(57)【要約】【課題】対象となる領域内に生えている芝を効率的に刈り、且つ、刈り残しを好適に防止する自律移動型芝刈機を提供する。【解決手段】芝刈機１０が第１の方位を指向して移動し、境界線４０にぶつかった場合にはその境界線４０に沿って所定距離移動した後、第１の方位の逆方向を指向して移動するものであるため、芝刈りの対象となる領域の境界線４０が複雑に入り組んでいる場合であっても、その領域内を必ずしもくまなく効率的に移動することができる。すなわち、対象となる領域内に生えている芝３４を効率的に刈り、且つ、刈り残しを好適に防止する芝刈機１０を提供することができる。【選択図】図４
2014187951.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め境界線が定められた領域内において、自機で移動経路を決定して少なくとも１対の駆動輪により前記領域内の移動面上における移動を行い、該移動面に生えている芝を刈る自律移動型芝刈機であって、
前記１対の車輪を駆動する駆動部と、
前記境界線の存在を判定する境界線判定部と、
前記自律移動型芝刈機が指向する方位を検出する方位検出部と、
前記自律移動型芝刈機が移動した距離を検出する距離検出部と、
前記駆動部により前記自律移動型芝刈機を、第１の方位を指向して移動させる第１移動制御部と、
前記第１の方位を指向する前記自律移動型芝刈機の移動中に、前記境界線判定部により前記境界線の存在が判定された場合には、前記駆動部により前記自律移動型芝刈機を、該境界線に沿って移動させる第２移動制御部と、
前記自律移動型芝刈機が前記境界線に沿って移動することにより、前記第１移動制御部による前記自律移動型芝刈機の移動軌跡から前記第１の方位に垂直な方向へ所定距離移動した場合には、前記駆動部により前記自律移動型芝刈機を、前記第１の方位の逆方位を指向して移動させる第３移動制御部と
を、備えたことを特徴とする自律移動型芝刈機。
【請求項２】
前記第２移動制御部は、前記第１の方位を指向する前記自律移動型芝刈機の移動が開始されてから、前記境界線判定部により前記境界線の存在が最初に判定された場合には、前記駆動部により前記自律移動型芝刈機を、前記第１移動制御部による前記自律移動型芝刈機の移動軌跡と前記境界線とが鈍角を成す方向に、該境界線に沿って移動させるものである
請求項１に記載の自律移動型芝刈機。
【請求項３】
前記第１移動制御部は、前記自律移動型芝刈機の移動において、所定の条件が成立する場合には、前記第１の方位に対して所定角度を成す方位を新たな第１の方位として、前記駆動部により前記自律移動型芝刈機を、該新たな第１の方位を指向して移動させるものである
請求項１又は２に記載の自律移動型芝刈機。
【請求項４】
前記第１移動制御部は、前記第２移動制御部による前記境界線に沿った前記自律移動型芝刈機の移動が開始されてから、該自律移動型芝刈機が規定の距離又は規定の時間移動した時点において、前記第１移動制御部による前記自律移動型芝刈機の移動軌跡から前記第１の方位に垂直な方向へ前記所定距離移動していなかった場合には、前記第１の方位に対して所定角度を成す方位を新たな前記第１の方位として、前記駆動部により前記自律移動型芝刈機を、該新たな第１の方位を指向して移動させるものである
請求項３に記載の自律移動型芝刈機。
【請求項５】
前記境界線は所定の電磁波を放出するものであり、
前記境界線判定部は、前記境界線から放出される所定の電磁波を検出することで、該境界線の存在を判定するものである
請求項１から４の何れか１項に記載の自律移動型芝刈機。
【請求項６】
前記境界線判定部は、検出される電磁波の強度が規定の基準値以上となった場合に、前記境界線の存在を判定するものである
請求項５に記載の自律移動型芝刈機。
【請求項７】
前記移動面に生えている所定長以上の芝の存在を検出する芝検出部と、
該芝検出部により所定時間以上芝の存在が検出されなかった場合には、前記領域内における芝刈りの完了を判定する芝刈完了判定部と
を、備えたものである
請求項１から６の何れか１項に記載の自律移動型芝刈機。
【請求項８】
前記領域内における芝刈りの開始直後、又は前記領域内における芝刈りの完了直前に、前記駆動部により前記自律移動型芝刈機を、前記境界線に沿って少なくとも１周移動させる境界沿移動制御部を備えたものである
請求項１から７の何れか１項に記載の自律移動型芝刈機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自機で移動経路を決定して移動面上における移動を行い、その移動面に生えている芝を刈る自律移動型芝刈機の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
