(57)【要約】  少なくとも１台の自律走行作業機１０の作業が予定される作業領域ＡＲを複数のゾーンＡＲｎに分割する境界７４を画定する作業領域ゾーン境界画定装置１であって、プロセッサ（２ａ）とメモリ（２ｂ）と入出力回路（２ｃ）とメモリに格納されて作業機１０の作業領域での作業をシミュレーションするシミュレーション・プログラム（２ｂ１）とを少なくとも有するコンピュータ（２）を備え、プロセッサ（２ａ）が、作業領域を複数のゾーンに分割する境界を決定する境界決定部（２ａ１）と、決定された境界で画定される複数のゾーンで作業機の作業のシミュレーションを実行するシミュレーション実行部（２ａ２）と、実行されたシミュレーションの結果に基づいて境界決定部で決定される境界を再決定する境界再決定部（２ａ３）と、再決定された境界に基づいて分割される複数のゾーンを表示するゾーン表示部（２ａ４）とを備える。
2020095375.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１台の自律走行作業機の作業が予定される作業領域を複数のゾーンに分割する境界を画定する作業領域ゾーン境界画定装置であって、
プロセッサと、メモリと、入出力回路と、前記メモリに格納されると共に、前記作業機の前記作業領域での作業をシミュレーションするシミュレーション・プログラムとを少なくとも有するコンピュータを備え、
前記プロセッサが、
前記作業領域を複数のゾーンに分割する境界を決定する境界決定部と、
前記境界決定部で決定された境界で画定される複数のゾーンで前記作業機の作業のシミュレーションを実行するシミュレーション実行部と、
前記シミュレーション実行部で実行されたシミュレーションの結果に基づいて前記境界決定部で決定される境界を再決定する境界再決定部と、
前記境界再決定部で再決定された境界に基づいて分割される複数のゾーンを表示するゾーン表示部と、
を備えることを特徴とする自律走行作業機の作業領域ゾーン境界画定装置。
【請求項２】
前記境界再決定部で再決定された境界に基づいて分割される複数のゾーンで前記複数台の作業機に指令して作業させる作業指令部、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の自律走行作業機の作業領域ゾーン境界画定装置。
【請求項３】
前記シミュレーション実行部は、前記境界再決定部で再決定された境界で画定される複数のゾーンで前記作業機の作業のシミュレーションを再度実行することを特徴とする請求項１または２に記載の自律走行作業機の作業領域ゾーン境界画定装置。
【請求項４】
前記境界再決定部は、前記シミュレーション実行部で実行されたシミュレーションの結果から、前記境界決定部で決定された境界で画定される複数のゾーンの作業量が均等ではないと判断されるとき、前記境界決定部で決定される境界を再決定すると共に、前記シミュレーション実行部は前記再決定された境界で画定される複数のゾーンで前記作業機の作業のシミュレーションを再度実行することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の自律走行作業機の作業領域ゾーン境界画定装置。
【請求項５】
前記境界決定部は、前記作業領域の中の作業不適領域を特定すると共に、前記特定された作業不適領域を考慮して前記作業領域を複数のゾーンに分割する境界を決定することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の自律走行作業機の作業領域ゾーン境界画定装置。
【請求項６】
前記境界決定部で前記作業不適領域を考慮して前記作業領域を複数のゾーンに分割する境界が決定されたとき、前記シミュレーション実行部は、前記決定された境界で画定される複数のゾーンで前記作業機の作業のシミュレーションを再度実行することを特徴とする請求項５に記載の自律走行作業機の作業領域ゾーン境界画定装置。
【請求項７】
前記境界決定部は、前記作業領域についての情報を所定期間ごとに更新すると共に、前記シミュレーション実行部は、前記境界決定部で前記作業領域についての情報が更新されたとき、前記更新された情報で決定された境界で画定される複数のゾーンで前記作業機の作業のシミュレーションを再度実行することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の自律走行作業機の作業領域ゾーン境界画定装置。
【請求項８】
前記境界再決定部は、前記シミュレーション実行部で実行されたシミュレーションの結果から前記作業領域のいずれかに未作業領域が残ると判定されたとき、前記未作業領域が隣接する領域に含まれるように前記境界決定部で決定された境界を再決定すると共に、前記シミュレーション実行部は前記再決定された境界で画定される複数のゾーンで前記作業機の作業のシミュレーションを再度実行することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の自律走行作業機の作業領域ゾーン境界画定装置。
【請求項９】
