JP2016207158A - 自律型作業車 - Google Patents
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Abstract
【課題】幅狭の通路を介して存在する2つの作業領域に対する作業頻度に偏りを低減すること。
【解決手段】本発明の芝刈りロボット(1)は、領域ワイヤ(50)を避けて任意の方向に走行開始する第一の走行モード(a)と、前記領域ワイヤ(50)に沿って走行し、予め設定した節目イベントが発生した時点で前記領域ワイヤ(50)のループ内側の方向に走行する第二の走行モード(b)と、を有する。
【選択図】図3
【解決手段】本発明の芝刈りロボット(1)は、領域ワイヤ(50)を避けて任意の方向に走行開始する第一の走行モード(a)と、前記領域ワイヤ(50)に沿って走行し、予め設定した節目イベントが発生した時点で前記領域ワイヤ(50)のループ内側の方向に走行する第二の走行モード(b)と、を有する。
【選択図】図3
Description
本発明は、自律走行を行い、且つ所定の作業を行う自律型作業車に関する。
従来、自律走行を行い、且つ所定の作業を行う自律型作業車として、芝刈りロボットが知られている。
一般的な芝刈りロボットは充電ステーションとしても使用される信号源と、前記信号源に接続され、作業領域を囲むループを形成する領域ワイヤと、前記領域ワイヤのループ内を自律移動するロボット本体とで構成される。
前記領域ワイヤには前記信号源より交流電流が流されており、この交流電流が発する磁界信号をロボット本体が受信し、前記ループから出ることなく、内側を例えばランダムに走行しながら芝刈りを実行する。
この自律型作業車として芝刈りロボットを、本明細書の図3に示すような敷地に存在する2つの庭(領域A,B)の芝刈りを行う場合を考える。
2つの庭は、敷地内の建物を挟んで両側に存在し、通路(領域C)によってつながっている。
なお、通路の幅は、少なくとも芝刈りロボットが走行できる幅より広く、且つ、領域A,Bの幅よりも狭いものとする。
上記領域Cの幅が狭い要因としては、領域Cの両側に建物が存在する場合以外に、例えば、2つの庭を結ぶ領域の中に侵入させたくない領域として、コンクリートやレンガ等芝生が敷設できない領域(ガレージなどに利用されている領域)がある場合(図9)がある。
例えば、芝刈りロボット1が侵入し難い領域によって、芝刈り対象となる領域が繋がっている場合、以下のような問題が生じる。
前述のように、芝刈りロボットは、前記領域ワイヤのループ内部をランダムな方向に向けて作業する。このようにランダムな方向に向けて作業する芝刈りロボット1は、作業エリアの一部に狭い領域Cがある場合、その領域Cにどうしても入って行き難いため、その先にある領域Bを作業する頻度が低下するという問題が生じる。
そこで、特許文献1には、図10に示すように、敷地内の作業エリア(1)(ステーション208が存在する領域)から経路(P)を経て作業エリア(2)まで、自動芝刈機202を導くガイドワイヤ206が施設されている。
このガイドワイヤ206を用いて、自動芝刈機202を作業エリア(1)から幅の狭い経路(P)を経て作業エリア(2)に導くことで、経路(P)の幅が狭いことに起因する作業エリア(2)の作業頻度の低下を抑制している。
しかしながら、特許文献1に開示された技術では、領域ワイヤ及びガイドワイヤの両方の敷設が必要であり、ガイドワイヤの敷設に関連する付加設備、周辺機能等が余分に必要となる。
更に、ガイドワイヤを敷設する敷設作業者の労力等が増加する等の課題がある。
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであって、その目的は、ガイドワイヤを敷設することなく、芝刈りロボットが侵入し難い領域を介して存在する2つの作業領域に対する作業頻度の偏りを低減することを可能とする自律型作業車を提供することにある。
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る自律型作業車は、信号源に接続されたループを形成する通電可能なワイヤの信号を検知して走行する機能を有すると共に、前記ワイヤに接続された前記信号源から出発、及び帰還する機能を有し、前記ワイヤのループ内に規定された少なくとも2つの領域を含む作業領域で作業を行う自律型作業車において、前記ワイヤを避けて任意の方向に走行開始する第一の走行モードと、前記ワイヤに沿って走行し、予め設定した節目イベントが発生した時点で前記ワイヤのループ内側の方向に走行する第二の走行モードと、を有することを特徴としている。
本発明の一態様によれば、ガイドワイヤを敷設することなく、ガイドワイヤを敷設しないで、自律型走行車が侵入し難い領域を介して存在する2つの作業領域に対する作業頻度の偏りを低減することを可能とするという効果を奏する。
〔実施形態1〕
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、本実施形態では、本発明の自律型作業車を、芝刈りロボットに適用した例について説明する。以下の実施形態2〜5も同様とする。
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、本実施形態では、本発明の自律型作業車を、芝刈りロボットに適用した例について説明する。以下の実施形態2〜5も同様とする。
(芝刈りロボット1の構成)
図2、3を用いて、本実施形態に係る芝刈りロボット1の構成を説明する。図2は、芝刈りロボット1の概略構成を示し、図3は芝刈りロボット1の作業対象領域(敷地40)の全体を示す。
図2、3を用いて、本実施形態に係る芝刈りロボット1の構成を説明する。図2は、芝刈りロボット1の概略構成を示し、図3は芝刈りロボット1の作業対象領域(敷地40)の全体を示す。
図2に示すように、芝刈りロボット1は、(i)本体ベース10、(ii)移動機構を構成する後輪駆動機構11、前輪12および後輪13、(iii)バッテリ14、(iv)制御部16(制御装置)、(v)駆動機構119、(vi)ボディ外筐体(兼バンパ)20、および(vii)芝刈り用のカッタ17を有する回転板19、(viii)GPS信号受信部22(位置情報取得部)、磁気センサ23、カメラ33等を備えている。
芝刈りロボット1は、バッテリ14に蓄電された電力によって移動する。具体的には、後輪駆動機構11は、後輪駆動機構11が備えた駆動用モータ18(図1参照)を用いて、バッテリ14に蓄電された電力を動力に変換し、後輪13を駆動する。前輪12は自在輪である。なお、図2では、駆動用モータ18の図示を省略している。
芝刈りロボット1は、本体ベース10の底部に、芝刈り用のカッタ17を有する回転板19が備えられている。回転板19は、回転軸を介して、駆動機構119から動力を伝達されることによって回転し、芝および草等を切断する。
芝刈りロボット1の動作(移動、および、作業の開始・停止等)は、制御部16によって制御される。制御部16による制御の内容は、プログラム等として、予め芝刈りロボット1に実装されている。制御部16(走行制御部161、作業制御部162、イベント監視部163及び走行モード切替部164)は、作業エリア(作業領域:図3の領域A、B)内において、芝刈りロボット1に芝刈り作業を行わせる。本実施形態では、作業エリアは領域ワイヤ(ワイヤ)50によって規定される。
(芝刈りロボット1の動作)
芝刈りロボット1の動作の概要を説明する。なお、前述したように、芝刈りロボット1の動作は、制御部16によって制御される。
芝刈りロボット1の動作の概要を説明する。なお、前述したように、芝刈りロボット1の動作は、制御部16によって制御される。
図3は、領域ワイヤ50によって規定される作業エリアの概要を示す。
