JPH06149354A - ビーム光誘導式作業車の走行制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回向動作後に操向制御用センサが誘導用ビー
ム光を受光していない場合に、初回の操向方向を適切に
判断して受光状態に迅速に復帰させる。 【構成】 走行行程に沿って誘導用ビーム光Ａ１を投射
するビーム光投射手段Ｂ１と、作業車Ｖに、操向制御用
光センサ１７と、その受光情報に基づいて作業車Ｖを操
向制御する操向制御手段１００と、走行行程の終端部か
ら次の走行行程の始端部に作業車Ｖを回向動作させる回
向制御手段１０１とが設けられ、操向制御手段１００
が、回向動作後に操向制御用光センサ１７が誘導用ビー
ム光Ａ１を受光していない場合に、車体横幅方向に操向
方向を切り換えながら繰返し操向して受光状態に復帰さ
せる操向を行うと共に、受光状態に復帰したときの操向
方向を記憶する復帰方向記憶手段１０２が設けられ、再
び非受光状態が生じた場合には、初回の操向方向を復帰
方向記憶手段１０２の情報に基づいて判別する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、作業車が複数個の走行
行程の夫々に沿って自動走行するように、走行行程に沿
って誘導用ビーム光を投射する誘導用ビーム光投射手段
が設けられ、前記作業車には、前記誘導用ビーム光を受
光する操向制御用光センサと、その操向制御用光センサ
の受光情報に基づいて前記作業車が前記誘導用ビーム光
に沿って自動走行するように操向制御する操向制御手段
と、前記作業車が一つの走行行程の終端部に達するに伴
って、その一つの走行行程に隣接する次の走行行程の始
端部に向けて設定回向パターンで前記作業車を回向動作
させる回向制御手段とが設けられ、前記操向制御手段
は、前記設定回向パターンでの回向動作後において前記
操向制御用光センサが前記誘導用ビーム光を受光してい
ない場合に、前記作業車を車体横幅方向に操向して受光
状態に復帰させる復帰操向を操向方向を切り換えながら
繰返し行うように構成されたビーム光誘導式作業車の走
行制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記この種のビーム光誘導式作業車の走
行制御装置は、作業用に設定された複数個の走行行程の
一端側から他端側に向けて投射される誘導用ビーム光に
沿って自動走行する作業車が、それらの走行行程すべて
に亘って自動走行するように、作業車が各走行行程の終
端部に達するに伴って、次の行程の始端部に向けて自動
的に移動させるようにしたものであるが、従来では、次
の行程の始端部に移動させる回向動作中は誘導用ビーム
光によって作業車を誘導することができないので、回向
動作においては予め設定された設定回向パターンで自動
的に回向させるようにすると共に、前記設定回向パター
ンで回向動作させた場合の実際の回向軌跡が所望の回向
軌跡から大きくずれる等のために回向動作後の次の走行
行程の始端部において操向制御用光センサが誘導用ビー
ム光を受光していない場合には、車体を車体横幅方向の
両方向に予め決められた操向方向の順序で操向させて受
光状態に復帰させるようにしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
では、誘導用ビーム光の操向制御用光センサに対するず
れの方向が復帰操向における初回の操向方向に一致して
いる場合には、比較的短時間に受光状態に復帰させるこ
とができるが、上記ずれの方向が初回の操向方向と反対
である場合には、その初回の操向では受光状態に復帰さ
せることはできないにもかかわらず無駄な操向を行うこ
とになり、受光状態へ復帰させるのに長時間を要すると
いう不具合があった。

