JPH02198318A - 移動車等の投光装置 - 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 この発明は、移動車等の投光装置に関し、トラクタ、苗
植機等の進行方向の制御を行う際等に利用できる。

従来の技術、および発明が解決しようとする課題 従来から、移動車等の進行方向制御については各種の形
態の制御方式が試行されてきたが、なかでも対象物を利
用できる倣い走向制御は別として対象物を利用できない
ときの制御方式としては、近年その構成が簡単でかつ位
置検出の的確性についても実用上支障のない範囲にある
光学的手段による制御方式が一部において試みられるよ
うになってきた。

この光学的手段には各種の制御方式のものが試行されて
いるが、なかでも走向制御時における移動車等の位置検
出の課題を、従来から土壌面の高低検出等で知られてい
るレーザービーム等を利用して、このレーザービーム等
が一方向に回転する光であったものを、投光方法を変更
して往復揺動の光とすることにより、従来の一方向回転
の光では一点検出となるため特定でき難かった検出位置
を、往復揺動の光による二点検出によって特定できるよ
うにしようとするものである。

課題を解決するための手段 この発明は、一定方向へ照射する投光器（１）と、この
投光器（１）からの光を受けて回転しながら回転軸心に
対し放射方向へ反射する回転ミラー（２）と、この回転
ミラー（２）による後方への反射光を受けて前方へ反転
するプリズム（３）とからなる移動車等の投光装置の構
成とする。

発明の作用、および効果 上記構成によれば１例えば作業区画周辺における複数個
所の基点に据え付けした架台に各々投光装置を設置し、
この投光装置により、例えば上方へ向けて一定方向へレ
ーザービーム等の光を照射する投光器（１）の光軸上に
、例えば一定速度で回転するモーターの回転軸心に対し
該照射光を方射方向（略水平レベル）へ反射する回転ミ
ラー（２）を、このモーターの出力軸に一定角度（通常
は４５度）を保持して固着対峙させ、該投光器＋１１か
らの光を該回転ミラー（２）により反射させこの反射光
のうち。

第２図に示す如く該作業区画周辺の該投光装置から該作
業区画側へ向いたつまり前方への反射光はそのまま直接
前方へ反射させ、また該作業区画側と反対側へ向いたつ
まり後方への反射光は、該回転ミラー（２）からの反射
光を最適に反転可能な位置に配置したプリズム（３）に
よって反転反射させ１例えばこの一方の直接反射光を往
路反射光とすれば他方の反転反射光を復路反射光とする
両反射光を。

該回転ミラー（２）による反射光の回転角度に対する該
プリズム（３）の有効反転範囲に揃えて同一角度に設定
することにより１周期と速度が一定した等速度往復揺動
の光を照射することができる。そこでこの往復揺動光を
該作業区画を走行する移動車等に装着した受光装置に受
光させて、この受光装置を往復揺動光の往路反射光と復
路反射光とが横切るときの時間間隔によって該受光装置
の位置を演算によって割出すことができるものである。

以上の如く、該投光器（１）からの投光を該回転ミラー
（２）で反射させ、この回転ミラー（２）と該プリズム
（３）との組合せによる等速度往復揺動光を該受光装置
に照射することによって、従来のように該回転ミラー（
２）による一方向回転の直接反射光のみの検出では、そ
の照射角度範囲における一点検出となるため該受光装置
の検出位置が特定でき難いというようなことがなく、構
造簡単な該投光装置によって該受光装置の位置を的確に
検出することができると共に、この検出精度の管理も容
易に行いうるちのである。

実施例 なお回倒において、移動車はトラクタを例示し、このト
ラクタはその車体（４）に一対の前車輪（５）と後車輪
＋６）とを設け、原動機（７）を内装するボンネット部
（８）の後部に、該前車輪（５）の舵取りを行う操縦ハ
ンドル等の操縦装置（９）とその操縦席（鴎とを有する
操縦キャビン＋１０を設けて構成し、この車体（４）の
後部にはロータリ耕耘装ｇｏδを上下昇降自在に装着し
て構成させる。