図3に示すように、領域ワイヤ50は、1つの閉じた領域を形成するように、敷地40内の地面などに敷設されている。
また、領域ワイヤ50は信号源(以下、充電ステーションと称する)60と電気的(通電可能)に接続されている。
充電ステーション60は、両端がそれぞれ異なる端子に接続された領域ワイヤ50に信号(交流電流)を流す。
これにより、領域ワイヤ50は流れている交流電流によって、当該領域ワイヤ50の周囲には磁界が生成されている。
なお、図3には、1つの充電ステーション60が描かれているが、充電ステーション60を含む複数のステーションが設置されていてもよい。
芝刈りロボット1は、作業前は通常、充電ステーション60で待機している。
そして、作業の指示があると、芝刈りロボット1は、まず、充電ステーション60から出発する。
走行中の芝刈りロボット1は、磁気センサ23によって、領域ワイヤ50に流れている交流電流を磁界変化として検知する。
芝刈りロボット1は、磁気センサ23によって検出した磁界変化の波形(位相)により自分の現在位置が領域ワイヤ50のループの内側か外側かを判定できる。
なお、芝刈りロボット1の磁気センサ23は、自己位置が領域ワイヤ50のループ内側であれば当該領域ワイヤ50から離れて(例えば25m以上)も磁界変化を感知できる。
また、磁気センサ23は、磁界が無くなった(停電になった)ことも検知可能である。
芝刈りロボット1は、領域ワイヤ50が形成する領域の内側をランダムに移動しながら、芝刈り作業を行う。
芝刈りロボット1は、作業中に領域ワイヤ50に遭遇(近接)した場合、領域ワイヤ50の外側に出ないように、方向転換する。
従って、芝刈りロボット1は、作業エリアの内側において、芝刈り作業を行う。
芝刈り作業が完了した場合、芝刈りロボット1は、作業を停止し、領域ワイヤ50に沿って移動することによって、充電ステーション60に帰還する。
複数の充電ステーション60が設置されている場合、芝刈りロボット1は、最寄りの充電ステーション60に帰還してもよい。
また、この構成では、2台以上の芝刈りロボット1が存在する場合、各芝刈りロボット1は、それぞれ異なる充電ステーション60に帰還してもよい。
また、芝刈りロボット1は、メンテナンスのために、作業を停止し、ステーションに帰還する場合もある。
充電ステーション60に帰還する前に作業が完了していた場合、芝刈りロボット1は、次の作業を行うように指示を受けるまで、充電ステーション60において待機する。
一方、充電ステーション60に帰還する前に作業が完了していなかった場合、芝刈りロボット1は、作業を再開するために、充電ステーション60から再度出発する。
このとき、芝刈りロボット1は、充電ステーション60から、ランダムな方向に(ただし、領域ワイヤ50の外側に出ないように)出発する。
芝刈りロボット1は、図3に示す敷地40内の領域Aから作業を開始し、且つランダム走行モードである場合、作業エリアの一部に領域Aよりも狭い領域C(第3の領域:通路や、ハウスと倉庫の間の領域等)があると領域Cに進入する確率が低くなる。なお、領域C(第3の領域)は、領域A(第1の領域)と領域B(第2の領域)を繋ぐ領域であり、少なくとも芝刈りロボット1(自律型作業車)が一方の領域(例えば領域A)から他方の領域(例えば領域B)に走行可能な領域である。ここで、領域Cは、芝刈りロボット1が作業できない領域(芝刈りが行えない領域)、例えば、コンクリートやレンガ等芝生が敷設できない領域(ガレージなどに利用されている領域)や、幅の狭い通路等がある。このような領域には、芝刈りロボット1は侵入し難い。本実施形態では、芝刈りロボット1が侵入し難い領域Cとして通路を例に説明する。他の実施形態も同様に、領域Cとして通路を例に説明する。
その結果、狭い領域Cの先にある領域B(Bは当然Aと同じような頻度で芝刈りが必要)を作業する頻度が低下する。
そこで、上記の問題を解消するために、芝刈りロボット1は、2つの走行モード(第一の走行モード、第二の走行モード)を有している。
ここで、上記第一の走行モードと第二の走行モードとを用いた芝刈りロボット1による芝刈り作業について簡単に説明する。
芝刈りロボット1は、第一の走行モードにより、図3の領域Aの芝刈りを実行する。芝刈りロボット1は、領域Aの芝刈り作業を終了した時点で、充電ステーション60に一旦戻る。ここまでの作業を第1の作業とする。つまり、第1の作業は、信号源である充電ステーション60から第一の走行モードで出発して、第一の走行モードのみで領域A内で芝刈りを行う作業である。
また、芝刈りロボット1は、上記第1の作業の他に、充電ステーション60から第二の走行モードで出発し、領域ワイヤ50に沿って領域Cを強制的に通過し、領域B内に移動した後、第二の走行モードから第一の走行モードに切り替えて、領域B内の芝刈りを行う第2の作業も実行できる。芝刈りロボット1が第1の作業と第2の作業とを実行する割合は、ユーザによって設定することができる。
ここで、充電ステーション60で待機中の芝刈りロボット1は、予め設定した計画に従って、第一の走行モードで出発するのか、第二の走行モードで出発するのかを決める。この予め設定した計画は、例えば第一の走行モードによる領域Aの芝刈りを2回したら、第二走行モードに切り換える。つまり、領域Aの芝刈りを2回行ったら、領域Bの芝刈りを1回行うように、第一の走行モードと第二の走行モードとを切り換えるようにすればよい。
芝刈りロボット1は、充電ステーション60において待機中に切り替わった第二の走行モードにより、図3の領域Cを通過し終わるまで強制的に領域ワイヤ50に沿って領域Bに向かうように出発させ、領域Bに到達させた後に、第二の走行モードから第一の走行モード(ランダム走行モード)に切り換える。なお、第一の走行モードはランダム走行モードに限定されるものではなく、隅から1列作業して、端に来たら車体分隣の列にずれて作業する等のやり方を繰り返す走行モードであってもよし、他の走行モードであってもよい。
ここで、第二の走行モードは、領域Bに到達する頃もしくは、完全に領域B内に入った頃に節目イベントを検知し、その段階でランダム走行モードに自動的に切り替え、領域B内での芝刈り作業を開始する。
このように、第一の走行モードと第二の走行モードとを適宜切り替えることで、領域A、領域Bの両領域に概ね均等(もしくは希望)の頻度で作業することが可能となる。
以上のように、芝刈りロボット1は、第二の走行モードにより、強制的に領域Cに入り込み、更に領域Bに必ず到達する機能を有するので、領域Bの作業頻度が低下しないと言う効果が得られる。
上記第一の走行モード(図3の(a))と第二の走行モード(図3の(b))の切換は予めユーザ等の計画設定によって可能である。
上記節目イベントについては、信号源である充電ステーション60から出発して以降の物理量、検知可能な指標等により設定する。
ここで計画設定の仕方としては、上述したように、領域Aの芝刈り2回行ったら、領域Bの芝刈りを1回行うように、第一の走行モードと第二の走行モードとを切り換えるようにすることが考えられるが、領域A、領域Bの両領域を概ね均等(もしくは希望)に作業出来る計画の仕方、概ね均等の場合には1:1の頻度割合で領域A、領域Bを作業させたい場合はそのように計画設定できる。もしくは、ユーザによれば希望の頻度割合、例えば3:2の頻度割合で領域A、領域Bを作業させたい場合はそのように計画設定できる。
本実施形態では、充電ステーション60から芝刈りロボット1が第二走行モードで出発後、5分経過した時点を節目イベント発生点として説明する。
(制御部16の詳細)
図1を用いて、制御部16の詳細を説明する。
図1を用いて、制御部16の詳細を説明する。
図1は、制御部16の構成を示すブロック図である。
図1に示すように、制御部16は、走行制御部161、作業制御部162、イベント監視部163(イベント発生検出部)及び走行モード切り替え部164を含んでいる。
