(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業エリアを規定するエリアワイヤと、前記エリアワイヤに電流を流して磁界を発生させる磁界発生手段と、前記作業エリア内を自律走行して作業する作業車と、前記作業車に搭載されると共に、前記発生された磁界の強度を示す出力を生じる磁気センサと、前記磁気センサの出力に基づいて前記作業エリアに対する前記作業車の相対位置を判断する位置判断手段とを備えた自律走行作業車の制御装置において、
前記磁界発生手段は、前記エリアワイヤに流す電流をコード化したデータ信号を生成して前記エリアワイヤに送信し、
前記データ信号は、２値化された複数のパルス信号からなる連続データ配列であって前記作業エリアに固有の基準信号と、前記作業車の動作を制御するための付加信号とを含み、
前記データ信号の信号長は、前記付加信号の信号長に応じて変化し、
前記位置判断手段は、前記磁気センサの出力に基づいて前記磁界発生手段によって生成された前記データ信号を受信し、前記受信したデータ信号と予め格納された前記基準信号との合致率としきい値との比較結果に基づいて前記作業エリアに対する前記作業車の位置を判断することを特徴とする自律走行作業車の制御装置。
【請求項２】
前記位置判断手段は、前記受信したデータ信号と前記基準信号とで値が同一となる合致数が、前記受信したデータ信号と前記基準信号とで値が反転している反転数以上であるとき、前記合致率と前記しきい値との比較結果に基づいて前記作業車が前記作業エリアの内側にあるか否か判断し、前記合致数が前記反転数未満であるとき、前記基準信号に対する前記反転数の割合を示す反転合致率と前記しきい値との比較結果に基づいて前記作業車が前記作業エリアの外側にあるか否か判断することを特徴とする請求項１記載の自律走行作業車の制御装置。
【請求項３】
前記位置判断手段は、前記合致率または前記反転合致率が前記しきい値未満であるとき、前記エリアワイヤに前記電流が流れていないと判断することを特徴とする請求項２記載の自律走行作業車の制御装置。
【請求項４】
前記磁界発生手段によって前記エリアワイヤに送信される前記データ信号の周期がランダムであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の自律走行作業車の制御装置。
【請求項５】
前記データ信号は、複数の作業エリアにそれぞれ固有の複数の基準信号を含み、
前記作業車は、前記複数の作業エリア内を自律走行して作業することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の自律走行作業車の制御装置。
【請求項６】
前記基準信号は、前記作業車のユーザ毎に固有であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の自律走行作業車の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は自律走行作業車の制御装置に関し、より具体的には作業エリアを自律走行して作業する作業車において、作業エリアにおける自車の位置を検出しながら作業機の動作を制御する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、作業機の動作を制御するために作業エリア内における自車（自律走行作業車）の位置を検出する装置が知られており、例えば特許文献１，２に記載の技術が挙げられる。
【０００３】
特許文献１記載の技術にあっては、作業エリアを規定する電気ケーブル（エリアワイヤ）に所定のパルス幅を有する電流を流し、発生する磁界を検出することで作業エリアにおける自車の位置を判断するようにしている。
【０００４】
より具体的には、信号発生器からエリアワイヤに送信される電流パルスの発生タイミングと検出器（センサ）の検出タイミングとを同期させることにより、ノイズの影響を回避しつつ、エリアワイヤに発生する磁界を検出し、よって自車が作業エリアの外に出たか否かを判断するようにしている。
【０００５】
また、特許文献２記載の技術にあっては、信号生成器によってエリアワイヤに送信する電流をコード化すると共に、センサによって検出した磁界強度の変化から当該コードを認識することで、作業エリアにおける自車の位置をより正確に判断できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４２４６７０１号
【特許文献２】欧州特許出願公開第２４４７７９９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、エリアワイヤに発生する磁界強度は、エリアワイヤとの距離に反比例、即ちエリアワイヤからの距離が遠くなるほど磁界強度が小さくなることから、広い作業エリアにおいては、自車の位置を正確に判断することが困難となる。
