JPH0759406A - 自動走行作業車の旋回制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 旋回途中での境界の誤検出を防止し、又、次
の作業行程の始端部で撮像手段が次行程の境界を画面内
に的確に捉えて境界検出できるようにする。 【構成】 車体前方側を撮像する撮像手段Ｓ１の撮像情
報に基づいて各作業行程において作業車が車体横幅方向
での未処理作業地と処理済作業地との境界に沿って自動
走行するように操向制御する手段１００と、作業車を１
つの作業行程の終端部から次の作業行程の始端部に旋回
移動させる旋回制御手段１０１とが設けられ、旋回制御
手段１０１は、１つの作業行程の終端部から次の作業行
程の始端部までの必要旋回角度よりも小さい角度に設定
された所定角度までの第１旋回角度範囲においては、方
位角検出手段Ｓ３の検出情報にのみ基づいて旋回制御
し、上記所定角度を越える第２旋回角度範囲においては
撮像情報及び方位角検出情報に基づいて旋回制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車体前方側箇所を撮像
する撮像手段と、その撮像手段の撮像情報に基づいて複
数個の作業行程夫々において作業車が車体横幅方向での
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
するように操向制御する操向制御手段と、前記作業車を
１つの作業行程の終端部から次の作業行程の始端部に向
けて旋回移動させる旋回制御手段とが設けられた自動走
行作業車の旋回制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の自動走行作業車の旋回制御装置
は、例えば、自動走行作業車としての農作業用のトラク
ターによって、作業地としての圃場に互いに平行に並ぶ
ように設定された複数の作業行程に沿って往復走行させ
ながら、未耕地状態の圃場の全面を耕して既耕地に形成
するものであるが、そのために、従来では、車体前方側
の圃場をテレビカメラ等の撮像手段によって撮像した撮
像情報に基づいて、車体横幅方向での未処理作業地（未
耕地）と処理済作業地（既耕地）との境界を検出し、こ
の検出した境界に沿って自動走行するように操向制御す
ると共に、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旋回移動させる場合に、その旋回
動作の終了点を、次の作業行程に旋回移動するのに必要
な旋回角度だけ車体が旋回したとき、あるいは、次の行
程の上記境界が検出されたとき等に設定していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術のうち、前者によれば、旋回半径を作業行程の幅
に一致させた状態で旋回させることは事実上不可能であ
ることから、次の作業行程の始端部で旋回動作を終了し
たときに車体位置が次の作業行程の適正操向位置に対し
て車体横幅方向に大きくずれる場合があり、この場合に
は、撮像手段が次の作業行程の前記境界を画面内に捉え
ることができないために境界を検出することができず、
従って、次の作業行程に沿って作業車を走行させること
ができないという不具合がある。又、後者によれば、境
界検出は、作業地の表面状態（例えば、未耕地と既耕地
の凹凸度合いの差）や作業地に対する太陽光等の光源の
照射状態（晴天か曇天か、照射角度等）によって常に正
確に行えるとは限らず、旋回途中において、例えば境界
以外の位置に存在する圃場面の凹凸等を境界として誤検
出するおそれがある。この場合に、次の行程の境界が検
出されたとして旋回動作を終了し、その検出境界に沿っ
て走行させると作業車は正規の行程の方向とは異なる方
向に走行するという不具合があった。

【０００４】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であって、その目的は、上記従来技術の欠点を解消すべ
く、旋回途中において境界の誤検出を防止するととも
に、次の作業行程の始端部で旋回動作を終了したとき
に、撮像手段が次の作業行程の境界を画面内に的確に捉
えてその境界を検出できるようにすることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明による自動走行作
業車の旋回制御装置の第１の特徴構成は、前記作業車の
車体方位を検出する方位角検出手段が設けられ、前記旋
回制御手段は、前記作業車を１つの作業行程の終端部か
ら次の作業行程の始端部へ旋回移動させるのに必要な旋
回角度よりも小さい角度に設定された所定角度までの第
１旋回角度範囲においては前記方位角検出手段の検出情
報にのみ基づいて前記旋回制御を実行し、且つ、前記所
定角度を越える第２旋回角度範囲においては前記撮像手
段の撮像情報及び前記方位角検出手段の検出情報に基づ
いて前記旋回制御を実行するように構成されている点に
ある。

