JP2506146B2 - ビ―ム光利用の作業車誘導装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ビル内の通路等を清掃する清掃用の作業車
や田植え用の作業車等の各種作業車を、誘導用ビーム光
を利用して、設定走行軌跡に沿って自動走行させるため
のビーム光利用の作業車誘導装置に関する。

〔従来の技術〕

上記この種の作業車にて、所定の作業範囲を自動走行
させながら作業を行わせる場合には、作業予定範囲内に
作業幅に対応した間隔毎に並ぶ複数個の作業行程を設定
して、それらの作業行程夫々において車体を走行させる
設定走行軌跡の長さ方向に沿って誘導用ビーム光を走査
させて、誘導することになる。

そこで、従来では、複数個の作業行程の夫々において
誘導用ビーム光を走査させるために、作業車が一つの作
業行程の走行を終了して次の作業行程に移動する毎に、
ビーム光投射手段を作業行程の並ぶ方向に移動設置した
り、各作業行程毎にビーム光投射手段を設置するように
していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来構成では、複数個の作業行程の夫々に対応し
て誘導用ビーム光を投射させるようにしていたので、ビ
ーム光投射手段の移動や設置作業が面倒であった、又、
ビーム光投射手段を自動的に移動設置させるようにする
と、ビーム光投射手段を移動させるための移動手段が必
要になるばかりか、その移動手段に対して車体が次の作
業行程に移動したことを通信させる手段等を設ける必要
があり、装置構成が複雑高価になる不利があった。

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、一つのビーム光投射手段から設定方向に向
けて投射される誘導用ビーム光を用いながらも、作業車
を複数個の作業行程に亘って誘導できるようにすること
にある。

〔課題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第１の
特徴構成は、誘導用ビーム光を、車体の横側方箇所か
ら、前記車体の走行面に平行で且つビーム光投射位置を
通る仮想面に対して45度よりも小さな設定角度を傾斜し
た方向に向けて投射しながら、前記車体を走行させる設
定走行軌跡の長さ方向に沿って走査するビーム光投射手
段が、地上側に設けられ、前記車体には、前記誘導用ビ
ーム光に対する上下方向での受光位置を検出する受光器
と、その受光器の受光位置情報に基づいて、前記設定走
行軌跡に対する車体横幅方向での位置を検出する位置検
出手段と、その位置検出手段の検出情報に基づいて、前
記車体が前記設定走行軌跡に沿って自動走行するよう
に、操向制御する操向制御手段とが設けられている点に
ある。

又、第２の特徴構成は、誘導用ビーム光の２本を、車
体の横側方箇所から、前記車体の走行面に平行で且つビ
ーム光投射位置を通る仮想面に対して45度よりも小さな
角度で、上下方向に夫々異なる角度を傾斜した方向に向
けて投射しながら、前記車体が走行する設定走行軌跡の
長さ方向に沿って走査するビーム光投射手段が、地上側
に設けられ、前記車体には、前記誘導用ビーム光に対す
る上下方向での受光位置を検出する受光器と、その受光
器が前記複数本の誘導用ビーム光の夫々を受光した受光
位置の間隔に基づいて、前記設定走行軌跡に対する車体
横幅方向での位置を検出する位置検出手段と、その位置
検出手段の検出情報に基づいて、前記車体が前記設定走
行軌跡に沿って自動走行するように、操向制御する操向
制御手段とが設けられている点にある。

〔作用〕

基本的には、誘導用ビーム光を、車体の横側方箇所か
ら、車体の走行面に平行で且つビーム光投射位置を通る
仮想面に対して45度よりも小さな設定角度を傾斜した方
向に向けて投射させ、そして、車体側において斜め横側
方箇所から投射される誘導用ビーム光を受光させること
により、設定走行軌跡に対する車体の車体横幅方向での
位置偏位を受光器の上下方向での受光位置の偏位として
検出させるのである。

但し、走行面の凹凸等に起因して車体が上下動する
と、車体横幅方向での偏位が無くとも、受光器の受光位
置が上下に変動して、設定走行軌跡に対する車体横幅方
向での位置検出に誤差が生じる虞れがある。そこで、請
求項３に対応する上記第２の特徴構成では、投射角度が
夫々異なる２本の誘導用ビーム光を用いて、その２本の
誘導用ビーム光の受光位置の間隔に基づいて、設定走行
軌跡に対する車体横幅方向での位置を検出させるように
しているのである。

