(57)【要約】【課題】圃場の不具合を検知し、管理者に伝達することができる自律走行型作業機を実現する。【解決手段】自律走行型作業機であって、走行機体１２と、走行機体に設けられ、自機位置を示す自機位置情報を取得する測位装置１３と、圃場に対する作業を行う作業装置１４と、走行機体１１の走行中における走行機体１１および作業装置１４のうちの少なくともいずれか１つの状態を計測する計測装置１５と、計測装置１５により計測された計測データに基づいて、圃場の異常を検出する異常検出部１１ａと、異常検出部により異常が検出された際の自機位置情報を異常情報として出力する異常情報出力部１１ｂと、を備えることを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行機体と、
前記走行機体に設けられ、自機位置を示す自機位置情報を取得する測位装置と、
圃場に対する作業を行う作業装置と、
前記走行機体の走行中における前記走行機体および前記作業装置のうちの少なくともいずれか１つの状態を計測する計測装置と、
前記計測装置により計測された計測データに基づいて、前記圃場の異常を検出する異常検出部と、
前記異常検出部により異常が検出された際の前記自機位置情報を異常情報として出力する異常情報出力部と、を備える自律走行型作業機。
【請求項２】
前記計測装置により計測される計測データが、前記走行機体を走行駆動するための走行駆動装置にかかる走行負荷、前記作業装置を駆動するための作業駆動装置にかかる作業負荷、前記走行機体の傾斜、および、前記走行機体の加速度、の少なくともいずれか１つである請求項１に記載の自律走行型作業機。
【請求項３】
前記異常情報は、前記異常が検出された際の前記計測データを含む請求項１または２に記載の自律走行型作業機。
【請求項４】
前記異常検出部が異常を検出した際に、前記走行機体の周囲の画像を撮影する撮影装置を備え、
前記異常情報は、前記撮影装置により撮影された画像を含む請求項１から３のいずれか一項に記載の自律走行型作業機。
【請求項５】
走行機体と、
前記走行機体に設けられ、自機位置を示す自機位置情報を取得する測位装置と、
圃場に対する作業を行う作業装置と、
前記走行機体の走行中における前記走行機体および前記作業装置のうちの少なくともいずれか１つの状態を計測する計測装置と、
前記計測装置により計測された計測データに基づいて、前記圃場の異常を検出する異常検出部と、
前記異常検出部により異常が検出された際の前記自機位置情報を異常情報として出力する異常情報出力部と、を有する自律走行型作業機、および、
前記異常情報出力部から出力された前記異常情報を取得する異常情報取得部と、
前記圃場の地図情報を記憶する地図情報記憶部と、
前記地図情報に前記異常情報を付加する異常情報付加部と、を有する端末、を備えた圃場管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自律走行型作業機、および、圃場管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
庭や公園などの圃場の整備を自動で行う自律走行型作業機の普及が、近年広がっている。自律走行型作業機を用いて圃場の整備を行うと、かかる整備が省人化または無人化される結果、くぼみ、ぬかるみ、水たまり、雑草の密生、つた系植物の発生、異物、などの圃場の不具合に管理者が気づくのが遅れるおそれがある。
【０００３】
たとえば、欧州特許第２２８６６５３号明細書（特許文献１）には、撮影手段および地表面センサを備え、芝の植生状況を認識することができる自律型草刈機が開示されている。この自律型草刈機は、撮影した画像およびセンサの検出結果に基づいて、自らの作業領域の境界線を判断することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】欧州特許第２２８６６５３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載された自律型草刈機は、自らの作業領域の境界線を認識することはできるものの、くぼみや異物などの圃場の不具合に対しては検出手段を持たず、圃場の整備という観点からは不十分である。
【０００６】
そこで、圃場の不具合を検知し、管理者に伝達することができる自律走行型作業機の実現が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る自律走行型作業機は、走行機体と、前記走行機体に設けられ、自機位置を示す自機位置情報を取得する測位装置と、圃場に対する作業を行う作業装置と、前記走行機体の走行中における前記走行機体および前記作業装置のうちの少なくともいずれか１つの状態を計測する計測装置と、前記計測装置により計測された計測データに基づいて、前記圃場の異常を検出する異常検出部と、前記異常検出部により異常が検出された際の前記自機位置情報を異常情報として出力する異常情報出力部と、を備える。
【０００８】
また、本発明に係る圃場管理システムは、走行機体と、前記走行機体に設けられ、自機位置を示す自機位置情報を取得する測位装置と、圃場に対する作業を行う作業装置と、
前記走行機体の走行中における前記走行機体および前記作業装置のうちの少なくともいずれか１つの状態を計測する計測装置と、前記計測装置により計測された計測データに基づいて、前記圃場の異常を検出する異常検出部と、前記異常検出部により異常が検出された際の前記自機位置情報を異常情報として出力する異常情報出力部と、を有する自律走行型作業機、および、前記異常情報出力部から出力された前記異常情報を取得する異常情報取得部と、前記圃場の地図情報を記憶する地図情報記憶部と、前記地図情報に前記異常情報を付加する異常情報付加部と、を有する端末、を備える。
