JPH01231810A - 自動走行作業車の撮像式操向制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、設定速度で自動走行する車体に、走行前方側
の車体横幅方向での未処理作業地と処理済作業地との境
界に対応する箇所を、二次元方向に亘って撮像する撮像
手段と、その撮像手段の撮像情報に基づいて前記境界を
繰り返し検出する境界検出手段と、前記車体を検出され
た境界に対する設定適正状態に自動走行させるように、
前記境界検出手段の検出情報に基づいて、検出された境
界に対するずれ量が大なるほど大なる目標操向角を設定
する目標操向角設定手段と、前記目標操向角設定手段に
て設定された目標操向角に操向操作する操向操作手段と
が設けられている自動走行作業車の撮像式操向制御装置
に関する。

〔従来の技術〕

上記この種の自動走行作業車の撮像式走行制御装置は、
未処理作業地と処理済作業地との明るさが異なることを
利用して、走行前方側を二次元方向に亘って撮像した撮
像情報に基づいて未処理作業地と処理済作業地との境界
を検出し、そして、車体が検出された境界に沿って自動
走行するように、操向制御するように構成されたもので
ある。

但し、画像処理を利用して境界を検出するように構成さ
れていることから、境界は間歇的に検出されるものとな
る。

従って、操向制御にふける目標操向角は、車体が次に境
界を検出する地点に走行する間に、車体が前回の処理に
て検出された境界に対して適正通りに追従する状態とな
るように、境界検出のサンプリング間隔をも考慮しなが
ら、検出された境界に対するずれ量に応じて設定する必
要がある。

ところで、未処理作業地と処理済作業地との明るさの差
に基づいて境界を検出する場合、例えば、隣接画素に対
する明るさの差が設定閾値より大なる画素を抽出して、
その抽出された画素を結ぶ直線を求め、その直線の情報
を境界に対応する情報として検出することになるが、撮
像情報から明るさの差の大小に応じて抽出される画素数
、つまり、処理すべき画像情報の情報量が、作業地の状
態に応じて変動することになる。その結果、境界検出に
要する処理時間が、作業地ごとの差異等により変動する
ことになる。

従来では、境界検出のサンプリング間隔つまり境界検出
に要する処理時間を、標準的な作業地での処理時間に見
做す等、一定値に設定し、そして、車体が一定の車速で
走行されることを条件として、検出された境界に対する
目標操向角を決めて、操向制御するようにしていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

境界検出に要する処理時間は、作業地ごとの差異等によ
り、大きく変動することがあり、その結果、適正な操向
制御を行えない虞があった。

説明を加えれば、境界検出に要する処理時間が設定時間
よりも短い場合には、次の境界検出までに走行する距離
が短くなって、制御応答が遅れる状態となる。つまり、
処理時間が短い場合には、その処理時間に走行する距離
に合わせて目標操向角度を決めた方が、境界追従精度を
向上できるものであるが、それを満足させることができ
ないものであった。又、処理時間が設定時間よりも長い
場合には、次の境界検出までに走行する距離が長くなっ
て過制御となり、車体を境界に対して所望通り追従させ
ることができなくなる虞れがあった。

尚、処理時間に応じて車速を変更調節して、境界検出が
行われる距離間隔が実質的に一定となるようにすること
も考えられているが、処理時間の変動に応じて車速が変
動するので、作業むらが生じたり、走行速度の低下によ
り作業能率が低下する虞れがある。

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、作業むらや作業率の低下を抑制しながら、境
界検出に要する処理時間をか大きく変動しても、適正な
操向制御を行えるようにする点にある。

〔課題を解決するための手段〕 本発明による自動走行作業車の撮像式走行制御装置の第
１の特徴構成は、前記境界検出手段の境界検出に要する
処理時間を計測する処理時間計測手段と、その処理時間
計測手段の情報に基づいて、前記処理時間が大なるほど
前記目標操向角が小となるように、前記目標操向角を自
動的に変更調節する目標操向角調節手段とが設けられて
いる点にある。

