JPH0323923B2 - - Google Patents

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JPH0323923B2
JPH0323923B2 JP57099801A JP9980182A JPH0323923B2 JP H0323923 B2 JPH0323923 B2 JP H0323923B2 JP 57099801 A JP57099801 A JP 57099801A JP 9980182 A JP9980182 A JP 9980182A JP H0323923 B2 JPH0323923 B2 JP H0323923B2
Authority
JP
Japan
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boundary
steering
vehicle
sensor
sensors
Prior art date
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Application number
JP57099801A
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English (en)
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JPS58214917A (ja
Inventor
Koji Fujiwara
Norimi Nakamura
Shingo Yoshimura
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kubota Corp
Original Assignee
Kubota Corp
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Publication date
Application filed by Kubota Corp filed Critical Kubota Corp
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Publication of JPS58214917A publication Critical patent/JPS58214917A/ja
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0231Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means
    • G05D1/0238Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means using obstacle or wall sensors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Guiding Agricultural Machines (AREA)
  • Steering Controls (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は倣いセンサー付走行車輌詳しくは、走
行地の所定境界を検出する倣いセンサーと、検出
された境界に沿つて車体を自動的に走行させるべ
く制御する制御装置とを備えた倣いセンサー付走
行車輌に関する。
従来のこの種の倣いセンサー付走行車輌におい
ては、走行地の境界を検出するセンサーを車体に
設けて、このセンサーの境界検出結果に基いて操
向車輪を所定方向に自動的に一定量ステアリング
して、この境界に沿つて自動的に走行すべく倣い
走行制御が行なわれていた。
しかしながら、従来例にあつては、車体が境界
を越えたか否かをON・OFF的に検出可能であつ
たが、その進入角までは検出することはできなか
つた。
従つて、車体の境界への進入時に、その進入角
に拘わらず、一定のステアリング量で車体を反対
方向へステアリングし、再度境界を検出すると逆
方向にステアリングさせるというように、その境
界に沿つて走行させるべくステアリング制御して
いたものである。
そのため、車体と境界への進入時において、そ
の角度によつては、操向車輪が必要以上に大きく
ステアリングされて曲りすぎて車体を境界にうま
く沿わせることができず、逆方向のステアリング
操作を永続的に繰り返すといつた、いわゆるハン
チング現象をひき起し易く、そのために、特に、
倣いセンサー付走行車輌としての芝刈作業車にあ
つては、その刈跡がうねつて美観を損なうという
重大な欠点を生じる不都合が有つた。
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、走行地の境界への車体進入角
に対応した最適なステアリング制御を行なえるよ
うに、その進入角の大小を判別して検出できるよ
うにすることにある。
本発明にかかる倣いセンサー付走行車輌は、上
記目的を達成するために冒記構造のものにおい
て、 [イ] 前記倣いセンサーは、互いに所定間隔を隔
てた3個のセンサーを、これらセンサーを結ぶ
仮想線が折れ線を形成するように配置して構成
している。
[ロ] 前記制御装置は、前記3個のセンサーのう
ち、車体進行方向前方で車体左右方向に所定間
隔隔てて並設してあるふたつのセンサーによる
作業地と非作業地との境界の検出結果に基づい
て、前記車体を境界に沿わせるように操向駆動
機構に対して指令する倣い運転指令手段を備え
ている。
[ハ] 前記制御装置は、車体の前記境界への進入
時に、前記3個のセンサーにおいて、車体進行
方向前方内側のセンサーの前記境界への進入に
次いで、車体進行方向前方外側のセンサーが前
