JP7317053B2 - 作業機、作業機の制御方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、作業機、作業機の制御方法、及びプログラムに関するものである。

特許文献１は、障害物認識センサ等の各種センサのセンサ情報に従って自律走行を行う移動作業機を開示している。

このような作業機（例えば芝刈機等）に不具合があったり、芝刈りの効率低下が起こったりすると、ディーラー等が作業機のある場所まで駆け付けて作業機の状態を診断することが行われている。

特開平９－１２８０４４号公報

しかしながら、作業機の状態を診断するには手間、時間、費用がかかる上に、診断中は作業を中断する必要があるため、ユーザの予定していた作業が行えないといった不都合が生じるという課題がある。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、作業を継続しながら作業機を診断するためのデータを収集するための技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る作業機は、2
診断用データを収集せずに所定の作業を行う第１の作業モードで前記作業機に作業を実行させる制御手段と、
診断指示を受け付ける受付手段と、
前記受付手段により前記診断指示が受け付けられた場合、前記第１の作業モードから、前記診断用データを収集しながら前記所定の作業を行う第２の作業モードへ切り替える切替手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記切替手段により前記第２の作業モードへ切り替えられた場合、前記第２の作業モードで前記作業機に前記所定の作業を実行させ、
前記制御手段は、前記診断用データの収集後、当該診断用データに基づいて前記作業機の動作を制御し、
前記診断用データは、作業エリア内の地点ごとの作業回数であり、
前記制御手段は、前記作業回数がより少ない複数の地点を順に走行するように前記作業機の動作を制御することを特徴とする。

本発明によれば、作業を継続しながら作業機を診断するためのデータを収集することが可能となる。従って、作業を中断する必要なく作業機の状態を診断することが可能となる。

本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照とした以下の説明により明らかになるであろう。なお、添付図面においては、同じ若しくは同様の構成には、同じ参照番号を付す。

添付図面は明細書に含まれ、その一部を構成し、本発明の実施の形態を示し、その記述と共に本発明の原理を説明するために用いられる。
一実施形態に係る管理システムの構成例を示す図である。 一実施形態に係る作業車のハードウェア構成例を示す図である。 一実施形態に係る作業車の機能構成例を示す図である。 一実施形態に係る管理装置のハードウェア構成例を示す図である。 一実施形態に係る管理装置の機能構成例を示す図である。 一実施形態に係る作業車が実施する処理の手順を示すフローチャートである。 一実施形態に係る管理装置が実施する処理の手順を示すフローチャートである。 一実施形態に係る通常時の収集データの一例を示す図である。 一実施形態に係る診断時の収集データの一例を示す図である。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。なお、各図面を通じて同一の構成要素に対しては同一の参照符号を付している。

＜システム構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る管理システムの構成例を示す図である。管理システムは、作業車１０と、管理装置２０とを含んで構成される。作業車１０と管理装置２０とはネットワーク３０を介して通信可能に構成されている。作業車１０は、例えば自律走行する作業機（芝刈機、草刈機、除雪機、ゴルフボール回収機など）であり、作業エリア内で所定の作業を行う。管理装置２０は、サーバ装置であり、作業車１０から収集した様々な情報を処理する。なお、本実施形態では作業車１０として芝刈機を例に説明を行うが、他の種類の作業機にも本発明を適用することが可能である。

＜作業車の構成＞
図２Ａは、本発明の一実施形態に係る作業車のハードウェア構成例を示す図である。ＥＣＵ１００は、回路基板上に構成されたマイクロコンピュータを含む電子制御ユニットであり、作業車１０の動作を制御する。ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ１００ａと、Ｉ／Ｏ１００ｂと、メモリ１００ｃとを備えている。Ｉ／Ｏ１００ｂは、各種情報の入出力を行う。メモリ１００ｃは、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒy）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等である。メモリ１００ｃには、作業車１０の作業日程、作業エリアに関する情報、作業モード情報、作業車１０の動作を制御するための各種プログラム等が記憶される。ＥＣＵ１００は、メモリ１００ｃに格納されているプログラムを読み出して実行することにより、本発明を実現するための各処理部として動作することができる。

ＥＣＵ１００は各種のセンサ群Ｓと接続されている。センサ群Ｓは、方位センサ１１０、ＧＰＳセンサ１１１、車輪速センサ１１２、角速度センサ１１３、加速度センサ１１４、及びブレード高さセンサ１１５を含んで構成されている。

方位センサ１１０及びＧＰＳセンサ１１１は、作業車１０の位置や向きの情報を取得するためのセンサである。方位センサ１１０は、地磁気に応じた方位を検出する。ＧＰＳセンサ１１１は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信して作業車１０の現在位置（緯度、経度）を示す情報を検出する。

車輪速センサ１１２、角速度センサ１１３、及び加速度センサ１１４は、作業車１０の移動状態に関する情報を取得するためのセンサである。車輪速センサ１１２は、左右の後輪の車輪速を検出する。角速度センサ１１３は、作業車１０の重心位置の上下方向の軸（鉛直方向のｚ軸）回りの角速度を検出する。加速度センサ１１４は、作業車１０に作用する直交３軸方向の加速度を検出する。

ブレード高さセンサ１１５は、作業車１０の接地面に対する、芝刈り作業用のロータリブレードの高さを検出する。ブレード高さセンサ１１５の検出結果はＥＣＵ１００へ出力される。ＥＣＵ１００の制御に基づいてブレード高さ調節モータ１１９が駆動され、ブレードが上下方向に上下して接地面からの高さが調節される。

