JPH07147804A - Unit for preventing deviation of autonomously traveling working vehicle from working area - Google Patents

Unit for preventing deviation of autonomously traveling working vehicle from working area

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Publication number
JPH07147804A
JPH07147804A JP5302952A JP30295293A JPH07147804A JP H07147804 A JPH07147804 A JP H07147804A JP 5302952 A JP5302952 A JP 5302952A JP 30295293 A JP30295293 A JP 30295293A JP H07147804 A JPH07147804 A JP H07147804A
Authority
JP
Japan
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work
vehicle
gps
working
work area
Prior art date
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Pending
Application number
JP5302952A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Torii
毅 鳥居
Yasuhiko Miyamoto
康彦 宮本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Subaru Corp
Original Assignee
Fuji Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Heavy Industries Ltd filed Critical Fuji Heavy Industries Ltd
Priority to JP5302952A priority Critical patent/JPH07147804A/en
Publication of JPH07147804A publication Critical patent/JPH07147804A/en
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Abstract

PURPOSE:To improve a working efficiency of an autonomously traveling working vehicle, by reliably preventing a deviation of the vehicle out of a working area and making its high speed traveling possible in the working area. CONSTITUTION:When a lawn mowing working vehicle arrives at an end point of a working route and passes through a space between a projector and a receptor, the light is blocked and ON-OFF signal is generated and transmitted to a photoelectric sensor information receiver 55. When receiving an ON-OFF signal from the receptor 42, the photoelectric sensor information receiver 55 outputs it to a traveling control unit 56 by obtaining an information at the end point location on the line of working route to make the lawn mowing working vehicle turn its direction for preventing a deviation to the outside of a working area. In this way, a high speed traveling of the vehicle in the working area becomes possible to improve a working efficiency markedly.

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、自律走行作業車の作業
領域外への逸脱を防止する自律走行作業車の作業領域逸
脱防止装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a work area deviation preventing device for an autonomous traveling work vehicle which prevents the autonomous traveling work vehicle from departing from the work area.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、ゴルフ場、河川敷堤防、公園等
の各種フィールドで草刈、芝刈等の作業を無人で行なう
自律走行作業車においては、自己位置を測定する技術が
自律走行を行なう上で重要なものとなり、この自己位置
を測定する技術としては、従来、特開昭63−2476
12号公報等に開示されているように、測位衛星から送
信される電波を受信して自己位置を測定する技術や、特
開平2−132321号公報等に開示されているよう
に、走行距離と進行方向から車輌の位置を推測する推測
航法による技術がある。
2. Description of the Related Art Generally, in an autonomous vehicle which performs unmanned work such as grass cutting and lawn cutting in various fields such as golf courses, river banks, parks, etc., the technology for measuring the self-position is important for autonomous driving. As a technique for measuring this self-position, there is a conventional technique disclosed in JP-A-63-2476.
As disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 12 and the like, a technique of receiving a radio wave transmitted from a positioning satellite to measure its own position, and as disclosed in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2-132321, There is a dead reckoning technology that estimates the position of a vehicle from the direction of travel.

【0003】しかしながら、前者の技術では、衛星及び
受信機の時計の誤差、衛星の軌道の誤差、電離層による
電波の遅れ、大気圏による電波の遅れ、マルチパス等に
より、比較的狭い領域内を無人で移動する自律走行作業
車に対して測位精度が不足し、また、後者の技術では、
走行距離に比例して誤差が累積する。
However, in the former technique, due to the error of the clocks of the satellite and the receiver, the error of the orbit of the satellite, the delay of the radio wave due to the ionosphere, the delay of the radio wave due to the atmosphere, multipath, etc., unmanned in a relatively narrow area. Positioning accuracy is insufficient for moving autonomous work vehicles, and with the latter technology,
Errors accumulate in proportion to the distance traveled.

【0004】このため、自律走行作業車においては、特
定の作業領域内では前述の衛星利用の自己位置測位技術
や、推測航法による自己位置測位技術を用いず、マーカ
あるいは画像処理により、前回の作業跡を検出し、検出
した作業跡に沿った倣い走行を行なうものが多い。
Therefore, in the autonomous work vehicle, the previous work is performed by the marker or the image processing without using the above-mentioned self-positioning technique using satellites or self-positioning technique by dead-reckoning in a specific work area. In many cases, a mark is detected, and a copying run is performed along the detected work mark.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、自律走行作
業車による作業効率を向上するためには、作業領域内で
可能な限り高速で自律走行することが望ましい。
By the way, in order to improve the work efficiency of the autonomously traveling work vehicle, it is desirable to autonomously travel as fast as possible within the work area.

【0006】しかしながら、前述した衛星利用による自
律走行制御、推測航法による自律走行制御、倣い走行に
よる自律走行制御、いずれの技術においても、測距に時
間遅れがあるため、作業領域内を高速で自律走行させる
と作業領域から逸脱するおそれがあり、場合によっては
元の作業領域への復帰が困難となる。
However, in any of the above-mentioned techniques of autonomous traveling control using satellite, autonomous traveling control by dead reckoning navigation, and autonomous traveling control by copying traveling, there is a time lag in distance measurement, so autonomous operation is performed at high speed within the work area. When running, there is a risk of deviating from the work area, and it may be difficult to return to the original work area in some cases.

【0007】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、自律走行作業車の作業領域外への逸脱を確実に防止
することによって作業領域内での高速走行を可能とし、
作業効率の向上を図ることのできる自律走行作業車の作
業領域逸脱防止装置を提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and enables high-speed traveling within a work area by reliably preventing the autonomous vehicle from departing from the work area.
It is an object of the present invention to provide a work area deviation preventing device for an autonomous traveling work vehicle that can improve work efficiency.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、特定の作業領
域の外周に配設されて前記外周を横断する自律走行作業
車を検出し、検出信号を無線で送信する作業領域逸脱検
出手段と、前記作業領域逸脱検出手段からの検出信号を
受信して前記自律走行作業車の操舵系を制御し、前記作
業領域外への逸脱を防止する制御手段とを備えたことを
特徴とする。
According to the present invention, there is provided work area deviation detection means for detecting an autonomously traveling work vehicle which is arranged on the outer circumference of a specific work area and crosses the outer circumference, and wirelessly transmits a detection signal. A control means for receiving a detection signal from the work area deviation detection means to control the steering system of the autonomous traveling work vehicle and preventing deviation from the work area.

【0009】[0009]

【作用】本発明では、特定の作業領域内で、自律走行作
業車が作業領域の外周を横断すると、この外周に配設さ
れた作業領域逸脱検出手段から検出信号が送信される。
そして、この検出信号が制御手段で受信されて自律走行
作業車の操舵系が制御され、作業領域外への逸脱が防止
される。
According to the present invention, when the autonomously traveling work vehicle crosses the outer circumference of the work area within a specific work area, a detection signal is transmitted from the work area deviation detecting means arranged on the outer circumference.
Then, the detection signal is received by the control means to control the steering system of the autonomously traveling work vehicle, thereby preventing deviation from the work area.

【0010】[0010]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図面は本発明の一実施例を示し、図1は制御装置
のブロック図、図2はD−GPS用移動局を備えた芝刈
作業車とD−GPS用固定局と投受光器とを示す説明
図、図3は刈跡境界検出機構の構成を示す説明図、図4
は刈跡境界検出機構の動作を示す説明図、図5は投受光
器の配置例を示す説明図、図6は操舵制御系の構成を示
す説明図、図7は走行経路及び作業領域を示す説明図、
図8及び図9は主制御ルーチンのフローチャート、図1
0及び図11は自律走行制御ルーチンのフローチャー
ト、図12は刈跡境界検出ルーチンのフローチャート、
図13はD−GPS無線通信ルーチンのフローチャート
である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The drawings show an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a block diagram of a control device, and FIG. 2 is an explanation showing a lawnmower equipped with a D-GPS mobile station, a D-GPS fixed station, and a light-emitter / receiver. FIG. 3 is an explanatory view showing the configuration of a cut mark boundary detection mechanism, FIG.
Is an explanatory view showing the operation of the cut boundary detecting mechanism, FIG. 5 is an explanatory view showing an arrangement example of light projecting and receiving devices, FIG. 6 is an explanatory view showing the configuration of the steering control system, and FIG. 7 is a traveling route and a work area. Illustration,
8 and 9 are flowcharts of the main control routine, FIG.
0 and FIG. 11 are flowcharts of the autonomous traveling control routine, FIG. 12 is a flowchart of the cut boundary detection routine,
FIG. 13 is a flowchart of the D-GPS wireless communication routine.