記境界へ進入するかあるいは車体進行方向後方
内側のセンサーが前記境界へ進入するかの境界
検出順序の結果に基づいて、車体の前記境界へ
の進入角の大小を判断する進入角判断手段を備
えている。
[ニ] 前記制御装置は、前記進入角の大小の判断
結果により、その進入角が小さい場合には所定
ステアリング角に、大きい場合には前記所定ス
テアリング角より大なる一定のステアリング角
にステアリング量を設定するステアリング量設
定手段を備えている。
[ホ] 前記制御装置は、前記判断された進入角に
対応して所定方向へ前輪をステアリングさせ、
その後一定時間経過後に切り替えすように指令
する進入方向制御手段を備えている。
上記[イ]〜[ホ]に記載した構成を備えてい
ることを特徴構成とする。
上記特徴構成故に、下記の如き優れた効果が発
揮されるに至つた。
即ち、極めて簡素な構成てありながら、境界へ
の車体進入角の大小を予しめ判別できるととも
に、その進入角の大小に応じたステアリング量で
車体の自動操向制御を行なえるようにしたので、
進入角が小さい場合には不必要なステアリング制
御をすることがなく、かつ、進入角が大きい場合
には十分な量でステアリング制御をすることがで
き、もつて、車体を境界に良好に沿わせられるに
至つたのである。
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、車体1前方に走行地の境界である芝地の未
刈地と既刈地との境界を判別するための後記構成
になる倣いセンサーA,Aを車体1前方左右夫々
に設けて、倣いセンサー付走行車輌としての芝刈
作業車を構成してある。
そして、前記前輪2,2は、操向車輪として、
前記倣いセンサーAの境界検出結果に基いて、油
圧シリンダ6によつて左右方向に所定量ステアリ
ングされるべく構成してある。
前記倣いセンサーAを構成する光センサーS1
S2,S3,S4は、第2図に示すように、コの字形状
のセンサーフレーム7…を左右方向に所定間隔d1
をそして、前後方向に所定間隔d2を隔てて平面視
において略四角形を形成するように配置すべく、
前記芝刈装置4に設けたセンサー取付フレーム8
に固着するとともに、前記センサーフレーム7…
の内側対向面に夫々発光素子P1の受光素子P2
一対として設けてあり、この発光素子P1と受光
素子P2との間に、車体1の走行に伴つて導入さ
れる芝の有無を感知することによつて未刈地と既
刈地との境界を判別すべく構成してある。
なお、センサーAとしては、光センサーS1
S2,S3,S4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を用いて
構成してもよい。
また、本実施例で、センサーAを4個の光セン
サーS1,S2,S3,S4を略四角形状に配置している
が、基本的には、3個のセンサーS1,S2,S3を、
互いに所定間隔を隔て、かつ、それらを結ぶ仮想
線が折れ線となるように配置すれば足りるもので
ある。
第3図は、前記構成になる倣いセンサーAの未
刈地と既刈地との境界の検出結果に基いて、境界
への進入角(θ)の大小の判別、および、この進
入角(θ)の大小に対応するステアリング量で前
輪2,2をステアリングすべく構成してある制御
装置9のブロツク図を示す。
前記制御装置9は、I/Oポート10、CPU
11、メモリ12、およびカウンター13によつ
て構成されている。
そして、制御装置9は前記倣いセンサーAを構
成する光センサーS1,S2,S3,S4の境界(未刈
地・既刈地)の検出順序に基いて、境界への進入
角(θ)の大小を判別するとともに、この進入角
(θ)に対応するステアリング量で前記前輪2,
2をステアリングすべく油圧シリンダ6の油圧回
路に介装してある電磁バルブ14をバツフアー回
路15を介して駆動するのである。
尚、16は油圧ポンプであつて、この油圧ポン
プ16、前輪2、油圧シリンダ6、電磁バルブ1
4及びバツフア回路15は、操向駆動機構を構成
するものである。従つて、制御装置9は、3個の
光センサーS1,S2,S3のうち、所定間隔d1隔て並
設してある光センサーS1,S2による作業地として
の未刈地と非作業地としての既刈地との境界の検
出結果に基づいて、車体1を境界に沿わせるよう
に操向駆動機構に対して指令する倣い運転指令手
段を備えているとともに、車体1の境界への進入
時に、3個の光センサーS1,S2,S3において、光
センサーS1の境界への進入に次いで、光センサー
S2が境界へ進入するかあるいは光センサーS3が境
界へ進入するかの境界検出順序の結果に基づい
て、車体1の境界への進入角(θ)の大小を判断
する進入角判断手段を備え、かつ、この進入角
(θ)の大小の判断結果により、その進入角(θ)
が小さい場合には所定ステアリング角に、大きい
場合には前記所定ステアリング角より大なる一定
のステアリング角にステアリング量を設定するス
テアリング量設定手段を備え、さらに、前記大小
の判断された進入角(θ)に対応して所定方向へ
の前輪2をステアリングさせ、その後一定時間経
過後に切り替えすように指令する進入方向制御手
段を備えて構成している。
以下、未刈地と既刈地の境界への車体進入角
(θ)の大小判別の手順を第4図イ,ロに示す進
入角(θ)の検出概念図に基いて説明する。
尚、説明を簡略化するため、前記光センサー
S1,S2,S3,S4の取付間隔d1,d2を等しくして、
正四角形に配置してあるものとする。
即ち、車体1が既刈地から未刈地方向へその境
界を図示矢印方向へ斜めに進入すると、センサー
S1がまず未刈地を検出し、その後車体1の移動に
伴なつて、その進入角(θ)が45度より小さい場
合は第4図イに示すようにセンサーS3が未刈地を
検出する。逆に、前記進入角(θ)が45度より大
きい場合は第4図ロに示すようにセンサーS2がそ
の後未刈地を検出する。
このようにして、センサーS1がONした後、セ