また１作業区画１１３は長方形の区画（１３を例示し、
トラクタが該区画（１３の長辺（ａ）に沿カた方向に往
復隣接耕耘を行う場合を例示しており、該区画０３の四
周には畦（至）を設け、この畦（至）の二隅の基点（Ａ
）、（Ｂ）位置に投光装置（１９と、この投光装置（１
ｇを支持する架台（ｌｅを据え付けて構成させる。

また、この投光装置（１９は、下側位置に上方へ向は一
定方向へレーザービーム等の光を照射する投光器（１）
を設け、この投光器（１）からの投光光軸上必上側位置
に一定速度で回転するモーター（圀をその出力軸０１を
下側へ向けて設け、この出力軸＋１１ｍにこの軸心に対
して略水平レベルで方射方向へ該投光器（１）からの光
を反射させる回転ミラー（２）を、軸心に対して４５度
の角度に軸着して構成し、この回転ミラー（２）が、該
作業区画０３側を前側と個室したときにその反対側の後
側へ回転したとき、この後側へ反射する光を捕捉してこ
の光を該回転ミラー（２）を迂回させて、該回転ミラー
（２）が前側に直接反射させる直接反射光（イ）と平行
に反転反射させ、この直接反射光（イ）を往路とした場
合この反転反射光（ロ）を復路とする、周期と速度が一
定した等速度往復揺動の光を構成させる直角反射のプリ
ズム（３）を１反射光を最適に反転可能な位置に配置し
て、該投光器（１）、該モーター（ｍ及び回転ミラー　
＋２１　、該プリズム（３）等を一体的に覆うカバー（
至）を、該プリズム（３］による反転反射光（ロ）の回
転角度に対する有効反転範囲内を往復揺動光が前方へ向
は照射可能なるよう曲面を開孔させて装着構成させる。

また、前記等速度往復揺動光を受光する受光装置（至）
を、車体（４）の該操縦キャビン（Ｉ＋）の屋根上に固
着して設け、この受光装置−は集光レンズＧ！＋１と、
二枚並べた受光素子の明るさが一致したときに正しく光
源に向いていることを判別するセンター判別方式の受光
センサＱδとを内装した受光用鏡体口を設け、この受光
用鏡体のの下部へこの鏡体のを回動反転させる回動軸シ
４を下方側に向けて延設固着し、この回動軸Ｉ２４に信
号取出用と電源供給用との各スリップリング四、四及び
従動ギヤ（５）を各々軸止し、この従動ギヤ（５）に噛
合いさせる駆動ピニオン（至）をステッピングモーター
（至）に軸止し、該回動軸Ｑ４と該ステッピングモータ
ー（ハ）とを軸承して。

これらに付帯する部材と共に一体的に内装する受光ケー
ス（至）を設けて構成し、該受光装置（至）の信号出力
を受けてこの受光装Ｈｗつまりトラクタの位置を演算し
て、進行方向の自動制御を行う方向制御装置００を該操
縦装置（９）に内装して構成させる。

以上のように構成した投光器ｆｆｌ　ｆｌ’ｊ及び受光
装置（イ）において、トラクタが作業区画（Ｉｊの長辺
（ａ）に沿った方向に往復隣接耕耘を行うときに、該作
業区画ｆ＋３の畦０４の各基点（Ａ）及び（Ｂ）に据え
付けられた投光装置Ｆｌ’ｊから、トラクタに装着した
受光装置（２）に対しレーザービーム等による等速度往
復揺動光を照射して進行方向の舵取り制御を自動的に行
うのであるが、この方向制御に際して、該各校光装ｆｉ
ｆ＋９からの照射光に対して該受光装置（社）の受光セ
ンサＱのにより光源のセンターを捕捉するべく、受光用
鏡体のをステッピングモーター（至）により該各校光装
置＋１９に向は交互に回動させ、該各校光装置０９の照
射光が各々−往復する間は該受光用鏡体口を該各校光装
置（１９に向けたままで停止させるようにする。

