(57)【要約】【課題】準備作業を軽減するとともに作業時の操作を不要とし、怪我や事故などの危険や故障を回避する。【解決手段】走行面を移動しながら作業を行う移動体１００と、移動体１００の移動方向に交差する方向に移動可能に設けられ、移動体１００の移動を支援する移動支援部２５０を有する支援装置２００とを備えた移動ユニットであって、移動体１００は、走行面の状態を検知する画像処理部１５１と、検知された走行面の状態に応じて、移動体１００の移動を制御する移動制御部１５２と、を備え、移動支援部２５０は、移動支援部２５０と移動体１００とを張力のかかった状態で接続する牽引ワイヤと、移動体１００の移動可否状況と移動体１００の移動方向とに応じて、牽引ワイヤの張力を制御するウィンチ制御部２５３と、を備える。【選択図】図５
2018042528.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行面を移動しながら作業を行う移動体と、前記移動体の移動方向に交差する方向に移動可能に設けられ、前記移動体の移動を支援する移動支援部を有する支援装置と、を備えた移動ユニットであって、
前記移動体は、
前記走行面の状態を検知する状態検知部と、
検知された前記走行面の状態に応じて、前記移動体の移動を制御する移動制御部と、を備え、
前記移動支援部は、
前記移動支援部と前記移動体とを張力のかかった状態で接続する接続部材と、
前記移動体が移動しているか否かを示す移動可否状況と、前記移動体の前記移動方向とに応じて、前記接続部材の張力を制御する張力制御部と、を備える移動ユニット。
【請求項２】
前記張力制御部は、
前記移動体が停止している場合、前記接続部材を固定し、その後に前記移動体が移動を始めた場合、前記接続部材の固定を解除する制御を行うブレーキ制御部と、
前記移動体が前記移動支援部に向かう方向である第１の方向に移動を始めた場合、前記接続部材を巻き取ることで張力を与え、前記移動体が前記移動支援部から離れる方向である第２の方向に移動を始めた場合、前記接続部材に張力を与えない制御を行う巻取制御部と、を有する、請求項１に記載の移動ユニット。
【請求項３】
前記状態検知部は、前記走行面にある障害物を検知した場合、前記障害物までの距離を検知し、
前記移動制御部は、前記障害物までの距離に基づいて、前記障害物から所定距離離れた位置で前記移動体を停止させる、請求項２に記載の移動ユニット。
【請求項４】
前記移動制御部は、前記状態検知部により、前記移動体が前記第２の方向に移動している場合に前記障害物が検知された場合、前記移動体を停止させた後、前記第１の方向に前記移動体を移動させ、
前記巻取制御部は、前記第１の方向に前記移動体が移動を始めた場合、前記接続部材を巻き取ることで張力を与える制御を行う、請求項３に記載の移動ユニット。
【請求項５】
前記移動体は、
前記接続部材の張力を検出する張力検出部をさらに備え、
前記ブレーキ制御部は、検出された張力が所定時間変化しなかった場合、前記接続部材を固定し、その後に検出された張力が変化した場合、前記接続部材の固定を解除する制御を行い、
前記巻取制御部は、検出された張力が所定時間変化しなかった後に弱くなった場合、前記接続部材を巻き取ることで張力を与え、検出された張力が所定時間変化しなかった後に強くなった場合、前記接続部材に張力を与えない制御を行う、請求項３または４に記載の移動ユニット。
【請求項６】
前記移動体は、
前記移動制御部による前記移動体の移動に基づいて、前記移動可否状況と前記移動方向とを示す移動体情報を前記移動支援部に送信する第１の通信制御部をさらに備え、
前記移動支援部は、
前記移動体情報を前記移動体から受信する第２の通信制御部をさらに備え、
前記ブレーキ制御部は、前記移動体情報が示す前記移動可否状況に基づいて、前記接続部材を固定、または前記接続部材の固定を解除する制御を行い、
前記巻取制御部は、前記移動体情報が示す前記移動方向に基づいて、前記接続部材に張力を与え、または前記接続部材に張力を与えない制御を行う、請求項３〜５のいずれか一つに記載の移動ユニット。
【請求項７】
前記移動体は、
前記移動体の落下または転倒を検知する落下転倒検知部をさらに備え、
前記第１の通信制御部は、前記移動体の落下または転倒を検知した場合、落下または転倒により救助を要請する旨を示す救出要求情報を前記移動支援部に送信し、
前記第２の通信制御部は、前記救出要求情報を前記移動体から受信し、
前記巻取制御部は、前記救出要求情報を受信した場合、前記接続部材を巻き取ることで張力を与える制御を行う、請求項６に記載の移動ユニット。
【請求項８】
前記移動支援部は、
前記移動可否状況と前記移動方向とを出力部に出力する出力制御部をさらに備える、請求項５〜７のいずれか一つに記載の移動ユニット。
【請求項９】
前記移動体は、
前記移動体が移動している場合に、前記走行面の端部を検知する端部検知部を更に備え、
前記移動制御部は、前記走行面の端部が検知された場合、前記移動体を停止させる、請求項１〜８のいずれか一つに記載の移動ユニット。
【請求項１０】
前記支援装置は、
前記交差する方向に沿って固定されたガイド部材を更に備え、
前記移動支援部は、前記交差する方向に移動可能に、前記ガイド部材に設けられている、請求項１〜９のいずれか一つに記載の移動ユニット。
【請求項１１】
前記ガイド部材は、金属パイプであって、
前記移動支援部は、
前記金属パイプを挟持するとともに、回転可能なガイドローラと、
前記ガイドローラを回転させることで前記金属パイプに沿って前記移動支援部を前記交差する方向に移動させる回転制御部をさらに備える、請求項１０に記載の移動ユニット。
【請求項１２】
前記ガイド部材は、長尺状のベルトであって、
前記移動支援部は、
前記ベルトを挟持するとともに、回転可能なガイドローラと、
前記ガイドローラを回転させることで前記ベルトに沿って前記移動支援部を前記交差する方向に移動させる回転制御部をさらに備える、請求項１０に記載の移動ユニット。
【請求項１３】
前記移動体は、
前記走行面に生えた草を刈る草刈り部をさらに備える、請求項１〜１２のいずれか一つに記載の移動ユニット。
【請求項１４】
走行面を移動しながら作業を行う移動体であって、
前記走行面の状態を検知する状態検知部と、
検知された前記走行面の状態に応じて、前記移動体の移動を制御する移動制御部と、
前記移動制御部による前記移動体の移動に基づいて、前記移動体が移動しているか否かを示す移動可否状況と、前記移動体の移動方向とを示す移動体情報を、前記移動方向に交差する方向に移動可能に設けられ、前記移動体の移動を支援する移動支援部に送信する通信制御部と、を備える移動体。
【請求項１５】
走行面を移動しながら作業を行う移動体の移動方向に交差する方向に移動可能に設けられ、前記移動体の移動を支援する移動支援部を有する支援装置であって、
前記移動支援部と前記移動体とを張力のかかった状態で接続する接続部材と、
前記移動体が移動しているか否かを示す移動可否状況と、前記移動体の移動方向とを示す移動体情報を、前記移動体から受信する通信制御部と、
受信した前記移動可否状況に基づいて、前記移動体が停止している場合、前記接続部材を固定し、その後に前記移動体が移動を始めた場合、前記接続部材の固定を解除するブレーキ制御部と、
受信した前記移動方向に基づいて、前記移動体が前記移動支援部に向かう方向である第１の方向に移動を始めた場合、前記接続部材を巻き取ることで張力を与え、前記移動体が前記移動支援部から離れる方向である第２の方向に移動を始めた場合、前記接続部材に張力を与えない巻取制御部と、を備える支援装置。
【請求項１６】
走行面を移動しながら作業を行う移動体を、
前記走行面の状態を検知する状態検知部と、
検知された前記走行面の状態に応じて、前記移動体の移動を制御する移動制御部と、
前記移動制御部による前記移動体の移動に基づいて、前記移動体が移動しているか否かを示す移動可否状況と、前記移動体の移動方向とを示す移動体情報を、前記移動方向に交差する方向に移動可能に設けられ、前記移動体の移動を支援する移動支援部に送信する通信制御部と、して機能させるためのプログラム。
【請求項１７】
走行面を移動しながら作業を行う移動体の移動方向に交差する方向に移動可能に設けられ、前記移動体の移動を支援する移動支援部を有する支援装置を、
前記移動体が移動しているか否かを示す移動可否状況と、前記移動体の移動方向とを示す移動体情報を、前記移動体から受信する通信制御部と、
受信した前記移動可否状況に基づいて、前記移動体が停止している場合、前記移動支援部と前記移動体とを張力のかかった状態で接続する接続部材を固定し、その後に前記移動体が移動を始めた場合、前記接続部材の固定を解除するブレーキ制御部と、