【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、上記従来技術の欠点を解消すべ
く、回向動作後に操向制御用センサが誘導用ビーム光を
受光していない場合に、復帰操向における初回の操向方
向を適切に判断して操向制御用センサが誘導用ビーム光
を受光する状態に迅速に復帰させることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によるビーム光誘
導式作業車の走行制御装置の特徴構成は、前記作業車
に、前記復帰操向の実行に伴って前記操向制御用光セン
サが前記誘導用ビーム光を受光する状態に復帰したとき
の前記作業車の操向方向を記憶する復帰方向記憶手段が
設けられ、前記操向制御手段は、前記回向動作後におい
て前記操向制御用光センサが前記誘導用ビーム光を受光
していない場合には、その復帰操向における初回の操向
方向を前記復帰方向記憶手段の情報に基づいて判別する
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、回向動作後の次の
走行行程の始端部において操向制御用光センサが誘導用
ビーム光を受光していない場合に、作業車を車体横幅方
向に操向方向を切り換えながら操向させて受光状態に復
帰させる復帰操向が実行され、その復帰操向によって受
光状態に復帰したときの操向方向が記憶される。そし
て、その後、回向動作後において操向制御用光センサが
誘導用ビーム光を受光していない状態が発生した場合に
は、以前の復帰操向において記憶された操向方向の情報
に基づいて初回の操向方向を設定して復帰操向を実行
し、上記受光状態に復帰した後は、次の走行行程におけ
る操向制御用光センサの受光情報に基づく操向制御を開
始する。

【０００７】

【発明の効果】従って、本発明の特徴構成によれば、回
向動作後に操向制御用光センサが次の走行行程の誘導用
ビーム光を受光していない場合に、その誘導用ビーム光
を受光する状態に復帰させる復帰操向において作業車を
車体横幅方向に操向すべき初回の操向方向が以前の復帰
操向において受光状態に復帰したときの操向方向の情報
から適切に判断できるので、受光状態に迅速に復帰させ
ることができ、もって、従来のように、予め決められた
初回の操向方向が実際のずれの方向と反対である場合に
受光状態に復帰するまでに長時間を要するという不具合
もなく、操作性と信頼性に優れたビーム光誘導式作業車
の走行制御装置を得るに至った。

【０００８】

【実施例】以下、本発明を田植え用の作業車の走行制御
装置に適用した場合における実施例を図面に基づいて説
明する。

【０００９】図５に示すように、圃場内に設定された互
いに平行に並ぶ複数個の作業用の走行行程において、田
植え用の作業車Ｖが走行行程の長さ方向に沿って自動走
行するように誘導するための走行用ガイドとなる誘導用
ビーム光Ａ１を走行行程の長さ方向に沿って投射する誘
導用ビーム光投射手段としての誘導用レーザ光投射装置
Ｂ１が、前記複数個の走行行程が並ぶ方向に沿って隣接
する２個の走行行程に対して１個の割合でその２個の走
行行程の中間に相当する位置に設置され、もって、互い
に平行する複数個の走行行程の夫々において前記誘導用
ビーム光Ａ１を投射できるように構成している。尚、詳
述はしないが、前記誘導用ビーム光Ａ１は垂直方向の所
定角度範囲に走査されるようになっている（図６参
照）。又、本実施例では、前記誘導用ビーム光Ａ１によ
って誘導される前記作業車Ｖを、各走行行程の両端部に
おいて１８０度方向転換させながら、各走行行程を往復
走行させるようにしてある。

【００１０】又、前記走行行程の長さ方向における両端
部の位置を示すと共に、次の走行行程への回向動作の開
始位置を示すための回向用ビーム光Ａ２を、前記誘導用
ビーム光Ａ１の投射方向に対して直交する方向に向けて
投射する回向用レーザ光投射装置Ｂ２が、走行行程の長
さ方向における両端部夫々に対応する前記走行行程が並
ぶ圃場横側方箇所に設けられている。これにより、前記
作業車Ｖが各走行行程の終端部に達するに伴って、前記
作業車Ｖを次の走行行程に向けて１８０度方向転換させ
ることにより、所定範囲の圃場における植え付け作業を
連続して自動的に行えるようにしている。

【００１１】前記作業車Ｖの構成について説明すれば、
図５及び図６に示すように、左右一対の前輪３及び後輪
４を備えた車体５の後部に、作業装置としての苗植え付
け装置６が、昇降自在で且つ駆動停止自在に設けられて
いる。又、図１に示すように、前記前後輪３，４は、左
右を一対として前後で各別に操向操作自在に構成され、
操向用の油圧シリンダ７，８と、それらに対する電磁操
作式の制御弁９，１０とが設けられている。つまり、前
輪３又は後輪４の一方のみを操向する２輪ステアリング
形式、前後輪３，４を逆位相で且つ同角度に操向する４
輪ステアリング形式、前後輪３，４を同位相で且つ同角
度に操向する平行ステアリング形式の３種類のステアリ
ング形式を選択使用できるようになっている。

