JPH06276808A - Automatic steering controller of working vehicle - Google Patents

Automatic steering controller of working vehicle

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JPH06276808A
JPH06276808A JP3165514A JP16551491A JPH06276808A JP H06276808 A JPH06276808 A JP H06276808A JP 3165514 A JP3165514 A JP 3165514A JP 16551491 A JP16551491 A JP 16551491A JP H06276808 A JPH06276808 A JP H06276808A
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steering
working vehicle
work vehicle
obstacle
cable
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Wataru Nakagawa
渉 中川
Taiji Mizukura
泰治 水倉
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Yanmar Co Ltd
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Yanmar Agricultural Equipment Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To prevent an automatically traveling working vehicle from colliding with an obstruction in a guide passage, the automatically traveling working vehicle being steered and controlled so as to follow a guide cable. CONSTITUTION:Usually, an AC electric field generated from a guide cable 27 is detected with magnetic sensors 26a,26b mounted on a working vehicle 1, and the working vehicle 1 is steered and controlled approximately along the guide cable 27. An ultrasonic sensor 37 for detecting an obstruction, etc., is laterally rotatably disposed on the working vehicle 1. A controller for executing an obstruction-avoiding control in preference to the steering control of the working vehicle along the guide cable on the detection of the obstruction is disposed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、農作業機等の作業車両
を誘導経路に沿って敷設した誘導ケーブルに略沿うよう
に自動操舵制御する装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for automatically steering a work vehicle such as an agricultural work machine so as to follow a guide cable laid along a guide path.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、果樹園等における自動走行型
の薬剤散布機(スピードスプレヤ)等においては、作業
経路(誘導経路)に沿って地中に埋設した誘導ケーブル
に交流電流を流し、この誘導ケーブルから発生する交流
磁界の強度の変化を走行車両の前部等に装着した左右一
対のピックアップコイル等の磁気センサーにて検出し、
この誘導ケーブルに対する走行車両の横ずれの大きさに
対応して発生する左右一対の磁気センサーでの出力値
(電圧値)の差を取って、横ずれの大きさ(偏位量)と
横ずれの方向(右か左かの判別)とを求め、これらの検
出結果から走行車両を誘導ケーブルに沿って走行するよ
うに、走行車両における操舵車輪の向きを変えて操舵制
御することが行われている(実開平2−84909号公
報参照)。
2. Description of the Related Art Conventionally, in an automatic traveling type chemical sprayer (speed sprayer) or the like in an orchard or the like, an alternating current is applied to an induction cable buried in the ground along a work route (guide route), The change in the strength of the AC magnetic field generated from this induction cable is detected by a magnetic sensor such as a pair of left and right pickup coils mounted on the front part of the traveling vehicle,
The difference between the output values (voltage values) of the pair of left and right magnetic sensors corresponding to the magnitude of the lateral deviation of the traveling vehicle with respect to the guide cable is calculated to determine the magnitude of the lateral deviation (deviation amount) and the lateral deviation direction ( (Right or left discrimination) is obtained, and steering control is performed by changing the direction of the steered wheels in the traveling vehicle so that the traveling vehicle travels along the guide cable based on these detection results (actual). (See Kaihei 2-84909).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】このように誘導ケーブ
ルに沿うように操舵制御するときには、その誘導経路中
に別の障害物が存在してもこれを感知することができ
ず、特に、誘導ケーブルを敷設した後に他の障害物が誘
導経路内に出ているときには、これを回避する操舵がで
きないという問題があった。
When steering is controlled along the guide cable in this way, even if another obstacle is present in the guide path, it cannot be sensed. When another obstacle is present in the guide route after laying the vehicle, there is a problem that steering cannot be performed to avoid it.

【0004】この問題を解決するため、別の先行技術と
しての特開昭60−258612号公報では、薬剤散布
機(スピードスプレヤ)の車体に複数の超音波センサー
を設け、これら超音波センサーの検出結果により、左右
一対の立木列と車体迄の距離を判別して当該左右一対の
立木列の間を通過するように操舵制御することを提案し
ている。
In order to solve this problem, in Japanese Patent Laid-Open No. 60-258612 as another prior art, a plurality of ultrasonic sensors are provided on the body of a chemical sprayer (speed sprayer), and the ultrasonic sensors It is proposed that the distance between the pair of right and left standing trees and the vehicle body is determined based on the detection result, and steering control is performed so that the vehicle passes between the pair of left and right standing trees.

【0005】しかしながら、超音波センサーによる検出
範囲、特に計測可能な距離範囲に限界がある。さらに、
立木列のように間隔を空けて樹木が立設していると、誘
導経路であるか障害物かの判別が困難となる。従って、
超音波センサーによる検出だけで操舵制御すると、蛇行
状の操舵制御になり易いという問題があった。そこで本
発明は、前記両先行技術の欠点を補い、2種類のセンサ
ーにて正確且つ迅速に操舵制御を実行できる操舵制御装
置を提供することを目的とするものである。
However, there is a limit to the detection range of the ultrasonic sensor, especially the measurable distance range. further,
When trees are erected at intervals such as a row of trees, it is difficult to determine whether the tree is a guide route or an obstacle. Therefore,
If the steering control is performed only by the detection by the ultrasonic sensor, there is a problem that the steering control is likely to meander. SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a steering control device that compensates for the drawbacks of both of the above prior arts and that can perform steering control accurately and quickly with two types of sensors.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明では、誘導ケーブルから出る交流電界を磁気
センサーにて検出して、当該誘導ケーブルに略沿うよう
に操舵する制御手段を設けてなる作業車両において、該
作業車両には、障害物等を検出する超音波センサーを設
け、前記誘導ケーブルに沿う操舵制御に優先させて超音
波センサーの検出による障害物回避制御を実行する手段
を設けたものである。
In order to achieve this object, the present invention provides a control means for detecting an alternating electric field from an induction cable with a magnetic sensor and steering the induction cable substantially along the induction cable. In the work vehicle, the work vehicle is provided with an ultrasonic sensor for detecting obstacles and the like, and means for executing obstacle avoidance control by detection of the ultrasonic sensor is given priority over steering control along the guide cable. It is a thing.

