JPH0324684B2 - - Google Patents

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JPH0324684B2
JPH0324684B2 JP57184346A JP18434682A JPH0324684B2 JP H0324684 B2 JPH0324684 B2 JP H0324684B2 JP 57184346 A JP57184346 A JP 57184346A JP 18434682 A JP18434682 A JP 18434682A JP H0324684 B2 JPH0324684 B2 JP H0324684B2
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JP
Japan
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work area
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sensor
sensors
untreated
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JP57184346A
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JPS5972523A (ja
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Katsumi Ito
Koji Fujiwara
Shingo Yoshimura
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Kubota Corp
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Kubota Corp
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Publication date
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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
    • G05D1/0268Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using internal positioning means
    • G05D1/0272Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using internal positioning means comprising means for registering the travel distance, e.g. revolutions of wheels

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Guiding Agricultural Machines (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、往復走行公定を自動的に方向転換し
ながら繰り返し作業地の一端側から他端に至る間
に作業地内の対地作業を行うように、各工程での
処理済作業地と未処理作業地の境界に沿つて自動
走行すべく、前記境界を検出する倣いセンサーを
備えるとともに、この倣いセンサーの検出結果に
基づいて車体のステアリング操作手段を制御する
制御手段を備えた無人走行作業車に関する。
従来のこの種の無人走行作業車においては、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ステアリングして、この境界
に沿つて所定コースを自動走行すべく倣い走行制
御が行なわれていた。
そして、走行距離が所定距離に達した場合、あ
るいは前記倣いセンサーが作業地の境界端部を検
出した場合等に所定方向に自動的に方向転換させ
る旋回制御が行なわれていた。
この旋回制御は種々の手段が提案されている
が、その一つに90度旋回を2回行なう手段が考え
られている。
即ち、作業地の端部において所定方向に1回90
度旋回しながら所定距離前進した後、所定距離直
進しながら後退し、再度所定距離前進しながら2
回目の90度旋回をして方向転換を行なうものであ
る。
しかしながら、上記方向転換の手段では、単純
に定量的に前進・後退を繰り返すため、方向転換
終了時に走行方向が大幅にずれる場合が有つて、
その後の倣い走行制御が精度良く行なえなくな
り、特に、無人走行作業車を芝刈作業車に構成し
た場合は刈跡がうねつて美観を損なうという欠点
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、自動的に方向転換させる際
に、走行方向が大幅にずれること無く、かつ、確
実に所定の方向に旋回させることが可能な無人車
輌を提供することにある。
上記目的を達成すべく、本発明による無人走行
車輌は、前記車体の移動距離を検出する距離セン
サーを備えるとともに、前記制御手段は、この距
離センサーの車体移動距離の検出結果の、前記倣
いセンサーによつて検出される、前記作業地外周
部の未処理作業地とその内側に予め形成された所
定幅の処理済作業地との境界検出結果とに基づい
て、前記倣いセンサーが前記処理済作業地に至つ
たことを検出すると、未処理地方向に90度旋回を
行いながら所定距離前進させる指令と、次いで前
記処理済作業地と前記作業地外周部の未処理作業
地との境界を前記倣いセンサーによつて検出し、
その境界に前記車体が沿うように倣い制御しなが
ら所定距離後退する指令と、その後、再度倣いセ
ンサーによつて前記処理済作業地と前記作業地外
周部の未処理作業地との境界を倣い走行し、所定