又、第２の特徴構成は、以下の通りである。

すなわち、前記境界検出手段は、前記境界に対する前記
車体の横幅方向での位置のずれ量及び前記境界の長さ方
向に対する前記車体の傾きのずれ量の夫々を検出するよ
うに構成され、前記目標操向角設定手段は、前記両ずれ
量の夫々に応じて前記目標操向角を設定するように構成
されている点にある。

〔作　用〕

第１の特徴構成では、境界検出に要する処理時間は、１
つの作業地等、ある作業範囲では大きく変動しない点を
利用して、境界検出に要する処理時間を計測して、処理
時間が大なるほど目標操向角が小となるように、処理時
間に応じて目標操向角を変更調節させることにより、処
理時間の変動に拘らず、次に境界が検出された時点では
、前回検出された境界に対する車体の状態を極力適正状
態に近付けることができる。

もちろん、車体を定速度で走行させながら、境界に追従
させるものである。

第、２の特徴構成では、境界に対する車体横幅方向の位
置のずれ量と境界の長さ方向に対する傾きのずれ量の両
方を検出して、その両ずれ量に応じて目標操向角を設定
させるのである。

〔発明の効果〕

従って、第１の特徴構成では、車体を定速度で走行させ
ながら、境界検出に要する処理時間に応じて目標操向角
を自動調節させて、適正な操向制御を行わせるので、操
向制御の適正化を図ることができるばかりでなく、車速
を変更させるに較べて、作業むらの発生を回避し、作業
能率の低下を抑制できる。

又、第２の特徴構成では、境界に対する横幅方向の位置
と長さ方向に対する傾きの両方のずれ量に応じて目標操
向角を設定させるので、境界に対する追従性を向上でき
る。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第４図に示すように、周囲を処理済作業地としての既刈
地（Ｃ）で囲まれた四角状の未処理作業地としての未刈
地（Ｂ）が形成され、その未刈地（Ｂ）の−辺から対辺
に至る部分が一つの作業行程として設定され、そして、
その一つの作業行程に隣接する未刈地（Ｂ）側に、後述
の芝刈り用の作業車の作業幅に対応した間隔で互いに平
行する複数個の作業行程が設定されている。

そして、第４図及び第５図に示すように、各作業行程で
は、車体横幅方向での前記未刈地（Ｂ）と前記既刈地（
Ｃ）との境界（Ｌ）としての第１境界（Ｌ１）が、車体
（Ｖ）の左右何れの側に位置する状態でも、その第１境
界（Ｌ１）を撮像できるように、走行前方側の前記第１
境界（し、）に対応する箇所を二次元方向に亘って撮像
する撮像手段としてのイメージセンサ（Ｓ、）が、前記
車体（Ｖ）の前部の左右夫々に設けられている。

つまり、前記車体（Ｖ）　は、各作業行程では、車体横
幅方向での未刈地（Ｂ）と既刈地（Ｃ）との第１境界（
Ｌ１）に沿って自動走行するように、前記第１境界（Ｌ
１）側に位置する前記イメージセンサ（Ｓ１）の撮像情
報に基づいて検出される前記第１境界（Ｌ１）の位置情
報に基づいて操向制御されることになり、そして、前記
第１境界（Ｌ１）側に位置しない前記イメージセンサ（
Ｓ＋）の撮像情報に基づいて検出される車体前後方向で
の未刈地（Ｂ）と既刈地（Ｃ）　　との第２境界（Ｌ２
）の位置情報に基づいて、一つの作業行程の終端部とな
る前記未刈地（Ｂ）の対辺に達するに伴って、その作業
行程に隣接する次の作業行程の始端部に向けて自動的に
１８０度ターンすることになる。

そして、前記既刈地（Ｃ）に隣接した未刈地（Ｂ）を、
その−辺から対辺に至る区間を往復走行することを繰り
返させることにより、いわゆる往復刈り形式で所定範囲
の芝刈り作業を自動的に行わせることになる。

尚、第５図中、（１）は前輪、（２）は後輪、（３）は
モーアである。

ところで、後述の如く、前記前輪（１）及び前記後輪（
２）は、その何れもが操向輪としても駆動輪としても機
能するように、いわゆる４輪ステアリング形式で且つ４
輪駆動式に構成されている。

