JPH061408B2 - ビ−ム光利用の作業車誘導装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、作業行程の長さ方向に沿って一端側から他端
側に向けて誘導用のビーム光を投射するビーム光投射手
段が、互いに平行する複数個の作業行程夫々において前
記ビーム光を投射させるように、移動設置自在に設けら
れたビーム光利用の作業車誘導装置に関する。

〔従来の技術〕

上記この種のビーム光利用の作業車誘導装置は、例え
ば、田植え機やトラクタ等の農用作業車や建設用の作業
車を作業行程に沿って直進させるための走行方向を示す
ガイドとして用いる誘導用ビーム光を、作業行程の長さ
方向に沿って一端側から他端側に向けて投射するように
したものであるが、各作業行程でのビーム光投射方向が
平行となるように、ビーム光投射手段を作業行程の並ぶ
方向に向けて作業幅に対応して移動設置しながら、複数
個の作業行程の夫々において、ビーム光の投射方向を設
定する必要がある。

そこで、従来では、複数個の作業行程の並ぶ方向の両端
側に、反射鏡を夫々設置すると共に、誘導用のビーム光
を投射するビーム光投射手段側に受光器を設け、この両
端の反射鏡の夫々に向けて誘導用のビーム光を交互に投
射して、受光器が両反射鏡からの光を受光する角度が１
８０度異なる位置となるように、作業行程の長さ方向に
対するビーム光投射手段の位置を調節した後、受光器が
反射光を受光した位置から設定角度を作業行程側に向き
変更させることにより、各作業行程でのビーム光投射方
向が平行となるようにする手段が考えられている（特願
昭61-167136号参照）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、誘導用のビーム光は、作業行程の端部側
から投射されていればよいものであって、作業行程の長
さ方向に対するビーム光投射手段の設置位置の変動は、
各作業行程でのビーム光の平行性には本来無関係である
が、上記従来手段では、ビーム光の平行性に無関係な作
業行程の長さに対するビーム光投射手段の位置を正確に
設定しなければ投射されるビーム光を平行にできない不
利がある。

又、上記従来手段によると、作業行程の長さ方向に対す
るビーム光投射手段の位置を正確に設定した後に、再
度、ビーム光投射方向を設定する必要があり、ビーム光
投射手段の移動設置が面倒であった。

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、作業行程の長さ方向に対するビーム光投射手
段の位置に拘らず、各作業行程でのビーム光投射方向が
平行となるようにできるようにすることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によるビーム光利用の作業車誘導装置の特徴構成
は、前記複数個の作業行程が並ぶ方向に沿う基準ライン
が設けられ、前記ビーム光投射手段側には、前記基準ラ
インに対する傾きを検出する傾き検出手段と、その傾き
検出手段の検出情報に基づいて、前記ビーム光が前記基
準ラインの長さ方向に対して設定角度となる方向に向け
て投射されるように、前記ビーム光の投射方向を変更調
節する投射方向調節手段とが設けられている点にあり、
その作用並びに効果は以下の通りである。

〔作用〕

すなわち、ビーム光投射手段側で、複数個の作業行程が
並ぶ方向に沿って設けられた基準ラインに対する傾きを
検出させて、その検出した傾きに基づいて、基準ライン
の長さ方向に対するビーム光投射方向を変更調節させる
のである。

〔発明の効果〕

従って、複数個の作業行程が並ぶ方向に沿って設けら
れた基準ラインに対する傾きを検出して、基準ラインの
長さ方向に対するビーム光投射方向を変更調節させるの
で、作業行程の長さ方向に対するビーム光投射手段の位
置が前後にずれても、そのずれに影響されることなく、
ビーム光投射手段から投射されるビーム光の投射方向
が、作業行程の夫々において平行となるようにできる。
もって、ビーム光投射手段の作業行程の並ぶ方向への移
動設置が容易に行えるに至った。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第４図に示すように、作業行程の長さ方向に沿って一端
側から他端側に向けて作業車誘導用のビーム光(A)を投
射するビーム光投射手段としてのレーザ光投射装置(1)
が、複数個の作業行程が並ぶ方向に沿って人為的に移動
される台車(V₁)に搭載され、もって、互いに平行する複
数個の作業行程夫々において、前記ビーム光(A)を、後
述の田植え用の作業車(V₂)側に設けられた前記ビーム光
(A)に対する車体横幅方向の位置検出用の受光器(2)に向
けて投射させることができるように構成されている。