【０００６】又、第２の特徴構成は、前記旋回制御手段
は、前記第１旋回角度範囲における旋回半径を前記第２
旋回角度範囲における旋回半径よりも小さく設定してい
る点にある。

【０００７】又、第３の特徴構成は、前記旋回制御手段
は、前記第１旋回角度範囲における走行速度を前記第２
旋回角度範囲における走行速度よりも大きく設定してい
る点にある。

【０００８】

【作用】本発明の第１の特徴構成によれば、１つの作業
行程の終端部から次の作業行程の始端部へ旋回移動させ
るのに必要な旋回角度よりも小さい角度に設定された所
定角度までの第１旋回角度範囲においては、作業車は方
位角検出情報にのみ基づいて旋回制御され、上記所定角
度を越える第２旋回角度範囲においては、作業車は撮像
情報及び方位角検出情報に基づいて旋回制御される。

【０００９】又、第２の特徴構成によれば、作業車は、
第１旋回角度範囲においては第２旋回角度範囲での旋回
半径よりも大きい旋回半径で旋回制御される。

【００１０】又、第３の特徴構成によれば、作業車は、
第１旋回角度範囲においては第２旋回角度範囲での走行
速度よりも大きい走行速度で旋回制御される。

【００１１】

【発明の効果】従って、本発明の第１の特徴構成によれ
ば、旋回動作の開始後、車体方位が次の作業行程の方向
に近づくまでは境界検出は行わないので、旋回途中にお
いて次の行程の正規の境界以外を境界として誤検出する
ことが有効に防止され、同時に、車体方位が次の作業行
程の方向に近づくと境界検出が開始され、これによって
検出された境界に沿うように車体横方向位置を修正する
ことにより、次の作業行程の始端部で旋回動作を終了し
たときに、撮像手段が次の作業行程の境界を画面内に的
確に捉えてその境界を検出でき、もって、作業車を次の
作業行程に沿って適正な操向状態で自動走行させること
ができる。

【００１２】又、第２の特徴構成によれば、旋回動作の
開始後、車体方位が次の作業行程の方向に近づくまでは
大回りを避けて小さい旋回半径で迅速に旋回する一方、
車体方位が次の作業行程の方向に近づくと大きい旋回半
径で旋回させて、車体方位の急激な変化を避けて次の作
業行程の境界を確実に検出できるようにし、もって、上
記効果に加えて、作業時間の短縮をも実現することがで
きる。

【００１３】又、第３の特徴構成によれば、旋回動作の
開始後、車体方位が次の作業行程の方向に近づくまでは
速い走行速度で迅速に旋回する一方、車体方位が次の作
業行程の方向に近づくと遅い走行速度で走行させて次の
作業行程の境界を確実に検出できるようにし、もって、
前記効果に加えて、作業時間の短縮をも同時に実現する
ことができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を、農作業用のトラク
ターに構成した自動走行作業車の場合について図面に基
づいて説明する。

【００１５】図２〜図４に示すように、操向輪としての
左右一対の前輪１Ｆ及び左右一対の後輪１Ｒを備えた作
業車Ｖの後方に、作業機である耕うん装置２が昇降自在
に設けられ、その耕うん装置２にて、圃場のうちの未処
理作業地である未耕地Ｍが耕されて処理済作業地である
既耕地Ｋが形成される。又、上記未耕地Ｍと既耕地Ｋと
の境界Ｌを含む車体前方側箇所を撮像する撮像手段とし
ての白黒式のテレビカメラＳ１が、作業車Ｖの前方側に
設けられている。

