JPH069011B2 - Travel control system for automated guided vehicles - Google Patents

Travel control system for automated guided vehicles

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JPH069011B2
JPH069011B2 JP62195026A JP19502687A JPH069011B2 JP H069011 B2 JPH069011 B2 JP H069011B2 JP 62195026 A JP62195026 A JP 62195026A JP 19502687 A JP19502687 A JP 19502687A JP H069011 B2 JPH069011 B2 JP H069011B2
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JP
Japan
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boundary
distance
detecting
work
vehicle
Prior art date
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JP62195026A
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Japanese (ja)
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JPS6437608A (en
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保生 藤井
正彦 林
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Kubota Corp
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Kubota Corp
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、車体進行方向前方側の作業地を二次元方向に
亘って繰り返し撮像する撮像手段、その撮像手段の撮像
画像情報に基づいて、車体横幅方向での未処理作業地と
処理済作業地との第1境界を検出する第1境界検出手
段、前記撮像手段の撮像画像情報に基づいて、車体前後
方向での未処理作業地と処理済作業地との第2境界を検
出する第2境界検出手段、作業車の走行距離を検出する
距離検出手段、前記作業車の走行距離が前記第1境界の
長さよりも短い値に設定された設定距離より小である場
合には、前記第1境界検出手段を作動させ、且つ、走行
距離が前記設定距離より大である場合には、前記第2境
界検出手段を作動させるように、前記距離検出手段の検
出情報に基づいて、前記第1境界検出手段と前記第2境
界検出手段とを選択作動させる検出境界選択手段、前記
第2境界検出手段の情報に基づいて、前記作業車が現在
位置から前記第2境界に達するまでの距離を演算する距
離演算手段、前記第1境界検出手段の検出情報に基づい
て前記作業車が前記第1境界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、前記距離演算手段及び前
記距離検出手段の情報に基づいて、前記作業車が前記第
2境界に達したことが判別されるに伴って、次の作業行
程に対応する第1境界の始端部に向けて移動させるター
ン制御手段の夫々を備えた自動走行作業車の走行制御装
置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of use] The present invention is based on image pickup means for repeatedly picking up an image of a work site in front of a vehicle body in a two-dimensional direction, and based on image pickup image information of the image pickup means. First boundary detection means for detecting a first boundary between an unprocessed work site and a processed work site in the vehicle body width direction, and an unprocessed work site and a process in the vehicle body front-rear direction based on imaged image information of the imaging means. Second boundary detection means for detecting the second boundary with the completed work site, distance detection means for detecting the travel distance of the work vehicle, and travel distance of the work vehicle is set to a value shorter than the length of the first boundary. If the distance is smaller than the set distance, the first boundary detecting means is operated, and if the traveling distance is larger than the set distance, the second boundary detecting means is operated, Based on the detection information of the detection means, the first The distance from the current position of the work vehicle to the second boundary is calculated based on the information of the detection boundary selecting means for selectively operating the field detecting means and the second boundary detecting means and the second boundary detecting means. Distance calculation means, steering control means for performing steering control so that the work vehicle automatically travels along the first boundary based on the detection information of the first boundary detection means, the distance calculation means, and the distance detection. When it is determined that the work vehicle has reached the second boundary based on the information of the means, each of the turn control means for moving toward the starting end portion of the first boundary corresponding to the next work stroke. The present invention relates to a travel control device for an automated guided vehicle equipped with the.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

上記この種の自動走行作業車の走行制御装置は、作業車
が未処理作業地と処理済作業地との境界に沿って自動走
行し、且つ、一つの作業行程の終端部に達するに伴っ
て、次の作業行程の始端部に向けて自動的にターンする
ように、車体進行方向前方側を撮像した画像情報に基づ
いて、作業車の走行を制御するように構成されたもので
ある。
The traveling control device for an automatic traveling work vehicle of the above-mentioned type, as the work vehicle automatically travels along the boundary between the unprocessed work site and the processed work site, and reaches the end portion of one work stroke. The vehicle is configured to control the traveling of the work vehicle based on the image information obtained by imaging the front side in the traveling direction of the vehicle body so that the vehicle automatically turns toward the start end of the next work stroke.

従って、一つの作業行程の終端部に達するに伴って、次
の作業行程の始端部に向けてターンさせるためには、終
端側の第2境界を検出する必要があるが、常時、作業行
程側の第1境界と終端側の第2境界とを検出させると処
理が複雑になって、作業車の走行速度に対応した制御が
困難となることから、予め設定された一つの作業行程の
長さよりも小に設定された設定距離に達するに伴って、
終端側の第2境界を検出させるようにすることになる。
Therefore, it is necessary to detect the second boundary on the end side in order to turn toward the start end of the next work stroke as it reaches the end end of one work stroke. If the first boundary and the second boundary on the terminating side are detected, the processing becomes complicated, and it becomes difficult to control in accordance with the traveling speed of the work vehicle. As you reach the set distance, which is also set to small,
The second boundary on the terminal side is detected.

