JPH0991039A - 作業車の誘導制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回向動作を終了して次の作業行程の進入地点
に到着したときの車体位置を的確に検出し、次の作業行
程に対する適正な操向制御を迅速に開始する。 【解決手段】 複数個の走行行程夫々に沿って自動走行
する作業車Ｖを行程終端部から次の行程始端部に回向動
作させるために、地上側の基準位置に、ＧＰＳ衛星から
の搬送波信号を受信するＧＰＳ基準局Ｒと、そこでの搬
送波位相情報を作業車Ｖ側に送信する地上側通信手段２
０とが設けられ、作業車Ｖに、ＧＰＳ移動局Ｉと作業車
側通信手段１８とが設けられ、作業車Ｖにて、回向動作
を終了して次の走行行程に進入する地点で作業車Ｖを停
止させた状態で、ＧＰＳ移動局Ｉ及びＧＰＳ基準局Ｒで
の両搬送波位相情報から求めた二重位相差情報に基づい
て基準位置に対する作業車Ｖの位置を求め、その作業車
Ｖの位置と次行程への進入地点での適正位置との位置ず
れを修正するように、次行程の操向制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、作業車を複数個の
走行行程の夫々に沿って自動走行させるための操向制御
と、前記作業車を前記各走行行程の終端部から隣接する
次の走行行程の始端部に向けて回向動作させるための回
向制御とを実行する走行制御手段が設けられた作業車の
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、田植え用
等の作業車が、例えば矩形状の作業地（圃場）内に並置
した走行行程としての複数個の各作業行程に沿って、投
射された誘導用ビーム光を受光して作業車の位置ずれを
検出しながら適正な操向状態で自動走行するとともに、
作業車が各作業行程の終端部に到着すると、隣接する次
の作業行程の始端部へ向けて回向させるべく１８０度等
の旋回移動を行うものであるが、従来では、その旋回移
動中は、ジャイロ装置等にて車体の縦軸芯周りの角度変
化を検出し、又、車輪の回転数を計数するエンコーダ等
にて走行距離を検出して所望の旋回軌跡に沿うように確
認しながら、操向装置の操舵角を所定角度に設定して旋
回するようにしていた。

【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、ジャイロ装置やエンコーダ等の検出誤差の影響、
及び車輪等の走行装置のスリップのために実際の旋回軌
跡が正規の軌跡から外れて、回向動作を終了して次の作
業行程の始端部に到着したときに、車体位置がそこでの
適正位置からずれるおそれがあるにもかかわらず、その
位置ずれを的確に検出する手段がなかった。そのため、
次の作業行程に対する操向制御を適正な状態で行う上で
支障があった。因みに、例えば誘導用ビーム光を誘導走
行のガイドとする前述の誘導装置では、次の作業行程の
進入地点での位置ずれが大きくて次の行程の誘導用ビー
ム光を受光していない場合には、受光するまで車体を横
方向に動かして適正操向位置を探す等の制御が必要にな
る。

【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、回向動作を終了して次の作業行程の進入地点
に到着したときの車体位置を的確に検出して、次の作業
行程に対する適正な操向制御を迅速に開始できるように
することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の構成
によれば、複数個の走行行程の夫々に沿って自動走行す
る作業車が、各走行行程の終端部から隣接する次の走行
行程の始端部に向けての回向動作を終了して次の走行行
程に進入する地点に達すると停止し、その停止状態で、
作業車側のＧＰＳ移動局にて、ＧＰＳ衛星からの搬送波
信号を受信して搬送波位相情報が検出され、同時に、地
上側の基準位置に設置されたＧＰＳ基準局にて、ＧＰＳ
衛星からの搬送波信号を受信して搬送波位相情報が検出
されるとともに、そのＧＰＳ基準局での搬送波位相情報
が地上側通信手段から作業車側通信手段を介して作業車
側に送信される。そして、そのＧＰＳ移動局及びＧＰＳ
基準局での両搬送波位相情報から求めた二重位相差情報
に基づいて、基準位置に対する作業車の位置、つまり次
の走行行程への進入地点における適正位置との位置ずれ
が検出され、その位置ずれを修正するように次の走行行
程における操向制御が行われる。