走行制御部161は、後輪駆動機構11が備えた駆動用モータ18を駆動することによって、芝刈りロボット1を移動させる。
走行制御部161は、芝刈りロボット1を移動させている間、磁気センサ23を用いて、領域ワイヤ50の周囲に生成されている磁界を検知する。
芝刈りロボット1が領域ワイヤ50に遭遇(近接)した場合、走行制御部161は、後輪13の回転方向を変化させることによって、芝刈りロボット1を方向転換させる。
走行制御部161は、芝刈りロボット1を移動させるとともに、芝刈りロボット1の距離メータ31から移動距離情報(芝刈りロボット1が充電ステーション60から移動した距離を示す情報)のフィードバックを受ける。
そして、走行制御部161は、取得した移動距離情報をイベント監視部163に出力する。
また、走行制御部161は、バッテリ14から、充電量情報(バッテリ14の充電量を示す情報)を取得する。
走行制御部161は、芝刈りロボット1を、上述した2種類の走行モード(第一の走行モード、第二の走行モード)に応じて走行させる。
なお、走行モードの指示は、走行モード切り替え部164から行われる。走行モード切替部164の詳細については後述する。
上記作業制御部162は、回転板19の動作を制御する。
本実施形態に係る作業制御部162は、芝刈りロボット1に芝刈り作業を開始させることと芝刈り作業を停止させることとを含む作業手順を制御する。
作業制御部162の制御対象には、芝刈りロボット1の芝刈り作業の開始・停止が含まれる。
具体的には、上記作業制御部162は、イベント監視部163からの指示または制御部16からの指示により、芝刈りロボット1の作業を開始させる。
具体的には、作業制御部162は、回転板19を回転させる。
一方、上記作業制御部162は、バッテリ14から、充電量情報(バッテリ14の充電量を示す情報)を取得する。
そして、バッテリ14の充電量が閾値よりも少なくなったとき、作業制御部162は、芝刈りロボット1に作業を停止させる。
具体的には、作業制御部162は、駆動機構119を制御することによって、回転板19(およびカッタ17)の回転を停止させる。
イベント監視部163は、第二の走行モードを実行しているときに発生する節目イベントを検知し、節目イベント発生を検知したことを走行モード切替部164に通知する。
ここで、イベント監視部163は、節目イベント発生の検知を、機器内部あるいは機器外部の様々の情報に基づいて行う。
イベント監視部163による節目イベント発生の検知は、制御部16に接続された記憶部24に記憶されている節目イベント発生の判定条件に基づいて行われる。つまり、イベント監視部163は、記憶部24に記憶された節目イベント発生の判定条件により、節目イベント発生と判定し、節目イベント発生を検知し、走行モード切り替え部164に通知する。ここで、節目イベントは、芝刈りロボット1内部で取得される走行情報のうち走行距離、走行時間、ターン回数等が所定の距離、時間、回数に達したときに発生するように設定してもよいし、移動先の前方を撮影した画像と予めと同じになったときに発生するように設定してもよいし、他の条件によって発生するように設定してもよい。
以下に節目イベントを用いた走行モードの切り替えについて説明する。
(走行モードの切り替え)
本実施形態では、節目イベント発生の判定条件を、充電ステーション60を出発し、第2の走行モードで領域ワイヤ50を辿って走行中の芝刈りロボット1の走行時間が5分経過したか否かとする。
本実施形態では、節目イベント発生の判定条件を、充電ステーション60を出発し、第2の走行モードで領域ワイヤ50を辿って走行中の芝刈りロボット1の走行時間が5分経過したか否かとする。
つまり、図3に示す充電ステーション60から芝刈りロボット1が出発して、5分経過した時点を節目イベントが発生する時点として予め設定されており、図では地点Dが節目イベントが発生時点に相当する。
具体的には、イベント監視部163は、記憶部24に記憶されている節目イベントの発生条件を読取り、走行制御部161から送られる走行情報(充電ステーション60を出発してからの芝刈りロボット1の走行時間)から、5分経過したときを節目イベントの発生として検知し、検知した信号を走行モード切り替え部164に送る。
走行モード切り替え部164は、イベント監視部163から検知信号を受け取ると、走行制御部161に対して、第二の走行モードから第一の走行モードに切り替える指示を行う。
走行制御部161は、走行モード切り替え部164から受け取った走行モードの切り替え指示の信号に基づいて、芝刈りロボット1の走行モードを第二の走行モードから第一の走行モードに切り替える。
つまり、芝刈りロボット1は、図3に示す(b)のように、第二の走行モードによって、領域A内の充電ステーション60から、領域Cを通過し終わるまで強制的に領域ワイヤ50に沿って領域Bに向かうように出発させ、領域Bに到達した頃に節目イベントを検知し、その段階(節目イベント発生時点の地点D)で第一の走行モードに自動的に切り替え、領域B内での芝刈り作業を開始する。
このように、敷地40内の領域A、領域Bの両領域内では、領域ワイヤ50に遭遇すると当該領域ワイヤ50の内側で且つランダムに向きを変えて芝刈り作業する第一の走行モードで走行させる。
更には、領域A及び領域Bでの作業を所定の頻度で行わせるために、ステーション60から出発する際の、第一の走行モード(図3中(a)、即ち領域Aでの作業)での作業、と第二の走行モード(図3中(b)=即ち領域Bでの作業に向かわせるために、領域ワイヤ50を辿って領域Cに強制的に向かわせるモード)を有し、これらの第一の走行モード(図3中(a)、即ち領域Aでの作業)での作業、と第2の走行モード(図3中(b)=即ち領域Bでの作業に向かわせるために、領域ワイヤ50を辿って領域Cに強制的に向かわせるモード)は、ユーザが計画設定した所定の頻度で割り当てられる。
具体的には、第一の走行モード(図3中(a)、即ち領域Aでの作業)での作業、と第二の走行モード(図3中(b)=即ち領域Bでの作業に向かわせるために、領域ワイヤ50を辿って領域Cに強制的に向かわせるモード)が交互に実施される。つまり信号源である充電ステーション60から第一の走行モードで出発して、第一の走行モードのみで作業を行う第1の作業(本実施形態では領域Aの芝刈り作業)と、前記充電ステーション60から第二の走行モードで出発して、途中で第二の走行モードから第一の走行モードに切り替えて作業を行う第2の作業(本実施形態では領域Bの芝刈り作業)を交互に実行する。
すなわち、上記芝刈りロボット1が第1の作業と第2の作業とを実行する割合を1:1にすれば、敷地40内の領域A、領域Bの両領域に概ね均等の頻度で芝刈り作業可能となる。
ユーザの要望等に応じ、領域Aをより多くの頻度で作業させたい場合は、3:2等の計画設定も可能である。これの頻度は、適宜使い分けられる。
(芝刈り作業)
図4は、芝刈り作業の処理の流れを示すフローチャートである。ここでは、芝刈りロボット1が、図3に示す敷地40内の作業エリアとなる領域Aから領域Bの順に芝刈り作業を行う例について説明する。
図4は、芝刈り作業の処理の流れを示すフローチャートである。ここでは、芝刈りロボット1が、図3に示す敷地40内の作業エリアとなる領域Aから領域Bの順に芝刈り作業を行う例について説明する。
まず、芝刈りロボット1は、第一の走行モードを実行する(S11)。
具体的には、芝刈りロボット1は、領域Aの充電ステーション60から出発してランダム走行しながら、当該領域Aの芝刈り作業を行う。
ここで、芝刈りロボット1は、作業制御部162によって、予め設定したプログラムに沿って芝刈りロボット1を走行させて領域Aの芝刈りを行う。
