JPH09113603A - 移動体の位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 地上側に設置される追尾式の位置測定手段の
位置（追尾側の基準となる位置）を認識するのに、地上
側に、障害物となり且つ設置の手間がかかる例えばポー
ル式等の基準位置表示手段を設けることを不要にする。 【構成】 移動体Ａを追尾しながらその移動体Ａの位置
を測定する追尾式の位置測定手段Ｂと、ＧＰＳ衛星から
の電波信号を受信して地上側位置を検出する追尾側ＧＰ
Ｓ検出手段２３とが設けられ、位置測定手段Ｂは、追尾
側ＧＰＳ検出手段２３によって検出された地上側位置を
基準として移動体Ａの位置を測定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、移動体を追尾しなが
ら、その移動体の位置を測定する追尾式の位置測定手段
が、地上側に設けられた移動体の位置検出装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】かかる移動体の位置検出装置は、例えば
図１２に示すように、矩形状の圃場Ｆ内において田植え
用等の作業車２（移動体に相当）を所定の誘導経路Ｌに
沿って誘導するために必要な位置情報を得るものであ
る。そのために、作業車２に設置した電球等を、地上側
の位置測定手段１に備える撮像手段の撮像画面内に捉え
るように追尾制御しながら、その撮像角度及び撮像画面
内での電球の位置情報に基づいて作業車２の方位角を求
め、又、作業車２に設置した反射体に対して誘導制御装
置１側のレーザー測長器等にて作業車２までの距離を検
出し、この方位角及び距離情報から、位置測定手段１の
位置を基準として作業車２の位置を測定する。そして、
従来では、例えば、圃場Ｆの周囲の予め設定した基準位
置に反射体を備えた基準表示体３を設置し、上記レーザ
ー測長器にて各基準表示体３までの距離を検出して、上
記位置検出手段１の位置を認識するようにしていた（例
えば、本出願人が先に提案した特願平６‐３１７８１８
号参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では、圃場Ｆの周囲に設置した基準表示体３が障
害物になるとともに、他物が当たって破損等するおそれ
があり、又、複数個の圃場Ｆに追尾式の位置測定手段を
移動させながら、各圃場において作業車Ａの位置を検出
して誘導する場合には、例えば各圃場の基準位置に対応
させて多数の基準表示体３を設置する必要があり、圃場
の数が増えるに従って基準表示体３の設置の手間が膨大
にな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、圃場Ｆの周囲に基準表示体３等
を設置することなく、追尾式の位置測定手段の位置を認
識できるようにして、上記従来技術の不具合を解消させ
ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明による移動体の位
置検出装置の第１の特徴構成は、前記位置測定手段に、
ＧＰＳ衛星からの電波信号を受信して地上側位置を検出
する追尾側ＧＰＳ検出手段が設けられ、前記位置測定手
段は、前記追尾側ＧＰＳ検出手段によって検出された地
上側位置を基準として前記移動体の位置測定を行うよう
に構成されている点にある。

【０００６】又、第２の特徴構成は、上記第１の特徴構
成において、前記位置測定手段に、追尾側通信手段が設
けられ、前記移動体に、ＧＰＳ衛星からの電波信号を受
信してその移動体の位置を検出する移動体側ＧＰＳ検出
手段と、その移動体側ＧＰＳ検出手段の検出情報を前記
追尾側通信手段に送信する移動体側通信手段とが設けら
れ、前記位置測定手段は、前記追尾側ＧＰＳ検出手段に
よって検出された地上側位置情報及び前記追尾側通信手
段が受信した前記移動体の位置情報に基づいて前記位置
測定手段に対する前記移動体の位置を判別して、その移
動体の位置に向けて追尾作動するように構成されている
点にある。

【０００７】又、第３の特徴構成は、上記第１又は第２
の特徴構成において、地上側の基準位置に、ＧＰＳ衛星
からの電波信号を受信してその基準位置を検出する基準
側ＧＰＳ検出手段と、その基準側ＧＰＳ検出手段の検出
情報を前記追尾側通信手段に送信する基準側通信手段と
が設けられ、前記追尾側ＧＰＳ検出手段は、前記追尾側
通信手段が受信した前記基準側ＧＰＳ検出手段の検出情
報と、自己の検出情報との差情報に基づいて、前記地上
側位置を検出するように構成されている点にある。

【０００８】又、第４の特徴構成は、上記第１、第２又
は第３の特徴構成において、前記移動体に、光反射体と
発光体とが設けられ、前記位置測定手段に、前記発光体
を撮像する撮像手段と、前記撮像手段の撮像画面内の所
定位置に前記発光体を捉えるように前記撮像手段の撮像
角度調節手段を作動させる追尾制御手段と、前記撮像手
段の撮像情報に基づいて前記発光体の撮像画面内の位置
を検出する画像処理手段と、前記撮像手段の撮像角度を
検出する撮像角度検出手段と、前記撮像手段の撮像方向
に沿って検出光の投射方向を設定して前記光反射体まで
の距離を検出する距離検出手段とが設けられ、前記位置
測定手段は、前記画像処理手段の画面内位置情報、前記
撮像角度検出手段の撮像角度情報及び前記距離検出手段
の距離情報に基づいて、前記移動体の位置測定を行うよ
うに構成されている点にある。