【０００８】
また、センサによって検出されるノイズには、作業車自身のモータによって発生するノイズのように、一定周期でノイズを発生するものもあるため、特許文献１記載の技術のように特定の周期ごとに磁界を検出するように構成すると、ノイズの発生タイミングによっては自車の位置を誤判断する虞がある。
【０００９】
また、特許文献１，２に記載の技術では、いずれもエリアワイヤに送信された信号と、センサによって受信された信号とを同期させる処理が必要となる。例えば特許文献２記載の技術にあっては、その図５から図７などを示して説明するように、センサによって受信したコードの中に、信号生成器によって生成されてエリアワイヤに送信されたコードが存在するかを判断するため、受信したコードのデータ処理を行う必要があることを示している。
【００１０】
しかしながら、受信したコードの同期処理を行う必要があることから、その分だけ処理が複雑になると共に、エリアワイヤからの距離が遠い場合や、ノイズの発生タイミングによっては同期処理を行えず、よって自車の位置を正確に判断することができない虞もある。
【００１１】
従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、ノイズによる影響を回避すると共に、受信した信号の同期処理を行うことなく作業エリアに対する自車（作業車）の位置を正確に判断できるようにした自律走行作業車の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記した課題を解決するために、請求項１にあっては、作業エリアを規定するエリアワイヤと、前記エリアワイヤに電流を流して磁界を発生させる磁界発生手段と、前記作業エリア内を自律走行して作業する作業車と、前記作業車に搭載されると共に、前記発生された磁界の強度を示す出力を生じる磁気センサと、前記磁気センサの出力に基づいて前記作業エリアに対する前記作業車の相対位置を判断する位置判断手段とを備えた自律走行作業車の制御装置において、前記磁界発生手段は、前記エリアワイヤに流す電流をコード化したデータ信号を生成して前記エリアワイヤに送信し、前記データ信号は、２値化された複数のパルス信号からなる連続データ配列であって前記作業エリアに固有の基準信号と、前記作業車の動作を制御するための付加信号とを含み、前記データ信号の信号長は、前記付加信号の信号長に応じて変化し、前記位置判断手段は、前記磁気センサの出力に基づいて前記磁界発生手段によって生成された前記データ信号を受信し、前記受信したデータ信号と予め格納された前記基準信号との合致率としきい値との比較結果に基づいて前記作業エリアに対する前記作業車の位置を判断する如く構成した。
【００１３】
請求項２に係る自律走行作業車の制御装置にあっては、前記位置判断手段は、前記受信したデータ信号と前記基準信号とで値が同一となる合致数が、前記受信したデータ信号と前記基準信号とで値が反転している反転数以上であるとき、前記合致率と前記しきい値との比較結果に基づいて前記作業車が前記作業エリアの内側にあるか否か判断し、前記合致数が前記反転数未満であるとき、前記基準信号に対する前記反転数の割合を示す反転合致率と前記しきい値との比較結果に基づいて前記作業車が前記作業エリアの外側にあるか否か判断する如く構成した。
【００１５】
請求項３に係る自律走行作業車の制御装置にあっては、前記位置判断手段は、前記合致率または前記反転合致率が前記しきい値未満であるとき、前記エリアワイヤに前記電流が流れていないと判断する如く構成した。
【００１７】
請求項４に係る自律走行作業車の制御装置にあっては、前記磁界発生手段によって前記エリアワイヤに送信される前記データ信号の周期がランダムである如く構成した。また、請求項５に係る自律走行作業車の制御装置にあっては、前記データ信号は、複数の作業エリアにそれぞれ固有の複数の基準信号を含み、前記作業車は、前記複数の作業エリア内を自律走行して作業する如く構成した。また、請求項６に係る自律走行作業車の制御装置にあっては、前記基準信号は、前記作業車のユーザ毎に固有である如く構成した。