JPS6047606A - 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】 木＠男は、自助走行作業車、詳しくは、車体前方に有る
障害物の位置を非接触に検出＝Ｉ能な障害物センサーを
何し、このセンサーによる障害物位置検出結果に基いて
自助的に障害物を回避して走行すべく、所定距離斜めに
０１１進しｆｃ後、所定距離直進し、更に所定距離１１
Ｊ記斜めＵ＋Ｊ進のの方向と逆方向に斜めに［ｊＪ進す
る所定のシーケンスＶＣ基いて自動的にステアリング操
作する手段を備え九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にあっては、自動的
にｆｉ１１方に有る障害物を回避して走行可能なように
、障害物センサーによる１孕書物位置検出結果に基いて
予め設定された所定の１超パターンで自動走行させる手
段が考えられている口 しかしながら、上記従来の回避手段にあっては、障害物
位置に対応して算出したステアリング角あるいは予め設
定しであるステアリング角で斜めに移動した後Ｆｆｒ菫
距離直進し、更に、算出又は設疋されたステアリング角
で逆ステアリング操作してもとの走行コース方向に復帰
させる定形的なシーケンスに基いてステアリング環ｔ’
ｐするルυ御？行なうのみであったので、この障害物の
回避中に車輪のスリップ等により車体の走行コースに対
する方向がずれて走行コースに復帰し７Ｃｉｔに、走行
コースに対する直進性が悪くなるという不都合が有り、
特に自助走行作業車を芝刈作業車等の対地作業車に構成
した場合は、作業跡がうねって美観が悪くなったり、禾
匙Ｊ！ｌ！都号を元止したりする不都合が有った。

本発明は上記実情に鑑みてなされ次ものであって、その
目的は、１章書物を回避後の走行方向の直進性が良いス
テアリング制御手段を備えた自助走行作業車を是供する
ことにちる。

上記目的を達ＩＬすべく、不発明による自助走行作業車
は、所定の基準方位に対する単座の向きのずれを検出す
る方位センサーを設け、ｎｉｌ妃所定距／ａ直進する間
に単体の同きを基準方位に一致させるべく、前記方位セ
ンサーによる検出力位に基いχ目前的にステアリング保
坪−ｒる手段を設けて８る点ｔｚｃａ？ｆ欲を有する口
上記特欽醸に、下記の如き侵ｉまた効果がう６体される
に至った。

即ち、障害物を回避してこの障害物側力を直進走行する
間に４ｉ、体向きが基準方位に一枚するエフに自助修正
されるので、洋書物を回折後にもとの走行コース上に復
帰し几原の直進性が艮くなって、七の後の自動走行の几
めのステアリング１ｌｉｌＪ御を良好に開始できるに至
った。

以下、本発明の実旭例全図面に基いて置引する。

＄１図にホす工うに、四輪１２＋　、　＋２１お工ひＩ
＆輪＋３１　、　＋３１のいずれをもステアリング操呼
町を尼に構成され几車体（１）の中間部に、ディスク型
刈刃を内装した芝刈装置（４）全土Ｆ　ＩＩ）Ｊ　ｌ：
１社に懸架するとともに、走行地の境界ｔＬｌ　（ｃ検
出する後記構成１で／なる倣いセンナ−因、囚２よび、
ＩＩＪ、体Ｆｉｌ　Ｉｉｌ刀にある障Δ物（３）の位置
をＪＰＰｌ独に検出する障害物　゛センサーｉｎ＋とし
てのふたつの超音波センサーＣ３ｓ）　、（Ｓ３）を設
けて、障害物（３）を回避して走行可能な自助走行作業
車としての芝刈作業車を構成しである。

丈に、前記車体１１１には、地磁気の強度便化を応用す
ることによって車体（１）の向きを検出すべく構成され
た地磁気センサー等の方位センチ−（６）を搭載しであ
る。

そして、前記前輪＋２１．　ｉｌｌおよび後輪＋３１　
、　＋３１は操向車輪として、前記倣いセンサー囚、囚
による境界ｆＬＪ検出結果、超音波センチ−（ｓ３ン、
（Ｓｇ）による障害物（３）検出結果、および方位セン
サーｉ５１　Ｋよる単体１１１０基準方位（’ｏ）に対
するずれ検出結果に基いて、自助的にステアリング操作
されるべく構成しである〇 ０１１記倣いセンサー囚は、車体ｆｉ＋が自！１ＩＩＩ
Ｉ的に所定方向へ走行するためのガイドとなる走行地の
境界としての芝地の未刈地（Ｑと既刈地ｕ））の境界（
ｇを検出するものであって、車体［１１左右万同に隣接
して配置されたふ几つの光センサ−（Ｓｔ）　。