【0007】[0007]

【実施例】次に本発明を自動走行型の薬剤散布機(スピ
ードスプレヤ)を誘導するシステムに適用した実施例に
ついて説明する。スピードスプレヤの作業車両1の前部
側にハンドル3を備えた運転操作部2を有し、作業車両
1には平面視略L字状の薬液タンク4とその後部に噴霧
部5とを備えている。
EXAMPLES Next, examples in which the present invention is applied to a system for guiding an automatic traveling type chemical sprayer (speed sprayer) will be described. A speed sprayer has a driving operation section 2 provided with a handle 3 on the front side of a work vehicle 1, and the work vehicle 1 is provided with a chemical liquid tank 4 having a substantially L shape in a plan view and a spray section 5 at the rear thereof. ing.

【0008】噴霧部5は、作業車両1の下面を除く外周
面に適宜間隔で半径外向きに臨ませた多数の噴霧ノズル
6と、その半径外向きに風を送る送風機7が装着され、
前記噴霧ノズル6は作業車両1の左右及び上面との3区
画若しくは左右2区画ごとに噴霧の作業を実行するよう
に散布制御できるものである。符号8,8は左右前輪、
符号9,9は左右後輪であり、これらの4輪はエンジン
10からの動力が走行変速機構11を介して各々伝達さ
れて駆動できるいわゆる4輪駆動型であり、エンジン1
0からの動力を別の動力伝達機構12を介して送風機7
を回転させ、また噴霧ノズル6に対する動力ポンプ13
を駆動させる。
The spraying section 5 is equipped with a large number of spray nozzles 6 facing the outer peripheral surface of the work vehicle 1 except the lower surface thereof at an appropriate interval toward the radially outward direction, and a blower 7 for sending air outwardly at the radius.
The spray nozzles 6 can be spray-controlled so as to perform spraying work in three sections or two sections on the left and right of the work vehicle 1 and the upper surface. Reference numerals 8 and 8 are left and right front wheels,
Reference numerals 9 and 9 denote left and right rear wheels, and these four wheels are of a so-called four-wheel drive type in which power from the engine 10 is transmitted via the traveling speed change mechanism 11 to be driven.
Blower 7 from the power from 0 through another power transmission mechanism 12
And the power pump 13 for the spray nozzle 6
Drive.

【0009】ハンドル3付き操舵装置14は、図3に示
すような機械的または油圧系統を含むパワーステアリン
グ機構15であり、このパワーステアリング機構15は
油圧回路16における複動式の油圧シリンダ17にて作
動し、油圧シリンダ17が伸長するとき、平面視W字状
のベルクランク18を介して後輪9,9を左向きに変更
すると共に、連結ロッド19及び平面視V字状のベルク
ランク20を介して前輪8,8を左向きに変更する(油
圧シリンダ17が縮小するときには前後両輪とも右向き
に変更される)というように、前後4輪とも同方向に向
きを変えて左右に回動変更できるいわゆる4輪操舵型で
ある。
The steering device 14 with the steering wheel 3 is a power steering mechanism 15 including a mechanical or hydraulic system as shown in FIG. 3. The power steering mechanism 15 is a double-acting hydraulic cylinder 17 in a hydraulic circuit 16. When actuated and the hydraulic cylinder 17 extends, the rear wheels 9, 9 are turned to the left through the bell crank 18 having a W-shape in plan view, and the connecting rod 19 and the bell crank 20 having a V-shape in plan view are used. By changing the front wheels 8 and 8 to the left (when the hydraulic cylinder 17 is contracted, both the front and rear wheels are changed to the right), the front and rear four wheels can be turned to the left and right in the same direction. It is a wheel steering type.

【0010】その油圧回路16を図4に示し、符号28
は、自動操舵用の油圧シリンダ17に対する電磁ソレノ
イド式制御弁であり、符号29は走行ブレーキ及びクラ
ッチ作動のための油圧シリンダ30を制御する制御弁で
あり、これらは、油圧ポンプ22からの作動油送りの場
合に前記手動操舵用の制御弁23よりも上流から分岐し
た油圧管31に接続する。
The hydraulic circuit 16 is shown in FIG.
Is an electromagnetic solenoid type control valve for the hydraulic cylinder 17 for automatic steering, reference numeral 29 is a control valve for controlling the hydraulic cylinder 30 for running brake and clutch operation, and these are hydraulic oil from the hydraulic pump 22. In the case of feeding, it is connected to a hydraulic pipe 31 branched from an upstream side of the control valve 23 for manual steering.

