JPH09120313A - 作業車の誘導制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 作業車が作業地の同じ箇所を走行して表面が
削られて凹部が形成されることによって、走行中に車体
が不必要に傾いたり、沈み込んだりして適正な作業がで
きなくなることを回避する。 【解決手段】 車体横幅方向に作業範囲を有して、予定
走行経路に沿って自動走行する作業車Ｖの走行手段３，
４の接地部が同じ箇所を走行しないように、予定走行経
路として車体横幅方向に互いの位置を作業範囲よりも小
さな設定間隔ずらせた複数個の走行経路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ
３が設定され、その設定した複数個の走行経路Ｌ１，Ｌ
２，Ｌ３から選択した１つの走行経路に対する車体５の
位置が検出され、その車体位置検出情報に基づいて、車
体５が上記選択した走行経路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に沿って
自動走行するように操向制御される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車体横幅方向に作
業範囲を有する作業車を予定走行経路に沿って自動走行
させる作業車の誘導制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記作業車の誘導制御装置は、例えば所
定条の植付け幅（作業範囲に相当する）を有する田植え
用の作業車が、矩形状等の圃場内に設定した予定走行経
路（具体的には複数個の各作業行程）を、それに沿って
投射された誘導用ビーム光を受光して車体の位置ずれを
修正しながら適正な操向状態で自動走行して植付け作業
を行うようにしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
では、予定走行経路（作業行程）を圃場に対して固定し
た位置に設定していたために、予定走行経路に沿って作
業走行する度に、走行手段（例えば車輪）の接地部が圃
場面の同じ箇所を走行して、その走行箇所の圃場面が削
られて凹部が形成され、その結果、車体が不必要に傾い
たり、沈み込んだりして適正な作業を行うのに支障が出
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、上記従来技術の不具合を解消さ
せるべく、作業車が走行する圃場等の走行箇所が部分的
に削られて凹部が形成されるのを防止することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の構成
によれば、作業車の走行手段の接地部が同じ箇所を走行
しないように車体横幅方向に互いの位置を作業車の車体
横幅方向での作業範囲よりも小さな設定間隔ずらせて設
定された複数個の走行経路のうちから、予定走行経路と
して選択した１つの走行経路に対する車体位置の検出情
報に基づいて、車体が上記選択した走行経路に沿って自
動走行するように操向制御される。

【０００６】従って、上記複数個の走行経路を例えば順
番に選択して、各走行箇所を比較的均一な状態で走行す
るようにすれば、走行手段の接地部が一部箇所だけを繰
り返して走行して、一部箇所が他の箇所に比べて凹部に
形成されることがないので、車体が不必要に傾いたり、
沈み込んだりして適正な作業を行うのに支障が出るとい
う従来技術の不具合が解消される。

【０００７】又、請求項２の構成によれば、上記請求項
１において、作業車の作業範囲の車体横幅方向の端部側
部分が非作業状態に変更されて、作業範囲が上記選択し
た走行経路に適合した範囲になる。

【０００８】従って、例えば作業範囲を変更しない場合
には、作業範囲が選択した走行経路に適合した範囲にな
らずに車体横幅方向の端部側部分において作業が重複し
て行われる等の不都合が生じるのに対して、このような
不都合を的確に回避して、各走行経路において適正な作
業範囲を設定することができ、もって、上記第１の特徴
構成の好適な手段が得られる。

【０００９】又、請求項３の構成によれば、上記請求項
１又は２において、地上側の基準位置に設置された基準
局において、ＧＰＳ衛星からの搬送波信号が受信され、
その基準局での搬送波位相情報が車体側に送信される。
一方、車体側では、ＧＰＳ衛星からの搬送波信号が受信
されるとともに上記基準局からの送信情報が受信され
て、移動局での搬送波位相情報と基準局での搬送波位相
情報とから求めた二重位相差情報に基づいて、前記基準
位置に対する車体の位置が所定時間間隔の時系列のＧＰ
Ｓ位置データとして求められ、又、車体の位置変化量が
所定時間間隔の時系列の慣性航法位置データとして求め
られる。そして、その現在時刻より設定時間前のＧＰＳ
位置データ及び現在時刻での慣性航法位置データから、
現在時刻での車体の位置を地上側での位置座標を基準と
する座標値として求めて、その座標値と前記選択した走
行経路の地上側での位置座標を基準として定めたデータ
とを比較してその走行経路に対する車体の位置を求めら
れ、その車体位置情報に基づいて車体が予定走行経路に
沿って自動走行するように操向制御される。

【００１０】従って、例えば短時間の位置変化について
は応答性良く検出できるが長時間での検出では誤差が蓄
積する慣性航法システムと、検出遅れはあるが正確な位
置検出が可能なＧＰＳ衛星からの搬送波信号の二重位相
差情報に基づくＧＰＳ位置検出システムとを組み合わせ
て、選択した各走行経路に対する現在時刻での作業車の
車体位置をリアルタイムに的確に検出することにより、
走行手段の接地部が確実に同じ箇所を走行しないように
することができ、もって、上記第１又は第２の特徴構成
の好適な手段が得られる。