受信した前記移動方向に基づいて、前記移動体が前記移動支援部に向かう方向である第１の方向に移動を始めた場合、前記接続部材を巻き取ることで張力を与え、前記移動体が前記移動支援部から離れる方向である第２の方向に移動を始めた場合、前記接続部材に張力を与えない巻取制御部と、して機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動ユニット、移動体、支援装置、およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、屋外で使用する農業機械や草刈り機などの移動体は、作業者が常にハンドルなどを操作することで移動しながら作業を行っていた。このため、作業者の目視によって前方や作業面（走行面）の状態を確認し、危険な状況になりそうになると、作業者の手によって移動体を操作することで危険を回避していた。
【０００３】
例えば、移動体が法面で作業する場合に移動体が落下したり、溝や段差によって転倒、転落してしまうことがあった。また、草などにより足元が滑って移動体や作業者が転倒し、怪我や事故などが発生してしまうことがあった。さらに、移動体が転倒することで移動体が故障してしまうこともあった。
【０００４】
これに対して、湾曲した法面にも使用可能な自走式草刈り機が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の自走式草刈り機は、上空に架けられた架空ケーブルから吊るされた懸垂ロープに懸垂されることにより移動可能となっている。また、特許文献１の自走式草刈り機は、当該草刈り機に接続される跨座式走行体をガードレールに跨らせ、ガードレールに沿って滑走させることで移動可能となっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の特許文献１の草刈り機では、法面長を測定したり、架空ケーブルなどのワイヤを上空に張らなければならず、草刈り作業の前に行う煩雑な準備作業が必要であるとともに、急斜面では作業者の足元が滑るなど危険であった。また、特許文献１の跨座式走行体を用いた草刈り機は、ガードレールなどが設置されていない場合には使用することができなかった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、準備作業を軽減するとともに作業時の操作を不要とし、怪我や事故などの危険や故障を回避できる移動ユニット、移動体、支援装置、およびプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、走行面を移動しながら作業を行う移動体と、前記移動体の移動方向に交差する方向に移動可能に設けられ、前記移動体の移動を支援する移動支援部を有する支援装置と、を備えた移動ユニットであって、前記移動体は、前記走行面の状態を検知する状態検知部と、検知された前記走行面の状態に応じて、前記移動体の移動を制御する移動制御部と、を備え、前記移動支援部は、前記移動支援部と前記移動体とを張力のかかった状態で接続する接続部材と、前記移動体が移動しているか否かを示す移動可否状況と、前記移動体の前記移動方向とに応じて、前記接続部材の張力を制御する張力制御部と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、準備作業を軽減するとともに作業時の操作を不要とし、怪我や事故などの危険や故障を回避できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第１の実施形態の移動ユニットによる法面の草刈り作業の実施例を示す図である。
【図２】図２は、図１に示す移動ユニットを上方から見た上面図である。
【図３】図３は、図１に示す移動ユニットの側面図である。
【図４】図４は、第１の実施形態にかかる移動体と支援装置のハードウェア構成図である。
【図５】図５は、第１の実施形態にかかる移動体と支援装置とラジコンの機能構成図である。
【図６】図６は、障害物を検知する他のセンサの説明図である。
【図７】図７は、障害物を検知する他のセンサの説明図である。
【図８】図８は、障害物を検知する他のセンサの説明図である。
【図９】図９は、第１の実施形態の移動ユニットによる草刈り作業の流れを示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、第１の実施形態の移動ユニットによる障害物の回避の流れを示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、第１の実施形態の移動ユニットによる障害物の回避の流れを示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、第１の実施形態の移動ユニットによる移動体の救出の流れを示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、第２の実施形態の支援装置におけるベルト部材の説明図である。
【図１４】図１４は、第２の実施形態の移動支援部の上面図である。
【図１５】図１５は、第２の実施形態の支援装置における移動支援部の上面図である。
【図１６】図１６は、第２の実施形態における移動支援部の取り付け説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に添付図面を参照して、移動ユニット、移動体、支援装置、およびプログラムの実施形態を詳細に説明する。以下の実施形態では、走行面を移動しながら草刈り作業を行う移動体（草刈りロボット）と、当該移動体の移動を支援する支援装置とを備えた、移動ユニットについて説明する。
【００１１】
本実施形態の移動ユニットでは、移動体が作業者により操作されることなく、自律して走行面を移動しながら草刈り作業を行う。その際、支援装置が移動体の移動を支援する。すなわち、移動体は、走行面の状態を確認しながら移動速度や移動方向を制御して走行面を移動し、支援装置は移動体の状況に応じて移動体の移動をアシストする。このとき、移動ユニットは、移動体が走行面で障害物を検知した場合、当該障害物を回避して作業を行う。
【００１２】
障害物には、溝や穴などもある。近年、山間部を中心とした多くの耕作放棄地があり、猪などの動物が餌を求めて掘り返した多くの穴が発生していることがある。このような土地に農業機械や草刈り機などの移動体が入ろうとすると、穴にはまって動けなくなったり、故障してしまう場合がある。また、穴にはまった移動体の救出には多くの労力を必要とする。従って、障害物としては、走行の妨げになる岩や大きな石、木片、切り株など走行面に存在するものだけでなく、走行面に形成された溝や穴なども含まれる。
【００１３】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の移動ユニットによる法面の草刈り作業の実施例を示す図である。図２は、図１に示す移動ユニットを上方から見た上面図である。図３は、図１に示す移動ユニットの側面図である。図１〜３に示すように、移動ユニットは、移動体１００と支援装置２００とから構成されている。
【００１４】
まず、移動体１００について説明する。移動体１００は、法面Ｇ１の草を刈る草刈り部１１０を有する草刈りロボットである。本実施形態の移動体１００は、２枚の重なり合う刃物を水平に往復させて草を刈るバリカン方式の草刈り部１１０を備えている。草刈り部１１０は、草刈りエンジン１４を駆動源として刃物を動かしている。なお、本実施形態では、バリカン方式を用いているが、ハンマーナイフ方式等の他の方式による草刈り部を備えていてもよい。
【００１５】
移動体１００は、４つの車輪（タイヤ）１０７ａ〜１０７ｄを有し、電気によるモータ駆動、またはガソリンやガスなどのエンジンを動力源として法面Ｇ１を移動する。本実施形態では、モータ１０６ａ、１０６ｄ、およびブレーキ１０９ａ、１０９ｄがそれぞれ対角線上の車輪１０７ａ、１０７ｄに設けられ、車輪１０７ａ、１０７ｄを回転させて走行することで移動体１００を移動させている。図１に示すように、本実施形態の移動体１００は、矢印Ｕ１、Ｄ１、Ｕ２、Ｄ２で示す方向に移動しながら、すなわち、上って下って、を繰り返しながら法面Ｇ１の草刈り作業を行う。なお、本実施形態では、移動体１００の走行に車輪（タイヤ）を用いているが、クローラ等他の移動手段を備えていてもよい。
【００１６】
また、図１〜３に示すように、移動体１００は、ステレオカメラ１０１と、ＧＰＳ（Global  Positioning  System）センサ１０２と、三色表示灯１０３と、加速度センサ１０４と、近接センサ１０８とを備えている。
【００１７】