但し、従来では、終端側の第2境界を検出した後におい
ても、その検出した終端側の第2境界に達するまでは、
作業行程側の第1境界の検出情報に基づいて操向制御す
るようにしていた。
However, conventionally, even after the second boundary on the terminal side is detected, until the detected second boundary on the terminal side is reached,
The steering control is performed based on the detection information of the first boundary on the work stroke side.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

上記従来のように、終端側の第2境界に達するまで操向
制御を継続して行うと、操向制御に伴う車体の蛇行によ
って、検出した第2境界に達するまでの走行距離の検出
を誤る虞れがある。
If the steering control is continuously performed until the second boundary on the terminating side is reached as in the above-described conventional art, the vehicle travels to the detected second boundary due to the meandering of the vehicle body due to the steering control. There is fear.

第2境界までの走行距離の検出を誤ると、次の行業行程
へ移動させるターンの開始位置を誤って、次の行業行程
への進入を適正通りに行わせることができなくなる虞れ
がある。
If the mileage to the second boundary is erroneously detected, there is a risk that the start position of the turn for moving to the next work stroke may be wrong and the next work stroke may not be properly entered.

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、次の行業行程への移動をスムーズに開始でき
るようにすることにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to make it possible to smoothly start the movement to the next work process.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明による自動走行作業車の走行制御装置の特徴構成
は、以下の通りである。
The characteristic configuration of the traveling control device for the automated guided vehicle according to the present invention is as follows.

すなわち、前記操向制御手段は、前記設定距離を走行し
た後又は前記第2境界を検出した後は、前記第2境界に
達するまで操向停止させた状態で直進させるように構成
されている点にあり、その作用並びに効果は以下の通り
である。
That is, the steering control means is configured to proceed straight after traveling the set distance or after detecting the second boundary in a state where the steering is stopped until the second boundary is reached. And its action and effect are as follows.

〔作用〕[Action]

つまり、作業行程の終端側の第2境界を検出する地点ま
で走行した後又は第2境界を検出した後は、その第2境
界に達するまで操向停止した状態で直進させることによ
り、作業車の走行が安定して、検出した第2境界に達し
たことを判別するための走行距離の検出誤差を少なくす
ることができる。
In other words, after traveling to the point where the second boundary on the end side of the work stroke is detected or after detecting the second boundary, the vehicle is moved straight while the steering is stopped until the second boundary is reached. It is possible to reduce the detection error of the traveling distance for determining that the traveling has stabilized and the detected second boundary has been reached.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

従って、検出した第2境界に達したことの検出が正確に
なり、次の作業行程へ移動させるためのターンを的確に
行わせることができるものとなり、ターン後において、
次の作業行程への進入を適正通りに行えるに至った。
Therefore, the detection that the detected second boundary has been reached becomes accurate, and the turn for moving to the next work stroke can be accurately performed, and after the turn,
We were able to properly approach the next work process.

又、第2境界に達するまで操向停止した状態で直進させ
るので、作業車の走行に伴って形成される次の作業行程
での第1境界となる未処理作業地と処理済作業地の境界
の直線性が良くなって、次の作業行程での境界検出にお
ける検出精度が向上するものとなり、もって、操向制御
における境界に対する追従性を向上できる。
In addition, since the vehicle goes straight in a steering stopped state until it reaches the second boundary, it is a boundary between the unprocessed work site and the treated work site, which is the first boundary in the next work stroke formed with the traveling of the work vehicle. Is improved, the detection accuracy in the boundary detection in the next work stroke is improved, and thus the followability to the boundary in the steering control can be improved.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第6図に示すように、操向輪としての左右一対の前輪
(1)及び左右一対の後輪(2)を備えた車体の下腹部に、芝
刈り装置(3)が上下動自在に縣架され、芝や雑草等の刈
取作業に用いる作業車(V)が構成されている。
As shown in FIG. 6, a pair of left and right front wheels as steering wheels
(1) and a pair of left and right rear wheels (2), a lawn mowing device (3) is vertically movably suspended on the lower abdomen of a vehicle body, and is used for mowing work of lawn and weeds (V) Is configured.

そして、機体進行方向前方側の作業地を二次元方向に亘
って撮像する撮像手段としてのイメージセンサ(S1)が、
前記機体に対して前方側の作業地を斜め下方に向けて見
下ろす状態となるように機体前部に取り付けられてい
る。
Then, the image sensor (S 1 ) as an imaging means for imaging the work site on the front side in the traveling direction of the machine body over the two-dimensional direction,
It is attached to the front part of the machine body so that the work site on the front side with respect to the machine body is directed obliquely downward.

前記イメージセンサ(S1)の撮像視野について説明を加え
れば、前記作業車(V)が、未処理作業地としての未刈地
(B)と処理済作業地としての既刈地(C)との車体横幅方向
での第1境界(L1)に対して適正状態に沿っている状態に
おいて、前記第1境界(L1)が、撮像視野の横幅方向中央
に位置する状態となるようにしてある。
If the image pickup field of view of the image sensor (S 1 ) is further explained, the work vehicle (V) is uncut as unprocessed work land.
In a state in which the first boundary (L 1 ) in the vehicle width direction between the (B) and the already cut land (C) as the treated work land is in a proper state, the first boundary (L 1 ) However, it is arranged so as to be positioned at the center of the imaging visual field in the lateral direction.

