JPH10198423A - 移動車の誘導制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動誘導による旋回制御が終了した後にすぐ
に操向制御に移行したような場合であっても、常に適正
な操向制御を行うことができ能率を向上することが可能
となる移動車の誘導制御装置を提供する。 【解決手段】 地上側に、電流が供給される端部判別用
の誘導線２ｂ，２ｄが設置され、移動車Ｖ側に、電流に
より形成される磁界の強さを検出する端部用の磁界検出
手段と、誘導線２ｂ，２ｄと交差する方向に沿う平行な
複数の予定走行経路ｋの夫々において誘導走行させる操
向制御と、次回予定走行経路の始端位置に向けて旋回走
行させる旋回制御とを、夫々実行する制御装置１２とが
備えられ、旋回制御が終了した時に次回走行経路の始端
位置を越えていれば、始端位置からの行き過ぎ距離を算
出して、その算出された行き過ぎ距離情報に基づいて、
次回操向制御における制御目標を修正するように構成さ
れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地上側に、電流が
供給される端部判別用の誘導線が設置され、移動車側
に、前記電流により形成される磁界の強さを検出する端
部用の磁界検出手段と、前記誘導線と交差する方向に沿
うと共に互いに平行な複数の予定走行経路の夫々におい
て、移動車を前記各予定走行経路に沿って誘導走行させ
る操向制御と、前記磁界検出手段による検出情報に基づ
いて、移動車が予定走行経路の終端位置に達したことを
判別すると移動車を次回予定走行経路の始端位置に向け
て旋回走行させる旋回制御とを、夫々実行する制御手段
とが備えられ、前記制御手段は、前記誘導制御におい
て、各予定走行経路の始端位置からの走行距離情報に関
連して設定された制御目標に基づいて、移動車を誘導走
行させるように構成され、且つ、前記旋回制御におい
て、移動車の方位が反転するまで旋回走行させるように
構成されている移動車の誘導制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記構成の移動車の誘導制御装置は、前
記端部判別用の誘導線に供給される電流により形成され
る磁界の強さは、誘導線からの離間距離に応じて定まる
特性を有することから、この磁界の強さの検出情報に基
づいて、予定走行経路の終端位置に達したことを判別し
て、移動車を次回予定走行経路の始端位置に向けて旋回
走行させることができるようにしたものである。

【０００３】上記構成の誘導制御装置において、従来で
は、移動車にその方位を検出する方位検出手段が備えら
れ、前記磁界の検出情報に基づいて走行経路の終端位置
に達したことが判別されると、移動車の方位が１８０度
反転する方位になるまで所定の旋回状態で旋回走行させ
るように構成され、旋回が終了すると直ちに、次回走行
経路に沿って誘導走行させる操向制御を実行するように
構成されていた（例えば、本出願人による特願平７‐９
０５３７号参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記旋回走行において
は、旋回の終了したときに移動車が次回走行経路の始端
部に達するように、前記所定の旋回状態（旋回操向角
等）を設定するようにしているが、移動車が旋回走行す
る際には、走行装置と地面との間でのスリップや、ある
いは、方位検出手段の検出誤差等に起因して、旋回走行
が終了したときに、移動車が次回走行経路の始端部を越
えて行き過ぎてしまうことがある。

【０００５】しかしながら、前記操向制御においては、
各予定走行経路の始端位置からの走行距離情報に関連し
て設定された制御目標に基づいて、移動車を誘導走行さ
せるように構成されていることから、上記従来構成によ
るときは、上述したような行き過ぎ状態であっても、直
ちに操向制御を実行するようになっているので、操向制
御用の制御目標が、予め設定されている制御目標に対し
て、移動車の上記行き過ぎ量に相当する距離分だけ誤差
が生じてしまい、適正な操向制御が行えないものになっ
てしまうおそれがある。その結果、例えば、移動車を次
回予定走行経路の始端部まで一旦、戻した後に、改めて
操向制御を開始させるような余計な制御手順を追加する
必要があり、それだけ余計な時間がかかり、能率が低下
するといった不利があった。

【０００６】本発明はかかる点に着目してなされたもの
であり、その目的は、自動誘導による旋回制御が終了し
た後にすぐに操向制御に移行したような場合であって
も、常に適正な操向制御を行うことができ能率を向上す
ることが可能となる移動車の誘導制御装置を提供する点
にある。

【０００７】本発明の別の目的は、上記目的に加えて、
制御構成の兼用化により、全体構成を簡素化させること
が可能となる移動車の誘導制御装置を提供する点にあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の特徴構
成によれば、移動車に備えられた端部用の磁界検出手段
によって、地上側に設置された端部判別用の誘導線に供
給される電流により形成される磁界の強さが検出され
る。そして、制御手段は、旋回制御が終了した時点にお
ける磁界検出手段の検出情報に基づいて、次回予定走行
経路の始端位置を越えているか否かを判別すると共に、
始端位置を越えていれば、磁界検出手段の検出情報に基
づいて、始端位置からの行き過ぎ距離を算出する。そし
て、その算出した行き過ぎ距離情報に基づいて、前記操
向制御における制御目標を修正するのである。