【００１１】又、請求項４の構成によれば、上記請求項
３において、複数の車体のうちでいずれか１つが停止
し、その停止車体のＧＰＳ移動局が地上側の基準位置に
位置してＧＰＳ基準局になり、その停止車体において、
ＧＰＳ衛星からの搬送波信号が受信され、その搬送波位
相情報が基準局の搬送波位相情報として残りの車体側に
送信される。残りの車体側では、ＧＰＳ衛星からの搬送
波信号が受信されるとともに上記停止車体側からの送信
情報が受信され、残りの車体側での搬送波位相情報と停
止車体から送信された搬送波位相情報とから求めた二重
位相差情報に基づいて、車体の位置が所定時間間隔の時
系列のＧＰＳ位置データとして求められ、又、車体の位
置変化量が所定時間間隔の時系列の慣性航法位置データ
として求められる。さらに、上記現在時刻より設定時間
前のＧＰＳ位置データ及び現在時刻での慣性航法位置デ
ータから、現在時刻での車体の位置を地上側の位置座標
を基準として求めて、その座標値と前記選択した走行経
路の座標値とを比較してその走行経路に対する車体の位
置を求められる。

【００１２】従って、専用のＧＰＳ基準局が不要とな
り、ＧＰＳによる車体位置検出の装置構成が簡素化さ
れ、もって、上記第３の特徴構成の好適な手段が得られ
る。

【００１３】又、請求項５の構成によれば、上記請求項
１又は２において、地上側において予定走行経路の長手
方向に沿う誘導用ビーム光が、複数個の走行経路に対し
て選択投射され、その選択投射された誘導用ビーム光
が、車体側において受光されて、その受光情報に基づい
て走行経路に対する車体の位置が検出され、その位置検
出情報に基づいて車体が操向制御される。

【００１４】従って、各走行経路に沿って投射された地
上側の誘導用ビーム光を誘導用ガイドとして、車体を適
正な操向状態で選択された各走行経路に沿って自動走行
させて、走行手段の接地部が確実に同じ箇所を走行しな
いようにすることができ、もって、上記第１又は第２の
特徴構成の好適な手段が得られる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を、田植
え用の作業車Ｖが圃場内に設定した予定走行経路として
の作業行程に沿って自動走行する場合について説明す
る。

【００１６】例えばその地点の重力方向に対して水平方
向を東西及び南北方向で表した局地水平座標系Ｅ（東方
向），Ｎ（北方向），Ｈ（地球中心からの高さ方向）に
おいて高精度に位置（上記座標系Ｅ，Ｎ，Ｈでの座標
値）が判っている地上側の基準位置に設置されて、図２
に示すように、少なくとも４個のＧＰＳ衛星２からのス
ペクトラム拡散変調された電波（搬送波信号）を受信す
るＧＰＳ基準局Ｒ（以後、単に基準局Ｒともいう）用の
アンテナ１９ａと、このアンテナ１９ａの受信信号を処
理して搬送波の位相情報を得るＧＰＳ受信機１９と、そ
のＧＰＳ受信機１９からの搬送波位相情報を作業車Ｖ側
に向けて送信するための送信アンテナ２０ａを備えた地
上側通信手段としての送受信機２０とが設けられてい
る。

【００１７】作業車Ｖの構成について、図１、図２及び
図４に基づいて説明する。走行手段としての左右一対の
前輪３及び後輪４を備えた車体５の後部に、下降位置で
駆動されている対地作業状態とこれ以外の非作業状態と
に切換自在な６条式の苗植え付け装置６が、昇降自在で
且つ各条ごとに駆動停止自在に設けられている。つま
り、この苗植え付け装置６による植付け幅が作業車Ｖの
車体横幅方向での作業範囲に対応する。接地部としての
外周部３ａ，４ａを備えた前後輪３，４は、左右を一対
として各別に操向操作自在に構成され、操向用の油圧シ
リンダ７，８と、電磁操作式の制御弁９，１０とが設け
られている。つまり、前輪３又は後輪４の一方のみを操
向する２輪ステアリング形式、前後輪３，４を逆位相で
且つ同角度に操向する４輪ステアリング形式、前後輪
３，４を同位相で且つ同角度に操向する平行ステアリン
グ形式の３種類のステアリング形式を選択使用できる。
尚、各作業行程に沿っての直進走行時には、前輪３のみ
を操向する２輪ステアリング形式で行う。