又、前記各作業行程では、前記前輪（１）のみを操向す
る２輪ステアリング形式を用いて走行させると共に、次
の作業行程に向けてターンさせる時には、前記前後輪（
１）、　（２＞を逆位相で操向する４輪ステアリング形
式を用いて走行させるようにしである。

前記イメージセンサ（Ｓａの撮像視野（Ａ）　について
説明すれば、第６図に示すように、前記車体（Ｖ）が、
前記第１境界（Ｌ１）に対して適正状態に沿っている状
態において、前記第１境界（Ｌ１）が、前記イメージセ
ンサ（Ｓ、）の地表面における撮像視野（Ａ）の横幅方
向中央を、車体進行方向に沿う方向に向けて通る基準線
（Ｌａ）に一致する状態となるように設定しである。

尚、前記第１境界（Ｌ１）は、前記作業車が走行する往
路き復路とで、前記車体（Ｖ）の左側に位置する状態と
、右側に位置する状態とに切り換わることになる。

従って、前記車体（Ｖ）がターンして走行方向が１８０
度反転する毎に、前記第１境界（Ｌ、）を撮像スるため
に使用する前記イメージセンサ（ｓ１）を、左右に切り
換えることになる。

そして、非使用側となるイメージセンサ（Ｓ、）を利用
して、前記第２境界（Ｌ２）を検出させるようにしであ
る。

尚、以下の説明において、前記第１境界化、）を撮像す
る状態にある側のイメージセンサを第１イメージセンサ
（Ｓａ）と呼称し、前記第２境界（Ｌ２）を撮像するイ
メージセンサを第２イメージセンサ（Ｓｂ）と呼称する
。

但し、図中では、便宜上、右側のイメージセンサを前記
第１イメージセンサ（Ｓａ）として表記すると共に、左
側のイメージセンサを前記第２イメージセンサ（ｓｂ）
として表記しであるが、これら第１イメージセンサ（Ｓ
ａ）と第２イメージセンサ（Ｓｂ）とは、前記車体（Ｖ
）がターンする毎に入れ換わることになる。

前記車体（Ｖ）を自動走行させるための制御構成につい
て説明すれば、第１図に示すように、前記第１、第２の
両イメージセンサ（Ｓａ）、　（Ｓｂ）の撮像情報を画
像処理して、前記第１境界（Ｌ１）及び前記第２境界（
Ｌ２）夫々の位置情報を検出すると共に、検出された境
界位置情報に基づいて、前記車体（Ｖ）の走行を制御す
るマイクロコンピュータ利用の制御装置（ｌＯ）が設け
られている。

つまり、前記制御装置（１０）を利用して、撮像手段と
しての前記イメージセンサ（Ｓ、）の撮像情報に基づい
て車体横幅方向での未処理作業地と処理済作業地との境
界（Ｌ）　としての前記第１境界（Ｌυを繰り返し検出
する境界検出手段（１００）、その境界検出手段（１０
０）の検出情報に基づいて前記車体（Ｖ）を検出された
第１境界（Ｌ１）に対する設定適正状態に自動走行させ
るための目標操向角（θｆ）を設定する目標操向角設定
手段（１０１）、操向輪としての前記前輪（１）を前記
目標操向角（θｆ）に操向操作する操向操作手段（１０
２）、前記境界検出手段（１００）の境界検出に要する
処理時間（１）を計測する処理時間計測手段（１０３）
、及び、その処理時間計測手段（１０３）の検出情報に
基づいて前記目標操向角（θｆ）を自動的に変更調節す
る目標操向角調節手段（１０４）の夫々が構成されるこ
とになる。

尚、第１図中、（４）は前記前輪（１）の操向用油圧シ
リンダ、（５）は前記後輪（２）の操向用油圧シリンダ
、（６）はエンジン（Ｅ）の出力を変速して前記前後輪
（１）、（２）を駆動する油圧式無段変速装置であって
、前後進切り換え自在で且つ前後進ともに変速自在に構
成されている。（７）は変速用モータ、（８）は前記前
輪用油圧シリンダ（４）の制御弁、（９）は前記後輪用
油圧シリンダ（５）の制御弁、（Ｓ２）は前記変速装置
（６）の出力回転数に基づいて前記車体（Ｖ）の走行距
離を検出するための距離センサ、（Ｒ１）は前輪用の操
向角検出用ポテンショメータ、（Ｒ２）は後輪用の操向
角検出用ポテンショメータ、（Ｒ，）は前記変速装置（
６）の操作状態に基づいて車速を間接的に検出する車速
検出用ポテンショメータである。