【0011】手動操舵のときには、ハンドル3の回動角
度に比例して制御弁23を介して油吐出量を送る油圧モ
ータ21から、前記ステアリング機構15に取付く複動
式の油圧シリンダ17に油を送り、自動操舵制御のとき
には油圧ポンプ22から電磁ソレノイド式制御弁28を
介して油圧シリンダ17に作動油を送る。符号25は前
輪8の操舵角度を検出できるポテンショメータ等の操舵
角度センサーであり、この場合、左右車輪の向き角度の
平均値を求めて検出しても良い。
During manual steering, the hydraulic motor 21 that sends the oil discharge amount through the control valve 23 in proportion to the turning angle of the handle 3 transfers oil to the double-acting hydraulic cylinder 17 attached to the steering mechanism 15. During automatic steering control, hydraulic oil is sent from the hydraulic pump 22 to the hydraulic cylinder 17 via the electromagnetic solenoid type control valve 28. Reference numeral 25 is a steering angle sensor such as a potentiometer capable of detecting the steering angle of the front wheels 8. In this case, the average value of the orientation angles of the left and right wheels may be obtained and detected.

【0012】なお、前輪と後輪とを別々の油圧シリンダ
式パワーステアリング機構を介して連結して、前輪と後
輪とを個別的に操舵制御するようにしても良い。作業車
両1の下面には、その前部に左右一対の磁気センサー2
6a,26bを設ける。この磁気センサー26a,26
bは、導体をコイル状に巻いたピックアップコイルであ
っても良いし、ホール素子、ホールIC、磁気抵抗素
子、磁気トランジスタであっても良く、後述する交流電
流発生装置53にて誘導ケーブル27に印加された適宜
周波数の交流電流により、当該誘導ケーブル27の周囲
に発生する交流磁界の強度を検出することができるもの
である。誘導ケーブル27は果樹園の作業経路である誘
導経路に沿って形成した溝内に敷設するか、または地中
に埋設する。
The front wheels and the rear wheels may be connected via separate hydraulic cylinder type power steering mechanisms so that the front wheels and the rear wheels can be individually steered. On the lower surface of the work vehicle 1, a pair of left and right magnetic sensors 2 is provided on the front portion.
6a and 26b are provided. This magnetic sensor 26a, 26
b may be a pickup coil formed by winding a conductor in a coil shape, or may be a Hall element, a Hall IC, a magnetoresistive element, or a magnetic transistor, and is connected to the induction cable 27 by an AC current generator 53 described later. The strength of the AC magnetic field generated around the induction cable 27 can be detected by the applied AC current having an appropriate frequency. The guide cable 27 is laid in a groove formed along the guide route which is the working route of the orchard, or is buried underground.

【0013】なお、前記誘導ケーブル27にパルス的に
直流電流を流したり、直流電流にパルス信号を載せる等
して交流磁界を発生させても良い。さらに、敷設する誘
導ケーブル27は、一本(単線)であっても良いし、左
右に適宜隔てて平行状に敷設する、いわゆるステレオ型
であっても良い。誘導ケーブル27の形状は通常の断面
円形のワイヤ状又は偏平な帯状であっても良い。
A direct current may be applied to the induction cable 27 in a pulsed manner, or a pulse signal may be added to the direct current to generate an alternating magnetic field. Further, the induction cable 27 to be laid may be a single wire (single wire), or may be a so-called stereo type in which it is laid in parallel with proper separation on the left and right. The shape of the guide cable 27 may be a wire shape having a normal circular cross section or a flat strip shape.

【0014】図5は操舵制御装置32のブロック図を示
し、マイクロコンピュータ等の中央処理装置33には、
読み書き可能メモリ(RAM)34及び読み出し専用メ
モリ(ROM)35が接続されている。また、中央処理
装置33には、前記磁気センサー26a,26bからの
検出信号をA/D変換器36,36でデジタル信号に変
換した後入力し、誘導ケーブル27の軸線に対する作業
車両1の中心線の横ずれの偏位量や、車体の横ずれ方向
が左右いずれであるかを中央処理装置33にて演算する
のである。
FIG. 5 is a block diagram of the steering control device 32. The central processing unit 33 such as a microcomputer includes
A readable / writable memory (RAM) 34 and a read-only memory (ROM) 35 are connected. Further, the detection signals from the magnetic sensors 26a, 26b are converted into digital signals by the A / D converters 36, 36 and then input to the central processing unit 33, and the central lines of the work vehicle 1 with respect to the axis of the induction cable 27 are input. The central processing unit 33 calculates the lateral displacement deviation amount of the vehicle body and the lateral displacement direction of the vehicle body.

【0015】つまり、一対の磁気センサー26a,26
bの検出信号を演算すれば、車体の前部における誘導ケ
ーブル27に対する横ずれの偏位量を求めることおよび
横ずれの向き(右または左)を判別することができる。
なお、作業車両1の前後に各々左右対の磁気センサーを
設けて、前部対の磁気センサーの検出・演算結果から前
部操舵装置を作動する一方、後部磁気センサーの検出・
演算結果から後部操舵装置を作動するように構成しても
良い。
That is, the pair of magnetic sensors 26a, 26a
By calculating the detection signal of b, it is possible to obtain the deviation amount of the lateral deviation with respect to the guide cable 27 in the front part of the vehicle body and determine the direction of the lateral deviation (right or left).
A pair of left and right magnetic sensors are provided in front of and behind the work vehicle 1, and the front steering device is operated based on the detection and calculation results of the front pair of magnetic sensors, while the rear magnetic sensor is detected.
The rear steering device may be operated based on the calculation result.

