DE102021107465A1

DE102021107465A1 - Steuervorrichtung und arbeitsmaschine

Info

Publication number: DE102021107465A1
Application number: DE102021107465.7A
Authority: DE
Inventors: Hiroto Takahashi; Toshiaki Kawakami; Taro Yokoyama; Wei Song; Takuya Kanisawa
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2020-03-27
Filing date: 2021-03-25
Publication date: 2021-09-30
Also published as: US11703868B2; JP2021153508A; US20210302970A1

Abstract

Eine Steuervorrichtung und eine Arbeitsmaschine sind bereitgestellt, welche im Vergleich zum Stand der Technik dazu in der Lage sind, die Positionsgenauigkeit von Kartendaten zu verbessern.
Es ist eine Steuervorrichtung bereitgestellt, welche dazu eingerichtet ist, Informationen zu erfassen, welche von einer Arbeitsmaschine ausgegeben werden, welche einen Arbeitsteil umfasst und entlang einer Grenze zwischen einem Arbeitsbereich und einem Nichtarbeitsbereich arbeitet. Die Steuervorrichtung umfasst einen Betriebszustandserfassungsteil, welcher dazu eingerichtet ist, Informationen zu erfassen, welche einen Betriebszustand eines Maschinenkörpers der Arbeitsmaschine angeben; einen Beurteilungsteil, welcher dazu eingerichtet ist, den Betriebszustand des Maschinenkörpers basierend auf von dem Betriebszustandserfassungsteil erfassten Informationen zu bestimmen; einen Positionsinformationserfassungsteil, welcher dazu eingerichtet ist, Positionsinformationen zu erfassen, welche eine Position des Maschinenkörpers angeben; und einen Speichersteuerteil, welcher dazu eingerichtet ist, die von dem Positionsinformationserfassungsteil erfassten Positionsinformationen basierend auf einem Bestimmungsergebnis des Beurteilungsteils in dem Speicher zu speichern.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Es wird die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2020 - 057882 , eingereicht am 27. März 2020, beansprucht, deren Inhalt hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung und eine Arbeitsmaschine.
Beschreibung des Stands der Technik
In der verwandten Technik ist ein Rasenmäher bekannt, welcher ein Schneiden eines Rasens, welcher ein Arbeitsbereich ist, entlang einer Grenze zwischen einer Struktur, Beton, Fliesen, einem Zaun oder dergleichen, welche keine Arbeitsbereiche sind, und eines Rands des Rasens, welcher ein Arbeitsbereich ist, durchführt (im Folgenden als „Randmähen“ bezeichnet) (siehe zum Beispiel Patentdokument 1 ( US-Patent Nr. 6,263,975 )).
Darüber hinaus gibt es als Rasenmäher eine Arbeitsmaschine, welche automatisch fahren kann, ohne von einem Bediener bedient zu werden (im Folgenden als „autonom fahrende Arbeitsmaschine“ bezeichnet). Die autonom fahrende Arbeitsmaschine führt, während sie automatisch auf dem Boden fährt, basierend auf Kartendaten, welche eine Grenze zwischen Nichtarbeitsbereichen und Arbeitsbereichen angeben, Arbeit durch, während sie eine Position der Hostmaschine aus Positionierungssignalen identifiziert, welche zum Beispiel von GNSS-Satelliten (Satelliten, welche ein System wie etwa GPS, GLONASS, Galileo, BeiDou, QZSS und Gagan konstituieren) empfangen werden. Jedoch werden bei einer Erstellung von Kartendaten, welche die Grenze zwischen Nichtarbeitsbereichen und Arbeitsbereichen angeben, hohe Kosten verursacht.
Ein Rasenmäher, welcher wie vorstehend beschrieben Ränder mäht, wird an der Grenze zwischen Nichtarbeitsbereichen und Arbeitsbereichen verwendet. Daher ist es denkbar, die Positionsinformationen des Rasenmähers, welcher einen Rand mäht, zu verwenden, um Kartendaten zu erzeugen, welche die Grenzen zwischen Nichtarbeitsbereichen und Arbeitsbereichen angeben.
Jedoch befindet sich ein Rasenmäher, welcher einen Rand mäht, nicht immer an einer Grenze zwischen einem Nichtarbeitsbereich und einem Arbeitsbereich. Daher besteht Verbesserungsbedarf, wenn die Positionsinformationen eines Rasenmähers, welcher einen Rand mäht, wie sie sind zum Erzeugen von Kartendaten verwendet werden, da in diesem Fall die Positionsgenauigkeit der Kartendaten nicht verbessert werden kann.
Daher ist die vorliegende Erfindung im Hinblick auf die vorgenannten Umstände gemacht worden und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Arbeitsmaschine bereitzustellen, welche dazu in der Lage ist, die Positionsgenauigkeit von Kartendaten gegenüber denen im Stand der Technik zu verbessern.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Steuervorrichtung und die Arbeitsmaschine der vorliegenden Erfindung weisen die folgenden Konfigurationen auf.
(1) Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Steuervorrichtung (zum Beispiel eine Steuerung 50 der nachstehend zu beschreibenden Ausführungsform) bereitgestellt, welche dazu eingerichtet ist, Informationen zu erfassen, welche von einer Arbeitsmaschine ausgegeben werden, welche einen Arbeitsteil umfasst und entlang einer Grenze zwischen einem Arbeitsbereich und einem Nichtarbeitsbereich arbeitet. Die Steuervorrichtung umfasst einen Betriebszustandserfassungsteil, welcher dazu eingerichtet ist, Informationen zu erfassen, welche einen Betriebszustand eines Maschinenkörpers der Arbeitsmaschine angeben; einen Beurteilungsteil, welcher dazu eingerichtet ist, den Betriebszustand des Maschinenkörpers basierend auf von dem Betriebszustandserfassungsteil erfassten Informationen zu bestimmen; einen Positionsinformationserfassungsteil, welcher dazu eingerichtet ist, Positionsinformationen zu erfassen, welche eine Position des Maschinenkörpers angeben; und einen Speichersteuerteil, welcher dazu eingerichtet ist, die von dem Positionsinformationserfassungsteil erfassten Positionsinformationen basierend auf einem Bestimmungsergebnis des Beurteilungsteils in dem Speicher zu speichern.
Als ein Beispiel führt hier der Arbeitsteil (zum Beispiel ein nachstehend zu beschreibender Schneidteil 30) ein Randmähen (d.h. einen Schneidvorgang) des Rasens an einer Grenze Q durch. In diesem Fall gibt die Tatsache, dass der Arbeitsteil den Schneidvorgang durchführt, an, dass sich ein autonom fahrender Rasenmäher 1 an der Grenze Q befindet. Gemäß der Steuerung 50 des Aspekts (1) ist es möglich, Kartendaten zu erzeugen, welche die Position der Grenze Q genau angeben.
(2) Die Steuervorrichtung gemäß Aspekt (1) kann ferner einen Lastdetektionsteil umfassen, welcher dazu eingerichtet ist, eine in dem Arbeitsteil erzeugte Last zu detektieren, und der Beurteilungsteil kann den Betriebszustand basierend auf der von dem Lastdetektionsteil detektierten Last des Arbeitsteils bestimmen.
Hier kann in dem autonom fahrenden Rasenmäher 1 der Arbeitsteil (zum Beispiel der nachstehend zu beschreibende Schneidteil 30) an einer anderen Stelle als der Grenze Q in einen Nichtbetriebszustand von dem Boden G entfernt gesetzt werden und der Arbeitsteil kann in einen Leerlauf gesetzt werden. Gemäß dem Aspekt aus (2) speichert, wie vorstehend beschrieben, der Speichersteuerteil 57 die Positionsinformationen der eigenen Maschine nicht in dem Speicher 53, wenn der Schneidteil 30 im Leerlauf ist. Gemäß der auf diese Weise konfigurierten Steuerung 50 ist es möglich, Kartendaten zu erzeugen, welche die Position der Grenze Q genau angeben.
(3) In der Steuervorrichtung gemäß Aspekt (1) oder (2), kann der Beurteilungsteil den Betriebszustand basierend auf einer Bewegungsrichtung des Maschinenkörpers, welche auf einem Betrieb des Fahrteils basiert, und einer Bewegungsrichtung des Maschinenkörpers, welche durch die von dem Positionsinformationserfassungsteil erfassten Positionsinformationen angegeben ist, bestimmen.
