JPS61115404A - 自動走行作業車のタ−ン制御装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、作業車に走行箇所が未処理作業地であるか否
かを検出する作業地状況検出手段、および走行距離を検
出する距離検出手段を夫々備えさせ、前記両検出手段に
よる検出情報に基づいて、前記作業地状況検出手段が処
理済作業地検出状態で、かつ、検出走行距離が、車体進
行方向側端部の外方側に作業範囲設定用処理済作業地が
形成された作業地の一行程長さに基づいて設定された基
準距離以上になると、作業地の車体進行方向側端部の長
手方向に沿う姿勢で、作業地の前行程で処理された箇所
側に位置させるように、ステアリング操作しながら後進
させる方向転換制御手段を備えた自動走行作業車のター
ン制御装置に関する。

〔従来の技術］ 上記この種のターン制御装置を、例えば自動走行作業車
の一例である芝刈作業車に適用した場合について説明す
ると、予め外周ティーチング作業等によって作業範囲の
外側を処理済作業地とすると共にその大きさに基づいて
、−行程の基準距離を設定された所定範囲の作業地を、
各行程端で９０度方向転換して次行程へ移動させ、外周
より内周方向へ順次作業幅を滅じながら走行させる制御
を行うこととなる。　そして、前記行程端に達したこと
を検出するに、作業地状況検出手段が処理済作業地検出
状態にあり、かつ、検出走行距離が前記基準距離以上と
なることによってターン制御が起動されるようにしてい
た。

尚、上記−行程の基準距離は、その走行形式から、−行
程走行する毎に作業幅分を減じられ、順次更新されるこ
ととなる。

〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、前記基準距離の設定の誤差や、作業地状
況検出手段の誤検出に起因して、実際の一行程距離をオ
ーバーランした状態でターン制御が開始されることがあ
った。　ちなみに、作業地状況検出手段が誤検出を生し
る原因としでは、作業範囲設定用処理済作業地に未処理
部分が残っているような場合等を挙げることかでき、又
、基準距離の設定誤差が生じる原因としては、例えば上
記の如く一行程毎に作業幅を滅しる場合において、その
減じる作業幅と実際の作業幅とが異なる点等を挙げるこ
とができる。

そして、このように、オーバーランした状態でターン制
御を行うと、方向転換した後の車体位置が次行程に対し
て処理済作業地側へはみ出した状態となり、その時点か
ら未処理作業地側へ操向制御したとしても次行程の途中
から作業開始することとなって、新たな未処理部を発生
する不都合を生じるものであった。

−４，、え５．よ、よ、。ｔｉｃよう、。ゎえ。。７　
　　□１あって、その目的は、次行程への方向転換後に
おいて、車体の位置が処理済作業地側に大きくずれた地
点から次行程の作業を開始することがないように抑制す
る点にある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の特徴構成は、前記方向転換後の走行において、
前記作業地状況検出手段の処理済作業地検出状態が所定
距離続くと、後進を行いながら前行程での走行方向上手
側に軸寄せ走行させる軸寄せ走行手段を設けた点にあり
、その作用及び効果は次の通りである。

〔作　用〕

すなわち、車体の方向転換後の走行において、処理済作
業地上を所定距離走行すると、前行程での走行方向上手
側すなわち次行程の方向に沿う方向に後進して軸寄せし
た後に次行程の作業を再開するのである。

〔発明の効果〕

したがって、−行程の距離をオーバーランした状態で方
向転換しても、正常に方向転換した場合と差のない位置
において次行程の走行を開始させることができるので〈
従来のように次行程の途中から作業を開始するために生
じる未処理部発生を防止し、作業跡の蛇行のない状態で
、作業を行うことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第４図および第５図に示すように、前・後輪（２）　、
　（３）のいずれをもステアリング操作可能に構成され
た車体（１）の中間部にディスク型刈刃を内装した芝刈
装置（４）を上下動自在に懸架するとともに、作業地（
＾）の境界である未処理作業地としての未刈地（Ｂ）と
処理済作業地としての既刈地（Ｃ）の境界（Ｌ）を検出
するための倣いセンサ（５）、（５）を、車体（１）前
方左右に夫々配置されるように、その其端部を前記芝刈
装置（４）に固定されたフレーム（９）の先端部に設け
、この倣いセンサ（５）　、　（５）による前記境界（
Ｉ７）結果に基づいて、操向制御されて所定範囲の作業
地（Ａ）を、前記未刈地（Ｂ）と既刈地（Ｃ）の境界（
Ｌ）に沿って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。

また、前記車体（１）には、走行距離（１）を連続的に
検出するために、走行距離検出手段を構成する単位走行
距離当たり所定個数のパルス信号を発生する距離センサ
（６）としての従動輪（６八）と、車体（１）の走行方
向（方位）を検出するために、地磁気の強度変化を感知
することによって方位を検出する地磁気センサを方位セ
ンサ（７）として設けてある。

