自律走行車の走行システム
【課題】設置費用の低減及び設置作業の簡素化ができる自律走行車の走行システムを提供する。
【解決手段】第１磁石２１を保持する第１ホルダと第２磁石２２を保持する第２ホルダが一体形成された走行経路杭１を走行経路基準線Ｗａと直交する状態で間隔を有して連続的に地中に埋設する。自律走行車に設けた一対の第１磁気センサ４５及び第２磁気センサ４６により第１磁石２１及び第２磁石２２の磁気検知を行い、その結果に基づいて操舵制御手段で操舵し、走行経路基準線Ｗａに沿って走行する。そのため、埋設される走行経路杭１の間隔が比較的大きく離間して配置しても自律走行車の走行が抑制される。これにより埋設される走行経路杭１を削減でき、走行経路杭の設置費用の低減及び設置作業の簡素化が可能になる。
【解決手段】第１磁石２１を保持する第１ホルダと第２磁石２２を保持する第２ホルダが一体形成された走行経路杭１を走行経路基準線Ｗａと直交する状態で間隔を有して連続的に地中に埋設する。自律走行車に設けた一対の第１磁気センサ４５及び第２磁気センサ４６により第１磁石２１及び第２磁石２２の磁気検知を行い、その結果に基づいて操舵制御手段で操舵し、走行経路基準線Ｗａに沿って走行する。そのため、埋設される走行経路杭１の間隔が比較的大きく離間して配置しても自律走行車の走行が抑制される。これにより埋設される走行経路杭１を削減でき、走行経路杭の設置費用の低減及び設置作業の簡素化が可能になる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自律走行車の走行システムに関し、特に地中に埋設された磁石の磁気を検出しながら自律走行する自律走行車の走行システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、地中に埋設された磁石等の磁気を検知する磁気センサを設け、磁気センサにより磁石の磁気を検出しながら走行経路を判断して自律走行する自律走行車の走行システムがある。
【０００３】
この種の自律走行車の走行システムとして、例えば特許文献１に開示されるカート進行誘導法や特許文献２に開示される無人搬送車誘導装置がある。
【０００４】
特許文献１に開示されるカート進行誘導法は、ゴルフ場のコース内において磁石をカートの進行方向に並列かつ任意の幅でライン状に地中に埋設して走行路面を構成する一方、カートに磁気センサ等の感知手段を装備する。カートを走行路面を前進させ、感知手段がラインのいずれか一方に近づきラインを検知すると、自動的に他方のライン方向に舵をとり、前進を続行する。この動作を繰り返すことにより走行路面内をＳ字乃至ジグザグ状に自動走行させる。カートがＳ字状乃至ジグザグ状に自動走行することにより、カートが同一のコースを進行することがなくなり、地盤や芝生の損傷を少なくする。
【０００５】
特許文献２に開示される無人搬送車誘導装置は、誘導路に沿って磁石を有する誘導路用ブロックを埋設する。一方、無人搬送車に磁石の磁気を検出する磁気センサと、この磁気センサからの信号によって操舵部を制御する制御部を設け、誘導路用ブロックの磁石の磁気を検出することによって操舵部を制御して自律走行する。
【０００６】
【特許文献１】特開平２−１１８７０４号公報
【特許文献２】特開平７−９８６１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１及び特許文献２は、地中に埋設した磁石の磁気を磁気センサで検知して走行経路を判断して走行車が自律走行するものであり、ゴルフカートのように車体全体の重量が比較的大きな場合には、路面状況の影響が小さく概ね走行経路に沿って走行することができる。
【０００８】
しかし、重量が比較的小さい場合や、走行経路がスリップしやすい環境、例えば耕地等の柔軟な土地や、草が茂ったり、ぬかるんでいる場合等では、左右の駆動輪間における路面抵抗が異なりスリップ等によって操舵方向に走行しない挙動が発生することが懸念される。また、このような路面抵抗が異なる場合において予め設定された走行経路に沿って安定的に走行させるためには、走行経路に沿って埋設される磁石の間隔を狭く近接配置する必要があり、必要磁石個数が増大し、その設置費用及び設置作業時間が膨大になる。
【０００９】
従って、かかる点に鑑みなされた本発明の目的は、少ない数の磁石でも安定した自律走行車の走行を可能にし、設置費用の低減及び設置作業の簡素化ができる自律走行車の走行システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成する請求項１に記載の自律走行車の走行システムの発明は、走行経路に沿って地中に埋設された磁石の磁気を、磁気センサにより検知しながら自律走行する自律走行車の走行システムであって、第１磁石を保持する第１ホルダと第２磁石を保持する第２ホルダが一体形成され、該第１磁石と第２磁石を結ぶ基準線が予め設定された走行経路基準線と直交する状態で間隔を有して連続的に地中に埋設される複数の走行経路杭と、自律走行車に設けられた駆動輪を備えた走行部と、前記第１磁石及び第２磁石の磁気を検知するために自律走行車に進行方向と直交する線上に配置された一対の第１磁気センサ及び第２磁気センサと、前記第１磁気センサによる磁気検知と第２磁気センサによる磁気検知に基づいて前記走行部の操舵を制御する操舵制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
この発明によると、第１磁石を保持する第１ホルダと第２磁石を保持する第２ホルダが一体形成された走行経路杭を走行経路基準線と直交する状態で間隔を有して連続的に地中に埋設する一方、自律走行車に設けた一対の第１磁気センサ及び第２磁気センサによる第１磁石及び第２磁石の磁気検知に基づいて操舵制御手段により操舵することから、走行経路基準線に沿って埋設される走行経路杭の間隔が比較的大きく離間して配置しても自律走行車の進行方向が走行経路基準線からずれることが抑制される。これにより少ない数の走行経路杭でも安定した自律走行車の走行が可能になり、埋設される必要な走行経路杭の削減が可能になり走行経路杭の設置費用の低減及び設置作業の簡素化が可能になる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１の自律走行車の走行システムにおいて、前記操舵制御手段は、第１磁気センサによる磁気検知と第２磁気センサによる磁気検知のタイミングのずれに基づいて自律走行車の進行方向と走行経路基準線との相対位置を判断する走行方向制御部と、該走行方向制御部の判断に従って予め記憶された動作パターンに応じて前記走行部を操舵する作動制御部とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
この発明によると、操舵制御手段が走行方向制御部によって第１磁気センサによる磁気検知と第２磁気センサによる磁気検知のタイミングのずれに基づいて自律走行車の進行方向と走行経路基準線との相対位置を判断し、作動制御部による走行方向制御部の判断に従って予め記憶された動作パターンに応じて操舵することにより、少ない数の走行経路杭でも安定した自律走行車の走行が可能になる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２の自律走行車の走行システムにおいて、前記各走行経路杭の第１磁石と第２磁石は、互いにＮ極とＳ極との組み合わせによる個別の磁気を生成し、前記操舵制御手段は検出された極の組み合わせに対応した走行パターンによって自律走行車を制御することを特徴とする。
【００１５】
この発明によると、種々の走行経路杭を組み合わせることにより、容易に、種々の自律走行車の走行制御が可能になる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項の自律走行車の走行システムにおいて、前記操舵制御手段は、自律走行車の左右に配置される駆動輪をそれぞれ回転駆動する各モータの回転速度差を制御することを特徴とする。
【００１７】
この発明によると、自律走行車の左右に配置される駆動輪をそれぞれ回転駆動する各モータの回転速度差を制御して操舵することにより操舵制御手段の簡素化が得られる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項の自律走行車の走行システムにおいて、前記走行経路杭は、下方に移行するに従って次第に縮径する円錐状乃至楔状で内部に第１磁石を収容保持する第１ホルダと、下方に移行するに従って次第に縮径する円錐状乃至楔状で内部に第２磁石を収容保持する第２ホルダと、該第１ホルダと第２ホルダを連結する連結部とが一体形成された樹脂製のホルダを有することを特徴とする。
【００１９】
この発明によると、第１磁石及び第２磁石が収容保持される円錐状乃至楔状の第１ホルダと第２ホルダとが一体形成された走行経路杭は、走行経路の走行経路基準線と直交する状態で間隔を有して連続的に地中に打ち込む簡単な作業で埋設できる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によると、第１磁石を保持する第１ホルダと第２磁石を保持する第２ホルダが一体形成された走行経路杭を走行経路基準線に沿って地中に埋設し、自律走行車に第１磁気センサ及び第２磁気センサによる磁気検知に基づいて操舵制御手段により操舵することにより、走行経路基準線に沿って埋設される走行経路杭の間隔が比較的大きく離間して配置しても自律走行車の進行方向が走行経路基準線からずれることが抑制される。これにより少ない数の走行制御杭でも安定した自律走行車の走行を可能になり、埋設される必要な走行制御杭の削減に伴って、走行経路杭の設置費用の低減及び設置作業の簡素化が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明における自律走行車の走行システムの実施形態を説明する。
【００２２】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態を図１乃至図９を参照して、自律走行車が農業用ロボットの場合を例に説明する。
【００２３】
図１は走行経路に埋設する走行経路杭１の斜視図、図２は図１のII−II断面図、図３は走行経路杭１の設置状態を示す図である。