【０００９】

【作用】本発明による移動体の位置検出装置の第１の特
徴構成によれば、地上側の追尾式の位置測定手段に設け
た追尾側ＧＰＳ検出手段によって、ＧＰＳ衛星からの電
波信号が受信されて地上側位置が検出され、その地上側
位置を基準として、位置測定手段が移動体を追尾しなが
らその移動体の位置を測定する。

【００１０】又、第２の特徴構成によれば、上記第１の
特徴構成において、移動体に設けた移動体側ＧＰＳ検出
手段によって、ＧＰＳ衛星からの電波信号が受信されて
移動体の位置が検出され、その移動体の位置情報が移動
体側通信手段から追尾側通信手段に送信される。そし
て、地上側の追尾式の位置測定手段は、追尾側ＧＰＳ検
出手段によって検出された地上側位置情報及び上記追尾
側通信手段が受信した移動体の位置情報に基づいて位置
測定手段に対する移動体の位置を判別して、その移動体
の位置に向けて追尾作動する。

【００１１】又、第３の特徴構成によれば、上記第１又
は第２の特徴構成において、地上側の基準位置に設けた
基準側ＧＰＳ検出手段によって、ＧＰＳ衛星からの電波
信号が受信されてその基準位置が検出され、その基準位
置の検出情報が基準側通信手段から追尾側通信手段に送
信される。そして、追尾側ＧＰＳ検出手段は、追尾側通
信手段が受信した基準位置の検出情報と、自己の検出情
報との差情報に基づいて、位置測定手段の地上側位置を
検出する。

【００１２】又、第４の特徴構成によれば、上記第１、
第２又は第３の特徴構成において、撮像手段の撮像画面
内の所定位置に移動体側の発光体を捉えるように撮像手
段の撮像角度を調節する追尾制御を行いながら、画像処
理手段による発光体の撮像画面内位置の検出と、撮像角
度検出手段による撮像角度の検出とを行い、撮像手段の
撮像方向に沿って距離検出手段の検出光の投射方向を設
定して移動体側の光反射体までの距離を検出する。そし
て、上記発光体の画面内位置と撮像手段の撮像角度、言
い換えると、この両情報より判別される発光体即ち移動
体の位置検出手段に対する方位角、及び、光反射体即ち
移動体までの距離情報から、移動体の位置が測定され
る。

【００１３】

【発明の効果】本発明による移動体の位置検出装置の第
１の特徴構成によれば、地上側から移動体を追尾式に位
置測定するときの基準となる位置つまり追尾式の位置測
定手段の地上側位置が、ＧＰＳ衛星からの電波信号を受
信することによって検出されるので、従来のように、例
えば上記地上側位置を検出するためのポール式の基準表
示体を設置すると、それが障害物になるとともに他物が
当たって破損するおそれがあり、又、追尾式の位置測定
手段を他の場所に移動させて作業車の位置を検出する場
合には、各場所に対応して多数の基準表示体を設置する
ための手間が膨大になるという不具合が解消されるに至
った。

【００１４】又、第２の特徴構成によれば、ＧＰＳ衛星
からの電波信号を受信して判別された追尾式の位置測定
手段に対する移動体の位置に向けて位置測定手段が追尾
作動されるので、例えば作業開始時に任意の位置にある
移動体に対して自動的に追尾方向を設定して移動体の位
置検出を迅速に開始することができ、従来、例えば作業
者が手動で追尾方向を設定すると、手間がかかって面倒
であるという問題点もなく操作性が一層改善され、もっ
て、上記第１の特徴構成を実施する際の好適な手段が得
られる。

【００１５】又、第３の特徴構成によれば、ＧＰＳ衛星
からの電波信号を受信して検出される地上側の基準位置
及び位置測定手段の両検出情報の差情報に基づいて、位
置測定手段の地上側位置が検出されるので、例えば地上
側の基準位置情報がなく、位置測定手段の検出情報のみ
に基づいてその地上側位置を検出するものに比べて、よ
り高い検出精度で地上側位置を検出してその地上側位置
を基準として移動体の位置をより正確に測定することが
でき、もって、上記第１又は第２の特徴構成を実施する
際の好適な手段が得られる。