【００１６】前記テレビカメラＳ１の取り付け構造につ
いて説明すれば、前記作業車Ｖの横外側方に向かって突
出された支持部材４の先端部に、作業車Ｖに対して車体
横側方に隣接する未耕地Ｍと既耕地Ｋとの境界Ｌを車体
進行方向に向かって斜め上方から撮像するように設けら
れている。そして、作業車Ｖが境界Ｌに対して適正に沿
っている状態において、上記境界に対応する線分Ｌが、
前記テレビカメラＳ１の撮像視野の中央を前後方向に通
る走行基準線Ｌａと一致する状態（図２参照）となるよ
うにしてある。

【００１７】そして、図５に示すように、作業地内に複
数個の作業行程Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４等が、車体横幅
方向に平行に並ぶ状態で設定され、各作業行程Ｊ１，Ｊ
２，Ｊ３，Ｊ４等では、前記テレビカメラＳ１の画像情
報に基づいて、前記境界Ｌに沿って作業車Ｖが自動走行
するように操向制御される。但し、１つの作業行程の終
端部に達するに伴って、その作業行程に隣接する次の作
業行程の始端部に向けて１８０度方向転換するように自
動的にターン制御される。尚、図示しないが、第１作業
行程Ｊ１の進行方向右側に隣接する作業地は、予め既耕
地Ｋに形成されている。従って、前記作業車Ｖは、１行
程走行する毎に作業地に対する走行方向が反転して、作
業車Ｖに対する前記境界Ｌの位置が、左右反転する状態
となることから、前記テレビカメラＳ１は、作業車Ｖの
左右夫々に各１個が設けられ、使用する側のカメラを１
行程毎に左右切り換えている。因みに、図２では、境界
Ｌの位置が作業車Ｖの右側になるので右側のテレビカメ
ラＳ１を使っている。

【００１８】前記作業車Ｖの制御構成について説明すれ
ば、図１に示すように、エンジンＥの出力が変速装置５
によって変速されてから車体前後の各車軸に設けられた
ディファレンシャル装置１２Ｆ，１２Ｒを介して前記左
右一対の前輪１Ｆ及び左右一対の後輪１Ｒの夫々に伝達
され、いわゆる４輪駆動型に構成されている。そして、
前記変速装置５による変速操作状態が予め設定された設
定走行速度に対応する操作状態となるように、変速状態
検出用ポテンショメータＲ₃ が設けられ、その変速状態
検出用ポテンショメータＲ₃ の検出情報に基づいて、変
速用電動モータ６を駆動するように構成されている。
又、前記左右一対の前輪１ＦはＤＣギアモータからなる
ステアリングモータＭ１によってステアリング操作され
るように構成されると共に、その前輪１Ｆのステアリン
グ角を検出するステアリング角検出用ポテンショメータ
Ｒ₁ が設けられている。

【００１９】前記作業車Ｖには、左右一対の後輪１Ｒを
各別に制動作動させるための左右一対のブレーキ装置３
が設けられ、その一対のブレーキ装置３を駆動する一対
のブレーキ用油圧シリンダ８及びこの油圧シリンダ８を
作動させるための一対の制御弁７が設けられている。
又、作業車Ｖの車体方位を検出する方位角検出手段とし
ての地磁気方位センサＳ３が設けられている。尚、図１
中、Ｓ２は前記変速装置５の出力回転数に基づいて走行
速度を検出するための速度センサ、９は前記耕うん装置
２を昇降駆動する昇降用の電動モータ（図示しない）を
作動させるための昇降スイッチ、１０は前記エンジンＥ
への燃料供給をカットしてエンジンＥを停止させるため
のエンジン停止リレーである。

【００２０】図１に示すように、マイクロコンピュータ
利用の制御装置Ｈが設けられ、この制御装置Ｈに、前記
変速状態検出用ポテンショメータＲ₃ 、ステアリング角
検出用ポテンショメータＲ₁ 、速度センサＳ２、及び地
磁気方位センサＳ３の各検出情報が入力されると共に、
制御装置Ｈから、前記変速用電動モータ６、ステアリン
グモータＭ１、一対の制御弁７、昇降スイッチ９、及び
エンジン停止リレー１０に対する各駆動信号が出力され
ている。

