JPH0214003B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、自動走行作業車、詳しくは、所定範
囲の作業地を、処理済作業地と未処理作業地との
境界を検出する倣いセンサーの境界検出結果に基
いて、前記境界を検出しながら予め定められた複
数の走行行程に対する走行順序シーケンスと、ひ
とつの走行行程を終了後に次行程へ移動するため
の方向転換シーケンスとに基いて自動走行すべく
構成してある自動走行作業車に関する。

従来より、この種の自動走行作業車、例えば芝
刈作業車の対地作業車においては、周囲を予め処
理済作業地にしてある所定範囲の作業地内の対地
作業を自動的に行なうために、この作業地を予め
作業幅に対応した複数の走行行程に分割して、こ
の複数の走行行程間を順次移動しながら自動走行
させる制御が行なわれている。

そして、上記各走行行程を走行する順序シーケ
ンスとしては、各走行行程を並列に設定して、次
行程には180度方向転換して移動する往復走行形
式、あるいは、作業地の外周部から内周方向へと
順次作業地を回転する方向に走行行程を設定し
て、次行程には90度方向転換して移動する回り走
行形式等が有るが、いずれの走行形式の場合で
も、各走行行程端部では、自動的に次行程方向に
方向転換するために、各行程の端部に至つたかど
うかを判別する必要があつた。

しかしながら、上記各行程端部を検出する手段
としては、予め設定された各行程の走行予定距離
と実際に走行した距離とを比較したり、倣いセン
サーが全て処理済作業地を検出しているかどうか
をチエツクしたりすることによつて行なつていた
ため、作業地の状態が悪く、処理済作業地と未処
理作業地が非連続な場合や境界状態が悪い場合等
には、方向転換の開始位置を誤まつて、正常に方
向転換できなくなる場合があつた。

また、正常に方向転換できなかつた場合は、そ
の後の予定走行行程数やその位置情報が狂つてし
まい、新たな未処理作業地を発生する危険があ
る。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであ
つて、その目的は、作業地の状態や境界の状態に
対応して方向転換シーケンスの開始条件を変更可
能な手段を備えた自動走行作業車を提供すること
にある。

上記目的を達成すべく、本発明による自動走行
作業車は、前記倣いセンサー５，５による前記境
界Ｌに対するずれの検出結果の組み合せに基いて
前記方向転換シーケンスを自動的に開始するター
ン条件判別手段、および前記倣いセンサー５，５
による境界Ｌ検出結果の組み合せ条件を設定する
ターン条件設定手段を設け、このターン条件設定
手段によつて設定された条件と前記倣いセンサー
５，５による境界Ｌ検出結果の組み合せが一致し
た場合にのみ前記方向転換シーケンスを自動的に
開始すべく制御する手段を設けてある点に特徴を
有する。

上記特徴故に、下記の如き優れた効果が発揮さ
れるに至つた。

即ち、作業地の状態に対応して、ターン条件を
変更したり、予め設定しておくことができるとと
もに、その設定された条件以外では方向転換を自
動的に開始することがなくなるので、同一条件下
の作業地では方向転換シーケンスの開始位置の精
度が非常に良くなり、従つて、作業精度が大幅に
改善されるに至つた。

以下、本発明の実施例を図面に基いて説明す
る。

第１図に示すように、車体１の前後輪３，３中
間部に芝刈装置４を上下動自在に懸架するととも
に、作業地Ａの境界である未刈地Ｂと既刈地Ｃの
摩界Ｌを判別するための後記構成になる倣いセン
サー５，５を車体１前方左右夫々に設け、この倣
いセンサー５，５による前記境界Ｌ検出結果に基
いてステアリング制御されて所定走行コースを自
動走行可能な自動走行作業車としての芝刈作業車
を構成してある。

更に、前記車体１には、この車体１の移動距離
ｌを連続的に検出すべく、単位走行距離l₀当り所
定個数のパルス信号を発生する距離センサー６と
しての第５輪６Ａを設けるとともに、車体１の向
き（方位）を検出すべく、地磁気の強度変化を検
出することによつて方位を検出する地磁気センサ
ーを方位センサー７として設けてある。

尚、前記前輪２，２および後輪３，３はそのい
ずれをもステアリング操作可能に構成してあり、
前・後輪２，３を同一方向にステアリング操作す
ることによつて、車体１の向きを変えること無く
平行移動するとともに、前・後輪２，３を相対的
に逆方向にステアリング操作することによつて非
常に小さな旋回半径で旋回可能にしてある。

