JPS60184305A - 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、所定範囲の作業
地を、処理済作業地と未麩理作業地との境界を検出する
倣いセンサーの境界検出結果に基いて、ＭＵ記境界を検
出しながら予め定められた複数の走行行程に対する走行
順序シーケンスと、ひとつの走行行程を終了後に次行程
へ移動するための方向転換シーケンスとに基いて、自動
走行すべく構成しである自動走行作業車に関する。

従来より、この種の自動走行作業車、例えば芝刈作業車
等の対地作業車においては、周囲を予め処理済作業地に
しである所定範囲の作業地内の対地作業を自動的に行な
うために、この作業地を予め作業幅に対応した複数の走
行行程に分割して、この複数の走行行程間を順次移動し
ながら自動走行させる制御が行なわれている。

そして、上記各走行行程を走行する順序シーケンスとし
ては、各走行行程を並列に設定して、次行程ＶＣは１８
０度方向転換して移動する往復走行形式、あるいは、作
業地の外周部から内周方向へと順次作業地を回転する方
向に走行行程を設定して、次行程には９０度方向転換し
て移動する回り走行形式等が有るが、いずれの走行形式
の場合でも、方向転換シーケンスを開始するために各走
行行程の終了を検出する必要があるが、上記各走行行程
の距離を予め設定して、実際の走行距離と設定距離とを
比較したり、倣いセンサーが全て処理済作業地を検出す
ることによって一行程の終了を検出する手段が採用され
ていた。

しかしながら、作業地の状態が悪い場合等には、スリッ
プ等によって、実走行距離の誤差が増大したり、倣いセ
ンサーが行程端部を検出できなかったりする場合があっ
て、正常に方向転換でへなくなることがあった。

本発明は、上記実情ＶＣｆＩＩＫみてなされたものであ
って、その目的は、作業地や走行コースの境界状態が縣
い場合であっても、確実に自動的に方向転換可能な制御
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
、移動距離を連続的に検出する距離センサーを設け、前
記距離センサーによる検出移動距離が予め設定された各
行程の走行予定距離に対して所定距離以上ありかつ前記
倣いセンサーが行程端部を検出した場合、または、前記
検出移動距離が走行予定距離に対して前記所定距離より
大きく設定した所定距離以上ある場合に、前記方向転換
シーデンスを自動的に開始すべく制御するターン条件の
自動判別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揮されるに至っ
た。

即ち、走行予定距離に達し、かつ、倣いセンサーによっ
て行程端部が検出された場合は、従来同様ＩＣ自動的に
方向転換を開始するのみならず、倣いセンサーが誤動作
して行程端部を検出できなかった場合であっても、走行
予定距離に対して所定距離以上走行した場合には同様に
自動的に方向転換が開始されるので、誤まって、大きく
走行方向がずれることが無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＋１１の前・後輪（２）。

（３）の中間部に芝刈装Ｎ（４）を上下動自在に懸架す
るとともに、作業地１Ｎの境界である未刈地＋Ｂ）と既
刈地ｔｃ）の境界（Ｌ）を判別するための後記構成にな
る倣いセンサー（５）、（５）を車体ｆｌ＋前方左右夫
々に設け、この倣いセンサー＋５＋　、　＋５１による
前記境Ｗ　（Ｌｌ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。

更に、前記車体１０には、この車体＋１１の移動距離（
Ｊ）を連続的に検出すべく、単位走行用＠（１，）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（力位）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ｉｉｌ輸！２１　、　（２１および後輪’３）
　＊　＋３１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ｆ２１　、　ｔ：ｌｌ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りするとともに、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ｈ回部能ｒしである。

