JPS59167718A - 自動走行作業車 - 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】 本発明は自動走行作業車、詳しくは自動芝刈作業車等の
ように、車体の移動距離を検出する距離センサー及び走
行方向を検出する方位センサーを備えるとともに、それ
ら両センサーによる走行距離と走行方向の検出結果に基
いて、作業地内をその一端側から他端側へ、そしてまた
一端側へと車体を自動的に往復走行させる制御装置を備
えた自動走行作業車に関する。

そして、上記自動走行作業車においては、前行程の実際
の走行時にサンプリングされた一行程分の走行コースの
走行距離と走行方向の検出結果に基いて一行程分の走行
コースのティーチングを行ない、次行程では前記前行程
でティーチングされた走行コース情報に基いてステアリ
ング制御を行なうように、構成してあった。

しかしながら、この種の自動走行作業車にあっては、以
下に示す不ｉμ合があった。

即ち、次行程では、この行程における走行距離検出結果
に基いて、前行程でティーチングされた前記次行程と同
一走行距離における前行程の走行方向と次行程（現在の
行程）の検出走行方向とを比較して現在の走行方向を前
記前行程でサンプリングされた走行方向に一致させるべ
く走行方向を修正する制御が行なわれていたので、走行
行程を何回も繰返しているうちに誤差が累積されて往復
走行した走行コース跡が平行でなくなり、特に自前走行
作業車を芝刈作業車等の対地作業車に構成した場合は作
業跡の美観が悪くなるという不都合が有った。

又、常に一行程分の走行コース情報を記憶しておかなけ
ればならないので、この情報を記憶するだめのメモリー
使用量が多くなるという不都合も有った。

本発明は上記実情に鋸みてなされたものであって、作業
地内の各行程の実際の走行跡の平行性が良い制御手段を
備えた自前走行作業車を提供することを第１目的とし、
その手段を達成するのに少ないメモリー使用量・で行な
えるよｐＫすることを負′５２目的とする。

上記目的を達成すべく、本発明による自ＮＩＪ走行作業
車は、前記制御装置に、最初の一走行行程時における平
均走行方向を演算記憶する手段を有し、かつ、それ以後
の走行行程においては前記最初の一行程における平均走
行方向に沿うように車体の走行を制御する手段を有１７
ていることを特徴とする。

上記特徴を第１図に基いて説明すると、最初の一走行行
程において、距離センサー（７）によって検出される所
定走行路１１１１（０毎に方位センサー（８）によって
検出される走行方向の方位（ψ１）ｉ＝１．２・・・・
・・・・・ｎをサンプリングするとともに、この検出方
位（β）と累積走行距離（りを制御装置（＋３）によっ
て順次加算してこの加算結果（Ｔｌρｉ）と累積走行路
Ｕｌ）とをメモ！Ｊ　−（Ｍ）ｌｃＥ憶させ、−行程走
行後に前記加算結果（２φｉ）と走行距離（りとに基い
て平均走行方向の方位（θを演算して、この平均方位（
外）のみを最終データとして前記メモリー（財）に記憶
させるべく構成しである。

そして、次行程以降では、前記距離センサー（７）によ
って検出される所定走行路Ｎ、’Ｃ１ρ毎に方位センサ
ー（８）によって検出される走行方向（ｔＩ）ｉ）と前
記平均走行方向（ｍｌとを比較し、この両走行方向（ψ
ｉ）、（ｈ）の差に対応して操向車輪＋２１　、　＋２
＋をステアリング制御して、走行方向を修正すべく構成
しである。

上記構成故に、下記の如き優れた効果が発揮されるに至
った。

即ち、−行程分の走行コース情報のティーチングは最初
の一行程のみでよく、その走行コース情報の記憶は、こ
の−行程における平均走行方向のみでよいためメモリー
使用量は最少限で済むとともに、何行程走行しても走行
方向のずれの誤差が累積されないので、各行程の走行コ
ース跡の平行性が非常に良くなるに至った。

