JPH09222919A - ビーム光利用の作業車誘導装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 作業車を誘導するための装置構成を可及的に
簡素化する点にある。 【解決手段】 作業車Ｖの作業行程の長さ方向に向けて
誘導用のビーム光を投射するビーム光投射手段５２が、
互いに平行な複数個の作業行程の夫々において、前記ビ
ーム光を投射させるように移動自在の移動車ＧＶに設け
られ、作業車Ｖに、前記ビーム光を受光する受光手段１
７と、受光手段１７の検出情報に基づいて、作業車Ｖを
前記ビーム光の投射軌跡に沿って走行させるビーム光利
用の作業車誘導装置において、移動車ＧＶの走行経路に
沿って、電流が供給されて磁界を形成する誘導線５０が
設置され、移動車ＧＶを誘導線５０に沿って走行させ、
作業車Ｖで、誘導線５０が発生する磁界の強度を検出し
て作業車Ｖと誘導線５０との間の距離を求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、作業車の作業行程
の長さ方向に向けて誘導用のビーム光を投射するビーム
光投射手段が、互いに平行な複数個の作業行程の夫々に
おいて、前記ビーム光を投射させるように移動自在の移
動車に設けられ、前記作業車に、前記ビーム光を受光す
る受光手段と、前記受光手段の検出情報に基づいて、前
記作業車を前記ビーム光の投射軌跡に沿って走行させる
作業車走行制御手段とが設けられたビーム光利用の作業
車誘導装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】かかるビーム光利用の作業車誘導装置
は、移動車のビーム光投射手段から作業車の受光手段に
対してビーム光を投射し、受光手段によるビーム光の受
光状態に基づいて操向制御を実行することで、農作業又
は土木作業等を行う作業車を設定作業行程に沿って誘導
するものである。作業車の作業行程は互いに平行に複数
個設定され、作業車は一つの作業行程での作業を終了す
る毎に次の作業行程に移り、その作業行程にて作業を行
うという処理を繰り返す。この動作に対応するために、
ビーム光投射手段を備えた移動車を、ビーム光の投射方
向に交叉する方向に移動させるように案内する設備が設
けられている。一方、作業車の方では、一つの作業行程
での作業を終了したときに、次の作業行程へ移る動作を
開始する位置の検出等のために、作業行程の長手方向に
沿った位置情報を検出する必要がある。従来、移動車を
案内する設備と、作業車の作業行程の長手方向に沿った
位置情報を検出する構成とは、技術的に直接的な関連性
がないことから、夫々独立に構成されて備えられてい
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従って、上記従来構成
では、作業車を誘導するための装置構成が複雑化してし
まう不都合があり、改善が望まれていた。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、作
業車を誘導するための装置構成を可及的に簡素化する点
にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記請求項１記載の構成
を備えることにより、作業車を誘導するためのビーム光
投射手段を備えた移動車は、移動車の走行経路に沿って
設置された誘導線を誘導線検出手段にて検出し、その検
出情報に基づいて誘導線に沿って走行する。一方、作業
車には、その誘導線の磁界強度を検出する磁界強度検出
手段が備えられており、その磁界強度検出手段の検出情
報に基づいて、距離演算手段が作業車と誘導線との間の
距離を求める。つまり、誘導線により形成される磁界
は、誘導線から離間するにつれてその強度が小さくなる
ので、磁界強度を検出することで、誘導線からどれだけ
離間しているかを検出できるのである。従って、ビーム
光投射手段を移動させる移動車を誘導するための構成
を、作業車と誘導線との距離すなわち作業車の位置情報
を検出するためにも利用できるようにしているのであ
り、もって、作業車を誘導するための装置構成を可及的
に簡素化できるに至った。

【０００５】又、上記請求項２記載の構成を備えること
により、作業車を走行制御する作業車走行制御手段は、
距離演算手段が求めた作業車と誘導線との間の距離情報
に基づいて、走行中の作業行程の終端部において、次の
作業行程に移行するための移行動作を開始する。すなわ
ち、作業車は互いに平行な複数個の作業行程間を順次移
行しながら各種の作業を行うのであり、各作業行程にお
いて適正に作業を実行するためには、作業行程間の移行
を的確に行うことが重要となる。そこで、距離演算手段
が求めた距離情報に基づいて、この移行動作を適切な位
置で開始することで、各作業行程において適正に作業を
行わせることができる。

【０００６】又、上記請求項３記載の構成を備えること
により、作業車の作業車走行制御手段は、距離演算手段
が求めた作業車と誘導線との間の距離情報に基づいて、
作業車が走行中の作業行程の終端部手前側箇所で作業車
を減速させる。すなわち、各作業行程の終端部では、次
の作業行程への移行動作が行われるが、この移行動作が
適正に行われるように減速する必要がある。この減速の
ための処理を、距離演算手段が求めた距離情報に基づい
て行うので、必要な減速を過不足なく行うことができ、
作業車を効率良く運行させることができる。

