JPH03201109A - 自走車の操向制御装置 - 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、自走車の操向制御装置に関し、特に、自動車
、工場内の無人移動搬送装置、農業および土木機械等の
自走車を、直進行程および旋回行程が複合された走行コ
ースに沿って走行させるための操向制御装置に関する。

（従来の技術） 従来、上記自走車のような移動体の現在位置を検知する
装置として、移動体で発生された光ビームを、移動体を
中心として円周方向に走査する手段と、移動体とは離れ
た少なくとも３カ所に固定され、入射光方向に光を反射
する光反射手段と、該光反射手段からの反射光を受光す
る受光手段とを具備した装置が提案されている（特開昭
５９−６７４７６号公報）。

該装置では、前記受光手段の受光出力に基づいて移動体
を中心とする３つの光反射手段間の開き角を検出し、該
開き角とあらかじめ設定された光反射手段の位置情報と
に基づいて移動体位置を演算するようにしている。

しかしながら、受光出力に基づいて移動体の位置を検知
し、走行方向の制御を行うようにしている上記技術では
、移動体が大きな角速度で回転した場合には、移動体位
置の演算結果に大きな誤差を生ずることがある。したが
って、旋回行程のように移動体の向きが急激に変化する
ようなコースの走行時には移動体位置の検出結果に基づ
いて正確に操舵制御を行うことが困難になる場合がある
という問題点があった。

上記問題点に対しては、移動体の旋回行程での走行速度
を、直進行程走行時の走行速度より大幅に低下させれば
、位置演算に大きな誤差が生ずるおそれはなくなる。し
かし、移動体の走行速度を低下させると、旋回完了まで
に時間がかかり、作業能率が低下するという別の問題点
が生じる。

これに対し、特開昭６２−２６９６１０号公報において
、独立した３つの受光器で受光手段を形成すると共に、
直進行程用の操向制御手段および旋回行程用の操向制御
手段をそれぞれ別個に設けた制御装置が提案されている
。

該装置では、特に、旋回行程用の操向制御手段を、予め
設定記憶された操向制御情報に基づいて動作させると共
に、３つの受光器の受光対象を旋回開始時点と旋回終了
時点とで切換え変更した後、次の直進行程における移動
体の位置を演算するように構成されている。

一方、本発明者等は、前記問題点の対策として、基準点
として設けられた反射手段からの反射光を受光する１つ
の受光器で、受光対象を変更することなく直進行程およ
び旋回行程での走行を繰返し継続できると共に、旋回行
程から直進行程への変化点を簡単に検知できる自走車の
操向制御装置を提案している（特願昭８３−１４９８１
９号）。

該装置では、旋回中の自走車と該自走車の作業領域周辺
に設けられた基準点との相対関係が予定の関係を満足し
た地点を前記変化点として認識するようにしている。

（発明が解決しようとする課題） 上記いずれの制御装置においても、旋回行程では回゛動
する発光手段と受光手段とを搭載している自走車自体が
大きな操舵角で旋回されているため、旋回しながら測定
して採取したデータが旋回状態によっては大きな誤差を
含んでいる場合があり、このようなデータに基づいて算
出した旋回終了時の自己位置（座標値）が、実際に存在
している位置から大きくずれている場合がある。

このような場合に、直進行程への移行後、前記ずれを速
やかに補正すべく大きい操舵角変更によって操向制御が
行われると、ハンチングを起こして予定の直進行程に戻
すまでに時間ががかり、この間の走行軌跡が乱れるため
、例えば芝刈等の作業では刈跡が不揃いになって、良好
な作業の仕上がり外観を得られないことがある。

このハンチングの要因の１つとしては、屋外作業におい
て地面の状態が柔らかい場合、あるいは芝地などで芝の
丈が高くなっている場合に、急に方向を変換するような
操舵を行った場合、操舵の際の抵抗が大きくて逆方向へ
の戻しの操舵が遅れるということが考えられる。