【００２１】次に、前記テレビカメラＳ１の撮像情報に
基づいて、車体横幅方向での前記未耕地Ｍと既耕地Ｋと
の境界に対応する線分Ｌを近似処理するための制御構成
について説明する。図１に示すように、前記テレビカメ
ラＳ１は、作業地の明度情報を出力するように構成さ
れ、このテレビカメラＳ１からの明度情報が入力される
画像処理装置（ＶＳＸ）１１が、上記明度情報を１画面
を３２×３２の画素で構成した分解能の画素情報に変換
して記憶した後、この画素情報に基づいて、車体横幅方
向での画素間の明度変化に対応する微分値を演算する処
理、その微分処理情報に基づいてその微分値が所定値以
上であるか否かにより各画素を２値化する処理、及び、
その２値化処理情報に基づいて前記境界に対応する線分
Ｌを求める境界検出処理を行うように構成されている。

【００２２】上記処理について説明すれば、図７（イ）
に示すように、既耕地Ｋは耕されて表面が凹凸状態にな
っているので既耕地Ｋの光反射率は低く、既耕地Ｋに対
応する画素の明度は未耕地Ｍに対応する画素の明度より
も暗い。つまり、車体横方向即ち画面横方向で左から右
方向に向かって、明度は未耕地Ｍと既耕地Ｋとの境界に
対応する画素で明から暗に変化する。そして、図７
（ハ）に示すように、×印で示す注目画素(i,j) の微分
値（実際は差分値）は、その左側に位置する画素(i-1,j
-1),(i,j-1),(i+1,j-1) の明度の和から右側に位置する
画素(i-1,j+1),(i,j+1),(i+1,j+1) の明度の和を減算し
て求めるので、上記画面左側から右側に向かって明から
暗に変化した画素の微分値の符号は正になる。尚、この
例では、縦方向の３ラインを同時に処理してノイズに強
くしている。そこで、微分値の値が正の所定値に設定さ
れた閾値より大きい画素Ｐ即ち明度変化が大きい画素を
抽出するように２値化処理すると、図７（ロ）に示すよ
うに、未耕地Ｍと既耕地Ｋとの境界に位置する画素Ｐが
抽出される。尚、図５に示すように、隣接した各行程で
車体の進行方向と作業地との位置関係が左右反転するの
で、上記微分値の値を２値化する閾値の符号は１行程走
行毎に正負が切り換えられ、負の閾値のときは、微分値
が負の閾値より小さい画素が明度変化が大きい画素に対
応し、上記境界に位置する画素Ｐになる。そして、上記
の抽出画素Ｐを結ぶ直線を後述のように例えばハフ変換
によって求めると、その直線が前記境界に対応する線分
Ｌになる。

【００２３】前記画像処理装置（ＶＳＸ）１１の処理結
果は前記制御装置Ｈに入力され、作業車Ｖを走行制御す
るための制御情報として使用される。即ち、前記制御装
置Ｈを利用して、前記テレビカメラＳ１の撮像情報に基
づいて複数個の作業行程夫々において作業車Ｖが車体横
幅方向での未耕地Ｍと既耕地Ｋとの境界Ｌに沿って自動
走行するように操向制御する操向制御手段１００と、前
記作業車Ｖを１つの作業行程の終端部から次の作業行程
の始端部に向けて旋回移動させる旋回制御手段１０１と
が構成されている。