【０００６】従って、作業車が行程端部での回向動作を
終了して次の走行行程の進入地点に到着したときの車体
位置を、ＧＰＳ衛星からの搬送波信号の二重位相差情報
に基づき、地上側の位置が正確に判っている基準位置に
対する位置として的確に検出し、その位置ずれ情報に基
づいて次の作業行程に対する適正な操向制御を迅速に開
始できるようになった。

【０００７】又、請求項２の構成によれば、上記請求項
１において、作業車が各走行行程の終端部つまり次の行
程始端部に向けての回向動作の開始地点で停止し、その
停止状態で、作業車側のＧＰＳ移動局にて、ＧＰＳ衛星
からの搬送波信号を受信して搬送波位相情報が検出さ
れ、同時に、地上側の基準位置に設置されたＧＰＳ基準
局にて、ＧＰＳ衛星からの搬送波信号を受信して搬送波
位相情報が検出されるとともに、そのＧＰＳ基準局での
搬送波位相情報が地上側通信手段から作業車側通信手段
を介して作業車側に送信される。そして、そのＧＰＳ移
動局及びＧＰＳ基準局での両搬送波位相情報から求めた
二重位相差情報に基づいて、基準位置に対する作業車の
位置、つまり回向動作の開始地点における適正位置との
位置ずれが検出され、その位置ずれを修正するように回
向制御が行われる。

【０００８】従って、次の走行行程の始端部への回向動
作の開始地点での車体位置を、ＧＰＳ衛星からの搬送波
信号の二重位相差情報に基づき、地上側の位置が正確に
判っている基準位置に対する位置として的確に検出し、
その位置ずれ情報に基づいて上記回向動作を適切な状態
で実行するので、その回向動作の終了点つまり次の走行
行程への進入地点での位置ずれを極力小さくする状態
で、次の走行行程に対する適正な操向制御をより迅速に
開始することができ、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、前記ＧＰＳ衛星からの搬送波信号の
二重位相差情報に基づいて得られる作業車の位置情報
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、同時に、作業車の位置変化量が慣性航法システ
ムにて所定時間間隔の時系列の慣性航法データとして求
められる。そして、現在時刻より設定時間前の上記ＧＰ
Ｓ位置データと現在時刻での上記慣性航法データとによ
って現在時刻での作業車の車体位置が求められ、この車
体位置と各走行行程における適正操向位置との位置ずれ
を修正して、作業車が各走行行程に沿って自動走行する
ように操向制御される。

【００１０】従って、ＧＰＳ衛星からの搬送波信号の二
重位相差情報に基づく作業車の位置検出には、基準局及
び移動局での搬送波位相の計測、両局間での情報通信、
二重位相差の演算等に時間を要するために、作業車が走
行している状態で得られるＧＰＳ位置データは現在時刻
よりも所定時間前の走行地点での位置データであって、
現在時刻での作業車の車体位置をリアルタイムに求める
ことはできないが、請求項３の構成によれば、短時間の
位置変化を応答性良く正確に検出する慣性航法データに
よって、上記検出遅れのあるＧＰＳ位置データを補間し
て現在時刻での作業車の車体位置を求め、これに基づい
て作業車を適正な操向状態で各走行行程に沿って自動走
行させることができ、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、作業車の現在時刻及びそれ以前の時刻での
車体位置情報に基づいて、つまり、以前の時刻から現在
時刻までに作業車が走行した方向によって作業車の各走
行行程の方向に対する車体方位が求められ、この車体方
位情報と、各走行行程の適正操向位置に対する前記位置
ずれ情報と、作業車の操向装置の操舵角情報とに基づい
て設定した目標操舵角で上記操向装置が操舵制御され
る。

【００１２】従って、走行行程の方向に対する車体方位
情報を求めずに、例えば、走行行程の適正操向位置に対
する車体の位置ずれ情報と、操向装置の操舵角情報だけ
から目標操舵角を設定するものに比べて、より適切な目
標操舵角にて適正な操舵制御を行うことができ、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、地上側において複数個の走行行程夫
々の長手方向に沿って投射された誘導用ビーム光が、作
業車側において受光されてその誘導用ビーム光の投射方
向に交差する方向における受光位置が判別され、その受
光位置情報に基づいて車体の各走行行程の適正操向位置
に対する位置ずれが検出され、その位置ずれを修正する
ように、各走行行程に沿っての操向制御が行われる。

