(57)【要約】【課題】対象物を検出可能な位置に検出装置を容易に移動させる技術を提供する。【解決手段】検出システムは、複数の支柱と、支柱に支持される架線と、架線を巻き上げ可能な巻き上げ装置と、架線に連結され、巻き上げ装置により架線を巻かれることで空中を移動可能な昇降装置と、昇降装置に吊される検出装置と、を備える。検出装置は、巻き上げ装置によって複数の支柱により区画された領域を移動し、昇降装置によって下ろされて対象物に関する情報を検出する。【選択図】図１
2020162455.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の支柱と、
前記支柱に支持される架線と、
前記架線を巻き上げ可能な巻き上げ装置と、
前記架線に連結され、前記巻き上げ装置により前記架線を巻かれることで空中を移動可能な昇降装置と、
前記昇降装置に吊される検出装置と、を備え、
前記検出装置は、前記巻き上げ装置によって複数の前記支柱により区画された領域を移動し、前記昇降装置によって下ろされて対象物に関する情報を検出することを特徴とする検出システム。
【請求項２】
前記検出装置は、前記昇降装置によって下ろされることで森林にある樹木の根元側に関する情報を検出することを特徴とする請求項１に記載の検出システム。
【請求項３】
複数の前記支柱により区画された領域にある複数の樹木に関する情報を上空から検出したデータを解析して、前記検出装置を下ろす検出地点を、樹木の間の位置に決定する処理装置を備えることを特徴とする請求項２に記載の検出システム。
【請求項４】
支柱に支持される架線を巻き上げ可能な巻き上げ装置と、前記架線に連結されて前記巻き上げ装置による前記架線の巻きによって空中を移動可能な昇降装置と、前記昇降装置に吊される検出装置とを備える検出システムを用いた検出方法であって、
前記巻き上げ装置により前記架線を巻くことで、前記架線に連結された前記昇降装置を検出地点の上方へ移動させる第１ステップと、
前記昇降装置により前記検出装置を下ろす第２ステップと、
前記検出装置により対象物に関する情報を検出する第３ステップと、
前記昇降装置により前記検出装置を上げる第４ステップと、を含み、
前記第１ステップから前記第４ステップを別の検出地点で繰り返すことを特徴とする検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、架線を利用した検出システムおよび検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、レーザー走査装置により三次元測定対象物の形態を測量する形態調査方法が開示されている。この形態調査方法は、レーザー走査装置が調査範囲にレーザーを照射したとき、該レーザーの多数の反射点の各点を、三次元座標化された点として取得し、調査範囲の水平面上に多数のグリッドを派生させ、各グリッドの中にある点群の鉛直座標分布から標高値の最も低い低位点を抽出し、各グリッドで抽出された低位点を用いて調査範囲の地形モデルを作成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−８８１８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
検出装置により対象物を検出する場合、まずは検出装置を対象物の近くに移動させることになるが、場所によっては検出装置を対象物の近くに移動させづらいことがある。
【０００５】
本発明の目的は、対象物を検出可能な位置に検出装置を容易に移動できる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の検出システムは、複数の支柱と、支柱に支持される架線と、架線を巻き上げ可能な巻き上げ装置と、架線に連結され、巻き上げ装置により架線を巻かれることで空中を移動可能な昇降装置と、昇降装置に吊される検出装置と、を備える。検出装置は、巻き上げ装置によって複数の支柱により区画された領域を移動し、昇降装置によって下ろされて対象物に関する情報を検出する。
【０００７】
本発明の別の態様は、検出方法である。この方法は、支柱に支持される架線を巻き上げ可能な巻き上げ装置と、架線に連結されて巻き上げ装置による架線の巻きによって空中を移動可能な昇降装置と、昇降装置に吊される検出装置とを備える検出システムを用いた検出方法であって、巻き上げ装置により架線を巻くことで、架線に連結された昇降装置を検出地点の上方へ移動させる第１ステップと、昇降装置により検出装置を下ろす第２ステップと、検出装置により対象物に関する情報を検出する第３ステップと、昇降装置により検出装置を上げる第４ステップと、を含む。第１ステップから第４ステップを別の検出地点で繰り返す。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、対象物を検出可能な位置に検出装置を容易に移動できる技術を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】架線利用システムについて説明するための図である。