【０００９】従って、修正された新たな制御目標に基づ
いて次回予定走行経路における操向制御が実行されるの
で、旋回制御が終了した時点で、次回予定走行経路の始
端位置よりも行き過ぎている場合であっても、旋回制御
が終了した後にすぐに操向制御に移行させても適正な操
向制御を実行することが可能となり、移動車を始端位置
まで戻すような余計な手間が不要となって能率が向上す
ることになる。

【００１０】請求項２に記載の特徴構成によれば、地上
側に、各予定走行経路に沿う方向に沿って誘導走行用の
誘導線が設置され、移動車側に、誘導走行用の誘導線に
供給される電流により形成される磁界の強さを検出する
誘導用磁界検出手段と、走行距離を検出する距離検出手
段とが設けられ、制御手段は、各予定走行経路におい
て、誘導用磁界検出手段の検出情報及び距離検出手段の
検出情報に基づいて、前記操向制御を実行するように構
成されている。

【００１１】つまり、経路端部の判別に基づく旋回制御
のみならず、操向制御も磁界の検出情報に基づいて行わ
れる構成とすることで、操向制御を、例えば無線操縦に
よる制御等の別の異なる制御形態を利用する場合に較べ
て制御構成を極力兼用化させることで全体構成を簡素化
させることが可能となる。

【００１２】請求項３に記載の特徴構成によれば、誘導
用磁界検出手段は、現走行経路用の磁界検出部と、次走
行経路用の磁界検出部とを備えて構成され、移動車が、
複数の走行経路のうちの１つに沿って走行するときに、
現走行経路用の磁界検出部によって、その走行中の走行
経路に沿う操向制御を実行するために現走行経路用の磁
界の強さが検出され、且つ、次走行経路用の磁界検出部
によって、隣接する次の予定走行経路に沿って移動車を
走行させた際に前記現走行経路用の磁界検出部にて検出
されることになる次走行経路用の磁界の強さが検出され
ることになる。そして、次走行経路用の磁界検出部にお
ける検出情報が、距離検出手段の検出情報と対応付けて
逐次記憶手段にて記憶され、制御手段は、記憶手段にて
記憶される記憶情報を目標値として操向制御を実行する
ことになる。

【００１３】つまり、現走行経路を走行しながら、次回
予定走行経路における磁界の強さを実際に計測して、次
回予定走行経路を走行する際においては、その計測値を
目標値として操向制御を実行するので、常に実際の走行
状況に適した状態で適正な操向制御を行うことができ
る。又、このように走行距離検出情報に対応して逐次、
目標値が記憶されることから、旋回制御において、始端
部から行き過ぎた場合には、操向制御の開始位置の目標
値が記憶情報に対してずれてしまうことになるが、上述
したように、行き過ぎ距離情報に基づいて制御目標（目
標値）が修正されることから、そのまま操向制御に移行
しても適正な制御を実行することができるのである。

【００１４】請求項４に記載の特徴構成によれば、前記
制御手段は、旋回制御が終了した時点において、次回予
定走行経路の始端位置を越えていることを判別すると、
算出した前記行き過ぎ距離に相当する前記記憶情報を用
いないで、その距離を越える走行距離情報に対応する記
憶情報を、新たな制御目標に修正して前記操向制御を実
行するように構成されている。

【００１５】つまり、記憶情報（目標値）は、走行距離
情報に対応して逐次検出して記憶されているので、移動
車が始端位置を越えて行き過ぎている場合には、行き過
ぎ距離に相当する記憶情報を用いないで、即ち、その距
離分に相当する記憶情報を読み飛ばして、それ以降の記
憶情報を用いて操向制御を実行することによって、実際
の移動車の距離情報に対応した制御目標を利用して適正
に操向制御を行うことができるのである。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る移動車の誘導
制御装置について説明する。移動車の誘導制御装置は、
図１に示すように、誘導エリアの一例としての矩形形状
の圃場１内において、移動車の一例としての作業車Ｖを
圃場１の長手方向に沿って互いに平行な複数の走行経路
ｋの夫々において、無人状態で誘導走行させることがで
きるように構成されている。

【００１７】圃場１の外周部における各辺（畦）には、
夫々、畦の長さとほぼ同じ長さの誘導線２が畦の長手方
向に沿わせる状態で設置され、各誘導線２には夫々各別
に電流供給手段としての電流供給源により所定周波数の
交流電流が供給される。つまり、圃場１の長尺方向に沿
う両側の畦に沿って設置される各誘導線２ａ，２ｃに
は、各電流供給源３により周波数ｆａ（Ｈｚ）及び周波
数ｆｃ（Ｈｚ）の交流電流が夫々供給され、短尺方向に
沿う両側の畦に設置される各誘導線２ｂ，２ｄには、各
電流供給源３により周波数ｆｂ（Ｈｚ）及び周波数ｆｄ
（Ｈｚ）の交流電流が夫々供給される。尚、周波数は、
数百Ｈｚ〜数十ＫＨｚ程度に設定されている。

【００１８】前記各誘導線２は、図２に示すように、地
中に打ち込まれた導通材料からなる複数の杭４を介して
地中を経由して前記電流が通流するように構成され、誘
導線が長い距離にわたって設置される場合であっても、
長手方向両側部で杭４を打ち込むだけで簡単に設置が行
えるように構成されている。尚、地中においては、比較
的電気抵抗の高い地表層Ｇ１でなく、比較的電気抵抗の
低い下層の粘土層Ｇ２を通して電流が流れるように、杭
４の打ち込み深さを設定している。