【００１８】図１中、Ｅはエンジン、１１はエンジンＥ
からの出力を変速して前後輪３，４の夫々を同時に駆動
する油圧式無段変速装置、１２はその変速操作用の電動
モータ、１３は植え付け装置６の昇降用油圧シリンダ、
１４はその制御弁、１５はエンジンＥによる植え付け装
置６の各条への駆動を各別に断続するために６個のクラ
ッチ１５ａ〜１５ｆからなる電磁操作式の植え付けクラ
ッチである。ここで、上記植付けクラッチ１５が、後述
のように作業範囲（植付け幅）の車体横幅方向の端部側
部分を非作業状態（非駆動状態）に変更する作業範囲変
更手段を構成し、前記苗植え付け装置６は実質的には４
条式として作動する。１６は作業車Ｖの走行並びに植え
付け装置６の作動等を制御するためのマイクロコンピュ
ータ利用の制御装置であって、後述の各種センサによる
検出情報及び予め記憶された作業データに基づいて、変
速用モータ１２、各制御弁９，１０，１４、及び、植え
付けクラッチ１５の夫々を制御する。

【００１９】作業車Ｖに装備されるセンサ類について説
明すれば、図１に示すように、前後輪３，４夫々の操向
角を検出するポテンショメータ利用の操向角検出センサ
Ｒ１，Ｒ２と、変速装置１１の変速状態に基づいて間接
的に前後進状態及び車速を検出するポテンショメータ利
用の車速センサＲ３と、変速装置１１の出力軸の回転数
を計数して走行距離を検出するためのエンコーダＳ３
と、作業車Ｖの車体方位を検出する地磁気方位センサＳ
４と、車体５の３次元（車体前後、横幅及び上下方向）
の各軸周りでの角速度を検出するジャイロ装置Ｓ５と、
車体５の３次元（車体前後、横幅及び上下方向）各方向
での加速度を検出する加速度センサＳ６とが設けられて
いる。

【００２０】ここで、ジャイロ装置Ｓ５、加速度センサ
Ｓ６及び制御装置１６を利用して、作業車Ｖの車体５の
位置変化量を所定時間間隔の時系列の慣性航法位置デー
タとして求める慣性航法システムＩＮＳが構成される。
上記慣性航法位置データは、具体的には、車体５の位置
変化量、つまり、所定の計測時間間隔（例えば０．１
秒）内における位置変化量が、夫々所定時間間隔（例え
ば０．１秒）の計測時刻のラベル付きのデータとして求
められる。

【００２１】又、作業車Ｖの車体５側には、前記ＧＰＳ
衛星２からの電波（搬送波信号）を受信するＧＰＳ移動
局Ｉ（以後、単に移動局Ｉともいう）用のアンテナ１７
ａと、上記アンテナ１７ａの受信信号を処理して搬送波
の位相情報を得るＧＰＳ受信機１７と、前記地上側の送
受信機２０からの送信情報を受信するためのアンテナ１
８ａを備えた車体側通信手段としての送受信機１８とが
設けられている。

【００２２】前記基準局Ｒ及び移動局Ｉの各ＧＰＳ受信
機１９，１７は、図３に示すように、ほぼ同様の構成に
なるものであって、夫々のアンテナ１９ａ，１７ａで受
信した電波信号は、先ず高周波信号処理部３０，４０に
入力して低周波数に変換される。その低周波数変換され
た信号は、Ｃ／Ａコード解析部３１，４１にて衛星番号
等が解読されるとともに、搬送波位相計測部３３，４３
において、上記衛星番号に応じて作成されるＣ／Ａコー
ドと相関をとって搬送波が再生され、さらに内蔵した時
計３４，４４にて設定時間間隔で搬送波の位相が計測さ
れる。同時に、Ｃ／Ａコード解析部３１，４１からの情
報に基づいて、航路メッセージ解読部３２，４２にて衛
星位置情報等が判別される。そして、上記各部からの情
報は、夫々の制御用のコンピュータ３５，４５に入力さ
れて各基準局Ｒ及び移動局Ｉにおける搬送波位相情報が
求められる。

【００２３】さらに、基準局Ｒ側コンピュータ３５から
出力された基準局Ｒでの搬送波位相情報が、前記地上側
の送受信機２０を経て送信アンテナ２０ａから送信さ
れ、作業車側のアンテナ１８ａで受信され、送受信機１
８を経て移動局Ｉ側コンピュータ４５に入力され，その
移動局Ｉ側コンピュータ４５において、基準局及び移動
局での両搬送波位相情報に基づいて二重位相差情報が求
められる。そして、上記ＧＰＳ受信機１７を利用して、
移動局Ｉでの搬送波位相情報及び前記送受信機１８が受
信した基準局Ｒでの搬送波位相情報から求めた二重位相
差情報に基づいて、前記基準位置つまり基準局Ｒに対す
る移動局Ｉつまり作業車Ｖの位置を所定時間間隔の時系
列のＧＰＳ位置データとして求めるＧＰＳ位置データ算
出手段１０２が構成されている。そして、このＧＰＳ受
信機１７で得られたＧＰＳ位置データが制御装置１６に
入力されている。