【００２４】
図１及び図２を参照して走行経路杭１について説明する。走行経路杭１は、平坦な円形の上面１２及び上面１２の外周から下方に移行するに従って次第に縮径するテーパ状の外周面１３を備えた円錐状乃至楔状で、その中央に上下方向に延在する有底円筒状の第１磁石収容部１４が凹設される第１ホルダ１１と、この第１ホルダ１１と同形で平坦な円形の上面１６及び下方に移行するに従って縮径するテーパ状の外周面１７を備えた円錐状乃至楔状で中央に上下方向に延在する有底円筒状の第２磁石収容部１８が凹設された第２ホルダ１５と、これら第１ホルダ１１及び第２ホルダ１５の上部間を連結する連結部１９が一体形成された樹脂製のホルダ１０を有する。
【００２５】
即ち、ホルダ１０は、設置基準位置となる連結部１９の中心１０ａを中心に第１ホルダ１１及び第２ホルダ１５が対称形で、中心１０ａから第１磁石２１の中心２１ａまでの距離Ｌ１と、中心１０ａから第２磁石２２の中心２２ａまでの距離Ｌ２が等しく設定される。
【００２６】
第１ホルダ１１の第１磁石収容部１４内に例えば上方が正極（Ｎ）に下方が負極（Ｓ）に着磁された円柱状の第１磁石２１が複数、本実施の形態では３個の第１磁石２１が収容保持され、第１磁石収容部１４の上部は図示しない樹脂の充填材によって気密かつ水密的に覆われる。同様に第２ホルダ１５の第２磁石収容部１８内にも上方がＮ極に下方がＳ極に着磁された３個の第２磁石２２が収容保持され、第２収容部１８の上部は樹脂の充填材によって気密かつ水密的に覆われる。
【００２７】
このように構成された走行経路杭１は、図３に模式的に示すように、耕地等の消毒剤散布予定地に予め設定された走行経路Ｗの走行経路基準線Ｗａに沿って、走行経路杭１の中心１０ａを配置し、かつ第１磁石２１の中心２１ａと第２磁石２２の中心２２ａを結ぶ基準線Ｌｃが走行経路基準線Ｗａと直交する状態で間隔を有して連続的に地中Ｅに埋設される。この走行経路杭１は、円錐状乃至楔状の第１ホルダ１１及び第２ホルダ１５を走行経路Ｗａに沿って消毒剤散布予定地に打ち込む簡単な作業で埋設できる。
【００２８】
次に、農業用ロボット３０について説明する。図４は農業用ロボット３０の概略を示す正面図、図５は概略を示す農業用ロボット３０の側面図、図６は概略を示す農業用ロボット３０の下面図である。
【００２９】
農業用ロボット３０は、ロボット本体３１の下面前面に沿って延在する弾性部材からなるバンパ３３を備えると共に、ロボット本体３１の下面に走行部４０が配設され、かつロボット本体３１の前面に消毒剤散布装置６０が配設される。また、各図において消毒剤散布装置６０は図面の簡略化を図るため破線で示してある。
【００３０】
なお、ロボット本体３１を説明するにあたり、便宜上、進行方向となるロボット本体３１の中心３１ａを基準に前後方向に延在する仮想の前後方向基準線Ｌａ及び中心３１ａにおいて前後方向基準線Ｌａと直交して車幅方向に延在する幅方向基準線Ｌｂを参照して説明する。
【００３１】
走行部４０は、ロボット本体４０の下面両側において幅方向基準線Ｌｂ上でかつロボット本体３１の中心３１ａから等距離にそれぞれ配置される左右一対の駆動輪４１ａ、４１ｂ及び、ロボット本体３１の下面前部及び後部において前後方向基準線Ｌａ上に配置される前輪４２ａ及び後輪４２ｂを備える。この前輪４２ａ及び後輪４２ｂはキャスタ等によって揺動自在にロボット本体３１の下面に取り付けられる。
【００３２】
左右の駆動輪４１ａ、４１ｂはそれぞれモータ４３ａ、４３ｂによって独立して回転駆動し、駆動輪４１ａ、４１ｂの前進回転或いは後進回転によってロボット本体３１が前進或いは後進し、左右の駆動輪４１ａと４１ｂの前進回転速度に差を与えることによって前進しつつ右或いは左に旋回走行する。また、左右の駆動輪４１ａ、４１ｂの後進回転速度に差を与えることによって後進しつつ右或いは左に旋回走行する。更に、左右の駆動輪４１ａ、４１ｂを互いに逆方向に回転することによってロボット本体３１がその位置で中心３１ａの回りに方向転換する。即ち、本実施の形態では、駆動輪４１ａ、４１ｂ、モータ４３ａ、４３ｂ4及び前輪４２ａ、後輪４２ｂによって前後進及び操舵、方向転換等が可能な走行装置が構成される。
【００３３】
ロボット本体３１の前部でかつ平面視状態で前後方向基準線Ｌａと直交する線上でかつ前後方向基準線Ｌａから左右に等距離で離間すると共に同一高さ位置、本実施の形態ではバンパ３３下部に、地中Ｅに埋設された走行経路杭１の第１ホルダ１１及び第２ホルダ１５配置された第１磁石２１、第２磁石２２の磁気を検知する一対の第１磁気センサ４５及び第２磁気センサ４６を設ける。なお、図中４５ａ及び４６ａはそれぞれ第１磁気センサ４５及び第２磁気センサ４６による検知可能範囲、即ち磁気センシングエリアを示す。この磁気センシングエリア４５ａ、４６ａは第１磁気センサ４５、第２磁気センサ４６の感度を調整することで、ある程度設定変更できる。
【００３４】
更に、ロボット本体３１の前方側に前方の障害物を検知する障害物センサ４７ａ及び側方の障害物を検知する障害物センサ４７ｂ、４７ｃを設ける。
【００３５】
これら、第１磁気センサ４５、第２磁気センサ４６、及び障害物センサ４７ａ〜４７ｃからの各検知信号を操舵制御手段５１に送る。操舵制御手段５１は、第１磁気センサ４５、第２磁気センサ４６、障害物センサ４７ａ〜４７ｃが検知した検知信号に基づいてモータ４３ａ、４３ｂに関する指令信号を生成する。
【００３６】
図７は操舵制御手段５１の構成図であり、これはマイクロコンピュータを主体として構成されている。操舵制御手段５１は、第１磁気センサ４５による第１磁石２１の磁気検知及び第2磁気センサ４６による第２磁石２２の磁気検知に基づく磁気検知信号により、農業用ロボット３０の進行方向を判断する走行方向制御部５２と、何れかの障害物センサ４７ａ〜４７ｃの障害物検知信号に基づいて農業用ロボット１の停止を判断する制動制御部５３と、走行方向制御部５２及び制動制御部５３からの操舵制御信号及び制動制御信号に基づいて作動制御部５４が予め記憶された動作パターンに応じてモータドライバ５５ａ、５５ｂを通じてモータ４３ａ、４３ｂを駆動する。
【００３７】
即ち、第１磁気センサ４５による第１磁石２１の磁気検知と、第２磁気センサ４６よる第２磁石２２の磁気検知が同時であると走行方向制御部５２が判断したときには、走行経路基準線Ｗａに沿って走行している直進状態と判断し、その走行方向制御部５２からの操舵制御倍号に基づいて作動制御部５４はモータドライバ５５ａ及び５５ｂを介してモータ４３ａ及びモータ４３ｂの回転速度を同速度に維持し直進状態を継続する。
【００３８】
一方、第１磁気センサ４５が第１磁石２１の磁気を先に検知し、遅れて第２磁気センサ４６が第２磁石２２の磁気を検知されると、その検知信号のタイミングのずれに基づいて走行方向制御部５２は走行方向が走行経路基準線Ｗａに対して右側方向にずれていると判断し、走行方向制御部５２からの操舵制御信号に基づいて作動制御部５４はモータドライバ５５ａ及び５５ｂを介してモータ４３ａに対してモータ４３ｂの回転速度を増加させ、その回転速度差により左側に操舵する。
【００３９】
同様に、第２磁気センサ４６が第２磁石２２の磁気を先に検知し、遅れて第１磁気センサ４１が第１磁石２１の磁気を検知すると、その検知信号のタイミングのずれに基づいて走行方向制御部５２は走行方向が走行経路基準線Ｗａに対して左側方向にずれていると判断し、走行方向制御部５２からの操舵制御信号に基づいて作動制御部５４はモータドライバ５５ａ及び５５ｂを介してモータ４３ｂに対してモータ４３ａの回転速度を増加させ、その回転速度差により右側に操舵する。
【００４０】
また、障害物センサ４７ａ〜４７ｃの何れか１つの障害物センサが障害物を検知し、その障害物検知信号が制動制御部５３に入力された際には、制動制御部５３から制動制御信号に基づいて作動制御部５４はモータドライバ５５ａ及び５５ｂを介してモータ４３ａ及びモータ４３ｂの回転駆動を停止する。
【００４１】
次に、農業用ロボット３０の走行状態を平面視状に模式的に示す図８を参照して各部の作動を説明する。
【００４２】
耕地等の消毒剤散布予定地の隣接する畝間等に予め設けられた農業用ロボット３０の走行経路Ｗの中央部に設定された走行経路基準線Ｗａに沿って、走行経路杭１が、その中心１０ａが走行経路基準線Ｗａ上に位置しかつ第１磁石２１の中心２１ａと第２磁石２２の中心２２ａを結ぶ基準線Ｌｃが走行経路基準線Ｗａと直交する状態で間隔を有して予め埋設されている。
【００４３】
農業用ロボット３０は、走行経路基準線Ｗａに沿って移動しつつ、消毒剤散布装置６０から消毒剤を散布する。なお図８において消毒剤散布装置６０は図示を省略している。
【００４４】
この農業用ロボット３０が走行経路基準線Ｗａに沿う移動には、ロボット本体３１は図８の（ａ）に示すよう走行経路基準線Ｗａに沿ってロボット本体３１を走行する。この走行にあたり、モータ４３ａ、４３ｂにより左右の駆動輪４１ａ、４１ｂを同じ前進回転速度（駆動輪４１ａの前進回転速度＝駆動輪４１ｂの前進回転速度）で駆動することで、ロボット本体３１が走行経路基準線Ｗａに沿って直進する。
【００４５】
ロボット本体３１の走行方向が走行経路基準線Ｗａ上に倣って図８の（ａ）に示すようにロボット本体３０が前進すると、ロボット本体３１に設けられた第１磁気センサ４５と第２磁気センサ４６が同時にそれぞれ走行経路杭１の第１磁石２１の磁気及び第２磁石２２の磁気を検知し、走行方向制御部５２からの操舵制御信号に基づいて作動制御部５４はモータドライバ５５ａ及び５５ｂを介してモータ４３ａ及びモータ４３ｂの回転速度を同速度に維持し直進状態を継続する。
【００４６】
一方、柔軟な土地や、ぬかるんでいる場合等では、左右の駆動輪４１ａと４１ｂと間で路面抵抗が異なりスリップ等が発生して、ロボット本体３１の進行方向が走行経路基準線Ｗａから左右にずれて傾斜することがある。
【００４７】
