JPS60120903A - 自動走行作業車 - 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、自動走行作業車、詳しくは、予め設定された
所定行程の走行距離を各行程の未処理作業地と処理済作
業地との境界に沿って自動的に走行すべく、前記境界を
検出する倣いセンサーを車体両側に備えた自動走行作業
車に関する０ 従来より、この種の自動走行作業車においては、各行程
を上記倣いセンサーによる境界検出結果に基いて自動走
行させる倣いステアリング制御を行なうとともに、上記
予め設定された行程数を走行すると自動的に停止させて
作業を自動的に終了させる制御が行なわれていた。

そして、上記予め設定する走行行程数は作業車の作業幅
と作業地の大きさとに基いて計算により算出していたの
であるが、各行程を自動走行するために未処理作業地と
処理済作業地との境界に清うように制御しているために
、実際の作業幅は作業車の作業幅に対しである程度変動
する。

従って、作業地の状態や形状によっては予め設定した行
程数と実際の走行行程数とを単に比較するのみでは未処
理部を残したままで作業終了してしまう場合があった。

しかしながら、このようにして残された未処理部は通常
作業車の作業幅と実際に作業した幅との誤差に基いて発
生している場合が多いために、この残存未処理部の幅は
通常狭いものであり、また直線性が良い場合は少なく、
上記倣いセンサーによる境界検出結果のみによっては自
動走行することができない場合が多いため、従来は、上
記残存未処理部を発生した場合は人為的に作業車を運転
して作業を行なっていたのである。

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、予め設定された行程数を自動走行した後も残
存未処理部が発生した場合は自動的に作業を経続可能な
手段を備えた自動走行作業車を提供することにある。

上記目的を達成すべく、本発明による自動走行作業車は
、走行距離を検出する距離センサー、走行方向を検出す
る方位センサーおよび走行行程数をカウントする手段を
設け、前記走行行程数が前記所定行程に達し、かつ、そ
の行程における前記境界に対して反対側の倣いセンサー
が処理済作業地を検出している区間の走行距離と予め設
定しであるその行程の距離との比率が予め設定しである
所定比率以下である場合には、更に一行程分を前記方位
センサーによる検出方位と予め設定しである基準方位と
の比較結果のみに基いて自動走行すべく制御する手段を
設けである点に特徴を有する。

上記特徴故に下記の如き優れた効果が発輝されるに至っ
た。

即ち、予め設定された行程数を走行した後も未処理部が
有る場合は自動的に更に一行程分を方位センサーによる
検出方位のみに基いて自動走行するので、残存未処理部
の状態や形状に拘らず、この未処理部が無くなるまで自
動的に作業が経続されることとなって、確実に作業地全
体を未処理部を残すことなく自動走行させることができ
るに至った。

以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する０ 第１図に示すように、車体（１）の前・後輪（２）。

（３）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、作業地ＦＡ）の境界である未刈地（Ｂ）と
既刈地（Ｃ）の境界（Ｌ）を判別するだめの後記構成に
なる倣いセンサー（５）　、（５）を車体（１）前方左
右夫々に設け、この倣いセンサー（５）　、　（５）に
よる前記境界（Ｌ）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自動走行作業車
としての芝刈作業車を構成しである。

史に、前記車体（１）には、この車体（１）の移動距離
（１）を連続的に検出すべく、単位走行距離（ｌＯ）当
り所定個数のパルス信号を発生する距離センサー（６）
としての第５輪（６Ａ）を設けるとともに、車体（１）
の向き（方位）を検出すべく、地磁気の強度変化を検出
することによって方位を検出する地磁気センサーを方位
センサー（７）として設けである。

尚、前記前輪（２）　、　（２）および後輪（３）　、
　（３）はそのいずれをもステアリング操作可能に構成
してあり、前・後輪（２＞　、　（３）を同一方向にス
テアリング操作することによって、車体（１）の向きを
変えること無く平行移動するとともに、前・後輪（２）
。

（３）を相対的に逆方向にステアリング操作することに
よって非常に小さな旋回半径で旋回可能にしである。

前記倣いセンサー（５）は、２つの光センサ−（８１）
。

（Ｓ２）によって構成してあり、この光センサー（Ｓｌ
）。

（Ｓ２）は、第２図に示すように、前記芝刈装置（４）
に基端部を固定された支持フレーム（８）の先端部に夫
々コの字形状をしたセンサーフレーム（９）、（９）を
車体（１）左右方向に隣接して配置するとともに、この
センサーフレーム（９）の内側対向面に夫々発光素子（
Ｐｌ）と受光素子（Ｐ２）とを一対として設け、この発
光素子（Ｐｌ）と受光素子（Ｐ２）との間を通過する芝
の有・無を感知することに−よって未刈地（Ｂ）、既刈
地（Ｃ）を判別すべく構成しである。なお、倣いセンサ
ー（５）としては光センサ−（８１）、（Ｓ２）を用い
るものに限らず、接触式・非接触式をとわす、どのよう
な形式のセンサーから構成してもよい。