【００２４】ここで、二重位相差情報について概略を説
明すると、異なる２つの衛星２からの各搬送波信号を２
つの受信局（基準局Ｒ及び移動局Ｉ）夫々で受信して、
各衛星２ごとに対応する２つの位相差を求め、さらにこ
れら２つの位相差の差分をとったものを二重位相差と呼
ぶ。これによって各衛星２での送信信号の位相乱れの影
響が除去されるとともに、各受信局の位相計測用の時計
の同期ずれの影響が除去され、最終的に、衛星側及び受
信局側での誤差の影響を少なくした精度のよい位相差情
報が得られる。尚、後述の位置ベクトルｒを求めるため
に、実際は、異なる４つの衛星２からの各搬送波信号に
基づいて、独立した３つの二重位相差が求められること
になる。

【００２５】前記ＧＰＳ位置データ算出手段１０２によ
る３つの二重位相差情報に基づく車体５の位置検出につ
いて具体的に説明する。先ず最初に、作業車Ｖを前記局
地水平座標系Ｅ，Ｎ，Ｈにおいて高精度に位置座標値が
判っている地点に位置させ、移動局側及び基準局側の各
ＧＰＳ受信機１７，１９の受信情報から前記３つの二重
位相差を計算し、基準局Ｒ及び作業車Ｖ間の相対位置が
判っていることから上記二重位相差情報に含まれる搬送
波波長の整数倍の不確定（整数値バイアス）を確定させ
る。次に、図４に示すように、作業車Ｖを圃場Ｆ内の任
意の地点に移動させたときの３つの二重位相差情報よ
り、基準局Ｒから車体５への位置ベクトルｒが求まり、
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、作業車Ｖの車体位置が判別される。

【００２６】但し、前記ＧＰＳ受信情報からの車体位置
の検出には、各局での搬送波位相の計測やその位相情報
の通信及び二重位相差の演算等に時間（例えば２秒程
度）がかかるため、現在時刻での作業車Ｖの位置をリア
ルタイムに検出することができない。そこで、車体５の
位置情報を所定時間間隔（１秒間隔）の時系列のＧＰＳ
位置データとして求める。従って、上記１秒間隔の時系
列のＧＰＳ位置データは、２秒前における作業車Ｖの車
体位置に対応するデータである。

【００２７】前記制御装置１６を利用して、前後輪３，
４の外周部３ａ，４ａが同じ箇所を走行しないように、
車体誘導用の予定走行経路として図４に示すように車体
横幅方向に互いの位置を前記作業範囲（植付け装置６の
植付け幅）よりも小さな設定間隔ずらせた複数個（この
例では３個）の走行経路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を設定する走
行経路設定手段１０１と、この走行経路設定手段１０１
にて設定される複数個の走行経路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３から
選択した１つの走行経路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に対する車体
５の位置を検出する車体位置検出手段１０３と、その車
体位置検出手段１０３の情報に基づいて、車体５が前記
選択した走行経路に沿って自動走行するように操向制御
する制御手段１００とが構成されている。

【００２８】前記複数個の走行経路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３夫
々は、地上側での位置座標（Ｅ，Ｎ，Ｈ座標系）を基準
として定めたデータとして設定される。具体的には、図
４に示す各走行経路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の長手方向が例え
ば東西方向（Ｅ軸）に沿っている場合には、１つのＮ座
標値に対して、各走行経路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の直線部分
の一端側と他端側の位置を設定する２つのＥ座標値が組
となったデータが、上記経路直線部分の数に対応する組
の数、用意される。そして、車体位置検出手段１０３
は、前記ＧＰＳ位置データ算出手段１０２にて求められ
る、現在時刻より設定時間前のＧＰＳ位置データ、及
び、前記慣性航法システムＩＮＳにて求められる、現在
時刻での慣性航法位置データに基づいて、現在時刻での
前記車体５の位置を前記地上側での位置座標（Ｅ，Ｎ，
Ｈ座標系）を基準とする座標値として求めて、その座標
値と前記走行経路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を定めたデータとを
比較して前記走行経路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に対する前記車
体５の位置を求めるように構成されている。つまり、検
出遅れのあるＧＰＳ位置データに対して慣性航法位置デ
ータを補間することで現在時刻での作業車の車体位置を
求めるのである。

【００２９】そして、前記制御手段１００は、作業車Ｖ
の車体位置が各走行経路における適正操向位置となるよ
うに操向制御する。具体的には、上記車体位置検出手段
１０３による車体位置ｘの情報、地磁気方位センサＳ４
による車体方位φの情報、及び、前輪３の操舵角θ情報
に基づいて下記の式にて目標操舵角θｆを設定し、この
目標操舵角θｆで前輪３をステリング操作する。尚、式
中、ｋ１，ｋ２，ｋ３は所定のゲイン係数である。同時
に、制御手段１００は、前記作業範囲（植付け装置６の
植付け幅）が前記選択した走行経路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に
適合した範囲になるように前記植付けクラッチ１５（１
５ａ〜１５ｆ）を作動させる。具体的には、各クラッチ
１５ａ〜１５ｆを個別に入り切り操作する。