前記倣いセンサー５は、２つの光センサーS₁，
S₂によつて構成してあり、この光センサーS₁，S₂
は、第２図に示すように、前記芝刈装置４に基端
部を固定された支持フレーム８の先端部に夫々コ
の字形状をしたセンサーフレーム９，９を車体１
左右方向に隣接して配置するとともに、このセン
サーフレーム９の内側対向面に夫々発光素子P₁
と受光素子P₂とを一対として設け、この発光素
子P₁と受光素子P₂との間を通過する芝の有・無
を感知することによつて未刈地Ｂ、既刈地Ｃを判
別すべく構成してある。なお、倣いセンサー５と
しては光センサーS₁，S₂を用いるものに限らず、
接触式、非接触式をとわず、どのような形式のセ
ンサーから構成してもよい。

そして、前記光センサーS₁，S₂の各受光素子
P₂，P₂から得られる未刈地Ｂと既刈地Ｃの判別
信号は芝が断続的に通過するために、非連続なパ
ルス状の信号となる。従つて、連続した判別信号
に変換すべく、積分処理を行なつた後に後記制御
装置１０に入力すべく構成してある。

前記受光素子P₂の出力信号C₁を積分処理する
に、前記距離センサー６の出力パルス数をカウン
トして予め設定されたカウント値毎にキヤリー信
号C₂を出力するプログラマブルカウンタ１１と、
このカウンタ１１のキヤリー信号C₂によつてリ
セツトされるフリツプフロツプ１２を設け、前記
受光素子P₁の出力信号C₁によつて前記カウンタ
１１をリセツトするとともにフリツプフロツプ１
２をセツトすべく構成してあり、このカウンタ１
１とフリツプフロツプ１２によつてデジタルフイ
ルタ１３に構成して、未刈地Ｂおよび既刈地Ｃ
夫々の状態に対応する連続した境界Ｌの判別信号
C₀を得るようにしてある。

以下、このデジタルフイルタ１３の動作を簡単
に説明する。

前記カウンタ１１はそのカウント値に拘わらず
前記受光素子P₂の出力パルス信号C₁によつて繰
返しリセツトされるとともに、フリツプフロツプ
１２はセツトされる。そして、芝が無くなつてこ
のパルス信号C₁が“Ｌ”レベルになり、かつ、
所定距離l₀走行して、前記カウンタ１１がこの所
定距離l₀に対応するカウント値まで前記距離セン
サー６の出力信号C₃をカウントした場合にのみ、
前記カウンタ１１はキヤリー信号C₂を出力して
フリツプフロツプ１２がリセツトされる。従つ
て、このフリツプフロツプ１２の出力には芝検出
状態すなわち未刈地Ｂ検出に対応する“Ｈ”レベ
ルまたは芝無状態すなわち既刈地Ｃ検出に対応す
る“Ｌ”レベルを連続的に繰返す境界判別信号
C₀が得られるのである。

そして、前記倣いセンサー５，５の検出信号を
積分処理するときの時定数すなわち前記カウンタ
１１がキヤリー信号C₂を出力するカウント値は、
ターン条件設定手段としての芝の疎密状態を指示
する疎密ダイアルVRの値に対応して制御装置１
０により自動的に設定されるように構成してあ
る。

以下、前記構成になる倣いセンサー５，５、距
離センサー６、および方位センサー７による各検
出パラメータに基いて、芝刈作業車の走行を制御
する制御システムについて説明する。

第３図に示すように、制御システムは主要部を
マイクロコンピユータによつて構成された制御装
置１０に、前記各センサー５，５，６，７からの
信号を入力してあり、これら各センサー５，５，
６，７の検出パラメータを演算処理することによ
つて車体１の走行方向および走行速度を自動的に
制御すべく、前・後輪２，３夫々のステアリング
操作用の油圧シリンダ１４，１５を作動させる電
磁バルブ１６，１７および油圧式無段変速装置１
８の変速位置を操作するモータ１９等の各アクチ
エータを駆動する制御信号を生成すべく構成して
ある。

尚、第３図中、R₁，R₂は前・後輪２，３の実
際のステアリング角を検出して制御装置１０にフ
イードバツクするためのポテンシヨメータで、
R₃は同様にして変速装置１８の変速装置を検出
するポテンシヨメータである。