Hier kann, wenn die Bewegungsrichtung des Maschinenkörpers 10 basierend auf dem Betrieb des Fahrteils (zum Beispiel der nachstehend zu beschreibenden Fahr-Räder 20) im Wesentlichen mit der Bewegungsrichtung des Maschinenkörpers 10 übereinstimmt, welche durch die von dem Positionsinformationserfassungsteil (zum Beispiel ein nachstehend zu beschreibender Empfänger 51) erfassten Positionsinformationen angegeben wird, gesagt werden, dass die Positionsinformationen der eigenen Maschinen mit hoher Zuverlässigkeit erfasst werden können. Gemäß der Steuerung 50 des Aspekts (3) ist es möglich, Kartendaten zu erzeugen, welche die Position der Grenze Q genau angeben.
(4) Die Steuervorrichtung gemäß einem der Aspekte (1) bis (3) kann ferner einen Korrekturteil umfassen, welcher dazu eingerichtet ist, die von dem Positionsinformationserfassungsteil erfassten Positionsinformationen zu korrigieren.
Gemäß der Steuerung 50 des Aspekts (4) ist es möglich, eine Verschlechterung der Genauigkeit der Kartendaten aufgrund einer Verschlechterung der Positionsgenauigkeit der Positionsinformationen der Hostmaschine zu verringern.
(5) In der Steuervorrichtung gemäß Aspekt (4) kann der Arbeitsteil in einer vorbestimmten Richtung in Betrieb sein und der Korrekturteil kann die Positionsinformationen basierend auf einer Betriebsrichtung des Arbeitsteils korrigieren.
Gemäß der Steuerung 50 des Aspekts (5) ist es möglich, eine Genauigkeitsverschlechterung der Kartendaten aufgrund einer Verschlechterung der Positionsgenauigkeit der Positionsinformationen der eigenen Maschine zu unterdrücken.
(6) In der Steuervorrichtung gemäß Aspekt (4) oder (5) kann der Arbeitsteil in einer Richtung in Betrieb sein, welche der Bewegungsrichtung des Maschinenkörpers entspricht, und der Korrekturteil kann die Positionsinformationen basierend auf der durch die Positionsinformationen angegebenen Bewegungsrichtung des Maschinenkörpers und der Betriebsrichtung des Arbeitsteils korrigieren.
Gemäß der Steuerung 50 des Aspekts (6) ist es möglich, eine Genauigkeitsverschlechterung der Kartendaten aufgrund einer Verschlechterung der Positionsgenauigkeit der Positionsinformationen der eigenen Maschine zu unterdrücken.
(7) In der Steuervorrichtung gemäß einem der Aspekte (4) bis (6) kann der Speichersteuerteil Korrekturpositionsinformationen speichern, welche eine Position angeben, an welcher der Korrekturteil dazu eingerichtet ist, die Positionsinformationen in dem Speicher zu korrigieren.
Gemäß der Steuerung 50 des Aspekts (7) können die Korrekturpositionsinformationen als Informationen verwendet werden, welche eine Stelle angeben, an welcher die Positionsgenauigkeit der Positionsinformationen der eigenen Maschine verschlechtert ist.
(8) Die Steuervorrichtung gemäß einem der Aspekte (4) bis (7) kann ferner einen Richtungsdetektionsteil umfassen, welcher dazu eingerichtet ist, die Richtung des Maschinenkörpers zu detektieren, und der Korrekturteil kann die Positionsinformationen basierend auf der von dem Richtungsdetektionsteil detektierten Richtung des Maschinenkörpers korrigieren.
Gemäß der Steuerung 50 des Aspekts (8) ist es möglich, eine Genauigkeitsverschlechterung der Kartendaten aufgrund einer Verschlechterung der Positionsgenauigkeit der Positionsinformationen der eigenen Maschine zu unterdrücken.
(9) Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Arbeitsmaschine (zum Beispiel ein autonom fahrender Rasenmäher 1 einer nachstehend zu beschreibenden Ausführungsform) bereitgestellt, welche entlang einer Grenze zwischen einem Arbeitsbereich und einem Nichtarbeitsbereich arbeitet. Die Arbeitsmaschine umfasst die Steuervorrichtung gemäß einem der Aspekte (1) bis (8) und die Arbeitsmaschine.
Gemäß dem Aspekt (9) ist es gemäß der auf diese Weise konfigurierten Steuerung 50 möglich, Kartendaten zu erzeugen, welche die Position der Grenze Q genau angeben.
(10) In der Arbeitsmaschine gemäß Aspekt (9) kann der Arbeitsteil ein Messer umfassen, welches an einer Drehfläche entlang einer vertikalen Richtung des Maschinenkörpers drehbar ist.
Gemäß dem autonom fahrenden Rasenmäher 1 des Aspekts (10) ist es möglich, den Rasen an dem Randbereich des Arbeitsbereichs vertikal und mit einem guten Erscheinungsbild zu schneiden, während verhindert wird, dass der Maschinenkörper (insbesondere das Messer) mit dem Nichtarbeitsbereich in Kontakt kommt.
(11) Die Arbeitsmaschine gemäß Aspekt (9) oder (10) kann ferner einen Sender umfassen, welcher dazu eingerichtet ist, die in dem Speicher gespeicherten Positionsinformationen nach außen zu übertragen.
Gemäß dem autonom fahrenden Rasenmäher 1 gemäß dem Aspekt (11) können die erzeugten Kartendaten über einen Server oder dergleichen an einen anderen autonom fahrenden Rasenmäher übertragen werden. Infolgedessen kann, wenn zum Beispiel eine Mehrzahl autonom fahrender Rasenmäher zusammenarbeitet, da Informationen über die Grenze Q dazwischen übertragen werden können, die Mehrzahl autonom fahrender Rasenmäher eine genauere Position der Grenze Q teilen.
(12) Die Arbeitsmaschine gemäß einem der Aspekte (9) bis (11) kann einen Fahrteil umfassen, welcher dazu eingerichtet ist, den Maschinenkörper entlang der Grenze zwischen dem Arbeitsbereich und dem Nichtarbeitsbereich zu bewegen.
Gemäß dem autonom fahrenden Rasenmäher 1 gemäß dem Aspekt (12) ist es möglich, sich autonom entlang der Grenze zwischen dem Arbeitsbereich und dem Nichtarbeitsbereich zu bewegen und den Rasen an dem Randabschnitt des Arbeitsbereichs zu schneiden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Steuervorrichtung und eine Arbeitsmaschine bereitzustellen, welche dazu in der Lage sind, die Positionsgenauigkeit von Kartendaten gegenüber denen im Stand der Technik zu verbessern.
Figurenliste

1 ist eine Darstellung einer Vorderansicht eines autonom fahrenden Rasenmähers einer Ausführungsform von vorne gesehen.
2 ist eine Darstellung des autonom fahrenden Rasenmähers der Ausführungsform von oben gesehen.
3 ist eine Darstellung, welche einen Nichtbetriebszustand des autonom fahrenden Rasenmähers der Ausführungsform zeigt.
4 ist eine beispielhafte Ansicht, wenn ein Detektionsteil eine Grenze zwischen einer Rasenfläche und einer Betonfläche detektiert.
5 ist eine Darstellung, welche ein Beispiel einer funktionellen Konfiguration eines Steuerteils der Ausführungsform zeigt.
6 ist eine Darstellung, welche ein Beispiel einer Bewegungsortskurve des autonom fahrenden Rasenmähers der Ausführungsform zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Im Folgenden wird ein autonom fahrender Rasenmäher (entsprechend einer „Arbeitsmaschine“ der Ansprüche) gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. In der folgenden Beschreibung stimmen eine vertikale Richtung, eine Links-Rechts-Richtung und eine Vorne-Hinten-Richtung mit einer vertikalen Richtung, einer Links-Rechts-Richtung und einer Vorne-Hinten-Richtung in dem autonom fahrenden Rasenmäher überein. In den Zeichnungen gibt FR eine Vorderseite an, LH gibt eine linke Seite an und UP gibt eine Oberseite an.
In der folgenden Erklärung bedeutet der Rasen Rasengras. Rasengras ist ein Beispiel für Gras und Unkraut ist ein weiteres Beispiel für Gras.