【０００７】又、上記請求項４記載の構成を備えること
により、作業車の複数箇所に設けられた磁界強度検出手
段の夫々が誘導線により形成される磁界強度を検出し、
夫々の検出情報に基づいて距離演算手段が距離情報を求
める。従って、各磁界強度検出手段の設置箇所毎に上記
距離情報を求めるので、作業車の姿勢を検出することが
できる。作業車走行制御手段は、作業車に作業行程間の
移行動作をさせるときに、例えば、作業車が適正な移行
動作を実行しているか否かを確認するために、あるい
は、作業車の姿勢に応じて操舵角を設定するため等に、
上記のようにして検出した作業車の姿勢を利用し、作業
行程間の移行動作を円滑に行わせることができる。

【０００８】又、上記請求項５記載の構成を備えること
により、作業車に設けられた受光手段は、移動車のビー
ム光投射手段からのビーム光の受光高さを検出できるの
で、受光手段の設置箇所の絶対的な高さを検出でき、作
業車に備えられた作業装置の絶対的な高さを検出でき
る。従って、作業車による作業高さを絶対的な設定作業
高さとなるように制御できる。つまり、作業車を誘導す
るために備えられた受光手段を利用して、作業車の作業
状態の管理をも行えるようにして、作業車の構成を可及
的に簡素化できるものとしてある。

【０００９】又、上記請求項６記載の構成を備えること
により、ビーム光投射手段を移動させる移動車は、誘導
用位置検出手段の検出情報に基づいて、各作業行程に対
応する誘導用位置間を移動するのであるが、この移動動
作を作業車からの移動指令に基づいて行う。従って、各
作業行程で作業を行う作業車の動作と、作業車を誘導す
るための移動車の動作との連係がとれ、複数の作業行程
対して作業車が作業するのを全体として自動化すること
ができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を、作業
機械としての作業車の一例である農用トラクターＶ（以
後、作業車Ｖという）が、所定範囲の作業地としての圃
場Ｆ内に設けた複数個の作業行程Ｌに沿って自動走行し
ながら、耕耘作業等を行う場合について説明する。

【００１１】作業車Ｖは、図１及び図１１に示すよう
に、圃場Ｆの外側を圃場Ｆの一縁部に沿って走行する移
動自在の移動車である光源台車ＧＶから投光される誘導
用のレーザビーム光によって、上記の如く各作業行程Ｌ
に沿って自動走行するいわゆるレーザ誘導形式のもので
ある。作業車Ｖを誘導する光源台車ＧＶは、圃場Ｆの一
縁部に沿って敷設された誘導線５０によって走行案内さ
れる。誘導線５０は、電流が通電されて磁界を形成する
ものである。尚、誘導線５０が敷設された側の一縁部と
反対側の縁部に沿って、誘導線５０と同様の構成の誘導
線５１が敷設されており、これら誘導線５０，５１は、
作業車Ｖの走行制御のために利用される。又、光源台車
ＧＶの走行経路は、十分に平坦性が確保されている。

【００１２】光源台車ＧＶには、作業行程Ｌの長さ方向
に向けて上記の誘導用のビーム光を水平軸芯周りに設定
角度揺動する状態で投光するビーム光投射手段であるレ
ーザ投光装置５２が、昇降自在で且つ縦軸芯周りに旋回
自在に設置され、光源台車ＧＶの底部４隅には、光源台
車ＧＶが誘導線５０に沿って走行するために、誘導線５
０の磁界強度を検出する誘導線検出手段５３としてのピ
ックアップセンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄが備
えられている他、図６に示すように、光源台車ＧＶの作
動全体を制御する制御装置５４、光源台車ＧＶを走行駆
動する走行駆動用モータ５５、光源台車ＧＶを操向する
ための操向駆動用モータ５６、レーザ投光装置５２を昇
降するための光源昇降シリンダ５７、レーザ投光装置５
２を旋回させるための光源旋回モータ５８、作業車Ｖと
通信するための無線通信装置５９、後述する光源台車Ｇ
Ｖの停止位置設定用のＩＤタグ６２を読み取るＩＤタグ
読み取りアンテナ６３、及び、光源台車ＧＶの走行距離
を検出するためのロータリエンコーダ６４が備えられて
いる。

【００１３】次に、作業車Ｖの構成について説明する。
図２及び図３に示すように、車体５の後部側のミッショ
ンケース２５に、３点リンク機構を構成する上下揺動自
在なトップリンク２６と左右一対のロアリンク２７とが
支持され、それらのリンク２６，２７を介して、作業装
置の一例であるロータリー式の耕耘装置６が着脱自在
に、且つ昇降及び傾斜自在に連結されている。耕耘装置
６には、機体後部の駆動軸２８から動力が伝達されて内
部の耕耘爪が回転するようになっている。