以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。

十↓に第２図に示すように、車体Ｉｌ＋の前後輪＋２１
　、　＋３）の中間部に芝刈装置（４）を上下動自在に
懸架するとともに、車体（１）前方に走行地の境界であ
る芝地の未刈地と既刈地との境界を判別するだめの後記
構成になる倣いセンサー（５Ａ）。

（５Ｂ）を車体１１＋前方左右夫々に設け、この倣いセ
ンサー（５Ａ）、（５Ｂ）の境界検出結果に基いてステ
アリング制御されて所定走行コースを自動走行可能な自
動走行作業車としての芝刈作業車を構成しである。

尚、この芝刈作業車は車体＋１Ｊ前方に接触式の障害物
感知センサー（６）を備えてあり、走行コース上に有る
障害物を感知可能なように構成されている。

更に、前記車体＋１１には、この車体Ｉｌ＋の移動距離
を連続的に検出すべく任意の単位走行距離眞）当り７回
のパルスを発生する距離センサー（７）としての第５輪
（７Ａ）を設けるとともに、走行方向を検出する方位セ
ンサー（８）を設けである。

そして、前記前輪＋２１　、　（２＋は操向車輪として
、通常は前記倣いセンサー（５Ａ）、’（５Ｂ）の境界
検出結果ｉたは障害物感知センサー（６）の障害物感知
結果に基いて、油圧シリンダ（９）Ｋよって左右方向に
所定７量ステアリングされるべく構成しである。

前記倣いセンサー（５Ａ）、（５Ｂ）は、夫々、芝刈装
置（４）の前方左右両端部分に配置された同一構成にな
る一対の光センサ−（Ｓｌ、ジ、（Ｓ’１．Ｓ′！、）
によって構成されている。

前記光センサ−（ＳＩ、Ｓｌ）、（Ｓ′ｂＳ′２）は、
第３図に示すように、各々車体ｉｌ＋に対して左右方向
に隣接して配置されたコの字形状のセンサーフレーム（
１０）　、　＋１０＋を前記芝刈装置（４）に設けたセ
ンサー取付フレーム（川に固着し、このセンサーフレー
ム（１０）　、　（１０）の内側対向面に夫々発光素子
（ｐｔ）　、　（ｐｔ）と受光素子（Ｐρ、　（Ｐ２）
を一対として設けた構成となっている。　そして、この
発光素子（Ｐ、）と受光素子（Ｐ２）との間に、車体（
１）の走行に伴って導入される芝の有無を感知すること
によって、未刈地と既刈地との境界を判別すべく構成し
である。

そして、第４図に示すように前記光センサ−（Ｓｌ、Ｓ
ｌ）　Ｊ：り成ル倣イ（！　ンｆ　−（５Ａ）、又ハ、
光センサ−（≦、粉より成る倣いセンサー（５Ｂ）の一
方が未刈地（１２Ｂ）上にある場合は、他方の倣いセン
サーの外側に配された光センサ−（ジ又は光センサ−（
時のみが既刈地（１２Ｃ）上にあるようにステアリング
されて走行し、芝刈作業地（１２Ａ）周囲の回向地（１
２Ｄ）に至ると、これまで未刈地（１２Ｂ）側にあった
倣いセンサーの方向に回向するように制御される。　尚
、回向地（ｉ２Ｄ）は予め人為的に既刈地にされてあり
、この回向地（１２Ｄ）に至ったことは倣いセンサー（
５Ａ）、（５Ｂ）を構成する光センサ−（Ｓｌ）　、　
（♀、（ＳＯ，（Ｓρ全全部既刈地を検出することによ
って判別されるものである。

又、前記倣いセンサー（５Ａ）、（５Ｂ）は光センサ−
（Ｓｌ、Ｓρ、　（ｓｉ、ｓｏを用いるものに限らず、
接触式、非接被成を問わず、どのような形式のセンサー
から構成してもよい。

一方、前記障害物感知センサー（６）は、車体（１）前
方で左右方向に略車体幅全体に亘って配置され、通常は
前方に向かつて付勢されており、障害物が接当すると大
々個別に後方へ回動するように構成されたダつの接触部
材（６ａ）、（６’ｂ）、（６ｃ）。