距離前進した後、前記処理済作業地方向に90度旋
回する指令とを、前記ステアリング操作手段に出
力する方向転換手段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、方向転換時に前進・後退を繰返す際に予
め作業地外周部内方に設けてある未処理作業地と
処理済作業地との境界への倣い走行制御を併用す
るものであるから、この前進・後退の直進性が大
幅に良くなつて、走行方向がずれることが無くな
り、従つて、方向転換終了時には確実に所定の方
向に走行方向を向け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図および第2図イ,ロに示すように、車体
1の前後輪2,3の中間部に芝刈装置4を油圧シ
リンダ5によつて上下動自在に懸架するととも
に、車体1前方に作業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、この倣いセンサーA,A′の境界検出結
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無人走行作業車としての芝刈
作業車を構成してある。
尚、この芝刈作業車は車体1前方にバンパー兼
用の接触式の障害物感知センサーBを備えてあ
り、走行コース上に有る障害物を感知可能なよう
に構成され、前記倣いセンサーA,A′をこの障
害物感知センサーBの左右部材B′,B″の夫々両
端部下方に一体化された状態で設けてある。
前記倣いセンサーA,A′は、夫々、同一構成
になる一対の光センサーS1,S2,S′1,S′2によつ
て構成されている。
前記光センサーS1,S2,S′1,S′2は、第2図ロ
に示すように、各々車体1に対して左右方向に隣
接して配置されたコの字形状のセンサーフレーム
6,6を前記障害物感知センサーBの左右可動部
B′,B″夫々に固着し、このセンサーフレーム6,
6の内側対向面に夫々発光素子P1,P1と受光素
子P2,P2を一対として設けた構成となつている。
そして、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。
尚、前記倣いセンサーA,A′は光センサーS1
S2,S′1,S′2を用いるものに限らず、接触式、非
接触式を問わず、どのような形式のセンサーから
構成してもよい。
更に、前記車体1には、この車体1の移動距離
を連続的に検出すべく任意の単位走行距離K当り
1回のパルスを発生する距離センサー7としての
第5輪7Aを設けてある。
そして、前記車輪2,2は操向車輪として、通
常は前記倣いセンサーA,A′の境界検出結果に
基いて、油圧シリンダ8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。
そして、第3図に示すように前記光センサー
S1,S2より成る倣いセンサーA、又は、光センサ
ーS′1,S′2より成る倣いセンサーA′の一方が未刈
地9Bにある場合は、他方の倣いセンサーの外側
に配された光センサーS2又は光センサーS′2のみ
が既刈地9C上にあるようにステアリングされて
走行し、芝刈作業地9A周囲の回向地9Dに至る
と、これまで未刈地9B側にあつた倣いセンサー
の方向に回向するように制御される。尚、回向地
9Dはその外側に未刈地9Eを残して予め人為的
に既刈地にされてあり、この回向地9Dに至つた
ことは倣いセンサーA,A′を構成する光センサ
ーS1,S2,S′1,S′2全部が既刈地を検出するとに
よつて判別されるものである。
そして、前記回向地9Dに至つたことを検出す
ると所定距離l1直進した後、前記芝刈装置4を上
昇させて芝刈作業を中断して、前記未刈地9B方
向に90度旋回(第3図中で示す)を行いながら
所定距離l2前記回向地9Dの外側の未刈地9E上
を前進し、前記倣いセンサーA,A′の回向地9
Dの未刈地9Eとの境界検出結果に基いて、所定
距離l3後退(第3図中で示す)した後、再度、
前記倣いセンサーA,A′によつて前記回向地9
Dとその外側の未刈地9Eとの境界に倣い走行し
て所定距離l4前進した後、前記未刈地9B方向へ
90度旋回(第3図中で示す)して方向転換し
て、その後前記芝刈装置4を下降して芝刈作業を
再開するとともに、前記未刈地9Bと既刈地9C
との境界に沿つて倣い走行するのである。
以下、上記した方向転換を自動的に行なう制御
システムについて説明する。
第4図に示すように、制御システムは、マイク
ロコンピユータを主要部とする演算装置10に入
力インターフエース11を介して前記倣いセンサ
ーA,A′、障害物感知センサーB、距離センサ
ー7、の各信号が入力されてあり、これら各セン
サーからの信号に基いて、電磁バルブ12,13
を作動させて、アクチユータである油圧シリンダ
5,8を駆動して、前輪2,2と変速装置14を
操作するモータ15を駆動すべく、出力インター
フエース16に演算結果である制御信号を出力す
べく構成してある。
ここで、演算装置10、入力インターフエイス
11及び出力インターフエイス16は制御手段を
構成するものであり、又、前輪2,2、油圧シリ
ンダ8及び電磁バルブ13はステアリング操作手
段を構成するものである。そして、制御手段に
は、前述したように、距離センサー7の車体移動
距離の検出結果と、倣いセンサーA,A′によつ
て検出される、前記未刈地9Eと回向地9Dとの
境界検出結果とに基づいて、倣いセンサーA,
A′が回向地9Dに至つたことを検出すると、未
刈地9B方向に90度旋回を行いながら所定距離を
前進させる指令と、次いで回向地9Dと未刈地9
Eとの境界を倣いセンサーA,A′によつて検出
し、その境界に車体1が沿うように倣い制御しな
がら所定距離l3後退する指令と、その後、再度倣
いセンサーA,A′によつて回向地9Dと未刈地
9Eとの境界を倣い走行し、所定距離l4前進した
後、未刈地9B方向に90度旋回する指令とを、ス
テアリング制御手段に出力する方向転換手段を備
えている。