前記コンピュータに接続されるディスプレイを備えると共に、前記境界決定部は、前記決定された境界を前記ディスプレイに表示させることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の自律走行作業機の作業領域ゾーン境界画定装置。
【請求項１０】
前記コンピュータに接続されるディスプレイを備えると共に、前記シミュレーション実行部は、前記境界決定部で決定された境界で画定される複数のゾーンで前記作業機の作業のシミュレーションを実行するとき、前記作業機の作業時間を前記ディスプレイに表示させることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の自自律走行作業機の作業領域ゾーン境界画定装置。
【請求項１１】
前記シミュレーション実行部は、前記境界決定部で決定された境界で画定される複数のゾーンで前記作業機の作業のシミュレーションを実行するとき、前記作業機のスタート地点から前記ゾーンに到着するまでの移動時間も含めてシミュレーションを実行することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の自自律走行作業機の作業領域ゾーン境界画定装置。
【請求項１２】
前記境界決定部は、前記境界同士の交点が減少するように前記作業領域を複数のゾーンに分割する境界を決定することを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の自律走行作業機の作業領域ゾーン境界画定装置。
【請求項１３】
前記境界決定部は、前記境界が複数の直線成分のいずれかで規定可能であるとき、前記複数の直線成分のうち最長の直線成分で前記作業領域を複数のゾーンに分割する境界を決定することを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の自律走行作業機の作業領域ゾーン境界画定装置。
【請求項１４】
前記境界決定部は、前記作業領域の狭路の面積が減少するように、前記作業領域を複数のゾーンに分割する境界を決定することを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の自律走行作業機の作業領域ゾーン境界画定装置。
【請求項１５】
前記作業機は、
プロセッサとメモリと入出力回路とから少なくともなるコンピュータを備えると共に、
前記作業指令部は、前記入出力回路を介して前記作業機のコンピュータのプロセッサに指令して前記境界再決定部で再決定された境界に基づいて分割される複数のゾーンで前記作業機に指令して作業させることを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載の自律走行作業機の作業領域ゾーン境界画定装置。
【請求項１６】
前記作業機は駆動部で駆動されて前記作業領域を自律走行可能であると共に、
プロセッサとメモリと入出力回路とから少なくともなるコンピュータを備え、前記メモリに前記作業機の前記作業領域での作業をシミュレーションするシミュレーション・プログラムが格納されると共に、
前記プロセッサが前記境界決定部とシミュレーション実行部と境界再決定部とゾーン表示部と作業指令部とを備えることを特徴とする請求項１から１５のいずれか１項に記載の自律走行作業機の作業領域ゾーン境界画定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自律走行作業機の作業が予定される作業領域を複数のゾーンに分割する境界を画定する自律走行作業機の作業領域ゾーン境界画定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
作業機に芝が生育した庭園やゴルフ場などの作業領域を自律走行させて芝刈り作業させる、あるいは屋内の床面などの作業領域を自律走行させて清掃作業させる技術は種々提案されており、その一例として特許文献１記載の技術を挙げることができる。特許文献１記載の技術は、作業領域を電流が通電されたワイヤで画定し、その内側で芝刈り作業機が自律走行するように構成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１４／００５８６１１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そのような技術において作業領域内を複数のゾーンに分割してそれぞれ各ゾーン内で作業させる方が効率的な場合もある。従って、この発明の課題は、作業領域を複数のゾーンに分割して作業するときの効率を向上させるようにした自律走行作業機の作業領域ゾーン境界画定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記した課題を解決するため、この発明は、少なくとも１台の自律走行作業機の作業が予定される作業領域を複数のゾーンに分割する境界を画定する作業領域ゾーン境界画定装置であって、プロセッサと、メモリと、入出力回路と、前記メモリに格納されると共に、前記作業機の前記作業領域での作業をシミュレーションするシミュレーション・プログラムとを少なくとも有するコンピュータを備え、前記プロセッサが、前記作業領域を複数のゾーンに分割する境界を決定する境界決定部と、前記境界決定部で決定された境界で画定される複数のゾーンで前記複数台の作業機の作業のシミュレーションを実行するシミュレーション実行部と、前記シミュレーション実行部で実行されたシミュレーションの結果に基づいて前記境界決定部で決定される境界を再決定する境界再決定部と、前記境界再決定部で再決定された境界に基づいて分割される複数のゾーンを表示するゾーン表示部とを備える如く構成した。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】この発明の第１実施形態に係る自律走行作業機の作業領域ゾーン境界画定装置を全体的に示す概念図である。