以下、前記制御装置（１０）の動作について詳述する。

先ず、第３図に示すフローチャートに基づいて、前記第
１境界（Ｌ１）を検出するための境界検出処理について
詳述する。

但し、以下に説明する境界検出は、前記既刈地（Ｃ）が
前記未刈地（Ｂ）よりも明るく見えることから、前記第
１境界（Ｌ１）又は前記第２境界（Ｌ２）に対応する部
分での前記既刈地（Ｃ）と未刈地（Ｂ）との明るさの差
が、前記既刈地（Ｃ）内や前記未刈地（Ｂ）内における
明るさの差よりも大きくなることを利用して行われるよ
うに構成されている。

又、前記第２境界（Ｌ２）は前記第１境界偏）に対して
交差する方向となる以外は、前記未刈地（Ｂ）と既刈地
（Ｃ’）との同じ境界であり、この第１境界（Ｌ１）を
検出するため処理を利用して、後述の如く、前記第２境
界（Ｌ２）の位置情報をも検出することになる。

すなわち、前記車体ｆｆ）が設定距離を走行する毎に、
前記イメージセンサ（ｓ１）からの撮像情報が、前記制
御装置（１０）に大刀されて、二次元方向に並ぶ各画素
夫々の明るさが設定段階に量子化された濃度値に変換さ
れると共に、各画素の周囲に隣接する８近傍画素夫々の
濃度値に基づいて、二次元方向に並ぶ各画素夫々の微分
値が求められる。

但し、前記第１境界（Ｌ１）の位置を検出する場合には
、前記第１境界（シ、）は車体横幅方向での未刈地（Ｅ
１）と既刈地（Ｃ）との境界であることがら、車体横幅
方向に沿う方向となるＸ軸方向での微分値を求めること
になり、前記第２境界（Ｌ２）の位置を検出する場合に
は、車体前後方向に沿う方向となるＸ軸方向での微分値
を求めることになる。

そして、求められた各画素の微分値が設定閾値よりも大
となる画素を抽出して、前記画像情報を２値化すること
になる。

２値化処理によって明るさ変化が大なる画素を抽出した
後は、ハフ変換を利用して、抽出された画素を通り、且
つ、複数段階に設定された傾きとなる複数本の直線を求
め、その複数本の直線のうちで最大頻度となる一つの直
線を、前記第１境界（Ｌ１）又は前記第２境界（Ｌ２）
に対応する直線として抽出することになる。

説明を加えれば、ハフ変換においては、前記撮像視野（
Ａ）の中心を通るＸ軸を極座標系における基準線として
、抽出された画素を通る複数本の直線を、下記（ｉ）式
に基づいて、前記Ｘ軸に対して０度〜１８０度の範囲に
おいて予め複数段階に設定された傾き（θ）と、原点つ
まり画面中央からの距離（ρ）との組み合わせとして求
めることになる（第８図参照）。

ｐ　＝　ｘ’ｃｏｓθ＋ｙ゛ｓｉｎθ　・・−・・・（
ｉ　）そして、一つの画素について、前記複数段階に設
定された傾き（θ）の値が１８０度に達するまで、求め
た各直線の頻度を計数するための二次元ヒストグラムを
加算する処理を繰り返した後、抽出された全画素を通る
複数種の直線の頻度を、各抽出画素毎に計数することに
なる。

全抽出画素に対する直線の頻度の計数が完了した後は、
前記二次元ヒストグラムに加算された値から、最大頻度
となる前記傾き（θ）と前記距離（ρ）の組み合わせを
求めることにより、最大頻度となる一つの直線（ＬＸ）
　（第８図参照）を決定し、その直線（Ｌｘ）を、前記
イメージセンサ（Ｓ１）の撮像面において境界に対応す
る直線として求めることになる。

