JPS63296608A - ビ−ム光利用の作業車誘導装置 - 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、作業行程の長さ方向に沿って、作業行程の一
端側から他端側に向かって投射される作業車誘導用のビ
ーム光に対する車体横幅方向での受光位置を検出する光
センサが、その受光面が車体前方側を向く状態と、車体
後方側を向く状態とに切り換え自在に作業車に装備され
ているビーム光利用の作業車誘導装置に関する。

〔従来の技術〕

上記この種のビーム光利用の作業車誘導装置は１、作業
車が誘導用のビーム光に沿って走行するように、作業行
程の長さ方向に沿って、作業行程の一端側から他端側に
向かって投射される作業車誘導用のビーム光に対する車
体横幅方向での受光位置を検出する光センサを設けたも
のである。

ところで、作業車を田植え用の作業車に構成したような
場合、作業車が互いに隣接する作業行程をその終端部に
おいて１８０度方向転換しながら往復走行させることに
なるために、作業車に装備する光センサの受光方向が、
作業行程毎に前後反転する状態となる。

従って、ビーム光の投射方向に対する作業車の向きが前
後反転しても、光センサがビーム光を受光できるように
、光センサの受光面が車体前方側を向（状態と車体後方
側を向く状態とに切り換える必要があるが、従来では、
光センサを、車体に対して縦軸芯周りに水平方向に回転
させるようにしてあった（特願昭６１−２９３６８１号
参照）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来構成によれば、光センサを縦軸芯周りに水平方
向に回転させることにより、受光方向を前後反転させて
いたので、その向きを正確に１８０度反転させた位置で
停止させなければ、車体の位置が同じであっても、車体
横幅方向における受光位置がずれる虞れがある。

車体横幅方向における受光位置がずれると、実際にはビ
ーム光に対する車体横幅方向の位置がずれていないにも
拘らず、ずれがあるように検出される不利が生じること
になる。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、そ
の目的は、光センサの受光方向を、前後反転させても、
受光位置のずれが生じ難いようにすることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によるビーム光利用の作業車誘導装置の特徴構成
は、前記光センサが、車体横幅方向に向かう軸芯周りに
前後向き変更自在に構成されている点にあり、その作用
並びに効果は以下の通りである。

〔作　用〕

光センサの向きを、車体横幅方向に向かう軸芯周りで前
後変更させるので、車体前方側を向いた状態での車体横
幅方向における受光位置と、車体後方側を向いた状態で
の受光位置との差が生じ難いようにできる。

［発明の効果〕 従って、光センサの受光面の前後向き変更を車体横幅方
向に向かう軸芯周りに行うという簡単な改造で、受光方
向の前後反転による受光位置の誤差発生を抑制できるに
至った。

〔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１図及び第２図に示すように、左右一対の前輪（ＩＦ
）及び左右一対の後輪（ＩＲ）を備えた車体の後部に、
植え付は装置（２）が昇降自在に取り付けられ、もって
、田植え用の作業車（Ｖ）が構成されている。そして、
車体横倒部に、作業行程の一端側から他端側に向かって
投射される誘導用のビーム光（Ａ）を受光する前後一対
の光センサ（Ｓ＋）、（Ｓｔ）の夫々が、それらの受光
面が車体前方側を向く状態と車体後方側を向く状態とに
向き変更自在な状態で、取り付けられている。

前記誘導用のビーム光（Ａ）を、前記一対の光センサ（
Ｓ＋）、（Ｓｔ）に向けて投射する手段について説明す
れば、第１図及び第４図に示すように、前記作業車（Ｖ
）を往復走行させる作業行程の一方の始端部側に、レー
ザ光を上下方向に所定角度で走査することにより前記誘
導用ビーム光（Ａ）を前記作業車（Ｖ）に取り付けられ
た前記一対の光センサ（ｓｉ）、（ｓｚ）に向けて投射
するレーザ発光器（３）を設置しである。但し、本実施
例では、前記作業車（Ｖ）を前記各作業行程の両端部に
おいて１８０度方向転換させながら往復走行させるため
に、前記レーザ発光器（３）を、それから投射されるビ
ーム光（Ａ）の方向が作業行程の長さ方向に平行する方
向となる状態で前記植え付は装置（２）の作業幅分を横
方向に移動できるように、前記植え付は装置（２）の作
業幅分を隔てて設けである設置台（４）の上に設置しで
ある。

そして、前記作業車（ν）が各作業行程の終端部に達す
るに伴って、自動的に１８０度方向転換させると共に、
前記レーザ発光器（３）を、１作業行程おきに順次作業
幅分を車体横幅方向に移動させることにより、所定範囲
の圃場における植え付は作業を自動的に行いながら自動
走行させるようにしである。