【００１４】従って、各走行行程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、作業車を
適正な操向状態で各走行行程に沿って自動走行させるこ
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が圃場内に設定された互いに平行に並ぶ
複数個の走行行程としての各作業行程Ｌの終端部で１８
０度旋回して次の作業行程Ｌの始端部に回向しながら、
各作業行程Ｌに沿って自動走行するように誘導する場合
について図面に基づいて説明する。

【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
報を前記作業車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の構成について説明する。図１及
び図２に示すように、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苗植え付
け装置６が、昇降自在で且つ駆動停止自在に設けられて
いる。前後輪３，４は、左右を一対として各別に操向操
作自在な操向装置に構成され、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の駆動を断続する電磁操作式の植え付けクラッチ、
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、作業車Ｖの車体の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、作業車Ｖ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の位置変化
量を所定時間間隔の時系列の慣性航法データとして求め
る慣性航法システムＩＮＳが構成される。上記慣性航法
データは、具体的には、作業車Ｖ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】作業車Ｖ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１７ａ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１８ａを備えた作
業車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。つまり、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の位置を求めるＧＰＳ位置検
出手段１０１が構成されている。そして、このＧＰＳ受
信機１７で得られた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、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二重位相差と呼び、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位置検出手段１０１による３つ
の二重位相差情報に基づく作業車Ｖ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３つの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を未知の点に移動させ
たときの３つの二重位相差情報より、基準局Ｒから作業
車Ｖ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の位置が
判別される。

【００２６】但し、前記ＧＰＳ位置検出手段１０１によ
る作業車Ｖの位置検出には、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、上記ＧＰＳ位置検出手段１０１による作業車Ｖ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ＧＰＳ位置データ算出手段１０
２が、前記ＧＰＳ受信機１７を利用して構成されてい
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、前記作業車
Ｖを複数個の走行行程としての複数の作業行程Ｌの夫々
に沿って自動走行させるための操向制御と、前記作業車
Ｖを前記各作業行程の終端部から隣接する次の作業行程
の始端部に向けて回向動作させるための回向制御とを実
行する走行制御手段１００が構成されている。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複数の作
業行程Ｌを、図の最右端側に位置する最初の作業行程Ｌ
のスタート位置Ｓｔから走行を開始して、各作業行程Ｌ
に沿って直進状態で行程終端部まで作業走行し、終端部
から隣接する作業行程Ｌの始端部に向けて１８０度旋回
して回向動作し、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、圃場Ｆの全範囲を走行する
ように誘導される。

【００２８】上記各作業行程Ｌに沿っての直進走行を良
好に行うべく、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（１秒）前のＧＰ
Ｓ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よって
現在時刻での作業車Ｖの車体位置を求める車体位置検出
手段１０３が、前記制御装置１６を利用して構成されて
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り、そして、前記走行制
御手段１００が、上記車体位置検出手段１０３にて求め
た車体位置と各走行行程における適正操向位置との位置
ずれを修正するように前記操向制御を行うのである。

【００２９】さらに、前記車体位置検出手段１０３は、
作業車Ｖの現在時刻及びそれ以前の時刻での車体位置情
報に基づいて作業車Ｖの各作業行程の方向に対する車体
方位を求めるように構成され、前記走行制御手段１００
は、その車体位置検出手段１０３による各作業行程にお
ける前記適正操向位置に対する位置ずれ情報及び前記作
業行程の方向に対する車体方位の情報と、作業車Ｖの操
向装置である前記前輪３の操舵角情報（これは操向角検
出センサＲ１にて検出される）とに基づいて設定した目
標操舵角でその前輪３を操舵制御するように構成されて
いる。