【図２】架線利用システムを用いた検出システムについて説明するための図である。
【図３】検出システムで取得される樹木情報を示す図である。
【図４】検出システムの機能構成を示す図である。
【図５】樹木の検出処理のフローチャートである。
【図６】樹木を把持した状態の伐採装置の斜視図である。
【図７】樹木を把持した状態の伐採装置の正面図である。
【図８】伐採装置を樹木に把持させるフローを示す図である。
【図９】伐採装置による枝払いおよび伐採のフローを示す図である。
【図１０】伐採装置で把持した状態で樹木を搬送するフローを示す図である。
【図１１】搬送システムの機能構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、架線利用システム１について説明するための図である。架線利用システム１は、第１支柱１０ａ、第２支柱１０ｂ、第３支柱１０ｃ、第４支柱１０ｄ（これらを区別しない場合「支柱１０」という）、第１主索１２ａ、第２主索１２ｂ（これらを区別しない場合「主索１２」という）、第１作業索１４ａ、第２作業索１４ｂ、第３作業索１４ｃ、第４作業索１４ｄ、第５作業索１４ｅ、第６作業索１４ｆ（これらを区別しない場合「作業索１４」という）、第１移動装置１６ａ、第２移動装置１６ｂ（これらを区別しない場合「移動装置１６」という）、保持装置１８、ガイド滑車２２およびウインチ２４を備える。
【００１１】
架線利用システム１は、いわゆるＨ型の架線利用システムであって、森林にて伐採された木材２０を、空中に張った主索１２および作業索１４で吊り上げ、集材場所２６付近に搬送するために用いられる。これにより、道路を作成しなくても、森林から木材２０を搬送できる。
【００１２】
４つの支柱１０は、立木の配置や集材場所２６の位置をもとに定められた架設に適した位置に立設される。支柱１０は、架線利用システム１の大きさ等に応じて５メートルから１０メートル程度の大きさに設定される。
【００１３】
主索１２および作業索１４は、架線として支柱１０に固定され、または支柱１０の滑車に掛けられる。第１主索１２ａは、第１支柱１０ａおよび第２支柱１０ｂに固定され、第２主索１２ｂは、第３支柱１０ｃおよび第４支柱１０ｄに固定され、空中でのレールとして機能する。第１主索１２ａおよび第２主索１２ｂは交差しないように設けられる。主索１２の長さは、３００メートルから１５００メートル程度である。
【００１４】
作業索１４は、移動装置１６またはウインチ２４により巻き上げられる動索として機能する。第１作業索１４ａ、第２作業索１４ｂ、第３作業索１４ｃおよび第４作業索１４ｄは、支柱１０に設けられた滑車に掛けられ、一端が移動装置１６に連結され、他端がウインチ２４に連結される。第１作業索１４ａは、ウインチ２４から第２支柱１０ｂと第１支柱１０ａを介して第１移動装置１６ａに連結される。第２作業索１４ｂは、ウインチ２４から第２支柱１０ｂを介して第１移動装置１６ａに連結される。第３作業索１４ｃは、ウインチ２４から第４支柱１０ｄと第３支柱１０ｃを介して第２移動装置１６ｂに連結される。第４作業索１４ｄは、ウインチ２４から第４支柱１０ｄを介して第２移動装置１６ｂに連結される。第５作業索１４ｅおよび第６作業索１４ｆは、移動装置１６と保持装置１８とに連結される。
【００１５】
一対の移動装置１６は、一対の主索１２にそれぞれ支持され、主索１２に沿って移動可能である。第１移動装置１６ａには、第１作業索１４ａおよび第２作業索１４ｂと、第５作業索１４ｅが連結され、第２移動装置１６ｂには、第３作業索１４ｃおよび第４作業索１４ｄと、第６作業索１４ｆが連結される。第５作業索１４ｅは、第１移動装置１６ａと保持装置１８を連結し、第６作業索１４ｆは、第２移動装置１６ｂと保持装置１８を連結する。移動装置１６は、無線での指示信号に応じて第５作業索１４ｅおよび第６作業索１４ｆを巻き上げおよび巻き下げる機能を有する。
【００１６】
保持装置１８は、昇降用のワイヤと、昇降用のワイヤの先端に設けられたフックを有する。フックは、木材２０を把持する。保持装置１８は、木材２０を把持する際、および木材２０を下ろす際にワイヤを巻いてフックを上下に移動させる。
【００１７】
ガイド滑車２２は、掛けられた作業索１４の方向を変える。ウインチ２４は、作業索１４をそれぞれ巻き上げるウインチとして機能し、それぞれの作業索１４を巻き上げまたは巻き下げるドラムと駆動源を有する。