【００１４】ミッションケース２５の上部に、昇降用油
圧シリンダ１３により上下に揺動駆動される左右一対の
リフトアーム２９が備えられ、この一対のリフトアーム
２９とロアリンク２７とが、リフトロッド３６及び複動
型の傾斜用油圧シリンダ２３を介して連結されている。
ここで、昇降用油圧シリンダ１３を作動させて耕耘装置
６の車体５に対する昇降位置を変更することができ、傾
斜用油圧シリンダ２３を作動させて耕耘装置６の車体５
に対する傾き（リフトロッド３６との連結点周りでの機
体横幅方向への傾き）を変更することができる。一方の
ロアリンク２７の基端部に、耕耘装置６の車体５に対す
る昇降位置をロアリンク２７の揺動角度として検出する
ポテンショメータ利用の昇降位置検出センサＳ１が設け
られ、又、耕耘装置６の車体５に対する機体横幅方向で
の傾きを傾斜用油圧シリンダ２３の伸縮量として検出す
るストロークセンサＳ２が設けられている。

【００１５】図４にも示すように、前記３点リンク機構
の後端側に背面視略Ａ字形の連結フレーム３７が連結さ
れ、この連結フレーム３７の上部にフック３８を取り付
けるとともに、耕耘装置６の上部に設けた連結アーム３
９に、上記フック３８に係合する係合ピン３９ａを固設
してある。又、連結フレーム３７の下部に、横向きに架
設固定した連結ピン４６ａを備えた連結部４６を取り付
けるとともに、連結アーム３９の下方側に上記連結ピン
４６ａに係合する凹部４７ａを備えた左右一対の板状係
合部材４７を固設してある。これにより、連結アーム３
９側の係合ピン３９ａを連結フレーム３７側のフック３
８に係合させた状態で、リフトアーム２９を上方に揺動
させて耕耘装置６を吊り上げると、連結アーム３９側の
凹部４７ａが連結フレーム３７側の連結ピン４６ａに係
合し、ロック部材４８にて上記連結ピン４６ａの凹部４
７ａへの係合状態の外れを阻止するようになっている。
つまり、耕耘装置６に代えて他の作業装置を作業車Ｖに
付設することができ、作業装置が、車体５に対して着脱
自在な複数種類の異なる作業装置つまり耕耘装置６や図
１９及び図２０に示すような薬剤散布装置６０等にて構
成される。

【００１６】図５に示すように、車体５に備えた左右一
対の前輪３及び後輪４は、左右を一対として各別に操向
操作自在に構成され、ステアリング用の油圧シリンダ
７，８と、電磁操作式の制御弁９，１０とが設けられて
いる。つまり、前輪３のみを操向する２輪ステアリング
形式、前後輪３，４を逆位相で且つ同角度に操向する４
輪ステアリング形式の２種類のステアリング形式を選択
使用できる。尚、各作業行程Ｌに沿っての直進走行時に
は、前輪３のみを操向する２輪ステアリング形式で行
う。

【００１７】図５中、Ｅはエンジン、１１はエンジンＥ
からの出力を変速して前後輪３，４の夫々を同時に駆動
する油圧式無段変速装置、１２はその変速操作用の電動
モータ、１３は前記昇降用油圧シリンダ、１４はその制
御弁、２３は前記傾斜用油圧シリンダ、２４はその制御
弁、１５はエンジンＥから耕耘装置６への駆動を断続す
る電磁操作式の耕耘用クラッチである。１６は、作業車
Ｖの走行並びに耕耘装置６の作動等を制御するマイクロ
コンピュータ利用の制御装置であって、前記昇降位置検
出センサＳ１、前記ストロークセンサＳ２及び後述の各
種センサによる検出情報や予め記憶された作業データに
基づいて、変速用モータ１２、各制御弁９，１０，１
４，２４、耕耘用クラッチ１５等を作動させる。

【００１８】作業車Ｖに装備されるセンサ類として、図
５に示すように、前後輪３，４夫々の操向角を検出する
ポテンショメータ利用の操向角検出センサＲ１，Ｒ２
と、変速装置１１の変速状態に基づいて間接的に前後進
状態及び車速を検出するポテンショメータ利用の車速セ
ンサＲ３と、変速装置１１の出力軸の回転数を計数して
走行距離を検出するためのエンコーダＳ３と、車体方位
を検出する地磁気方位センサＳ４とが設けられている。

