JPH0365921B2

JPH0365921B2 -

Info

Publication number: JPH0365921B2
Application number: JP58187345A
Authority: JP
Priority date: 1983-10-05
Filing date: 1983-10-05
Publication date: 1991-10-15
Also published as: JPS6078504A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、自動走行作業車、詳しくは、所定範
囲の作業地を、処理済作業地と未処理作業地との
境界を検出する倣いセンサーＡ、Ａの境界検出結
果に基いて、前記境界を検出しながら予め定めら
れた複数の走行行程に対する走行順序シーケンス
と、ひとつの走行行程を終了後に次行程へ移動す
るための方向転換シーケンスとに基いて、自動走
行すべく構成してある自動走行作業車に関する。

従来より、この種の自動走行作業車、例えば芝
刈作業車等の対地作業車においては、周囲を予め
処理済作業地にしてある所定範囲の作業地内の対
地作業を自動的に行なうために、この作業地を予
め作業幅に対応した複数の走行行程に分割して、
この複数の走行行程間を順次移動しながら自動走
行させる制御が行なわれている。

そして、上記各走行行程を走行する順序シーケ
ンスとしては、各走行行程を並列に設定して、次
行程には180度方向転換して移動する往復走行形
式、あるいは、作業地の外周部から内周方向へと
順次作業地を回転する方向に走行行程を設定し
て、次行程には90度方向転換して移動する回り走
行形式等が有るが、いずれの走行形式の場合で
も、各走行行程では、倣いセンサーによる走行地
すなわち各行程の境界検出結果に基いて倣いステ
アリング制御が行なわれているので走行方向のず
れは比較的少ないが、各行程端部における方向転
換は、一般的に予め設定されたシーケンスに基い
て定形的なパターン制御により行なわれていたた
めに、この方向転換中に車体の向きがずれて、次
行程の境界に沿うまでに大きく蛇行する場合が有
つて、行程端部近辺の作業跡が不ぞろいになると
いう不都合が有つた。

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、自動的に方向転換しながら繰
り返し対地作業を行なうに、その方向転換後の車
体向きおよび境界に対する位置が自動的に次行程
端部の境界へ沿う状態となるように制御する手段
を備えた自動走行作業車を提供することにある。

上記目的を達成すべく、本発明による自動走行
作業車は、前輪および後輪のいずれをもステアリ
ング操作可能に構成するとともに、車体の向きを
検出する方位センサーを設け、前記方向転換シー
ケンスに基いて方向転換する際に、その開始後、
前記倣いセンサーＡ，Ａが次行程端部を検出する
までに、前記方位センサー６による検出方位Ψと
予め設定された基準方位Ψ₀が一致するように車
体１向きを修正すべく自動的にステアリング操作
するとともに、その後の所定距離l₆走行する間に
前記倣いセンサーＡ，Ａによる境界Ｌ検出結果に
基いて、次行程に対する車体１左右方向の位置を
修正すべく、前記前輪２，２および後輪３，３を
同一方向にステアリング操作する手段を設けてあ
る点に特徴を有する。

上記特徴故に、下記の如き優れた効果が発揮さ
れるに至つた。

即ち、各行程端部で方向転換して、次行程端部
に至る間に車体の向きを修正するとともに、その
後所定距離走行する間に車体を平行移動させるこ
とによつて、車体が速やかに次行程の境界に沿う
ように車体の次行程に対する左右方向の位置を修
正するので、次行程の作業を開始する時点では車
体の向きおよびその位置が次行程の境界に一致す
る状態になり、従つて、作業跡が各行程の端部か
ら非常に直進性の良いものにできるに至つた。

以下、本発明の実施例を図面に基いて説明す
る。

第１図に示すように、前輪２，２および後輪
３，３のいずれをもステアリング操作可能に構成
された車体１の中間部に、デイスク型刈刃を内装
した芝刈装置４を上下動自在に懸架するととも
に、走行地の境界Ｌを検出する後記構成になる倣
いセンサーＡ，Ａを設けて、対地作業を行ないな
がら境界Ｌに沿つて自動走行可能な自動走行作業
車としての芝刈作業車を構成してある。

