JPH05308807A - 移動農機の進行方向検出装置 - Google Patents

移動農機の進行方向検出装置

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JPH05308807A
JPH05308807A JP4143193A JP14319392A JPH05308807A JP H05308807 A JPH05308807 A JP H05308807A JP 4143193 A JP4143193 A JP 4143193A JP 14319392 A JP14319392 A JP 14319392A JP H05308807 A JPH05308807 A JP H05308807A
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JP
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signal
machine body
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microcomputer
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Application number
JP4143193A
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English (en)
Inventor
Masahiko Matsukawa
雅彦 松川
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Mitsubishi Agricultural Machinery Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Agricultural Machinery Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】振動ジャイロの検知信号をバンドパスフィルタ
に通すことにより、機体振動等に伴うノイズを除去して
機体の進行方向を正確に検出する。 【構成】振動ジャイロ9の検知信号はバンドパスフィル
タ23aを通過する。したがって、機体振動に伴う高周
波ノイズや、振動ジャイロ9内の発熱に伴うドリフトに
よるノイズなどが除去される。また、バンドパスフィル
タ23aを通過した信号は、定電圧発生回路23bによ
りバイアス電圧が加えられた後、マイコン23cに入力
される。マイコン23cの出力ポートからは、機体の進
行方向及び偏位角に応じて高電位信号が出力され、LE
D駆動回路23dにより13コのLED10a,10
b,10cが適宜点灯される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、乗用田植機、トラクタ
等の移動農機に係り、詳しくは、機体の進行方向のずれ
を検知する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、移動農機により移植作業等を行う
場合には、圃場状態やステアリング等の原因で進行方向
が変わってしまい、移植苗が既植苗に接近したり、作業
時に隣接条を荒らしてしまう等の不具合があった。ま
た、かかる進行方向の修正には、オペレータの熟練が必
要であった。
【0003】このような問題を解決すべく、振動ジャイ
ロ等の加速度センサを備え、加速度センサからの信号を
積分することにより機体の偏位量を算出する装置が提案
されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、機体に装着さ
れた加速度センサは、エンジン振動、走行時振動等の種
々の振動をもノイズとして検知しており、また、加速度
センサの出力値が、加速度センサ内の発熱等に伴うドリ
フトによって変化していた。その結果、従来技術により
算出された偏位量は必ずしも正確なものではなかった。
【0005】そこで、本発明は、機体振動、或は、加速
度センサの出力値のドリフトによる変化にかかわらず、
正確な機体の偏位角を検知する移動農機の進行方向検出
装置を提供することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述事情に鑑
みなされたものであって、機体(7)の所定位置に配置
されると共に機体(7)の進行方向の変化に伴い発生す
る加速度を検知する加速度検知手段(9)と、該加速度
検知手段(9)の検知信号から所定の周波数領域以外の
信号を除去するフィルタ手段(23a)と、該フィルタ
手段(23a)を通過した信号にバイアス電圧を加える
定電圧発生手段(23b)と、前記フィルタ手段(23
a)を通過した信号を積分して機体(7)の偏位角を求
める演算手段(23c)と、を備えたことを特徴とす
る。
【0007】この場合、前記定電圧発生手段(23b)
のバイアス電圧が前記演算手段(23c)に入力される
と共に、該演算手段(23c)が該バイアス電圧を基準
にして演算する、ようにしてもよい。
【0008】
【作用】以上構成に基づき、機体(7)が走行時にその
進行方向が変化すると、加速度検知手段(9)が、機体
(7)の進行方向の変化に伴い発生する加速度を検知す
る。フィルタ手段(23a)は、加速度検知手段(9)
の検知信号から所定の周波数領域以外の信号を除去し、
定電圧発生手段(23b)は、前記フィルタ手段(23