次に、前記撮像面における直線（シ×）を、予め実測し
た地表面での前記イメージセンサ（Ｓ＋）の撮像視野（
Ａ）の形状と大きさの記憶情報と、前記最大頻度の直線
（ＬＸ）が通る撮像面での画素の位置（ａ、　ｂ、　ｃ
）　（第８図参照）とに基づいて、地表面における直線
の情報に変換する。

すなわち、前記第１境界（シ、）を検出する場合には、
第６図に示すように、前記撮像視野（Ａ）の横幅方向中
央を前後方向に通る基準線（Ｌａ）に対する傾き（ψ）
と横幅方向での位置（δ）との値として設定される地表
面上における直線の情報に変換することになる。

説明を加えれば、前記第１境界（Ｌ１）に交差する方向
となる前言己撮像視野（Ａ）の前後２辺の長さ（Ｌ）、
（β３□）、視野中央を撮像する画素の位置（Ｘ＝１６
．　ｙ＝０）における前記撮像視野（Ａ＞の横幅方向の
長さ（β１６）、及び、前記前後２辺間の距離（ｈ）の
夫々を予め実測して、前記制御装置（１０）に記憶させ
ておくことになる。

そして、前記撮像面における直線（Ｌｘ）が前記撮像視
野（Ａ）の前後２辺に対応するＸ軸に交差する画素の位
置（ａ、　ｂ）　（ｙ＝１６．　ｙ＝−１６となる位置
）のＸ座標の値（Ｘ、、Ｘ３２）と、前記直線（Ｌｘ）
が画面中央を通るＸ軸に交差する画素のＸ座標の値（Ｘ
１６）　とを、上記（ｉ＞式を変形した下記（１１）式
から求める。

ＣＯＳυ 但し、Ｙｉは、夫々１６．０．−１６を代入することに
なる。

そして、上記（１１）式にて求められたＸ軸での座標値
に基づいて、下記（ｉｉｉ　）式及び（ｉｖ＞式から、
前記基準線（Ｌａ）に対する傾き（ψ）と、横幅方向で
の距ｎ（δ）とを求め、求めた傾き（ψ）と距離（δ）
との値を、地表面における補正された直線すなわち前記
第１境界（Ｌ１）に対応する直線の位置情報として算出
することになる。

つまり、前記基準線（Ｌａ）に対する横幅方向での位置
（δ）の値が、境界（シ）に対する前記車体（Ｖ）の横
幅方向での位置のずれ世に対応し、且つ、前記基準線（
Ｌａ）に対する傾き（ψ）が前記境界（Ｌ）の長さ方向
に対する前記車体（Ｖ）の傾きのずれ量に対応すること
になる。

従って、後述の操向制御においては、前記基準線（シａ
）に対する傾き（ψ）と横幅方向での距離（δ）とを共
に零に近づけるように、操向操作することになる。

但し、前記第２境界（シ、）を検出する場合には、第７
図にも示すように、前記撮像視野（Ａ）の前後方向中央
を横幅方向に通る基準線（Ｌｂ）に対する撮像視野（Ａ
）の左右両端部夫々での距離（Ｐ　、　）　。

（Ｐ２）を、前記車体（Ｖ）から前記第２境界（シ、）
までの距離に対応する位置情報として求めるようにしで
ある。

説明を加えれば前記第２境界（シ２）は、前記Ｘ軸方向
に向かう直線として検出されることから、前記最大頻度
の直線（ＬＸ）が画面の左右両端部を通る位置（ａ）、
（ｂ）　に基づいて、地表面における前記撮像視野（Ａ
）の前後方向中央を通る基準線（Ｌｂ）に対する左右両
端部での距離（Ｐ、）、　（Ｐ２）の夫々を求めるので
ある。

従って、前記基準線（シｂ）に対する左右側距離（Ｐ、
）、　（Ｐ２）の値に基づいて、前記車体（Ｖ）が作業
行程の終端部つまり回向地点に達したか否かを判別する
ことになる。

もって、以上説明した境界検出処理が、車体横幅方向で
の未処理作業地と処理済作業地との第１境界（Ｌ、）を
検出するための境界検出手段（１００）に対応すること
になる。

但し、この境界検出の処理においては、明るさ変化が大
なる画素を抽出して、その画素を通る最大頻度の直線を
、境界に対応する情報として検出するようにしているの
で、抽出される画素数、つまり、処理される画像情報量
が大なるほど、境界検出に要する処理時間が大になるこ
とになる。

