｘｙ座標系で設定
された作業領域ｚ１の基準点Ａ近傍の作業開始地点ＳＴ
１から走行を始めて作業を行い、基準点Ｂ近傍の作業終
了地点ＦＩＮにおいて、該走行領域ｚ１での走行と作業
とを終了する。１つの走行領域での作業が終了すると、
４本のポールのうち２本を移動させ、残りの２本のポー
ルとともに次の走行領域を設定する。この例では、ポー
ルＰ０，Ｐ２を移動させ（矢印Ｍ０，Ｍ１）、残りのポ
ールＰ１，Ｐ３と共に走行領域ｚ２を設定する。そし
て、作業終了地点ＦＩＮで作業を終了した後、移動体１
は移動されたポールがどれかによって（この例ではＰ
０，Ｐ２）次の走行領域が現走行領域ｚ１のどの側にあ
るのかを認識する。すなわち、移動ポールがＰ０，Ｐ２
ならば残りのポールが固定ポールであり、この固定ポー
ルＰ１，Ｐ３の外側に次の走行領域ｚ２があると認識す
る。一方、移動ポールがＰ０，Ｐ１ならば固定ポールＰ
２，Ｐ３の外側に次の走行領域があると認識する。

【００２７】こうして新たな走行領域ｚ２の方向が認識
されると、移動体１はこの新たな走行領域ｚ２に予め設
定されている作業開始地点ＳＴ２を認識することができ
る。そして、移動体１はポールＰ０〜Ｐ３の位置に基づ
いて演算された自己位置ＦＩＮと、走行領域ｚ２での作
業開始地点ＳＴ２とを結ぶ移行コースＴＲ１を算出す
る。続いて、基準点Ａ〜Ｄに配置されているポールＰ０
〜Ｐ３の位置に基づいて自己位置を演算しつつ、前記移
行コースに沿うように操舵制御をして作業開始地点ＳＴ
２まで移動体１を誘導させる。移動体１が走行領域ｚ２
の作業開始地点ＳＴ２まで移動して停止した後、前記移
動ポールＰ０，Ｐ２を基準点Ｅ，Ｆにそれぞれ移動させ
る。

【００２８】こうして基準点Ｃ，Ｄ，Ｅ，ＦにポールＰ
０〜Ｐ３が配置されると、移動体１は基準点Ｅ，Ｆの方
位角および該基準点Ｅ，Ｆまでの距離を測定し、これら
の測定結果によって基準点Ｅ，Ｆの位置を認識して走行
領域ｚ２を確定する。その後、基準点Ａを原点とする旧
座標から基準点Ｃを原点とする新座標への変換を行う。
すなわち、基準点Ｃを原点とし、線分ＣＤをｘ軸とする
座標系で走行領域ｚ２の形状と大きさとを認識する。そ
して、移動体１は前記座標系における走行領域ｚ２に走
行コースを設定し、該領域ｚ２での作業を開始する。走
行コースとして種々のパターンをあらかじめ設定してお
き、作業領域の形状や作業形態に応じて選択して使用す
ることが可能である。例えば、図２に示した走行コース
ＴＲ０は、線分ＡＢに垂直な、間隔Ｌを有する複数本の
直線コースおよび該直線コース間をつなぐ旋回コースか
らなるパターンである。なお、走行コースやその設定方
法については、本出願人によって先に出願されている特
願平４−７２１８９号、特願平３−３５７２２５号（特
開平５−１７３６３６）に詳細に開示されている。該出
願および公報の説明は本発明の説明に援用統合する。

【００２９】続いて、上記の移動体１の動作をフローチ
ャートを参照して説明する。図５において、ステップＳ
１では、走査装置２を駆動して基準点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの
方位角および移動体１との距離を求め、これらに基づい
て移動体１の位置を原点とする座標系における各基準点
Ａ〜Ｄの座標を決定する。すなわち、走行領域ｚ１の形
状および大きさを測定する。さらに、移動体１を原点と
する座標を、基準点Ａを原点とし、線分ＡＢをｘ軸とす
る座標系に座標変換する。