ステレオカメラ１０１は、移動体１００の上面に設けられており、移動体１００の走行方向の前方を撮影して、走行面を含む撮影画像を取得する。この撮影画像から、後述する画像処理部１５１（図５参照）により障害物が検知される。
【００１８】
ＧＰＳセンサ１０２は、ＧＰＳ機能を用いて、移動時でも移動体１００の走行している位置を検出するものである。三色表示灯１０３は、例えば、赤、黄、青などの三色の光を点灯するものであって、例えば、移動体１００から離れている作業者に対して各色に定められた状況を知らせる。
【００１９】
加速度センサ１０４は、ＸＹＺ軸の３方向の加速度を測定できるセンサであって、本実施形態では、移動体１００の速度の変化を計測することで、移動体１００の落下または転倒を検知するものである。
【００２０】
また、移動体１００の落下を他の方法によって検知してもよい。例えば、移動体１００から支援装置２００のウィンチ２０５に接続される牽引ワイヤ２０７（後述）の引っ張り角を検知する接触式センサを設ける。そして、検知された引っ張り角の角度が急激に下がった場合に、移動体１００が落下したと判断する方法が考えられる。
【００２１】
近接センサ１０８は、検出対象を接触することなく検出するセンサであって、本実施形態では、移動体１００が移動している際に法面Ｇ１の端部を検知するものである。移動体１００は、例えば、上述したように矢印Ｕ１、Ｄ１、Ｕ２、Ｄ２の順に移動するため、法面Ｇ１の端部Ｌ１、Ｌ２を検知して方向転換する必要がある。従って、例えば、端部Ｌ１、Ｌ２に金属のワイヤを張り、近接センサ１０８はこのワイヤを検知することで、法面Ｇ１の端部を検知する。近接センサ１０８は、端部検知部の一例である。
【００２２】
移動体１００は、ステレオカメラ１０１により検知された走行面（法面Ｇ１）の状態に応じて、移動体１００の内部に備えられたモータ１０６ａ、１０６ｄおよびブレーキ１０９ａ、１０９ｄを制御することで、移動体１００を走行させたり停止させながら、草刈り作業を行う。移動体１００は、モータ１０６ａ、１０６ｄの回転速度を制御することで、移動体１００の走行速度や走行方向を切り替える。例えば、左右の車輪１０７ａ〜１０７ｄの回転速度差を利用することで、走行方向を切り替えることができる。
【００２３】
次に、支援装置２００について説明する。支援装置２００は、２本の支柱５０ａ、５０ｂ、金属パイプ（ガイド部材の一例）５２、および移動支援部２５０を備えて構成されている。
【００２４】
支柱５０ａ、５０ｂは、法面Ｇ１に隣接する設置面Ｇ２に所定間隔で固定され、金属パイプ５２は、この支柱５０ａ、５０ｂ間で移動体１００の移動方向に交差する方向であるＡ方向に沿って固定金具５１ａ、５１ｂにより固定されている。移動支援部２５０は、この金属パイプ５２上を自在にＡ方向に移動可能に設けられている。
【００２５】
具体的には、例えば、移動支援部２５０には、回転可能な２組の一対のガイドローラ２０１ａ、２０１ｂおよび２０２ａ、２０２ｂが上面に設けられており、金属パイプ５２を挟持している。ガイドローラ２０１ａには、モータ２０４が設けられている。モータ２０４によりガイドローラ２０１ａを回転することにより、一対のガイドローラ２０１ａ、２０１ｂおよび２０２ａ、２０２ｂが回転するため、金属パイプ５２に沿って移動支援部２５０をＡ方向（交差する方向）に移動できる。この時、移動支援部２５０に設けられた補助ローラ２０３は、移動支援部２５０の回転に伴って回転することでＡ方向に移動するため、移動支援部２５０のＡ方向の移動を補助する。
【００２６】
そして、支援装置２００は、移動支援部２５０と移動体１００とを張力のかかった状態で接続する牽引ワイヤ２０７を有している。牽引ワイヤ２０７は、モータ２０８によりウィンチ２０５に巻き取られたり、ウィンチ２０５から引き出されたりする。本実施形態では、牽引ワイヤ２０７は、移動体１００が移動しているか否かを示す移動可否状況、および移動体１００の移動方向に応じて、張力が調整される。また、牽引ワイヤ２０７は、移動体１００が停止しているときは、移動体１００の転倒防止のためブレーキ２０９により固定される。牽引ワイヤ２０７は、牽引ワイヤ２０７に張力が働く方向であるＢ方向の張力を検出する張力計２０６を有している。なお、牽引ワイヤ２０７は接続部材の一例であって、張力計２０６は張力検出部の一例である。支援装置２００の詳細な制御は後述する。
【００２７】
なお、本実施形態の移動支援部２５０は、ガイド部材である金属パイプ５２に設けられているが、その他、ワイヤ、ロープやテンションが調整可能なベルト部材などもガイド部材として利用できる。また、ガイド部材としてベルト部材を用いた構成については、第２の実施形態において説明する。
【００２８】
また、移動体１００は、通信が可能なシリアルＩ／Ｆ１５を有しており、支援装置２００は、シリアルＩ／Ｆ２７を有している。従って、移動体１００と支援装置２００は、各種情報を送受信できる。また、移動ユニットは、作業者による遠隔操作が可能なラジコン５００を備えてもよく、この場合も、ラジコン５００も移動体１００および支援装置２００と通信が可能となっている。
【００２９】
次に、移動体１００と支援装置２００のハードウェア構成について説明する。図４は、第１の実施形態にかかる移動体と支援装置のハードウェア構成図である。
【００３０】
図４に示すように、移動体１００は、草刈り部１１０と、ステレオカメラ１０１と、ＧＰＳセンサ１０２と、三色表示灯１０３と、加速度センサ１０４と、近接センサ１０８と、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）１１と、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）１２と、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）１３と、草刈りエンジン１４と、シリアルＩ／Ｆ１５と、モータ１０６ａ、１０６ｄと、モータドライバ１６ａ、１６ｄと、を備えている。
【００３１】
ここで、草刈り部１１０と、ステレオカメラ１０１と、ＧＰＳセンサ１０２と、三色表示灯１０３と、加速度センサ１０４と、近接センサ１０８については、上述したため省略する。
【００３２】
ＣＰＵ１１は、移動体１００全体の動作を制御する。ＣＰＵ１１は、ＲＡＭ１３をワークエリアとしてＲＯＭ１２に格納されたプログラムを実行することで、移動体１００全体の動作を制御する。
【００３３】
草刈りエンジン１４は、草刈り部１１０を駆動する駆動源である。シリアルＩ／Ｆ１５は、ネットワークを利用して各種情報を通信するためのインターフェースである。
【００３４】
モータ１０６ａは、車輪１０７ａを駆動する駆動源である。ブレーキ１０９ａは、車輪１０７ａにブレーキを掛けるものである。また、モータドライバ１６ａは、モータ１０６ａの駆動を制御する制御回路である。
【００３５】
モータ１０６ｄは、車輪１０７ｄを駆動する駆動源である。ブレーキ１０９ｄは、車輪１０７ｄにブレーキを掛けるものである。また、モータドライバ１６ｄは、モータ１０６ｄの駆動を制御する制御回路である。
【００３６】
また、図４に示すように、支援装置２００は、ＣＰＵ２１と、ＲＯＭ２２と、ＲＡＭ２３と、シリアルＩ／Ｆ２７と、表示パネル２１０と、モータ２０８と、ブレーキ２０９と、モータ２０４と、モータドライバ２４、２６と、ブレーキドライバ２５と、を主に備えている。
【００３７】
ＣＰＵ２１は、支援装置２００全体の動作を制御する。ＣＰＵ２１は、ＲＡＭ２３をワークエリアとしてＲＯＭ２２に格納されたプログラムを実行することで、支援装置２００全体の動作を制御する。
【００３８】
シリアルＩ／Ｆ２７は、ネットワークを利用して各種情報を通信するためのインターフェースである。表示パネル２１０は、各種情報を表示する表示部である。また、表示パネル２１０は、音声を出力するスピーカを備えていてもよいし、作業者からの入力を受け付けるボタン等を備えていてもよい。
【００３９】
モータ２０８は、ウィンチ２０５を回転駆動する駆動源である。すなわち、モータ２０８が駆動することにより、ウィンチ２０５は、牽引ワイヤ２０７に張力を与え、巻き取っていく。また、モータドライバ２４は、モータ２０８の駆動を制御する制御回路である。
【００４０】
モータ２０４は、ガイドローラ２０１ａを駆動する駆動源である。また、モータドライバ２６は、モータ２０４の駆動を制御する制御回路である。ブレーキ２０９は、ウィンチ２０５の回転を停止させるものである。
【００４１】
次に、移動体１００と支援装置２００とラジコン５００の機能構成について説明する。図５は、第１の実施形態にかかる移動体と支援装置とラジコンの機能構成図である。
【００４２】