説明を加えれば、２本の誘導用ビーム光の上下方向で
の間隔は、その投射位置から離れるほど大きく拡がる状
態となることから、車体が設定走行軌跡に対して横幅方
向に偏位すると、その偏位量に応じて、２本の誘導用ビ
ーム光の受光位置の間隔が変動することになる。但し、
２本の誘導用ビーム光の間隔は、その投射位置からの距
離が同じであれば、一定であることから、受光器におけ
る受光位置の間隔は、車体が上下動しても横幅方向での
偏位が生じなければ変わらないことになる。

つまり、２本の誘導用ビーム光夫々を受光した受光位
置の間隔に基づいて、設定走行軌跡に対する車体横幅方
向での位置を検出させれば、車体の上下動に拘らず、設
定走行軌跡に対する車体横幅方向での位置検出を的確に
行えるのである。

尚、請求項２及び請求項４に記載したように、上記第
１の特徴構成及び第２の特徴構成の夫々において、受光
器の複数個を車体進行方向に設定間隔を隔てて設け、そ
の設定間隔とそれら複数個の受光器夫々の受光位置情報
又は受光位置の間隔の情報とに基づいて、誘導用ビーム
光の走査方向に対する傾きをも検出させるようにすれ
ば、設定走行軌跡に対する車体横幅方向での位置と傾き
の両方を的確に修正させることができるので、操向制御
の制御精度を向上させることができる。

〔発明の効果〕

従って、本発明によれば、地上側に設けるビーム光投
射手段は、誘導用ビーム光を、車体横側方箇所から車体
の走行面に平行で且つビーム光投射位置を通る仮想面に
対して45度よりも小さな角度となる方向に向けて投射さ
せながら、設定走行軌跡に沿って走査させるだけでよい
ものとなり、装置構成を簡素化できる。又、車体側で
は、設定走行軌跡に対する車体横幅方向での位置を受光
器の上下方向での受光位置又は受光位置の間隔として検
出させるので、複数個の作業行程の夫々における設定走
行軌跡に対応して、基準となる受光位置又は基準となる
受光位置間隔を設定変更するだけで、ビーム光投射手段
を移動させたり、それから投射される誘導用ビーム光の
投射方向を変更したりすることなく、一箇所から投射さ
れる誘導用ビーム光を用いながらも、車体を複数個の作
業行程の夫々において所望通りに自動走行させることが
できる。

もって、装置構成の簡素化を図りながらも、複数個の
作業行程の夫々において車体を設定走行軌跡に沿って自
動走行させることができるに至った。

〔実施例〕

以下、本発明を、ビルの通路等を自動走行しながら清
掃する清掃用の作業車に適用した場合における実施例を
図面に基づいて説明する。

第１図及び第４図に示すように、作業範囲となる通路
等に、誘導用ビーム光（Ａ）を通路の長手方向に沿って
走査しながら、通路の横幅方向で且つ上方に傾斜した方
向に向けて投射するビーム光投射手段としてのレーザ光
投射装置（Ｂ）が、前記通路の長手方向の略中間部とな
る壁面部に付設され、車体（Ｖ）の前後左右の各端部
に、前記誘導用ビーム光（Ａ）に対する上下方向の受光
位置を検出する受光器（Sa）の夫々が設けられている。

尚、詳述はしないが、前記受光器（Sa）は、受光位置
を検出できるようにするために、CCD型の一次元イメー
ジセンサやPSD素子等を利用して、その受光面が車体上
下方向に長くなるように構成されることになる。

