(57)【要約】  【課題】作業エリアにおける走行方向に拘わらず、走行経路を自動的に生成することにより、オペレータの作業負担を軽減することである。  【解決手段】作業エリアＭにおける自律走行作業車の往復方向を示す作業角度θが設定される。作業エリアＭを含む二次元座標系において、設定された作業角度θ方向に延在する作業ラインＬvtcが作業幅Ｗ毎に設定された作業ライン群と、作業エリアＭの外周との交点ｃが検出される。そして、自律走行作業車が、各作業ラインＬvtcに沿って順次走行するように、検出された交点ｃに順位付けが行われる。次に、この交点ｃに付された順位に従って交点の座標を連結することにより、走行経路が生成される。  【選択図】図１
2005078415.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の作業幅オフセットさせながら作業エリア内を往復走行しつつ作業を行う自律走行作業車の走行経路生成方法において、
前記作業エリアにおける前記自律走行作業車の往復方向を示す作業角度を設定する第１のステップと、
前記作業エリアを含む二次元座標系において、前記設定された作業角度方向に延在する作業ラインが前記作業幅毎に設定された作業ライン群と、前記作業エリアの外周との交点を検出する第２のステップと、
前記自律走行作業車が、前記作業ライン群を構成する各作業ラインに沿って順次走行するように、前記検出された交点に順位付けを行う第３のステップと、
前記交点に付された前記順位に従って前記交点の座標を連結することにより、前記走行経路を生成する第４のステップと
を有することを特徴とする走行経路生成方法。
【請求項２】
それぞれが前記作業エリアの外周に沿って並んだ複数のエリア点の座標によって、前記作業エリアを設定するステップをさらに有することを特徴とする請求項１に記載された走行経路生成方法。
【請求項３】
前記作業エリアは、前記複数のエリア点を指定方向に連結することにより、閉じた系となることを特徴とする請求項２に記載された走行経路生成方法。
【請求項４】
前記第２のステップは、前記作業ラインが前記二次元座標系における直行軸に対し平行方向に延在するように、前記複数のエリア点の座標を座標変換するとともに、当該座標変換された複数のエリア点によって規定される作業エリアの外周と、前記作業幅毎に前記直交軸と平行に設定された前記作業ライン群との交点を検出するステップであることを特徴とする請求項２または３に記載された走行経路生成方法。
【請求項５】
前記第３のステップは、前記複数のエリア点を含めて順位付けを行うステップであり、
前記第４のステップは、前記交点と前記複数のエリア点とに付された前記順位に従って前記走行経路を生成するステップであることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載された走行経路生成方法。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載された走行経路生成方法をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項７】
所定の作業幅オフセットさせながら作業エリア内を往復走行しつつ作業を行う自律走行作業車の走行経路生成装置において、
前記作業エリアにおける前記自律走行作業車の往復方向を示す作業角度が入力される入力部と、
前記作業エリアを含む二次元座標系において、前記入力された作業角度方向に延在する作業ラインが前記作業幅毎に設定された作業ライン群と、前記作業エリアの外周との交点を検出し、前記自律走行作業車が前記作業ライン群を構成する各作業ラインに沿って順次走行するように、前記検出された交点に順位付けを行うとともに、前記交点に付された前記順位に従って前記交点の座標を連結することにより、走行経路を生成する処理部と
を有することを特徴とする走行経路生成装置。
【請求項８】
前記入力部は、それぞれが前記作業エリアの外周に沿って並んだ複数のエリア点によって、前記作業エリアが入力されることを特徴とする請求項７に記載された走行経路生成装置。
【請求項９】
