JPH0214005B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、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、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
べくステアリング操作しながら次行程へ進入する
手段が考えられていた。

そして、上記次行程の境界に対する車体位置を
修正するに、前・後輪を同一方向へステアリング
操作して車体の向きを変えることなく境界に対す
る車体位置を修正可能な手段を用いて前記次行程
への進入時に未処理部を発生しないようにするこ
とも考えられている。

〔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完全で
はなく、方向転換中にスリツプ等によつて車体位
置がずれた場合は次行程の境界に対する車体位置
を修正しても、特に次行程開始端のコーナー部に
未処理部分を残してしまう場合があつた。

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、方向転換後、次行程へ進入する
ときに新たな未処理部分を発生しないステアリン
グ操作の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〕

上記目的を達成すべく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、次行程へ進入時に前記倣いセンサ
ーが未処理作業地を検出している区間が予め設定
してある所定値以上ある場合は一旦後退した後、
次行程へ再進入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〕

以下、上記特徴構成の作用について説明する。

方向転換シーケンスに基いて次行程方向に移動
し、その行程に進入するときに倣いセンサーが未
処理作業地を検出している区間がある程度あると
一旦車体を後退させた後に次行程に再進入するよ
うに制御するのである。

つまり、次行程の端部において未処理部分を検
出すると一旦後退して再度次行程に進入すること
によつて、新たに発生した未処理作業地部分の対
地作業を自動的にやり直すのである。

〔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、方向転換して次行程へ進入するときにス
リツプ等によつて正常に次行程へ進入できなかつ
たため未処理部分を発生したとしても、一旦後退
して次行程へ再進入するので、この新たに発生し
た未処理部分を自動的に再処理して各行程の走行
を開始することとなつて、新たな未処理部分の発
生が非常に少ないものにできたのである。

〔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の境界であると未刈地Ｂ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の前方左右夫々に設
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P₁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はそのカウンタ値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、第５図イに示すように、倣いセンサー
５による境界Ｌ検出結果に基いて一工程間を自動
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l₁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
基いて前後進を伴なう、90度旋回を２回繰り返し
て自動的に次行程方向へ方向転換を行なうのであ
る。

前記方向転換を行なうに、最初の90度旋回（タ
ーン１）は、倣いセンサーＡと芝刈装置４の取付
間隔に対応する所定距離l₂直進すべく前輪２，２
および後輪３，３を両方ニユートラル状態に保持
した後、この前輪２，２および後輪３，３を夫々
逆方向に所定のステアリング角のステアリング操
作をして未刈地Ｂ方向に90度旋回しながら所定距
離l₃走行することによつて行なう。

次に、前記変速装置１８を後進側に切換えた後
前記ターン１とは逆方向に前輪２，２および後輪
３，３を所定ステアリング角でステアリング操作
して所定距離l₄後退しながら２回目の90度旋回
（ターン２）を行なう。

一方、第５図ロに示すように回り走行形式の場
合は、前記ターン１を省略することによつて90度
旋回を１回行なつて、次行程方向に方向転換する
のである。

そして、変速装置１８を前進側に切換えた後、
次行程端部に至る間の助走区間l₅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l₅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l₆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l₅を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、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l₆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が、第６図に
示すように、この平行移動によつて車体１の位置
修正を行なう間に、倣いセンサー５が未刈地Ｂを
検出している区間l_Hが所定距離l_X以上有つた場合
は、一旦既刈地Ｃ方向へ平行移動しながら所定距
離l₇後退し、前記方位センサー７による検出方位
Ψと基準方位Ψ₀との比較結果のみによるステア
リング操作（方位制御）を行ないながら更に所定
距離l₈後退した後、次行程へ再進入することによ
つて刈残し部分の作業を自動的に行なうのであ
る。

ところで、前記後退する距離（l₁＋l₃）は前記
平行移動によつて次行程に対する位置修正を行な
う距離l₆そのものとしてもよく、あるいはこの距
離l₆に所定比率を付加した一定距離としてもよ
い。

又、前記後退する距離（l₁＋l₃）は、前記平行
移動を行なうための前・後輪２，３のステアリン
グ角θと前記倣いセンサー５が未刈地Ｂを検出し
ていた区間l_Hとに基いて下記(i)式によつて算出し
た距離Ｘまたはこの距離Ｘに所定比率（α）を付
加した距離（Ｘ＋α）としてもよい。

Ｘ＝l_H・cos（θ） …(i) このように、実測距離l_Hに基いて前・後進を繰
り返して次行程に再進入する場合は刈残し処理を
より確実に行なうことができる、という効果があ
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、第５図イ，ロは方向転換の説
明図、そして、第６図は刈残し処理の説明図であ
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、l_H……未処理作
業地検出区間、l_X……所定値。

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Ｌ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、前記方向転換シーケンスに
   基いて次行程方向へ移動後、次行程へ進入時に前
   記倣いセンサー５，５が未処理作業地Ｂを検出し
   ている区間l_Hが予め設定してある所定値l_X以上あ
   る場合は、一旦後退した後、次行程へ再進入すべ
   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。