つまり、後述の如く、前記車体（Ｖ）は、前記通路の
長手方向に沿って設定され、且つ、前記通路の横幅方向
に作業幅毎に並ぶ状態で設定された複数個の作業行程の
夫々において、設定走行軌跡（Ｌ）に沿って自動走行す
るように、前記複数個の受光器（Sa）のうちの前記レー
ザ光投射装置（Ｂ）が付設された壁面側に位置する前後
一対の受光器（Sa）夫々の受光位置情報に基づいて、前
記レーザ光投射装置（Ｂ）が付設された壁面からの位置
（Ｘ）と、前記各作業行程における設定走行軌跡（Ｌ）
に対する傾き（ψ）とを検出して、それら検出情報に基
づいて操向制御されることになり、そして、前記通路長
手方向の両端部に達するに伴って、通路横幅方向に一行
程分を幅寄せ走行させて、自動的に次の作業行程に移動
することになる。

但し、前記車体（Ｖ）は、前記レーザ光投射装置
（Ｂ）が付設された壁面側に位置する前後一対の受光器
（Sa）夫々の受光位置情報に基づいて、操向制御される
ので、前記レーザ光投射装置（Ｂ）側に位置する受光器
（Sa）を用いるように、一行程毎に前後進を繰り返して
自動走行させることになる。

前記受光器（Sa）の受光位置情報に基づいて、前記壁
面からの位置（Ｘ）を検出するための原理について説明
すれば、第１図に示すように、前記誘導用ビーム（Ａ）
は、前記車体（Ｖ）の走行面に平行で且つ前記誘導用ビ
ーム光（Ａ）の投射位置を通る仮想面（Ｆ）に対して設
定角度（θ）を傾斜した方向から、前記車体（Ｖ）の横
側面に向けて投射されることになる。

従って、前記レーザ光投射装置（Ｂ）の設置位置つま
り前記通路の壁面に対する前記車体（Ｖ）の位置（Ｘ）
は、前記仮想面（Ｆ）を基準として、前記受光器（Sa）
が前記誘導用ビーム光（Ａ）を受光した上下方向での受
光位置（ｌ）と、前記設定角度（θ）とに基づいて、下
記（ｉ）式から求めることができるのである。

Ｘ＝l/tanθ……（ｉ） 但し、前記受光器（Sa）の一つの受光位置情報から
は、各作業行程における設定走行軌跡（Ｌ）に対する傾
き（ψ）を検出することができないので、前記レーザ光
投射装置（Ｂ）の設置側に位置する受光器（Sa）の前後
一対の受光位置情報から前記傾き（ψ）を検出するよう
にしてある。

尚、以下の説明において、説明の都合上、車体前方側
の受光器を受光器（S₁）と表記し、車体後方側の受光器
を受光器（S₂）と表記し、前記レーザ光投射装置（Ｂ）
の設置側とは反対側となる車体前方側の受光器を受光器
（S₃）と表記し、そして、車体後方側の受光器を受光器
（S₄）と表記する。

すなわち、第２図及び第３図に示すように、前記前後
一対の受光器（S₁），（S₂）夫々の上下方向での受光位
置（lf），（lb）から、上記（ｉ）式にて、車体前後両
側における前記壁面に対する位置（X₁），（X₂）を求
め、それら両位置（X₁），（X₂）の値と、前記前後一対
の受光器（S₁），（S₂）の取り付け間隔（La）とから、
下記（ii）式に基づいて、前記設定走行軌跡（Ｌ）に対
する傾き（ψ）を求めるようにしているのである。

ψ＝sin^-1（（lf−lb）/tanθ）/La）……（ii） 但し、前記壁面からの距離（Ｘ）の値は、前記前後一
対の受光器（S₁），（S₂）のうちの一方の受光位置情報
に基づいて求めた位置の値を用いてもよいが、前記傾き
（ψ）の影響を除去するために、前記両位置（X₁），
（X₂）の値の平均値を用いるようにしてもよい。

つまり、上記（ｉ），（ii）式に基づいて、壁面に対
する位置（Ｘ）と傾き（ψ）とを求める処理が、位置検
出手段（100A）に対応することになる。

尚、詳述はしないが、求めた位置（Ｘ）の値は前記壁
面からの距離であり、各作業行程における設定走行軌跡
（Ｌ）に対する横幅方向の位置を直接示す値ではないこ
とから、前記車体（Ｖ）を前記設定走行軌跡（Ｌ）に沿
って自動走行させるためには、各作業行程における設定
走行軌跡（Ｌ）の位置に応じた値に換算して用いること
になる。