【００３０】ステップＳ２では、前記座標系における走
行コースを決定する。走行コースは、種々のパターンの
うちからオペレータによって指示されたものであっても
よいし、ステップＳ１で認識された領域ｚ１の形状およ
び大きさ等によって移動体１が自動的に選択するように
してもよい。ステップＳ３では、移動体１の走行制御を
開始する。走行制御が開始され移動体１が走行を開始し
た後、走行コースに従って行われる操舵制御に関して
は、上述の特開平１−２８７４１５号公報、または特開
平１−３１６８０８号公報に記載されているものが使用
でき、かつ本発明の要旨ではないので詳細の説明は省略
する。

【００３１】ステップＳ４では、領域切換えタイミング
か否かを判断する。すなわち、領域ｚ１での作業を終了
したか否か判断する。この判断が肯定ならばステップＳ
５に進んで移動体１の走行を停止させる。ステップＳ６
では、２本の移動ポールがどれかによって、次の走行領
域（ここでは領域ｚ２）が現在の走行領域に対してどの
方向にあるかを認識する。ステップＳ７では、走行領域
ｚ２の作業開始地点ＳＴ２までの移行コースＴＲ１を算
出して移動体１を走行させて停止する。ここで、前記作
業開始地点ＳＴ２は、例えば基準点Ａを原点とし線分Ａ
Ｂをｘ軸とする座標系の座標値で登録してあるものとす
る。ステップＳ８では、作業再開の指示の有無を判別す
る。この指示は、次の領域ｚ２を設定するためポールＰ
０およびＰ１を位置Ｅ，Ｆにそれぞれ移動させた後、オ
ペレータによって入力される。なお、オペレータの入力
に代え、ポールＰ０およびＰ１の移動が終了したことを
示す無線信号で自動的に指示入力されるように構成して
もよい。位置Ｅ，Ｆはあらかじめ確定しているわけでは
なく、オペレータが目測によって判断してポールＰ０お
よびＰ１を移動させる基準点としておおよそ都合がよい
とされる位置である。

【００３２】走行再開の指示があったならば、ステップ
Ｓ９に進み、移動したポールＰ０，Ｐ１の方位角および
移動体１からの距離によってポールＰ０，Ｐ１の位置つ
まり基準点Ｅ，Ｆの位置を測定する。ステップＳ１０で
は、新たな領域ｚ２を設定するため、座標の切換えを行
う。これは、前記測定された基準点Ｅ，Ｆの位置、およ
び領域ｚ１と共有する基準点であって既に位置が分かっ
ている基準点Ｃ，Ｄの位置に基づいて決定される座標、
すなわち基準点Ｃを原点とし、線分ＣＤをｘ軸とする座
標系への切換えである。

【００３３】ステップＳ１１では、切換えられた座標系
における走行コースを決定する。ステップＳ１２では、
移動体１を走行させて作業を開始する。ステップＳ１３
およびステップＳ１４では、前記ステップＳ４，Ｓ５と
同様の制御を行う。ステップＳ１５では、予じめ指示さ
れた領域のすべてにおける走行を終了したか否かを判断
する。例えば、あらかじめ領域切換回数を設定しておく
ことにより、領域切換えがこの設定回数だけ行われたか
否かによって判断することができる。

【００３４】次に、走行領域ｚ１，ｚ２の設定方法の第
２実施例を図３を参照して説明する。同図では、繁雑を
避けるため走行コースＴＲＯの図示は省略し、移動体１
も簡略化して示す。この第２実施例では走行領域ｚ１で
の作業が終了すると移動体１を次の走行領域に移動させ
る前にポールＰ０だけを先に基準点Ｅに移動させる（矢
印Ｍ２）。そして、移動体１は停止した位置ＦＩＮにお
いて４つのポールを検索し、その結果によって新たな走
行領域がどの方向かを認識する。ここで、移動体１の停
止位置ＦＩＮと移動ポールの移動先によっては反射光を
３つしか検出しないので、新たな走行領域がどの方向か
を認識できない。但し、どのポールが移動されたかは認
識できる。そこで、このような場合、該第２実施例では
移動体１を移動ポールの対角位置にあるポールＰ３
（Ｄ）の方向にポールＰ１，Ｐ２，Ｐ３（Ｃ，Ｂ，Ｄ）
の位置情報により位置演算しながら、コースＴＲ１上を
移動させる。これによって、４つの反射光を検出する位
置まで移動させることができる。この例では、ポールＰ
０が移動ポールであり、基準点Ｃを原点とし、線分ＣＤ
をｘ軸とする座標系で示される領域ｚ２が次の走行領域
である場合を示す。