そして、第一の走行モードによる領域Aの作業が終了すれば、第二の走行モードを実行するか否かを判断する(S12)。ここで、走行制御部161は、充電ステーション60で芝刈りロボット1を待機させ、予め設定した計画に従って、芝刈りロボット1は次に第一の走行モードで出発するのか、第二の走行モードで出発するのかを判断する。例えば、予め設定した領域A、Bの作業頻度の割り振りの頻度割合が1:1であれば、第一の走行モードが1回目か否かを判断すればよいし、頻度割合が3:2であれば、第一の走行モードが3回目か否かを判断すればよい。
S12においてNO、すなわち第2の走行モードを実行する条件に一致しなければ、S11に移行して、次回の計画予定日時に、再び第一の走行モードで出発させる。
S12においてYES、すなわち第2の走行モードを実行する条件に一致していれば、予め設定した計画に一致していれば、第二の走行モードで出発させる(S13)。芝刈りロボット1は、第二の走行モードで充電ステーション60から出発して領域ワイヤ50をたどって領域Cに移動する。このようにして領域Cに移動した芝刈りロボット1は、さらに、領域ワイヤ50をたどって領域Bに移動する。
続いて、イベント監視部163は、走行制御部161から送られる走行情報に含まれる、芝刈りロボット1が第二の走行モードで充電ステーション60を出発してからの走行時間が所定の時間(本実施形態では5分)経過したか否かを判定する(S14)。
S14において、走行制御部161は、芝刈りロボット1を領域ワイヤ50に沿って強制的に領域Cを通過させた後、領域B近辺において、芝刈りロボット1が所定の時間走行した後(YES)、イベント監視部163によって節目イベントが検知され、芝刈りロボット1の走行モードを第二の走行モードから第一の走行モードに切り替える(S15)。ここで、第一の走行モードに切り替わった芝刈りロボット1は、領域Bをランダム走行することになる。
ここで、上記第一の走行モードと第二の走行モードの切り替えは予めユーザ等の計画設定によって可能である。具体的には、芝刈り作業の2回に1回、あるいは3回に1回等の設定で、第一の走行モードと第二の走行モードが入れ替わって走行すると言った設定が考えられる。
もちろん、第一の走行モードでの作業開始が2回連続して、その後の作業が第二の走行モードでの作業開始を2回連続する言った設定でも構わない。第一の走行モード(図3の(a))と第二の走行モード(図3の(b))の回数が必ずしも1:1になる必要はなく、2:1等であっても構わない。それは敷地の条件、ユーザの要望等で適宜設定できる。
例えば、2:1とは具体的に次のようなケースである。領域Aは日向になる時間が多く芝生の生育が激しく、領域Bは日陰になる時間が多く領域Aに比べ芝生の生育が遅いような場合である。このようなケースでは、例えば、初日に領域Aを作業し、2日目に領域Bを作業し、その後生育状況によるが、1日空けて4日目に領域Aを作業する方法である。この一連の作業を1つの作業サイクルとして、計画すれば、領域Aと領域Bの作業頻度は2:1となる。即ち、第一の走行モード(図3の(a))と第二の走行モード(図3の(b))の回数が2:1になる。
以上のように、芝刈りロボット1は、第二の走行モードにより、強制的に領域Cに入り込み、更に領域Bに必ず到達する機能を有するので、領域Bの作業頻度が低下しないと言う効果が得られる。
なお、本実施形態では、信号源=充電ステーション60として説明したが、信号源と充電ステーション60とが別々に存在していてもよい。
また、領域A,Bへの作業頻度の割り振りを設定する際に、芝刈りロボット1の性能、芝刈りロボット1が搭載するバッテリ容量、芝刈り対象となる領域の面積等を考慮してもよい。
また、本実施形態では、節目イベントの発生条件を、充電ステーション60を出発した芝刈りロボット1の走行時間によって設定した例について説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。以下の実施形態2では、節目イベントの発生件を、芝刈りロボット1の走行距離によって設定した例について説明する。
〔実施形態2〕
本発明の他の実施形態について説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態1にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
本発明の他の実施形態について説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態1にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
本実施形態に係る芝刈りロボット1は、前記実施形態1と同じ構成であり、節目イベントの発生条件を、芝刈りロボット1の走行距離によって設定している点で前記実施形態1と異なる。
なお、本実施形態では、図1に示す距離メータ31を用いて、芝刈りロボット1の走行距離を検出している。
距離メータ31は、後輪13の外周の長さと、駆動用モータ18から得られる後輪13の回転数とから走行距離を算出し、算出結果を走行距離情報として走行制御部161に送る。
図5は、本実施形態に係る芝刈りロボット1の作業対象領域の全体を示す図であり、図中の符号Eの点を節目イベント発生地点としている。
つまり、領域ワイヤ50に沿って、充電ステーション60から符号Eまでの距離を、節目イベントを検知するための芝刈りロボット1の走行距離となる。
(走行モードの切り替え)
本実施形態では、節目イベントの発生を、充電ステーション60を第二の走行モードで出発した芝刈りロボット1の走行距離が70m経過したときとする。具体的には、イベント監視部163は、芝刈りロボット1が充電ステーション60から出発した後の、走行距離をモニタリングする。
本実施形態では、節目イベントの発生を、充電ステーション60を第二の走行モードで出発した芝刈りロボット1の走行距離が70m経過したときとする。具体的には、イベント監視部163は、芝刈りロボット1が充電ステーション60から出発した後の、走行距離をモニタリングする。
つまり、走行制御部161は、図5に示すように、第一の走行モードによる領域Aの作業が終了すれば、第二の走行モードを実行するか否かを、予め設定した計画、すなわち領域A、Bの作業頻度の割り振りから判断し、予め設定した計画に一致していれば、芝刈りロボット1を、第二の走行モードで充電ステーション60から出発させて領域ワイヤ50をたどって領域Cに移動させる。
その後、イベント監視部163は、領域Bの近辺において芝刈りロボット1の走行距離が70mになったか否かを判定し、走行距離が70mになった時点Eを節目イベントが発生した地点とする。
イベント監視部163による芝刈りロボット1の走行距離のモニタリングは、図1に示す距離メータ31による情報、すなわち後輪13の回転数から算出された走行距離情報をモニタリングすることである。これ以外のモニタリングの方法であってもよい。
イベント監視部163が、走行制御部161から送られる走行情報(距離メータ31からの芝刈りロボット1の走行距離情報)から、70mになったときを節目イベントの発生として検知し、検知した信号を走行モード切替部164に送る。
なお、上記距離は、70mに限定されるものではなく、芝刈りロボット1が領域Aから領域Bに到達すると予測される距離に設定すればよい。
芝刈りロボット1の走行距離が70m走行した時点で、イベント監視部163は、節目イベントの発生と、走行モード切換指示、芝刈り作業開始指示を作業制御部162、走行モード切り替え部164等に伝達、指示する。
走行モード切り替え部164は、イベント監視部163から検知信号を受け取ると、走行制御部161に対して、第二の走行モードから第一の走行モードに切り替える指示を行う。