1 ist eine Vorderansicht des autonom fahrenden Rasenmähers der Ausführungsform.
Wie in 1 gezeigt, ist der autonom fahrende Rasenmäher 1 eine Arbeitsmaschine, welche dazu in der Lage ist, unabhängig auf dem Boden G zu fahren, ohne von einem Bediener bedient zu werden. Insbesondere ist der autonom fahrende Rasenmäher 1 der vorliegenden Erfindung eine sogenannte Randmäharbeitsmaschine, welche das Gras an einem Randabschnitt einer Rasenfläche Gr an einer Grenze zwischen der Rasenfläche Gr (entsprechend dem „Arbeitsbereich“ der Ansprüche) auf dem Boden G und einer Betonfläche T (entsprechend einem „Nichtarbeitsbereich“ der Ansprüche) schneidet.
Der autonom fahrende Rasenmäher 1 umfasst einen Maschinenkörper 10, Fahr-Räder 20 (entsprechend einem „Fahrteil“ des Anspruchs), einen Schneidteil 30 (entsprechend dem „Arbeitsteil“ des Anspruchs), einen Detektionsteil 40 und eine Steuerung 50.
Der Maschinenkörper 10 umfasst einen Rahmen 11 und eine Abdeckung 13.
Der Rahmen 11 ist zum Beispiel durch ein Metallelement mit einer in einer Draufsicht rechteckigen Plattenform gebildet. Der Rahmen 11 ist mit Fahr-Rädern 20, einem Schneidteil 30, einem Detektionsteil 40, einer Steuerung 50 und dergleichen bereitgestellt, welche später beschrieben werden. Die Abdeckung 13 ist zum Beispiel durch ein Harzmaterial in einer Kastenform gebildet. Die Abdeckung 13 deckt den Rahmen 11, die Fahr-Räder 20, den Schneidteil 30, den Detektionsteil 40 und die Steuerung 50, welche an dem Rahmen 11 bereitgestellt sind, von oben ab.
2 ist eine Ansicht des autonom fahrenden Rasenmähers der Ausführungsform von oben gesehen.
Wie in 2 gezeigt, sind die Fahr-Räder 20 an Positionen bereitgestellt, welche den vier Ecken des Rahmens 11 entsprechen. Die Fahr-Räder 20 umfassen ein rechtes Vorderrad 21 und ein linkes Vorderrad 22, welche in einem vorderen Teil des Rahmens 11 bereitgestellt sind, und ein rechtes Hinterrad 23 und ein linkes Hinterrad 24, welche in einem hinteren Teil des Rahmens 11 bereitgestellt sind.
Das rechte Hinterrad 23 und das linke Hinterrad 24 werden von einem für jeden von ihnen bereitgestellten Fahrmotor (nicht gezeigt) angetrieben. Der autonom fahrende Rasenmäher 1 bewegt sich vorwärts, wenn sich der linke und der rechte Fahrmotor normal mit einer konstanten Geschwindigkeit drehen, und bewegt sich rückwärts, wenn sich der linke und der rechte Fahrmotor mit einer konstanten Geschwindigkeit rückwärts drehen. Der autonom fahrende Rasenmäher 1 biegt ab, wenn sich einer des linken und des rechten Fahrmotors dreht.
Wie in 1 gezeigt, ist der Schneidteil 30 ein scheibenförmiges Element, welches eine Mehrzahl von Messern aufweist, welche an einem Außenrand aus einem Metallmaterial gebildet sind. Der Schneidteil 30 ist ein sogenanntes Schneidmesser. Der Schneidteil 30 ist von dem linken Vorderrad 22 und von dem linken Hinterrad 24 an der linken Seite des Maschinenkörpers 10 nach außen angeordnet. Eine Hauptfläche des Schneidteils 30, welche ein einer Scheibenform gebildet ist, stimmt mit der Schneidfläche D überein. Der Schneidteil 30 ist derart angeordnet, dass die Hauptfläche den Boden G schneidet. Infolgedessen weist der Schneidteil 30 in einer Richtung, welche den Boden G schneidet, eine Schneidfläche D auf. Die Schneidfläche D des Schneidteils 30 ist derart eingestellt, dass sie einen Winkel von zum Beispiel 45° bis 90° in Bezug auf den Boden G aufweist.
In dem Betriebszustand des autonom fahrenden Rasenmähers 1 ist das Messer des Schneidteils 30 an der Grenze Q zwischen der Rasenfläche Gr und der Betonfläche T auf dem Boden G angeordnet. Infolgedessen ist der autonom fahrende Rasenmäher 1 imstande, das Gras des Rands der Rasenfläche Gr an der Grenze Q zwischen der Rasenfläche Gr und der Betonfläche T zu schneiden.
Der Schneidteil 30 wird durch einen Schneidteilantriebsmotor 31, welcher an dem Rahmen 11 bereitgestellt ist, drehend angetrieben. Der Schneidteilantriebsmotor 31 weist eine Ausgangswelle 33 auf. Die Ausgangswelle 33 erstreckt sich von dem Schneidteilantriebsmotor 31 in Richtung der linken Seite des Maschinenkörpers 10. Ein vorderes Ende 33a der Ausgangswelle 33 ist mit dem Zentrum des Schneidteils 30 verbunden.
D.h., der Schneidteil 30 umfasst ein Messer, welches an einer Drehfläche entlang einer vertikalen Richtung des Maschinenkörpers 10 drehbar ist.
3 ist eine Darstellung, welche einen Nichtbetriebszustand des autonom fahrenden Rasenmähers der Ausführungsform zeigt.
Wie in 3 gezeigt, ist ein proximales Ende 33b der Ausgangswelle 33 zum Beispiel durch einen Aktuator (nicht gezeigt) um eine Achse entlang der Vorne-Hinten-Richtung drehbar. Das vordere Ende 33a und der Schneidteil 30 der Ausgangswelle 33 sind durch die Drehung der Ausgangswelle 33 in der vertikalen Richtung beweglich. Infolgedessen kann der Schneidteil 30 des autonom fahrenden Rasenmähers 1 zwischen einem Nichtbetriebszustand von dem Boden G entfernt (siehe 3) und einem Betriebszustand in Kontakt mit dem Boden G (siehe 1) geschaltet werden.
Wie in den 1 und 2 gezeigt, detektiert der Detektionsteil 40 die Grenze Q zwischen der Rasenfläche Gr und der Betonfläche T auf dem Boden G. Der Detektionsteil 40 umfasst einen Hauptkörper 41, einen beweglichen Halterungsteil 43 und einen Kontaktsensor 45.
Der Hauptkörper 41 ist in einer L-Form durch eine laterale Verlängerung 41a, welche sich von einer linken vorderen Seitenfläche des Maschinenkörpers 10 nach außen erstreckt, und eine nach unten gerichtete Verlängerung 41b gebildet, welche sich von dem vorderen Ende der lateralen Verlängerung 41a nach unten erstreckt. Der Hauptkörper 41 ist in dem vorderen Teil des Maschinenkörpers 10 von dem Schneidteil 30 angeordnet. Die nach unten gerichtete Verlängerung 41b des Hauptkörpers 41 ist außerhalb des Maschinenkörpers 10 von dem Schneidteil 30 angeordnet. Das vordere Ende der nach unten gerichteten Verlängerung 41b des Hauptkörpers 41 kann mit dem Boden G in Kontakt gelangen. Ein Kontaktsensor 45 ist an dem vorderen Ende der nach unten gerichteten Verlängerung 41b des Hauptkörpers 41 bereitgestellt.
Der bewegliche Halterungsteil 43 ist an dem Rahmen 11 bereitgestellt. Der bewegliche Halterungsteil 43 ist innen mit einem Aktuator (nicht gezeigt) versehen. Der bewegliche Halterungsteil 43 haltert das proximale Ende der lateralen Verlängerung 41a des Hauptkörpers 41 derart, dass es um eine Achse entlang der Vorne-Hinten-Richtung drehbar und durch den Aktuator in der Links-Rechts-Richtung beweglich ist. Infolgedessen bewegt sich das vordere Ende der nach unten gerichteten Verlängerung 41b des Detektionsteils 40 in der vertikalen Richtung und der Links-Rechts-Richtung. Daher kann das vordere Ende der nach unten gerichteten Verlängerung 41b des Detektionsteils 40 mit einer vorbestimmten Last mit der Rasenfläche Gr und der Betonfläche T auf dem Boden G in Kontakt gelangen.
