JPS5911409A - 無人走行作業車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ブルドーザ−１散水車、芝刈機等の通過地点
に対して作業を行う作業車であって、作業を伴う走行の
少なくとも一部を無人で行う作業車に関する。

従来、この様な作業車としてテイーチングズレイパンク
制御方式が採用された作業車があるが、しかし、この従
来方式では、無人走行すべき全走行コースを予じめ作業
車が人為的に運転して走行し、この有人走行の際に所定
走行距離や走行方向等をサンプリングした走行コースの
サンプリング情報を記憶装置に記憶させ、この様にして
ティーチングされた走行コースのサンブリング情報に基
いて、次回からの作業は無人でこの所定走行コースを自
動走行させるものであるから、少なくとも１回は全走行
コースを人為的に運転せねばならず、１回限りの作業に
は全く役立たず、更Ｋまた、走行コースのサンプリング
情報を記憶するためのメモリ使用量が極めて多くなると
いう欠点が有った。

本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであって、
その目的は、メモリ容量の小さな小型の装置を用いなが
らも十分なティーチング・プレイパック制御を行なえる
無人走行作業車を提供することにある。

一ヒ記目的を達成するために、本発明による無人走行作
業車は、作業地域全体の外周をティ一手段を有する、と
いう特徴を備えている。

かかる特徴構成故に、全ての走行コース情報をメモリす
る必要が無いので、ティーチング・プレイバンク制御に
要するメモリの使用量が大幅に節約できるに至ったので
あり、可及的に小型の装置を用いながらも十分なティー
チング・プレイバック制御が行える汎用性の高いものに
できたのである。

以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。

第１図に示すように、車体（１］の曲後輪＋２１　、　
（３１の中間部に芝刈装置（４）を上下動自在に懸架す
るとともに、車体（１）前方に地磁気を感知することに
よって走行方向の方位を検出する方位センサー（５）を
設け、車体（１）後方にこの車体（１）の移動距離を経
続的に検出する距離センサ−（６）としての第５輪を設
け、無人走行可能な作業車としての芝刈作業車を構成し
である。

前記方位センサー（５）は、第２図に示すように、トロ
イダルコア（７）に励磁コイル（Ｃｏ）を施し、その上
から直径方向にお互いに直交した出力コイル（Ｃｘ）、
（Ｃｙ）を巻いてあり、前記励磁コイル（Ｃｏ　）に交
流電流を流しであるｌ−ｏイダルコア（７）に外部磁界
（地磁気）が加わると出力コイル（ＣＸ）、（Ｃｙ）に
この外部磁界に比例した交流信号電圧を発生すべく構成
しである。　そして、前記出力コイル（Ｃｘ）、（Ｃｙ
）に発生した交流信号電圧を所定のレベルまで増幅した
後、直流電圧化し、この直流電圧（Ｖｘ　）　、　（Ｖ
ｙ　）の比から力位をヤ］別すべく構成しである。

尚、前記方位センサー（５）を構成するトロイダルコア
（７）は、上下方向軸芯ψ〕周りに８６０°回動自在に
回転機構（５）を設けてあり、−〇配出力コイル（Ｃｘ
）、（Ｃｙ）の力位に対する検出磁気感度差を補正する
とともに、所定方位に対する車体（１）の相対的な走行
方向の方位を検出すべく構成しである。

前記回転機構（５）を構成するに、非磁性体のブラケッ
ト（８）に前記トロイダルコア（７）を固定するととも
に、このブラケット（８）を左右方向に回転自在にモー
タ（９）を設け、その回転角度（θ）を検出するセンサ
ー回転角度検出装置としてその軸芯ＣＰ）　ｈにポテン
ショメータ（ＰＭ）を設けてアル。

−力、前記距離センサー＋６１１ｄ、車体（１）の単位
移動距離毎に１回のパルスを発生して、このパルスをカ
クンターＯｏ）によって所定回数カクントすることによ
って所定移動距離（１，）を検出すべく構成しである。

次に、以上の構成になる方位センサー（５）およヒ距離
センサー（６）の各検出信号に基いて、作業地外周の走
行コースをサンプリングし、とのサンプリング情報に基
いて作業地概形を算出する概形ティーチング装置として
の制ａＩ装置［１１）　Ｋついて説明する。