a)を通過した信号にバイアス電圧を加える。そして、
演算手段(23c)は、前記フィルタ手段(23a)を
通過した信号を積分して機体(7)の偏位角を求める。
【0009】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
加速度検知手段(9)が機体振動等に伴うノイズも同時
に検知したとしても、該ノイズはフィルタ手段(23
a)により除かれるため、正確な加速度を求めることが
できる。また、定電圧発生手段(23b)は、前記フィ
ルタ手段(23a)を通過した信号にバイアス電圧を加
えるため、演算手段(23c)による時間積分を行うこ
とができる。
【0010】なお、上述カッコ内の符号は、図面と対照
するためのものであり、何ら本発明の構成を限定するも
のではない。
【0011】
【実施例】以下、図面に沿って本発明の実施例について
説明する。
【0012】まず、図1に沿って、本発明に係る進行方
向検出装置を搭載した乗用田植機の構造について、簡単
に説明する。ここで、図1は、乗用田植機の構造を示す
平面図である。
【0013】乗用田植機(移動農機)1は、図1に示す
ように、その前部が走行車両2になっており、後方には
植付部3が装着されている。走行車両2は、前輪5,5
及び後輪6,6により支持されている走行機体7を有し
ており、この走行機体7には運転席22が取りつけられ
ている。また、運転席22の前方にはステアリング11
が立設されており、ステアリング11の下方のステップ
下には振動ジャイロ(加速度検知手段)9が取り付けら
れている。さらに、ステアリング11の前方の計器盤に
はLED表示器10が取り付けられており、これらの振
動ジャイロ9及びLED表示器10は、共に、運転席2
2の下方に配設されたマイコンユニット23に接続され
ている。
【0014】なお、この振動ジャイロ9は、図2に示す
ように、走行機体7が直進しその角速度が0deg/s
のときは、2.5Vの電圧信号を出力するようになって
おり、その出力電圧は、この2.5Vをニュートラル点
として、走行機体7の進行方向の変化に伴って生じる角
速度の大きさに応じて、直線的に増加又は減少するよう
になっている。
【0015】次に、本発明に係る進行方向検出装置につ
いて、図3に沿って、説明する。ここで、図3は、マイ
コンユニット23の構造等を示す回路図である。
【0016】前述した振動ジャイロ9は、マイコンユニ
ット23内に設けられたバンドパスフィルタ(フィルタ
手段)23aに接続されており、振動ジャイロ9の検知
信号がバンドパスフィルタ23aに入力されるようにな
っている。かかるバンドパスフィルタ23aは、ハイパ
スフィルタとローパスフィルタとを有しており、振動ジ
ャイロ9の検知信号から所定の周波数成分(0.5Hz
〜10Hz)以外の信号を除去するようになっている。
【0017】また、マイコンユニット23には、定電圧
発生回路(定電圧発生手段)23bが設けられており、
バンドパスフィルタ23aの出力信号に所定のバイアス
電圧を印加し、出力信号のレベルを上げるようになって
いる。
【0018】さらに、定電圧発生回路23bによって一
定電圧が印加された出力信号は、マイコン23cに入力
されるようになっている。このマイコン23cは、かか
る出力信号を積分して機体7の偏位角を演算するように
なっており、その演算結果に応じて、8ビットの出力ポ
ートP0 ,……,P7 からそれぞれ高電位または低電位
の信号が出力されるようになっている。このうち、出力
ポートP0 ,P1 は、機体7の進行方向が左右に偏位し
た場合に選択的に高電位または低電位の信号が出力され
るポートであり、出力ポートP2 ,…,P7 は偏位角の
大きさに応じて高電位信号が出力されるポートである。
偏位方向が左であるか右であるかを問わず、偏位角が小
さければ出力ポートP2 のみが高電位信号を出力し、偏
位角が大きければその大きさに応じて高電位信号を出力
する出力ポートを増加させ、最大のときは、出力ポート
2 ,…,P7 の全てが高電位信号を出力するようにな
っている。
【0019】また、このマイコン23cの入力ポートに
は、定電圧発生回路23bのバイアス電圧が、振動ジャ
イロ9の検知信号と同様に入力されており、マイコン2
3c内での演算は、かかるバイアス電圧を基準に行われ
ている。
【0020】なお、このマイコン23cは、検出した角
速度が所定範囲(121〜133,約0.5〜5de
g)以外の場合には、積算データをクリアするようにな
っており、かかる場合には、出力ポートP2 ,…,P7
の全てが高電位信号を出力するようになっている。
【0021】このマイコン23cの出力ポート側には、
LED駆動回路23dが接続されており、LED駆動回
路23dは、13コのアンドゲートを有している。そし
て、8ビットの出力ポートP0 ,……,P7 は、これら
のアンドゲートを介してLED表示器10に接続されて
おり、LED1a,10b,10cが、演算により求め
た偏位角に応じて段階的に点灯されるようになってい
る。
【0022】なお、LED10a,10cは赤色で点灯
し、LED10bは緑色で点灯されるようになってい
る。
【0023】ついで、上述実施例の作用について、図4
〜図8に沿って説明する。
【0024】ここで、図4は、振動ジャイロ9の検知信
号の波形の変化を示した図であり、図5は、マイコン2
3cによるメイン処理を示したフローチャート図であ
り、図6は、マイコン23c内の積算処理を示したフロ
ーチャート図であり、図7は、LED表示器10により