【0011】図2の(a)において、符号1は無人で自
走可能な自律走行作業車を示し、本実施例においては、
ゴルフ場等の草・芝刈作業を行なう芝刈作業車である。
この芝刈作業車1は、エンジン駆動で走行し、前後輪の
操舵角を独立して制御することができるようになってお
り、衛星からの電波を受信して自己位置を測定するため
の衛星電波受信機、走行履歴に基づいて現在位置を測定
するための推測航法用センサ、走行障害物を検出するた
めのセンサ、草・芝刈作業領域において刈跡境界に沿っ
た倣い走行を行なうための刈跡境界を検出するセンサ、
作業領域外への逸脱を防止するため草・芝刈作業領域の
外周に配設された投受光器からの信号を受信する無線受
信機等が搭載され、高精度な自律走行を行なうことがで
きる。
In FIG. 2 (a), reference numeral 1 indicates an unmanned and self-propelled autonomous vehicle, and in this embodiment,
It is a lawn mowing vehicle for grass and lawn mowing work at golf courses and the like.
This lawnmower vehicle 1 is driven by an engine and can control the steering angles of the front and rear wheels independently, and is a satellite radio wave for receiving a radio wave from a satellite to measure its own position. Receiver, dead-reckoning sensor for measuring the current position based on the traveling history, sensor for detecting obstacles running, cut marks for copying along grass boundaries in the grass / lawn mowing work area A sensor that detects the boundary,
In order to prevent deviation from the work area, a wireless receiver or the like that receives signals from light-emitters arranged on the outer periphery of the grass / lawn mowing work area is mounted, and highly accurate autonomous traveling can be performed.

【0012】前記衛星電波受信機は、本実施例において
は、GPS衛星からの電波を受信して自己位置を測定す
るためのGPS受信機であり、既知の地点に配置された
固定局で位置観測を行なって補正情報(ディファレンシ
ャル情報)を移動局にフィードバックする、いわゆるデ
ィファレンシャルGPS(以下、D−GPSと略記す
る)用の移動局GPS受信機である。
In the present embodiment, the satellite radio receiver is a GPS receiver for receiving radio waves from GPS satellites to measure its own position, and position observation is performed by a fixed station placed at a known point. This is a mobile station GPS receiver for so-called differential GPS (hereinafter abbreviated as D-GPS) that performs the above-mentioned operation and feeds back correction information (differential information) to the mobile station.

【0013】周知のように、GPSによる測位誤差の要
因としては、衛星及び受信機の時計の誤差、衛星の軌道
の誤差、電離層による電波の遅れ、大気圏による電波の
遅れ、マルチパス等があり、その他に、最も大きな誤差
要因としてセレクタブル・アベイラビリティ(S/A)
と呼ばれる運用者による意図的な精度劣化がある。これ
らの要因による誤差のうち、同位相の誤差は既知の地点
の固定局で捕捉した各衛星に対応する補正情報を利用す
ることにより除去することができ、移動局での測位精度
を数m程度まで飛躍的に向上することができる。
As is well known, the causes of positioning errors by GPS are errors of clocks of satellites and receivers, errors of orbits of satellites, delay of radio waves by the ionosphere, delay of radio waves by the atmosphere, multipath, etc. In addition, the largest error factor is selectable availability (S / A)
There is a deliberate deterioration in accuracy called by the operator. Of the errors due to these factors, the in-phase error can be removed by using the correction information corresponding to each satellite captured by the fixed station at a known point, and the positioning accuracy at the mobile station is about several meters. Can be dramatically improved.

【0014】このため、前記芝刈作業車1には、移動局
GPS受信機のアンテナ2と、固定局からのディファレ
ンシャル情報を受信するための無線通信機のアンテナ3
とが立設されており、車外の既知の地点には、図2の
(b)に示すように、固定局GPS受信機のアンテナ3
1と、移動局GPS受信機へディファレンシャル情報を
送信するための無線通信機のアンテナ32とを備えた固
定局30が配置されるようになっている。
For this reason, the lawnmower vehicle 1 has an antenna 2 for a mobile station GPS receiver and an antenna 3 for a wireless communication device for receiving differential information from a fixed station.
Are installed upright, and at a known point outside the vehicle, as shown in FIG. 2B, the antenna 3 of the fixed station GPS receiver is installed.
1 and a fixed station 30 equipped with an antenna 32 of a wireless communication device for transmitting differential information to a mobile station GPS receiver.

【0015】また、前記推測航法用センサとしては、地
磁気センサ4と車輪エンコーダ5とが前記芝刈作業車1
に備えられ、前記障害物検出用センサとしては、超音波
センサあるいは光センサ等の無接触型センサ6a,6b
が前記芝刈作業車1の前後部に取付けられるとともに、
マイクロスイッチ等を使用した接触型センサ7a,7b
が前記芝刈作業車1の前後端に取付けられている。
As the dead reckoning sensor, a geomagnetic sensor 4 and a wheel encoder 5 are used for the lawnmower work vehicle 1.
And a non-contact sensor 6a, 6b such as an ultrasonic sensor or an optical sensor as the obstacle detection sensor.
Is attached to the front and rear of the lawnmower 1 and
Contact type sensors 7a, 7b using a micro switch or the like
Are attached to the front and rear ends of the lawnmower work vehicle 1.

【0016】また、前記芝刈作業車1には、特定の作業
領域の外周に配設されて前記外周を横断する自律走行作
業車を検出し、検出信号を無線で送信する作業領域逸脱
検出手段としての検知器40からの信号を受信するため
のアンテナ8が立設されている。
Further, the lawnmower work vehicle 1 serves as a work area deviation detecting means for detecting an autonomous traveling work vehicle which is arranged on the outer circumference of a specific work area and crosses the outer circumference, and wirelessly transmits a detection signal. The antenna 8 for receiving the signal from the detector 40 is installed upright.

【0017】前記検知器40は、本実施例においては光
電センサによる検知器であり、草・芝刈作業領域の外周
を直線で近似するように複数配設され、図2の(c)に
示すように、光を投光する投光器41と、この投光器4
1からの光を受光する受光器42とを組合わせたものと
なっている。さらに、前記受光器42には、前記投光器
41と前記受光器42との間を前記芝刈作業車1が横切
って光が遮断されたときの検出信号(ON−OFF信
号)を無線で送信するための送信器と、そのアンテナ4
3とが備えられている。
In the present embodiment, the detector 40 is a detector using a photoelectric sensor, and a plurality of detectors 40 are arranged so that the outer circumference of the grass / lawn mowing work area is approximated by a straight line, as shown in FIG. 2 (c). And a projector 41 for projecting light, and this projector 4
It is a combination with a light receiver 42 that receives the light from 1. Further, the light receiver 42 wirelessly transmits a detection signal (ON-OFF signal) when the lawnmower working vehicle 1 crosses between the light projector 41 and the light receiver 42 and light is blocked. Transmitter and its antenna 4
3 and 3 are provided.

【0018】一方、前記芝刈作業車1の車輌本体下部に
は、草・芝刈作業を行うためのモーア等の刈刃機構9
と、草・芝刈作業の刈跡境界を検出するための刈跡境界
検出機構10とが備えられている。
On the other hand, at the lower part of the vehicle body of the lawnmower work vehicle 1, a cutting blade mechanism 9 such as a mower for performing grass / lawn mowing work.
And a cut mark boundary detection mechanism 10 for detecting a cut mark boundary of grass / lawn mowing work.

