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JPS5922106A - 自動走行車輛 - Google Patents

自動走行車輛

Info

Publication number
JPS5922106A
JPS5922106A JP57131778A JP13177882A JPS5922106A JP S5922106 A JPS5922106 A JP S5922106A JP 57131778 A JP57131778 A JP 57131778A JP 13177882 A JP13177882 A JP 13177882A JP S5922106 A JPS5922106 A JP S5922106A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sensors
vehicle body
steering
predetermined line
control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP57131778A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeaki Okuyama
奥山 恵昭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kubota Corp
Original Assignee
Kubota Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kubota Corp filed Critical Kubota Corp
Priority to JP57131778A priority Critical patent/JPS5922106A/ja
Publication of JPS5922106A publication Critical patent/JPS5922106A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0231Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Guiding Agricultural Machines (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

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、例えば自動走行芝刈作業車のように、未刈地
と既刈地との境界MVCよって画定される所定ラインか
らのずれをセンサーによって検出しながらその所定ライ
ンに追従走行するように自動操向制御すべく構成さhだ
自動走行車輛に関する。
従来一般に、この種の自!41J走行hL@は次のよう
に構成されていた。 即ち、追従すべき所定ラインから
のずれを4臭出するための一組のセンサーを車体の前部
に備え、このセンサーが所定ラインからのずれを検出し
たときに、そのずれを修正するように操向用車輪(通K
 u ifI車輪)を操向制御すべく構成されていた。
 このような従来構成のものにおいては、車体がただ単
に所定ラインからずれたということを検出できるのみで
あって、所定ラインから平行な状態となるようにずれた
のか、あるbは、所定ラインに対して角度を有する状態
となるようにずれたのか、という判別を全く行なえない
ばかりでなく、車体がどのようなずれ方をした場合にも
操向用lft車輪を操向制御して車体向きを修正すると
いう同一のパターンで制御していたために、車体走行軌
跡が比較的周期の短いジグザグ状となり、所謂ハンチン
グ状態に陥り易い欠点があった。
本発明は、上記従来実情に鑑みてなされたものであって
、その目的は、車体の所定ラインからのずれがとのよう
な種類のものであるかを判別でき、かつ、その判別した
ずれの種類に応じて夫々適当な操向制御を行なえるよう
な自動走行車輛を提供せんとすることにある。
上記目的を達成すべく、本発明による自動走行車輛は、
所定ラインに追従走行するように自前的に操向制御すべ
く構成された自動走行車輛であって、1f■記所定ライ
ンからのすhを検出するためのセンサーを車体nr1後
方向に2組並役するとともに、if+車輪および後車輪