前記処理部は、前記作業ラインが前記二次元座標系における直行軸に対し平行方向に延在するように、前記複数のエリア点の座標を座標変換するとともに、当該座標変換された複数のエリア点によって規定される作業エリアの外周と、前記作業幅毎に前記直交軸と平行に設定された前記作業ライン群との交点を検出することを特徴とする請求項７または８に記載された走行経路生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の作業幅オフセットさせながら作業エリア内を往復走行しつつ作業を行う自律走行作業車の走行経路生成方法および装置、当該走行経路生成方法をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、作業エリア内を自律的に走行し、所定の作業を行う自律走行作業車が知られている。この自律走行作業車としては、ゴルフ場のグリーンの芝を刈る芝刈り作業車、清掃エリアの清掃を行う清掃作業車、および耕地の耕作を行う農耕作業車等が挙げられる。この類の作業車では、所定の作業幅オフセットさせながら作業エリア内を往復走行しつつ作業を行うため、予め作業エリア内における走行経路を決定しておく必要がある。走行経路の決定手法としては、いわゆる、ティーチングプレイバックと呼ばれる、作業エリア内を所望の走行経路に沿ってオペレータが動かすことにより、走行経路を記憶させる手法が挙げられる。なお、これ以外にも、特許文献１には、自走式の清掃ロボットにおいて、ゴミ量の大小に応じて適切な走行経路を設定する手法や、特許文献２には、芝刈り機において、エリアに合わせた経路を自動的に生成する手法が開示されている。
【特許文献１】特開２０００−３５３０１４号公報
【特許文献２】特許第３３１８１７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ティーチングプレイバックは、作業エリアに対して毎回同じ方向に往復走行して作業を行う場合には有効である。しかしながら、同じ作業エリアにおいて、作業方向（すなわち、走行方向）を変化させて作業を行うケースでは、その都度、ティーチングを行う必要があり、オペレータにかかる作業負担が大きいという不都合が生じる。このようなケースとしては、例えば、ゴルフ場におけるグリーンの芝刈り作業のように、芝刈り後の刈り跡が同じ方向にならぬように、日毎に芝の刈方向を変えて作業を行う場合が挙げられる。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、作業エリアにおける走行方向に拘わらず、走行経路を自動的に生成することにより、オペレータの作業負担を軽減することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かかる課題を解決するために、第１の発明は、所定の作業幅オフセットさせながら作業エリア内を往復走行しつつ作業を行う自律走行作業車の走行経路生成方法を提供する。この走行経路生成方法は、第１のステップとして、作業エリアにおける自律走行作業車の往復方向を示す作業角度を設定する。第２のステップとして、作業エリアを含む二次元座標系において、設定された作業角度方向に延在する作業ラインが作業幅毎に設定された作業ライン群と、作業エリアの外周との交点を検出する。第３のステップとして、自律走行作業車が、作業ライン群を構成する各作業ラインに沿って順次走行するように、検出された交点に順位付けを行う。第４のステップとして、交点に付された順位に従って交点の座標を連結することにより、走行経路を生成する。
【０００６】
ここで、第１の発明において、この走行経路生成方法は、それぞれが作業エリアの外周に沿って並んだ複数のエリア点の座標によって、作業エリアを設定するステップをさらに有していてもよい。この場合、作業エリアは、複数のエリア点を指定方向に連結することにより、閉じた系となる。
【０００７】
また、第１の発明において、第２のステップは、作業ラインが二次元座標系における直交軸に対して平行に延在するように、複数のエリア点の座標を座標変換するとともに、座標変換された複数のエリア点によって規定される作業エリアの外周と、作業幅毎に直交軸と平行に設定された作業ライン群との交点を検出するステップであることが好ましい。
【０００８】
さらに、第１の発明において、第３のステップは、複数のエリア点を含めて順位付けを行うステップであり、第４のステップは、交点と複数のエリア点とに付された順位に従って走行経路を生成するステップであることが好ましい。
【０００９】
また、第２の発明は、第１の発明における走行経路生成方法をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムを提供する。
【００１０】