【００３０】

【数１】θｆ＝ｋ１・ｘ＋ｋ２・φ＋ｋ３・θ

【００３１】尚、制御装置１６は、前記作業車Ｖが前記
各走行経路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を走行して圃場の一端部
（終端部）に到達すると、車体５をその終端側から隣接
する圃場の一端部（始端部）に向けて回向動作させるよ
うに構成されている。つまり、図４に示すように、作業
車Ｖは、矩形状の圃場Ｆ内で圃場長手方向に沿う状態で
短手方向に並置された上記各走行経路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３
を、図の最右端側に位置する最初の経路部分のスタート
地点Ｓｔから走行開始して、各経路に沿って直進状態で
終端部まで作業走行し、終端部から隣接する始端部に向
けて、終端地点ｅから所定距離直進走行させてから１８
０度の旋回動作を開始し、所定の旋回区間ｇを経て旋回
動作の終点ｆに至る経路ｅ〜ｆを所望の回向軌跡とする
回向パターンで回向動作し、回向後は、逆方向に走行す
る往復走行を繰り返して、圃場Ｆの全範囲を走行するよ
うに誘導される。

【００３２】次に、図５に基づいて、図４に示す最初の
経路部分を走行する場合を例に、３つの走行経路Ｌ１，
Ｌ２，Ｌ３に対する作業範囲の変更について説明する。
図５（イ）のように、上記３つの走行経路Ｌ１，Ｌ２，
Ｌ３のうちの最も右側の経路Ｌ１を走行するときは、車
体５が畦際に最も接近するので６条の植付け部６ａ〜６
ｆのうちで、畦寄りの端部側の２つの植付け部６ｅ〜６
ｆを非駆動状態として他の４つの植付け部６ａ〜６ｄを
駆動状態にする。尚、この後、圃場端部で１８０度旋回
して逆方向に走行するときは、植付け部の駆動状態を変
更して、反対側の４つの植付け部６ｃ〜６ｆのみを駆動
状態にする。図５（ロ）のように、真ん中の経路Ｌ２を
走行するときは、６条の植付け部６ａ〜６ｆのうちで、
真ん中の４つの植付け部６ｂ〜６ｅのみを駆動状態にす
る。尚、この場合には、圃場端部で１８０度旋回して逆
方向に走行するときも、植付け部の駆動状態は変更しな
い。図５（ハ）のように、最も左側の経路Ｌ３を走行す
るときは、車体５が畦際から最も離れるので６条の植付
け部６ａ〜６ｆのうちで、畦寄りの４つの植付け部６ｅ
〜６ｆのみを駆動状態にする。尚、この後、圃場端部で
１８０度旋回して逆方向に走行するときは、植付け部の
駆動状態を変更して、反対側の４つの植付け部６ａ〜６
ｄのみを駆動状態にする。

【００３３】そして、図６に示すように、３つの走行経
路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３夫々を走行する場合に、前後輪３，
４の外周部３ａ，４ａの接地位置は、車体横幅方向つま
り走行経路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の長手方向に交差する方向
にずれるので、前後輪３，４の外周部３ａ，４ａが圃場
面の同じ箇所に接地しない状態になる。

【００３４】次に、図７〜図８に示すフローチャートに
基づいて、制御装置１６の動作を説明する。メインフロ
ー（図７）では、作業車Ｖは、上記３つの走行経路Ｌ
１，Ｌ２，Ｌ３のうちのいずれかを選択して、その最初
の経路部分に沿っての自動走行を開始すると、時系列の
ＧＰＳ位置データ及びＩＮＳ位置データによる位置検出
情報に基づいて操向制御し、植付け開始位置に到着する
と植付け装置６を下降させるとともに６条の植付け部６
ａ〜６ｆのうちの所定のものを駆動開始して植付け作業
を開始する。

【００３５】さらに走行して、その圃場終端部のｅ地点
に到達すると、植付け装置６を駆動停止して上昇させ
る。ここで、回向回数等に基づいて作業終了を判別した
場合には、走行を停止して全処理を終了する。作業終了
でない場合には、回向開始点での車体方位を方位センサ
Ｓ４にて検出し、その地点から所定距離直進した後、ス
テアリングを２輪から４輪に切り換えて、隣接する次の
圃場始端部への１８０度の旋回動作を行う。旋回を終了
すると、ステアリングを４輪から２輪に切り換えて、前
記ＧＰＳ受信データ及びＩＮＳ位置データによる位置検
出情報に基づく操向制御を行いながら、次の経路部分に
沿って逆方向の走行を開始する。

【００３６】前記操向制御処理（図８）では、時系列の
ＧＰＳ位置データ及びＩＮＳ位置データを夫々取り込
み、その両データから現在時刻での作業車Ｖの車体位置
ｘを算出し、又、方位センサＳ４にて車体方位φを検出
し、前輪３の操向角θを検出する。そして、目標操舵角
θｆを設定して、前輪３をステアリング操作する。