各種センサ群Ｓの出力は、Ｉ／Ｏ１００ｂを介してＥＣＵ１００へ入力される。ＥＣＵ１００は、各種センサ群Ｓの出力に基づいて、作業モータ１１７、走行モータ１１８、高さ調節モータ１１９を制御する。ＥＣＵ１００は、Ｉ／Ｏ１００ｂを介して制御値を出力して作業モータ１１７を制御することで、ブレードの回転を制御する。また、Ｉ／Ｏ１００ｂを介して制御値を出力して走行モータ１１８を制御することで、作業車１０の走行を制御する。また、Ｉ／Ｏ１００ｂを介して制御値を出力してブレード高さ調節モータ１１９を制御することで、ブレードの高さを調節する。ここで、Ｉ／Ｏ１００ｂは、通信インタフェースとして機能することができ、ネットワーク３０を介して有線又は無線で管理装置２０又は他の装置（例えば作業車１０のユーザが保持する通信装置（スマートフォン））と接続することが可能である。

また、作業車１０は、複数のカメラを含むカメラユニット１１６を備えており、視差がある複数のカメラにより撮影された画像を用いて、前方に存在する物体と、作業車１０との距離情報を算出して取得する。そして、撮影された画像と、予め保持されている物体認識モデルとに基づいて、作業車１０の動作を制御する。

作業モータ１１７は、芝刈り作業用のロータリブレードの上方に配置された電動モータである。ブレードは、作業モータ１１７と接続されており、作業モータ１１７によって回転駆動される。走行モータ１１８は、作業車１０に取り付けられている２個の電動モータ（原動機）である。２個の電動モータは、左右の後輪とそれぞれ接続されている。前輪を従動輪、後輪を駆動輪として左右の車輪を独立に正転（前進方向への回転）あるいは逆転（後進方向への回転）させることで、作業車１０を種々の方向に移動させることができる。ブレード高さ調節モータ１１９は、接地面に対するブレードの上下方向の高さを調節するためのモータである。

続いて、図２Ｂは、本発明の一実施形態に係る作業車の機能構成例を示す図である。作業車１０は、制御部１５１、記憶部１５２、受付部１５３、切替部１５４、送信部１５５、及び受信部１５６を備えている。

制御部１５１は、ＣＰＵ１００ａに対応しており、作業車１０の動作を制御する。制御部１５１は、通常時には、診断用データを収集せずに作業を行う第１の作業モードで作業車１０に作業を実行させる。一方、診断時には、診断用データを収集しながら作業を行う第２の作業モードで作業車１０に作業を実行させる。記憶部１５２は、メモリ１００ｃに対応しており、様々な情報を記憶する。

受付部１５３は、診断指示を受け付ける。ここで、診断指示とは、診断用データの収集を開始するための指示である。ユーザ操作により診断指示が受け付けられてもよいし、或いは、制御部１５１により作業車１０に故障の可能性があると判定された場合に、制御部１５１から診断指示が受け付けられてもよい。故障の可能性の判定は、通常時に第１の作業モードで収集されたデータに基づいて行うことができる。

切替部１５４は、作業車１０の作業モードを、診断用データを収集せずに作業を行う第１の作業モードから、診断用データを収集しながら作業を行う第２の作業モードへ切り替える。送信部１５５は、作業車１０により収集されたデータを管理装置２０へ送信する。また、送信部１５５は、ユーザへの各種の報知を行う報知部としても機能する。例えばユーザの保持する不図示の通信装置（例えばスマートフォン）へ報知を行うことができる。或いは、作業車１０がスピーカ（不図示）による音声や表示部（不図示）による表示によって作業車１０の周囲にいるユーザへ報知を行うことが可能であるように構成してもよい。受信部１５６は、管理装置２０から送信された指示を受信する。

ここで、通常時の収集データの一例について、図６Ａを参照して説明する。通常時の収集データは、作業車１０が通常の作業を行いながら収集されるデータであり、例えば、スリップ率、合計の衝突回数、ブレード負荷、作業完了率などである。

スリップ率とは、作業車１０の車輪がスリップした割合である。例えばスリップ回数／走行時間として算出することができる。合計の衝突回数とは、作業車１０が作業を行う中、作業車１０が作業エリア内で障害物等に衝突することがあるが、その衝突の回数をカウントしたものである。ブレード負荷とは、例えばブレードに対して草や芝が接触することによりブレードにかかる負荷である。ブレード負荷は、例えば作業モータ１１７による所定出力に対する実際のブレードの回転数が、負荷がかからない場合の理想値に対してどの程度減少しているかを算出することにより判定することができる。

作業完了率は、作業がどの程度完了しているかを示す割合である。例えばＧＰＳセンサ１１１により作業車１０の走行履歴をプロットすることで、作業エリアの面積のうち作業車１０が走行した面積の割合を算出することにより取得することができる。

なお、通常時の収集データは図示の例に限定されない。その他のデータがさらに含まれてもよい。例えば、通常時には、周辺の気温や湿度のデータをさらに収集してもよい。或いは、図６Ａに示されるようなデータの一部が収集されなくてもよい。

次に、診断用データの一例について、図６Ｂを参照して説明する。診断用データとは、作業車１０の状態を診断するために収集されるデータである。収集された診断用データに基づいて、作業車１０の動作を制御することで、状況に応じたより適切な制御を行うことが可能となる。

診断用データは、例えば、作業車１０が備える車輪がスリップした回数を示す作業エリア内の地点ごとのスリップ回数、作業エリア内の地点ごとの作業車１０の衝突回数、作業エリア内の地点ごとの作業回数である。ここで地点とは、例えば作業エリアをグリッドで区切り、矩形の小領域（グリッド領域）の集合体として考えた場合、その１つの小領域のことである。

地点ごとのスリップ回数は、作業車１０が各地点を走行中にスリップが発生した場合にカウントを行い、作業エリアを構成する各地点についてカウントを集計したデータである。これにより、どの地点でスリップが発生しやすいかを認識することができる。

地点ごとの衝突回数とは、作業車１０が各地点を走行中に障害物等の衝突した場合にカウントを行い、作業エリアを構成する各地点についてカウントを集計したデータである。これにより、どの地点で衝突が発生しやすいかを認識することができる。