【００３５】こうしてポールＰ０が基準点Ｅに移動され
た後、移動体１は残りの基準点Ｃ，Ｂ，Ｄの位置情報に
より自己位置を演算し、該自己位置（作業終了地点ＦＩ
Ｎ）と次の走行領域ｚ２の作業開始地点ＳＴ２とを結ぶ
移行コースＴＲ２を算出する。さらに、前記基準点Ｃ，
Ｂ，Ｄの位置情報により自己位置を演算し、この移行コ
ースＴＲ２に沿って移動体１を作業開始地点ＳＴ２まで
移動させた後、移動すべき残りのポールＰ２を基準点Ｆ
に移動させる（矢印Ｍ３）。その後の手順は第１実施例
と同様であるため、説明を省略する。

【００３６】次に、第２実施例の要部動作をフローチャ
ートを参照して説明する。図６において、ステップＳ２
０〜Ｓ２３は、図５のフローチャートのステップＳ６に
置き換えられる。まず、前記ステップＳ５にて移動体１
を停止させた後、ステップＳ２０では、走行再開指示の
有無を判断する。ポールの移動が終ってオペレータから
の指示があればステップＳ２０の判断は肯定となり、ス
テップＳ２１に進む。このステップＳ２０に代えて、予
定の待ち時間、例えばポールを次の走行領域の基準点へ
移動するのに要する時間が経過したか否かを判断し、こ
の待ち時間が経過したならばステップＳ２１に進むよう
にしてもよい。

【００３７】ステップＳ２１では、異なる方位から反射
光を４つ検出したか否かを判断する。移動後のポールを
含めて４本のポールからの反射光が検出されたならば、
ポールがどの基準点に移動されたかが認識されるので、
ステップＳ２２に進んで新たな走行領域（ここでは領域
ｚ２）の方向を認識する。しかし、上述のように作業終
了位置ＦＩＮによっては４本のポールが検出されないこ
とがあるため、このような場合はポールがどの基準点に
移動したのかを判断できない。図３に関していえば、基
準点ＣＤの外側の基準点Ｅに移動したのか、基準点ＢＤ
の外側の基準点（図示しない）に移動したのかが判断で
きない。そこで、４本のポールが検出されず、ステップ
Ｓ２１の判断が否定となったならばステップＳ２３に進
み、移動されたポールの対角に位置するポール（ここで
はポールＤ）の方向へ移動体１を移動させる。この動作
によってポールが４本検出されたならばステップＳ２１
の判断は肯定となる。ステップＳ２２に引き続いて新た
な走行領域での作業開始地点ＳＴ２に走行させる（図５
ステップＳ７）。但し、この第２実施例ではステップＳ
７の処理は、ポールＰ０を除く３本のポールの位置に基
づいて行われる点、およびその後に残りのポールＰ２を
基準点Ｆへ移動させる点で第１実施例と異なる。

【００３８】なお、作業形態として、走行領域が既知の
一方向にのみ延伸する場合は、移動されるポールが判断
できれば、それだけで、新たな走行領域の方向は認識で
きる。したがって上述のように４本のポールを検出する
ため移動体１を作業停止位置ＦＩＮからポールＤの方向
へ一旦移動させるような動作は省略でき、直接作業開始
位置ＳＴ２へ移動体を移動させることができる。

【００３９】次に、走行領域ｚ１，ｚ２の設定方法の第
３実施例を図４を参照して説明する。この第３実施例で
走行領域ｚ２での作業が終了するとポールＰ０とＰ２を
基準点Ｅ，Ｆにそれぞれ移動させる（矢印Ｍ４，Ｍ
５）。こうすることにより、移動体１はポールからの反
射光を２つしか検出せず、移動されたポールがどれであ
るかを認識できる。そして、移動されたポールがどれか
により、あらかじめ設定してある記憶情報によって次の
走行領域がどの方向かを判断する。この例では、ポール
Ｐ０とＰ２が移動ポールであり、基準点Ｃを原点とし、
線分ＣＤをｘ軸とする座標系で示される領域ｚ２が次の
走行領域である。