他の要因としては、旋回行程から直進行程へ移行するた
めに大きく操舵角を変化させると、旋回行程における走
行の場合と同様に、自己位置および進行方向の計算結果
の誤差が大きくなって正確な操向制御を行えず、その結
果、さらにハンチングを大きくしているということが考
えられる。

また、操舵方向を直進行程の方向に戻すために急激に操
舵角を変更すると、ロータリ作業機による耕うん作業等
ではロータリに、芝刈り作業機ではカッタや操舵輪の軸
に、それぞれかかる、横方向の負荷が大きくなって好ま
しくない。

本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、旋回終
了後のハンチングを抑え、仕上がり外観の良好な作業結
果が得られるようにすると共に、自走車の負荷を軽減す
るための自走車の操向制御装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段および作用）前記の問題点
を解決するために、本発明は、自走車を中心として光ビ
ームを円周方向に走査させ、該自走車から離れた３カ所
の位置に設置された反射手段からの前記光ビームの反射
光を、前記自走車に搭載され、水平方向に回動する受光
手段で受光し、その受光出力に基づいて算出された自走
車の位置情報に基づいて直進行程およびこれに連続する
旋回行程に沿って自走車を走行させるための操向制御装
置において、旋回行程から直進行程への変化点に達した
と判断した時点で前記操舵角の固定を解除し、あらかじ
め設定された時間をかけて自走車が徐々に直進方向に戻
るように操舵角を変化させていき、前記予定時間の経過
後、前記受光出力に基づく自己位置算出結果に従って操
向方向を制御するように構成した点に特徴がある。

上記構成を有する本発明では、旋回のために大きな角度
に保持していた操舵角を、直進行程への移行時に急激に
戻すことなく、旋回行程から直進行程への変化点に達し
たと判断された時点から徐々に小さい操舵角に戻すよう
にする。

すなわち、操舵角を大きくとって走行している間は、自
己位置算出結果に誤差を含んでいることがあるので、該
算出結果に基づく操向制御を行わない。そして、操舵方
向が直進方向に戻った後、つまり操舵角が小さくなって
急激に方向変換されない状態となり、自己位置算出結果
に対する信頼性が高くなった時点で、該自己位置算出結
果に基づくフィードバック制御に移行する。

（実施例） 以下に図面を参照して、本発明の一実施例を説明する。

第１０図は本発明の制御装置を搭載した自走車および該
自走車の走行作業領域に配設された光反射器の配置状態
を示す斜視図である。

同図において、自走車１は例えば芝刈り機等の農作業用
自走車である。該自走車１の上部にはモータ５によって
駆動される回転テーブル４が設けられている。そして、
該回転テーブル４には光ビーム２Ｅを発生する発光器２
、および反射器６ａ〜６ｃで反射される該光ビーム２Ｅ
の反射光２Ｒを受ける受光器３が搭載されている。前記
発光器２は光を発生する手段（発光ダイオード）を備え
、受光器３は入射された光を電気的信号に変換する手段
（フォトダイオード）を備えている（共に図示しない）
。ロータリエンコーダ７は回転テーブル４の駆動軸と連
動するように設けられていて、該ロータリエンコーダ７
から出力されるパルスを計数することによって、回転テ
ーブル４の回転角度が検出できる。

作業領域の周囲に配置されている反射器６ａ〜６Ｃは操
向制御のための自走車１の位置検出の基準点として利用
される。該反射器６８〜６ｃは入射した光をその入射方
向に反射する反射面を具備しており、コーナキューブプ
リズム等周知の反射手段が使用できる。

次に、本実施例における前記自走車１の動作の概要を説
明する。

第２図は、旋回行程および直線行程が組合わされた走行
コースと自走車１の位置関係を示す図であり、走行コー
スは要部のみを示す。

同図において、基準点Ａ、　　Ｂ、　Ｃにはそれぞれ前
記反射器６ａ、６ｂ、６ｃが配置される。作業領域２２
および自走車１の位置Ｔ　（ｘ、　　ｙ）は、基準点Ｂ
を原点とし、該基準点Ｂおよび基準点Ｃを通る直線をＸ
軸とする座標系上で表されている。

