JPS61124305A - 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〕 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
距離検出手段を大々備えさせ、前記作業地状況検出手段
の情報忙基づいて、処理済作業地であることが判別され
、且つ、距離検出手段の情報に基づいて、検出走行距離
が車体進行方向側端部の外方側〈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りたことが判別されると、次行
程へ移動させるようにステアリング操作しながら自動走
行させるターン制御を開始させるように構成した自動走
行作業車のターン制御装置に関する。

〔従来の技術〕

この種のターン制御装置は、例えば自助走行作業車と１
．ての芝刈作業区を、−行程が終了するごとＫＨａ度方
同方向転換る、いわゆる往復刈や、−行程が終了するご
とに２０度方向転換させる、いわゆる回り刈を行なわせ
る際に使用させるものである。

七ころで、従来では、作業地状況検出手段の情報に基づ
いて処理済作業地を判別させるに、予め設定し圧基準と
の比較により行なわせるようＫしてｈた。　つまり、Ｌ
記芝刈作業車においては、例えばフォトインタラプタ型
センチの複数個を、草にて光が断続される。状態で設け
、それらのセンナの全てが所定の小区間走行する同車に
て遮断されない状態となると、処理済作業地として判別
させ、そして、それ以外の状態では未処理作業地と判別
させるようＫしていた。

向、前記所定の小区間は、走行距離や時間に基づいて決
めることＫなる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

未処理作業地の状況は、作業地毎あるいｔｉｔつの作業
地でも各部において異なるものであるため、従来のよう
罠、予め設定した基準との比較により処理済作業地を判
別させると、誤ヤｊ別を生じることがあり、その結果、
ターン制御を開始する時点が、−行程終端よりも手前側
忙なったり、−行程終端よりも、作業範囲設定用処理済
作業地側ヘズしてしまうことがあった。

上記誤判別にり一で、丘記複故個のフォトインクラブタ
型センナを使用する場合において説明を加えれば、例え
ば作業地における一行程終端部の芝の植立密度が疎であ
ると、前記複数個のセンナの全てが庶光されない状態が
不測忙も九ら−されるごとＫなり、又、作業地における
一行程終端部の芝の植立密度が密であると、刈取に伴い
浮遊する刈草のためＶＣ＃Ｃ上記チのいずれかが遮光さ
れる状態が不測にもたらされるものであった。

本発明は、Ｌ記実状に鑑みて為されたものであって、そ
の目的は、−行程終端近くでの処理済作業地のｐＪ別分
会正確行なわせて、所望の時点でターン制御を開始でき
るようにする点にある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の特徴構Ｆｆ７：、は、予め設定してある各行程
における基準距離の終端近傍での作業地状況検出手段に
よる検出情報に基づいて、前記処理済作業地′＃４ｊ別
基準全基準する判別基準設定手段を設けである点にあり
、作用及び効果は次の通りである。

〔作　用〕

すなわち、−行程終端近くでの未処理作業地の状況によ
り変化する作業地状況検出手段の検出情報により、その
−行程終端近くでの未処理作業地の状況を予め認識させ
ておき、それに基づいて処理済作業地判別基準を、その
行程における適正をものに＆定させるのである。

［発明の効果］ したがって、作業地の状況変化に拘らず、−行程終端部
において走行箇所が処理済作業地になったことを適確に
検出できるものとなって、ターン制御を一行程の作業が
完了した直後の適つて、ターン制御が一行程終端よりも
手前側において開始される場合における未処理部の発生
や、ターン制御が一行程終端よりも作業範囲設定用処理
済作業地側ヘズして開始される場合において生じる作業
能率の低下を抑制して、一層良好な作業を行なわせるこ
とができるようＫなった。

〔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図に示すようく、前・後輪＋２１　、
　＋３１のいずれをもステアリング操作＝Ｔ能に構睨さ
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（４）を上下動自圧に懸架するとともに、作業地（４
）の境界である未処理作業地としての未刈地（Ｂｌと処
理済作業地としての既刈地＜ａｔの境界（Ｌ）を検出す
るための作業地状況検出手段としての倣いセンサ（６１
、＋５１を、車体用前方左右に天々配置されるように、
その基端部を前記芝刈１藷置（４）に固宝貞れかフレー
ム＋９１０牛端駆ｒＲけ、この倣いセンサ（ｓ＋　Ｉ　
（６１Ｋ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ＩＢ）と既刈
地（Ｑの境界（ＬＩ　Ｋ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てある。