表示される手順を示したフローチャート図であり、図8
は、機体回向時の制御を示すフローチャート図である。
【0025】いま、オペレータが、作業時にスイッチ
(不図示)を押して進行方向検出装置を起動させると、
振動ジャイロ9は、走行機体7における進行方向の変化
を検知し、角速度及び進行方向に応じた電圧の検知信号
0 を出力する(図2)。しかし、乗用田植機1の走行
時においては、振動ジャイロ9は、その進行方向の変化
に伴って生じた加速度の他、走行機体7の振動に伴って
発生する加速度も検知する。また、図2で述べたニュー
トラル点も、振動ジャイロ9内の発熱に伴うドリフトに
より時間と共に変化する。したがって、振動ジャイロ9
の検知信号S0 は、図4(a) に示すように、高周波のノ
イズが乗ると共に、ニュートラル点も時間と共に変化し
たものとなる(ΔV)。
【0026】かかる振動ジャイロ9の検知信号S0 はバ
ンドパスフィルタ23aに送られるが、バンドパスフィ
ルタ23aにおいては、ドリフトによる傾斜分(ΔV)
がハイパスフィルタにより除去されると共に、機体振動
によるノイズがローパスフィルタで除去される。その結
果、バンドパスフィルタ23aを通過した信号S1 は、
図4(b) に示すように、進行方向の変化により生じた角
速度だけを純粋に表したものとなる。
【0027】かかる信号S1 は、ニュートラル点が0V
となっているが、定電圧発生回路23bからのバイアス
電圧(2.5V)が加算され、再び2.5Vをニュート
ラル点とした信号S2 となる(図4(c) )。
【0028】この信号S2 は、マイコン23cに送ら
れ、マイコン23c内にて時間積分される。
【0029】次に、このマイコン23cにおける演算の
様子を、図5〜図8に沿って、詳細に説明する。
【0030】振動ジャイロ9及びマイコン23cが起動
されると、図5に示すように、マイコン23cは、信号
2 の読み込みを1ms後に開始する(S1,S2)。
そして、データの読み込みを完了すると(S3)、積算
処理を行う(S4)。
【0031】この積算処理においては、図6に示すよう
に、まず、信号S2 の電圧値(以下、“センサ値”とす
る)とニュートラル点の電圧値との大小の比較が行われ
る(S10)。ここで、説明簡略化のため、走行機体7
が左方向へ移動した場合はセンサ値がニュートラル点の
電圧値よりも大きくなるものとし、右方向へ移動した場
合は小さくなるものとする。なお、かかるニュートラル
点の電圧値は、定電圧発生回路23bから直接入力され
たバイアス電圧を用いている。
【0032】ところで、センサ値の時間積分をするに当
たっては、単位時間Δtについて複数のセンサ値を読み
込み、それらを加算することとなるが、乗用田植機1の
実際の走行に合わせて、場合に分けて説明する。 A.走行機体7が、単位時間Δt中、左方向又は真直ぐ
にのみ移動した場合 入力されたセンサ値が全てニュートラル点以上となり
(S10)、かかる場合には、センサ値からニュートラ
ル点の値が減算される(S11)。そして、(−)フラ
グはクリアされた状態にあり(S12)、そのセンサ値
は、積算データとして積算され時間積分がなされる(S
13)。積算データが所定値(51200)よりも小さ
い場合には(S14)、その積算データを保持したまま
積算処理を終了し、表示ルーチンが作動する(S5,図
7)。
【0033】一方、積算データが所定値(51200)
以上の場合には、積算データはクリアされる(S1
5)。この場合には、後述するごとく、データチェック
(S61,図8)にて、走行機体7が回向時であると判
断されることとなる。 B.走行機体7が、単位時間Δt中、左右に移動した場
合 この場合は、左方向への移動時のデータAはS13にて
積算され、右方向への移動時のデータAはS43にて減
算される。そして、右方向への移動量の方が多くて積算
データが負になった場合には(S44)、その絶対値が
取られる(S45)。その後の積算は、S23及びS3
3にて行われる。
【0034】なお、積算データが所定値(51200)
以上の場合には(S14,S34)、積算データは上記
の場合と同様にクリアされる(S15,S35)。 C.走行機体7が、単位時間Δt中、右方向にのみ移動
した場合 かかる場合には、入力されたセンサ値が全てニュートラ
ル点より小さくなり(S10)、ニュートラル点の値か
らセンサ値が減算される(S31)。
【0035】そして、最初のデータAに関しては(−)
フラグはクリアされた状態にあり(S32)、該データ
AはS43にて処理される。かかる場合、積算データは
負となるためその絶対値が取られ(S45)、(−)フ
ラグがセットされる(S46)。したがって、次のデー
タA以降の積算はS33にて行われ、時間積分がなされ
る。積算データが所定値(51200)よりも小さい場
合には(S34)、その積算データを保持したまま積算
処理を終了し、表示ルーチンが作動する(S5,図
7)。
【0036】なお、積算データが所定値(51200)
以上の場合には(S34)、積算データは上記の場合と
同様にクリアされ(S35)、(−)フラグはクリアさ
れる(S36)。
【0037】かかる積算データは、図7に示す表示ルー
チンにてその大きさが判断されるが、所定値(228)
よりも小さいときは(S51)、走行機体7は直進して
いるものと判断し、出力ポートP0 ,P1 両方からは低
電位信号が出力されることとなる(S52,S62)。
その結果、LED駆動回路23dを介してLED10b
のみが点灯され、LED10a,10cは消灯される。
