JPS61124304A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、倣いセンサによる未処理作業地と処理済作業
地との境界検出結果に基づいて、予め設定された複数の
走行行程夫々において、前記境界に沿って自助走行させ
る操向制御手段を設けると共に１各行程終了後次行程側
へ移動させる手段を設けた自助走行作業車に関する。

〔従来の技術］ この種の自助走行作業車について芝刈作業車を一例に挙
げて説明すれば、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作業を自助的に行なうために１作業
幅及び旋回パターンに基づいて予め複数の走行行程を設
定し、この複数の走行行程を順次自助走行させながら、
且つ、各行程終了後において次行程側へ移動させながら
作業を行なわせることになる。

そして、従来では、各走行行程の全てにおいて、倣いセ
ンナの情報に基づいて、未処理作業地側へのステアリン
グ及び処理済作業地側へのステアリングを行なわせるよ
うにしていた。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、分割された複数の走行行程のうちの最終行程
では、米処理作業地の幅が車体の作業幅よりも狭くなる
ことが多く、また作業幅が一定せず変則的になることも
あった。　この丸め、未処理作業地に芝の植立密度が疎
の箇所があると、倣いセンナが処理済作業地であると誤
検出して境界に対して未処理作業地側へのステアリング
が行なわれ、その結果、車体が最終未処理作業地から外
れる虞れがある。　そして、一旦未処理作業地から外れ
ると、倣いセンナが境界を検出するまで未処理作業地側
へのステアリングを続けるため、車体はさらに作業地か
ら外れてしまい、作業地外にある他物にあ九ることもあ
った。

本発明は、と記実情に鑑みてなされたものでろって、そ
の目的は、ｆ＆終行程走行中において、未処理作業地側
へのステアリングにより車体が作業地外へ外れることを
抑制する点にある。

〔間蹟点を解決するための手段〕

本発明の特徴構成は、前記倣いセンサによる境界検出結
果に基づいて操向制御するに、最終行程では、前記倣い
センナによる境界検出結果に拘らず、未処理作業地側方
向へのステアリング操作を禁止する手段を設けである点
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、最終行程において、未処理作業地であるにも
拘らず、倣いセンナが処理済作業地であると誤検出する
箇所があっても、それに伴う未処理作業地側へのステア
リングを抑制することができる。

〔発明の効果〕

し九がって、未処理作業地側へのステアリングにより、
車体が作業地から外れることがないので、作業地外にあ
る他物に当たることを防止することができるだけでなく
、最終行程において本未処理部分を生じることなく作業
を終了することができる。

〔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５図および第６図に示すように、前・後輪（２１，、
（３１のいずれをもステアリング操作町ｆＩｉ！、ＶＣ
構我された車体用の中間部にディスク型刈刃を内装した
芝刈装置！！＋４１をと下動自任に懸架するとともに、
作業地回の境界である未処理作業地としての未刈地（Ｂ
ｌと処理済作業地としての既刈地（Ｃ１の境界ｉＬ）を
検出するための倣いセンｆ（ｌｌ　、　＋５１を、車体
用前方左右に天々配置されるように１その基端部を前記
芝刈装置（４）に固定されたフレーム（９）の先端部に
設け、この倣いセンナ（５）、（５）による前記境界（
Ｌｌ結果に基づいて、操向制御されて所定範囲の作業地
回を、前記未刈地（Ｂｌと既刈地ｔｃ＋の境界ｆＬｌに
沿って自助走行可能な自納走行作業車としての芝刈作業
車を構成しである。

また、１ＩｒＪ記車体山〈け、走行距離（Ｚ）を連続的
に検出するために１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短離セン
サ（６１としての従＃Ｊ％（６Ａ）と、単体１１７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Ｋよって方位を検出する地磁気センナを方
位センナ（７）とじて設けである。

尚、前記前輪＋２１　、　＋２１および後輪＋３１　、
　＋３）ｆｉそのいずれをもステアリング操作町ＥＫ構
改しであることから、前・後輪＋２１　、　＋３１を同
一方向洗ステアリング操作することＫよって車体用の向
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＋２１　、　［３１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ｆ（６）を構成するに、発光素子（Ｐρと
受光素子（Ｐりとを一対としてスリフトを介して対抗す
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）、（♀を、車体用例対して左右方
向に並ぶようＫｍ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（Ｐり
との間を通過する芝の有無を感知することＫよって、１
ｉｆＪ記光センサ（ｓｌ）、（♀が未刈地（Ｂ）、既刈
地（Ｃ１のいづれのヒに有るかを判別し、その検出結果
の組み合わせ、つまり、境界側でかつ車体用の外側忙あ
る光センサ（Ｓ、）が既刈地１ｃＩを検出するとともに
車体用の内側にある光センサ（時が未刈地（Ｂｌを検出
している状態を境界（ＬＩ　Ｋ沿っている状態として境
界（Ｌｌと車体用との位置関係を判別するとともに、走
行箇所が、未刈地（Ｂｌ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、左右両倣いセンサ＋ｌＳｌ　、　＋１５１が既刈地
ｆｃｌを検出した状態を一行程が終了したものとして、
次行程忙移動させるための方向転換制御を起動するよう
Ｋしである。　ところで、前記光センサ（ＳＬ）、（Ｓ
、）から得られる未刈地ＩＢ）・既刈地ｔｃｌの判別信
１＋は芝が断続的に通過するため釦、非連続なパルス信
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叫に入力すべく構成
しである。