また、前記車体用には、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
光たり所定個数のパルス信号を発生する距離センナ（６
）としての従動輪（６Ａ）と、車体用の走行方向（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ｆ（７
）として設けである。

尚、前記前輪１２１　、１２１および後輪＋３１　、　
＋３１はそのいずれをもステアリング操作町＆に＠成し
てあることから、前・後輪＋２１　、　＋３１を同一方
向く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Ｋｍ成してある。

前記倣いセンサ（６）を構成するに１発光素子（Ｐｌ）
と受光素子（Ｐｏとを一対としてスリットを介して対抗
する位ＭＫ配置した、いわゆるフォトインクラグク式の
二つの光センナ（ＳＬ）、（時を、車体ｉｌｌに対して
左右方向に並ぶように前記フレーム（８１先端部に固定
してある。　そして、前記発光素子（Ｐｏと受光素子（
〜との間を通過する芝の有無を感知することＫよって、
前記光センｆ（ｓＪ、（Ｓ、）が未刈地（Ｂ）、既刈地
（０のいづれのＥＫ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にある光セ
ンナ（ＳＬ）が既刈地（Ｑを検出するとともに車体用の
内側にある光センナ（時が未刈地（Ｂｌを検出している
状態を境界（旬に沿っている状態として境界（Ｌｌと車
体用との位ｌｉ！関係を判別するとともＫ。

走行１！ｒ析が、未刈地山）であるか既刈地ｔｃ＋であ
るかを検出するための作業地状況検出手段に兼用＠我し
てあり、左右両倣いセンナ（５１、＋５１が既刈地（０
）を検出した状態を一行程が終了したものとして、次行
程に＄動させるための方向転換制御を起動するようにし
てある。　ところで、前記光セン４ｊ″（Ｓｌ）、（Ｓ
りから得られる未刈地＋８１・既刈地（Ｃ）の判別信号
は芝が断続的に通過するために１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１
積分処理を行った後に後記制御装置ｔ１（１に入力すべ
く構成してある。

前記光センナ（５，）、（Ｓ、）からの信号を積分処理
するに、第１図に示すように１前記距離センナ（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
毎にキャリー信号（Ｐ４）を出力するプログラマプルカ
クンタ（１１）と、このカクンタ（＋１）のキャリー信
号（Ｐ４）Ｋよってリセットされる７リング７０ツブＯ
ａｔ設け、前記受光素子（時の出力信号（〜によって前
記カクンタ（ｌりをリセットするとともに７リング７０
クプ（１２１をセクトナベ〈構成してあり、このカクン
タ（１１）と７リツプ７０ング（１２）Ｋ！つてデジタ
ルフィルタ０３１に構成して、前記未刈地（Ｂｌと既刈
地（Ｑ大々の状態に対応すゐ連続した境界ｆＬｌの判別
信号（Ｐｏ）を得るようＫしてある。

以下、このデジタルフィルタ（ｌ：１の動作を簡単に説
明する。

前記カクンタ（＋１）は、そのカクント値に拘らず前記
受光素子（Ｐｏの出力パルス信号（Ｐｌ）　Ｋよって繰
り返しリセットされるとともに、７リツプ７０ツブ＋１
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（Ｐ、）が“Ｌ”レベルになり、かつ、単位走
行距離走行して、前記カクンタ（Ｉυがこの単位走行距
離に対応するカクント値まで前記距離センｆ（６）の出
力信号（ＰＩｌ）をカクントした場合にのみ、前記カク
ンタ（ｌりはキャリー信号（Ｐ４）を出力してフリツプ
フロップ（Ｉ２１をリセットする。

従って、この７リツプフロンプリ四の出力には芝感知状
態すなわち未刈地ｆＢｌ検出に対応する“Ｈ”レベルま
たは９無状態すなわち既刈地（０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（鳥）が
得られるのである。

なお、前記倣いセンサ（５１、＋５１としては、前記光
センサ（Ｓ、）、（時を用いるものく限らず、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５＋（Ｐ−を得るための信号処理は、大々センナの形
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ｆ５＋　、　（５１、
距離センサ（５）、および方位セン？　（７１Ｋ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Ｓをマイク
ロコンピュータによって構成された制御装置（１１ξ前
記各センｆ＋５１　、　＋６１　、　＋７１から・の信
号を入力してあり、これら各センナ（５１、＋６１　。