以下、各部の構成について詳述する。

前記車体（Ｖ）の構成について説明すれば、第５図に
示すように、前記車体（Ｖ）の下部の前後左右の夫々
に、走行用モータ（M₁）にて各別に駆動停止自在な走行
車輪（１）が設けられている。

但し、前記走行車輪（１）は、操向用モータ（M₂）に
て、夫々左右を一対として、前後で各別に操向するよう
に構成されている。

前記操向用モータ（M₂）による操向操作構成について
説明すれば、第６図に示すように、前記走行車輪（１）
を支持する支持部材（19）の夫々が、縦軸芯周りに揺動
自在に支承され、前記支持部材（19）の上端部に、前記
縦軸芯周りに前記走行車輪（１）の揺動に連動して回動
する回転体（20）の夫々が取り付けられ、それら回転体
（20）の夫々を左右で繋ぐリンク機構（21）が設けら
れ、前記走行車輪（１）が、左右を一対として向き変更
するようになっている。

前記左右の回転体（20）の一方の外周には、前記操向
用モータ（M₂）にて駆動される操向用ギヤ（22）に咬合
するギヤ部が形成されている。

尚、図中、（23）は前記操向用モータ（M₂）と前記操
向用ギヤ（22）とを連係させるためのギヤ式の伝動部、
（Se）は前記走行車輪（１）の現在の操向角を検出する
ための操向角検出用ポテンショメータである。

そして、前記各作業行程では、車体進行方向に対して
前方側となる左右一対の走行車輪（１）のみを操向する
２輪ステアリング形式を用いると共に、次の作業行程に
移動する際には、前記走行車輪（１）の全てを同位相で
且つ同角度に操向する平行ステアリング形式で幅寄せ走
行させ、次の通路に移動する場合には、前記平行ステア
リング形式と前記左右一対の走行車輪（１）の前後が逆
位相で且つ同角度となるように操向する４輪ステアリン
グ形式を用いるようにしてある。

従って、各作業行程では、前記車体（Ｖ）が前記設定
走行軌跡（Ｌ）に沿って自動走行するように、前記位置
検出手段（100A）にて検出された前記壁面に対する位置
（Ｘ）とその壁面に平行な設定走行軌跡（Ｌ）に対する
傾き（ψ）との値に基づいて、目標操向角（θｆ）を設
定して、２輪ステアリング形式で操向制御することにな
る。

尚、前記目標操向角（θｆ）は、下記（iii）式を用
いて、前記位置（Ｘ）の値と前記傾き（ψ）の値の夫々
が大なるほど大なる値となるようにしてある。

θｆ＝α_１・χ＋α_２・ψ＋α_３・β……（iii） 但し、上記（iii）式において、χは、前記位置
（Ｘ）の値と現在走行している作業行程の位置に基づい
て算出した前記設定走行軌跡（Ｌ）に対する車体横幅で
の位置である。又、βは、前記走行車輪（１）の現在の
操向角、α_１，α_２，α_３は操向特性に応じて設定した
定数である。

つまり、上記（iii）式に基づいて目標操向角（θ
ｆ）を設定して、車体進行方向に対して前方側となる左
右一対の走行車輪（１）を操向操作する処理が操向制御
手段（101）に対応することになる。

又、前記車体（Ｖ）の前後左右夫々の側面部には、前
記車体（Ｖ）の周囲にある障害物を非接触に検出する超
音波センサ（Sb）と、前記車体（Ｖ）に他物が接触する
に伴って非常停止させるためのバンパー型の接触センサ
（Sc）とが設けられている。又、前記車体（Ｖ）が階段
等の段差がある箇所で落下しないようにするために、前
記車体（Ｖ）の下部の前記走行車輪（１）よりも車体外
側となる箇所の夫々に、床面までの距離が設定値内にあ
るか否かを非接触に検出する超音波センサ利用の段差酸
センサ（Sd）が設けられている。

但し、前記車体（Ｖ）の周囲に設けた障害物検出用の
超音波センサ（Sb）のうちの車体前後に設けられたセン
サは、後述の如く、通路長手方向の両端側の作業行程終
端位置を検出するための手段に兼用されている。