前記作業車(V)の構成について説明すれば、第1図に示
すように、前記前輪(1)を操作するステアリング用油圧
シリンダ(4)、及び、その制御弁(5)が設けられ、油圧式
無段変速装置(6)が、エンジン(E)に連動連結され、そし
て、変速モータ(7)が、前記変速装置(6)の変速アーム
(8)に連動連結されている。
Explaining the structure of the work vehicle (V), as shown in FIG. 1, a steering hydraulic cylinder (4) for operating the front wheel (1) and a control valve (5) for the steering hydraulic cylinder (4) are provided. A continuously variable transmission (6) is linked to an engine (E), and a transmission motor (7) is a transmission arm of the transmission (6).
Linked to (8).

但し、前記変速装置(6)は、前記前後輪(1),(2)の両方に
連動連結してあり、いわゆる4輪駆動型の作業車に構成
されている。
However, the transmission (6) is linked to both the front and rear wheels (1), (2), and is configured as a so-called four-wheel drive type work vehicle.

前記変速装置(6)の出力にて回転駆動され、単位回転数
当たり設定個数のパルス信号を出力する回転数センサ(S
2)が設けられ、そのパスル信号に基づいて、前記作業車
(V)の走行距離を検出できるように構成されている。つ
まり、前記回転数センサ(S2)が、作業車の走行距離を検
出する距離検出手段に対応することになる。
A rotation speed sensor (S that outputs a preset number of pulse signals per unit rotation speed) is driven to rotate by the output of the transmission (6).
2 ) is provided, and the work vehicle is based on the pulse signal.
It is configured so that the traveling distance of (V) can be detected. That is, the rotation speed sensor (S 2 ) corresponds to the distance detecting means for detecting the traveling distance of the work vehicle.

前記前輪(1)のステアリング角度を検出するステアリン
グ角度検出用ポテンショメータ(R1)と、前記変速装置
(6)の操作状態を検出することにより間接的に車速を検
出する車速検出用ポテンショメータ(R2)とが設けられ、
それらの検出情報、前記イメージセンサ(S1)の撮像情報
に基づいて検出される前記境界(L1)の情報、前記回転数
センサ(S2)の検出情報、予め設定記憶された各種走行制
御情報に基づいて、前記作業車(V)が前記境界(L1)に沿
って自動走行するように制御するマイクロコンピュータ
利用の制御装置(9)が設けられている。
A steering angle detecting potentiometer (R 1 ) for detecting the steering angle of the front wheel (1), and the transmission.
A vehicle speed detection potentiometer (R 2 ) for indirectly detecting the vehicle speed by detecting the operation state of (6) is provided,
Those detection information, information of the boundary (L 1 ) detected based on the image pickup information of the image sensor (S 1 ), detection information of the rotation speed sensor (S 2 ), various traveling controls preset and stored A control device (9) using a microcomputer is provided for controlling the work vehicle (V) to automatically travel along the boundary (L 1 ) based on the information.

尚、図中、(H)は搭乗操縦用のステアリングハンドル、
(R0)はその操作位置検出用ポテンショメータ、(10)は搭
乗操縦用の変速ペダルである。
In the figure, (H) is a steering handle for boarding operation,
(R 0 ) is a potentiometer for detecting its operation position, and (10) is a speed change pedal for boarding and manipulating.

但し、前記イメージセンサ(S1)の撮像情報を画像処理し
て前記第1境界(L1)を検出する第1境界検出手段(100
A)、作業行程終端部つまり車体前後方向での未刈地(B)
と既刈地(C)との第2境界(L2)を検出する第2境界検出
手段(100B)、前記回転数センサ(S2)による検出走行距離
に基づいて前記第1境界検出手段(100A)と第2境界検出
手段(100B)とを選択作動させる検出境界選択手段(10
1)、前記第2境界(L2)までの距離を演算する距離演算手
段(102)、前記作業車(V)が前記第1境界(L1)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(103)、及
び、前記作業車(V)が前記第2境界(L2)に達するに伴っ
て次の作業行程の始端部に移動させるターン制御手段(1
04)夫々の各手段が、前記制御装置(9)を利用して構成さ
れることになる。
However, a first boundary detecting means (100) for detecting the first boundary (L 1 ) by image-processing the image pickup information of the image sensor (S 1 ).
A), the end of the work process, that is, uncut land in the front-back direction of the vehicle (B)
Second boundary detecting means (100B) for detecting a second boundary (L 2 ) between the ground and the already cut land (C), and the first boundary detecting means (100B) based on the traveling distance detected by the rotation speed sensor (S 2 ). 100A) and the second boundary detecting means (100B) for selectively operating the detection boundary selecting means (10
1), distance calculation means (102) for calculating a distance to the second boundary (L 2 ), steering control so that the work vehicle (V) automatically travels along the first boundary (L 1 ). Steering control means (103), and turn control means (1) for moving the work vehicle (V) to the start end of the next work stroke as the work vehicle (V) reaches the second boundary (L 2 ).
04) Each means will be configured using the control device (9).