ここで、例えば図８の（ｂ）に示すように走行経路基準線Ｗａに対し右側に傾斜した走行方向では、第１磁気センサ４５が走行経路基準線Ｗａ側に接近移動し、かつ第２磁気センサ４６が走行経路基準線Ｗａから離反すると共に、第２磁気センサ４６に対し第１磁気センサ４５が進行方向前方側となる。そして、第２磁気センサ４６が走行経路杭１の第２磁石２２の磁気を検知する前に第１磁気センサ４５が第１磁石２１の磁気を検知する。この第１磁気センサ４５が先に磁気を検知し、遅れて第２磁気センサ４６が磁気を検知すると、その検知信号のタイミングのずれに基づいて走行方向制御部５２がロボット本体３１の進行方向が走行経路基準線Ｗａに対して右側に傾斜した走行と判断する。
【００４８】
走行方向制御部５２の進行方向判断に基づいて作動制御部５４によりモータドライバ５５ａ、５５ｂを介してモータ４３ａによる駆動輪４１ａの前進回転速度に対してモータ４３ｂによる駆動輪４１ｂの前進回転速度が大になるように制御する（駆動輪４１ａの前進回転速度＜駆動輪４１ｂの前進回転速度）。これにより、ロボット本体３０が前進しつつ左に旋回して走行経路基準線Ｗａ上に復帰する。
【００４９】
同様に、図８の（ｃ）に示すように走行経路基準線Ｗａに対し左側に傾斜した前進走行では、第１磁気センサ４５が走行経路杭１の第１磁石２１の磁気を検知するに先立って第２磁気センサ４６が第２磁石２２の磁気を検知する。この第２磁気センサ４６が先に磁気を検知し、遅れて第１磁気センサ４５が磁気を検知すると、その検知信号のタイミングのずれに基づいて、モータ４３ｂによる駆動輪４１ｂの前進回転速度に対してモータ４３ａによる駆動輪４１ａの前進回転速度が大になるように制御する（駆動輪４１ａの前進回転速度＞駆動輪４１ｂの前進回転速度）。これにより、ロボット本体３１が前進しつつ左に旋回して走行経路基準線Ｗａ上に復帰する。
【００５０】
また、走行中に障害物センサ４７ａ〜４７ｃが障害物を検知した際には、その検知信号に基づいてモータ４３ａ、４３ｂが停止し、走行を停止する。
【００５１】
従って、このように構成された農業用ロボット３０によると、走行経路基準線Ｗａに沿って走行し、左右の駆動輪４１ａと４１ｂと間でスリップ等が発生してロボット本体３１の進行方向が走行経路基準線Ｗａから左右に傾斜した際には、第１磁気センサ４５による磁気検知と第２磁気センサ４６による磁気検知にずれが生じ、その検知信号のタイミングのずれに基づいてモータ４３ａ、４３ｂによる駆動輪４１ａ、４１ｂに回転速度差を付与して進行方向を走行経路基準線Ｗａに復帰するように操舵することから、走行経路基準線Ｗａに沿って埋設される走行経路杭１間隔、即ち隣接する走行経路杭１を比較的大きく離間して配置してもロボット本体３１の進行方向が走行経路基準線Ｗａからずれることが抑制される。これにより少ない数の走行経路杭１でも安定した農業用ロボット３０の走行が可能になる。よって、埋設する走行経路杭１の削減ができ、走行経路杭１の設置費用の低減及び設置作業の簡素化が可能になる。
【００５２】
なお、走行経路杭１の第１磁石収容部１４及び第２磁石収容部１８にそれぞれ収容される第１磁石２１及び第２磁石２２のＮ極及びＳ極を種々変更してそれらの組み合わせにより、動作パターンを種々制御することもできる。図９を参照して具体的に説明する。
【００５３】
例えば、図９の（ａ）に断面図を示すように、第１ホルダ１１の第１磁石収容部１４及び第２ホルダ１５の第２磁石収容部１８に収容する第１磁石２１及び第２磁石２２が共に上方がＮ極で下方がＳ極となるように配置した第１走行経路杭１Ａと、同図（ｂ）に示すように第１ホルダ１１の第１磁石収容部１４及び第２ホルダ１５の第２磁石収容部１８に収容する第１磁石２１及び第２磁石２２が共に上方がＳ極で下方がＮ極となるように配置した第２走行経路杭１Ｂと、同図（ｃ）に示すように第１ホルダ１１の第１磁石収容部１４に収容される第１磁石２１を上方がＮ極で下方がＳ極となるように配置し、第２ホルダ１５の第２磁石収容部１８に収容される第２磁石２１を上方がＳ極で下方がＮ極となるように配置した第３走行経路杭１Ｃ、及び同図（ｄ）に示すように第１ホルダ１１の第１磁石収容部１４に収容される第１磁石２１を上方がＳ極で下方がＮ極となるように配置し、第２ホルダ１５の第２石収容部１８に収容される第２磁石２１を上方がＮ極で下方がＳ極となるように配置した第４走行経路杭１Ｄを準備する。
【００５４】
一方、例えば、第１磁気センサ４５及び第２磁気センサ４６が共にＮ極の磁気を検知した際には直進、第１磁気センサ４５及び第２磁気センサ４６が共にＳ極の磁気を検知した際には停止、第１磁気センサ４５がＮ極の磁気を検知しかつ第２磁気センサ４６がＳ極の磁気を検知した際には右へ９０度旋回、第１磁気センサ４５がＳ極の磁気を検知しかつ第２磁気センサ４６がＮ極の磁気を検知した際に左へ９０度旋回と予め定義する。これにより、第１磁気センサ４５及び第２磁気センサ４６がそれらの検知を検知した際に走行方向制御部５１がそれらの磁気信号に基づいて判断し、作動制御部５４によりそれらの動作パターンに応じてモータドライバ５５ａ、５５ｂを通じてモータ４３ａ、４３ｂを駆動するように設定し、走行経路Ｗに対応する第１走行経路杭１Ａ、第２走行経路杭１Ｂ、第３走行経路杭１Ｃ、第４走行経路杭１Ｄを埋設することで対応する種々制御することができる。
【００５５】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図１０乃至図１４を参照して説明する。なお、上記第１実施の形態における図１乃至図８と対応する部分には同一符号を付すことで該部の詳細な説明を省略する。
【００５６】
図１０は走行経路Ｗに埋設する走行経路杭７０の斜視図、図１１は図１０のＸＩ−ＸＩ線断面図、図１２は走行経路杭７０の設置状態を示す図である。
【００５７】
走行経路杭７０は円形の上面１２及び外周面１３を有する円錐状乃至楔状で、その中央に上下方向に第１磁石収容部１４が凹設される第１ホルダ１１と、円形の上面１６及び外周面１７を有する円錐状乃至楔状で上下方向に第２磁石収容部１８が凹設される第２ホルダ１５と、これら第１ホルダ１１及び第２ホルダ１５の上部間を連結する連結部１９とが一体形成された樹脂製のホルダ１０を有する。
【００５８】
第１ホルダ１１の第１磁石収容部１４内に例えば上方がＮ極に下方がＳ極となる第1磁石７１が収容され、第２ホルダ１５の第２磁石収容部１８内に第１ホルダ１１とは逆に上方がＳ極に下方がＮ極となる第２磁石７２が収容される。
【００５９】
このように構成された走行経路杭７０は、図１２に模式的に示すように、消毒剤散布予定地に予め設定される走行経路Ｗの走行経路基準線Ｗａに沿って、この走行経路基準線Ｗａに走行経路杭７０の中心７０ａが位置し、第１ホルダ１１が走行経路基準線Ｗａの左側となり、かつ基準線Ｌｃが走行経路基準線Ｗａと直交する状態で走行経路基準線Ｗａに沿って間隔を有して連続的に地中Ｅに埋設される。
【００６０】
一方、農業用ロボット３０は第１実施の形態と同様の構成であり、図示は省略するが、ロボット本体３１は、走行部４０は第１実施の形態と同様に左右一対の駆動輪４１ａ、４１ｂ及び前輪４２ａ、後輪４２ｂを備える。
【００６１】
ロボット本体３１の前部において第１実施の形態と同様にバンパ３３の下部に、地中Ｅに埋設された走行経路杭７０に配置された第１磁石７１、第２磁石７２の磁気を検知する左右一対の第１磁気センサ４５及び第２磁気センサ４６を設ける。
【００６２】
図１３は操舵制御手段８１の構成図である。操舵制御手段８１は、第１磁気センサ４５による第１磁石７１の磁気検知及び第２磁気センサ４６の磁気検知に基づく磁気検知信号により、農業用ロボット３０の進行方向を決定する走行方向制御部８２と、障害物センサ４７ａ〜４７ｃのいずれかからの障害物検知信号に基づいて農業用ロボット３０の停止を決定する制動制御部５３と、走行方向制御部８２及び制動制御部５３からの操舵制御信号及び制動制御信号に基づいて作動制御部８４が予め記憶された動作パターンに応じてモータドライバ５５ａ、５５ｂを通じてモータ４３ａ、４３ｂを駆動する。
【００６３】
第１磁気センサ４５による第１磁石７１のＮ極の磁気検知と、第２磁気センサ４６による第２磁石７２のＳ極の磁気検知が同時と走行方向制御部８２が判断したときには、走行経路基準線Ｗａに沿って走行している直進状態と判断し、その操舵制御信号に基づいて作動制御部８４はモータドライバ５５ａ及び５５ｂを介してモータ４３ａ及び４３ｂの回転速度を同速度に維持し直進状態を継続する。
【００６４】
第１磁気センサ４５が第１磁石７１のＮ極の磁気を先に検知し、遅れて第２磁気センサ４６が第２磁石２２のＳ極の磁気を検知すると、その検知信号のタイミングのずれに基づいて走行方向制御部８２は走行方向が走行経路基準線Ｗａに対して右側方向にずれて走行していると判断し、走行方向制御部８２からの操舵制御信号に基づいて作動制御部８４はモータドライバ５５ａ及び５５ｂを介してモータ４３ａに対してモータ４３ｂの回転速度を増加させ、その回転速度差により左側に操舵する。
【００６５】
更に、第１磁気センサ４５によって第２磁石７２のＳ極の磁気が検知されると、その検知信号に基ついて走行方向制御部８２は走行方向が走行経路基準線Ｗａに対して大きく右側方向にずれて走行していると判断し、走行方向制御部８２からの操舵制御信号に基づいて作動制御部８４はモータドライバ５５ａ及び５５ｂを介してモータ４３ａの回転速度に対してモータ４３ｂの回転速度を更に大きく増加させ、その大きな回転速度差により左側に操舵する。
【００６６】
一方、第２磁気センサ４６が第２磁石７２のＳ極の磁気を先に検知し、遅れて第１磁気センサ４５が第１磁石７１のＮ極の磁気を検知すると、その検知信号のタイミングのずれに基ついて走行方向制御部８２は走行方向が走行経路基準線Ｗａに対して左側方向にずれて走行していると判断し、走行方向制御部８２からの操舵制御信号に基づいて作動制御部８４はモータドライバ５５ａ及び５５ｂを介してモータ４３ｂに対してモータ４３ａの回転速度を増加させ、その回転速度差により右側に操舵する。
【００６７】
更に、第２磁気センサ４６によって第１磁石７１のＮ極の磁気が検知されると、その検知信号に基ついて走行方向制御部８２は走行方向が走行経路基準線Ｗａに対して大きく左側方向にずれて走行していると判断し、走行方向制御部８２からの操舵制御信号に基づいて作動制御部８４はモータドライバ５５ａ及び５５ｂを介してモータ４３ｂの回転速度に対してモータ４３ａの回転速度を大きく増加させ、その大きな回転速度差により右側に操舵する。
【００６８】
次に、農業用ロボット３０の走行状態を平面視状に模式的に示す図１４を参照して各部の作動を説明する。