ＨｔＪ記光センサ（５，）、（Ｓ、）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
）の出力パルス故をカクントして予め設定されたカクン
ト値毎にキャリー信８（Ｐ、）を出力するプログラマブ
ルカクンタ（１１）と、このカクンタ（川のキャリー信
号（Ｐ４）Ｋよってリセットされるプリッププロップθ
匂を設け、前記受光素子（♀の出力信号（〜〈よって前
記カタンク（１ｉ）をリセットするとともにクリンプ７
０ツグ（１２１を七ノドすぺ＜＊ａしてあり、このカク
ンタ（１１）と７リンプ７０ツブ（１２によってデジタ
ルフィルタＵＫ構成して、前記未刈地ＩＢＩと既刈地（
Ｃ）大々の状態に対応する連続した境界（匂のやｊ別信
号（Ｐρを得るようにしである。

以下、このデジタルフィルタ０四の妨作を簡単に説明す
る。

前記カクンタ（ｌりは、そのカクント値に拘らず前記受
光素子（〜の出力パルス信号（ＰＪＫよって繰り返しリ
セットされるとともに、７リング７０ツブ（１りはセッ
トされる。　そして、芝が無くなってこのパルス信号（
〜ｉ）Ｅ　＠Ｌ’　Ｖ　ヘ／Ｉ／　Ｋ　すり、かつ、単
位走行距離走行して、前記カクンｐ　（Ｉり、Ｉｚ　コ
ｏ単位走行距１１ｔＫ対応するカクント値まで前記距離
センサ（６）の出力信号（〜をカクントした場合にのみ
、前記カクンタ（１１）はキャリー信号（Ｐ４）を出力
して７リツグフロングリクをリセットする。

従って、このクリンプ７０ツグ（Ｉ２１の出力には芝感
知状褥すなわち未刈地＋Ｂ）検出に対応する°Ｈ”レベ
ルまたは芝無状態すなわち既刈地（Ｃ１検出に対応する
°Ｌ”レベルを連続的に繰り返す作業状況検出信号 なお、前記倣いセンサｔｅｌ　、　＋５１としては、前
記光センナ（ＳＬ）、（時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ナから構
成してもよい。　そして、その検出信号から作業状況検
出信号（Ｐ、）を得るための信号処理は、大々センサの
形式に対応して適宜行えばよい。

以下、０１１記構我になる倣いセンサ（５１、Ｃ５１、
距離センサ（６肋Ｘひ方位センサ（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１制御システムは、主要１１１マイ
クロコンピユータによって構成された制御装置叫に、前
記各センナ＋６１　、　ｔｓ＋　、　Ｉ７）からの信号
を入力してあり、これら各センｆ＋６１　、　ｆｉ＋　
。

（７）による検出パラメータを演算処理することによっ
て、車体用の走行方向や走行速度を自助的に制御すべく
、前・後輪ｔ２１　、　ｔｓ＋天身のステアリング操作
を行う油圧シリング０局、０＠を作動させる電磁パルプ
Ｈ，Ｑηおよび油圧式無段変速装置Ｑｌりの変速位置を
操作するモーター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、（ＲＬ）、（Ｒ，）ｔｉ前・後輪＋２１
　、　＋３１の実際のステアリング量を検出して制御装
置ｔｉｏ＋にフィードパンクするためのポテンショメー
タであり、（Ｒ，）は同様にして又速装置賭の変速位置
を検出して制御装置（１０）にフィードパンクするため
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（Ｃ１とした所定範囲の作業地回内部の未刈地
ｉＢｌを、前記作業地回の大きさと芝刈装置（４１の作
業幅のＪ、ｌ！：に基づいて算出した行程数とその基準
方位（りとに基づいて、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移動するための方向
転換制御とを繰り返し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（Ｂｌと既刈地（Ｃ
１との境界側にある倣いセンｆ（５１Ｋよる前記境界（
Ｌｌに対する車体１１１のずれ方向検出結果に基づいて
前記前・後輪＋２）　、　＋３１を同一方向くステアリ
ング操作する平行ステアリングによって境界ｔＬＩＫ対
する車体用の位置修正を行う倣い制御と、前記基準方位
（Ｆ、）と方位センナ（７１Ｋよる検出方位（ト）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
車体用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（Ｌｌに沿って自助走行
するように制御するのである。