前記作業車(V₂)は、各作業行程の両端部において180度
方向転換し、そして、前記受光器(2)による前記ビーム
光(A)の受光情報に基づいて作業行程の長さ方向に向け
て直進するように操向制御されながら往復走行して、所
定範囲の圃場における植え付け作業を自動的に行うこと
になる。

但し、前記作業車(V₂)が隣接する作業行程を一往復する
間は前記レーザ光投射装置(1)を移動することなく誘導
できるように、前記作業車(V₂)側の受光器２の受光面の
方向を前後180度反転自在に構成すると共に、前記作業
車(V₂)が作業行程を一往復する毎に、前記レーザ光投射
装置(1)を、２行程分の作業幅に相当する距離を車体横
幅方向に移動させるようにしてある。

前記レーザ光投射装置(1)が設置される作業行程の一端
側には、作業行程の長さ方向に直交する複数個の作業行
程が並ぶ方向に沿って張設されたワイヤーにて形成され
る基準ライン(L)が設けられ、各作業行程における前記
ビーム光(A)の投射位置を示すマーク(m)の複数個が、前
記レーザ光投射装置(1)を移動させる２行程分の間隔を
隔てて設けられている。

前記レーザ光投射装置(1)について説明すれば、第２図
及び第３図に示すように、レーザ光を上下方向に向けて
設定角度に亘つて走査することにより、誘導用のビーム
光(A)を作業行程の長さ方向に向けて投射するレーザ光
源(3)が、その向きを電動モータ(4)にて縦軸心(Y₁)周り
に回動自在な状態で前記台車(V₁)に枢着されたターンテ
ーブル(5)の上に搭載され、前記基準ライン(L)に対する
傾きを検出する傾き検出手段としての一対のラインセン
サ(S₁),(S₂)が、前記台車(V₁)の前後方向に間隔を隔て
て位置する状態で、前記ターンテーブル(5)の作業行程
側に面した横方向に設けられている。

前記一位のラインセンサ(S₁),(S₂)について説明すれ
ば、第１図及び第２図に示すように、複数個の磁性感知
式のリードスイッチ(SW₁)〜(SW_n)が、前記基準ライン
(L)に対して交差する方向となる前記台車(2)の車体横幅
方向に向けて並設され、前記基準ライン(L)を感知して
作動したスイツチの位置に基づいて、前記基準ライン
(L)に対する前記台車(V₁)の横幅方向の位置を検出する
ように構成されている。

但し複数個のリードスイッチ(SW₁)〜(SW_n)の夫々は、Ｎ
Ｃ接点とＮＯ接点とを有する切り換え型のスイッチに構
成され、車体横幅方向における一方の端に位置するリー
ドスイッチ(SW₁)の共通接点が電源(E)に接続され、その
リードスイッチ(SW₁)以降の各リードスイッチ(SW₂)〜(S
W_n)の共通接点が、一つ前のリードスイッチのＮＣ接点
に接続され、各リードスイッチ(SW₁)〜(SW_n)のＮＯ接点
が、一端を接地された抵抗(Rk)の他端に共通接続された
複数個の抵抗(R₁)〜(R_n)夫々の一端に接続されている。

尚、前記複数個の抵抗(R₁)〜(R_n)夫々の抵抗値は、前記
接地された抵抗(Rk)から出力される検出電圧(Vf),(Vr)
が前記基準ライン(L)に対する車体横幅方向の位置に応
じた値となるように、前記基準ライン(L)に対する車体
横幅方向の位置に対応して、夫々異なる値に設定されて
いる。

つまり、前記複数個のリードスイッチ(SW₁)〜(SW_n)のう
ちの前記基準ライン(L)を感知したもののうち一番端に
位置するもののみを介して前記電源(E)が前記複数個の
抵抗(R₁)〜(R_n)のうちの一つに接続されて、前記接地さ
れた抵抗(Rk)から前記基準ライン(L)に対する車体横幅
方向の位置に対応した検出電圧(Vf),(Vr)が出力される
ことになる。

そして、前記基準ライン(L)を感知したリードスイッチ
の車体横幅方向における位置が、前記前後一対のライン
センサ(S₁),(S₂)の夫々で等しくなるように前記電動モ
ータ(4)を制御することにより、前記レーザ光投射装置
(1)から投射される前記ビーム光(A)の投射方向が、作業
行程の夫々において前記基準ライン(L)に対して設定角
度としての直交する方向となるように、前記ビーム光
(A)の投射方向を変更調節する投射方向調節手段(100)が
設けられている。