そして、前記光センサ−（８１）、（Ｓ２）の各受光素
子（Ｒ２）　、　（Ｒ２）から得られる未刈地（Ｃ）の
判別信号は芝が断続的に通過するために、非連続的なパ
ルス状の信号となる。従って、連続した判別信号に変換
すべく、積分処理を行なった後に後記制御装置００に入
力すべく構成しである。

前記受光素子（Ｒ２）の出力信号（Ｃ１）を積分処理す
るに、前記距離センサー（６）の出力パルス数をカウン
トして予め設定されたカウント値毎にキャリー信号（Ｃ
２）を出力するプログラマブルカウンタ（１１）と、こ
のカウンタＯυのキャリー信号（Ｃ２）によってリセッ
トされるフリップフロップ＠を設け、前記受光素子（Ｐ
ｌ）の出力信号（Ｃ１）によって前記カウンタ（ｌυを
リセットすると共にフリップフロップＱ′４をセットす
べく構成してあり、このカウンタ０υとフリップフロラ
１θ秒によってデジタルフィルタ０４に構成して、未刈
地（Ｂ）および既刈地（Ｃ）夫々の状態に対応する連続
した境界（Ｌ）の判別信号（Ｃｏ）を得るようにしであ
る。

以下、このデジタルフィルタθ免の動作全簡単に説明す
る。

前記カウンタａηはそのカウント値に拘わらす前記受光
素子（Ｒ２）の出力パルス信号（Ｃ１）によって繰返し
リセットされるとともに、フリップフロップｑりはセッ
トされる。そして、芝が無くなってこのパルス信号（Ｃ
１）がＷＬ”レベルにな如、かつ、所定距離（ｌｏ）走
行して、前記カウンタ０１）がこの所定距離（ｌＯ）に
対応するカウント値まで前記距離センサー（６）の出力
信号（Ｃ３）をカウントした場合にのみ、前記カウンタ
Ｑｌ）はキャリー信号（Ｃ２）を出力してフリップ７０
ツブｏ４がリセットされる。従って、このフリップフロ
ップ（１″４の出力には芝検出状態すなわち未刈地（Ｂ
）検出に対応するＩＨ替レベルまたは芝無状態すなわち
既刈地（Ｃ）検出に対応するｗ　Ｌ　ｗレベルを連続的
に繰返す境界判別信号（Ｃｏ）が得られるのである。

以下、前記構成になる倣いセンサー（５）　、　（５）
、距離センサー（６）、および方位センサー（７）によ
る各検出パラメータに基いて、芝刈作業車の走行を制御
する制御システムについて説明する。

第８図に示すように、制御システムは主要部をマイクロ
コンピュータによって構成された制御装置ｔｔａｃｐに
、前記各センサー（５）　、　（５）　＋　（６）　ｌ
　（７）からの信号を入力してあり、これら各センサー
（５）。

（５）　、　（６）　、　（７）の検出パラメータを演
算処理することによって、車体（１）の走行方向および
走行速度を自動的に制御すべく、前・後輪（２）　、　
（３）木々のステアリング操作用の油圧シリンダａ４）
、　ａｉを作動させる電磁バルブａＳ　、　ａηおよび
油圧式無段変速装置（至）の変速位置を操作するモータ
ｏす等の各アクチェータを駆動する制御信号を生成すべ
く構成しである。

尚、第４図中、（Ｒ１）、（Ｒ２）は前・後輪（２）　
ｌ　（３）の実際のステアリング角を検出して制御装置
ａ。

にフィードバックするためのポテンショメータで、（Ｒ
３）は同様にして変速装置（至）の変速位置を検出する
ポテンショメータである。

（ＮＯ）未満の場合は、前記倣いセンサー（５）　Ｉ　
（５）による境界（Ｌ）検出結果に基いて、あるいは、
前記方位センサー（７）による検出方位（Ｆ）と基準方
位（ＦＯ）との比較結果による方位制御を併用して、通
常の倣い制御により各行程を芝刈作業を行ないながら自
動走行するとともに、各行程端部で次行程方向に自動的
に予め設定しである制御パターンに基いて方向転換を行
なって、連続的に往復走行するのである。

なお、前記方向転換は、前記倣いセンサー（５）。

（５）が両方既刈地（Ｃ）を検出し、かつ、予め設定し
である一行程の基準距離（ｌα）以上実際に走行したこ
とを検出した場合に開始すべく、ターン条件を判別する
ように構成するとともに、方向転換が行なわれると実際
に走行した行程数Ｎすなわちターン回数をカウントする
ようにしである。

