JPS60186202A - 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、未処理作業地と
処理済作業地との境界に沿って自動走行すべく、Ｔ４ｉ
ｌ記境界を検出する左右一対の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に関する。

従来より、この種の自動走行作業車、例えは芝刈作業車
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金順次′＄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
境界からす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。

しかしながら、上記従来構成になるステアリング制御は
、−行程走行する毎に新たに作られた処理済作業地と次
行程でおる未処理作業地との境界に順次倣い走行すべく
制御していたので、以下に示すような欠点が有った。

即ち、各走行行程を走行する毎に前記境界の非直線性が
累積され、その結果、次第に直線性が悪くなり、作業跡
の美観が悪くなるという不都合があった。

そこで、上記不都合を解消すべく、本出願人は特願昭５
８−１３０４２７号等により上記倣いセンサーによるス
テアリング制御と予め設定された基準方位方向に走行方
向全修正する方位制御とを併用する手段を備えた自動走
行作業車を提案しである。

しかしながら、上記倣い走行すべき境界は未処理作業地
と処理済作業地との境界であることから、作業地の状態
が悪く未処理作業地であっても処理済作業地と同等な状
態である部分があったりして、上記境界が非連続になる
ような場合には、倣いセンサーが境界を検出できなくな
るため、このよう、な境界状態が悪い部分では上記方位
制御のみによってステアリング制御することが考えられ
るが、本来補助的に使用される制御手段のみでは制御精
度が悪くなり作業性が良くないという不都合がある。

即ち、上記方位制御においては、極端な例では、現在の
車体位置が次行程やｉＱ行程上にあってもその車体の向
きが基準方位に一致していると正常であると判断してし
まう。つまり、倣い走行すべき現行程に対する相対的な
沖体位賄は検出不可能であるため、一旦走行コースから
ずれた後は制御不能となってしまうのである。

本発明は上記犬情に鑑みてなされたものであって、その
目的は、作業地状態が悪く倣いセンサーが境界位置を誤
検出しても走行方向が大幅にずれることがないステアリ
ング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
、前記倣いセンサーの境界側のセンサーが未処理作業地
側へ走行方向がずれたことを検出した場合であっても、
非境界側のセンサーが処理済作業地金検出している場合
は前記境界へ沿わせるだめのステアリング操作を禁止す
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、下記の茹き優れた効果が発揮されるに至
った。

即ち、走行方向がずれたり、作業地状態が悪く境界側の
倣いセンサーが境界に対して未処理作業地方向へずれた
ことを検出した場合であっても、非境界側の他方の倣い
センサーが処理済作業地を検出した場合、すなわら本来
の境界と車体との位置関係からありえないような境界に
対する相対的な車体位ｆ＋Ｒｔ検出した場合には、前記
境界へ沿わせるためのステアリング操作’に禁止する制
御を行なうので、誤まって、現走行行程から大幅に走行
方向がずれることがなくなったのである。

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（１）の曲・後輪（２１゜（
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ＩＡＩの境界である未刈地ｆｉ＋と既
刈地（Ｃ１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ｆ５１　、　ｔ５ｉ　’ｒ車体Ｉｌｌ前
方左右夫々に設け、この倣いセンサーＩ５）、（５）に
ょろり１１記境界（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１１＋には、この車体＋１１の移Ｗ１１
距離（１）を連続的に検出すべく、単位走行距離（ｉｏ
）当り所定個数のパルス信号を発生する距離センサー（
６１としての第５輪（６Ａ）′に設けるとともに、車体
＋１１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。

又、前記６０輪（２！　、　［２！および後輪（３！　
、　Ｉ３：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、前も後輪ｔ２！　ｌ　＋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＋１１の向き
ｔ１″変えること無く平行移動するとともに、前・後輪
（２）。

（３）全相対的に逆方向にステアリング操作するこ七に
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−（Ｓｌ
）、（Ｓ２）によって構成してあり、この光センサ−（
Ｓ、）ｌ（Ｓ２）は、第２図に示すように、前記芝刈装
置（４）に基端部倉固定された支持フレーム（８）の先
端部と夫々コの字形状をしたセンサーフレーム＋９）、
　＋９１に車体ｉｌ＋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
１、既刈地ｔｃｌを判別すべく構成しである。　なお、
倣いセンサーフレームしては光センサ−＜ｓｌ）、（ｓ
２）を用いるものに限らず、接触式・非接触式をとイっ
ず、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−（８，）、（Ｓ２）の各受光素
子（Ｐ２）　、’（Ｐ、　）から得られる未刈地ＦＢＩ
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［（１０１に入力すべく構成しである。