【００４０】こうしてポールＰ０，Ｐ２が基準点Ｅ，Ｆ
に移動された後、作業終了地点ＦＩＮにある移動体１は
残りの基準点Ｃ，Ｄの開き角αを測定しながら基準点
Ｃ，Ｄの方向に移動する。そして、前記基準点Ｃ，Ｄの
開き角度αが１８０°を超えたならば走行領域ｚ２に入
ったと判断して移動体１は一旦停止する。その後は基準
点Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆの位置を測定して走行領域ｚ２の座標
を確定し、該座標上の作業開始地点ＳＴ２を認識する。
次いで、該自己位置と走行領域ｚ２の作業開始地点ＳＴ
２を結ぶ移行コースＴＲ２を演算し、この移行コースＴ
Ｒ２に沿って移動体１を作業開始地点ＳＴ２まで移動さ
せる。その後の手順は第１実施例と同様であるため、説
明を省略する。

【００４１】次に、第３実施例の要部動作をフローチャ
ートを参照して説明する。図７において、ステップＳ３
０〜Ｓ３３は、図５のフローチャートのステップＳ６〜
Ｓ８に置き換えられる。まず、ステップＳ３０はステッ
プＳ２０（図６）と同様である。続いてステップＳ３１
では、移動された２本のポールから判断される新たな走
行領域の方向へ移動体１を移動させる。ステップＳ３２
では、２本の固定ポールの開き角度αを基準点の方位角
によって測定する。ステップＳ３３では、前記開き角度
αが１８０°以上か否かを判断する。ステップＳ３３の
判断が肯定ならば移動体１は新たな走行領域ｚ２に入っ
たと判断して前記ステップＳ９（図５）に進む。なお、
該第３実施例に図５のフローチャートを援用する際、ス
テップＳ１１での走行コース決定では停止位置から新た
な作業開始点まで走行するための前記移行コースＴＲ２
を含めて走行コースを決定するものとする。

【００４２】また、第３実施例のようなポールの移動手
順をとる場合、例えばジャイロ１１の出力信号（ヨー
角）と、車速パルス検出器１２の出力信号に基づいて検
出される移動体１の走行距離とを用いた慣性位置検出方
法によって検出された自己位置に基づいて新たな走行領
域まで移動体１を移動させてもよい。すなわち、移動体
１が作業終了地点で停止したときには基準点Ｃ，Ｄの位
置は検出されているので、この位置情報と慣性位置検出
方法によって検出された自己位置情報とから、新たな走
行領域に移動体１が入ったことを検出できる。

【００４３】次に、上記説明による処理を行うための制
御装置５の要部機能をブロック図を参照して説明する。
まず、第１実施例において新たな走行領域に移動体１を
移動させるための機能を説明する。図８において、移動
ポール登録部１３には、１つの走行領域での作業が終了
した後に次の走行領域に移動させる２本の移動ポールを
予め登録しておく。次エリア判別部１４では、１つの走
行領域での作業が終了した後、前記移動ポール登録部１
３に登録されている移動ポールを判別し、その判別結果
によって新たな走行領域を判別する。作業開始位置記憶
部１５には、走行領域での作業開始地点があらかじめ記
憶されている。この作業開始地点は上述のように、例え
ば固定ポールのうちの１つに隣接して設けておく。移行
コース演算部１６では、移動体１の現在位置つまり１つ
の走行領域で作業を終了した後の停止位置と前記作業開
始地点とを結ぶ直線からなる移行コースを演算する。走
行制御部１７では、前記移行コースに基づいて前記操舵
装置４に操舵信号を出力する。

【００４４】また、第２実施例において新たな走行領域
に移動体１を移動させるための機能は次のように構成す
ることができる。図９において、図８と同符号は同一ま
たは同等部分である。ポール有無判別部１８では、１つ
の走行領域で作業を終了した後、その停止位置で走査装
置２による受光信号を検出する。そして、作業終了直前
に検出した方向で受光信号が検出されなかった場合はポ
ール見失い信号ａを出力する。移動指示部１９では、前
記信号ａに応答して移動体１を予定方向に移動させるた
めの指示を出力する。本実施例では、図３に関して説明
したように、移動ポールと対角位置にあったポールの方
向に移動体１を移動させるようにする。移動の結果、ポ
ールを４本検出したならば、見失い後に改めて検出した
ポールがどれかを示すデータを次エリア判別部２０に出
力する。次エリア判別部２０は検出されたポールがどの
方向で検出されたかによって新たな走行領域を判別す
る。例えば、図３に関して説明したケースでは、基準点
Ｃ，Ｄの間で基準点Ｅに移動されたポールＰ０が検出さ
れるため、基準点Ｃ，Ｄ側に新たな走行領域があること
を判断できる。