【００３０】上記作業行程Ｌに沿っての直進走行時の操
向制御について説明する。図４に示すように、各作業行
程Ｌの進行方向前方側の圃場Ｆの端部に、直進走行の仮
想の誘導目標点ｍ１，ｍ２，ｍ３等が設定され、作業車
Ｖはその誘導目標点ｍ１，ｍ２，ｍ３等に向かうように
ステアリング操作される。具体的には、所定時間間隔の
時系列のＧＰＳ位置データに対応して、間隔を置いた各
検出点ａ１，ａ２，ａ３等で作業車Ｖの位置が検出され
る。そして、図５に示すように、その各位置検出情報に
基づいて作業行程Ｌの適正位置に対する作業車Ｖの横ず
れｘ１，ｘ２等が判別され、さらに、現在の検出点（例
えばａ２）での位置ｘ２と１つ前の検出点（例えばａ
１）での位置ｘ１を結ぶ線と、現在の作業車Ｖの位置と
その行程の誘導目標点ｍ１とを結ぶ線とがなす角度を車
体の方位ずれφとして検出して、この方位ずれφと、現
在地点での横ずれｘと、ステリング角の検出値θとに基
づいて、下記の式にて、目標操舵角θｆを求める。尚、
ｋ１，ｋ２，ｋ３は所定のゲイン係数である。

【００３１】

【数１】θｆ＝ｋ１・ｘ＋ｋ２・φ＋ｋ３・θ

【００３２】行程終端部で作業車Ｖを１８０度旋回移動
させるために、前記走行制御手段１００は、前記回向動
作の開始地点で作業車Ｖを停止させた状態で前記ＧＰＳ
位置検出手段１０１にて求めた作業車Ｖの位置と、前記
回向動作の開始地点における適正位置との位置ずれを修
正するように前記回向制御を行い、且つ、前記回向動作
を終了して次の作業行程に進入する地点で作業車Ｖを停
止させた状態で前記ＧＰＳ位置検出手段１０１にて求め
た作業車Ｖの位置と、次の作業行程への進入地点におけ
る適正位置との位置ずれを修正するように、次の作業行
程における前記操向制御を行うように構成されている。

【００３３】具体的には、図６に示すように、行程終端
地点つまり回向動作の開始点ｅから所定距離直進走行さ
せてから１８０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
向軌跡とするように設定回向パターンが設定される。そ
して、この旋回動作を適正に行うために、回向開始点ｅ
で約２秒間停止してＧＰＳ衛星２の電波信号に基づく位
置検出を行って上記設定回向パターンにおける適正位置
からのずれを検出し（尚、図は、ｅ点でずれ無しの状態
を示す）、そのずれを修正しながら旋回終了地点ｆまで
旋回走行する。このときに、図のように、適正旋回軌跡
ｇに対して大回り（軌跡ｇ１）あるいは小回り（軌跡ｇ
２）すると、旋回終了地点ｆでの位置ｆ１，ｆ２が次の
作業行程Ｌの始端部に対する適正位置からずれる。そこ
で、回向動作を終了すると約２秒間停止してＧＰＳ衛星
２の電波信号に基づく位置検出を行って上記旋回終了地
点ｆでの位置ずれを検出し、そのずれを修正しながら次
の作業行程Ｌに対する操向制御を行いながら自動走行を
開始する。

【００３４】次に、図７〜図９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、図４に示す最初の作業行
程Ｌの自動走行を開始すると、時系列のＧＰＳ受信デー
タ及び慣性航法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、その行程終端部の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
とともに、走行を停止させる。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、そのままの状態で
全処理を終了する。作業終了でない場合には、ＧＰＳ受
信データに基づいて位置計測処理を行い、又、回向開始
点での車体方位を方位センサＳ４にて検出する。次に、
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、次の行程始端部への１８０度の
旋回動作を行う。旋回を終了すると、ＧＰＳ受信データ
に基づいて位置計測処理を行い、又、ステアリングを４
輪から２輪に切り換えて、前記ＧＰＳ受信データ及び慣
性航法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、次の作業行程Ｌに沿っての走行を開始する。

【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の位置ｘを算出
し、又、車体方位φを算出する。さらに、前輪３の操向
角θを検出し、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】前記ＧＰＳ受信データに基づく位置計測処
理（図９）では、移動局Ｉ（作業車Ｖ側）での搬送波位
相データを入手し、又、基準局Ｒから送信された搬送波
位相データを入手し、その両搬送波位相データから二重
位相差を求めて、移動局Ｉつまり作業車Ｖの位置を求め
る。