以下、自動的に方向転換するための制御につい
て説明する。

尚、本実施例における方向転換は、作業地Ａ全
体の芝刈作業を行なうに、基本的には第４図イに
示すように、外周部から内周部へと作業地外周部
を90度方向転換しながら順次各行程を走行するこ
とによつて行なうとともに、作業地Ａの短辺lbの
残り行程数が所定行程N′以下になつた場合は、
第４図ロに示すように各行程端部で180度方向転
換することによつて隣接した次行程を順次往復走
行すべく走行形式を変更するようにしてある。

そして、上記いずれの走行形成の場合でも、各
走行行程の端部に至つたかどうかを判別して方向
転換シーケンスを自動的に開始するように制御す
るために、前記両方の倣いセンサー５，５の検出
信号の組み合せ、および各行程毎の移動距離ｌを
繰返しチエツクすべく構成してある。

即ち、前記疎密ダイアルVRによつて設定され
た芝の疎密に対応して、第５図に示すテーブルに
より倣いセンサー５，５の検出信号の組み合せ条
件を選択してターン条件とし、倣いセンサー５，
５の実際の検出信号と前記ターン条件とを比較し
て、両者が一致した場合であつて、かつ、検出移
動距離ｌが各行程の予定走行距離la以上であつた
場合にのみターン条件が成立したものと判別し
て、予めパターン化して記憶してある方向転換シ
ーケンスを起動するのである。

前記ターン条件は、疎密ダイアルVRの位置に
対応して複数段階に切り換わるようにしてあり、
芝地が疎な状態では誤動作を防止するため、前記
両倣いセンサー５，５の４つの検出信号全てが
“Ｌ”レベルすなわち完全に既刈地Ｃを検出して
いる状態でのみターン条件成立とし、通常の芝地
では走行方向に対して未刈地Ｂ側に有る倣いセン
サー５の両光センサーS₁，S₂が“Ｌ”レベルで既
刈地Ｃを検出している状態で、かつ、既刈地Ｃ側
に有る倣いセンサー５の両光センサーS₁，S₂の少
なくとも一方が“Ｌ”レベルである場合にターン
条件成立とし、さらに、芝が密な状態では前記両
倣いセンサー５，５の４つの光センサーS₁，S₂…
…３つ以上のセンサーが“Ｌ”レベルで既刈地Ｃ
を検出している場合にターン条件成立と判別する
ように、３段階に予めテーブル化してあるが、さ
らに細分化しても、他の組み合せ条件をテーブル
化してもよい。

尚、第６図イ，ロは以上説明した制御装置１０
の動作を示すフローチヤートで、同図イは走行形
式を自動的に切換えるための制御ルーチンであ
り、同図ロは方向転換時の制御ルーチンである。

【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実施例を
示し、第１図は芝刈作業車の全体平面図、第２図
は倣いセンサーの要部正面図、第３図は制御シス
テムのブロツク図、第４図は芝刈作業の説明図、
第５図はターン条件のテーブル、そして、第６図
イ，ロは制御装置の動作を示すフローチヤートで
ある。 ５，５……倣いセンサー、Ｂ……未処理作業
地、Ｃ……処理済作業地、Ｌ……境界。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 所定範囲の作業地を、処理済作業地Ｃと未処
   理作業地Ｂとの境界Ｌを検出する倣いセンサー
   ５，５の境界検出結果に基いて、前記境界を検出
   しながら予め定められた複数の走行行程に対する
   走行順序シーケンスと、ひとつの走行行程を終了
   後に次行程へ移動するための方向転換シーケンス
   とに基いて、自動走行すべく構成してある自動走
   行作業車であつて、前記倣いセンサー５，５によ
   る前記境界Ｌに対するずれの検出結果の組み合せ
   に基いて前記方向転換シーケンスを自動的に開始
   するターン条件判別手段、および前記倣いセンサ
   ー５，５による境界Ｌ検出結果の組み合せ条件を
   設定するターン条件設定手段を設け、このターン
   条件設定手段によつて設定された条件と前記倣い
   センサー５，５による境界Ｌ検出結果の組み合せ
   が一致した場合にのみ前記方向転換シーケンスを
   自動的に開始すべく制御する手段を設けてあるこ
   とを特徴とする自動走行作業車。