JPH03142606A - 自動走行作業車の自己位置検出装置 - 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 本発明は、自動走行作業車の自己位置検出装置に関する
ものである。

従来の技術 従来、無人の状態で自動走行させる自動走行作業車にお
いては、特定地域内に三本の再帰性反射ポールを立設し
、光電センサから投光される光を水平掃引機構によって
水平面内で掃引することにより自動走行作業車から隣合
う反射ポールを臨む角度を検出し、この検出結果に基づ
いて三点挟角法により自動走行作業車の自己位置を検出
する自己位置検出装置が用いられている。

発明が解決しようとする課題 水平掃引機構の掃引速度は一定である。ここで、掃引速
度が遅い場合には、再帰性反射ポールを臨む角度を検出
する際に原点となる自動走行作業車の位置が大きく移動
してしまい、正確な自己位置検出を行うことができない
。

一方、掃引速度が一定であっても光電センサと再帰性反
射ポールとの距離が離れるにつれて再帰性反射ポールを
よこぎる先の速さが速くなり、この速さが速すぎるとそ
の反射光に対して光電センサが応答できず、角度検出を
行うことができなくなる。

従って、掃引速度は、光電センサと再帰性反射ポールと
の距離が最大になったときに光電センサが応答できる速
度に設定しなければならず、掃引速度が遅くなって正確
な自己位置検出ができないという欠点がある。

課題を解決するための手段 特定区域内に立設した複数の再帰性反射ポールに向けて
光を投光するとともに前記再帰性反射ポールで反射され
た光を受光する光電センサと、前記光電センサから投光
される光を水平面内で掃引する水平掃引機構とを有し、
隣合う前記再帰性反射ポールを臨む角度を検出すること
により自己位置を検出する自動走行作業車の自己位置検
出装置において、前記自動走行作業車から前記再帰性皮
射ポールまでの距離を検出する距離検出手段と、前記光
電センサが対向する前記再帰性反射ポールまでの距離に
応じて前記水平掃引機構の掃引速度を負の相関関係をも
って変化させる掃引速度調節手段とを設けた。

また、特定区域内に立設した複数の再帰性反射ポールに
向けて光を投光するとともに前記再帰性反射ポールで反
射された光を受光する光電センサと、前記光電センサか
ら投光される光を水平面内で掃引する水平方向掃引機構
と垂直面内で掃引する水平掃引機構とを有し、隣合う前
記再帰性反射ポールを臨む角度を検出することにより自
己位置を検出する自動走行作業車の自己位置検出装置に
おいて、前記自動走行作業車から前記再帰性反射ポール
までの距離を検出する距離検出手段と、前記光電センサ
が対向する前記再帰性反射ポールまでの距離に応じて前
記水平掃引機構と前記垂直掃引機構との掃引速度を負の
相関関係をもって変化させる掃引速度調節手段を設けた
。

作用 自動走行作業車と各再帰性反射ポールとの距離が距離検
出手段により検出され、光電センサが対向する再帰性反
射ポールまでの距離に応じて水平掃引機構の掃引速度が
掃引速度調節手段により負の相関関係をもって変化する
。このため、光電センサが離れた再帰性反射ポールに対
向する際には掃引速度が遅くなるとともに近くの再帰性
反射ポールに対向する際には掃引速度が速くなり、確実
で精度の高い自己位置検出が行われる。

さらに、水平掃引機構と垂直掃引機構とを有する場合は
、距離検出手段による自動走行作業車と各再帰性反射ポ
ールとの距離の検出結果に基づき、光電センサが対向す
る再帰性反射ポールまでの距離に応じて水平掃引機構と
垂直掃引機構との掃引速度が掃引速度調節手段により負
の相関関係をもって変化する。このため、自動走行作業
車が起伏のある作業地域を走行する場合でも、確実で精
度の高い自己位置検出が行われる。

実施例 本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

自動走行作業車である自動走行芝刈機ｌの腹部には、前
輪２と後輪３との間に位置してモア４が昇降自在に取付
けられている。また、自動走行芝刈機１には地磁気を検
出することにより自動走行芝刈機ｌの走行方位を検出す
る方位センサ５と光電センサ６と車速を検出する車速セ
ンサ７とが設けられている。一方、前記自動走行芝刈機
ｌを走行させる作業地域の特定区域内には、第３図に示
すように三本の再帰性反射ポール８　（Ｒ，、Ｒ，。