【００１６】又、第４の特徴構成によれば、撮像画面内
の所定位置に移動体側の発光体を確実に捉えた良好な追
尾状態で、移動体の方位角検出と移動体までの距離検出
とに基づいてその位置測定を高精度条件の下で行うこと
ができ、もって、上記第１、第２又は第３の特徴構成を
実施する際の好適な手段が得られる。

【００１７】

【実施例】以下、移動体としての自動走行式の作業車Ａ
（例えば、田植え用の作業車）を、矩形状の圃場内にお
いて所定の誘導経路に沿って苗の植え付け作業等を行い
ながら誘導走行させる場合について、図面に基づいて説
明する。

【００１８】図１に示すように、作業車Ａには、発光体
としての電球２０が、作業車Ａ上に立設した円柱１９の
先端部に設置され、この円柱１９の外周面には、後述の
レーザ測長器１３から投射される距離検出用のビーム光
ｂをその入射方向へ向けて反射する光反射体としての反
射シート１９ａが形成されている。尚、電球２０は図示
しない電源によって連続点灯されている。又、作業車Ａ
には、ＧＰＳ衛星８からの電波を受信するためのアンテ
ナ２８ａが設置されている。

【００１９】一方、地上側には、作業車Ａを追尾しなが
ら、その作業車Ａの位置を測定する追尾式の位置測定手
段としての自動追尾式誘導装置Ｂが設けられている。

【００２０】上記自動追尾式誘導装置Ｂには、電球２０
を撮像する撮像手段としてのイメージセンサＳと、その
イメージセンサＳの撮像方向に沿って検出光ｂの投射方
向を設定して前記反射シート１９ａまでの距離を検出す
る距離検出手段としてのレーザ測長器１３とが設置され
ている。イメージセンサＳとレーザ測長器１３とは、設
置台９上に一体のものとして固定設置され、この設置台
９を縦軸芯θ周りに旋回させる旋回用モータ１１と、設
置台９を横軸芯φ周りに首振り動作させる首振り用モー
タ１２とが設けられている。従って、この旋回用モータ
１１及び首振り用モータ１２によって、イメージセンサ
Ｓの撮像角度を調節する撮像角度調節手段１１，１２が
構成される。又、上記旋回用モータ１１及び首振り用モ
ータ１２夫々に、エンコーダ１１ａ，１２ａが内蔵さ
れ、このエンコーダ１１ａ，１２ａが、イメージセンサ
Ｓの撮像角度を検出する撮像角度検出手段１１ａ，１２
ａを構成する。又、自動追尾式誘導装置Ｂには、ＧＰＳ
衛星８からの電波を受信するためのアンテナ２３ａが設
置されている。

【００２１】図２に示すように、前記イメージセンサＳ
は、光学系を構成する電動ズームレンズ１４、及び、撮
像部である電子シャッター搭載の白黒式のＣＣＤセンサ
１５からなる。電動ズームレンズ１４には、フォーカス
駆動モータ３３と、フォーカス位置検出センサである第
１ポテンショメータ３４と、ズーム駆動モータ３５と、
ズーム位置検出センサである第２ポテンショメータ３６
とが設けられている。そして、電動ズームレンズ１４及
びこの後方側に設けられた光学フィルター２４を通過し
た電球２０からの光が、ＣＣＤセンサ１５に設けられた
撮像素子であるＣＣＤ素子２７上に結像するように構成
されている。尚、上記光学フィルター２４は、電球２０
の発光波長に対して透過率が大きくなるようにしてあ
る。

【００２２】次に、図３に基づいて、自動追尾式誘導装
置Ｂの制御構成について説明すれば、撮像角度コントロ
ーラ４９、イメージセンサコントローラ５０、レーザ測
長器コントローラ５１、及び、これらのコントローラ４
９，５０，５１を制御するメインコントローラＣが設け
られている。撮像角度コントローラ４９には、エンコー
ダ１１ａ，１２ａからの検出情報が入力されるととも
に、旋回用モータ１１及び首振り用モータ１２に対する
駆動信号が出力されている。イメージセンサコントロー
ラ５０には、ＣＣＤセンサ１５の撮像情報、第１ポテン
ショメータ３４及び第２ポテンショメータ３６の検出情
報が入力されるとともに、ＣＣＤセンサ１５、フォーカ
ス駆動モータ３３及びズーム駆動モータ３５に対する駆
動信号が出力されている。レーザ測長器コントローラ５
１には、レーザ測長器１３からの距離検出情報が入力さ
れている。

【００２３】メインコントローラＣには、前記アンテナ
２３ａにて少なくとも４個のＧＰＳ衛星からの電波信号
を受信して地上側位置（自動追尾式誘導装置Ｂの位置）
を検出する追尾側ＧＰＳ検出手段としてのＧＰＳ受信機
２３の検出情報が入力されている。又、メインコントロ
ーラＣには、作業車Ａ側や後述の基準局Ｒ側との間で各
種情報を送受する追尾側通信手段としての送受信機１０
が接続されている。