【００１８】
架線利用システム１の動作について説明する。ウインチ２４は、第１作業索１４ａおよび第２作業索１４ｂの一方を巻き上げて他方を巻き下げることで、第１移動装置１６ａを第１主索１２ａに沿って移動させる。また、ウインチ２４は、第３作業索１４ｃおよび第４作業索１４ｄの一方を巻き上げて他方を巻き下げることで、第２移動装置１６ｂを第２主索１２ｂに沿って移動させる。これにより、保持装置１８が主索１２に沿って変位する。
【００１９】
移動装置１６は、第５作業索１４ｅおよび第６作業索１４ｆの一方を巻き上げて他方を巻き下げることで、保持装置１８が第１移動装置１６ａおよび第２移動装置１６ｂの間を移動する。これにより、保持装置１８が、４つの支柱１０に囲まれた領域内を略水平方向に移動でき、その領域内で伐採された木材２０を搬送できる。
【００２０】
ところで、図１では架線利用システム１を集材に利用する態様を示したが、この態様に限られず、架線利用システム１の保持装置１８を別の装置に取り替えることで様々な利用ができる。例えば、保持装置１８の代わりに検出装置を設けることで、樹木のデータを取得できる。また、保持装置１８の代わりに伐採装置を設けることで、自動制御または遠隔制御で伐採することができる。また、保持装置１８の代わりに害獣対策装置を設けることで、害獣を追い払うことができる。
【００２１】
（樹木を検出する検出システム）
図２は、架線利用システム１を用いた検出システムについて説明するための図である。図２に示す検出システムは、図１に示す架線利用システム１と比べて、保持装置１８の代わりに、検出装置３２および昇降装置３６を有する点で異なる。この検出システムは、森林の樹木情報を生成するために樹木を検出する。樹木情報は、間伐の選定や資源管理に用いられる。
【００２２】
昇降装置３６は、一対の作業索１４に連結され、一対の主索１２の間に位置し、検出装置３２を吊す。検出装置３２は、複数の支柱１０で区画された領域を昇降装置３６とともに移動し、その領域にある樹木に対してレーザ光の照射または撮像をして検出データを取得する。検出データに含まれる樹木は、解析処理により樹木情報に生成されて記録される。
【００２３】
図２では、支柱１０が４本の架線利用システム１を示すが、この態様に限られず、例えば支柱１０は２本や３本であってもよい。また、Ｈ型の架線利用システム１を示しているが、Ｈ型に特定されない。なお、支柱１０が２本で架線利用システム１が構成される場合、複数の支柱１０で区画された領域は直線状になる。
【００２４】
図３は、検出システムで取得される樹木情報を示す。樹木情報は、樹木ＩＤ、位置情報、直径情報、樹高、曲り情報を含む。位置情報は、検出装置３２の検出位置および検出装置３２と樹木の位置関係をもとに取得される。直径情報は、根元から梢近くまでの樹木の直径を段階的に示しており、直径情報から樹木の細りを把握できる。曲り情報は、樹木の曲り度合いを示す。
【００２５】
樹木情報の位置情報から樹木同士の位置関係が把握され、直径情報および樹高から樹木の体積が把握される。樹木同士の位置関係は、間伐の選定に用いられる。樹木の体積および曲り情報は、その樹木からどのような材木を採材できるか算出するために用いられ、資産管理および伐採の選定に用いることができる。森林の樹木情報があれば、その森林から生産できる材木を把握でき、材木の受注を受けた場合に伐採する樹木を容易に決定できる。
【００２６】
樹木を上方から検出したデータは、樹木の枝葉が邪魔になって樹木の幹を検出できず、直径情報や曲り情報を導出することができない。そのため、検出装置３２は、樹木の間をすり抜けさせて下ろし、樹木の根元側で検出する。
【００２７】
図４は、検出システム２の機能構成を示す。検出システム２は、処理装置３０、検出装置３２、巻き上げ装置３４および昇降装置３６を備える。処理装置３０は、検出装置３２、巻き上げ装置３４および昇降装置３６に無線で接続されており、それぞれを制御可能である。
【００２８】
検出装置３２は、検出部５４、位置検出部５６および姿勢センサ５７を有する。検出部５４は、レーザースキャナおよび／または撮像カメラであって、樹木に関する情報を検出し、その検出時刻を取得する。３次元のレーザースキャナおよび撮像カメラは、検出装置３２から全方位にある樹木を検出可能に、複数のセンサで構成されてよい。例えば、撮像カメラは１２０度ずつ異なる３方向を同時に撮像可能であって、３方向の撮像画像を組み合わせることで全方位にある樹木を検出可能にする。
【００２９】