【0019】前記刈跡境界検出機構10は、草・芝高さ
を検出する機構を車体横方向左右に2組並列に配設して
構成され、図3(a)の正面図、図3(b)の側面図に
示すように、各機構は、前記芝刈作業車1の車体1aに
軸11a,11bを介して回動可能に支持される各揺動
部材12a,12bの下端に、草・芝丈に応じて上下す
るそり状の板13a,13bが、それぞれ回動可能に懸
架されて構成されている。前記各揺動部材12a,12
bは、左右の軸11a,11bにぞれぞれ固定されてお
り、左右の軸11a,11bにそれぞれ取付けられた回
転角センサ14a,14bによって各々の回転角が検出
されるようになっている。
The cut boundary detecting mechanism 10 is constituted by arranging two sets of mechanisms for detecting heights of grass and lawn in parallel on the left and right sides of the vehicle body. The front view of FIG. As shown in the side view of FIG. 2b), each mechanism has a grass, a lower end of each swinging member 12a, 12b rotatably supported by the vehicle body 1a of the lawn mower 1 via shafts 11a, 11b. Sled-shaped plates 13a and 13b that move up and down according to the length of the grass are rotatably suspended. The rocking members 12a, 12
b is fixed to the left and right shafts 11a and 11b, respectively, and the respective rotation angles are detected by the rotation angle sensors 14a and 14b attached to the left and right shafts 11a and 11b, respectively. .

【0020】各揺動部材12a,12bを介して車体1
aに懸架される各そり状の板13a,13bは、草・芝
を押しつぶさない程度の軽さとなっており、芝刈作業車
1が移動すると、草・芝高さに応じて上下することにな
り、各揺動部材12a,12bが回動して、各々の回動
角が各回転角センサ14a,14bで検出される。
The vehicle body 1 through the swing members 12a and 12b.
The sled-shaped plates 13a and 13b suspended on a are light enough not to crush grass / turf, and when the lawn mowing vehicle 1 moves, it moves up and down according to the height of the grass / turf. The swinging members 12a and 12b rotate, and the respective rotation angles are detected by the rotation angle sensors 14a and 14b.

【0021】さらに、図1に示すように、前記芝刈作業
車1には、マイクロコンピュータ等から構成される制御
装置50が搭載されており、この制御装置50にセンサ
・アクチュエータ類が接続されるとともに、移動局GP
S受信機15、固定局30からのディファレンシャル情
報を受信するための無線通信機16、検知器40からの
検出信号を受信するための無線通信機17が接続され、
D−GPSによる自己位置測位機能、推測航法による自
己位置測位機能、自律走行を制御する自律走行制御機能
を実現し、また、前記検知器40からの検出信号を受信
して作業領域内で芝刈作業車1の操舵系を制御し、作業
領域外への逸脱を防止する制御手段としての機能を実現
するようになっている。
Further, as shown in FIG. 1, the lawnmower vehicle 1 is equipped with a control device 50 including a microcomputer and the like, and sensors and actuators are connected to the control device 50. , Mobile station GP
The S receiver 15, the wireless communication device 16 for receiving the differential information from the fixed station 30, and the wireless communication device 17 for receiving the detection signal from the detector 40 are connected,
A self-positioning function by D-GPS, a self-positioning function by dead-reckoning, and an autonomous traveling control function for controlling autonomous traveling are realized, and a detection signal from the detector 40 is received to mow the lawn in the work area. The steering system of the vehicle 1 is controlled to realize a function as control means for preventing deviation from the work area.

【0022】詳細には、前記刈跡境界検出機構10の回
転角センサ14a,14bが接続される刈跡境界検出部
51、前記地磁気センサ4及び前記車輪エンコーダ5が
接続される推測航法位置検出部52、前記移動局GPS
受信機15及び前記無線通信機16が接続されるD−G
PS位置検出部53、前記無接触型センサ6a,6b及
び前記接触型センサ7a,7bが接続される障害物検出
部54、 前記無線通信機17が接続される光電センサ
情報受信部55、これらの各検出部51,52,53,
54,55が接続される走行制御部56、この走行制御
部56によって参照される作業データ・マップが格納さ
れている作業データ蓄積部57、前記走行制御部56か
らの指示によって車輌制御を行なう車輌制御部58が前
記制御装置50に備えられ、さらに、この車輌制御部5
8からの出力に基づいて芝刈作業車1の各機構部を駆動
するため、駆動制御部59、操舵制御部60、及び、刈
刃制御部61が備えられている。
Specifically, the cut boundary detection unit 51 to which the rotation angle sensors 14a and 14b of the cut boundary detection mechanism 10 are connected, the dead reckoning position detection unit to which the geomagnetic sensor 4 and the wheel encoder 5 are connected. 52, the mobile station GPS
DG to which the receiver 15 and the wireless communication device 16 are connected
The PS position detector 53, the obstacle detector 54 to which the contactless sensors 6a and 6b and the contact sensors 7a and 7b are connected, the photoelectric sensor information receiver 55 to which the wireless communication device 17 is connected, Each detector 51, 52, 53,
54 and 55 are connected to a travel control unit 56, a work data storage unit 57 that stores a work data map referred to by the travel control unit 56, and a vehicle that performs vehicle control according to an instruction from the travel control unit 56. A control unit 58 is provided in the control device 50, and further, the vehicle control unit 5
A drive control unit 59, a steering control unit 60, and a cutting blade control unit 61 are provided to drive the respective mechanical units of the lawnmower work vehicle 1 based on the output from 8.

【0023】前記刈跡境界検出部51では、前記刈跡境
界検出機構10の各回転角センサ14a,14bからの
草・芝丈に応じた回転角信号を処理して草・芝の刈跡境
界位置を検出する。すなわち、草・芝刈作業領域におい
て、図4の(a),(b)に示されるように、一方の回
転角センサ14aで検出される回動角θ1と他方の回転
角センサ14bで検出される回動角θ2との差が一定値
以上のとき、その位置を既刈部と未刈部との刈跡境界と
して検出し、刈跡境界の位置データを前記走行制御部5
6に出力する。
The cut boundary detection unit 51 processes the rotation angle signals from the rotation angle sensors 14a and 14b of the cut boundary detection mechanism 10 in accordance with the grass / turf height, and cuts the grass / turf boundary. Detect the position. That is, in the grass / lawn mowing work area, as shown in FIGS. 4A and 4B, the rotation angle θ1 detected by one rotation angle sensor 14a and the rotation angle θ1 detected by the other rotation angle sensor 14b. When the difference from the turning angle θ2 is a certain value or more, the position is detected as a cut boundary between the cut and uncut portions, and the position data of the cut boundary is used as the travel control unit 5
Output to 6.

【0024】前記推測航法位置検出部52は、前記車輪
エンコーダ5によって検出される車速を積分して走行距
離を求め、この走行距離を前記地磁気センサ4により検
出した走行方向の変化に対応させて累積することによ
り、基準地点からの走行履歴を算出して自車輌の現在位
置を測定し、測位データを前記走行制御部56に出力す
る。尚、前記推測航法位置検出部52に接続されるセン
サとしては、前記地磁気センサ4及び車輪エンコーダ5
の組合わせに限定されることなく、ジャイロ等を組合わ
せても良い。
The dead reckoning position detecting unit 52 integrates the vehicle speed detected by the wheel encoder 5 to obtain the traveling distance, and accumulates the traveling distance in correspondence with the change in the traveling direction detected by the geomagnetic sensor 4. By doing so, the travel history from the reference point is calculated, the current position of the vehicle is measured, and the positioning data is output to the travel control unit 56. The sensors connected to the dead reckoning position detector 52 include the geomagnetic sensor 4 and the wheel encoder 5.
The combination is not limited to the above, and a gyro or the like may be combined.

【0025】前記D−GPS位置検出部53は、前記移
動局GPS受信機15を介して捕捉したGPS衛星群
(3次元測位の場合には少なくとも4個、2次元測位の
場合には少なくとも3個)70からの航法メッセージ、
すなわち、衛星の時計補正係数、軌道情報、衛星の暦、
衛星の配置等の測位情報と、無線通信機16を介して受
信した固定局30からのディファレンシャル情報とから
自車輌の位置を高精度に測定し、その測位データを前記
走行制御部56に出力する。
The D-GPS position detector 53 includes a group of GPS satellites captured via the mobile station GPS receiver 15 (at least four in the case of three-dimensional positioning and at least three in the case of two-dimensional positioning). ) Navigation message from 70,
That is, satellite clock correction coefficient, orbit information, satellite calendar,
The position of the vehicle is measured with high accuracy based on positioning information such as satellite arrangement and the differential information received from the fixed station 30 via the wireless communication device 16, and the positioning data is output to the travel control unit 56. .

