JPH0365922B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動走行作業車、詳しくは、自動芝刈
作業車等の走行地の所定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
有し、この倣いセンサーの境界検出結果に基いて
操向車輪を自動的にステアリング操作する手段を
備えた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にあつて
は、所定方向に向かつて自動的に走行させるため
に走行地に設けられた境界に沿つて自動的に走行
すべくいわゆるバンバン制御を行なつていた。

しかしながら、上記走行地の境界状態が不連続
となるような走行地の状態が悪い場合、特に自動
芝刈作業車等の対地作業車のように未処理作業地
と既処理作業地との境界を走行地の境界として対
地作業を行ないながら所定方向へ自動走行させる
べく構成された自動走行作業車には下記に示す不
都合が有つた。

即ち、芝刈作業車を例に説明すると、芝刈作業
地の走行予定コース上に芝がはげた部分や芝がま
ばらな部分等が有つて、境界がとぎれたり不連続
になつたりすると本来直線状に走行しなければな
らないにも拘らず、局部的に彎曲した境界にその
まま追従して走行跡すなわち作業跡が蛇行し、未
処理部分を発生したり、作業跡の美観が悪くなる
場合が有つた。

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、走行地の境界状態が悪い場合で
あつても走行方向のずれが少ない制御手段を備え
た自動走行作業車を提供することにある。

本発明にかかる自動走行作業車は、上記目的を
達成するために、冒記構造のものにおいて、 (イ) 車体の走行方向を検出する方位センサーおよ
び車体の移動距離を検出する距離センサーを設
けている。

(ロ) 前記制御手段は、前記距離センサーによつて
検出される所定移動距離毎に前記方位センサー
によつて検出される走行方向の方位をサンプリ
ングする方位サンプリング手段を備えている。

(ハ) 前記制御手段は、所定サンプリング回数毎に
前記検出方位の平均方位を算出する平均方位算
出手段を備えている。

(ニ) 前記制御手段は、新しくサンプリングされた
方位と前記平均方位とを比較して、この新しく
サンプリングされた方位と前記平均方位との差
が所定値以下である場合は前記倣いセンサーの
検出結果に基づくステアリング操作の制御を続
行し、前記新しくサンプリングされた方位と前
記平均方位との差が所定値よりも大である場合
は前記倣いセンサーの検出結果に基づくステア
リング操作の制御を中断して前記車体を前記平
均方位の方向へ向かせるように、前記新しくサ
ンプリングされた方位と平均方位との差に基づ
いてステアリング制御する制御修正手段を設け
てある。

上記(イ)〜(ニ)に記載の構成を備えていることを特
徴とする。

上記構成を第１図に基いて説明すると、距離セ
ンサー５によつて検出される車体１の所定移動距
離l₀毎に方位センサーＲによつて検出される走行
方向の方位Ψを方位サンプリング手段(i)によつて
繰返しサンプリングするとともに所定サンプリン
グ回数毎に前記検出方位Ψの平均方位Ψ₀を平均
方位算出手段(ii)によつて算出するとともに、この
手段(ii)によつて算出された平均方位Ψ₀と現在サ
ンプリングされた方位Ψとの差Ψ₀−Ψを方位差
チエツク手段(iii)によつてチエツクし、この方位差
Ψ₀−Ψが所定値Ψ〓以上になつた場合は制御パラ
メータ切換手段(iv)によつて通常の制御パラメータ
である倣いセンサーＡの検出信号に基いて操向車
輪２をステアリング操作するアクチユエータ１
２，１３の制御パラメータを前記倣いセンサーＡ
の検出信号から算出された前記平均方位Ψ₀の方
向に車体１を向かわせるよう前記走行方向の方位
差Ψ₀−Ψに切換える構成にしてある。尚、方位
差チエツク手段(iii)と制御パラメータ切換手段(iv)と
は、制御修正手段の一例である。

上記構成による作用・効果は次の通りである。

即ち、走行地の境界状態が悪くこの境界に不連
続な部分や多少の湾曲部分があつても、その境界
状態が悪いところ以前の走行での車体の走行方向
の平均方位を基準として車体向きがその平均方位
から大きくずれるか否かを判別し、車体向きがそ
の平均方位から大きくずれるような場合は、車体
の走行向きを平均方位に沿うよう修正することに
なるため、結局、車体は倣い走行をしている境界
に対して、走行地の境界状態の悪い部分について
は無視して走行することになり、不当に湾曲した
走行はなくなつて所定境界への追従直進性が非常
に良くなるに至つた。

以下、本発明の実施例を図面に基いて説明す
る。

第２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、自動走行作業車としての芝刈作業車を
構成してある。

さらに、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単位走行距離当り１回の
パルス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、車体１の走行方向を検出
すべく、前輪２，２のステアリング角Ψを検出す
る方位センサーとしてのポテンシヨメータＲを設
けてある。

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、制御
装置６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を構成するふたつの光セン
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S₁と受光素子S₂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。

以下、前記構成による倣いセンサーＡ，Ａ、距
離センサー５、および方位センサーとしてのポテ
ンシヨメータＲからの各制御パラメータ検出結果
に基いて前輪２，２をステアリング制御する制御
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、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６の演算部９に入力インターフエース１０を
介して、前記各センサーＡ，Ａ，５，Ｒからの信
号が入力されてあり、演算結果としての制御信号
を出力インターフエース１１を介して前記前輪
２，２をステアリング操作するための油圧シリン
ダ１２を駆動する電磁バルブ１３に出力すべく構
成してある。