【００１９】上述したように設置された誘導線に電流が
流れると、その電流によって磁界が形成されるが、誘導
線からの離間距離に対する磁界の強さの理論値は演算に
て求めることができ、その磁界の強さは誘導線からの離
間距離の２乗に反比例する。従って、供給される電流値
が一定であれば、図３に示すように、誘導線からの離間
距離に対する磁界の強さの変化特性が定まることにな
り、圃場１内でのある地点での磁界の強さはほぼ一定の
大きさになる。

【００２０】前記作業車Ｖは、四輪型の走行車体５の後
部に対地作業装置としてのロータリー耕耘装置６が備え
られ、走行しながら圃場１の対地作業（耕耘作業）を行
うことができるようになっている。走行車体５にはエン
ジンが搭載され、このエンジンの動力が、動力伝達を入
切自在な前後進切換機構７を備えた変速装置を介して各
車輪に伝えられて車体が走行するように構成され、エン
ジンの動力がロータリー耕耘装置６に伝えられるように
なっている。又、左右の前輪が操向操作手段としての電
動モータ９により操向操作可能に設けられている。

【００２１】前記作業車Ｖには、車軸の回転数を検出す
ることで車体の走行距離を検出するための例えばロータ
リーエンコーダ等から成る距離検出手段としての走行距
離センサ１０、車体の方位を検出する方位検出手段とし
ての方位センサ１１、前記前後進切換機構７や操向用電
動モータ９等の動作を制御する制御手段としてのマイク
ロコンピュータ利用の制御装置１２等が備えられてい
る。

【００２２】又、図１３に示すように、走行車体５の前
部には、前記各誘導線に対する作業車の位置（離間距
離）情報として、前記各誘導線に供給される交流電流に
より形成される磁界の強さを検出する３個の磁界センサ
が車体横幅方向に沿って並設される状態で設けられ、こ
のうち、左右両側に位置する側部磁界センサ１３Ｒ，１
３Ｌは、圃場１の長尺方向に沿う両側の畦に沿って設置
される各誘導線２ａ，２ｃからの位置情報（離間距離情
報）を、周波数ｆａ及び周波数ｆｃの交流電流により形
成される磁界の強さとして検出するように構成され、左
右中央側に位置する中央磁界センサ１４は、圃場１の短
尺方向に沿う両側の畦に沿って設置される各誘導線２
ｂ，２ｄからの位置情報を、周波数ｆｂ及び周波数ｆｄ
の交流電流により形成される磁界の強さとして検出する
ように構成されている。

【００２３】そして、前記制御装置１２は、各側部磁界
センサ１３Ｒ，１３Ｌによる検出情報に基づいて、複数
の走行経路ｋの夫々において作業車Ｖを各走行経路ｋに
沿って誘導走行させる誘導走行制御を実行し、且つ、経
路端部検出部としての中央磁界センサ１４による検出情
報に基づいて、各走行経路ｋの終端部又は始端部に達し
たことを検出し、終端部に達したことを検出すると、作
業車Ｖを回向走行させて隣接する次回の走行経路に進入
誘導させる旋回制御を実行するように構成されている。
従って、中央磁界センサ１４が端部用の磁界検出手段に
相当し、各側部磁界センサ１３Ｒ，１３Ｌが誘導用磁界
検出手段ＧＫに相当する。又、各誘導線２ａ，２ｃが誘
導走行用の誘導線として機能し、各誘導線２ｂ，２ｄが
端部判別用の誘導線として機能することになる。

【００２４】つまり、図４に示すように、各側部磁界セ
ンサ１３Ｒ，１３Ｌ、中央磁界センサ１４の出力が夫
々、信号処理部１５にて処理された後に制御装置１２に
与えられ、これらの磁界検出情報に基づいて、各走行経
路ｋに沿って誘導走行されるように操向用電動モータ９
を制御すると共に、走行経路ｋの終端部においては、磁
界検出情報及び方位センサ１１並びに走行距離センサ１
０の検出情報に基づいて、旋回走行すべく操向用電動モ
ータ９、前後進切換機構７等を制御するように構成され
ている。

【００２５】前記中央磁界センサ１４は、図５に示すよ
うに、誘導線に流れる交流電流により形成される交番磁
界によって誘導起電力が発生する検出コイル１６ａと、
この検出コイル１６ａの出力を所定のレベルまで増幅す
る増幅器１６ｂと、検出コイル１６ａの出力のうち前記
各誘導線２ｂ，２ｄに流れる電流の周波数ｆｂ，ｆｄに
対応する出力のみ通過させる周波数フィルターとしての
バンドパスフィルターＢＰＦ、その出力を直流信号に変
換する直流変換回路ＤＣ等を備えて構成されている。