走行制御部161は、走行モード切り替え部164から受け取った走行モードの切り替え指示の信号に基づいて、芝刈りロボット1の走行モードを第二の走行モードから第一の走行モードに切り替える。
つまり、芝刈りロボット1は、図5に示す(b)のように、第二の走行モードによって、領域A内の充電ステーション60を出発して、領域Cを通過し終わるまで強制的に領域ワイヤ50に沿って領域Bに向かうように出発させ、領域Bに到達する頃に節目イベントを検知し、その段階(節目イベント発生時点E)で第一の走行モードに自動的に切り替わり、領域B内での芝刈り作業を開始する。
このように、領域ワイヤ50に遭遇すると当該領域ワイヤ50の内側で且つランダムに向きを変える第一の走行モードと、前記第二の走行モードとを切り替えることで、前記実施形態1と同様に、敷地40内の領域A、領域Bの両領域に概ね均等の頻度で芝刈り作業可能となる。
本実施形態においても前記実施形態1と同様に、芝刈りロボット1に行わせる第1の作業と第2の作業との割合の決定は、予めユーザ等の計画設定によって行われる。この計画設定の仕方としては、上述したように、領域Aの芝刈り2回行ったら、領域Bの芝刈りを1回行うように、第1の作業と第2の作業との実行割合を決めることが考えられる。領域A、領域Bの大きさ(作業領域)の相違により、領域A、領域Bの両領域を概ね均等に作業出来る計画の仕方として、第1の作業と第2の作業とを3:2程度の頻度割合とするようにしてもよい。第1の作業と第2の作業との割合は、ユーザによって自由に設定できるものとする。
なお、本実施形態では、節目イベントの発生条件を、芝刈りロボット1の走行距離(芝刈りロボット1が信号源である充電ステーション60から出発して以降の走行距離)によって設定した例について説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。
以下の実施形態3では、節目イベント発生の判定条件を、芝刈りロボット1のターン回数によって設定した例について説明する。
〔実施形態3〕
本発明の他の実施形態について説明すれば、以下のとおりである。
本発明の他の実施形態について説明すれば、以下のとおりである。
なお、説明の便宜上、前記実施形態1にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
本実施形態に係る芝刈りロボット1は、前記実施形態1と同じ構成であり、節目イベントの発生条件を、芝刈りロボット1のターン回数によって設定している点で前記実施形態1と異なる。
なお、本実施形態では、図1に示すターンカウンタ32を用いて、芝刈りロボット1のターン回数をカウントする。
ここで、芝刈りロボット1のターンとは、芝刈りロボット1の方向変換を示す。従って、ターン回数は方向変換回数となる。
ターンカウンタ32は、例えば電子コンパスを用いて、芝刈りロボット1の方向変換を検知し、方向変換の検知数をターン回数として、イベント監視部163に送る。
(走行モードの切り替え)
イベント監視部163は、芝刈りロボット1が充電ステーション60から出発した後の、ターンの回数をモニタリングする。
イベント監視部163は、芝刈りロボット1が充電ステーション60から出発した後の、ターンの回数をモニタリングする。
芝刈りロボット1のターン回数のモニタリングは、図1に示すターンカウンタ32によるターン回数情報をモニタリングする。
これ以外のモニタリング方法であってもよい。
図6において、芝刈りロボット1が、第二の走行モードにより、充電ステーション60を領域ワイヤ50に沿って出発して領域Aから領域Cに入り込むために旋回した地点を1st turnとする。
更に、芝刈りロボット1が、領域C内を領域ワイヤ50に沿って領域Cから領域Bに入り込むために旋回した地点を2nd turnとする。
更に、芝刈りロボット1が、領域B内を領域ワイヤ50に沿って移動し、移動方向に対して右側に曲がる地点を3rd turnとする。
更に、芝刈りロボット1が、領域B内を右側に走行し、領域ワイヤ50に沿って移動し、移動方向に対して右側に曲がる地点を4th turnとすると共に、当該4th turnの完了時点Fを節目イベントの発生と設定しておく。
芝刈りロボット1のターン回数を4回と検出した時点で、イベント監視部163は、節目イベントの発生したことと、走行モード切換指示、芝刈り作業開始指示を作業制御部162、走行モード切り替え部164等に伝達、指示する。
走行モード切り替え部164は、イベント監視部163から検知信号を受け取ると、走行制御部161に対して、第二の走行モードから第一の走行モードに切り替える指示を行う。
走行制御部161は、走行モード切り替え部164から受け取った走行モードの切り替え指示の信号に基づいて、芝刈りロボット1の走行モードを第二の走行モードから第一の走行モードに切り替える。
つまり、芝刈りロボット1は、図6に示す(b)のように、第二の走行モードによって、領域A内の充電ステーション60を出発して、領域Cを通過し終わるまで強制的に領域ワイヤ50に沿って領域Bに向かうように出発させ、領域Bに到達する頃に節目イベントを検知し、その段階(節目イベント発生時点F)で第一の走行モードに自動的に切り替え、領域B内での芝刈り作業を開始する。
このように、領域ワイヤ50に遭遇すると当該領域ワイヤ50の内側で且つランダムに向きを変える第一の走行モードと、前記第二の走行モードとを切り替えることで、前記実施形態1と同様に、敷地40内の領域A、領域Bの両領域に概ね均等の頻度で芝刈り作業可能となる。
特に、領域B内における点線で示した領域B’等で、芝生の育成が盛ん(日当たり等で)で特に芝刈りを重点的に行いたい場合等においては、その近くに芝刈りロボット1が到達した時点でランダム走行モード且つ芝刈りモードに切り替える設定にしておくのが、領域B’の芝刈り作業が行いやすい。例えば、4回目のターンを検出してから、しばらく第2の走行モードで走行し、時間計測、距離計測等で領域B‘に近づく位置で第二の走行モードから第一の走行モードに切替えるようにしてもよい。この切替え位置は、4回目のターン検出位置からの走行時間、走行距離の何れで特定してもよい。
ターン(方向変換)の角度設定については、以下のように適宜設定される。
例えば、図6に示すような画一的な敷地もあれば、複雑な形状をし、植物の植え込み等、様々な条件を考慮する必要のある敷地もあるため、概ね90°のターンを方向変換条件とすればよいが、45°以上のターンを方向変換条件として設定してもよい。
なお、本実施形態では、90°のターンを方向変換の条件として設定している。
また、ターンカウンタ32では、電子コンパスを用いて角度をターンの方向変換の条件として設定しているが、これに限定されるものではない。
例えば、イベント監視部163は、芝刈りロボット1に設けられた加速度センサによる検出値が所定の値より大きい場合を方向変換として検知する。
ここで、上記所定の値を、芝刈りロボット1が90°方向変換する際に生じる加速度の値に設定する。さらに、他の方法によって、方向変換の条件を設定してもよい。
また、芝刈りロボット1が備えるGPS信号受信部22及び記憶部24の地図情報を用いて、当該芝刈りロボット1の地図上の位置を検出し、検出した位置を追跡することで、芝刈りロボット1のターン回数を検出するようにしてもよい。
このように、領域ワイヤ50に遭遇すると当該領域ワイヤ50の内側で且つランダムに向きを変える第一の走行モードと、前記第二の走行モードとを切り替えることで、前記実施形態1と同様に、敷地40内の領域A、領域Bの両領域に概ね均等の頻度で芝刈り作業可能となる。