【００３７】〔別実施形態〕前記作業範囲（植付け幅）
を変更するための別実施例について、図９に基づいて説
明すると、この例では、苗植付け装置６が始めから４条
式に構成されており、予定走行経路として各走行経路Ｌ
１，Ｌ２，Ｌ３が選択されるのに伴って、上記４条の苗
植付け装置６が、図示しない駆動モータ及び機構部によ
って上記走行経路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３間の設定間隔に相当
する距離、車体横幅方向にスライド移動して、前記選択
した走行経路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に適合した範囲になるよ
うに構成されている。以下、具体的に説明する。

【００３８】図９（イ）のように、３つの走行経路Ｌ
１，Ｌ２，Ｌ３のうちの最も右側の経路Ｌ１を走行する
ときは、車体５が畦際に最も接近するので４条の植付け
部６を畦から遠い側に移動させる。尚、この後、圃場端
部で１８０度旋回して逆方向に走行するときは、上記と
反対側に植付け部６を移動させる。図９（ロ）のよう
に、真ん中の経路Ｌ２を走行するときは、４条の植付け
部６を車体中央に位置させる。尚、この場合には、圃場
端部で１８０度旋回して逆方向に走行するときも、植付
け部６の移動はしない。図９（ハ）のように、最も左側
の経路Ｌ３を走行するときは、車体５が畦際から最も離
れるので４条の植付け部６を畦寄りに位置させる。尚、
この後、圃場端部で１８０度旋回して逆方向に走行する
ときは、植付け部６を上記と反対側に移動させる。そし
て、この作業範囲の変更の場合においても、図６と同様
に、３つの走行経路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３夫々を走行する場
合に、前後輪３，４の外周部３ａ，４ａの接地位置が、
車体横幅方向にずれて、前後輪３，４の外周部３ａ，４
ａが圃場面の同じ箇所に接地しない状態になる。

【００３９】次に、前記ＧＰＳ衛星２からの受信信号に
基づく車体位置検出において、前述の地上側に設置した
ようなＧＰＳ基準局Ｒを使用しない構成の別実施例を、
図１０にて説明する。即ち、図に示すように、作業車Ｖ
が区画された複数（４つ）の圃場Ｆ１〜Ｆ４ごとに作業
するように、車体５が複数（４つ）設けられ、その複数
の車体５ａ〜５ｄのうちのいずれか１つ（図ではＦ１用
の車体５ａ）を停止させて、その停止車体５ａのＧＰＳ
移動局Ｉａを基準位置（圃場Ｆ１の左下隅位置とする）
に位置させてＧＰＳ基準局Ｒとし、且つ、その停止車体
５ａの前記送受信機１８が前記基準局Ｒ用の地上側通信
手段として、その基準位置での搬送波位相情報を前記複
数の車体５の残りの車体５ｂ〜５ｄ側に送信するように
構成されている。そして、残りの車体５ｂ〜５ｄ側の各
ＧＰＳ移動局Ｉｂ〜Ｉｄにおいて、前述と同様に、図１
０に示すように停止車体５ａの基準位置とそれからの位
置ベクトルｒ２，ｒ３，ｒ４とによってＧＰＳ位置デー
タを求め、さらにＩＮＳ位置データで補間して現在時点
での各車体５ｂ〜５ｄの位置を検出することになる。

【００４０】尚、上記実施例において、前記複数個の走
行経路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３夫々の地上側での位置座標
（Ｅ，Ｎ，Ｈ座標系）を基準にして定めるデータとし
て、図４に示す各経路の直線部分の一端側と他端側の範
囲を設定するためのＥ，Ｎ座標値の組によって設定した
が、これに限るものではない。例えば、図４に示す各走
行経路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の長手方向が同様に東西方向
（Ｅ軸）に沿っている場合に、基準となる経路部分のＮ
座標値と、これに対して隣接する部分への間隔（Ｎ座標
値の増分）で与えるようにしてもよい。

【００４１】次に、作業車Ｖを予定走行経路に沿って自
動走行させるための別実施例について、図１１〜図１４
に基づいて説明する。この例では、前記走行経路設定手
段１０１が、図１２および図１３に示すように、地上側
において前記予定走行経路（つまり３つの走行経路Ｌ
１，Ｌ２，Ｌ３）の長手方向に沿って誘導用ビーム光Ａ
１を投射し、且つ、その誘導用ビーム光Ａ１を前記複数
個の走行経路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に対して選択投射自在な
ビーム光投射式に構成されている。