尚、図中、（２）は清掃用の回転ブラシ、（３）は車
体前後の夫々に設けられた吸水装置、（４）は前記車体
（Ｖ）が走行状態にある時に点滅する警告灯、（５）は
警報ブザー、（６）は前記走行用モータ（M₁）や前記操
向用モータ（M₂）等に対する作動用電力を外部からも供
給できるように、電源コード（７）を給電用コンセント
（図示せず）からの距離に応じて繰り出し自在なコード
リールである。

前記レーザ光投射装置（Ｂ）について説明すれば、第
７図及び第８図に示すように、前記壁面への取り付け用
部材に兼用のケース（８）の内部に、光源としての半導
体レーザ（９）と、その半導体レーザ（９）から投射さ
れるレーザ光を前記誘導用ビーム光（Ａ）として、前記
ケース（８）の側面に形成されたビーム光投射用の窓
（10）から、前記車体（Ｖ）の走行面としての前記通路
の床面に平行で且つビーム光投射位置を通る仮想面に対
して45度よりも小さな値に設定された前記設定角度
（θ）を傾斜した方向に向けて、前記車体（Ｖ）を走行
させる設定走行軌跡の長さ方向つまり前記通路の長手方
向に沿って走査するためのポリゴンミラー（11）と、そ
のポリゴンミラー（11）を回転駆動する走査用モータ
（12）と、前記半導体レーザ（９）及び前記走査用モー
タ（12）の駆動装置（13）とが設けられている。尚、図
中、（14）はこのレーザ光投射装置（Ｂ）の作動及び停
止の操作用スイッチである。

前記車体（Ｖ）を、前記受光器（Sa）による誘導用ビ
ーム光（Ａ）の受光位置情報に基づいて自動走行させる
ための制御構成について説明すれば、第９図に示すよう
に、前記操向用の受光器（Sa）や各種センサによる検出
情報に基づいて、前記走行用モータ（M₁）及び前記操向
用モータ（M₂）を制御するマイクロコンピュータ利用の
制御装置（15）が設けられている。

つまり、前記制御装置（15）を利用して、前記位置検
出手段（100A）や前記操向制御手段（101）が構成され
ることになる。

尚、第９図中、（16）は前記回転ブラシ（２）の駆動
装置、（17）は前記走行用モータ（M₁）夫々の回転を検
出するロータリーエンコーダ、（18）は前記車体（Ｖ）
を自動走行させる通路夫々における作業行程数、前記傾
斜角度（θ）、及び、通路幅等の各種走行制御情報を設
定入力するための操作パネルでる。

ところで、詳述はしないが、前記車体（Ｖ）を手動操
作で走行させる場合には、前記操作パネル（18）に設け
られることになる各種操作用レバーやスイッチを手動操
作することになる。

次に、第10図に示すフローチャートに基づいて、前記
制御装置（15）の動作を説明しながら、前記車体（Ｖ）
の自動走行について詳述する。

先ず、第４図にも示すように、走行開始前に、前記車
体（Ｖ）を作業範囲となる通路内に位置させた状態で、
各通路毎の作業行程数や通路幅、及び、各通路毎の前記
誘導用ビーム光（Ａ）の傾斜角度（θ）の値等の走行制
御情報を、前記操作パネル（18）を利用して入力してお
くことになる。

次に、スタートスイッチ（図示せず）をON操作して走
行開始させた後、前記受光器（Sa）の４個全ての受光状
態に基づいて、何れの受光器が前記誘導用ビーム光
（Ａ）を受光しているかを判別し、前記誘導用ビーム光
（Ａ）を受光している前後２個の受光器つまり前記ビー
ム光投射装置（Ｂ）側に位置する前記前後一対の受光器
（S₁），（S₂）を用いるように、使用する受光器の組み
を設定する。

そして、前述の如く、前記前後一対の受光器（S₁），
（S₂）夫々の受光位置情報に基づいて、前記壁面に対す
る位置（Ｘ）と通路長手方向に対する傾き（ψ）とを求
め、それらの情報に基づいて、前記車体（Ｖ）を、前記
通路の一方の角部に設定されたスタートポイントまで誘
導することになる。