【００６９】
消毒剤散布予定地において隣接する畝間等に予め設定された農業用ロボット３０の走行経路Ｗに設定された走行経路基準線Ｗａに沿って、走行経路杭７０が走行経路基準線Ｗａと直交すると共に第１磁石７１が走行経路基準線Ｗａの左側で第２磁石７２が走行経路基準線Ｗａに右側となる状態で間隔を有して埋設されている。
【００７０】
農業用ロボット３０は、走行経路基準線Ｗａに沿って移動しつつ、消毒剤散布装置60から消毒剤を散布する。
【００７１】
この農業用ロボット３０が走行経路基準Ｗａに沿う走行に際して、ロボット本体３１は図１４の（ａ）に示すよう走行経路基準線Ｗａに沿って走行する。この走行にあたり、左右の駆動輪４１ａ、４１ｂを同じ前進回転速度（駆動輪４１ａの前進回転速度＝駆動輪４１ｂの前進回転速度）で駆動することで、ロボット本体３１が走行経路基準線Ｗａに沿って直進移動し、ロボット本体３１が前進するとロボット本体３１に設けられた第１磁気センサ４５と第２磁気センサ４６が同時にそれぞれ走行経路杭７０の第１磁石７１のＮ極の磁気及び、第２磁石７２のＳ極の磁気を検知し、走行方向制御部８２からの操舵制御信号に基づいて作動制御部８４はモータドライバ５５ａ及び５５ｂを介してモータ４３ａ及びモータ４３ｂの回転速度を同速度に維持し直進状態を継続する。
【００７２】
一方、柔軟な土地や、ぬかるんでいる場合等では、左右の駆動輪４１ａと４１ｂと間で路面抵抗が異なりスリップ等が発生して、ロボット本体３１の進行方向が走行経路基準線Ｗａから左右に傾斜することがある。
【００７３】
ここで、例えば図１４の（ｂ）のように走行経路基準線Ｗａに対し右側に傾斜した走行方向では、第１磁気センサ４５が走行経路基準線Ｗａ側に接近し、かつ第２磁気センサ４６が走行経路基準線Ｗａから離反すると共に、第２磁気センサ４６に対し第１磁気センサ４５が進行方向前方側となり、第２磁気センサ４６が走行経路杭７０の第２磁石７２のＳ極の磁気を検知する前に第１磁気センサ４５が第１磁石７１のＮ極の磁気を検知する。
【００７４】
この第１磁気センサ４５が第１磁石２１のＮ極の磁気検知を先に、遅れて第２磁気センサ４６が第２磁石７２のＳ極の磁気が検知される。その検知信号のタイミングのずれに基づいて走行方向制御部８２がロボット本体３１の進行方向が走行経路基準線Ｗａに対して右側に傾斜した走行と判断する。走行方向制御部８２の進行方向決定に基づいて作動制御部８４によりモータドライバ５５ａ、５５ｂを介してモータ３３ａによる駆動輪４１ａの前進回転速度に対してモータ４３ｂによる駆動輪４１ｂの前進回転速度が大になるように制御する（駆動輪４１ａの前進回転速度＜駆動輪４１ｂの前進回転速度）。これにより、ロボット本体３１が前進しつつ左に旋回して走行経路基準線Ｗａ上に復帰する。
【００７５】
更に、図１４の（ｃ）のようにロボット本体３１が走行経路基準線Ｗａに対し右側に大きく傾斜した走行方向では、第１磁気センサ４５が第２磁石７２のＳ極の磁気を検知する。この第１磁気センサ４５による第２磁石７２のＳ極の磁気検知信号に基づいて走行方向制御部８２がロボット本体３１の進行方向が走行経路基準線Ｗａに対して右側に大きく傾斜した走行と判断する。走行方向制御部８２の進行方向決定に基づいて作動制御部８４によりモータドライバ５５ａ、５５ｂを介してモータ４３ａによる駆動輪４１ａの前進回転速度に対してモータ４３ｂによる駆動輪４１ｂの前進回転速度が更に大になるように制御する（駆動輪４１ａの前進回転速度＜駆動輪４１ｂの前進回転速度）。これにより、ロボット本体３１が前進しつつ左に急速に操舵して走行経路基準線Ｗａ上に早急に復帰する。
【００７６】
同様に、左右の駆動輪４１ａ及び４１ｂにスリップ等が発生して、走行経路基準線Ｗａに対し左側に傾斜した走行方向では、図１４の（ｄ）に示すように、第２磁気センサ４６が走行経路基準線Ｗａ側に接近し、かつ第１磁気センサ４５が走行経路基準線Ｗａから離反すると共に、第１磁気センサ４５に対し第２磁気センサ４６が進行方向前方側となる。これにより第１磁気センサ４５が走行経路杭７０の第１磁石７１のＮ極の磁気を検知する前に第２磁気センサ４６が第２磁石７２のＳ極の磁気を検知する。この検知信号のタイミングのずれに基づいて走行方向制御部８２がロボット本体３１の進行方向が走行経路基準線Ｗａに対して左側に傾斜した走行と判断する。走行方向制御部８２の進行方向判断に基づいて作動制御部８４によりモータドライバ５５ａ、５５ｂを介してモータ４３ｂによる駆動輪４１ｂの前進回転速度に対してモータ４３ａによる駆動輪４１ａの前進回転速度が大になるように制御する（駆動輪４１ａの前進回転速度＞駆動輪４１ｂの前進回転速度）。これにより、ロボット本体３１が前進しつつ左に旋回して走行経路基準線Ｗａ上に復帰する。
【００７７】
更に、図１４の（ｅ）のように左側に大きく傾斜した走行方向では、第２磁気センサ４６が第１磁石７１のＮ極の磁気を検知する。この第２磁気センサ４６による第１磁石７１のＮ極の磁気検知信号に基づいて走行方向制御部８２がロボット本体３１の進行方向が走行経路基準線Ｗａに対して左側に大きく傾斜した走行と判断する。走行方向制御部８２の進行方向判断に基づいて作動制御部８４によりモータドライバ５５ａ、５５ｂを介してモータ４３ｂによる駆動輪４１ｂの前進回転速度に対してモータ４３ａによる駆動輪４１ａの前進回転速度が更に大になるように制御する（駆動輪４１ａの前進回転速度＞駆動輪４１ｂの前進回転速度）。これにより、ロボット本体３１が前進しつつ右に急速に旋回して走行経路基準線Ｗａ上に早急に復帰する。
【００７８】
従って、本実施の形態においてロボット本体３１の進行方向が走行経路基準線Ｗａに沿って、或いは少なく傾斜して走行する際には第１磁気センサ４５が第１磁石７１の磁気を検知し、第２磁気センサ４６が第２磁石７２の磁気を検知して第１実施の形態と同様の走行制御を実行する一方、ロボット本体３１の進行方向が走行経路基準線Ｗａに対して大きく傾斜した際には、通常の走行と異なり第１磁気センサ４５により第２磁石７２のＳ極の磁気検出、或いは第２磁気センサ４６により第１磁石７１のＮ極の磁気検出に基づき急速に操舵して走行経路基準線Ｗａ上に早急に復帰することから、第１実施の形態に加え更に迅速に走行経路基準線Ｗａに沿った走行に復帰することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】第１実施の形態における走行経路杭の斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図３】走行経路杭の設置状態を示す説明図である。
【図４】農業用ロボットの概略を示す正面図である。
【図５】農業用ロボットの概略を示す側面図である。
【図６】農業用ロボットの概略を示す下面図である。
【図７】操舵制御手段の構成図である。
【図８】農業用ロボットの走行を模式的に示す図である。
【図９】（ａ）は第１走行経路杭、（ｂ）は第２走行経路杭、（ｃ）は第３走行経路杭、（d）は第４走行経路杭の説明図である。
【図１０】第２実施の形態における走行経路杭の斜視図である。
【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩ断面図断面図である。
【図１２】走行経路杭の設置状態を示す説明図である。
【図１３】操舵制御手段の構成図である。
【図１４】農業用ロボットの走行を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００８０】
１ 走行経路杭
１１ 第１ホルダ
１５ 第２ホルダ
２１ 第１磁石
２２ 第２磁石
３０ 農業用ロボット
３１ ロボット本体
４０ 走行装置
４１ａ、４１ｂ 駆動輪
４３ａ、４３ｂ モータ
４５ 第１磁気センサ
４６ 第２磁気センサ
５１ 操舵制御手段
６０ 消毒剤散布装置
７０ 走行経路杭
７１ 第１磁石
７２ 第２磁石
８１ 操舵制御手段
Ｗ 走行経路
Ｗａ 走行経路基準線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自律走行車の走行システムに関し、特に地中に埋設された磁石の磁気を検出しながら自律走行する自律走行車の走行システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、地中に埋設された磁石等の磁気を検知する磁気センサを設け、磁気センサにより磁石の磁気を検出しながら走行経路を判断して自律走行する自律走行車の走行システムがある。
【０００３】
この種の自律走行車の走行システムとして、例えば特許文献１に開示されるカート進行誘導法や特許文献２に開示される無人搬送車誘導装置がある。
【０００４】
特許文献１に開示されるカート進行誘導法は、ゴルフ場のコース内において磁石をカートの進行方向に並列かつ任意の幅でライン状に地中に埋設して走行路面を構成する一方、カートに磁気センサ等の感知手段を装備する。カートを走行路面を前進させ、感知手段がラインのいずれか一方に近づきラインを検知すると、自動的に他方のライン方向に舵をとり、前進を続行する。この動作を繰り返すことにより走行路面内をＳ字乃至ジグザグ状に自動走行させる。カートがＳ字状乃至ジグザグ状に自動走行することにより、カートが同一のコースを進行することがなくなり、地盤や芝生の損傷を少なくする。
【０００５】
特許文献２に開示される無人搬送車誘導装置は、誘導路に沿って磁石を有する誘導路用ブロックを埋設する。一方、無人搬送車に磁石の磁気を検出する磁気センサと、この磁気センサからの信号によって操舵部を制御する制御部を設け、誘導路用ブロックの磁石の磁気を検出することによって操舵部を制御して自律走行する。
【０００６】
【特許文献１】特開平２−１１８７０４号公報
【特許文献２】特開平７−９８６１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１及び特許文献２は、地中に埋設した磁石の磁気を磁気センサで検知して走行経路を判断して走行車が自律走行するものであり、ゴルフカートのように車体全体の重量が比較的大きな場合には、路面状況の影響が小さく概ね走行経路に沿って走行することができる。
【０００８】