【００３８】〔別実施形態〕次に、作業車Ｖを作業行程
Ｌに沿って自動走行させるための別実施例について、図
１０〜図１３に基づいて説明する。図１１および図１２
に示すように、地上側に、前記各作業行程Ｌ夫々の長手
方向に沿って誘導用ビーム光Ａ１を投射する誘導用ビー
ム光投射手段Ｂ１が、ビーム光を発生するレーザー装置
や、そのビーム光を上下方向の所定角度範囲で走査する
ガルバノミラー等から構成されて設けられている。誘導
用ビーム光投射手段Ｂ１からの誘導用ビーム光Ａ１は、
隣接する２つの行程Ｌに対して１個のビーム光Ａ１を共
用する状態で投射される。又、各作業行程Ｌの両端部位
置を示すためのトリガー用ビーム光Ａ２を、誘導用ビー
ム光Ａ１の投射方向に交差する方向に向けて投射するト
リガー用ビーム光投射装置Ｂ２が設けられている。

【００３９】一方、作業車Ｖには、前記誘導用ビーム光
投射手段Ｂ１からのビーム光Ａ１をその投射方向に交差
する方向における受光位置を判別できる状態で受光する
ビーム光受光手段Ｓ１が設けられ、前記走行制御手段１
００は、前記ビーム光受光手段Ｓ１の受光情報に基づい
て前記各作業行程Ｌの適正操向位置に対する位置ずれを
検出して、その位置ずれを修正するように作業車Ａを操
向制御するように構成されている。又、前記トリガー用
ビーム光Ａ２を受光するトリガー用光センサＳ２が、車
体前部の左右両側面部に設置されている。

【００４０】上記ビーム光受光手段Ｓ１は、図１３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作
業行程Ｌに対する横方向での位置情報として、作業行程
Ｌに対する横方向での偏位ｘと車体の傾きφとを求め
る。

【００４１】

【数２】ｘ＝（Ｘ１＋Ｘ２）／２ φ＝ｔａｎ^-1〔（Ｘ１−Ｘ２）／ｄ〕

【００４２】そして、制御装置１６は、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、作業行程Ｌに沿って直進走行し、前記トリガ
ー用光センサＳ２がトリガー用ビーム光Ａ２を受光し
て、作業車Ｖが各作業行程Ｌの終端部に到着したことが
検出されると、図１０に示すように、前記走行制御手段
１００は、ＧＰＳ位置検出手段１０１にてＧＰＳ受信デ
ータに基づいて検出される位置ずれを修正しながら、次
の作業行程Ｌの始端部に向けての１８０度旋回による回
向動作を行う。尚、図１０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。

【００４３】上記実施例では、走行行程に沿って直進走
行するときの操向制御を、各走行行程における適正操向
位置に対する車体位置と、走行行程の方向に対する車体
方位の両情報に基づいて操向制御するようにしたが、少
なくとも、車体位置情報のみに基づいて操向制御するも
のでもよい。

【００４４】上記実施例では、回向動作の開始地点と終
了地点の両方において停止してＧＰＳ位置計測を行った
が、少なくとも、回向動作の終了地点（次の走行行程へ
の進入地点）で停止して行うものでもよい。

【００４５】上記実施例では、走行行程の終端部から隣
接する走行行程の始端部への回向動作を１８０度の旋回
によって行ったが、１８０度以外の９０度等の旋回で行
うものでもよい。

【００４６】上記実施例では、走行行程を作業車Ｖが田
植え作業等の作業をしながら走行する作業行程Ｌに構成
したものを示したが、作業しないで単に移動する作業車
が走行する経路でもよい。

【００４７】上記実施例では、本発明を作業車としての
田植え用の作業車Ｖに適用したものを例示したが、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。