ンサーS2およびセンサーS3のいずれが先にONす
るかで、進入角(θ)の大小を判別するのであ
る。
そして進入角(θ)が小さい場合は、絶対的な
角度に対応したステアリング制御をするのではな
く、その角度(θ)に無関係に定量的なステアリ
ング量で操向車輪2,2をステアリングしても、
刈跡がそれほどうねることはないので、ステアリ
ング制御を簡略化できるのである。
また、進入角(θ)が大きい場合は、できるだ
け速く車体1を境界に沿わせるべく制御する必要
があるので、前述したように、進入角(θ)が45
度以上であると感知すると同時に、最大量のステ
アリング角で最小時間で応答させるのである。
ところで、この進入角(θ)に対して、車体1
の前記簡略化したステアリング制御では不十分な
場合には、前記センサーS1,S2の取付間隔d1およ
びセンサーS1,S2、又はセンサーS3,S4が夫々
ONする時間差又はこの間の車体1の移動距離に
基いて、進入角(θ)の算出して、絶対的な角度
(θ)に対応するステアリング量で操向車輪2,
2をステアリングすべく構成してもよい。
尚、第5図は上記した制御装置9の進入時のル
ーチンを示すフローチヤートである。図示のよう
に、このルーチンが終了すると、センサーS1,S2
または、S3,S4による通常の倣い制御に移る。
尚、第5図のフローチヤートにおいて、
WAITは、所定量ステアリングした後で、逆ス
テアリング操作を起動するまで、ステアリング制
御を待機状態とすることを意味する。
なお、上記進入ルーチンにおいて、前記左右の
両倣いセンサーA,Aの何れの側のものを用いる
かは、未刈地が車体の何れの側に位置するかによ
つて当然に定まるものであるが、その両センサー
A,Aの選択・切替は手動で行なつてもよいし、
また、未刈地の位置を検出するセンサーを別途設
けるなどして自動的に行つてもよい。
尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利
にする為に符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構造に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明に係る倣いセンサー付走行車輌の
実施例を示し、第1図は全体平面図、第2図は要
部の正面図、第3図は制御装置のブロツク図、第
4図イ,ロは進入角検出の概念図、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、2……前輪、A……倣いセンサ
ー、S1,S2,S3……センサー、d1,d2……所定間
隔。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 走行地の所定境界を検出する倣いセンサーA
    と、検出された境界に沿つて車体1を自動的に走
    行させるべく制御する制御装置9とを備えた倣い
    センサー付走行車輌であつて、 [イ] 前記倣いセンサーAは、互いに所定間隔
    d1,d2を隔てた3個のセンサーS1,S2,S3を、
    これらセンサーS1,S2,S3を結ぶ仮想線が折れ
    線を形成するように配置して構成している。 [ロ] 前記制御装置9は、前記3個のセンサー
    S1,S2,S3のうち、車体進行方向前方で車体左
    右方向に所定間隔d1隔てて並設してあるふたつ
    のセンサーS1,S2による作業地と非作業地との
    境界の検出結果に基づいて、前記車体1を境界
    に沿わせるように操向駆動機構に対して指令す
    る倣い運転指令手段を備えている。 [ハ] 前記制御装置9は、車体1の前記境界への
    進入時に、前記3個のセンサーS1,S2,S3にお
    いて、車体進行方向前方内側のセンサーS1の前
    記境界への進入に次いで、車体進行方向前方外
    側のセンサーS2が前記境界へ進入するかあるい
    は車体進行方向後方内側のセンサーS3が前記境
    界へ進入するかの境界検出順序の結果に基づい
    て、車体の前記境界への進入角の大小を判断す
    る進入角判断手段を備えている。 [ニ] 前記制御装置9は、前記進入角の大小の判
    断結果により、その進入角が小さい場合には所
    定ステアリング角に、大きい場合には前記所定
    ステアリング角より大なる一定のステアリング
    角にステアリング量を設定するステアリング量
    設定手段を備えている。 [ホ] 前記制御装置9は、前記判断された進入角
    に対応して所定方向へ前輪2をステアリングさ
    せ、その後一定時間経過後に切り替えすように
    指令する進入方向制御手段を備えている。 上記[イ]〜[ホ]に記載した構成を備えてい
    ることを特徴とする倣いセンサー付走行車輌。
JP57099801A 1982-06-09 1982-06-09 倣いセンサ−付走行車輌 Granted JPS58214917A (ja)

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JPS58214917A JPS58214917A (ja) 1983-12-14
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JP2820252B2 (ja) * 1986-01-25 1998-11-05 井関農機株式会社 農作業機における自動方向制御方法

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JPS58214917A (ja) 1983-12-14

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