【図２】図１の自律走行作業機の説明側面図である。
【図３】図１のコンピュータの構成を詳細に示す説明図である。
【図４】図２の自律走行作業機の上面図である。
【図５】図２の自律走行作業機のＥＣＵの入出力関係を示すブロック図である。
【図６】図１の自律走行作業機の作業が予定される作業領域の説明図である。
【図７】図１の作業領域ゾーン境界画定装置のコンピュータのプロセッサの処理を具体的に示すフロー・チャートである。
【図８】同様に図１の自律走行作業機の作業が予定される作業領域の説明図である。
【図９】同様に図１の自律走行作業機の作業が予定される作業領域の説明図である。
【図１０】同様に図１の自律走行作業機の作業が予定される作業領域の説明図である。
【図１１】この発明の第２実施形態に係る自律走行作業機の作業領域ゾーン境界画定装置を示す、図５と同様な作業機のＥＣＵの入出力関係を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
（第１実施形態）
図１はこの発明の第１実施形態に係る自律走行作業機の作業領域ゾーン境界画定装置を全体的に示す概念図、図２は図１の自律走行作業機の説明側面図、図３は図１のコンピュータの構成を詳細に示す説明図、図４は図２の自律走行作業機の上面図、図５は図２の自律走行作業機のＥＣＵ（電子制御ユニット）の入出力関係を示すブロック図、図６は図１の自律走行作業機の作業が予定される作業領域の説明図である。
【０００８】
図１において符号１は自律走行作業機の作業領域ゾーン境界画定装置（以下「装置」という）を示す。この実施形態において自律走行作業機（以下「作業機」という）１０は図２に良く示すような芝刈り機からなる。作業機１０は少なくとも１台あれば足りるが、この実施形態では図１に示す如く、例えば３台（複数台）からなり、それぞれ作業領域ＡＲでの作業が予定される。
【０００９】
装置１はコンピュータ２を備える。コンピュータ２は図３に示す如く、バスを介して互いに接続されるプロセッサ（ＣＰＵ）２ａと、メモリ２ｂと、入出力回路（Ｉ／Ｏ）２ｃとを備える。コンピュータ２にはディスプレイ４と、キーボード、マウス、タッチパネルなどからなる入力機器６が接続される。
【００１０】
コンピュータ２のメモリ２ｂには、少なくとも１台の作業機１０の作業領域ＡＲでの作業をシミュレーションするシミュレーション・プログラム２ｂ１が格納される。シミュレーション・プログラム２ｂ１は対話形式のプログラムからなり、ユーザなどが入力機器６を介して入力する条件に応じてシミュレーションを実行し、ディスプレイ４にその結果を表示する。
【００１１】
次いで図２以降を参照して作業機１０を説明すると、作業機１０の機体（基体）１２はシャシ１２ａとそれに取り付けられるフレーム１２ｂとからなる。作業機１０は、前後方向においてシャシ１２ａの前側にステー１２ａ１を介して固定される比較的小径の左右２個の前輪１４を備えると共に、後側にシャシ１２ａに直接取り付けられる比較的大径の左右の後輪１６を備える。
【００１２】
シャシ１２ａの中央位置付近には芝刈り作業用のブレード（作業部材。以下「ブレード」という）２０が取り付けられると共に、その上部には電動モータ（以下「作業モータ」という）２２が配置される。ブレード２０は作業モータ２２に接続され、作業モータ２２によって回転駆動される。ブレード２０にはユーザの手動操作自在なブレード高さ調整機構２４が接続される（尚、手動に代え、電動によって高さ調整可能としても良い）。
【００１３】
また、シャシ１２ａには、ブレード２０の後端側で２個の電動モータ（駆動部。以下「走行モータ」という）２６Ｌ，２６Ｒが取り付けられる。走行モータ２６Ｌ，２６Ｒは左右の後輪１６に接続され、後輪１６を左右独立に正転あるいは逆転させる。
【００１４】
作業機１０はユーザが運搬可能な重量と寸法を有し、例えば全長（前後方向長さ）７１ｃｍ程度、全幅５５ｃｍ程度、高さ３０ｃｍ程度の寸法を有する。作業機１０の後部には搭載充電ユニット３０と搭載電池（バッテリ）３２とが格納されると共に、フレーム１２ｂには一対の電池充電端子３４が前進方向の前方に突出するように取り付けられる。作業モータ２２と走行モータ２６も搭載電池３２に接続され、搭載電池３２から通電されるように構成される。尚、図１では配線の図示を省略する。
【００１５】