前記倣いセンサー（５）は、２つの光センサ−（Ｓ、）
、（Ｓ、）によって構成してあり、この光センサ−（Ｓ
、）、（Ｓ、）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
部代夫々コの字形状をしたセンサーフレーム（９１＊　
（９１を車体ｆｌ＋ｌｌ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（Ｐ、）とを一対として設け
、この発光素子（Ｐｌ）と受光素子（Ｐ、）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ｉＢ１
、既刈地（Ｃ１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−（Ｓ、）、（Ｓ、
）を用いるものに限らず、接軸式・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−（Ｓ、）　、　（Ｓ、）の各受
光素子（Ｐ、）、（Ｐρから得られる未刈地ＩＢ）と既
刈地＋Ｃ１の判別信号は芝が断続的に通過するために、
非連続なパルス状の信号となる。　従って、連続したヤ
Ｊ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１０）に入力すべく構成しである。

前記受光素子（Ｐヨ）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
１）を出力するプログラマプルカクンタ（１１）と、こ
のカクンタ（１１）のキャリーＧｌ（Ｃ，）によってリ
セットされるプリップフロップ１１７Ｊを設け、前記受
光素子（Ｐ、）の出力信号（Ｃυによって前記力クンタ
ｔｉｌｌをリセットするとともにフリップ７０ツブｔ１
２をセットすべく構成シてあり、このカクンタ（１１）
とフリップ７０ツブ（１２１ＶＣよってデジタルフィル
タｆ１３　ＶＣ構成して、未刈地＋８）および既刈地ｔ
ｃｌ夫々の状態に対応する連続した境界（Ｌｌの判別信
号（Ｃ，）を得るようにしである。

以下、このデジタルフィルタ（１３１の動作全簡単に説
明する。

前記力クンタｆｉｌ）けそのカウント値ＩＮ）に拘わら
ず前記受光素子（Ｐ、）の出力パルス数’ｊ５’　（Ｃ
，）　Ｋ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（１２けセットされる。　そして、芝が無く
なってこのパルス信％（Ｃ，）が″Ｌ″レベルになり、
かつ、所定距離（！。）走行して、前記力クンタｔｉｌ
ｌ　ｄ；　コノ所定距離（１，）ｖｃ対応するカウント
値まで前記距離センサー（６）の出カ信８（Ｃ，）勤り
ントした場合にのみ、前記カクンタ（１１１はキャリー
ｍｑ＜ｃ、）を出方してプリップ７０ツブ（１２１がリ
セットされる。　従って、このプリップフロップ（１２
１の出力には芝検出状態すなわち未刈、地ｆＢｌ、検出
に対応する“Ｈ゛ルベルたに芝無状態すなわち既刈地＋
Ｃ１検出に対応する゛Ｌ７゛レベルを連続的に繰返す境
界判別信号（Ｃ，）が得られるのである。

以下、前記構成になる倣いセンサー（５１、［５１、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、芝刈作業車の走行全制御する
制御システムについて説明する。

第８図に示すように、制御システムは主蓼部をマイクロ
コンピュータによって構成され九制御装置（ｌＯ）に、
前記各センサー（５）、（５）、　（６１１（７＋から
の信号を入力してあり、これら各センサー（５）、（５
）＊　（ｅｌ　＊　ｆ７＋の検出パラメータを演算処理
することによって、車体＋１１の走行方向および走行速
変を自動的に制御すべく、前・後輪＋２１　、　＋３１
夫々のステアリング操作用の油圧シリンダｆ１４１　、
１１５１を作動させる電磁パルプｆ１６１　、　＋１７
１および油圧式無段変速装置（１８１の変速位置を操作
するモータｆ１１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８図中、（Ｒ，）　、　（Ｒ，）は前・後輪（２
１、（３）の実際のステアリング角を検出して制御装置
＋１０１ｃフイーＦ　ハックするためのポテンショメー
タで、（Ｒ，）は同様にして変速装置（１秒の変速位置
を検出するポテンショメータである。