【００１９】制御装置１６には、これらのセンサ類の
他、図１及び図１１に示すように車体５の前端部におい
て左右一対に備えられた車体ピックアップセンサ６１
ａ，６１ｂと、図１に示すように作業車Ｖの車体後部に
設置された、レーザ投光装置５２からのビーム光を受光
する受光手段である操向制御用光センサ１７とが接続さ
れる。車体ピックアップセンサ６１ａ，６１ｂの夫々
は、圃場Ｆの縁部外側に敷設された誘導線５０によって
形成される磁界の磁界強度を検出する磁界強度検出手段
６１であり、誘導線５０からの距離が大となるほど誘導
線５０により形成される磁界の磁界強度は小となるの
で、制御装置１６では、車体ピックアップセンサ６１
ａ，６１ｂの検出信号から、車体ピックアップセンサ６
１ａ，６１ｂ夫々の誘導線５０に対する距離を求めるこ
とができる。この距離の演算は、誘導線５１に対しても
同様に行われる。従って、制御装置１６は、作業車Ｖと
誘導線５０との距離を求める距離演算手段ＤＤとして機
能する。

【００２０】操向制御用光センサ１７は、車体前後方向
に所定間隔ｄを置き且つ上下方向にも所定距離離れて設
置された一対の光センサからなる受光部Ｓ５，Ｓ６を備
えており、各受光部Ｓ５，Ｓ６は、横方向に所定分解能
の受光位置を備えるべく複数個の受光素子Ｄを車体横方
向に並置して、横方向でのセンサ中心に位置する受光素
子Ｄ０の位置を基準として、誘導用ビーム光Ａ１の車体
横方向での受光位置即ち受光素子Ｄの位置Ｘ１，Ｘ２夫
々を検出できるように構成されている。又、誘導用ビー
ム光Ａ１が車体前後の何れの方向から入射される場合で
も差のない状態で受光できるようにするために、車体前
後の各方向からの入射光を両受光部Ｓ５，Ｓ６夫々の受
光面に向けて反射する反射鏡１８が設けられている。

【００２１】作業車Ｖの制御装置１６は、この操向制御
光センサ１７が上記レーザ投光装置５２からのビーム光
を受光するときの受光状態によって、作業車Ｖを操向制
御するための情報や耕耘装置６の高さ制御のための情報
を求める。以下、その過程を説明する。先ず、作業車Ｖ
の操向制御のための情報を求める過程について説明する
と、図７に示すように、前後一対の受光部Ｓ５，Ｓ６の
夫々の受光素子の位置Ｘ１，Ｘ２とその車体前後方向で
の間隔ｄとに基づいて、下式から、前記位置検出情報と
して、車体５の作業行程Ｌ（ビーム投射方向）に対する
平面視での傾きφ、及び、作業行程Ｌに対する横方向へ
の偏位ｘを求める。 φ＝ｔａｎ^-1（｜Ｘ１−Ｘ２｜／ｄ） ｘ＝Ｘ１ 尚、この例では、横方向への偏位ｘは、前後一対の光セ
ンサＳ５，Ｓ６の一方（Ｓ５）の受光位置としている
が、車体の傾きφによる誤差が生じないようにするため
に、前後一対の受光部Ｓ５，Ｓ６夫々の受光位置Ｘ１，
Ｘ２の平均値を用いるようにしてもよい。制御装置１６
は、上記のようにして求めた偏位ｘ及び傾きφが共に零
となるように、作業車Ｖの目標操向角を設定しながら、
前輪３のみを操向する２輪ステアリング形式で各作業行
程Ｌに沿って走行させる。従って、制御装置１６は、光
源台車ＧＶからの誘導用のビーム光の投射軌跡に沿って
作業車Ｖを走行させる作業車走行制御手段ＷＣとして機
能する。

【００２２】次に、耕耘装置６の高さ制御のための情報
を求める過程について説明する。この情報は、操向制御
用光センサ１７の基準ビーム光Ａ１についての受光時間
間隔情報に基づいて求められる。つまり、一対の受光部
Ｓ５，Ｓ６のいずれか一方の受光時間間隔情報と、一対
の受光部Ｓ５，Ｓ６の受光タイミングの差情報とから、
作業車Ｖの車体５の高さを求め、更に、作業車Ｖの高さ
から耕耘装置６の高さを求める。具体的には、その高さ
情報として、操向制御用光センサ１７が前記基準ビーム
光の走査範囲内における設定高さから偏位している偏位
量と偏位方向とを判別する。

【００２３】以下、図８及び図９に基づいて説明する
と、（イ）に示すように、上下方向に所定距離離れて設
置される一対の受光部Ｓ５，Ｓ６のうちの例えば上側の
受光部Ｓ５がビーム光走査範囲の中央ｃに位置している
ときは、その上側の受光部Ｓ５において、ビーム光が上
から下へ又は下から上へ走査される時の両受光パルス間
の時間間隔ｔ１，ｔ２は等しいが、（ロ）に示すよう
に、耕耘装置６の高さが高くなって上側の受光部Ｓ５が
ビーム光走査範囲の中央位置ｃから上側に偏位すると、
上記両受光パルス間の時間間隔の一方は長くなり他方は
短くなる。ここで、時間間隔の短い方をｔ１、長い方を
ｔ２として統一的に表記する。