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１にあっては、作業エリアを規定するエリアワイヤに電流を流して磁界を発生させ、作業エリア内を自律走行して作業する作業車に搭載される磁気センサの出力に基づいて作業エリアに対する作業車の相対位置を判断する自律走行作業車の制御装置において、エリアワイヤに流す電流をコード化したデータ信号を生成してエリアワイヤに送信し、データ信号は、２値化された複数のパルス信号からなる連続データ配列であって作業エリアに固有の基準信号と、作業車の動作を制御するための付加信号とを含み、データ信号の信号長は、付加信号の信号長に応じて変化し、磁気センサの出力に基づいて生成されたデータ信号を受信し、予め格納された基準信号との合致率としきい値との比較結果に基づいて作業エリアに対する作業車の位置を判断するように構成した。従って、受信したデータ信号と基準信号との同期処理を行うことなく作業エリアに対する作業車の位置を判断することができる。また、受信したデータ信号に応じて他の制御を実行するようにすることも可能となる。例えば、特定のデータ信号が検出された場合には作業車を強制的に停止させたり、特定の場所に移動させたりするように予め設定することができる。また、作業エリア毎に固有のデータ信号を含むように設定することで、複数の作業エリアを１台の作業車で担当するように構成することもできる。また、ユーザ毎に固有のデータ配列を使用するように設定することも可能となり、よって従来のようなＩＤ認証処理を必要とすることなく作業車の盗難防止を図ることもできる。
【００１９】
また、信号の合致率に基づいて作業車の位置を判断することとしたため、先行技術の如く、ノイズの影響を回避することを目的とするしきい値を設ける必要がなく、よってエリアワイヤから離れた位置からでも信号を正確に受信することが可能、即ちより広い作業エリアで作業車を制御することが可能となる。
【００２０】
請求項２に係る自律走行作業車の制御装置にあっては、受信したデータと基準信号との値の合致数が反転数以上であるとき、合致数としきい値との比較結果に基づいて作業車が作業エリアの内側にあるか否か判断し、合致数が反転数未満であるとき、反転合致率としきい値との比較結果に基づいて作業車が作業エリアの外側にあるか否か判断するように構成したので、上記した効果に加え、作業エリアに対する作業車の位置をより一層適確に判断することができる。
【００２２】
請求項３に係る自律走行作業車の制御装置にあっては、合致率または反転合致率がしきい値未満であるとき、エリアワイヤに電流が流れていないと判断するように構成したので、上記した効果に加え、磁界発生手段の状態を判断することも可能となる。
【００２４】
例えば、特定のデータ信号が検出された場合には作業車を強制的に停止させたり、特定の場所に移動させたりするように予め設定することができる。また、作業エリア毎に固有のデータ信号を含むように設定することで、複数の作業エリアを１台の作業車で担当するように構成することもできる。また、ユーザ毎に固有のデータ配列を使用するように設定することも可能となり、よって従来のようなＩＤ認証処理を必要とすることなく作業車の盗難防止を図ることもできる。
【００２５】
請求項４に係る自律走行作業車の制御装置にあっては、エリアワイヤに送信されるデータ信号の周期がランダムであるように構成したので、上記した効果に加え、他の装置によって発生される磁界との干渉を積極的に避けることが可能となり、よって作業エリアに対する作業車の位置をより一層正確に判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明の実施例に係る自律走行作業車を示す概念図である。
【図２】この発明の実施例に係る制御装置によって制御される作業車の作業の様子を説明するための説明図である。
【図３】図２に示す充電ＳＴ（ステーション）の構成を示すブロック図である。
【図４】図２に示す磁界発生手段によって生成されるパルス信号を示す説明図である。
【図５】図１に示す制御装置による作業車の位置判断処理を示すフロー・チャートである。
【図６】図４同様、図２に示す磁界発生手段によって生成されるパルス信号と他の装置によって生成されるパルス信号との関係を説明するための説明図である。
【図７】従来技術において生成されるパルス信号を示す、図４同様の説明図である。
【図８】従来技術において受信されるパルス信号と、従来技術における位置判断処理を説明するための説明図である。
【図９】図１に示す作業車の動作によって生じるノイズを示す説明図である。
【図１０】周辺環境が作業車の位置判断に及ぼす影響について説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、添付図面に即してこの発明に係る自律走行作業車の制御装置を実施するための形態について説明する。
【実施例】
【００２８】
図１はこの発明の実施例に係る自律走行作業車を全体的に示す概念図、図２はこの発明の実施例に係る自律走行作業車の制御装置によって制御される作業車１０の作業の様子を説明する説明図、図３は当該自律走行作業車の充電ステーションの構成を示すブロック図である。なお、便宜のために図２では各構成を簡略化して示す。
