JPH0331401B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、例えば芝刈作業車等の自動走行作業
車、詳しくは、走行地の未作業地と既作業地との
境界に沿つて自動的に走行させるべく前記境界を
検出する倣いセンサーを備えるとともに、前車輪
および後車輪の何れをも操向駆動可能に構成して
ある自動走行農作業車に関する。

従来一般に、この種の自動走行作業車の次のよ
うに構成されていた。即ち、追従すべき所定ライ
ン（境界）からのずれを検出するための一組のセ
ンサーを車体の前部に備え、このセンサーが所定
ラインからのずれを検出したときに、そのずれを
修正するように操向用車輪（通常は前車輪）を操
向制御すべく構成されていた。このような従来構
成のものにおいては、車体がただ単に所定ライン
からずれたということを検出できるのみであつ
て、所定ラインから平行な状態となるようにずれ
たのか、あるいは、所定ラインに対して角度を有
する状態となるようにずれたのか、という判別を
全く行なえないばかりでなく、車体がどのような
ずれ方をした場合にも操向用前車輪のみを操向制
御して車体向きを修正するという同一のパターン
で制御していたために、車体走行軌跡が比較的周
期の短いジグザグ状となり、所謂ハンチング状態
に陥り易い欠点があつた。

本発明は、上記従来実情に鑑みてなされたもの
であつて、その目的は、車体の未作業地と既作業
地との境界からのずれがどのような種類のもので
あるかを判別でき、かつ、その判別したずれの種
類に応じて夫々適当な操向制御を行なえるような
自動走行農作業車を提供せんとするものである。

上記の目的を達成するために、本発明は、前記
前後車輪の一方のみを操作する第一ステアリング
手段と、前記前後車輪の両方を操作する第二ステ
アリング手段とを設け、前記倣いセンサーを前記
作業装置の前後左右に配置し、前記作業装置の前
後で対角線上に位置する一対の前記倣いセンサー
の検出結果の組み合わせに基づいて、前記第一ス
テアリング手段と前記第二ステアリング手段の何
れかを選択する判別手段を設けたものである。

上記構成を第１図に基いて説明すると、前記対
角線上に有る一対の倣いセンサーＡ，Ｂの前側倣
いセンサーＡおよび後側倣いセンサーＢ夫々の境
界検出信号を組み合せ判別テーブル１に入力し、
その組み合せに基いてステアリング操作するため
の制御信号を発生し、この制御信号に対応して、
前輪ステアリング手段４および後輪ステアリング
手段５により、前記前輪２および後輪３の両方、
または、前輪２と後輪３のいずれか一方のみを操
向操作して、前記境界に沿わせるべく制御するの
である。

即ち、前記一対の倣いセンサーＡ，Ｂが車体の
走行方向に対して同じ側へのずれを検出した場合
は前・後輪２，３を両方共ステアリング操作して
車体を平行移動させるとともに、いずれか一方の
倣いセンサーＡ，Ｂが境界からずれた場合には
前・後輪２，３の一方のみをステアリング操作し
て走行方向を修正する、というようにステアリン
グ操作すべき車輪２，３を自動的に選択切換えす
るのである。

上記構成故に、下記の如き優れた効果を発揮す
るに至つた。

即ち、作業装置の前後でかつ車体に対して対角
線上に一対の境界からのずれを検出するセンサー
を配置するという極めて簡素な構成で車体の未作
業地と既作業地との境界からのずれの状態を確実
に判別でき、また、そのずれの状態に対応したス
テアリング操作を可能としているので、境界に対
して極めて良好な倣い走行制御が行なえるものに
できたのである。

しかも、作業装置の前後でかつ車体に対して対
角線上に一対のセンサーを設けてあるが故に、上
記倣い走行制御を車体前進時のみならず後進時に
も同様に行なうことができるという非常に大きな
効果を奏する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２図に示すように、車体６の前後車輪２，３
の中間部に作業装置としての芝刈装置７を上下動
可能に懸架するとともに、所定の走行ラインとな
る芝地の未刈地と既刈地との境界を検出する倣い
センサーＡ，A′，Ｂ，B′を前記芝刈装置７の前
後左右に一組ずつ配置するとともに車体６に対し
て対角線上に有る倣いセンサーＡ，Ｂ，A′、
B′を一対とする境界検出結果の組み合せに基い
て走行地の未作業地と既作業地との境界に沿つて
自動走行可能な自動走行農作業車として芝刈作業
車を構成してある。

そして、前記前車輪２，２および後車輪３，３
は夫々操向用車輪として、前記一対の倣いセンサ
ーＡ，Ｂ，A′，B′の境界検出結果に基いて、ス
テアリング手段としての油圧シリンダ４Ａ，５Ａ
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。尚、前後車輪２，３は両方とも
駆動輪としても機能すべく構成されていて、エン
ジンＥからの動力伝達によつて車体６を走行させ
るように構成されている（機構は図示せず）。

前記倣いセンサーＡ，Ｂを構成する光センサー
S₁，S₂，S₃，S₄は、第３図に示すように、コの字
形状のセンサーフレーム８，８を左右方向に所定
間隔を隔てて配置すべく、前記芝刈装置４の前後
に設けたセンサー取付フレーム９Ａ，９Ｂに固着
するとともに、前記センサーフレーム８，８の内
側対向面に夫々発光素子P₁と受光素子P₂を一対
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６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。