【００２６】前記側部磁界センサ１３Ｒ，１３Ｌは、夫
々、誘導線２ａ，２ｃに流れる交流電流により形成され
る交番磁界の車体上下方向に沿う磁界成分を検出する上
下方向検出コイル１７、車体横幅方向に沿う磁界成分を
検出する横幅方向検出コイル１８、これらの各検出コイ
ルの出力を所定のレベルまで増幅する増幅器１９，２
０、各検出コイル１７，１８の出力のうち前記各誘導線
２ａ，２ｃに流れる電流の周波数ｆａ，ｆｃに対応する
出力のみ通過させる周波数フィルターとしてのバンドパ
スフィルターＢＰＦ、その出力を直流信号に変換する直
流変換回路ＤＣ、及び、前記各周波数ｆａ，ｆｃに対応
する上下方向成分と横幅方向成分とに基づいて、夫々の
磁界の強さを演算する演算部２１，２２等を備えて構成
されている。前記各演算部２１，２２は、図１４に示す
ように、車体上下方向成分ｐと横幅方向成分ｑとに基づ
いて三角形の定理に基づいて演算して、合成磁界ｒの強
さを求めるように構成されている。

【００２７】このように構成することで、例えば、図１
４（イ）に示すように、作業車Ｖが走行途中で片側車輪
が凹部に入り込んで車体が水平姿勢よりの角度θだけ斜
め姿勢に傾斜したような場合であっても、誘導線に供給
される電流により形成される磁界を、互いに直交する２
方向の成分にて検出して、図１４（ロ）に示すように、
それを演算にて合成磁界を求めることにより正確な磁界
の強さ、つまり、誘導線からの離間距離を精度よく検出
することができるものとなる。

【００２８】このように、各側部磁界センサ１３Ｒ，１
３Ｌは、夫々、周波数ｆａ及び周波数ｆｃの夫々に対応
する検出情報が出力され、中央磁界センサ１４は、夫
々、周波数ｆｂ及び周波数ｆｄの夫々に対応する検出情
報が出力されるようになっているが、信号処理部１５に
おいて、それらのうち、検出レベルが高い方、即ち、作
業車Ｖが該当する誘導線に近い方の検出情報が選択的に
出力されるようになっている。信号処理部１５は、図６
に示すように、前記各磁界センサ１３Ｒ，１３Ｌ，１４
の出力が制御装置１２に入力され、制御装置１２は各磁
界センサ１３Ｒ，１３Ｌ，１４における異なる周波数の
出力のうち、検出レベルの高い側の出力を判別して、そ
の出力を選択するように３個のアナログスイッチＡＳ_1,
ＡＳ_2,ＡＳ₃ に選択信号を与えるように構成されてい
る。

【００２９】制御装置１２は、中央磁界センサ１４の検
出情報に基づいて、短尺方向に沿う畦に設置される誘導
線２ｂ，２ｄのうちいずれかの検出レベルの高い側の誘
導線からの離間距離を算出して、その離間距離が設定値
になると、作業車Ｖが前記各走行経路ｋの端部位置に達
したことを判別するように構成されている。尚、短尺方
向に沿う畦に設置される誘導線２ｂ，２ｄは、図７に示
すように、両側端部を圃場１内方側に向けて略Ｌ字形に
屈曲させた状態で設置されている。このように構成する
と、誘導線２ｂ，２ｄの中間部ｔからの離間距離が設定
距離にある地点で誘導線２ｂ，２ｄの全長にわたってほ
ぼ同一の磁界の強さになるので、この地点を走行経路ｋ
の端部位置として設定している。この端部位置は、端部
屈曲部の長さＬよりも設定距離だけ圃場１内方側によっ
た地点となる。因みに、本出願人の実験によれば、端部
屈曲部の長さＨが例えば３ｍであれば、端部位置は誘導
線から５ｍの離間距離の位置となる。

【００３０】このように、走行経路ｋの端部位置を圃場
１の端部よりも内方側に設定する理由は、図１に示すよ
うに、有限長の誘導線により形成される磁界において、
離間距離が同一の地点における磁界強度分布は、誘導線
の端部付近においては、離間距離に対する磁界の強さの
関係が直線的でなく、磁界の強さに基づく誘導制御が良
好に行えないおそれがあるからである。

【００３１】又、各誘導線２には、図８に示すように、
他の誘導線に流れる電流が地中を通して流入することを
抑制する電流抑制手段の一例である周波数フィルターと
して、当該誘導線に供給される電流の周波数のみの通過
を許容するバンドパスフィルター２３が設けられてい
る。このバンドパスフィルター２３は、コイル２３ａと
コンデンサ２３ｂを直列接続した共振回路にて構成さ
れ、その共振周波数が前記電流の周波数に対応するよう
に構成されている。従って、他の誘導線から地中を通し
て異なる周波数の電流が流れ込んでも、誘導線にはその
流入電流が通流することが抑制され、各磁界センサが誤
った情報を検出するおそれを極力少なくさせている。

【００３２】前記各側部磁界センサ１３Ｒ，１３Ｌの検
出情報に対応する各アナログスイッチＡＳ₁,ＡＳ₃ の出
力を増幅するための増幅ゲインは、制御装置１２からの
切り換え情報に基づいて複数段階（４段階）に変更調整
するように構成されている。つまり、夫々増幅ゲインの
異なる４個の増幅器２４，２５，２６，２７の出力のう
ちのいずれかを制御装置１２に入力させるためのアナロ
グスイッチＡＳ₄,ＡＳ ₅ に対して、制御装置１２が選択
内容を指令するように構成されている。誘導線に供給さ
れる電流により形成される磁界の強さは、上述したよう
に離間距離の変化に対して大きく変化するものであり、
増幅ゲインを一定に維持した場合には、全範囲にわたっ
て適正な分解能で検出することが難しく、検出精度が低
下してしまうおそれがあるので、制御装置１２に対する
入力レベルが、例えば図９に示すように、前記誘導線か
らの離間距離が単位距離変化したときに適切な磁界の強
さの変化が識別可能となるように、言い換えると、適切
な分解能を有する適正出力範囲になるように増幅ゲイン
を自動調整するのである。

