JPS5977517A

JPS5977517A - 走行車輌

Info

Publication number: JPS5977517A
Application number: JP57188386A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Ito; 勝美伊藤; Osami Fujiwara; 修身藤原
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1982-10-27
Filing date: 1982-10-27
Publication date: 1984-05-04
Also published as: AU1491883A; JPH0368405B2; US4537271A; AU544830B2

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】本発明は走行車輌、詳しくは車体Ａｉ１部に非接触式の
障害物感知センサー’ｃ　（’ｉｆｆえた走行車輌に関
する。

従来のこの種の走行車輌、例えば、無人走行芝刈作業車
専の無人走行車輌においては、危険防止や衡突防止の点
から走行車体ｔｉｉＪ方の障害物を感知して車体の走行
を停止させる手段か必要であり、この様な手段には、ｌ
ｉｒ、（書物を確実に感知すると共に誤動作のないセン
サーが不可欠である。　そして、この様なセンサーとし
て、フォトセンサーや超音波センサーなどの非接触のセ
ンサーが採知されている。

そして、前記センサーがその感知エリア内で障害物を感
知すると、その時点で無条件に走行を停止させる制御、
あるいは障害物位置に応じて予め設定されたパターンで
この障害物を回避させる制御等が行なわれていた。

しかしながら、上記従来の制御手段では、以下に示す欠
点が有った。

即ち、センサーが障害物を感知すると無条件に走行を停
止させる場合は、確実に危険防止となるのであるが、非
常に作業効率が豊くなる欠点が有った。

一方、障害物が感知されるとこの障害物を回避して走行
させる制御が行なわれる場合は作業効率はある程度良い
のであるが、障害物が移動物体である場合に回避制御を
行なうと、物体の移動方向Ｖこよっては、回避制御が終
了しなくなって大幅に走行コースからン土ずれてしまっ
たりあるいは、物体に前装してし１うという欠点か有っ
た。

本発明は上記実情にとみて４ｉされたものであって、そ
の目的は、安全性の確保と作業効率の確保という相反す
る機能を兼ね備えた走行市輌を提供することにある。

上記目的を達成すべく、本発明による走行４ｆ輌は、前
記障筈物感知七ンサーの障害物感知結果に基いて、感知
された障害物が静止物体であるか移動物体でおるかを判
別するとともに、静止物体を感知した場合はこの物体を
回】（任シて走行し、移動物体を感知した場合は車体の
走イ１全自動的に停止させるべく制御する手段を設けで
あるという特徴を備えている。

上記特徴構成数に、下記の如き優れた効果か発揮される
に芋っだ。

即ち、走行中にセンサーが障害物を感知すると、その障
害物が静止物体であるか移動物体であるかを判別し、そ
の判別結果に対応した走行制御すなわち、静止物体であ
る場合は自動０勺に回避して走行させるとともに移動物
体でおる場合は車体を停止させるので、作業効率を悪イ
ヒさぜることなく安全性も確実に確保できるに至つだ２
゜以下、図面に爪づいて本発明の詳細な説明する。

第１図は無人走行可能な走行車輌としての芝刈作業車を
示し、車体ｆ１）の前輪（２）と後輪（３）の中間部に
ディスク型刈刃を内装した芝刈装置（４）７５：上下動
自在に帖架され、車体（１）の前部には後１己構成の非
接触式障害物感知センサー（５）としての１＆　音波セ
ンサー（５Ａ）を設けである。

更に、前記車体＋１）には、走行地の境界である既刈地
と未刈地の境界を検出する倣いセン４Ｊ−−（６Ａ）、
（６Ｂ）およびこの車体＋ｌ＋の移動距離を連続的に検
出すべく単位走行距離当り７回の７＜μヌを発生する距
離センサー（７）としての第５輪（７Ａ）を設けである
。

そして、通常は前記前輪（２１、（２）は操向車輪とし
て、前記倣いセンサー（６Ａ’）、（６Ｂ）の１７１　
’ｊｉ　＊ｋ　Ｉ記結果に基いて、油圧シ１ノンタ゛（
８）ｖこよって左矛丁方向に所定散アテアリンク゛きれ
るべく　（７ｊｔ　ｈＷしである。