そして、前記実際の走行行程数Ｎが予め設定しである所
定行程（ＮＯ）に達すると、この最終行程では、前記同
様に実走行距離（１）と前記基準距離（ｌα）とを比較
チェックするとともに、前記境界（Ｌ）に対して反対側
に位置する倣いセンサー（５）の境界判別信号に基いて
倣いセンサー（５）が既刈地（Ｃ）を検出している間の
走行距離（１）と前記基準距離（ｌα）との比率（ｔｙ
ｔａ＞をチェックし、この比率（１／ｌ　ａ）が予め設
定しである所定比率ｆ、）以下である場合、す々わち、
次行程側に未刈地（Ｂ）部分が残存していることを検出
すると、前記方向転量後さちに一行程分（／、）を前記
方位センサー（７）による検出方位（Ｆ）と基準方位（
Ｆｏ　）との比較結果のみに基いてステアリング制御す
ることによって走行させるのである。

尚、第５図は以上説明した制御装置の動作を示すフロー
チャートである。

又、前記予め設定する行程数（ＮＯ）は前記第４図に示
す作業地（Ａ）の幅（／Ａ）を芝刈装置（４）の作業幅
（Ｓ）で除算して算出したものである。

更に又、この作業地（Ａ）の大きさくｌα、ｔｂ）や基
準方位（ＦＯ）の設定は予め人為的に行なっても、ある
いは作業地ＧＡ）の外周を予め走行して距離や方位をサ
ンプリングする外周ティーチング等の手段によって自動
的に設定すべく構成してもよい。そして、このように自
動設定する場合は、作業地（Ａ）の外周を走行する方向
すなわち右回り・左回り、いずれの方向へ走行するかに
基いて、その後の自動走行の際に前記左右の倣いセンサ
ー（５）、（５）のいずれの側のセンサーを境界（Ｌ）
の判別に用いるかを自動的に設定すべく構成してもよい
。

更に又、本実施例では、所定行程を連続して自動走行す
るに、往復走行を行なう場合についてのみ説明したが、
前記作業地（Ａ）の外周より内周方向へと各辺を作業幅
（Ｓ）を減じながら順次回向するいわゆる回り走行形式
の場合でも、同様？ にして残存未処理部を自動的に走行させることが可能で
ある。

更に又、前記方位制御のみによって走行する追加された
一行程の距離は最初に設定した基準距離（ｌα）ではな
く倣いセンサー（５）が既刈地（Ｃ）を検出している区
間の距離（１）と基準距離＜ｔａ）との差に基いて設定
してもよい。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る自動走行作業車の実施例を示し、第
１図は芝刈作業車の全体平面図、第２図は倣いセンサー
の要部正面図、第３図は制御システムのブロック図、第
４図は自動走行の説明図、そして、第５図は制御装置の
動作を示すフローチャートである。 （１）・・・・・車体、（５）、（ｂ）・・・・・倣い
センサー、（６）・・・・距離センサー、（７）・・・
・方位センサー、（Ｂ）・・未処理作業地、（Ｃ）・・
・・処理済作業地、（Ｌ）・・・境界、（ＮＯ）・・・
・・・所定行程、Ｎ・・・・・・走行行程、（１）、ｆ
／）・・・・走行距離、（／、）・・・・−行程距離、
（α）・・・・・所定比率、（Ｆ）・・・・・・検出方
位、（ｖＯ）・・・・・基準方位。 代理人　弁理士　北　村　修

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 予め設定された所定桁＠　（Ｎｏ）の走行行程を各行程
   の未処理作業地（Ｂ）と処理済作業地ρ）との境界（Ｌ
   ）に活って自動的に走行すべく、前記境界（Ｌｌを検出
   する倣いセンサー（５）　、　（５）を車体（１）両側
   に備えた自動走行作業車であって、走行距離を検出する
   距離センサー（６ｊ１走行方向を検出する方位センサー
   （７）および走行行程数（ロ）をカウントする手段を設
   け、前記走行行程数Ｎが前記所定行程（Ｎｏ）に−し、
   がっ、その行程における前記境界（Ｌ）に対して反対側
   の倣いセンサー（５）が処理済作業地ρ）を検出してい
   る区間の走行距離（／’）’と予め設定しであるその行
   程の距離（ｊα）との比率が予め設定しである所定比率
   （ａ）以下である場合には、更に一行程分を前記方位セ
   ンサー（７）による検出方位（Ｆｌと予め設定しである
   基準方位（Ｆｏ　）との比較結果のみに基いて自動走行
   すべく制御する手段を設けであることを特徴とする自動
   走行作業車。