JPS6348485B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6348485B2 JPS6348485B2 JP56037102A JP3710281A JPS6348485B2 JP S6348485 B2 JPS6348485 B2 JP S6348485B2 JP 56037102 A JP56037102 A JP 56037102A JP 3710281 A JP3710281 A JP 3710281A JP S6348485 B2 JPS6348485 B2 JP S6348485B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- automatic steering
- tracking
- agricultural machine
- mobile agricultural
- distance
- Prior art date
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- Expired
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 18
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 3
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 241001124569 Lycaenidae Species 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
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- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
Landscapes
- Guiding Agricultural Machines (AREA)
- Non-Deflectable Wheels, Steering Of Trailers, Or Other Steering (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、コンバインやトラクタなどの移動農
機が田畑の穀稈未刈地の側縁や畝などからなる追
従目標線に追従して、収穫や畝立てなどを行つて
いくようにする自動操向装置に関し、追従目標線
を非接触形の距離センサで高精度に検出すること
に基づき正確に自動操向制御して、順調に能率良
く作業を進めることを目的とするものである。
機が田畑の穀稈未刈地の側縁や畝などからなる追
従目標線に追従して、収穫や畝立てなどを行つて
いくようにする自動操向装置に関し、追従目標線
を非接触形の距離センサで高精度に検出すること
に基づき正確に自動操向制御して、順調に能率良
く作業を進めることを目的とするものである。
従来では、接触形のリミツトスイツチで追従目
標線を検出することに基づき、移動農機を自動操
向制御していた。ところが、リミツトスイツチの
検出杆は接触ミスが比較的多いために、操向制御
の精度が低下する。しかも、走行中の移動農機の
近傍しか検出できないため、急激に操向制御する
ことになり、移動農機が左右にジグザグ操向され
ることになる。従つて、移動農機が頻繁に蛇行し
易く、作業精度及び作業能率が低下するだけでな
く、農機の耐久性も低下する。
標線を検出することに基づき、移動農機を自動操
向制御していた。ところが、リミツトスイツチの
検出杆は接触ミスが比較的多いために、操向制御
の精度が低下する。しかも、走行中の移動農機の
近傍しか検出できないため、急激に操向制御する
ことになり、移動農機が左右にジグザグ操向され
ることになる。従つて、移動農機が頻繁に蛇行し
易く、作業精度及び作業能率が低下するだけでな
く、農機の耐久性も低下する。
本発明者等は、上記諸欠点を解消するため、非
接触形のセンサで追従目標線を検出することに基
き、移動農機を自動操向制御する為の研究、開発
を行つて来た。
接触形のセンサで追従目標線を検出することに基
き、移動農機を自動操向制御する為の研究、開発
を行つて来た。
しかし、移動農機は、工作機械等と異なり、追
従目標線が長くそのバラツキも大きく、かつ変動
要素も多く、検出が極めて困難である事、しかも
走向装置のスリツプにより正確な操向制御ができ
ないため、追従目標線の検出が一層困難になる事
などの理由で、追従目標線を検出する為の装置が
複雑化、大形化し、実用化が難しかつた。
従目標線が長くそのバラツキも大きく、かつ変動
要素も多く、検出が極めて困難である事、しかも
走向装置のスリツプにより正確な操向制御ができ
ないため、追従目標線の検出が一層困難になる事
などの理由で、追従目標線を検出する為の装置が
複雑化、大形化し、実用化が難しかつた。
本発明は、更に研究、開発を進めて、これまで
の課題を解決することにより、追従目標線を非接
触形の距離センサからなる簡単な装置で高精度に
検出し、この検出信号に基き正確に自動操向制御
