JPH05252802A - 作業車の走行制御装置 - Google Patents

作業車の走行制御装置

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JPH05252802A
JPH05252802A JP5300192A JP5300192A JPH05252802A JP H05252802 A JPH05252802 A JP H05252802A JP 5300192 A JP5300192 A JP 5300192A JP 5300192 A JP5300192 A JP 5300192A JP H05252802 A JPH05252802 A JP H05252802A
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JP
Japan
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boundary
steering
detected
sensed
work
Prior art date
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Pending
Application number
JP5300192A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeru Tanaka
田中  滋
Yoshihiro Ueda
上田  吉弘
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
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Publication of JPH05252802A publication Critical patent/JPH05252802A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 境界の検出値が大きく変化した場合であって
も操向精度と走行安定性の確保を可能にする。 【構成】 未処理作業地Aと処理済作業地Bとの境界L
が示す方向を基準方位として設定する基準方位設定手段
10と、両作業地A,Bの境界Lを繰返し検出する境界
検出手段22,23と、基準方位設定手段10の情報と
境界検出手段22,23の情報とに基づいて、境界Lに
沿って走行させるように操向制御する制御手段11とが
設けられ、制御手段11は、境界検出手段22,23に
よって今回検出された境界Lの位置が前回検出された境
界Lの位置に対して設定距離以上離れている場合には、
その境界Lの位置を前回の境界Lの位置に対して設定距
離離れた位置であるとして操向制御するように構成され
ていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、未処理作業地と処理済
作業地との境界が示す方向を基準方位として設定する基
準方位設定手段と、前記両作業地の境界を繰返し検出す
る境界検出手段と、前記基準方位設定手段の情報と前記
境界検出手段の情報とに基づいて、前記境界に沿って走
行させるように操向制御する制御手段とが設けられた作
業車の走行制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の作業車の走行制御装置は、例え
ば、芝刈り作業や農作業等を人手を介さずに行うための
自走式の作業車に用いられるものであり、従来では、機
体の進行方向を未処理作業地と処理済作業地との境界が
示す基準方位の方向に向けながら、両作業地の境界を繰
返し検出し、この境界に対して機体が適正な位置に維持
されるように操向制御していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例え
ば、芝刈り作業において芝の植立状態が急に変化したよ
うな場合には、機体が前記両作業地の境界の位置に対し
てそれ程大きく位置ずれしていないにもかかわらず、即
ち、安定して走行している場合には境界の位置は前回の
検出位置に対して通常大きくずれることはないにもかか
わらず、境界の位置の検出値が走行手前側にて前回検出
した値に対して大きく離れた位置として誤検出されるこ
とがある。これに対して、上記従来手段では、その検出
値に対応して操作量が決められて操向制御がなされるた
めに、操向制御の精度が低下すると共に、不要な操向操
作によってハンチングが発生する等の走行不安定の原因
になるという問題点があった。因みに、前回の検出値お
よびそれ以前の検出値を移動平均処理することで境界位
置の検出精度を向上させる方法もあるが、この場合に
は、処理時間がかかるために検出遅れが発生するという
別の問題点がある。
【0004】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であって、その目的は、境界の検出値が大きく変化した
場合であっても操向精度と走行安定性の確保を可能にす
ることにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明による作業車の走
行制御装置の特徴構成は、前記制御手段は、前記境界検
出手段によって今回検出された境界の位置が前回検出さ
れた境界の位置に対して設定距離以上離れている場合に
は、その境界の位置を前回の境界の位置に対して前記設
定距離離れた位置であるとして前記操向制御を行うよう
に構成されている点にある。
【0006】
【作用】本発明の特徴構成によれば、今回の境界の検出
値が前回の検出値より大きく変化して場合であっても、
その変化量が予め設定された距離以内に制限され、この
制限によって適正な変化度合に抑制された境界の位置情
報に基づいて操向制御が行われることになる。
【0007】
【発明の効果】従って、本発明の特徴構成によれば、境
界の検出値が大きく変化した場合であっても、検出遅れ
を生じさせることなく操向精度と走行安定性を確保する
ことができ、もって、一層良好な作業車の走行制御装置
を得ることができる。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例を、芝刈り作業機に適
用した例について図面に基づいて説明する。
【0009】図4乃至図6に示すように、エンジンEを
搭載した車体Vの下部に芝刈り用の回転刃体2を取付け
るとともに、車体Vの前後部に、操向用の遊転前輪1F
と、駆動ケース3を介してエンジンEの駆動力が伝達さ
れる左右一対の駆動後輪1L,1Rとを取付けて芝刈り
作業機を構成してある。前記前輪1Fは、これを直接操
向するステアリングギア1Aと、自動操向用のステアリ
ングモータM1と、ステアリングモータM1の駆動力を
ステアリングギア1Aに伝達するモータギア1Bとから
なる操向機構を介して前記車体Vに取付けてあり、又、
前輪1Fの回転軸部には、その回転数を検出するエンコ
ーダ14が設けられている。又、前記車体Vには、作業
車の走行時の現在方位を検出するために、トロイダルコ
アを用いたフラックスゲート方式の地磁気センサS0が
設置されている。
【0010】図2にも示すように、車体Vの前側には、
未刈り芝の有無を検出する反射式フォトインタラプタで
なる4つの芝高さ検出センサS1,S2,S3,S4
を、車体Vの車幅方向に往復揺動させる揺動機構23を
介して分散配置してあり、前記芝高さ検出センサS1,
S2,S3,S4は、芝高さが大であれば芝が刈取られ
ていない芝有り状態を検出し、又、芝高さが小であれば
芝が刈り取られている芝無し状態を検出する。従って、
この芝高さ検出センサS1,S2,S3,S4でもって
芝有無検出手段22が構成される。
【0011】前記揺動機構23は、車体Vの前側端部に
その基端部を縦軸芯周りに回転自在に枢着された先端二
股状のアーム24がバネ27で機体進行方向に位置する
ように付勢されて設けられるとともに、アーム24の基
端部に取付けた補助アーム24Aに偏心カム25Aが接
当するようにカム機構25を配置して構成している。ア
ーム24の二股状の各先端部には、車幅方向に間隔Wだ
け隔てて配置された前記芝高さ検出センサS1,S2或
いは芝高さ検出センサS3,S4が、取付部材26を介
して取り付けられている。尚、前記取付部材26は、芝
高さ検出センサS1,S2或いは芝高さ検出センサS
3,S4の対地高さを調節するために、その途中箇所に
設けた上下調整機構によって上下位置を調整してから先
端側部分26Bが固定されるようになっている。以上の
構成により、偏心カム25Aがセンサ揺動用モータm
(図1参照)にて回転されると、アーム24が車幅方向
に揺動して、左右一対の芝高さ検出センサS1,S2或
いは芝高さ検出センサS3,S4の夫々が走査距離W/
2だけ往復走査される。
【0012】従って、前記揺動機構23により揺動走査
される芝高さ検出センサS1,S2或いは芝高さ検出セ
ンサS3,S4の各センサによって、所定対地高さにお
ける芝の有無が、その走査距離W/2を8分割した間隔
でサンプリングされ、これにより一対のセンサS1,S
2或いはS3,S4の揺動走査により16個の芝有無デ
ータD0〜D15が得られる。各データD0〜D15
は、芝検出時に“1”、未検出時に“0”を示すデジタ
ルデータである。尚、上記サンプリング間隔は、前記偏
心カム25Aの回転軸に設けられたポテンショメータG
により走査位置を検出することで定める。以上より、前
記芝高さ検出センサS1,S2,S3,S4からなる芝
有無検出手段22と前記揺動機構23とが、未処理作業
地Aと処理済作業地Bの境界L(図3参照)を走行中に
繰返し検出する境界検出手段22,23を構成すること
になる。
【0013】又、前記取付部材26は、その上方基端部
を支点として進行方向前後に揺動可能となるように前記
アーム24に枢支されて取り付けられ、又、その途中箇
所には機体前方に突出する突出部26Aが設けられ、こ
の突出部26Aとアーム24の先端部との間には、取付
部材26を機体前方側に付勢するためのバネ28が設け