位置検出部５６は、ＧＰＳ（Global Positioning System）を用いて位置情報および検出時刻を検出する。検出部５４の検出結果と位置検出部５６の位置情報は、検出時刻によって関連付けられる。位置情報によって、樹木の位置を特定できる。検出装置３２の下端には、検出時に地面に当接する脚部が設けられてよい。脚部は、棒状で１本または複数であってよく、検出装置３２の下方に突出している。脚部により、検出装置３２の姿勢を安定させることができる。また、地面に着座したことを検知するため、脚部に圧力センサが設けられてよい。圧力センサにより地面の着座が検知されたことをトリガーとして昇降装置３６による降下を停止してよい。
【００３０】
姿勢センサ５７は、加速度センサおよびジャイロセンサを含み、検出装置３２の姿勢を検出する。姿勢センサ５７の検知結果は、検出装置３２が揺れているときの検出部５４の検出結果を補正するために用いられる。また、検出装置３２が所定値以上に揺れていることを姿勢センサ５７が検知している間は、検出部５４の測定を停止してもよい。
【００３１】
巻き上げ装置３４は、図１に示すウインチ２４および移動装置１６を有する。巻き上げ装置３４は、作業索１４を巻くことで、検出装置３２および昇降装置３６を略水平方向に移動可能にする。なお、図１に示す架線利用システム１の態様では、第５作業索１４ｅおよび第６作業索１４ｆを巻き上げる移動装置１６が主索１２に連結されているが、この態様に限られず、第５作業索１４ｅおよび第６作業索１４ｆをウインチ２４の位置まで伸ばせば、移動装置１６の巻き上げ機能はウインチ２４と一体にできる。このように、巻き上げ装置３４は、一体でもよく、別体であってもよい。
【００３２】
昇降装置３６は、処理装置３０からの指示信号を無線で受け取って、昇降ワイヤで昇降装置３６から吊された検出装置３２を上下させる。なお、昇降装置３６は、検出装置３２の状態を監視するためのカメラを有してよい。
【００３３】
処理装置３０は、データ取得部４０、処理部４２、樹木情報保持部４６、検出地点決定部４８、位置取得部５０および制御部５２を有する。データ取得部４０は、検出部５４の検出データ、具体的にはレーザースキャナの計測結果および／または撮像画像を取得する。また、位置取得部５０は、位置検出部５６で検出された位置情報およびその検出時刻を取得する。
【００３４】
処理部４２は、データ取得部４０で取得された検出データの解析処理を行う。処理部４２は、複数の支柱１０で区画された領域にある樹木の位置を導出する位置導出処理と、樹木情報を生成するための樹木解析処理とを実行する。
【００３５】
位置導出処理では、検出装置３２が樹木より上方に上げられた状態で、樹木に関する情報を検出した検出部５４の検出データおよび、検出時の検出装置３２の位置情報が用いられる。主索１２が１５００メートル程度の大型の架線利用システム１では、検出装置３２は、位置を変えて複数回検出データを取得してよい。なお、検出装置３２とは別に、無人航空機に搭載した検出装置を用いて上空から樹木に関する情報を検出し、その検出データを位置導出処理に用いてもよい。処理部４２は、検出部５４の検出データと検出時の位置情報とにもとづいて、検出データに含まれる樹木の先端位置および検出装置３２の位置関係を導出し、複数の樹木の位置情報を導出する。
【００３６】
検出地点決定部４８は、処理部４２により推定された樹木の位置情報をもとに、検出装置３２を樹木の根元側に下ろす検出地点を決定する。検出地点は、隣り合う樹木の間であって、樹木先端がない開かれた場所に決定され、検出装置３２が枝葉に引っ掛かりにくい位置に決定され、検出地点決定部４８は、複数の位置情報である検出地点情報を生成する。検出地点情報は、昇降装置３６から取得した位置情報と同じ座標情報であってよい。このように、樹木の上方から樹木の先端を検出し、樹木の間の位置を検出地点に設定することで、検出地点で下ろす際に検出装置３２が枝葉に引っ掛かる可能性を抑えることができる。
【００３７】
制御部５２は、検出地点決定部４８により決定された各検出地点で検出装置３２が検出できるように巻き上げ装置３４および昇降装置３６を制御する。制御部５２は、検出地点決定部４８により決定された検出地点情報をもとに、検出装置３２の位置情報を監視しつつ巻き上げ装置３４の駆動を制御して、検出装置３２および昇降装置３６を略水平方向に移動させて検出地点で巻き上げ装置３４を停止させる。次に制御部５２は、検出地点で昇降装置３６の駆動を制御して、検出装置３２を樹木の根元側に下ろす。次に制御部５２は、検出部５４を駆動して樹木に関する情報を検出させる。検出部５４の検出データの取得が完了すると、制御部５２は、昇降装置３６の駆動を制御して、検出装置３２を樹木より高い位置に引き上げて一地点での検出制御が完了する。
【００３８】