前記作業車(V)の自動走行について説明すれば、第7図
に示すように、周囲を既刈地(C)で囲まれた四角状の未
刈地(B)の一辺から対辺に至る部分を、一つの作業行程
として、前記作業車(V)が車体横幅方向での前記未刈地
(B)と既刈地(C)との第1境界(L1)に沿って自動走行する
ように、第1境界検出手段(100A)の検出情報に基づいて
操向制御されることになり、そして、第2境界検出手段
(100B)によって検出される一つの作業行程の終端側の第
2境界(L2)つまり前記未刈地(B)の対辺に達するに伴っ
て、その作業行程に交差する次の作業行程の始端部に向
けて自動的にターンさせることを繰り返させることによ
り、所定範囲の芝刈り作業を自動的に行わせることにな
る。
Explaining the automatic running of the work vehicle (V), as shown in FIG. 7, a portion extending from one side to the opposite side of a square uncut land (B) surrounded by already cut land (C). As one working stroke, the working vehicle (V) is
The steering control is performed based on the detection information of the first boundary detection means (100A) so that the vehicle automatically travels along the first boundary (L 1 ) between the (B) and the already-cut land (C). And a second boundary detecting means
(100B), the second boundary (L 2 ) on the end side of one work stroke, that is, the opposite end of the uncut land (B), and the beginning of the next work stroke that intersects the work stroke By repeating the automatic turn toward the section, the lawn mowing work within a predetermined range is automatically performed.

第2図に示すフローチャートに基づいて説明を加えれ
ば、走行が開始されると、前記回転数センサ(S2)の検出
情報に基づいて、設定距離を走行する毎に、前記イメー
ジセンサ(S1)による撮像処理が行われ、その撮像情報か
ら検出した情報に基づいて、前記作業車(V)が前記第1
境界(L1)に沿って自動走行するように操向制御されるこ
とになる。
If the description is added based on the flowchart shown in FIG. 2, when the traveling is started, the image sensor (S 1 is moved every time the vehicle travels a set distance based on the detection information of the rotation speed sensor (S 2 ). ) Is performed, and the work vehicle (V) uses the first information based on the information detected from the imaging information.
The steering is controlled so that the vehicle automatically travels along the boundary (L 1 ).

つまり、前記作業車(V)が前記第1境界(L1)に沿って自
動走行するように操向制御する処理が、前記第1境界検
出手段(100A)の検出情報に基づいて操向制御する操向制
御手段(103)に対応することになる。
That is, the process for controlling the steering so that the work vehicle (V) automatically travels along the first boundary (L 1 ) is based on the detection information of the first boundary detecting means (100A). It corresponds to the steering control means (103) that operates.

そして、前記回転数センサ(S2)の検出情報に基づいて、
一つの作業行程の長さつまり前記第1境界(L1)の長さよ
りも短い値に設定された設定距離まで走行したか否かに
基づいて終端が近いか否かを判別し、終端に接近するに
伴って、操向停止した状態で直進させながら、前記終端
側の第2境界(L2)を検出する終端検出の処理が行われ、
その検出情報に基づいて、前記作業車(V)の現在位置か
ら終端位置までの距離を演算し、前記回転数センサ(S2)
の検出情報に基づいて、求めた終端位置まで走行するに
伴って、予め設定記憶されたターンパターンに基づいて
次の作業行程に向けてターンさせることになる。
Then, based on the detection information of the rotation speed sensor (S 2 ),
Based on whether or not the vehicle has traveled to a set distance set to a value shorter than the length of one work stroke, that is, the length of the first boundary (L 1 ), it is determined whether or not the end is near, and approaches the end. Along with this, the processing of end detection for detecting the second boundary (L 2 ) on the end side is performed while moving straight in a steering stopped state,
Based on the detection information, the distance from the current position of the work vehicle (V) to the end position is calculated, and the rotation speed sensor (S 2 )
As the vehicle travels to the determined end position on the basis of the detection information, the turn is made toward the next work stroke based on the turn pattern set and stored in advance.

但し、前記終端検出の処理を開始する設定距離は、操向
制御による前記作業車(V)の蛇行や車輪のスリップ等に
起因して前記回転数センサ(S2)による検出走行距離に誤
差が生じても、前記第2境界(L2)が前記イメージセンサ
(S1)の撮像視野外となることがないように、前記イメー
ジセンサ(S1)の取り付け高さや視野中心方向の傾き等に
基づいて予め設定しておくことになる。
However, the set distance for starting the processing of the end detection has an error in the traveling distance detected by the rotation speed sensor (S 2 ) due to meandering of the working vehicle (V) due to steering control, slip of wheels, etc. Even if it occurs, the second boundary (L 2 ) is
So as not to be outside the imaging field of view (S 1), it will be set in advance based on the installation height and viewing direction of the center of the inclination or the like of the image sensor (S 1).