【００１２】図１中、１１はエンジンＥからの出力を変
速して前記前後輪３，４の夫々を同時に駆動する油圧式
無段変速装置、１２はその変速操作用の電動モータ、１
３は前記植え付け装置６の昇降用油圧シリンダ、１４は
その制御弁、１５は前記エンジンＥによる前記植え付け
装置６の駆動を断続する電磁操作式の植え付けクラッ
チ、１６は前記作業車Ｖの走行並びに前記植え付け装置
６の作動を制御するためのマイクロコンピュータ利用の
制御装置であって、後述の各種センサによる検出情報に
基づいて、前記変速用モータ１２、前記各制御弁９，１
０，１４、及び、前記植え付けクラッチ１５の夫々を制
御するように構成されている。

【００１３】前記作業車Ｖに装備されるセンサ類につい
て説明すれば、図１に示すように、前記前後輪３，４夫
々の操向角を検出するポテンショメータ利用の操向角検
出センサＲ１，Ｒ２と、前記変速装置１１の変速状態に
基づいて間接的に前後進状態及び車速を検出するポテン
ショメータ利用の車速センサＲ３と、前記変速装置１１
の出力軸の回転数を計数して走行距離を検出するための
エンコーダＳ４とが設けられている。

【００１４】又、図５及び図６にも示すように、前記誘
導用ビーム光Ａ１に対する車体横幅方向での操向位置の
ずれをその車体横幅方向での受光位置に基づいて検出す
るために、前記誘導用ビーム光Ａ１を受光する操向制御
用光センサ１７が車体右側方の前方側に設けられ、更
に、前記回向用ビーム光Ａ２を受光する回向用光センサ
Ｓ３が、車体左右何れの側からでも前記回向用ビーム光
Ａ２を受光できるように、前記操向制御用光センサ１７
の前方側の車体左右両側の夫々に設けられている。尚、
前記回向用光センサＳ３は前記回向用ビーム光Ａ２に対
する受光の有無のみを検出するように構成され、受光位
置は判別できないようになっている。

【００１５】前記操向制御用光センサ１７について説明
を加えれば、図６及び図７に示すように、車体前後方向
に間隔ｄを隔て且つ上下方向にも間隔を隔てて位置する
ように配置された前後一対の光センサＳ１，Ｓ２から構
成され、そして、前記誘導用ビーム光Ａ１が車体前後の
何れの方向から入射される場合でも差のない状態で受光
できるようにするために、車体前後の各方向からの入射
光を前記光センサＳ１，Ｓ２夫々の受光面に向けて反射
する反射鏡１８を備えている。前記前後一対の光センサ
Ｓ１，Ｓ２の夫々は、図７に示すように、複数個の受光
素子Ｄを車体横幅方向に並設したものであって、横幅方
向でのセンサ中心Ｄ０に位置する受光素子の位置を基準
として、前記誘導用ビーム光Ａ１を受光した前後夫々の
受光素子の位置Ｘ１，Ｘ２を検出できるように構成され
ている。

【００１６】前記制御装置１６を利用して、前記操向制
御用光センサ１７の受光情報に基づいて前記作業車Ｖが
前記誘導用ビーム光Ａ１に沿って自動走行するように操
向制御する操向制御手段１００と、前記作業車Ｖが一つ
の走行行程の終端部に達するに伴って、その一つの走行
行程に隣接する次の走行行程の始端部に向けて設定回向
パターンで前記作業車Ｖを回向動作させる回向制御手段
１０１とが構成され、前記操向制御手段１００は、前記
設定回向パターンでの回向動作後において前記操向制御
用光センサ１７が前記誘導用ビーム光Ａ１を受光してい
ない場合に、前記作業車Ｖを車体横幅方向に操向して受
光状態に復帰させる復帰操向を操向方向を切り換えなが
ら繰返し行うように構成されている。