【００２４】このとき、作業車Ｖ側でレーザ投光装置５
２のビーム光の揺動方向を認識していなければ、受光部
Ｓ５からの信号のみでは、受光部Ｓ５の中央ｃからの偏
位の度合いはわかるが、上下どちらの方向に偏位してい
るかが不明である。そこで、両受光部Ｓ５，Ｓ６の受光
タイミングの差からこの偏位方向を判別する。つまり、
上側の受光部Ｓ５の検出信号における受光パルスに、次
の受光パルスが来るまでの間に、下側の受光部Ｓ６の検
出信号における受光パルスが後行する（図９（ロ）のｔ
３の開始点）のは、ビーム光が下方に向けて揺動される
状態であることから、図９（ロ）に示す場合では、ｔ２
の間隔は受光部Ｓ５よりも下方側の位置でビーム光が揺
動されている間隔であり、受光部Ｓ５が中央位置ｃより
も上方に偏位していることがわかる。逆に、図９（ハ）
に示す場合では、ｔ１の間隔が受光部Ｓ５よりも下方側
の位置でビーム光が揺動されている間隔であり、図８
（ハ）に示すように受光部Ｓ５が中央位置ｃよりも下方
に偏位している状態であることがわかる。

【００２５】そこで、ビーム光を走査する周期（Ｔ）、
２つの時間間隔ｔ１，ｔ２の時間幅が異なる度合い（時
間差）、ビーム光Ａ１の上下走査角度２θ、受光部Ｓ５
が受光してから受光部Ｓ６が受光するまでの時間及び両
受光部Ｓ５，Ｓ６の上下距離ｂに基づいて、ビーム光走
査範囲の中央ｃを基準として作業車Ｖの車体５の高さを
求める。中央ｃの高さは絶対的な高さとして予めわかっ
ているので、これから車体５の絶対的な高さが求まり、
更に、昇降位置検出センサＳ１の検出情報から耕耘装置
６の車体５に対する高さがわかるので、耕耘装置６の絶
対的な高さを求めることができる。

【００２６】又、ビーム光を走査する周期（Ｔ）、２つ
の時間間隔ｔ１，ｔ２の時間幅が異なる度合い（時間
差）、ビーム光Ａ１の上下走査角度２θ、受光部Ｓ５が
受光してから受光部Ｓ６が受光するまでの時間及び両受
光部Ｓ５，Ｓ６の上下距離ｂに基づいて、図１０に示す
レーザ投光装置５２からの距離ａ１を検出することがで
きる。上述の如く、車体ピックアップセンサ６１ａ，６
１ｂの検出信号から誘導線５０からの距離を求めること
ができるのであるが、両受光部Ｓ５，Ｓ６の検出情報か
ら求めた距離ａ１も補助的に利用される。

【００２７】次に、図１２乃至図１８に示すフローチャ
ートに基づいて、作業車Ｖが圃場Ｆの作業行程Ｌを走行
するときの、光源台車ＧＶの制御装置５４及び作業車Ｖ
の制御装置１６の制御動作を説明する。光源台車ＧＶ
は、図１２のフローチャートに示すように、初期設定値
を取り込んでシステムの初期化を行った（ステップ＃
１）後、図１１に示すように誘導線５０に沿って各作業
行程Ｌの間隔に対応して設置されたＩＤタグ６２を、光
源台車ＧＶの底部に設置されたＩＤタグ読み取りアンテ
ナ６３にて検出する度に、所定の停止位置である判断
（ステップ＃３）して停止し（ステップ＃４）、誘導線
５０に沿って間歇的に移動する。

【００２８】ＩＤタグ読み取りアンテナ６３の検出情報
に基づいて停止した停止位置は、作業車Ｖを誘導するた
めの誘導用位置であり、この誘導用位置において、作業
車Ｖを適正に誘導するためのレーザ投光装置５２の投光
調整を行う（ステップ＃５）。従って、ＩＤタグ読み取
りアンテナ６３は、誘導用位置に位置することを検出す
る誘導用位置検出手段として機能する。上記の投光調整
は、図１４のフローチャートに示すように、ピックアッ
プセンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄの検出信号を
取り込んで（ステップ＃２０）、それらの検出信号から
光源台車ＧＶの方位ずれを検出し（ステップ＃２１）、
その方位ずれを補償するように光源旋回モータ５８を駆
動してレーザ出射方向の調整を行う（ステップ＃２２）
ものである。この方位ずれの検出について具体的に説明
すると、ピックアップセンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，
５３ｄ夫々の検出信号をＰ，Ｑ，Ｒ，Ｓとすると、方位
ずれは、ｌＰ−Ｑｌ−ｌＲ−Ｓｌで求まる。この方位ず
れの調整のときに、レーザ光の出射高さの調整も併せて
行い、レーザ光の出射高さが設定された高さとなるよう
に、光源昇降シリンダ５７を駆動する（ステップ＃２
３）。