自走車１は、直線行程では該自走車１からみた基準点Ａ
−Ｃ相互間の開き角に基づいて自己位置を算出し、その
算出結果に基づいて操向制御されて走行する。そして、
直線行程に沿って同図上方向に走行して自己位置のｙ座
標がｙＴに達すると、次の直線行程に円滑に移行できる
ような角度に操舵角を固定して旋回を開始する。

旋回開始後は、自走車１の進行方向を基準とする各基準
点Ａ−Ｃの方位角θａ〜θＣを監視し、該方位角θａ〜
θＣのどれか１つが予定の角度になったことを検出した
時点、すなわち旋回行程から直進行程への変化点Ｐにお
いて、旋回のための操舵角の固定を解除する。

ところで、実際の作業において、例えば芝刈作業や耕う
ん作業では直進行程相互間の間隔りは自走車１の幅と同
程度の狭い間隔であることが多い。

したがって、本実施例では操舵角を最大にとり、かつ駆
動輪は外側の車輪のみを駆動して最少の回転半径で旋回
させるようにしているが、地面の状況などによって自走
車１を予定の旋回行程に沿って円滑に旋回させられない
ことがある。例えば自走車１は点線Ｎで示したように移
動し、点Ｅにおいて前記方位角θａ〜θＣのどれか１つ
が予定の角度になったことを検出して旋回行程の終了を
検出することがあり得る。なお、第２図では理解を容易
にするため点Ｐと点Ｅとのずれは強調して大きく図示し
ている。

この点ＥとＰとのＸ方向のずれを速やかに解消するよう
に操舵角を制御して走行させると、点Ｍで予定の直進行
程に至るが、急激な方向変換で直進行程に戻したため、
その後の逆方向の操舵の応答が遅れてハンチングを生ず
る。また、急激な方向変換によって自走車１の自己位置
を正確に検出することができずに適切な操向制御を行え
ないことがある。

さらに、急激な操舵角の変更は車体や、車体に取付ける
作業機の横方向に過大な負荷をかける場合がある。

そこで、本実施例では、自走車１が旋回行程を終了して
変化点Ｐに達した（実際は点Ｅのようにずれた位置に自
走車１が存在していることが多い）と判断した場合には
、急激な操舵角変更は行わずに徐々に操舵角を変更して
直進行程の走行に入れるようにした。こうすることによ
って、点Ｍより遅れた位置、つまり点Ｓで直進行程に戻
るようになるが、その後のハンチングが少ないので結果
的には正常な走行に速く戻ることができる。

次に、自走車１の自己値ｆｆ１Ｔ　（ｘ、　　ｙ）の算
出式を示す。第３図は該算出式に用いられる符号の説明
図であり、第２図と同符号は同一または同等部分を示す
。同図において、互いに隣接する基準点Ａ、Ｂ相互間の
開き角はα、基準点Ｂ、　Ｃ相互間の開き角はβである
。自走車１の自己位置Ｔ　（ｘ、ｙ）の算出式は次のと
おりである。

ｘ−ｘｃｌ（１＋に−ｃｏｔβ’Ｉ　／　（１＋に２）
）・・・・・・（１） ｙ−ｋｘ　　　　　　　　　　　　　　　・・・・・・
（２）但し、ｋ−（ｘｃ−ｘａ−ｙａ　ｌ１ｃｏ　ｔａ
）／（ｙａ−ｘａ・ｃｏｔａ−ｘｃ　１１ｃｏｔβ）・
・・・・・（３） であり直線ＢＴの傾きを表している。

また、自走車１の進行方向θｆは次の式を用いて算出さ
れる。

θｆ−１８０＠−（θｂ　−ｔ　ａ　ｎ−１ｋ）・・・
・・・（４） 該算出式（１）〜（４）を導き出すための手順は特願昭
６３−１１６６８９号、特願昭６３−１４９６１９号、
特願昭６３−２０２６９７号に記載されているので詳細
の説明は省略する。

次に、本実施例の制御装置の機能を説明する。

第１図は本実施例の機能ブロック図である。同図におい
て、発光器２から射出される光ビーム２Ｅは、前記回転
テーブル４の回動方向に走査され、反射器６　（６ａ〜
６ｃ）によって反射される。