次に、制御部５２は、巻き上げ装置３４の駆動を制御して、別の検出地点へ検出装置３２を移動させ、別の検出地点での検出をさせる。制御部５２は、検出地点決定部４８で決定された全ての検出地点で検出制御を実行するため、検出装置３２の略水平方向の移動および昇降を繰り返す。これにより、検出装置３２を略水平方向に移動させる際に樹木の枝葉に引っ掛かる可能性を抑えることができる。
【００３９】
なお、制御部５２は、検出地点に着いた後、検出部５４の撮像画像をもとに樹木の枝葉を避けて検出装置３２を下ろすように制御してもよい。また、作業者による巻き上げ装置３４の操作で検出装置３２を下ろす位置を調整できるように構成してもよい。
【００４０】
また、制御部５２は、姿勢センサ５７の検出結果をもとに検出装置３２の動きを監視し、検出装置３２の動きが所定値以上である場合に検出部５４の検出を停止してよい。
【００４１】
処理部４２の処理に戻る。樹木解析処理では、検出部５４が樹木の根元側に関する情報を検出した検出データが用いられる。なお、検出データには、検出部５４が検出した高さが異なる複数の検出データが用いられてもよい。
【００４２】
処理部４２は、検出データをもとに直径情報、樹高、曲り情報を導出する。また、処理部４２は、検出部５４の検出データをもとに検出部５４と樹木との位置関係を導出し、検出部５４の検出データおよび検出時の位置情報をもとに、樹木の位置情報を導出する。処理部４２は、姿勢センサ５７の検出結果をもとに、レーザスキャナの計測データを補正してよい。処理部４２は、解析結果をもとに図３に示す樹木情報を生成し、樹木情報保持部４６に保持させる。
【００４３】
図５は、樹木の検出処理のフローチャートである。検出部５４は、樹木の上方から複数の支柱１０に区画された領域にある樹木に関する情報を検出する（Ｓ１０）。データ取得部４０は、樹木の上空からの検出データを検出装置３２から取得し、処理部４２は、検出データおよび検出時の検出部５４の位置情報をもとに樹木の先端位置を導出し、検出地点決定部４８は、樹木の間の位置に検出地点を決定する（Ｓ１２）。
【００４４】
制御部５２は、決定された検出地点にもとづいて巻き上げ装置３４の駆動を制御し、検出装置３２および昇降装置３６を検出地点に移動させる（Ｓ１４）。制御部５２は、検出地点にて昇降装置３６の駆動を制御し、検出装置３２を樹木の根元側に下ろす（Ｓ１６）。
【００４５】
検出部５４は、制御部５２からの指示信号をもとに樹木の根元を含めて樹木に関する情報を検出する（Ｓ１８）。なお、検出装置３２は、昇降装置３６により昇降している途中で検出してもよい。制御部５２は、昇降装置３６の駆動を制御し、検出装置３２を樹木の上方に上げる（Ｓ２０）。
【００４６】
制御部５２は、全ての検出地点で樹木の検出が完了しているか判定する（Ｓ２２）。全ての検出地点で樹木の検出が完了していない場合（Ｓ２２のＮ）、Ｓ１４からＳ２０の制御を繰り返す。全ての検出地点で樹木の検出が完了すると（Ｓ２２のＹ）、本処理を終了する。樹木の検出データを検出した後は、処理装置３０は樹木情報を生成する処理を実行する。
【００４７】
検出システム２は、樹木の検出以外の用途、例えば森林での動物の生態調査に用いてよい。この場合、検出の対象物は動物や巣であり、検出システム２は、複数の樹木に設けられた巣を巡回して検出してもよい。
【００４８】
（樹木を伐採する伐採システム）
架線利用システム１は、樹木を伐採する伐採システムとして用いることができる。この伐採システムにおいて、図２に示す検出装置３２の代わりに、樹木を把持可能な伐採装置を取り付けることで、樹木の伐採と搬送を兼ねることができる。
【００４９】
図６は、樹木９９を把持した状態の伐採装置６４の斜視図である。また、図７は、樹木９９を把持した状態の伐採装置６４の正面図である。伐採装置６４は、図２に示す昇降装置３６から吊された状態で取り付けられ、無線で指示信号を受信できる。伐採装置６４は、昇降装置３６から昇降ワイヤ１５で吊され、昇降装置３６が昇降ワイヤ１５を巻き上げおよび巻き下げることで上下する。伐採装置６４は、把持部８０、マニピュレータ８２、枝払い部８４、切断部８６、送出部８８およびカメラ８９を有する。
【００５０】
把持部８０は、樹木を把持可能で、一対の把持体８０ａ,８０ｂを有する。一対の把持体８０ａ,８０ｂは、樹木９９の長手方向に沿った側面視にて略円弧状に形成され、回動可能に設けられ、先端が互いに接近するように回動することで樹木９９を把持し、先端が互いに離れるように回動することで把持を解除する。把持体８０ａ,８０ｂは、樹木９９に当接する部分、すなわち側面視にて把持体８０ａ,８０ｂの内周側にローラ８５を有する。このローラ８５は、樹木９９の長手方向に直交する方向の回転軸を有し、樹木９９が長手方向に移動する際に回転し、把持部８０が樹木９９を挟んだ状態で樹木９９を長手方向に移動可能にする。把持部８０は、弱把持状態と強把持状態の２段階の力で樹木９９を把持可能であってよい。ローラ８５は弱把持状態で回転可能であり、強把持状態で回転しないようになってよい。