次に、第２図に示すフローチャートに基づいて、前記車
体（Ｖ）を前記第１境界（シ、）に沿って自動走行させ
るための処理について説明する。

但し、前記左右のイメージセンサ（Ｓ１）の何れによっ
て前記第１境界（Ｌ１）を撮像させるかは、走行開始前
に予め設定しておくことになり、そして、ターンする毎
に、左右を切り換えることになる。

先ず、走行開始前に、前記作業行程の長さや走行する作
業行程数等の作業データ設定処理が行われることになり
、その作業データ設定処理を行った後に、設定速度で走
行開始させることになる。

走行開始後は、前記境界検出手段（１００）による前記
第１境界（シ、）の検出に要する処理時間（１）が適正
であるか否かを判別するための計数値（Ｉｌ１）を零に
初期設定した後、前記処理時間（１）を計測するための
タイマカウンタをクリアする。

前記タイマカウンタをクリアした後は、前記第１イメー
ジセンサ（Ｓａ）の撮像情報に基づいて、前記第１境界
（Ｌ１）を検出する画像処理つまり前記境界検出処理を
開始した後、その処理が終了するまで待機する。

画像処理が終了するに伴って、前記タイマカウンタの値
に基づいて、前記処理時間（１）を読み込んで、その値
が、適正処理時間として予め設定された限界値（ｔｅ）
より大であるか否かを判別する。

つまり、前記タイマカウンタをクリアした後、画像処理
が終了した時点の前記タイマカウンタの値に基づいて、
前記処理時間（１）を読み込む処理が、処理時間計測手
段（１０３）　に対応することになる。

尚、図示を省略するが、前記タイマカウンタは、前記制
御装置（１０）の内部機能を利用して構成されることに
なる。

そして、前記処理時間（１）が前記限界値（ｔｅ）より
大である場合には、前記計数値（Ｄ）を零にリセットし
た後に、前記境界検出処理による画像データつまり前記
第１境界（し、）の位置情報としての前記基準線（Ｌａ
）に対する位置（δ）と傾き（ψ）の値を読み込む。

但し、前記処理時間（１）が前記限界値（ｔｅ）より小
である場合には、境界検出を誤っている虞れがあると判
断して、前記計数値（Ｄ）を更新した後、その値が予め
設定しである所定値（５に設定しである）より大である
か否かを判別し、大である場合には、境界を見失ったお
それがあると判断して、走行停止させて全処理を終了さ
せるようにしである。

説明を加えれば、前記境界検出処理は、境界に対応する
情報として抽出された明るさ変化が大なる画素数つまり
処理する情報量が小なるほど処理時間（１）が小となる
ことから、前記処理時間（１）が前記限界値（ｔｅ）よ
りも小となる場合は、境界に対応する情報量が非常に少
ない状態となっている状態であり、境界検出を誤ってい
る虞れがある。つまり、誤った境界検出情報に基づいて
操向制御すると、境界が撮像視野（Ａ）外に外れて境界
を見失う虞れがある。

そこで、処理時間（１）の長さをチエツクして、前記限
界値（ｔｅ）よりも小となる場合が前記所定値に達する
まで連続した場合には、境界を見失っている虞れがある
と判断して、非常停止させるのである。

尚、前記計数値（Ｄ）の値が前記所定値より小である場
合には、−時的な誤検出によっては非常停止しないよう
に、前記処理時間（１）が前記限界値（ｔｅ）より大で
ある場合と同様に、前記境界検出処理による画像データ
を読み込む処理に分岐させることになる。

そして、画像データつまり前記位置（δ）と傾き（ψ）
を読み込んだ後は、それらの値に基づいて、目標操向角
（θｆ）を設定し、そして、前記処理時間（１）に基づ
いて設定された目標操向角（θ［）を変更調節して、前
記前輪（１）を変更調節した目標操向角（θｆ）に操向
操作することになる。