地点ごとの作業回数とは、作業車１０が作業を行いながら各地点を走行した場合にカウントを行い、作業エリアを構成する各地点についてカウントを集計したデータである。これにより、どの地点でまだ作業が行われていないかを認識することができる。

＜管理装置の構成＞
図３Ａは、本発明の一実施形態に係る管理装置のハードウェア構成例を示す図である。管理装置２０は、例えばサーバ装置であり、ＣＰＵ２００ａ、Ｉ／Ｏ２００ｂ、及びメモリ２００ｃを備えている。

ＣＰＵ２００ａは、管理装置２０の動作を制御する。Ｉ／Ｏ２００ｂは、各種情報の入出力を行う。メモリ２００ｃは、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒy）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等である。メモリ２００ｃには、作業車１０の作業モード情報、管理装置２０の動作を制御するための各種プログラム等が記憶される。ＣＰＵ２００ａは、メモリ２００ｃに格納されているプログラムを読み出して実行することにより、本発明を実現するための各処理部として動作することができる。

続いて、図３Ｂは、本発明の一実施形態に係る管理装置の機能構成例を示す図である。管理装置２０は、制御部２５１、記憶部２５２、受信部２５３、及び送信部２５４を備えている。

制御部２５１は、ＣＰＵ２００ａに対応しており、管理装置２０の動作を制御すると共に、作業車１０を動作させる作業モードの変更指示を作業車１０に送信することで、作業車１０の動作を制御することも可能である。

記憶部２５２は、メモリ２００ｃに対応しており、様々な情報を記憶する。例えば、作業車１０から送信された通常時の収集データや、診断時の収集データ（診断用データ）を記憶する。受信部２５３は、作業車１０から送信されたデータを受信する。送信部２５４は、作業車１０から受信されたデータに基づいて解析された解析内容に応じた指示を作業車１０へ送信する。

＜作業車の処理＞
次に、図４のフローチャートを参照して、本実施形態に係る作業車１０が実施する処理の手順を説明する。

Ｓ１０１において、制御部１５１は、診断用データを収集せずに作業を行う第１の作業モードで作業車１０に作業を実行させる。なお、この作業中には、診断用データは収集されないが、図６Ａに例示したような通常時の収集データの収集は行われる。記憶部１５２は当該収集データを記憶し、送信部１５５は収集された通常時の収集データを管理装置２０へ送信する。

Ｓ１０２において、受付部１５３は、診断指示が受け付けられたか否かを判定する。診断指示とは、診断用データの収集を開始するための指示である。ユーザ操作により診断指示が受け付けられもよい。或いは、制御部１５１により作業車１０に故障の可能性があると判定された場合に、制御部１５１から診断指示が自動的に受け付けられてもよい。故障の可能性の判定は、通常時に第１の作業モードで収集されたデータに基づいて行うことができる。例えば、制御部１５１は、ブレード負荷の大きさが閾値以上である場合に、故障の可能性があると判定し、制御部１５１から受付部１５３へ診断指示が受け付けられてもよい。或いは、所定の時間間隔で制御部１５１から診断指示が自動的に受け付けられてもよい。診断指示が受け付けられた場合、Ｓ１０３へ進む。一方、診断指示が受け付けられていない場合、Ｓ１０５へ進む。

Ｓ１０３において、切替部１５４は、作業車１０の作業モードを、診断用データを収集せずに作業を行う第１の作業モードから、診断用データを収集しながら作業を行う第２の作業モードへ切り替える。

Ｓ１０４において、制御部１５１は、診断用データを収集しながら作業を行う第２の作業モードで作業車１０に作業を実行させる。第２の作業モードでは、通常時の収集データに加えて診断用データをさらに収集するように作業車１０を制御する。或いは、第２の作業モードでは、通常時の収集データの少なくとも一部の種類のデータを削減して収集すると共に診断用データをさらに収集するように作業車１０を制御してもよい。これにより制御部１５１の処理負荷を軽減することができる。記憶部１５２は収集されたデータを記憶し、送信部１５５は当該データを管理装置２０へ送信する。

Ｓ１０５において、制御部１５１は、処理を終了するか否かを判定する。処理を終了する場合とは、例えば予定していた作業スケジュールに従った終了時間が到来した場合や、ユーザにより作業車１０に備えられた不図示の電源オフボタンが押下された場合などである。処理を終了する場合、図４の一連の処理を終了する。一方、処理を終了しない場合、Ｓ１０１に戻って処理を繰り返す。

なお、制御部１５１は、診断用データの収集後に、収集された診断用データを解析し、その解析結果に基づいて作業車１０の動作を制御してもよい。或いは、管理装置２０が、作業車１０から受信した診断用データを解析し、その解析結果に基づいて作業車１０の動作を制御する指示を作業車１０へ送信してもよい。作業車１０は管理装置２０から受信した指示に応じて動作を制御してもよい。これにより、作業車１０の処理負荷を軽減することができる。

例えば、診断用データである地点ごとのスリップ回数に基づいて、どの地点でスリップが発生しやすいかを解析し、スリップ回数が閾値以上の地点の周囲では、作業車１０の走行速度がより遅くなるように作業車１０の動作を制御してもよい。

また、診断用データである地点ごとの衝突回数に基づいて、どの地点で衝突が発生しやすいかを解析し、衝突回数が閾値以上の地点の周囲では、作業車１０の走行速度がより遅くなるように作業車１０の動作を制御してもよい。

また、診断用データである地点ごとの作業回数に基づいて、どの地点でまだ作業が行われていないかを解析し、作業回数がより少ない複数の地点を順に走行するように作業車１０の動作を制御してもよい。例えば、作業回数が少ない５つの地点を抽出し、この５地点を作業回数が少ない順に走行するように作業車１０の動作を制御してもよい。また、作業回数がより少ない複数の地点の何れかを作業車１０による作業の開始地点に設定してもよい。例えば、作業回数が少ない５つの地点を抽出し、この５地点の何れかを作業車１０による作業の開始地点に設定してもよい。これにより、作業残しが多い地点、例えば芝刈機や草刈機の場合は刈り残しが多い地点で優先的に作業を行うことが可能となり、全体の作業効率を向上させることができる。

