JPS5914711A - 無人走行作業車 - Google Patents

無人走行作業車

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JPS5914711A
JPS5914711A JP57121565A JP12156582A JPS5914711A JP S5914711 A JPS5914711 A JP S5914711A JP 57121565 A JP57121565 A JP 57121565A JP 12156582 A JP12156582 A JP 12156582A JP S5914711 A JPS5914711 A JP S5914711A
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    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01BSOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
    • A01B69/00Steering of agricultural machines or implements; Guiding agricultural machines or implements on a desired track
    • A01B69/007Steering or guiding of agricultural vehicles, e.g. steering of the tractor to keep the plough in the furrow
    • A01B69/008Steering or guiding of agricultural vehicles, e.g. steering of the tractor to keep the plough in the furrow automatic
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0259Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using magnetic or electromagnetic means
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
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    • G05D1/02Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
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    • G05D1/0272Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using internal positioning means comprising means for registering the travel distance, e.g. revolutions of wheels

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  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

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】 本発明は無人走行作業+、詳しくは、往復走行工程を繰
り返し作業地内の対地作業を行うように、各行程での処
理済作業地と未娠理作業地の境界に沿って自動走行すべ
く、前記境界を検出する倣いセンサーを備えた無人走行
作業車に関する。
従来のこの種の無人走行作業車においては、走行地の境
界を検出するセンサーを車体に設けて、このセンサーの
境界検出結果に基いて操向車輪を所定方向に自動的にス
テアリングして、この境界に沿って所定コースを自動走
行すべく倣い走行制御が行なわれていた。
しかしながら、かかる従来の倣い走行制御では、前行、
程での処理済走行地と未娠理走行地1との境界を次行程
での倣い走行すべき走行地の境界として、前行程で作ら
れた走行コースの境界に順次倣い走行しながら所定作業
地範囲を自動走行すべく制御されていたので、以下に示
スような欠、銀が有った。
即ち、走行コース途中に障害物や作業対象が無い部分等
が有って走行地、の境界が中断されてイルJ:ウナ4合
には、倣い走行制御ができなくなって、その結果、所定
走行コースから大幅に走行方向がずれてしまうというよ
うな不都合を生じる欠点が有った。
本発明は、E記実情に鑑みてなされたものであって、そ
の1的は、たとえ走行コース途中に障害物や作業対象非
存在部分が有ったとしても所定走行コース73為ら走行
方向が大幅にずれることなく常に安定した自動走行が可
能な無人走行作業車を提供することにある。
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、車体の移vJ距離を検出する距離センサーおよび
走行方向を検出する方位センサーを設け、前記往復走行
工程の一行程を走行中に前記距離センサーによって検出
される所定移動距離毎に前記方位センサーによって検出
される走行方向をサンプリングすることによって一行程
分の走行コースのティーチングラ行すい、前記倣いセン
サーが走行地境界を所定の量検出しlk<;’z)*場
合は、前源曲行程でティーチングされた走行コース情報
に基いて走行すべくステアリングする手段を設けである
、という特徴を備えている。
−F記特徴構成故に、r記の如き優れた効果が発揮され
るに至った。
即ち、歩行コース途中で倣いセンサーが走行地の境界を
検出できなくなってしまったような場合であっても、そ
のw1行程でティーチングされた情報に基いて自動走行
するから、所定の走のである。
以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。
第1図および第2図に示すように、車体(1)の前後輪
+21 、 +31の中間部に芝刈装置(4)を上F動
自在に懸架するとともに、車体(月前方に走行地の境界
である芝地の未刈地と既刈地との境界を判別するだめの
後記構成になる倣いセンサー(5A)。
(5B)を車体(1)前方左右夫々に設け、この倣いセ
ンサー(5A)、(5B)の境界検出結果に基いてステ
アリング制御されて所定走行コースを自動走行可能な無
人走行作業用としての芝刈作業車を購成しである。
尚、この芝刈作業磨は車体(II前方に接触式の障害物
感知センサー(6)を備えてあり、走行コース、Lに有
る障害物を感知可能なように構成されている。
更に、前記車体(1)には、この車体(1)の移動距離
を連続的に検出すべく任意の単位走行用PIU fK)
当り1回のパルスを発生する距離センサー(7)として
の第5輪(7A)を設けるとともに、走行方向を検出す
る方位センサー(8)を設けである。
そして、前記#J輪12+ 、 +21け操向車輪とし
て、通常は前記倣いセンサー(5k)、(5B)の境界
検出結果または障害物感知センサー(6)の障害物感知
結果に基いて、油圧シリンダ(9)によって左右方向に
所定量ステアリングさり、るべく構成しである。
前記倣いセンサー(5A) 、 (5B )は、夫々、
芝刈装置(4)の前方左右両端部分に配置された同一構
成になる一対の光センv  (S、、 S、) * (
S? I Sjv’−x′って構成されている。
前記光センサ−(S、、 S、) 、 (S?、 S?