Der Kontaktsensor 45 detektiert eine Differenz zwischen einem Druck, wenn die Rasenfläche Gr auf dem Boden G mit einer vorbestimmten Last gedrückt wird, und einem Druck, wenn die Betonfläche T auf dem Boden G mit einer vorbestimmten Last gedrückt wird. Der Kontaktsensor 45 umfasst zum Beispiel ein Piezoelement und detektiert eine Druckdifferenz durch eine Änderung eines elektrischen Widerstands als Reaktion auf einen Druck von außen.
Hier ist der Detektionsteil 40 in dem vorderen Teil des Schneidteils 30 in der Fahrtrichtung des Maschinenkörpers 10 angeordnet. Infolgedessen kann nach einem Detektieren der Grenze Q zwischen der Rasenfläche Gr, welche ein Arbeitsbereich ist, und der Betonfläche T, welche ein Nichtarbeitsbereich ist, durch den Kontaktsensor 45 des Detektionsteils 40 der autonom fahrende Rasenmäher 1 den Rasen des Randabschnitts der Rasenfläche Gr durch den Schneidteil 30 schneiden.
Die nach unten gerichtete Verlängerung 41b und der Kontaktsensor 45 des Detektionsteils 40 sind außerhalb des Maschinenkörpers 10 von dem Schneidteil 30 angeordnet. Infolgedessen ist es möglich, den Rasen des Randabschnitts der Rasenfläche Gr zu schneiden, während verhindert wird, dass der Maschinenkörper 10 und der Schneidteil 30 mit zum Beispiel einem Gebäude oder dergleichen in Kontakt gelangen, welches in einem Nichtarbeitsbereich bereitgestellt ist. Ferner können bei einer Bewegung entlang der Grenze Q zwischen der Rasenfläche Gr und der Betonfläche T die nach unten gerichtete Verlängerung 41b und der Kontaktsensor 45, welche außerhalb des Maschinenkörpers 10 von dem Schneidteil 30 angeordnet sind, als Führungen fungieren.
(Zusammenfassung der Steuerung 50)
Die Zusammenfassung der Steuerung 50 wird beschrieben. Die Steuerung 50 ist ein Beispiel einer Steuervorrichtung. Die Steuerung 50 ist an dem Rahmen 11 bereitgestellt. Die Steuerung 50 steuert die Fahr-Räder 20, den Schneidteil 30, den Detektionsteil 40 und dergleichen.
Die Steuerung 50 schaltet zwischen einem Nichtbetriebszustand (siehe 3), in welchem der Schneidteil 30 von dem Boden G getrennt ist, und einem Betriebszustand (siehe 1), in welchem der Schneidteil 30 mit dem Boden in Kontakt ist. Die Steuerung 50 bewegt den Kontaktsensor 45 durch Steuern des beweglichen Halterungsteils 43 des Detektionsteils 40, um die Grenze Q zwischen der Rasenfläche Gr, welche ein Arbeitsbereich ist, und der Betonfläche T, welche eine Nichtarbeitsbereich ist, zu detektieren. Die Steuerung 50 treibt den Schneidteil 30 an, um den Randabschnitt der Rasenfläche Gr, welche der Arbeitsbereich ist, entlang der Grenze Q basierend auf den von dem Detektionsteil 40 erfassten Informationen zu schneiden. Die Steuerung 50 treibt die Fahr-Räder 20 an, um den Randabschnitt der Rasenfläche Gr, welche der Arbeitsbereich ist, entlang der Grenze Q zu schneiden, und bewegt den autonom fahrenden Rasenmäher 1 basierend auf den von dem Detektionsteil 40 erfassten Informationen.
D.h., die Fahr-Räder 20 bewegen den Maschinenkörper 10 entlang der Grenze zwischen dem Arbeitsbereich und dem Nichtarbeitsbereich.
Die Steuerung 50 umfasst einen Empfänger 51 (entsprechend dem „Positionsinformationserfassungsteil“ des Anspruchs), einen Speicher 53 und einen Sender 55. Der Empfänger 51 empfängt ein Positionssignal von dem GNSS-Satelliten oder von einem externen Server 60 (entsprechend der „Informationsverarbeitungseinheit“ des Anspruchs) gesendete Informationen. Der Speicher 53 speichert die Kartendaten. Die Steuerung 50 bewegt den Maschinenkörper 10 basierend auf den in dem Speicher 53 gespeicherten Kartendaten zu der Grenze Q zwischen der Rasenfläche Gr und der Betonfläche T, während die Position des Maschinenkörpers 10 des autonom fahrenden Rasenmähers 1 durch das von dem Empfänger 51 empfangene Positionssignal von dem GNSS-Satelliten spezifiziert wird. Der Sender 55 überträgt die Positionsinformationen der von dem Kontaktsensor 45 und dem Detektionsteil 40 detektierten Grenze Q an den externen Server 60.
Der Server 60 kann basierend auf den zum Beispiel von dem Sender 55 übertragenen Positionsinformationen der Grenze Q Kartendaten erzeugen und kann die erzeugten Kartendaten an den Empfänger 51 des anderen autonom fahrenden Rasenmähers 1 übertragen. Infolgedessen kann zum Beispiel, wenn eine Mehrzahl autonom fahrender Rasenmäher 1 zusammenarbeitet, die Mehrzahl autonom fahrender Rasenmäher 1 eine genauere Position der Grenze Q teilen, da Informationen über die Grenze Q untereinander übertragen werden können.
(Randmähen unter Verwendung des autonom fahrenden Rasenmähers)
Der vorstehend erwähnte autonom fahrende Rasenmäher 1 führt ein Randmähen des Rasens an der Grenze Q zwischen der Rasenfläche Gr, welche ein Arbeitsbereich ist, und der Betonfläche T, welche ein Nichtarbeitsbereich ist, wie folgt durch.
Als Erstes befindet sich der autonom fahrende Rasenmäher 1 vor einem Durchführen des Randmähens des Rasens in einem Nichtbetriebszustand (siehe 3), in welchem der Schneidteil 30 von dem Boden G getrennt ist.
Als Nächstes spezifiziert der autonom fahrende Rasenmäher 1 die Position seines eigenen Körpers 10 durch das von dem Empfänger 51 der Steuerung 50 empfangene Positionssignal von dem GNSS-Satelliten. Der autonom fahrende Rasenmäher 1 bewegt sich in die Nähe der Grenze Q zwischen der Rasenfläche Gr und der Betonfläche T basierend auf dem Positionssignal von dem GNSS-Satelliten und den in dem Speicher 53 gespeicherten Kartendaten. Zum Beispiel bewegt sich, wie in 4 gezeigt, der autonom fahrende Rasenmäher 1 zu einer Position auf der Rasenfläche Gr, an welcher sich die Betonfläche T an der linken Seite des Maschinenkörpers 10 befindet.
In der folgenden Beschreibung werden die Informationen, welche die Position des Maschinenkörpers 10 der eigenen Maschine angeben, welche durch das Positionssignal von dem GNSS-Satelliten spezifiziert ist, auch als Positionsinformationen der eigenen Maschine bezeichnet. Der Empfänger 51 fungiert auch als ein Positionsinformationserfassungsteil, welcher Positionsinformationen (d.h. Positionsinformationen der eigenen Maschine) erfasst, welche die Position des Maschinenkörpers 10 angeben.
Als Nächstes detektiert der autonom fahrende Rasenmäher 1 die Grenze Q zwischen der Rasenfläche Gr und der Betonfläche T durch den Detektionsteil 40.
Der autonom fahrende Rasenmäher 1 wird durch Bewegen des Detektionsteils 40 mit einer vorbestimmten Last mit dem Boden G in Kontakt gebracht, unterscheidet die Rasenfläche Gr und die Betonfläche T durch Detektieren eines Druckunterschieds und bestimmt die Grenze Q zwischen der Rasenfläche Gr und der Betonfläche T.