反射器６ａ〜６Ｃによって反射された該光ビーム２Ｒは
前記回動方向に従って反射された順番に受光器３に入射
される。

カウンタ９では、回転テーブル４の回転に伴ってロータ
リエンコーダ７から出力されるパルス数が計数される。

そして、該パルスの計数値（所定の基準位置からの回転
角度、すなわち前記方位角）は受光器３において反射光
を受光する毎に角度検出部１０に転送される。角度検出
部１０では前記パルスの計数値（一方位角）に基づいて
、自走車１から見た各反射器６ａ〜６Ｃ相互間の開き角
α、βが算出される。

位置・進行方向演算部１３では自走車１の座標および進
行方向が算出され、その結果は比較部２５に入力される
。比較部２５では、走行コース設定部１６に設定されて
いる走行コースを表すデータと、前記位置・進行方向演
算部１３で得られた自走車１の座標および進行方向とが
比較される。この比較結果は操舵部１４に入力され、該
比較結果に基づき、自走車の前輪１７に連結された操舵
モータ２８が駆動される。該操舵モータ２８による前輪
１７の操舵角は自走車１の前輪に設けられた舵角センサ
１５で検出されて操舵部１４にフィードバックされる。

自走車１が直進行程から旋回行程に移行する位置に到達
したことが、自走車１のｙ座標に基づいて比較部２５で
判断されると、操舵部１４は比較部２５の検出信号に応
答して、操舵角を予定の角度に固定するため、予め設定
された固定の操舵角データに従って操舵モータ２８の駆
動制御を行う。

駆動制御部１８はエンジン１９の始動・停止、および該
エンジン１９の動力を後輪２１に伝達するクラッチ２０
の動作を制御する。該駆動制御部１８は位、置・進行方
向演算部１３の出力と走行コース設定部１６の出力とに
よって、自動的にエンジン１９を始動・停止させたり、
クラッチ２０を断続させたりすることができる。

解除角度設定部２３には、予定の算出式に従って計算さ
れた解除識別角度が設定される。つまり、該解除角度設
定部２３には、各反射器６ａ〜６ｃのそれぞれの方位角
と予定の解除識別角度とを対応付け、両者間で比較でき
るように、自走車１の左旋回、右旋回用にそれぞれ３種
類（この種類の数は設置されている反射器の数に対応し
、本実施例では反射器６ａ、６ｂ、６ｃが設置されてい
るので３種類）、合計６１ｉ！類準備された角度算出式
に従って計算された解除識別角度が設定される。

変化点検出部２４では前記解除識別角度と、自走車１か
ら見た各反射器６ａ〜６Ｃの方位角θａ〜θＣすなわち
カウンタ９の出力とが比較される。

方位角θａ〜θＣのどれか１つが、該方位角θａ〜θＣ
のそれぞれと対応付けられて設定されている解除識別角
度の範囲内に入っていると判断された場合には、解除カ
ウンタ２６に対し、該カウンタ２６のカウント数を更新
する信号を出力する。

カウント数が予定の回数だけ更新されると、該解除カウ
ンタ２６はカウントアツプ信号を操舵部１４に出力する
。

操舵部１４では、操舵モータ２８の駆動制御方式を、固
定の操舵角データに従って行う制御方式に変更した後、
前記解除カウンタ２６から入力されるカウントアツプ信
号を監視する。該カウントアツプ信号が、解除カウンタ
２６から操舵部１４に人力されると、操舵部１４は固定
の操舵角データに従って行われている操舵モータ２８の
駆動制御を解除する。

解除カウンタ２６のカウントアツプ信号に応答して受光
カウンタ２７が起動される。つまり、受光カウンタ２７
は、前記固定の操舵角に基づく駆動制御の解除後、受光
器３の出力つまり反射光の受光回数を計数し、そのカウ
ント値を操舵部１４に供給する。操舵部１４は、供給さ
れたカウント値が予定のカウント値に達するまで、該供
給されたカウント値に基づいて、後述する算出式に従っ
て操舵角を算出し、操舵モータ２８を駆動する。操舵部
１４に供給される受光カウンタ２７のカウント値が予定
のカウント値に達するまでは、比較部２５の出力にかか
わらず、該受光カウンタ２７のカウント値に基づく操舵
角制御を優先させる。