【００４２】具体的には、圃場Ｆの一端側の走行経路Ｌ
１，Ｌ２，Ｌ３の延長位置において、ビーム光発生用の
レーザー装置や、そのビーム光を上下方向に走査するガ
ルバノミラー等から構成されるビーム光投射装置Ｂ１
が、図示しない移動手段によって、選択した走行経路Ｌ
１，Ｌ２，Ｌ３に沿って誘導用ビーム光Ａ１を投射する
ように、その経路長手方向に交差する方向に移動自在に
構成されている。尚、各走行経路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に沿
って誘導用ビーム光Ａ１を投射させるのに、上記のよう
にビーム光投射装置Ｂ１を移動させるのではなく、予め
各走行経路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に沿って誘導用ビーム光Ａ
１を投射可能な複数個のビーム光投射装置を設置し、上
記走行経路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の選択に合わせて所定のビ
ーム光投射装置だけから誘導用ビーム光Ａ１を投射させ
るものでもよい。

【００４３】一方、作業車Ｖの車体５側に、前記誘導用
ビーム光Ａ１を受光するビーム光受光手段Ｓ１が設けら
れ、前記車体位置検出手段１０３は、前記ビーム光受光
手段Ｓ１の受光情報に基づいて前記走行経路Ｌ１，Ｌ
２，Ｌ３に対する前記車体５の位置を求めるように構成
されている。上記ビーム光受光手段Ｓ１は、図１４に示
すように、車体前後方向に間隔ｄを置いて並置された前
後一対の光センサＳ１ａ，Ｓ１ｂからなり、各光センサ
Ｓ１ａ，Ｓ１ｂは、車体横方向に沿って複数個の受光素
子Ｄを備えている。そして、各光センサＳ１ａ，Ｓ１ｂ
において、中央の受光素子Ｄ０を基準として検出される
ビーム光受光位置Ｘ１，Ｘ２の情報より、下式に基づい
て、誘導用ビーム光Ａ１のビーム光投射位置つまり各走
行経路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に対する横方向での位置情報と
して横方向での偏位ｘと車体の傾きφとを求める。

【００４４】

【数２】ｘ＝（Ｘ１＋Ｘ２）／２ φ＝ｔａｎ^-1〔（Ｘ１−Ｘ２）／ｄ〕

【００４５】そして、前記走行制御手段１００は、前記
ビーム光受光による車体位置の検出情報に基づいて、各
走行経路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の適正操向位置に位置するよ
うに車体５を操向制御する。つまり、上記偏位ｘと傾き
φを零にするように２輪ステアリング形式で操向制御し
ながら各走行経路に沿って直進走行する。そして、車体
前部の左右両側面部に設置したトリガー用光センサＳ２
が、圃場端部位置を示すトリガー用ビーム光Ａ２を受光
して作業車Ｖが圃場端部に到着したことが検出される
と、１８０度旋回による回向動作を行う。尚、図１１に
示す制御構成において、前記実施例と共通する部分は同
じ番号を付している。

【００４６】上記実施例では、走行手段を車輪式に構成
したが、これ以外に、例えばクローラ式の走行手段でも
よく、このときの接地部はクローラになる。

【００４７】上記実施例では、走行経路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ
３に対する車体５の位置情報として、各走行経路におけ
る適正操向位置に対する横方向での車体位置ｘと、車体
方位φの両情報を検出するようにしたが、少なくとも、
車体位置ｘだけでもよい。

【００４８】上記実施例では、作業車が田植え用の作業
車Ｖであって、その作業範囲が植付け幅である場合につ
いて説明したが、田植え用以外の農作業用作業車及び農
作業用以外の各種作業車等にも適用できるものであっ
て、その際に、作業装置の種類、その作業範囲及び変更
構成等の各部の具体構成は、作業車の目的や作業条件等
に合わせて適宜変更される。

【００４９】上記実施例では、作業車の作業範囲が１区
画の圃場等に対して作業を行うときに重複しないように
する場合について説明したが、田植え用以外の例えば草
刈機や、耕うん機や、収穫機等の場合においては、重複
する状態で作業範囲を設定するようにしてもよい。

【００５０】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にする為に符号を記すが、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】作業車の制御構成のブロック図

【図２】作業車及び基準局を示す概略側面図

【図３】ＧＰＳ受信系の構成を示すブロック図

【図４】作業車と予定走行経路を示す概略平面図

【図５】走行手段の接地位置と作業範囲の変更を説明す
る平面図

【図６】制御作動のフローチャート

【図７】制御作動のフローチャート

【図８】別実施例の作業範囲の変更を説明する平面図

【図９】別実施例の作業車の制御構成のブロック図

【図１０】別実施例の作業車の制御構成を説明するブロ
ック図

【図１１】別実施例の予定走行経路を示す平面図

【図１２】別実施例の作業車及び誘導用ビーム光の投射
状態を示す概略側面図

【図１３】別実施例の受光センサによる車体位置検出の
説明図

【符号の説明】

３，４ 走行手段 ３ａ，４ａ 接地部 １０１ 走行経路設定手段 ５ 車体 １０３ 車体位置検出手段 １００ 制御手段 １５ 作業範囲変更手段 Ｒ ＧＰＳ基準局 ２０ 地上側通信手段 Ｉ ＧＰＳ移動局 １８ 車体側通信手段 １０２ ＧＰＳ位置データ算出手段 ＩＮＳ 慣性航法システム ５ａ 停止車体 Ｓ１ ビーム光受光手段