【００２４】前記イメージセンサコントローラ５０を利
用して、イメージセンサＳの撮像情報に基づいて、電球
２０のイメージセンサＳの撮像画面内の位置を検出する
画像処理手段Ｔが構成されている。即ち、図４に示すよ
うに、イメージセンサＳの撮像画面２９の中心点Ｏを原
点として画面横方向をｘ’軸（右方向をプラス）、画面
縦方向をｙ’軸（上向きをプラス）に設定した状態で電
球２０に対応する領域の重心位置Ｇを求め、この重心位
置Ｇと画面中心点Ｏとの偏差Ｘ，Ｙを検出し、この偏差
Ｘ，Ｙを電球２０の撮像画面内の位置情報とする。尚、
この例では、ｙ’軸方向の偏差Ｙは殆ど０で、ｘ’軸方
向の偏差Ｘのみである場合を示す。

【００２５】前記メインコントローラＣは、前記レーザ
測長器１３によって検出された反射シート１９ａつまり
電球２０までの距離情報に基づいて、イメージセンサＳ
の撮像倍率を変更調節するズーム制御を行うように構成
されている。即ち、電球２０までの距離が遠くなると撮
像倍率を上げる一方、電球２０までの距離が近くなると
撮像倍率を下げるように電動ズーム１４のレンズ位置を
移動させることにより、撮像画面内での電球２０の大き
さを適正な大きさに維持するようにしている。更に、前
記電球２０の撮像画面内での移動方向が横方向であると
きに比べて、上記移動方向が遠近方向であるとき、つま
り、撮像画面内での電球２０の位置はあまり変わらずに
距離だけが変化するときの方が上記ズーム制御の速度を
速くして、追尾制御の遅れが極力小さくなるようにして
いる。

【００２６】前記メインコントローラＣを利用して、前
記イメージセンサＳの撮像画面内の所定位置、具体的に
は前記撮像画面２９の中心点Ｏに前記電球２０を捉える
ように、前記旋回用モータ１１及び首振り用モータ１２
を作動させる追尾制御手段１００が構成されている。以
下、この追尾制御について説明すれば、前記画像処理手
段Ｔによる画面内位置検出には所定の処理時間を要する
ので、図５に示すように、前記電球２０の位置（図で
は、縦軸芯θ周りでの角度で示される）は、間隔を置い
た不連続な検出点での位置として得られる。図では、電
球２０が、現在の角度検出時点ｔ０より２つ前の角度検
出時点ｔ２で縦軸芯θ周りの角度θ２に位置し、現在の
角度検出時点ｔ０より１つ前の角度検出時点ｔ１で縦軸
芯θ周りの角度θ１に位置し、現在の角度検出時点ｔ０
で縦軸芯θ周りの角度θ０に位置するように軌跡Ｊ上を
移動しているとする。尚、上記縦軸芯θ周りの角度は、
上から見て右回り（時計回り）をプラスの方向とし、
又、電球２０の横軸芯φ周りの角度位置は変化しないも
のとする。上記より、現在の角度検出時点ｔ０より１つ
前の角度検出時点ｔ１から現在の角度検出時点ｔ０まで
の電球２０の縦軸芯θ周りの角度位置の変化率θｖは次
式で与えられる。

【００２７】

【数１】θｖ＝（θ０−θ１）／（ｔ０−ｔ１）

【００２８】そこで、現在の角度検出時点ｔ０の次の角
度検出時点で電球２０を画面の中心点Ｏに捉えるように
するために、前記画像処理手段Ｔによって検出したｘ’
軸方向の偏差Ｘ（図４）に対する修正量、及び、上記の
縦軸芯θ周りの角度位置の変化率θｖを考慮して縦軸芯
θ周りの旋回量Δθを次式のように定め、この旋回量Δ
θで旋回用モータ１１を作動させるのである。尚、ａ
１，ａ２は所定のゲイン係数である（ａ１＞０，ａ２＞
０）。

【００２９】

【数２】Δθ＝ａ１・Ｘ＋ａ２・θｖ

【００３０】図６に示すように、地上側の基準位置（図
８に示す基準局Ｒ）に、ＧＰＳ衛星８からの電波を受信
するためのアンテナ２９ａと、このアンテナ２９ａにて
少なくとも４個のＧＰＳ衛星８からの電波信号を受信し
てその基準位置（基準局Ｒの位置）を検出する基準側Ｇ
ＰＳ検出手段としてのＧＰＳ受信機２９と、そのＧＰＳ
受信機２９の検出情報を前記自動追尾式誘導装置Ｂ側の
送受信機１０に送信する基準側通信手段としての送受信
機３０とが設けられている。