（Ｓ、）によって構成しである。

１ｉ１記元セン丈−（Ｓ＋）　、　（ｓ、）は、第２図
に不すように、コの字形状のセン丈−フレーム１６ｉ　
、　ｕｉｌｔｏｉｌ記芝刈装置（４）に設けたセンサー
収付フレーム（７）に固着するとともに、０１■記セン
サーフレーム（６１の内側対向面に大々発光素子（Ｐｌ
）と受光素子（Ｐ２）を一対として設けてあり、この発
うし素子（Ｐｌ）と受光素子（Ｐ、）との間に、車体（
凰）の走行に伴って導入される芝の有無をｌ１１８知す
ることによって、未刈地（ｃｉと既刈地（Ｌｌ）との境
界ＩＬＩ全判別すべく構成しである。　なお、センサー
（Ａ＋としては光センサ−（Ｓ工）　、　（Ｓり　ｋ用
いるものに限らず、接触式・非接触式をとわず、とのよ
り々形式のセンサーから構成してもよい。

一方、ｇｔｉ記ふたつの超音波センチ−（Ｓ、ハ（Ｓ旬
は、大々、同一構成になる車体ｆｌｌ　１ｉｌＪ方に同
けて超音波を間歇的に発射する発振器＋８１と、その超
音波の反射波を受信する受信器（９）と全備え、超音波
の発射時点より七の反射波の受信時点までの時間差に基
いて、障害物閃までの距離＜１）を測定すべく構成され
るとともに、第３図に不すように、犬々の障害物（ＸＩ
感知町叱エリア（Ｘ’）、（豹が−Ｓ恵なるようにＦｌ
ｉ一定距離間隔を隔てて車座ｍｏｏＪ部に配設してあり
、３つのエリア（Ｘｌ）　＋　（Ｘｚｌ＋（Ｘ、）のい
ずれのエリアに障害曲間が有るかを判別することによっ
て障害曲間の車体ｉｌ＋に対する横方向の位置を検出す
べく溝成しである。

以下、ｕｔｌ紀借成になる倣いセンサー囚、囚および超
音波センサー（Ｓｓ）　＋　（Ｓ３）による境界ｆＬｌ
および障害曲間の検出結果に基いて、ｕｔ１ｑ＠　１２
＋　、　＋２１および後＠　（３１、ｉｓ）をステアリ
ング操作して障害物（３）を自動的に回避して走行する
ための制御システムについて説明する。

第４図に示すように、制御システムは、主要ｆ１１マイ
クロコンピュータによって構成され比制御装置１０１に
、ｍＪ記イ放いセンサー囚、囚、超音波センサー（ｓａ
）　、　（Ｓ３）および方位センサー＋６１からの信号
を入力してあり、この谷センチー囚。

囚、（Ｓｓ）　、（５３）　、　１５１の検田イｄす°
斐化に裁いて、曲輸１２１　、　＋２１および後輪（１
１、＋３１をステアリング操作するアクチェータとして
の油圧シリンダ（Ｉす。

輪を作動させる電磁パルプｕｎｉ　、　ｔｅ４１を駆動
するためのＭＪ＃信ＪＰｊを演算して出力すべく　（Ｉ
′！成して心る〇 ヤして、０（Ｊ記＠８因に示すようＶこ、血書はｆｉｉ
Ｊ記倣いセンサー囚による境界＋１，１検出結果ｔ／Ｃ
ｉいて、この境界＋ｉ、＋に沿って所定方向へＩ：］ｉ
ＺＪ走行すへく、１ｌｉＪ輪ｔ２１　、　＋２１　ｉ左
右力量にステアリング制御するとともに後＠　（３１、
ｉｌｌ　’に中立にュートラル）状態に保持して一般的
なコ稲ステアリングによる倣い制御を行なうとともに、
１１波センサー（ｓｓ）　＋　（ｓｓ）によって１ｐｔ
−書物ＩＸＩの有ノ爪を監視する制御を行なうのである
。

次に、！ＩｉＩ記超音波センサー（３３）　、　（ｓ３
）のいずれかが障害物（３）を感知し次場合は、変速鋏
ｌＰｉ叶）を操作して一旦走行速度を減速して障害物■
）までの距４　（１）が所定距離（２０）になるまで接
近させるＯ そして、前述したように、ふたつの超音波センサー（Ｓ
ｓ）　、（Ｓｓ）の障害曲間検出結果のＲ１み合せに基
いてｒＪＵ記エリア（Ｘ４）　＋　（Ｘｔ）　＋　ＣＸ
３）　ノイずれのエリアに障害物（３）が有るかを判別
するとともに、この障害物閃の位置判別結果に基いて、
未刈地ｆＣ１側、既刈地Φ）ｌｉｔ！Ｉいずれの側を走
行して障害物閃を回避すべきかを決定する。