られるとともに、取付部材26の角度調整用の調整ネジ
29が、その先端を上記バネ28の付勢力によってアー
ム24に突き当てた状態で突出部26Aに螺合内嵌支持
されている。これにより、前記芝高さ検出センサS1,
S2或いは芝高さ検出センサS3,S4が異物等に突き
当たった場合には後方に倒れることで芝高さ検出センサ
の破損を極力回避するとともに、その後方への倒れが異
物等に突き当たったその芝高さ検出センサだけに限られ
るので、他の芝高さ検出センサの検出動作は継続して行
うことができる。
【0014】図7及び図8に示すように、前記左右一対
の駆動後輪1L,1Rの内側部分には、旋回時に旋回中
心側に位置する駆動後輪1L,1Rを地面から浮上させ
るように下降する下降状態と、旋回が完了した後に前記
旋回中心側に位置する駆動後輪1L,1Rを接地させる
ように上昇する上昇状態とに昇降自在で、且つ、上記下
降状態において旋回中心を形成する左右一対の昇降式接
地体9を接地機構を介して車体Vに取付てあり、又、上
記昇降式接地体9の地面に接地する接地部9Aは、縦軸
芯周りに回転自在な状態で昇降式接地体9の基端側によ
って支持されている。前記接地機構は、左右一対のくの
字型のリンク4の屈曲部を夫々の支点P1,P2周りに
揺動自在に前記駆動ケース3に取付け、リンク4の一端
部に昇降式接地体9を、他端部に昇降式接地体9を上方
に付勢するスプリング5を取り付けると共に、そのスプ
リング5の付勢力に抗してリンク4の他端部を前記昇降
式接地体9を接地させるように揺動操作するカム機構6
とで構成してある。
【0015】前記カム機構6は、カム6Aと、カム6A
を回転するための1組のギア7と、このギア7に連結さ
れた接地用モータ8とで構成してあり、カム6Aが90
°回転するたびに、左右一対の昇降式接地体9の夫々
が、上記昇降式接地体9側の前記左右一対の駆動後輪1
L,1Rを浮上させるように下降する下降状態と、その
浮上した駆動後輪1L,1Rを接地させるように上昇す
る上昇状態とを、交互に繰り返すようになっている。
【0016】図1に示すように、マイクロコンピュータ
利用の制御装置Hが設けられており、この制御装置H
に、前記芝高さ検出センサS1,S2,S3,S4、前
記ポテンショメータG、前記地磁気センサS0、及び前
記エンコーダ14からの信号が入力されている。又、前
記制御装置Hからは、前記ステアリングモータM1、セ
ンサ揺動用モータm、及び前記接地用モータ8に対して
駆動信号が出力される。又、上記制御装置Hは情報記憶
用のメモリMに接続されている。
【0017】前記メモリM及び前記地磁気センサS0を
利用して、作業開始時に作業者により車体Vが向けられ
る第1作業行程K1の方向、すなわち、未処理作業地A
と処理済作業地Bとの境界Lが示す方向(図3参照)と
地磁気センサS0が検出する地磁気の向きJとのなす角
度θを基準方位θ0 として前記メモリMに記憶すること
により、未処理作業地Aと処理済作業地Bとの境界Lが
示す方向を基準方位として設定する基準方位設定手段1
0が構成される。
【0018】又、前記制御装置Hを利用して、前記基準
方位設定手段10の情報と前記境界検出手段22,23
の情報とに基づいて、車体Vを前記境界Lに沿って走行
させるように操向制御する制御手段11が構成され、
又、この制御手段11は、前記境界検出手段22,23
によって今回検出された境界Lの位置が前回検出された
境界Lbの位置に対して設定距離d以上離れている場合
には、その境界Lの位置を前回の境界Lbの位置に対し
て前記設定距離d離れた位置であるとして操向制御を行
うように構成されている。尚、上記設定距離dは、前記
芝高さ検出センサのサンプリング間隔で2とする。
【0019】つまり、車体Vを前記初期設定された基準
方位θ0 の方向に向けながら、前述のようにして得られ
た16個の芝有無データD0〜D15を下記式にて処理
して境界Lに対する位置偏差Xを求め、この偏差が零に
なるように、前記ステアリングモータM1を制御する。
【0020】
【数1】X=8−(D0+D1+……+D15)
【0021】具体的には、上記偏差Xが負であれば、車
体Vが未処理地A側にずれているので処理済地B側(図
3では進行方向左側)に修正操向させ、偏差Xが正であ
れば、車体Vが処理済地B側にずれているので未処理地
A側(図3では進行方向右側)に修正操向させる。但
し、この修正操向量は、前述のように前記サンプリング
間隔で最大2である。以上のことから、適正な操向状態
では、処理済地B側に位置する前記一対の芝高さ検出セ
ンサS1,S2或いはS3,S4の中央位置に境界Lが
一致することになる。
【0022】次に、図9に示すフローチャートに基づい
て、前記制御装置Hの制御動作について説明する。
【0023】先ず、走行開始時に、車体Vが向いた方向
を基準方位θ0 に初期設定して記憶するとともに、前輪
1Fのステアリング方向をこの基準方位θ0 に合わせ
る。走行を開始すると、前記検出手段22により検出さ
れた芝有無データD0〜D15を入力し、今回の境界L