【0016】符号37は、誘導経路中の障害物を検出す
るための超音波センサーで、該超音波センサー37は、
その送波器37aと受波器37bとをステップモータ3
8にて水平回動するように構成する。つまり、作業車両
1の進行方向の左右両側に同じ角度の走査領域θo(実
施例では、−π/2≦θo≦π/2)だけ首振り回動す
るように構成する。符号39は超音波センサー37(特
に受波器37b)の向きを検出するためのポテンショメ
ータ等の方位センサーである。
Reference numeral 37 is an ultrasonic sensor for detecting an obstacle in the guide path, and the ultrasonic sensor 37 is
The wave transmitter 37a and the wave receiver 37b are connected to the step motor 3
It is configured to rotate horizontally at 8. In other words, the work vehicle 1 is configured to swing on both left and right sides in the traveling direction of the work vehicle 1 by a scanning region θo (−π / 2 ≦ θo ≦ π / 2 in the embodiment). Reference numeral 39 is an azimuth sensor such as a potentiometer for detecting the direction of the ultrasonic sensor 37 (in particular, the wave receiver 37b).

【0017】前記送波器37aで送波する超音波のパル
スのデューティ比をτ/Toとする。但し、超音波のパ
ルスのデューティをτ(秒)、パルス繰り返し間隔をT
o(秒)とする。また、障害物を検出することが可能な
最大計測距離をLoとし、超音波センサー37の受波器
37bの指向角度をαとし、ステップモータ38を一定
の回動走査角速度ω(ラジアン/秒)で回動させる。
The duty ratio of the pulse of the ultrasonic wave transmitted by the wave transmitter 37a is τ / To. However, the duty of the ultrasonic pulse is τ (seconds), and the pulse repetition interval is T
o (seconds). Further, the maximum measurement distance capable of detecting an obstacle is Lo, the directivity angle of the wave receiver 37b of the ultrasonic sensor 37 is α, and the step motor 38 has a constant rotational scanning angular velocity ω (radian / second). Rotate with.

【0018】そして、本実施例では、回動する送波器3
7aから出た超音波が前記最大計測距離Loの箇所の障
害物で反射し、同じく回動している受波器37bで受波
できるように、回動走査角速度ωを設定するものとす
る。符号40は作業車両1の向きを地磁気にて検出する
ための地磁気センサー、符号41は薬液タンク4内の薬
液レベル(水面高さ)を検出するための電気抵抗式等の
レベルセンサー、符号42は噴霧時の薬液消費量を検出
するための流量検出センサーを示し、これらは、中央処
理装置33におけるインターフエイスの入力端子に接続
する。
In this embodiment, the wave transmitter 3 that rotates.
The rotation scanning angular velocity ω is set so that the ultrasonic waves emitted from 7a are reflected by the obstacle at the maximum measurement distance Lo and can be received by the similarly rotating wave receiver 37b. Reference numeral 40 is a geomagnetic sensor for detecting the orientation of the work vehicle 1 by geomagnetism, reference numeral 41 is an electric resistance type level sensor for detecting the chemical liquid level (water level) in the chemical liquid tank 4, and reference numeral 42 is A flow rate detection sensor for detecting the amount of chemical liquid consumption during spraying is shown, and these are connected to an input terminal of an interface in the central processing unit 33.

【0019】中央処理装置33におけるインターフエイ
スの出力端子には次のものを接続する。即ち、薬液タン
ク4から噴霧ノズル6に薬液を送る動力ポンプ13の駆
動回路43と、薬液流通管の途中に設けて液の流通量を
調節し,遮断することが可能な調節バルブ44の駆動回
路45と、前記自動操舵用の制御弁28の右操舵用電磁
ソレノイド28Rの電気式駆動回路46と左操舵用電磁
ソレノイド28Lの電気式駆動回路47と、前記薬液タ
ンク4内の薬液レベルが最低になったとき、点灯する表
示ランプ48と、作業車両1の走行ブレーキを作動させ
るアクチェータの駆動回路49と、エンジンの動力伝達
を継断するクラッチを作動させるアクチェータの駆動回
路50とを接続する。
The following are connected to the output terminals of the interface in the central processing unit 33. That is, the drive circuit 43 of the power pump 13 that sends the chemical liquid from the chemical liquid tank 4 to the spray nozzle 6, and the drive circuit of the control valve 44 that is provided in the middle of the chemical liquid flow pipe and that can regulate and block the flow amount of the liquid. 45, the electric drive circuit 46 of the electromagnetic solenoid 28R for right steering of the control valve 28 for automatic steering, the electric drive circuit 47 of the electromagnetic solenoid 28L for left steering, and the chemical liquid level in the chemical liquid tank 4 to the minimum. Then, the indicator lamp 48 that is turned on, the drive circuit 49 of the actuator that operates the traveling brake of the work vehicle 1, and the drive circuit 50 of the actuator that operates the clutch that disconnects the power transmission of the engine are connected.