尚、第１図中、（５）は前記作業車（Ｖ）が作業行程の
終端部である畦に対して設定距離内に接近するに伴って
検出作動する超音波センサであって、前記作業車（ｖ）
が作業行程の終端部に達したことを検出して、自動的に
次の作業行程の始端部側に向けて方向転換させるための
制御情報を得るようにしである。

前記一対の光センサ（Ｓｌ）、　（ＳＺ）について説明
すれば、第１図乃至第３図に示すように、それらの受光
面が前記ビーム光（Ａ）を同時に受光できるように、上
下方向に間隔を隔てて位置し、且つ、車体前後方向に所
定の間隔（ｌを隔てて位置する状態で設けである。

そして、前記光センサ（Ｓｌ）、（ＳＺ）の夫々を、車
体横側外方に向かって延出されたアーム（６）の先端部
に取り付けたセンサ支持部材（７）の夫々に、車体横幅
方向に向かう横軸芯（Ｐ）　、　（Ｑ）周りで夫々正逆
回転自在に枢支すると共に、前記各光センサ（Ｓｌ）、
（Ｓりを前記各横軸芯（Ｐ）　、　（Ｑ）周りに正逆回
転駆動する減速機付きの電動モータ（Ｍ＋）、（ＭＺ）
の夫々を設けてあり、もって、前記一対の光センサ（Ｓ
ｔ）、（ｓｚ）夫々の受光面が、車体横幅方向に向かう
横軸芯周りに前後向き変更自在に構成されている。

つまり、前記光センサ（Ｓｌ）、　（ｓｚ）は、夫々車
体横幅方向に向かう横軸芯（Ｐ）　、　（Ｑ）周りで前
後向きを反転するようにすることで、前後夫々の向きに
おける車体横幅方向の位置に誤差が生じ難いようにでき
るのである。尚、前後反転に伴って、受光面が上下方向
に傾く虞れがあるが、この上下方向での傾きは、前記誘
導用のビーム光（Ａ）が上下方向に走査されているので
、受光位置の精度に影響することはない。

但し、前記一対の光センサ（Ｓｌ）、（Ｓりの受光面が
車体前方側を向く状態及び車体後方側を向く状態の何れ
の状態においても、前記誘導用ビーム光（Ａ）を受光で
きるように、且つ、前記植え付は装置（２）や搭乗して
いる作業者によってビーム光（Ａ）が遮られることがな
いようにするために、前記アーム（６）を、車体上方で
且つ車体外方側に向けて延出しである（第２図及び第４
図参照）。

第４図に示すように、車体の進行方向が反転しても、互
いに隣接する２つの作業行程を１往復する間は、前記ビ
ーム光投射器（３）を移動させることなく前記ビーム光
（Ａ）を受光できるようにするために、前記ビーム光（
Ａ）の投射方向の位置及び前記一対の光センサ（ｓｔ）
、（ｓｇ）の横幅方向におけるセンサ中心位置が、車体
に対して最も未植え側に位置する植え付は苗列に対して
、車体横幅方向の植え付は間隔の略半分に相当する距離
分を未植え側に突出した位置となるようにしである。

前記一対の光センサ（Ｓｌ）、（Ｓ：）の受光位置情報
に基づいて、前記ビーム光（Ａ）の投射方向に対する車
体向き及び横幅方向の位置を求める手段について説明を
加えれば、第５図に示すように、複数個の受光素子（Ｄ
）を車体横幅方向に向けて並べて設けると共に、車体横
幅方向の中心に位置する受光素子（Ｄｏ）の位置を基準
位置とし゛て、このセンサ中心に位置する受光素子（Ｄ
ｏ）が前記ビーム光（Ａ）を受光する状態を車体横幅方
向のずれが無い状態として判別し、且つ、前記一対の光
センサ（Ｓｌ）、（Ｓりの受光位置が前後で同一の場合
を車体向きのずれが無い状態と判別するようにしである
。つまり、前記センサ中心に位置する受光素子（Ｄｏ）
に対して左右に位置する何れの受光素子がビーム光（Ａ
）を受光するかに基づいて、前記ビーム光（Ａ）の投射
方向に対する車体の向き及び横幅方向大々のずれを定量
的に検出できるように構成しである。

すなわち、前記一対の光センサ（Ｓυ、　（Ｓｚ）夫々
のセンサ中心に位置する受光素子（Ｄｏ）の位置に対す
る各受光位置（Ｌ）　、（Ｘｚ）と前記一対の光センサ
（Ｓｌ）、（Ｓｔ）の車体前後方向における取り付は間
隔（１）とに基づいて、下記式により車体向きの偏差（
ψ）を求めるようにしである。