図５に示すように、移動体１００は、画像処理部１５１と、移動制御部１５２と、通信制御部１５３と、表示制御部１５４と、草刈り制御部１５５とを主に備えて構成されている。
【００４３】
画像処理部１５１は、ステレオカメラ１０１により取得された走行面（法面Ｇ１）を含む撮影画像から、移動体１００の法面Ｇ１の状態を検知する。つまり、画像処理部１５１は、撮影画像から、草刈り作業の対象物である草を検知するほか、走行の妨げとなる岩や大きな石、木片、切り株、走行面に形成された溝や穴などを草刈り作業の障害物として検知する。また、画像処理部１５１は、法面Ｇ１上にある障害物を検知した場合、撮影画像から当該障害物までの距離を検知する。これにより、移動体１００は、走行が可能か否かを判断する。
【００４４】
障害物の検知方法の一例について説明する。例えば、画像処理部１５１は、ステレオカメラ１０１により取得された撮影画像から特徴点のマッチングをして視差画像を計算し、深度画像を生成する。画像処理部１５１は、その深度画像から、移動体１００が干渉せずに移動できない領域を障害物として検知する。次に、画像処理部１５１は、障害物とされた領域を深度情報に基づいて画像領域に分解する。具体的には、画像処理部１５１は、深度情報により、ほぼ同じ深度にあるものは１つの領域とし、ある程度離れた深度にある領域は別の領域として分解する。また、深度は同じであっても、２次元的に距離が離れた物体も別の領域とする。次に、画像処理部１５１は、ステレオカメラ１０１のＲＧＢ情報から、画像領域ごとに非障害物領域を検知する。そして、画像処理部１５１は、画像領域から検知した非障害物領域を除き、障害物（領域）と決定する。なお、ステレオカメラ１０１および画像処理部１５１が、状態検知部の一例である。
【００４５】
ここで、走行面に生えている草の高さが高かった場合や、ステレオカメラ１０１からの撮影画像からだけで走行面に形成されている穴や溝を検知することが困難な場合がある。従って、例えば、以下のような他の障害物の検知方法を補助的に用いることで、走行が可能か否かを判断する構成としてもよい。図６〜８は、障害物を検知する他のセンサの説明図である。
【００４６】
図６に示すように、移動体１００の草刈り部１１０は、走行面（法面Ｇ１）の地面に倣って上下方向に移動可能な揺動アーム１１０ａにより本体１００ａに取り付けられている。そして、この揺動アーム１１０ａは、可動範囲の上限を検出する上限センサ３０１ａと、可動範囲の下限を検出する下限センサ３０１ｂとが取り付けられている。これにより、走行面の地形に大きな凹凸があった場合、上限センサ３０１ａや下限センサ３０１ｂが当該凹凸を検知すると、移動制御部１５２は障害物があると判断し、移動体１００が走行不可能と判断できる。
【００４７】
また、図６に示すように、揺動アーム１１０ａに歪センサ３０２を取付ける。そして、歪センサ３０２が検知した歪量が所定量以上になった場合、移動制御部１５２は障害物があると判断し、移動体１００が走行不可能と判断できる。
【００４８】
また、図７、８に示すように、移動体１００の進行方向に対する、草刈り部１１０の幅方向（α方向）に２つの超音波センサ３０３ａ、３０３ｂを取り付ける。そして、この超音波センサ３０３ａ、３０３ｂが地面（法面Ｇ１）までの距離を検出し、所定距離以上の距離が検出された場合、移動制御部１５２は、穴や溝などの障害物があると判断し、移動体１００が走行不可能と判断できる。なお、図７、８では、２つの超音波センサを設けていたが３つ以上設ける構成としてもよい。
【００４９】
図５に戻り、移動制御部１５２は、画像処理部１５１により検知された法面Ｇ１の状態に応じて、モータ１０６ａ、１０６ｄを制御することで車輪１０７ａ〜１０７ｄを回転させ、ブレーキ１０９ａ、１０９ｄを制御することで回転を停止させて、移動体１００の移動を制御する。
【００５０】
具体的には、例えば、移動制御部１５２は、予め定められた走行経路に従って車輪１０７ａ〜１０７ｄを回転させて、移動体１００を法面Ｇ１の下方向（第２の方向の一例）に移動させる。法面Ｇ１の下方の端部Ｌ１が検知された場合、移動制御部１５２は、車輪１０７ａ〜１０７ｄの回転を停止してブレーキを掛けることで、移動体１００を停止させる。そして、移動制御部１５２は、車輪１０７ａ〜１０７ｄを逆回転させ、左右の回転速度を異ならせて、移動体１００を法面Ｇ１に対して斜め上方向（第１の方向の一例）に移動させる。法面Ｇ１の上方の端部Ｌ２が検知された場合、移動制御部１５２は、車輪１０７ａ〜１０７ｄの回転を停止してブレーキを掛けることで、移動体１００を停止させる。そして、移動制御部１５２は、車輪１０７ａ〜１０７ｄを逆回転させ、左右の回転速度を同じにして、移動体１００を法面Ｇ１の下方向に移動させる。
【００５１】
また、移動制御部１５２は、画像処理部１５１により検知された障害物までの距離に基づいて、障害物から所定距離だけ手前に離れた位置で移動体１００を停止させる。これにより、障害物を回避することができる。
【００５２】
通信制御部１５３は、シリアルＩ／Ｆ１５によって、支援装置２００の移動支援部２５０やラジコン５００との間で各種情報を送受信する。具体的には、例えば、通信制御部１５３は、移動制御部１５２による移動体１００の移動に基づいて、移動体１００が移動しているか停止しているか（移動しているか否か）を示す移動可否状況と、移動体１００の移動方向とを示す移動体情報を、移動支援部２５０に送信する。
【００５３】
また、通信制御部１５３は、画像処理部１５１により、移動体１００が法面Ｇ１を下り方向に移動しているときに障害物が検知された場合、その旨を移動支援部２５０に送信する。また、通信制御部１５３は、移動体１００の落下または転倒が検知された場合、落下または転倒により救助を要請する旨を示す救出要求情報を移動支援部２５０に送信する。
【００５４】
表示制御部１５４は、移動体１００に設けられた三色表示灯１０３の点灯表示を制御する。例えば、表示制御部１５４は、予め定められた走行経路に従って移動体１００が移動している場合は青色を表示し、法面Ｇ１で検知された障害物を回避しながら移動体１００が移動している場合は黄色を表示し、移動体１００が転倒や落下した場合には、赤色を表示する。これにより、移動体１００から離れた位置にいる作業者が移動体１００の状況を把握することができる。
【００５５】
草刈り制御部１５５は、草刈りエンジン１４を制御することで、草刈り部１１０による草刈り作業を制御するものである。本実施形態の移動体１００は、法面Ｇ１の下方向への移動時、および上方向への移動時に草を刈る構成となっている。
【００５６】
また、図５に示すように、支援装置２００の移動支援部２５０は、通信制御部２５１と、タイマ部２５２と、ウィンチ制御部２５３と、回転制御部２５４と、出力制御部２５５とを備えて構成されている。
【００５７】
通信制御部２５１は、移動体１００やラジコン５００との間で各種情報を送受信する。具体的には、通信制御部２５１は、移動可否状況と移動方向とを示す移動体情報を移動体１００から受信する。また、法面Ｇ１に障害物があった場合、その旨を移動体１００から受信する。さらに、移動体１００が転倒や落下した場合、救出要求情報を移動体１００から受信する。
【００５８】
タイマ部２５２は、移動体１００が停止した場合に所定時間の計時を行う。これにより、ウィンチ制御部２５３は、牽引ワイヤ２０７を固定するブレーキのタイミングを判断する。
【００５９】
ウィンチ制御部２５３は、移動可否状況および移動方向に応じて、牽引ワイヤ２０７の張力を制御する。なお、移動可否状況および移動方向は、張力計２０６により検出された牽引ワイヤ２０７の張力と、移動体１００から受信した移動体情報とのうち、少なくとも一方により把握することができる。ウィンチ制御部２５３は、さらに、ブレーキ制御部２５３１と、巻取制御部２５３２とを備えている。
【００６０】
ブレーキ制御部２５３１は、ブレーキドライバ２５を制御することで、ウィンチ２０５の牽引ワイヤ２０７が巻き取られたり引き出されないように固定するブレーキを掛けたり、当該固定を解除するブレーキ解除の制御を行う。具体的には、ブレーキ制御部２５３１は、移動体１００が停止している場合、牽引ワイヤ２０７にブレーキを掛けて固定する。その後に、移動体１００が上方向または下方向に移動を始めた場合、牽引ワイヤ２０７のブレーキを解除して固定を解除する。
【００６１】
ここで、牽引ワイヤ２０７の張力により移動体１００の移動可否状況を把握する場合について説明する。張力計２０６により検出された張力が所定時間変化しなかった場合、ブレーキ制御部２５３１は、移動体１００は停止していると判断し、牽引ワイヤ２０７にブレーキを掛ける制御を行う。そして、その後に張力計２０６により検出された張力が変化した場合、ブレーキ制御部２５３１は、牽引ワイヤ２０７のブレーキの固定を解除する制御を行う。
