JPH024B2 - - 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、外周方向から内周方向へと作業幅
分減じながら前記作業地内側の未処理作業地と外
側の処理済作業地との境界に沿つて前記作業地の
各辺を順次自動走行すべく、前記境界を検出する
倣いセンサーを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、所定範囲の作業地内の対地作業等を自動的に
行なうために、作業地の未処理部分と処理済部分
との境界を検出するセンサーを設けてこの境界に
沿つて走行するようにステアリング操作を自動的
に行なう倣い制御が行なわれている。

そして、前記作業車の作業幅が有限であること
からある程度広い範囲の作業地を走行するために
は作業地一辺の長さを一行程とする複数行程を順
次方向転換を繰返して走行する必要が有り、その
方向転換の形式によつて、各行程を平行に隣接し
て設定して各行程端部で180度方向転換する往復
走行形式と、作業地外周部の各辺を90度方向転換
して順次作業幅を減じながら走行する回り走行形
式とが有るが、この回り走行形式では作業地を一
周するとその後の未処理部の各辺の距離が順次小
さくなるために最終行程近辺では全体に一辺すな
わち一行程当りの走行距離が短くなるために以下
に示すような不都合が有つた。

即ち、従来は、自動走行を自動的に停止させる
に、方向転換後所定距離走行しても倣いセンサー
が未処理作業地を検出しなかつた場合に停止させ
る手段が採用されていたために、上述したように
一行程の距離が短かつたり、その行程、特に最終
行程では未処理作業地の幅が作業幅より広いとは
限らないために、何らかの原因で走行方向が処理
済作業地方向にずれて、上記所定距離走行すると
誤まつて停止してしまう場合が有つた。

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、未処理部を残すこと無く確実
に全行程を走行後自動的に停止させることが可能
な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。

上記目的を達成すべく、本発明による自動走行
作業車は、車体の移動距離を検出する距離センサ
ーを設け、前記作業地の一辺の走行を終了後次辺
方向へ方向転換後自動的に前記各辺の距離を前記
作業幅分減算して、この減算後の距離が負になつ
た場合はその距離を予め設定された所定距離に設
定するとともに、その設定回数をカウントする手
段を設け、前記各辺の距離に設定した回数のカウ
ント結果に基いて、前記回数が複数回に達した場
合はその辺を走行後自動的に走行を停止すべく制
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、残存未処理作業地の大きさに対応する各
辺の残存距離をチエツクして、この残存距離が計
算上無くなつても更に所定距離走行するように暫
定的に所定距離を設定するとともに、その回数を
チエツクして、複数辺の残存距離が計算上負にな
つた場合に走行を停止すべく制御するので、一辺
当りの走行距離が短いことのみによつては誤まつ
て停止することが無くなるに至つた。又、計算上
は残存未処理作業地が負になつても上記所定距離
は走行するように制御するから、計算上の作業幅
と実際の作業幅の変動等による誤差が有つても未
処理部を残して走行を停止するようなことが無い
ものにできたのである。

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
業車を構成している。

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
P₁，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
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
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、このフリツプフロップ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判別信号C₀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、車体の走行方向および走行束度を自動的に
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
ユエータを駆動する制御信号を生成すべく構成し
てある。

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、予め外周テイー
チング等により周囲を既刈地Ｃにするとともに、
その大きさすなわち４辺のL₁，L₂，L₃，L₄が既
知の所定範囲の作業地Ａを、この作業地Ａ内側の
未刈地Ｂと外側の既刈地Ｃとの境界Ｌに沿つて自
動走行すべく、前記倣いセンサー５，５による境
界Ｌ検出結果に基いてステアリング制御するとと
もに、一辺すなわち一行程の端部で次行程方向に
90度方向転換して次行程距離を前記芝刈装置４の
作業幅Ｓを減じて、順次各辺を自動的に走行する
のである。

そして、前記各辺（ｎ）ｎ＝₁、₂、₃、₄の距離lnを
作業幅３分減算した後、その距離lnが負になつた
場合は予め設定してある所定距離ｋに置換すると
ともに、その辺ｎが残り行程１であることを示す
ラストフラグlfnをセツトする。

次に、前記ラストフラグlfnがセツトされた回
数ｍをカウントして、そのカウント数が２以上す
なわちラストフラグlfnのセツトが複数である場
には、その辺ｎが最終行程であることを示す最終
行程フラグfeセツトする。

そして、前記最終行程フラグfeのセツトの有・
無に基いて、前記倣いセンサー５，５の境界Ｌ検
出結果に拘らず、このフラグfeがセツトされてい
ない限り自動走行を続行させるのである。

一方、前記最終行程フラグfeがセツトされた場
合は、その辺を走行後に前記変速装置１８をニユ
ートラル位置に復帰させて自動的に走行を停止す
るのである。

尚、第５図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ある。

又、前記方向転換は前・後進を伴なう90度ター
ンによる予め設定してある所定のシーケンスに基
いて行なうのであるが、例えば、前記前・後輪
２，３を相対的に逆方向にステアリング操作して
非常に小さな旋回半径で前進のみによつて旋回す
ることによつて行なつてもよい。

更に又、前記方向転換の開始は、現走行行程す
なわち走行している辺ｎの距離lnと実際の走行距
離ｌとの比較結果および前記倣いセンサー５，５
の両方が既刈地Ｃを検出したことに基いて行なう
のであるが、いずれか一方のみの結果に基いて行
なつてもよい。

更に又、前記ラストフラグlfnをセツトした後
の走行におけるステアリング制御は、境界Ｌの状
態が悪い場合には前記倣いセンサー５，５のみな
らず前記方位センサー７による検出方位と予め
設定してある各辺ｎの基準方位nとの比較結果
に基いてステアリング操作する方位制御を併用し
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、Ａ……作業地、Ｂ……未処理作業
地、Ｃ……処理済作業地、Ｓ……作業幅、Ｌ……
境界、ｎ……作業地の辺、ｌ……移動距離、ln…
…各辺の距離、ｋ……所定距離、ｍ……設定回
数。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 所定範囲の作業地Ａを、外周方向から内周方
   向へと作業幅Ｓ分減じながら前記作業地Ａ内側の
   未処理作業地Ｂと外側の処理済作業地Ｃとの境界
   Ｌに沿つて前記作業地Ａの各辺ｎを順次自動走行
   すべく、前記境界Ｌを検出する倣いセンサー５，
   ５を備えた自動走行作業車であつて、車体１の移
   動距離ｌを検出する距離センサー６を設け、前記
   作業地Ａの一辺の走行を終了後次辺方向へ方向転
   換後自動的に前記各辺ｎの距離lnを前記作業幅Ｓ
   分減算して、この減算後の距離lnが負になつた場
   合はその距離lnを予め設定された所定距離ｋに設
   定するとともに、その設定回数ｍをカウントする
   手段を設け、前記各辺ｎの距離lnを所定距離ｋに
   設定した回数ｍのカウント結果に基いて、前記回
   数ｍが複数回に達した場合はその辺を走行後自動
   的に走行を停止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。