但し、車体横幅方向の位置の偏差（χ）は、前記車体前
方側の光センサ（Ｓｌ）のセンサ中心に対する受光位置
（ｘｌ）の値を、そのまま用いるようにしである。

前記作業車（Ｖ）の構成について説明すれば、第６図に
示すように、前記前後輪（ＩＦ）　、　（ＩＲ）は、そ
の何れをも向き変更自在に構成され、操向用の油圧シリ
ンダ（８Ｆ）　、　（８Ｒ）、及び、その制御弁（９Ｆ
）　、　（９Ｒ）を設けである。又、前後進切り換え自
在で且つ前進変速並びに後進変速自在な油圧式無段変速
装置（１０）を、エンジン（Ｅ）に連動連結し、そして
、搭乗操縦用の変速ペダル（１１）及び自動走行用の変
速モータ（１２）を、その何れによっても変速操作自在
に、前記変速装置（１０）の変速アーム（１３）に連動
連結しである。又、搭乗操縦用のステアリングハンドル
（Ｈ）を設けである。

前記前後輪（ＩＦ）　、　（ＩＲ）夫々のステアリング
位置を検出するステアリング位置検出用ポテンショメー
タ（１，（Ｒｚ）、及び、前記変速アーム（１３）の位
置つまり変速状態を検出する変速状態検出用ポテンショ
メータ（Ｒ８）を設けである。そして、それらポテンシ
ョメータ（Ｒ＋）、　（Ｒｇ）　、　（Ｒ３）による検
出信号、及び、前記前後一対の光センサ（Ｓｔ）。

（Ｓｔ）の受光位置情報の夫々を、マイクロコンピュー
タ利用の制御袋！（１４）に入力しである。

尚、第６図中、（Ｒｏ）は前記ステアリングハンドル（
１１）の操作位置つまり搭乗操縦時における目標ステア
リング位置を検出するポテンショメータである。

つまり、自動走行時には、前記一対の光センサ（Ｓり、
　（Ｓｔ）の受光位置情報に基づいて、前記各油圧シリ
ンダ（８Ｆ）　、　（８Ｒ）の制御弁（９Ｆ）　、　（
９Ｒ）の作動を制御すると共に、予め設定された走行制
御情報及び前記超音波センサ（５）の検出情報に基づい
て前記変速モータ（１２）の作動を制御して、作業車（
Ｖ）が設定速度で、且つ、前記誘導用ビーム光（Ａ）に
沿って自動走行すると共に、一つの作業行程の終端部に
達するに伴って、自動的に１８０度方向転換させるよう
に構成しである。

次に、第７図に示すフローチャートに基づいて、前記制
御装置（１４）の動作を説明する。

すなわち、操向制御が起動されるに伴って、前記超音波
センサ（５）が畦を検出作動したか否かを判別する。

前記超音波センサ（５）が検出作動していない場合は、
前記一対の光センサ（Ｓｔ）、　（Ｓｔ）による受光位
置情報に基づいて、前述の如く、前記ビーム光（Ａ）の
投射方向に対する車体の向きの偏差（ψ）及び横幅方向
の位置の偏差（χ）を求め、そして、両部差（ψ）、（
χ）が零となるように、つまり前記一対の光センサ（Ｓ
ｔ）、（Ｓｔ）のセンサ中心に位置する受光素子（Ｄｏ
）が前記ビーム光（八）を受光する状態となるように、
前記前後輪（ＩＦ）。

（１！？）を操作する操向制御を行うことになる。

一方、前記超音波センサ（１３）が畦を検出作動するに
伴って、前記前後輪（ＩＦ）　、　（ＩＲ）を設定時間
の間、最大角度で逆方向に向けてステアリング操作する
ことにより、次の作業行程の方向に１８０度方向転換さ
せる。そして、方向転換が終了するに伴って、前記セン
サ回転用の電動モータ（Ｍｌ）　、　（ｔｔｔ）の夫々
を駆動して、前記一対の光センサ（５１）　、　Ｃ５ｔ
＞の受光面の方向を、車体前後に切り換える。

前記一対の光センサ（Ｓυ、（Ｓｔ）がその受光面の方
向を１８０度逆転された後において、前記ビーム光（Ａ
）を受光するに伴って、前述した操向制御を再開するこ
とにより、次の作業行程に対する植え付は作業を再開す
ることとなる。

但し、互いに平行して隣接する２つの作業行程を１往復
する毎に、車体向きが元の走行方向と同一方向を向く状
態に復帰することとなり、その結果、前記光センサ（Ｓ
ｔ）　、　（ＳＺ）が、前記ビーム光（＾）の投射方向
に対して前記植え付は装置（２）の作業幅分を未植え付
は方向に移動した位置に移動するので、前記ビーム光投
射器（３）を、作業車（Ｖ）が１往復する毎に、作業幅
分を作業行程に対して直交する方向に移動させることに
なる。