4 ist eine beispielhafte Darstellung, wenn der Detektionsteil die Grenze zwischen der Rasenfläche und der Betonfläche detektiert. Insbesondere wird, wie in 4 gezeigt, an der linken Außenseite des Maschinenkörpers 10 der Kontaktsensor 45 des Detektionsteils 40 mit einer vorbestimmten Last gegen die Betonfläche T gedrückt, welche der Boden G ist, um den Kontaktdruck zu messen. Als Nächstes wird der Kontaktsensor 45 des Detektionsteils 40 zu der Seite des Maschinenkörpers 10 (rechte Seite) bewegt und auf ähnliche Weise wird der Kontaktsensor 45 mit einer vorbestimmten Last gegen den Boden G gedrückt, um den Kontaktdruck zu messen. Wenn der vorgenannte Vorgang mehrmals wiederholt worden ist und der Kontaktsensor 45 die Grenze Q zwischen der Rasenfläche Gr und der Betonfläche T erreicht, ist der Kontaktdruck in der Rasenfläche Gr niedriger als der Kontaktdruck in der Betonfläche T. Infolgedessen kann der autonom fahrende Rasenmäher 1 die Grenze Q zwischen der Rasenfläche Gr und der Betonfläche T detektieren.
Als Nächstes bewegt sich der autonom fahrende Rasenmäher 1 entlang der Grenze Q zwischen der Rasenfläche Gr und der von dem Detektionsteil 40 detektierten Betonfläche T und schneidet den Rasen des Randabschnitts der Rasenfläche Gr. Auf diese Weise kann der autonom fahrende Rasenmäher 1 das Randmähen durchführen.
(Details der Steuerung 50)
Wie vorstehend beschrieben, werden die von dem Empfänger 51 erfassten Positionsinformationen der eigenen Maschine in dem Speicher 53 gespeichert. Wenn der autonom fahrende Rasenmäher 1 die Positionsinformationen der eigenen Maschine in dem Speicher 53 speichert, während er sich entlang der Grenze Q zwischen dem Arbeitsbereich und dem Nichtarbeitsbereich bewegt, speichert der Speicher 53 Kartendaten, welche die Position der Grenze Q angeben.
Jedoch bewegt sich der autonom fahrende Rasenmäher 1 nicht immer entlang der Grenze Q. Daher können im Allgemeinen die in dem Speicher 53 gespeicherten Positionsinformationen der eigenen Maschine eine Mischung aus Informationen, welche die Position der Grenze Q angeben, und Informationen umfassen, welche die Position der Grenze Q nicht angeben.
Daher bestimmt die Steuerung 50 durch verschiedene Verfahren, ob sich entlang der Grenze Q bewegt werden soll. Wenn die Steuerung 50 bestimmt, dass sich entlang der Grenze Q bewegt werden soll, speichert die Steuerung 50 die Positionsinformationen der eigenen Maschine in dem Speicher 53. Gemäß dem auf diese Weise konfigurierten autonom fahrenden Rasenmäher 1 ist es möglich, Kartendaten zu erzeugen, welche die Position der Grenze Q genau angeben.
Der Sender 55 ist dazu in der Lage, die in dem Speicher 53 gespeicherten Positionsinformationen als Kartendaten nach außen zu übertragen, welche die Position der Grenze Q genau angeben.
Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf 5 die Details der Steuerung 50 beschrieben.
5 ist eine Darstellung, welche ein Beispiel der funktionellen Konfiguration der Steuerung 50 der Ausführungsform zeigt.
Die Steuerung 50 ist zusätzlich zu dem Empfänger 51, dem Speicher 53 und dem Sender 55, welche vorstehend beschrieben sind, mit einem Richtungsdetektionsteil 54, einem Beurteilungsteil 56, einem Speichersteuerteil 57, einem Lastdetektionsteil 58 und einem Korrekturteil 59 ausgestattet. Als Erstes werden der Beurteilungsteil 56 und der Speichersteuerteil 57 beschrieben.
In diesem Beispiel ist, obwohl die Steuerung 50 als eine Computervorrichtung beschrieben wird, welche an dem autonom fahrenden Rasenmäher 1 montiert ist, die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Die Steuerung 50 kann als eine externe Computervorrichtung (zum Beispiel ein Server) des autonom fahrenden Rasenmähers 1 konfiguriert sein.
Wenn die Steuerung 50 als eine externe Computervorrichtung des autonom fahrenden Rasenmähers 1 konfiguriert ist, erfasst die Steuerung 50 die Informationen, welche von dem autonom fahrenden Rasenmäher 1 ausgegeben werden, über eine drahtgebundene Kommunikation, eine drahtlose Kommunikation oder ein Speichermedium und arbeitet basierend auf den erfassten Informationen. In diesem Fall umfasst die Steuerung 50 einen Betriebszustandserfassungsteil (nicht gezeigt), welcher Informationen erfasst, welche den Betriebszustand des autonom fahrenden Rasenmähers 1 angeben. Der Betriebszustandserfassungsteil (nicht gezeigt) kann zum Beispiel als ein Kommunikationsteil, welcher mit dem autonom fahrenden Rasenmäher 1 kommuniziert, oder ein Leseteil konfiguriert sein, welcher Informationen, welche den Betriebszustand angeben, von dem Speichermedium liest, in welchem Informationen gespeichert sind, welche den Betriebszustand des autonom fahrenden Rasenmähers 1 angeben.
Der Beurteilungsteil 56 bestimmt den Betriebszustand des Maschinenkörpers 10. Der Betriebszustand des Maschinenkörpers 10 umfasst einen Betriebszustand der Fahr-Räder 20 und einen Betriebszustand des Schneidteils 30.
Der Speichersteuerteil 57 speichert die von dem Empfänger 51 erfassten Positionsinformationen (d.h. die Positionsinformationen der eigenen Maschine) in dem Speicher 53 basierend auf dem Bestimmungsergebnis des Beurteilungsteils 56.
(Erzeugung von Kartendaten: Teil 1)
Zum Beispiel speichert der autonom fahrende Rasenmäher 1 die Positionsinformationen der eigenen Maschine in dem Speicher 53, wenn der Schneidteil 30 einen Schneidvorgang durchführt.
Insbesondere detektiert der Beurteilungsteil 56 den Betriebszustand des Schneidteils 30. Wenn der Beurteilungsteil 56 detektiert, dass der Schneidteil 30 den Schneidvorgang durchführt, bestimmt er, dass die Positionsinformationen der eigenen Maschine gespeichert werden.
Wenn der Beurteilungsteil 56 bestimmt, dass die Positionsinformationen der eigenen Maschine gespeichert werden, speichert der Speichersteuerteil 57 die von dem Empfänger 51 erfassten Positionsinformationen der eigenen Maschine in dem Speicher 53.
6 ist eine Darstellung, welche ein Beispiel der Bewegungsortskurve des autonom fahrenden Rasenmähers 1 der Ausführungsform zeigt. Der autonom fahrende Rasenmäher 1 startet von einer Position P0 und kehrt über die Positionen P11 bis P27 zu der Position P0 zurück. Hier ist eine innere Seite eines von den Positionen P22 bis P27 umgebenen Bereichs die Rasenfläche Gr (d.h. der Arbeitsbereich). Eine äußere Seite des von den Positionen P22 bis P27 umgebenen Bereichs ist die Betonfläche T (d.h. der Nichtarbeitsbereich). Der autonom fahrende Rasenmäher 1 schneidet den Rasen des Randabschnitts der Rasenfläche Gr an der Grenze Q zwischen der Rasenfläche Gr und der Betonfläche T. Der autonom fahrende Rasenmäher 1 führt durch den Schneidteil 30 einen Schneidvorgang durch, während er sich von der Position P22 zu der Position P27 bewegt. D.h., der den Schneidteil 30 verwendende Schneidvorgang wird unter den Bewegungsortskurven ML1 bis ML6 von der Position P0 bis zu der Rückkehr zu der Position P0 über die Positionen P22 bis P27 in der Bewegungsortskurve ML4 zwischen der Position P22 und der Position P27 durchgeführt.
In diesem Beispiel bestimmt der Beurteilungsteil 56, dass die Positionsinformationen der eigenen Maschine zwischen der Position P22 und der Position P27 gespeichert werden. Infolgedessen wird die Bewegungsortskurve ML4 zwischen der Position P22 und der Position P27 als Kartierungsdaten, welche die Grenze Q angeben, in dem Speicher 53 gespeichert.