【0026】前記D−GPS位置検出部53に対する固
定局30は、固定局GPS受信機33が接続されるD−
GPS固定局部34、このD−GPS固定局部34から
のディファレンシャル情報を送信するためのD−GPS
情報送信部35、このD−GPS情報送信部35に接続
される無線通信機36等から構成されている。
The fixed station 30 for the D-GPS position detector 53 is a D- to which a fixed station GPS receiver 33 is connected.
GPS fixed station section 34, D-GPS for transmitting the differential information from this D-GPS fixed station section 34
The information transmitter 35 includes a wireless communication device 36 connected to the D-GPS information transmitter 35.

【0027】前記D−GPS固定局部34では、前記固
定局GPS受信機33を介して受信した前記衛星群70
からの測位情報を処理してディファレンシャル補正デー
タを作成する。このディファレンシャル補正データは、
前記D−GPS情報送信部35において無線通信のパケ
ットデータに変換され、無線通信機36を介して送信さ
れる。
In the D-GPS fixed station section 34, the satellite group 70 received via the fixed station GPS receiver 33.
And processing the positioning information from to create differential correction data. This differential correction data is
The D-GPS information transmission unit 35 converts the packet data into wireless communication data and transmits the packet data via the wireless communication device 36.

【0028】尚、本実施例においては、D−GPSの固
定局30を、前記芝刈作業車1の移動局を対象とした特
定の装置として設置するようにしているが、ディファレ
ンシャル情報を送信する無線局を備えた既存のD−GP
S固定局、あるいは、通信衛星を介してディファレンシ
ャル情報を送信する既存のD−GPS固定局等を利用す
ることも可能である。
In the present embodiment, the D-GPS fixed station 30 is installed as a specific device for the mobile station of the lawnmower work vehicle 1, but it is a radio that transmits differential information. Existing D-GP with stations
It is also possible to use an S fixed station or an existing D-GPS fixed station that transmits differential information via a communication satellite.

【0029】また、前記障害物検出部54は、前記無接
触型センサ6a,6b、及び、前記接触型センサ7a,
7bによって予測できない障害物を検出し、検出信号を
前記走行制御部56に出力する。
The obstacle detecting section 54 includes the non-contact type sensors 6a and 6b and the contact type sensors 7a and 7a.
An obstacle that cannot be predicted is detected by 7b, and a detection signal is output to the traveling control unit 56.

【0030】また、前記光電センサ情報受信部55は、
前記受光器42からの検出信号を受信し、草・芝刈作業
領域における作業経路の終端点を検出して前記走行制御
部56に出力する。前記受光器42は、光電センサ受光
部44、光電センサ送信部45、及び、無線送信機46
を備え、前記光電センサ受光部44で投光器41からの
光を受光して電気信号に変換し、前記光電センサ送信部
45で無線信号に変換して前記無線送信機46を介して
前記光電センサ情報受信部55に送信するようになって
いる。
Further, the photoelectric sensor information receiving section 55 is
The detection signal from the light receiver 42 is received, the end point of the work route in the grass / lawn mowing work area is detected, and output to the traveling control unit 56. The light receiver 42 includes a photoelectric sensor light receiver 44, a photoelectric sensor transmitter 45, and a wireless transmitter 46.
The photoelectric sensor light receiving unit 44 receives the light from the projector 41 and converts the light into an electric signal, the photoelectric sensor transmitting unit 45 converts the light signal into a wireless signal, and the photoelectric sensor information via the wireless transmitter 46. It is adapted to be transmitted to the receiving unit 55.

【0031】例えば、芝刈作業車1が矩形の作業領域に
おいて図5に示すような並列の作業経路を走行して草・
芝刈作業を行なう場合、作業経路の各列の端部を挟むよ
うに、投光器41及び受光器42を2組配置し、投光器
41から光を投光する。そして、前記芝刈作業車1が作
業経路の終端点に到達して投光器41と受光器42との
間を横切ると、光が遮断され、ON−OFF信号となっ
て前記光電センサ情報受信部55に送信される。
For example, the lawn mowing vehicle 1 travels in parallel work paths as shown in FIG.
When performing lawn mowing work, two sets of the light projector 41 and the light receiver 42 are arranged so as to sandwich the end of each row of the work path, and light is projected from the light projector 41. When the lawnmower 1 reaches the end point of the work route and crosses between the projector 41 and the photoreceiver 42, the light is blocked, and an ON-OFF signal is output to the photoelectric sensor information receiver 55. Sent.

【0032】前記光電センサ情報受信部55では、前記
受光器42からのON−OFF信号により作業経路の1
列の端点位置情報を得て前記走行制御部56に出力し、
芝刈作業車1の進行方向を転換させて作業領域外への逸
脱を防止する。これにより、作業領域内での高速走行を
可能にし、作業効率を大幅に向上させることができるの
である。
In the photoelectric sensor information receiving section 55, an ON-OFF signal from the photodetector 42 is used to indicate the work path 1
The end point position information of the row is obtained and output to the traveling control unit 56,
The traveling direction of the lawn mowing vehicle 1 is changed to prevent the lawn mowing vehicle 1 from departing from the work area. As a result, it is possible to drive at high speed within the work area, and work efficiency can be significantly improved.

【0033】前記走行制御部56では、前記刈跡境界検
出部51、前記推測航法位置検出部52、前記D−GP
S位置検出部53からの各測位データを適宜選択し、前
記作業データ蓄積部57の作業データを参照して現在位
置と目標位置との誤差量を算出して走行経路や車輌制御
指示を決定する。
In the traveling control unit 56, the cut boundary detection unit 51, the dead reckoning position detection unit 52, the D-GP.
Each positioning data from the S position detection unit 53 is selected as appropriate, the error amount between the current position and the target position is calculated by referring to the work data of the work data storage unit 57, and the travel route and the vehicle control instruction are determined. .

【0034】この場合、作業領域への移動に際しては、
前記D−GPS位置検出部53での測位精度を設定レベ
ルと比較し、設定レベルを満足する場合、前記D−GP
S位置検出部53からの測位データを使用し、設定レベ
ルを満足しない場合、前記推測航法位置検出部52から
の測位データを使用して自律走行制御を行なう。そし
て、作業領域における草・芝刈作業では、前記刈跡境界
検出部51からのデータと前記光電センサ情報受信部5
5からのデータとを使用して倣い走行を制御する。
In this case, when moving to the work area,
When the positioning accuracy of the D-GPS position detector 53 is compared with a set level and the set level is satisfied, the D-GP
When the positioning data from the S position detecting unit 53 is used and the set level is not satisfied, the autonomous traveling control is performed using the positioning data from the dead reckoning position detecting unit 52. Then, in the grass / lawn mowing work in the work area, the data from the cut boundary detecting unit 51 and the photoelectric sensor information receiving unit 5 are used.
The data from 5 is used to control the copying travel.

【0035】前記作業データ蓄積部57は、固定データ
が記憶されるROMエリアと、制御実行中のワークデー
タが記憶されるRAMエリアとから構成され、ROMエ
リアには、草・芝刈作業を行なう作業領域の地形データ
や複数の作業領域を含む領域全体の地形データ等が予め
格納されており、RAMエリアには、後述するように、
推測航法による測位データを補正するため設定時間内で
D−GPSの測位データが蓄積されるようになってい
る。
The work data storage unit 57 is composed of a ROM area for storing fixed data and a RAM area for storing work data under control execution. In the ROM area, work for performing grass / lawn mowing work is performed. The terrain data of the area, the terrain data of the entire area including a plurality of work areas, and the like are stored in advance, and in the RAM area, as described later,
In order to correct the dead reckoning positioning data, the D-GPS positioning data is accumulated within a set time.