（６ｄ）を設けるとともに、この接触部材（６ａ）、（
６ｂ）、　（６ｃ）　、　（６ｄ）の後方への回動を検
出するスイッチ（ｓ３）・・を各基端部（６ｅ）・・に
設けた構成となっている。

そして、前記スイッチ（Ｓ３）・・の作動位置によって
、障害物感知センサー（６）への障害物接当位置範囲を
グ分割して感知可能に構成されている。

又、曲り方位センサー（８）は、前記車１１１（２＋　
’、　＋２１の車軸部に設けられたポテンションメータ
（８ａ）によって、ステアリング方向とそのステアリン
グ量としての回動角を検出すべく構成しである。

尚、この方位センサー（８）としては、前記前！ｌ’ｌ
ｌｊ　＋２１、（２）のステアリング角を検出する構成
に変えて、前記距離センサー（７）としての第６ｍＣ７
１）の走行方向を検出する構成としてもよい。　更には
、地磁気等を感知することによって車体１１＋の走行方
向を゛検出するような他の形式のセンサーを用いてもよ
く、要するに、車体（１）の走行方向が検出ｌ１ｌＩｒ
能々センサーであればどのような形式のものであっても
よい。

以下、前記構成になる各センサー（５Ａ）　、　（５Ｂ
）　。

ｆＢ）　、　＋７１　’、　’＋８＋からの検出信号に
基いて、芝刈作業車の自動走行制御を行なう制御システ
ムについて説明する。

第５図に示すように、制御システムは、マイクロコンピ
ュータを主要部とする演算制御装置（１３）に入力イン
ターフェース０４）を介して前記倣いセンサー（５Ａ）
、（５Ｂ）、障害物感知センサー（６）、距離センナ−
（７）、及び方位センサ−（８）の各信号が入力されて
あシ、これら各センサーからの信号に基いて、電磁パル
プα６）を作動させて、アクチュエータである油圧シリ
ンダ（９）を駆動して、前輪＋２１　、　＋２１と変速
装置（１６）を操作すべく、出力インター７エースα乃
に演算結果である制御信号を出力すべく構成しである。

゛そして、適材は、前記第４図に示すように、・芝刈作
業地（１２Ａ）において、未刈地（１２Ｂ）と既刈地（
１２Ｃ）−との境界に沿って倣い走行すべく、倣いセン
サー（５Ａ）　、　（５Ｂ）からの未刈地・既刈地検出
信号に基いて曲軸（２１、＋２１をステアリング制御す
る。

一方、この倣い走行中に、前記回向地（１２Ｄ）間の走
行コース上に障害物（１２Ｅ）が有り、前記障害物感知
センサー（６）がこの障害物（１２Ｅ）を感知すると、
ｖｔＩ記倣い士・ンサー（５Ａ）、（５Ｂ）による検出
信号に基いた倣す走行制御に優先して障害物口寄制御が
行なわれるべく構成されている。

ところで、この障害物回避制御については本発明に直接
関係ないので説、明を省略する。

以下最初の一行程の走行コース情報をサンプリングして
記憶するテｒ４ングについて説明する。

この走行コースのサンプリングは、第６図に）に示され
る様に距離センサー（７）によって、予め走行コースの
サンプリング間隔として決定しである所定移動距離（１
０）毎のバルスカクントによ如発せられる４ＱＪ３号に
よって最優先で起動される割込み処理とし゛て構成しで
ある。

そして制御用プログラム全体は、第６図（イ）に示すよ
うに前記第４図に示した回向地（１２Ｄ）から未刈地（
１２Ｂ）へ車体Ｉｌｌが進入して、倣いセン？　−（５
Ａ’）、（５Ｂ）　全構成する光センサ−（Ｓり　、　
（５２）　。

（ＳＤ、（ＳＯのいずれかが未刈地を検出した時点から
開始され、全光（！　ン”ｊ’　−（ＳＬ）　、　（５
２）　、　（Ｓｌ）　、　（５０が回向地（１２Ｄ）　
：において既刈地を検出した時点で終了するように、最
初の一行程分の走行コース情報をサンプリングして記憶
するように構成しである。