Wie vorstehend beschrieben, führt der Schneidteil 30 ein Randmähen (d.h. einen Schneidvorgang) des Rasens an der Grenze Q durch. In diesem Fall gibt die Tatsache, dass der Schneidteil 30 den Schneidvorgang durchführt, an, dass sich der autonom fahrende Rasenmäher 1 an der Grenze Q befindet. Gemäß dem auf diese Weise konfigurierten autonom fahrenden Rasenmäher 1 ist es möglich, Kartendaten zu erzeugen, welche die Position der Grenze Q genau angeben.
(Erzeugung von Kartendaten: Teil 2)
Wie in 5 gezeigt, speichert als ein weiteres Beispiel, wenn der Schneidteil 30 einen Schneidvorgang durchführt, wenn die an dem Schneidteil 30 erzeugte Last relativ groß ist, der autonom fahrende Rasenmäher 1 die Positionsinformationen der eigenen Maschine in dem Speicher 53.
Insbesondere detektiert der Lastdetektionsteil 58 die in dem Schneidteil 30 erzeugte Last. Hier ändert sich die an dem Schneidteil 30 erzeugte Last in Abhängigkeit des Betriebszustands des Schneidteils 30, wie etwa einem Zustand, in welchem der Schneidteil 30 den Rasen schneidet, oder einem Zustand, in welchem der Schneidteil 30 in dem Nichtbetriebszustand weg von dem Boden G im Leerlauf ist. Der Lastdetektionsteil 58 umfasst einen Drehmomentsensor, einen Drehzahlsensor, einen Stromsensor und dergleichen und detektiert den Lastgrad, welcher an dem Schneidteil 30 erzeugt wird. In diesem Beispiel ist der Lastgrad in dem Zustand, in welchem der Schneidteil 30 den Rasen schneidet, größer als der Lastgrad in dem Zustand, in welchem der Schneidteil 30 im Leerlauf ist.
Der Beurteilungsteil 56 bestimmt den Betriebszustand basierend auf der von dem Lastdetektionsteil 58 detektierten Last des Schneidteils 30. Wenn der von dem Lastdetektionsteil 58 detektierte Lastgrad des Schneidteils 30 größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, bestimmt der Beurteilungsteil 56, dass ein Zustand eines Schneidens des Rasens vorliegt. In diesem Fall bestimmt der Beurteilungsteil 56, dass die Positionsinformationen der eigenen Maschine gespeichert werden.
Wenn der Beurteilungsteil 56 bestimmt, dass die Positionsinformationen der eigenen Maschine gespeichert werden, speichert der Speichersteuerteil 57 die von dem Empfänger 51 erfassten Positionsinformationen der eigenen Maschine in dem Speicher 53.
In dem in 6 gezeigten Beispiel ist in dem autonom fahrenden Rasenmäher 1 der Schneidteil 30 zwischen der Position P11 und der Position P12 (Bewegungsortskurve ML2) im Leerlauf. D.h., in diesem Beispiel ist, obwohl der Schneidteil 30 zwischen der Position P11 und der Position P12 (Bewegungsortskurve ML2) arbeitet, die Last des Schneidteils 30 niedriger als der vorbestimmte Schwellenwert.
In diesem Beispiel bestimmt der Beurteilungsteil 56, dass die Positionsinformationen der eigenen Maschine zwischen der Position P11 und der Position P12 (Bewegungsortskurve ML2) nicht gespeichert werden. Infolgedessen ist die Bewegungsortskurve ML2 nicht in den Kartendaten des Speichers 53 umfasst.
Es gibt einen Fall, in welchem der autonom fahrende Rasenmäher 1 den Schneidteil 30 in einem Nichtbetriebszustand im Leerlauf laufen lassen kann, in welchem der Schneidteil 30 an einer anderen Stelle als der Grenze Q von dem Boden G getrennt ist. Wie vorstehend beschrieben, speichert der Steuerteil 57 die Positionsinformationen der eigenen Maschine in dem Speicher 53 nicht, wenn der Schneidteil 30 im Leerlauf ist. Gemäß dem auf diese Weise konfigurierten autonom fahrenden Rasenmäher 1 ist es möglich, Kartendaten zu erzeugen, welche die Position der Grenze Q genau angeben.
(Erzeugung von Kartendaten: Teil 3)
Wie in 5 gezeigt, speichert als ein weiteres Beispiel der autonom fahrende Rasenmäher 1 die Positionsinformationen der eigenen Maschine basierend auf der Bewegungsrichtung des Maschinenkörpers 10 in dem Speicher 53.
Insbesondere ist der Beurteilungsteil 56 dazu in der Lage, den Betrieb (zum Beispiel eine Drehzahl oder einen Lenkwinkel) der Fahr-Räder 20 zu detektieren. Der Beurteilungsteil 56 bestimmt die Bewegungsrichtung des Maschinenkörpers 10 basierend auf dem Betrieb der Fahr-Räder 20. Der Beurteilungsteil 56 ist dazu in der Lage, die durch die Positionsinformationen der eigenen Maschine angegebene Bewegungsortskurve des Maschinenkörpers 10 zu berechnen, indem eine Zeitreihenänderung der von dem Empfänger 51 erfassten Positionsinformationen der eigenen Maschine berechnet wird. Der Beurteilungsteil 56 bestimmt die Bewegungsrichtung des Maschinenkörpers 10 basierend auf der erzeugten Bewegungsortskurve.
Der Beurteilungsteil 56 bestimmt den Betriebszustand basierend auf der Bewegungsrichtung des Maschinenkörpers 10 basierend auf dem Betrieb der Fahr-Räder 20 und der durch die von dem Empfänger 51 erfassten Positionsinformationen angegebene Bewegungsrichtung des Maschinenkörpers 10.
Wenn die Bewegungsrichtung des Maschinenkörpers 10 basierend auf dem Betrieb der Fahr-Räder 20 im Wesentlichen mit der Bewegungsrichtung des Maschinenkörpers 10 übereinstimmt, welche durch die von dem Empfänger 51 erfassten Positionsinformationen angegeben wird, bestimmt der Beurteilungsteil 56, dass die Positionsinformationen der eigenen Maschine gespeichert werden.
Wenn der Beurteilungsteil 56 bestimmt, dass die Positionsinformationen der eigenen Maschine gespeichert werden, speichert der Speichersteuerteil 57 die von dem Empfänger 51 erfassten Positionsinformationen der eigenen Maschine in dem Speicher 53.
Hier können, wenn die Bewegungsrichtung des Maschinenkörpers 10 basierend auf dem Betrieb der Fahr-Räder 20 im Wesentlichen mit der Bewegungsrichtung des Maschinenkörpers 10 übereinstimmt, welche durch die von dem Empfänger 51 erfassten Positionsinformationen angegeben wird, die Positionsinformationen der eigenen Maschine mit hoher Zuverlässigkeit erfasst werden. Gemäß dem auf diese Weise konfigurierten autonom fahrenden Rasenmäher 1 ist es möglich, Kartendaten zu erzeugen, welche die Position der Grenze Q genau angeben.
(Korrektur von Positionsinformationen der eigenen Maschine)
Als Nächstes wird die Korrektur der Positionsinformationen der eigenen Maschine unter Verwendung des Korrekturteils 59 beschrieben. Eine Positionsgenauigkeit der von dem Empfänger 51 erfassten Positionsinformationen der eigenen Maschine kann in Abhängigkeit der Situation abnehmen. Der Korrekturteil 59 korrigiert die von dem Empfänger 51 erfassten Positionsinformationen (d.h. die Positionsinformationen der eigenen Maschine). Infolgedessen unterdrückt der Korrekturteil 59 eine Genauigkeitsverschlechterung der Kartendaten aufgrund einer Verschlechterung der Positionsgenauigkeit der Positionsinformationen der eigenen Maschine. Im Folgenden wird ein spezifisches Beispiel der Korrektur der Positionsinformationen der eigenen Maschine unter Verwendung des Korrekturteils 59 beschrieben.
(Korrektur von Positionsinformationen der eigenen Maschine: Teil 1)
Wie vorstehend beschrieben, ist der Schneidteil 30 ein sogenanntes Schneidmesser und arbeitet in einer vorbestimmten Richtung. Die Betriebsrichtungen der Schneidmesser unterscheiden sich voneinander in Abhängigkeit des Nichtbetriebszustands weg von dem Boden G und des Betriebszustands in Kontakt mit dem Boden G. Die Betriebsrichtung des Schneidteils 30 ist in diesem Fall eine Richtung der Drehwelle des Schneidmessers.
