JPS60184308A - 刈取作業車 - 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、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、およびこのセンサーに
よる境界検出結果に基りて自動的にステアリング操作す
る手段を備えた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１例えば芝刈作業車
等の対地作業車におｈては１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、上記各走行行程では、上記倣いセンサーによる
各行程での処理済作業地と未処理作業地の境界検出結果
に基いてこの境界に沿って自動走行すべく、センサーが
境界からずれたことを検出すると、そのずれ方向とは逆
方向にステアリング操作することによって車体が境界に
沿うように走行方向を自動修正するステアリング制御が
行なわれている。

し７３島シながら、前記境界検出は、走行地が未処理作
業地であるか処理済作業地である７３為を検出すること
によって行なっているために１作業地の状態によって前
記境界の連続性が悪くなる場合があるが、この作業地の
状態に拘らず、車体を境界へ沿わせるためのステアリン
グ操作を予めパターン化した一定のステアリング角で行
なっていたために、以下に示すような不都合が有った。

即ち１例えば芝刈作業を行なう場合には作業地の芝の疎
密によって境界が非連続となり、従って、この芝の疎密
に起因する境界の非連続性に対応することなく一定のス
テアリング操作角でステアリング＊Ｊ淘を行なうと境界
への追従性が悪くなって車体の蛇行が多くなり、作業跡
の美観が悪くなる場合があった。

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１作業地の状態が悪い場合であっても境界への
追従性が良いステアリング操作手段を備えた自動走行作
業車を提供することにあ石。

上記目的を達成すべく１本発明による自動走行作業車は
、前記境界色）の非連続性の程度を予め設定する疎密指
示手段（ＶＲ）を設け、この指示手段（ＶＲ）による非
連続性設定条件に基Ａて、前記境界色）方向に車体ｆｉ
ｌの向きを修正するときの未処理作業地（Ｂ）方向およ
び処理済作業地Ｃ）方向大々のステアリング操作角（θ
Ｌ）、（ＯＲ）の差を自動的に変（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揮されるに至
った。

即ち、境界の非連続性つ壕り作業地の状態を予め指示す
ることによって、境界へ復帰するためのステアリング操
作角を、未処理作業地と処理済作業地の夫々に対応して
、自動的に便更して、最適値に設定させることができる
ので１種々の作業地状態に浦単に対応できるとともに。

境界に対する追従性が大幅に良くなった。

以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。

＠１図に示すように、車体＋１）の前・後輪（２）。

１３）の中間部に芝刈装置１４）を上下動自在に懸架す
るとともに、作業地（至）の境界である未刈地（Ｂ）と
既刈地Ｃ）の境界色）を判別するための後記構成になる
倣ｈセンサー１ｆｉｌ　、　［５１を車体［１）前方左
右夫々に設け、この倣いセンサー＋５１　、　＋５１に
よる前記境界（［、）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自動走行作業
車としての芝刈作業車を構成している。

虹に、前記車体Ｔｌ）には、この車体ｆｉ＋の移動路！
１１　（１）を連続的に検出すぺ〈、単位走行側Ｍ（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ｉ１）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、前記車輪＋２１　、　ｆ２＋および後輪＋３１　、
　（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＋２１　、　ｆｉ＋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ｈセンサー（５）は、２ろの光センサ−（Ｓ、）
、（Ｓｌ）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］
４１都に犬々コの字形状をしたセンサーフレーム［９１
、１９＋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（Ｐ８）と受光素子（ｐｇ）とを一対として設
け、この発光素子（Ｐ、）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（６
）、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−（Ｓ＋　）　、
（Ｓｓ　）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＾。

そして、前記光センサ−（３１）、（Ｓｌ　）の受光素
子Ｃｐｓ　）、（ＰＩ　）から得られる未刈地［Ｆ］）
と既刈地（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（１０）に入力すべく構成しである。

前記受光素子（Ｐハの出力信号（Ｃ，）を積分処理する
に、＠８図に示すよう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（Ｎ
ｏ）毎にキャリー信号（Ｃ，）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
ー信号（Ｃ＊）　ｔｉｃよってリセットされるツリツブ
フロップ＋＋２１を設け、前記受光素子（Ｐ、）の出力
信号（Ｃ，）によって前記カクンタ旧）をリセットする
とともにフリップフロップｕｚをセラトスへ〈構成して
あり、このカクンタ旧）と７リツプフロツプσカによっ
てデジタルフィルターに構成して、未刈地１Ｂ）および
既刈地Ｃ）夫々の状態に対応する連続した境界（１，）
の判別信号（Ｃ０）を得るようにしである。

以下、このデジタルフィルターの動作を簡単に説明する
。

前記カクンタ（１１）はそのカウント値■に拘わらず前
記受光素子（Ｐ、）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、クリップフロップ１１
２１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，）が＠Ｌ″レベルになり、かつ所定距離
（１０）走行して、前記カクンタＦｉｌｌがこの所定距
離（１０）に対応するカウント値（Ｎｏ）まで前記距離
センサー（６）の出力信号（Ｃ１）をカウントした場合
にのみ前記カクンタｕ＋ｌ　Ｉｄキャリー信号（Ｃ１）
を出力してフリップ７０ツブ０２１がリセットされる。