の位置Pを検出する。次に、この今回の境界Lの位置P
と前回の境界Lの位置Pbとの差が前記サンプリング間
隔で2以上であれば、今回の境界Lの位置Pを前回の位
置Pbの値に対して2を加算する(P>Pbのとき)、
あるいは2を減算する(P<Pbのとき)修正を行う。
上記差が2以下であれば修正は行わない。尚、ここで確
定した今回の境界Lの位置Pの値を次回の境界Lの位置
Pに対する比較データとする。
【0024】次に、今回の境界Lの位置Pの値より、車
体Vの適正操向位置に対する前記位置偏差Xを算出する
とともに、現在の検出方位θと基準方位θ0 との差より
方位偏差Δθ=θ−θ0 を算出する。そして、上記位置
偏差X及び方位偏差Δθ夫々に所定のゲイン係数p及び
qを掛け、下式にてステアリング角θSTを求め、このス
テアリング角θSTでステアリング操作を行う。
【0025】
【数2】θST=p・X+q・Δθ
【0026】尚、前記検出手段22のデータが全て
“0”で処理済地Bを検出することで、1つの作業行程
の端部に達したことが検出されれば、前記のように駆動
後輪1L,1Rの一方側の昇降式接地体9を旋回中心と
し、さらに、旋回方向にステアリング操作しながら、旋
回中心でない側の駆動後輪1L,1Rを駆動させて車体
Vを旋回させることになる。この際、前記地磁気センサ
S0で車体Vの向きを確認して第1作業行程の方向K1
に対して180°の向きになったかどうかの情報と、前
記エンコーダ14にて検出される上記旋回中心でない側
の駆動後輪1L,1Rの走行量とから次の第2作業行程
に向いたことの判別を行う。
【0027】〔別実施例〕上記実施例では、未処理作業
地Aと処理済作業地Bとの境界Lを検出する境界検出手
段22,23を、機体横幅方向に揺動させるように構成
したが、機体横幅方向に複数のセンサを固定して設ける
ものでもよい。
【0028】又、上記実施例では、今回検出された境界
Lの位置Pが前回の検出位置Pbに対して設定距離2
(前述の検出手段22,23のサンプリング間隔で)以
上離れている場合には、その設定距離2離れた位置であ
るとの修正を行うようにしたが、この設定距離の値は、
装置及び作業地の状況に応じて適宜変更できる。
【0029】又、上記実施例では、本発明を芝刈り作業
機に適用したものを例示したが、これ以外の草刈り作業
機等の各種自動走行用の作業機に適用することができ
る。
【0030】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
付図面の構成に限定されるものではない。
【0031】
【図面の簡単な説明】
【図1】走行制御装置のブロック構成図
【図2】境界検出手段の平面図
【図3】作業形態の説明図
【図4】車体の概略平面図
【図5】車体の概略側面図
【図6】芝有無検出手段の側面図
【図7】旋回機構の背面図
【図8】旋回機構の動作説明図
【図9】制御作動のフローチャート
【符号の説明】
A 未処理作業地 B 処理済作業地 L 境界 10 基準方位設定手段 11 制御手段 22,23 境界検出手段

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 未処理作業地(A)と処理済作業地
    (B)との境界(L)が示す方向を基準方位として設定
    する基準方位設定手段(10)と、前記両作業地
    (A),(B)の境界(L)を繰返し検出する境界検出
    手段(22,23)と、前記基準方位設定手段(10)
    の情報と前記境界検出手段(22,23)の情報とに基
    づいて、前記境界(L)に沿って走行させるように操向
    制御する制御手段(11)とが設けられた作業車の走行
    制御装置であって、 前記制御手段(11)は、前記境界検出手段(22,2
    3)によって今回検出された境界(L)の位置が前回検
    出された境界(L)の位置に対して設定距離以上離れて
    いる場合には、その境界(L)の位置を前回の境界
    (L)の位置に対して前記設定距離離れた位置であると
    して前記操向制御を行うように構成されている作業車の
    走行制御装置。
JP5300192A 1992-03-12 1992-03-12 作業車の走行制御装置 Pending JPH05252802A (ja)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62291230A (ja) * 1986-05-29 1987-12-18 ノ−ザン・テレコム・リミテツド 同期デ−タ信号生成のために非同期デ−タ信号を同期化する方法及び装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62291230A (ja) * 1986-05-29 1987-12-18 ノ−ザン・テレコム・リミテツド 同期デ−タ信号生成のために非同期デ−タ信号を同期化する方法及び装置

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