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当り
１回パルス信号を発生する距離センサー５として
の第５輪５ａを設けるとともに、地磁気の強度変
化を感知することによつて車体１の向きを検出す
べく構成された地磁気センサー等の方位センサー
６を搭載してある。

前記倣いセンサーＡを構成するに、車体１左右
方向に隣接して配置された２つの光センサーS₁，
S₂を設け、往復走行工程の各工程での未処理作業
地としての未刈地Ｂと処理済作業地としての既刈
地Ｃの境界Ｌを検出すべく構成してある。

前記光センサーS₁，S₂は、第２図に示すよう
に、コの字形状のセンサーフレーム７，７を前記
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と受光素子P₂を一対と
して設けてあり、この発光素子と受光素子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Ｂと既刈地Ｃ
との境界Ｌ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
な形式のセンサーから構成してもよい。

そして、第３図に示すように、予め周囲を既刈
地Ｃにしてある芝地を未刈地Ｂと既刈地Ｃとの境
界Ｌに沿つて自動走行しながら芝刈作業を行なう
とともに、各工程端部で自動的に方向転換して繰
返し往復走行するのである。

以下、各行程端部において自動的に方向転換す
るための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、主要部
をマイクロコンピユータによつて構成された制御
装置９に、前記倣いセンサーＡ，Ａ、距離センサ
ー５および方位センサー６からの各信号を入力し
てあり、これら各センサーＡ，Ａ，５，６による
境界Ｌ、走行距離ｌ、方位Ψの検出結果に基い
て、前輪２，２および後輪３，３をステアリング
操作するアクチユエータとしての油圧シリンダ１
０，１１を作動させる電磁バルブ１２，１３を駆
動するための制御信号および無段変速装置１４の
変速位置を操作するアクチユエータとしてのモー
タ１５を駆動する制御信号を演算・出力すべく構
成してある。

そして、前記第３図に示すように、倣いセンサ
ーＡによる境界Ｌ検出結果に基いて一工程間を自
動走行して、前記両方の倣いセンサーＡ，Ａが既
刈地Ｃを検出するとともに距離センサー５による
積算走行距離ｌが予め設定された所定距離l₁に達
すると、所定のシーケンスに基いて前後進を伴な
う90度旋回を２回繰り返して自動的に次行程方向
へ方向転換を行なうのである。

前記方向転換を行なうに、最初の90度旋回（タ
ーン１）は、倣いセンサーＡと芝刈装置４の取付
間隔に対応する所定距離l₂直進すべく、前輪２，
２および後輪３，３を両方ニユートラル状態に保
持した後、この前輪２，２および後輪３，３を
夫々逆方向に所定のステアリング角でステアリン
グ操作して未刈地Ｂ方向に90度旋回しながら所定
距離l₃走行することによつて行なう。

次に、前記変速装置１４を後進側に切換えた後
前記ターン１とは逆方向に前輪２，２および後輪
３，３を所定ステアリング角でステアリング操作
して所定距離l₄後退しながら２回目の90度旋回
（ターン２）を行なう。

そして、変速装置１４を前進側に切換えた後、
次行程端部に至る間の助走区間l₅を、倣いセンサ
ーＡ，Ａが未刈地Ｂ又は境界Ｃを検出するまで直
進させることによつて方向転換を終了するのであ
るが、この助走区間l₅を走行する間に車体１の向
きを修正するとともに、その後の実際の芝刈作業
が開始されるまでの所定距離l₆すなわち倣いセン
サーＡと芝刈装置４との取付間隔に対応した距離
走行する間に次行程に対する車体１左右方向の位
置を修正して、次行程の芝刈作業を車体１が境界
Ｌに沿つた状態で良好に開始できるように制御す
るのである。