一方、前記超せ波セン雪−（５Ａ’）　Ｋよって軒Ｈ，
’（’、ｉ子物を感知した場合は、前Ｋｉ５　（Ｍいセ
ン→Ｉ−−（６Ａ）。

（６Ｂ）による走行制御を中に＋ｉ　Ｌで１１ｇ’占物
）を田１僻する制御が行なわれるべく構１況しである。

前記倣いセンサー（６Ａ）、（６Ｂ）は′に々ＩＩ”ｌ
　　４Ｍ　Ｉｊ見になる２つの光センサ−（ｓ＋）　、
（Ｓ２）を−７１として構成されているものであって、
ｌ’、　２１図にフエ、すように、コの字形伏の七ン→
１−フレームＬ９１　、　（９１を所定間隔（ｄ）を隔
てて前記芝ス１１装置ｆ’＃ｔ４）に設けたセンサー取
付フレーム（ｌＯ）にｂｉｉｌ　ｆ？Ｉ−ｊると１＝　
＃）に、前記センサーフレーム（９）の内装ＩＩ　、ｋ
ｌ向１角Ｖこジく々づ口先素子（Ｐｌ）と受光素子（Ｐ
２）を−７・１としてη賃けてあり、この発光素子（ｓ
＋）と管）し素子（Ｓ２）との１７ｊｌに、車体＋１１
の走行に伴って導入される芝・７）冶−無を感知するこ
とによって、′Ａクスｌｊ也と既メ＋ｌ　ｉｌｌとの境
界を判別すべく構成しである。

そして、第３図に示すように前記光センサ−（Ｓ＋）　
、　（Ｓ２）　よりｆ戊るイ放いセンサー（６Ａ）　、
又は、倣いセン→Ｊ“−（６Ｂ）の一方が未刈地（ＩＩ
Ｂ）上にある場合は、他方の倣いセンサー・の外側に配
された光センサー（Ｓ２）のみが既刈地（ＩＩＣ）上に
あるようにステアリングされて走行し、芝刈作業地（Ｉ
ＩＡ）　Ｍ囲の回向地（ＩＩＤ）に至ると、これまで未
刈地（ＩＩＢ）側にあつ〆こ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（ＩＩＤ）は予め
人為的に既刈地にされてあり、その際に、前記芝刈作業
地（１１Ａ）の大きさを夫々左右の辺の距１１１ｆ　（
Ｌ＋）　、　（Ｌ２）として算出しである。　　そして
、この回向地（ＩＩＤ）に至ったことは倣いセンサー　
（６Ａ）＋（６Ｂ）を構成するｊつの光センサ−（Ｓ＋
　＋　５２）　＋　（Ｓｉ　Ｔ　Ｓｔ）全部が既刈地を
検出することによって判別されるとともに、前記距離セ
ンサー（７）によって継続的に計測している走行鞄屋（
／１．）と前記予め算出しである作業地（１１Ａ）の距
離（Ｌ２）とを比較することによっても判別されるもの
である。

ところで、前記芝刈作業地（ＩＩＡ）の大きさくＬｌ）
　、　（Ｌ２）を算出する手段としては、人為的な計測
手段、または、先に出願された「無人走行作業者」（特
願昭５７−１２１５６４号）で提案された外周ティーチ
ングの手段によって行なってもよい。

又、前記倣いセンサー（６Ａ）、（６Ｂ）は光子ン→ノ
゛（Ｓｌ　＊　８２）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、前記超音波センサー（５Ａ）は、重体前方の所定
範囲（少なくとも芝刈装置（４）を含めた市体幅以上）
に亘って超音波を１１ｔ１歇的に送信し、この間歇送信
の間に障害物からの反射波を受信することによって、障
害物（ＩＩＥ）を感知するとともに、超音波の送・受信
に要した時間に県いて障害物（ＩＩＥ）までの距＃（ｔ
＋）を検出するものである。

四に、この超音波の間歇送信の時間間隔（ｔｏ）の間に
車体（１）が移動する距＃（１−ｏ）を前記距Ａｌｆｆ
センザー（７）によって計測して、前記感知された障害
物（ＩＩＥ）までの距離を予測するとともに、この予測
距離（ｔ２）と実際の計測距離（ｔｌ）とを比較してそ
のｋｎ　＝物（ＩＩＥ）が静止物体であるか移動物体で
あるかを判別するのである。

