JPH0214004B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、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および走行方向を検出
する方位センサーを備え、前記倣いセンサーによ
る境界検出結果および方位センサーによる基準方
位に対する走行方向のずれ検出結果の両方に基い
て、車体が前記境界に沿つて走行すべく自動的に
ステアリング操作することによつて、予め設定さ
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、所定範囲の
作業地内を自動走行すべく構成してある自動走行
作業車に関する。

〔従来技術〕

上記この種の自動走行作業車にあつては、ひと
つの走行行程を終了後に次行程へ移動すべく方向
転換を行なうときに、次行程の境界に対するずれ
を少なくするため、方向センサーによつて車体向
きを修正した後、前記倣いセンサーによる境界検
出結果に基いて境界に対する車体位置を修正すべ
く２段階のステアリング操作をしながら次行程へ
進入する手段が考えられている。

そして、前記倣いセンサーが次行程の境界すな
わち行程開始地点である行程端部を検出した時点
からその行程の積算走行距離の計測を開始すると
ともに、予め設定されたその行程の走行予定距離
と比較して、その行程を終了後にさらに次の行程
へ移動するための方向転換シーケンスの開始を制
御するための制御パラメータとする制御を行なつ
ていた（例えば、本出願人が既に提案してある特
願昭58−187345号公報等）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来手段にあつても十分で
はなく、以下に示すような不都合があつた。

例えば、自動走行作業車を芝刈作業車等の対地
作業車に構成した場合、倣いセンサーは作業地で
ある芝地の未刈地と既刈地との境界を検出するこ
ととなるのであるが、第５図イに示すように、次
行程の開始点近傍に芝の疎な部分すなわち実質的
に処理済作業地と区別できないような部分がある
と、上記倣いセンサーの境界検出結果に基いて境
界に対する車体位置修正のステアリング操作の開
始が遅れる場合がある。その結果、次行程の積算
走行距離すなわちこの次行程を走行後さらに次の
行程へ移動するための方向転換シーケンスを起動
する制御パラメータの計測開始地点がずれてしま
い、その行程終了後のさらに次の行程への移動が
正常に行われなくなる危険がある。

同様に同図ロに示すように、最終行程およびそ
の近傍の行程では、行程端部の状態が不ぞろいに
なつている場合が多く、上記同様に次行程の積算
走行距離の計測開始地点を誤まる可能性がある。

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、作業地状態が悪く行程端部位置
が不明確な場合であつても、その行程の積算走行
距離計測の誤差発生が少ない制御手段を備えた自
動走行作業車を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明による自動
走行作業車は、前記方向転換シーケンスに基いて
次行程方向へ移動後は、前記倣いセンサーによる
次行程端部位置検出結果に拘らず、所定距離走行
後は次行程の積算走行距離の計測を開始すべく制
御する手段を設けてある点に特徴を有する。

〔作用〕

即ち、方向転換して車体が次行程方向を向いた
後は、作業地状態が悪く倣いセンサーが次行程端
部位置を検出できなかつた場合であつても、所定
距離走行した後は自動的に次行程の積算走行距離
の計測を開始するのである。尚、倣いセンサーが
正常に次行程端部位置を検出した場合は、従来同
様にその検出時点より積算走行距離の計測を開始
するので問題ない。

〔発明の効果〕

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、作業地の状態に拘らず、各行程での積算
走行距離の計測開始位置が大きくずれることがな
くなるので、その行程を終了した後にその次の行
程に移動するための方向転換の開始地点のずれが
少なくなり、従つて、作業地内を自動走行するた
めのシーケンスが正確に行なわれるに至つた。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基いて説明す
る。

第３図に示すように、車体１の前・後輪２，３
の中間部に芝刈装置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とと既刈
地Ｃの境界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。

又、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４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の先端部とに設け
られ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ムプルカウンタ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P₂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Ｎ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、予め周囲を既刈地Ｃにしてある芝地を
未刈地Ｂと既刈地Ｃとの境界Ｌに沿つて自動走行
しながら芝刈作業を行なうとともに、各工程端部
で自動的に方向転換して順次各行程を走行するの
である。

以下、各行程端部において自動的に方向転換す
るための制御システムについて説明する。

第１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からの各信号を入力
してあり、これら各センサー５，５，６，７によ
る境界Ｌ、走行距離ｌ、方位Ψの検出結果に基い
て、前輪２，２および後輪３，３をステアリング
操作するアクチユエータとしての油圧シリンダ１
４，１５を作動させる電磁バルブ１６，１７を駆
動するための制御信号および無段変速装置１８の
変速位置を操作するアクチユエータとしてのモー
タ１９を駆動する制御信号を演算・出力すべく構
成してある。