次に、」二記手順によって算出された自走車１の位置情
報に基づく、自走車１の操向制御について説明する。第
４図は自走車１の走行コースと反射器６ａ〜６Ｃの配置
状態を示す図であり、第２図および第３図と同符号は同
一または同等部分を示す。第５図は操向制御のフローチ
ャートである。

第４図において、点Ｒ（Ｘｒｅｔ、Ｙｒｅｔ）は自走車
ｌの戻り位置を示し、作業領域２２は座標（Ｘｓ　ｔ、
　Ｙｓ　ｔ）、（Ｘｓｔ、Ｙｅ）、（Ｘｅ、Ｙｓ　ｔ）
、（Ｘｅ、Ｙｅ）で示される点を結ぶ領域である。ここ
では自走車１の位置Ｔは（Ｘｐ、Ｙｐ）で示す。

なお、第４図においては、説明を簡単にするため、作業
領域２２の４辺をＸ軸またはｙ軸に平行にした例を示し
たが、作業領域２２の周囲に反射器６ａ〜６Ｃを設ける
ようにさえしてあれば、作業領域２２の形状および向き
は任意である。

第５図のフローチャートに従って制御手順を説明する。

まず、ステップＳ１において、前記位置・進行方位演算
部１３で演算された自走車１の現在位置Ｒ（Ｘｒｅｔ、
Ｙｒｅｔ）と、前記走行コース設定部１６に設定された
作業開始位置の座標（Ｘｓｔ、Ｙｓｔ）に基づいて、開
始位置への移動コースを設定する。

ステップＳ２では、エンジン１９を始動させ、クラッチ
２０をつないで作業開始位置へ自走車１を移動させる。

ステップＳ３では、走行コースのＸ座標ＸｎとしてＸｓ
ｔをセットし、走行コースを決定する。

ステップＳ４で、自走車１の走行を開始させると、自走
車１は自己位置（Ｘｐ、Ｙｐ）および進行方位θｆの演
算を行う（ステップＳ５）。

ステップＳ６では走行コースからのずれ量（ΔＸ＝Ｘｐ
−ＸｎｓΔθｆ）が演算され、ステップＳ７では、前記
ずれ量に応じて操舵部１４により操舵角制御が行われる
。

ステップＳ８では自走車１がｙ軸方向において、原点か
ら遠ざかる方向（行き方向）に走行しているか、原点に
近づく方向（戻り方向）に走行しているかが判断される
。

行き方向であれば、ステップＳ９において、−行程が終
了したか（Ｙｐ＞Ｙｅ）否かが判断され、戻り方向であ
れば、ステップＳ１０において、−行程終了（Ｙｐ＜Ｙ
ｓ　ｔ）Ｌ、、たか否かが判断される。ステップＳ９ま
たはＳＩＯにおいて、−行程が終了していないと判断さ
れればステップＳ５〜Ｓ８の処理が行われる。

ステップＳ９またはＳＩＯにおいて、−行程が終了した
と判断されれば、次はステップＳ１１において全行程が
終了した（Ｘｐ＞Ｘｅ）か否かの判断が行われる。

全行程が終了していなければ、ステップＳｌｌからステ
ップＳ１２に移って自走車のＵターン制御が行われる。

Ｕターン制御は、前記位置・進行方位演算部１３で演算
された自走車１の位置情報を操舵部１４にフィードバッ
クするステップ８５〜Ｓ７の処理によって行われる直線
行程の後向制御とは別の方式、すなわち第２図に関して
その動作概要を説明した方式で行われる。Ｕターン制御
の詳細は第６図に関して後述する。