【００３１】次に、図７に基づいて、作業車Ａ側の制御
構成について説明すれば、マイクロコンピュータ利用の
作業車コントローラＨが設けられ、この作業車コントロ
ーラＨに、自動追尾式誘導装置Ｂ側の送受信機１０との
間で情報を送受する移動体側通信手段としての送受信機
１６が接続されている。又、作業車コントローラＨから
は、走行用の変速装置１８を変速操作するための走行用
モータ１７、ステアリング装置２２を操作するためのス
テアリング用モータ２１、及び作業装置２５を作動させ
る（例えば、田植え機の場合には、作業装置である植え
付け装置を昇降等させる）ための作業装置用アクチュエ
ータ２６に対する駆動信号が出力されている。さらに、
作業車コントローラＨには、作業車Ａの車体方位を検出
する地磁気利用の方位センサ３１の検出情報が入力さ
れ、その検出情報は、送受信機１６によって地上側の送
受信機１３に送信される。尚、この車体方位情報は、図
８に示す圃場Ｆの長辺ｋ１，ｋ２（ｋ３，ｋ４）に沿っ
た方向を角度０の基準方位角として検出される。

【００３２】又、作業車Ａには、前記アンテナ２８ａに
て少なくとも４個のＧＰＳ衛星８からの電波信号を受信
して作業車Ａの位置を検出する移動体側ＧＰＳ検出手段
としてのＧＰＳ受信機２８が設けられ、そのＧＰＳ受信
機２８の検出情報は、作業車コントローラＨに入力され
るとともに、前記送受信機１６を介して自動追尾式誘導
装置Ｂ側の送受信機１０に送信されている。尚、前記作
業車コントローラＨは、前記自動追尾式誘導装置Ｂから
送信される誘導制御情報に基づいて作業車Ａを操向制御
する。

【００３３】図８に示すように、４つの頂点ｋ１，ｋ
２，ｋ３，ｋ４で示す矩形状の圃場Ｆが設定され、その
圃場Ｆ内で、作業車Ａは圃場長手方向に沿う状態で短手
方向に並置された複数の作業行程Ｌ夫々に沿って作業走
行しながら、各作業行程Ｌの端部で隣接する作業行程に
１８０度旋回移動し、今度はその作業行程Ｌを逆方向に
走行する往復走行を繰り返して、上記圃場Ｆの全範囲を
走行するように誘導制御される。図中、ｋ０は圃場Ｆに
対する作業車Ａの出入口、ｋｄは作業車Ａに対する標準
の作業開始位置を示すデフォルト位置である。そして圃
場Ｆの長手方向一端側の辺（図８のｋ１，ｋ４で示す
辺）の中央付近に、前記自動追尾式誘導装置Ｂが設置さ
れる。

【００３４】前記メインコントローラＣには、地上側情
報として、前記基準局Ｒの位置情報、及び、圃場Ｆの各
角部ｋ１，ｋ２，ｋ３，ｋ４の座標、出入口ｋ０の位
置、作業行程Ｌの情報（行程幅、行程長さ、行程数
等）、デフォルト位置ｋｄの座標等の圃場Ｆの情報が記
憶されている。尚、圃場は図示の圃場Ｆ以外に複数個設
定されている。

【００３５】前記追尾側のＧＰＳ受信機２３は、追尾側
の送受信機１０が受信した基準側のＧＰＳ受信機２９の
検出情報（基準局Ｒの位置情報）と、自己の検出情報と
の差情報に基づいて、地上側位置（自動追尾式誘導装置
Ｂの位置）を検出する。具体的に説明すると、追尾側及
び基準側の各ＧＰＳ受信機２３，２９は、少なくとも４
個のＧＰＳ衛星８の電波信号を受信して地球座標軸にお
ける夫々の絶対位置を検出し、その座標値の差から図８
に示すように基準局Ｒから自動追尾式誘導装置Ｂへの位
置ベクトルｒが求まる。そして、予め正確に判っている
基準局Ｒの基準位置と上記求めた位置ベクトルｒとか
ら、地上側位置としての自動追尾式誘導装置Ｂの位置が
判別されることになる。

【００３６】又、例えば作業開始時に圃場Ｆ内の作業車
Ａに対して自動的に追尾方向を設定するために、自動追
尾式誘導装置Ｂは、前記追尾側のＧＰＳ受信機２３によ
って検出された地上側位置情報及び前記追尾側の送受信
機１０が受信した作業車Ａの位置情報に基づいて、自動
追尾式誘導装置Ｂに対する作業車Ａの位置を判別して、
その作業車Ａの位置に向けて追尾作動するように構成さ
れている。この自動追尾式誘導装置Ｂに対する作業車Ａ
の位置は、移動体側のＧＰＳ受信機２８が４個のＧＰＳ
衛星８の電波信号を受信して検出した絶対位置の座標値
と、前記基準局Ｒの絶対位置の座標値との差に基づい
て、前記基準局Ｒから自動追尾式誘導装置Ｂへの位置ベ
クトルｒを求めたと同様に、基準局Ｒから作業車Ａへの
位置ベクトルとして求められる。