【００６２】
次に、移動体１００から受信した移動体情報から移動可否状況を把握する場合について説明する。ブレーキ制御部２５３１は、受信した移動体情報が示す移動可否状況において移動体１００が停止している旨を示している場合は牽引ワイヤ２０７にブレーキを掛ける。一方、ブレーキ制御部２５３１は、当該移動可否状況において移動体１００が移動し始めた旨を示している場合は牽引ワイヤ２０７のブレーキを解除する。
【００６３】
巻取制御部２５３２は、移動体１００が移動支援部２５０に向かう方向である斜め上方向（第１の方向）に移動を始めた場合、牽引ワイヤ２０７を巻き取り張力を与えることで、移動体１００の移動を補助する。また、巻取制御部２５３２は、移動体１００が移動支援部２５０から離れる方向である下方向（第２の方向）に移動を始めた場合、牽引ワイヤ２０７に張力を与えない、すなわち牽引ワイヤ２０７を引き出し可能な状態にする。
【００６４】
ここで、牽引ワイヤ２０７の張力により移動体１００の移動可否状況および移動方向を把握する場合について説明する。張力計２０６により検出された張力が所定時間変化しなかった後に弱くなった場合、巻取制御部２５３２は、移動体１００が斜め上方向に移動していると判断し、牽引ワイヤ２０７を巻き取ることで張力を与える制御を行う。一方、張力計２０６により検出された張力が所定時間変化しなかった後に強くなった場合、巻取制御部２５３２は、移動体１００が下方向に移動していると判断し、牽引ワイヤ２０７に張力を与えない制御を行う。
【００６５】
次に、移動体１００から受信した移動体情報から移動方向を把握する場合について説明する。巻取制御部２５３２は、受信した移動体情報が示す移動方向において移動体１００が斜め上方向に移動している旨を示している場合、牽引ワイヤ２０７を巻き取ることで張力を与える制御を行う。一方、巻取制御部２５３２は、当該移動方向において移動体１００が下方向に移動している旨を示している場合、牽引ワイヤ２０７に張力を与えない制御を行う。
【００６６】
また、巻取制御部２５３２は、移動体１００から障害物を検知した旨を受信した場合、障害物から所定距離だけ手前に離れた位置から移動体１００が上る際に、牽引ワイヤ２０７を巻き取ることで張力を与える制御を行う。また、巻取制御部２５３２は、移動体１００から転倒または落下したことにより、救出要求情報を受信した場合、牽引ワイヤ２０７を巻き取ることで張力を与える制御を行い、移動体１００を穴などから引っ張り出して救出する。
【００６７】
回転制御部２５４は、モータドライバ２６を制御することで、ガイドローラ２０１ａを回転させることで、金属パイプ５２に沿って移動支援部２５０をＡ方向（移動体１００の移動方向に交差する方向）に移動させる制御を行う。
【００６８】
具体例として、図１を参照し、移動体１００を矢印Ｕ１、Ｄ１、Ｕ２、Ｄ２の順に移動させる場合について説明する。移動体１００が法面Ｇ１の端部Ｌ１を検知して停止した場合、回転制御部２５４は、ガイドローラ２０１ａを時計回りに回転させることで、移動支援部２５０を支柱５０ｂ側に所定距離移動させる。なお、端部Ｌ２を検知して停止した場合、移動体１００はその後に端部Ｌ１に直交する下方向に移動するため、移動支援部２５０は移動させない。
【００６９】
出力制御部２５５は、移動体１００の移動可否状況および移動方向を表示パネル２１０に表示する。また、出力制御部２５５は、表示パネル２１０のスピーカや、表示パネル２１０と別に設けられたスピーカから、移動体１００の移動可否状況および移動方向を音声により出力する制御を行ってもよい。これにより、移動体１００の移動可否状況や移動状況を、支援装置２００の近傍にいる作業者に通知することができる。
【００７０】
また、ラジコン５００は、入力受付部５０１と、送信部５０２とを備えて構成されている。入力受付部５０１は、作業者からの指示の入力を受け付けるものであって、例えば、草刈り作業を開始する旨の開始指示の入力を受け付ける。送信部５０２は、受け付けた指示を支援装置２００の移動支援部２５０に送信する。また、ラジコン５００から作業者が移動体１００の移動指示を入力して移動体１００に送信することにより、移動体１００を移動指示に従って移動させることができる構成としてもよい。
【００７１】
次に、本実施形態の移動ユニットの草刈り作業の流れについて説明する。移動ユニットにより草刈り作業を始める前に、支援装置２００の移動支援部２５０のセッティングを行う。
【００７２】
まず、作業者は草刈り作業を行う現場である法面Ｇ１に到着すると、法面Ｇ１に隣接する設置面Ｇ２に支柱５０ａ、５０ｂを打ち込み支柱５０ａ、５０ｂを固定する。そして、移動支援部２５０のガイドローラ２０１ａ、２０１ｂ、２０２ａ、２０２ｂにより金属パイプ５２を挟持させることで、金属パイプ５２に移動支援部２５０を取り付ける。
【００７３】
次に、固定金具５１ａ、５１ｂにより、移動支援部２５０が取り付けられた金属パイプ５２の両端部近傍を支柱５０ａ、５０ｂに固定する。金属パイプ５２を固定した後、回転制御部２５４は、移動支援部２５０を金属パイプ５２上で滑らせ、草刈り領域である法面Ｇ１の端部位置まで移動させる。
【００７４】
移動支援部２５０を移動させた後、ウィンチ２０５に巻き付けられた牽引ワイヤ２０７を、ステレオカメラ１０１や草刈り部１１０等が搭載された移動体１００の後方に、フックなどで掛けて固定する。牽引ワイヤ２０７の固定が完了すると、作業者がラジコン５００などを操作して草刈り作業の開始指示を行い、移動体１００は、草刈りエンジン１４を始動させて草刈り部１１０を稼働させる。草刈り部１１０が稼動すると、移動体１００は自律して法面Ｇ１を走行し、草刈り作業を開始する。なお、ラジコン５００を作業者が操作することで移動体１００を移動させてもよい。
【００７５】
図９は、第１の実施形態の移動ユニットによる草刈り作業の流れを示すフローチャートである。図９では、障害物がない場合における移動ユニットの草刈り作業の流れについて説明する。
【００７６】
移動支援部２５０が法面Ｇ１の端部位置に移動し、作業者の草刈り作業の開始指示により、草刈り制御部１５５による草刈り作業が開始されると、草刈り制御部１５５により法面Ｇ１に生えている草を刈りながら、移動制御部１５２は、車輪１０７ａ〜１０７ｄを回転させて、移動体１００を法面Ｇ１の下方向に向かって移動させる（ステップＳ１０）。具体的には、移動制御部１５２は、車輪１０７ｄと車輪１０７ａの回転速度を同じにし、矢印Ｄ１方向のように、法面Ｇ１に向かって下方向に移動体１００を移動させる。この時、通信制御部１５３は、移動体１００が下方向に移動している旨の移動体情報を、移動支援部２５０に送信する（ステップＳ１１）。
【００７７】
移動体１００が法面Ｇ１を下方向に移動し始め、移動体情報を受信し、張力計２０６により牽引ワイヤ２０７の張力が強くなり引っ張りを検知すると、ブレーキ制御部２５３１は、ウィンチ２０５の牽引ワイヤ２０７のブレーキを解除する（ステップＳ１２）。
【００７８】
そして、ステレオカメラ１０１は、移動体１００が前方や法面Ｇ１を撮影して撮影画像を取得し、画像処理部１５１に送出する。画像処理部１５１は、撮影画像に基づいて移動体１００の前方の法面Ｇ１の状態を検知し、前方に障害物がないことを確認しながら、移動制御部１５２は、移動体１００を下方向に移動させていく。
【００７９】
近接センサ１０８により、移動体１００が法面Ｇ１の下方の端部Ｌ１を検知すると（ステップＳ１３）、移動体１００が端部まで到達したと判断し、移動制御部１５２は、移動体１００を停止させる（ステップＳ１４）。この時、通信制御部１５３は、移動体１００が停止した旨の移動体情報を、移動支援部２５０に送信する（ステップＳ１５）。
【００８０】
また、ブレーキ制御部２５３１は、移動体情報を受信し、牽引ワイヤ２０７の張力に変化がないことを確認できた場合、移動体１００が停止状態であると判断し、タイマ部２５２により計測された数秒（所定時間）後のタイミングで、ウィンチ２０５の牽引ワイヤ２０７にブレーキを掛けて固定し（ステップＳ１６）、移動体１００の転倒や落下を防止する。
【００８１】
このように、移動体１００の停止から数秒後に牽引ワイヤ２０７にブレーキを掛けることで、牽引ワイヤ２０７にたわみができる。これにより、次に方向転換して移動体１００を上り方向に移動させる際に、たわみによる遊びがあるため、急に張力が与えられ勢いよく動き始めることがなく、スムーズに発進できる。
【００８２】
牽引ワイヤ２０７にブレーキが掛かると、回転制御部２５４は、モータ２０４を所定時間駆動することでガイドローラ２０１ａを時計回りに回転させ、移動支援部２５０を金属パイプ５２に沿って支柱５０ｂ側に向けて滑らせて次の草刈り位置まで移動させる（ステップＳ１７）。このとき、牽引ワイヤ２０７が固定されていることにより移動支援部２５０が動かせない場合は、牽引ワイヤ２０７のブレーキを断続的に解除して牽引ワイヤ２０７を引き出すことで移動させる。