【００５１】
送出部８８は、一対の把持体８０ａ，８０ｂにそれぞれ設けられ、ベルトコンベアのように回転駆動する。送出部８８は、樹木９９の弱把持状態で樹木表面に押し当てられ、駆動すると樹木を長手方向に送出させる。送出部８８により、樹木９９を把持した伐採装置６４を樹木９９に沿って移動させることができる。なお、送出部８８は、ストッパを有してよく、樹木９９を把持して搬送する際には回転しないように構成されてよい。
【００５２】
枝払い部８４は、一対の把持体８０ａ，８０ｂにそれぞれ設けられる複数のカッター８４ａ，８４ｂを有し、樹木９９の枝払いが可能である。複数のカッター８４ａ，８４ｂは、樹木９９の把持状態で樹木９９を囲むように位置するとともに樹木の表面に押し当てられ、送出部８８を駆動して伐採装置６４を樹木９９に沿って移動させると、樹皮および枝をそぎ落とすように切断する。
【００５３】
切断部８６は、把持体８０ａの側面に設けられ、樹木９９の把持状態で樹木９９を切断する。切断部８６は、チェーンソーとして機能し、刃部が樹木９９に向かって回転することで樹木９９を切断する。切断部８６は、樹木９９の把持状態で伐採装置６４の下側に位置する。
【００５４】
マニピュレータ８２は、樹木９９を掴んで伐採装置６４を樹木９９に接近させる機能と、昇降ワイヤ１５を樹木９９の上部に支持させる機能を有する。マニピュレータ８２は、アーム部９０、フック部９２、脱着部９４、リング部９６および連結ワイヤ９８を有する。
【００５５】
アーム部９０は、ロボットアームのように駆動し、伸びることでフック部９２を樹木９９に接近させる。フック部９２は、開くように回転可能であり、人の手のように動いて樹木９９を掴むことが可能である。
【００５６】
脱着部９４は、アーム部９０に脱着可能であり、制御信号に応じてアーム部９０から外れて、フック部９２をアーム部９０から分離させる。リング部９６は、昇降ワイヤ１５を挿通させており、昇降ワイヤ１５に繋がれた状態で昇降ワイヤ１５に沿って移動可能である。連結ワイヤ９８は、フック部９２をリング部９６を介して昇降ワイヤ１５に連結する。
【００５７】
図８は、伐採装置６４を樹木に把持させるフローを示す。図８（ａ）に示すように、昇降装置３６および伐採装置６４は、巻き上げ装置３４による作業索１４の巻きによって伐採予定の樹木９９の上方に移動する。伐採装置６４は、昇降装置３６から昇降ワイヤ１５で吊されている。
【００５８】
図８（ｂ）には、昇降装置３６が昇降ワイヤ１５を巻き下げて伐採装置６４を樹木９９の根元の付近まで下ろす。これにより、伐採装置６４が樹木９９の枝の無い部分に位置する。マニピュレータ８２は、アーム部９０を伸ばし、図８（ｃ）に示すように樹木９９の幹を掴ませる。このとき、カメラ８９で幹の位置を確認してアーム部９０を動作させてよい。
【００５９】
マニピュレータ８２のフック部９２で樹木９９を掴んだあと、図８（ｄ）に示すように、アーム部９０を縮ませて、伐採装置６４を樹木９９の幹に接近させ、伐採装置６４の把持部８０が樹木９９を把持する。伐採装置６４は、昇降装置３６に吊されて不安定な状態にあるが、マニピュレータ８２によって樹木９９に接近させることで、樹木９９を容易に把持することができる。
【００６０】
図９は、伐採装置６４による枝払いおよび伐採のフローを示す。伐採装置６４の把持部８０が樹木９９の幹を把持した後、図９（ａ）に示すように、把持部８０を弱把持状態にして送出部８８を駆動させて、伐採装置６４を樹木９９に沿って上方に移動させて枝払いをする。図９（ｂ）には、樹木９９の上部まで伐採装置６４を移動させ、枝払いを完了する。
【００６１】
図９（ｃ）に示すように、マニピュレータ８２のフック部９２は樹木９９の上部を掴み、脱着部９４がアーム部９０から外れて、フック部９２がリング部９６を介して昇降ワイヤ１５を連結した状態で樹木９９の上部に固定される。フック部９２およびリング部９６は、昇降ワイヤ１５を挿通し、樹木９９の上部に固定される固定部材９１として機能する。固定部材９１は、送出部８８により伐採装置６４を樹木９９の上部に移動させた際に樹木９９の上部に固定される。
【００６２】
図９（ｄ）には、伐採装置６４が送出部８８の駆動により下方に移動している。図９（ｅ）では、伐採装置６４が樹木９９の下部に位置し、把持部８０が強把持状態となり、切断部８６が駆動して樹木９９を切断する。このとき、樹木９９は固定部材９１と伐採装置６４により２箇所で支持された状態である。
【００６３】