)は、第8図に示すように、各々車体(1)に対して左
右方向に隣接して配置されたコの字形状のセンサーフレ
ーム(101、+10)を前記芝刈装置(4)に設けた
センサー取付7レームtillに固着し、このセンサー
フレームでいる。 そして、この発光素子(P、)と受
光素子(P、)との間に、車体(1)の走行に伴って導
入される芝の有無を感知することによって、未刈地1と
既刈地との境界をf’lJ別すべく購成しである。
そして、第4図に示すように前記光センサ−(S、、S
、)より成る倣いセンサー(5A)、又は、光センサ−
(S7.Sζ)ヨシ成る倣いセンサー(5B )+7)
 −方が未刈地(12B)上にある場合は、能力の倣い
センサーの外側に配された光センサ−(S、)又u−t
センサー(SS)のみが既刈地(12c) 、、hにあ
るようにステアリングされて走行し、芝刈作業地(12
A)周囲の回向地(12D)に至ると、これまで未刈地
(12B )側にあった倣いセンサーの方向に回向する
ように制御される。 尚、回向地(12D)は予め人為
的に既刈地にされてあり、この回向地(12D)に至っ
たことは倣いセンサー(5k)、(5B)ヲ構成Tル光
セン−y’ −(S、)、(S、)、(S、)、(sz
)余部が既刈地を検出することによって判別されるもの
である。
又、前記倣いセンサー(5A)、(5B)は光センサ−
(s、、 s、) 、 (s;、 s:)を用いるもの
に限らず、接触式、非接触式を問わず、どのような形式
のセンサーから構成してもよい。
一方、前記障害物感知センサー(6)は、車体(1)l
ift力で左右方向に略車体幅全体に亘って配置され、
通常は前方に向かつて付勢されており、障害物が接当す
ると夫々側5’Jllに後方へ回QJするように構成さ
れた4つの接触部材(6a)、(6b)、(6c)。
(6d)を設けるとともに、この接触部材(6a)、(
6b)。
(6c)、((Id)の後方への回動を検出するスイッ
チ(S、)・・を各基端部(6e)・・に設けた構成と
なっている。
そして、前記スイッチ(S、)・・の作IJ位置ニよっ
て、障害物感知センサー(6)への障害物接当位置範囲
を4分割して感知可能に]イ程成されている。
又、前記方位センサー(8)は、前記前輪+21 、 
+21の車軸部に設けられたポテンショメータ(8a)
によって、ステアリング方向とそのステアリング量とし
ての回動角を検出すべく構成しである。
尚、この力位センサー(8)としては、前記111輪+
21 、 (2+のステアリング角を検出する構成に変
えて、前記距離センサー(7)としての第5輪(7A)
の走行方向を検出する構成としてもよい。 更には、地
磁気等を感知することによって車体(1)の走行力向を
検出するような他の形式のセンサーを用いてもよく、罪
するに、車体(1)の走行方向が検出可能なセンサーで
あればどのような形式%式% 以下、前記構成になる各センサー(5A)、(5B)。
+61 、 +71 、 +81からの検出信号に基い
て、芝刈作業車の自動走行制御を行なう制御システムに
ついて説明する。
第5図に示すように、制御システムは、マイクロコンピ
ュータを主型部とする演算制御装置++31 K入力イ
ンターフエース(14)を介して前記倣いセンサー(5
A)、(5B)、障害物感知センサー(6)、距離セン
サー(7)、及び方位セン? −(81の各信号が入力
されてあり、これら各センサーからの信号に基いて、電
磁バルブ(151を作動させて、アクチエータである油
圧シリンダ(9)を駆動して、前輪+21 、 (21
と変速装置(16)を操作すべく、出力インターフェー
ス(1′71に演算結果である制御信号を出力すべく構
成しである。
そして、通常は、nf前記第4図に示すように、芝刈作
外地(12A)において、未刈地(12B)と既刈地;
 (12C)との境界に沿って倣い走行すべく、倣いセ
ンサー(5A)、(5B)からの未刈地・既刈地検出信