【００２４】更に、前記旋回制御手段１０１は、図６に
第１作業行程Ｊ１から次の第２作業行程Ｊ２への旋回移
動の場合を示すように、作業車Ｖを１つの作業行程の終
端部から次の作業行程の始端部へ旋回移動させるのに必
要な旋回角度（１８０度）よりも小さい角度に設定され
た所定角度φｋ（１６０度）までの第１旋回角度範囲φ
１においては前記地磁気方位センサＳ３の検出情報にの
み基づいて前記旋回制御を実行し、且つ、前記所定角度
φｋを越える第２旋回角度範囲φ２においては前記テレ
ビカメラＳ１の撮像情報及び前記地磁気方位センサＳ３
の検出情報に基づいて前記旋回制御を実行するように構
成されている。又、前記第１旋回角度範囲φ１における
旋回半径ｒ１を前記第２旋回角度範囲φ２における旋回
半径ｒ２よりも小さく設定し、又、前記第１旋回角度範
囲φ１における走行速度ｖ１を前記第２旋回角度範囲φ
２における走行速度ｖ２よりも大きく（ｖ１＞ｖ２）設
定している。但し、上記第１旋回角度範囲φ１における
走行速度ｖ１は作業行程に沿って走行するときの速度ｖ
３よりは小さく（ｖ１＜ｖ３）設定される。

【００２５】次に、図１０〜図１２に示すフローチャー
トに基づいて、前記画像処理装置（ＶＳＸ）１１及び制
御装置Ｈの動作を説明しながら、各部の構成について詳
述する。制御がスタートすると、先ずシステムの初期化
を行ってから、対象圃場での基準となる往復行程の方
位、未耕地・既耕地間の明るさ変化の微分に対する閾
値、１行程当たりの走行時間を教示し、第１行程Ｊ１で
使用するカメラＳ１を選択し（図５より右側を選択す
る）、又、車体の向きを第１行程Ｊ１の方向に向けた状
態の方位角を第１行程の目標方位として選択した後、走
行を開始する。そして、走行開始してから設定時間経過
後に、耕うん装置２を下降させて作業を開始する。因み
に、このように走行開始と作業開始とに時間差を設ける
のは、行程端において既耕地と未耕地の境界を直線状に
揃えるためである。

【００２６】走行を開始すると、前記画像処理装置（Ｖ
ＳＸ）１１によって求められる境界Ｌの検出情報（ＶＳ
Ｘデータ）と、前記地磁気方位センサＳ３で検出される
車体方位角の検出情報（ＴＭＳデータ）とを収集して両
データを比較する。そして、車体方位角の方向と境界Ｌ
の方向との角度差が設定角度（例えば、１０度程度）以
内であれば、その検出された境界Ｌの情報は適正である
と判断してその境界Ｌの情報に基づいて機体の操向制御
を行う。一方、車体方位角の方向と境界Ｌの方向との角
度差が上記設定角度以上である、即ち、境界Ｌの方向が
車体方位角の方向から大きくずれている場合には、その
境界Ｌの検出情報は誤った情報であると判断し、この場
合には、車体方位角の検出情報に基づいて、作業車Ｖが
前記選択した基準方位に向くように機体の操向制御を行
う。尚、上記車体方位角の方向は、テレビカメラＳ１の
撮像画面内の前記走行基準線Ｌａにほぼ一致するので、
上記角度差は、近似的に後述の図９の傾きψで与えられ
る。

【００２７】そして、１つの作業行程を走行するに要す
る行程時間が経過したか否かを判断し、この行程時間が
経過していなければ、ＶＳＸデータとＴＭＳデータの収
集のフローに戻る。上記行程時間が経過していれば、走
行を停止するとともに耕うん装置２を上昇させて作業を
停止する。そして、所定の行程数を走行した場合には制
御を終了する一方、残りの行程があれば次の行程に向け
て作業車Ｖを旋回移動させ、その後、次の行程での走行
を開始するとともに、走行開始してから設定時間経過後
に耕うん装置２を下降させて作業を開始する。尚、１つ
の作業行程を走行するに要する行程時間は、前記速度セ
ンサ２によって検出される走行速度で上記１つの作業行
程の走行距離を割ることによって算出される。

【００２８】次に、境界Ｌの検出処理について説明する
と、所定時間毎に前記テレビカメラＳ１による撮像処理
が実行され、この撮像処理で得られた明度情報が１画面
を３２画素×３２画素とする画素密度で記憶される。そ
して、車体横幅方向（画面横方向）についての画素毎の
微分処理、及び、各画素の微分値に対する２値化処理を
行って境界Ｌに対応する画素Ｐを抽出し、これら抽出画
素Ｐを結ぶ線分をハフ変換処理によって求める（図７参
照）。