【００３３】前記各側部磁界センサ１３Ｒ，１３Ｌは、
車体横幅方向に設定間隔を隔てて設置されており、その
いずれか一方の側部磁界センサが、作業車Ｖが、複数の
走行経路ｋのうちの１つに沿って走行するときに、その
走行中の走行経路ｋに沿う誘導制御を実行するために磁
界の強さを検出するための現走行経路用の磁界検出部Ｇ
Ｋ₁ として機能し、他方の側部磁界センサが、隣接する
次の走行経路ｋに沿って作業車を走行させた際に前記現
走行経路用の磁界検出部ＧＫ₁ にて検出されることにな
る磁界の強さを検出する次走行経路用の磁界検出部ＧＫ
₂ として機能するように構成されている。つまり、他方
の側部磁界センサは、現走行経路ｋを走行しながら次走
行経路ｋの磁界を逐次検出するようになっており、この
検出情報は、前記走行距離センサ１０により検出される
距離情報と対応付けた状態で、記憶手段としてのメモリ
Ｍに逐次記憶されるように構成されている。

【００３４】制御装置１２は、磁界検出情報が記憶され
ている次走行経路ｋにおいて、メモリＭに記憶されてい
る磁界検出情報と、走行距離センサ１０により検出され
る走行経路ｋの端部位置からの走行距離情報とに基づい
て、当該走行経路ｋ上の各地点における磁界の強さの目
標値を求め、その目標値と、現走行経路用の磁界検出部
ＧＫ₁ として機能する側部磁界センサの検出値との偏差
に基づいて、走行用電動モータ９を駆動制御する操向制
御を実行するように構成されている。

【００３５】又、制御装置１２は、メモリＭに記憶され
ている磁界検出情報に基づいて、次走行経路ｋにおいて
誘導走行される際における現走行経路用の磁界検出部Ｇ
Ｋ₁の出力ゲインの目標値を設定すると共に、次走行経
路ｋにおける誘導走行に先立って、出力ゲインを目標値
に自動調整するように構成されている。具体的には、メ
モリＭに記憶されている磁界の強さの最大値が、ゲイン
調整用設定上限値を越えていれば、現行のゲインよりも
１段低いゲインの増幅器が選択され、前記最大値が、ゲ
イン調整用設定下限値を下回っていれば、現行のゲイン
よりも１段高いゲインの増幅器が選択されるように、ア
ナログスイッチＡＳ₄,ＡＳ₅ に対して選択信号を指令す
るようになっている。尚、各アナログスイッチＡＳ₄,Ａ
Ｓ₅ のゲインは常に同じ値に調整されるようになってい
る。前記ゲイン調整用の設定上限値及び設定下限値は、
アナログ値としての出力変化の直線性が保障される上下
限範囲として設定される。

【００３６】又、制御装置１２は、現走行経路用の磁界
検出部ＧＫ₁ として機能する側部磁界センサの検出値
と、前記目標値との偏差に制御定数を乗じて操向操作
量、つまり、電動モータ９の操作量を求めるように構成
され、現走行経路用の磁界検出部ＧＫ₁ 及び次走行経路
用の磁界検出部ＧＫ₂ にて検出される磁界の強さの検出
情報に基づいて、前記制御定数を逐次演算し、且つ、そ
の演算された制御定数に基づいて求めた操作量にて電動
モータ９を制御するように構成されている。

【００３７】次に、制御装置１２の制御動作について説
明する。圃場１内において作業車Ｖを誘導走行させる場
合、制御装置１２による自動誘導制御に先立って、初回
の走行経路ｋにおいては、適正な走行経路ｋに沿わせる
状態で手動操縦により作業車Ｖを走行させる。そのと
き、走行経路ｋの始端位置から、走行を開始させるに伴
って、次走行経路側の側部磁界センサの検出情報並びに
走行距離センサ１０の検出情報とを対応させた状態で、
メモリＭに逐次書き込み記憶させておく。又、この初回
走行経路を走行するに伴って設定時間毎にサンプリング
された複数のデータのうち、走行経路の中央付近におけ
る左右側部磁界センサ１３Ｒ，１３Ｌの夫々の検出値の
複数（ｎ個）のサンプリングデータα₁ …α_n 、β₁ …
…β_n の差分値の平均値Ｚ₁ を求め、この平均値Ｚ
₁ と、予め設定されて記憶されている定数γとに基づい
て当該走行経路における操向制御用の制御定数を基準制
御定数Ｇ₁ として求めておく。具体的には下記〔数１〕
に基づいて演算する。従って、初回走行経路が基準走行
経路に相当することになる。又、前記定数γは、作業車
が予定走行経路から単位偏差量だけ横幅方向に変位した
場合に、予定走行経路に沿わせるべく誘導走行するため
の操向用単位操作量に相当する特性定数であって、予め
実験データ等に基づいて求められて設定記憶されてい
る。