また、該受光装置（至）に対して光を照射する該各校光
装ｆｉ　（＋９　、これは該各基点（Ａ）、（Ｂ）とも
同一のものであるから以後は単、−のものとして説明す
る。該投光装置（１９は投光器（１）からの投光を、モ
ーター面の出力軸（１１つまり投光軸に対して４５度の
角度で設定された回転ミラー（２）を一定速度で回転さ
せ略水平レベルで方射方向へ反射させ、この回転ミラー
（２）が一回転するなかで、前記作業区画０３側へ反射
する領域はそのまま直接反射させる直接反射光（イ）と
し、その反対側に反射する領域は直角反射のプリズム（
３）によって該回転ミラー（２）を迂回し、該直接反射
光（イ）と平行な反転反射光（ロ）として反射させるが
、この反転反射光（ロ）は当然該直接反射光（イ）とは
反対の回転方向となる。また該回転ミラー（２）による
反射光を該プリズム（３）で反転させるときに、該プリ
ズム（３）の配置によって該反転反射光（ロ）の回転角
度が規制されるので、この規制された有効反転範囲に該
同友射光（イ）及び（ロ）を同一角度（０１）に設定す
る。

この状態を第３図で説明すると、（Ｒ１）　、（Ｒ２）
、（Ｒ３）、（Ｒ４）を該同友射光（イ）及び（ロ）の
開始端と終了端と個室し、該回転ミラー（２）の軸心を
（Ｐｌ）として時計方向に回転しているとすれば、（Ｒ
１）から開始された該直接反射光（イ）は（０１）だけ
回転して（Ｒ２）に至り、次に１８０度から（０１）を
差引いた（θ２）だけ回転すると、該プリズム（３）に
よる該反転反射光（ロ）となり（Ｒ３）から（Ｒ４）に
至る。

このとき蝦想軸心は（Ｒ２）に移動しており（Ｒ３）か
ら（Ｒ４）の角度も該（Ｒ１）から（Ｒ２）に至る角度
と同一の（θ１）となる。このとき（Ｓ）は実用上無視
して差支えない領域である６また。この角度（θ１）の
照射光中に存在する該受光装置四の位置を（Ｘ）とする
と、（Ｒ１）から（Ｒ２）に至る往路としての該直接反
射光（イ）がこの（Ｘ）点を横切った時点と、（Ｒ３）
から（Ｒ４）に至る復路としての該反転反射光（ロ）が
この（Ｘ）点を横切った時点とを該受光装置（至）で検
出して、この検出信号を方向制御装置ｃｌｌ）に送り、
この方向制御表ｆｆ１ｃ３Ｄによって（Ｘ）点を横切っ
た往路と復路における該同友射光（イ）及び（ロ）の時
間間隔の演算を行い、この演算によって第６図の如く、
前記基点（Ａ）及び（Ｂ）における（ＯＡ）と（ＯＢ）
の角度を求めることができ、該基点（Ａ）と該基点（Ｂ
）とを結ぶ線上に角度（０１）の一方の基線があるとす
れば、該基点（Ａ）、（Ｂ）間の距ｉ１　（ａ）は既知
であるから該受光装置（至）の位置は容易に算出できる
。

これによりトラクタの進行方向の舵取り制御は該基線に
平行に進むことを基本にしておけば、（ＯＡ）＝（θＸ
）を維持するように該方向制御装置口りによって演算制
御を行うようにすればよく、構造簡単な前記投光器Ｍ（
１９による等速度往復揺動光によって的確に該受光装置
四の位置を検出して、走向制御を自動的に行うことがで
きると共に、この検出精度の管理についても容易に行う
ことができるものである。

また、該投光装置ｉ　１１９の設置場所及び個数は本実
施例に限定されるものではない。

また、本発明によるときは、トラクタの走向位置の検出
と共に上下位置の検出も行いうるちのである。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明の実施例を示すもので、第１図は斜面図、
第２図は一部の作用側面図、第３図は一部の作用平面図
、第４図は側面図、第５図は一部の側断面図、第６図は
作業平面図である。 図中、符号（１）は投光器、（２）は回転ミラー、（３
）はプリズムを示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一定方向へ照射する投光器（１）と、この投光器（１）
   からの光を受けて回転しながら回転軸心に対し放射方向
   へ反射する回転ミラー（２）と、この回転ミラー（２）
   による後方への反射光を受けて前方へ反転するプリズム
   （３）とからなる移動車等の投光装置。