　従って、このフリップフロップ（１２１の出力には芝
検出状態すなわち未刈地０３）検出に対応する”Ｈ”レ
ベルまたは芝ｌＩ世状態すなわち既刈地（Ｃ）検出に対
応するＬ”レベルを連続的に繰返す判別信号（Ｃ０）が
得られるのであるＯ 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）にょる
各検出パラメータに基りて、芝刈作業車の走行を制御す
る制御システムにつｈ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ｆｌｏｌに、
前記各センサーｆ５１　、　＋５１　、　＋６１　、　
＋７１からの信号を入力してあり、これら各センサー（
５）、　＋５１　、　（６１、＋７１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ぺく、前・後輪１２１　、
　ｔａｌｌ夫々のステアリング操作用の油圧シリンダ０
４１　、　＋１５１を作動させる電磁パルプ（１１，α
ηおよび油圧式無段変速装置壬の変速位置を操作するモ
ータ（ｌ満等の各アクチエ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、　（Ｒ１）、（Ｒｊ）は前・後輪＋２１
　、１ｕｌｌの実際のステアリング角を検出して制御装
置（ｌＯ）にフィードバ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−の変速位装置を
検出するポテンショメータである。

又、　（ＶＲ）は境界（Ｌ）の非連続性を予め設定する
ための芝の疎密指示手段としてのポテンショメータであ
る。

以下、前記倣ｈセンサー＋５１　、　（５１による境界
色）検出結果に基すて、車体＋１１が前記境界（Ｌ）ｔ
／ｃ沿って自動走行するときのステアリング操作角（θ
）と前記デジタルフィルタａ□□□の積分時定数（１）
すなわちプログラマブルカクンタｆｌｌ＋・・のカウン
トプリセット値を１作業地回の状態すなわち芝の疎密に
対応して、自動的に設定する手段につｈて説明する。

前記ポテンショメーク（ＶＲ）による設定値をＡ／Ｄ変
換器等によってデジタル値に変換して制御装置（ｌＯ）
に読込むとともに、第４図に示すように、予めテーブル
化しである芝の疎密に対応する８段階の各ステアリング
操作角（θＬ）、（θＲ）および積分時定数（τ）の組
み合せを自動的に選択変更すべく構成しである。

即ち、前記ステアリング操作角（θ）＃ｉ、芝が密な状
態では、未刈地（Ｂ）方向および既刈地Ｃ）方向のいず
れの操作角（σＬ）、（σＲ）も大きな角度（θｌ）例
えば／θ度程度、となるようにしである。　中間では、
未刈地の）方向への操作角（θＬ）を前記大きな角度（
θ１）よりさらに大きな角度（θ３）、例えば７５度、
とし、既刈地Ｃ）方向への操作角（θＲ）を前記芝が密
な場合の角度（θ１）より少し小さｈ角度（θ：）、例
えば２度、で行なうようにしである。

そして、芝が疎な場合は、未刈地（Ｂ）方向への操作角
（θＬ）は前記角度（θＩ）、（θ、）よりもさらに大
きな角度（θ３）、例えば−２０度、とし、既刈地Ｃ）
方向への操作角（θＲ）は最も小さな角度（θ：）１例
えば２度、となるように夫々芝の疎密に対応して。

境界（Ｌ）への追従応答性を最適化するようにしである
。

同様に、前記カクンタ（１１）のプリセット値は、芝が
密な場合は長くなるように、疎密指示結果に対応して８
段階に切換えるようにしである。

ところで、前記ステアリング操作角（のを芝が密でなｈ
場合の未刈地＠）および既刈地（Ｃ）夫々の方向への操
作角が同一でないのけ、境界色）に対する追従収束性を
良くするためである。

尚、第５図は以上説明した制御装置（ｌＯ）の動作を示
すフローチャートである。

又、前記芝の疎密設定結果に対応するステアリング操作
角（のおよび積分時定数（Ｃ）の設定は。

木実施例のようにテーブル化したものの他、さらに細分
化してもよく、′！２だ、演算等により連続的に自ｖ１
変更するようにしてもよｈ０

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る自効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＾センサー
の要イ■正面図、第３図は制御システムのブロック図、
＠４図は制御パラメータのテーブル、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）・・・・・・倣（へセ
ンサー。 （■υ・・・・・・疎密指示手段、（Ｂ）・・・・・・
未処理作業地。 （Ｃ）・・・・・・匙理済作業地、　色）・・・・・境
界、（θＬ）、（θＲ）・・・・・・ステアリング操作
角。 代理人　弁理士　北　村　修

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 未処理作業地＠）と処理済作業地（Ｃ）との境界（Ｌ）
   に沿って自動的に走行すべく、前記境界色）を検出する
   倣いセンサー＋５１　、　＋５１およびこのセンサー＋
   ５１　、　ｉｌｌによる境界（Ｌ）検出結果に基いて自
   動的にステアリング操作する手段を備えた自動走行作業
   車であって、前記境界色）の非連続性の程度を予め設定
   する疎密指示手段（ＶＲ）を設け、この指示手段（ＶＲ
   ）による非連続性設定条件に基いて、前記境界色）方向
   に車体１１）の向きを修正するときの未処理作業地［Ｆ
   ］）方向および処理済作業地（Ｃ）方向大々のステアリ
   ング操作角（θＬ）、（θＲ）の差を自動的に変虹する
   手段を設けであることを特徴とする自動走行作業車。