【００３８】

【数１】

【００３９】そして、作業車を次の走行経路ｋの始端部
に移動させた後に、自動での誘導走行制御が開始され
る。図１０、図１１、図１２に示すフローチャートに基
づいて、制御装置の制御動作について説明する。先ず、
現走行経路用の磁界検出部ＧＫ₁ として機能する側部磁
界センサ（図１の場合には左側のセンサ１３Ｌ）の初期
設定が行われ（ステップ１）、その走行経路における誘
導走行制御を実行する（ステップ２）。この誘導走行制
御においては、図１１に示すように、先ず、現在位置に
おける操向制御用の制御定数Ｇｎを演算にて求める（ス
テップ２１）。つまり、現在位置における左右側部磁界
センサ１３Ｒ，１３Ｌの夫々の検出値Ｖ_AN，Ｖ_BNの差分
値〔（Ｖ_AN−Ｖ_BN）＝Ｚｎ〕を求め、この差分値Ｚｎ
と、前記初回走行経路における平均差分値Ｚ₁ 並びに前
記基準制御定数Ｇ₁ に基づいて、下記〔数２〕に基づい
てこの走行経路における制御定数Ｇｎを算出する。

【００４０】

【数２】Ｇｎ＝（Ｚ_n ／Ｚ₁ ）・Ｇ₁

【００４１】前記各側部磁界センサ１３Ｒ，１３Ｌの差
分値は、例えば図３に示すように、作業車の現在位置に
おける車体横幅方向に沿う前記磁界の強さの変化具合に
相当することになり、磁界の強さの変化具合に基づい
て、前記基準制御定数Ｇ₁ を補正して、その位置での制
御定数を演算にて求めるように構成されている。つま
り、左右の側部磁界センサ１３Ｒ，１３Ｌを利用して、
作業車が走行する経路における車体横幅方向に沿う前記
磁界の強さの変化具合を求めて、制御装置１２が、作業
車の現在位置における操向制御の為の制御定数を逐次求
めるようになっている。

【００４２】次に、現走行経路用の磁界検出部ＧＫ₁ と
して機能する側部磁界センサの検出値（Ｖ_ANあるいはＶ
_BN）と、メモリＭに記憶されている当該走行経路におけ
る制御目標値との制御偏差ΔＶを演算し（ステップ２
２）、その制御偏差ΔＶが不感帯を越えて作業車が走行
経路から位置ずれしていることが判別されると、電動モ
ータによる必要操向操作量θを下記〔数３〕に基づいて
演算して（ステップ２３，２３）、その操作量だけ電動
モータを操作させる（ステップ２５）。従って、現走行
経路用の磁界検出部ＧＫ₁ が、操向用磁界検出手段に対
応することになる。

【００４３】

【数３】θ＝Ｇｎ・ΔＶ

【００４４】そして、この誘導走行制御が実行される際
に、次走行経路用の磁界検出部ＧＫ ₂ として機能する次
走行経路側の側部磁界センサの検出情報を走行距離セン
サ１０の検出情報と対応させた状態で、メモリＭに逐次
書き込み記憶させる（ステップ４）。

【００４５】中央磁界センサ１４の検出情報に基づい
て、走行経路ｋの終端部に達したことが検出されるま
で、ステップ２〜ステップ４が設定時間（数ｍｓ〜数十
ｍｓ程度）毎に繰り返して実行されることになる（ステ
ップ４）。

【００４６】中央磁界センサ１４の検出情報に基づい
て、走行経路ｋの終端部に達したことが検出されると、
走行経路数ｎをカウントアップし（ステップ５）、カウ
ント値が圃場１内での設定経路数ｎｓに達していなけれ
ば（ステップ６）、前記メモリＭに書き込み記憶された
磁界の強さの最大値Ｘｍが、ゲイン調整用設定上限値Ｓ
_GMを越えていれば、現行のゲインよりも１段低いゲイン
の増幅器が選択されるようにアナログスイッチＡＳ₄,Ａ
Ｓ₅ に対して選択信号を指令して、出力ゲインが下げ側
に変更される（ステップ７，８）。前記最大値Ｘｍが、
ゲイン調整用設定下限値Ｓ_GLを下回っていれば、現行の
ゲインよりも１段高いゲインの増幅器が選択されるよう
に、アナログスイッチＡＳ₄,ＡＳ₅ に対して選択信号を
指令して、出力ゲインが上げ側に変更される（ステップ
９，１０）。尚、このように出力ゲインが変更された場
合には、前記制御定数も変更量に対応して適宜修正され
ることになる（ステップ１１，１２）。このようにし
て、磁界の強さの検出値や出力ゲインの変更状況に応じ
て、常に適切な制御定数にて電動モータを駆動制御する
ようにして、制御のハンチングや検出誤差の発生を極
力、抑制するようにしている。

【００４７】次に、現走行経路用の磁界検出部ＧＫ₁ と
して機能する側部磁界センサを、反対側のものに切り換
える（ステップ１３）。車体の向きの変化によりそれら
の位置関係が反転するからである。