尚、この回転数センサ(S2)の検出情報に基づいて、前記
作業車(V)が終端に接近するに伴って前記第1境界(L1)
を検出する状態から前記第2境界(L2)を検出する状態に
切り換える処理が、前記第1境界検出手段(100A)と前記
第2境界検出手段(100B)とを選択作動させる検出境界選
択手段(101)に対応することになり、予め設定記憶され
たターンパターンに基づいて次の作業行程に向けてター
ンさせる処理が、ターン制御手段(104)に対応すること
になる。
In addition, based on the detection information of the rotation speed sensor (S 2 ), as the work vehicle (V) approaches the end, the first boundary (L 1 )
Detection boundary selection means for selectively operating the first boundary detection means (100A) and the second boundary detection means (100B) in the process of switching from the state of detecting the second boundary (L 2 ) to the state of detecting the second boundary (L 2 ). This corresponds to (101), and the process of turning toward the next work stroke based on the preset and stored turn pattern corresponds to the turn control means (104).

ターン後は、例えば、予め設定された行程数を走行した
か否か、あるいは、設定された走行距離に達したか否か
等に基づいて、作業終了か否かを判断して、作業終了で
ない場合には、前述の境界検出処理からの各処理を繰り
返すことになり、作業終了の場合には、前記作業車(V)
を停止させて、全処理を終了することになる。
After the turn, for example, it is judged whether or not the work is completed based on whether or not the travel has traveled a preset number of strokes, or whether or not the traveled distance has been set, and the work is not completed. In this case, each process from the boundary detection process described above is repeated, and when the work is completed, the work vehicle (V)
Will be stopped and the whole process will be ended.

次に、第3図に示すフローチャートに基づいて、前記第
1境界検出手段(100A)について説明する。
Next, the first boundary detecting means (100A) will be described based on the flowchart shown in FIG.

但し、以下に説明する境界検出の処理は、前記既刈地
(C)が未刈地(B)よりも明るく見える現象を利用して行わ
れるものである。
However, the boundary detection process described below is performed in
This is done by using the phenomenon that (C) looks brighter than the uncut area (B).

境界検出の処理が起動されるに伴って、前記イメージセ
ンサ(S1)による撮像処理が行われ、その撮像情報が前記
制御装置(9)に入力されて量子化された後、細かい明る
さ変化を除去する平滑化が行われる。
Along with the activation of the boundary detection process, the image sensor (S 1 ) performs the image capturing process, and the image capturing information is input to the control device (9) and quantized, after which a fine brightness change is performed. Smoothing to remove

撮像情報の平滑化が行われた後は、機体横幅方向つまり
x軸方向における隣接画素間の明るさの差に基づいて微
分処理が行われる。
After the image pickup information is smoothed, a differentiation process is performed based on the difference in brightness between adjacent pixels in the machine body width direction, that is, the x-axis direction.

前記微分処理について説明を加えれば、第4図に示すよ
うに、処理対象となる注目画素(e)の周囲に隣接する8
画素(a〜d,f〜i)を含む9画素を覆う3×3画素分のマ
スクを用いて、下記(i)式に基づいて、機体横幅方向に
対応する画像上のx軸方向における明るさ変化の微分値
(SX)を求める処理が、二次元方向に並ぶ各画素について
行われることになる。
If the differentiation process is further described, as shown in FIG. 4, the 8 pixels adjacent to the target pixel (e) to be processed are adjacent to each other.
Brightness in the x-axis direction on the image corresponding to the lateral direction of the fuselage is calculated based on the following formula (i) using a mask for 3 × 3 pixels covering 9 pixels including pixels (a to d, f to i). Differential value
The process of obtaining (SX) is performed for each pixel arranged in the two-dimensional direction.

SX(x,y)=(a+d+g)-(c+f+i) ……(i) 但し、この微分処理において、前記作業車(V)に対して
前記境界(L1)が左右何れの側に位置するかに基づいて、
前記微分値(SX)の符号を判別して、正負いずれか一方の
符号となる値のみを用いることになる。
SX (x, y) = (a + d + g)-(c + f + i) …… (i) However, in this differentiation processing, the boundary (L 1 ) with respect to the work vehicle (V) is Based on which side it is located,
The sign of the differential value (SX) is discriminated, and only the value having one of the positive and negative signs is used.

つまり、前記式(i)において、画像上左側に位置する画
素の明るさから右側に位置する画素の明るさを減算する
ようにしているので、左側のほうが明るい場合には、前
記微分値(SX)は正の値となり、右側のほうが明るい場合
には、負の値となる。
That is, in the formula (i), the brightness of the pixel located on the right side is subtracted from the brightness of the pixel located on the left side of the image, so that when the left side is brighter, the differential value (SX ) Is a positive value, and is negative if the right side is brighter.

そして、前記微分値(SX)の絶対値が予め設定された閾値
以上の大きさとなる画素のみを抽出するように2値化す
ることにより、明るさ変化が大なる箇所の画素を抽出す
る。
Then, binarization is performed so as to extract only the pixels whose absolute value of the differential value (SX) is equal to or larger than a preset threshold value, thereby extracting the pixels at the location where the brightness change is large.