【００１７】又、前記制御装置１６を利用して、前記操
向制御手段１００による前記復帰操向の実行に伴って前
記操向制御用光センサ１７が前記誘導用ビーム光Ａ１を
受光する状態に復帰したときの前記作業車Ｖの操向方向
を記憶する復帰方向記憶手段１０２が構成され、前記操
向制御手段１００は、前記回向動作後において前記操向
制御用光センサ１７が前記誘導用ビーム光Ａ１を受光し
ていない場合には、その復帰操向における初回の操向方
向を前記復帰方向記憶手段１０２の情報に基づいて判別
するように構成されている。

【００１８】前記操向制御手段１００による操向制御に
ついて説明すれば、前記操向制御用光センサ１７の前記
前後一対の光センサＳ１，Ｓ２の夫々の受光素子の位置
Ｘ１，Ｘ２とその車体前後方向での取り付け間隔ｄとに
基づいて、下式から、前記誘導用ビーム光Ａ１の投射方
向に対する車体５の傾きφと横幅方向における位置の偏
位ｘとを求めるようになっている。

【００１９】

【数１】 φ＝ｔａｎ^-1（｜Ｘ１−Ｘ２｜／ｄ） ｘ＝Ｘ１

【００２０】尚、この例では、前記横幅方向における位
置の偏位ｘは、前記一対の光センサＳ１，Ｓ２の一方
（Ｓ１）の受光位置としているが、前記傾きφによる誤
差が生じないようにするために、前記一対の光センサＳ
１，Ｓ２夫々の受光位置Ｘ１，Ｘ２の平均値を用いるよ
うにしてもよい。そして、前記作業車Ｖは、前記傾きφ
と前記偏位ｘとが共に零となるように、目標操向角を設
定して操向制御されることになる。但し、本実施例で
は、各走行行程では、前記前輪３のみを操向する２輪ス
テアリング形式で操向制御するように構成してある。

【００２１】次に、前記回向制御手段１０１について説
明すれば、図８に示すように、前記回向用光センサＳ３
が前記回向用ビーム光Ａ２を検出した地点をｅとし、こ
のｅ地点から前記エンコーダＳ４の検出情報に基づいて
距離ａだけ走行させた地点ｆから１８０度の旋回動作を
開始し、所定の旋回区間ｇを経て旋回動作の終点ｈに至
る。従って、前記設定回向パターンは、上記ｅ地点から
ｈ地点までの経路ｅ〜ｈを所望の回向軌跡とするように
設定される。

【００２２】次に、前記操向制御手段１００による前記
復帰操向及び前記復帰方向記憶手段１０２について説明
すれば、図９（イ）に示すように、最初の走行行程の回
向動作の終点ｈで前記操向制御用光センサ１７が誘導用
ビーム光Ａ１を受光していないとする。この場合は、未
だ復帰方向記憶手段１０２には参照できる操向方向の情
報が記憶されていないので、上記旋回動作が標準の旋回
軌跡よりも大回り側にずれている即ち車体の操向位置が
適正操向位置よりも一つ前の走行行程の反対側に寄って
いる（図の右側方向）と想定して初回の操向方向を小回
り側に設定し、その小回り側に平行ステアリング形式に
て所定の移動距離Ｌ操向させて受光状態になるかどうか
を調べる。受光状態にならなければ（図（ロ））、今度
は反対の大回り側に上記移動距離Ｌ操向させて受光状態
になるかどうかを調べる（図（ハ））。以上の操向操作
によって受光状態にならなければ、移動距離を上記距離
Ｌの２倍の距離２Ｌにして小回り側及び大回り側への操
向操作を行う。そして、この２倍の移動距離２Ｌでの小
回り側への操向によって受光状態に復帰したので（図
（ニ））、復帰方向を小回り側として記憶し、次回の回
向動作後に前記非受光状態のときは、小回り側を初回の
操向方向として復帰操向を行うことになる。