【００４８】その後、車体を次走行経路ｋの始端部に位
置させるべく回向走行させる旋回制御を実行する（ステ
ップ１４）。図１２に示すフローチャートに基づいて旋
回制御について説明する。図１５（イ）に示すように、
走行経路ｋの終端位置から設定距離だけ操向操作を中立
状態に維持したままで直進走行させた後に、方位センサ
１１をリセットして、車体の方位が１８０度反転したこ
とが検出されるまで、最大切れ角にて旋回走行させ、そ
の後、中央磁界センサ１４の検出情報に基づいて次の走
行経路ｋの始端部に達したことが検出されるまで直進走
行させる（ステップ１４０〜１４７）。

【００４９】尚、次の走行経路の経路始端側箇所では、
図１５（ロ）に示すように、現走行経路ｋ用の磁界検出
部として機能する側部磁界センサの検出情報と、前記メ
モリＭに記憶されている記憶情報とに基づいて、次走行
経路に沿う状態になるように車体を旋回しながら前進さ
せて幅寄せを行う必要があるが、このとき、次走行経路
用の磁界検出情報が、屈曲した状態となるが、この領域
においては、初回走行経路の検出情報と、上述したよう
な磁界変化具合の検出情報とに基づいて、適正な状態に
補正するようにしている。その後、その走行経路に沿わ
せる状態で誘導操向制御を実行することになる。

【００５０】そして、例えば図１６に示すように、車輪
のスリップ等に起因して旋回走行が最小旋回半径で適正
に行われずに、車体の方位が１８０度反転したことが検
出されるまで旋回走行させたときに、中央磁界センサ１
４の検出情報に基づいて、次回走行経路の始端位置を越
えて行き過ぎていることが判別されると、直進走行は行
わずに、中央磁界センサ１４の検出情報に基づいて始端
位置からの行き過ぎ量を算出する（ステップ１４８）。
つまり、端部判別用の誘導線（２ｂ又は２ｄ）からの離
間距離Ｌ₂ と、端部判別用の設定離間距離Ｌ₁ との差を
演算して、行き過ぎ量ΔＬを算出するのである。そし
て、次回予定走行経路における操向制御の目標値を修正
する（ステップ１４９）。つまり、その行き過ぎ量に相
当する距離分だけ用いないで、即ち、その距離分に相当
するメモリＭの記憶情報を読み飛ばして、次回走行経路
の操向制御に用いられる目標値の読み込み開始用のメモ
リ番地（アドレス情報）を設定するのである。

【００５１】以後、上述したような誘導操向制御を実行
するが、上述したように始端位置から行き過ぎていると
きには、修正された制御目標に基づいて、操向制御が実
行されることになる。しかも、ステップ８，１０にてゲ
インが変更されていれば、メモリＭに記憶されている検
出情報に対しても、変化量に対応したゲインを掛けて操
向制御用目標値を求めることになる。そして、ステップ
２〜１４を繰り返して、各走行経路ｋに沿わせて順次、
作業車Ｖを誘導走行させ、設定経路数ｎｓに達すると制
御が終了する（ステップ６）。

【００５２】現走行経路ｋにおいては、前走行経路ｋを
走行する際に記憶されている磁界の強さと現走行経路ｋ
での検出磁界とが同じになるように制御され、しかも、
前記各側部磁界センサ１３Ｒ，１３Ｌの設置間隔は、ロ
ータリー耕耘装置６の対地作業幅よりも幅狭に設定され
ているので、ロータリー耕耘装置６による作業領域が各
走行経路ｋでラップすることになり、未作業領域が発生
しないようになっている。又、各側部磁界センサ１３
Ｒ，１３Ｌの設置間隔を変更調整自在に構成されてい
る。

【００５３】〔別実施形態〕 （１）上記実施形態では、操向制御の制御目標値とし
て、次回走行経路用の磁界検出部の検出情報を記憶させ
て、その記憶情報を制御目標とするようにしたが、この
ような構成に代えて、制御目標値を、予め、各走行経路
に対応させてマップデータとしてメモリに記憶させるよ
うにしてよい。

【００５４】（２）上記実施形態では、誘導用の誘導線
に供給される電流により形成される磁界の強さを検出
し、その検出情報に基づいて操向制御を行うようにした
が、このような構成に代えて、例えば、予め、制御目標
が距離情報と対応して設定記憶されている地上側の固定
基準局から無線操縦にて操向制御する構成等各種の制御
形態で実施してもよい。

【００５５】（３）上記実施形態では、旋回制御の際
に、次回走行経路の始端位置を越えて行き過ぎると、そ
の行き過ぎ量に相当する距離分だけ、記憶されている制
御目標を読み飛ばして、その後の操向制御を実行するよ
うにしたが、このような構成に代えて、走行距離に対応
して設定されている制御目標を、実際の移動車の位置に
対応する制御目標になるように逐次補正しながら、操向
制御を実行するようにしてもよい。

【００５６】（４）上記実施形態では、誘導対象エリア
の左右両側に誘導線が設置される場合を例示したが、片
側にのみ誘導線が設けられる構成としてもよく、この場
合において、誘導走行制御は、誘導線に近い方の走行経
路から順次、遠い側の経路に誘導させてもよく、誘導線
に遠い方の走行経路から順次、近い側の経路に誘導させ
てもよい。又、上記実施形態では誘導線が、地中を経由
して前記電流が通流するように構成される場合を例示し
たが、このような構成に限らず、誘導線を、例えば畦を
囲うように細長の矩形ループ状に配置させるような設置
形態であってもよい。