自機で移動経路を決定して移動面上における移動を行い、その移動面に生えている芝を刈る自律移動型芝刈機が提案されている。例えば、特許文献１に記載された無人走行芝刈機がその一例である。この技術によれば、車体に備えられた移動距離センサ、方位センサ、及び障害物センサ等の検出結果に基づいて、直進制御及び旋回制御を行って芝刈り作業を行うことで、圃場の一定区間を自動的に芝刈り作業し、省力化を図ることができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１４１６１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、前記従来の自律移動型芝刈機では、その芝刈りの対象となる領域内を必ずしもくまなく効率的に移動することができないという不具合があった。すなわち、芝刈りの対象となる領域によっては、その領域の境界線が複雑に入り組んでいる場合が考えられるが、斯かる場合において、前記従来の技術では、前記領域内に生えている芝を効率的に刈り、且つ刈り残しを好適に防止することは困難であった。
【０００５】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、対象となる領域内に生えている芝を効率的に刈り、且つ、刈り残しを好適に防止する自律移動型芝刈機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
斯かる目的を達成するために、本第１発明の要旨とするところは、予め境界線が定められた領域内において、自機で移動経路を決定して少なくとも１対の駆動輪により前記領域内の移動面上における移動を行い、その移動面に生えている芝を刈る自律移動型芝刈機であって、前記１対の車輪を駆動する駆動部と、前記境界線の存在を判定する境界線判定部と、前記自律移動型芝刈機が指向する方位を検出する方位検出部と、前記自律移動型芝刈機が移動した距離を検出する距離検出部と、前記駆動部により前記自律移動型芝刈機を、第１の方位を指向して移動させる第１移動制御部と、前記第１の方位を指向する前記自律移動型芝刈機の移動中に、前記境界線判定部により前記境界線の存在が判定された場合には、前記駆動部により前記自律移動型芝刈機を、該境界線に沿って移動させる第２移動制御部と、前記自律移動型芝刈機が前記境界線に沿って移動することにより、前記第１移動制御部による前記自律移動型芝刈機の移動軌跡から前記第１の方位に垂直な方向へ所定距離移動した場合には、前記駆動部により前記自律移動型芝刈機を、前記第１の方位の逆方位を指向して移動させる第３移動制御部とを、備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
このように、前記第１発明によれば、前記自律移動型芝刈機が第１の方位を指向して移動し、前記境界線にぶつかった場合にはその境界線に沿って所定距離移動した後、前記第１の方位の逆方向を指向して移動するものであるため、芝刈りの対象となる領域の境界線が複雑に入り組んでいる場合であっても、その領域内を必ずしもくまなく効率的に移動することができる。すなわち、対象となる領域内に生えている芝を効率的に刈り、且つ、刈り残しを好適に防止する自律移動型芝刈機を提供することができる。
【０００８】
前記第１発明に従属する本第２発明の要旨とするところは、前記第２移動制御部は、前記第１の方位を指向する前記自律移動型芝刈機の移動が開始されてから、前記境界線判定部により前記境界線の存在が最初に判定された場合には、前記駆動部により前記自律移動型芝刈機を、前記第１移動制御部による前記自律移動型芝刈機の移動軌跡と前記境界線とが鈍角を成す方向に、その境界線に沿って移動させるものである。
【０００９】
前記第１発明又は第２発明に従属する本第３発明の要旨とするところは、前記第１移動制御部は、前記自律移動型芝刈機の移動において、所定の条件が成立する場合には、前記第１の方位に対して所定角度を成す方位を新たな第１の方位として、前記駆動部により前記自律移動型芝刈機を、その新たな第１の方位を指向して移動させるものである。
【００１０】
前記第３発明に従属する本第４発明の要旨とするところは、前記第１移動制御部は、前記第２移動制御部による前記境界線に沿った前記自律移動型芝刈機の移動が開始されてから、その自律移動型芝刈機が規定の距離又は規定の時間移動した時点において、前記第１移動制御部による前記自律移動型芝刈機の移動軌跡から前記第１の方位に垂直な方向へ前記所定距離移動していなかった場合には、前記第１の方位に対して所定角度を成す方位を新たな前記第１の方位として、前記駆動部により前記自律移動型芝刈機を、その新たな第１の方位を指向して移動させるものである。
【００１１】
前記第１発明から第４発明の何れかに従属する本第５発明の要旨とするところは、前記境界線は所定の電磁波を放出するものであり、前記境界線判定部は、前記境界線から放出される所定の電磁波を検出することで、その境界線の存在を判定するものである。
【００１２】
前記第５発明に従属する本第６発明の要旨とするところは、前記境界線判定部は、検出される電磁波の強度が規定の基準値以上となった場合に、前記境界線の存在を判定するものである。
【００１３】
前記第１発明から第６発明の何れかに従属する本第７発明の要旨とするところは、前記移動面に生えている所定長以上の芝の存在を検出する芝検出部と、その芝検出部により所定時間以上芝の存在が検出されなかった場合には、前記領域内における芝刈りの完了を判定する芝刈完了判定部とを、備えたものである。