するものであつて、その特徴とするところは、距
離センサを斜め横下向きに向け、鉛直面内の所定
開角の検出領域に亘つて検出し、この検出領域内
における各測定距離の変化特性を求め、その変曲
線を追従目標線として検出するようにしたもので
ある。
の課題を解決することにより、追従目標線を非接
触形の距離センサからなる簡単な装置で高精度に
検出し、この検出信号に基き正確に自動操向制御
するものであつて、その特徴とするところは、距
離センサを斜め横下向きに向け、鉛直面内の所定
開角の検出領域に亘つて検出し、この検出領域内
における各測定距離の変化特性を求め、その変曲
線を追従目標線として検出するようにしたもので
ある。
即ち、追従目標線として、例えば未刈地の側縁
の地表面となす稜線のごとく、移動農機の固定点
からの距離が極大となる線を活用し得ることに着
目したものである。
の地表面となす稜線のごとく、移動農機の固定点
からの距離が極大となる線を活用し得ることに着
目したものである。
以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。
る。
第１図は移動農機としてコンバインＣを示し、
その前部右側に操縦台２、左側に前処理装置３、
後部に脱穀装置４が配置されている。そして、エ
ンジン（図示略）で各部が駆動され、左右一対の
クローラ５Ｒ，５Ｌで機体１が前進し、田圃に植
立する穀稈１８を、前処理装置３の分草器６で分
草し、引起し装置７で引起し、刈取り装置８で刈
取り、搬送装置９，１０，１１，１２で後方へ搬
送しながら水平姿勢にし、脱穀装置４で脱穀処理
するように構成されている。
その前部右側に操縦台２、左側に前処理装置３、
後部に脱穀装置４が配置されている。そして、エ
ンジン（図示略）で各部が駆動され、左右一対の
クローラ５Ｒ，５Ｌで機体１が前進し、田圃に植
立する穀稈１８を、前処理装置３の分草器６で分
草し、引起し装置７で引起し、刈取り装置８で刈
取り、搬送装置９，１０，１１，１２で後方へ搬
送しながら水平姿勢にし、脱穀装置４で脱穀処理
するように構成されている。
第２図乃至第６図はコンバインＣの自動操向装
置Ｄの構造及び働きを示す。即ち、田圃に植立す
る穀稈１８の既刈地Ａの未刈地Ｂ側の側縁である
追従目標線Ｌを追従用センサ１９が検出し、この
検出信号に基き追従用制御装置Ｍが作動して操向
装置Ｄを制御し、機体１を追従目標線Ｌに追従さ
せて走行させることにより、穀物を収穫していく
ように構成されている。
置Ｄの構造及び働きを示す。即ち、田圃に植立す
る穀稈１８の既刈地Ａの未刈地Ｂ側の側縁である
追従目標線Ｌを追従用センサ１９が検出し、この
検出信号に基き追従用制御装置Ｍが作動して操向
装置Ｄを制御し、機体１を追従目標線Ｌに追従さ
せて走行させることにより、穀物を収穫していく
ように構成されている。
追従用制御装置Ｍは、マイクロコンピユータ
（以下マイコンと略称する）から成り、追従用セ
ンサ１９の検出信号をインプツトインタフエイス
２０に入力して中央処理装置２１に伝え、記憶装
置２２の記憶情報に従つて処理し、アウトプツト
インタフエイス２３から出力して操向装置Ｄの操
向用油路切換弁１７を切換作動させるように構成
されている。
（以下マイコンと略称する）から成り、追従用セ
ンサ１９の検出信号をインプツトインタフエイス
２０に入力して中央処理装置２１に伝え、記憶装
置２２の記憶情報に従つて処理し、アウトプツト
インタフエイス２３から出力して操向装置Ｄの操
向用油路切換弁１７を切換作動させるように構成
されている。
操向装置Ｄは、切換弁１７が中立位置から右又
は左に切換えられると、右又は左の油圧シリンダ
１４Ｒ，１４Ｌが伸び、右又は左のクラツチレバ
ー１５Ｒ，１５Ｌを介してミツシヨンケース１３
内の右又は左のクラツチ１６Ｒ，１６Ｌを切断し
て、右又は左のクローラ５Ｒ，５Ｌを停止させ、
機体１を右又は左へ操向するように構成されてい
る。
は左に切換えられると、右又は左の油圧シリンダ
１４Ｒ，１４Ｌが伸び、右又は左のクラツチレバ
ー１５Ｒ，１５Ｌを介してミツシヨンケース１３
内の右又は左のクラツチ１６Ｒ，１６Ｌを切断し
て、右又は左のクローラ５Ｒ，５Ｌを停止させ、
機体１を右又は左へ操向するように構成されてい
る。
上記追従用センサ１９は、非接触形の距離セン
サのうちの超音波投射受信式距離測定器で構成さ
れる。
サのうちの超音波投射受信式距離測定器で構成さ
れる。
この距離測定器は右端の引起し装置７に所定の
地上高で斜め横下向き、かつ斜め前左向きで、し
かも所定の開角Ｂの範囲で揺動自在に付設され
る。
地上高で斜め横下向き、かつ斜め前左向きで、し
かも所定の開角Ｂの範囲で揺動自在に付設され
る。
この揺動機構は、小形油圧シリンダ２４のピス
トンロツドのラツク２５でピニオン２６を回転さ
せて追従用センサ１９を揺動させるようになつて
いる。
トンロツドのラツク２５でピニオン２６を回転さ
せて追従用センサ１９を揺動させるようになつて
いる。
上記開角の検出領域内で下側から揺動させなが
ら微小一定時間間隔で距離を測定していくと、第
４図に示すように、穀稈１８の株元において測定
距離ｄがdoとなり最大値を示す。即ち、第６図