作業機１０の前側には２個のカメラ（撮影機器）３６が前方（あるいは全周）をステレオ視可能に配置される。また、フレーム１２ｂには、障害物や異物との接触によってフレーム１２ｂがシャシ１２ａから外れるとき、オン信号を出力する接触センサ４０が取り付けられる。
【００１６】
作業機１０の中央位置付近には収納ボックス（図示せず）が設けられると共に、その内部に収納された回路基板４２上にはマイクロコンピュータからなる電子制御ユニット（Electronic Control Unit。以下「ＥＣＵ」という）４４が搭載される。図５に示す如く、ＥＣＵ４４は、プロセッサ（ＣＰＵ）４４ａと、メモリ（ＲＯＭ，ＥＥＰＲＯＭ，ＲＡＭ）４４ｂと、Ｉ／Ｏ（入出力回路）４４ｃとから少なくともなるマイクロコンピュータから構成される。
【００１７】
また、回路基板４２上には、ＥＣＵ４４に近接して作業機１０の重心位置のｚ軸（鉛直軸）回りの角速度（ヨーレート）を示す出力を生じる角速度センサ４６と、作業機１０に作用するｘ，ｙ，ｚ軸の直交３軸方向の加速度を示す出力を生じる加速度センサ５０と、地磁気に応じた絶対方位を示す出力を生じる方位センサ５２が設けられる。
【００１８】
また、作業機１０の左右の後輪１６の付近には左右の後輪１６の車輪速を示す出力を生じる車輪速センサ５４が配置されると共に、シャシ１２ａとフレーム１２ｂの間には、ユーザなどによってフレーム１２ｂがシャシ１２ａからリフトされた（持ち上げられた）とき、オン信号を出力するリフトセンサ５６が配置される。搭載電池３２には搭載電池３２の消費電流を示す出力を生じる電流センサ６０が配置される。
【００１９】
また、作業機１０には、動作開始などを指令するメインスイッチ６２と非常停止を指令する非常停止スイッチ６４とがユーザの操作自在に設けられる。さらに、作業機１０のフレーム１２ｂは上面で大きく切り欠かれてそこにユーザの指令などの入力のためのキーボードやタッチパネルなどの入力機器６６が設けられると共に、ディスプレイ７０が設けられる。
【００２０】
入力機器６６とディスプレイ７０はＥＣＵ４４に接続され、ディスプレイ７０にはＥＣＵ４４の指令に応じて作業モードなどの各種の情報が表示される。また、ＥＣＵ４４はＩ／Ｏ４４ｃを介して装置１のコンピュータ２に、図３に示すように有線であるいは通信端末７２による無線で通信可能に構成される。通信端末７２は、スマートフォンなど通信機能を備えたＰＤＡ（Portable Digital Assistant）からなる。
【００２１】
図５に示す如く、カメラ３６、接触センサ４０、角速度センサ４６などのセンサ類の出力とメインスイッチ６２などのスイッチ類の出力は、ＥＣＵ４４に送られ、Ｉ／Ｏ４４ｃを介して入力される。カメラ３６の出力は同様にＥＣＵを備える画像処理部３６ａに送られ、そこで撮像画像が生成される。
【００２２】
図６は作業領域ＡＲの説明上面図である。作業領域ＡＲは、境界（境界線）７４で画定される複数のゾーンＡＲｎ（例えばＡＲ１，ＡＲ２，ＡＲ３）に分割可能である。作業領域ＡＲには、作業機１０の搭載電池３２を充電するための充電ステーション（以下「充電ＳＴ」という）７６が配置される。
【００２３】
図示の簡略化のために同図に部分的に示すに止めるが、作業領域ＡＲは、メモリ２ｂにおいて、その全域が、充電ＳＴ７６の位置を原点とし、かつ方位センサ５２によって規定される所定方位を基準とする直交２軸座標の平面（ＸＹ平面）上において格子状に等間隔に分割して得られる複数のセルＣｍｐを配列してなるマップＭＰで規定される。
【００２４】
また、実際の作業領域ＡＲには例えば三角形の立方体からなるマーカが周辺と境界７４に適宜な間隔をおいて配置され、ＥＣＵ４４は画像処理部３６ａで生成される撮像画像からマーカを検出することで作業領域ＡＲの全体を認識する。
【００２５】
また、ＥＣＵ４４はその他のセンサ出力に基づき、搭載電池３２から走行モータ２６に通電すると共に、Ｉ／Ｏ４４ｃを介して制御値を出力して走行モータ２６を駆動して作業機１０を作業領域ＡＲにおいて自律走行しつつ芝刈り作業するように制御する。
【００２６】
図３に戻って装置１のコンピュータ２の説明を続けると、コンピュータ２において、プロセッサ２ａが、作業領域ＡＲを複数のゾーンＡＲｎに分割する境界７４を決定する境界決定部２ａ１と、境界決定部２ａ１で決定された境界７４で画定される複数のゾーンＡＲｎで３台の作業機１０の作業のシミュレーションを実行するシミュレーション実行部２ａ２と、シミュレーション実行部２ａ２で実行されたシミュレーションの結果に基づいて境界決定部２ａ１で決定される境界を再決定する境界再決定部２ａ３と、境界再決定部２ａ３で再決定された境界に基づいて分割される作業領域ＡＲの複数のゾーンＡＲｎを表示するゾーン表示部２ａ４と、境界再決定部２ａ３で再決定された境界に基づいて分割される作業領域ＡＲの複数のゾーンＡＲｎで少なくとも１台の作業機１０に指令して作業させる作業指令部２ａ５とを備える（として機能する）。
【００２７】
尚、この実施形態において、図示の便宜上、作業機１０の台数は３台とすると共に、作業領域のゾーンＡＲｎの数も３つとするが、作業機１０の台数は３台に限られるものではなく、ゾーンＡＲｎの数も３つに限られないことは言うまでもない。即ち、作業機１０は１台とし、それを複数のゾーンＡＲｎで時間をずらせて順次作業させても良いものである。