【００１４】
前記第１発明から第７発明の何れかに従属する本第８発明の要旨とするところは、前記領域内における芝刈りの開始直後、又は前記領域内における芝刈りの完了直前に、前記駆動部により前記自律移動型芝刈機を、前記境界線に沿って少なくとも１周移動させる境界沿移動制御部を備えたものである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施例である自律移動型芝刈機に備えられた構成の要部を例示するブロック図である。
【図２】図１の自律移動型芝刈機の構成を説明する概略側面図である。
【図３】図１の自律移動型芝刈機のＣＰＵに備えられた制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。
【図４】図１の自律移動型芝刈機のＣＰＵによるその芝刈機１０の移動制御の一例を示す図である。
【図５】図１の自律移動型芝刈機のＣＰＵによるその芝刈機１０の移動制御の他の一例を示す図である。
【図６】図１の自律移動型芝刈機のＣＰＵによるその芝刈機１０の移動制御の更に別の一例を示す図である。
【図７】図１の自律移動型芝刈機のＣＰＵによるその芝刈機１０の移動制御の更に別の一例を示す図である。
【図８】図１の自律移動型芝刈機のＣＰＵによるその芝刈機１０の移動制御の更に別の一例を示す図である。
【図９】図１の自律移動型芝刈機のＣＰＵによる自律移動制御の一例の要部を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例】
【００１７】
図１は、本発明の一実施例である自律移動型芝刈機１０に備えられた構成の要部を例示するブロック図である。この図１に示すように、本実施例の自律移動型芝刈機１０（以下、単に芝刈機１０という）は、中央演算処理装置であるＣＰＵ１２と、読出専用メモリであるＲＯＭ１４と、随時書込読出メモリであるＲＡＭ１６と、記憶部１８と、芝刈装置２０と、車輪駆動部２２と、境界線判定部２４と、方位検出部２６と、距離検出部２８と、芝検出部３０とを、備えて構成されている。前記ＣＰＵ１２は、前記ＲＡＭ１６の一時記憶機能を利用しつつ前記ＲＯＭ１４に予め記憶された所定のプログラムに基づいて電子情報を処理・制御する所謂マイクロコンピュータである。前記記憶部１８は、例えばフラッシュメモリ等のよく知られた記憶装置であり、前記芝刈機１０の制御に係る各種情報を記憶する。前記芝刈機１０は、図示しないバッテリから供給される電気エネルギを用いて、前記ＣＰＵ１２の処理により自機で移動経路を決定して移動を行い、その移動領域内における地面３２（図２を参照）に生えている芝３４を刈る自動芝刈りロボットである。
【００１８】
図２は、前記芝刈機１０の構成を説明する概略側面図である。この図２に示すように、本実施例の芝刈機１０は、例えば、略平面状（水平面状）を成す移動面である地面３２上を相対的に移動し、その地面３２に生えている芝３４を刈る。前記芝刈装置２０は、好適には、螺旋状に湾曲した複数のリール刃が水平軸回りに回転させられ、固定受刃との擦り合わせで芝３４を刈りあげるよく知られたリール型（バリカン型）の芝刈機構であるが、ドラム状の回転刃を備えたよく知られたドラム型の芝刈機構や、ワイヤを回転させることで芝３４を刈りあげるよく知られたワイヤ型の芝刈機構であってもよい。前記芝刈装置２０（芝刈機１０）の刈りあげ対象となる芝３４は、所謂芝生に群生する広義の芝草であり、特定の種類の植物には限られない。
【００１９】
前記車輪駆動部２２は、前記ＣＰＵ１２からの指令に基づいて、前記芝刈機１０に備えられた１対の駆動輪３６を駆動する。斯かる１対の駆動輪３６は、好適には、前記車輪駆動部２２によりそれぞれの回転が個別に制御されると共に、その回転方向が変更させられるように構成されている。前記芝刈機１０は、前記車輪駆動部２２により各駆動輪３６の回転方向が適宜変更させられると共にそれらの駆動輪３６が駆動されることで、前記地面３２上をその地面３２に平行を成す平面方向に３６０°何れの方向にも移動させられるようになっている。前記芝刈機１０は、前記１対の駆動輪３６とは別に、少なくとも１つの副車輪３８を備えている。この副車輪３８は、前記芝刈機１０の移動に際して前記地面３２に接触させられることで、三点支持のための補助輪（非駆動輪）として機能する。好適には、２つ以上の副車輪３８が備えられたものであってもよい。
【００２０】
前述のような駆動機構を備えていることで、前記芝刈機１０は、予め境界線４０（例えば、図４〜図８を参照）が定められた領域内において、自機で移動経路を決定して前記１対の駆動輪３６により前記領域内の移動面上における移動を行う。前記境界線４０は、前記芝刈機１０による芝刈りの対象となる領域と、それ以外の領域との境界を定めるものである。前記境界線４０は、例えば、前記地面３２に埋設された電線であり、所定の電流（例えば、１００ｋＨｚ程度の交流電流）が流されることで、その周囲に所定の電磁波（所定の周波数の電磁波）を放出するものである。前記境界線判定部２４は、前記領域内における前記芝刈機１０の移動に際して、前記境界線４０の存在を判定する。例えば、前記境界線４０に電流が流されることでその境界線４０から放出される所定の周波数の電磁波を検出することで、その境界線４０の存在を判定する。好適には、検出される電磁波の強度が規定の基準値以上となった場合に、前記境界線４０の存在を判定する。すなわち、前記境界線判定部２４は、前記地面３２に埋設された電線から放出される所定の周波数の電磁波を検出するためのコイル等を備えている。