の何りをも操向駆動iI能に構成し、かつ、前記2組の
センサーが共にIII記所定ラインから同じ側へのずh
を検出した場合には、前記前車輪および後車輪の両方全
駆動して操向制御を行ない、前記2組のセンサーが夫々
前記所定ラインから相異なる側へのずれを検出した場合
、および、mtr記2組のセンサーのうちの一方のみが
前記所定ラインからのずれを検出した場合には、前記O
f1車輪おまひ後車輪のうちの一方のみを駆動して操向
制御を行なうように構成しである制御装置を設けである
ことを特徴上する。
かかる%徴構成故に、下記のような優れた効果が発揮さ
れるに至った。
即ち、所定ラインからのずれを検出するセンサーを車体
の前後方向に2組設けるというだけの極めて簡素な構成
でありながら、その2組のセンサーが共に所定ラインか
ら同じ側へのずれを検出した場合には、車体が所定ライ
ンに対して実質的に平行な、または、それに近い状態で
ずれていると判定し、一方、2組のセンサーが夫々所定
ラインから相異なる側へのずれを検出した場合、および
、一方のセンサーのみが所定ラインからのずれを検出し
た場合には、車体が所定ラインに対して傾斜する状態で
ずれていると判定する、というように車体の所定ライン
に対するずれの状態を確実に判別できるようになったの
であり、更に加えて、車体が所定ラインに対して実質的
に平行となる状態にずれた場合には前車輪と後車輪との
両方を操向制御することにより車体を平行移動させて所
定ラインに迅速に沿わせ、一方、車体が所定ラインに対
して傾斜する状態にずれた場合には、前車輪または後車
輪の一方のみを操向制御することにより先ず車体の向き
を修正する、というようにずノ1の状態に応じて夫々適
当な操向制御を行なえるように構成したことにより、車
体の軌道修正を極めて迅速に行なえるようになり、しか
も、その修正に伴って車体が所ポラインに沿う状態に戻
ったときには常に車体の向きも所定ライン方向にほぼ沿
う状態となるようにできるので、従来のようにハンチン
グ状態に陥ることが無く、所定ラインに対して極めて良
好な追従走行側#を行なえるものにできたのである。
以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。
第1図に示すように、車体illのlfT後車輪(2)
(3)の中間部に芝刈装置(4)をL下動自在に懸架す
るとともに、所定の走行ラインとなる芝地の未刈地と既
刈地との境界(L)を判別するためのライン検出センサ
ーとして、2組の倣いセンザーfAl 、 fnlを車
体(1)前方の左右夫々に設けて、自動走行車輛として
の芝刈作業車を構成しである。
そして、曲記曲車輪+21 、 +2]および後車輪(
3)。
(3)は夫々操向用車輪上して、前記倣いセンサー(4
)、(B)の境界(L)の検出結果に基いて、油圧シリ
ンダ(5A) 、 (5B)によって左右方向に所定量
ステアリングされるべく傳成しである。 尚、前後車輪
12) 、 +3+は両方とも駆動輪としても機能すべ
く構成されていて、エンジン(E)からの動力伝達によ
って車体(1)全走行させるように構成されている(機
構は図示せず)9 前記倣いセンサー(4)、(B)を構成する光センサ−
(Sl + 82) 、(S3 、34)は、第2図に
示すように、コの字形状のセンサーフレーム+61 、
 tel k左右方向に所定間隔金、そして、111後
方向にも所定間隔を隔てて平面視において略長方形を形
成するように配置すべく、前記芝刈装置(4)に設けた
センサー取付フレーム(7)に固着するとともに、前記
センサーフレーム161 、 +6+の内側対向面ニ夫
々発光素子(Pl)と受光素子(P2)を一対として設
けてあり、この発光素子(Pl)と受光素子(P2)と
の間に、本体fi+の走行に伴って導入さhる芝のイf
無を感知することによって未刈地と既刈地との境界(L
)を判別すべく構成しである。
なお、センサー(Al 、 telとしては、光七ンー
リ゛−(S、) 、 (S、) 、 (S3) 、 (
S、)を用いるものに限らず、接触式非接触式をとわず
、どのような形式のセンサーを用いて構成してもよい。
以下、前記構成になる倣いセンザー伝J 、 (I(+
からの情報に基いて、車体illの操向を制御する制御
システムについて説明する。
第3図に示すように、制御システムeよ、マイクロコン
ピュータを主要部とするfi!制御装置(8)に人力イ