又、前記倣いセンサーＡ，Ｂは芝刈装置７の作
業範囲に対して夫々同一旋回半径となるように配
置してあり、通常の旋回時にはセンサーが境界か
らはずれないようにしてある。

なお、センサーＡ，Ｂ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。

又、前記倣いセンサーA′，B′は倣いセンサー
Ａ，Ｂに対して対称関係に配置してあるものであ
つて、上記第３図に示した構成と同一であるから
説明を省略するが、第１図において倣いセンサー
Ａ，Ｂに対する前記各構成部材の番号と同一番号
でかつ符号を付けて示してある。

以下、前記構成になる倣いセンサーＡ，Ｂから
の情報に基いて、車体６の操向を制御する制御シ
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制御装置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，Ｂからの信号が入力されており、この
信号に基いて、電磁バルブ４Ｂ，５Ｂを作動させ
て、アクチユータである油圧シリンダ４Ａ，５Ａ
を駆動して、前車輪２，２と後車輪３，３を操向
制御すべく、出力インターフエース１２に演算結
果である制御信号を出力すべく構成してある。

次、第５図に示すフローチヤートおよび第６図
に示すテーブル１に基いて、前記制御装置１０の
動作を説明する。

このプログラムは、基本的に走行開始前に、前
記倣いセンサーＡ，Ｂまたは倣いセンサーA′，
B′のいずれの側の一対のセンサーによつて倣い
走行制御を行なうか選択スイツチ（図示せず）等
で人為的に決定した後、前記一対の倣いセンサー
Ａ，Ｂを構成する４つの光センサーS₁〜S₄全部か
らの検出信号を、第６図に示すように制御装置１
０内部メモリー１３に記憶してあるテーブル１を
参照することによつて、前輪２，２のみをステア
リングするか、前輪２，２および後輪３，３の両
方をステアリングするか、または、直進制御する
か、何かの制御態様を決定する３状態のState信
号およびステアリング方向を示すFlag信号の各
制御信号に変換し、この制御信号に基いて、制御
対象である電磁バルブ４Ｂ，５Ｂを車輪が所定方
向にかつ所定量ステアリングされるべく駆動し
て、前記境界に沿つて車体６が所定方向へ自動的
に走行すべく、その走行方向を自動的に修正する
ように構成してある。

即ち、前記テーブルにおいて、State1はニユー
トラルを示し、電磁バルブ４Ｂ，５Ｂを中立状態
にして、車体６を直進させる制御、State2は電磁
バルブ４Ｂ，５Ｂの両方を駆動して前後車輪２，
３の両方をステアリングすることによつて車体６
を平行移動させる制御、State3は電磁バルブ４Ｂ
のみを駆動して前輪２，２のみをステアリングす
ることによつて車体向きを変更させる制御、に
夫々対応する。

又、Flagはステアリング方向を示すものであ
つて、“０”で既刈地方向へステアリング、“１”
で未刈地方向へステアリングすることを夫々示
す。

尚、本実施例においては、前記State3に示す境
界に対して車体６が斜めになつた場合の走行方向
の修正を前輪２，２のみをステアリングする構成
を採用したが、後輪３，３のみ又は前後輪両方を
逆方向に夫々ステアリングして走行方向を修正す
る構成としてもよい。

又、前記対角線上にある一対の倣いセンサー
Ａ，Ｂ，A′，B′いずれの側の組のものを用いる
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、このセンサー
Ａ，Ｂ，A′，B′の選択の切替は本実施例で採用
した手動で行なう構成に替えて、未刈地の位置で
検出するセンサー等を別途設けるなどして自動的
に行なうようにしてもよい。

更に又、本実施例においては、車体６の前進時
における倣い走行制御の手段について説明した
が、後進時にも上記同様に倣い走行制御を行なう
ことができるものである。

更に又、前記倣いセンサーＡ，Ｂを構成する光
センサーS₁，S₂の個数を増して、その境界検出状
態に対応したステアリング量を制御すべく構成し
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】

第１図は本発明の構成を説明するための図面、
第２図以降は本発明に係る自動走行農作業車の実
施例を示し、第２図は芝刈作業車の全体平面図、
第３図は倣いセンサーの構成を示す要部正面図、
第４図は制御システムのブロツク図、第５図は制
御装置の動作を示すフローチヤート、そして、第
６図はセンサー組み合せ判別テーブルである。 ２……前車輪、３……後車輪、６……車体、７
……作業装置、Ａ，Ｂ，A′，B′……倣いセンサ
ー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 前車輪２，２および後車輪３，３の何れをも
   操向可能に構成するとともに、走行地の未作業地
   と既作業地との境界を検出する倣いセンサーＡ〜
   B′と、この倣いセンサーＡ〜B′の検出結果に基
   づいて作業装置７を前記境界に沿つて走行させる
   ステアリング手段とを設けた自動走行農作業車に
   おいて、前記前後車輪２，３の一方のみを操作す
   る第一ステアリング手段と、前記前後車輪２，３
   の両方を操作する第二ステアリング手段とを設
   け、前記倣いセンサーＡ〜B′を前記作業装置７
   の前後左右に配置し、前記作業装置７の前後で対
   角線上に位置する一対の前記倣いセンサーＡ〜
   B′の検出結果の組み合わせに基づいて、前記第
   一ステアリング手段と前記第二ステアリング手段
   の何れかを選択する判別手段を設けたことを特徴
   とする自動走行農作業車。