【００５７】（５）上記実施形態では、移動車として四
輪型で左右前輪が走行揺動自在に設けられる構成とした
が、四輪全てが走行揺動自在に設けられて、前後車輪が
互いに異なる方向に揺動する小旋回半径での旋回を行う
形態や、前後車輪が同じ方向に揺動して移動車が斜め方
向に平行移動するような走行形態を採る構成であっても
よい。又、左右一対のクローラ走行装置を備え、片側に
制動を加える操向操作構成を有する構成であってもよ
い。

【００５８】（６）上記実施形態では、移動車としてロ
ータリー耕耘装置を備えた構成としたが、苗移植装置や
薬剤散布装置等を備えたものであってもよく、又、この
ような作業装置を備えない、運搬車等の移動車であって
もよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】誘導状態を示す平面図

【図２】誘導線の設置状態を示す側面図

【図３】磁界強度分布を示す図

【図４】制御ブロック図

【図５】磁界検出部の構成図

【図６】信号処理部の構成図

【図７】誘導線の設置状態を示す平面図

【図８】誘導線の電気回路図

【図９】出力ゲインを切り換えた場合の出力特性を示す
図

【図１０】制御動作のフローチャート

【図１１】制御動作のフローチャート

【図１２】制御動作のフローチャート

【図１３】移動車の平面図

【図１４】磁界検出状態を示す図

【図１５】旋回制御状態を示す図

【図１６】旋回制御状態を示す図

【符号の説明】

２ｂ，２ｄ 端部判別用の誘導線 ２ａ，２ｃ 誘導走行用の誘導線 ９ 操向操作手段 １０ 距離検出手段 １２ 制御手段 １４ 端部用の磁界検出手段 ＧＫ 誘導用磁界検出手段 ＧＫ₁ ，ＧＫ₂ 磁界検出部 Ｍ 記憶手段 Ｖ 移動車

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横山 幸生 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 (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地上側に、電流が供給される端部判別用
   の誘導線が設置され、 移動車側に、 前記電流により形成される磁界の強さを検出する端部用
   の磁界検出手段と、 前記誘導線と交差する方向に沿うと共に互いに平行な複
   数の予定走行経路の夫々において、移動車を前記各予定
   走行経路に沿って誘導走行させる操向制御と、 前記磁界検出手段による検出情報に基づいて、移動車が
   予定走行経路の終端位置に達したことを判別すると移動
   車を次回予定走行経路の始端位置に向けて旋回走行させ
   る旋回制御とを、夫々実行する制御手段とが備えられ、 前記制御手段は、 前記操向制御において、各予定走行経路の始端位置から
   の走行距離情報に関連して設定された制御目標に基づい
   て、移動車を誘導走行させるように構成され、 且つ、前記旋回制御において、移動車の方位が反転する
   まで旋回走行させるように構成されている移動車の誘導
   制御装置であって、 前記制御手段は、 前記旋回制御が終了した時点における前記磁界検出手段
   の検出情報に基づいて、次回予定走行経路の始端位置を
   越えているか否かを判別すると共に、始端位置を越えて
   いれば、前記磁界検出手段の検出情報に基づいて、始端
   位置からの行き過ぎ距離を算出するように構成され、 且つ、その算出された行き過ぎ距離情報に基づいて、前
   記操向制御における制御目標を修正するように構成され
   ている移動車の誘導制御装置。
2. 【請求項２】 地上側に、前記各予定走行経路に沿う方
   向に沿って誘導走行用の誘導線が設置され、 前記移動車側に、 前記誘導走行用の誘導線に供給される電流により形成さ
   れる磁界の強さを検出する誘導用磁界検出手段と、 走行距離を検出する距離検出手段とが設けられ、 前記制御手段は、 前記各予定走行経路において、前記誘導用磁界検出手段
   の検出情報及び前記距離検出手段の検出情報に基づい
   て、前記操向制御を実行するように構成されている請求
   項１記載の移動車の誘導制御装置。
3. 【請求項３】 前記誘導用磁界検出手段は、 前記複数の予定走行経路のうちの１つに沿って走行する
   ときに、 その走行中の走行経路に沿う前記操向制御を実行するた
   めに現走行経路用の磁界の強さを検出する現走行経路用
   の磁界検出部と、 隣接する次の予定走行経路に沿って前記移動車を走行さ
   せた際に前記現走行経路用の磁界検出部にて検出される
   ことになる次走行経路用の磁界の強さを検出する次走行
   経路用の磁界検出部とを備えて構成され、 前記次走行経路用の磁界検出部における検出情報を、前
   記距離検出手段の検出情報と対応付けて逐次記憶する記
   憶手段が設けられ、 前記制御手段は、前記記憶手段にて記憶される記憶情報
   を前記目標値として操向制御を実行するように構成され
   ている請求項２記載の移動車の誘導制御装置。
4. 【請求項４】 前記制御手段は、 前記旋回制御が終了した時点において、次回予定走行経
   路の始端位置を越えていることを判別すると、算出した
   前記行き過ぎ距離に相当する前記記憶情報を用いない
   で、その距離を越える走行距離情報に対応する記憶情報
   を、新たな制御目標に修正して前記操向制御を実行する
   ように構成されている請求項３記載の移動車の誘導制御
   装置。