に示すように、測定距離ｄの変化特性の変曲点ｍ
における距離doが株元までの距離を示すことに
なる。
ら微小一定時間間隔で距離を測定していくと、第
４図に示すように、穀稈１８の株元において測定
距離ｄがdoとなり最大値を示す。即ち、第６図
に示すように、測定距離ｄの変化特性の変曲点ｍ
における距離doが株元までの距離を示すことに
なる。
このようにして、株元までの測定距離doと追
従用センサ１９から株元を臨む俯角αが定まり、
第５図に示す基準距離ａがａ＝do cosα×sinγの
式で得られる。この基準距離ａを設定値に保つよ
うに、上記測定距離ｄの変化特性の変曲点ｍを追
従目標線Ｌとして操向制御することになる。
従用センサ１９から株元を臨む俯角αが定まり、
第５図に示す基準距離ａがａ＝do cosα×sinγの
式で得られる。この基準距離ａを設定値に保つよ
うに、上記測定距離ｄの変化特性の変曲点ｍを追
従目標線Ｌとして操向制御することになる。
尚、上記の距離測定、検出信号処理、操向制御
は、刈取り作業の間に亘つて、例えば１〜２秒間
隔の一定時間毎若しくは機体１が所定距離前進す
る毎に行なわれる。
は、刈取り作業の間に亘つて、例えば１〜２秒間
隔の一定時間毎若しくは機体１が所定距離前進す
る毎に行なわれる。
尚、機体１が既刈地Ａの方向に向つている場合
には、変曲線ｍが検出されず（地面だけを測定し
ているとき）又測定距離ｄの変化特性が不連続と
なる（既刈地の株元を測定しているとき）ので、
制御装置Ｍの記憶情報に基づき、この状態を検出
でき、これに対しても操向制御することになる。
には、変曲線ｍが検出されず（地面だけを測定し
ているとき）又測定距離ｄの変化特性が不連続と
なる（既刈地の株元を測定しているとき）ので、
制御装置Ｍの記憶情報に基づき、この状態を検出
でき、これに対しても操向制御することになる。
尚、上記実施例の一部を次のように変形するこ
とも考えられる。
とも考えられる。
(イ) 上記実施例では距離センサーとして超音波投
射受信式距離測定器を用いたが、光波受信式距
離測定器を用いて、光によつて距離を測定する
ように形成してもよい。要するに、非接触形の
距離センサーであれば良い。
射受信式距離測定器を用いたが、光波受信式距
離測定器を用いて、光によつて距離を測定する
ように形成してもよい。要するに、非接触形の
距離センサーであれば良い。
(ロ) 追従用制御装置として論理回路等を組合せた
専用の電子制御回路を用いてもよい。
専用の電子制御回路を用いてもよい。
(ハ) 本発明の自動操向装置は、コンバイン以外に
バインダ、苗植機又はトラクタ等に適用でき
る。バインダには、上記実施例をそつくり適用
することができ、苗植機に適用する場合には、
コンバインにおける未刈地を苗をこれから植え
る部分、既刈地を既に苗を植えた部分に対応さ
せればよく、既に植えた苗に精度よく平行に苗
植していくことができる。
バインダ、苗植機又はトラクタ等に適用でき
る。バインダには、上記実施例をそつくり適用
することができ、苗植機に適用する場合には、
コンバインにおける未刈地を苗をこれから植え
る部分、既刈地を既に苗を植えた部分に対応さ
せればよく、既に植えた苗に精度よく平行に苗
植していくことができる。
更に、トラクタによる畝立てや溝堀り作業に
おいては、既に出来上つた畝や溝と平行な畝や
溝を形成することができる。
おいては、既に出来上つた畝や溝と平行な畝や
溝を形成することができる。
本発明は、以上のように構成され作用するの
で、次の効果を奏する。
で、次の効果を奏する。
(1) 追従目標線を非接触形の距離センサーで検出
するので、検出誤差や検出ミスが少なく、農機
の操向制御の精度を高められるうえ、検出誤差
や故障などの発生率が低く、耐久性に優れるこ
とから長期に亘り高精度の操向制御を維持でき
る。
するので、検出誤差や検出ミスが少なく、農機
の操向制御の精度を高められるうえ、検出誤差
や故障などの発生率が低く、耐久性に優れるこ
とから長期に亘り高精度の操向制御を維持でき
る。
(2) しかも、追従目標線からの偏りの有無だけで
なく、その偏位距離が得られるので、一層能率
的かつ適切な操向制御が可能となる。
なく、その偏位距離が得られるので、一層能率
的かつ適切な操向制御が可能となる。
(3) 追従目標線を検出する手段として、非接触形
の距離センサーを俯角状に配設し、所定の開角
の検出領域に亘つて検出できるようにするだけ
なので、構造簡単で安価に実施できる。
の距離センサーを俯角状に配設し、所定の開角
の検出領域に亘つて検出できるようにするだけ
なので、構造簡単で安価に実施できる。
図面は本発明の実施例を示し、第１図はコンバ
インの全体斜視図、第２図は自動操向装置の概略
構成図、第３図は自動操向装置のブロツク図、第
４図及び第５図は各々刈取り状態を示す概略側面
図、概略平面図、第６図は測定距離の変化特性を
示す線図である。 Ｃ……コンバイン、Ｄ……操向装置、１９……
追従用センサー（非接触形距離センサー）、Ｍ…
…追従用制御装置、Ｌ……追従目標線、Ｂ……所
定の開角、ｄ……測定距離、ｍ……変化特性の変
曲点。
インの全体斜視図、第２図は自動操向装置の概略