【００２１】
前記方位検出部２６は、前記芝刈機１０が指向する方位すなわち機体の前進方向に対応する方位（方角）を検出する。例えば、地磁気を基準とする方位（四正方位）を検出する。すなわち、前記方位検出部２６は、好適には、地磁気を基準とする方位を検出する電子コンパス（電子磁気コンパス）等を備えている。或いは、前記領域における所定位置に複数の無線タグ（ＩＣチップ）が固定された構成において、前記方位検出部２６は、前記芝刈機１０に対するそれら複数の無線タグの位置を検出することで、前記芝刈機１０が指向する方位を検出するものであってもよい。すなわち、前記方位検出部２６は、地磁気を基準とする方位のように絶対方位を検出するものであってもよいし、前記領域に対する方位等の相対方位を検出するものであってもよい。
【００２２】
前記距離検出部２８は、前記芝刈機１０が移動した距離を検出する。好適には、前記１対の駆動輪３６の回転量を検出することで、それら駆動輪３６の駆動により前記芝刈機１０が前記地面３２上を移動した距離を検出する。すなわち、前記距離検出部２８は、好適には、前記車輪駆動部２２により駆動される前記１対の車輪３６それぞれの回転量を検出する車輪エンコーダを備えている。この車輪エンコーダは、例えば光学式或いは磁気式のロータリエンコーダである。
【００２３】
前記芝検出部３０は、前記芝刈機１０の移動面である前記地面３２に生えている所定長以上の芝３４の存在を検出する。好適には、図２に示すように、前記芝刈機１０の進行方向前方（前進方向）に、所定長以上の芝３４が存在するか否かを判定する。前記芝検出部３０は、好適には、前記芝刈機１０の進行方向前方における地面３２から所定高さの位置における物体の有無を検出する光学式センサ等を備えている。すなわち、前記芝検出部３０は、必ずしも植物としての芝３４を他の物体から区別して検出するものでなくともよく、前記芝刈機１０の移動面である前記地面３２におけるその地面３２から所定高さの位置における物体の存在を検出するものであればよい。
【００２４】
前記芝刈機１０は、前述のような構成を備えていることで、前記境界線４０で囲繞される領域内において、自機で移動経路を決定して前記１対の駆動輪３６により前記領域内の地面３２上における移動を行い、前記芝刈装置２０によりその地面３２に生えている芝３４を刈る。すなわち、前記芝刈機１０が前記地面３２上を移動する際、その移動軌跡に沿って前記地面３２に生えている芝３４を刈ってゆく。以下、図３〜図８等を参照してその具体例を説明する。
【００２５】
図３は、前記芝刈機１０のＣＰＵ１２に備えられた制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。この図３に示す第１移動制御部５０は、前記芝刈機１０による前記領域内の移動において、前記車輪駆動部２２により前記芝刈機１０を、第１の方位を指向して移動（直進）させる制御を行う。この第１の方位とは、例えば、前記方位検出部２６により検出される一定の方位であり、前記芝刈機１０がその第１の方位を指向して移動することで、その芝刈機１０はその第１の方位（例えば、３６０°式方位で４０°といった一定の方位角）に直進することとなる。すなわち、前記第１移動制御部５０は、好適には、前記方位検出部２６による検出結果に基づいて、前記車輪駆動部２２により前記芝刈機１０を、一定の方位である前記第１の方位を指向して移動させる制御を行う。
【００２６】
図４は、前記芝刈機１０のＣＰＵ１２によるその芝刈機１０の移動制御の一例を示す図であり、前記芝刈機１０の移動軌跡を破線矢印で示している。この図４に示すように、前記第１移動制御部５０は、好適には、前記領域内における芝刈りの開始直後、スタート地点である地点１Ａから前記芝刈機１０の移動を開始した後、後述するように地点１Ｂにおいて前記境界線４０の存在を判定する（境界線４０にぶつかる）までの間、前記車輪駆動部２２により前記芝刈機１０を、一定の方位である前記第１の方位を指向して移動（直進）させる制御を行う。
【００２７】