号に基いて前輪+21 、 +21をステアリング制御
する。
一力、この倣い走行中に、前記回向地(12D)間の走
行コース」二に障害物(12E)が有り、前記障害物感
知センサー(6)がこの障害物(12E)を感知すると
、前記倣いセンサー(5A) 、 (5B)による検出
信号に基いた倣い走行制御に優先して第7図斡)に示す
障害物回避制御が行なわれるべく構成されている。
以下、この障害物回避制御について説明する。
即t3、障害物IF&知センヴーー(6)のスイッチ(
S、)・・のいずれかが障害物を感知してONすると、
倣い走行制御が中断されて、前記変速装置(16)が操
作されて、車体(1)が一旦停止され、if前記センダ
ー−(6)のどの接触部材(6a)、(6b) 、(6
c)、(6d)に障害物が接当したかスイッチ(S、)
・・のON位置を調べ、中央の接触部材(6b)、(6
c)に当たっていれば、第7図(イ)に示すように、車
体(1)を−置所定距離後退させた後、所定方向へステ
アリングして前進させる。 この一旦後退させる場合に
は、どの接触部材が障害物に接触していたかを一時記憶
することによって迂回方向を決定しておき、その後前進
開始直前にその迂回方向へステアリングするのである。
 尚、この迂回す向の決定は、障害物に接当した部材と
は反対側にに当たっている場合は、第7図(ロ)に示す
ように、その部材とけ反対方向にステアリングして、そ
のまま前進させる。っ このようにして、障害物を迂回すべく前進開始後は、後
記前行程でティーチングされた走行コース情報に基いて
障害物回避前の走行コースの方向へ自動的に復帰すべく
ステアリングされ、その後は前記倣いセンサー(5A)
、(5B)による倣い走行制御によって所定方向に自動
走行すべく倣い走行制御が続行される。
次に、前記倣い走行制御および障害物回避制御の際に夫
々走行した走行コース情報をサンプリングして記憶する
ティーチングについて説明する。
この走行コースのサンプリンタは、第7図に)に示され
る様に距離センサー(7)によって、予め走行コースの
サンプリング間隔として決定しである所定移動距離(j
、)俗のパルスカクントにより発せられる信号によって
最優先で起動される割込み処理として構成しである。
そして制御用プログラム全体は、第7図KLK示すよう
に前記第4図に示した回向地(120)から未刈地(1
2B)へ車体(1)が進入して、倣いセンサー(5A)
、(5B)を構成する光センサ−(S、) 、、(S、
)。
(S;)、(幻のいずれかが未刈地を検出した時点から
開始され、全光センサー(Sθ、 (S、) 、 (S
’、) 、 (Sz)が回向地(12D)において既刈
地を検出した時点で終了するように、−行程毎の走行コ
ース情報をサンプリングして記憶するように構成しであ
る。
即ち、未刈地(12B)の回向地(12D)の一端から
倣い走行が開始される2同時に前記距離センサー(7)
からのパルス信号をカクント開始して、所定移動距離(
l。)車体(1)が走行すると、その時点での前記方位
センサー(8鼾によって検出された走行方向くθ〕と、
前記力クント開始時からの総移動距離(/Jを制御装置
(13内に設けである所定メモリ範囲に走行コースをサ
ンプリングしたティーチング情報として記憶するのであ
る。 この走行コース情報のサンプリング記憶は、前記
障害物回避制御時にも行なわれるもので、その際に走行
した所定移動距離(l。)毎のステアリング角、すなわ
ち走行力向(θ)も同様にして記憶する。
そして、次行程では、第4図に示すように、−行程毎に
走行方向が反転するので、irI記前行程でティーチン
グした走行コース情報を記憶した順序とは逆方向から書
七出すべく前記距離セン? −+71からの信号によっ
てメモリのアドレスを逆カクントすべく構成しであるう 又、この走行コースティーチング時に、前記倣いセンサ
ー(5A) 、 (5B )の少なくとも一方が未刈地
を検出しなくなって所定時間経過した場合け、その時点