【００３７】そして、自動追尾式誘導装置Ｂは、前記追
尾側のＧＰＳ受信機２３によって検出された地上側位置
を基準として作業車Ａの位置測定を行うように構成され
ている。具体的には、前記画像処理手段Ｔによる電球２
０のイメージセンサＳの撮像画面内での位置情報、前記
エンコーダ１１ａ，１２ａによるイメージセンサＳの撮
像角度情報及び前記レーザ測長器１３による距離情報に
基づいて、自動追尾式誘導装置Ｂに対する作業車Ａの位
置が検出され、この自動追尾式誘導装置Ｂに対する作業
車Ａの位置情報と上記地上側位置である自動追尾式誘導
装置Ｂの位置情報とから、圃場Ｆにおける作業車Ａの位
置が判別される。

【００３８】さらに、前記自動追尾式誘導装置Ｂは、上
記判別された作業車Ａの位置情報と、追尾側の送受信機
１０が受信した作業車Ａの車体方位情報とに基づいて作
業車Ａの移動を制御するための誘導制御情報を求めて、
その誘導制御情報を作業車Ａ側に送信する。

【００３９】次に、図９〜図１１に示すフローチャート
に基づいて自動追尾式誘導装置Ｂによる作業車Ａの位置
測定、及び、作業車Ａの誘導走行について説明する。

【００４０】最初に、自動追尾式誘導装置Ｂを圃場Ｆに
対する誘導用の位置に設置した後、メインルーチン（図
９）では、地上側情報（以後、マップファイルと呼ぶ）
のうちで、圃場Ｆのマップファイルを選択して読み込
む。次に、ＧＰＳ受信信号に基づくＧＰＳ位置認識処理
（自動追尾式誘導装置Ｂの設置位置や、作業車Ａの初期
位置の検出）を行う。

【００４１】そして、上記ＧＰＳ位置認識処理によっ
て、自動追尾式誘導装置Ｂに対する作業車Ａの位置が判
別されると、前記イメージセンサＳの撮像画面の中心点
Ｏに作業車Ａの電球２０を捉えるように、適切なズーム
比に設定して作業車Ａの方向にイメージセンサＳの撮像
方向が向くように自動操作され、方位角情報と距離情報
とから作業車Ａの位置が検出される。次に、最初の軌道
データ（行単位で記憶されている）を読み込み、その軌
道と車体位置のずれを計算する。そして、軌道ずれが設
定値（例えば１ｍ）内でなければ、次の軌道データを読
み込み、軌道ずれが上記設定値内になるまで、順番に軌
道データの読み込みと軌道ずれの計算とを行う。ここ
で、ファイル内のすべての軌道データを読み込んでも、
軌道ずれが設定値内にならないときは、現在の車体位置
が不適当と判断されるので、誘導したい軌道まで手動で
移動させるか、あるいは、前記デフォルト位置ｋｄまで
移動させるようにして車体位置を変更させる。そして、
その移動後の作業車Ａの位置を検出し、上記軌道データ
の読み込みと軌道ずれの計算とを再度行い、軌道ずれが
設定値内になる軌道データが見つかると、その軌道と車
体位置を図示しないＴＶモニター等に表示する。この表
示を見て、作業者等が誘導開始を指令すると、その軌道
に沿っての車体誘導が開始される一方、誘導開始しない
ように指令すると、上記車体位置の変更からのフローを
繰り返す。

【００４２】ＧＰＳ位置認識処理（図１０）では、先
ず、追尾側のＧＰＳ受信機２３からの検出データの入手
と、基準側のＧＰＳ受信機２９からの検出データの入手
と、移動体側のＧＰＳ受信機２８からの検出データの入
手を行う。次に、追尾側のＧＰＳ受信機２３の検出デー
タと基準側のＧＰＳ受信機２９の検出データの差から、
追尾装置（自動追尾式誘導装置Ｂ）の位置を検出し、移
動体側のＧＰＳ受信機２８の検出データと基準側のＧＰ
Ｓ受信機２９の検出データの差から、作業車Ａの位置を
検出し、この両位置情報から、追尾装置（自動追尾式誘
導装置Ｂ）に対する作業車Ａの位置つまり方向及び距離
を判別する。

【００４３】車体誘導（図１１）では、前記軌道データ
を計算バッファにセットしてから、前記レーザ測長器１
３（ＰＳＲと略す）及び前記イメージセンサコントロー
ラ５０を利用して構成されている画像処理手段Ｔ（ＶＳ
Ｘと略す）に対してデータを要求する。ここで、ＶＳＸ
の処理は時間がかかるので、その処理完了までの時間待
機した後、上記ＰＳＲからの距離データ、及びＶＳＸか
らの画面内位置データと、前記撮像角度コントローラ４
９から前記エンコーダ１１ａ，１２ａの撮像角度データ
とを読み込む。そして、この画面内位置データと撮像角
度データとから方位角を判別し、その方位角と、上記距
離データとから車体位置を計算するとともに、自動追尾
のための制御量を求め、その制御量で追尾動作させる。