【００４５】さらに、第３実施例において新たな走行領
域に移動体１を移動させるための機能は次のように構成
することができる。図１０において、移動ポール検出部
２１では、移動された２本のポールがどれであるかを検
出して次エリア判別部２２に出力する。次エリア判別部
２２は、移動された２本のポールがどれであるかによっ
て新たな走行領域を判別し、移動指示部２３に判別結果
を出力する。移動指示部２３は、前記判別結果に基づい
て判断される新たな走行領域の方向に移動体１を移動さ
せるための指示を走行制御部１７に出力する。前記指示
は移動終了判別部２４にも入力され、移動体１が予定の
地点に達したか、つまり新たな走行領域に移動したかが
判別される。移動が終了したと判断されたならば走行制
御部１７に停止指示を与える。

【００４６】次に、新たな走行領域の設定のための機
能、つまりポールＰ０〜Ｐ３で囲まれた範囲の設定機能
を説明する。図１１において、測距部２５は走査装置２
の発光器６および受光器７から供給される信号の位相差
に基づいて移動体１およびポール間の距離を測定する。
方位角検出部２６では走査装置２の受光器７およびエン
コーダからの信号によって各ポールの方位角を検出す
る。現エリア演算部２７は、例えば、前記した特開平１
−２８７４１５号公報に記載されたように、前記測距部
２５および方位角検出部２６から供給される４本のポー
ルに関する情報から、隣接する２本のポールのうちの１
本を原点とし、該２本のポールを結ぶ直線をｘ軸とする
座標で表わされる領域を決定する。移動ポール位置演算
部２８では、新たな走行領域を設定するために移動され
た２本のポールの位置を、前記測距部２５および方位角
検出部２６から供給される該２本のポールに関する情報
から演算する。次エリア設定部２９は、前記移動ポール
位置演算部２８で算出した２本のポールの位置と、現エ
リア演算部２７で決定された走行領域を示す情報に基づ
く、移動されていないポールの位置とによって新たな走
行領域を設定する。すなわち、前記移動されていないポ
ールのうち１本を原点とし、該２本のポールを結ぶ直線
をｘ軸とする座標で表わされる領域を決定する。

【００４７】なお、以上は、４本のポールによって矩形
の走行領域を設定する例を説明したが、３本のポールに
よって三角形の走行領域を設定する場合、および該走行
領域での移動体１の走行制御にも本発明は適用できる。
例えば、図１４において、基準点Ａ，Ｂ，Ｃが配置され
た走行領域（ΔＡＢＣ）での走行を終了した後、基準点
Ａのポールを基準点Ｄに移動して次の走行領域（ΔＢＣ
Ｄ）を設定する。同様に、次の段階では、基準点Ｂのポ
ールを基準点Ｅに移動させてさらに次の走行領域（ΔＣ
ＤＥ）を設定することができる。この例によっても２つ
のポールを新旧２つの走行領域で共有し、１本のポール
のみを順次移動していくことによって走行範囲を拡大し
ていくことができる。また、走行範囲の拡大方向は１方
向に限らず、３本のポールのうち任意の１本のみを移動
させるだけであらゆる方向に走行範囲を拡大していくこ
とができる。

【００４８】また、本実施例では、新たな走行領域で
は、移動しなかった２本のポールのうちの１本を原点と
する新たな座標に変換するようにしたが、必ずしも座標
の変換を行わなくてもよい。つまり、最初の走行領域を
設定したときの座標上で各基準点の座標を演算し、新た
な走行領域を定義してもよい。

