JPH023B2 - - 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、予め設
定された所定行程の走行距離を各行程の未処理作
業地と処理済作業地との境界に沿つて自動的に走
行すべく、前記境界を検出する倣いセンサーを車
体両側に備えた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において
は、各行程を上記倣いセンサーによる境界検出結
果に基いて自動走行させる倣いステアリング制御
を行なうとともに、上記予め設定された行程数を
走行すると自動的に停止させて作業を自動的に終
了させる制御が行なわれていた。

そして、上記予め設定する走行行程数は作業車
の作業幅と作業地の大きさとに基いて計算により
算出していたのであるが、各行程を自動走行する
ために未処理作業地と処理済作業地との境界に沿
うように制御しているために、実際の作業幅は作
業車の作業幅に対してある程度変動する。

従つて、作業地の状態や形状によつては予め設
定した行程数と実際の走行行程数とを単に比較す
るのみでは未処理部を残したままで作業終了して
しまう場合があつた。

しかしながら、このようにして残された未処理
部は通常作業車の作業幅と実際に作業した幅との
誤差に基いて発生している場合が多いために、こ
の残存末処理部の幅は通常狭いものであり、また
直線性が良い場合は少なく、上記倣いセンサーに
よる境界検出結果のみによつては自動走行するこ
とができない場合が多いため、従来は、上記残存
未処理部を発生した場合は人為的に作業車を運転
して作業を行なつていたのである。

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、予め設定された行程数を自動走
行した後も残存未処理部が発生した場合は自動的
に作業を経続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、走行距離を検出する距離センサー、走
行方向を検出する方位センサーおよび走行行程数
をカウントする手段を設け、前記走行行程数が前
記所定行程に達し、かつ、その行程における前記
境界に対して反対側の倣いセンサーが処理済作業
地を検出している区間の走行距離と予め設定して
あるその行程の距離との比率が予め設定してある
所定比率以下である場合には、更に一行程分を前
記方位センサーによる検出方位と予め設定してあ
る基準方位との比較結果のみに基いて自動走行す
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輝され
るに至つた。

即ち、予め設定された行程数を走行した後も未
処理部が有る場合は自動的に更に一行程分を方位
センサーによる検出方位のみに基いて自動走行す
るので、残存未処理部の状態や形状に拘らず、こ
の未処理部が無くなるまで自動的に作業が経続さ
れることとなつて、確実に作業地全体を未処理部
を残すことなく自動走行させることができるに至
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lo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施回可能にしてある。

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Ｃの判別信号は芝が
断続的に通過するために、非連続的なパルス状の
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をリセツトすると共にフリツプフロツプ１２
をセツトすべく構成してあり、このカウンタ１１
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Co
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
り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
パルス信号C₁が“Ｌ”レベルになり、かつ、所
定距離lo走行して、前記カウンタ１１がこの所定
距離lo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
Coが得られるのである。

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
１８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４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の変速位置を検出
するポテンシヨメータである。

そして、第４図に示すように、作業地Ａの幅lb
と作業幅Ｓに基いて予め設定された所定行程No
未満の場合は、前記倣いセンサー５，５による境
界Ｌ検出結果に基いて、あるいは、前記方位セン
サー７による検出方位ψと基準方位ψoとの比較
結果による方位制御を併用して、通常の倣い制御
により各行程を芝刈作業を行ないながら自動走行
するとともに、各行程端部で次行程方向に自動的
に予め設定してある制御パターンに基いて方向転
換を行なつて、連続的に往復走行するのである。

なお、前記方向転換は、前記倣いセンサー５，
５が両方既刈地Ｃを検出し、かつ、予め設定して
ある一行程の基準距離la以上実際に走行したこと
を検出した場合に開始すべく、ターン条件を判別
するように構成するとともに、方向転換が行なわ
れると実際に走行した行程数Ｎすなわちターン回
数をカウントするようにしてある。

そして、前記実際の走行行程数Ｎが予め設定し
てある所定行程Noに達すると、この最終行程で
は、前記同様に実走行距離ｌと前記基準距離laと
を比較チエツクするとともに、前記境界Ｌに対し
て反対側に位置する倣いセンサー５の境界判別信
号に基いて倣いセンサー５が既刈地Ｃを検出して
いる間の走行距離l′と前記基準距離laとの比率
l′／laをチエツクし、この比率l′／laが予め設定し
てある所定比率ａ以下である場合、すなわち、次
行程側に未刈地Ｂ部分が残存していることを検出
すると、前記方向転換後さらに一行程分laを前記
方位センサー７による検出方位ψと基準方位ψo
との比較結果のみに基いてステアリング制御する
ことによつて走行させるのである。

尚、第５図は以上説明した制御装置の動作を示
すフローチヤートである。

又、前記予め設定する行程数Noは前記第４図
に示す作業地Ａの幅lbを芝刈装置４の作業幅Ｓで
除算して算出したものである。

更に又、この作業地Ａの大きさla、lbや基準方
位ψoの設定は予め人為的に行なつても、あるい
は作業地Ａの外周を予め走行して距離や方位をサ
ンプリングする外周テイーチング等の手段によつ
て自動的に設定すべく構成してもよい。そして、
このように自動設定する場合は、作業地Ａの外周
を走行する方向すなわち右回り・左回り、いずれ
の方向へ走行するかに基いて、その後の自動走行
の際に前記左右の倣いセンサー５，５のいずれの
側のセンサーを境界Ｌの判別に用いるかを自動的
に設定すべく構成してもよい。

更に又、本実施例では、所定行程を連続して自
動走行するに、往復走行を行なう場合についての
み説明したが、前記作業地Ａの外周より内周方向
へと各辺を作業幅Ｓを減じながら順次回向するい
わゆる回り走行形式の場合でも、同様にして残存
未処理部を自動的に走行させることが可能であ
る。

更に又、前記方位制御のみによつて走行する追
加された一行程の距離は最初に設定した基準距離
laではなく倣いセンサー５が既刈地Ｃを検出して
いる区間の距離l′と基準距離laとの差に基いて設
定してもよい。

【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図は自動走行の説明図、
そして、第５図は制御装置の動作を示すフローチ
ヤートである。 １……車体、５，５……倣いセンサー、６……
距離センサー、７……方位センサー、Ｂ……未処
理作業地、Ｃ……処理済作業地、Ｌ……境界、
No……所定行程、Ｎ……走行行程、ｌ，l′……
走行距離、la……一行程距離、ａ……所定比率、
ψ……検出方位、ψo……基準方位。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 予め設定された所定行程Noの走行行程を各
   行程の未処理作業地Ｂと処理済作業地Ｃとの境界
   Ｌに沿つて自動的に走行すべく、前記境界Ｌを検
   出する倣いセンサー５，５を車体１両側に備えた
   自動走行作業車であつて、走行距離を検出する距
   離センサー６、走行方向を検出する方位センサー
   ７および走行行程数Ｎをカウントする手段を設
   け、前記走行行程数Ｎが前記所定行程Noに達し、
   かつ、その行程における前記境界Ｌに対して反対
   側の倣いセンサー５が処理済作業地Ｃを検出して
   いる区間の走行距離l″と予め設定してあるその行
   程の距離laとの比率が予め設定してある所定比率
   (a)以下である場合には、更に一行程分を前記方位
   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ψoとの比較結果のみに基いて自動走行
   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。