さらに、第３の発明は、所定の作業幅オフセットさせながら作業エリア内を往復走行しつつ作業を行う自律走行作業車の走行経路生成装置を提供する。この走行経路生成装置は、作業エリアにおける自律走行作業車の往復方向を示す作業角度が入力される入力部と、作業エリアを含む二次元座標系において、入力された作業角度方向に延在する作業ラインが作業幅毎に設定された作業ライン群と、作業エリアの外周との交点を検出し、自律走行作業車が、作業ライン群を構成する各作業ラインに沿って順次走行するように、検出された交点に順位付けを行うとともに、交点に付された順位に従って交点の座標を連結することにより、走行経路を生成する処理部とを有する。
【００１１】
ここで、第３の発明において、入力部は、それぞれが作業エリアの外周に沿って並んだ複数のエリア点によって、作業エリアが入力されるが好ましい。
【００１２】
また、第３の発明において、処理部は、作業ラインが二次元座標における直交軸に対して平行方向に延在するように、複数のエリア点の座標を座標変換するとともに、座標変換された複数のエリア点によって規定される作業エリアの外周と、作業幅毎に直交軸と平行に設定された作業ライン群との交点を検出することが望ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、作業角度方向に作業幅毎に設定された作業ライン群と、作業エリアの外周との交点が検出される。検出された交点に基づいて、作業ライン群を往復走行するように、交点に順位付けが行われる。これにより、この順位に従って交点を連結することにより、作業角度に拘わらず、作業エリア内を作業角度で往復走行する走行経路を自動的に生成することができる。これにより、ティーチングプレイバックのように、作業角度を変更するためにティーチングを繰り返すといった煩雑な工程を省略することができる。そのため、作業方向を任意に設定し、これにより、作業に方向の自由度を持たせることができるとともに、オペレータの負担を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１および図２は本実施形態にかかる走行経路生成装置を用いた芝刈り作業車の側面図であり、図１は左側面図であり、図２は右側面図である。この芝刈り作業車は、ゴルフ場のグリーンにおいて、自律的に走行しつつ芝を刈る作業車であり、芝刈り機１と、芝刈り機１の後方に取付けられた車体部２とで構成されている。芝刈り機１と車体部２とは連結部３を介して連結されている。この連結部３は、車体部２とは固定的に連結されているものの、芝刈り機１とは軸受を介して連結されている。このため、連結部３に固定的に連結された車体部２側の変位は規制されるが、連結部３に軸受を介して連結された芝刈り機１側の変位は規制されない。これにより、作業面の起伏に応じた芝刈り機１の回動が許容されているとともに、芝刈り機１の昇降動作が可能となっている。
【００１５】
つぎに、車体部２の構成について説明する。車体部２は、車体部２側の駆動車輪に相当する車輪９と、一対の電動モータ１０と、リフト機構１１と、作動部１２と、バッテリ１３とを主体に構成されている。車軸の左右両側にそれぞれ取付けられた車輪９は、溝なしのバルーンタイヤであり、それぞれ独立して正逆回転自在である。一対の電動モータ１０は、車輪９を駆動する動力源としての機能を担い、それぞれが左右いずれかの車輪９を独立駆動する。また、電動モータ１０は、車体部２を走行させる動力源としての機能の他に、芝刈り機１を走行させる駆動源としての機能も担っている。具体的には、車体部２の左側の車輪９を駆動する電動モータ１０において発生した動力は、動力伝達機構を介して芝刈り機１の左側の車輪４に伝達され、左車輪４を駆動させる。同様に、車体部２の右側の車輪９を駆動する電動モータにおいて発生した動力は、動力伝達機構を介して芝刈り機１の右側の車輪４に伝達され、右車輪４を駆動させる。
【００１６】
芝刈り機１の昇降を行うリフト機構１１は、芝刈り機１に連結された連結ロッド１４と、この連結ロッド１４に一端（以下「ロッド端」という）が取付けられたＬ字形状のリンク１５とで構成されている。このリンク１５は、略Ｌ字に屈曲した部位に取付軸が設けられており、この取付軸を中心として回転自在である。図１に示すように、リンク１５が回転軸を中心に時計回りに回転すると、ロッド端が連結ロッド１４上を摺動しながら車体部２の後方へと移動し、そして、連結ロッド１４の端部に取付けられたロックナットに接触する。そして、ロックナットに接触したリンク１５のロッド端が更に後方へと移動すると、連結ロッド１４が後方に引張られるため、芝刈り機１が上昇する。一方、リンク１５が回転軸を中心に図１に示す反時計回りに回転すると、連結ロッド１４が芝刈り機１の自重によって前方へと押し出される。その結果、芝刈り機１は、車輪４の車軸を中心として反時計方向に回転して下降する。リンク１５の他端には、作動部１２として機能する伸縮自在なシリンダ（本実施形態では、油圧シリンダ）のピストン側に連結されており、油圧によって伸縮することにより、リンク１５の回転量および回転方向が操作される。