そして、第５図に示すように、前記倣いセンサ
ーＡの未刈地Ｂと既刈地Ｃの境界Ｌ検出結果に基
いて前輪２，２を自動的にステアリング操作して
芝刈作業を行ないながら所定移動距離l₀毎に走行
方向の方位としてのステアリング角Ψをサンプリ
ングし、所定サンプリング回数Ｎ毎にサンプリン
グされたＮ個のステアリング角Ψの平均方位Ψ₀
を算出し、かつ、現在のステアリング角Ψとこの
平均方位Ψ₀とを比較する。

次に、前記ステアリング角Ψと平均方位Ψ₀と
の差（｜Ψ₀−Ψ｜）が所定値Ψ〓よりも大である
場合は前記倣いセンサーＡ，Ａの境界検出結果に
よるステアリング制御を中断して、前記方位差
（｜Ψ₀−Ψ｜）に対応するステアリング量で前記
前輪２，２をステアリング操作して走行方向が平
均方位Ψ₀となるように制御するのである。

ここで、上記制御装置６は制御手段を構成する
ものであり、上述したように、上記制御装置６に
は、前記距離センサー５によつて検出される所定
移動距離l₀毎に前記方位センサー５によつて検出
される走行方向の方位Ψをサンプリングする方位
サンプリング手段と、所定サンプリング回数毎に
前記検出方位Ψの平均方位Ψ₀を算出する平均方
位算出手段と、新しくサンプリングされた方位Ψ
と前記平均方位Ψ₀とを比較して、この新しくサ
ンプリングされた方位Ψと前記平均方位Ψ₀との
差が所定値Ψ〓以下である場合は前記倣いセンサ
ーＡの検出結果に基づくステアリング操作の制御
を続行し、前記新しくサンプリングされた方位Ψ
と前記平均方位Ψ₀との差が所定値Ψ〓よりも大で
ある場合は前記倣いセンサーＡの検出結果に基づ
くステアリング操作の制御を中断して前記車体１
を前記平均方位Ψ₀の方向へ向かせるように、前
記新しくサンプリングされた方位Ψと平均方位
Ψ₀との差に基づいてステアリング制御する制御
修正手段とを設けてあるものである。

尚、第６図は以上説明した制御装置６の動作を
示すフローチヤートである。

又、本実施例においては前記車体１の走行方向
の方位Ψと平均方位Ψ₀との差が所定値Ψ〓よりも
大であるか所定値Ψ〓以下であるかに基づいて走
行制御のパラメータを切換えるべく構成してある
が、検出方位Ψと車体移動距離l₀に基いて、 ｘ＝l₀ sinΨ によつて算出される車体１の横方向ずれｘと所定
値x₀との差｜x₀−ｘ｜が所定値よりも大であるか
ないかに基づいて走行制御のパラータを切換える
べく構成してもよい。

また、上記両方式を併用して、｜Ψ₀−Ψ｜＞
Ψ〓、または、｜x₀−ｘ｜＞x〓になつたときに、倣
い制御から次式によるステアリング量δの制御に
切換えるべく構成してもよい。

＝K₁（Ψ₀−Ψ）＋K₂（x₀−ｘ） （ここに、K₁，K₂は比例常数） 更に又、前記走行方向の方位Ψを検出するセン
サーとして前輪２，２のステアリング角を検出す
るポテンシヨメータＲを用いたが、地磁気センサ
ー等他の形式のセンサーを用いてもよく、走行方
向の方位が検出可能な構成であればどのような形
式のセンサーを用いてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成の説明図、第２図以降は
本発明に係る自動走行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図は方位のサンプリン
グの説明図、そして、第６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……操向車輪、５……距離セン
サー、Ａ……倣いセンサー、Ｒ……方位センサ
ー、l₀……所定移動距離、Ψ……走行方向の方
位、Ψ₀……平均方位、Ψ〓……所定方位の値。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 走行地の所定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Ａを有
   し、この倣いセンサーＡの境界検出結果に基づい
   て操向車輪２，２を自動的にステアリング操作す
   る制御手段を備えた自動走行作業車であつて、次
   の(イ)〜(ニ)に記載の構成を備えていることを特徴と
   する自動走行作業車。 (イ) 車体１の走行方向を検出する方位センサーＲ
   および車体１の移動距離を検出する距離センサ
   ー５を設けている。 (ロ) 前記制御手段は、前記距離センサー５によつ
   て検出される所定移動距離l₀毎に前記方位セン
   サー５によつて検出される走行方向の方位Ψを
   サンプリングする方位サンプリング手段を備え
   ている。 (ハ) 前記制御手段は、所定サンプリング回数毎に
   前記検出方位Ψの平均方位Ψ₀を算出する平均
   方位算出手段を備えている。 (ニ) 前記制御手段は、新しくサンプリングされた
   方位Ψと前記平均方位Ψ₀とを比較して、この
   新しくサンプリングされた方位Ψと前記平均方
   位Ψ₀との差が所定値Ψ〓以下である場合は前記
   倣いセンサーＡの検出結果に基づくステアリン
   グ操作の制御を続行し、前記新しくサンプリン
   グされた方位Ψと前記平均方位Ψ₀との差が所
   定値Ψ〓よりも大である場合は前記倣いセンサ
   ーＡの検出結果に基づくステアリング操作の制
   御を中断して前記車体１を前記平均方位Ψ₀の
   方向へ向かせるように、前記新しくサンプリン
   グされた方位Ψと平均方位Ψ₀との差に基づい
   てステアリング制御する制御修正手段を設けて
   ある。