図３に示す第２移動制御部５２は、前記第１の方位を指向する前記芝刈機１０の移動中に、前記境界線判定部２４により前記境界線４０の存在が判定された場合には、前記車輪駆動部２２により前記芝刈機１０を、前記境界線４０に沿って移動させる。換言すれば、前記第１移動制御部５０の制御による前記第１の方位を指向する前記芝刈機１０の移動中に、その進行方向前方において前記境界線４０の存在が判定された（境界線４０にぶつかった）場合には、前記芝刈機１０がその境界線４０に沿って移動するように、前記境界線判定部２４による検出結果に基づいて、前記車輪駆動部２２による前記１対の駆動輪３６の駆動を制御する。この芝刈機１０の進行方向前方における前記境界線４０の存在は、例えば、前記境界線判定部２４により検出される前記所定の電磁波の強度が所定値以上となった場合に判定される。ここで、前記境界線４０に沿って移動するとは、前記芝刈機１０の進行方向の経時的推移が前記境界線４０の形状（曲率）と略一致することを言う。前記境界線４０に沿った前記芝刈機１０の移動において、好適には、前記芝刈機１０の機体が常に前記境界線４０の内側（芝刈りの対象となる領域側）となるように移動が行われるが、前記領域とその外側との間に塀等の障害物がない態様においては、前記境界線４０に沿った前記芝刈機１０の移動において、その芝刈機１０の機体の一部が前記境界線４０の外側にはみ出しても構わない。
【００２８】
前記第２移動制御部５２は、好適には、前記第１の方位を指向する前記芝刈機１０の移動が開始されてから、前記境界線判定部２４により前記境界線４０の存在が最初に判定された場合には、前記車輪駆動部２２により前記芝刈機１０を、前記第１移動制御部５０による前記芝刈機１０の移動軌跡と前記境界線４０とが鈍角を成す方向に、その境界線４０に沿って移動させる。本実施例において、斯かる判定の基準となる前記芝刈機１０の移動軌跡と前記境界線４０との角度は、前記境界線４０に対して前記芝刈機１０側すなわち手前側に形成される角度である。換言すれば、前記領域内における前記芝刈機１０の移動が開始されてから最初に前記境界線４０にぶつかったことが判定された場合には、前記車輪駆動部２２により前記芝刈機１０を、そこまでの移動軌跡と鈍角を成す方向に方向転換させた後、前記ぶつかった境界線４０に沿って移動させる制御を行う。例えば、図４に示す例では、破線で囲繞した部分を拡大して示すように、前記第１の方位を指向する前記芝刈機１０の移動中に、地点１Ｂにおいて初めて前記境界線４０にぶつかった場合、その境界線４０に沿って移動する態様としては、（ａ）第１の方位と境界線４０との角度が鈍角θ１を成す方向に進む態様と、（ｂ）第１の方位と境界線４０との角度が鋭角θ２を成す方向に進む態様とがあるが、好適には、第１の方位と境界線４０との角度が鈍角θ１を成す方向に前記芝刈機１０を指向させ、その境界線４０に沿って前記芝刈機１０を移動させる。或いは、前記第２移動制御部５２は、前記第１の方位を指向する前記芝刈機１０の移動が開始されてから、前記境界線判定部２４により前記境界線４０の存在が最初に判定された場合には、前記車輪駆動部２２により前記芝刈機１０を、前記第１移動制御部５０による前記芝刈機１０の移動軌跡と前記境界線４０とが鋭角θ２を成す方向に、その境界線４０に沿って移動させるものであってもよいし、前記鈍角θ１を成す方向及び前記鋭角θ２を成す方向の何れかに任意（アト・ランダム）に移動させるものであってもよい。
【００２９】
図３に示す第３移動制御部５４は、前記芝刈機１０が前記境界線４０に沿って移動することにより、前記第１移動制御部５０による前記芝刈機１０の移動軌跡から前記第１の方位に垂直な方向へ所定距離Δｄ移動した場合には、前記車輪駆動部２２により前記芝刈機１０を、前記第１の方位の逆方位を指向して移動させる。この移動距離の判定は、例えば、前記距離検出部２８による検出結果に基づいて行われる。図４に示すように、前記芝刈機１０を地点１Ｂから前記境界線４０に沿って移動させ、前記第１移動制御部５０による前記芝刈機１０の移動軌跡すなわち地点１Ａから地点１Ｂまでの移動軌跡からその移動軌跡に垂直な方向へ所定距離Δｄ移動したことが地点１Ｃにおいて判定された場合には、その地点１Ｃから前記第１の方位とは真逆の方向に向かって前記芝刈機１０を移動させる。前記所定距離Δｄは、好適には、前記芝刈機１０が前記芝３４を刈ることができる幅員（進行方向に垂直な方向の刈り取り幅）に対応するものであり、例えば、前記第１の方位に対応する移動軌跡と、その移動軌跡から前記境界線４０に沿って移動が行われた後の前記第１の方位の逆方位に対応する移動軌跡とで、前記幅員の一部が重なるように予め定められたものである。前記芝刈機１０の、前記第１移動制御部５０による移動軌跡すなわち前記第１の方位を指向する方向から垂直な方向への移動距離は、前記芝刈機１０の移動速度をｖ、各時点ｔにおける前記芝刈機１０が指向する方向と前記第１の方位との成す各をθ（ｔ）として、次の（１）式で表される。従って、前記第３移動制御部５４は、前記芝刈機１０の、前記第１の方位を指向する方向から垂直な方向への移動距離が次の（２）式を満たした場合には、前記車輪駆動部２２により前記芝刈機１０を、前記第１の方位の逆方位を指向して移動（直進）させる。
【００３０】
∫ｖ・ｓｉｎθ（ｔ）ｄｔ      ・・・（１）
Δｄ＝∫ｖ・ｓｉｎθ（ｔ）ｄｔ      ・・・（２）
【００３１】