【００２８】
図７は作業領域ゾーン境界画定装置１のコンピュータ２のプロセッサ２ａの処理を具体的に示すフロー・チャートである。
【００２９】
以下説明すると、Ｓ１０において作業領域ＡＲを複数のゾーンＡＲｎに分割する境界７４を決定する（これは境界決定部２ａ１の行う処理である）。
【００３０】
具体的には、境界決定部２ａ１は、最初、境界７４を適当に決定する。境界決定部２ａ１は、図６に示すように例えば作業領域ＡＲの周辺にランダムにａ，ｂの２点を決めて各位置がどの点に近いかで決定しても良く、あるいは各ゾーンの面積比が同一となるように決定しても良い。
【００３１】
また、境界決定部２ａ１は、境界７４同士の交点が減少するように境界７４を決定する。一例として図８に示すように、１つの直線成分からなる直線ｃ，ｄを用いる場合と折曲する直線成分からなる直線ｅ，ｆ，ｇを用いる場合を比較すると、この場合、前者では直線の交点は０であるが、後者では直線の交点は１（ｈ）である。
【００３２】
前者と比較して交点の多い後者の区分であると、領域の形状が複雑化してしまうと共に、領域内の最長直線距離が減少するため、作業機１０の折り返し回数が増えて作業時間が長くなる。そのため、境界７４が複数の直線成分のいずれかで規定可能であるとき、そのうちの最長の直線成分で境界７４を規定して効率性を上げるようにした。
【００３３】
また、図６に示す如く、作業領域ＡＲには作業機１０の走行幅の狭い狭路８０が生じることが多いが、境界決定部２ａ１は、狭路８０の面積（換言すれば狭路８０の総数）が減少するように境界７４を決定する。
【００３４】
尚、狭路８０は作業機１０の横幅（図３の機体の前後方向中心線ＣＬ１に直交する左右方向の幅）のｎ倍以上で、かつｍ倍未満の幅ｗを有する走行路とするが、境界決定部２ａ１はその狭路８０の面積あるいは総数が減少するように境界７４を決定する。
【００３５】
それについて図９を参照して説明すると、同図で境界７４によって狭路８０の面積が相違することを説明する図であり、図示例では狭路８０は（ｉ）の方が（ｉｉ）により広くなってしまう。狭路８０の広さは可能な限り小さくしたいので、図９に示す場合は（ｉｉ）の方が望ましい。図９でＡＲｎ，ＡＲｍは図６，図８のＡＲ１，ＡＲ２，ＡＲ３のうちの２つを意味する。
【００３６】
また、境界決定部２ａ１は、ユーザなどの入力に応じて作業領域ＡＲの中の、花壇、樹木、池などの作業に適しない作業不適領域８２をマップＭＰのセルＣｍｐから位置を特定すると共に、特定された作業不適領域８２を考慮して境界７４を決定する。
【００３７】
また、境界決定部２ａ１は、作業領域ＡＲについての情報を所定期間、例えば半年ごとに更新する。即ち、境界決定部２ａ１は、ユーザなどから作業領域ＡＲの工事、売買などによる形状の変更を含む情報が入力されたか否か所定期間ごとに判定し、肯定されるときは作業領域ＡＲについての情報を更新する。
【００３８】
図７フロー・チャートの説明に戻ると、次いでＳ１２に進み、決定された境界７４で画定される３つのゾーンＡＲｎで少なくとも１台の作業機１０の作業のシミュレーションを実行する（これはシミュレーション実行部２ａ２の行う処理である）。
【００３９】
以下説明すると、シミュレーション実行部２ａ２は、Ｓ１０の境界決定部２ａ１で決定された境界７４で画定される３つのゾーンＡＲｎで少なくとも１台の作業機１０の作業のシミュレーションを実行するとき、少なくとも１台の作業機１０の作業時間をディスプレイ４に表示させる。
【００４０】
また、シミュレーション実行部２ａ２は、Ｓ１０の境界決定部２ａ１で決定された境界７４で画定される３つのゾーンＡＲｎで少なくとも１台の作業機１０の作業のシミュレーションを実行するとき、少なくとも１台の作業機１０が所定位置（スタート地点、例えば充電ＳＴ７６）から移動を開始して担当する当該ゾーンＡＲｎに到着するまでの移動時間も含めてシミュレーションを実行する。
【００４１】
また、シミュレーション実行部２ａ２は、境界決定部２ａ１で作業領域ＡＲについての情報が更新されたとき、更新された情報で決定された境界７４で画定される複数のゾーンＡＲｎで少なくとも１台の作業機１０の作業のシミュレーションを再度実行する。
【００４２】
図７フロー・チャートの説明に戻ると、次いでＳ１４に進み、Ｓ１２のシミュレーション実行部２ａ２で実行されたシミュレーションの結果に基づいてＳ１０の境界決定部２ａ１で決定された境界７４を再決定する（これは境界再決定部２ａ３の行う処理である）。
【００４３】
即ち、Ｓ１０において境界決定部２ａ１は境界７４を処理の初めにおいて適当に決定することから、シミュレーション実行部２ａ２で実行されるシミュレーションの結果から、Ｓ１０の境界決定部２ａ１で決定された境界７４で画定される３つのゾーンＡＲｎの作業量が均等ではないと判断される可能性が高い。
【００４４】
従って、境界再決定部２ａ３は、Ｓ１２のシミュレーション実行部２ａ２で実行されたシミュレーションの結果から、Ｓ１０の境界決定部２ａ１で決定された境界７４で画定される３つのゾーンＡＲｎの作業量が均等ではないと判断されるとき、境界決定部２ａ１で決定される境界７４を再決定すると共に、シミュレーション実行部２ａ２は再決定された境界７４で画定される３つのゾーンＡＲｎで少なくとも１台の作業機１０の作業のシミュレーションを再度実行する。