【００８３】
次に、移動制御部１５２は、車輪１０７ａ〜１０７ｄの回転方向を逆回転にするとともに、回転速度を左右異ならせることで、移動体１００をゆっくりと法面Ｇ１の上方向に向かって移動させる（ステップＳ１８）。具体的には、移動制御部１５２は、車輪１０７ｄの回転速度より、車輪１０７ａの回転速度を速くすることで、矢印Ｕ２方向のように、法面Ｇ１に向かって右斜め上方向に移動体１００を移動させる。この時、通信制御部１５３は、移動体１００が上方向に移動している旨の移動体情報を、移動支援部２５０に送信する（ステップＳ１９）。
【００８４】
移動体１００が法面Ｇ１を斜め上方向に移動し始め、移動体情報を受信し、張力計２０６により牽引ワイヤ２０７の張力が弱くなり弛みを検知すると、ブレーキ制御部２５３１は、牽引ワイヤ２０７のブレーキを解除する（ステップＳ２０）。移動体１００は、上方向に移動しながら草刈り作業を実施する。
【００８５】
この時、移動体１００は重量を有しているため、移動体１００自身の駆動力のみで法面Ｇ１を登ると多くの電流が必要となり、電源消費が増大してしまう。そこで、さらに、巻取制御部２５３２は、ウィンチ２０５の牽引ワイヤ２０７を巻き取り（ステップＳ２１）、移動体１００の上方向の移動をアシスト（補助）して、電源消費を抑制する。
【００８６】
そして、移動体１００が草刈り領域である法面Ｇ１の上方の端部Ｌ２を検知すると（ステップＳ２２）、移動体１００が端部まで到達したと判断し、移動制御部１５２は、移動体１００を停止させる（ステップＳ２３）。この時、通信制御部１５３は、移動体１００が停止した旨の移動体情報を、移動支援部２５０に送信する（ステップＳ２４）。
【００８７】
また、ブレーキ制御部２５３１は、移動体情報を受信し、牽引ワイヤ２０７の張力に変化がないことを確認できた場合、移動体１００が停止状態であると判断し、牽引ワイヤ２０７にブレーキを掛けて固定し（ステップＳ２５）、移動体１００の転倒や落下を防止する。
【００８８】
そして、予め定めた草刈り領域の草刈り作業が終了したか否かを判断し（ステップＳ２６）、草刈り作業が終了している場合は（ステップＳ２６：Ｙｅｓ）、処理を終了する。一方、草刈り作業が終了していない場合は（ステップＳ２６：Ｎｏ）、ステップＳ１０に戻って、処理を繰り返す。
【００８９】
つまり、移動制御部１５２は、車輪１０７ａ〜１０７ｄの回転方向を逆回転にするとともに、回転速度を左右同じにすることで、移動体１００をゆっくりと法面Ｇ１を下方向に向かって移動させる（ステップＳ１０）。そして、ステップＳ１１の処理へと続く。
【００９０】
ここで、草刈り作業において、移動体１００が下方向に移動している場合、法面Ｇ１の端部Ｌ１を検知したことにより移動体１００が停止した場合、移動体１００が上方向に移動している場合、法面Ｇ１の端部Ｌ２を検知したことにより移動体１００が停止した場合、移動体１００が草刈り作業を行っている場合等、移動体１００の動作状況が変化した際、出力制御部２５５は、移動体１００の移動可否状況および移動方向、草刈り作業の進行状況を、表示パネル２１０に表示したり、音声により出力できる。これにより、移動体１００の動作状況を、支援装置２００の近傍にいる作業者が把握することができる。
【００９１】
次に、障害物があった場合における移動ユニットの草刈り作業の流れについて説明する。以下では、移動体１００が草刈り作業を実施している際に、ステレオカメラ１０１により撮影した撮影画像から、画像処理部１５１が岩や大きな石、木や切り株、溝、穴などの障害物を検知した場合について説明する。なお、基本的な草刈り作業の動作は上述したため、障害物の検知とその対応について説明する。
【００９２】
まず、移動体１００が下方向に移動している際に障害物を検知した場合について説明する。図１０は、第１の実施形態の移動ユニットによる障害物の回避の流れを示すフローチャートである。
【００９３】
移動制御部１５２により、移動体１００が法面Ｇ１を下方向に向かって移動している際に、画像処理部１５１は、撮影画像に基づいて移動体１００の前方の法面Ｇ１で障害物を検知する（ステップＳ３０）。そして、画像処理部１５１は、障害物までの距離を検知して（ステップＳ３１）、移動制御部１５２に送出する。
【００９４】
移動制御部１５２は、モータドライバ１６ａ、１６ｄを制御して、前方に障害物があることから車輪１０７ａ〜１０７ｄの回転速度を落としながら移動させる（ステップＳ３２）。例えば、モータドライバ１６ａ、１６ｄに送出する回転周波数情報を遅くなるよう書き換える。
【００９５】
その後、移動制御部１５２は、障害物から所定距離だけ手前の位置で移動体１００を停止させる（ステップＳ３３）。この時、通信制御部１５３は、移動体１００が停止した旨の移動体情報を、移動支援部２５０に送信する（ステップＳ３４）。また、ブレーキ制御部２５３１は、数秒経過後、牽引ワイヤ２０７にブレーキを掛けて固定し（ステップＳ３５）、移動体１００の落下を防止する。
【００９６】
移動体１００はそれ以上進めなくなるため、移動制御部１５２は、車輪１０７ａ〜１０７ｄを逆回転させて、移動体１００を上方向に向けて移動させる（ステップＳ３６）。この時、通信制御部１５３は、移動体１００が上方向に移動している旨の移動体情報を、移動支援部２５０に送信する（ステップＳ３７）。
【００９７】
移動体１００が上方向に移動し始めると、ブレーキ制御部２５３１は、牽引ワイヤ２０７のブレーキを解除し（ステップＳ３８）、巻取制御部２５３２は、牽引ワイヤ２０７を巻き取り（ステップＳ３９）、移動体１００の上方向の移動をアシストする。
【００９８】
そして、移動体１００が法面Ｇ１の上方の端部Ｌ２を検知すると（ステップＳ４０）、移動制御部１５２は、移動体１００を停止させる（ステップＳ４１）。この時、通信制御部１５３は、移動体１００が停止した旨の移動体情報を、移動支援部２５０に送信する（ステップＳ４２）。
【００９９】
また、ブレーキ制御部２５３１は、数秒経過後、牽引ワイヤ２０７にブレーキを掛けて固定し（ステップＳ４３）、移動体１００の転倒や落下を防止する。そして、回転制御部２５４が移動支援部２５０を次の草刈り位置まで移動させて（ステップＳ４４）、草刈り作業を再度実施する。すなわち、図９のステップＳ１０に戻る。
【０１００】
次に、移動体１００が上方向に移動している際に障害物を検知した場合について説明する。図１１は、第１の実施形態の移動ユニットによる障害物の回避の流れを示すフローチャートである。
【０１０１】
移動制御部により、移動体１００が法面Ｇ１を上方向に向かって移動している際に、画像処理部１５１は、撮影画像に基づいて移動体１００の前方の法面Ｇ１の障害物を検知する（ステップＳ５０）。そして、画像処理部１５１は、障害物までの距離を検知して（ステップＳ５１）、移動制御部１５２に送出する。
【０１０２】
移動制御部１５２は、モータドライバ１６ａ、１６ｄを制御して、前方に障害物があることから車輪１０７ａ〜１０７ｄの回転速度を落としながら移動させる（ステップＳ５２）。例えば、モータドライバ１６ａ、１６ｄに送出する回転周波数情報を遅くなるよう書き換える。
【０１０３】
その後、移動制御部１５２は、障害物から所定距離だけ手前の位置で移動体１００を停止させる（ステップＳ５３）。この時、通信制御部１５３は、移動体１００が停止した旨の移動体情報を、移動支援部２５０に送信する（ステップＳ５４）。また、ブレーキ制御部２５３１は、数秒経過後、牽引ワイヤ２０７にブレーキを掛けて固定し（ステップＳ５５）、移動体１００の落下を防止する。
【０１０４】
移動体１００はそれ以上進めなくなるため、回転制御部２５４は、モータ２０４を所定時間駆動することでガイドローラ２０１ａを反時計回りに回転させ、移動支援部２５０を金属パイプ５２に沿って支柱５０ａ側に向けて滑らせて前回の草刈り位置に戻す方向に移動させる（ステップＳ５６）。
【０１０５】
移動制御部１５２は、車輪１０７ａ〜１０７ｄを逆回転させて、移動体１００を上方向に向けて移動させる（ステップＳ５７）。この時、通信制御部１５３は、移動体１００が上方向に移動している旨の移動体情報を、移動支援部２５０に送信する（ステップＳ５８）。
【０１０６】
移動体１００が上方向に移動し始めると、ブレーキ制御部２５３１は、牽引ワイヤ２０７のブレーキを解除し（ステップＳ５９）、巻取制御部２５３２は、牽引ワイヤ２０７を巻き取り（ステップＳ６０）、移動体１００の上方向の移動をアシストする。
【０１０７】