【００２３】次に、図２及至図４に示すフローチャート
に基づいて、前記制御装置１６の動作について説明すれ
ば、前記作業車Ｖは、前記誘導用レーザ光投射装置Ｂ１
から投射される誘導用ビーム光Ａ１を車体後方側から受
光する状態で、圃場の一端側に設定された最初の走行行
程を、その長さ方向に沿って一端側から他端側に向けて
走行開始する（図５参照）。

【００２４】走行開始後は、前記操向制御用センサ１７
による前記誘導用ビーム光Ａ１の受光位置情報に基づい
て、前記一対の光センサＳ１，Ｓ２の両方の受光位置が
センサ中央となるように、前述の如く、２輪ステアリン
グ形式で前記前輪３を操向制御する。そして、前記回向
用光センサＳ３が、走行行程の一端側において投射され
る前記回向用ビーム光Ａ２を受光した時点から設定距離
を走行して植え付け開始位置に達するに伴って、前記植
え付け装置６を下降させると共に駆動開始して、植え付
け作業を開始することになる。

【００２５】前記作業車Ｖが走行行程の終端部に達し
て、前記回向用光センサＳ３が走行行程の他端側におい
て投射される回向用ビーム光Ａ２を受光すると（ｅ地
点）、前記植え付け装置６の駆動を停止して植え付け作
業を停止する。尚、詳述はしないが、回向回数等に基づ
いて作業終了を判別した場合には、次の回向動作を行わ
ず、走行停止して全処理を終了する。そして、上記ｅ地
点から距離ａ離れたｆ地点に向けて走行させる。ｆ地点
に到着すると、前記２輪ステアリング形式から前記４輪
ステアリング形式に切り換えて、前記作業車Ｖを次の走
行行程の始端部に向けて１８０度方向転換させるために
前記旋回区間ｇに沿って旋回動作させる。

【００２６】そして、上記旋回区間ｇの旋回動作が終点
であるｈ地点で、前記操向制御用センサ１７が前記誘導
用ビーム光Ａ１を受光していれば、前記４輪ステアリン
グ形式から前記２輪ステアリング形式に切り換えて、次
の走行行程における前記操向制御用センサ１７に基づく
操向制御を開始する。一方、受光状態でなければ、前記
復帰操向を実行する。復帰操向について説明すれば、図
４に示すように、前記４輪ステアリング形式から前記平
行ステアリング形式に切り換え、その復帰操向が１回目
の復帰操向であれば、初回の操向方向を小回り側に設定
して小回り側及び大回り側への移動距離を前述のように
増加させながら復帰操向を実行する。そして、予め決め
られた移動距離の範囲で受光状態に復帰しなければ、走
行を停止して処理を終了する。受光状態に復帰した場合
には、そのときの作業車Ｖの操向方向（図９の例では小
回り側）を復帰方向として記憶し、前記平行ステアリン
グ形式から前記２輪ステアリング形式に切り換えて、次
の走行行程における前記操向制御用センサ１７に基づく
操向制御を開始する。

【００２７】又、旋回動作が終点であるｈ地点で受光状
態でない場合に、その復帰操向が１回目の復帰操向でな
ければ、記憶されている前回の復帰方向（図９の例では
大回り側）を初回の操向方向に設定して、前述のように
小回り側及び大回り側への移動距離を増加させながら復
帰操向を実行する。そして、受光状態に復帰した場合に
は、そのときの操向方向を復帰方向として記憶し、次の
走行行程での回向動作後に非受光状態である場合の復帰
操向における初回の操向方向の情報とする。

【００２８】〔別実施例〕上記実施例では、操向制御手
段１００が前回の復帰操向の実行に伴って記憶された復
帰方向（作業車Ｖの操向方向）の情報から初回の操向方
向を設定するものを例示したが、これに限るものではな
い。例えば、過去の復帰操向の実行に伴って記憶された
復帰方向の情報をすべて使い、これらの復帰方向の情報
から復帰操向した頻度が高い方向（例えば、過去５回の
操向方向のうち３回が大回り側で２回が小回り側の場合
は大回り側の方を頻度が高い方向と判断する）を上記初
回の操向方向を設定するようにしてもよい。あるいは、
作業開始後に最初に行った復帰操向での復帰方向の情報
を、それ以後のすべての復帰操向時のおける上記初回の
操向方向として使用するようにしてもよい。