【0038】一方、積算データが所定値(228)より
も大きいときは(S51)、さらにその大きさが判断さ
れ(S53,S54,S55,S56,S57)、その
大きさに応じた数の出力ポートP2 ,…,P7 に高電位
信号が出力されることとなる。このとき、走行機体7の
進行方向が左右のいずれであるかも判断され(S5
9)、その進行方向に応じて出力ポートP0 又は出力ポ
ートP1 から高電位信号が出力される。その結果、出力
ポートP0 から高電位信号が出力され、出力ポートP1
から低電位信号が出力された場合には、LED駆動回路
23dを介して、出力ポートP2 ,…,P7 のうち高電
位を出力した出力ポートの数だけのLED10aが点灯
される(LED10b,10cは消灯)。また、出力ポ
ートP0 から低電位信号が出力され、出力ポートP1
ら高電位信号が出力された場合には、LED駆動回路2
3dを介して、出力ポートP2 ,…,P7 のうち高電位
を出力した出力ポートの数だけのLED10cが点灯さ
れる(LED10a,10bは消灯)。
【0039】なお、上記いずれの場合においても、出力
ポートP0 ,…,P7 から信号が出力される前には、セ
ンサ値のデータチェックが行われる(S61,図8)。
【0040】かかるデータチェックでは、図8に示すよ
うに、センサ値の大きさが判断され(S71,S7
2)、センサ値の大きさが所定の範囲(121〜13
3,約0.5〜5deg)以外の場合には、走行機体7
が回向中であるとして積算データがクリアされる(S7
3)。そして、かかる場合には、出力ポートP0 ,…
…,P7 全てから高電位信号を出力し(S74)、その
結果、LED10b以外のLED10a,10cが全て
点灯される。
【0041】これにより、振動ジャイロ9の検知信号S
0 をバンドパスフィルタ23aに通すため、機体振動に
伴うノイズ及びドリフトによるニュートラル点の上昇を
除去でき、進行方向の変化により生じた角速度だけを純
粋に抽出でき、振動ジャイロ9のドリフトやヒステリシ
スの影響を回避できる。
【0042】また、バンドパスフィルタ23aに通すこ
とにより低下したニュートラル点を、定電圧発生回路2
3bからのバイアス電圧により元に戻すことにより、マ
イコン23cによる時間積分を可能にしている。
【0043】さらに、定電圧発生回路23bからのバイ
アス電圧をマイコン23cに入力して演算時のデータと
して用いるため、バイアス電圧の変動に伴う演算結果の
誤差も解消できる。
【0044】またさらに、LED10a,10cは赤色
で点灯し、LED10bは緑色で点灯することにより、
オペレータが走行機体7の左右の偏位角を明確に認識で
きる。特に、偏位角0のときと、わずかに偏位角が生じ
たとき(LED1個点灯)との見分けがし易くなった。
【0045】また、走行機体7の偏位角の大きさに応じ
た数だけLED10a,10cを段階的に点灯するた
め、オペレータが偏位角の大きさを容易に認識でき、こ
れをステアリング操作の目安にすることにより、走行機
体7を直進させやすくできる。
【0046】さらに、作業開始時や回向時等、検出角速
度が大きい場合には、積算データをクリアした上で、L
ED10a,10cを全て点灯させるため、オペレータ
にリセット中であることを知らせることができる。
【0047】またさらに、セットして所定時間が経過し
た後に本検出装置は起動されるため、走行機体7がほぼ
直進状態に入ったときから積算を開始することとなる。
したがって、走行機体7の進行方向を過って表示するこ
とがない。
【0048】一方、LED駆動回路23dを用いること
により、出力ポートが8ビットのみのマイコン23a
で、13個のLEDを点滅できる。
【0049】なお、上記実施例においては、0.5Hz
〜10Hz以外の周波数成分をカットしたが、もちろん
これに限る必要はなく、同程度の周波数成分をカットす
るようにしてもよい。
【0050】また、本装置の起動は、一定時間経過後に
自動セットされるものとしたが、もちろんこれに限る必
要はなく、専用ボタンによりすぐに起動されるようにし
ても良く、また、作業機昇降レバーのON,OFFに連
動させても、或いは、ステアリング11の動きを検知す
ることに基づきステアリング11が動かなくなってから
一定時間経過後を直進状態と判断して起動させてもよ
い。
【0051】さらに、上述した実施例においては、マイ
コン23cによる演算結果をステアリング操作のモニタ
として用いたが、もちろんこれに限る必要はなく、かか
る演算結果を乗用田植機1の直進制御に用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例に係る進行方向検出装置を搭載した乗
用田植機の構造を示す平面図。
【図2】振動ジャイロの出力特性を示した図。
【図3】マイコンユニットの構造等を示す回路図。
【図4】(a) は、振動ジャイロの検知信号の波形を示す
図、(b) は、バンドパスフィルタを通過した信号の波形
を示す図、(c) は、定電圧発生回路によりバイアス電圧
が加えられた信号の波形を示す図。
【図5】マイコンによるメイン処理を示したフローチャ
ート図。
【図6】マイコン内の積算処理を示したフローチャート
図。
【図7】演算結果がLED表示器により表示される手順
を示したフローチャート図。
【図8】機体回向時の制御を示すフローチャート図。
【符号の説明】