しかし、重量が比較的小さい場合や、走行経路がスリップしやすい環境、例えば耕地等の柔軟な土地や、草が茂ったり、ぬかるんでいる場合等では、左右の駆動輪間における路面抵抗が異なりスリップ等によって操舵方向に走行しない挙動が発生することが懸念される。また、このような路面抵抗が異なる場合において予め設定された走行経路に沿って安定的に走行させるためには、走行経路に沿って埋設される磁石の間隔を狭く近接配置する必要があり、必要磁石個数が増大し、その設置費用及び設置作業時間が膨大になる。
【０００９】
従って、かかる点に鑑みなされた本発明の目的は、少ない数の磁石でも安定した自律走行車の走行を可能にし、設置費用の低減及び設置作業の簡素化ができる自律走行車の走行システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成する請求項１に記載の自律走行車の走行システムの発明は、走行経路に沿って地中に埋設された磁石の磁気を、磁気センサにより検知しながら自律走行する自律走行車の走行システムであって、第１磁石を保持する第１ホルダと第２磁石を保持する第２ホルダが一体形成され、該第１磁石と第２磁石を結ぶ基準線が予め設定された走行経路基準線と直交する状態で間隔を有して連続的に地中に埋設される複数の走行経路杭と、自律走行車に設けられた駆動輪を備えた走行部と、前記第１磁石及び第２磁石の磁気を検知するために自律走行車に進行方向と直交する線上に配置された一対の第１磁気センサ及び第２磁気センサと、前記第１磁気センサによる磁気検知と第２磁気センサによる磁気検知に基づいて前記走行部の操舵を制御する操舵制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
この発明によると、第１磁石を保持する第１ホルダと第２磁石を保持する第２ホルダが一体形成された走行経路杭を走行経路基準線と直交する状態で間隔を有して連続的に地中に埋設する一方、自律走行車に設けた一対の第１磁気センサ及び第２磁気センサによる第１磁石及び第２磁石の磁気検知に基づいて操舵制御手段により操舵することから、走行経路基準線に沿って埋設される走行経路杭の間隔が比較的大きく離間して配置しても自律走行車の進行方向が走行経路基準線からずれることが抑制される。これにより少ない数の走行経路杭でも安定した自律走行車の走行が可能になり、埋設される必要な走行経路杭の削減が可能になり走行経路杭の設置費用の低減及び設置作業の簡素化が可能になる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１の自律走行車の走行システムにおいて、前記操舵制御手段は、第１磁気センサによる磁気検知と第２磁気センサによる磁気検知のタイミングのずれに基づいて自律走行車の進行方向と走行経路基準線との相対位置を判断する走行方向制御部と、該走行方向制御部の判断に従って予め記憶された動作パターンに応じて前記走行部を操舵する作動制御部とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
この発明によると、操舵制御手段が走行方向制御部によって第１磁気センサによる磁気検知と第２磁気センサによる磁気検知のタイミングのずれに基づいて自律走行車の進行方向と走行経路基準線との相対位置を判断し、作動制御部による走行方向制御部の判断に従って予め記憶された動作パターンに応じて操舵することにより、少ない数の走行経路杭でも安定した自律走行車の走行が可能になる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２の自律走行車の走行システムにおいて、前記各走行経路杭の第１磁石と第２磁石は、互いにＮ極とＳ極との組み合わせによる個別の磁気を生成し、前記操舵制御手段は検出された極の組み合わせに対応した走行パターンによって自律走行車を制御することを特徴とする。
【００１５】
この発明によると、種々の走行経路杭を組み合わせることにより、容易に、種々の自律走行車の走行制御が可能になる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項の自律走行車の走行システムにおいて、前記操舵制御手段は、自律走行車の左右に配置される駆動輪をそれぞれ回転駆動する各モータの回転速度差を制御することを特徴とする。
【００１７】
この発明によると、自律走行車の左右に配置される駆動輪をそれぞれ回転駆動する各モータの回転速度差を制御して操舵することにより操舵制御手段の簡素化が得られる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項の自律走行車の走行システムにおいて、前記走行経路杭は、下方に移行するに従って次第に縮径する円錐状乃至楔状で内部に第１磁石を収容保持する第１ホルダと、下方に移行するに従って次第に縮径する円錐状乃至楔状で内部に第２磁石を収容保持する第２ホルダと、該第１ホルダと第２ホルダを連結する連結部とが一体形成された樹脂製のホルダを有することを特徴とする。
【００１９】
この発明によると、第１磁石及び第２磁石が収容保持される円錐状乃至楔状の第１ホルダと第２ホルダとが一体形成された走行経路杭は、走行経路の走行経路基準線と直交する状態で間隔を有して連続的に地中に打ち込む簡単な作業で埋設できる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によると、第１磁石を保持する第１ホルダと第２磁石を保持する第２ホルダが一体形成された走行経路杭を走行経路基準線に沿って地中に埋設し、自律走行車に第１磁気センサ及び第２磁気センサによる磁気検知に基づいて操舵制御手段により操舵することにより、走行経路基準線に沿って埋設される走行経路杭の間隔が比較的大きく離間して配置しても自律走行車の進行方向が走行経路基準線からずれることが抑制される。これにより少ない数の走行制御杭でも安定した自律走行車の走行を可能になり、埋設される必要な走行制御杭の削減に伴って、走行経路杭の設置費用の低減及び設置作業の簡素化が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明における自律走行車の走行システムの実施形態を説明する。
【００２２】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態を図１乃至図９を参照して、自律走行車が農業用ロボットの場合を例に説明する。
【００２３】
図１は走行経路に埋設する走行経路杭１の斜視図、図２は図１のII−II断面図、図３は走行経路杭１の設置状態を示す図である。
【００２４】
図１及び図２を参照して走行経路杭１について説明する。走行経路杭１は、平坦な円形の上面１２及び上面１２の外周から下方に移行するに従って次第に縮径するテーパ状の外周面１３を備えた円錐状乃至楔状で、その中央に上下方向に延在する有底円筒状の第１磁石収容部１４が凹設される第１ホルダ１１と、この第１ホルダ１１と同形で平坦な円形の上面１６及び下方に移行するに従って縮径するテーパ状の外周面１７を備えた円錐状乃至楔状で中央に上下方向に延在する有底円筒状の第２磁石収容部１８が凹設された第２ホルダ１５と、これら第１ホルダ１１及び第２ホルダ１５の上部間を連結する連結部１９が一体形成された樹脂製のホルダ１０を有する。
【００２５】
即ち、ホルダ１０は、設置基準位置となる連結部１９の中心１０ａを中心に第１ホルダ１１及び第２ホルダ１５が対称形で、中心１０ａから第１磁石２１の中心２１ａまでの距離Ｌ１と、中心１０ａから第２磁石２２の中心２２ａまでの距離Ｌ２が等しく設定される。
【００２６】
第１ホルダ１１の第１磁石収容部１４内に例えば上方が正極（Ｎ）に下方が負極（Ｓ）に着磁された円柱状の第１磁石２１が複数、本実施の形態では３個の第１磁石２１が収容保持され、第１磁石収容部１４の上部は図示しない樹脂の充填材によって気密かつ水密的に覆われる。同様に第２ホルダ１５の第２磁石収容部１８内にも上方がＮ極に下方がＳ極に着磁された３個の第２磁石２２が収容保持され、第２収容部１８の上部は樹脂の充填材によって気密かつ水密的に覆われる。
【００２７】
このように構成された走行経路杭１は、図３に模式的に示すように、耕地等の消毒剤散布予定地に予め設定された走行経路Ｗの走行経路基準線Ｗａに沿って、走行経路杭１の中心１０ａを配置し、かつ第１磁石２１の中心２１ａと第２磁石２２の中心２２ａを結ぶ基準線Ｌｃが走行経路基準線Ｗａと直交する状態で間隔を有して連続的に地中Ｅに埋設される。この走行経路杭１は、円錐状乃至楔状の第１ホルダ１１及び第２ホルダ１５を走行経路Ｗａに沿って消毒剤散布予定地に打ち込む簡単な作業で埋設できる。
【００２８】
次に、農業用ロボット３０について説明する。図４は農業用ロボット３０の概略を示す正面図、図５は概略を示す農業用ロボット３０の側面図、図６は概略を示す農業用ロボット３０の下面図である。
【００２９】
農業用ロボット３０は、ロボット本体３１の下面前面に沿って延在する弾性部材からなるバンパ３３を備えると共に、ロボット本体３１の下面に走行部４０が配設され、かつロボット本体３１の前面に消毒剤散布装置６０が配設される。また、各図において消毒剤散布装置６０は図面の簡略化を図るため破線で示してある。
【００３０】
なお、ロボット本体３１を説明するにあたり、便宜上、進行方向となるロボット本体３１の中心３１ａを基準に前後方向に延在する仮想の前後方向基準線Ｌａ及び中心３１ａにおいて前後方向基準線Ｌａと直交して車幅方向に延在する幅方向基準線Ｌｂを参照して説明する。
【００３１】
走行部４０は、ロボット本体４０の下面両側において幅方向基準線Ｌｂ上でかつロボット本体３１の中心３１ａから等距離にそれぞれ配置される左右一対の駆動輪４１ａ、４１ｂ及び、ロボット本体３１の下面前部及び後部において前後方向基準線Ｌａ上に配置される前輪４２ａ及び後輪４２ｂを備える。この前輪４２ａ及び後輪４２ｂはキャスタ等によって揺動自在にロボット本体３１の下面に取り付けられる。
【００３２】