で予め前行程でティーチングしである前行程の走行コー
ス情報(/?θ)を参照して、対f5する回向地(12
D)か4の総移動距離(1)地点での走行方向(θ)と
180度反転した方向に強制的にステアリングして前進
路せて、所定の走行方向へ自動的に走行すべく第7図e
Jに示される様にプレイパンク制御するのである。 尚
、このプレイバック制御は、走行コースの未刈地途中に
芝がはげた部分があって走行地の境界と同行地とを倣い
センサー(5A)、(5B)が′l!lj別できないよ
うな場合でも走行力向が大幅にずれないようにステアリ
ングさせることもできる。
又、走行中に障害物回避制御が行なわれた際にも、障害
物(12E)を迂回後の走行コースが同様にして、前記
ティーチングされた前行程走行コース情報(/、θ)に
基いて修正され、自動的に所定走行コーストに復帰すべ
くステアリングされるのである。
このようにして−行程毎にティーチングされた走行コー
ス情報(1,θ)Iri、回向地(12D)において、
中休(1)が方向転換する際に、前行程で記憶したメモ
リ範囲へ、現行程で新たにティーチングされた走行コー
ス情報(1,θ)をブロック転送して、記憶内容を順次
更新しなが9走行地の境界に沿って倣い走行するのであ
る。
従って、−行程分の走行コースのみを自動的にティーチ
ングするので、走行コース情報(/、θ)を記憶するメ
モリの使用量を大幅に少なくし得るのみならず、人為的
に走行コースをティーチングする必卯もないという効果
も有る。
尚、第7図(イ)〜に)は以上説明した制御装置(13
1の動作を示すフローチャートである。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明に係る無人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2図は芝刈作業車の全体
平面図、第8図は倣いセンサーの要部正面図、第4図は
所定走行コースの図解図、第5図は制御システムのブロ
ック図、第6図(イ)、(ロ)t/i障害物回避の図解
図、そして、第7図(イ)〜に)は制御装置の動作を示
すフローチャートである。 (1)・・・・・・中休、(5A)、(5B)・・・・
・・倣いセンツ゛−1(6)・・・・・・障害物感知セ
ンサー、(7)・・・・・・距離センサー、(8)・・
・・・・力位センサ−1131・・・・・・制御装置1
、第1図 第2図 第3図 1 第4図 第5@ 第7図 (三)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 往復走行工程を繰り返し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ように、各行程での
    処理済作業地と未娠理作業地の境界に沿って自動走行す
    べく、前記境界を検出する倣いセンサー(5A) 、 
    (5B)を備えた無人走行作業車であって、車体(1)
    の移動距離を検出する距離センサー(7)および走行力
    向を検出する方位センサー(8)を設け、前記往復走行
    工程の一行程を走行中に前記距離センサー(7)によっ
    て検出される所定移動距離毎に前記方位センサー(8)
    によって検出される走行力向をサンプリングすることに
    よって一行程分の走行コースのティーチングを行ない、
    前記倣いセンサー(5A)、(5B)が走行地境界を所
    定の量検出しなくなった場合は、前記前行程でティーチ
    ングされた走行コース情報に基いて走行すべくステアリ
    ングする手段を設けであることを特徴とする無人走行作
    業上。
JP57121565A 1982-07-13 1982-07-13 無人走行作業車 Granted JPS5914711A (ja)

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