【００１７】
なお、図１および図２には示されていないが、車体部２には、ＧＰＳ用の受信アンテナ１７、車輪エンコーダ１８および地磁気方位センサ１９が装着されているとともに、芝刈り作業車の制御を行う制御システムが装着されている。図３は、芝刈り作業車の制御システムのブロック図である。この制御システムは、作業車制御装置２０と、走行経路生成装置２１とで構成される。
【００１８】
作業車制御装置２０は、位置検出部２２と、走行制御部２３と、昇降制御部２４とで構成されており、芝刈り作業車の走行制御を行うとともに、芝刈り機１の昇降制御を行う。位置検出部２２には、ＧＰＳ用の受信アンテナ１７を介して、ＧＰＳ衛星からの電波が入力されており、この位置検出部２２は芝刈り作業車の走行位置を認識することができる。また、位置検出部２２には、車輪エンコーダ１８および地磁気方位センサ１９によって検出された検出信号が入力されており、位置検出部２２はある基準となる地点からの走行履歴を算出することにより、作業車の現在位置を測定する。この走行履歴は、車輪エンコーダ１８により測定された走行距離を、地磁気方位センサ１９により測定された走行方向の変化に応じて累積したものである。
【００１９】
走行制御部２３、位置検出部２２によって測定された現在位置に基づいて、走行経路に準じて設定される通過経路点に向けて芝刈り作業車が走行するように、芝刈り作業車の走行制御を行う。この走行制御部２３は、左車輪制御部２５および右車輪制御部２６で構成されている。具体的には、左車輪制御部２５は、一方の電動モータ１０の回転量および回転方向を制御することにより、芝刈り機１側の左車輪４と車体部２側の左車輪９とに関する駆動制御を行う。一方、右車輪制御部２６は、他方の電動モータ１０の回転量および回転方向を制御することにより、芝刈り機１側の右車輪４と車体部２側の右車輪９との駆動制御を行う。芝刈り作業車１の直進時において、これらの制御部２５，２６は、一対の電動モータ１０が同一出力になるように制御する。これにより、左右の車輪４，９の回転数が一致するため、芝刈り作業車が直進する。一方、芝刈り作業車の旋回時において、制御部２５，２６は、旋回方向に応じて、一対の電動モータ１０のうちの一方の出力が他方の出力よりも大きくなるように制御する。これにより、一方の車輪と、他方の車輪との間に回転差が生じるため、芝刈り作業車が所望の方向に旋回する。
【００２０】
昇降制御部２４は、走行状況或いは走行経路の位置状況に応じて、芝刈り機１の昇降制御を行う。昇降制御部２４は、油圧ポンプ２７の圧油の供給量を制御することにより、作動部１２である油圧シリンダの伸縮動作量を制御する。
【００２１】
芝刈り機作業車が走行するための走行経路は、走行経路生成装置２１によって生成される。この走行経路生成装置２１は、処理部２８、キーボードやマウス等の入力部２９、ＣＲＴや液晶ディスプレイ等の表示部３０で構成されている。処理部２８としては、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭおよび入出力インターフェース等で構成されたマイクロコンピュータを用いることができる。この処理部２８は、後述する走行経路の生成処理を行う。表示部３０に表示された情報に基づき、オペレータは入力部２９を操作して、作業エリアＭ、作業角度θおよび作業幅Ｗの指定または数値の入力等を行う。
【００２２】
図４は、本実施形態にかかる走行経路の生成処理を示すフローチャートである。まず、ステップ１において、作業エリアＭが設定される。図５は、作業エリアＭの説明図である。この作業エリアＭは、芝刈り作業車が作業すべきエリアであり、それぞれがグリーンの外周に沿って並んだ複数のエリア点Ｐaによって規定される。このエリア点Ｐaは、作業エリアＭであるグリーン上の外周において、一筆書きとなるように、ある一定方向（以下、「指定方向」という）、例えば、時計回りに並べられている。そのため、この指定方向に沿ってこれらのエリア点Ｐaを連結することにより、この作業エリアＭは閉じた系となり、これにより、その外周形状が規定される。