前記受光素子（Ｐ２）の出力信号（ｃｏ）を積分処理す
るに、前記距離センサー（６）の出カバＩレス数をカウ
ントして予め設定されたカウント値毎にキャリー信号（
Ｃ２）を出力するプログラマプルカラ／り０■と、この
カウンタ（ロ）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（２）を設け、前記受光素子
（Ｐ２）の出方信号（ｃｌ）によってＩＱ記カウンク（
１，１）　？リセットするとともにフリップフロップ（
＋２をセットすべく構成してあり、このカウンタαυと
フリップフロップ（２）によってデジクシフイＶり（２
）に構成して、未刈地＋Ｂ＋および既刈地ｔｅｌ夫々の
状態に対応する連続した境界（Ｌｌの判別信号（Ｃｏ）
ｆｆｉ得るようにしである。

以下、このデジタルフィルタａ場の動作を簡単に説明す
る。

ｎ（Ｊ　Ｅカウンタ（ロ）はそのカウント値Ｎに拘わら
ず前記受光素子（Ｐ２）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、フリツプフａツブ
ｕ諺はセットされる。　そして、芝が無くなってこのパ
ルス信号（Ｃ１）がｎ　Ｌ１ルベルになり、かつ、所定
距離（１０）走行して、前記カウンタαηがこの所定距
１１１ｍ（１０）に対応するカウント値までｎｒｈ記距
離センサー（６１の出、力信号（Ｃ，）’にカウントし
た場合にのみ、１ｒ１記カウンタαυはキャリー信号（
Ｃ２）’を出力してフリップフロップ（２）がリセット
される。　従って、このフリップフロップ＠の出力には
芝検出状態すなわち未刈地ＴＢ＋検出に対応する゛°Ｈ
゛″レベにまたは芝無状態すなわち既刈地ｔｃ）検出に
対応する”　Ｌ・レベヤ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、ｉｊｌ記構成になる倣いセンサーｔ５ｊ　、　ｔ
ｅｌ、距離センサー（引、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３図に示すように、制御システムは主要部ｔマイクロ
コンピュータによって構成された制御装置（１０）に、
前記各センサーｔ５）　、　＋５）　、　＋６１　、　
（７１からの信号を入力してあり、これら各センサー＋
５１１　＋ｆｉｌ　、　＋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べく、曲・後輪（
２＋　１　ｊａｒ夫々のステアリング操作用の油圧シリ
ンダα→、　Ｑ、ＦＤを作動させる電磁パルプ（ト）、
αηおよび油圧式無段変速装置（ト）の変速位置を操作
するモータ四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３図中、（Ｒ１）、（Ｒ２）は前・後輪＋２１　
、　＋３；の実線のステアリング角を検出して制御装置
（１０）にフィードバックするためのポテンショメータ
で、ＣＲＨ）は同様にして変速装置（ト）の変速位＠を
検出スるポテンショメータである。

以下、自動的に走行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り予め周
囲を既刈地（ＣＩとするとともにその大きさく　ｒａ　
、ｔｂ）とｔ各行程の基準方位（ｒｏ）と全設定しであ
る作業地ｉＡｌを基本的にはｌｆｊ記倣いセンサー（５
）、（６）による境界＋Ｌ＋Ｌｌ結果に基いて自動走行
する七ともに各行程端部で次行程方向に方向転換して順
次各行程を走行するのであるが、各行程間を走行中に前
記方位センサー（７）による検出方位（Ｆ）と１１１記
基嘔方位（Ｆｏ）とを比較して、所定の許容差（±１ｒ
１）内に走行方向が維持されるように方位制御を併用し
て、検出方位（Ｆ）が基準方位（Ｆｏ）に対して許容差
（±１ｒ１）内に有る場合には倣いセンサー＋５ｉ　、
　ｔ５Ｈによる境界（Ｌｌ検出結果に基いて通常の倣い
ステアリンク制御を行ない、前記許容差（±ｌｒ、）以
上の場合は検出方位（Ｆ）による方位制御を行なって、
各行程での直進性金保つように制御する。