1 移動農機(乗用田植機) 2 走行車両 3 植付部 5 前輪 6 後輪 7 機体(走行機体) 9 加速度検知手段(振動ジャイロ) 10 LED表示器 11 ステアリング 22 運転席 23 マイコンユニット 23a フィルタ手段(バンドパスフィルタ) 23b 定電圧発生手段(定電圧発生回路) 23c 演算手段(マイコン) 23d LED駆動回路
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年10月9日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 移動農機の進行方向検出装置
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、乗用田植機、トラクタ
等の移動農機に係り、詳しくは、機体の進行方向のずれ
を検知する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、移動農機により移植作業等を行う
場合には、圃場状態やステアリング等の原因で進行方向
が変わってしまい、移植苗が既植苗に接近したり、作業
時に隣接条を荒らしてしまう等の不具合があった。ま
た、かかる進行方向の修正には、オペレータの熟練が必
要であった。
【0003】このような問題を解決すべく、振動ジャイ
ロ等の速度センサを備え、速度センサからの信号を
積分することにより機体の偏位量を算出する装置が提案
されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、機体に装着さ
れた速度センサは、エンジン振動、走行時振動等の種
々の振動をもノイズとして検知しており、また、速度
センサの出力値が、速度センサ内の発熱等に伴うドリ
フトによって変化していた。その結果、従来技術により
算出された偏位量は必ずしも正確なものではなかった。
【0005】そこで、本発明は、機体振動、或は、
度センサの出力値のドリフトによる変化にかかわらず、
正確な機体の偏位角を検知する移動農機の進行方向検出
装置を提供することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述事情に鑑
みなされたものであって、機体(7)の所定位置に配置
されると共に機体(7)の進行方向の変化に伴い発生す
速度を検知する速度検知手段(9)と、該速度
検知手段(9)の検知信号から所定の周波数領域以外の
信号を除去するフィルタ手段(23a)と、該フィルタ
手段(23a)を通過した信号にバイアス電圧を加える
定電圧発生手段(23b)と、前記フィルタ手段(23
a)を通過した信号を積分して機体(7)の偏位角を求
める演算手段(23c)と、を備えたことを特徴とす
る。
【0007】この場合、前記定電圧発生手段(23b)
のバイアス電圧が前記演算手段(23c)に入力される
と共に、該演算手段(23c)が該バイアス電圧を基準
にして演算する、ようにしてもよい。
【0008】
【作用】以上構成に基づき、機体(7)が走行時にその
進行方向が変化すると、速度検知手段(9)が、機体
(7)の進行方向の変化に伴い発生する速度を検知す
る。フィルタ手段(23a)は、速度検知手段(9)
の検知信号から所定の周波数領域以外の信号を除去し、
定電圧発生手段(23b)は、前記フィルタ手段(23
a)を通過した信号にバイアス電圧を加える。そして、
演算手段(23c)は、前記フィルタ手段(23a)を
通過した信号を積分して機体(7)の偏位角を求める。
【0009】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
速度検知手段(9)が機体振動等に伴うノイズも同時
に検知したとしても、該ノイズはフィルタ手段(23
a)により除かれるため、正確な速度を求めることが
できる。また、定電圧発生手段(23b)は、前記フィ
ルタ手段(23a)を通過した信号にバイアス電圧を加
えるため、演算手段(23c)による時間積分を行うこ
とができる。
【0010】なお、上述カッコ内の符号は、図面と対照
するためのものであり、何ら本発明の構成を限定するも
のではない。
【0011】
【実施例】以下、図面に沿って本発明の実施例について
説明する。
【0012】まず、図1に沿って、本発明に係る進行方
向検出装置を搭載した乗用田植機の構造について、簡単
に説明する。ここで、図1は、乗用田植機の構造を示す
平面図である。
【0013】乗用田植機(移動農機)1は、図1に示す
ように、その前部が走行車両2になっており、後方には
植付部3が装着されている。走行車両2は、前輪5,5
及び後輪6,6により支持されている走行機体7を有し
ており、この走行機体7には運転席22が取りつけられ
ている。また、運転席22の前方にはステアリング11
が立設されており、ステアリング11の下方のステップ
下には振動ジャイロ(速度検知手段)9が取り付けら
れている。さらに、ステアリング11の前方の計器盤に
はLED表示器10が取り付けられており、これらの振
動ジャイロ9及びLED表示器10は、共に、運転席2
2の下方に配設されたマイコンユニット23に接続され
ている。
【0014】なお、この振動ジャイロ9は、図2に示す
ように、走行機体7が直進しその角速度が0deg/s
のときは、2.5Vの電圧信号を出力するようになって
おり、その出力電圧は、この2.5Vをニュートラル点
として、走行機体7の進行方向の変化に伴って生じる角
速度の大きさに応じて、直線的に増加又は減少するよう
になっている。
【0015】次に、本発明に係る進行方向検出装置につ
いて、図3に沿って、説明する。ここで、図3は、マイ
コンユニット23の構造等を示す回路図である。