【００２９】又、上記実施例では、回向動作後に操向制
御用センサ１７が非受光状態にであるときにその復帰操
向が１回目の復帰操向であれば、初回の操向方向を小回
り側に設定して小回り側及び大回り側への復帰操向を実
行するようにしたが、逆に、初回の操向方向を大回り側
に設定するようにしてもよい。

【００３０】又、上記実施例では、回向動作において車
体の旋回を、４輪ステアリング形式で行わせるようにし
た場合を例示したが、２輪ステアリング形式で旋回させ
てもよく、又、設定回向パターンによる回向軌跡につい
ても、前記の経路ｅ〜ｈのものに限らず作業車Ｖのステ
アリング性能等に応じて種々の軌跡が設定できる。

【００３１】又、上記実施例では、本発明を田植え用の
作業車の走行制御装置に適用したものを例示したが、田
植え機以外の農機及び各種走行作業車にも適用できるも
のであって、その際の各部の具体構成は種々変更でき
る。

【００３２】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。

【００３３】

【図面の簡単な説明】

【図１】制御構成のブロック図

【図２】制御作動のフローチャート

【図３】制御作動のフローチャート

【図４】制御作動のフローチャート

【図５】走行行程及び回向動作を説明する概略平面図

【図６】作業車及び誘導用ビーム光投射手段の概略側面
図

【図７】操向制御用光センサの受光位置の説明図

【図８】設定回向パターンの説明図

【図９】受光状態への復帰操向を説明する概略平面図

【符号の説明】

Ｖ 作業車 Ａ１ 誘導用ビーム光 Ｂ１ 誘導用ビーム光投射手段 １７ 操向制御用光センサ １００ 操向制御手段 １０１ 回向制御手段 １０２ 復帰方向記憶手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 作業車（Ｖ）が複数個の走行行程の夫々
   に沿って自動走行するように、走行行程に沿って誘導用
   ビーム光（Ａ１）を投射する誘導用ビーム光投射手段
   （Ｂ１）が設けられ、前記作業車（Ｖ）には、前記誘導
   用ビーム光（Ａ１）を受光する操向制御用光センサ（１
   ７）と、その操向制御用光センサ（１７）の受光情報に
   基づいて前記作業車（Ｖ）が前記誘導用ビーム光（Ａ
   １）に沿って自動走行するように操向制御する操向制御
   手段（１００）と、前記作業車（Ｖ）が一つの走行行程
   の終端部に達するに伴って、その一つの走行行程に隣接
   する次の走行行程の始端部に向けて設定回向パターンで
   前記作業車（Ｖ）を回向動作させる回向制御手段（１０
   １）とが設けられ、前記操向制御手段（１００）は、前
   記設定回向パターンでの回向動作後において前記操向制
   御用光センサ（１７）が前記誘導用ビーム光（Ａ１）を
   受光していない場合に、前記作業車（Ｖ）を車体横幅方
   向に操向して受光状態に復帰させる復帰操向を操向方向
   を切り換えながら繰返し行うように構成されたビーム光
   誘導式作業車の走行制御装置であって、 前記作業車（Ｖ）に、前記復帰操向の実行に伴って前記
   操向制御用光センサ（１７）が前記誘導用ビーム光（Ａ
   １）を受光する状態に復帰したときの前記作業車（Ｖ）
   の操向方向を記憶する復帰方向記憶手段（１０２）が設
   けられ、 前記操向制御手段（１００）は、前記回向動作後におい
   て前記操向制御用光センサ（１７）が前記誘導用ビーム
   光（Ａ１）を受光していない場合には、その復帰操向に
   おける初回の操向方向を前記復帰方向記憶手段（１０
   ２）の情報に基づいて判別するように構成されているビ
   ーム光誘導式作業車の走行制御装置。