Ｒ，）が立設されている。

さらに、前記自動走行芝刈機１には、自動走行前に行う
ティーチング走行等により得られた走行コース情報を記
憶する記憶部９、光電センサ６と方位センサ５とからの
検出情報と記憶部９に記憶されている走行コース情報と
を比較・判断する制御部１０、制御部１０からの指示に
伴ってステアリング装置１１に偏差信号を出力するコン
トローラ１２、及び、制御部１０からの信号により車速
をコントロールする車速コントローラ１３が設けられて
いる。

つぎに、前記光電センサ６の内部構造を第４図に基づい
て説明する。光を投光する投光器１４とこの投光器１４
から投光された後に前記再帰性反射ポール８で反射され
た光を受光する受光器１５とがベース１６上に固定され
、これらの投光器１４と受光器１５との外周部には垂直
方向の軸心な有する円筒状の外箱１７がベアリング１８
を介して回転自在に取付けられている。前記外箱１７の
外周部にはプーリ１９が固定され、このプーリ１９と水
平方向回転用モータ２０に連結されたプーリ２１との間
にはタイミングベルト２２が巻回されている。なお、前
記水平方向回転用モータ２０の上部には水平方向回転用
モータ２０の角度と速度とを検出するためのロータリエ
ンコーダ２３が取付けられており、また、前記外箱１７
の上部には鏡面プリズム２４が取付けられている。そし
て、これらの水平方向回転用モータ２０とプーリ１９゜
２１とタイミングベルト２２と外箱１７と鏡面プリズム
２４とにより、前記投光器１４から投光された光を水平
面内で掃引する水平掃引機構２５が構成されている。

また、前記鏡面プリズム２４は両端部を軸受２６により
支持されるとともに、垂直方向回転用モータ２７に連結
されて水平方向の軸心回りに往復回動自在に設けられて
いる。なお、垂直方向回転用モータ２７の回転方向を制
御するためのスリット板２８とフォトインタラプタ２９
とが設けられている。そして、これらの垂直方向回転用
モータ２７とスリット板２８とフォトインタラプタ２９
と鏡面プリズム２４とにより、前記投光器１４から投光
された光を垂直面内で掃引する垂直掃引機構３０が構成
されている。

さらに、前記自動走行芝刈機ｌには、この自動走行芝刈
機ｌから各再帰性反射ポール８までの距離を検出する距
離検出手段３１と、距離検出手段３１による検出結果に
基づき、光電センサ６が対向する再帰性反射ポール８ま
での距離に応じて前記水平方向回転用モータ２０と垂直
方向回転用モータ２７との回転速度を第６図及び第７図
に示すように負の相関関係をもって変化させる掃引速度
調節手段３２とが設けられている。

このような構成において、自動走行初期時、自動走行芝
刈機１を停止させた状態で水平方向回転用モータ２０を
低速回転させて水平掃引を行い、第３図及び第９図に示
すように、自動走行芝刈機１から隣合う再帰性反射ポー
ル８を臨む角度θ１゜θ２を検出することによる自己位
置検出と、既知の再帰性反射ポール８の各座標とに基づ
いて、自動走行芝刈機１から各再帰性反射ポール８まで
の距離を距離検出手段３１により検出する。ついで、自
動走行芝刈機１の走行方向を基点とする９０”分割する
ことにより、各再帰性反射ポール８の存在する領域Ａ、
Ｂ、Ｃ及びＤを決定し、さらに。

自動走行芝刈機ｌから各再帰性反射ポール８までの距離
に応じて領域Ａ−Ｃを水平掃引及び垂直掃引する掃引速
度を掃引速度調節手段３２により決定する。なお、領域
りには再帰性反射ポール８が存在しないため、領域りの
掃引速度を最大掃引速度にすることができる。

つぎに、走行を開始すると、自動走行芝刈機ｌと各再帰
性反射ポール８との距離は変化するが、このとき、方位
センサ５により検出された自動走行芝刈機１の走行方位
と、車速センサ７の検出結果に基づく自動走行芝刈機ｌ
の移動距離と、前回検出した自動走行芝刈機１と各再帰
性反射ポール８との距離とにより、一定距離走行した後
における自動走行芝刈機１から各再帰性反射ポール８ま
での距離を距離検出手段３１により検出する。ついで、
一定距離走行した後の位置における領域Ａ。