以下、前記構成になる各センサー（５Ａ）　、　（６Ａ
）。

（６Ｂ）　、　（７１からの検出信号に承いて、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４図に示すように、制御装置（Ｉ２）は、マイクロコ
ンピュータを主要部とする演算装置（１３）に入力イン
ターフェース（１４）を介して前記倣いセンサー　（６
Ａ）、（６Ｂ）　、障害物感知センサー（６）、距離セ
ンサー（７）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（１５）を作動さ
せて、アクチエータである油圧シリンダ（８）を駆動し
て、前輪＋２１　、　（２）と変速装置（１６）を操作
すべく、出力インターフェースθη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、前記第８図に示すように、芝刈作業地
（ＩＩＡ）において、昶刈地（ｔｔＢ）と既刈地（ＩＩ
Ｃ）との境界１（（沿って倣い走行ラベく、放いセンサ
ー（６Ａ）、（６Ｂ）からの未刈地・咀刈地検出信号に
岳いて前輪（２１、＋２１をステアリング制御する。

一方、との倣い走行中に、前記回向地（ＬＩＤ）間の走
行コース上に障害物（１１１ζ）が有り、前１ｆ己障害
物感知センザー（５）がとの障害物（ＩＩＥ）を感知す
ると、前記倣いセンサー（６Ａ）、（６Ｂ）による検出
信号に故いた倣い１［二行制御に＋６ｆ先して障害物回
避制御が行なわれるべく（苦１戊されている。

以下、この障害物回避ｒｌｔ制御について説明する。

即ち、前記障害物感知センサー（５）としての７（δイ
音波センサー（５Ａ）が１）倍害物（ＬＩＥ）を感知す
ると（５Ａ）によって繰返し計測する。

そして、走行速度が減速された後に、前記超音波センサ
ー・（５Ａ）が超音波を間歇送信するＩＦ！１間（ｔｏ
）間隔の間に車体ｆｉｌが移動するＡ’ｌ−ｉ　Ｘｌ、
’　（ｔｏ）を距時開（【０）の間に丈化する障害物（
ＬＩＥ）’、４での予測距離（Ａ２）をＬ￥出する。

次に、この予４１す距離（Ａ２）と超音波センサー（５
Ａ）によって計測される実際の１章可物（］ＩＩＥ　ｉ
での距離（ｔｌ）とを比較して、この距離（ｔｌ）が前
記Ｐ　測に’ｌｉ　＠　＜’１１）　Ｋ　ＺＩシテｔ７
１’容誤差顛（ｆＭ　（ｔＡ）　内テある場合（は静止
物体であると判別して、後記回避制御を行なうのである
。

一方、前記予測距離（Ａ２）に対して実際の計測距離（
ｔｌ）が許容誤差（払）範囲外となった場合は移！Ｉｌ
！＋物体であると判別して、前記反還装置（国を操作し
て自動的に走行を停止させるのである。

以Ｊ：、前記障害物（１１Ｅ）が静止物体である場合の
回避、１ｒｌＪ　ｍｌについて説明する７、即ち、第６
図に示すように、前記超茸岐センサー（５Ａ）によって
、障害物０ｘＥ）までの距離Ｃ１，）が所定距離（ｚ、
’）となるまで距離計測を繰り返［−ながら接近した後
、前記既刈地（ｌｌｃ）方向へＩＩ記＋５ｉＨｒｎｉＨ
２１、（２１をステアリングして所定距離（Ａ８）前進
し、更に所定距離（／−４）ｉび進した後、未凹地方向
に逆ステアリングして、障占′物（ＩＩＥ）を回避して
、所定の走行コース上に復帰させるのである。

そして、その後は、前記倣いセンサー（６Ａ）。

（６Ｂ）の境界検出結果に基いて、通常の倣い走行制御
が行なわれ、芝刈作業がＭ続して行なわれるのである。

尚、第４図中、（Ｒ）は前１ｌｉｉＩｉ（２］　、　（
２）のステアリング量を検出するポテンションメータで
、第６図（イ）、（ロ）は制御装置θ沁の動作を示すフ
ローチャートである。

次に本発明の別実施例について説明する。

この別実施例は前記＃害物想知センサー（５）を第１図
および第５図中、点線部で示すように左右２つの超音波
センサー（５Ａ）、（５Ｂ）によって構成しであるもの
で、他の八−ドウエアは同一構成である。

そして、第７図に示すように、前記２つの超音波センサ
ー　（５Ａ）、（５Ｂ）によって障害物（Ｉ　ＩＥ）の
車体ｆ１＋に対する左右方向の位置範囲を３分割して１
盛知可能に構成してあり、車体ｔｌ）に対して左右方向
に移動する物体と静止物体とを判別可能に構成してあり
、障害物が静止物体である場合は、その位置に対応して
効率的に回避するとともに、移動物体゛である場合は自
動的に走行を停止させる制御を行なうのである。