【００２９】この投光調整が完了すると、作業車Ｖに軌
道生成完了信号を無線通信装置５９にて送信し（ステッ
プ＃６）、作業車Ｖを誘導できる状態となっていること
を作業車Ｖに知らせる。光源台車ＧＶは、この後、作業
車Ｖから次の作業行程Ｌのための軌道生成要求を受信す
るまで待機し（ステップ＃７）、軌道生成要求を受信す
ると、予め記憶されている作業行程Ｌの行程図から、未
だ次の作業行程Ｌが存在するか否かを調べて（ステップ
＃８）、存在すれば、次のＩＤタグ６２を検出するまで
移動する（ステップ＃２，＃３）。

【００３０】尚、ＩＤタグ６２間を移動するときの制御
（ステップ＃２）は、図１３のフローチャートに示すよ
うに、ピックアップセンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５
３ｄの検出信号を取り込んで（ステップ＃１０）、それ
らの検出信号から、ｌＰ＋Ｒｌ−ｌＱ＋Ｓｌで光源台車
ＧＶの左右方向での位置ずれを求め、ｌＰ−Ｑｌ−ｌＲ
−Ｓｌで方位ずれを求めて（ステップ＃１１）、それら
のずれが十分小さくなる操舵角を計算し（ステップ＃１
２）、その計算結果に基づいて操向駆動用モータ５６を
操舵制御する（ステップ＃１３）。従って、光源台車Ｇ
Ｖの制御装置５４は、光源台車ＧＶを誘導線５０に沿っ
て走行させる移動車走行制御手段ＭＣとして機能する。
このＩＤタグ６２間の移動は２段階に速度制御され、走
行駆動用モータ５５の回転軸と連動するように取り付け
られて光源台車ＧＶの走行距離を検出するロータリエン
コーダ６４の検出信号から、光源台車ＧＶが設定距離走
行すると、減速位置であると判断して（ステップ＃１
５）、減速する（ステップ＃１６）。

【００３１】一方、作業車Ｖは、図１１に示す圃場Ｆの
スタート位置Ｓｔに位置する状態で、図１５のフローチ
ャートに示すように、初期設定値を取り込んでシステム
の所期化を実行し（ステップ＃３０）、無線通信装置７
０によって光源台車ＧＶから軌道生成完了信号を受信す
るまで待機する（ステップ＃３１）。図１２のフローチ
ャートのステップ＃６において光源台車ＧＶが軌道生成
完了信号を送信すると、作業車Ｖはそれを受信して、車
体ピックアップセンサ６１ａ，６１ｂの検出信号の平均
値から誘導線５０又は誘導線５１までの距離を求めて作
業終端位置ｅを検出するまで（ステップ＃３３）、レー
ザ投光装置５２に誘導されて軌道上の走行制御を行いな
がら（ステップ＃３２）耕耘作業を行う。

【００３２】この軌道上の走行制御について説明する
と、図１６のフローチャートに示すように、上述の如
く、操向制御用光センサ１７の受光部Ｓ５，Ｓ６の検出
信号に基づいて傾き検出及び偏位検出を行い（ステップ
＃４０）、その検出情報に基づいてステアリング用油圧
シリンダ７の制御弁９によって操舵制御し（ステップ＃
４１）、更に、操向制御用光センサ１７の受光部Ｓ５，
Ｓ６の検出信号に基づいて耕耘装置６の高さを検出し
（ステップ＃４２）、絶対的な耕耘深さが一定となるよ
うに、昇降用油圧シリンダ１３の制御弁１４を制御する
（ステップ＃４３）。従って、制御装置１６は、耕耘装
置６の高さを制御する作業高さ制御手段ＨＣとして機能
する。作業車Ｖの制御装置１６は、図１５のフローチャ
ートのステップ＃３３において、作業終端位置ｅを検出
すると、無線通信装置７０によって光源台車ＧＶの無線
通信装置５９に対して次の作業行程Ｌのための軌道の生
成要求信号を送信し（ステップ＃３４）、光源台ＧＶか
ら軌道生成完了信号を受信し（ステップ＃３６）且つ作
業車Ｖが旋回可能な速度にまで減速されるまで（ステッ
プ＃３７）、減速・停止制御を行う（ステップ＃３
４）。