前記操向制御について説明を加えれば、車体向きの偏差
（ψ）がある場合には、前記前後輪＜ＩＦ）　、　（Ｉ
Ｒ）を逆方向に向けて操作して急旋回させる４輪ステア
リング形式で車体向きを修正するようにしである。一方
、前記横幅方向の位置の偏差（χ）がある場合には、前
記前後輪（ＩＦ）。

（ＩＲ）を同一方向に向き変更させて平行移動させる平
行ステアリング形式にて車体位置を修正するようにしで
ある。

尚、車体移動時等において、人為的に操縦する場合は、
使用するステアリング形式を選択して、前記ステアリン
グハンドル（１１）による目標ステアリング角度と前記
ステアフグ角度検出用ポテンショメータ（Ｒ１）　、　
（Ｒｔ）による現在のステアリング角度とが一致するよ
うに操向すると共に、前記変速ペダル（１１）にて前記
変速アーム（１３）を直接操作して、走行速度を人為的
に調節することになる。

〔別実施例〕

上記実施例では、車体向きの偏差（ψ）がある場合には
、４輪ステアリング形式にて操向し、横幅方向の位置の
偏差（χ）がある場合には平行ステアリング形式で操向
するようにした場合を例示したが、例えば、前後輪（Ｉ
Ｆ）　、　（ＩＲ）のステアリング角度に差を付けて、
向きと位置の両方を同時に修正できるようにしたり、又
、作業車（Ｖ）を、前輪（ＩＦ）のみを操向する２輪ス
テアリング形式にて操向操作するように構成して、前記
両偏差（ψ）、（χ）に基づいて、目標ステアリング角
度を設定するようにしてもよく、操向操作するための具
体構成は、各種変更できる。

又、上記実施例では、一つの作業行程を終了すると自動
的に方向転換させるようにした場合を例示したが、人為
的に方向転換させるようにしてもよい。又、例えば、作
業車を無線操縦等によって遠隔操縦できるように構成し
、車体移動時や、方向転換時における操縦を、遠隔操作
できるようにしてもよい。

又、上記実施例では、光センサ（Ｓｌ）　、　（ｓｚ）
の受光方向を前後反転させるに、２個の電動モータ（Ｍ
ｌ）、　（ｎｚ）にて各別に行うようにした場合を例示
したが、一つの電動モータで行うようにしてもよい。

又、上記実施例では、光センサ（Ｓｌ）　、　（ｓｚ）
の受光方向を、自動的に前後反転させるようにした場合
を例示したが、例えば、搭乗者が人為的に前後反転させ
るようにしてもよい。

又、上記実施例では、光センサの２個を、車体前後に間
隔を隔てて設け、誘導用ビーム光（Ａ）に対する向きと
横幅方向の位置との両方を検出し、そして、その検出情
報に基づいて、自動的に操向制御するように構成した場
合を例示したが、−個の光センサを設け、横幅方向の位
置のみを検出できるようにしてもよい。又、その検出情
報を表示する表示器等を設けて、人為的に操縦するよう
にしてもよく、光センサ及びそれの前後向きを変更する
手段の具体構成や、その検出情報を利用する機器の具体
構成は、各種変更できる。

又、上記実施例では、作業車を田植え用の作業車に構成
した場合を例示したが、本発明は、各種の作業車に適用
できるものであって、各部の具体構成は各種変更できる
。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にするた
めに符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構
造に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係るビーム光利用の作業車誘導装置の実
施例を示し、第１図は作業車の側面図、第２図は同背面
図、第３図は光センサの前後向き変更構成を示す斜視図
１．第４図は誘導用ビーム光と光センサの位置関係を示
す概略平面図、第５図は誘導用ビーム光に対する光セン
サの受光位置の説明図、第６図は制御構成を示すブロッ
ク図、第７図は制御装置の動作を示すフローチャートで
ある。 （Ａ）・・・・・・誘導用のビーム光、　（ｓ＋）　、
　（Ｓ２）・・・・・・光センサ、（Ｖ）・・・・・・
作業車、（Ｐ）　、　（Ｑ）・・・・・・車体横幅方向
に向かう軸芯。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 作業行程の長さ方向に沿って、作業行程の一端側から他
   端側に向かって投射される作業車誘導用のビーム光（Ａ
   ）に対する車体横幅方向での受光位置を検出する光セン
   サ（Ｓ＿１）、（Ｓ＿２）が、その受光面が車体前方側
   を向く状態と、車体後方側を向く状態とに切り換え自在
   に作業車（Ｖ）に装備されているビーム光利用の作業車
   誘導装置であって、前記光センサ（Ｓ＿１）、（Ｓ＿２
   ）が、車体横幅方向に向かう軸芯（Ｐ）、（Ｑ）周りに
   前後向き変更自在に構成されているビーム光利用の作業
   車誘導装置。