（７）Ｋよる検出パラメータを演算処理することくよっ
て、車体用の走行方向や走行速度を自動的に制御すべく
、１０・後＠（２１、＋３１天々のステアリング操作を
行う油圧シリンダ０４）　、　０５１を作動させる電磁
パルプＨ、（ＩＴ）および油圧式無段変速装置（ｌ樽の
変速位置を操作するモータ０１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てある。

尚、第１図中、（爬）、（Ｒρけ前・後輪＋２１　、　
［３＋の実際のステアリング量を検出して制御装置（１
ｏ）Ｋフィードバックするためのポテンショメータであ
り、（（転）は同様にして変速装置端の変速位置を検出
して制御装置ｆ１０１にフィードバ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
に各辺の長さ）を設定され、外周の外側を作業範囲設定
用既刈地ｔｃｌとした所定範囲の作業地（４）内部の未
刈地（Ｂｌを、前記作業地偽）の大きさと芝刈装置（４
）の作業幅の）とく基づいて算出した行程数とその基準
方位（ＦＱ）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、前記横向制御中は、未刈地（Ｂ）と既刈地（０
との境界側にある倣いセンナ（６１による前記境界（Ｌ
）　Ｋ対する車体用のずれ方向検出結果に基づいて前記
前・後輪＋２１　、　＋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ｆＬ＋に対する
車体（１）の位置修正を行う倣い制御と、！ｌＩ′Ｊ記
基準方位（つと方位センナ（７１Ｋよる検出方位■との
比較結果に基づいて、前記前・後Ｎｌ　＋２１、（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（ＬＩ　Ｋ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ｔ５１　
、１５１が既刈地ｆｃｌを検出し、距離セン″？　（６
１Ｋよる検出用ＩＩ（１）が各行程の距離に基づいて設
定された基準距離Ｃｔｎ）Ｋ達したことを検出した場合
に、歌体山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、前記検出用Ｍ（１
）が基準距離（Ｉｎ）に対して所定距離以上となると前
記両倣いセンナ（５１、＋６１が既刈地ｔｃ＋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
うくしてある。

以下、前記倣いセンサ（５１、＋５１の検出情報に基づ
いて処理済作業地を判別する際の判別基準を設定する手
段について説明する。

第２図乃至第４図に示すように１各行程を走行中、検出
走行距離（Ｚ）が基準距１１１’５（ｌｎ）から第１設
定距１ｌＩｉ（ｌＬ）を減算した値よりも大であり、し
かも、前記検出走行距離（ｔ）が基準距離（Ｉｎ）から
第コ設定距離（ｌρを減算した値よりも小である場合は
、テンプリング区間としてや］断させ、その区画を走行
する間において非境界側センサ（ＳＬ）、（幻の検出信
号に基づいて、作業地状況を予め認識させる。

ナなわち、前記コつのセンサ（５，）、（Ｓ、）が共Ｋ
”Ｈルベルの場合はカクンタに、２を加算し、ＩＪｆ前
記λつのセン４ｊ″（５Ｉ）、（Ｓ、）のうちどちらか
一方が′″Ｈ”レベルの場合はカクンタに／を加３７−
Ｌｌｌｔ記２つのセンサ（％）、（ＳＪが共に°Ｌ”レ
ベルの場合はカウントを行なわない。

そして、前記サンプリング区間を終了すると、方向転換
判別基準値としてのしきい値（０を求めることになり、
例えば、単位距離（本実施例でけｏ、ｔｍ）を走行する
間に従動輪（６Ａ）に付設の距離センサ（６）から出力
されるパルス数が７２個の場合においては、サンプリン
グ区間内の単位距離の＆（ＪＥ施例ではｊ個）を求める
と共に％テンプリング区間を走行する間において前記カ
クンタよりカウントされたカウント１直を総和した値（
ｃＬ）をｊで削ることＫより、単位走行距離（σ、Δり
の°Ｈ”の数を求め、そして、さらＫその歌の半分をし
きい値（ｃ４）としている。

尚、前記単位走行距離（Ｏ−ａｍ）当たりの１Ｈ′の改
を半分にしたのは、ターン位置を判別する際に作業地状
況が大巾に変化した時に早回りをするのを防ぐためであ
り、又、第２図のフローチャート中においては、サンプ
リング区間内の単位距離の故を２倍したｆａ　Ｑ　（実
施例では１０）を予め求め、その値（Ｑ）Ｋてカウント
値の総和（ｃｌ）を割算するようにしてある。