【００２９】
図１に示す如く、符号１０は作業車（自律走行作業車。例えば芝刈り機）を示す。作業車１０の車体１２はシャシ１２ａとそれに取り付けられるフレーム１２ｂからなる。また、作業車１０は、シャシ１２ａの前端側にステー１２ａ１を介して固定される比較的小径の左右の前輪１３と、シャシ１２ａに直接取り付けられる比較的大径の左右の後輪１４とを備える。
【００３０】
作業車１０のシャシ１２ａの中央位置付近には作業機、例えば芝刈り作業用のブレード（ロータリブレード）１６が取り付けられると共に、その上部には電動モータ２０が配置される。ブレード１６は電動モータ２０に接続され、電動モータ（以下「作業モータ」という）２０によって回転駆動される。
【００３１】
ブレード１６にはユーザの手動操作自在なブレード高さ調整機構２２が接続される。ブレード高さ調整機構２２はネジ（図示せず）を備え、そのネジをユーザが手で廻すことでブレード１６の接地面ＧＲからの高さが調整可能に構成される。
【００３２】
また作業車１０のシャシ１２ａには、ブレード１６の後端側で２個の電動モータ（以下「走行モータ」という）２４が取り付けられる。走行モータ２４は左右の後輪１４に接続され、前輪１３を従動輪、後輪１４を駆動輪として左右独立に正転（前進方向への回転）あるいは逆転（後進方向への回転）させる。ブレード１６、作業モータ２０、走行モータ２４などはフレーム１２ｂで被覆される。
【００３３】
作業車１０の後部には充電ユニット（ＡＣ／ＤＣ変換器を含む）２６とバッテリ３０が格納されると共に、フレーム１２ｂには充電端子３２が２個、前方に突出するように取り付けられる。
【００３４】
充電端子３２は充電ユニット２６に配線を介して接続されると共に、充電ユニット２６はバッテリ３０に接続される。また、作業モータ２０と走行モータ２４もバッテリ３０に接続され、バッテリ３０から通電されるように構成される。なお、図１では配線の図示を省略する。
【００３５】
このように作業車１０は４輪の電動式の自律走行作業車（例えば芝刈り機）として構成される。
【００３６】
作業車１０の前方には左右２個の磁気センサ３４が配置される。また、フレーム１２ｂには接触センサ３６が取り付けられる。接触センサ３６は、障害物や異物との接触によってフレーム１２ｂがシャシ１２ａから外れるとき、オン信号を出力する。
【００３７】
作業車１０の中央位置付近には収納ボックスが設けられ、その内部に収納された基板４０上にはＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭなどを備えるマイクロコンピュータからなる電子制御ユニット（Electronic Control Unit。制御装置。以下「ＥＣＵ」という）４２が配置されると共に、それに近接して作業車１０の重心位置のｚ軸回りに生じる角速度（ヨーレート）を示す出力を生じるＹａｗセンサ（角速度センサ）４４と、作業車１０に作用するｘ，ｙ，ｚ（３軸）方向の加速度Ｇを示す出力を生じるＧセンサ（加速度センサ）４６が配置される。
【００３８】
後輪（駆動輪）１４の付近には後輪１４の車輪速を示す出力を生じる車輪速センサ５０が配置されると共に、シャシ１２ａとフレーム１２ｂの間にはリフトセンサ５２が配置され、ユーザなどによってフレーム１２ｂがシャシ１２ａからリフトされた（持ち上げられた）とき、オン信号を出力する。
【００３９】
また、作業車１０にはメインスイッチ５６と非常停止スイッチ６０がユーザの操作自在に設けられる。
【００４０】
上記した磁気センサ３４、接触センサ３６、Ｙａｗセンサ４４、Ｇセンサ４６、車輪速センサ５０、リフトセンサ５２、メインスイッチ５６、および非常停止スイッチ６０の出力は、ＥＣＵ４２に送られる。また、ＥＣＵ４２は上記した作業モータ２０と走行モータ２４に接続され、バッテリ３０からこれらのモータ２０，２４に通電される電流を制御する。
【００４１】
作業車１０のフレーム１２ｂは上面で大きく切り欠かれ、そこにディスプレイ６２が設けられる。ディスプレイ６２はＥＣＵ４２に接続され、ＥＣＵ４２の指令に応じて作業モードなどを表示する。
【００４２】
次いで、作業車１０が走行する作業エリア７０とその作業について、図２を参照しながら説明する。
【００４３】
作業エリア７０は、周縁（境界）にエリアワイヤ（電線）７２が敷設（埋設）されることで画成される。また、エリアワイヤ７２上には作業車１０のバッテリ３０を充電するための充電ＳＴ（充電ステーション）７４が配置される。なお、図２では作業車１０や充電ＳＴ７４の大きさなどは誇張して示す。