第８図に示すように、前記方位センサー（５）からの方
位検出信号としての直流電圧（Ｖｘ　）　、　（Ｖｙ）
およびポテンショメータ（ＰＭ）からのセンサー回転角
度としての電圧（Ｖｏ）は、信号セレクター（１りを介
して”／　コンバータ（１３によってデジタル信り 号に変換されて入出力インター７エース（１４１を介し
て制御装置（ｌυの演算部（１９に入力される。　そし
て、前記カクンターｆ１０１によってカクントされる距
離センサー（６）からの所定パルス数（前記所定移動用
＠（１，）に対応）毎に前記方位センサー（５）によっ
て検出された力位情報としての電圧（ＶＸ　）。

（ＶＸ）をサンプリングし°Ｃ、メモリｕ印の所定アド
レス領域に順次記憶すべく構成しである。　ところで、
前記所定移動距離（１６）毎の方位サンプリングのＩＱ
に、方位セン−１７−−ｔ５１によって検出される地磁
気の全方位に対する検出感度を補正するとともに、検出
された絶対的な方位を作業地の所定方向に対して車体（
１）の相対的な走行方向の方位変化としてサンプリング
するために、作業地外周ティーチングに先だって、車体
停止時にこの力位センサー（５）を予じめ８６０度回転
させて、所定角度（θｐ）＠に検出される検出型Ｅｆ、
（ＶＸ）。

（Ｖｙ　）をサンプリングして基準力位における平均検
出電圧（Ｘ）、（Ｙ）を算出すべく構成しである。

次に、作業地外周ティーチング時の走行方位サンプリン
グと、そのサンプリング情報に基いて、その走行コース
のサンプリング点の座標を算出して、作業地概形を求め
るシステムについて、第４図のティーチング概念図に基
いて説明する。

芝刈作業予定範囲（１７１の外周（１印を作業者がｔの
前記芝刈装置（４）の刈幅（ｄｌ分−行程、又は二行程
（刈幅（２ｄ）分）人為的に芝刈作業を行ないながら走
行する。　そして、この走行に際して、スタート地点（
ＳＴ）を基準に所定移動距離（ｊ。）毎に方位センサー
（５）によって検出された電圧（ＶＸ　）　。

（Ｖｙ　）を前記基準方位電圧（Ｘ）　、　（Ｙ）に対
する変位量に変換された方位情報（Ｘｎ）、（Ｙｎ）を
サンプリングして、メモリ叩の所定アドレス領域に順次
記憶する。

このようにして、作業地外周（１８１をティーチングし
た後は、前記スタート地点（ＳＴ）、若しくはこのスタ
ート地点（ＳＴ）の近辺に車体（１）を一旦停止させて
、以下に示す手順により、前記作業地外周（１８）の各
サンプリング地点のスタート地点（ＳＴ）に対する座標
（’ｘｎ、７ｎ）を算出する。

°　即ち、前記方位情報（Ｘｎ、Ｙｎ）と基準方位電圧
１’Ｘ、Ｙ）を夫々比較して、走行方向の象限を判別し
て基準方位に対する走行方向の方位（θ）を算出し、こ
の方位（θ）と前記所定移動距離（ｌ。）、お上省 び、１１回のサンプリング地点の座標（ｋ、ｎ−１゜Ｖ
ｎ−＋）に基いて、各サンプリング点の座標（’Ｃ，ｎ
ｅＶｎ）を算出して、前記方位情報（Ｘｎ　、Ｙｎ　）
を記憶していたメモリ１１６）の同一アドレスに順次記
憶させて、外周ティーチング時に検出した方位情報（Ｘ
ｎ、Ｙｎ）を作業地外周の座標（＃報（ｘｎｗｙｎ）に
変換する。　尚、スタート地点（ＳＴ）の座標（ｘＯ９
ｙｏ）は予め座標（０，０）としてあり、その他のサン
プリング地点の座標（ｘｎ、ｙｎ）はこノ基準座標（０
，０）からのＸ方向およびｙ方向の相対的な距離として
算出されるものである。

次に、以上説明した手順によってスタート地点（ＳＴ）
に対する座標系に変換されたティーチング時のサンプリ
ング情報は、前記芝刈装置（４）の刈幅（ｄｌに対応す
る座標系に、以下に示す手順によって再度変換される。