Ｂ、Ｃの掃引速度を掃引速度調節手段３２により決定す
る。なお、掃引速度調節手段３２により決定される掃引
速度は、第６図及び第７図に示したグラフに基づいて検
出可能となる最大掃引速度に設定される。

このようにして、自動走行芝刈機ｌから各再帰性反射ポ
ール８までの距離に応じ、距離が長くなった場合には掃
引速度を遅くすることにより確実な自己位置検出を行え
る。また、距離が短くなった場合には掃引速度を速くす
ることにより、第５図に示すように、自動走行芝刈機り
がら隣合う再帰性反射ポール８を臨む角度０１′、０２
′を検出する際における自動走行芝刈機ｌの移動量“Ｌ
”を最小とすることにより正確な自己位置検出を行える
。

発明の効果 本発明は、上述のように自動走行作業車と各再帰性反射
ポールとの距離を距離検出手段により検出し、光電セン
サが対向する再帰性反射ポールまでの距離に応じて水平
掃引機構の掃引速度を掃引速度調節手段により負の相関
関係をもって変化させたことにより、光電センサと再帰
性反射ポールとの距離が長い場合には水平掃引機構の掃
引速度を遅くすることができるとともに光電センサと再
帰性反射ポールとの距離が短い場合には水平掃引機構の
掃引速度を速くすることができ、従って、確実で精度の
高い自己位置検出を行うことができ、さらに、水平掃引
機構と垂直掃引機構とを有する場合は、距離検出手段に
よる自動走行作業車と各再帰性反射ポールとの距離の検
出結果に基づき、光電センサが対向する再帰性反射ポー
ルまでの距離に応じて水平掃引機構と垂直掃引機構との
掃引速度を掃引速度調節手段により負の相関関係をもっ
て変化させたことにより、自動走行作業車が起伏のある
作業地域を走行する場合でも、確実で精度の高い自己位
置検出を行うことができる等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は制御シ
ステムを示すブロック図、第２図は自動走行状態を示す
側面図、第３図は停止状態での自己位置検出について説
明する説明図、第４図は光電センサの構造を示す縦断正
面図、第５図は走行状態での自己位置検出について説明
する説明図、第６図は水平掃引速度と検出可能距離との
関係を示すグラフ、第７図は垂直掃引速度と検出可能距
離との関係を示すグラフ、第８図は水平方向、垂直方向
の掃引速度の制御過程を示すブロック図、第９図は再帰
性反射ポールの存在領域を示す説明図である。 １・・・自動走行作業車、６・・・光電センサ、８・・
・再帰性反射ポール、２５・・・水平掃引機構、３０・
・・垂直掃引機構、３１・・・距離検出手段、３２・・
・掃引速度調節手段 出　願　人　　石川島芝浦機械株式会社図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、特定区域内に立設した複数の再帰性反射ポールに向
   けて光を投光するとともに前記再帰性反射ポールで反射
   された光を受光する光電センサと、前記光電センサから
   投光される光を水平面内で掃引する水平掃引機構とを有
   し、隣合う前記再帰性反射ポールを臨む角度を検出する
   ことにより自己位置を検出する自動走行作業車の自己位
   置検出装置において、前記自動走行作業車から前記再帰
   性反射ポールまでの距離を検出する距離検出手段と、前
   記光電センサが対向する前記再帰性反射ポールまでの距
   離に応じて前記水平掃引機構の掃引速度を負の相関関係
   をもって変化させる掃引速度調節手段とを設けたことを
   特徴とする自動走行作業車の自己位置検出装置。 ２、特定区域内に立設した複数の再帰性反射ポールに向
   けて光を投光するとともに前記再帰性反射ポールで反射
   された光を受光する光電センサと、前記光電センサから
   投光される光を水平面内で掃引する水平方向掃引機構と
   垂直面内で掃引する水平掃引機構とを有し、隣合う前記
   再帰性反射ポールを臨む角度を検出することにより自己
   位置を検出する自動走行作業車の自己位置検出装置にお
   いて、前記自動走行作業車から前記再帰性反射ポールま
   での距離を検出する距離検出手段と、前記光電センサが
   対向する前記再帰性反射ポールまでの距離に応じて前記
   水平掃引機構と前記垂直掃引機構との掃引速度を負の相
   関関係をもって変化させる掃引速度調節手段を設けたこ
   とを特徴とする自動走行作業車の自己位置検出装置。