【００４４】
図３に示す如く、充電ＳＴ７４は商用電源８０にコンセント８２を介して接続される充電器８４と、充電器８４に接続されると共に、作業車１０の充電端子３２の接点を介して接続自在な充電端子８６を備える。
【００４５】
充電器８４は、ＡＣ／ＡＣ変換器８４ａと、ＡＣ／ＡＣ変換器８４ａの動作を制御するマイクロコンピュータからなるＥＣＵ（電子制御ユニット）８４ｂと、エリアワイヤ７２とＳＴコイル７６に交流を通電して信号を発生させる信号発生器８４ｃを備える。なお、この明細書では、ＥＣＵ８４ｂ、信号発生器８４ｃを総称して「磁界発生手段」と呼ぶ。
【００４６】
充電ＳＴ７４において商用電源８０からコンセント８２を通じて送られる交流は、充電器８４のＡＣ／ＡＣ変換器８４ａで適宜な電圧に降圧され、帰還した作業車１０が充電端子３２，８６を介して充電ＳＴ７４に接続されたとき、作業車１０に送られて充電ユニット２６を介してバッテリ３０を充電するように構成される。
【００４７】
図２に戻って作業エリア７０の検出について説明すると、信号発生器８４ｃによってエリアワイヤ７２に電流が流されると、エリアワイヤ７２を中心として右巻き同心円状の磁界が発生する（アンペアの右ねじの法則）が、このときの磁界強度はエリアワイヤ７２の全長によって相違すると共に、エリアワイヤ７２からの離間距離によっても相違する。
【００４８】
従って、ＥＣＵ４２はエリアワイヤ７２に発生する磁界強度を、作業車１０に搭載した磁気センサ３４で検出することによって作業エリア７０内における自車（作業車）１０の位置、より正確には自車１０とエリアワイヤ７２との相対位置を算出し、これに基づいて作業車１０の作業を制御することができる。
【００４９】
ここで、上記した作業車１０とエリアワイヤとの相対位置を判断する処理に関し、図７，８を参照しながら従来技術について説明する。なお、図７は従来技術において生成されるパルス信号を示す説明図、図８は従来技術において受信されるパルス信号（磁気センサ３４によって検出される磁界強度）と、従来技術における位置判断処理を説明するための説明図である。
【００５０】
上記した特許文献１記載の技術に代表されるように、従来技術にあっては、信号発生器８４ｃからエリアワイヤ７２に対し、図７に示すような周期的なパルス信号を送信し、これによって発生した磁界の強度を作業車１０に搭載された磁気センサ３４によって検出（受信）している（図８（ａ））。
【００５１】
作業車１０に搭載されたＥＣＵ４２は、検出された磁界強度に基づいてエリアワイヤ７２に対する自車（作業車）１０の位置、即ち自車１０が作業エリア７０の内側／外側のいずれにいるかを判断すると共に、自車１０とエリアワイヤ７２（作業エリア７０の境界）との離間距離を検出（算出）する。
【００５２】
ここで、従来技術による、自車１０が作業エリア７０の内側／外側のいずれにいるかの判断についてより具体的に説明する。図２を示して説明したように、エリアワイヤ７２に発生する磁界は、アンペアの右ねじの法則に従うことから、作業エリア７０の内側と外側とではその方向が反転する。従って、磁気センサ３４によって検出されるパルス信号についても、同じ信号を受信する場合であっても、作業エリア７０の内側と外側とでその向き（＋／−）が反転することとなる。
【００５３】
即ち、自車１０が作業エリア７０の内側にいる場合であれば、図８（ｂ）に示すように、磁気センサ３４によって受信されるパルス信号は立ち上がりパルス、換言すれば−側から＋側に向けて立ち上がる信号として表れる。
【００５４】
他方、自車１０が作業エリア７０の外側にいる場合であれば、図８（ｃ）に示すように、磁気センサ３４によって受信されるパルス信号は立ち下がりパルス、換言すれば＋側から−側に向けて立ち下がる信号として表れる。
【００５５】
従来技術にあっては、かかる特性を利用して自車１０が作業エリア７０の内側／外側にいることを判定するようにしているが、この際、検出（受信）したパルス信号があるしきい値を超えるか否かを判断するように構成することでノイズの影響を回避するように設定している。
【００５６】
従来技術のようにしきい値を設定すれば、低出力のノイズの影響は適切に回避することが可能である。しかしながら、しきい値以上の高出力なノイズが入力された場合は自車１０の位置を誤判断する虞がある。
【００５７】
例えば、図９に示す、自車１０の電動モータ２０によって発生するノイズのように、一定周期で高出力のノイズを発生するものもあることから、従来技術による方法では自車１０の位置を誤検出する虞がある。
【００５８】
また、高出力のノイズの影響を回避するためにしきい値を高い値に設定してしまうと、自車１０とエリアワイヤ７２（作業エリア７０の境界）との距離が離れた場合に自車１０の位置を検出できなくなる虞があるため、特に広い作業エリア７０において作業車１０を制御する場合、しきい値を高い値に設定することは好ましくない。