尚、第１図中、R₁，R₂は夫々前輪２，２およ
び後輪３，３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ポテンシヨメ
ータで、R₃は同様に変速装置１８の変速位置を
検出するポテンシヨメータである。

そして、前記第５図イ，ロに示すように、倣い
センサー５による境界Ｌ検出結果に基いて一行程
間を自動走行して、前記両方の倣いセンサー５，
５が既刈地Ｃを検出するとともに距離センサー６
による積算走行距離ｌが予め設定された所定距離
に達すると、往復走行形式の場合には、所定のシ
ーケンスに基いて前後進を伴う90度旋回を２回繰
返して、回り走行形式の場合には前後進を伴う90
度旋回を１回行なつて、自動的に次行程方向へ方
向転換を行なうのである。

そして、変速装置１９を前進側に切換えた後、
次行程端部に至る間の助走区間l₁を、倣いセンサ
ー５，５が未刈地Ｂ又は境界Ｌを検出するまで直
進させることによつて方向転換を終了するのであ
るが、この助走区間l₁を走行する間に車体１の向
きを修正するとともに、その後の実際の芝刈作業
が開始されるまでの所定距離l₃すなわち倣いセン
サー５と芝刈装置４との取付間隔に対応した距離
走行する間に次行程に対する車体１左右方向の位
置を修正して、次行程の芝刈作業を車体１が境界
Ｌに沿つた状態で良好に開始できるように制御す
るのである。

即ち、助走区間l₁走行する間に前記方位センサ
ー７による検出方位Ψと予め設定してある基準方
位Ψ₀とを比較して、検出方位Ψが基準方位Ψ₀に
一致するように、前輪２，２および後輪３，３を
夫々所定の同一ステアリング角で逆方向にステア
リング操作して車体１の向きが次行程の方向に一
致するように自動修正する。

その後、倣いセンサー５，５のいずれかが未刈
地Ｂを検出すると前記所定距離l₃走行する間に、
前輪２，２および後輪３，３を同一方向に所定の
同一ステアリング角でステアリング操作して車体
１の向きを変えないで平行移動させて、車体１の
次行程に対する左右方向の位置を修正して次行程
の境界Ｌに沿うようにするのである。

ところで、第５図イに示すように、次行程端部
の状態が悪く、本来未刈地Ｂであるべきところが
芝が非常に疎な状態であり、実質的に既刈地Ｃと
区別ができないような状態、あるいは、同図ロに
示すように最終行程近傍の次行程端部位置が不明
確な場合は、前記倣いセンサー５，５が本来の次
行程開始地点よりもその行程内にある程度進入し
た後に未刈地Ｂを検出することとなる。

従つて、このままでは、次行程の積算走行距離
ｌの計測結果に誤差を生じるため、以下に示す手
段によつて、作業地状態に拘わず前記積算走行距
離ｌの計測を精度良く開始できるようにしてあ
る。

即ち、前記第５図イにも示すようように、車体
１の向きを修正する方位制御を行なつた後の所定
距離l₂を走行した後は、倣いセンサー５，５が未
刈地Ｂを検出しなかつた場合であつても、直ちに
積算走行距離ｌの計測を開始すべく制御するので
ある。

一方、前記所定距離l₂を走行する間に前記倣い
センサー５，５が未刈地Ｂを検出した場合は、そ
の時点より走行距離の計測を開始すべく制御する
ようにしてある。

【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図は制御システムのブロツク図、第２
図は方向転換シーケンスのフローチヤート、第３
図は芝刈作業車の全体平面図、第４図は倣いセン
サーの要部正面図、そして、第５図イ，ロは方向
転換後の位置修正の説明図である。 Ｂ……未処理作業地、Ｃ……処理済作業地、Ｌ
……境界、５……倣いセンサー、７……方位セン
サー、Ψ₀……基準方位、l₂……所定距離、ｌ……
積算走行距離。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 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および走行方向を
   検出する方位センサー７を備え、前記倣いセンサ
   ー５，５による境界Ｌ検出結果および方位センサ
   ー７による基準方位Ψ₀に対する走行方向のずれ
   検出結果の両方に基いて、車体１が前記境界Ｌに
   沿つて走行すべく自動的にステアリング操作する
   ことによつて、予め設定さ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、所定範囲の作業地内を自動走行す
   べく構成してある自動走行作業車であつて、前記
   方向転換シーケンスに基いて次行程方向へ移動後
   は、前記倣いセンサー５，５による次行程端部位
   置検出結果に拘らず所定距離l₂走行後は次行程の
   積算走行距離ｌの計測を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。