尚、前記車体（Ｖ）がスタートポイントに到着したか
否かは、前記スタートポイント側にある超音波センサ
（Sb）による測距情報を利用して判別させることにな
る。

そして、前記車体（Ｖ）がスタートポイントに達した
後は、前記回転ブラシ（２）や前記吸水装置（３）を作
動させて清掃を開始すると共に、前記前後一対の受光器
（S₁），（S₂）夫々の受光位置情報に基づいて検出され
る前記壁面に対する位置（Ｘ）と通路長手方向に対する
傾き（ψ）との情報に基づいて、前記車体（Ｖ）が第１
作業行程での設定走行軌跡（Ｌ）に沿って、前記スター
トポイントに対向する壁面方向に向かって自動走行する
ように操向制御することになる。

但し、走行開始後において、前記車体（Ｖ）を前記ス
タートポイントに対向する壁面方向に向かって走行させ
る場合には、現在作業をしている通路に対して交差する
方向となる次の通路に設けられたビーム光投射装置
（Ｂ）から投射される誘導用ビーム光（Ａ）と、その誘
導用ビーム光（Ａ）の投射側に位置し且つ車体後方側に
位置する前記操向用の受光器（S₃）の受光位置情報に基
づいて、作業行程の終端部に達したか否かを判別させ、
一方、前記スタートポイント側に向かう作業行程では、
前記障害物検出用の超音波センサ（Sb）にて作業行程の
端部側に位置する壁面までの距離を検出させて、その検
出距離の値に基づいて作業行程の終端部に達したか否か
を判別させるようにしてある。

つまり、一行程毎に、前記操向用の受光器（S₃）の受
光位置情報による作業行程終端までの距離計測と前記障
害物検出用の超音波センサ（Sb）による作業行程終端ま
での距離計測とを切り換えながら、作業行程の終端部に
達したか否かを判別させることになる。

そして、作業行程の終端部に達したことを判別するに
伴って、走行停止並びに清掃停止すると共に、全作業行
程を終了したか否かを判別し、全作業行程を終了してい
ない場合には、平行ステアリング形式にて次の作業行程
に幅寄せ移動させることになる。

説明を加えれば、作業行程の終端部に達するに伴っ
て、前後進を切り換えると共に平行ステアリング形式
で、通路内側方向へ作業幅分の距離を次の作業行程側に
移動させ、再度、前後進を切り換えて、前記操向用の受
光器（S₃）の受光位置情報又は前記障害物検出用の超音
波センサ（Sb）による測距情報に基づいて、次の作業行
程の始端部となる作業行程終端部まで移動させた後、再
度前後進を切り換えて、次の作業行程における走行並び
に清掃作業を開始させることになる。

一方、全作業行程が終了している場合には、前記操向
用の受光器（S₃）による次の通路における誘導用ビーム
光（Ａ）の受光位置情報に基づいて、次の通路における
最初の作業行程の位置に対応する箇所まで、現在走行し
ている作業行程における設定走行軌跡に沿って後退させ
た後、４輪ステアリング形式に切り換えて、次の通路方
向に移動させることになる。

但し、次の通路の始端部側で作業を終了する場合に
は、現在走行している作業行程における設定走行軌跡に
沿って後退させることなく、作業行程の終端部に達する
に伴って、４輪ステアリング形式に切り換えて、次の通
路方向に移動させることになる。

次の通路に移動した後は、その次の通路における各種
走行制御情報を設定して、前記誘導用ビーム光（Ａ）を
受光する前後一対の受光器（S₁），（S₂）の受光位置情
報に基づいて、作業開始位置に誘導した後、その通路に
おける清掃作業を開始させることになる。

〔別実施例〕

上記実施例では、位置検出手段（100A）を、一本の誘
導用ビーム光（Ａ）を用いて設定走行軌跡（Ｌ）に対す
る車体横幅方向での位置（Ｘ）と長さ方向に対する傾き
（ψ）とを検出させるように構成した場合を例示した
が、第11図に示すように、前記仮想面（Ｆ）に対して45
度より小で且つ夫々異なる設定角度（θ_１），（θ_２）
を傾斜させた前記誘導用ビーム（Ａ）の２本（A₁），
（A₂）を用いて、前記位置（Ｘ）と傾き（ψ）とを検出
させるようにしてもよい。