次に、ハフ変換処理を利用して、2値化された各画素毎
に、その画素を通る設定角度毎に分割された多数本の直
線を、下記(ii)式に基づいて、極座標系における原点か
らの距離(ρ)と基準軸に対する傾き(θ)の値として
求め、同一値をとる頻度を二次元ヒストグラムにとり、
そのヒストグラムから、最大頻度となる一つの直線を、
前記原点からの距離(ρ)と基準軸に対する傾き(θ)
として求める。
Next, using the Hough transform process, for each binarized pixel, a large number of straight lines divided at each set angle passing through the pixel are calculated in the polar coordinate system based on the following equation (ii). The distance (ρ) from the origin and the slope (θ) with respect to the reference axis are calculated as values, and the same frequency is taken in a two-dimensional histogram,
From the histogram, one straight line with the maximum frequency is
Distance from the origin (ρ) and inclination with respect to the reference axis (θ)
Ask as.

ρ=x・cosθ+y・sinθ ……(ii) そして、求めた値(ρ),(θ)から、前記イメージセ
ンサ(S1)の撮像視野の中心を基準とする位置に対する機
体幅方向のずれ(χ)と、その中心を通るy軸に対する
傾き(ψ)とを、前記境界(L1)に対応する直線の位置情
報として求める(第5図(イ)参照)。
ρ = x · cos θ + y · sin θ (ii) Then, based on the obtained values (ρ) and (θ), the deviation in the machine width direction from the position based on the center of the imaging field of view of the image sensor (S 1 ) ( χ) and the inclination (ψ) with respect to the y-axis passing through the center thereof are obtained as position information of the straight line corresponding to the boundary (L 1 ) (see FIG. 5 (a)).

但し、前記イメージセンサ(S1)は、その撮像方向が機体
進行方向前方側に向かって下方に向かうようになってい
ることから、その撮像視野内における境界(L1)の位置変
化は、撮像距離に反比例して、遠方ほど小さくなる。
However, since the imaging direction of the image sensor (S 1 ) is directed downward toward the front side in the aircraft traveling direction, the position change of the boundary (L 1 ) in the imaging field of view is Inversely proportional to the distance, the distance becomes smaller.

従って、撮像視野の中心を基準とする実際の境界(L1)に
対するずれ(χ)及び傾き(ψ)は撮像距離に応じた値
となるように補正されることになる。
Therefore, the deviation (χ) and the inclination (ψ) with respect to the actual boundary (L 1 ) with respect to the center of the imaging field of view are corrected to have values according to the imaging distance.

もって、上述の境界検出のための一連の処理が、第1境
界検出手段(100A)に対応することになる。
Therefore, the series of processes for detecting the boundary described above corresponds to the first boundary detecting means (100A).

前記第2境界検出手段(100B)について説明すれば、前記
終端側の第2境界(L2)における明るさ変化が画像上、上
下方向に大きくなることから、前記第1境界検出手段(1
00A)における前記(i)式において、上下方向に並ぶ画素
間の明るさを減算するように微分方向を変更して、前記
第1境界検出手段(100A)と同じ処理を行わせることによ
り、前記第2境界(L2)を検出することになる。
Explaining the second boundary detecting means (100B), since the change in brightness at the second boundary (L 2 ) on the terminal end side becomes large in the vertical direction on the image, the first boundary detecting means (1
In the formula (i) in (00A), by changing the differentiating direction so as to subtract the brightness between the pixels arranged in the vertical direction, and performing the same processing as the first boundary detecting means (100A), The second boundary (L 2 ) will be detected.

つまり、前記第2境界(L2)に対応する直線は、画像上x
軸方向に向かう直線となるために、視野中心からのずれ
(χ)は、車体前後方向における視野中心から第2境界
(L2)までの距離に対応する値として検出されることにな
る(第5図(ロ)参照)。
That is, the straight line corresponding to the second boundary (L 2 ) is x on the image.
Since it is a straight line toward the axial direction, the deviation (χ) from the center of the field of view is
It will be detected as a value corresponding to the distance to (L 2 ) (see FIG. 5B).