【００４４】次に、上記算出した車体位置から軌道の終
端に位置しているか否かを調べる。軌道終端でなけれ
ば、作業車Ａから車体方位角データを受信して、その車
体方位角と、軌道に対する前記車体位置のずれとから車
体のステアリング角を算出し、そのステアリング角のデ
ータ、及び、その他の変速操作用や作業機（植え付け装
置等）操作用の誘導制御情報を作業車Ａに送信する。そ
して、車体側では、上記受信した制御情報に従って、ス
テアリング、変速、及び作業機操作の制御を行う。一
方、軌道終端であれば、次の軌道データの読み込みを行
い、その軌道データに基づいて、上記作業車Ａの車体方
位角データ受信からのフローを繰り返す。上記次の軌道
データの読み込みで、ファイル内のデータに対する処理
が終了している場合には、車体誘導の処理を終えて、メ
インルーチンに戻る。

【００４５】〔別実施例〕上記実施例では、移動体とし
て、自動走行式の田植え用の作業車Ａの場合を例示した
が、これに限るものではない。例えば、田植え用以外の
作業車でもよく、あるいは、作業を行わずに、単に所定
領域内を誘導走行させる移動車でもよい。又、自動走行
ではなく運転者が搭乗して手動式に走行させるものでも
よく、この場合は、現在位置等の情報が表示され、この
表示情報に基づいて手動運転することになる。

【００４６】上記実施例では、移動体Ａ側にもＧＰＳ検
出手段（ＧＰＳ受信機２８）を設けたが、必ずしも移動
体側にＧＰＳ検出手段を設ける必要はない。移動体側に
ＧＰＳ検出手段を設けない場合には、例えば作業開始時
に撮像手段Ｓの画面を見ながら手動で撮像方向を移動体
Ａに向けてから、追尾作動を開始させる。

【００４７】上記実施例では、基準位置（基準局Ｒ）
に、基準側ＧＰＳ検出手段（ＧＰＳ受信機２９）を設け
たが、必ずしも基準側ＧＰＳ検出手段を設ける必要はな
い。基準側ＧＰＳ検出手段を設けない場合には、追尾側
ＧＰＳ検出手段（ＧＰＳ受信機２３）は、ＧＰＳ衛星か
ら受信した電波信号に基づいて単独で地上側位置を検出
することになる。

【００４８】上記実施例では、追尾式の位置測定手段Ｂ
による移動体Ａの位置測定を、撮像手段（イメージセン
サＳ）の撮像画面内での電球２０の位置情報、イメージ
センサＳの撮像角度情報及び移動体Ａ側の光反射体１９
ａまでの距離情報に基づいて、移動体Ａを追尾しながら
その位置を測定するように構成したが、位置測定の具体
構成はこれに限るものではない。

【００４９】上記実施例では、撮像手段をＣＣＤ式のイ
メージセンサＳで構成したが、ＣＣＤセンサ以外に、例
えば、ＰＳＤセンサ等を用いてもよい。又、距離検出手
段も、レーザ測長器１３に限らず、例えばＬＥＤ発光器
等でもよい。

【００５０】上記実施例では、撮像手段Ｓの撮像角度調
節手段を電動モータ１１，１２にて構成したが、モータ
以外に、他のアクチュエータを用いることができる。
又、上記実施例では、撮像手段Ｓの撮像角度検出手段
を、モータ１１，１２に内蔵したエンコーダ１１ａ，１
２ａによって構成したが、例えば、モータ１１，１２と
は別体のポテンショメータ等の角度検出手段を用いるこ
とも可能である。

【００５１】上記実施例では、追尾制御手段１００が、
電球２０を撮像画面の中心点Ｏに捉えるように制御する
場合を例示したが、これ以外に、画面の中心点Ｏを含む
所定範囲、例えば図４の近傍領域Ｋ内に捉えるようにす
ることもできる。又、追尾のための情報として電球２０
の撮像画面内での位置（中心点Ｏからの偏差Ｘ，Ｙ）及
び電球２０の移動速度の両情報を使用したが、電球２０
の撮像画面内での位置情報にのみ基づくようにして制御
の簡略化を図ることもできる。

【００５２】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】移動体及び追尾式の位置測定手段を示す外観図