【００２９】ハフ変換について説明すれば図８に示すよ
うに、前記テレビカメラＳ１の撮像視野の中心（ｘ＝１
６，ｙ＝１６）を通るｘ軸を極座標系における基準線と
して、前記各画素Ｐを通る複数本の直線を、下記(i) 式
に基づいて前記ｘ軸に対して０乃至１８０度の範囲にお
いて予め複数段階に設定された傾きθと、原点つまり上
記撮像視野中心に対応する画面中央からの距離ρとの組
み合わせとして求める。 ρ＝ｙ・sinθ＋ｘ・cosθ …… (i)

【００３０】そして、前記画素Ｐの全てについて、前記
複数段階に設定された傾きθの値が１８０度に達するま
で、前記パラメータ（ρ，θ）の組み合わせに対応する
各直線の頻度を計数するための二次元ヒストグラムを加
算する処理を繰り返す。全画素Ｐに対する直線の頻度の
計数が完了すると、前記二次元ヒストグラムに加算され
た値から、最大頻度となる前記傾きθと前記距離ρの組
み合わせを求めることにより、最大頻度となる一つの直
線Ｌｘを決定し、その直線Ｌｘを、前記テレビカメラＳ
１の撮像面において前記未耕地Ｍと既耕地Ｋとの境界に
対応する線分Ｌｋを直線近似した情報として求めるので
ある。

【００３１】次に、前記撮像面における直線Ｌｘを、予
め実測した地表面での前記テレビカメラＳ１の撮像視野
Ａの形状と大きさの記憶情報と、前記最大頻度の直線Ｌ
ｘが通る撮像面での画素の位置ａ，ｂ，ｃ（図９参照)
とに基づいて、地表面における直線Ｌｋの情報に変換す
る。即ち、図９に示すように、前記撮像視野Ａの横幅方
向中央を前後方向に通る走行基準線Ｌａに対する傾きψ
と、横幅方向での位置δとの値として設定される地表面
上における直線Ｌｋの情報に変換することになる。

【００３２】説明を加えれば、前記境界Ｌに対応する直
線Ｌｋに交差する方向となる前記撮像視野Ａの前後位置
（ｙ＝０及びｙ＝３２）での２辺の長さｌ₀,ｌ₃₂、画面
中央（ｘ＝１６，ｙ＝１６となる画素位置）における前
記撮像視野Ａの横幅方向での長さｌ₁₆、及び、前記前後
２辺間の距離ｈの夫々を予め実測して、前記制御装置Ｈ
に記憶させておくことになる。そして、前記撮像面にお
ける直線Ｌｘが、前記撮像視野Ａの前後位置での２辺に
対応するｘ軸に交差する画素の位置ａ，ｂ（ｙ＝０，ｙ
＝３２となる位置）のｘ座標の値Ｘ₀,Ｘ₃₂と、前記直線
Ｌｘが画面中央を通るｘ軸に交差する画素の置ｃのｘ座
標の値Ｘ₁₆とを、上記(i) 式を変形した下記(ii)式から
求めることになる。 Ｘｉ＝（ρ−Ｙｉ・sinθ）／cosθ ……(ii) 但し、Ｙｉは、夫々０，１６，３２を代入する。

【００３３】そして、上記(ii)式にて求められたｘ軸で
の座標値に基づいて、下記(iii) 式及び(iv)式から、前
記走行基準線Ｌａに対する横幅方向での位置δと、傾き
ψとを求め、求めた位置δと傾きψとの値を、地表面に
おいて前記境界Ｌに対応する直線Ｌｋの位置情報として
算出することになる。