以上説明したように、本実施形態に係る作業車１０は、診断指示に応じて、診断用データを収集しながら作業を行う第２の作業モードで作業を行う。従って、作業をしながら診断を行うことが可能となる。また、診断用データに基づいて作業車１０の動作を適切に制御することが可能となる。

なお、Ｓ１０４において、制御部１５１は、第２の作業モードでは作業車１０の機能の一部を停止するとともに、通常時の収集データと診断用データとを収集するように作業車１０を制御してもよい。例えば、ユーザが保持する通信装置（例えばスマートフォン）と通信する通信機能を一時的に停止してもよい。機能の一部を停止することで、制御部１５１の処理負荷を軽減することができる。そのため、ＣＰＵの発熱を低減することができ、バッテリ寿命を延ばすことも可能となる。

また、制御部１５１の処理負荷の軽減のために、作業モードに応じてデータの収集頻度を変更してもよい。例えば、第１の作業モードでは通常時の収集データを第１の頻度で収集し、第２の作業モードでは通常時の収集データを第１の頻度よりも低い第２の頻度で収集すると共に診断用データをさらに収集するように構成してもよい。例えば、通常時は通常時の収集データを１分ごとに収集し、診断時には通常時の収集データを３０分ごと或いは１時間ごとに取集するようにしてもよい。

また、制御部１５１は、診断用データが所定量以上収集された場合、又は、診断用データの収集を開始してから所定時間が経過した場合に、第２の作業モードから第１の作業モードへ切り替えるように構成してもよい。これにより、診断が不要になった場合に元の作業モードに自動的に戻すことが可能となり、ユーザの監視負担を軽減することが可能となる。

＜管理装置の処理＞
続いて、図５のフローチャートを参照して、本実施形態に係る管理装置２０が実施する処理の手順を説明する。

Ｓ２０１において、受信部２５３は、作業車１０から送信された、作業車１０の通常時の収集データ、すなわち第１の作業モードで収集されたデータを受信したか否かを判定する。通常時の収集データが受信された場合、Ｓ２０２へ進む。一方、通常時の収集データが受信されていない場合、Ｓ２０４へ進む。

Ｓ２０２において、制御部２５１は、Ｓ２０１で収集されて記憶部２５２に蓄積された通常時の収集データに基づいて解析を行う。例えば、通常時の収集データである、ブレード負荷が閾値以上である場合に、作業車１０に故障が発生する可能性があると判定してもよい。そして、解析された結果に基づく指示を生成する。例えば、作業車１０に故障が発生する可能性がある場合には、診断指示を生成する。

Ｓ２０３において、送信部２５４は、Ｓ２０２で生成された指示を作業車１０へ送信する。作業車１０は、当該診断指示に応じて、診断用データを収集しながら作業を行う第２の作業モードへ、作業モードを切り替える。なお、解析結果を蓄積するだけで指示が生成されない場合、本ステップはスキップしてもよい。

Ｓ２０４において、受信部２５３は、作業車１０から送信された、作業車１０の診断時の収集データである診断用データ、すなわち第２の作業モードで収集されたデータを受信したか否かを判定する。診断用データが受信された場合、Ｓ２０５へ進む。一方、診断用データが受信されていない場合、Ｓ２０７へ進む。

Ｓ２０５において、制御部２５１は、Ｓ２０４で収集されて記憶部２５２に蓄積された診断用データに基づいて解析を行い、作業車１０へ送信するための指示を生成する。例えば、診断用データである地点ごとのスリップ回数に基づいて、どの地点でスリップが発生しやすいかを解析し、スリップ回数が閾値以上の地点の周囲では、作業車１０の走行速度がより遅くなるように作業車１０の動作を制御する指示を生成してもよい。

また、診断用データである地点ごとの衝突回数に基づいて、どの地点で衝突が発生しやすいかを解析し、衝突回数が閾値以上の地点の周囲では、作業車１０の走行速度がより遅くなるように作業車１０の動作を制御する指示を生成してもよい。

また、診断用データである地点ごとの作業回数に基づいて、どの地点でまだ作業が行われていないかを解析し、作業回数がより少ない複数の地点を順に走行するように作業車１０の動作を制御する指示を生成してもよい。或いは、作業回数がより少ない複数の地点の何れかを作業車１０による作業の開始地点に設定する指示を生成してもよい。或いは、これらの少なくとも一部を組み合わせた指示を生成してもよい。

Ｓ２０６において、送信部２５４は、Ｓ２０５で生成された指示を作業車１０へ送信する。作業車１０は、当該指示に基づいて作業車１０の動作を制御する。

Ｓ２０７において、制御部２５１は、処理を終了するか否かを判定する。処理を終了する場合とは、例えば作業車１０が予定していた作業スケジュールに従った終了時間が到来した場合などである。処理を終了する場合、図５の一連の処理を終了する。一方、処理を終了しない場合、Ｓ２０１に戻って処理を繰り返す。

以上説明したように、本実施形態に係る管理装置２０は、作業車１０で収集された各種の収集データ（通常時の収集データ又は診断用データ）を受信し、その解析結果に基づいて、作業車１０の動作を制御するための指示を作業車１０へ送信する。これにより、通常時の収集データ又は診断用データに基づいて作業車１０の動作を適切に制御することが可能となる。

[変形例]
上述した実施形態では、診断用データとして、地点ごとのスリップ回数、地点ごとの作業車１０の衝突回数、作業エリア内の地点ごとの作業回数を例に説明を行った。ただし、診断用データはこれらの例に限定されない。例えば、診断用データとして、「地点ごとの障害物回避回数」をカウントして格納してもよい。障害物回避回数とは、作業車１０に設けられたセンサ（例えばカメラやレーダー等）により障害物を検出して、検出された障害物との衝突の回避を行うことができた回数である。