そして、前記倣いセンサー＋５＋　、　＋５１による境
界（Ｌ）検出結果に基いてステアリング操作する場合は
、前記１０・後輪＋２！　、　ｆＢｉ　ｔ−夫々同一方
向にステアリングして車体＋１１の向きヲ変えることな
く平行移動することによって境界Ｌ）に対する車体ｔ１
＋の相対位置を修正するとともに、１１Ｊ記方位センサ
ー（７）による方位（Ｆ）検出結果に基いてステアリン
グ操作する場合は、前記前・後輪（２！　ｒ　Ｉ”ｒ　
’ｃ夫々逆方向にステアリングして車体（１）の向きを
修正するように、夫々制御パラメータに対応してステア
リング方法を変えである。

一方、例えば、−行程走行後、方向転換するときに誤ま
って既刈地（ＣＩ上に方向転換したり、何らかの原因で
方位（Ｆ）が基準方位（Ｆｏ）より大幅にずれることな
く車体（１）が現行程である未刈地＋Ｂｌ上から既刈地
（ＣＩ上に移動してしまったような場合、あるいは作業
地の状暢が悪く未刈地ｆＢｉ上に芝が非常に疎なために
境界（ｒ、ｌ　ｋ判別できないような部分があるような
場合で、＃７Ｊ記境界ＩＩＪ倣いセンサー（５）が誤ま
って未刈地ｆＢｉ側に走行方向がずれた場合と同じ検出
信号を出力すると、境界（Ｌｌに対して沿った状態、あ
るいは既刈地（Ｃ＋側にずれている状態であるにも拘ら
ず、更に既刈地ｔｃ１方向へステアリング操作されるの
で、走行中に境界側倣いセンサー（６）が未刈地ＩＢＩ
　’ｉ検出した場合は、非境界側の倣いセンサー（５）
の検出信号をチェックして、この非境界側倣い・センサ
ー（５）が既刈地（ｃｌ　ｋ検出している状態にある場
合はり口記境界側倣いセンサー（５）の検出信号を無効
にしてステアリング操作を行なわないようにしである。

尚、前記倣いセンサー（６）、（５）によるステアリン
グ操作が禁止されている場合であっても、前記方位セン
サー（７）による方位修正のステアリング操作は行なう
べく構成してあり、少なくとも走行方向が大幅にずれる
ことがないように、直進性は保つようにしである。

従って、何らかの原因で、車体（１）の位置が境界Ｌｌ
に対して既刈地（Ｃ＋側に大幅にすれたり、倣いセンサ
ー（５ｔ　、　（５１が誤動作したような場合であつＣ
も車体ｉｌ＋の向きが下幅にずれることなく、かつ、現
走行行程からのずれを累積しない状態で自助走行させる
ことができるので、誤まって作業範囲外へ車体ｉｌ＋が
移動してしまう危険がないものにできたのである。　つ
まり、芝の刈残し発生が極めて少ないという作業効率の
良い状態でかつ安全性が大幅に良くなったのである。

尚、第５図（イ）は以上説明した制御装置＋Ｉｔ）！の
動作全体を示すフローチャートで、同図（ロ）は各行程
における倣いセンサー（５）、（５）および方位センサ
ー（７）によりステアリング操作する倣い制御時の動作
金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図は自前走行の説明図、そして、第５図（イ）、（ロ
）は制御装置の動作を示すフローチャートである。 ｆＢｌ・・・・・未処理作業地、（Ｃ）・・・処理済作
業地、（Ｌｌ・・・・・境界、（５）　・・倣いセンサ
ー。 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１３ｊと処理済作業地ｔｃＩとの境界（Ｌ
   ）に沿って自明走行すべく、前記境界（ｔｌ　ｋ検出す
   る左右一対の倣いセンサー（５）、（５）およびこのセ
   ンサー＋５Ｊ、　ｉ５）による境界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Ｕ、＋走行
   作業車であって、１１ｊ記倣いセンサーｆ５１　、　ｆ
   ａｌの境界（１，）側のセンサーが未処理作業地ｆＢｌ
   側へ走行方向がずれたことを検出した場合であっても、
   非境界〆側のセンサーが処理済作業地（ｃ＋　ｋ検出し
   ている場合はｇｆｌ記境界（Ｔ、）へ沿わせるためのス
   テアリング操作を禁止すべ５く制御する手段′ｆ：設け
   であることを特徴とする自動走行作業車。