即ち、前記エリア（Ｘｉ）　ｓ　（４）に障害物（３）
が有る場合は、七のエリア（Ｘｌ）　、　（ｘ、）に対
応したステアリング角（θ１）、（θ２）で既刈地（Ｄ
）例から回避するとともに、エリア（ｘ３）に障害物（
３）が竹る場合は、ｇ１１記エリア（Ｘ、）に打る場合
と同じステアリング角（θ、）で未刈地＋Ｃ＋側から回
避するように、少ないステアリング操作で効率良く障害
物（Ｘｉを回避すべくステアリング角Ｕ）とその方向を
自動的に算出するのである。

そして、ｒＪｉＪ記算出されたステアリング角（／７）
で未刈地ｔｅ１方向又は既刈地υ）方向に前輪＋２１　
、１２１および後輪＋３１　、　＋３１を同時にステア
リング操作して車体ｆｉ＋全斜めｕａ方に回かつて所定
距離（１１）平行移動させた後、ｆＪＩ７槽１２１　、
　＋２１および後輪（３１、＋３１をニュートラル位暗
に復帰させて障害物−側方を所定距１ａ　Ｃｌ２）直進
させ、更にｆｉｉＪ記ステアリング角Ｕ）で最初のステ
アリング方間とは逆方向ｅこステアリング操作すること
により境界Ｌ）方向に１ツ「定距離（１３）斜めに平行
移動してもとの走ｔ］コース上に復ツＩｆＩさせるので
あるが、０１１記＋３’ｉ−逆相ｎ６Ｃ１り直進させる
間に、１ＩＩＪ記力位センシ’　−１５１による検出方
位（りと境界ＴＬＩの方向すなわち走行コースの基準方
位（Ｆｏ）とを比較し、車体（１）の回きが−基準方位
（ｖｏ）に一致すルヨうに、ｔｊｉＪ　’ｌｌｆ　１２
１　、　＋２１　（７）みを左右にステアリング操作し
て、走行力量を自助修正すべく、方位…り御を行なうの
である。

尚、この力位制御を行なうに、ｉｌ　：Ｉｌｌ　＋２１
　、　＋２１と後輪＋３１　、　ｔ：１）を逆方向にス
テアリング操作して、車体（１）の向きを修正すべく構
成してもよい。

又、０（Ｓ記所定距１＠ＣＩ！ｓ）直進した後に走行コ
ース方向へ斜めに平行移動させる際の走行距離（ｌ、）
は、回避方向によってｆＪＩＪ記倣いセンサー澗）を構
成する光センサ−（５１）　、（ｓｚ）のいずｈかか未
刈地ｆｉｌ又は既刈地（Ｄ）を検出するまで１」前走行
させるべく構成してもよく、七の後は曲ｔ（ｉの倣い制
御によって境界（Ｌｌに沿って自動走行させるのでおる
。

更に又、前記各所定距離Ｃ４）　、　Ｃｌ２）　、　（
ｌｓ）走行したことを検出するに、時間経過に基いて走
行距離を逆算する構成、あるいは、別途走行距離を検出
するセンチ−ｆ：設けたり、車輪やエンジンの回祇欽を
検出する構成等いずれの手段によって行なってもよい。

尚、第５図は木実絶倒における１が］御装置（ＩＯｌの
動作を不すフローチャートであり、第４図中（Ｒ１）、
（Ｒ２）　は大々、…Ｊ　’ｉ’ｌ市＋２１　、　＋２
１および後輪（３）。

（３）の去際のステアリング角全検出してｆｏｌＪ御装
置（１０１にフィードバックするためのボデンショメー
タである。

【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、４１ｇ３図は障害物位置検出の説明図、
＠４図は制御システムのグロック図、そして、′ＩＪｉ
Ｊ５図は制御装置の動作を示す７ｏ−チャートである。 ｉｌ＋・・・・・・単体、（５）・・・・・・万にセン
サー、（Ｘ）・・・・・・障害物、ｔＢ）・・・・・・
障害物センサー、Ｃ１５）　、（Ｊ、）　、（１３）・
・・・・・１升足距離、（ｌω・・・・・・基準方位、
ダ）・・・・・膏、空出力位。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 車体（１）前方に有る障害物（３）の位置を非接触に検
   出可能な障害物センサー（ト））を何し、このセンチ−
   ｔｅｌによる障害物位置検出結果に基いて自動的に障害
   物ｔＸｉＸ口金して走行すべく、所定距離Ｃ１，）斜め
   に前進した後、所定ｖ！ｉ囁〔ｌ、〕直進し、更に所定
   距離（１３）前記斜め前進の方向と逆方向に斜めに前進
   する所定のシーケンス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助走行作業車であって、所定の柄
   準方位（Ｆｏ）に対する車体ｉｌｌの向きのずれを検出
   する方位センサー（５］を設け、ｎ１１記所定距離（１
   ２）直進する間に車体ｌ１ｌＯ向き全基準方位（ＦＯ）
   に一致させるべく、前記方位センサー（５）による検出
   方位（りに基いて自助的にステアリング操作する手段１
   を設けであることを特徴とする自助走行作業車。