以下、自動的に方向転換する手段について説明する。

第４図に示すように、外周ティーチング等によって予め
設定しである各行程の予定走行距離（１ｍ）に対して、
所定距離（α）短く設定した距離（７ｍ−α）以上走行
したがどうかを前記距離センｆ’　−（８１による検出
μ距離（／ｌをチェックするとともに、前記倣いセンサ
ー（５）、（５）を構成する４つの光センサ−（Ｓ、）
　、　（ｓ、）−・のうち８つ以上の光センサーが既刈
地ｆＣ）を検出しているがどうかをチェックして、車体
＋１１が現走行行程−の行程端部に至ったかどうかをＷ
Ｊ別する。

−力、前記検出距離（／ｌが前Ｐ予定距離（７ｍ）に対
して所定距１１Ｎ（α１ｆｆｌ＜設定した甲離（１ｍ−
α）以上になっても倣いセンサー（５）、（５）が行程
端部を検出しなかった場合に、前記検出圧Ｍ　（１）が
予定距離（７ｍ）に対して所定距離φ）長く設定した距
離（１ｍ＋β）以上走行したかどうかをチェックして、
検出距離（１）がこの設定距離（１ｍ＋β）以上になっ
た場合は倣いセンサー（５）、（５）の検出信号の状態
に拘らず、強制的に方向転換シーケンスを起動するので
ある。

つまり、通常は倣いセンサー（５）、（５）による行程
端部検出結果に基いて方向転換し、倣いセンサーが誤動
作した場合は走行用！　Ｔｌ＋に基いて方向転換する、
というように、どのような場合であっても確実に方向転
換すべく制御するのである。

尚、前記予定距離（１ｍ）ＶＣ対して短かく設定するた
めの所定圧ｌＩｌ＃＠）の値は、例えば倣いセンサー（
５）、（６）の位置と芝刈装置（４）の作業範囲後端の
間の距雑等方向転換を開始しても刈残しが発生しない距
離に設定しである。　また、前記所定距離（７ｍ）に対
して長く設定するための所定距離（β）は予定距離（１
ｍ）に対して作業幅分と誤差を考慮して、誤まって一行
程分全部を空走したような場合であっても刈残しが生じ
ないように前記所定圧ｒｉｍ＜α）より長く設定しであ
る。

又、第５図は以上説明した制御装置１１０）の動作ヲ示
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自動走行作業草の実施例を示し、第
１図は芝刈作業車の全体平向図、第２図は倣いセンサー
の稗部正面図、第８図は制御システムのブロック図、第
４図に方向転換開始条件の説明図、そして第５図は制御
装置の動作ヲ示すフローチャートである。 （５）・・・・・・倣いセンサー、（６）・・・・・・
距離センサー、（り・・・・・・検出移動距離、（１ｍ
）・・・・・・走行予定距離、畔）、（角・・・・・・
所定距離。 代理人　弁理士　北　村　修

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 所定範囲の作業地を、処理済作業地（Ｃ）と未処理作業
   地ｆＢ）との境界ｔＬ）を検出する倣いセンサー（５）
   、（５）の境界検出結果に基いて、前記境界を検出しな
   がら予め定められた複数の走行行程に対する走行順序シ
   ーケンスと、ひとつの走行行程を終了後に次行程へ移動
   するための力量転換シーゲンスとに基いて、自動走行す
   べく構成しである　自動走行作業 車であって、移動距離（１）を連続的ＶＣ検出する距離
   センサー（６）を設け、前記距離センサー：６）による
   検出移動距Ｍ　（／ｌが予め設定された各行程の走行予
   定距離（７ｍ）に対して所定距離（α１以上ありかつ前
   記倣いセンサーｉａ）　、　（ｉｔが行程端部を検出し
   た場合、またに、前記検出移動距離（／ｌが走行予定距
   離（１ｍ）に対して前記所定用＠←）より大きく設定し
   た所定距離（ｌＩ）以上ある場合に、前記方向転換シー
   ケンスを自動的に開始すべく制御するターン条件の自動
   ヤＪ別手段を設けであることを特徴とする自動走行作業
   車。