【００４８】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】誘導経路の全体を示す概略平面図

【図５】直進走行時の車体方位検出を説明する平面図

【図６】回向走行時の回向制御を説明する平面図

【図７】制御作動のフローチャート

【図８】制御作動のフローチャート

【図９】制御作動のフローチャート

【図１０】別実施例の作業車の制御構成のブロック図

【図１１】別実施例の誘導走行を説明する平面図

【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操向位置検出の
説明図

【符号の説明】

Ｖ 作業車 １００ 走行制御手段 Ｒ ＧＰＳ基準局 ２０ 地上側通信手段 Ｉ ＧＰＳ移動局 １８ 作業車側通信手段 １０１ ＧＰＳ位置検出手段 １０２ ＧＰＳ位置データ算出手段 ＩＮＳ 慣性航法システム １０３ 車体位置検出手段 ３ 操向装置 Ｂ１ ビーム光投射手段 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 // Ｂ６２Ｄ 137:00 (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】 作業車（Ｖ）を複数個の走行行程の夫々
   に沿って自動走行させるための操向制御と、前記作業車
   （Ｖ）を前記各走行行程の終端部から隣接する次の走行
   行程の始端部に向けて回向動作させるための回向制御と
   を実行する走行制御手段（１００）が設けられた作業車
   の誘導制御装置であって、 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作業車（Ｖ）側に
   送信する地上側通信手段（２０）とが設けられ、 前記作業車（Ｖ）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（２０）の送信情報を受信する作業
   車側通信手段（１８）と、 前記ＧＰＳ移動局（Ｉ）での搬送波位相情報及び前記作
   業車側通信手段（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作業車（Ｖ）の位
   置を求めるＧＰＳ位置検出手段（１０１）とが設けら
   れ、 前記走行制御手段（１００）は、前記回向動作を終了し
   て次の走行行程に進入する地点で前記作業車（Ｖ）を停
   止させた状態で前記ＧＰＳ位置検出手段（１０１）にて
   求めた前記作業車（Ｖ）の位置と、前記次の走行行程へ
   の進入地点における適正位置との位置ずれを修正するよ
   うに、次の走行行程における前記操向制御を行うように
   構成されている作業車の誘導制御装置。
2. 【請求項２】 前記走行制御手段（１００）は、前記回
   向動作の開始地点で前記作業車（Ｖ）を停止させた状態
   で前記ＧＰＳ位置検出手段（１０１）にて求めた前記作
   業車（Ｖ）の位置と、前記回向動作の開始地点における
   適正位置との位置ずれを修正するように前記回向制御を
   行う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】 前記作業車（Ｖ）に、 前記ＧＰＳ位置検出手段（１０１）による前記作業車
   （Ｖ）の位置情報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（１０
   ２）と、前記作業車（Ｖ）の位置変化量を所定時間間隔
   の時系列の慣性航法データとして求める慣性航法システ
   ム（ＩＮＳ）と、 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よって現在時刻での
   前記作業車（Ｖ）の車体位置を求める車体位置検出手段
   （１０３）とが設けられ、 前記走行制御手段（１００）は、前記車体位置検出手段
   （１０３）によって求めた車体位置と各走行行程におけ
   る適正操向位置との位置ずれを修正するように前記操向
   制御を行う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】 前記車体位置検出手段（１０３）が、前
   記作業車（Ｖ）の現在時刻及びそれ以前の時刻での車体
   位置情報に基づいて前記作業車（Ｖ）の前記各走行行程
   の方向に対する車体方位を求めるように構成され、 前記走行制御手段（１００）は、前記車体位置検出手段
   （１０３）による前記各走行行程における前記適正操向
   位置に対する位置ずれ情報及び前記走行行程の方向に対
   する車体方位の情報と、前記作業車（Ｖ）の操向装置
   （３）の操舵角情報とに基づいて設定した目標操舵角で
   前記操向装置（３）を操舵制御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】 地上側に、前記複数個の走行行程夫々の
   長手方向に沿って誘導用ビーム光を投射するビーム光投
   射手段（Ｂ１）が設けられ、 前記作業車（Ｖ）に、前記ビーム光投射手段（Ｂ１）か
   らの誘導用ビーム光をその投射方向に交差する方向にお
   ける受光位置を判別できる状態で受光するビーム光受光
   手段（Ｓ１）が設けられ、 前記走行制御手段（１００）は、前記ビーム光受光手段
   （Ｓ１）の受光位置情報に基づいて前記各走行行程の適
   正操向位置に対する位置ずれを検出して、その位置ずれ
   を修正するように前記操向制御を行うように構成されて
   いる請求項１又は２記載の作業車の誘導制御装置。