【００５９】
加えて、自車１０の作業エリア７０と他車の作業エリアとが隣接するような場合、図１０に示す如く、自車１０に対応した信号発生器８４ｃによって送信された信号以外にも、しきい値を超える信号が継続して入力される虞があり、かかる場合、従来技術では自車１０の位置（即ち、自車１０が自己の作業エリア７０の内側／外側のいずれにいるのか）を正確に判定することができなくなる。
【００６０】
従って、この発明の実施例にあっては上記した不都合を解消するようにしている。以下、具体的に説明すると、図４はこの発明の実施例に係る磁界発生手段（ＥＣＵ８４ｂ、信号発生器８４ｃ）によって生成されるパルス信号を示す説明図、図５はＥＣＵ４２による作業車（自車）１０の位置判断処理を示すフロー・チャート、図６はこの発明の実施例に係る磁界発生手段によって生成されるパルス信号と他の装置によって生成されるパルス信号との関係を説明するための説明図である。
【００６１】
図４に示すように、この発明の実施例にあっては、エリアワイヤ７２に流す電流を、信号発生器８４ｃによって複数のパルス信号で２値化し、マンチェスター符号化処理を施してデータ信号（連続データ配列）に変換すると共に、データ信号をランダム周期でエリアワイヤ７２に送信するようにした。
【００６２】
即ち、図４（ｂ）に示すように、エリアワイヤ７２に流す電流パルスを連続して配列することで、０，１で２値化したデータ信号とすると共に、図４（ａ）に示すように、各データ信号の発生タイミング（換言すれば、各データ信号間の時間）Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３をランダムに設定する。なお、データ信号の信号長Ｌは自由に設定、即ちランダムに設定することができる。
【００６３】
以下、図５を参照しながらＥＣＵ４２による自車（作業車）１０の位置判断処理について説明する。先ずＳ１０において、自車１０の磁気センサ３４によってエリアワイヤ７２に流された電流パルス（より正確には、電流パルスを用いて２値コード化されたデータ信号）によって発生する磁界の強度を検出する。
【００６４】
次いでプログラムはＳ１２に進み、磁気センサ３４の出力に基づいてデータ信号を受信する。即ち、磁気センサ３４によって検出された磁界強度の変化に基づいて磁界発生手段（ＥＣＵ８４ｂ、信号発生器８４ｃ）によって生成されたデータ信号を復号する。その後プログラムはＳ１４に進み、受信したデータ信号（受信信号）を予めメモリに格納しておいた基準信号と比較し、受信信号と基準信号とで値が同一となる数（合致数）、及び受信信号と基準信号とで値が反転している数（反転数）を算出し、算出した合致数及び反転数から基準信号に対する受信信号の合致率及び反転合致率を算出する。
【００６５】
ここで反転数及び反転合致率の算出処理について敷衍すると、上記したように、作業車１０がエリアワイヤ７２の外側にある場合、作業車１０がエリアワイヤの内側にいる場合に対し、磁気センサ３４の出力に基づいて受信されるデータ信号の値は、それぞれ０，１の値が反転した値となる。一方で、予めメモリに格納される基準信号は、信号発生器８４ｃによって生成されるデータ信号と同一の信号からなり、自車１０が作業エリア７０の内側にいる場合であって、受信したデータ信号と基準信号とが完全に同期する場合に合致率が１００％となるように設定されているため、より正確に作業車１０の位置を判断するには、作業車１０がエリアワイヤ７２の外側にいる場合、受信信号と基準信号のうちいずれか（この実施例では、受信信号）を反転させてから両信号を比較するのが望ましい。そこでこの実施例にあっては、Ｓ１４において反転数及び反転合致率も算出することとしている。
【００６６】
図５の説明を続けると、次いでプログラムはＳ１６に進み、Ｓ１４で算出した両信号（受信したデータ信号及び基準信号）間の合致数が、同じくＳ１４で算出した両信号間の反転数以上か否か判断する。Ｓ１６で肯定される場合はＳ１８に進み、Ｓ１４で算出した両信号の合致率がしきい値以上か否か（例えば、全データ長に対し、受信したデータ信号のうちの約７０％が基準信号と合致しているか否か）を判断する。
【００６７】
Ｓ１８で肯定される場合、プログラムはＳ２０に進み、自車１０が作業エリア７０の内側にいると判断する。
【００６８】
他方、Ｓ１８で否定される場合、プログラムはＳ２２に進み、エリアワイヤ７２に電流が流れていない状態、より具体的には、信号発生器８４ｃによってデータ信号が生成されていない状態、またはエリアワイヤ７２の断線によってデータ信号がエリアワイヤ７２に流れていない状態、のいずれかにあると判断する。