即ち、前記サンプリング地点の座標（ｘｎｗｙｎ）のＸ
座標の最大（ｘｍａｘ）及び最小（ｘｍｌｎ）を算出し
、この最小Ｘ座標（ｘｍｉｎ）を基準に前記刈１＠　（
ｄＪ分移動したＸ座標（Ｘ、）に対応するｙ座標（ｙｋ
。

ｙ′ｋ）を補間法に基いて順次算出して、前記サンプリ
ング地点の座標（ｘｎ、ｙｎ）を記憶しであるメモ１月
１６）のアドレス領域に有るデータと総入れ換えして、
芝刈作業に直接対応可能な座標（ｘｋ。

ｙｌ、ｙ′ｋ）として作業地概形を算出・記憶するので
ある。

このようにして、算出された座標（ｘｋ、ｙｋ、ｙ′ｋ
）情報は、前記外周ティーチング時に記憶されるサンプ
リング情報に要するメモリの使用量に比較してよシ少な
いメモリ＠域で記憶可能であるから最終的にメモリ使用
量が少なくてすむのである。

その後、を記刈幅（ｄｌ毎に対応した座標（ｘｋ。

ｙｓｃ、ｙＰｋ）に基いて、−行程当りの各走行予定距
離（１＋〜ｊｋ）を座標（ｙｌ＜ｓｙ’ｌ）より算出し
て、概形ティーチング後の芝刈作業における自動方向転
換等に必要な走行コース情報が容易に算出可能になるの
である。

尚、以上説明した刈幅（ｄ）毎に対応した座標（ｘｋ、
ｙｋ、ｙ′ｋ）を最終情報として記憶するのではなく、
−ヒ記各行程毎の走行予定距離（ｔ、−１ｋ）のみを最
終情報、すなわち作業地概形情報として記憶するように
構成してもよい。　この場合は更に、メモリ使用量を少
なくすることが可能である。

叉、前記力位センサー（５）としては、実施例さして示
した地磁気を検出することによって走行力向の方位をｆ
ｌＪ別するセンサーに変えて、ティーチング時の前ｍ　
［２１のステアリング角、又は、距離センブー（６）と
しての第５輪の回動角等を検する手段によって走行方向
の方位を検出する構成としてもよい。

更に又、前記距離センサー（６）からのパルスカクント
結果によって検出力位をサンプリングする際に、第６図
り）に示したフローチャートのステップ（ｉ）の部分は
、前記カクンター００の出力によっていわゆる割込み処
理によって起動されるルーチンさして構成して、作業地
概形算出後の作業行程における能の制御ルーチンと共用
する構成としてもよい。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る無人走行作業車の実施例を示し、第
１図は芝刈作業車の全体側面図、第概念図、第６図イ）
は制御装置の動作全体を示すフローチャート、そして、
第６図（ロ）〜（へ）は６ｖブルーチンを示す７０−チ
ャートである。 （１）・・・・・・車体、（５）・・・・・・力位セン
サー、（６）・・・・・・距離センサー、（ｌ。戸・・
・・・所定走行距離、（θ）・・・・・・走向方位、（
ｄＪ・・・・・・作業幅、（１，ン〜（４１）・・・・
・・走行コース距離。 ＊１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■　通過地に対して作業を行う作業車であって、作業地
   域全体の外周をティーチングすることにより、その内部
   を覆う走行コースを自動生成する手段を有すると共に、
   該自動生成された走行コースに沿って走行すべくステア
   リング制御する手段を有することを特徴とする無人走行
   作業車。 ■　前記無人走行作業車は、往復走行工程を繰り返して
   作業地の一端側から他端側に至る間に作業地内の対地作
   業を行う対地作業車であって、車体（１）に走行方向を
   検出する方位センサー（５）および走行距離を検出する
   距離センサー（６）を設け、前記距離センサー（６）に
   よって検出される所定走行距離（１０）毎に前記方位セ
   ンサー（５）によって検出される方位情報（θ）をサン
   プリングすることによって前記外周のティーチングが行
   なわれ、このティーチング時にサンプリングされた方位
   情報（のと前記所定走行距離（／。）および−走行工程
   における作業幅（ｄ＋に基いて各行程毎の走行コース距
   離（ｌｌ〜〕ｎ）を算出・記憶することを前記走行コー
   スの自動生成手段とする特許請求の範囲第０項に記載の
   無人走行作業車。