但し、この第2境界(L2)の検出時においても前記第1境
界(L1)の検出時と同様に、前記イメージセンサ(S1)が作
業地を斜めに見下ろす状態で撮像することになるため、
その撮像視野内における境界(L2)の位置変化は、撮像距
離に反比例して、遠方ほど小さくなる。従って、画像上
の第2境界(L2)の位置から、前記イメージセンサ(S1)の
車体に対する取り付け高さや視野中心の傾き等に基づい
て、実際の地面上における作業車(V)の現在位置から第
2境界(L2)までの距離を演算することになる。つまり、
前記第1境界検出手段(100A)を利用して前記第2境界(L
2)を検出させる終端検出を行わせると共に、画像上にお
ける第2境界(L1)のy軸方向での検出位置に基づいて、
実際の地面上における第2境界(L2)までの距離を求める
処理が、前記作業車(V)の現在位置から前記第2境界
(L2)に達するまでの距離を演算する距離演算手段(102)
に対応することになる。
However, at the time of detecting the second boundary (L 2 ), as in the case of detecting the first boundary (L 1 ), the image sensor (S 1 ) is to pick up an image while looking down diagonally at the work site. Because,
The position change of the boundary (L 2 ) in the imaging visual field is inversely proportional to the imaging distance, and becomes smaller as the distance increases. Therefore, from the position of the second boundary (L 2 ) on the image, based on the mounting height of the image sensor (S 1 ) with respect to the vehicle body, the inclination of the center of the visual field, etc., the current state of the work vehicle (V) on the ground is actually measured. The distance from the position to the second boundary (L 2 ) will be calculated. That is,
Using the first boundary detecting means (100A), the second boundary (L
2 ) is detected and the end detection is performed, and based on the detection position of the second boundary (L 1 ) in the y-axis direction on the image,
The process of obtaining the distance to the second boundary (L 2 ) on the actual ground is performed from the current position of the work vehicle (V) to the second boundary (L 2 ).
Distance calculation means for calculating the distance to reach (L 2 ) (102)
Will correspond to.

前記操向制御について説明を加えれば、前記第1境界検
出手段(100A)にて検出された撮像視野の中心に対するず
れ(χ)及び傾き(ψ)と、前記ステアリング角度検出
用ポテンショメータ(R1)にて検出される前記前輪(1)の
現在のステアリング角度(θ)とから、下記(iii)式に
基づいて、目標ステアリング角度 が設定されることになる。
If the steering control is further described, the deviation (χ) and the inclination (ψ) with respect to the center of the imaging visual field detected by the first boundary detection means (100A), and the steering angle detection potentiometer (R 1 ) Based on the current steering angle (θ) of the front wheel (1) detected at Will be set.

但し、α,α,αは、ステアリング系の特性に基
づいて、予め設定された定数である。
However, α 1 , α 2 , and α 3 are preset constants based on the characteristics of the steering system.

〔別実施例〕[Another embodiment]

上記実施例では、第1境界検出手段(100A)及び第2境界
検出手段(100B)を、ハフ変換処理を利用して、各境界(L
1),(L2)に対応する直線を求めるようにした場合を例示
したが、具体構成は各種変更できる。
In the above-described embodiment, the first boundary detecting means (100A) and the second boundary detecting means (100B) are used for the respective boundary (L
The case where the straight line corresponding to 1 ) and (L 2 ) is obtained has been described as an example, but the specific configuration can be variously changed.

又、上記実施例では、前輪(1)のみを操向操作する2輪
ステアリング形式にて操向操作するようにした場合を例
示したが、前後輪(1),(2)の両方を各別にステアリング
操作可能に構成して、例えば、前記傾き(ψ)の修正
は、前後輪(1),(2)を逆方向に向き変更して旋回させる
4輪ステアリング形式を用いて行い、前記機体横幅方向
のずれ(χ)の修正は、前後輪(1),(2)を同方向に向き
変更して平行移動させる平行ステアリング形式を用いて
行うようにしたり、又、前記傾き(ψ)とずれ(χ)に
応じて、前後輪(1),(2)のステアリング角度に差を付け
てステアリング操作して、傾き(ψ)とずれ(χ)の両
方を同時に修正するようにしてもよく、操向制御手段(1
03)の具体構成等、各部の構成は、本発明を適用する作
業車の構成に応じて各種変更できる。
In the above embodiment, the case where the front wheel (1) is steered by the two-wheel steering system is shown as an example, but both the front and rear wheels (1) and (2) are separately operated. The steering wheel can be operated, for example, the inclination (ψ) is corrected by using a four-wheel steering type in which the front and rear wheels (1) and (2) are turned in opposite directions to turn the vehicle body lateral width. The deviation of the direction (χ) can be corrected by using the parallel steering type in which the front and rear wheels (1) and (2) are turned in the same direction and moved in parallel, or the deviation from the inclination (ψ) is corrected. Depending on (χ), the steering angles of the front and rear wheels (1) and (2) may be different, and both the inclination (ψ) and the deviation (χ) may be corrected at the same time. Steering control means (1
The configuration of each part, such as the specific configuration of 03), can be variously changed according to the configuration of the work vehicle to which the present invention is applied.

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。
It should be noted that reference numerals are added to the claims for convenience of comparison with the drawings, but the present invention is not limited to the structures of the accompanying drawings by the entry.