前記第２移動制御部５２は、好適には、前記第１の方位乃至その逆方向を指向する前記芝刈機１０の移動が開始されてから、前記境界線判定部２４により前記境界線４０の存在が判定された場合、すなわち２回目以降の判定が行われた場合には、前記車輪駆動部２２により前記芝刈機１０を、先の前記第２移動制御部５２による移動制御において前記芝刈機１０が方向転換させられた方向と逆の方向に方向転換させ、その境界線４０に沿って移動させる。すなわち、先の前記第２移動制御部５２による移動制御において、前記第１の方位乃至その逆方向を指向する前記芝刈機１０の移動軌跡から前記芝刈機１０が進行方向向かって右方向に方向転換させられた場合には、今回の前記第２移動制御部５２による移動制御においては、前記第１の方位乃至その逆方向を指向する前記芝刈機１０の移動軌跡から前記芝刈機１０を進行方向向かって左方向に方向転換させ、その境界線４０に沿って移動させる。換言すれば、前記第２移動制御部５２は、好適には、前記第１の方位乃至その逆方向を指向する前記芝刈機１０の移動が開始されてから、前記境界線判定部２４により前記境界線４０の存在が判定された場合、すなわち２回目以降の判定が行われた場合には、前記移動軌跡と前記境界線４０とが鈍角を成すか或いは鋭角を成すかに関わらず、前述のように前記芝刈機１０を左右交互に方向転換させ、その方向に前記境界線４０に沿って移動させる。
【００３２】
図５は、前記芝刈機１０のＣＰＵ１２によるその芝刈機１０の移動制御の他の一例を示す図であり、前記芝刈機１０の移動軌跡を破線矢印で示している。この図５に示すように、前記第２移動制御部５２は、好適には、スタート地点である地点２Ａから地点２Ｂまで前記第１の方位を指向する前記芝刈機１０の移動が行われた後、地点２Ｂにおいて前記境界線４０の存在が判定された場合には、その第１の方位と境界線４０との角度が鈍角を成す方向すなわち右方向に前記芝刈機１０を指向（方向転換）させ、その境界線４０に沿って地点２Ｂから地点２Ｃに向かって前記芝刈機１０を移動させる。次に、前記境界線４０に沿った前記芝刈機１０の移動において、前記芝刈機１０が前記第１の方位に垂直な方向へ所定距離Δｄ移動したことが地点２Ｃにおいて判定され、その地点２Ｃから前記第１の方位とは真逆の方向に向かって前記芝刈機１０が移動させられる。そして、地点２Ｄにおいて前記境界線４０の存在が判定された場合には、前記第２移動制御部５２は、好適には、先の制御に係る地点２Ｂにおいて前記芝刈機１０が方向転換させられた方向と逆の方向すなわち左方向に前記芝刈機１０を方向転換させ、その境界線４０に沿って移動させる。前記所定距離Δｄは、好適には、前記第１の方位に対応する移動軌跡と、その移動軌跡から前記境界線４０に沿って移動が行われた後の前記第１の方位の逆方位に対応する移動軌跡とで、前記芝刈機１０が前記芝３４を刈ることができる幅員の一部が重なるように予め定められたものであるため、図５に示すように前記芝刈機１０の移動を制御しつつ前記芝刈装置２０による芝刈りを行うことで、前記境界線４０に囲繞された領域内に生えている前記芝３４の刈り残しを好適に抑制することができる。
【００３３】
前記第１移動制御部５０は、好適には、前記芝刈機１０の移動において、所定の条件が成立する場合には、前記第１の方位に対して所定角度を成す方位を新たな第１の方位として、前記車輪駆動部２２により前記芝刈機１０を、その新たな第１の方位を指向して移動させるものである。前記所定角度は、好適には９０°である。前記所定の条件は、好適には、前記第２移動制御部５２による前記境界線４０に沿った前記芝刈機１０の移動が開始されてから、その芝刈機１０が規定の距離又は規定の時間移動した時点において、前記第１移動制御部５０による前記芝刈機１０の移動軌跡から前記第１の方位に垂直な方向へ前記所定距離Δｄ移動していないことである。斯かる条件が成立する場合としては、例えば、（ａ）前記芝刈機１０が前記境界線４０に沿って移動する移動軌跡に障害物が存在したり、その境界線４０が直角或いは鋭角に曲がっている等して行き止まりとなった場合、（ｂ）前記芝刈機１０が前記境界線４０に沿って移動する移動軌跡が、前記所定距離Δｄの方向とは逆の方向に湾曲している等して、前記境界線４０に沿って移動し続けても前記第１の方位に垂直な方向へ前記所定距離Δｄ移動できない場合等が考えられる。すなわち、前記第１移動制御部５０は、好適には、前記第２移動制御部５２による前記境界線４０に沿った前記芝刈機１０の移動が開始されてから、その芝刈機１０が規定の距離又は規定の時間移動した時点において、前記第１移動制御部５０による前記芝刈機１０の移動軌跡から前記第１の方位に垂直な方向へ前記所定距離Δｄ移動していなかった場合には、前記第１の方位に対して所定角度を成す方位を新たな第１の方位として、前記車輪駆動部２２により前記芝刈機１０を、その新たな第１の方位を指向して移動（直進）させる。
【００３４】
図６は、前記芝刈機１０のＣＰＵ１２によるその芝刈機１０の移動制御の更に別の一例を示す図であり、前記芝刈機１０の移動軌跡を破線矢印で示している。この図６に示すように、前記第２移動制御部５２は、好適には、地点３Ｆから前記境界線４０に沿って前記芝刈機１０が移動させられている際、地点３Ｇにおいて前記境界線４０の角に到達し、前進方向への進行が不可能となった場合には、その地点３Ｇを新たなスタート地点として前記第１移動制御部５０による移動制御を開始する。好適には、図６に示すように、前記地点３Ｇから前記境界線４０の内側であって前記第１の方位（地点３Ａから地点３Ｂへの移動軌跡に対応する方位）に９０°を成す方向に前記芝刈機１０を移動（直進）させる。