作業車１０の衝突回数と、障害物回避回数とを、地点ごとにカウントして格納しておくことで以下のことを推定できる。例えば、ある地点において、衝突回数が多く且つ障害物回避回数が少ない場合には、地形的に障害物を検出しにくい地点であると推測できる。例えば、作業車１０の進行方向において死角に岩などの障害物が存在している場合である。このような場合、カメラの視野やレーダーの走査範囲から障害物が外れてしまうことがある。或いは、２つの障害物の間を通過する際に、レーダーでは作業車１０の通過方向に障害物が検出されないものの、作業車１０が通り抜けるには障害物同士の間隔が狭く、衝突が発生してしまう場合である。

衝突回数が多く且つ障害物回避回数が少ない場合に、そのことをユーザへ報知するようにしてもよい。具体的には、ある地点において、衝突回数が閾値以上、且つ、障害物回避回数が別の閾値以下となった場合に、ユーザへの報知を行ってもよい。これにより、岩などの障害物を除去したり、狭路をふさいだりすることで、衝突の発生を抑制することが可能となる。

なお、ある地点において、衝突回数が少なく且つ障害物回避回数が多い場合には、その地点は問題無く障害物を検出できる地点であると推測できる。また、ある地点において、衝突回数が少なく且つ障害物衝突回数も少ない場合には、その地点は障害物が存在しないか、存在しても無視できる程度のものであると推測できる。従って、例えば衝突回数が閾値以下であり且つ障害物衝突回数が別の閾値以下である場合には、制御部２５１は、作業車１０の走行速度がより速くなるように作業車１０の動作を制御する指示を生成してもよい。これにより、より障害物の状況を推定した適応的な制御を行うことが可能となる。

また、上述した実施形態では、自律作業機の一例として、芝刈機を例に説明を行ったが、芝刈機に限定されるものではない。例えば、自律型の除雪機、ゴルフボールの回収機など、他の種類の自律作業機に対しても本発明を適用することができる。また、上述した各実施形態では、複数のカメラから取得した画像に基づいて作業機を自律制御する例を説明したが、本発明を適用できる作業機はカメラ画像を用いる場合に限定されるものではない。例えば、超音波センサや赤外線センサなどの障害物センサ（距離計測センサ）を用いて自律制御を行う作業機にも本発明を適用することができる。

本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために、以下の請求項を添付する。

＜実施形態のまとめ＞
１．上記実施形態の作業機（例えば１０）は、
作業機であって、
診断用データを収集せずに作業を行う第１の作業モードで前記作業機に作業を実行させる制御手段（例えば１５１）と、
診断指示を受け付ける受付手段（例えば１５３）と、
前記受付手段により前記診断指示が受け付けられた場合、前記第１の作業モードから、前記診断用データを収集しながら作業を行う第２の作業モードへ切り替える切替手段（例えば１５４）と、
を備え、
前記制御手段は、前記切替手段により前記第２の作業モードへ切り替えられた場合、前記第２の作業モードで前記作業機に作業を実行させる。

この実施形態によれば、作業を継続しながら作業機を診断するためのデータを収集することが可能となる。従って、作業を中断する必要なく作業機の状態を診断することが可能となる。[0]また、この実施形態によれば、必要時にのみ作業モードを切り替えて診断用データを収集するので、常時診断用データを収集する場合と比較して通常時の負荷を低減することが可能となる。

２．上記実施形態の作業機（例えば１０）では、
前記制御手段は、前記第１の作業モードでは所定のデータを収集し、前記第２の作業モードでは前記所定のデータに加えて前記診断用データをさらに収集するように前記作業機を制御する。

この実施形態によれば、何れの作業モードにおいても所定のデータの収集が可能となり、作業機が動作中に収集が必要なデータを継続的に収集することが可能となる。

３．上記実施形態の作業機（例えば１０）では、
前記制御手段は、前記第１の作業モードでは所定のデータを収集し、前記第２の作業モードでは前記所定のデータの少なくとも一部の種類のデータを削減して収集すると共に前記診断用データをさらに収集するように前記作業機を制御する。

この実施形態によれば、第２の作業モードでの処理負荷を低減することが可能となる。

４．上記実施形態の作業機（例えば１０）では、
前記制御手段は、前記第１の作業モードでは所定のデータを収集し、前記第２の作業モードでは前記作業機の機能の一部を停止するとともに前記所定のデータと前記診断用データとを収集するように前記作業機を制御する。

この実施形態によれば、第２の作業モードでの処理負荷を低減することが可能となる。

５．上記実施形態の作業機（例えば１０）では、
前記制御手段は、前記第１の作業モードでは所定のデータを第１の頻度で収集し、第２の作業モードでは前記所定のデータを前記第１の頻度よりも低い第２の頻度で収集すると共に前記診断用データをさらに収集する。

この実施形態によれば、第２の作業モードでの処理負荷を低減することが可能となる。

６．上記実施形態の作業機（例えば１０）では、
前記受付手段は、ユーザ指示に基づいて前記診断指示を受け付ける。

この実施形態によれば、ユーザの意図したタイミングで第２の作業モードへ移行することが可能となる。

７．上記実施形態の作業機（例えば１０）では、
前記制御手段は、前記第１の作業モードでの作業で収集された所定のデータに基づいて前記作業機の故障の可能性をさらに判定し、
前記受付手段は、前記作業機に故障の可能性があると判定されたことに応じて前記診断指示を受け付ける。