【0020】なお、噴霧部5からの薬液散布量を調節す
るための薬量調節バルブ44の駆動回路45を無線操作
機器にて遠隔操作できるように構成すれば、薬液散布の
ON・OFFも実行できる。また、中央処理装置33に
車速センサー52の検出信号を入力し、走行変速機構1
1の油圧シリンダもしくはDCモータ等のアクチェータ
を作動させる駆動回路53に出力信号を出すように構成
する。
If the drive circuit 45 of the dose adjusting valve 44 for adjusting the amount of the chemical liquid sprayed from the spraying section 5 can be remotely operated by a wireless operation device, the ON / OFF of the chemical liquid spraying can be executed. it can. Further, the detection signal of the vehicle speed sensor 52 is input to the central processing unit 33, and the traveling speed change mechanism 1
It is configured to output an output signal to a drive circuit 53 that operates an actuator such as a hydraulic cylinder 1 or a DC motor.

【0021】なお、図8及び図9において、符号M1〜
M6は立木の位置を示し、右のM1,M3,M5‥‥の
立木列と、左のM2,M4,M6の立木列との間に立木
列と略平行状に誘導ケーブル27を配設する。この構成
において、中央処理装置33にて、前記作業車両1に設
けた左右一対の磁気センサー26a,26bで検出した
誘導ケーブル27に対する横ずれ量を演算し、この検出
横ずれ量と操舵角度センサー25の検出値とから、前記
横ずれ量が小さくなるように操舵制御するための操舵修
正指令量信号を求めて、電気式駆動回路46,47に駆
動パルス信号を与える。
In FIGS. 8 and 9, reference numerals M1 to M1
M6 indicates the position of the standing tree, and the guide cable 27 is arranged between the standing tree rows of M1, M3, M5, ... On the right side and the standing tree rows of M2, M4, M6 on the left side substantially in parallel with the standing tree row. . In this configuration, the central processing unit 33 calculates the lateral shift amount for the guide cable 27 detected by the pair of left and right magnetic sensors 26a and 26b provided in the work vehicle 1, and detects the detected lateral shift amount and the steering angle sensor 25. A steering correction command amount signal for controlling the steering so that the lateral deviation amount becomes small is obtained from the value and the drive pulse signal is given to the electric drive circuits 46 and 47.

【0022】他方、図8及び図9に示すように、前記誘
導ケーブル27に略沿うように操舵制御を実行中に、超
音波センサー37にて障害物55を検出したときには、
この障害物箇所を回避する操舵、もしくは走行停止する
制御を優先して実行するように、中央処理装置33で制
御処理する。前記障害物検出の制御を、図6に示したサ
ブルーチンフローチャートに従って説明すると、スター
トに続き、前述の超音波センサーを所定走査角速度で回
動させながら、対象物(障害物55)までの距離を検出
する(ステップ601)。次いで、後に詳述する(図7
のフローチャート参照)障害物判定制御を実行して(ス
テップ602)、ステップ603で障害物有りと判断さ
れると、その障害物に対して作業車両1が衝突しないよ
うにする障害物回避制御を実行する(ステップ60
4)。この障害物回避制御は、作業車両1の走行停止、
または走行停止に加えて警報音発生、もしくは警報表示
ランプ(赤色ランプ)56の点滅を実行するのである。
このように、障害物回避制御を実行したとき、離れた位
置の作業者(監視者)にその旨の警報音または警報表示
ランプの点灯(点滅)等にて知らせるようにすれば、一
層効果的である。警報表示ランプ56は作業車両1から
上向きに突出する支柱57上に装着して遠くから識別で
きるようにすると良い。
On the other hand, as shown in FIGS. 8 and 9, when the obstacle 55 is detected by the ultrasonic sensor 37 while the steering control is being executed so as to be substantially along the guide cable 27,
The central processing unit 33 performs control processing so that the steering for avoiding the obstacle location or the control for stopping the traveling is preferentially executed. The control of the obstacle detection will be described according to the subroutine flowchart shown in FIG. 6. Following the start, the distance to the object (obstacle 55) is detected while rotating the ultrasonic sensor at a predetermined scanning angular velocity. (Step 601). Then, a detailed description will be given later (FIG. 7).
(See the flowchart in FIG. 3) Obstacle determination control is executed (step 602), and when it is determined that there is an obstacle in step 603, obstacle avoidance control is executed to prevent the work vehicle 1 from colliding with the obstacle. Yes (Step 60)
4). This obstacle avoidance control is performed by stopping the traveling of the work vehicle 1,
Alternatively, in addition to stopping the traveling, an alarm sound is generated or an alarm display lamp (red lamp) 56 is blinked.
As described above, when the obstacle avoidance control is executed, it is more effective if the operator (monitor) at a remote position is notified by an alarm sound or lighting (blinking) of the alarm display lamp to that effect. Is. The alarm display lamp 56 may be mounted on a pillar 57 that projects upward from the work vehicle 1 so that it can be identified from a distance.