【0016】前述した振動ジャイロ9は、マイコンユニ
ット23内に設けられたバンドパスフィルタ(フィルタ
手段)23aに接続されており、振動ジャイロ9の検知
信号がバンドパスフィルタ23aに入力されるようにな
っている。かかるバンドパスフィルタ23aは、ハイパ
スフィルタとローパスフィルタとを有しており、振動ジ
ャイロ9の検知信号から所定の周波数成分(0.5Hz
〜10Hz)以外の信号を除去するようになっている。
【0017】また、マイコンユニット23には、定電圧
発生回路(定電圧発生手段)23bが設けられており、
バンドパスフィルタ23aの出力信号に所定のバイアス
電圧を印加し、出力信号のレベルを上げるようになって
いる。
【0018】さらに、定電圧発生回路23bによって一
定電圧が印加された出力信号は、マイコン23cに入力
されるようになっている。このマイコン23cは、かか
る出力信号を積分して機体7の偏位角を演算するように
なっており、その演算結果に応じて、8ビットの出力ポ
ートP0 ,……,P7 からそれぞれ高電位または低電位
の信号が出力されるようになっている。このうち、出力
ポートP0 ,P1 は、機体7の進行方向が左右に偏位し
た場合に選択的に高電位または低電位の信号が出力され
るポートであり、出力ポートP2 ,…,P7 は偏位角の
大きさに応じて高電位信号が出力されるポートである。
偏位方向が左であるか右であるかを問わず、偏位角が小
さければ出力ポートP2 のみが高電位信号を出力し、偏
位角が大きければその大きさに応じて高電位信号を出力
する出力ポートを増加させ、最大のときは、出力ポート
2 ,…,P7 の全てが高電位信号を出力するようにな
っている。
【0019】また、このマイコン23cの入力ポートに
は、定電圧発生回路23bのバイアス電圧が、振動ジャ
イロ9の検知信号と同様に入力されており、マイコン2
3c内での演算は、かかるバイアス電圧を基準に行われ
ている。
【0020】なお、このマイコン23cは、検出した角
速度が所定範囲(121〜133,約0.5〜5de
g)以外の場合には、積算データをクリアするようにな
っており、かかる場合には、出力ポートP2 ,…,P7
の全てが高電位信号を出力するようになっている。
【0021】このマイコン23cの出力ポート側には、
LED駆動回路23dが接続されており、LED駆動回
路23dは、13コのアンドゲートを有している。そし
て、8ビットの出力ポートP0 ,……,P7 は、これら
のアンドゲートを介してLED表示器10に接続されて
おり、LED1a,10b,10cが、演算により求め
た偏位角に応じて段階的に点灯されるようになってい
る。
【0022】なお、LED10a,10cは赤色で点灯
し、LED10bは緑色で点灯されるようになってい
る。
【0023】ついで、上述実施例の作用について、図4
〜図8に沿って説明する。
【0024】ここで、図4は、振動ジャイロ9の検知信
号の波形の変化を示した図であり、図5は、マイコン2
3cによるメイン処理を示したフローチャート図であ
り、図6は、マイコン23c内の積算処理を示したフロ
ーチャート図であり、図7は、LED表示器10により
表示される手順を示したフローチャート図であり、図8
は、機体回向時の制御を示すフローチャート図である。
【0025】いま、オペレータが、作業時にスイッチ
(不図示)を押して進行方向検出装置を起動させると、
振動ジャイロ9は、走行機体7における進行方向の変化
を検知し、角速度及び進行方向に応じた電圧の検知信号
0 を出力する(図2)。しかし、乗用田植機1の走行
時においては、振動ジャイロ9は、その進行方向の変化
に伴って生じた速度の他、走行機体7の振動に伴って
発生する速度も検知する。また、図2で述べたニュー
トラル点も、振動ジャイロ9内の発熱に伴うドリフトに
より時間と共に変化する。したがって、振動ジャイロ9
の検知信号S0 は、図4(a) に示すように、高周波のノ
イズが乗ると共に、ニュートラル点も時間と共に変化し
たものとなる(ΔV)。
【0026】かかる振動ジャイロ9の検知信号S0 はバ
ンドパスフィルタ23aに送られるが、バンドパスフィ
ルタ23aにおいては、ドリフトによる傾斜分(ΔV)
がハイパスフィルタにより除去されると共に、機体振動
によるノイズがローパスフィルタで除去される。その結
果、バンドパスフィルタ23aを通過した信号S1 は、
図4(b) に示すように、進行方向の変化により生じた角
速度だけを純粋に表したものとなる。
【0027】かかる信号S1 は、ニュートラル点が0V
となっているが、定電圧発生回路23bからのバイアス
電圧(2.5V)が加算され、再び2.5Vをニュート
ラル点とした信号S2 となる(図4(c) )。
【0028】この信号S2 は、マイコン23cに送ら
れ、マイコン23c内にて時間積分される。
【0029】次に、このマイコン23cにおける演算の
様子を、図5〜図8に沿って、詳細に説明する。
【0030】振動ジャイロ9及びマイコン23cが起動
されると、図5に示すように、マイコン23cは、信号
2 の読み込みを1ms後に開始する(S1,S2)。
そして、データの読み込みを完了すると(S3)、積算
処理を行う(S4)。
【0031】この積算処理においては、図6に示すよう
に、まず、信号S2 の電圧値(以下、“センサ値”とす
る)とニュートラル点の電圧値との大小の比較が行われ
る(S10)。ここで、説明簡略化のため、走行機体7
が左方向へ移動した場合はセンサ値がニュートラル点の
電圧値よりも大きくなるものとし、右方向へ移動した場