【００２３】
これらのエリア点Ｐaは、例えば、入力部２９を介して、オペレータによって入力される。作業エリアＭの設定において、隣接するエリア点Ｐaの間隔を密に設定すると、作業エリアＭの形状を正確に再現することができるものの、演算対象となる点が増えるため、処理負荷が大きくなるという不都合が生じる。一方、エリア点Ｐaの間隔を疎に設定すれば、処理負荷は小さくなるものの、作業エリアＭの形状の再現性が低下するという不都合が生じる。そこで、相反する両者の関係を考慮した上で、オペレータによって適当な数のエリア点Ｐaが入力される。
【００２４】
例えば、ＧＰＳ装置を用いて、グリーン外周上を指定方向に沿って特定の箇所の位置を予め測定しておき、測定結果を入力部２９を介して順次入力することにより、作業エリアＭが設定される。ただし、これ以外にも、芝刈り作業車をグリーンの外周に沿って移動させながら、オペレータの指示タイミングに応じて、位置検出部２２によって測定された現在位置を読み込むことにより、エリア点Ｐaを設定してもよい。
【００２５】
そして、処理部２８は、作業エリアＭ面を含む二次元座標系を用いて、これらのエリア点Ｐaの座標を定義する。この二次元座標系における原点位置は、設定された作業エリアＭの重心位置に設定するなど、予め登録された制御プログラムに従い、処理部２８が任意に決定することができる。ただし、処理部２８は、表示部３０を介して、原点位置の入力をオペレータに対して促し、これにより、入力された位置を原点位置として設定することもできる。
【００２６】
ステップ２において、芝刈り作業車の往復方向を示す作業角度θと、作業幅Ｗとが設定される。作業角度θおよび作業幅Ｗは、作業エリアＭと同様に、入力部２９を介して、オペレータによって入力されることにより、設定される。この作業角度θは、二次元座標系を規定する一方の軸（本実施形態ではｙ軸）を基準として、芝刈り作業車の往復方向とｙ軸とのなす角度によって規定される。同図において、作業角度θは、時計回り方向を正とした角度で定義されている。また、作業幅Ｗは、芝刈り作業車が往復走行する際の、隣接する走行ラインの間隔である。ここで、往復走行とは、所定の作業幅ｗを有する少なくとも２つの走行ラインの一方が往路に相当し他方が復路に相当するように、走行方向の反転を行うとともに、所定の作業幅を有した走行ラインの一方から他方への移動を行って走行することである。芝の刈り残しを低減するという点から、この作業幅Ｗは、通常、刈刃５の軸方向長さよりも短い値に設定される。なぜならば、作業幅Ｗを刈刃５の軸方向長さよりも短くすることで、往路に相当する走行ラインと、復路に相当する走行ラインとで重複して刈り取られる領域（オーバーラップ領域）を設定することができるからである。
【００２７】
ステップ３において、作業エリアＭを規定する複数のエリア点Ｐaが、二次元座標系の原点位置を中心として、作業角度θ回転するように、座標変換が行われる。この座標変換により、それぞれのエリア点Ｐaの座標は、二次元座標系の原点位置を中心として、角度−θ回転した座標、すなわち、ｘ軸から反時計回りに角度θ回転した座標に移動する。以下、座標変化後の作業エリアＭを「作業エリアｍ」で示し、座標変化後のエリア点Ｐaを「エリア点ｐa」で示す。なお、図５には、座標変換された作業エリアｍが点線によって示されている。
【００２８】
ステップ４において、作業点Ｐwnが検出される。この作業点Ｐwnは、走行経路を構成する通過経路点の候補である。この作業点Ｐwnを検出する前提として、作業エリア上に、作業幅ｗ間隔で複数の作業ラインＬvtcが設定される。図６は、作業エリアｍに設定された作業ラインＬvtcの説明図である。この作業ラインＬvtcは、ｙ軸と平行な方向に延在しており、芝刈り作業車の往復方向を示している。本実施形態では、ステップ３における座標変換により、この作業ラインＬvtcをｙ軸方向に延在するようにしている。換言すれば、これらの作業ラインＬvtcは、作業角度θ方向に延在したラインが作業幅W毎に複数設定されることとなる。同図には、作業エリアｍの右端から、作業幅Ｗ間隔で設定された垂直ライン群が、複数の作業ラインＬvtcとして例示されている。この作業ラインＬvtcが設定されると、作業エリアｍの外周と、作業ラインＬvtcとの交点ｃが検出される。
【００２９】