【0023】前記ステップ604で障害物なしと判別す
ると、通常の誘導ケーブル27から発生する交流磁界を
磁気センサー26a,26bで検出した検出値を読み込
み(ステップ605)、この検出値に基づいて、誘導ケ
ーブル27に略沿うような操舵制御、いわゆる電磁誘導
操舵制御を実行するのである。次に、障害物判定制御に
ついて説明すると、スタートに続き、超音波センサーの
検出回数をカウントするためのカウンタ値nを0にセッ
トし(ステップ701)た後、超音波センサーの検出値
L(n)を読み込む(ステップ702)。次いでステッ
プ703にて、前記検出値L(n)が所定距離X(d)
より小さいか否かを判別する。この所定距離X(d)
は、障害物Sが存在するとき車体を停止させる等の回避
処置が必要な距離のうちの最大値であり、予め、読み出
し専用メモリ(ROM)34または読み書き可能メモリ
(RAM)35に記憶させておく。また、所定距離X
(d)は、前記最大計測可能距離Loより小さい値であ
る。
When it is judged in the step 604 that there is no obstacle, the detection value detected by the magnetic sensors 26a and 26b for the AC magnetic field generated from the normal induction cable 27 is read (step 605), and the induction is performed based on this detection value. The steering control that is substantially along the cable 27, that is, the so-called electromagnetic induction steering control is executed. Next, the obstacle determination control will be described. After the start, a counter value n for counting the number of detections of the ultrasonic sensor is set to 0 (step 701), and then the detection value L (n of the ultrasonic sensor is set. ) Is read (step 702). Next, at step 703, the detected value L (n) is set to the predetermined distance X (d).
Determine if it is less than. This predetermined distance X (d)
Is the maximum value of the distance required for avoidance measures such as stopping the vehicle body when the obstacle S exists, and is stored in advance in the read-only memory (ROM) 34 or the readable / writable memory (RAM) 35. deep. Also, the predetermined distance X
(D) is a value smaller than the maximum measurable distance Lo.

【0024】ステップ703で、noと判断されると、前
記カウンタ値nをインクリメントし、カウンタ値が所定
値Nを越えたか否かを判断し(ステップ704,70
5)、所定値Nを越えない(yes の)とき、ステップ7
02の前に戻し、再度前記超音波の検出値読み込みおよ
び判別を所定回数Nだけ繰り返して後、「障害物なし」
と判別する(ステップ706)。このように所定回数繰
り返すことで、超音波センサーの検出時のノイズ等で障
害物が有るのに無しと判断する誤判断を防止できる。前
記ステップ703でyes と判断するときには、「障害物
有り」と判別する。のである。
When it is judged no in step 703, the counter value n is incremented and it is judged whether or not the counter value exceeds a predetermined value N (steps 704, 70).
5) If the predetermined value N is not exceeded (yes), step 7
02, the ultrasonic wave detection value reading and discrimination are repeated a predetermined number of times N, and then “no obstacle”
(Step 706). By repeating the predetermined number of times in this manner, it is possible to prevent an erroneous determination that there is an obstacle even when there is an obstacle due to noise at the time of detection by the ultrasonic sensor. When it is determined to be yes in step 703, it is determined that “there is an obstacle”. Of.

【0025】次に、誘導経路が直線部と回行部(湾曲
部)とを有する場合において、作業車両1をそれらの各
部分に沿うように正確に且つ迅速に操舵制御することに
関して説明する。前述の場合、作業車両1に搭載した左
右一対または左右2対の磁気センサーで誘導ケーブル2
7から出る交流磁界の強さの偏差を単純に検出しただけ
では、その箇所が直線部であるか回行部であるかの判別
が困難である。そこで、複数回検出した結果の移動平均
値を演算することで、前記の直線部と回行部との区別を
迅速・確実且つ精度よく行えるようにする。つまり、Δ
T時間ごとにサンプリングした左右対の磁気センサー2
6a,26bによる検出結果から演算した各横ずれ量
(Δe1,Δe2,Δe3,Δe4,Δe5,Δe6‥
‥)を、過去の数回分(例えば5回分)づつ採用して、
その平均値を演算するとき、時系列的に並べるという移
動平均法により、移動平均値Δemを求める。前記の場
合、第1回目の移動平均値Δem1=(Δe1+Δe2
+Δe3+Δe4+Δe5)/5であり、第2回目の移
動平均値Δem2=(Δe2+Δe3+Δe4+Δe5
+Δe6)/5、第3回目の移動平均値Δem3=(Δ
e3+Δe4+Δe5+Δe6+Δe7)/5となる。
直線部では、通常操舵制御による収斂にて誘導ケーブル
27が作業車両1の左右中心に位置するようになるか
ら、移動平均値が大きく変動しないし、移動平均値自体
も小さい。
Next, in the case where the guide path has a straight line portion and a rounding portion (curved portion), the steering control of the work vehicle 1 accurately and quickly along the respective portions will be described. In the above-mentioned case, the induction cable 2 is mounted on the work vehicle 1 with a pair of left and right magnetic sensors or two pairs of left and right magnetic sensors.
It is difficult to determine whether the location is a straight line section or a traveling section by simply detecting the deviation of the strength of the AC magnetic field generated from 7. Therefore, by calculating the moving average value of the results detected a plurality of times, the straight line portion and the traveling portion can be distinguished quickly, reliably and accurately. That is, Δ
Left and right paired magnetic sensors sampled every T hours
The lateral deviation amounts (Δe1, Δe2, Δe3, Δe4, Δe5, Δe6 ... Calculated from the detection results of 6a and 26b.
...) for each of the past several times (for example, five times),
When the average value is calculated, the moving average value Δem is obtained by the moving average method of arranging in time series. In the above case, the first moving average value Δem1 = (Δe1 + Δe2
+ Δe3 + Δe4 + Δe5) / 5, and the second moving average value Δem2 = (Δe2 + Δe3 + Δe4 + Δe5)
+ Δe6) / 5, the third moving average value Δem3 = (Δ
e3 + Δe4 + Δe5 + Δe6 + Δe7) / 5.
In the straight line portion, the guide cable 27 comes to be positioned at the left-right center of the work vehicle 1 due to the convergence due to the normal steering control.