本実施形態においても前記実施形態1と同様に、芝刈りロボット1に行わせる第1の作業と第2の作業との割合の決定は、予めユーザ等の計画設定によって行われる。この計画設定の仕方としては、上述したように、領域Aの芝刈り2回行ったら、領域Bの芝刈りを1回行うように、第1の作業と第2の作業との実行割合を決めることが考えられる。領域A、領域Bの大きさ(作業領域)の相違により、領域A、領域Bの両領域を概ね均等に作業出来る計画の仕方として、第1の作業と第2の作業とを3:2程度の頻度割合とするようにしてもよい。第1の作業と第2の作業との割合は、ユーザによって自由に設定できるものとする。
なお、本実施形態1〜3では、節目イベントの検知により、第二の走行モードを切り替ええる例について説明したが、以下の実施形態4では、芝刈り作用をする曜日を領域A,Bで決めて行う例について説明する。
〔実施形態4〕
本発明の他の実施形態について説明すれば、以下のとおりである。
本発明の他の実施形態について説明すれば、以下のとおりである。
なお、説明の便宜上、前記実施形態1〜3にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
本実施形態に係る芝刈りロボット1は、前記実施形態1〜3と同じ構成であり、異なるのは、領域Aと領域Bの芝刈り作業を曜日によって変更している点で異なる。
すなわち、本実施形態では、第一の走行モードと第二の走行モードの切り替えが、前記実施形態1〜3のように、芝刈り作業の回数ではなく、曜日単位で切り替えている点で、前記実施形態1〜3と相違している。
例えば、月曜日、木曜日は、図7の(a)に示す第一の走行モードで走行開始して芝刈り作業をし、火曜日、金曜日は、図7の(b)に示す第二の走行モードで走行開始して芝刈り作業をすると言った設定である。
なお、上記曜日や切替えの間隔は適宜設定可能である。例えば、月内の特定の日によって第一の走行モードで走行開始して芝刈りを行うか、第二の走行モードで走行開始して芝刈りを行うかを設定するようにしてもよい。例えば第一の走行モードで走行開始して芝刈りを行うか、第二の走行モードで走行開始して芝刈りを行うかを、月内の偶数日と奇数日に分けたり、月内の5,10,15,20,25,30日と、残りの日とに分けたりしてもよい。
また、第二の走行モードを行い領域Bの芝刈り作業を行うための処理は、前記実施形態1〜3と同じである。
図7では、節目イベントの発生点を符号Gで示している。
つまり、符号Gの箇所における節目イベント発生の判定条件については前記実施形態1〜3と同じである。
以上のように、曜日単位で領域を変えて、芝刈り作業を行うことで、敷地40内の領域A、領域Bの両領域に概ね均等の頻度で芝刈り作業可能となる。
〔実施形態5〕
本発明の他の実施形態について説明すれば、以下のとおりである。
本発明の他の実施形態について説明すれば、以下のとおりである。
なお、説明の便宜上、前記実施形態1〜3にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
本実施形態に係る芝刈りロボット1は、前記実施形態1と同じ構成であり、節目イベント発生の判定条件が他の実施形態と異なる。
すなわち、本実施形態では、第二の走行モードにおける節目イベントを、充電ステーション60から移動条件(時間、距離、ターン回数)ではなく、環境情報の検知で設定している。
ここで、環境情報とは、例えば図1に示すカメラ33により撮影した、芝刈りロボット1の前方の映像がある。
イベント監視部163は、節目イベント発生の判定条件を、芝刈りロボット1の移動先の前方を撮影した画像により設定している。
この節目イベント発生の判定条件についても前記実施形態1〜4と同様に、記憶部24に記憶されている。
従って、イベント監視部163は、芝刈りロボット1が充電ステーション60から第二の走行モードで出発した後の、環境条件を芝刈りロボット1に搭載したカメラ33等でモニタリングし、予め設定乃至は記憶された領域Bの環境情報(例えば、領域Bの画像)と、走行中のカメラモニタリング情報を所望のタイミングで照合して、領域Bに到達したと判定すれば、その判定した時点を節目イベントの発生時点Hと設定する。ここで、領域Bに到達したとの判定は、カメラ33によって前方を撮影した画像が予め撮影した画像と類似したときとする。つまり、イベント監視部163は、カメラ33によって撮影された画像が予め撮影した画像に対して、完全一致していなくても、全体として概ね一致していれば(画像判定の閾値は適宜設定可能)、領域Bに到達したと判定する。
この時点で、走行モード切り替え部164は、イベント監視部163から検知信号を受け取ると、走行制御部161に対して、第二の走行モードから第一の走行モードに切り替える指示を行う。
走行制御部161は、走行モード切り替え部164から受け取った走行モードの切り替え指示の信号に基づいて、芝刈りロボット1の走行モードを第二の走行モードから第一の走行モードに切り替える。
つまり、芝刈りロボット1は、図8に示す(b)のように、第二の走行モードによって、領域A内の充電ステーション60を出発して、領域Cを通過し終わるまで強制的に領域ワイヤ50に沿って領域Bに向かうように出発させ、領域Bに到達する頃に節目イベントを検知し、その段階(節目イベント発生時点H)で第一の走行モードに自動的に切り替え、領域B内での芝刈り作業を開始する。
このように、領域ワイヤ50に遭遇すると当該領域ワイヤ50の内側で且つランダムに向きを変える第一の走行モードと、前記第二の走行モードとを切り替えることで、前記実施形態1と同様に、敷地40内の領域A、領域Bの両領域に概ね均等の頻度で芝刈り作業可能となる。
なお、環境条件として用いる画像情報は、いわゆる自然画像の他、バーコード、QRコード(登録商標)に代表されるパターン画像でもよい。
その場合、検知器はカメラの他、光学スキャナを使用する。
また、画像情報ではなく、磁界や電界強度、電波の受信、光の受光でも同様に代替可能である。
本実施形態においても前記実施形態1と同様に、芝刈りロボット1に行わせる第1の作業と第2の作業との割合の決定は、予めユーザ等の計画設定によって行われる。この計画設定の仕方としては、上述したように、領域Aの芝刈り2回行ったら、領域Bの芝刈りを1回行うように、第1の作業と第2の作業との実行割合を決めることが考えられる。領域A、領域Bの大きさ(作業領域)の相違により、領域A、領域Bの両領域を概ね均等に作業出来る計画の仕方として、第1の作業と第2の作業とを3:2程度の頻度割合とするようにしてもよい。第1の作業と第2の作業との割合は、ユーザによって自由に設定できるものとする。
〔実施形態6〕
本発明の他の実施形態について説明すれば、以下のとおりである。
本発明の他の実施形態について説明すれば、以下のとおりである。
なお、説明の便宜上、前記実施形態1〜5にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
前記実施形態1〜5では、作業対象領域である領域Aと領域B領域とを繋ぐ領域Cを、建物と倉庫との間にある通路を想定して説明したが、本実施形態では、図9に示すように、コンクリートやレンガ等芝生が敷設できない場所、具体的にはガレージ等に利用されている領域に形成される幅狭の領域を領域Cとして説明する。
ここでは、芝刈りロボット1が領域A乃至は、領域Bを作業している最中に、誤って車両70を停車する領域に侵入しないように、領域ワイヤ50を、車両70の停車位置を超えて車両70より図9では下側に、換言すれば、車両70をワイヤのループ外に位置するように敷設している。これにより、芝刈りロボット1を領域A乃至は、領域Bから車両70の停車領域に侵入させないようにすることができると共に、結果として、領域A、領域B間に両領域を繋ぐ幅狭の領域Cが形成される。
図9に示す領域Cも、結果として、前記実施形態1〜5と同様に、芝刈りロボット1にとっては侵入し難い領域となる。