次に、検出された交点ｃとエリア点ｐaとを、指定方向に連続するように並び替えることにより、これらの点ｃ，ｐaが作業点集合Ｐwとして生成される。同図に示すように、最も右端の作業ラインＬvtcと、作業エリアｍとの交点ｃを作業点Ｐwnの始点Ｐw1とした場合には、この始点Ｐw1から指定方向に存在する作業エリアｍ上の交点ｃおよびエリア点ｐaが、作業点Ｐw2，Ｐw3，…（図６に示す例ではＰ25まで）と並び替えられる。そして、これらの作業点Ｐw1，Ｐw2，…が作業点集合Ｐwとなる。作業点集合Ｐwを構成する各作業点Ｐwnは、座標情報（Ｐx，Ｐy）を含む。
【００３０】
また、各作業点Pwnのうち交点ｃに該当する作業点Ｐwnは、接線方向ベクトルと、作業方向フラグとの情報をさらに含む。ここで、接線方向ベクトルは、当該作業点Pwnから作業エリアｍの外周に沿って隣接する作業点Pwn+1へ向かう方向ベクトルであり、作業方向フラグを決定するための情報として用いられる。例えば、図６において、作業点Pw2は、作業点Pw2から作業点Pw3へのベクトルを接線方向ベクトルとして有するといった如くである。一方、作業方向フラグは、芝刈り作業車がその点においてどちらに向かうか、すなわち、反転方向を示すフラグであり、作業点Ｐwnの順位付けを行う際の情報として用いられる。この反転方向は、ｙ軸（作業エリアMにおける作業方向θ）に沿って作業エリアｍの内側方向に向い、上向き（ｙ軸正方向）となる作業点Ｐwnの作業方向フラグには「１」がセットされ、下向きとなる作業点Ｐwnの作業方向フラグには「０」がセットされる。この作業方向フラグの設定では、例えば、接線方向ベクトルを参照した上で、この接線方向ベクトルを指定方向と同一回りに90°回転させた際のベクトルの上下方向に基づいて、その上下の向きが判断される。例えば、図６において、作業点Ｐw4の作業方向フラグには「１」がセットされ、この作業点Ｐw4と同一作業ラインＬvtc上の作業点Ｐw23には「０」がセットされるといった如くである。本実施例では、指定方向が時計回りであるため、接線方向ベクトルは時計回りに９０°回転させている。
【００３１】
ステップ５において、検出された作業点Ｐwnに順位付けが行われる。このステップ５では、芝刈り作業車が隣接する作業ラインＬvtcにおける走行方向を反転させながら、各作業ラインＬvtcに沿って順次走行するように、作業点Ｐwnに対して順位付けが行われる。この順位付けを行う際には、各作業点Pｗnが情報として有する座標および作業方向フラグが参照される。図７は、作業点Ｐwnの順位付けの説明図である。具体的には、最も右端の作業ラインＬvtc上の作業点Ｐwn（本実施形態では、作業点Ｐw1）を始点とし、隣接する作業ラインＬvtcで走行方向が反転するように、作業点Ｐwnに順位が付される。同図に示すケースでは、作業点Ｐw1、そして、左隣の作業ラインＬvtc上に存在する作業点Ｐw23、この作業点Ｐw23と同一ライン上に存在する作業点Ｐw4といった順で、例えば、1，2，3，4，…といった如く順位が設定される。なお、隣接する作業ラインＬvtcに移行する際に、作業ラインＬvtc間に作業点Ｐwnが存在する場合には、この作業点Ｐwnに対しても順位を割り当てる。したがって、図７に示す例では、作業点Ｐw1，Ｐw25，Ｐw24，Ｐw23，Ｐｗ4，Ｐw5，…の順で、順位付けが行われる。
【００３２】
ステップ６において、二次元座標系の原点位置を中心として、作業角度θ逆回転するように、作業点Ｐwnの座標変換が行われる。ここで、逆回転は、ステップ３において変換された回転とは、逆方向への回転をいう。したがって、この座標変換により、それぞれの作業点Ｐwnの座標は、二次元座標系の原点位置を中心として、時計回りに角度θ回転した座標に移動する。
【００３３】
ステップ７において、作業点Ｐwnに付された順位に従って、作業点Ｐwnの座標を連結することにより、走行経路が生成される。図８は、生成された走行経路の説明図である。なお、生成された走行経路は、走行制御部２３に対して出力される。これにより、作業点Ｐwnに付された順位に従って作業点Ｐwnの座標を辿ることにより、走行経路に応じた進路で走行することができる。換言すれば、この順位付けされた作業点Ｐwnは、走行制御部２３における通過経路点として機能する。
【００３４】