図１０は、伐採装置６４で把持した状態で樹木９９を搬送するフローを示す。図１０（ａ）には、樹木９９が、固定部材９１と把持部８０の２箇所で支持されているため、切断されても倒れていない様子を示す。樹木９９を伐倒する場合、隣り合う樹木の位置関係に応じて予め設定した方向に伐倒する必要があるが、固定部材９１および把持部８０が樹木９９を支持することで伐倒を不要にできる。これにより、伐倒方向を定めなくてよいため、把持部８０が樹木９９に対して把持する方向を定めなくてすむ。また、伐倒する場合と比べて、作業索１４に加わる荷重を大きく低減できる。また、樹木９９が他の樹木に衝突して傷つくことを抑えることができる。また、伐倒方向に位置する他の樹木を予め伐採することが不要になる。
【００６４】
図１０（ｂ）には、昇降装置３６が昇降ワイヤ１５を巻き上げて、把持部８０で把持する樹木９９を上空に持ち上げている様子を示す。図１０（ｃ）には、巻き上げ装置３４で作業索１４を巻いて、切断された樹木９９を森林の上方で搬送している様子を示す。
【００６５】
図１０（ｄ）には、所定地点まで樹木９９を搬送すれば、昇降装置３６が昇降ワイヤ１５を巻き下げて把持部８０とともに樹木９９を下ろす。把持部８０が把持を解除し、固定部材９１を取り外せば、樹木９９の搬送が完了する。図８から図１０に示したように、樹木９９の位置に作業者が行かなくても、樹木９９の伐採から搬送をでき、作業者の負担を抑えることができる。
【００６６】
図１１は、搬送システム４の機能構成を示す。搬送システム４は、複数の支柱１０、主索１２や作業索１４の架線、巻き上げ装置３４、昇降装置３６、制御装置６０および伐採装置６４を備える。昇降装置３６は、位置検出部７４、撮像部７６および昇降部７８を有する。制御装置６０は、位置取得部６６、画像取得部６８、表示部６９、処理部７０、受付部７１および制御部７２を有する。制御装置６０は、巻き上げ装置３４、昇降装置３６および伐採装置６４に無線で接続される。
【００６７】
昇降装置３６の位置検出部７４は、昇降装置３６の位置情報を位置取得部６６に送信する。撮像部７６は、昇降装置３６の下方を撮像し、樹木９９および伐採装置６４を撮像し、撮像画像を画像取得部６８に送信する。昇降部７８は、昇降ワイヤ１５を巻き上げおよび巻き下げることで、伐採装置６４を上下に移動させる。
【００６８】
制御装置６０の位置取得部６６は、昇降装置３６の位置情報を取得し、処理部７０に送り、画像取得部６８は、撮像部７６による撮像画像を取得し、処理部７０に送る。また、画像取得部６８は、伐採装置６４のカメラ８９から撮像画像を取得して、処理部７０に送る。
【００６９】
受付部７１は、作業者の入力を受け付ける。例えば、作業者は、マニピュレータ８２のアーム部９０の動作やフック部９２の掴み動作を操作する。また、作業者は、巻き上げ装置３４や昇降装置３６を操作して伐採装置６４の位置を調整できる。
【００７０】
処理部７０は、撮像部７６による撮像画像とカメラ８９による撮像画像を表示部６９に送り、表示部６９に表示させる。作業者は、表示部６９の表示によって、昇降装置３６から送信された映像と、伐採装置６４から送信された映像をもとに、伐採装置６４や巻き上げ装置３４を操作できる。
【００７１】
処理部７０は、昇降装置３６の位置情報、撮像部７６による撮像画像、伐採装置６４のカメラによる撮像画像などにもとづいて、図８から図１０に示す各作業工程を進めるよう判断する。制御部７２は、処理部７０により決定された作業工程を、巻き上げ装置３４、昇降装置３６および伐採装置６４を制御して実行させる。
【００７２】
処理部７０は、昇降装置３６の位置情報および撮像部７６による撮像画像にもとづいて、昇降装置３６および伐採装置６４を、伐採予定の樹木９９の上方に移動させる作業工程の実行を決定する。処理部７０は、予め設定された樹木９９の位置情報を取得し、昇降装置３６を移動させることを決定する。制御部７２は、巻き上げ装置３４を駆動して、昇降装置３６および伐採装置６４を移動させる。
【００７３】
搬送システム４では、制御装置６０で自動的に実行される処理と、作業者の操作で実行される処理が含まれる。例えば、作業者は、図８（ｂ）から図８（ｄ）に示す把持部８０で樹木９９を把持させるための操作を実行し、他の操作を制御装置６０が自動的に実行してもよい。
【００７４】
処理部７０は、把持部８０が樹木９９を把持した際に、図９（ａ）および図９（ｂ）に示す枝払い作業工程の実行を決定する。制御部７２は、送出部８８を駆動して、伐採装置６４を上方に移動させる。
【００７５】