説明を加えれば、前記撮像視野（八）の横幅方向中央を
通る基準線（Ｌａ）に対する第１境界（Ｌｌ＞の横幅方
向の位置（δ）と、長さ方向に対する傾き（ψ、）と、
前記前輪（１）の現在の操向角（θ）とに基づいて、下
記（Ｖ）式によって、前記前輪（１）の目標操向角（ｏ
ｆ）を設定するようにしてある。

θｆ”’に＋・δ＋に２・ψ＋に３・θ　・・・・・・
（Ｖ）但し、にｌ＋　Ｋ２＋　Ｋ３は制御特性に応じて
予め設定された定数である。

次に、上記（Ｖ）式によって設定された目標操向角（θ
ｆ）の値を、下記（Ｖｉ）式によって、前記計測した処
理時間（１）に応じて変更調節する。

θｆ−θｆ　ｘ　ｔｓ　／　ｔ　　　　　　・・＝　（
Ｖｉ）但し、ｔｓは、標準的な作業地における処理時間
に対応して予め設定して設定された定数であり、前記タ
イマカウンタデータの基準値として設定しである。

そして、前記前輪用の操向角検出用ポテンショメータ（
Ｒ１）にて検出される前記前輪（１）の操向角（θ）が
、上記（Ｖｉ）式によって変更調節された目標操向角（
θｆ）に対して設定不感帯内となるように、前記操向用
油圧シリンダ（４）の制御弁（８）を駆動して、操向操
作することになる。

つまり、上記（Ｖ）式によって目標操向角（ｏｆ）を設
定する処理が、目標操向角設定手段（１０１）に対応し
、上記（Ｖｉ）式によって設定された目標操向角（θｆ
）を境界検出に要する処理時間（１）に応じて変更調節
する処理が目標操向角調節手段（１０４）　に対応し、
そして、前記前輪用の操向角検出用ポテンショメータ（
Ｒ１）にて検出される前記前輪（１）の操向角（θ）が
目標操向角（θｆ）に対して設定不感帯内となるように
前記操向用油圧シリンダ（４）の前記制御弁（８）を駆
動する処理が、操向操作手段（１０２）に対応すること
になる。

操向操作の処理を実行した後は、前述の如く、前記第２
境界（Ｌ２）の検出情報に基づいて前記車体（Ｖ）が回
向地点に達したか否かを判別する。

説明を加えれば、前記距離センサ（Ｓ２）にて検出され
る前記車体（Ｖ）の走行距離が、各作業行程の長さに基
づいて、その長さよりも短い値に設定された設定距離に
達するに伴って、操向制御を停止して直進状態を維持さ
せながら、前記第１境界（Ｌ１）を検出する状態から、
前記第２境界（Ｌ２）を検出する状態に切り換えて、前
記車体（Ｖ）に対する前記第２境界（Ｌ２）までの距離
を検出し、その検出した距離を走行するに伴って、回向
地点に達したと判別させることになる。

そして、回向地点に達している場合には、走行した行程
数等に基づいて、作業終了か否かが判別され、作業終了
の場合には、走行停止させて、全処理を終了することに
なる。

作業終了でない場合には、次の作業行程の始端部に向け
て１８０度旋回させた後、使用するイメージセンサ（Ｓ
１）の左右を切り換える回向制御を実行した後、走行し
た行程数を更新する行程データ更新処理を実行する。

行程データを更新した後は、境界検出に要する処理時間
（１）に基づいて目標操向角（θｆ）を自動調節しなが
ら、次の作業行程の線端側の回向地点に達するまで、前
記境界検出手段（１００）にて検出される前記第１境界
（Ｌ１）の検出情報に基づいて操向操作する処理を、境
界検出が完了する毎に繰り返すことになる。

〔別実施例〕

上記実施例では、撮像開始から境界情報を検出するまで
の間の画像処理に要する時間を、処理時間（１）　　と
して計測させるようにした場合を例示したが、画像処理
の開始時点から目標操向角（θｆ）を設定して操向操作
するまでの時間、つまり、制御ループが一巡するに要す
る時間を処理時間（１）　　として計測させるようにし
てもよく、境界検出に要する処理時間（１）　として計
測する時点は各種変更できる。