【００３４】

【数１】

【００３５】従って、作業車Ｖを境界Ｌに沿って自動走
行させるための操向制御においては、前記直線Ｌｋの前
記走行基準線Ｌａに対する傾きψと横幅方向での位置δ
とを共に零に近づけるように、２輪ステアリング形式で
操向制御する。つまり、前記走行基準線Ｌａに対する傾
きψと横幅方向での位置δ夫々の値、及び、前輪１Ｆの
現在のステアリング角γの値とから、下記(v) 式に基づ
いて、前輪１Ｆの目標ステアリング角θｆを設定し、前
輪１Ｆのステアリング角γが、目標ステアリング角θｆ
に対して設定不感帯内に維持されるように、前記ステア
リングモータＭ１を駆動することになる。尚、式中のＫ
₁ ，Ｋ₂ ，Ｋ₃ は、操向特性に応じて予め設定された定
数である。 θｆ＝Ｋ₁ ・δ＋Ｋ₂ ・ψ＋Ｋ₃ ・γ ………(v)

【００３６】次に、旋回制御処理（図１２）について説
明すれば、先ず今まで走行してきた行程でのカメラと反
対側のカメラＳ１を次行程のカメラとして選択するとと
もに、今まで走行してきた行程の目標方位と反対の向き
（１８０度回転した方位角）を次行程の目標方位として
選択する。そして、小さい旋回半径ｒ１で旋回するよう
に内輪側の後輪１Ｒのブレーキ装置３を作動させ且つ操
舵角を５０度以上に設定し、比較的速い速度ｖ１で第１
旋回角度範囲φ１での旋回動作を開始する。この後、方
位角検出情報を収集しながら旋回角度が１６０度を越え
るまで上記旋回動作を続ける（図６参照）。

【００３７】旋回角度が１６０度を越えると、大きい旋
回半径ｒ２で旋回するように内輪側の後輪１Ｒのブレー
キ装置３の作動を解除させ且つ操舵角を３０度に設定
し、比較的遅い速度ｖ２で第２旋回角度範囲φ２での旋
回動作を開始する。この後、境界検出情報及び方位角検
出情報を収集しながら、次行程の境界Ｌが検出されるま
で又は次行程の境界Ｌが検出されないときは旋回角度が
１９０度を越えるまで、上記旋回動作を続ける（図６参
照）。そして、次行程の境界Ｌが検出された場合又は次
行程の境界Ｌが検出されないときは旋回角度が１９０度
を越えた場合には、旋回動作を停止してメインルーチン
（図１０）に戻り、次行程での走行を開始する。

【００３８】〔別実施例〕上記実施例では、撮像手段と
して白黒式のテレビカメラＳ１を用い、作業地である圃
場面の撮像情報として得た明度情報から車体横幅方向で
の未処理作業地（未耕地Ｍ）と処理済作業地（既耕地
Ｋ）との境界を検出する場合を示したが、撮像手段とし
てカラー式のテレビカメラを用い、得られたカラー画像
情報に基づいて、上記境界を検出するように構成するこ
ともできる。

【００３９】又、上記実施例では、ハフ変換を利用して
車体横幅方向での未処理作業地と処理済作業地との境界
を検出する場合を例示したが、ハフ変換以外に、例えば
最小二乗法等を用いて上記境界を直線近似するように構
成してもよい。

【００４０】又、上記実施例では、方位角検出手段Ｓ３
として地磁気方位センサを用いたものを示したが、これ
以外に、例えばレーザジャイロ式の方位センサを用いる
ものでもよい。

【００４１】又、上記実施例では、旋回制御手段１０１
において、第１旋回角度範囲φ１と第２旋回角度範囲φ
２とを区分する所定角度φｋを１６０度に、第２旋回角
度範囲φ２の上限角度を１９０度に夫々設定したものを
示したが、上記両角度は状況に応じて適宜変更できる。
又、例えば１区画の未処理作業地を外周より内周に向け
て外周部を順次走行する回り走行形式で作業する等、複
数の作業行程が平行でない場合には、当然ながら上記両
角度は作業地の状況に応じて設定される。