従って、本実施形態においても、芝刈りロボット1による作業は、前記実施形態1〜5と同じように行われる。つまり、走行制御部161は、図9に示すように、第一の走行モードによる領域Aの作業が終了すれば、第二の走行モードを実行するか否かを、予め設定した計画、すなわち領域A、Bの作業頻度の割り振りから判断し、予め設定した計画に一致していれば、芝刈りロボット1を、第二の走行モードで充電ステーション60から出発させて領域ワイヤ50をたどって領域Cに移動させる。
その後のイベント監視部63による節目イベントのモニタリングについても前記実施形態1〜5と同じである。
なお、本実施形態では、一例として、前記実施形態1の図3と同様に、節目イベントの発生条件を、充電ステーション60を出発した芝刈りロボット1の走行時間によって設定するものとする。
すなわち、図9に示す充電ステーション60から芝刈りロボット1が出発して、5分経過した時点を節目イベントが発生する時点として予め設定されており、図では地点Iが節目イベントが発生時点に相当する。
具体的には、イベント監視部163は、記憶部24に記憶されている節目イベントの発生条件を読取り、走行制御部161から送られる走行情報(充電ステーション60を出発してからの芝刈りロボット1の走行時間)から、5分経過したときを節目イベントの発生として検知し、検知した信号を走行モード切り替え部164に送る。
走行モード切り替え部164は、イベント監視部163から検知信号を受け取ると、走行制御部161に対して、第二の走行モードから第一の走行モードに切り替える指示を行う。
走行制御部161は、走行モード切り替え部164から受け取った走行モードの切り替え指示の信号に基づいて、芝刈りロボット1の走行モードを第二の走行モードから第一の走行モードに切り替える。
つまり、芝刈りロボット1は、図9に示す(b)のように、第二の走行モードによって、領域A内の充電ステーション60から、領域Cを通過し終わるまで強制的に領域ワイヤ50に沿って領域Bに向かうように出発させ、領域Bに到達した頃に節目イベントを検知し、その段階(節目イベント発生時点I)で第一の走行モードに自動的に切り替え、領域B内での芝刈り作業を開始する。
以上のように、前記の実施形態1〜6では、本発明の自律型作業車として、芝刈りロボット1を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、芝刈り以外の作業、例えば清掃、種蒔き、ワックス塗布などを行う自律型の作業ロボットにも適用することができる。
〔まとめ〕
本発明の態様1に係る自律型作業車(芝刈りロボット1)は、信号源(充電ステーション60)に接続されたループを形成する通電可能なワイヤ(領域ワイヤ50)の信号を検知して走行する機能を有すると共に、前記ワイヤ(領域ワイヤ50)に接続された前記信号源(充電ステーション60)から出発、及び帰還する機能を有し、前記ワイヤ(領域ワイヤ50)のループ内に規定された少なくとも2つの領域(領域A,B)を含む作業領域(敷地40)で作業を行う自律型作業車(芝刈りロボット1)において、前記ワイヤ(領域ワイヤ50)を避けて任意の方向に走行開始する第一の走行モードと、前記ワイヤ(領域ワイヤ50)に沿って走行し、予め設定した節目イベント(D〜I)が発生した時点で前記ワイヤ(領域ワイヤ50)のループ内側の方向に走行する第二の走行モードと、を有することを特徴としている。
本発明の態様1に係る自律型作業車(芝刈りロボット1)は、信号源(充電ステーション60)に接続されたループを形成する通電可能なワイヤ(領域ワイヤ50)の信号を検知して走行する機能を有すると共に、前記ワイヤ(領域ワイヤ50)に接続された前記信号源(充電ステーション60)から出発、及び帰還する機能を有し、前記ワイヤ(領域ワイヤ50)のループ内に規定された少なくとも2つの領域(領域A,B)を含む作業領域(敷地40)で作業を行う自律型作業車(芝刈りロボット1)において、前記ワイヤ(領域ワイヤ50)を避けて任意の方向に走行開始する第一の走行モードと、前記ワイヤ(領域ワイヤ50)に沿って走行し、予め設定した節目イベント(D〜I)が発生した時点で前記ワイヤ(領域ワイヤ50)のループ内側の方向に走行する第二の走行モードと、を有することを特徴としている。
上記の構成によれば、第一の走行モードは、ワイヤを避けて任意の方向に走行開始する走行モードであるため、作業領域内を通常作業する走行モードに適している。
また、第二の走行モードは、前記ワイヤに沿って走行し、予め設定した節目イベントが発生した時点で前記ワイヤのループ内側の方向に走行する走行モードであるため、ワイヤを用いて強制的に自律型作業車を走行させる強制走行モードとすることができる。
これにより、作業領域内に自律型作業車が通行し難い領域(幅の狭い通路などの走行確率の低い領域)を通過して別の領域に移動する必要がある場合に、第二の走行モードは有効である。
しかも、第二の走行モードでは、節目イベントが発生した時点で、ワイヤによる強制走行モードが解除されるため、通過し難い領域を通り抜けた時点を節目イベントの発生時点とすれば、移動先の領域でランダム走行などの別の走行を行い、作業を実行することができる。
従って、2つの作業領域が、自律型走行車が侵入し難い領域(例えば幅の狭い通路)あるいは自律型走行車を侵入させたくない領域(自律型走行車が例えば芝刈りロボットである場合には、コンクリートやレンガ等の芝生を敷設できない領域)を介して繋がっている場合、一方の作業領域を第一の走行モードで行った後、他方の作業領域をする際に、第二の走行モードを実行することで、ワイヤにより自律型作業車を自律型走行車が侵入し難い領域を強制的に侵入させて、他方の作業領域の作業を実行することができるため、2つの作業領域に対する作業頻度に偏りを低減することが可能となる。
しかも、一方の作業領域から他方の作業領域へ移動させるために、従来のように、ガイドワイヤを敷設する必要がないため、敷設にかかる費用や手間を省くことができる。
本発明の態様2に係る自律型作業車(芝刈りロボット1)は、上記態様1において、前記信号源(充電ステーション60)から第一の走行モードで出発して、第一の走行モードのみで作業を行う第1の作業と、前記信号源(充電ステーション60)から第二の走行モードで出発して、途中で第二の走行モードから第一の走行モードに切り替えて作業を行う第2の作業との割合は、ユーザによって設定されるのが好ましい。
本発明の態様3に係る自律型作業車(芝刈りロボット1)は、上記態様1において、前記作業領域が第1の領域及び第2の領域(領域A,B)からなり、前記第1の領域及び第2の領域(領域A,B)が自律型作業車(芝刈りロボット1)の走行可能な第3の領域(領域C)を介して繋がっているとき、一方の領域(領域A)から前記第3の領域を通り他方の領域に移動する場合、移動先の領域(領域B)において前記節目イベントが発生するように節目イベントの発生条件が設定されているのが好ましい。
上記構成によれば、移動先の領域、すなわち作業対象となる領域で節目イベントが発生しているため、当該移動先の領域での作業を確実に行わせることができる。
本発明の態様4に係る自律型作業車(芝刈りロボット1)は、上記態様1において、前記第1の領域及び第2の領域(領域A,B)に対する自律型作業車(芝刈りロボット1)によるぞれぞれの作業は、予め設定された日に分けて実行されるのが好ましい。
本発明の態様5に係る自律型作業車(芝刈りロボット1)は、上記態様4おいて、前記第1の領域及び第2の領域(領域A,B)に対する自律型作業車(芝刈りロボット1)によるそれぞれの作業は、予め設定された曜日に分けて実行されるのが好ましい。
本発明の態様6に係る自律型作業車(芝刈りロボット1)は、上記態様4おいて、前記第1の領域及び第2の領域に対する自律型作業車によるぞれぞれの作業は、奇数日と、偶数日とに分けて実行されるのが好ましい。