ンターフェース(9)を片してFjfl記倣いセンサー
囚、(B)からの信号が入力されており、この信号に基
いて、電磁バルブ(IOA) 、 (JOB)を作動さ
せて、アクチエータである油圧シリンダ(5A) 、 
(5B)を駆動して、前車輪+2+ 、 +21と後車
輪+31 、 +31を操向制御すべく、出力インター
フ1−ス(11)に演算結果である制御信号を出力すべ
く構成しである。
次に、第4図に示すフローチャートおよび第5図に示す
テーブルに基いて、前記制御装置(8)の動作を説明す
る。
このプログラムは、基本的に走行開始前に、まず車体左
側の倣いセンサーまたは車体右側の倣いセンサーのいず
れの側のセンサーによって倣い走行制御を行なうか選択
スイッチ(図示せず)等で人為的に決定した後、tm記
2組の倣いセンサー+A+ 、 (Bl を構成する4
つの光センサー(Sl)〜(S4)全部からの検出信号
を、第5図に示すように予め記憶されているテーブルを
参照するこ吉によって、1fli輪+21 、 +21
のみをステアリンクすルカl1fli輪12+ 、 +
21オ、J: ヒ後車輪131 、13N7)両方をス
テアリングするか、または、直進制御するか、何れかの
制御態様を決定する3状態の5tate信号、ステアリ
ング方向を示すFlagl信号、ステアリング量を示す
Flag2信号の3種類の制御信号に変換し、この8つ
の制御信号に基いて、制御対象である電磁バルブ(IO
A)、(IOB)を車輪が所定方向にかつ所定量でステ
アリングされるべく駆動して、前記境界(L)に沿って
車体が所定方向へ自動的に走行すべく、その走行方向を
自動的に修正するように構成しである。
即ち、前記テーブルにおりて、5tate lはニュー
トラルを示し、電磁パルプ(IOA) 、 (IOB)
を中立状態にして、車体+11を直進させる制御、5t
ate 2は電磁バルブ(IOA) 、 (IOB)の
両方を駆動してlfl車輪+21 、 +31の両方を
ステアリングすることによって車体+11を平行移動さ
せる制御、5tate 3は電磁バルブ(IOA)のみ
を駆動して1q輪+21 、 +21のみ全ステアリン
グすることによって車体向きを変更させる制御、に夫々
対応する。
又、F J、a g 1はステアリング方向を示すもの
であって、0”で既刈地方向へステアリング、+1”で
未刈地方向へステアリングすることを夫々示す。
更に、Flag2は、+0”でステアリング酸を小、+
1”でステアリングtを大吉すべく前記電磁バルブ(I
OA) 、 (IOB)を駆動するために出力インター
フエース(川より出力されるバルブ駆動信号であるパル
ス18号のデユーティ比を変更することを示す。
向、本実施例(Cおいては、前記Btate 8に示す
境界(L)に対して車体(1)が斜めになった場合の走
行方向の修正を前輪(2+ 、 +21のみをステアリ
ングする構成を採用したが、後輪+31 、 +31の
み又はm+1後輪両方を逆方向に夫々ステアリングして
走行方向を修正する構成としてもよい。
又、前記境界(L)を検出する倣いセンサー(A)。
(B1を車体(1)前方・におりてn++後方向に配置
1Xする構成につI、bて示したが、一方のセンザー仄
lを車体m前方に、他方のセンサー(Blを車体il+
後方に夫々配置nする構成としてもよい。
更に父、前記車体f11の左右2組の倣いセンサー(A
、、B) 、 (A、B)いずれの側の組のもの金柑い
るかは、未刈地が車体の何れの側に位L?するかによっ
て当然に定するものであるが、この左右センサー(A、
B) 、 (A、B)の選択の切替は本実施例で採用し
た手動で行なう構成に替えて、未刈地の位置を検出する
センサー等を別途設けるなどして自動的に行なうように
してもよい。
次に、本発明の別実施例を第6図に基いて説明する。
第6図は、埋設軌道やカラーライン等によりみ 画定される走行コースのガイドライン(IJに沿つ自動
走行する運搬車等の屯輛を本発明の自動走行*@に構成
した場合におけるntI記ライン(I−)とその検出を
行なうセンサー配置の関係を示す図面である。
即ち、前後方向に配置された2組のライン検出センサー
(A’) 、 (B’)は、夫々、隣接して左右方向に
配置さhた3つの光センサー(s′l + s′2+ 
S’3 ) +(”’ 、S’s + S’6 )から
我り、これら光センサーのうちの中央のセンサー(S’