左右の駆動輪４１ａ、４１ｂはそれぞれモータ４３ａ、４３ｂによって独立して回転駆動し、駆動輪４１ａ、４１ｂの前進回転或いは後進回転によってロボット本体３１が前進或いは後進し、左右の駆動輪４１ａと４１ｂの前進回転速度に差を与えることによって前進しつつ右或いは左に旋回走行する。また、左右の駆動輪４１ａ、４１ｂの後進回転速度に差を与えることによって後進しつつ右或いは左に旋回走行する。更に、左右の駆動輪４１ａ、４１ｂを互いに逆方向に回転することによってロボット本体３１がその位置で中心３１ａの回りに方向転換する。即ち、本実施の形態では、駆動輪４１ａ、４１ｂ、モータ４３ａ、４３ｂ4及び前輪４２ａ、後輪４２ｂによって前後進及び操舵、方向転換等が可能な走行装置が構成される。
【００３３】
ロボット本体３１の前部でかつ平面視状態で前後方向基準線Ｌａと直交する線上でかつ前後方向基準線Ｌａから左右に等距離で離間すると共に同一高さ位置、本実施の形態ではバンパ３３下部に、地中Ｅに埋設された走行経路杭１の第１ホルダ１１及び第２ホルダ１５配置された第１磁石２１、第２磁石２２の磁気を検知する一対の第１磁気センサ４５及び第２磁気センサ４６を設ける。なお、図中４５ａ及び４６ａはそれぞれ第１磁気センサ４５及び第２磁気センサ４６による検知可能範囲、即ち磁気センシングエリアを示す。この磁気センシングエリア４５ａ、４６ａは第１磁気センサ４５、第２磁気センサ４６の感度を調整することで、ある程度設定変更できる。
【００３４】
更に、ロボット本体３１の前方側に前方の障害物を検知する障害物センサ４７ａ及び側方の障害物を検知する障害物センサ４７ｂ、４７ｃを設ける。
【００３５】
これら、第１磁気センサ４５、第２磁気センサ４６、及び障害物センサ４７ａ〜４７ｃからの各検知信号を操舵制御手段５１に送る。操舵制御手段５１は、第１磁気センサ４５、第２磁気センサ４６、障害物センサ４７ａ〜４７ｃが検知した検知信号に基づいてモータ４３ａ、４３ｂに関する指令信号を生成する。
【００３６】
図７は操舵制御手段５１の構成図であり、これはマイクロコンピュータを主体として構成されている。操舵制御手段５１は、第１磁気センサ４５による第１磁石２１の磁気検知及び第2磁気センサ４６による第２磁石２２の磁気検知に基づく磁気検知信号により、農業用ロボット３０の進行方向を判断する走行方向制御部５２と、何れかの障害物センサ４７ａ〜４７ｃの障害物検知信号に基づいて農業用ロボット１の停止を判断する制動制御部５３と、走行方向制御部５２及び制動制御部５３からの操舵制御信号及び制動制御信号に基づいて作動制御部５４が予め記憶された動作パターンに応じてモータドライバ５５ａ、５５ｂを通じてモータ４３ａ、４３ｂを駆動する。
【００３７】
即ち、第１磁気センサ４５による第１磁石２１の磁気検知と、第２磁気センサ４６よる第２磁石２２の磁気検知が同時であると走行方向制御部５２が判断したときには、走行経路基準線Ｗａに沿って走行している直進状態と判断し、その走行方向制御部５２からの操舵制御倍号に基づいて作動制御部５４はモータドライバ５５ａ及び５５ｂを介してモータ４３ａ及びモータ４３ｂの回転速度を同速度に維持し直進状態を継続する。
【００３８】
一方、第１磁気センサ４５が第１磁石２１の磁気を先に検知し、遅れて第２磁気センサ４６が第２磁石２２の磁気を検知されると、その検知信号のタイミングのずれに基づいて走行方向制御部５２は走行方向が走行経路基準線Ｗａに対して右側方向にずれていると判断し、走行方向制御部５２からの操舵制御信号に基づいて作動制御部５４はモータドライバ５５ａ及び５５ｂを介してモータ４３ａに対してモータ４３ｂの回転速度を増加させ、その回転速度差により左側に操舵する。
【００３９】
同様に、第２磁気センサ４６が第２磁石２２の磁気を先に検知し、遅れて第１磁気センサ４１が第１磁石２１の磁気を検知すると、その検知信号のタイミングのずれに基づいて走行方向制御部５２は走行方向が走行経路基準線Ｗａに対して左側方向にずれていると判断し、走行方向制御部５２からの操舵制御信号に基づいて作動制御部５４はモータドライバ５５ａ及び５５ｂを介してモータ４３ｂに対してモータ４３ａの回転速度を増加させ、その回転速度差により右側に操舵する。
【００４０】
また、障害物センサ４７ａ〜４７ｃの何れか１つの障害物センサが障害物を検知し、その障害物検知信号が制動制御部５３に入力された際には、制動制御部５３から制動制御信号に基づいて作動制御部５４はモータドライバ５５ａ及び５５ｂを介してモータ４３ａ及びモータ４３ｂの回転駆動を停止する。
【００４１】
次に、農業用ロボット３０の走行状態を平面視状に模式的に示す図８を参照して各部の作動を説明する。
【００４２】
耕地等の消毒剤散布予定地の隣接する畝間等に予め設けられた農業用ロボット３０の走行経路Ｗの中央部に設定された走行経路基準線Ｗａに沿って、走行経路杭１が、その中心１０ａが走行経路基準線Ｗａ上に位置しかつ第１磁石２１の中心２１ａと第２磁石２２の中心２２ａを結ぶ基準線Ｌｃが走行経路基準線Ｗａと直交する状態で間隔を有して予め埋設されている。
【００４３】
農業用ロボット３０は、走行経路基準線Ｗａに沿って移動しつつ、消毒剤散布装置６０から消毒剤を散布する。なお図８において消毒剤散布装置６０は図示を省略している。
【００４４】
この農業用ロボット３０が走行経路基準線Ｗａに沿う移動には、ロボット本体３１は図８の（ａ）に示すよう走行経路基準線Ｗａに沿ってロボット本体３１を走行する。この走行にあたり、モータ４３ａ、４３ｂにより左右の駆動輪４１ａ、４１ｂを同じ前進回転速度（駆動輪４１ａの前進回転速度＝駆動輪４１ｂの前進回転速度）で駆動することで、ロボット本体３１が走行経路基準線Ｗａに沿って直進する。
【００４５】
ロボット本体３１の走行方向が走行経路基準線Ｗａ上に倣って図８の（ａ）に示すようにロボット本体３０が前進すると、ロボット本体３１に設けられた第１磁気センサ４５と第２磁気センサ４６が同時にそれぞれ走行経路杭１の第１磁石２１の磁気及び第２磁石２２の磁気を検知し、走行方向制御部５２からの操舵制御信号に基づいて作動制御部５４はモータドライバ５５ａ及び５５ｂを介してモータ４３ａ及びモータ４３ｂの回転速度を同速度に維持し直進状態を継続する。
【００４６】
一方、柔軟な土地や、ぬかるんでいる場合等では、左右の駆動輪４１ａと４１ｂと間で路面抵抗が異なりスリップ等が発生して、ロボット本体３１の進行方向が走行経路基準線Ｗａから左右にずれて傾斜することがある。
【００４７】
ここで、例えば図８の（ｂ）に示すように走行経路基準線Ｗａに対し右側に傾斜した走行方向では、第１磁気センサ４５が走行経路基準線Ｗａ側に接近移動し、かつ第２磁気センサ４６が走行経路基準線Ｗａから離反すると共に、第２磁気センサ４６に対し第１磁気センサ４５が進行方向前方側となる。そして、第２磁気センサ４６が走行経路杭１の第２磁石２２の磁気を検知する前に第１磁気センサ４５が第１磁石２１の磁気を検知する。この第１磁気センサ４５が先に磁気を検知し、遅れて第２磁気センサ４６が磁気を検知すると、その検知信号のタイミングのずれに基づいて走行方向制御部５２がロボット本体３１の進行方向が走行経路基準線Ｗａに対して右側に傾斜した走行と判断する。
【００４８】
走行方向制御部５２の進行方向判断に基づいて作動制御部５４によりモータドライバ５５ａ、５５ｂを介してモータ４３ａによる駆動輪４１ａの前進回転速度に対してモータ４３ｂによる駆動輪４１ｂの前進回転速度が大になるように制御する（駆動輪４１ａの前進回転速度＜駆動輪４１ｂの前進回転速度）。これにより、ロボット本体３０が前進しつつ左に旋回して走行経路基準線Ｗａ上に復帰する。
【００４９】
同様に、図８の（ｃ）に示すように走行経路基準線Ｗａに対し左側に傾斜した前進走行では、第１磁気センサ４５が走行経路杭１の第１磁石２１の磁気を検知するに先立って第２磁気センサ４６が第２磁石２２の磁気を検知する。この第２磁気センサ４６が先に磁気を検知し、遅れて第１磁気センサ４５が磁気を検知すると、その検知信号のタイミングのずれに基づいて、モータ４３ｂによる駆動輪４１ｂの前進回転速度に対してモータ４３ａによる駆動輪４１ａの前進回転速度が大になるように制御する（駆動輪４１ａの前進回転速度＞駆動輪４１ｂの前進回転速度）。これにより、ロボット本体３１が前進しつつ左に旋回して走行経路基準線Ｗａ上に復帰する。
【００５０】
また、走行中に障害物センサ４７ａ〜４７ｃが障害物を検知した際には、その検知信号に基づいてモータ４３ａ、４３ｂが停止し、走行を停止する。
【００５１】
従って、このように構成された農業用ロボット３０によると、走行経路基準線Ｗａに沿って走行し、左右の駆動輪４１ａと４１ｂと間でスリップ等が発生してロボット本体３１の進行方向が走行経路基準線Ｗａから左右に傾斜した際には、第１磁気センサ４５による磁気検知と第２磁気センサ４６による磁気検知にずれが生じ、その検知信号のタイミングのずれに基づいてモータ４３ａ、４３ｂによる駆動輪４１ａ、４１ｂに回転速度差を付与して進行方向を走行経路基準線Ｗａに復帰するように操舵することから、走行経路基準線Ｗａに沿って埋設される走行経路杭１間隔、即ち隣接する走行経路杭１を比較的大きく離間して配置してもロボット本体３１の進行方向が走行経路基準線Ｗａからずれることが抑制される。これにより少ない数の走行経路杭１でも安定した農業用ロボット３０の走行が可能になる。よって、埋設する走行経路杭１の削減ができ、走行経路杭１の設置費用の低減及び設置作業の簡素化が可能になる。
【００５２】
なお、走行経路杭１の第１磁石収容部１４及び第２磁石収容部１８にそれぞれ収容される第１磁石２１及び第２磁石２２のＮ極及びＳ極を種々変更してそれらの組み合わせにより、動作パターンを種々制御することもできる。図９を参照して具体的に説明する。
【００５３】
例えば、図９の（ａ）に断面図を示すように、第１ホルダ１１の第１磁石収容部１４及び第２ホルダ１５の第２磁石収容部１８に収容する第１磁石２１及び第２磁石２２が共に上方がＮ極で下方がＳ極となるように配置した第１走行経路杭１Ａと、同図（ｂ）に示すように第１ホルダ１１の第１磁石収容部１４及び第２ホルダ１５の第２磁石収容部１８に収容する第１磁石２１及び第２磁石２２が共に上方がＳ極で下方がＮ極となるように配置した第２走行経路杭１Ｂと、同図（ｃ）に示すように第１ホルダ１１の第１磁石収容部１４に収容される第１磁石２１を上方がＮ極で下方がＳ極となるように配置し、第２ホルダ１５の第２磁石収容部１８に収容される第２磁石２１を上方がＳ極で下方がＮ極となるように配置した第３走行経路杭１Ｃ、及び同図（ｄ）に示すように第１ホルダ１１の第１磁石収容部１４に収容される第１磁石２１を上方がＳ極で下方がＮ極となるように配置し、第２ホルダ１５の第２石収容部１８に収容される第２磁石２１を上方がＮ極で下方がＳ極となるように配置した第４走行経路杭１Ｄを準備する。