【００３３】この減速・停止制御は、図１７のフローチ
ャートに示すように、車体ピックアップセンサ６１ａ，
６１ｂの検出データを取り込んで（ステップ＃５１）、
検出データの平均値から残りの距離を算出し（ステップ
＃５２）、図２１に示す残りの距離と目標車速との関係
から目標車速を決定し（ステップ＃５３）、徐々に減速
する車速制御を行う（ステップ＃５４）。尚、図２１に
おいて、残りの距離が零の位置は、作業車Ｖが旋回する
ために圃場Ｆの縁部との間に必要な距離を考慮して設定
された位置である。光源台車ＧＶから軌道生成完了信号
を受信し、且つ、旋回可能な速度まで減速されているの
を確認すると（ステップ＃３６，＃３７）、旋回制御を
行う。

【００３４】この旋回制御は、図１９のフローチャート
に示すように、車体ピックアップセンサ６１ａ，６１ｂ
の検出データと取り込んで（ステップ＃６０）、車体ピ
ックアップセンサ６１，６１ｂ夫々の検出信号から各別
に距離を求めて作業車Ｖの平面視による傾きすなわち作
業車Ｖの姿勢を検出し、更に、車体ピックアップセンサ
６１，６１ｂの検出信号の平均値から距離を求め（ステ
ップ＃６１）、これらの情報によって、作業車Ｖが所定
通り旋回しているのを確認しながら、操向制御用光セン
サ１７がレーザ投光装置５２からのビーム光を受光する
まで（ステップ＃６３）、作業車ＶをＵターンさせる操
舵制御を行う（ステップ＃６２）。尚、この操舵制御の
際の操舵角を車体ピックアップセンサ６１ａ，６１ｂの
検出信号から求める作業車Ｖの傾き及び距離の情報に応
じて設定しておくようにしても良い。この旋回制御によ
って次の作業行程Ｌに入ると、上記と同様の処理を繰り
返し、圃場Ｆの耕耘作業を行う。

【００３５】〔別実施形態〕以下、別実施形態を列記す
る。 上記実施の形態では、作業車Ｖを誘導するための構
成として、作業車Ｖに二つの受光部Ｓ５，Ｓ６からなる
操向制御用光センサ１７を備え、光源台車ＧＶのレーザ
投光装置５２は、操向制御用光センサ１７に対して、ビ
ーム光を上下に走査する構成としているが、例えば、作
業車Ｖの受光手段を、受光したビーム光の受光位置を二
次元的に検出可能なＰＳＤ等の受光装置を縦姿勢で配置
し、水平方向に投射されたビーム光の受光位置と標準の
受光位置とのずれを検出して、作業車Ｖの操向制御及び
作業装置６の高さ制御を行うようにしても良い。 上記実施の形態では、光源台車ＧＶを所定の誘導用
位置で停止するために、誘導線５０に沿って設置された
ＩＤタグ６２を検出する構成としているが、光源台車Ｇ
Ｖの走行距離を検出するためのロータリエンコーダ６４
の検出情報に基づいて、誘導用位置を検出する構成とし
ても良い。 上記実施の形態では、作業車Ｖとして農用トラクタ
ーを例示しているが、いわゆるバックホー等の土木作業
用の掘削作業車に適用することもできる。

【００３６】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１】本発明の実施の形態にかかる光源台車及び作業
車の関係を示す側面図