【００４９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１ないし４の発明によれば、現走行領域および次の走行
領域で２本のポールを共有することができる。したがっ
て、残りのポールのみを移動させれば新たに次の領域を
設定することができる。その結果、少ないポールで広い
領域に亘って移動体の走行制御を行うことができるの
で、ポールの移動やポール管理等の手間を簡素化でき、
例えば、広域での田植え作業、草刈り作業、清掃作業等
を効率良く行うことができる。また、必要最少限の数の
ポールが設置されるだけなので、不要な光を検出するこ
とがなくなり、信号の識別制御が簡素化される。

【００５０】また、請求項５ないし６の発明によれば、
１の走行領域での走行を終了した位置で、次の走行領域
が現走行領域のどの方向に隣接する領域であるかを認識
することができ、認識された次の走行領域に移動体が誘
導される。そして、次の走行領域において、新たに現走
行領域から移動されたポールの位置が該ポールまでの距
離および方位に基づいて自動的に検出され、位置が検出
された該ポールを含むすべてのポールの位置情報に基づ
いて新たな座標系で走行領域が設定される。すなわち、
現走行領域から移動されたポールの位置のみを新たに検
出するだけで、次の走行領域を設定することができる。

【００５１】また、請求項７の発明によれば、現走行領
域に残された３本のポールを使用して自己位置が検出さ
れ、この自己位置に基づいて次の走行領域に誘導され
る。したがって、この誘導も３本のポールを利用して通
常の走行時と同様の演算方法で行うことができる。また
該３本のポール以外のポールを先に次の走行領域に移動
させておくことができるのでポールの移動作業を分散す
ることができる。

【００５２】また、請求項８の発明によれば、現走行領
域および次の領域で共有するポールの開き角度に基づい
て移動体が次の領域に入ったことが確認される。したが
って、次の領域に入ったことの判別はきわめて簡単にな
り、例えば現走行領域での予定の作業が終了したならば
直ちに前記共有するポールのみを残して他のポールを次
の走行領域に移動させることができ、作業効率の向上が
図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例を示す走行領域および基準
点の位置関係を示す斜視図である。

【図２】 走行コースおよび走行領域の設定方法の第１
実施例を示す平面図である。

【図３】 走行コースおよび走行領域の設定方法の第２
実施例を示す平面図である。

【図４】 走行コースおよび走行領域の設定方法の第３
実施例を示す平面図である。

【図５】 第１実施例に係る移動体の動作を示すフロー
チャートである。

【図６】 第２実施例に係る移動体の動作の要部を示す
フローチャートである。

【図７】 第３実施例に係る移動体の動作の要部を示す
フローチャートである。

【図８】 第１実施例の要部機能を示すブロック図であ
る。

【図９】 第２実施例の要部機能を示すブロック図であ
る。

【図１０】 第３実施例の要部機能を示すブロック図で
ある。

【図１１】 走行領域の設定のための要部機能を示すブ
ロック図である。

【図１２】 移動体の構成を示すブロック図である。

【図１３】 移動体の走行領域と基準点の位置関係を示
す図である。

【図１４】 三角形の走行領域と基準点の位置関係を示
す図である。

【符号の説明】

１…移動体、 ２…ビーム走査装置、 Ａ〜Ｆ…基準
点、 Ｐ０〜Ｐ３…ポール、 ｚ１…現走行領域、 ｚ
２…次の走行領域、 ＦＩＮ…作業終了地点、 ＳＴ１
…作業開始地点、 ＳＴ２…次の走行領域での作業開始
地点、 ＴＲ０…走行コース、 ＴＲ１…移行コース

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−109106（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−233058（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−43405（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G05D 1/00 - 1/12 A01B 69/00