合は小さくなるものとする。なお、かかるニュートラル
点の電圧値は、定電圧発生回路23bから直接入力され
たバイアス電圧を用いている。
【0032】ところで、センサ値の時間積分をするに当
たっては、単位時間Δtについて複数のセンサ値を読み
込み、それらを加算することとなるが、乗用田植機1の
実際の走行に合わせて、場合に分けて説明する。 A.走行機体7が、単位時間Δt中、左方向又は真直ぐ
にのみ移動した場合 入力されたセンサ値が全てニュートラル点以上となり
(S10)、かかる場合には、センサ値からニュートラ
ル点の値が減算される(S11)。そして、(−)フラ
グはクリアされた状態にあり(S12)、そのセンサ値
は、積算データとして積算され時間積分がなされる(S
13)。積算データが所定値(51200)よりも小さ
い場合には(S14)、その積算データを保持したまま
積算処理を終了し、表示ルーチンが作動する(S5,図
7)。
【0033】一方、積算データが所定値(51200)
以上の場合には、積算データはクリアされる(S1
5)。この場合には、後述するごとく、データチェック
(S61,図8)にて、走行機体7が回向時であると判
断されることとなる。 B.走行機体7が、単位時間Δt中、左右に移動した場
合 この場合は、左方向への移動時のデータAはS13にて
積算され、右方向への移動時のデータAはS43にて減
算される。そして、右方向への移動量の方が多くて積算
データが負になった場合には(S44)、その絶対値が
取られる(S45)。その後の積算は、S23及びS3
3にて行われる。
【0034】なお、積算データが所定値(51200)
以上の場合には(S14,S34)、積算データは上記
の場合と同様にクリアされる(S15,S35)。 C.走行機体7が、単位時間Δt中、右方向にのみ移動
した場合 かかる場合には、入力されたセンサ値が全てニュートラ
ル点より小さくなり(S10)、ニュートラル点の値か
らセンサ値が減算される(S31)。
【0035】そして、最初のデータAに関しては(−)
フラグはクリアされた状態にあり(S32)、該データ
AはS43にて処理される。かかる場合、積算データは
負となるためその絶対値が取られ(S45)、(−)フ
ラグがセットされる(S46)。したがって、次のデー
タA以降の積算はS33にて行われ、時間積分がなされ
る。積算データが所定値(51200)よりも小さい場
合には(S34)、その積算データを保持したまま積算
処理を終了し、表示ルーチンが作動する(S5,図
7)。
【0036】なお、積算データが所定値(51200)
以上の場合には(S34)、積算データは上記の場合と
同様にクリアされ(S35)、(−)フラグはクリアさ
れる(S36)。
【0037】かかる積算データは、図7に示す表示ルー
チンにてその大きさが判断されるが、所定値(228)
よりも小さいときは(S51)、走行機体7は直進して
いるものと判断し、出力ポートP0 ,P1 両方からは低
電位信号が出力されることとなる(S52,S62)。
その結果、LED駆動回路23dを介してLED10b
のみが点灯され、LED10a,10cは消灯される。
【0038】一方、積算データが所定値(228)より
も大きいときは(S51)、さらにその大きさが判断さ
れ(S53,S54,S55,S56,S57)、その
大きさに応じた数の出力ポートP2 ,…,P7 に高電位
信号が出力されることとなる。このとき、走行機体7の
進行方向が左右のいずれであるかも判断され(S5
9)、その進行方向に応じて出力ポートP0 又は出力ポ
ートP1 から高電位信号が出力される。その結果、出力
ポートP0 から高電位信号が出力され、出力ポートP1
から低電位信号が出力された場合には、LED駆動回路
23dを介して、出力ポートP2 ,…,P7 のうち高電
位を出力した出力ポートの数だけのLED10aが点灯
される(LED10b,10cは消灯)。また、出力ポ
ートP0 から低電位信号が出力され、出力ポートP1
ら高電位信号が出力された場合には、LED駆動回路2
3dを介して、出力ポートP2 ,…,P7 のうち高電位
を出力した出力ポートの数だけのLED10cが点灯さ
れる(LED10a,10bは消灯)。
【0039】なお、上記いずれの場合においても、出力
ポートP0 ,…,P7 から信号が出力される前には、セ
ンサ値のデータチェックが行われる(S61,図8)。
【0040】かかるデータチェックでは、図8に示すよ
うに、センサ値の大きさが判断され(S71,S7
2)、センサ値の大きさが所定の範囲(121〜13
3,約0.5〜5deg)以外の場合には、走行機体7
が回向中であるとして積算データがクリアされる(S7
3)。そして、かかる場合には、出力ポートP0 ,…
…,P7 全てから高電位信号を出力し(S74)、その
結果、LED10b以外のLED10a,10cが全て
点灯される。
【0041】これにより、振動ジャイロ9の検知信号S
0 をバンドパスフィルタ23aに通すため、機体振動に
伴うノイズ及びドリフトによるニュートラル点の上昇を
除去でき、進行方向の変化により生じた角速度だけを純
粋に抽出でき、振動ジャイロ9のドリフトやヒステリシ
スの影響を回避できる。
【0042】また、バンドパスフィルタ23aに通すこ
とにより低下したニュートラル点を、定電圧発生回路2
3bからのバイアス電圧により元に戻すことにより、マ
イコン23cによる時間積分を可能にしている。
【0043】さらに、定電圧発生回路23bからのバイ
アス電圧をマイコン23cに入力して演算時のデータと