この実施形態によれば、故障が発生する前に第２の作業モードへ移行するため、自動的に診断を行うことが可能となる。

８．上記実施形態の作業機（例えば１０）では、
前記受付手段は、所定の時間間隔で前記診断指示を受け付ける。

この実施形態によれば、定期的に第２の作業モードへ移行することができるため、自動的に診断を行うことが可能となる。

９．上記実施形態の作業機（例えば１０）では、
前記制御手段は、予め設定された作業スケジュールの範囲内で、前記第２の作業モードで前記作業機に作業を実行させる。

この実施形態によれば、作業スケジュール外の時間帯に診断用データの収集を行うことを防止することができる。例えば、作業スケジュールが昼間の時間帯である場合、診断用データの収集も昼間の時間帯に行うことが推奨されるが、例えば夜間の時間帯に診断用データを収集してしまうことを防止することができる。

１０．上記実施形態の作業機（例えば１０）では、
前記制御手段は、前記診断用データの収集後、当該診断用データに基づいて前記作業機の動作を制御する。

この実施形態によれば、作業機自身で診断を行い、診断結果に基づく適切な制御を行うことが可能となる。

１１．上記実施形態の作業機（例えば１０）では、
前記診断用データは、作業エリア内の地点ごとの作業回数であり、
前記制御手段は、前記作業回数がより少ない複数の地点を順に走行するように前記作業機の動作を制御する。

この実施形態によれば、作業が残っている地点で優先的に作業を実施することが可能となる。

１２．上記実施形態の作業機（例えば１０）では、
前記診断用データは、作業エリア内の地点ごとの作業回数であり、
前記制御手段は、前記作業回数がより少ない複数の地点の何れかを前記作業機による作業の開始地点に設定する。

この実施形態によれば、作業が実施されにくい地点から作業を実施することで、早期に作業を完了することが可能となる。

１３．上記実施形態の作業機（例えば１０）では、
前記診断用データは、作業エリア内の地点ごとの前記作業機の衝突回数であり、
前記制御手段は、前記衝突回数が閾値以上の地点の周囲では、前記作業機の走行速度がより遅くなるように前記作業機の動作を制御する。

この実施形態によれば、走行時に回避しにくい障害物への衝突を抑制し、故障を回避することが可能となる。

１４．上記実施形態の作業機（例えば１０）では、
前記診断用データは、前記作業機が備える車輪がスリップした回数である、作業エリア内の地点ごとのスリップ回数であり、
前記制御手段は、前記スリップ回数が閾値以上の地点の周囲では、前記作業機の走行速度がより遅くなるように前記作業機の動作を制御する。

この実施形態によれば、スリップが発生しやすい地点での走行速度を遅くすることで、スリップの発生を抑制することができる。従って、自己位置推定の精度を向上させることが可能となる。

１５．上記実施形態の作業機（例えば１０）では、
前記診断用データは、作業エリア内の地点ごとの前記作業機の衝突回数と、前記作業エリア内の地点ごとの前記作業機の障害物衝突回避回数とを含み、
前記制御手段は、前記衝突回数と、前記障害物衝突回避回数とに基づいて前記作業機の動作を制御する。

この実施形態によれば、より障害物の状況を推定した適応的な制御を行うことが可能となる。

１６．上記実施形態の作業機（例えば１０）では、
前記衝突回数が閾値以上、且つ、前記障害物衝突回避回数が別の閾値以下となった場合に、ユーザへの報知を行う報知手段（例えば１５５、１０２ｂ）をさらに備える。

この実施形態によれば、衝突回数が多く且つ障害物衝突回数が少ない場合に、障害物の除去などをユーザに促すことで、衝突の発生を抑制することが可能となる。

１７．上記実施形態の作業機（例えば１０）では、
前記制御手段は、前記診断用データが所定量以上収集された場合、又は、前記診断用データの収集を開始してから所定時間が経過した場合に、前記第２の作業モードから前記第１の作業モードへ切り替える。

この実施形態によれば、診断用データの収集が完了したタイミングで、或いは完了しているであろうタイミングで、自動的に元の作業モードに戻ることができる。従って、ユーザは診断が終わった後に作業機の作業モードを元に戻すといった手間を省くことが可能となる。

１８．上記実施形態の作業機（例えば１０）では、
前記第２の作業モードで収集された前記診断用データを管理装置（例えば２０）へ送信する送信手段（例えば１５５）と、
前記診断用データを解析した前記管理装置から指示を受信する受信手段（例えば１５６）と、をさらに備え、
前記制御手段は、前記管理装置から受信された前記指示に基づいて前記作業機の動作を制御する。

この実施形態によれば、管理装置が処理を行うことにより、作業機の処理負荷を軽減することが可能となる。

１９．上記実施形態の作業機（例えば１０）の制御方法は、
作業機の制御方法であって、
診断用データを収集せずに作業を行う第１の作業モードで前記作業機に作業を実行させる工程と、
診断指示を受け付ける受付工程と、
前記診断指示が受け付けられた場合、前記第１の作業モードから、前記診断用データを収集しながら作業を行う第２の作業モードへ切り替える工程と、
前記第２の作業モードに切り替えられた場合、前記第２の作業モードで前記作業機に作業を実行させる工程と、
を有する。

この実施形態によれば、作業を継続しながら作業機を診断するためのデータを収集することが可能となる。従って、作業を中断する必要なく作業機の状態を診断することが可能となる。また、この実施形態によれば、必要時にのみ作業モードを切り替えて診断用データを収集するので、常時診断用データを収集する場合と比較して通常時の負荷を低減することが可能となる。

２０．上記実施形態のプログラムは、
コンピュータを、上記実施形態に係る作業機として機能させるためのプログラムである。

この実施形態によれば、本発明に係る作業機をコンピュータにより実現することができる。

Claims (23)