【００３５】
以上に説明した前記第１移動制御部５０、第２移動制御部５２、及び第３移動制御部５４の制御により、前記車輪駆動部２２等を介して前記芝刈機１０の移動を制御することで、前記芝刈機１０が芝刈りの対象となる前記境界線４０で囲繞された領域内をくまなく移動させられ、前記芝刈装置２０によりその領域内における芝刈りが行われる。図７及び図８は、前記芝刈機１０のＣＰＵ１２によるその芝刈機１０の移動制御の更に別の一例を示す図であり、前記芝刈機１０の移動軌跡を破線矢印で示している。これら図７及び図８に示すように、前記第１移動制御部５０、第２移動制御部５２、及び第３移動制御部５４による前記芝刈機１０の移動制御では、スタート地点Ｓからその移動が開始されると、前記境界線４０に沿った移動により所定距離Δｄずつ前記第１の方位に垂直な方向への移動が行われると共に、前記第１の方位乃至その逆方位を指向する前記芝刈機１０の移動が交互に行われる。すなわち、前記所定距離Δｄ分の垂直移動を間挿しつつ前記第１の方位乃至その逆方位を指向する前記芝刈機１０の平行移動が繰り返されることで、前記境界線４０で囲繞された領域内における前記芝刈機１０の走査が行われる。更に、地点Ｒにおいて前進方向への進行が不可能となり且つ前記第１の方位乃至その逆方位への進行も不可能となった場合には、その地点Ｒを新たなスタート地点として前記第１移動制御部５０による移動制御が再開されることで、前記所定距離Δｄ分の垂直移動を間挿しつつ前記第１の方位に垂直を成す方位乃至その逆方位を指向する前記芝刈機１０の平行移動が繰り返される。これにより、前記芝刈機１０の移動軌跡は、図７及び図８に示すように平面視において格子状（碁盤目状）となる。従って、予め定められた境界線４０が図７に示すように直線状（矩形状）であると、或いは図８に示すように曲線状であると、を問わず、対象となる領域内に生えている芝３４を効率的に刈り、且つ、刈り残しを好適に防止することができる。
【００３６】
図３に示す芝刈完了判定部５６は、前記芝検出部３０により所定時間以上前記芝３４の存在が検出されなかった場合には、前記領域内における芝刈りの完了を判定する。すなわち、好適には、前記芝検出部３０により、前記芝刈機１０の進行方向前方（前進方向）に、所定長以上の芝３４の存在が、前記所定時間以上継続して検出されなかった場合には、前記領域内における芝刈りの完了を判定する。境界沿移動制御部５８は、前記領域内における芝刈りの開始直後、又は前記領域内における芝刈りの完了直前に、前記車輪駆動部２２により前記芝刈機１０を、前記境界線４０に沿って少なくとも１周移動させる。すなわち、前記芝刈機１０の起動（始動）後、スタート地点から前記第１移動制御部５０により前記芝刈機１０の移動制御が開始された直後、或いは、前記芝刈完了判定部５６により前記領域内における芝刈りの完了が判定された直後に、前記車輪駆動部２２により前記芝刈機１０を、前記境界線４０の存在が判定されるまで移動させた後、その境界線４０に沿って少なくとも１周移動させつつ前記芝刈装置１０によりその移動軌跡における前記芝３４を刈る。これにより、対象となる領域内に生えている前記芝３４の刈り残しを更に好適に防止することができる。
【００３７】
図９は、前記芝刈機１０のＣＰＵ１２による自律移動制御の一例の要部を説明するフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行されるものである。
【００３８】
先ず、ステップ（以下、ステップを省略する）Ｓ１において、前記方位検出部２６による検出結果等に基づいて、前記芝刈機１０の機体が指向している方位（方角）が取得される。次に、Ｓ２において、前記車輪駆動部２２の駆動が制御されることにより前記芝刈機１０が第１の方位すなわちＳ１にて取得された方位を指向して直進させられる。次に、Ｓ３において、前記境界線判定部２４による判定結果等に基づいて、前記芝刈機１０の進行方向前方に前記境界線４０の存在が判定されたか否かが判断される。このＳ３の判断が否定される場合には、Ｓ３の判断が繰り返されることにより待機させられるが、Ｓ３の判断が肯定される場合には、Ｓ４において、所定時間以上前記芝３４を刈っていないか否か、すなわち前記芝検出部３０により所定時間以上継続して前記芝３４の存在が検出されていないか否かが判断される。このＳ４の判断が否定される場合には、Ｓ６以下の処理が実行されるが、Ｓ４の判断が肯定される場合には、Ｓ５において、前記車輪駆動部２２により前記芝刈機１０が、前記境界線４０に沿って少なくとも１周移動させられた後、本ルーチンが終了させられる。
【００３９】