【0036】前記車輌制御部58では、前記走行制御部
56からの指示を具体的な制御指示量に変換し、駆動制
御部59、操舵制御部60、刈刃制御部61に出力す
る。これにより、駆動制御部59では、油圧ポンプ21
を制御して各機能部を駆動するための油圧を発生させ、
操舵制御部60では、前輪舵角センサ25a、後輪舵角
センサ25bからの入力に基づいて前輪操舵用油圧制御
弁22a、後輪操舵用油圧制御弁22bを介して操舵制
御(操舵量フィードバック制御)を行ない、刈刃制御部
61では、刈刃制御用油圧制御弁26を介して刈刃機構
9のサーボ制御を行なう。
The vehicle control unit 58 converts the instruction from the traveling control unit 56 into a specific control instruction amount and outputs it to the drive control unit 59, the steering control unit 60, and the cutting blade control unit 61. As a result, in the drive controller 59, the hydraulic pump 21
To generate hydraulic pressure for driving each functional unit,
In the steering control unit 60, steering control (steering amount feedback control) is performed via the front wheel steering hydraulic control valve 22a and the rear wheel steering hydraulic control valve 22b based on the inputs from the front wheel steering angle sensor 25a and the rear wheel steering angle sensor 25b. The cutting blade control unit 61 performs servo control of the cutting blade mechanism 9 via the cutting blade control hydraulic control valve 26.

【0037】図6に示すように、芝刈作業車1の操舵系
は、エンジン20によって駆動される前記油圧ポンプ2
1に、前記操舵制御部60によって制御される前輪操舵
用油圧制御弁22a及び後輪操舵用油圧制御弁22bが
接続されるとともに、各油圧制御弁22a,22bに、
前輪用油圧シリンダ23a、後輪用油圧シリンダ23b
がそれぞれ接続されており、各油圧シリンダ23a,2
3bにより、前輪操舵機構24a、後輪操舵機構24b
が独立して駆動される構成となっている。
As shown in FIG. 6, the steering system of the lawnmower working vehicle 1 includes a hydraulic pump 2 driven by an engine 20.
1, a front wheel steering hydraulic control valve 22a and a rear wheel steering hydraulic control valve 22b controlled by the steering control section 60 are connected, and the hydraulic control valves 22a and 22b are connected to
Front wheel hydraulic cylinder 23a, rear wheel hydraulic cylinder 23b
Are respectively connected to each of the hydraulic cylinders 23a, 2
3b, front wheel steering mechanism 24a, rear wheel steering mechanism 24b
Are driven independently.

【0038】そして、各操舵機構24a,24bに取付
けられた各舵角センサ25a,25bより検出された前
後輪の各舵角が前記操舵制御部60に入力されると、検
出された舵角と目標舵角との偏差をなくすよう、前記操
舵制御部60によって各油圧制御弁22a,22bを介
して各操舵機構24a,24bが制御される。
When the steering angles of the front and rear wheels detected by the steering angle sensors 25a and 25b attached to the steering mechanisms 24a and 24b are input to the steering control section 60, the detected steering angles are The steering control unit 60 controls the steering mechanisms 24a and 24b via the hydraulic control valves 22a and 22b so as to eliminate the deviation from the target steering angle.

【0039】以下、図7に示すような複数の区画の作業
領域に対し、無人で草・芝刈作業を行なう場合について
説明する。この場合、芝刈作業車1は作業開始に当たっ
て任意の準備位置80に待機しているものとすると、最
初の作業領域82への移動、この作業領域82における
草・芝刈作業、作業領域82から次の作業領域85への
移動、この作業領域85における草・芝刈作業、戻り位
置88への移動が、図8〜図13に示すプログラムに従
って自律的に行われる。
The case where unmanned grass / lawn mowing work is performed on a plurality of divided work areas as shown in FIG. 7 will be described below. In this case, assuming that the lawn mowing vehicle 1 is waiting at an arbitrary preparation position 80 before starting work, it moves to the first work area 82, the grass / lawn mowing work in this work area 82, and the next from the work area 82. The movement to the work area 85, the grass / lawn mowing work in the work area 85, and the movement to the return position 88 are autonomously performed according to the programs shown in FIGS.

【0040】まず、図8及び図9に示す主制御ルーチン
では、ステップS101で、D−GPSを用いて現在の自己
位置である準備位置80を計測する。この位置計測は、
経度、緯度等のD−GPSの測位データ(必要に応じて
高度データも加えられる)を、作業データ蓄積部57に
格納されている測地系のデータに変換することにより行
われる。尚、この測地系へのデータ変換は、D−GPS
位置検出部53で行なっても良く、あるいは、走行制御
部56において行なっても良い。
First, in the main control routine shown in FIGS. 8 and 9, in step S101, the preparation position 80, which is the current self-position, is measured using the D-GPS. This position measurement is
It is performed by converting the D-GPS positioning data such as longitude and latitude (altitude data is also added if necessary) into geodetic system data stored in the work data storage unit 57. Data conversion to this geodetic system is performed by D-GPS.
It may be performed by the position detection unit 53 or the traveling control unit 56.

【0041】次いで、ステップS102へ進むと、作業デー
タ蓄積部57を参照して最初の作業領域82の地形デー
タを読出し、計測した準備位置80から作業開始地点ま
での経路81を生成してステップS103へ進む。ステップ
S103では、後述する図10及び図11の自律走行制御ル
ーチンを実行して作業開始位置へ車輌を移動し、ステッ
プS104で、刈刃制御用油圧制御弁26を開弁して刈刃機
構9に油圧を供給し、刈刃を作動させて草・芝刈作業を
開始する。
Next, in step S102, the topographical data of the first work area 82 is read out by referring to the work data storage unit 57, and a route 81 from the measured preparation position 80 to the work start point is generated, and in step S103. Go to. Step
In S103, the vehicle is moved to the work start position by executing the autonomous traveling control routine of FIGS. 10 and 11 which will be described later, and in step S104, the cutting blade control hydraulic control valve 26 is opened to cause the cutting blade mechanism 9 to operate. Supply the hydraulic pressure and operate the cutting blade to start grass and lawn mowing work.

【0042】そして、ステップS105で、作業1回目か否
かを調べ、作業1回目であるときには、ステップS105か
らステップS106へ進んで、前述のステップS103における
自律走行時のD−GPSあるいは推測航法により自己位
置を検出した後、ステップS107で、作業データ蓄積部5
7の作業データを参照し、作業領域82における作業1
回目の1行程(1列)の経路に対する現在位置との誤差
量を求める。
Then, in step S105, it is checked whether or not it is the first work, and when it is the first work, the process proceeds from step S105 to step S106, and is performed by the D-GPS or dead reckoning during autonomous driving in step S103. After detecting its own position, in step S107, the work data storage unit 5
Work 1 in work area 82 with reference to work data 7
The amount of error from the current position for the route of the first stroke (one column) is calculated.

【0043】次に、ステップS108へ進み、前記ステップ
S107で求めた誤差量に応じて前後輪の各目標舵角に対す
る操舵量を決定し、ステップS109で、前輪操舵用油圧制
御弁22a、後輪操舵用油圧制御弁22bを介して、前
輪操舵機構24a、後輪操舵機構24bをそれぞれ駆動
し、前輪舵角センサ25a及び後輪舵角センサ25bに
より前輪舵角及び後輪舵角を検出して目標舵角を得るよ
う制御する。
Next, the process proceeds to step S108, and the step
The steering amount for each target steering angle of the front and rear wheels is determined according to the error amount obtained in S107, and in step S109, the front wheel steering mechanism is operated via the front wheel steering hydraulic control valve 22a and the rear wheel steering hydraulic control valve 22b. 24a and the rear wheel steering mechanism 24b are respectively driven, and the front wheel steering angle sensor 25a and the rear wheel steering angle sensor 25b detect the front wheel steering angle and the rear wheel steering angle to perform control so as to obtain the target steering angle.