次に、処理部７０は、図９（ｃ）に示すマニピュレータ８２により樹木９９の上部にフック部９２を固定させる作業工程の実行を決定する。制御部７２は、アーム部９０およびフック部９２を駆動して樹木９９の上部を掴ませ、脱着部９４をアーム部９０から外させる。これにより、昇降ワイヤ１５を挿通した固定部材９１が樹木９９の上部に固定される。なお、作業者がこの作業を操作してもよい。
【００７６】
次に、処理部７０は、図９（ｄ）および図９（ｅ）に示す樹木９９の下部を切断させる作業工程の実行を決定する。制御部７２は、送出部８８を駆動して伐採装置６４を樹木９９の下部に移動させ、切断部８６を駆動して樹木９９の下部を切断させる。
【００７７】
次に、処理部７０は、図１０（ａ）から図１０（ｄ）に示す樹木９９を搬送する作業工程の実行を決定する。制御部７２は、昇降部７８を駆動して、伐採装置６４および樹木９９を森林の上空に上げ、巻き上げ装置３４を駆動して、樹木９９を所定位置まで搬送し、昇降部７８を駆動して樹木９９を下ろし、把持部８０を駆動して把持を解除する。
【００７８】
このように、搬送システム４は、樹木９９の伐採および搬送を実行でき、作業者が樹木９９の場所まで移動する負担を軽減できる。また、搬送システム４は、切断時に固定部材９１および伐採装置６４の２箇所で樹木９９を支持するとで、樹木９９を伐倒しないようにできる。
【００７９】
（害獣対策システム）
架線利用システム１は、樹木を害獣から保護する害獣対策システムとして用いることができる。この害獣対策システムでは、図２に示す検出装置３２の代わりに、害獣を追い払う音波発生装置が取り付けられる。この音波発生装置は、超音波を発生するスピーカ、警報を発生するブザーおよびカメラを有する。制御装置がカメラの撮像画像を解析して害獣を検出すると、音波発生装置を害獣の近くに移動させ、スピーカおよびブザーを駆動させて、害獣を追い払う。
【００８０】
このように、架線利用システム１は、昇降装置３６に吊す装置を取り替えることで、樹木の集材だけでなく、複数の機能を実行できる。これにより、架線利用システム１の利便性を向上でき、支柱１０および架線を効果的に利用できる。昇降ワイヤ１５の下端には各装置を取り替えるための取付部が設けられ、各装置は、取付部に取り付けおよび取り外しが可能である。
【００８１】
以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。実施の形態はあくまでも例示であり、各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００８２】
実施例では、検出装置３２に位置検出部５６が設けられる態様を示したが、この態様に限られず、昇降装置３６に位置検出部が設けられてよい。
【００８３】
また、実施例では、固定部材９１がフック部９２により樹木９９を掴むように固定される態様を示したがこの態様に限られない。例えば、フック部９２の代わりに樹木９９に打ち込むくさび部材であってよい。また、変形例のくさび部材は、マニピュレータ８２とは別に伐採装置６４に設けられてもよい。いずれにしても、固定部材９１は、樹木９９に固定され、リング部９６に昇降ワイヤ１５を挿通している。
【符号の説明】
【００８４】
１  架線利用システム、  ２  検出システム、  ４  搬送システム、  １０ａ  第１支柱、  １０ｂ  第２支柱、  １０ｃ  第３支柱、  １０ｄ  第４支柱、  １５  昇降ワイヤ、  １６  移動装置、  １６ａ  第１移動装置、  １６ｂ  第２移動装置、  １８  保持装置、  ３０  処理装置、  ３２  検出装置、  ３４  巻き上げ装置、  ３６  昇降装置、  ４０  データ取得部、  ４２  処理部、  ４４  生成部、  ４６  樹木情報保持部、  ４８  検出地点決定部、  ５０  位置取得部、  ５２  制御部、  ５４  検出部、  ５６  位置検出部、  ５７  姿勢センサ、  ６０  制御装置、  ６４  伐採装置、  ６６  位置取得部、  ６８  画像取得部、  ６９  表示部、  ７０  処理部、  ７１  受付部、  ７２  制御部、  ７４  位置検出部、  ７６  撮像部、  ７８  昇降部、  ８０  把持部、  ８２  マニピュレータ、  ８４  枝払い部、  ８６  切断部、  ８８  送出部、  ８９  カメラ、  ９０  アーム部、  ９１  固定部材、  ９２  フック部、  ９４  脱着部、  ９６  リング部、  ９８  連結ワイヤ。
【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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【図１１】
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