【０００９】
これらの構成によれば、自律走行型作業機により作業を実行するとともに、不具合のある可能性のある地点を特定し、管理者が圃場の不具合を検知できる。
【００１０】
以下、本発明の好適な態様について説明する。ただし、以下に記載する好適な態様例によって、本発明の範囲が限定されるわけではない。
【００１１】
本発明に係る自律走行型作業機は、一態様として、前記計測装置により計測される計測データが、前記走行機体を走行駆動するための走行駆動装置にかかる走行負荷、前記作業装置を駆動するための作業駆動装置にかかる作業負荷、前記走行機体の傾斜、および、前記走行機体の加速度、の少なくともいずれか１つであることが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、くぼみ、ぬかるみ、水たまり、雑草の密生、つた系植物の発生、異物、などの圃場の不具合を検知できる。
【００１３】
本発明に係る自律走行型作業機は、一態様として、前記異常情報は、前記異常が検出された際の前記計測データを含むことが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、計測データに基づいて異常の内容を推定することができる。
【００１５】
本発明に係る自律走行型作業機は、一態様として、前記異常検出部が異常を検出した際に、前記走行機体の周囲の画像を撮影する撮影装置を備え、前記異常情報は、前記撮影装置により撮影された画像を含むことが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、異常を検出した地点の現況を視覚的に認識できるため、管理者が対応の要否を判断しやすい。
【００１７】
本発明のさらなる特徴と利点は、図面を参照して記述する以下の例示的かつ非限定的な実施形態の説明によってより明確になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る自律走行型作業機の第一の実施形態の概略図。
【図２】本発明に係る自律走行型作業機の第一の実施形態において行われる計測の概略図。
【図３】本発明に係る自律走行型作業機の第一の実施形態を含む圃場管理システムにおける各構成要素の関係を表す図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
〔第一の実施形態〕
本発明に係る自律走行型作業機の実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態では、本発明に係る自律走行型作業機を、自律走行型草刈機１に適用した例について説明する。なお、以降の説明において、全地球測位システムをＧＰＳと記載する。
【００２０】
本実施形態の自律走行型草刈機１は、圃場１００の中にあらかじめ定められた作業領域１１０について草刈りを行う。自律走行型草刈機１は、草刈機制御部１１、走行機体１２、測位装置としてのＧＰＳ１３、作業装置としての草刈装置１４、計測装置１５、撮影装置としてのカメラ１６、を備える。草刈機制御部１１は、異常検出部１１ａおよび異常情報出力部１１ｂを有する。
【００２１】
自律走行型草刈機１は端末２と無線通信可能であり、使用者は端末２によって自律走行型草刈機１を遠隔操作することができる。端末２は、端末制御部２１およびタッチパネル２２を備える。端末制御部２１は、異常情報取得部２１ａ、地図情報記憶部２１ｂ、および、異常情報付加部２１ｃ、を有する。
【００２２】
ＧＰＳ１３は、自機位置情報３１を測定する。計測装置１５は、走行機体１２を走行駆動するための走行駆動装置にかかる走行負荷３２、草刈装置１４を駆動するための草刈駆動装置にかかる草刈負荷３３（作業負荷の一例）、走行機体１２の傾斜３４、および、走行機体１２の加速度３５、を計測する。草刈機制御部１１は時計を内蔵している。
【００２３】
本実施形態では、圃場１００に、不具合１２０として、ぬかるみ１２１、くぼみ１２２、雑草の密生１２３、および、障害物１２４、がある場合を例として説明する。
【００２４】
自律作業を行う自律走行型草刈機１は、作業に伴い、自機位置情報３１、走行負荷３２、草刈負荷３３、傾斜３４、および、加速度３５、を連続的に記録する。自機位置情報３１などの情報は、草刈機制御部１１に内蔵された時計により取得した時刻とともに記録される。
【００２５】
自律走行型草刈機１がぬかるみ１２１に到達すると、車輪が空転するため、走行負荷３２が平時に比べて著しく減少する。このとき異常検出部１１ａは当該地点に不具合があると判断し、カメラ１６は当該地点の不具合画像１６１を撮影する。また、草刈機制御部１１は、その瞬間の時刻および現在地情報を不具合情報１３１として記録する。異常情報出力部１１ｂは、不具合情報１３１および不具合画像１６１を、端末２の異常情報取得部２１ａに送信する。
【００２６】
自律走行型草刈機１がくぼみ１２２に到達すると、自律走行型草刈機１が傾くため、傾斜３４が平時に比べて著しく変化する。また、自律走行型草刈機１の傾きに伴って衝撃を受けると、加速度３５が平時に比べて著しく変化する。このとき異常検出部１１ａは当該地点に不具合があると判断し、カメラ１６は当該地点の不具合画像１６２を撮影する。また、草刈機制御部１１は、その瞬間の時刻および現在地情報を不具合情報１３２として記録する。異常情報出力部１１ｂは、不具合情報１３２および不具合画像１６２を、端末２の異常情報取得部２１ａに送信する。