そして、移動体１００が法面Ｇ１の上方の端部Ｌ２を検知すると（ステップＳ６１）、移動制御部１５２は、移動体１００を停止させる（ステップＳ６２）。この時、通信制御部１５３は、移動体１００が停止した旨の移動体情報を、移動支援部２５０に送信する（ステップＳ６３）。
【０１０８】
また、ブレーキ制御部２５３１は、数秒経過後、牽引ワイヤ２０７にブレーキを掛けて固定し（ステップＳ６４）、移動体１００の転倒や落下を防止する。そして、回転制御部２５４は、障害物を越えた位置まで移動支援部２５０を移動させて（ステップＳ６５）、草刈り作業を再度実施する。すなわち、図９のステップＳ１０に戻る。
【０１０９】
図１１では、移動体１００が上方向に移動している際に障害物を検知すると、移動支援部２５０を戻す方向に移動させている。これは、既に草刈り作業を行った領域では、障害物の有無が確認されているため、容易に上方に戻ることができるためである。そして、移動支援部２５０が戻す方向に移動されたため、再度草刈り作業を行うためには、障害物を越えた位置まで移動支援部２５０を移動させる必要がある。
【０１１０】
次に、移動体１００が雨降り後や湿原のぬかるみ、法面Ｇ１に形成された穴にはまってしまう等、転倒や落下した場合の救出について説明する。図１２は、第１の実施形態の移動ユニットによる移動体の救出の流れを示すフローチャートである。
【０１１１】
例えば、加速度センサ１０４により移動体１００が転倒または落下したことを検知した場合、または画像処理部１５１により、撮影画像から移動体１００が転倒または落下したことを検知すると（ステップＳ７０）、通信制御部１５３は、落下または転倒により救助を要請する旨を示す救出要求情報を移動支援部２５０に送信する（ステップＳ７１）。
【０１１２】
移動支援部２５０の通信制御部２５１が救出要求情報を受信すると、巻取制御部２５３２は、ウィンチ２０５の牽引ワイヤ２０７を巻き取り（ステップＳ７３）、移動体１００を引っ張ることで、移動体１００を起き上がらせて、引き上げる。これにより、移動ユニットが自律して移動体１００を救出することができる。
【０１１３】
ここで、移動体１００が下方向または上方向に移動している際に障害物を検出した場合、障害物の手前の所定位置に移動体１００が停止した場合、移動体１００が障害物を回避して上方向または下方向に方向転換して移動した場合、再度草刈り作業を開始した場合等、移動体１００が障害物を検知して回避した場合等に、出力制御部２５５は、移動体１００の移動可否状況および移動方向、草刈り作業の進行状況を、表示パネル２１０に表示したり、音声により出力できる。これにより、支援装置２００の近傍にいる作業者が、移動体１００の前方に障害物がある旨や、当該障害物の回避状況、移動体１００の転倒や落下およびその救出状況を把握することができる。
【０１１４】
上述した実施形態では、ウィンチ２０５の制御（ブレーキ制御および巻取制御）を張力計２０６により検出された張力、および移動体１００から受信した移動体情報に基づいて行っていたが、さらに、ロードセルセンサによる検知に基づいて行ってもよい。
【０１１５】
例えば、図２を参照すると、車輪１０７ａ〜１０７ｄの駆動軸に、車輪にかかる負荷を検出するロードセルセンサ１０５ａ〜１０５ｄをそれぞれ設ける。ロードセルセンサ１０５ａ〜１０５ｄの負荷状況を確認し、前輪である車輪１０７ａ、１０７ｃにかかる負荷が後輪である車輪１０７ｂ、１０７ｄに係る負荷より大きくなっている場合、法面Ｇ１を下る方向に移動体１００が移動中であると判断できるため、ブレーキ制御部２５３１はブレーキを解除し、牽引ワイヤ２０７を引き出せるよう巻取制御部２５３２は、牽引ワイヤ２０７に張力を与えない制御を行う。
【０１１６】
一方、前輪である車輪１０７ａ、１０７ｃにかかる負荷が後輪である車輪１０７ｂ、１０７ｄに係る負荷より小さくなっている場合、法面Ｇ１を上る方向に移動体１００が移動中であると判断できるため、ブレーキ制御部２５３１はブレーキを解除し、巻取制御部２５３２は、牽引ワイヤ２０７を巻き取ることで張力を与える制御を行う。
【０１１７】
また、上述した実施形態では、法面Ｇ１の端部Ｌ１、Ｌ２を近接１０８センサにより検知しているが、検知方法は近接センサに限定されることはない。例えば、端部Ｌ１、Ｌ２に張ったワイヤを磁気センサにより検知する構成としてもよい。また、例えば、端部Ｌ１、Ｌ２にカラーテープ（例えば、赤いテープ）を張り、ステレオカメラ１０１により撮影した撮影画像から、画像処理部１５１により端部Ｌ１、Ｌ２を検知する構成としてもよい。この場合、ステレオカメラ１０１と画像処理部１５１が端部検知部の一例となる。また、例えば、端部Ｌ１、Ｌ２に音を出力させる装置を設け、当該音を検出するセンサによって、端部Ｌ１、Ｌ２までの距離を算出して端部Ｌ１、Ｌ２を検知する構成としてもよい。また、例えば、ＧＰＳセンサ１０２により検知された移動体１００の位置に基づいて法面Ｇ１の端部Ｌ１、Ｌ２まで移動したか否かを判断してもよい。
【０１１８】
また、本実施形態の通信手段は、有線による通信の場合、移動体１００の走行時に障害物に絡まってしまったり、走行面の状況によっては通信手段の線材を引っ掛けて断線の可能性が生じ、移動体１００の停止や暴走または落下の危険性が生じる可能性がある。このため、本実施形態の通信手段は、無線による通信であることが望ましい。
【０１１９】
このように、第１の実施形態の移動ユニットは、設置面Ｇ２に固定された支柱５０ａ、５０ｂに固定された金属パイプ５２に沿って移動可能な状態で移動支援部２５０を設ける。そして、移動支援部２５０は、牽引ワイヤ２０７によって移動体１００とを張力のかかった状態で接続されている。草刈り作業を実施する場合、移動体１００が走行面の状態を確認しながら移動し、支援装置２００は移動体１００の状況に応じて、移動体１００の移動を支援する。
【０１２０】
例えば、走行面が法面である場合には、移動体１００を下方向、上方向の交互に移動させることで草刈り作業を実施する。そして、移動体１００が上方向に移動する際には、支援装置２００が、移動体１００を接続する牽引ワイヤ２０７を巻き取ることで牽引ワイヤ２０７に張力を与え、移動体１００の移動を補助（アシスト）する。また、走行面に障害物が検知された場合は、移動体１００は、障害物を回避して草刈り作業を実施する。さらに、移動体１００は、転倒や落下した場合、支援装置２００にその旨を通知することで、支援装置２００が牽引ワイヤ２０７により移動体１００を救出する。このため、本実施形態の移動ユニットは、事前作業を軽減するとともに作業時の操作を不要としており自律して作業を行うことができる。また、支援装置２００により移動体１００の移動等を支援するため、怪我や事故などの危険や故障などを回避することができる。
【０１２１】
また、上述した実施形態の支援装置２００は、牽引ワイヤ２０７から検出された張力と、移動体１００からの移動体情報の受信により、移動体１００の状況（移動や停止、移動方向）を把握している。牽引ワイヤ２０７の張力のみによっても移動体１００の補助を行うことも可能であるが、移動体１００と支援装置２００との間に通信手段を設けることで、リアルタイムに情報交換ができる。従って、例えば障害物を検知した場合には、牽引ワイヤ２０７のブレーキタイミングを調整できたり、パウダーブレーキ方式を採用すればブレーキ量を調整をすることができ、安全性を向上させることができる。
【０１２２】
また、本実施形態では、タイマ部２５２の計測によりブレーキタイミングを計っているが、角度の大きな法面などでは、移動体１００が落下する速さが速くなる。そうすると、牽引ワイヤ２０７にブレーキを掛けて固定し移動体１００を停止させるまでに時間がかかってしまう。そこで、移動体１００と支援装置２００との間に設けた通信手段によりリアルタイムに移動体１００の状況を通知する。これにより、支援装置２００は、牽引ワイヤ２０７のブレーキタイミングを可変にできるため、急勾配でも安全性を向上させることができる。
【０１２３】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、移動支援部をガイド部材である金属パイプ５２に設けた構成となっていた。これに対し、本実施形態では、移動支援部をベルト部材に設けた構成について説明する。
【０１２４】
本実施形態では、ガイド部材を樹脂や繊維、金属繊維などを編みこんだ長尺状のベルト部材で作成する。まず、ベルト部材の説明とその設置方法について説明する。図１３は、第２の実施形態の支援装置におけるベルト部材の説明図である。図１４は、第２の実施形態の移動支援部の上面図である。なお、第１の実施形態と同様の部材には同じ符号が付されており、説明を省略する。
【０１２５】