上記構成によれば、各領域を特定された日に分けて作業することで、両領域に対する作業を確実に実行することができるため、2つの作業領域(第1の領域及び第2の領域)に対する作業頻度に偏りを低減することが可能となる。
本発明の態様7に係る自律型作業車(芝刈りロボット1)は、前記態様1において、前記節目イベントは、自律型作業車(芝刈りロボット1)の走行距離が予め設定した距離に達したときに発生するのが好ましい。
本発明の態様8に係る自律型作業車(芝刈りロボット1)は、前記態様1において、前記節目イベントは、自律型作業車(芝刈りロボット1)の走行時間が予め設定した時間に達したときに発生するのが好ましい。
本発明の態様9に係る自律型作業車(芝刈りロボット1)は、前記態様1において、前記節目イベントは、自律型作業車(芝刈りロボット1)のターン回数が予め設定した回数に達したときに発生するのが好ましい。
上記構成によれば、自律型作業車の内部で取得された走行情報(走行距離、走行時間、ターン回数)により節目イベントが発生するようになるため、自律型作業車の走行に合わせて節目イベントを適切に発生させることができる。このため、2つの作業領域に対する作業頻度に偏りを低減することが可能となる。
本発明の態様10に係る自律型作業車(芝刈りロボット1)は、前記態様1において、前記節目イベントは、前方を撮影した画像が予め撮影した画像と類似したときに発生するのが好ましい。
上記構成によれば、移動先の前方を撮影するだけで、節目イベントの発生を検知することが可能となる。
このため、節目イベントの発生を、自律型作業車の走行時間、走行距離、ターン回数などように、作業領域の形状や大きさに合わせて設定する必要がない。
本発明の態様11に係る自律型作業車(芝刈りロボット1)は、前記態様1において、前記節目イベントは、
(1)自律型作業車の走行距離が予め設定した距離に達したとき、
(2)自律型作業車の走行時間が予め設定した時間に達したとき、
(3)自律型作業車のターン回数が予め設定した回数に達したとき、
(4)前方を撮影した画像が予め撮影した画像と類似したとき、
の4つの条件のうち、少なくとも2つの条件を満たしたときに発生するのが好ましい。
(1)自律型作業車の走行距離が予め設定した距離に達したとき、
(2)自律型作業車の走行時間が予め設定した時間に達したとき、
(3)自律型作業車のターン回数が予め設定した回数に達したとき、
(4)前方を撮影した画像が予め撮影した画像と類似したとき、
の4つの条件のうち、少なくとも2つの条件を満たしたときに発生するのが好ましい。
このように、複数の条件を用いることで、節目イベントを適切に検知することが可能となる。
本発明の各態様に係る芝刈りロボット1の制御部16は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記制御部16が備える各部(ソフトウェア要素)として動作させることにより上記制御部16をコンピュータにて実現させる制御装置のプログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
本発明は、作業エリア内を自律的に走行して、搭載された作業機を用いて作業を行う自律型作業車に利用することができる。
1 ロボット
10 本体ベース
11 後輪駆動機構
12 前輪
13 後輪
14 バッテリ
16 制御部
17 カッタ
18 駆動用モータ
19 回転板
22 GPS信号受信部
23 磁気センサ
24 記憶部
31 距離メータ
32 ターンカウンタ
33 カメラ
40 敷地
50 領域ワイヤ(ワイヤ)
60 充電ステーション(信号源)
119 駆動機構
161 走行制御部
162 作業制御部
163 イベント監視部
164 走行モード切替部
10 本体ベース
11 後輪駆動機構
12 前輪
13 後輪
14 バッテリ
16 制御部
17 カッタ
18 駆動用モータ
19 回転板
22 GPS信号受信部
23 磁気センサ
24 記憶部
31 距離メータ
32 ターンカウンタ
33 カメラ
40 敷地
50 領域ワイヤ(ワイヤ)
60 充電ステーション(信号源)
119 駆動機構
161 走行制御部
162 作業制御部
163 イベント監視部
164 走行モード切替部
Claims (11)
- 信号源に接続されたループを形成する通電可能なワイヤの信号を検知して走行する機能を有すると共に、前記ワイヤに接続された前記信号源から出発、及び帰還する機能を有し、前記ワイヤのループ内に規定された作業領域で作業を行う自律型作業車において、
前記ワイヤを避けて任意の方向に走行開始する第一の走行モードと、
前記ワイヤに沿って走行し、予め設定した節目イベントが発生した時点で前記ワイヤのループ内側の方向に走行する第二の走行モードと、
を有することを特徴とする自律型作業車。 - 前記信号源から第一の走行モードで出発して、第一の走行モードのみで作業を行う第1の作業と、前記信号源から第二の走行モードで出発して、途中で第二の走行モードから第一の走行モードに切り替えて作業を行う第2の作業との割合は、ユーザによって設定されることを特徴とする請求項1に記載の自律型作業車。
- 前記作業領域が第1の領域及び第2の領域からなり、前記第1の領域及び第2の領域が自律型作業車の走行可能な第3の領域を介して繋がっているとき、
前記第1の領域及び第2の領域の一方の領域から前記第3の領域を通り他方の領域に移動する場合、移動先の領域において前記節目イベントが発生するように節目イベントの発生条件が設定されていることを特徴とする請求項1に記載の自律型作業車。 - 前記第1の領域及び第2の領域に対する自律型作業車によるぞれぞれの作業は、予め設定された日に分けて実行されることを特徴とする請求項3に記載の自律型作業車。
- 前記第1の領域及び第2の領域に対する自律型作業車によるぞれぞれの作業は、予め設定された曜日に分けて実行されることを特徴とする請求項4に記載の自律型作業車。
- 前記第1の領域及び第2の領域に対する自律型作業車によるぞれぞれの作業は、奇数日と、偶数日とに分けて実行されることを特徴とする請求項4に記載の自律型作業車。
- 前記節目イベントは、自律型作業車の走行距離が予め設定した距離に達したときに発生することを特徴とする請求項1に記載の自律型作業車。
- 前記節目イベントは、自律型作業車の走行時間が予め設定した時間に達したときに発生することを特徴とする請求項1に記載の自律型作業車。
- 前記節目イベントは、自律型作業車のターン回数が予め設定した回数に達したときに発生することを特徴とする請求項1に記載の自律型作業車。
- 前記節目イベントは、前方を撮影した画像が予め撮影した画像と類似したときに発生することを特徴とする請求項1に記載の自律型作業車。
- 前記節目イベントは、
(1)自律型作業車の走行距離が予め設定した距離に達したとき、
(2)自律型作業車の走行時間が予め設定した時間に達したとき、
(3)自律型作業車のターン回数が予め設定した回数に達したとき
(4)前方を撮影した画像が予め撮影した画像と類似したとき、
の4つの条件のうち、少なくとも2つの条件を満たしたときに発生することを特徴とする請求項1に記載の自律型作業車。
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- 2015-10-08 WO PCT/JP2015/078630 patent/WO2016174786A1/ja active Application Filing
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WO2016174786A1 (ja) | 2016-11-03 |
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