前記投射方向調節手段(100)について説明すれば、第１
図に示すように、前記前後一対のラインセンサ(S₁),
(S₂)の夫々から出力される検出電圧(Vf),(Vr)の差を演
算する差動増幅器(6)と、この差動増幅器(6)の出力電圧
が設定不感帯内にあるか否かに基づいて、前記電動モー
タ(4)を正逆転並びに停止するための一対のコンパレー
タ(7),(8)とが設けられている。

尚、図中、(9),(10)は前記電動モータ(4)の駆動回路で
ある。

つまり、前記前後一対のラインセンサ(S₁),(S₂)夫々に
おける前記基準ライン(L)の感知位置が等しくなるよう
にすることにより、前記前後一対のラインセンサ(S₁),
(S₂)夫々の前記基準ライン(L)に対する幅方向の絶対位
置に拘らず、前記レーザ光投射装置(1)から投射される
前記ビーム光(A)の投射方向が、前記基準ライン(L)に直
交する方向となるようにできるのである。

次に、前記ビーム光(A)を用いて、作業行程の一端側か
ら他端側に向けて前記作業車(V₂)を直進誘導させるため
の構成について簡単に説明する。

第３図及び第４図に示すように、前記作業車(V)は、左
右一対の前後輪(11F),(11R)を備えた車体の後部に、植
え付け装置(12)が昇降自在に取り付けられ、田植え用の
作業車(V₂)が構成されている。そして、車体横側部に、
前記誘導用のビーム光(A)を受光する受光器(2)を構成す
る前後一対の光センサ(S₃),(S₄)が、前記ビーム光(A)を
同時に受光できるように、上下方向に間隔を隔てた状態
で、且つ、向き変更用の電動モータ(13)にて、それらの
受光面が車体前方側を向く状態と車体後方側を向く状態
とに、縦軸芯周りに前後180度反転自在に取り付けられ
ている。

但し、前記一対の光センサ(S₃),(S₄)は、前記作業車(V)
の進行方向が反転しても、互いに隣接する２つの作業行
程を一往復する間は、前記レーザ光投射装置(1)を移動
させることなく前記ビーム光(A)を受光できるようにす
るために、前記ビーム光(A)の投射方向の位置及び前記
一対の光センサ(S₃),(S₄)の車体横幅方向におけるセン
サ中心位置が、車体に対して最も未植え側に位置する植
え付け苗列に対して、車体横幅方向の植え付け間隔の略
半分に相当する距離分を未植え側に突出した位置となる
ようにしてある。

前記一対の光センサ(S₃),(S₄)の受光位置情報に基づい
て、前記ビーム光(A)の投射方向に対する車体向き及び
横幅方向の位置を求める手段について説明を加えれば、
複数個の受光素子が車体横幅方向に向けて並設され、車
体横幅方向の中心に位置する受光素子の位置を基準位置
として、このセンサ中心に位置する受光素子が前記ビー
ム光(A)を受光する状態を車体横幅方向のずれが無い状
態として判別し、且つ、前記一対の光センサ(S₃),(S₄)
の受光位置が前後で同一の場合を車体向きのずれが無い
状態と判別するようにしてある。

つまり、前記センサ中心に位置する受光素子に対して左
右に位置する何れの受光素子が前記ビーム光(A)を受光
するかに基づいて、前記ビーム光(A)の投射方向に対す
る車体の向き及び横幅方向夫々のずれを定量的に検出す
るのである。

従って、前記作業車(V₂)は、前記ビーム光Ａに沿って直
進するように、前記一対の光センサ(S₃),(S₄)の受光位
置情報に基づいて、前記一対の光センサ(S₃),(S₄)夫々
のセンサ中心に位置する受光素子が前記ビーム光(A)を
受光する状態を維持するように操向制御されることにな
る。但し、図示を省略するが、予め設定された走行制御
情報等や作業行程の端部に達したことを検出するための
各種センサ等の検出情報に基づいて、一つの作業行程の
終端部に達すると、次の作業行程に向けて180度方向転
換されることになる。

〔別実施例〕

上記実施例では、基準ライン(L)として、作業行程の並
ぶ方向に向けてワイヤーを張設した場合を例示したが、
前記ビーム光投射手段としてのレーザ光投射装置(1)が
搭載される台車(V₁)の移動用のガイドや軌道等に兼用構
成してもよく、基準ライン(L)の具体構成は各種変更で
きる。