【0044】その後、ステップS110で、光電センサ情報
送信部45からセンサ情報を受信すると、芝刈作業車1
が作業領域の外周を横断して投光器41からの光が遮断
され、受光器の42からの信号がONからOFFとなっ
て1行程(1列)の終端点に達したか否かをステップS1
11で調べ、終端点に達していないとき、前述のステップ
S106へ戻って草・芝刈作業を続行し、終端点に達したと
き、ステップS111からステップS119へ進む。
After that, in step S110, when the sensor information is received from the photoelectric sensor information transmitting section 45, the lawn mower 1
Is crossed over the outer circumference of the work area, the light from the projector 41 is blocked, and the signal from the receiver 42 is turned from ON to OFF to reach the end point of one stroke (one column).
If you checked in step 11 and you have not reached the end point,
The process returns to S106 to continue the grass and lawn mowing work, and when the terminal point is reached, the process proceeds from step S111 to step S119.

【0045】ステップS119では、D−GPSあるいは推
測航法により自己位置を検出し、ステップS120へ進み、
検出した自己位置が1区画の終端であり、1区画におけ
る作業を終了したか否かを判断する。この場合、作業1
回目であるため、ステップS120から前述のステップS105
へ戻って、再び作業業1回目か否かを調べ、作業2回目
以降になると、前記ステップS105からステップS112へ分
岐して刈跡境界に沿った作業経路83の倣い走行を行な
う。
In step S119, the self position is detected by D-GPS or dead reckoning, and the process proceeds to step S120,
The detected self-position is the end of one section, and it is determined whether or not the work in one section is completed. In this case, work 1
Since it is the first time, the process from step S120 to step S105
Then, it is checked again whether or not it is the first work, and when it is the second or later work, the process branches from step S105 to step S112 to follow the work route 83 along the cut boundary.

【0046】すなわち、ステップS112で、刈刃の幅分だ
け車体を横シフトさせて次作業位置へ移動すると、ステ
ップS113で、後述する図12の刈跡境界検出ルーチンを
実行し、刈跡境界検出機構10の回転角センサ14a,
14bからの信号に基づいて前回作業による刈跡境界を
検出する。そして、ステップS114で、この刈跡境界と車
輌位置とを比較し、設定された芝刈オーバラップ量を実
現するための誤差量を求める。
That is, in step S112, the vehicle body is laterally shifted by the width of the cutting blade and moved to the next work position. In step S113, the cut boundary detection routine shown in FIG. The rotation angle sensor 14a of the mechanism 10,
Based on the signal from 14b, the cut boundary of the previous work is detected. Then, in step S114, the cut boundary and the vehicle position are compared to obtain an error amount for realizing the set lawn mowing overlap amount.

【0047】次いで、ステップS115へ進み、この誤差量
に応じて前後輪の各操舵量を決定すると、ステップS116
で、前輪操舵用油圧制御弁22a、後輪操舵用油圧制御
弁22bを介して前輪操舵機構24a、後輪操舵機構2
4bをそれぞれ駆動し、目標舵角を得るよう制御する。
Next, the process proceeds to step S115, and when the steering amounts of the front and rear wheels are determined according to this error amount, step S116
The front wheel steering mechanism 24a and the rear wheel steering mechanism 2 are connected via the front wheel steering hydraulic control valve 22a and the rear wheel steering hydraulic control valve 22b.
4b are respectively driven and controlled to obtain the target rudder angle.

【0048】その後、ステップS117で、再び光電センサ
情報送信部45からセンサ情報を受信し、ステップS118
で、同様に、1行程終端点に達したか否かを調べ、1行
程終端点に達していないときには、前述のステップS113
へ戻って刈跡境界に沿った倣い走行を続け、1行程終端
点に達したとき、前述のステップS119で自己位置を検出
し、ステップS120で、1区画(作業領域82)の作業を
終了したか否か判断する。
After that, in step S117, the sensor information is received again from the photoelectric sensor information transmitting unit 45, and in step S118.
Similarly, it is checked whether or not the one stroke end point is reached, and if the one stroke end point is not reached, the above-mentioned step S113 is performed.
Returning to step S3, the contour traveling is continued along the cut boundary, and when the end point of one stroke is reached, the self position is detected in step S119, and the work of one section (work area 82) is completed in step S120. Judge whether or not.

【0049】そして、1区画(作業領域82)での作業
を終了するまでステップS105〜S120を繰返し、1区画の
作業を終了したとき、ステップS120からステップS121へ
進んで、全区画の作業を終了したか否かを判断する。こ
こでは、まだ、次の作業領域85での作業を終了してい
ないため、前述のステップS102へ戻り、同様の手順で作
業領域82から作業領域85への経路84を生成する
と、図10及び図11の自律走行制御ルーチンに従って
次の作業領域85に移動し、草・芝刈作業を行なう。
Then, steps S105 to S120 are repeated until the work in one section (work area 82) is completed, and when the work in one section is completed, the process proceeds from step S120 to step S121, and the work in all the sections is completed. Judge whether or not. Here, since the work in the next work area 85 has not been completed yet, the process returns to the step S102 described above, and if the route 84 from the work area 82 to the work area 85 is generated by the same procedure, FIG. In accordance with the autonomous traveling control routine of 11, the robot moves to the next work area 85 and performs grass and lawn mowing work.

【0050】やがて、全作業を終了すると、ステップS1
21からステップS122へ進み、作業データ蓄積部57を参
照して戻り位置88への経路87を生成すると、ステッ
プS123で、図10及び図11の自律走行制御ルーチンに
従って戻り位置88まで移動し、ルーチンを終了して車
輌を停止させる。
Eventually, when all the work is completed, step S1
When the process proceeds from step 21 to step S122 and the route 87 to the return position 88 is generated by referring to the work data storage unit 57, the process moves to the return position 88 according to the autonomous traveling control routine of FIGS. Stop and stop the vehicle.

【0051】次に、図10及び図11に示す自律走行制
御ルーチンによる経路81,84,87における自律走
行について説明する。尚、前述の主制御ルーチンにおい
ては、自己位置の測位データと作業データ蓄積部57の
作業データとから経路81,84,87を生成するよう
にしているが、経路81,84,87そのものを予め作
業データ蓄積部57に記憶させておいても良い。
Next, the autonomous traveling on the routes 81, 84, 87 by the autonomous traveling control routine shown in FIGS. 10 and 11 will be described. In the main control routine described above, the routes 81, 84 and 87 are generated from the positioning data of the self position and the work data of the work data storage unit 57. However, the routes 81, 84 and 87 themselves are previously generated. It may be stored in the work data storage unit 57.

【0052】D−GPSによる自己位置の測定では、単
独のGPSに比較してはるかに良好な精度が得られる
が、衛星の捕捉状態や電波の受信状態等によっては、自
律走行制御時に必要とするタイミングで必要とする精度
が得られない場合がある。従って、ステップS201で、現
在のD−GPSの精度情報を得ると、ステップS202で、
この精度情報を、作業データ蓄積部57に予め記憶され
ている規定の位置精度評価設定値と比較し、ステップS2
03で、D−GPSの測位精度が設定レベルを満足するか
否かを判断する。
In the self-position measurement by D-GPS, much better accuracy can be obtained as compared with the case of a single GPS, but it is necessary for autonomous traveling control depending on the satellite capture state, the radio wave reception state, and the like. The accuracy required for timing may not be obtained. Therefore, when the current D-GPS accuracy information is obtained in step S201, in step S202
This accuracy information is compared with a prescribed position accuracy evaluation set value stored in advance in the work data storage unit 57, and step S2
At 03, it is determined whether or not the positioning accuracy of D-GPS satisfies the set level.

【0053】そして、D−GPSの測位精度が設定レベ
ルを満足する場合には、ステップS204へ進んで、芝刈作
業車1の移動速度を、作業データ蓄積部57に記憶され
ている通常速度となるよう制御し、ステップS205で、D
−GPSの位置情報と経路情報とから自車輌位置の誤差
量を求めると、ステップS206で、誤差量に応じて前後輪
の操舵量を決定する。
When the positioning accuracy of D-GPS satisfies the set level, the process proceeds to step S204, and the moving speed of the lawnmower work vehicle 1 becomes the normal speed stored in the work data storage unit 57. Control, and in step S205, D
When the error amount of the vehicle position is obtained from the GPS position information and the route information, the steering amounts of the front and rear wheels are determined according to the error amount in step S206.