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｇ０１Ｃ 15/00 Ｇ０１Ｃ 15/00 Ａ (72)発明者 伊藤 勝美 大阪府堺市石津北町64番地 株式会社クボ タ堺製造所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車体横幅方向に作業範囲を有する作業車
   を予定走行経路に沿って自動走行させる作業車の誘導制
   御装置であって、 前記作業車の走行手段（３，４）の接地部（３ａ，４
   ａ）が同じ箇所を走行しないように、前記予定走行経路
   として車体横幅方向に互いの位置を前記作業範囲よりも
   小さな設定間隔ずらせた複数個の走行経路を設定する走
   行経路設定手段（１０１）と、前記走行経路設定手段
   （１０１）にて設定される前記複数個の走行経路から選
   択した１つの走行経路に対する車体（５）の位置を検出
   する車体位置検出手段（１０３）と、その車体位置検出
   手段（１０３）の情報に基づいて、前記車体（５）が前
   記選択した走行経路に沿って自動走行するように操向制
   御する制御手段（１００）とが設けられている作業車の
   誘導制御装置。
2. 【請求項２】 前記作業範囲の車体横幅方向の端部側部
   分を非作業状態に変更する作業範囲変更手段（１５）が
   設けられ、 前記制御手段（１００）は、前記作業範囲が前記選択し
   た走行経路に適合した範囲になるように前記作業範囲変
   更手段（１５）を作動させるように構成されている請求
   項１記載の作業車の誘導制御装置。
3. 【請求項３】 前記走行経路設定手段（１０１）が、前
   記複数個の走行経路夫々を地上側での位置座標を基準と
   して定めたデータとして設定するように構成され、 地上側の基準位置に設置されて、ＧＰＳ衛星からの搬送
   波信号を受信するＧＰＳ基準局（Ｒ）と、このＧＰＳ基
   準局（Ｒ）での搬送波位相情報を前記車体（５）側に送
   信する地上側通信手段（２０）とが設けられ、 前記車体（５）側に、ＧＰＳ衛星からの搬送波信号を受
   信するＧＰＳ移動局（Ｉ）と、前記地上側通信手段（２
   ０）の送信情報を受信する車体側通信手段（１８）と、
   前記ＧＰＳ移動局（Ｉ）での搬送波位相情報及び前記車
   体側通信手段（１８）が受信した前記ＧＰＳ基準局
   （Ｒ）での搬送波位相情報から求めた二重位相差情報に
   基づいて、前記基準位置に対する前記車体（５）の位置
   を所定時間間隔の時系列のＧＰＳ位置データとして求め
   るＧＰＳ位置データ算出手段（１０２）と、前記車体
   （５）の位置変化量を所定時間間隔の時系列の慣性航法
   位置データとして求める慣性航法システム（ＩＮＳ）と
   が設けられ、 前記車体位置検出手段（１０３）は、前記ＧＰＳ位置デ
   ータ算出手段（１０２）にて求められる、現在時刻より
   設定時間前のＧＰＳ位置データ、及び、前記慣性航法シ
   ステム（ＩＮＳ）にて求められる、現在時刻での慣性航
   法位置データに基づいて、現在時刻での前記車体（５）
   の位置を前記地上側での位置座標を基準とする座標値と
   して求めて、その座標値と前記走行経路を定めたデータ
   とを比較して前記走行経路に対する前記車体（５）の位
   置を求めるように構成されている請求項１又は２記載の
   作業車の誘導制御装置。
4. 【請求項４】 前記車体（５）が複数設けられ、 その複数の車体（５）のうちのいずれか１つを停止させ
   て、その停止車体（５ａ）の前記ＧＰＳ移動局（Ｉ）を
   前記基準位置に位置させて前記ＧＰＳ基準局（Ｒ）と
   し、且つ、その停止車体（５ａ）の前記車体側通信手段
   （１８）が前記地上側通信手段として、前記基準位置で
   の搬送波位相情報を前記複数の車体（５）の残りの車体
   （５）側に送信するように構成されている請求項３記載
   の作業車の誘導制御装置。
5. 【請求項５】 前記走行経路設定手段（１０１）が、地
   上側において前記予定走行経路の長手方向に沿って誘導
   用ビーム光を投射し、且つ、その誘導用ビーム光を前記
   複数個の走行経路に対して選択投射自在なビーム光投射
   式に構成され、 前記車体（５）側に、前記誘導用ビーム光を受光するビ
   ーム光受光手段（Ｓ１）が設けられ、 前記車体位置検出手段（１０３）は、前記ビーム光受光
   手段（Ｓ１）の受光情報に基づいて前記走行経路に対す
   る前記車体（５）の位置を求めるように構成されている
   請求項１又は２記載の作業車の誘導制御装置。