2) 、 (s′、)がライン(L)を検出している状
態が区営なライン(Ll)への追従伏虫となるようにス
テアリング制御を行なうのである。
1f(紀元センナ−(S’、)〜(S’6)は10記第
2図に示した光センサー(S−〜(B4)の構成と基本
的に四じであるが、その発光素子(Pl)と受光累子(
P2)の配置を対向面となる配置から、同一面で下方に
向けた配置に変更して、ライン(L)からの反射光を検
出してこのライン(L)の有無を検出すべく構成しであ
る。
そして、中央部の光センサ−(St)、(St)のみが
ライン(L)を検出した場合が前記実施例の5tate
1に相当し、両端の光センサ−(s′1)、(s′4)
又は光センサ−(SS) 、 (B4)がライン(L)
 ′f、検出した場合が同じ(5tate 2に相当し
、その他のライン検出センサー(A′)、 (B’)が
夫々反対方向のずれを検出した場合が5tate 8に
相当し、夫々前記実施例と同様にして走行方向を自動的
に修正するのである。
尚、第7図はこれら光センサ−(S’l)〜(s′6)
のライン(L)検出結果の組み合せに対応する制御パラ
メータのテーブルであって、前記第5図に示したテーブ
ルに使用した符号吉同−符号は同一内容を示すものであ
る。
又、ライン検出センサー(A’) 、 (B’)は夫々
8つの光センサーによって構成したが、史に多数のセン
サーを設けて、ライン検出範囲を拡大してもよい。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明に係る自動走行車輛の実施例を示し、第1
図は芝刈作業止の全体平面図、第2図は倣いセンサーの
要部正面図、第8図は制御システムのブロック図、第4
図は制御装置の動作を示すフローチャート、第5図はセ
ンサー検出信号の判別テーブル、第6図は別実施例のラ
イン検出概念図、そして第7図はそのセンサー検出信号
の判別テーブルである。 tel 、 tel・・・・・・till車輪、[31
、t3)・・・・・後正輪、(8)・・・・・・制御装
置、(L)・・・・・・所定ライン、(A) 、 tn
l・・・・・・ライン検出センザ−0

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ■ 所定ライン(L)に追従走行するように自動的に操
    向制御すべく構成された自動走行車輛であって、atI
    記所定ライン(L)からのずれを検出するためのセンサ
    ーUl 、 (B)を車体前後方向に2組並役するとと
    もに、前車輪+2) 、 +2)および後車輪13] 
    、 +31の何れをも操向駆動可能に構成し、かつ、前
    記2組のセンサー囚、(B)が共に前記所定ライン(L
    )から同じ側へのずれを検出した場合には、前記11f
    T車輪+21 、 [21および後車輪+31 、 +
    31の両方を駆動して操向制御を行な−、前記2組のセ
    ンサー(A+ 、 (Blが夫々前記所定ライン(■7
    )から相異なる側へのずれを検出した場合、および、1
    f■記2組のセンサー囚、(B)のうちの一方のみが前
    記所定ライン(Ljからのずれを検出した場合には、前
    記前車輪f21 、 +21および後車輪+3) 、 
    +31のうちの一方のみを駆動して操向制御を行なうよ
    うに構成しである制御装置(8)を設けであることを特
    徴さする自動走行車輛。 ■ 前記2組のセンサー囚、(B)が夫々nfI記所定
    ライン(L)から相異なる側へのすhを検出した場合に
    は、前記前車輪(21、+2+および後車輪131 、
    131のうちの一方の操向量を犬とし、前記2組のセン
    サー+A+ 、 (Blのうちの一方のみが前記所定ラ
    イン(Ljからのすhを検出した場合には、前記前車輪
    !21 、 +21および後車輪+3+ 、 +3+の
    うちの−・方の操向量を小とするように、前記制御装置
    (8)を構成して、あるときを特徴とする特許請求の範
    囲第0項に記載の自助走向i輛。
JP57131778A 1982-07-27 1982-07-27 自動走行車輛 Pending JPS5922106A (ja)

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