【００５４】
一方、例えば、第１磁気センサ４５及び第２磁気センサ４６が共にＮ極の磁気を検知した際には直進、第１磁気センサ４５及び第２磁気センサ４６が共にＳ極の磁気を検知した際には停止、第１磁気センサ４５がＮ極の磁気を検知しかつ第２磁気センサ４６がＳ極の磁気を検知した際には右へ９０度旋回、第１磁気センサ４５がＳ極の磁気を検知しかつ第２磁気センサ４６がＮ極の磁気を検知した際に左へ９０度旋回と予め定義する。これにより、第１磁気センサ４５及び第２磁気センサ４６がそれらの検知を検知した際に走行方向制御部５１がそれらの磁気信号に基づいて判断し、作動制御部５４によりそれらの動作パターンに応じてモータドライバ５５ａ、５５ｂを通じてモータ４３ａ、４３ｂを駆動するように設定し、走行経路Ｗに対応する第１走行経路杭１Ａ、第２走行経路杭１Ｂ、第３走行経路杭１Ｃ、第４走行経路杭１Ｄを埋設することで対応する種々制御することができる。
【００５５】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図１０乃至図１４を参照して説明する。なお、上記第１実施の形態における図１乃至図８と対応する部分には同一符号を付すことで該部の詳細な説明を省略する。
【００５６】
図１０は走行経路Ｗに埋設する走行経路杭７０の斜視図、図１１は図１０のＸＩ−ＸＩ線断面図、図１２は走行経路杭７０の設置状態を示す図である。
【００５７】
走行経路杭７０は円形の上面１２及び外周面１３を有する円錐状乃至楔状で、その中央に上下方向に第１磁石収容部１４が凹設される第１ホルダ１１と、円形の上面１６及び外周面１７を有する円錐状乃至楔状で上下方向に第２磁石収容部１８が凹設される第２ホルダ１５と、これら第１ホルダ１１及び第２ホルダ１５の上部間を連結する連結部１９とが一体形成された樹脂製のホルダ１０を有する。
【００５８】
第１ホルダ１１の第１磁石収容部１４内に例えば上方がＮ極に下方がＳ極となる第1磁石７１が収容され、第２ホルダ１５の第２磁石収容部１８内に第１ホルダ１１とは逆に上方がＳ極に下方がＮ極となる第２磁石７２が収容される。
【００５９】
このように構成された走行経路杭７０は、図１２に模式的に示すように、消毒剤散布予定地に予め設定される走行経路Ｗの走行経路基準線Ｗａに沿って、この走行経路基準線Ｗａに走行経路杭７０の中心７０ａが位置し、第１ホルダ１１が走行経路基準線Ｗａの左側となり、かつ基準線Ｌｃが走行経路基準線Ｗａと直交する状態で走行経路基準線Ｗａに沿って間隔を有して連続的に地中Ｅに埋設される。
【００６０】
一方、農業用ロボット３０は第１実施の形態と同様の構成であり、図示は省略するが、ロボット本体３１は、走行部４０は第１実施の形態と同様に左右一対の駆動輪４１ａ、４１ｂ及び前輪４２ａ、後輪４２ｂを備える。
【００６１】
ロボット本体３１の前部において第１実施の形態と同様にバンパ３３の下部に、地中Ｅに埋設された走行経路杭７０に配置された第１磁石７１、第２磁石７２の磁気を検知する左右一対の第１磁気センサ４５及び第２磁気センサ４６を設ける。
【００６２】
図１３は操舵制御手段８１の構成図である。操舵制御手段８１は、第１磁気センサ４５による第１磁石７１の磁気検知及び第２磁気センサ４６の磁気検知に基づく磁気検知信号により、農業用ロボット３０の進行方向を決定する走行方向制御部８２と、障害物センサ４７ａ〜４７ｃのいずれかからの障害物検知信号に基づいて農業用ロボット３０の停止を決定する制動制御部５３と、走行方向制御部８２及び制動制御部５３からの操舵制御信号及び制動制御信号に基づいて作動制御部８４が予め記憶された動作パターンに応じてモータドライバ５５ａ、５５ｂを通じてモータ４３ａ、４３ｂを駆動する。
【００６３】
第１磁気センサ４５による第１磁石７１のＮ極の磁気検知と、第２磁気センサ４６による第２磁石７２のＳ極の磁気検知が同時と走行方向制御部８２が判断したときには、走行経路基準線Ｗａに沿って走行している直進状態と判断し、その操舵制御信号に基づいて作動制御部８４はモータドライバ５５ａ及び５５ｂを介してモータ４３ａ及び４３ｂの回転速度を同速度に維持し直進状態を継続する。
【００６４】
第１磁気センサ４５が第１磁石７１のＮ極の磁気を先に検知し、遅れて第２磁気センサ４６が第２磁石２２のＳ極の磁気を検知すると、その検知信号のタイミングのずれに基づいて走行方向制御部８２は走行方向が走行経路基準線Ｗａに対して右側方向にずれて走行していると判断し、走行方向制御部８２からの操舵制御信号に基づいて作動制御部８４はモータドライバ５５ａ及び５５ｂを介してモータ４３ａに対してモータ４３ｂの回転速度を増加させ、その回転速度差により左側に操舵する。
【００６５】
更に、第１磁気センサ４５によって第２磁石７２のＳ極の磁気が検知されると、その検知信号に基ついて走行方向制御部８２は走行方向が走行経路基準線Ｗａに対して大きく右側方向にずれて走行していると判断し、走行方向制御部８２からの操舵制御信号に基づいて作動制御部８４はモータドライバ５５ａ及び５５ｂを介してモータ４３ａの回転速度に対してモータ４３ｂの回転速度を更に大きく増加させ、その大きな回転速度差により左側に操舵する。
【００６６】
一方、第２磁気センサ４６が第２磁石７２のＳ極の磁気を先に検知し、遅れて第１磁気センサ４５が第１磁石７１のＮ極の磁気を検知すると、その検知信号のタイミングのずれに基ついて走行方向制御部８２は走行方向が走行経路基準線Ｗａに対して左側方向にずれて走行していると判断し、走行方向制御部８２からの操舵制御信号に基づいて作動制御部８４はモータドライバ５５ａ及び５５ｂを介してモータ４３ｂに対してモータ４３ａの回転速度を増加させ、その回転速度差により右側に操舵する。
【００６７】
更に、第２磁気センサ４６によって第１磁石７１のＮ極の磁気が検知されると、その検知信号に基ついて走行方向制御部８２は走行方向が走行経路基準線Ｗａに対して大きく左側方向にずれて走行していると判断し、走行方向制御部８２からの操舵制御信号に基づいて作動制御部８４はモータドライバ５５ａ及び５５ｂを介してモータ４３ｂの回転速度に対してモータ４３ａの回転速度を大きく増加させ、その大きな回転速度差により右側に操舵する。
【００６８】
次に、農業用ロボット３０の走行状態を平面視状に模式的に示す図１４を参照して各部の作動を説明する。
【００６９】
消毒剤散布予定地において隣接する畝間等に予め設定された農業用ロボット３０の走行経路Ｗに設定された走行経路基準線Ｗａに沿って、走行経路杭７０が走行経路基準線Ｗａと直交すると共に第１磁石７１が走行経路基準線Ｗａの左側で第２磁石７２が走行経路基準線Ｗａに右側となる状態で間隔を有して埋設されている。
【００７０】
農業用ロボット３０は、走行経路基準線Ｗａに沿って移動しつつ、消毒剤散布装置60から消毒剤を散布する。
【００７１】
この農業用ロボット３０が走行経路基準Ｗａに沿う走行に際して、ロボット本体３１は図１４の（ａ）に示すよう走行経路基準線Ｗａに沿って走行する。この走行にあたり、左右の駆動輪４１ａ、４１ｂを同じ前進回転速度（駆動輪４１ａの前進回転速度＝駆動輪４１ｂの前進回転速度）で駆動することで、ロボット本体３１が走行経路基準線Ｗａに沿って直進移動し、ロボット本体３１が前進するとロボット本体３１に設けられた第１磁気センサ４５と第２磁気センサ４６が同時にそれぞれ走行経路杭７０の第１磁石７１のＮ極の磁気及び、第２磁石７２のＳ極の磁気を検知し、走行方向制御部８２からの操舵制御信号に基づいて作動制御部８４はモータドライバ５５ａ及び５５ｂを介してモータ４３ａ及びモータ４３ｂの回転速度を同速度に維持し直進状態を継続する。
【００７２】
一方、柔軟な土地や、ぬかるんでいる場合等では、左右の駆動輪４１ａと４１ｂと間で路面抵抗が異なりスリップ等が発生して、ロボット本体３１の進行方向が走行経路基準線Ｗａから左右に傾斜することがある。
【００７３】
ここで、例えば図１４の（ｂ）のように走行経路基準線Ｗａに対し右側に傾斜した走行方向では、第１磁気センサ４５が走行経路基準線Ｗａ側に接近し、かつ第２磁気センサ４６が走行経路基準線Ｗａから離反すると共に、第２磁気センサ４６に対し第１磁気センサ４５が進行方向前方側となり、第２磁気センサ４６が走行経路杭７０の第２磁石７２のＳ極の磁気を検知する前に第１磁気センサ４５が第１磁石７１のＮ極の磁気を検知する。
【００７４】
この第１磁気センサ４５が第１磁石２１のＮ極の磁気検知を先に、遅れて第２磁気センサ４６が第２磁石７２のＳ極の磁気が検知される。その検知信号のタイミングのずれに基づいて走行方向制御部８２がロボット本体３１の進行方向が走行経路基準線Ｗａに対して右側に傾斜した走行と判断する。走行方向制御部８２の進行方向決定に基づいて作動制御部８４によりモータドライバ５５ａ、５５ｂを介してモータ３３ａによる駆動輪４１ａの前進回転速度に対してモータ４３ｂによる駆動輪４１ｂの前進回転速度が大になるように制御する（駆動輪４１ａの前進回転速度＜駆動輪４１ｂの前進回転速度）。これにより、ロボット本体３１が前進しつつ左に旋回して走行経路基準線Ｗａ上に復帰する。
【００７５】
更に、図１４の（ｃ）のようにロボット本体３１が走行経路基準線Ｗａに対し右側に大きく傾斜した走行方向では、第１磁気センサ４５が第２磁石７２のＳ極の磁気を検知する。この第１磁気センサ４５による第２磁石７２のＳ極の磁気検知信号に基づいて走行方向制御部８２がロボット本体３１の進行方向が走行経路基準線Ｗａに対して右側に大きく傾斜した走行と判断する。走行方向制御部８２の進行方向決定に基づいて作動制御部８４によりモータドライバ５５ａ、５５ｂを介してモータ４３ａによる駆動輪４１ａの前進回転速度に対してモータ４３ｂによる駆動輪４１ｂの前進回転速度が更に大になるように制御する（駆動輪４１ａの前進回転速度＜駆動輪４１ｂの前進回転速度）。これにより、ロボット本体３１が前進しつつ左に急速に操舵して走行経路基準線Ｗａ上に早急に復帰する。
【００７６】