ステップＳ１３では、Ｕターン直後処理が行われる。Ｕ
ターン直後処理では、旋回行程の走行を終了したと判断
された時点から、操舵角を徐々に小さくしていく。Ｕタ
ーン直後処理の詳細は第７図に関して後述する。

ステップＳ１４では、ＸｎにＸｎ＋Ｌがセットされ、次
の走行コースが設定される。次の走行コースが設定され
ればステップＳ５に戻って前記処理が行われる。

全行程が終了したならば、戻り位置Ｒ（Ｘｒｅｔ。

Ｙｒｅｔ）へ戻り（ステップ５１５）、走行が停止され
る（ステップ５１６）。

次に前記Ｕターン制御およびＵターン直後処理について
説明する。第９図は操舵角の固定解除条件の説明をする
ための、自走車１と反射器６ａ〜６Ｃの位置関係を示す
図であり、第４図と同一の符号は同一または同等部分を
表している。第６図はＵターン制御の一例を示すフロー
チャート、第７図はＵターン直後処理の一例を示すフロ
ーチャート、第８図は各反射器６ａ〜６Ｃの方位角と比
較される設定値の計算式である。

第９図において、Ｕターンつまり旋回行程の走行は自走
車１が直進行程の走行を終了した時点、つまり自走車１
が位置している点のｙ座標（Ｙｐ）が、（Ｙｐ＞Ｙｅ）
あるいは（Ｙｐ＜Ｙｓ　ｔ）になった場合に開始される
。Ｕターンは前輪１７の操舵角を予定の角度に固定する
ため予め設定された、固定のＵターン操舵角に従って行
われ、この操舵角の固定状態は次に説明する条件を満足
した場合に解除される。

Ｌｄｒは自走車１がＵターンを終わって戻り方向に走行
を開始する予定の変化点ＰＲと点Ａとのｙ軸方向の偏差
、Ｌｄｌは自走車１がＵターンを終わって行き方向に走
行を開始する予定の変化点ＰＬのｙ座標を示す。

角度θＯＡＲ、θＵＢＲ、θＯＣＲは、自走車１が旋回
を完了して、戻り方向に走行を開始する予定の変化点Ｐ
Ｒと、点Ａ、Ｂ、Ｃとをそれぞれ結ぶ線および自走車１
の予定の進行方向のなす角度（右旋回解除角度という）
であり、角度θＵＡＬ　。

θＵＢＬ　、　　θＵＣＬは自走車１が旋回を完了して
、行き方向に走行を開始する予定の変化点ＰＬと、点Ａ
、Ｂ、Ｃとをそれぞれ結ぶ線および自走車１の予定の進
行方向のなす角度（左旋回解除角度）である。

前記角度θＵＡＲ、θＵＢＲ、θυＣＲ、θＵＡＬ　。

θＵＢＬ　、　　θυＣＬは、第８図に示した算出式に
よって求められ、前記解除角度設定部２３に設定される
。なお、該算出式においては、前記Ｌｄｒ。

Ｌｄｌを共にＬｄで表す。

次にフローチャートを参照してＵターン制御の一例を説
明する。第５図において、まず、ステップ５１２１では
、自走車１が右旋回するのか、または左旋回するのかの
判断が行われる。該判断は（Ｙｐ＞Ｙｅ）か、または（
Ｙｐ＜Ｙｓｔ）かの判別によって行われる。右旋回であ
れば、ステップ５１２２に進み、旋回終了条件の設定値
として右旋回解除角度θＯＡＲ、θＵＢＲ、θＯＣＲを
算出し、解除角度設定部２３にセットする。

ステップ５１２３では右旋回用の操舵角を操舵部１４に
セットする。

ステップ５１２４では、解除カウンダ２６に“０“をセ
ットして初期化する。

ステップ５１２５では、基準点からの反射光を受光した
か否かの判別がなされ、反射光を受光したならばステッ
プ５１２６に進む。

ステップ８１２６では、操舵角の固定状態を解除して旋
回を完了するか否か、すなわち変化点に達したか否かの
判断が行われる。該判断は自走車１の進行方向を基準と
した各基準点Ａ、　Ｂ、　Ｃの方位角θａ、θｂ、θＣ
が、方位角θａに対応する角度θＵＡＲ、方位角θｂに
対応する角度θＵＢＲ。