して用いるため、バイアス電圧の変動に伴う演算結果の
誤差も解消できる。
【0044】またさらに、LED10a,10cは赤色
で点灯し、LED10bは緑色で点灯することにより、
オペレータが走行機体7の左右の偏位角を明確に認識で
きる。特に、偏位角0のときと、わずかに偏位角が生じ
たとき(LED1個点灯)との見分けがし易くなった。
【0045】また、走行機体7の偏位角の大きさに応じ
た数だけLED10a,10cを段階的に点灯するた
め、オペレータが偏位角の大きさを容易に認識でき、こ
れをステアリング操作の目安にすることにより、走行機
体7を直進させやすくできる。
【0046】さらに、作業開始時や回向時等、検出角速
度が大きい場合には、積算データをクリアした上で、L
ED10a,10cを全て点灯させるため、オペレータ
にリセット中であることを知らせることができる。
【0047】またさらに、セットして所定時間が経過し
た後に本検出装置は起動されるため、走行機体7がほぼ
直進状態に入ったときから積算を開始することとなる。
したがって、走行機体7の進行方向を過って表示するこ
とがない。
【0048】一方、LED駆動回路23dを用いること
により、出力ポートが8ビットのみのマイコン23a
で、13個のLEDを点滅できる。
【0049】なお、上記実施例においては、0.5Hz
〜10Hz以外の周波数成分をカットしたが、もちろん
これに限る必要はなく、同程度の周波数成分をカットす
るようにしてもよい。
【0050】また、本装置の起動は、一定時間経過後に
自動セットされるものとしたが、もちろんこれに限る必
要はなく、専用ボタンによりすぐに起動されるようにし
ても良く、また、作業機昇降レバーのON,OFFに連
動させても、或いは、ステアリング11の動きを検知す
ることに基づきステアリング11が動かなくなってから
一定時間経過後を直進状態と判断して起動させてもよ
い。
【0051】さらに、上述した実施例においては、マイ
コン23cによる演算結果をステアリング操作のモニタ
として用いたが、もちろんこれに限る必要はなく、かか
る演算結果を乗用田植機1の直進制御に用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例に係る進行方向検出装置を搭載した乗
用田植機の構造を示す平面図。
【図2】振動ジャイロの出力特性を示した図。
【図3】マイコンユニットの構造等を示す回路図。
【図4】(a) は、振動ジャイロの検知信号の波形を示す
図、(b) は、バンドパスフィルタを通過した信号の波形
を示す図、(c) は、定電圧発生回路によりバイアス電圧
が加えられた信号の波形を示す図。
【図5】マイコンによるメイン処理を示したフローチャ
ート図。
【図6】マイコン内の積算処理を示したフローチャート
図。
【図7】演算結果がLED表示器により表示される手順
を示したフローチャート図。
【図8】機体回向時の制御を示すフローチャート図。
【符号の説明】 1 移動農機(乗用田植機) 2 走行車両 3 植付部 5 前輪 6 後輪 7 機体(走行機体) 9 速度検知手段(振動ジャイロ) 10 LED表示器 11 ステアリング 22 運転席 23 マイコンユニット 23a フィルタ手段(バンドパスフィルタ) 23b 定電圧発生手段(定電圧発生回路) 23c 演算手段(マイコン) 23d LED駆動回路
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図3
【補正方法】変更
【補正内容】
【図3】
【手続補正3】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図7
【補正方法】変更
【補正内容】
【図7】

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 機体の所定位置に配置されると共に機体
    の進行方向の変化に伴い発生する加速度を検知する加速
    度検知手段と、 該加速度検知手段の検知信号から所定の周波数領域以外
    の信号を除去するフィルタ手段と、 該フィルタ手段を通過した信号にバイアス電圧を加える
    定電圧発生手段と、 前記フィルタ手段からの信号を積分して機体の偏位角を
    求める演算手段と、 を備えたことを特徴とする移動農機の進行方向検出装
    置。
  2. 【請求項2】 前記定電圧発生手段のバイアス電圧が前
    記演算手段に入力されると共に、該演算手段が該バイア
    ス電圧を基準にして演算する、 請求項1記載の移動農機の進行方向検出装置。
JP4143193A 1992-05-09 1992-05-09 移動農機の進行方向検出装置 Pending JPH05308807A (ja)

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JP (1) JPH05308807A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019033673A (ja) * 2017-08-10 2019-03-07 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構 歩行型作業車両用の危険挙動検出装置
JP2020099223A (ja) * 2018-12-20 2020-07-02 株式会社クボタ 作業車

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