【００４５】
このように、シミュレーション実行部２ａ２は、境界再決定部２ａ３で決定された境界７４で画定される３つのゾーンＡＲｎで少なくとも１台の作業機１０の作業のシミュレーションを再度実行する。
【００４６】
また、境界再決定部２ａ３は、シミュレーション実行部２ａ２で実行されたシミュレーションの結果から作業領域のゾーンＡＲｎのいずれかに未作業領域が残ると判定されたとき、未作業領域が隣接する領域に含まれるように境界決定部２ａ１で決定された境界を再決定すると共に、シミュレーション実行部２ａ２は再決定された境界７４で画定される複数のゾーンＡＲｎで少なくとも１台の作業機１０の作業のシミュレーションを再度実行する。
【００４７】
例えば、図１０に示す如く，Ｓ１０において作業領域ＡＲ１とＡＲ２を境界７４で分割した結果、狭路８０に隣接する領域ＡＲ４が未作業領域となったとする。
【００４８】
従って、このような場合、境界７４に代え、未作業領域ＡＲ４が作業領域ＡＲ２に含まれるように狭路８０の手前で終わる境界７４０を再決定し、再決定された境界７４０で決定されるＡＲ４＋ＡＲ２からなる新ゾーンでシミュレーションを実行する。
【００４９】
尚、この実施形態で作業領域ＡＲの形状は、図示の便宜あるいは説明の便宜の都合上、図１、図６、図８、図９、図１０において同一ではないが、作業領域ＡＲは実質的には同一なものである。
【００５０】
図７フロー・チャートの説明に戻ると、次いでＳ１６に進み、境界再決定部２ａ３で再決定された境界に基づいて分割される複数のゾーンを表示する（これはゾーン表示部２ａ４の行う作業である。表示内容は図６とほぼ同様である）。
【００５１】
次いでＳ１８に進み、境界再決定部２ａ３で再決定された境界に基づいて分割される複数のゾーンで少なくとも１台の作業機１０のＥＣＵ４４に指令して作業させる（これは作業指令部２ａ５の行う作業である）。
【００５２】
第１実施形態に係る自律走行作業機１０の作業領域ゾーン境界画定装置１は、上記のように構成したので、作業領域ＡＲを複数のゾーンＡＲｎに分割して少なくとも１台の作業機１０で作業するときの効率を向上させることができる。
【００５３】
（第２実施形態）
図１１はこの発明の第２実施形態に係る自律走行作業機の作業領域ゾーン境界画定装置を示す、図５と同様な作業機１０のＥＣＵ４４の入出力関係を示すブロック図である。  
【００５４】
第２実施形態にあっては、図示の如く、少なくとも１台の作業機１０は電動モータ２６で駆動されて作業領域ＡＲを自律走行可能であると共に、プロセッサ４４ａとメモリ４４ｂと入出力回路４４ｃとから少なくともなるコンピュータから構成されるＥＣＵ４４を備え、メモリ４４ｂに第１実施形態で図３を参照して説明した、少なくとも１台の作業機１０の作業領域での作業をシミュレーションするシミュレーション・プログラム２ｂ１と同様のプログラム４４ｂ１が格納されるように構成される。
【００５５】
また、プロセッサ４４ａは、図３の境界決定部２ａ１、シミュレーション実行部２ａ２、境界再決定部２ａ３、ゾーン表示部２ａ４、作業指令部２ａ５と同様の、境界決定部４４ａ１、シミュレーション実行部４４ａ２、境界再決定部４４ａ３、ゾーン表示部４４ａ４、作業指令部４４ａ５を備える（として機能する）如く構成した。
【００５６】
第２実施形態に係る自律走行作業機１０の作業領域ゾーン境界画定装置１は、上記のように構成したので、第１実施形態と同様、作業領域ＡＲを複数のゾーンＡＲｎに分割して少なくとも１台の作業機１０で作業するときの効率を向上できると共に、第１実施形態に比し、シミュレーションの精度は若干低下するものの、構成として簡易となる利点を備える。尚、残余の構成および効果は第１実施形態と異ならない。
【００５７】
上記した如く、この発明の第１、第２実施形態は、少なくとも１台の自律走行作業機１０の作業が予定される作業領域ＡＲを複数のゾーンＡＲｎに分割する境界７４を画定する作業領域ゾーン境界画定装置１であって、プロセッサ（２ａ，４４ａ）と、メモリ（２ｂ，４４ｂ）と、入出力回路（２ｃ，４４ｃ）と、前記メモリに格納されると共に、前記作業機１０の前記作業領域での作業をシミュレーションするシミュレーション・プログラム（２ｂ１，４４ｂ１）とを少なくとも有するコンピュータ（２，４４）を備え、前記プロセッサ（２ａ，４４ａ）が、前記作業領域を複数のゾーンに分割する境界を決定する境界決定部（２ａ１，４４ａ１，Ｓ１０）と、前記境界決定部で決定された境界で画定される複数のゾーンで前記作業機の作業のシミュレーションを実行するシミュレーション実行部（２ａ２，４４ａ２，Ｓ１２）と、前記シミュレーション実行部で実行されたシミュレーションの結果に基づいて前記境界決定部で決定される境界を再決定する境界再決定部（２ａ３，４４ａ３，Ｓ１４）と、前記境界再決定部で再決定された境界に基づいて分割される複数のゾーンを表示するゾーン表示部（２ａ４，４４ａ４，Ｓ１６）とを備える如く構成したので、例えば表示に基づいて作業機１０に指令することで、作業機１０の各ゾーンＡＲｎでの作業時間を均等にすることができ、広い作業領域ＡＲを複数のゾーンＡＲｎに分割して少なくとも１台の作業機１０で作業するときの効率を向上させることができる。ここで、作業機１０は１台であれば複数のゾーンＡＲｎで時間をずらせて、複数台であれば複数のゾーンをそれぞれ作業することを意味する。また、この実施形態では複数のゾーンＡＲｎのそれぞれで作業機１０を１台ずつ作業させたが、それに限られるものではなく、１つのゾーンで複数台の作業機１０を作業させても良い。