即ち、助走区間l₅走行する間に前記方位センサ
ー６による検出方位Ψと予め設定してある基準方
位Ψ₀とを比較し、検出方位Ψが基準方位Ψ₀に一
致するように、前輪２，２および後輪３，３を
夫々所定の同一ステアリング角で逆方向にステア
リング操作して車体１の向きが次行程の方向に一
致するように自動修正する。

その後、倣いセンサーＡ，Ａのいずれかが未刈
地Ｂを検出すると前記所定距離l₆走行する間に、
前輪２，２および後輪３，３を同一方向に所定の
同一ステアリング角でステアリング操作して車体
１の向きを変えないで平行移動させて、車体１の
左右方向の位置を修正して次行程の境界Ｌに沿う
ようにするのである。

尚、第４図中、R₁，R₂は夫々前輪２，２およ
び後輪３，３の実際のステアリング角を検出して
制御装置９にフイードバツクするポテンシヨメー
タで、R₃は同様に変速装置１４の変速位置を検
出するポテンシヨメータである。

又、第５図は以上説明した制御装置９の動作を
示すフローチヤートである。

ところで、以上説明した本実施例では、所定範
囲の作業地を走行するに、180度走行方向を反転
しながら往復走行する場合の方向転換についての
み説明したが、例えば実施例中のターン１を省略
することによつて、第６図に示すように90度方向
転換しながら作業地の外周から内周方向へと各行
程を順次走行するいわゆる回り刈り作業（回り走
行形式）等における方向転換に際しても同様に走
行方向の自動修正を行なうことができるものであ
る。

又、前記往復走行の場合の方向転換を行なう
に、前記第３図に示すような90度旋回を２回行な
つて180度方向転換するのではなく、連続して車
体１を旋回させて方向転換させてもよく、この場
合も同様にして走行方向を自動修正させることが
できる。

更に又、前記車体１向きを修正するに、前輪
２，２および後輪３，３を夫々逆方向にステアリ
ング操作するのではなく前輪２，２または後輪
３，３のいずれか一方のみをステアリング操作す
ることによつて行なつてもよい。

更に又、前記車体１向きを修正するに、方向転
換における車体１が直進時に行なうのではなく、
車体１が旋回を終了するまでに行なつてもよく、
この場合は旋回中は方位が連続的に変化するの
で、旋回終了直前に行なうのが効果的である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る自動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
は倣いセンサーの要部正面図、第３図は方向転換
の説明図、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図は別実施例の方向転換の説明図で
ある。１……車体、２……前輪、３……後輪、６……
方位センサー、Ａ……倣いセンサー、Ｌ……境
界、Ψ……検出方位、Ψ₀……基準方位、l₆……所
定距離。

Claims

【特許請求の範囲】

１所定範囲の作業地を、処理済作業地と未処理
作業地との境界を検出する倣いセンサーＡ，Ａの
境界検出結果に基いて、前記境界を検出しながら
予め定められた複数の走行行程に対する走行順序
シーケンスと、ひとつの走行行程を終了後に次行
程へ移動するための方向転換シーケンスとに基い
て、自動走行すべく構成してある自動走行作業車
であつて、前輪２，２および後輪３，３のいずれ
をもステアリング操作可能に構成するとともに、
車体１の向きを検出する方位センサー６を設け、
前記方向転換シーケンスに基いて方向転換する際
に、その開始後、前記倣いセンサーＡ，Ａが次行
程端部を検出するまでに、前記方位センサー６に
よる検出方位Ψと予め設定された基準方位Ψ₀が
一致するように車体１向きを修正すべく自動的に
ステアリング操作するとともに、その後の所定距
離l₆走行する間に前記倣いセンサーＡ，Ａによる
境界Ｌ検出結果に基いて、次行程に対する車体１
左右方向の位置を修正すべく、前記前輪２，２お
よび後輪３，３を同一方向にステアリング操作す
る手段を設けてあることを特徴とする自動走行作
業車。