【0026】他方、回行部、特に直線部から回行部に移
る箇所では移動平均値が増大するように変化するのが一
般的である。また、回行部から直線部に移る箇所では、
移動平均値が減少するように変化するのが一般的であ
る。そして回行部では、前記移動平均値自体も大きい値
を示す。また、直線部では、一般に誘導ケーブル27に
対する車体の横ずれ量Eの大きさが小さく、且つ修正す
べき操舵角度は小さいものである。他方、回行部では誘
導ケーブル27に対する作業車両1の横ずれ量の大きさ
が大きく、且つ操舵角度を大きく変更する必要がある。
そこで、図10に示すように、前記誘導ケーブル27に
対する車体の横ずれ量の大きさ及びずれ方向により、例
えば5つのゾーンに区別する。第1ゾーン及び第2ゾー
ンは作業車両1の左右中心に対して左寄り位置にあるこ
とを意味し、第3ゾーンは中央位置、第4ゾーン及び第
5ゾーンは右寄り位置にあることを意味し、。横ずれ
量、ひいては前記演算結果の移動平均値Δemが第1ゾ
ーン及び第2ゾーンにあるときは、左旋回の回行部とな
り、且つ第1ゾーンは小旋回半径の回行部、第2ゾーン
は大旋回半径の回行部と判断される。第4ゾーン及び第
5ゾーンは、前記と反対に右旋回の回行部であって、第
5ゾーンは小旋回半径の回行部、第4ゾーンは大旋回半
径の回行部と判断される。第3ゾーンは直線部と考えて
良い。
On the other hand, it is general that the moving average value changes so as to increase at the traveling portion, particularly at the portion where the straight portion moves to the traveling portion. In addition, at the place where it moves from the traveling part to the straight part,
Generally, the moving average value changes so as to decrease. In the traveling section, the moving average value itself also shows a large value. Further, in the straight portion, the amount of lateral deviation E of the vehicle body with respect to the guide cable 27 is generally small, and the steering angle to be corrected is small. On the other hand, in the traveling section, the amount of lateral deviation of the work vehicle 1 with respect to the guide cable 27 is large, and the steering angle needs to be greatly changed.
Therefore, as shown in FIG. 10, for example, the zones are classified into five zones according to the magnitude of the lateral displacement amount of the vehicle body with respect to the guide cable 27 and the displacement direction. The first zone and the second zone mean that the work vehicle 1 is located on the left side with respect to the center of the left and right, the third zone means that the center position is located, and the fourth zone and the fifth zone are located on the right side position. . When the amount of lateral deviation, and by extension, the moving average value Δem of the calculation result is in the first zone and the second zone, it becomes a left turn turning portion, and the first zone is a turning portion having a small turning radius, and the second zone is It is judged to be a turning section with a large turning radius. Contrary to the above, the 4th zone and the 5th zone are the turning parts of the right turn, the 5th zone is the turning part of the small turning radius, and the 4th zone is the turning part of the large turning radius. It The third zone may be considered as a straight line portion.

【0027】ここで、各ゾーンにおける車体の横ずれ量
Eと前記移動平均値との関係を「表1」に示す。
The relationship between the lateral displacement amount E of the vehicle body and the moving average value in each zone is shown in "Table 1".

【0028】[0028]

【表1】 [Table 1]

【0029】そして各ゾーンにおいて基準値KEを設定
し、この各基準値に対して、車体の基準操舵角度を設定
する。例えば、各ゾーンでの横ずれ量の中間値を基準値
KEとする。この基準値KEに対して前記演算した移動
平均値Δemとの偏差をρ、偏差の変化率をΔρとし、
前記基準値KEに対して修正操舵指令角度θを予め設定
しておく。この場合、直線部に対する修正操舵指令角度
θは相対的に小であり、回行部に対する修正操舵指令角
度θは相対的に大になるように設定すべきである。
Then, a reference value KE is set in each zone, and a reference steering angle of the vehicle body is set for each reference value. For example, the intermediate value of the lateral deviation amount in each zone is set as the reference value KE. The deviation from the moving average value Δem calculated above with respect to this reference value KE is ρ, and the change rate of the deviation is Δρ,
The corrected steering command angle θ is preset with respect to the reference value KE. In this case, the correction steering command angle θ with respect to the straight line portion should be set relatively small, and the correction steering command angle θ with respect to the traveling portion should be set relatively large.

【0030】そして、各ゾーンにおける前記基準値KE
に対する偏差ρ及び/または偏差の変化率Δρに略比例
する操舵修正指令量(角度)の増分Δθを演算にて求
め、最終的な操舵修正指令量(角度)(θ+Δθ)に対
応する駆動パルス信号を電気式駆動回路46,47に与
えて、回行部や直線部における誘導ケーブル27に対す
る横ずれ量が小さくなるように操舵制御するのである。
Then, the reference value KE in each zone
Of the steering correction command amount (angle) approximately proportional to the deviation ρ and / or the change rate Δρ of the deviation, and the drive pulse signal corresponding to the final steering correction command amount (angle) (θ + Δθ) Is given to the electric drive circuits 46 and 47, and steering control is performed so that the lateral shift amount with respect to the guide cable 27 in the traveling portion and the straight portion is reduced.