このように、本実施形態によれば、作業角度θ方向に作業幅Ｗ毎に設定された複数の作業ラインＬvtcと、作業エリアＭとの交点ｃが検出される。この際、予め、作業角度θだけ作業エリアＭを座標変換することにより、これらの作業ラインＬvtcの延在方向を二次元座標系の軸方向と一致させることができるので、演算過程における煩雑な処理が少なくなるという長所を有する。そして、検出された交点ｃに基づいて、作業ラインＬvtcを往復走行するように、交点ｃに順位付けが行われる。これにより、この順位に従って交点ｃを連結することにより、作業エリアＭ内を作業角度θで往復走行する走行経路を生成することができる。このように、作業エリアＭが既知である、或いは、作業エリアＭを設定することで、作業角度θに応じた作業経路を自動的に生成することができるとともに、作業角度θを任意に設定できるので、作業方向に自由度を持たせることができる。また、作業エリアＭが既知な場合には、単に作業角度θを設定するに足り、従来のようにティーチングプレイバックのように、作業角度θを変更するためにティーチングを繰り返すといった煩雑な工程を省略することができる。
【００３５】
また、本実施形態によれば、上述した交点ｃとともにエリア点ｐaを含む作業点Ｐwnに順位付けを行うことにより、通過経路点が設定される。このため、グリーンの外周を規定するエリア点ｐaが補完されるため、このエリア点ｐaを隣接する作業ラインＬvtcへ移行する際の通過経路点として設定することができる。これにより、グリーンの外周に沿った走行経路を生成することができるので、芝の刈り残しといった事態の発生を低減することができる。
【００３６】
本実施形態における走行経路生成手法において、作業エリアＭは上述したグリーンのみならず、その形状が指定方向に沿って一筆書きとなるような閉じた系であれば、いかなる作業エリアＭに対して適用することができる。図９は、作業エリアの別な例を示す説明図である。同図（ａ）に示すように、星形の作業エリアＭであっても、その形状が一筆書きで表現可能であれば、走行経路を生成することができる（同図（ｂ）参照）。
【００３７】
なお、上述した実施形態の機能を実現するコンピュータプログラムを記録した記録媒体を、図３に示すシステムに対して供給してもよい。この場合、このシステム中のマイクロコンピュータが、記録媒体に格納されたコンピュータプログラムを読み取り実行することによって、本発明の目的を達成することができる。したがって、記録媒体から読み取られたコンピュータプログラム自体が本発明の新規な機能を実現するため、そのコンピュータプログラムが本発明を構成する。コンピュータプログラムを記録した記録媒体としては、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク、ハードディスク、メモリカード、光ディスク、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ等が挙げられる。
【００３８】
また、上述した走行経路生成装置は、芝刈りに用いる以外にも、作業エリアを往復走行するような作業、例えば、田畑の耕作や、清掃等の作業を行う自律走行作業車についても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本実施形態にかかる走行経路生成装置を用いた芝刈り作業車の左側面図
【図２】本実施形態にかかる走行経路生成装置を用いた芝刈り作業車の右側面図
【図３】芝刈り作業車の制御システムのブロック図
【図４】本実施形態にかかる走行経路の生成処理を示すフローチャート
【図５】作業エリアＭの説明図
【図６】作業エリアｍに設定された作業ラインＬvtcの説明図
【図７】作業点Ｐwnの順位付けの説明図
【図８】生成された走行経路の説明図
【図９】作業エリアの別な例を示す説明図
【符号の説明】
【００４０】
１    芝刈り機
２    車体部
３    連結部
４，９  車輪
５    刈刃
６    エンジン
７    発電機
１０    電動モータ
１１    リフト機構
１２    作動部
１３    バッテリ
１４    連結ロッド
１５    リンク
１７    受信アンテナ
１８    車輪エンコーダ
１９    地磁気方位センサ
２０    作業車制御装置
２１    走行経路生成装置
２２    位置検出部
２３    走行制御部
２４    昇降制御部
２７    油圧ポンプ
２８    処理部
２９    入力部
３０    表示部
【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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