【００６９】
上記したように、この実施例にあっては、データ信号の値はマンチェスター符号化されているため、信号の値が０の場合を立ち下がりエッジ（即ち、１０の符号）として、１の場合を立ち上がりエッジ（即ち、０１の符号）として、それぞれ表現できる。また、電流が流れていない場合には、００の符号、即ち値が０でも１でもなく、信号が検出されていない状態として表現することができる。かかる場合は、Ｓ１８や後述するＳ２４の判断において合致率（反転合致率）がしきい値以上となることはないため、エリアワイヤ７２に電流が流れていない状態にあると判断することができる。
【００７０】
また、Ｓ１６で否定される場合、プログラムはＳ２４に進み、Ｓ１４で算出した反転合致率（即ち、基準信号に対する反転数の割合）がしきい値以上であるか否か判断する。Ｓ２４で肯定される場合、プログラムはＳ２６に進み、自車１０が作業エリア７０の外側にいると判断する。
【００７１】
一方、Ｓ２４で否定され、Ｓ１４で算出した反転合致率がしきい値未満であると判断される場合はＳ２８に進み、エリアワイヤ７２に電流が流れていない状態（より具体的には、信号発生器８４ｃによってデータ信号が生成されていない状態またはエリアワイヤ７２の断線によってデータ信号がエリアワイヤ７２に流れていない状態のいずれか）にあると判断する。
【００７２】
このように、この発明の実施例にあっては、信号の合致率（及び反転合致率）に基づいて自車１０の位置を判断するようにしたため、しきい値を適切に設定することにより、磁気センサ３４によって検出（受信）されてＥＣＵ４２に送られた信号を基準信号と同期させる処理を必要とすることなく自車１０の位置を正確に判断することが可能となる。また、先行技術の如く、ノイズの影響を回避するためのしきい値を設ける必要もなくなることから、エリアワイヤ７２（作業エリア７０の境界）から離れた場所でも信号（磁界強度）を正確に検出することが可能となり、よってより一層広い作業エリア７０での作業が可能となる。
【００７３】
また、図４（ａ）及び図６に示す如く、この実施例においては、信号発生器８４ｃによって生成されるデータ信号をランダムに発生させる、換言すれば、エリアワイヤ７２に送信される各データ信号間の時間Ｔn-1，Ｔn，Ｔn+1をランダムに設定することとした。
【００７４】
即ち、この実施例にあっては、受信したデータ信号と基準信号との合致率（及び反転合致率）に基づいて作業エリア７０に対する自車１０の位置を判断するように構成し、信号の始まりを検索しなければならない同期処理を不要としたため、データ信号を送信する（発生させる）タイミングをランダムに設定することができる。この結果、図６に示す如く、他の装置によって発生される信号との干渉を避けることができ、よって自車１０の位置をより一層正確に判断することが可能となる。
【００７５】
また、図４（ｂ）を示して説明した如く、信号長Ｌをランダムに設定できると共に、複数のデータ信号（コード配列）を送信することもできることから、自車１０が作業エリア７０の内側／外側のいずれにいるかを判定するのみならず、他の動作を制御することも可能となる。
【００７６】
例えば、特定のデータ信号が検出された場合に作業車１０を強制的に停止させたり、特定の場所に移動させたりするよう予め設定することができる。また、作業エリア７０毎に固有のデータ信号（コード配列）を含むように設定し、これを作業車１０に入力することにより、複数の作業エリア７０を１台の作業車１０が担当することも可能となる。また、ユーザ毎に固有のデータ配列を使用するよう設定することで、従来のようなＩＤ認証処理を必要とせずとも作業車１０の盗難防止を図ることも可能となる。
【００７７】
上記したように、この発明の実施例にあっては、作業エリア７０を規定するエリアワイヤ７２と、前記エリアワイヤ（電線）７２に電流を流して磁界を発生させる磁界発生手段（ＥＣＵ８４ｂ、信号発生器８４ｃ）と、前記作業エリア７０内を自律走行して作業する作業車１０と、前記作業車１０に搭載されると共に、前記発生された磁界の強度を示す出力を生じる磁気センサ３４と、前記磁気センサ３４の出力に基づいて前記作業エリア７０に対する前記作業車１０の相対位置を判断する位置判断手段とを備えた自律走行作業車の制御装置（ＥＣＵ４２）において、前記磁界発生手段は、前記エリアワイヤ７２に流す電流をコード化したデータ信号を生成して前記エリアワイヤ７２に送信し、前記データ信号は、２値化された複数のパルス信号からなる連続データ配列であって前記作業エリアに固有の基準信号と、前記作業車の動作を制御するための付加信号とを含み、前記データ信号の信号長Ｌは、前記付加信号の信号長に応じて変化し、前記位置判断手段は、前記磁気センサ３４の出力に基づいて前記磁界発生手段によって生成された前記データ信号を受信し（ＥＣＵ４２，Ｓ１０，Ｓ１２）、前記受信したデータ信号と予め格納された前記基準信号との合致率としきい値との比較結果に基づいて前記作業エリア７０に対する前記作業車１０の位置を判断する（Ｓ１４〜Ｓ２８）ように構成した。従って、受信したデータ信号と基準信号との同期処理を行うことなく作業エリア７０に対する作業車（自車）１０の位置を判断することができる。