図１３、１４に示すように、本実施形態の支援装置４００は、支柱５０ａ、５０ｂにベルト部材５４の位置決めを行うためのベルトガイド５３ａ、５３ｂが設けられている。そして、支柱５０ａ、５０ｂに設けられたベルトガイド５３ａ、５３ｂ間に、樹脂や繊維、金属繊維などを編みこんだ長尺状のベルト部材５４を巻き付けて渡す。この状態ではベルト部材５４は弛んだ状態である。
【０１２６】
その後、弛んだベルト部材５４に設けられたラッチ機能付のベルト巻取金具５５を利用し、弛んだベルト部材５４を巻き取ることで、ベルト部材５４にテンションを加えていく。次に、ベルト部材５４においても、第１の実施形態と同様に、移動支援部４５０を取り付ける。
【０１２７】
図１５は、第２の実施形態の支援装置における移動支援部の上面図である。図１６は、第２の実施形態における移動支援部の取り付け説明図である。
【０１２８】
図１５、１６に示すように、ベルト部材５４上を移動可能に取り付けられる移動支援部４５０は、上カバー４２０と下カバー４３０とが取り外し可能となっている。ベルト部材５４に、移動支援部４５０を取り付ける場合、まず、上カバー４２０を外す。
【０１２９】
ガイドローラ４０１ａ、４０２ａには、それぞれスプリング４１１、４１２、圧解除レバー４０４、４０５、圧解除用カム４０６、４０７が設けられている。そして、圧解除レバー４０４、４０５により圧解除用カム４０６、４０７を押し下げることで、スプリング４１１、４１２のスプリング圧を解除しながら、ガイドローラ４０２ａ、４０２ｂの間、およびガイドローラ４０１ａ、４０１ｂ、４０１ｃの間にベルト部材５４をセットする。
【０１３０】
さらに、ベルトガイド用溝部４１３にもベルト部材５４を落とし込み、圧解除レバー４０４、４０５を戻すことで再びスプリング圧をガイドローラ４０１ａ、４０２ａに加える。
【０１３１】
スプリング圧を加えた後、上カバー４２０の手回しノブ４２３の凸部４２１と、ガイドローラ４０２ａ、４０２ｂに設けられた凹部を合わせる。また、ガイドローラ４０１ａ、４０１ｂ、４０１ｃの位置決め用に設けられた凸部４２２の位置と、ガイドローラ４０１ａ、４０１ｂ、４０１ｃに設けられた凹部を合わせて、セットする。
【０１３２】
ベルト部材５４をセットした後、上カバー４２０をネジ締めすることで蓋をし、手回しノブ４２３でガイドローラ４０２ａ、４０２ｂの間のベルト部材５４の弛みをとる。これにより、移動支援部４５０の取り付け方法は終了となる。
【０１３３】
次に、移動支援部４５０と移動体１００との通信方法について説明する。図１５で示すように、作業者は移動支援部４５０に設けられた表示パネル２１０から、移動支援部４５０を手動で操作する「手動モード」に切り替える。
【０１３４】
手動モードに切り替え後、作業者はラジコン５００を操作することでモータ２０４を駆動させて、移動支援部４５０を移動体１００の位置まで移動させる。この時、移動支援部４５０には、補助ローラ４０３ａ、４０３ｂが設けられているため、移動支援部４５０が直接、設置面Ｇ２（図１参照）と接触することがない。従って、移動支援部４５０のモータ２０４のトルクを少なくすることが可能となる。
【０１３５】
移動支援部４５０を移動体１００の近傍まで移動させると、移動支援部４５０を停止させ、ウィンチ２０５の牽引ワイヤ２０７をフックなどで移動体１００に掛けるなどして取り付ける。移動体１００を取り付けた後は、表示パネル２１０で移動支援部４５０が自律操作する「自動モード」に切り替える。
【０１３６】
そして、表示パネル２１０上のスタートボタンを押下することで移動体１００と移動支援部４５０との間で通信が可能となる。移動体１００と移動支援部４５０との間で通信が可能になると、第１の実施形態と同様に草刈り作業を実施する。
【０１３７】
このように、本実施形態の移動ユニットでは、移動支援部４５０を取り付けるガイド部材として、長尺状のベルト部材５４を用いて構成した。これにより、第１の実施形態の効果に加え、軽量で持ち運びしやすく、容易に設置できる。
【０１３８】
本実施形態の移動体１００、支援装置２００で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Digital  Versatile  Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供される。
【０１３９】
また、本実施形態の移動体１００、支援装置２００で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施形態の移動体１００、支援装置２００で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。また、本実施形態のプログラムを、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。
【０１４０】
本実施形態の支援装置２００で実行されるプログラムは、上述した各部（通信制御部、ブレーキ制御部、巻取制御部、タイマ部、回転制御部、出力制御部）を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはＣＰＵ（プロセッサ）が上記記憶媒体からプログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、各部が主記憶装置上に生成されるようになっている。また、例えば、上述した各部の機能のうちの一部または全部が専用のハードウェア回路で実現されてもよい。
【０１４１】
また、本実施形態の移動体１００で実行されるプログラムは、上述した各部（画像処理部、移動制御部、通信制御部、表示制御部、草刈り制御部）を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはＣＰＵ（プロセッサ）が上記記憶媒体からプログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、各部が主記憶装置上に生成されるようになっている。また、例えば、上述した各部の機能のうちの一部または全部が専用のハードウェア回路で実現されてもよい。
【符号の説明】
【０１４２】
５０ａ、５０ｂ  支柱
５１ａ、５１ｂ  固定金具
５２  金属パイプ
５３ａ、５３ｂ  ベルトガイド
５４  ベルト部材
５５  ベルト巻取金具
１００  移動体
１０１  ステレオカメラ
１０２  ＧＰＳセンサ
１０３  三色表示灯
１０４  加速度センサ
１０６ａ、１０６ｄ  モータ
１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃ、１０７ｄ  車輪
１０８  近接センサ
１１０  草刈り部
１５１  画像処理部
１５２  移動制御部
１５３  通信制御部
１５４  表示制御部
１５５  草刈り制御部
２００、４００  支援装置
２０１ａ、２０１ｂ、２０２ａ、２０２ｂ  ガイドローラ
２０３  補助ローラ
２０４  モータ
２０５  ウィンチ
２０６  張力計
２０７  牽引ワイヤ
２０８  モータ
２０９  ブレーキ
２１０  表示パネル
２５０、４５０  移動支援部
２５１  通信制御部
２５２  タイマ部
２５３  ウィンチ制御部
２５３１  ブレーキ制御部
２５３２  巻取制御部
２５４  回転制御部
２５５  出力制御部
４０１ａ、４０１ｂ、４０１ｃ、４０２ａ、４０２ｂ  ガイドローラ
４０４、４０５  圧解除レバー
４０６、４０７  圧解除用カム
４１１、４１２  スプリング
４１３  ベルトガイド用溝部
４２０  上カバー
４２１、４２２  凸部
４２３  手回しノブ
４３０  下カバー
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１４３】
【特許文献１】特許第５３３６６７２号公報
【図１】
2018042528.tif 000003
【図２】
2018042528.tif 000004
【図３】
2018042528.tif 000005
【図４】
2018042528.tif 000006
【図５】
2018042528.tif 000007
【図６】
2018042528.tif 000008
【図７】
2018042528.tif 000009
【図８】
2018042528.tif 000010
【図９】
2018042528.tif 000011
【図１０】
2018042528.tif 000012
【図１１】
2018042528.tif 000013
【図１２】
2018042528.tif 000014
【図１３】
2018042528.tif 000015
【図１４】
2018042528.tif 000016
【図１５】
2018042528.tif 000017
【図１６】
2018042528.tif 000018