【0054】次いで、ステップS207へ進むと、前輪操舵
用油圧制御弁22a、後輪操舵用油圧制御弁22bを介
して前輪操舵機構24a、後輪操舵機構24bをそれぞ
れ駆動し、目標舵角を得るよう制御し、ステップS208
で、D−GPSで測位した現在位置と目標位置とを比較
し、ステップS209で、目標位置に到達したか否かを判断
する。その結果、目標位置に到達していないときには、
ステップS204へ戻って現在位置をD−GPSによって測
位しながら走行を続け、目標位置に到達したとき、ステ
ップS225で、車輌を停止してルーチンを抜ける。
Next, in step S207, the front wheel steering mechanism 24a and the rear wheel steering mechanism 24b are respectively driven via the front wheel steering hydraulic control valve 22a and the rear wheel steering hydraulic control valve 22b to obtain the target steering angle. Control, step S208
Then, the current position measured by D-GPS is compared with the target position, and it is determined in step S209 whether or not the target position has been reached. As a result, when the target position is not reached,
Returning to step S204, the vehicle continues traveling while positioning the current position by the D-GPS, and when the vehicle reaches the target position, the vehicle is stopped and the routine exits in step S225.

【0055】一方、前記ステップS203で、D−GPSの
測位精度が設定レベルを満足しない場合には、前記ステ
ップS203からステップS210以降へ分岐し、推測航法によ
る自律走行を行なう。すなわち、ステップS210で、車輌
の移動速度を、作業データ蓄積部57に記憶されている
低速度に設定することにより、車輪のスリップによって
生じる推測航法の累積誤差が最小限になるようにし、ス
テップS211で、推測航法による位置情報と経路情報とか
ら自車輌位置の誤差量を求める。
On the other hand, if the positioning accuracy of the D-GPS does not satisfy the set level in step S203, the process branches from step S203 to step S210 and onward, and the dead reckoning autonomous driving is performed. That is, in step S210, the moving speed of the vehicle is set to the low speed stored in the work data storage unit 57 to minimize the dead-reckoning cumulative error caused by the slip of the wheels. Then, the error amount of the vehicle position is obtained from the position information and the route information based on dead reckoning.

【0056】次いで、ステップS212で、誤差量に応じて
前後輪の操舵量を決定すると、ステップ213で、前輪操
舵用油圧制御弁22a、後輪操舵用油圧制御弁22bを
介して前輪操舵機構24a、後輪操舵機構24bをそれ
ぞれ駆動し、目標舵角を得るよう制御する。そして、ス
テップS214で、推測航法による現在位置と目標位置とを
比較し、ステップS215で、目標位置に到達したか否かを
判断する。
Next, in step S212, the steering amount of the front and rear wheels is determined according to the error amount. In step 213, the front wheel steering mechanism 24a is operated via the front wheel steering hydraulic control valve 22a and the rear wheel steering hydraulic control valve 22b. The rear wheel steering mechanism 24b is driven to control the target steering angle. Then, in step S214, the current position by dead-reckoning and the target position are compared, and in step S215, it is determined whether or not the target position has been reached.

【0057】目標位置に到達していないときには、ステ
ップS215からステップS210へ戻って現在位置を推測航法
によって測位しながら自律走行を続け、目標位置に到達
したとき、ステップS215からステップS216へ進んで車輌
を停止すると、ステップS217で、D−GPSによる現在
位置計測を行ない、測位データを作業データ蓄積部57
のRAMエリアに蓄積する。
When the target position has not been reached, the process returns from step S215 to step S210 to continue autonomous traveling while positioning the current position by dead reckoning. When the target position is reached, the process proceeds from step S215 to step S216. When the current position is stopped, the current position is measured by the D-GPS and the positioning data is stored in the work data storage unit 57 in step S217.
In the RAM area.

【0058】その後、ステップS218へ進み、予め設定さ
れたデータ蓄積設定時間と、前記ステップS217における
データ蓄積時間とを比較し、ステップS219で、設定時間
が経過したか否かを調べる。そして、設定時間が経過し
ていないときには、ステップS217へ戻ってD−GPSに
よる測位データの蓄積を続行し、設定時間が経過する
と、D−GPSによる測位データの蓄積を終了してステ
ップS220へ進む。
After that, the process proceeds to step S218, the preset data storage set time is compared with the data storage time set in step S217, and it is checked in step S219 whether the set time has elapsed. Then, when the set time has not elapsed, the process returns to step S217 to continue accumulating the positioning data by D-GPS, and when the set time elapses, the accumulation of the positioning data by D-GPS ends and the process proceeds to step S220. .

【0059】ステップS220では、蓄積したD−GPSに
よる測位データを平均し、この平均値より現在位置を求
めると、ステップS221へ進んで、現在位置と目標位置と
を比較し、ステップS222で、真の目標位置に到達してい
るか否かを判断する。その結果、真の目標位置に到達し
ていると判断される場合、前述のステップS225で車輌を
停止してルーチンを抜け、真の目標位置に到達していな
いと判断される場合には、ステップS223で、推測航法の
測位データをD−GPSによる測位データの平均値で補
正すると、ステップS224へ進んで真の目標位置への経路
を生成し、前述のステップS210へ戻って走行を再開し、
真の目標位置に到達するまで以上の処理を繰返す。
In step S220, the accumulated positioning data by D-GPS is averaged, and the current position is obtained from this average value. Then, the process proceeds to step S221, the current position and the target position are compared, and in step S222, the true value is determined. It is determined whether the target position has been reached. As a result, if it is determined that the true target position has been reached, the vehicle is stopped and the routine exits in step S225, and if it is determined that the true target position has not been reached, the step In S223, when the dead reckoning positioning data is corrected by the average value of the positioning data by D-GPS, the process proceeds to step S224 to generate a route to the true target position, and the process returns to step S210 to restart the traveling,
The above processing is repeated until the true target position is reached.

【0060】すなわち、D−GPSの測位精度が悪化し
た場合においても、一定の地点に留まって所定時間測定
を続けることにより測位精度を向上することができ、自
律走行中にD−GPSによって必要な位置精度が得られ
ない場合、一旦、推測航法によって目標位置まで走行し
て停止し、停止状態でD−GPSの測位データを設定時
間蓄積して平均値を取ることにより、正確な現在位置を
知ることができる。そして、推測航法による目標位置が
ずれていた場合には、D−GPSの測位データの設定時
間の平均値で推測航法の測位データを補正することによ
り、常に確実な自律走行を行なうことができるのであ
る。
That is, even when the positioning accuracy of the D-GPS is deteriorated, the positioning accuracy can be improved by staying at a certain point and continuing the measurement for a predetermined time, which is required by the D-GPS during autonomous traveling. When the position accuracy cannot be obtained, the dead reckoning navigation is performed to reach the target position and then stopped, and the D-GPS positioning data is accumulated for a set time in the stopped state and the average value is obtained to obtain the accurate current position. be able to. When the target position by dead reckoning is deviated, the dead reckoning positioning data is corrected by the average value of the set times of the D-GPS positioning data, so that reliable autonomous traveling can always be performed. is there.

【0061】次に、草・芝刈作業領域での倣い走行にお
ける刈跡境界の検出処理について説明する。この刈跡境
界検出処理では、図12のステップS301で、対象となる
作業領域における草・芝刈り高さ等のデータをセット
し、ステップS302で、刈跡境界検出機構10の各回転角
センサ14a,14bからの信号により、草・芝刈高さ
に応じて上下する左右のそり状の板13a,13bを懸
架する各揺動部材12a,12bの角度を検出する。
Next, a description will be given of the process of detecting the boundary of the cut mark in the copying run in the grass / lawn mowing work area. In this cut boundary detection process, in step S301 of FIG. 12, data such as grass and lawn mowing height in the target work area is set, and in step S302, each rotation angle sensor 14a of the cut boundary detecting mechanism 10 is set. , 14b, the angles of the rocking members 12a, 12b for suspending the left and right sled-shaped plates 13a, 13b which move up and down according to the height of grass / lawn cutting are detected.