即ち、前記倣いセンサー（６Ａ）、（６Ｂ）の境界検出
結果に基いて、所定走行コークを自動的に走行中に前記
超音波センサー（５Ａ）、（５Ｂ）のいずれかが障害物
（ＩＩＥ）　ｆ感知すると、第８図に示す感知エリア判
別テーブルに基いて障害物（１１Ｅ　）の位置（、Ａｌ
、’　Ａ２．　Ａ８）を判別するとともにこの障害物（
ＩＩＥ）を回避するに必要なヌテｉ’　ＩＪング量（２
）を決定する。

そして、前記超音波センサー（５Ａ）、（５Ｂ）によっ
て障害物（ＩＩＥ）の位置を繰返し計測して、前記感知
エリア判別テーブルに基いて判別された位置が変化する
かどうかチェックして、この位置腿化が無いｊづ合は障
害物が静止物体であると判別して、前記予ｎ〕決定しで
あるステアリング量（Ｍ）で前輪＋２）　、　（２＋を
既刈地方向にステアリング操作して障害物（１１Ｅ）を
回避して自動的に走行するのである。

一方、前記障害物（ＬＩＥ）位置を繰返し「１１期中に
その判別位置が反動した場合は、障害物が移動物体であ
ると判別して、自動的に車体（１１の走行を停止させる
のである。

尚、第９図（イ）、（ロ）は以上説明（７た障害４勿（
ＩＩＥ）の位置全判別して回慣させる制御装置０２）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走イ］車Ｗ４の魯実漉例を示し、第
１図は芝刈作柴車の全体平面図、第２図は倣いセンサー
の要部正面図、第３図は芝刈作業の説明図、第４図は制
御システムの１０ツク図、８５図は障害物感知の説明図
、第６図（イ）。（ロ）は制御装置の動作を示すフローチャート、第７図
は別実施例の障害物感知の説明図、第８シ１は障害物位
置判別のテープ？し、そして、・Ｂ９しＩ（（ｌ　、　
Ｃ口）は別実施例の制御装置のＩｔノ＋作を示すフロー
チャートである。＋＋＋・・・・・車体、＋５）　＋’　（５Ａ）　、　
（５Ｂ）・・・・・・非接触式障冴物感知センザ−１（
１，）・・・・・・所定時開、（ｔｏ）・・・・・・所
定時間当りの移動距晴、（ｔｌ）・・・・・・障害物ま
での計測距離、（Ａ１）〜（Ａ８）・・・・・・物体位
置。ｃ０ −　　　　　　　　　　　「１第６図（４）（ロ）第９図（イ）（ロ）

Claims

【特許請求の範囲】 ■　車体＋１＋前部に非接触式の障害物感知センサー（
６）を俯えた走行車輌であって、前記障害物感知結果に
占（１いて、感知された障害物が静止物体であるか移動
物体であるかを判別するとともに、静止物体を感知した
場合はこの物体を回避して走行し、移動物体を感知した
場合は車体（１）の定行を自動的に停止させるべく制御
する手段を設けであることを特徴とする走行車ｌ１ｉｉ
ｌｉ。 ■　前記制御手段は、前記障害物感知センサー（ｆｉｌ
によって、１９「定時間（ｔｏ）間隔毎に繰返して障害
物捷での距ｂ’ｉｉＵ　（ＬＬ）を計１１１１するとと
もに、車体ｆｉ１の前記所定時間（ｔｏ）当りの移動用
Ｍｌ’　Ｃｔｏ）の変化に対応して開化する前記物体ま
での予測距離（柳に対する前記計測距離（ｔｌ）の変化
との相異の有・無に基いて静止物体と移動物体とを判別
すべぐ（７４１戊して冴）ることを特徴とする特許請求
の範囲第（＋）項に記載、の走行小軸。 ■　前記制御手段は、＋＋ｉＩ記障害物感知センサー（
６）を車体（１）の左右方向に対する物体位ＩＫｔ　’
ｃ　ａ数段階に感知すべりｊ（【体（１）左右方向に並
設された複数個の非接触式μし害物センサー（５Ａ）。（５Ｂ）によって構成し、かつ、所定時間（ｔｏ）間隔
毎に繰返し計測される物体位ｔＮｆｆｉ　（Ａ＋　＋Ａ
ｚ＋Ａｓ）の変化の有・無に基いて［）１１記静止物体
と移動物体とを判別すべく構［Ｉν；しである４１を特
徴とする特許請求の範囲第０項に記載の走行車輌。