一方、前記方向転換制御は、前記画倣いセンチ（５１、
（５１が既刈地（Ｃ１を検出し、距離センｆ（６）によ
る検出距Ｎ１（１）が各行程の距ＭＫ基づいて設定され
た基準距１！（ｚｎ）Ｋ達したことを検出した場合に、
車体用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［＜１＞が
基準距離（ｒｎ）Ｋ対して所定距離以ヒとなると前記両
倣いセンナ（５）、（５）が既刈地ｆｃｌ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Ｋ
しである。

以下、各走行行程における車体用の操向制御について説
明する。

第２図及び第３図に示すように、境界ｆＬｌ側倣いセン
サ（６１、（６１Ｋよる検出情報に基づいて、操向制御
を行なう。　すなわち、２つの光センナ（Ｓ、）、（Ｓ
、）のうち車体山外方側のセンサ（幻が°Ｌルベルで、
車体山内刀剣のセンサ（Ｓりが１Ｈ”レベルの場合は、
方位制御により車体を走行させ、前記センナ（ＳＬ）、
（Ｓりの両方とも“Ｈ”レベルの場合は、車体＋１１が
未刈地（Ｂ）側へずれていると判別して、既刈地（Ｃ）
側へステアリング操作して車体用の位置修正を行なった
後、前記同様方位制御により車体を走行させる。　又、
前記センナ（５，）、（Ｓ、）の両方とも１Ｌルベルの
場合は、最終行程かどうかを判断させて最終行程であれ
ば、方位制御を行なうことＫなり、そして、最終行程で
なければ、前記方位制御を行なう前に既刈地（Ｑへの車
体用のずれ修正のために未刈地（Ｂｌへのステアリング
操作を行なうのである。

つまり、最終行程においては、未処理地側方向へのステ
アリング操作を禁止させて、既刈地側方へのステアリン
グ操作のみを行なうのである。

ところで、自助走行中に倣いセンサ（６１、＋５１　ｉ
Ｃ草等が付着堆積してしまうと境界（Ｌｌを判別できな
くなるので第４図に示すように、一旦車体山を停止して
、芝刈装置（４）のモアデンキの昇降によって生じる＃
ｉ動等により付着物を除去して走行を再開するが、Ｅ記
処理を行なっても付着物が除去できない場合は、作業者
に知らせるための警告灯を点灯させる。

尚、上記操向制御において、車体山外方側のセ＞　ｆ　
（ＳＬ）　７５”“Ｈ”レベルで、車体山内方側ノセン
サ（譜が１Ｌ″レベルの場合においては、その検出状態
を無視してもよく、又、既刈地側へのステアリング操作
を行なわせるようにしてもよい０ 〔別実施例〕 本発明の自助走行作業車は、芝刈作業車に適用する他、
コンバイン、耕耘機等の各種の自助走行作業車に適用で
きるものである。

作業地状況横用手段としては、′ａ、飲個のフォトイン
タラプタ型のセンサを用いて構成する他、テレビカメラ
を用いて画像処理する構成等、使用対象に応じて各種構
成変更できる。

距離検出手段としては、従動輪（６Ａ）の回転量を検出
させるように構成する他、を記実施例で述べ九前輪（２
）や後輪（３）のような推進車輪の回転量を検出させる
ように構成する等、各種変更できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る自助走行作業車の実施例を示し、第
１図は制御システムのブロック図、＄２図は制御装置の
動作を示す７０−チャート、第３図は走行制御を示す説
明図、ｖＩ４図は付着処理を示すフローチャート、第５
図は芝刈作業車の全体平面図、そして、第６図は倣いセ
ンサの要部正面図である。 （５）・・・・・・倣いセンナ、（Ｂ１・・・・・・未
処理作業地、ｔｃ＋・・・・・・処理済作業地、＋１．
＋・・・・・・境界。 代理人　弁理士　　北　村　　　脩 Ｗ２　　図 第　４　図 Ｍ　５　図 第　６　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 倣いセンサ（５）、（５）による未処理作業地（Ｂ）と
   処理済作業地（Ｃ）との境界（Ｌ）検出結果に基づいて
   、予め設定された複数の走行行程夫々において、前記境
   界（Ｌ）に沿つて自助走行させる操向制御手段を設ける
   と共に、各行程終了後次行程側へ移動させる手段を設け
   た自助走行作業車であつて、前記倣いセンサ（５）、（
   ５）による境界（Ｌ）検出結果に基づいて操向制御する
   に、最終行程では、前記倣いセンサ（５）、（５）によ
   る境界（Ｌ）検出結果に拘らず、未処理作業地（Ｂ）側
   方向へのステアリング操作を禁止する手段を設けてある
   ことを特徴とする自助走行作業車。