【００５８】
また、前記境界再決定部で再決定された境界に基づいて分割される複数のゾーンで前記作業機に指令して作業させる作業指令部（２ａ５，４４ａ５，Ｓ１８）を備える如く構成したので、上記した如く、作業機１０の各ゾーンＡＲｎでの作業時間を均等にすることができ、広い作業領域ＡＲを複数のゾーンＡＲｎに分割して作業するときの効率を向上させることができる。
【００５９】
また、前記シミュレーション実行部（２ａ２，４４ａ２）は、前記境界再決定部で再決定された境界で画定される複数のゾーンで前記作業機の作業のシミュレーションを再度実行する（Ｓ１２）如く構成したので、その結果に基づいて境界を再再決定することも可能となり、作業時間を一層均等にすることができ、広い作業領域ＡＲを分割して作業するときの効率を一層向上させることができる。
【００６０】
また、前記境界再決定部（２ａ３，４４ａ３）は、前記シミュレーション実行部で実行されたシミュレーションの結果から、前記境界決定部で決定された境界で画定される複数のゾーンの作業量が均等ではないと判断されるとき、前記境界決定部で決定される境界を再決定すると共に、前記シミュレーション実行部は前記再決定された境界で画定される複数のゾーンで前記作業機の作業のシミュレーションを再度実行する（Ｓ１４，Ｓ１０）如く構成したので、作業時間を一層均等にすることができ、広い作業領域ＡＲを分割して作業するときの効率を一層向上させることができる。
【００６１】
また、前記境界決定部（２ａ１，４４ａ１）は、前記作業領域の中の作業不適領域８２を特定すると共に、前記特定された作業不適領域８２を考慮して前記作業領域を複数のゾーンに分割する境界を決定する（Ｓ１４）如く構成したので、作業時間を一層的確に均等にすることができ、広い作業領域ＡＲを分割して作業するときの効率を一層向上させることができる。
【００６２】
また、前記境界決定部で前記作業不適領域８２を考慮して前記作業領域を複数のゾーンに分割する境界が決定されたとき、前記シミュレーション実行部（２ａ２，４４ａ２）は、前記決定された境界で画定される複数のゾーンで前記作業機の作業のシミュレーションを再度実行する（Ｓ１２）如く構成したので、作業時間を一層的確に均等にすることができ、広い作業領域ＡＲを分割して作業するときの効率を一層向上させることができる。  
【００６３】
また、前記境界決定部（２ａ１，４４ａ１）は、前記作業領域についての情報を所定期間ごとに更新すると共に、前記シミュレーション実行部（２ａ２，４４ａ２）は、前記境界決定部で前記作業領域についての情報が更新されたとき、前記更新された情報で決定された境界で画定される複数のゾーンで前記作業機の作業のシミュレーションを再度実行する（Ｓ１２）如く構成したので、作業時間を一層的確に均等にすることができ、広い作業領域ＡＲを分割して作業するときの効率を一層向上させることができる。
【００６４】
また、前記境界再決定部（２ａ３，４４ａ３）は、前記シミュレーション実行部で実行されたシミュレーションの結果から前記作業領域のいずれかに未作業領域（ＡＲ４）が残ると判定されたとき、前記未作業領域（ＡＲ４）が隣接する領域（ＡＲ２）に含まれるように前記境界決定部で決定された境界を再決定すると共に、前記シミュレーション実行部は前記再決定された境界で画定される複数のゾーンで前記作業機の作業のシミュレーションを再度実行する（Ｓ１４，Ｓ１２）如く構成したので、上記した効果に加え、未作業領域が生じるのを効果的に防止することができる。
【００６５】
また、前記コンピュータに接続されるディスプレイ（４，７０）を備えると共に、前記境界決定部（２ａ１，４４ａ１）は、前記決定された境界を前記ディスプレイに表示させる如く構成したので、上記した効果に加え、分割されるゾーンの均等化を視覚的に確認することができる。
【００６６】
また、前記コンピュータに接続されるディスプレイ（４，７０）を備えると共に、前記シミュレーション実行部（２ａ２，４４ａ２）は、前記境界決定部で決定された境界で画定される複数のゾーンで前記作業機の作業のシミュレーションを実行するとき、前記作業機の作業時間を前記ディスプレイに表示させる如く構成したので、上記した効果に加え、分割されるゾーンの均等化を視覚的に確認することができる。
【００６７】
また、前記シミュレーション実行部（２ａ２，４４ａ２）は、前記境界決定部で決定された境界で画定される複数のゾーンで前記作業機の作業のシミュレーションを実行するとき、前記作業機の前記ゾーンに到着するまでの移動時間も含めてシミュレーションを実行する（Ｓ１２）如く構成したので、作業時間を一層的確に均等にすることができ、広い作業領域ＡＲを分割して作業するときの効率を一層向上させることができる。