方位角θＣに対応する角度θＵＣＲに対して±Δθの範
囲内にあるか否かを順次比較し、どれか１つでも前記右
旋回解除角度±Δθの範囲内にある場合には肯定となる
。

該判断が肯定ならば、ステップ８１２７で解除カウンタ
２６の値がインクリメントされる。

ステップ８１２８では、解除カウンタ２６のカウント値
が設定値になったか否かが判別される。

該設定値は、基準点以外の反射物体からの反射光を検出
した場合に誤って操舵角の固定が解除されないように、
予定角度からの複数回の反射光検出によって操舵角の固
定を解除しようとするものであるので、本実施例では設
定値を“２″とした。

したがって、解除カウンタ２６のカウント値が“２”に
なると、ステップ８１２８は肯定となってステップ５１
２９に進み、旋回用操舵角の固定を解除する。操舵角の
固定が解除されると、第５図のステップＳ１３に進んで
Ｕターン直後処理に移る。

一方、左旋回の場合は、ステップ＄１３０に進んで旋回
終了条件として、角度θＵＡＬ　、　　θＵＢＬ　。

θＵＣＬが演算されて解除角度設定部２３にセットされ
る。

以下、ステップ８１３１〜８１３６はステップ８１２３
〜８１２８と同様であるので説明を省略する。

ステップ５１２９の処理が終わると、ステップＳ１３に
進みＵターン直後処理が行われる。

Ｕターン直後処理の一例を説明する。第７図のフローチ
ャートにおいて、ステップ５２００では、前記受光カウ
ンタ２７のカウント値Ｌｃをインクリメントする。

ステップ５２０１では、右旋回か左旋回かの判断がなさ
れる。右旋回ならばステップ５２０２に進む。

ステップ５２０２では、操舵角θＥとして受光カウンタ
２７のカウント値に基づいて算出される値を設定する。

すなわち、受光カウンタ２７のカウント値Ｌｃが増える
に従って旋回時の操舵角（最大操舵角）θＴＯＮを漸減
させていくように決定された次の算出式（５〉によって
操舵角が決定される。

操舵角（θＥ） 一〇ＴＵＮ　Ｘ　ｆ（ＰＴＣＤ　−Ｌ　ｃ　）　／　Ｐ
ＴＣＤＩ・・・（５）算出式（５）において、符号Ｐ　
ＴＣＤは受光カウンタ２７の設定値を示し、該設定値Ｐ
　ＴＣＤは自走車１の走行速度、最大操舵角、作業形態
、および作業地面の状態等に応じ、スムーズに直進行程
に移行するのに必要な、実験的に確認された時間をもと
に決定する。

一方、左旋回ならばステップ５２０３に進み、左旋回用
に設定されている最大操舵角を徐々に小さくしていくた
めの算出式を用いて得られた値を操舵角θＥとして設定
する。

ステップ５２０４では、受光カウンタ２７のカウント値
Ｌｃが設定値Ｐ　ＴＣＤに達したか否かが判別される。

該ステップ５２０４の判断が肯定になるまで、受光毎に
操舵角を減少させていく処理を繰返し、該ステップ５２
０４の判断が肯定になると、ステップ５２０５において
受光カウンタ２７をクリアしてステップ５１４（第５図
）に進む。

ステップＳ１４の処理を経た後は、前述のようにステッ
プＳ５以降の処理によって自走車１の自己位置および進
行方向検出結果に基づくフィードバック制御で操向制御
が行われる。

以上の説明のように、本実施例では、旋回行程の走行を
終了後は、予め設定された時間をかけて光ビームの反射
光を検出する毎に徐々に操舵角を小さくしていき、該操
舵角が自走車を直進させるような値になった時点で操向
制御の方式を自走車１の自己位置および進行方向検出結
果に基づくフィードバック制御に切換えるようにした。