1. 作業機であって、
   診断用データを収集せずに所定の作業を行う第１の作業モードで前記作業機に作業を実行させる制御手段と、
   診断指示を受け付ける受付手段と、
   前記受付手段により前記診断指示が受け付けられた場合、前記第１の作業モードから、前記診断用データを収集しながら前記所定の作業を行う第２の作業モードへ切り替える切替手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、前記切替手段により前記第２の作業モードへ切り替えられた場合、前記第２の作業モードで前記作業機に前記所定の作業を実行させ、
   前記制御手段は、前記診断用データの収集後、当該診断用データに基づいて前記作業機の動作を制御し、
   前記診断用データは、作業エリア内の地点ごとの作業回数であり、
   前記制御手段は、前記作業回数がより少ない複数の地点を順に走行するように前記作業機の動作を制御することを特徴とする作業機。
2. 前記制御手段は、前記第１の作業モードでは所定のデータを収集し、前記第２の作業モードでは前記所定のデータに加えて前記診断用データをさらに収集するように前記作業機を制御することを特徴とする請求項１に記載の作業機。
3. 前記制御手段は、前記第１の作業モードでは所定のデータを収集し、前記第２の作業モードでは前記所定のデータの少なくとも一部の種類のデータを削減して収集すると共に前記診断用データをさらに収集するように前記作業機を制御することを特徴とする請求項１に記載の作業機。
4. 前記制御手段は、前記第１の作業モードでは所定のデータを収集し、前記第２の作業モードでは前記作業機の機能の一部を停止するとともに前記所定のデータと前記診断用データとを収集するように前記作業機を制御することを特徴とする請求項１に記載の作業機。
5. 前記制御手段は、前記第１の作業モードでは所定のデータを第１の頻度で収集し、第２の作業モードでは前記所定のデータを前記第１の頻度よりも低い第２の頻度で収集すると共に前記診断用データをさらに収集することを特徴とする請求項１に記載の作業機。
6. 前記受付手段は、ユーザ指示に基づいて前記診断指示を受け付けることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の作業機。
7. 前記制御手段は、前記第１の作業モードでの前記所定の作業で収集された所定のデータに基づいて前記作業機の故障の可能性をさらに判定し、
   前記受付手段は、前記作業機に故障の可能性があると判定されたことに応じて前記診断指示を受け付けることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の作業機。
8. 前記受付手段は、所定の時間間隔で前記診断指示を受け付けることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の作業機。
9. 前記制御手段は、予め設定された作業スケジュールの範囲内で、前記第２の作業モードで前記作業機に前記所定の作業を実行させることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の作業機。
10. 作業機であって、
    診断用データを収集せずに所定の作業を行う第１の作業モードで前記作業機に作業を実行させる制御手段と、
    診断指示を受け付ける受付手段と、
    前記受付手段により前記診断指示が受け付けられた場合、前記第１の作業モードから、前記診断用データを収集しながら前記所定の作業を行う第２の作業モードへ切り替える切替手段と、
    を備え、
    前記制御手段は、前記切替手段により前記第２の作業モードへ切り替えられた場合、前記第２の作業モードで前記作業機に前記所定の作業を実行させ、
    前記制御手段は、前記診断用データの収集後、当該診断用データに基づいて前記作業機の動作を制御し、
    前記診断用データは、作業エリア内の地点ごとの作業回数であり、
    前記制御手段は、前記作業回数がより少ない複数の地点の何れかを前記作業機による前記所定の作業の開始地点に設定することを特徴とする作業機。
11. 作業機であって、
    診断用データを収集せずに所定の作業を行う第１の作業モードで前記作業機に作業を実行させる制御手段と、
    診断指示を受け付ける受付手段と、
    前記受付手段により前記診断指示が受け付けられた場合、前記第１の作業モードから、前記診断用データを収集しながら前記所定の作業を行う第２の作業モードへ切り替える切替手段と、
    を備え、
    前記制御手段は、前記切替手段により前記第２の作業モードへ切り替えられた場合、前記第２の作業モードで前記作業機に前記所定の作業を実行させ、
    前記制御手段は、前記診断用データの収集後、当該診断用データに基づいて前記作業機の動作を制御し、
    前記診断用データは、作業エリア内の地点ごとの前記作業機の衝突回数であり、
    前記制御手段は、前記衝突回数が閾値以上の地点の周囲では、前記作業機の走行速度がより遅くなるように前記作業機の動作を制御することを特徴とする作業機。
12. 作業機であって、
    診断用データを収集せずに所定の作業を行う第１の作業モードで前記作業機に作業を実行させる制御手段と、
    診断指示を受け付ける受付手段と、
    前記受付手段により前記診断指示が受け付けられた場合、前記第１の作業モードから、前記診断用データを収集しながら前記所定の作業を行う第２の作業モードへ切り替える切替手段と、
    を備え、
    前記制御手段は、前記切替手段により前記第２の作業モードへ切り替えられた場合、前記第２の作業モードで前記作業機に前記所定の作業を実行させ、
    前記制御手段は、前記診断用データの収集後、当該診断用データに基づいて前記作業機の動作を制御し、
    前記診断用データは、前記作業機が備える車輪がスリップした回数である、作業エリア内の地点ごとのスリップ回数であり、
    前記制御手段は、前記スリップ回数が閾値以上の地点の周囲では、前記作業機の走行速度がより遅くなるように前記作業機の動作を制御することを特徴とする作業機。
13. 作業機であって、
    診断用データを収集せずに所定の作業を行う第１の作業モードで前記作業機に作業を実行させる制御手段と、
    診断指示を受け付ける受付手段と、
    前記受付手段により前記診断指示が受け付けられた場合、前記第１の作業モードから、前記診断用データを収集しながら前記所定の作業を行う第２の作業モードへ切り替える切替手段と、