【００２７】
自律走行型草刈機１が雑草の密生１２３に到達すると、草刈負荷３３が平時に比べて著しく上昇する。このとき異常検出部１１ａは当該地点に不具合があると判断し、カメラ１６は当該地点の不具合画像１６３を撮影する。また、草刈機制御部１１は、その瞬間の時刻および現在地情報を不具合情報１３３として記録する。異常情報出力部１１ｂは、不具合情報１３３および不具合画像１６３を、端末２の異常情報取得部２１ａに送信する。
【００２８】
自律走行型草刈機１が障害物１２４に衝突すると、加速度３５が平時に比べて著しく変化する。このとき異常検出部１１ａは当該地点に不具合があると判断し、カメラ１６は当該地点の不具合画像１６４を撮影する。また、草刈機制御部１１は、その瞬間の時刻および現在地情報を不具合情報１３４として記録する。異常情報出力部１１ｂは、不具合情報１３４および不具合画像１６４を、端末２の異常情報取得部２１ａに送信する。
【００２９】
自律走行型草刈機１による作業が完了すると、端末２のタッチパネル２２に、地図情報記憶部２１ｂに記憶された圃場１００の地図が表示される。続いて、異常情報付加部２１ｃによって、不具合情報１３１〜１３４に基づいて特定された不具合地点が当該地図上に図示される。使用者がタッチパネル２２を操作して画面を切替えると、不具合情報１３１〜１３４に対応する不具合画像１６１〜１６４がタッチパネル２２に表示される。また、走行負荷３２、草刈負荷３３、傾斜３４、および、加速度３５、も、併せてタッチパネル２２に表示される。使用者は、これらの情報に基づいて、不具合がある地点およびその不具合内容を特定することができる。
【００３０】
また、走行負荷３２などの計測データと併せて不具合画像１６１〜１６４が記録されているため、実際に不具合であるか否かの判断を容易に行うことができる。たとえば、記録された加速度３５のみからは、衝突した物品を判断することが難しいが、不具合画像を併せて確認することで物品を容易に判断することができ、対処の要否を決定することができる。
【００３１】
〔その他の実施形態〕
最後に、本発明に係る自律走行型作業機の制御方法のその他の実施形態について説明する。なお、以下のそれぞれの実施形態で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することも可能である。
【００３２】
上記の実施形態では、計測装置１５が、走行機体１２を走行駆動するための走行駆動装置にかかる走行負荷３２、草刈装置１４を駆動するための草刈駆動装置にかかる草刈負荷３３、走行機体１２の傾斜３４、および、走行機体１２の加速度３５、を計測する構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、たとえば、自律走行型作業機は、走行機体の車輪の回転数、作業装置の回転数、走行距離、高度、地面の硬さ、周囲の音、匂い、などを計測してよい。
【００３３】
上記の実施形態では、端末２がタッチパネル２２を備える構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、端末は任意の入出力装置を備えてよい。端末は、専用端末であってもよく、スマートフォン、タブレット端末、パソコンなどの汎用機器であってもよい。
【００３４】
自律走行型作業機に作業領域を認識させる方法は、特に限定されない。公知のようにエリアワイヤなどの境界報知手段をあらかじめ設置する方法であってよく、測位装置による位置情報に基づく方法であってもよい。
【００３５】
その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で例示であって、本発明の範囲はそれらによって限定されることはないと理解されるべきである。当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜改変が可能であることを容易に理解できるであろう。したがって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で改変された別の実施形態も、当然、本発明の範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、たとえば自律走行型草刈機として利用することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１      ：自律走行型草刈機
１１    ：草刈機制御部
１１ａ  ：異常検出部
１１ｂ  ：異常情報出力部
１２    ：走行機体
１３    ：ＧＰＳ
１３１〜１３４  ：不具合情報
１４    ：草刈装置
１５    ：計測装置
１６    ：カメラ
１６１〜１６４  ：不具合画像
２      ：端末
２１    ：端末制御部
２１ａ  ：異常情報取得部
２１ｂ  ：地図情報記憶部
２１ｃ  ：異常情報付加部
２２    ：タッチパネル
３１    ：自機位置情報
３２    ：走行負荷
３３    ：草刈負荷
３４    ：傾斜
３５    ：加速度
１００  ：圃場
１１０  ：作業領域
１２０  ：不具合
１２１  ：ぬかるみ
１２２  ：くぼみ
１２３  ：雑草の密生
１２４  ：障害物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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