前記しきい値（（、）を算出する場合において、車体中
が既刈地（０）側に完全にはずれてしまう等の際に所望
のしきい値（Ｑと大きく外れたしきす値（Ｑが設定され
ることを防止すべく、前記で求めたしきい値（Ｑを用い
ることになる。

次に、前記算出によ＃）求められたしきい値（Ｃ，）　
Ｋ基づいてターン開始点を決定されることＫなり、以下
それについて説明する。

検出走行距離（４が基準距離（Ｉｎ）から第Ｊ設定距Ｎ
ＣＩρを減算した値以上に達すると、境界側及び非境界
側センサ（ＳＬ）、（♀・・の検出情報に基づいて作業
地状況を監視する。

すなわち、前記ダクのセンサ（時、（♀・・の全でが＠
Ｌ”レベルの場合ヒカクントせず、前記ｖつのセンｆ（
ＳＬ）、（♀・・のうちＪりのセンナが＠Ｌ１１レベル
の場合はカクンタに／を加算し、前記ダつのセンナ（Ｓ
Ｌ）、（ｓり・・のうち２つ以とのセンサが＠Ｈ”レベ
ルの場合はカクンタに２を加算するカウント作動を、ｊ
ａｍ走行する毎に行なう。

その後、カウント作動した回数がｌコとなると、その７
２個のカウント値（Ｑを総和した値（Ｄｌとしきい値（
Ｑとを比較し、カウント値（Ｑを総和した値の１が前記
しきい値（Ｑより小の場合は、方向転換を開始する。　
そして、前記総和した　。

値■）が前記しきい値（Ｑより大の場合は、次カクント
値（ｃ４）を取込むと同時に前回算出時に記憶した値の
最初のカウント値（（、）　ｔ−掃き出して常に最新の
７２個のカウント値（Ｑｔ−総和した値の）と前記しき
い値（Ｑとの比較を行なうことＫなる。

以下、Ｅ記ターン制御及び行程間の走行制御を行ないな
がら、全行程の作業を終了させることになる。

尚、第４図は、しきい値（Ｑが１０の場合のターン開始
点を示している。

〔別実施例〕

本発明のターン制御装置は、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動走行作業車に適用で
きるものである。

作業地状況検出手段としては、複数個の７オトインクラ
プタ型のセンナ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我等、使用対象に応じて各種構Ｆｆ
１．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Ｋ１１ｌ！する他、ｈＥ’ｌＥ施例で述べた
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：４１ａする等、各種変更できる。

又、判別基準設定羊膜としては、例えばテレビカメラを
用いる場合において、未処理作業地（Ｂｌと処理済作業
地１０）との明度差に基づいて取込まれた画像信号を２
値化して、所定距離内における未処理作業地ＩＢＩと処
理済作業地１ｃＩの検出比率を求める等の手段を用いて
もよい。

前記実施例では、所定距離をパルス数に換算して求めた
単位走行距離光たりの“Ｈ”の数の半分をしきい債（ｃ
４）とみなしたが、所定距離間の“Ｈ”の飲をその計測
回数で割った値、すなわち単位走行距離光たりの“Ｈ″
の平均値をしきい値（Ｃりとして求めるようＫしてもよ
い。　そして、その場合、ターン開始点を判別させる忙
、例えば前述の総和（Ｄ＋をカウント作動した回数で割
った値としきい値（Ｃ，）とを比較させるとよい。

【図面の簡単な説明】

図面は零発１ｆ１１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、４
Ｍ３図は走行制御を示す説明図、￥Ｊ４図はターン開始
点を示すタイムチャート、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
。 山・・・・・・作業車、（６）・・・・・・作業地状況
検出情報、（６）・・・・・・距離演出手段、（Ｂ）・
・・・・・未処理作業地、（Ｃ）・・・・・・処理済作
業地、（１）・・・・−・検出走行距離、　（ｌｎ）・
・・・・・基準距離、（ｎ）・・・・行程。

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、
   前記作業地状況検出手段（５）の情報に基づいて、処理
   済作業地であることが判別され、且つ、距離検出手段（
   ６）の情報に基づいて、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（ｌｎ）以上になつたことが判別され
   ると、次行程側へ移動させるようにステアリング操作し
   ながら自助走行させるターン制御を開始させるように構
   成した自動走行作業車のターン制御装置であつて、予め
   設定してある各行程（ｎ）における基準距離（ｌｎ）の
   終端近傍での作業地状況検出手段（５）による検出情報
   に基づいて、前記処理済作業地判別基準を設定する判別
   基準設定手段を設けてある自動走行作業車のターン制御
   装置。