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

図面は本発明に係る自動走行作業車の走行制御装置の実
施例を示し、第1図は制御構成を示すブロック図、第2
図は制御作動のフローチャート、第3図は境界検出のフ
ローチャート、第4図は微分処理の説明図、第5図(イ),
(ロ)は境界検出の説明図、第6図は作業車の全体側面
図、第7図は作業地の説明図である。 (S1)……撮像手段、(S2)……距離検出手段、(B)……未
処理作業地、(C)……処理済作業地、(L1)……第1境
界、(L2)……第2境界、(100A)……第1境界検出手段、
(100B)……第2境界検出手段、(101)……検出境界選択
手段、(102)……距離演算手段、(103)……操向制御手
段、(104)……ターン制御手段。
The drawings show an embodiment of a traveling control device for an automated guided vehicle according to the present invention, and FIG. 1 is a block diagram showing a control configuration, and FIG.
Figure is a flow chart of control operation, Figure 3 is a flow chart of boundary detection, Figure 4 is an explanatory view of differentiation processing, and Figure 5 (a)
(B) is an explanatory view of boundary detection, FIG. 6 is an overall side view of the work vehicle, and FIG. 7 is an explanatory view of the work site. (S 1 ) ... Imaging means, (S 2 ) ... Distance detection means, (B) ... Unprocessed work site, (C) ... Processed work site, (L 1 ) ... First boundary, ( L 2 ) ... second boundary, (100A) ... first boundary detecting means,
(100B) ... second boundary detection means, (101) ... detection boundary selection means, (102) ... distance calculation means, (103) ... steering control means, (104) ... turn control means.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】車体進行方向前方側の作業地を二次元方向
に亘って繰り返し撮像する撮像手段(S1)、その撮像手段
(S1)の撮像画像情報に基づいて、車体横幅方向での未処
理作業地(B)と処理済作業地(C)との第1境界(L1)を検出
する第1境界検出手段(100A)、前記撮像手段(S1)の撮像
画像情報に基づいて、車体前後方向での未処理作業地
(B)と処理済作業地(C)との第2境界(L2)を検出する第2
境界検出手段(100B)、作業車(V)の走行距離を検出する
距離検出手段(S2)、前記作業車(V)の走行距離が前記第
1境界(L1)の長さよりも短い値に設定された設定距離よ
り小である場合には、前記第1境界検出手段(100A)を作
動させ、且つ、走行距離が前記設定距離より大である場
合には、前記第2境界検出手段(100B)を作動させるよう
に、前記距離検出手段(S2)の検出情報に基づいて、前記
第1境界検出手段(100A)と前記第2境界検出手段(100B)
とを選択作動させる検出境界選択手段(101)、前記第2
境界検出手段(100B)の情報に基づいて、前記作業車(V)
が現在位置から前記第2境界(L2)に達するまでの距離を
演算する距離演算手段(102)、前記第1境界検出手段(10
0A)の検出情報に基づいて前記作業車(V)が前記第1境界
(L1)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(103)、前記距離演算手段(102)及び前記距離検出手
段(S2)の情報に基づいて、前記作業車(V)が前記第2境
界(L2)に達したことが判別されるに伴って、次の作業行
程に対応する第1境界(L1)の始端部に向けて移動させる
ターン制御手段(104)の夫々を備えた自動走行作業車の
走行制御装置であって、前記操向制御手段(103)は、前
記設定距離を走行した後又は前記第2境界(L2)を検出し
た後は、前記第2境界(L2)に達するまで操向停止させた
状態で直進させるように構成されている自動走行作業車
の走行制御装置。
1. An image pickup means (S 1 ) for repeatedly picking up an image of a work site on the front side in the traveling direction of a vehicle body in a two-dimensional direction, and the image pickup means.
First boundary detection means (L 1 ) for detecting the first boundary (L 1 ) between the unprocessed work site (B) and the processed work site (C) in the lateral direction of the vehicle body based on the captured image information of (S 1 ). 100A), based on the imaged image information of the image pickup means (S 1 ), the unprocessed work site in the front-back direction of the vehicle body
Second detecting the second boundary (L 2 ) between (B) and the treated work site (C)
Boundary detection means (100B), distance detection means (S 2 ) for detecting the travel distance of the work vehicle (V), and a value at which the travel distance of the work vehicle (V) is shorter than the length of the first boundary (L 1 ). If it is smaller than the set distance set to, the first boundary detecting means (100A) is activated, and if the traveling distance is larger than the set distance, the second boundary detecting means (100A) as actuate 100B), said distance detecting means (on the basis of the detected information S 2), the first boundary detecting means (100A) and the second boundary detecting means (100B)
Detection boundary selection means (101) for selectively operating and,
Based on the information of the boundary detection means (100B), the work vehicle (V)
Distance calculating means (102) for calculating the distance from the current position to the second boundary (L 2 ) and the first boundary detecting means (10)
0A), the work vehicle (V) detects the first boundary
(L 1 ) based on the information of the steering control means (103) for steering control so that the vehicle automatically travels along the line (L 1 ), the distance calculation means (102) and the distance detection means (S 2 ), When it is determined that V) has reached the second boundary (L 2 ), the turn control means (104) for moving toward the starting end portion of the first boundary (L 1 ) corresponding to the next work stroke. ) Is a traveling control device for an automatic traveling work vehicle, each of which, the steering control means (103), after traveling the set distance or after detecting the second boundary (L 2 ), A traveling control device for an automatic traveling work vehicle, which is configured to proceed straight with the steering stopped until reaching the second boundary (L 2 ).
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