Ｓ６においては、前記芝刈機１０の進行方向前方に前記境界線４０の存在が判定されたときの方角θすなわち前記芝刈機１０の機体が指向していた方位が検出される。次に、Ｓ７において、前記車輪駆動部２２により前記芝刈機１０が前記境界線４０に沿って移動させられる。このＳ７の制御に関して、前記境界線４０の存在が初めて検出された場合には、Ｓ６にて検出された方向と鈍角を成す方向に前記芝刈機１０が方向転換させられる。前記境界線４０の存在の判定が２回目以降である場合には、先の制御における前記芝刈機１０の方向転換と逆の方向にその芝刈機１０が方向転換させられる。次に、Ｓ８において、前記芝刈機１０が前記境界線４０に沿って移動させられることにより、Ｓ２における前記芝刈機１０の移動軌跡からＳ６にて検出された方角θに垂直な方向へ、前記芝刈機１０が所定距離Δｄ移動させられたか否かが判断される。このＳ８の判断が肯定される場合には、Ｓ９において、Ｓ６にて検出された方角θの逆方向（θ＋１８０°に対応する方角）を指向して前記芝刈機１０の直進が開始させられた後、Ｓ３以下の処理が実行される。Ｓ８の判断が否定される場合には、Ｓ１０において、前記芝刈機１０が前記境界線４０に沿っての移動を開始してからの移動距離が、予め定められた規定量Ｌよりも大きいか否かが判断される。このＳ１０の判断が否定される場合には、Ｓ７以下の処理が再び実行されるが、Ｓ１０の判断が肯定される場合には、Ｓ１１において、前記境界線４０の内側であってＳ６にて検出された方角θに垂直な方位を指向して前記芝刈機１０の直進が開始させられた後、Ｓ３以下の処理が実行される。
【００４０】
以上の制御において、Ｓ２、Ｓ９が前記第１移動制御部５０の動作に、Ｓ３、Ｓ６、Ｓ７が前記第２移動制御部５２の動作に、Ｓ８、Ｓ１０、Ｓ１１が前記第３移動制御部５４の動作に、Ｓ４が前記芝刈完了判定部５６の動作に、Ｓ５が前記境界沿移動制御部５８の動作に、それぞれ対応する。
【００４１】
このように、本実施例によれば、前記芝刈機１０が第１の方位を指向して移動し、前記境界線４０にぶつかった場合にはその境界線４０に沿って所定距離移動した後、前記第１の方位の逆方向を指向して移動するものであるため、芝刈りの対象となる領域の境界線４０が複雑に入り組んでいる場合であっても、その領域内を必ずしもくまなく効率的に移動することができる。すなわち、対象となる領域内に生えている芝３４を効率的に刈り、且つ、刈り残しを好適に防止する芝刈機１０を提供することができる。
【００４２】
以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、更に別の態様においても実施される。
【００４３】
例えば、前述の実施例において、前記芝刈機１０による芝刈り領域を定める前記境界線４０は、前記地面３２に埋設された電線であり、所定の電流が流されることで、その周囲に所定の電磁波を放出するものであったが、前記芝刈機１０による芝刈り領域を定める境界線として、その領域内よりも一段高くされた縁石等が設けられたものであってもよい。斯かる態様において、前記境界線判定部２４は、光学式センサによりその境界線の存在を検出するものであってもよいし、前記芝刈機１０が境界線に接触することをもってその存在を検出するものであってもよい。前記第３移動制御部５４による前記所定距離Δｄの判定は、必ずしも前述した（２）式に基づいてそのΔｄを算出するといったように厳密な算出を行うものでなくともよく、例えば、前記第１の方位を指向する状態から方向転換を行い、前記境界線４０に沿って移動が開始されてから前記距離検出部２８により検出される移動距離が略Δｄとなったところで、前記第１の方位の逆方位に向けて前記芝刈機１０を移動させる制御を行うものであってもよい。或いは、前記芝刈機１０の芝刈り対象となる領域の地図情報（マップ）が予め前記記憶部１８等に記憶されており、その地図情報に定められた前記第１の方位及び所定距離Δｄ等に基づいて前記芝刈機１０の移動制御を行う態様も考えられる。前記地面３２に生えている前記芝３４の高さを検出するセンサを備え、そのセンサにより検出される前記芝３４の高さ（丈）に応じて前記芝刈機１０が方向転換を行うタイミングを決定するものであってもよい。すなわち、刈り取る対象となる前記芝３４の高さを逐一検出し、その高さに応じて前記芝刈機１０の移動制御を行うものであってもよい。前記領域内における前記芝刈機１０の移動に関して、前記芝刈装置２０による芝刈りを行いつつ移動する態様と、芝刈りを行わずに移動する態様とが切り替え可能とされたものであってもよい。
【００４４】
その他、一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。
【符号の説明】
【００４５】
１０：自律移動型芝刈機、２２：車輪駆動部、２４：境界線判定部、２６：方位検出部、２８：距離検出部、３０：芝検出部、３２：地面（移動面）、３４：芝、３６：駆動輪、４０：境界線、５０：第１移動制御部、５２：第２移動制御部、５４：第３移動制御部、５６：芝刈完了判定部、５８：境界沿移動制御部
【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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