尚、前記前輪（２）　、　（２）および後輪（３）　、
　（３）はそのいずわ、をもステアリング操作可能に構
成しであることから、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なく平行移動する平行ステアリング
形式と、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い旋回
半径で旋回する旋回ステアリング形式との、異なるステ
アリング形式によって、操向制御可能に構成しである。

前記倣いセンサ（５）を構成するに、発光素子（Ｐ、）
と受光素子（Ｐ２）とを一対としてスリ、トを介して対
抗する位置に配置した、いわゆるフォトインタラプタ式
の二つの光センサ（Ｓｌ）、（Ｓ２）を、車体（１）に
対して左右方向に並ぶように前記フレーム（９）先端部
に固定しである。　そして、前記発光素子（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、前記光センサ（Ｓｌ）　、　（ＳＺ）が未
刈地（Ｂ）、既刈地（Ｃ）のいずれの上に有るかを判別
し、その検出結果の組み合わせ、つまり、境界側でかつ
車体（１）の外側にある光センサ（Ｓｌ）が既刈地（Ｃ
）を検出するとともに車体（１）の内側にある光センサ
（Ｓ２）が未刈地（Ｂ）を検出している状態を境界（Ｌ
）に沿っている状態として境界（Ｌ）と車体（１）との
位置関係を判別するとともに、走行箇所が、未刈地（Ｂ
）であるか既刈地（Ｃ）であるかを検出するための作業
地状況検出手段に兼用構成してあり、左右側倣いセンサ
（５）　、　（５）が既刈地（Ｃ）を検出し　　　　　
　　□また状態を一行程が終了したものとして、次行程
に移動させるための方向転換制御を起動するようにしで
ある。　ところで、前記光センサ（Ｓｌ）。

（Ｓ２）から得られる未刈地（Ｂ）・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、連続した判別信号となるよ
うに、積分処理を行った後に後記制御装置（１０）に入
力すべく構成しである。

前記光センサ（Ｓｌ）、（ＳＺ）からの信号を積分処理
するに、第１図に示すように、前記距離センサ（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（Ｐ４）を出力するプログラマブルカ
ウンタ（１１）と、このカウンタ（１１）のキャリー信
号（Ｐ４）によってリセ・ノドされるフリップフロップ
（１２）を設け、前記受光素子（Ｓ２）の出力信号（Ｐ
、）によって前記カウンタ（１１）をリセットするとと
もにフリップフロップ（１２）をセットすぺ（構成して
あり、このカウンタ（１１）とフリップフロップ（１２
）によってデジタルフィルタ（１３）に構成して、前記
未刈地（Ｂ）と既刈地（Ｃ）夫々の状態に対応する連続
した境界（Ｌ）の判別信号（Ｐｏ）を得るようにしであ
る。

以下、このデジタルフィルタ（１３）の動作を簡単に説
明する。

前記カウンタ（１１）は、そのカウント値に拘らず前記
受光素子（Ｐ２）の出力パルス信号（Ｐ３）によって繰
り返しリセットされるとともに、フリップフロ・ノブ（
１２）はセットされる。　そして、芝が無くなってこの
パルス信号（Ｐ３）が”Ｌ”レベルになり、かつ、単位
走行距離走行して、前記カウンタ（１１）がこの単位走
行距離に対応するカウント値まで前記距離センサ（６）
の出力信号（Ｐ、）をカウントした場合にのみ、前記カ
ウンタ（１１）はキャリー信号（Ｐ４）を出力してフリ
ップフロップ（１２）をリセットする。

従って、このフリップフロップ（１２）の出力には芝惑
知状態すなわち未刈地（Ｂ）検出に対応する“Ｈ″レベ
ルたは２無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り返す作業地状況検出信号（Ｐ
ｏ）が得られるのである。

なお、前記倣いセンサ（５）　、　（５）としては、前
記光センサ（Ｓ＋）、（Ｓｚ）を用いるものに限らず、
接触式・非接触式を問わず、どのような形式のセンサか
ら構成してもよい。　そして、その検出信号から作業地
状況検出信号（Ｐｏ）を得るための信号処理は、夫々セ
ンサの形式に対応して適宜行えばよい。

以下、前記構成になる倣いセンサ（５）　、　（５）、
距離センサ（６）、および方位センサ（７）による各検
出パラメータに基づいて、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１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（１０）に
、前記各センサ（５）　、　（６）　、　（７）からの
信号を入力してあり、これら各センサ（５）。

（６）　、　（７）による検出パラメータを演算処理す
ることによって、車体（１）の走行方向や走行速度を自
動的に制御すべく、前・後輪（２）　、　（３）夫々の
ステアリング操作を行う油圧シリンダ（１４）　。

（１５）を作動させる電磁バルブ（１６）　、　（１７
）および油圧式無段変速装置（１８）の変速位置を操作
するモータ（１９）等の各アクチュ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１図中、（Ｒ１）、（ＲＺ）は前・後輪（２）　
、　（３）の実際のステアリング量を検出して制御装置
（１０）にフィードハックするためのポテンショメータ
であり、（Ｒ３）は同様にして変速装置（１８）の変速
位置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ある。