即ち、未刈地（１２Ｂ）の回向地（１２Ｄ）の一端から
倣い走行が開始されると同時に前記距離センサー（７）
からのパルス信号をカクント開始して、所定移動用Ｍ（
ｌρ車体１１１が走行すると、その時点での前記方位セ
ンサー（８）によって検出された走行方向（ψｉ）を順
次加算した累積走行方向Ｃψｉ）と、前記カクント開始
時からの総移動距離（１）を制御装置０３）内に設けで
あるメモリー■の所定範囲に走行コースをサンプリング
したティチング情報として記憶するのである。

そして、前記倣いセンサー（５Ａ）　、　（５Ｂ）の両
方が回向地（１２Ｄ）を検出するとこの走行コースディ
ーチングを終了し、前記累積走行方向ＣｐＤと総序朔距
＃（２）とに基いて一行程における平均走行方向（ψ０
）を算出し、この平均走行方向（鉋を最終走行コース情
報として前記メモリー（Ｍ）に記憶させるのである。

そして、次行程以降において、前記倣いセンサー（５Ａ
）　、　（，５Ｂ）の少なくとも一方が未刈地を検出し
なくなって所定時間経過した場合は、その時点で前記予
めティチングされた平均走行方向（ｃｌ）。）を参照し
て、対応する回向地（１２Ｄ）からの総移動距離（１）
地点での走行方向（−と７１０度反転した方向に強制的
にステアリングして前進させて、所定の走行方向へ自動
的に走行すべく第７図（ハ）に示されるようにプレイパ
ック制御するのである。　尚、このプレイパック制御は
、走行コースの未刈地途中に芝がはげた部分があって走
行地の境界と回行地とを倣いセンサー（５Ａ）。

（５Ｂ）が判別でき々いよつな場合でも走行方向が犬１
１フにずれないようにステアリングさせることもできる
。

又、走行中に障害物回避制御が行なわれた際にも、障害
物（１２Ｅ）を迂回後の走行コースを同様（でして、前
記ティーチングされた一行程走行コース情報（／９３）
に基いて修正され、自動的に所定走行コース上に復帰す
べくステアリングさせることもできる。

このようにして最初の一行程でティーチングされた走行
コース情報（ん）は、回向地（１２Ｄ）　において、車
体１１＋が方向転換する際に符号を反転して参照されて
走行方向の修正が自動的に行なわれるのである。

従って、最初の一行程分の走行コース情報である平均走
行方向（θのみを自助的にティーチングするので、走行
コース情報を記憶するメモリーの使用量を最低限まで減
少し得るのみならず、走行コースのずれの累積誤差が生
じないものにできたのである。

常、第６図（イ）〜ｐ号は以上説明した制御装置（嗜の
動作を示すフローチャートである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す図面、第２図以降は本発明
に係る自動走行作業車の実施例を示し、第２図は芝刈作
業車の全体平面図、第３図は倣いセンサーの要部正面図
、第４図は所定走行コースの図解図、第５図は制御シス
テムのブロック図、そして、第′６図（イ）〜（ハ）は
制御装置の動作を示すフローチャートである。 ｉｌ＋・・・・・・車体、（７）・・・・・・距離セン
サー、（８）・・・・・・方位センサー、（１３）・・
・・・・制御装置、（６）・・・・・・平均走行方向。 第６図 −１０８−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 車体１１＋の移動距離を検出する距離センサー（７）お
   よび走行方向を検出する方位センサー（８）を備えると
   共に、それら両センサー＋７）　、　＋８）による走行
   距離と走行方向の検出結果に基いて、作業地内をその一
   端側から他端側へ、そしてまた一端側へと車体１１＋を
   自動的に往復走行させる制御装置（１３）を備えた自動
   走行作業車であって、前記制御装置ｆｔ１３）は、最初
   の一走行行程時における平均走行方向（−を演算記憶す
   る手段を有し、かつ、それ以後の走行行程においては前
   記最初の一行程における平均走行方向（知に沿うように
   車体１１１の走行を制御する手段を有していることを特
   徴とする自動走行作業車。