【0031】このように、作業車両1が直線部に沿うよ
うに操舵制御する態様と、回行部に沿って操舵制御する
態様とを、別々に予め想定し、操舵修正指令量が異なる
ように設定しておけば、正確な操舵制御を迅速に実行で
きるという効果を奏する。
As described above, the manner in which the work vehicle 1 is steered along the straight line portion and the manner in which the work vehicle 1 is steered along the traveling portion are separately assumed in advance so that the steering correction command amounts are different. If it is set, an effect that accurate steering control can be quickly executed is achieved.

【0032】[0032]

【発明の作用及び効果】本発明では、作業車両に、誘導
ケーブルから出る交流電界を検出するための磁気センサ
ーと、作業車両が通過する誘導経路上の障害物を検出す
るための超音波センサーとを設けてあり、超音波センサ
ーで障害物を検出すれば、通常の誘導ケーブルに略沿う
ように操舵制御することに優先させて、障害物を回避す
べく作業車両の操向停止等の制御を実行するので、作業
車両を無人で走行させても安全である。障害物回避制御
を実行したとき、離れた位置の作業者(監視者)にその
旨の警報音または警報表示ランプの点灯(点滅)等にて
知らせるようにすれば、一層効果的である。
According to the present invention, a magnetic sensor for detecting an alternating electric field from an induction cable and an ultrasonic sensor for detecting an obstacle on a guide path through which a work vehicle passes are provided in a work vehicle. If an ultrasonic sensor detects an obstacle, priority is given to steering control so as to follow the normal guidance cable, and control such as steering stop of the work vehicle is performed to avoid the obstacle. Since it is executed, it is safe to drive the work vehicle unmanned. When the obstacle avoidance control is executed, it is more effective to notify the worker (monitor) at a distant position by an alarm sound or lighting (blinking) of an alarm display lamp to that effect.

【0033】障害物等を検出する超音波センサーを左右
往復回動するようにして設けると、少ない数の超音波セ
ンサーで広い範囲を監視することができ、コストの低減
を図ることができる。
If an ultrasonic sensor for detecting an obstacle or the like is provided so as to reciprocate left and right, a wide range can be monitored with a small number of ultrasonic sensors, and the cost can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】薬剤散布機の側面図である。FIG. 1 is a side view of a drug spraying machine.

【図2】薬剤散布機の平面図である。FIG. 2 is a plan view of the medicine spraying machine.

【図3】操舵装置14の概略平面図である。FIG. 3 is a schematic plan view of a steering device 14.

【図4】操舵装置の制御油圧回路図である。FIG. 4 is a control hydraulic circuit diagram of the steering device.

【図5】操舵制御装置の機能ブロック図である。FIG. 5 is a functional block diagram of a steering control device.

【図6】メインフローチャートである。FIG. 6 is a main flowchart.

【図7】障害物判定のサブルーチンフローチャートであ
る。
FIG. 7 is a flowchart of an obstacle determination subroutine.

【図8】誘導経路の概要を示す平面図である。FIG. 8 is a plan view showing an outline of a guide route.

【図9】超音波センサーによる検出の態様を示す説明図
である。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a mode of detection by an ultrasonic sensor.

【図10】ゾーンの説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of zones.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 作業車両 3 ハンドル 6 噴霧ノズル 7 送風機 8,8 前輪 9,9 後輪 10 エンジン 11 走行変速機構 12 動力伝達機構 13 動力ポンプ 14 操舵装置 16 油圧回路 17 油圧シリンダ 22 油圧ポンプ 23 制御弁 25 操舵角度センサー 26a,26b 磁気センサー 27 誘導ケーブル 28 自動操舵用制御弁 32 操舵制御装置 33 中央処理装置 37 超音波センサー 38 ステップモータ 46,47 駆動回路 55 障害物 1 Work Vehicle 3 Handle 6 Spray Nozzle 7 Blower 8, 8 Front Wheel 9, 9 Rear Wheel 10 Engine 11 Travel Speed Change Mechanism 12 Power Transmission Mechanism 13 Power Pump 14 Steering Device 16 Hydraulic Circuit 17 Hydraulic Cylinder 22 Hydraulic Pump 23 Control Valve 25 Steering Angle Sensor 26a, 26b Magnetic sensor 27 Induction cable 28 Control valve for automatic steering 32 Steering control device 33 Central processing unit 37 Ultrasonic sensor 38 Step motor 46, 47 Drive circuit 55 Obstacle

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 誘導ケーブルから出る交流電界を磁気セ
ンサーにて検出して、当該誘導ケーブルに略沿うように
操舵する制御手段を設けてなる作業車両において、該作
業車両には、障害物等を検出する超音波センサーを設
け、前記誘導ケーブルに沿う操舵制御に優先させて超音
波センサーの検出による障害物回避制御を実行する手段
を設けたことを特徴とする作業車両における自動操舵制
御装置。
1. A work vehicle comprising a control means for detecting an AC electric field emitted from an induction cable with a magnetic sensor and steering the same so as to substantially follow the induction cable. An automatic steering control device for a work vehicle, comprising: an ultrasonic sensor for detecting; and means for executing obstacle avoidance control by detection of the ultrasonic sensor in preference to steering control along the guide cable.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015027539A (en) * 2005-12-02 2015-02-12 アイロボット コーポレイション Autonomous coverage robot navigation system
CN108572653A (en) * 2018-06-05 2018-09-25 河南森源电气股份有限公司 A kind of AGV ultrasonic waves guidance system and AGV navigation vehicles

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