又、上記実施例では、基準ライン(L)に対する傾きを検
出する傾き検出手段として、前記基準ライン(L)に対す
る車体横幅方向の位置を検出する前後一対の磁気式のラ
インセンサ(S₁),(S₂)を設けて、それらの基準ライン(L)
に対する車体横幅方向の検出位置に基づいて傾きを検出
させるように構成した場合を例示したが、例えば、二次
元イメージセンサ等を用いて直接傾きを検出するように
したり、接触式のスイッチにて傾きを検出するようにし
てもよく、傾き検出手段の具体構成は各種変更できる。

又、上記実施例では、傾き検出手段の検出情報に基づい
てビーム光(A)の投射方向を変更調節する投射方向調節
手段(100)を、前記ビーム光(A)が前記基準ライン(L)の
長さ方向に対して直交する方向に向けて投射されるよう
にレーザ光投射装置(1)の向きを制御するようにした場
合を例示したが、90度以外の方向に向けて投射されるよ
うにしてもよく、前記基準ライン(L)に対するビーム光
(A)の投射方向、並びに、投射方向調節手段(100)の具体
構成は各種変更できる。

又、上記実施例では、レーザ光投射装置(1)の移動を、
それが搭載される台車(V₁)を人為的に移動させるように
した場合を例示したが、自動的に移動させるように構成
してもよい。例えば、基準ライン(L)に兼用の前記台車
(V₁)の移動用ガイドや軌道を設け、前記ビーム光投射位
置を示すマーク(m)を検出する手段を設けたり、あるい
は作業行程の幅に対応した設定距離を移動する毎に児童
停止させるなどの手段を設けてもよい。又、前記台車(V
₁)の移動用ガイドや軌道を設けない場合には、前記作業
行程の長さ方向に対するビーム光投射位置の精度が、前
記ビーム光(A)の平行性に影響しないことを利用して、
前記台車(V₁)の向きを検出する方位センサ等を設けて、
前記台車(V₁)が設定された方向に向けて移動するよう
に、前記台車(V₁)の走行方向のみを制御する手段を設け
ればよい。又、位置合わせ用のマークの具体構成、並び
に、その接地形態等の具体構成は各種変更できる。

又、上記実施例では、作業車(V₂)に、一対の光センサ(S
₃),(S₄)を車体前後に間隔を隔てて設け、誘導用ビーム
光（Ａ）に対する向きと横幅方向の位置との両方を検出
し、そして、その検出情報に基づいて自動的に操向制御
できるようにした場合を例示したが、一個の光センサを
設け、横幅方向の位置のみを検出できるようにしてもよ
い。又、その検出情報を表示する表示器等を設けて、人
為的に操縦するようにしてもよく、光センサ及びそれの
前後向きを変更する手段の具体構成や、その検出情報を
用いて作業車を誘導するための具体構成は、各種変更で
きる。

又、上記実施例では、作業車を田植え用の作業車に構成
した場合を例示したが、本発明は、各種の作業車に適用
できるものであって、各部の具体構成は各種変更でき
る。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にするた
めに符号を記すが、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】

図面は本発明に係るビーム光利用の作業車誘導装置の実
施例を示し、第１図は投射方向調節手段の構成を示す回
路図、第２図はビーム光投射手段の平面図、第３図はビ
ーム光投射手段及び作業車の構成を示す側面図、第４図
はビーム光投射方向の説明図である。 (A)……誘導用のビーム光、(L)……基準ライン、(S₁),
(S₂)……傾き検出手段、(1)……ビーム光投射手段、(10
0)……投射方向調節手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−135908（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−176711（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−197617（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−183512（ＪＰ，Ｕ) 特公 平５−56526（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平５−17807（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】作業行程の長さ方向に沿つて一端側から他
   端側に向けて誘導用のビーム光(A)を投射するビーム光
   投射手段(1)が、互いに平行する複数個の作業行程夫々
   において前記ビーム光(A)を投射させるように、移動設
   置自在に設けられたビーム光利用の作業車誘導装置であ
   って、前記複数個の作業行程が並ぶ方向に沿う基準ライ
   ン(L)が設けられ、前記ビーム光投射手段１側には、前
   記基準ライン(L)に対する傾きを検出する傾き検出手段
   (S₁),(S₂)と、その傾き検出手段(S₁),(S₂)の検出情報に
   基づいて、前記ビーム光(A)が前記基準ライン(L)の長さ
   方向に対して設定角度となる方向に向けて投射されるよ
   うに、前記ビーム光(A)の投射方向を変更調節する投射
   方向調節手段(100)とが設けられているビーム光利用の
   作業車誘導装置。