そして、通常は、前記第3図に示すように、芝
刈作業地9Aにおいて、未刈地9Bと既刈地9C
との境界に沿つて倣い走行すべく、倣いセンサー
A,A′からの未刈地・既刈地検出信号に基いて
前輪2,2をステアリング制御する。
一方、この倣い走行中に、前記回向地9D間の
走行コース上に障害物が有り、前記障害物感知セ
ンサーBがこの障害物を感知すると、前記倣いセ
ンサーA,A′による検出信号に基いた倣い走行
制御に優先して障害物回避制御が行なわれるべく
構成されている。
この障害物回避制御については、本発明と直接
関係が無いので説明を省略する。
次に、前記倣いセンサーA,A′の両方が前記
回向地9Dを検出すると、倣い走行制御を中断
し、直進しながら前記距離センサー7からの信号
を計測して、所定距離l1走行したことを検出する
と、前記電磁パルプ13を駆動して、油圧シリン
ダ5により芝刈装置4を上昇させて芝刈作業を自
動的に中断させるとともに、前記第3図に示した
方向転換を行なつて、未刈地9B方向へ車体1を
自動的に旋回させ、その後この未刈地9B部分を
逆方向に倣い走行しながら所定範囲の作業地9A
を自動的に刈取るのである。
尚、倣い走行制御において、前記左右の倣いセ
ンサーA,A′にいずれかの側のセンサーからの
信号に基いて制御するかは、方向転換の前後の走
行方向で当然に定まるものであつて、手動、自動
いずれかの手段によつて行なつてもよい。
又、第4図中R1は前輪2のステアリング角を
検出するポテンシヨメータで、R2は変速装置1
4の変速位置(前進・停止・後退)を検出するポ
テンシヨメータである。
そして、第5図イ,ロ,ハは、前記演算装置1
0の動作を示すフローチヤートである。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明に係る無人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
イは要部平面図、第2図ロは要部正面図、第3図
は自動走行の説明図、第4図は制御システムのブ
ロツク図、そして第5図イ,ロ,ハは演算装置の
動作を示すフローチヤートである。 1……車体、7……距離センサー、9D……処
理済作業地、9E……未処理作業地、A,A′…
…倣いセンサー。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 往復走行工程を自動的に方向転換しながら繰
    り返し作業地の一端側から他端側に至る間に作業
    地内の対地作業を行うように、各行程での処理済
    作業地と未処理作業地の境界に沿つて自動走行す
    べく、前記境界を検出する倣いセンサーA,
    A′を備えるとともに、この倣いセンサーA,
    A′の検出結果に基づいて車体1のステアリング
    操作手段を制御する制御手段を備えた無人走行作
    業車であつて、前記車体1の移動距離を検出する
    距離センサー7を備えるとともに、前記制御手段
    は、この距離センサー7の車体移動距離の検出結
    果と、前記倣いセンサーA,A′によつて検出さ
    れる、前記作業地外周部の未処理作業地9Eとそ
    の内側に予め形成された所定幅の処理済作業地9
    Dとの境界検出結果とに基づいて、前記倣いセン
    サーA,A′が前記処理済作業地9Dに至つたこ
    とを検出すると、未処理地9B方向に90度旋回を
    行いながら所定距離前進させる指令と、次いで前
    記処理済作業地9Dの前記作業地外周部の未処理
    作業地9Eとの境界を前記倣いセンサーA,
    A′によつて検出し、その境界に前記車体1が沿
    うように倣い制御しながら所定距離l3後退する指
    令と、その後、再度倣いセンサーA,A′によつ
    て前記処理済作業地9Dと前記作業地外周部の未
    処理作業地9Eとの境界を倣い走行し、所定距離
    l4前進した後、前記未処理地9B方向に90度旋回
    する指令とを、前記ステアリング操作手段に出力
    する方向転換手段を備えていることを特徴とする
    無人走行作業車。 2 前記倣いセンサーA,A′が前記作業地外周
    部に設けてある処理済作業地9Dを検出した後、
    方向転換が終了するまでは対地作業を自動的に中
    断する手段を設けてあることを特徴とする特許請
    求の範囲第1項に記載の無人走行作業車。
JP57184346A 1982-10-20 1982-10-20 無人走行作業車 Granted JPS5972523A (ja)

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JP57184346A JPS5972523A (ja) 1982-10-20 1982-10-20 無人走行作業車

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JPS5972523A JPS5972523A (ja) 1984-04-24
JPH0324684B2 true JPH0324684B2 (ja) 1991-04-03

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61149004A (ja) * 1984-12-25 1986-07-07 株式会社クボタ 刈取収穫機の走行制御装置
JP2645511B2 (ja) * 1988-02-24 1997-08-25 三菱農機株式会社 移動農機の走行制御装置
JP5694016B2 (ja) * 2011-03-14 2015-04-01 株式会社クボタ 芝刈機

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JPS5972523A (ja) 1984-04-24

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