そして、予め外周ティーチング等によって、その大きさ
く各辺の長さ）を設定され、外周の外側を作業範囲設定
用既刈地（Ｃ）とした所定範囲の作業地（Ａ）内部の未
刈地（Ｂ）を、前記作業地（Ａ）の大きさと芝刈装置（
４）の作業幅（Ｄ）とに基づいて算出した行程数とその
基準方位（甲。）とに基づいて、各行程間を走行するた
めの操向制御と一つの行程を終了後次行程へ９０度方向
転換して移動するための方向転換制御とを繰り返しなが
ら所定範囲の作業地（Ａ）を外周より内周方向へ作業幅
を滅じながら対地作業としての芝刈作業を行うのである
。

そして、前記操向制御中は、未刈地（Ｂ）と既刈地（Ｃ
）との境界側にある倣いセンサ（５）による前記境界（
Ｌ）に対する車体（１）のずれ方向検出結果に基づいて
前記前・後輪（２）　、　（３）を同一方向にステアリ
ング操作する平行ステアリングによって境界（Ｌ）に対
する車体（１）の位置修正を行う倣い制御と、前記基準
方位（甲。）と方位センサ（７）による検出方位（’Ｉ
／）との比較結果に基づいて、前記前・後輪（２）　、
　（３）を逆方向にステアリング操作する旋回ステアリ
ングによって車体（１）の向き修正を行う方位制御とを
併用して、各行程での直進性を維持しながら境界（Ｌ）
に沿って自動走行するように制御するのである。

一方、前記方向転換制御は、前記両倣いセンサ（５）　
、　（５）が既刈地（Ｃ）を検出し、距離センサ（６）
による検出距離（Ｉｌ）が各行程の距離に基づいて設定
された基準距離（１ｎ）に達したことを検出した場合に
、車体（１）が行程端部に至ったものと判断して、起動
されるように制御するのである。　尚、前記検出距離（
１）が基準距離（ｉ　ｎ）に対して所定距離以上となる
と前記両倣いセンサ（５）　、　（５）が既刈地（Ｃ）
を検出しない場合であっても、強制的に方向転換が開始
されるようにしである。

そして、前記方向転換制御により次行程に移動後は、第
２図及び第３図に示すように、方位制御を行いながら所
定距離（ｌ、）走行する間に前記倣いセンサ（５）　、
　（５）が未刈地（８）を検出すると、その後は倣い制
御および方位制御を行いながら次行程の境界（Ｌ）に沿
って自動走行するのであるが、車体（１）の９０度方向
転換後、所定距離（ＩＩ）走行する間に前記倣いセンサ
（５）　、　（５）が未刈地（Ｂ）を検出しなかった場
合、すなわち、車体（１）の方向転換時期が遅れたため
車体（１）の位置が既刈地（Ｃ）側へ大きくずれた場合
は、一旦停止し、そして、所定距１ｉｉＩｔ（ｊ２２）
後退しながら未刈地（Ｂ）側に軸寄せを行った後に前進
方位制御を行いながら所定距離（１３）走行させて、以
下同様に次行程の境界（Ｌ）に沿って自動走行するよう
に制御するのである。

【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ターン制御装置の
実施例を示し、第１図は制御システムのブロック図、第
２図は制御装置の動作を示すフローチャート、第３図は
方向転換の説明図、第４図は芝刈作業車の全体平面図、
そして、第５図は倣いセンサの要部正面図である。 （５）・・・・・・倣いセンサ、（Ａ）・・・・・・作
業地、（Ｂ）・・・・・・未処理作業地、（Ｃ）・・・
・・・処理済作業地、（Ｌ）・・・・・・境界、（！１
）・・・・・・所定距離、（１２）・・・・・・所定距
離。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 作業車（１）に走行箇所が未処理作業地（Ｂ）であるか
   否かを検出する作業地状況検出手段（５）、および走行
   距離を検出する距離検出手段（６）を夫々備えさせ、前
   記両検出手段（５），（６）による検出情報に基づいて
   、前記作業地状況検出手段（５）が処理済作業地（Ｃ）
   検出状態で、かつ、検出走行距離（ｌ）が、車体進行方
   向側端部の外方側に作業範囲設定用処理済作業地（Ｃ）
   が形成された作業地（Ａ）の一行程長さに基づいて設定
   された基準距離（ｌ＿ｎ）以上になると、作業地（Ａ）
   の車体進行方向側端部の長手方向に沿う姿勢で、作業地
   （Ａ）の前行程で処理された箇所側に位置させるように
   、ステアリング操作しながら後進させる方向転換制御手
   段を備えた自動走行作業車のターン制御装置であって、
   前記方向転換後の走行において、前記作業地状況検出手
   段の処理済作業地（Ｃ）検出状態が所定距離（ｌ＿１）
   続くと、後進を行いながら前行程での走行方向上手側に
   幅寄せ走行させる幅寄せ走行手段を設けてある自動走行
   作業車のターン制御装置。