同様に、左右の駆動輪４１ａ及び４１ｂにスリップ等が発生して、走行経路基準線Ｗａに対し左側に傾斜した走行方向では、図１４の（ｄ）に示すように、第２磁気センサ４６が走行経路基準線Ｗａ側に接近し、かつ第１磁気センサ４５が走行経路基準線Ｗａから離反すると共に、第１磁気センサ４５に対し第２磁気センサ４６が進行方向前方側となる。これにより第１磁気センサ４５が走行経路杭７０の第１磁石７１のＮ極の磁気を検知する前に第２磁気センサ４６が第２磁石７２のＳ極の磁気を検知する。この検知信号のタイミングのずれに基づいて走行方向制御部８２がロボット本体３１の進行方向が走行経路基準線Ｗａに対して左側に傾斜した走行と判断する。走行方向制御部８２の進行方向判断に基づいて作動制御部８４によりモータドライバ５５ａ、５５ｂを介してモータ４３ｂによる駆動輪４１ｂの前進回転速度に対してモータ４３ａによる駆動輪４１ａの前進回転速度が大になるように制御する（駆動輪４１ａの前進回転速度＞駆動輪４１ｂの前進回転速度）。これにより、ロボット本体３１が前進しつつ左に旋回して走行経路基準線Ｗａ上に復帰する。
【００７７】
更に、図１４の（ｅ）のように左側に大きく傾斜した走行方向では、第２磁気センサ４６が第１磁石７１のＮ極の磁気を検知する。この第２磁気センサ４６による第１磁石７１のＮ極の磁気検知信号に基づいて走行方向制御部８２がロボット本体３１の進行方向が走行経路基準線Ｗａに対して左側に大きく傾斜した走行と判断する。走行方向制御部８２の進行方向判断に基づいて作動制御部８４によりモータドライバ５５ａ、５５ｂを介してモータ４３ｂによる駆動輪４１ｂの前進回転速度に対してモータ４３ａによる駆動輪４１ａの前進回転速度が更に大になるように制御する（駆動輪４１ａの前進回転速度＞駆動輪４１ｂの前進回転速度）。これにより、ロボット本体３１が前進しつつ右に急速に旋回して走行経路基準線Ｗａ上に早急に復帰する。
【００７８】
従って、本実施の形態においてロボット本体３１の進行方向が走行経路基準線Ｗａに沿って、或いは少なく傾斜して走行する際には第１磁気センサ４５が第１磁石７１の磁気を検知し、第２磁気センサ４６が第２磁石７２の磁気を検知して第１実施の形態と同様の走行制御を実行する一方、ロボット本体３１の進行方向が走行経路基準線Ｗａに対して大きく傾斜した際には、通常の走行と異なり第１磁気センサ４５により第２磁石７２のＳ極の磁気検出、或いは第２磁気センサ４６により第１磁石７１のＮ極の磁気検出に基づき急速に操舵して走行経路基準線Ｗａ上に早急に復帰することから、第１実施の形態に加え更に迅速に走行経路基準線Ｗａに沿った走行に復帰することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】第１実施の形態における走行経路杭の斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図３】走行経路杭の設置状態を示す説明図である。
【図４】農業用ロボットの概略を示す正面図である。
【図５】農業用ロボットの概略を示す側面図である。
【図６】農業用ロボットの概略を示す下面図である。
【図７】操舵制御手段の構成図である。
【図８】農業用ロボットの走行を模式的に示す図である。
【図９】（ａ）は第１走行経路杭、（ｂ）は第２走行経路杭、（ｃ）は第３走行経路杭、（d）は第４走行経路杭の説明図である。
【図１０】第２実施の形態における走行経路杭の斜視図である。
【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩ断面図断面図である。
【図１２】走行経路杭の設置状態を示す説明図である。
【図１３】操舵制御手段の構成図である。
【図１４】農業用ロボットの走行を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００８０】
１ 走行経路杭
１１ 第１ホルダ
１５ 第２ホルダ
２１ 第１磁石
２２ 第２磁石
３０ 農業用ロボット
３１ ロボット本体
４０ 走行装置
４１ａ、４１ｂ 駆動輪
４３ａ、４３ｂ モータ
４５ 第１磁気センサ
４６ 第２磁気センサ
５１ 操舵制御手段
６０ 消毒剤散布装置
７０ 走行経路杭
７１ 第１磁石
７２ 第２磁石
８１ 操舵制御手段
Ｗ 走行経路
Ｗａ 走行経路基準線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行経路に沿って地中に埋設された磁石の磁気を、磁気センサにより検知しながら自律走行する自律走行車の走行システムであって、
第１磁石を保持する第１ホルダと第２磁石を保持する第２ホルダが一体形成され、該第１磁石と第２磁石を結ぶ基準線が予め設定された走行経路基準線と直交する状態で間隔を有して連続的に地中に埋設される複数の走行経路杭と、
自律走行車に設けられた駆動輪を備えた走行部と、
前記第１磁石及び第２磁石の磁気を検知するために自律走行車に進行方向と直交する線上に配置された一対の第１磁気センサ及び第２磁気センサと、
前記第１磁気センサによる磁気検知と第２磁気センサによる磁気検知に基づいて前記走行部の操舵を制御する操舵制御手段とを備えることを特徴とする自律走行車の走行システム。
【請求項２】
前記操舵制御手段は、
第１磁気センサによる磁気検知と第２磁気センサによる磁気検知のタイミングのずれに基づいて自律走行車の進行方向と走行経路基準線との相対位置を判断する走行方向制御部と、
該走行方向制御部の判断に従って予め記憶された動作パターンに応じて前記走行部を操舵する作動制御部とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の自律走行車の走行システム。
【請求項３】
前記走行経路杭の第１磁石と第２磁石は、互いにＮ極とＳ極との組み合わせによる個別の磁気を生成し、前記操舵制御手段は検出された極の組み合わせに対応した動作パターンよって自律走行車を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の自律走行車の走行システム。
【請求項４】
前記操舵制御手段は、
自律走行車の左右に配置される駆動輪をそれぞれ回転駆動する各モータの転速度差を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の自律走行車の走行システム。
【請求項５】
前記走行経路杭は、
下方に移行するに従って次第に縮径する円錐状乃至楔状で内部に第１磁石を収容保持する第１ホルダと、
下方に移行するに従って次第に縮径する円錐状乃至楔状で内部に第２磁石を収容保持する第２ホルダと、
該第１ホルダと第２ホルダを連結する連結部とが一体形成された樹脂製のホルダを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の自律走行車の走行システム。
【請求項１】
走行経路に沿って地中に埋設された磁石の磁気を、磁気センサにより検知しながら自律走行する自律走行車の走行システムであって、
第１磁石を保持する第１ホルダと第２磁石を保持する第２ホルダが一体形成され、該第１磁石と第２磁石を結ぶ基準線が予め設定された走行経路基準線と直交する状態で間隔を有して連続的に地中に埋設される複数の走行経路杭と、
自律走行車に設けられた駆動輪を備えた走行部と、
前記第１磁石及び第２磁石の磁気を検知するために自律走行車に進行方向と直交する線上に配置された一対の第１磁気センサ及び第２磁気センサと、
前記第１磁気センサによる磁気検知と第２磁気センサによる磁気検知に基づいて前記走行部の操舵を制御する操舵制御手段とを備えることを特徴とする自律走行車の走行システム。
【請求項２】
前記操舵制御手段は、
第１磁気センサによる磁気検知と第２磁気センサによる磁気検知のタイミングのずれに基づいて自律走行車の進行方向と走行経路基準線との相対位置を判断する走行方向制御部と、
該走行方向制御部の判断に従って予め記憶された動作パターンに応じて前記走行部を操舵する作動制御部とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の自律走行車の走行システム。
【請求項３】
前記走行経路杭の第１磁石と第２磁石は、互いにＮ極とＳ極との組み合わせによる個別の磁気を生成し、前記操舵制御手段は検出された極の組み合わせに対応した動作パターンよって自律走行車を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の自律走行車の走行システム。
【請求項４】
前記操舵制御手段は、
自律走行車の左右に配置される駆動輪をそれぞれ回転駆動する各モータの転速度差を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の自律走行車の走行システム。
【請求項５】
前記走行経路杭は、
下方に移行するに従って次第に縮径する円錐状乃至楔状で内部に第１磁石を収容保持する第１ホルダと、
下方に移行するに従って次第に縮径する円錐状乃至楔状で内部に第２磁石を収容保持する第２ホルダと、
該第１ホルダと第２ホルダを連結する連結部とが一体形成された樹脂製のホルダを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の自律走行車の走行システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１０−１５７０５３（Ｐ２０１０−１５７０５３Ａ）
【公開日】平成２２年７月１５日（２０１０．７．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３３４２０８（Ｐ２００８−３３４２０８）
【出願日】平成２０年１２月２６日（２００８．１２．２６）
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月１５日（２０１０．７．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月２６日（２００８．１２．２６）
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【Ｆターム（参考）】
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