又、上記実施例では、前輪（１）のみを操向する２輪ス
テアリング形式で操向させるようにした場合を例示した
が、第１境界（し、）に対する横幅方向の位置（δ）の
修正を平行ステアリング形式で行い、且つ、傾き（ψ）
の修正を４輪ステアリング形式で行わせるようにしても
よく、目標操向角設定手段（１０１）、並びに、操向操
作手段（１０２）の具体構成は、各種変更できる。同様
に、ターンの形態も各種変更できる。例えば、走行方向
を反転させないで一行程毎に前後進を繰り返して往復走
行させる形態や、略９０度方向転換させるいわゆる回り
走行形式で走行させる形態で実施してもよい。

又、上記実施例では、本発明を、芝刈り用の作業車に適
用して、境界検出手段（１００）を、未刈地（Ｂ）と既
刈地（Ｃ）との第１境界（Ｌ１）や第２境界（Ｌ２）に
対応する地表面における直線を求めるように構成した場
合を例示したが、前記各境界（Ｌ１）、　（Ｌ２）を検
出するための具体構成は、各種変更できる。又、検出す
る境界や作業地の具体的な形態等も、各種変更できる。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする為
に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構造
に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る自動走行作業車の撮像式操向制御装
置の実施例を示し、第１図は制御構成のブロック図、第
２図は走行制御のフローチャート、第３図は境界検出処
理のフローチャート、第４図は作業地の平面図、第５図
は撮像視野の側面図、第６図は車体横幅方向での境界と
撮像視野の関係を示す平面図、第７図は車体前後方向で
の境界と撮像視野の関係を示す平面図、第８図はハフ変
換の説明図である。 （Ｂ）・・・・・・未処理作業地、（Ｃ）・・・・・・
処理済作業地、（Ｌ）・・・・・・境界、（Ｖ）・・・
・・・車体、（Ｓ１）・・・・・・撮像手段、（θｆ）
・・・・・・目標操向角、（１）・・・・・・処理時間
、（δ）・・・・・・位置のずれ量、（ψ）・・・・・
・傾きのずれ量、（１００）・・・・・・境界検出手段
、（１０１）・・・・・・目標操向角設定手段、（１０
２）・・・・・・操向操作手段、（１０３）・・・・・
・処理時間計測手段、（１０４）・・・・・・目標操向
角調節手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、設定速度で自動走行する車体（Ｖ）に、走行前方側
   の車体横幅方向での未処理作業地（Ｂ）と処理済作業地
   （Ｃ）との境界（Ｌ）に対応する箇所を、二次元方向に
   亘って撮像する撮像手段（Ｓ＿１）と、その撮像手段（
   Ｓ＿１）の撮像情報に基づいて前記境界（Ｌ）を繰り返
   し検出する境界検出手段（１００）と、前記車体（Ｖ）
   を検出された境界（Ｌ）に対する設定適正状態に自動走
   行させるように、前記境界検出手段（１００）の検出情
   報に基づいて、検出された境界（Ｌ）に対するずれ量が
   大なるほど大なる目標操向角（θｆ）を設定する目標操
   向角設定手段（１０１）と、前記目標操向角設定手段（
   １０１）にて設定された目標操向角（θｆ）に操向操作
   する操向操作手段（１０２）とが設けられている自動走
   行作業車の撮像式操向制御装置であって、前記境界検出
   手段（１００）の境界検出に要する処理時間（ｔ）を計
   測する処理時間計測手段（１０３）と、その処理時間計
   測手段（１０３）の情報に基づいて、前記処理時間（ｔ
   ）が大なるほど前記目標操向角（θｆ）が小となるよう
   に、前記目標操向角（θｆ）を自動的に変更調節する目
   標操向角調節手段（１０４）とが設けられている自動走
   行作業車の撮像式操向制御装置。 ２、前記境界検出手段（１００）は、前記境界（Ｌ）に
   対する前記車体（Ｖ）の横幅方向での位置のずれ量（δ
   ）及び前記境界（Ｌ）の長さ方向に対する前記車体（Ｖ
   ）の傾きのずれ量（ψ）の夫々を検出するように構成さ
   れ、前記目標操向角設定手段（１０１）は、前記両ずれ
   量（δ）、（ψ）の夫々に応じて前記目標操向角（θｆ
   ）を設定するように構成されている請求項１記載の自動
   走行作業車の撮像式操向制御装置。