Obwohl der Schneidteil 30 in dem Betriebszustand arbeitet, welcher mit dem Boden G in Kontakt ist, kann, wenn die Positionsinformationen der eigenen Maschine eine weit von der Grenze Q entfernte Position angeben, die Positionsgenauigkeit der Positionsinformationen der eigenen Maschine abnehmen. Wenn der Schneidteil 30 in dem Betriebszustand arbeitet, welcher mit dem Boden G in Kontakt ist, korrigiert, wenn die Positionsinformationen der eigenen Maschine eine weit von der Grenze Q entfernte Position angeben, der Korrekturteil 59 die Positionsinformationen der eigenen Maschine. D.h., der Korrekturteil 59 korrigiert die Positionsinformationen der eigenen Maschine basierend auf der Betriebsrichtung des Schneidteils 30.
Zum Beispiel kann, wie in 6 gezeigt, wenn die Positionsgenauigkeit der Positionsinformationen der eigenen Maschine an der Position P25 verschlechtert ist, selbst wenn der autonom fahrende Rasenmäher 1 die Position P25 entlang der Bewegungsortskurve ML4 passiert, in einigen Fällen die durch die Positionsinformationen der eigenen Maschine angegebene Passierposition die Position P25a sein. In diesem Fall ist an der Position P25 die Position P25, welche die tatsächliche Passierposition des autonom fahrenden Rasenmähers 1 ist, um einen Abstand D1 von einer Position P25a getrennt, welche eine durch die Positionsinformationen der eigenen Maschine angegebene Passierposition ist, deren Positionsgenauigkeit verschlechtert ist. Wenn der Abstand D1 größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, korrigiert der Korrekturteil 59 die Positionsinformationen der eigenen Maschine von der Position P25a zu der Position P25.
(Korrektur von Positionsinformationen der eigenen Maschine: Teil 2)
Wie in 5 gezeigt, ist der Schneidteil 30 ein sogenanntes Schneidmesser und wird durch einen Schneidteilantriebsmotor 31, welcher an dem Rahmen 11 bereitgestellt ist, drehend angetrieben. Der autonom fahrende Rasenmäher 1 bewegt sich in der Drehrichtung des Schneidmessers, während er das Schneidmesser entlang der Grenze Q dreht. Die Betriebsrichtung des Schneidteils 30 ist in diesem Fall die Drehrichtung des Schneidmessers und die Bewegungsrichtung des autonom fahrenden Rasenmähers 1. In diesem Fall stimmt die Betriebsrichtung des Schneidteils 30 im Wesentlichen mit der Richtung entlang der Grenze Q überein. D.h., der Schneidteil 30 arbeitet in einer Richtung, welche der Bewegungsrichtung des Maschinenkörpers 10 entspricht. Hier kann es, wenn die Positionsgenauigkeit der von dem Empfänger 51 erfassten Positionsinformationen der eigenen Maschine verschlechtert ist, eine Abweichung zwischen der durch die Betriebsrichtung des Schneidteils 30 angegebenen Bewegungsrichtung des autonom fahrenden Rasenmähers 1 und der durch die von dem Empfänger 51 erfassten Positionsinformationen der eigenen Maschine angegebenen Bewegungsrichtung des autonom fahrenden Rasenmähers 1 geben. In diesem Fall korrigiert der Korrekturteil 59 die Positionsinformationen der eigenen Maschine basierend auf der von den Positionsinformationen der eigenen Maschine und der Betriebsrichtung des Schneidteils 30 angegebenen Bewegungsrichtung des Maschinenkörpers 10.
(Korrektur von Positionsinformationen der eigenen Maschine: Teil 3)
Wenn der Korrekturteil 59 die Positionsinformationen der eigenen Maschine korrigiert, kann der autonom fahrende Rasenmäher 1 die Korrekturposition als einen Ort in dem Speicher 53 speichern, an welchem die Positionsgenauigkeit der Positionsinformationen der eigenen Maschine verschlechtert ist. D.h., der Speichersteuerteil 57 speichert die Korrekturpositionsinformationen in dem Speicher 53, welche die Position angeben, an welcher der Korrekturteil 59 die Positionsinformationen korrigiert.
Wie vorstehend beschrieben, ist an der in 6 gezeigten Position P25 die Position P25, welche die tatsächliche Passierposition des autonom fahrenden Rasenmähers 1 ist, um einen Abstand D1 von der Position P25a getrennt, welche die durch die Positionsinformationen der eigenen Maschine angegebene Passierposition ist, deren Positionsgenauigkeit verschlechtert ist. Wenn der Abstand D1 größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, korrigiert der Korrekturteil 59 die Positionsinformationen der eigenen Maschine von der Position P25a zu der Position P25.
In diesem Fall speichert der Speichersteuerteil 57 die Position P25 (oder die Position P25a) als Korrekturpositionsinformationen in dem Speicher 53. D.h., die Korrekturpositionsinformationen geben an, dass die Position P25 ein Ort ist, an welchem die Positionsgenauigkeit der Positionsinformationen der eigenen Maschine verschlechtert ist.
Gemäß dem auf diese Weise konfigurierten autonom fahrenden Rasenmäher 1 können die Korrekturpositionsinformationen als Informationen verwendet werden, welche einen Ort angeben, an welchem die Positionsgenauigkeit der Positionsinformationen der eigenen Maschine verschlechtert ist.
(Korrektur von Positionsinformationen der eigenen Maschine: Teil 4)
Wie in 5 gezeigt, kann der autonom fahrende Rasenmäher 1 die Positionsinformationen der eigenen Maschine korrigieren, indem er die Richtung des Maschinenkörpers 10 der eigenen Maschine detektiert. In diesem Beispiel umfasst der Richtungsdetektionsteil 54 zum Beispiel eine geomagnetische Detektionsvorrichtung wie etwa einen Kompass oder eine Trägheitsnavigationsvorrichtung wie etwa einen Gyrosensor und ist dazu in der Lage, die Richtung des Maschinenkörpers 10 zu detektieren.
In diesem Fall korrigiert, wenn die durch den Richtungsdetektionsteil 54 detektierte Richtung des Maschinenkörpers 10 nicht mit der durch die Positionsinformationen der eigenen Maschine angegebenen Richtung des Maschinenkörpers 10 übereinstimmt, der Korrekturteil 59 die Positionsinformationen der eigenen Maschine basierend auf der durch den Richtungsdetektionsteil 54 detektierten Richtung des Maschinenkörpers 10.
Gemäß dem auf diese Weise konfigurierten autonom fahrenden Rasenmäher 1 ist es möglich, eine Genauigkeitsverschlechterung der Kartendaten aufgrund einer Verschlechterung der Positionsgenauigkeit der Positionsinformationen der eigenen Maschine zu unterdrücken.
Zusätzlich kann der Speichersteuerteil 57 verschiedene Arten von Informationen, wie etwa einen Zeitpunkt, wenn die Positionsinformationen der eigenen Maschine erfasst werden, einen Betriebszustand des Maschinenkörpers 10, wenn die Positionsinformationen der eigenen Maschine erfasst werden (zum Beispiel einen Betriebszustand der Fahr-Räder 20, einen Betriebszustand des Schneidteils 30, die Richtung des Maschinenkörpers 10 und dergleichen), und die Positionsinformationen der eigenen Maschine, bevor sie durch den Korrekturteil 59 korrigiert werden, in Verbindung mit den Positionsinformationen der eigenen Maschine in dem Speicher 53 speichern.
Gemäß dem auf diese Weise konfigurierten autonom fahrenden Rasenmäher 1 kann der Verwendungsbereich von Kartendaten erweitert werden, indem verschiedene Arten von Informationen kombiniert werden, die in dem Speicher 53 gespeichert werden.
Zum Beispiel können die Bewegungsortskurve und die Lastinformationen jedes Punkts an den Server übertragen werden und der Zeitpunkt (oder der Bereich), wenn die Last hoch ist, und die Position der Arbeitsmaschine zu diesem Zeitpunkt können überlagert werden, um die Grenzkarte zu erzeugen.