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動体から投射された光を該移動体に反
   射させるための回帰反射体を有する３本もしくは４本の
   ポールを周囲に配置した領域を、前記移動体の走行に伴
   って順次隣接して設定する移動体の走行領域設定方法に
   おいて、 １の走行領域における前記移動体の走行が終了した後、
   該１の走行領域を設定する前記３本もしくは４本のポー
   ルのうち２本のポールをそのままの位置に残し、該２本
   のポールを除く残りのポールを、前記そのままの位置に
   残した２本のポールを含む直線を乗り越えて反対側領域
   へ移動させる段階と、 該移動した残りのポールを前記２本のポールとともに使
   用して次の走行領域を前記１の走行領域に隣接して設定
   する段階とを具備したことを特徴とする移動体の走行領
   域設定方法。
2. 【請求項２】 前記ポールを移動させる段階は、前記１
   の走行領域における前記移動体の走行が終了し、該移動
   体が次の走行領域に移動した後に実行することを特徴と
   する請求項１記載の移動体の走行領域設定方法。
3. 【請求項３】 前記ポールを移動させる段階は、前記１
   の走行領域における前記移動体の走行が終了し、該移動
   体が次の走行領域に移動する前に実行することを特徴と
   する請求項１記載の移動体の走行領域設定方法。
4. 【請求項４】 移動体から投射された光を該移動体に反
   射させるための回帰反射体を有する４本のポールを周囲
   に配置した領域を、前記移動体の走行に伴って順次設定
   していく移動体の走行領域設定方法において、 １の走行領域における前記移動体の走行が終了した後、
   該１の走行領域を設定する前記４本のポールのうち２本
   のポールをそのままの位置に残し、該２本のポールを除
   く残りのポールのうちの一方を次の隣接走行領域の設定
   のために移動する段階と、 前記移動体を次の走行領域に移動した後、前記残りの２
   本のポールのうちの他方を次の隣接走行領域の設定のた
   めに移動する段階とを具備し、 前記移動した２本のポールおよびそのままの位置に残し
   た２本のポールをともに使用して次の走行領域を設定す
   ることを特徴とする移動体の走行領域設定方法。
5. 【請求項５】 各基準点に配置され、回帰反射体を有す
   る３本もしくは４本のポールによって設定され、互いに
   隣接した走行領域を少なくとも２以上に亘って移動する
   移動体の走行制御装置において、 前記移動体に搭載され、円周方向に光を投射して前記基
   準点からの反射光を順次検出する光ビーム走査手段と、 前記移動体を囲む前記３本もしくは４本のポールからの
   前記反射光の受光方位に基づいて移動体の位置を演算す
   る位置演算手段と、 現走行領域での走行を終了した位置で、次の隣接走行領
   域が現走行領域設定のために配置されたポールのうちの
   どの２本のポールを共有する領域であるかを認識する次
   エリア判別手段と、 前記認識された次の隣接走行領域内へ前記移動体を誘導
   する手段と、 次の走行領域設定のために移動されたポールの位置を、
   移動体から該ポールまでの距離および移動体に対する方
   位によって検出する手段と、 位置が検出された前記ポールおよび前記共有ポールの位
   置情報に基づいて該共有ポールの一方を原点とし、該２
   本の共有ポールを結ぶ直線を座標軸とする新たな座標系
   で前記次の走行領域を設定する手段とを具備したことを
   特徴とする移動体の走行制御装置。
6. 【請求項６】 次の隣接走行領域設定のために移動すべ
   きポールを予め登録する手段を具備し、 前記次エリア判別手段は、前記予め登録されている移動
   すべきポールがどれであるかによって、該ポールが移動
   される前に次の走行領域を認識するとともに、 前記移動体を誘導する手段は、前記現走行領域に存在す
   るポールを使用して前記位置演算手段で演算された自己
   位置に基づいて移動体を誘導するように構成されたこと
   を特徴とする請求項５記載の移動体の走行制御装置。
7. 【請求項７】 走行領域に配置された前記ポールが４本
   であって、 前記次エリア判別手段は、前記１の走行領域での走行を
   終了した後、移動されたポールを識別し、この識別結果
   に基づいて次の走行領域を認識するように構成され、 前記移動体を誘導する手段は、１の走行領域で移動体が
   走行を終了した後、移動されたポールを除く３本のポー
   ルの位置に基づいて前記位置演算手段で自己位置を演算
   し、その演算結果に基づいて移動体を次の走行領域に誘
   導するように構成されたことを特徴とする請求項５記載
   の移動体の走行制御装置。
8. 【請求項８】 前記次エリア判別手段は、前記１の走行
   領域での走行を終了した後、移動されたポールを識別
   し、この識別結果に基づいて次の走行領域を認識するよ
   うに構成され、 前記移動体を誘導する手段は、共有の２本のポールの、
   移動体を中心とする開き角度を測定する手段を具備し、
   該開き角度に基づいて移動体を次の走行領域まで誘導す
   るように構成されたことを特徴とする請求項５記載の移
   動体の走行制御装置。