説明を加えれば、前記車体（Ｖ）が走行面の凹凸等に
起因して上下動すると、前記設定走行軌跡（Ｌ）に対す
る車体横幅方向の位置が同じであっても、前記受光器
（Sa）の受光位置が上下に変動することになるが、前記
２本の誘導用ビーム光（A₁），（A₂）夫々の前記仮想面
（Ｆ）に対する受光位置（l₁），（l₂）の間隔（ｌ）
は、車体（Ｖ）の上下動に拘らず、前記壁面に対する位
置（Ｘ）に対応した値で変動しない状態となる。

そこで、前記車体（Ｖ）の前記壁面に対する位置
（Ｘ）は、上記（ｉ）式を用いて、前記受光器（Sa）が
受光する前記２本の誘導用ビーム光（A₁），（A₂）夫々
の前記仮想面（Ｆ）に対する受光位置（l₁），（l₂）の
値との関係から、下記（iii），（iv）式に基づいて、
前記受光器（Sa）の上下２箇所の受光位置の間隔（ｌ）
から、前記位置（Ｘ）を算出させるのである。

l₁＝Ｘ・tanθ_１，l₂＝Ｘ・tanθ_２ ｌ＝l₂−l₁……（iii） ∴Ｘ＝ｌ・（tanθ_２−tanθ_１）……（iv） つまり、上記（iv）式に基づいて、前記位置（Ｘ）を
算出する処理が、位置検出手段（100B）に対応すること
になる。

又、上記実施例では、車体進行方向に対して前方側と
なる走行車輪（１）のみを操向するように、いわゆる２
輪ステアリング形式で走行させるように構成した場合を
例示したが、例えば、前記車体横幅方向での位置（Ｘ）
の修正は、前後夫々の走行車輪（１）を同位相で同角度
を操向する平行ステアリング形式で行わせ、前記傾き
（ψ）の修正は、前後夫々の走行車輪（１）を逆位相で
同角度を操向する４輪ステアリング形式で行わせるよう
にしてもよく、操向制御手段（101）の具体構成は各種
変更できる。

又、本発明は、清掃用の作業車以外の各種の作業車に
も同様にして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。

ちなみに、田植え用の作業車を誘導する場合について
簡単に説明すれば、第12図に示すように、四角状の圃場
の外周囲となる４辺夫々の中間部となる位置の外側箇所
に、上記実施例におけるビーム光投射装置（Ｂ）を、そ
れから投射される誘導用ビーム光（Ａ）が圃場内側方向
で、且つ、各辺に沿う方向に走査されるように、設置す
ると共に、車体（Ｖ）の前後左右夫々の端部に、前記操
向用の受光器（Sa）の夫々を設けることになる。そし
て、圃場を左右２分割した状態で、互いに平行な複数個
の作業行程が、第12図において左右方向に並ぶ状態で設
定して、各作業行程の終端部に達する毎に、隣接する次
の作業行程に180度回向させながら、植え付け作業を行
わせることになる。