【００６８】
また、前記境界決定部（２ａ１，４４ａ１）は、前記境界同士の交点が減少するように前記作業領域を複数のゾーンに分割する境界を決定する（Ｓ１０）如く構成したので、上記した効果に加え、作業機１０の作業時の折り返し回数を減少させることができ、広い作業領域ＡＲを分割して作業するときの効率を一層向上させることができる。
【００６９】
また、前記境界決定部（２ａ１，４４ａ１）は、前記境界が複数の直線成分のいずれかで規定可能であるとき、前記複数の直線成分のうち最長の直線成分で前記作業領域を複数のゾーンに分割する境界を決定する（Ｓ１０）如く構成したので、上記した効果に加え、作業機１０の折り返し回数を減少させることができ、広い作業領域ＡＲを分割して作業するときの効率を一層向上させることができる。
【００７０】
また、前記境界決定部（２ａ１，４４ａ１）は、前記作業領域の狭路８０の面積が減少するように、前記作業領域を複数のゾーンに分割する境界を決定する（Ｓ１０）如く構成したので、上記した効果に加え、狭路８０での作業を減少させることができ、広い作業領域ＡＲを分割して作業するときの効率を一層向上させることができる。
【００７１】
また、この発明の第１実施形態にあっては、前記作業機１０は、プロセッサ（４４ａ）とメモリ（４４ｂ）と入出力回路（４４ｃ）とから少なくともなるコンピュータ（ＥＣＵ４４）を備えると共に、前記作業指令部（２ａ４）は、前記入出力回路（２ｃ）を介して前記作業機（１０）のコンピュータ（ＥＣＵ４４）のプロセッサ（４４ａ）に指令して前記境界再決定部で再決定された境界に基づいて分割される複数のゾーンを表示する（Ｓ１６）如く構成したので、上記した効果に加え、作業機１０に搭載されるコンピュータ（ＥＣＵ４４）ではなく、メインフレームなどのコンピュータ２を用いることで、シミュレーションを一層的確に実行することができ、よって広い作業領域ＡＲを複数のゾーンＡＲｎに分割して作業するときの効率を向上させることができる。
【００７２】
また、この発明の第２実施形態にあっては、前記作業機１０は駆動部（電動モータ２６）で駆動されて前記作業領域を自律走行可能であると共に、プロセッサ（４４ａ）とメモリ（４４ｂ）と入出力回路（４４ｃ）とから少なくともなるコンピュータ（ＥＣＵ４４）を備え、前記メモリ（４４ｂ）に前記作業機の前記作業領域での作業をシミュレーションするシミュレーション・プログラム（４４ｂ１）が格納されると共に、前記プロセッサ（４４ａ）が前記境界決定部（４４ａ１）とシミュレーション実行部（４４ａ２）と境界再決定部（４４ａ３）と作業指令部（４４ａ４）とを備える（として機能する）如く構成したので、上記した効果に加え、簡易な構成でありながら、シミュレーションを実行することができ、よって広い作業領域ＡＲを複数のゾーンＡＲｎに分割して作業するときの効率を向上させることができる。
【００７３】
尚、上記において作業機１０を芝刈り作業機に適用したが、この発明はそれに限られるものではなく、他の自律走行可能な自律走行作業機に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
この発明に係る自律走行作業機の作業領域ゾーン境界画定装置は、自律走行可能な作業機のシミュレーションに好適に使用することができる。
【符号の説明】
【００７５】
１  自律走行作業車の作業領域ゾーン境界画定装置、２  コンピュータ、２ａ  プロセッサ、２ａ１  境界決定部、２ａ２  シミュレーション実行部、２ａ３  境界再決定部、２ａ４  ゾーン表示部、２ａ５  作業指令部、２ｂ  メモリ、２ｂ１  シミュレーション・プログラム、２ｃ  入出力回路、４  ディスプレイ、６  入力機器、１０  自律走行作業機（作業機）、１２  機体、１４  前輪、１６  後輪、２０  ブレード（作業部材）、２２  電動モータ（作業モータ）、２４  ブレード高さ調節機構、２６  電動モータ（駆動部。走行モータ）、３０  搭載充電ユニット、３２  搭載電池、３４  電池充電端子、３６  カメラ、３６ａ  画像処理部、４４  電子制御ユニット（ＥＣＵ）、４４ａ  プロセッサ、４４ａ１  境界決定部、４４ａ２  シミュレーション実行部、４４ａ３  境界再決定部、４４ａ４  ゾーン表示部、４４ａ５  作業指令部、４４ｂ  メモリ、４４ｂ１  シミュレーション・プログラム、４６  角速度センサ、５０  加速度センサ、５２  方位センサ、５４  車輪速センサ、６６  入力機器、７０  ディスプレイ、７２  通信端末、７４  境界（境界線）、７６  充電ステーション（ＳＴ）、８０  狭路、８２  作業不適領域
【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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【国際調査報告】
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