【００７８】
また、信号の合致率に基づいて自車１０の位置を判断することとしたため、先行技術の如く、ノイズの影響を回避することを目的とするしきい値を設ける必要がなく、よってエリアワイヤ７２（作業エリア７０の境界）から離れた位置からでも信号を正確に受信することが可能、即ちより広い作業エリア７０で作業車１０を制御することが可能となる。
【００７９】
また、前記位置判断手段は、前記受信したデータ信号と前記基準信号とで値が同一となる数（合致数）が、前記受信したデータ信号と前記基準信号とで値が反転している数（反転数）以上であるとき（Ｓ１６でＹＥＳ）、前記合致率に基づいて前記作業車１０が前記作業エリア７０の内側にあるか否か判断する（Ｓ１８からＳ２２）ように構成したので、上記した効果に加え、作業エリア７０に対する作業車１０の位置をより一層適確に判断することができる。
【００８０】
また、前記位置判断手段は、前記受信したデータ信号と前記基準信号とで値が同一となる数（合致数）が、前記受信したデータ信号と前記基準信号とで値が反転している数（反転数）未満であるとき（Ｓ１６でＮＯ）、前記基準信号に対する前記反転数の割合を示す反転合致率に基づいて前記作業車１０が前記作業エリア７０の外側にあるか否か判断する（Ｓ２４からＳ２８）ように構成したので、上記した効果に加え、作業エリア７０に対する作業車１０の位置をより一層適確に判断することができる。
【００８１】
また、前記位置判断手段は、前記合致率または前記反転合致率がしきい値未満であるとき、前記エリアワイヤ７２に前記電流が流れていないと判断する（Ｓ２２，Ｓ２８）ように構成したので、上記した効果に加え、磁界発生手段（ＥＣＵ８４ｂ、信号発生器８４ｃ）の状態を判断することも可能となる。
【００８２】
また、前記磁界発生手段によって生成される前記データ信号の信号長Ｌがランダムであるように構成したので、上記した効果に加え、受信したデータ信号に応じて他の制御を実行するようにすることも可能となる。
【００８３】
例えば、特定のデータ信号が検出された場合には作業車１０を強制的に停止させたり、特定の場所に移動させたりするように予め設定することができる。また、作業エリア７０毎に固有のデータ信号を含むように設定することで、複数の作業エリア７０を１台の作業車１０で担当するように構成することもできる。また、ユーザ毎に固有のデータ配列を使用するように設定することも可能となり、よって従来のようなＩＤ認証処理を必要とすることなく作業車１０の盗難防止を図ることもできる。
【００８４】
また、前記磁界発生手段によって前記エリアワイヤ７２に送信される前記データ信号の周期がランダムであるように構成したので、上記した効果に加え、他の装置によって発生される磁界との干渉を積極的に避けることが可能となり、よって作業エリア７０に対する作業車の位置をより一層正確に判断することができる。
【００８５】
なお、作業車１０の構成として芝刈り機を例に挙げ、図１，２を示して具体的に説明したが、作業車１０はこれに限られるものではない。
【００８６】
また、信号発生器８４ｃによって生成するデータ信号の信号長や、自車の位置を判断する際のしきい値の値について具体的な数字を示して説明したが、これらは単なる例示に過ぎず、送信されるデータ信号の内容等に応じて適宜変更できることは言うまでもない。
【００８７】
また、上記においてしきい値は、図５のＳ１８とＳ２４の場合で同一の値として記載したが、これらをそれぞれ異なる値として適宜設定しても良いことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００８８】
１０  作業車（自律走行作業車）、３４  磁気センサ、４２  ＥＣＵ（制御装置。位置判断手段）、７０  作業エリア、７２  エリアワイヤ（電線）、７４  充電ＳＴ（ステーション）、８４ｂ  ＥＣＵ（磁界発生手段）、８４ｃ  信号発生器（磁界発生手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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