説明を加えれば、前記圃場における複数個の作業行程
を２分割した左右の各エリアでは、そのエリア側に位置
するビーム光投射装置（Ｂ）から投射される誘導用ビー
ム光（Ａ）を用いて誘導することになり、作業行程の終
端部に達したことの判別、並びに、次の作業行程への回
向は、作業行程の端部側の夫々に位置する前後夫々のビ
ーム光投射装置（Ｂ）から投射される誘導用ビーム光
（Ａ）を用いて行わせることになる。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする
為に符号を記すが、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図は誘導用ビーム光と受光器との関係
を示す正面図、第２図は同斜視図、第３図は同平面図、
第４図は作業行程の概略平面図、第５図は作業車の概略
斜視図、第６図は操向操作構成を示す要部斜視図、第７
図はビーム光投射装置の切欠側面図、第８図は同正面
図、第９図は制御構成のブロック図、第10図は制御作動
のフローチャート、第11図は別実施例における誘導用ビ
ーム光と受光器との関係を示す正面図、第12図は更に別
の実施例における作業行程の概略平面図である。 （Ａ）……誘導用ビーム光、（Ｂ）……ビーム光投射手
段、（Ｖ）……車体、（θ）……設定角度、（Sa）……
受光器、（La）……受光器の間隔、（ｌ），（lf），
（lb）……受光位置の間隔、（Ｘ）……位置、（ψ）…
…傾き、（100A），（100B）……位置検出手段、（10
1）……操向制御手段。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】誘導用ビーム光（Ａ）を、車体（Ｖ）の横
   側方箇所から、前記車体（Ｖ）の走行面に平行で且つビ
   ーム光投射位置を通る仮想面に対して45度よりも小さな
   設定角度（θ）を傾斜した方向に向けて投射しながら、
   前記車体（Ｖ）を走行させる設定走行軌跡の長さ方向に
   沿って走査するビーム光投射手段（Ｂ）が、地上側に設
   けられ、前記車体（Ｖ）には、前記誘導用ビーム光
   （Ａ）に対する上下方向での受光位置を検出する受光器
   （Sa）と、その受光器（Sa）の受光位置情報に基づい
   て、前記設定走行軌跡に対する車体横幅方向での位置
   （Ｘ）を検出する位置検出手段（100A）と、その位置検
   出手段（100A）の検出情報に基づいて、前記車体（Ｖ）
   が前記設定走行軌跡に沿って自動走行するように、操向
   制御する操向制御手段（101）とが設けられているビー
   ム光利用の作業車誘導装置。
2. 【請求項２】前記受光器（Sa）の複数個が、車体進行方
   向に設定間隔（La）を隔てて位置する状態で設けられ、
   前記位置検出手段（100A）は、前記複数個の受光器（S
   a）夫々の受光位置と前記設定間隔（La）との情報に基
   づいて、前記設定走行軌跡の長さ方向に対する前記車体
   （Ｖ）の傾き（ψ）をも検出するように構成され、前記
   操向制御手段（101）は、前記車体横幅方向での位置
   （Ｘ）と前記傾き（ψ）の両方を設定不感帯内に維持さ
   せるように構成されている請求項１記載のビーム光利用
   の作業車誘導装置。
3. 【請求項３】誘導用ビーム光（Ａ）の２本を、車体
   （Ｖ）の横側方箇所から、前記車体（Ｖ）の走行面に平
   行で且つビーム光投射位置を通る仮想面に対して45度よ
   りも小さな角度で、上下方向に夫々異なる角度を傾斜し
   た方向に向けて投射しながら、前記車体（Ｖ）が走行す
   る設定走行軌跡の長さ方向に沿って走査するビーム光投
   射手段（Ｂ）が、地上側に設けられ、前記車体（Ｖ）に
   は、前記誘導用ビーム光（Ａ）に対する上下方向での受
   光位置を検出する受光器（Sa）と、その受光器（Sa）が
   前記複数本の誘導用ビーム光（Ａ）の夫々を受光した受
   光位置の間隔（ｌ）に基づいて、前記設定走行軌跡に対
   する車体横幅方向での位置（Ｘ）を検出する位置検出手
   段（100B）と、その位置検出手段（100B）の検出情報に
   基づいて、前記車体（Ｖ）が前記設定走行軌跡に沿って
   自動走行するように、操向制御する操向制御手段（10
   1）とが設けられているビーム光利用の作業車誘導装
   置。
4. 【請求項４】前記受光器（Sa）の複数個が、車体進行方
   向に設定間隔（La）を隔てて位置する状態で設けられ、
   前記位置検出手段（100B）は、前記受光器（Sa）の複数
   個夫々が前記複数本の誘導用ビーム光（Ａ）を受光した
   受光位置の間隔（lf），（lb）の夫々と前記設定間隔
   （La）との情報にづいて、前記設定走行軌跡の長さ方向
   に対する前記車体（Ｖ）の傾き（ψ）をも検出するよう
   に構成され、前記操向制御手段（101）は、前記車体横
   幅方向での位置（Ｘ）と前記傾き（ψ）の両方を設定不
   感帯内に維持させるように構成されている請求項３記載
   のビーム光利用の作業車誘導装置。