【図２】本発明の実施の形態にかかる作業車の要部斜視
図

【図３】本発明の実施の形態にかかる作業車の要部側面
図

【図４】本発明の実施の形態にかかる作業車の要部拡大
図

【図５】本発明の実施の形態にかかる作業車の概略構成
図

【図６】本発明の実施の形態にかかる光源台車のブロッ
ク構成図

【図７】本発明の実施の形態にかかる作業車の操向制御
のための説明図

【図８】本発明の実施の形態にかかる作業車の高さ情報
検出のための説明図

【図９】本発明の実施の形態にかかる作業車の高さ情報
検出のための説明図

【図１０】本発明の実施の形態にかかる作業車の距離情
報検出のための説明図

【図１１】本発明の実施の形態にかかる圃場の平面図

【図１２】本発明の実施の形態にかかるフローチャート

【図１３】本発明の実施の形態にかかるフローチャート

【図１４】本発明の実施の形態にかかるフローチャート

【図１５】本発明の実施の形態にかかるフローチャート

【図１６】本発明の実施の形態にかかるフローチャート

【図１７】本発明の実施の形態にかかるフローチャート

【図１８】本発明の実施の形態にかかるフローチャート

【図１９】本発明の実施の形態にかかる薬剤散布装置を
取り付けた場合の作業車側面図

【図２０】本発明の実施の形態にかかる薬剤散布装置を
取り付けた場合の作業車平面図

【図２１】本発明の実施の形態にかかる作業車の減速制
御の説明図

【符号の説明】

６ 作業装置 １７ 受光手段 ５０ 誘導線 ５２ ビーム光投射手段 ５３ 誘導線検出手段 ５９ 無線通信装置 ６１ 磁界強度検出手段 ６３ 誘導用位置検出手段 ７０ 無線通信装置 ＤＤ 距離演算手段 ＧＶ 移動車 ＨＣ 作業高さ制御手段 ＭＣ 移動車走行制御手段 Ｖ 作業車 ＷＣ 作業車走行制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉川 浩司 大阪府堺市石津北町64番地 株式会社クボ タ堺製造所内 (72)発明者 藤原 正徳 大阪府堺市石津北町64番地 株式会社クボ タ堺製造所内 (72)発明者 増留 淳 大阪府堺市石津北町64番地 株式会社クボ タ堺製造所内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 作業車（Ｖ）の作業行程の長さ方向に向
   けて誘導用のビーム光を投射するビーム光投射手段（５
   ２）が、互いに平行な複数個の作業行程の夫々におい
   て、前記ビーム光を投射させるように移動自在の移動車
   （ＧＶ）に設けられ、 前記作業車（Ｖ）に、前記ビーム光を受光する受光手段
   （１７）と、前記受光手段（１７）の検出情報に基づい
   て、前記作業車（Ｖ）を前記ビーム光の投射軌跡に沿っ
   て走行させる作業車走行制御手段（ＷＣ）とが設けられ
   たビーム光利用の作業車誘導装置であって、 前記移動車（ＧＶ）の走行経路に沿って、電流が供給さ
   れて磁界を形成する誘導線（５０）が設置され、 前記移動車（ＧＶ）に、前記誘導線（５０）を検出する
   誘導線検出手段（５３）と、その誘導線検出手段（５
   ３）の検出情報に基づいて、前記移動車（ＧＶ）を前記
   誘導線（５０）に沿って走行させる移動車走行制御手段
   （ＭＣ）とが設けられ、 前記作業車（Ｖ）に、前記誘導線（５０）が発生する磁
   界の強度を検出する磁界強度検出手段（６１）と、その
   磁界強度検出手段（６１）の検出情報に基づいて、前記
   作業車（Ｖ）と前記誘導線（５０）との間の距離を求め
   る距離演算手段（ＤＤ）とが設けられ、 前記作業車走行制御手段（ＷＣ）が、その距離演算手段
   （ＤＤ）が求めた距離情報に基づいて、前記作業車
   （Ｖ）を走行制御するように構成されているビーム光利
   用の作業車誘導装置。
2. 【請求項２】 前記作業車走行制御手段（ＷＣ）は、前
   記距離演算手段（ＤＤ）が求めた距離情報に基づいて、
   前記作業車（Ｖ）が走行中の作業行程の終端部におい
   て、次の作業行程に移行するための移行動作を開始する
   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】 前記作業車走行制御手段（ＷＣ）は、前
   記距離演算手段（ＤＤ）が求めた距離情報に基づいて、
   前記作業車（Ｖ）が走行中の作業行程の終端部手前側箇
   所で前記作業車（Ｖ）の減速制御を行うように構成され
   ている請求項２記載のビーム光利用の作業車誘導装置。
4. 【請求項４】 前記磁界強度検出手段（６１）が、前記
   作業車（Ｖ）の複数箇所に設けられ、 前記作業車走行制御手段（ＷＣ）は、前記複数箇所に設
   けられた磁界強度検出手段（６１）の夫々に対応して前
   記距離演算手段（ＤＤ）が求めた距離情報に基づいて、
   前記次の作業行程への移行動作中の作業車（Ｖ）の姿勢
   を検出するように構成されている請求項２又は３記載の
   ビーム光利用の作業車誘導装置。
5. 【請求項５】 前記作業車（Ｖ）に設けられた前記受光
   手段（１７）は、前記ビーム光の受光高さを検出可能に
   構成され、 前記作業車（Ｖ）に、前記受光手段（１７）の検出情報
   に基づいて、前記作業車（Ｖ）に備えられた作業装置
   （６）の高さを制御する作業高さ制御手段（ＨＣ）が設
   けられている請求項１、２、３又は４記載のビーム光利
   用の作業車誘導装置。
6. 【請求項６】 前記移動車（ＧＶ）に、無線通信装置
   （５９）と、前記移動車（ＧＶ）が前記作業行程の夫々
   に対応する誘導用位置に位置することを検出する誘導用
   位置検出手段（６３）とが備えられ、 前記移動車走行制御手段（ＭＣ）は、前記移動車（Ｇ
   Ｖ）の無線通信装置（５９）が、前記作業車（Ｖ）に備
   えられた無線通信装置（７０）からの移動指令を受信す
   るに伴って、前記誘導用位置検出手段（６３）の検出情
   報に基づいて、前記移動車（ＧＶ）を次の誘導用位置へ
   移動させるように構成されている請求項１、２、３、４
   又は５記載のビーム光利用の作業車誘導装置。