構成図、第３図は自動操向装置のブロツク図、第
４図及び第５図は各々刈取り状態を示す概略側面
図、概略平面図、第６図は測定距離の変化特性を
示す線図である。 Ｃ……コンバイン、Ｄ……操向装置、１９……
追従用センサー（非接触形距離センサー）、Ｍ…
…追従用制御装置、Ｌ……追従目標線、Ｂ……所
定の開角、ｄ……測定距離、ｍ……変化特性の変
曲点。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 移動農機の操向装置を追従用センサの検出信
号に基き追従用制御装置で操向制御可能に構成
し、追従用センサが田畑に形成された追従目標線
を検出することに基き、追従用制御装置が作動し
て、操向装置を制御し、移動農機を追従目標線に
追従させて走行させるように構成し、上記追従用
センサは非接触形の距離センサで構成し、この距
離センサは移動農機に所定の地上高で少なくとも
斜め横下向きに取付け、距離センサの検出領域を
垂直方向に広がる所定の開角をもたせて設定し、
距離センサが検出領域の各地点で測定した測定距
離の変化特性の変曲点を追従目標線として検出す
るように構成した事を特徴とする移動農機の自動
操向装置。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載した自動操向装
置において、移動農機がコンバインであるもの。 ３ 特許請求の範囲第１項に記載した自動操向装
置において、移動農機がバインダであるもの。 ４ 特許請求の範囲第１項に記載した自動操向装
置において、移動農機が苗植機であるもの。 ５ 特許請求の範囲第１項に記載した自動操向装
置において、移動農機がトラクタであるもの。 ６ 特許請求の範囲第１項乃至第５項のうちのど
れか１項に記載した自動操向装置において、距離
センサが超音波投射受信式距離測定器であるも
の。 ７ 特許請求の範囲第１項乃至第５項のうちのど
れか１項に記載した自動操向装置において、距離
センサが光波受信式距離測定器であるもの。 ８ 特許請求の範囲第１項乃至第７項のうちのど
れか１項に記載した自動操向装置において、距離
センサを斜め横下向きでしかも斜め前向きに方向
づけたもの。 ９ 特許請求の範囲第１項乃至第８項のうちのど
れか１項に記載した自動操向装置において、追従
用制御装置がマイクロコンピユータからなるも
の。 １０ 特許請求の範囲第１項乃至第８項のうちの
どれか１項に記載した自動操向装置において、追
従用制御装置が専用の電子制御回路からなるも
の。 １１ 特許請求の範囲第１項乃至第１０項のうち
のどれか１項に記載した自動操向装置において、
移動農機が所定距離前進するごとに、距離センサ
の検出信号を追従用制御装置にインプツトするよ
うに追従用制御装置を構成したもの。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56037102A JPS57150306A (en) | 1981-03-13 | 1981-03-13 | Automatic steering device of travelling agricultural machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56037102A JPS57150306A (en) | 1981-03-13 | 1981-03-13 | Automatic steering device of travelling agricultural machine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57150306A JPS57150306A (en) | 1982-09-17 |
| JPS6348485B2 true JPS6348485B2 (ja) | 1988-09-29 |
Family
ID=12488215
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56037102A Granted JPS57150306A (en) | 1981-03-13 | 1981-03-13 | Automatic steering device of travelling agricultural machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57150306A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6015111U (ja) * | 1983-07-08 | 1985-02-01 | 三菱農機株式会社 | 農用作業機の自動制御用検知装置 |
-
1981
- 1981-03-13 JP JP56037102A patent/JPS57150306A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57150306A (en) | 1982-09-17 |
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