【0062】次いで、ステップS303へ進んで一定時間が
経過したか否かを調べ、一定時間経過していないときに
は、前述のステップS302へ進んで角度データの蓄積を行
なう。その後、一定時間が経過して角度データが所定数
だけ蓄積されると、ステップS303からステップS304へ進
んで蓄積した左右の角度データを平均化処理し、前記ス
テップS301でセットしたデータを参照して左右の草・芝
丈への換算を行なう。
Next, the routine proceeds to step S303, where it is checked whether or not a fixed time has elapsed. If the fixed time has not elapsed, then the operation proceeds to step S302 described above to accumulate angle data. After that, when a predetermined time has elapsed and a predetermined number of angle data are accumulated, the process proceeds from step S303 to step S304 to average the accumulated left and right angle data, and the data set in step S301 is referred to. Convert to left and right grass / turf length.

【0063】そして、前記ステップS304からステップS3
05へ進み、前記ステップS304で換算した左右の草・芝丈
に所定値以上の段差があるか否かを調べ、所定値以上の
段差がない場合には、ステップS306で境界線なしとして
前述のステップS302へ戻り、所定値以上の段差がある場
合、ステップS307へ進んで現在の位置を既刈部と未刈部
との境界線として捕捉し、ルーチンを抜ける。
Then, the steps S304 to S3 are performed.
Go to 05, check whether there is a step greater than a predetermined value on the left and right grass / turf height converted in step S304.If there is no step more than the predetermined value, it is determined in step S306 that there is no boundary line. Returning to step S302, if there is a step difference equal to or larger than the predetermined value, the process proceeds to step S307 to capture the current position as a boundary line between the cut and uncut portions, and exits the routine.

【0064】また、D−GPSにおける固定局30と移
動局との間のデータ通信は、図13に示すD−GPS無
線通信ルーチンによりパケットデータで行なわれる。こ
のデータ通信では、ステップS401で、移動局GPS受信
機15を初期化し、ステップS402で、固定局GPS受信
機33を、無線通信機16,36を介したデータ送信で
初期化すると、ステップS403へ進み、固定局30からの
ディファレンシャル情報を無線データ通信により得る。
Data communication between the fixed station 30 and the mobile station in D-GPS is performed by packet data by the D-GPS wireless communication routine shown in FIG. In this data communication, the mobile station GPS receiver 15 is initialized in step S401, and the fixed station GPS receiver 33 is initialized by data transmission through the wireless communication devices 16 and 36 in step S402. Then, the differential information from the fixed station 30 is obtained by wireless data communication.

【0065】次いで、ステップS404へ進むと、D−GP
S位置検出部53で、固定局30からのディファレンシ
ャル情報を移動局GPS受信機15から得られる測位デ
ータに適用し、ディファレンシャル演算を行なって自車
位置を測定する。そして、その測位情報を走行制御部5
6に送ると、ステップS403へ戻り、次のデータ処理を繰
返す。この場合、固定局30とのディファレンシャル演
算は、移動局受信機15固有の機能によって行なっても
良い。
Then, in step S404, the D-GP
The S position detection unit 53 applies the differential information from the fixed station 30 to the positioning data obtained from the mobile station GPS receiver 15 and performs the differential calculation to measure the own vehicle position. Then, the positioning information is transmitted to the travel control unit 5
When sent to step 6, the process returns to step S403 and the next data processing is repeated. In this case, the differential calculation with the fixed station 30 may be performed by a function unique to the mobile station receiver 15.

【0066】尚、本実施例においては、作業領域内にお
ける自律走行を倣い走行としているが、本発明はこれに
限定されることなく、衛星利用の自己位置測位による作
業領域内の自律走行、推測航法による作業領域内の自律
走行、衛星利用の自己位置測位と推測航法による自己位
置測位とを組み合わせた作業領域内の自律走行等に本発
明を適用しても良い。
In this embodiment, the autonomous traveling in the work area is used as a model traveling. However, the present invention is not limited to this, and autonomous traveling and estimation in the work area by self-positioning using satellites are possible. The present invention may be applied to autonomous traveling in a work area by navigation, autonomous traveling in a work area in which self-positioning using satellites and self-positioning by dead reckoning are combined, and the like.

【0067】[0067]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、自
律走行作業車が特定の作業領域の外周を横断すると、こ
の外周に配設された作業領域逸脱検出手段から検出信号
が送信され、この検出信号が制御手段で受信されて自律
走行作業車の操舵系が制御されるため、自律走行作業車
の作業領域外への逸脱を確実に防止することができ、作
業領域内での自律走行作業車の高速走行を可能として作
業効率を向上することができる等優れた効果が得られ
る。
As described above, according to the present invention, when the autonomous traveling work vehicle crosses the outer periphery of the specific work area, a detection signal is transmitted from the work area deviation detecting means arranged on the outer periphery, Since this detection signal is received by the control means to control the steering system of the autonomously traveling work vehicle, it is possible to reliably prevent the autonomously traveling work vehicle from departing from the work area, and to autonomously travel within the work area. Excellent effects such as high-speed traveling of the work vehicle and improved work efficiency can be obtained.

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

【図1】制御装置のブロック図FIG. 1 is a block diagram of a control device.

【図2】D−GPS用移動局を備えた芝刈作業車とD−
GPS用固定局と投受光器とを示す説明図
FIG. 2 is a lawn mower equipped with a D-GPS mobile station and D-
Explanatory drawing showing a fixed station for GPS and an emitter / receiver

【図3】刈跡境界検出機構の構成を示す説明図FIG. 3 is an explanatory diagram showing a configuration of a cut boundary detecting mechanism.

【図4】刈跡境界検出機構の動作を示す説明図FIG. 4 is an explanatory diagram showing an operation of a cut boundary detecting mechanism.

【図5】投受光器の配置例を示す説明図FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of the arrangement of light emitters / receivers.

【図6】操舵制御系の構成を示す説明図FIG. 6 is an explanatory diagram showing a configuration of a steering control system.

【図7】走行経路及び作業領域を示す説明図FIG. 7 is an explanatory diagram showing a travel route and a work area.

【図8】主制御ルーチンのフローチャートFIG. 8 is a flowchart of a main control routine.

【図9】主制御ルーチンのフローチャート(続き)FIG. 9 is a flowchart of a main control routine (continued)

【図10】自律走行制御ルーチンのフローチャートFIG. 10 is a flowchart of an autonomous traveling control routine.

【図11】自律走行制御ルーチンのフローチャート(続
き)
FIG. 11 is a flowchart of an autonomous traveling control routine (continued)

【図12】刈跡境界検出ルーチンのフローチャートFIG. 12 is a flowchart of a cut boundary detection routine.

【図13】D−GPS無線通信ルーチンのフローチャー
FIG. 13 is a flowchart of a D-GPS wireless communication routine.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 芝刈作業車(自律走行作業車) 40 検知器(作業領域逸脱検出手段) 50 制御装置(制御手段) 1 Lawnmower work vehicle (autonomous traveling work vehicle) 40 Detector (work area deviation detection means) 50 Control device (control means)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 特定の作業領域の外周に配設されて前記
外周を横断する自律走行作業車(1)を検出し、検出信号
を無線で送信する作業領域逸脱検出手段(40)と、 前記作業領域逸脱検出手段(40)からの検出信号を受信し
て前記自律走行作業車(1)の操舵系を制御し、前記作業
領域外への逸脱を防止する制御手段(50)とを備えたこと
を特徴とする自律走行作業車の作業領域逸脱防止装置。
1. A work area deviation detection means (40) for detecting an autonomously traveling work vehicle (1) arranged on the outer circumference of a specific work area and crossing the outer circumference, and wirelessly transmitting a detection signal, And a control means (50) for receiving a detection signal from the work area deviation detection means (40) to control the steering system of the autonomous traveling work vehicle (1) and preventing deviation from the work area. A work area deviation prevention device for an autonomously-operated work vehicle.
JP5302952A 1993-12-02 1993-12-02 Unit for preventing deviation of autonomously traveling working vehicle from working area Pending JPH07147804A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007141108A (en) * 2005-11-21 2007-06-07 Matsushita Electric Works Ltd Autonomous moving device
JP2020187669A (en) * 2019-05-17 2020-11-19 ヤンマーパワーテクノロジー株式会社 Autonomous traveling system

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JP2007141108A (en) * 2005-11-21 2007-06-07 Matsushita Electric Works Ltd Autonomous moving device
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Effective date: 20040309