【図２】撮像手段の構成を示す断面側面図

【図３】自動追尾式誘導装置の制御構成を示すブロック
図

【図４】撮像画面内における発光体の位置検出処理の説
明図

【図５】追尾制御の説明図

【図６】基準局の制御構成を示すブロック図

【図７】移動体側の制御構成を示すブロック図

【図８】移動体が誘導走行される地上側の圃場を示す平
面図

【図９】制御作動を説明するフローチャート

【図１０】制御作動を説明するフローチャート

【図１１】制御作動を説明するフローチャート

【図１２】従来の追尾式の位置測定手段を示す平面図

【符号の説明】

Ａ 移動体 Ｂ 位置測定手段 ２３ 追尾側ＧＰＳ検出手段 １０ 追尾側通信手段 ２８ 移動体側ＧＰＳ検出手段 １６ 移動体側通信手段 ２９ 基準側ＧＰＳ検出手段 ３０ 基準側通信手段 １９ａ 光反射体 ２０ 発光体 Ｓ 撮像手段 １１，１２ 撮像角度調節手段 １００ 追尾制御手段 Ｔ 画像処理手段 １１ａ，１２ａ 撮像角度検出手段 １３ 距離検出手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｇ０５Ｄ 1/02 Ｇ０５Ｄ 1/02 Ｐ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動体（Ａ）を追尾しながら、その移動
   体（Ａ）の位置を測定する追尾式の位置測定手段（Ｂ）
   が、地上側に設けられた移動体の位置検出装置であっ
   て、 前記位置測定手段（Ｂ）に、ＧＰＳ衛星からの電波信号
   を受信して地上側位置を検出する追尾側ＧＰＳ検出手段
   （２３）が設けられ、 前記位置測定手段（Ｂ）は、前記追尾側ＧＰＳ検出手段
   （２３）によって検出された地上側位置を基準として前
   記移動体（Ａ）の位置測定を行うように構成されている
   移動体の位置検出装置。
2. 【請求項２】 前記位置測定手段（Ｂ）に、追尾側通信
   手段（１０）が設けられ、 前記移動体（Ａ）に、ＧＰＳ衛星からの電波信号を受信
   してその移動体（Ａ）の位置を検出する移動体側ＧＰＳ
   検出手段（２８）と、その移動体側ＧＰＳ検出手段（２
   ８）の検出情報を前記追尾側通信手段（１０）に送信す
   る移動体側通信手段（１６）とが設けられ、 前記位置測定手段（Ｂ）は、前記追尾側ＧＰＳ検出手段
   （２３）によって検出された地上側位置情報及び前記追
   尾側通信手段（１０）が受信した前記移動体（Ａ）の位
   置情報に基づいて前記位置測定手段（Ｂ）に対する前記
   移動体（Ａ）の位置を判別して、その移動体（Ａ）の位
   置に向けて追尾作動するように構成されている請求項１
   記載の移動体の位置検出装置。
3. 【請求項３】 地上側の基準位置に、ＧＰＳ衛星からの
   電波信号を受信してその基準位置を検出する基準側ＧＰ
   Ｓ検出手段（２９）と、その基準側ＧＰＳ検出手段（２
   ９）の検出情報を前記追尾側通信手段（１０）に送信す
   る基準側通信手段（３０）とが設けられ、 前記追尾側ＧＰＳ検出手段（２３）は、前記追尾側通信
   手段（１０）が受信した前記基準側ＧＰＳ検出手段（２
   ９）の検出情報と、自己の検出情報との差情報に基づい
   て、前記地上側位置を検出するように構成されている請
   求項１又は２記載の移動体の位置検出装置。
4. 【請求項４】 前記移動体（Ａ）に、光反射体（１９
   ａ）と発光体（２０）とが設けられ、 前記位置測定手段（Ｂ）に、前記発光体（２０）を撮像
   する撮像手段（Ｓ）と、前記撮像手段（Ｓ）の撮像画面
   内の所定位置に前記発光体（２０）を捉えるように前記
   撮像手段（Ｓ）の撮像角度調節手段（１１，１２）を作
   動させる追尾制御手段（１００）と、前記撮像手段
   （Ｓ）の撮像情報に基づいて前記発光体（２０）の撮像
   画面内の位置を検出する画像処理手段（Ｔ）と、前記撮
   像手段（Ｓ）の撮像角度を検出する撮像角度検出手段
   （１１ａ，１２ａ）と、前記撮像手段（Ｓ）の撮像方向
   に沿って検出光の投射方向を設定して前記光反射体（１
   ９ａ）までの距離を検出する距離検出手段（１３）とが
   設けられ、 前記位置測定手段（Ｂ）は、前記画像処理手段（Ｔ）の
   画面内位置情報、前記撮像角度検出手段（１１ａ，１２
   ａ）の撮像角度情報及び前記距離検出手段（１３）の距
   離情報に基づいて、前記移動体（Ａ）の位置測定を行う
   ように構成されている請求項１、２又は３記載の移動体
   の位置検出装置。