    を備え、
    前記制御手段は、前記切替手段により前記第２の作業モードへ切り替えられた場合、前記第２の作業モードで前記作業機に前記所定の作業を実行させ、
    前記制御手段は、前記診断用データの収集後、当該診断用データに基づいて前記作業機の動作を制御し、
    前記診断用データは、作業エリア内の地点ごとの前記作業機の衝突回数と、前記作業エリア内の地点ごとの前記作業機の障害物衝突回避回数とを含み、
    前記制御手段は、前記衝突回数と、前記障害物衝突回避回数とに基づいて前記作業機の動作を制御することを特徴とする作業機。
14. 前記衝突回数が閾値以上、且つ、前記障害物衝突回避回数が別の閾値以下となった場合に、ユーザへの報知を行う報知手段をさらに備えることを特徴とする請求項１３に記載の作業機。
15. 前記制御手段は、前記診断用データが所定量以上収集された場合、又は、前記診断用データの収集を開始してから所定時間が経過した場合に、前記第２の作業モードから前記第１の作業モードへ切り替えることを特徴とする請求項１乃至１４の何れか１項に記載の作業機。
16. 前記第２の作業モードで収集された前記診断用データを管理装置へ送信する送信手段と、
    前記診断用データを解析した前記管理装置から指示を受信する受信手段と、をさらに備え、
    前記制御手段は、前記管理装置から受信された前記指示に基づいて前記作業機の動作を制御することを特徴とする請求項１乃至１５の何れか１項に記載の作業機。
17. 前記所定の作業は、芝刈作業、草刈作業、除雪作業又はゴルフボールの回収作業を含むことを特徴とする請求項１乃至１６の何れか１項に記載の作業機。
18. 作業機の制御方法であって、
    診断用データを収集せずに所定の作業を行う第１の作業モードで前記作業機に作業を実行させる工程と、
    診断指示を受け付ける受付工程と、
    前記診断指示が受け付けられた場合、前記第１の作業モードから、前記診断用データを収集しながら前記所定の作業を行う第２の作業モードへ切り替える工程と、
    前記第２の作業モードに切り替えられた場合、前記第２の作業モードで前記作業機に前記所定の作業を実行させる工程と、
    前記診断用データの収集後、当該診断用データに基づいて前記作業機の動作を制御する工程と、を有し、
    前記診断用データは、作業エリア内の地点ごとの作業回数であり、
    前記制御する工程では、前記作業回数がより少ない複数の地点を順に走行するように前記作業機の動作を制御することを特徴とする作業機の制御方法。
19. 作業機の制御方法であって、
    診断用データを収集せずに所定の作業を行う第１の作業モードで前記作業機に作業を実行させる工程と、
    診断指示を受け付ける受付工程と、
    前記診断指示が受け付けられた場合、前記第１の作業モードから、前記診断用データを収集しながら前記所定の作業を行う第２の作業モードへ切り替える工程と、
    前記第２の作業モードに切り替えられた場合、前記第２の作業モードで前記作業機に前記所定の作業を実行させる工程と、
    前記診断用データの収集後、当該診断用データに基づいて前記作業機の動作を制御する工程と、を有し、
    前記診断用データは、作業エリア内の地点ごとの作業回数であり、
    前記制御する工程では、前記作業回数がより少ない複数の地点の何れかを前記作業機による前記所定の作業の開始地点に設定することを特徴とする作業機の制御方法。
20. 作業機の制御方法であって、
    診断用データを収集せずに所定の作業を行う第１の作業モードで前記作業機に作業を実行させる工程と、
    診断指示を受け付ける受付工程と、
    前記診断指示が受け付けられた場合、前記第１の作業モードから、前記診断用データを収集しながら前記所定の作業を行う第２の作業モードへ切り替える工程と、
    前記第２の作業モードに切り替えられた場合、前記第２の作業モードで前記作業機に前記所定の作業を実行させる工程と、
    前記診断用データの収集後、当該診断用データに基づいて前記作業機の動作を制御する工程と、を有し、
    前記診断用データは、作業エリア内の地点ごとの前記作業機の衝突回数であり、
    前記制御する工程では、前記衝突回数が閾値以上の地点の周囲では、前記作業機の走行速度がより遅くなるように前記作業機の動作を制御することを特徴とする作業機の制御方法。
21. 作業機の制御方法であって、
    診断用データを収集せずに所定の作業を行う第１の作業モードで前記作業機に作業を実行させる工程と、
    診断指示を受け付ける受付工程と、
    前記診断指示が受け付けられた場合、前記第１の作業モードから、前記診断用データを収集しながら前記所定の作業を行う第２の作業モードへ切り替える工程と、
    前記第２の作業モードに切り替えられた場合、前記第２の作業モードで前記作業機に前記所定の作業を実行させる工程と、
    前記診断用データの収集後、当該診断用データに基づいて前記作業機の動作を制御する工程と、を有し、
    前記診断用データは、前記作業機が備える車輪がスリップした回数である、作業エリア内の地点ごとのスリップ回数であり、
    前記制御する工程では、前記スリップ回数が閾値以上の地点の周囲では、前記作業機の走行速度がより遅くなるように前記作業機の動作を制御することを特徴とする作業機の制御方法。
22. 作業機の制御方法であって、
    診断用データを収集せずに所定の作業を行う第１の作業モードで前記作業機に作業を実行させる工程と、
    診断指示を受け付ける受付工程と、
    前記診断指示が受け付けられた場合、前記第１の作業モードから、前記診断用データを収集しながら前記所定の作業を行う第２の作業モードへ切り替える工程と、
    前記第２の作業モードに切り替えられた場合、前記第２の作業モードで前記作業機に前記所定の作業を実行させる工程と、
    前記診断用データの収集後、当該診断用データに基づいて前記作業機の動作を制御する工程と、を有し、
    前記診断用データは、作業エリア内の地点ごとの前記作業機の衝突回数と、前記作業エリア内の地点ごとの前記作業機の障害物衝突回避回数とを含み、
    前記制御する工程では、前記衝突回数と、前記障害物衝突回避回数とに基づいて前記作業機の動作を制御することを特徴とする作業機の制御方法。
23. コンピュータを、請求項１乃至１７の何れか１項に記載の作業機として機能させるためのプログラム。

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