本実施例に示した操舵角漸減手段では、自己位置の検出
に用いている受光器３の出力を利用することかできるの
で、操舵角変更のタイミングを与えることが容易で、全
体の構成が簡単になるという利点を有する。

なお、本実施例に示した操舵角漸減手段に限定されず、
例えば前記エンコーダ７が予定のパルス数を出力したこ
とを検出する毎に操舵角を小さくしていくようにしても
よいし、旋回を終了したと判断した時点でタイマを起動
させ、該タイマがタイムアツプするまで操舵角を予定角
度ずつ段階的に減少させていくようにしてもよい。エン
コーダ７の出力を利用する場合には、該出力を計数する
カウンタ９の計数値の所定桁の値を受光カウンタ２７に
入力するようにすればよい。この操舵角漸減手段によれ
ば、タイマの時間関数で規則的に操舵角を変化できるの
で自走車による作業仕上がりにむらがなくなるという利
点がある。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、次の
ような効果が達成できる。

（１）旋回行程から直進行程に移行する時の急激な操舵
戻しに起因する蛇行がなくなって見ばえの良い良好な作
業仕上がり状態を得ることができる。

（２）急激な操舵角変更を避けられるので旋回直後から
作業を開始しても作業機械に対する横方向からの過負荷
がなくなる。

（３）操舵角の急激な変更を避けるために該操舵角を徐
々に変更するタイミングを、反射光の受光タイミングか
ら得るようにしたので構成が簡単である。

（４）旋回行程から直進行程に移行する軌跡を揃えるこ
とができ、良好な作業仕上がり状態を得ることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図、
第４図、第９図は自走車および走行コースならびに反射
器の配置状態を示す図、第３図は開き角および方位角の
説明図、第５図は操向制御のフローチャート、第６図は
Ｕターン制御のフローチャート、第７図はＵターン直後
処理のフローチャート、第８図は旋回解除条件の算出式
を示す図、第１０図は自走車および反射器の配置を示す
斜視図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）自走車を中心として光ビームを円周方向に走査さ
   せ、該自走車から離れた少なくとも３ヵ所の基準点に設
   置された反射手段からの前記光ビームの反射光を、前記
   自走車に搭載され、水平方向に回動する受光手段で受光
   し、その受光出力を利用して直進行程およびこれに連続
   する旋回行程に沿って自走車を走行させるための操向制
   御装置において、 前記受光手段の出力に基づいて自走車から見た各基準点
   間の開き角を検出する手段と、 前記開き角に基づいて直進行程における自走車の操向を
   制御する手段と、 直進行程から旋回行程への変化点に達した時点で自走車
   の操舵角を予定の角度に固定する手段と、旋回行程から
   直線行程への変化点に達したことを判断して前記操舵角
   の固定を解除する手段と、前記操舵角の固定を解除した
   後、予め設定された時間をかけて自走車を直進方向に戻
   すために、旋回行程走行時の操舵角を徐々に変化させる
   手段と、 前記予定時間の経過後、直線行程における操向制御を行
   う前記操向制御手段に切換えて自走車を制御する手段と
   を具備したことを特徴とする自走車の操向制御装置。
2. （２）前記受光手段の受光回数が予定回数に達したこと
   を検出する手段を具備し、 前記操舵角の固定を解除した後、自走車を直進方向に戻
   すための時間を、該受光回数が予定回数に達するまでの
   時間で設定し、該時間内に、反射光受光毎に旋回行程走
   行時の操舵角を変化させることを特徴とする請求項１記
   載の自走車の操向制御装置。
3. （３）旋回行程の走行時において、自走車から見た前記
   各基準点の方位角のうちのどれか１つが、該方位角と対
   比できるように設定されている予定の角度にほぼ合致し
   たことを検出する手段を具備し、該検出手段の出力をも
   って旋回行程から直進行程への変化点に自走車が達した
   と判断することを特徴とする請求項１または２記載の自
   走車の操向制御装置。（４）前記受光手段では、前記光
   反射手段からの前記光ビームの反射光を、該受光手段の
   回動方向に順番に受光することを特徴とする請求項１〜
   ３のいずれかに記載の自走車の操向制御装置。