【００４２】又、撮像手段Ｓ１に撮像倍率を変更するズ
ーム手段を備えさせ、前記第２旋回角度範囲φ２の始め
の部分では、撮像倍率を下げて作業地の広い範囲を撮像
して極力境界を検出できるようにする一方、境界を検出
した後は、撮像倍率を上げて境界検出を高精度に行うよ
うにすることも可能である。

【００４３】又、上記実施例では、操向制御手段１００
並びに旋回制御手段１０１を、前輪１Ｆのみを操舵する
２輪ステアリング形式で行う場合を例示したが、この２
輪ステアリング形式以外に、例えば、前後輪１Ｆ，１Ｒ
を逆位相で操舵する４輪ステアリング形式で行うように
することもできる。

【００４４】又、上記実施例では、本発明を自動走行作
業車としての農作業用のトラクターに適用したものを例
示したが、自動走行作業車としては田植え機等の他の農
作業機やブルトーザー等の土木建設機械等にも適用でき
るものであって、その際の未処理作業地と処理済作業地
との境界検出の構成、機体走行系の構成等の各部の具体
構成は適宜変更できる。

【００４５】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
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】制御構成のブロック図

【図２】境界に沿って走行しているトラクターの概略平
面図

【図３】トラクターの概略側面図

【図４】トラクターの概略正面図

【図５】作業行程を示す平面図

【図６】旋回移動の軌跡を示す平面図

【図７】境界検出処理の説明図

【図８】ハフ変換処理の説明図

【図９】撮像視野における車体進行方向と近似直線の関
係を示す説明図

【図１０】制御作動のフローチャート

【図１１】制御作動のフローチャート

【図１２】制御作動のフローチャート

【符号の説明】

Ｓ１ 撮像手段 Ｖ 作業車 １００ 操向制御手段 １０１ 旋回制御手段 Ｓ３ 方位角検出手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西中 正昭 大阪府堺市石津北町64番地 株式会社農作 物生育管理システム研究所内 (72)発明者 伊藤 勝美 大阪府堺市石津北町64番地 株式会社農作 物生育管理システム研究所内 (72)発明者 吉田 実夫 大阪府堺市石津北町64番地 株式会社農作 物生育管理システム研究所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車体前方側箇所を撮像する撮像手段（Ｓ
   １）と、その撮像手段（Ｓ１）の撮像情報に基づいて複
   数個の作業行程夫々において作業車（Ｖ）が車体横幅方
   向での未処理作業地と処理済作業地との境界に沿って自
   動走行するように操向制御する操向制御手段（１００）
   と、前記作業車（Ｖ）を１つの作業行程の終端部から次
   の作業行程の始端部に向けて旋回移動させる旋回制御手
   段（１０１）とが設けられた自動走行作業車の旋回制御
   装置であって、 前記作業車（Ｖ）の車体方位を検出する方位角検出手段
   （Ｓ３）が設けられ、 前記旋回制御手段（１０１）は、前記作業車（Ｖ）を１
   つの作業行程の終端部から次の作業行程の始端部へ旋回
   移動させるのに必要な旋回角度よりも小さい角度に設定
   された所定角度までの第１旋回角度範囲においては前記
   方位角検出手段（Ｓ３）の検出情報にのみ基づいて前記
   旋回制御を実行し、且つ、前記所定角度を越える第２旋
   回角度範囲においては前記撮像手段（Ｓ１）の撮像情報
   及び前記方位角検出手段（Ｓ３）の検出情報に基づいて
   前記旋回制御を実行するように構成されている自動走行
   作業車の旋回制御装置。
2. 【請求項２】 前記旋回制御手段（１０１）は、前記第
   １旋回角度範囲における旋回半径を前記第２旋回角度範
   囲における旋回半径よりも小さく設定している請求項１
   記載の自動走行作業車の旋回制御装置。
3. 【請求項３】 前記旋回制御手段（１０１）は、前記第
   １旋回角度範囲における走行速度を前記第２旋回角度範
   囲における走行速度よりも大きく設定している請求項１
   又は２記載の自動走行作業車の旋回制御装置。