Der technische Umfang der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt und verschiedene Modifikationen können vorgenommen werden, ohne von dem Geist der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist als ein Beispiel der Arbeitsmaschine der autonom fahrende Rasenmäher 1 beschrieben worden, welcher sich entlang der Grenze Q zwischen der Rasenfläche Gr und der Betonfläche T bewegt und den Rasen des Randabschnitts der Rasenfläche Gr schneidet. Im Gegensatz dazu ist die Arbeitsmaschine nicht auf den vorstehend erwähnten autonom fahrenden Rasenmäher 1 beschränkt und kann zum Beispiel eine Arbeitsmaschine sein, welche um die oder entlang der Grenze zwischen dem Arbeitsbereich und dem Nichtarbeitsbereich arbeitet, wie etwa ein Schneepflug, ein Grubber, ein Staubsauger und ein Transporter.
Die Arbeitsmaschine muss nicht notwendigerweise eine autonome mobile Vorrichtung sein. Die Arbeitsmaschine kann zum Beispiel eine von dem Arbeiter getragene Vorrichtung vom tragbaren Typ, eine Gehtyp-Vorrichtung, an welcher der Arbeiter drückt oder zieht, während er geht, oder eine Fahrtyp-Vorrichtung sein, mit welcher der Arbeiter fährt.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist der das Schneidmesser umfassende Schneidteil 30 als ein Beispiel des Arbeitsteils des autonom fahrenden Rasenmähers 1 beschrieben worden. Im Gegensatz dazu ist der Arbeitsteil nicht auf den Schneidteil 30 beschränkt und kann zum Beispiel ein Schneeentfernungsteil als ein Arbeitsteil eines Schneepflugs, ein Rotor als ein Arbeitsteil eines Grubbers, ein Saugteil oder eine Bürste als ein Arbeitsteil eines Staubsaugers, eine Ladefläche als ein Arbeitsteil eines Transporters oder dergleichen sein.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform war der Schneidteil 30 ein Schneidmesser mit einer Mehrzahl an der Außenkante aus einem Metallmaterial gebildeter Messer, ist jedoch nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Der Schneidteil 30 kann eine Nylonkordel-Schneidvorrichtung sein, bei welcher eine Mehrzahl schnurförmiger Nylonkordeln an der Außenkante des scheibenförmigen Elements angebracht sind.
Gemäß dieser Konfiguration kann eine Beschädigung des Schneidteils 30 unterdrückt werden, selbst wenn der Schneidteil 30 mit einer Struktur, Beton, Fliesen, einem Zaun oder dergleichen in Kontakt kommt, welches ein Nichtarbeitsbereich ist.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist in dem Schneidteil 30 das proximale Ende 33b der Ausgangswelle 33 drehbar und ein Nichtbetriebszustand weg von dem Boden G und ein Betriebszustand in Kontakt mit dem Boden B können durch die Drehung der Ausgangswelle 33 umgeschaltet werden. Im Gegensatz dazu kann zum Beispiel der Schneidteilantriebsmotor 31 in Bezug auf den Rahmen 11 auf und ab beweglich sein und der Schneidteil 30 kann durch die vertikale Bewegung des Schneidteilantriebsmotor 31 zwischen dem Nichtbetriebszustand weg von dem Boden G und dem Betriebszustand in Kontakt mit dem Boden G umgeschaltet werden.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform umfasst der Detektionsteil 40 den Kontaktsensor 45, welcher einen Druckunterschied detektiert, wenn die Rasenfläche Gr und die Betonfläche T an dem Boden G mit einer vorbestimmten Last gedrückt werden. Jedoch ist die Ausführungsform nicht auf diesen Aspekt beschränkt.
Der Detektionsteil 40 kann einen Bildsensor umfassen, welcher dazu in der Lage ist, die Rasenfläche Gr, welcher der Arbeitsbereich ist, und die Betonfläche T, welche der Nichtarbeitsbereich ist, durch ein Bild zu erkennen. Gemäß dieser Konfiguration ist er, wenn der Nichtarbeitsbereich Beton, Fliesen oder dergleichen ist, dazu geeignet, den Rasen zu detektieren, welcher der Arbeitsbereich und der Nichtarbeitsbereich ist.
Der Detektionsteil 40 kann einen Geräuschsensor umfassen, welcher dazu in der Lage ist, zwischen der Rasenfläche Gr, welche der Arbeitsbereich ist, und der Betonfläche T, welche der Nichtarbeitsbereich ist, durch das Geräusch zu unterscheiden, welches erzeugt wird, wenn der Schneidteil 30 in Kontakt mit dem Boden kommt. Gemäß dieser Konfiguration ist es möglich, zwischen dem Geräusch des Schneidteils 30, welches mit dem Arbeitsbereich in Kontakt kommt, und dem Geräusch des Schneidteils 30, welches mit dem Nichtarbeitsbereich in Kontakt kommt, zu unterscheiden, da der Geräuschsensor bereitgestellt ist. Daher kann die Grenze Q zwischen dem Arbeitsbereich und dem Nichtarbeitsbereich detektiert werden. Es ist besonders geeignet, wenn der Schneidteil 30 eine Nylonkordel-Schneidvorrichtung ist.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform überträgt der Sender 55 die von dem Kontaktsensor 45 und dem Detektionsteil 40 detektierten Positionsinformationen oder dergleichen der Grenze Q an den externen Server 60, die Ausführungsform ist aber nicht auf diesen Aspekt beschränkt. Zum Beispiel kann der Sender 55 Grenzinformationen an eine Arbeitsmaschine wie etwa eine Drohne übertragen, welche aus der Luft Kartendaten erfasst. Infolgedessen können genauere Kartendaten erzeugt werden, da die von einer Arbeitsmaschine wie etwa einer Drohne erfassten Kartendaten ergänzt werden können.
Wenn eine Mehrzahl autonom fahrender Rasenmäher 1 zusammenarbeitet, kann eine Kommunikation von Informationen über die Grenze Q oder die Positionsinformationen der eigenen Maschine durch den Empfänger 51 und den Sender 55 der Mehrzahl autonom fahrender Rasenmäher 1 durchgeführt werden. Infolgedessen kann eine Mehrzahl autonom fahrender Rasenmäher 1 eine genauere Position der Grenze Q teilen. Daher kann die Arbeit im Vergleich zu dem verwandten Stand der Technik um die Grenze Q herum genau durchgeführt werden.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform erzeugt der Server 60 Kartendaten basierend auf den Positionsinformationen der von dem Sender 55 übertragenen Grenze Q und überträgt die erzeugten Kartendaten an den Empfänger 51 des anderen autonom fahrenden Rasenmähers 1. Jedoch ist die Ausführungsform nicht auf diesen Aspekt beschränkt. Zum Beispiel kann der Server 60 Steuersignale für den Schneidteil 30 und die Fahr-Räder 20 basierend auf den von dem Kontaktsensor 45 erfassten Informationen und den von dem Detektionsteil 40 detektierten Informationen erzeugen. Infolgedessen können Kartendaten erzeugt werden und der autonom fahrende Rasenmäher 1 kann basierend auf der hervorragenden Verarbeitungskapazität des externen Servers gesteuert werden.
Während bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung vorstehend beschrieben und dargestellt worden sind, versteht es sich, dass diese beispielhaft für die Erfindung sind und nicht als beschränkend anzusehen sind. Hinzufügungen, Weglassungen, Ersetzungen und andere Modifikationen können vorgenommen werden, ohne von dem Geist oder Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Dementsprechend ist die Erfindung nicht als durch die vorangehende Beschreibung beschränkt anzusehen und ist nur durch den Umfang der beigefügten Ansprüche beschränkt.
Bezugszeichenliste

1: Autonom fahrender Rasenmäher (autonom fahrende Arbeitsmaschine)
20: Fahr-Räder (Fahrteil)
21: Rechtes Vorderrad
22: Linkes Vorderrad
23: Rechtes Hinterrad
24: Linkes Hinterrad
30: Schneidteil (Arbeitsteil)
40: Detektionsteil
45: Kontaktsensor
50: Steuerteil
51: Empfänger
53: Speicher
54: Richtungsdetektionsteil
55: Sender
56: Beurteilungsteil

57: Speichersteuerteil
58: Lastdetektionsteil
59: Korrekturteil
60: Server (Informationsverarbeitungsteil)
Gr: Rasenfläche (Arbeitsbereich)
T: Betonfläche (Nichtarbeitsbereich)
Q: Grenze
P: Position
ML: Bewegungsortskurve

Eine Steuervorrichtung und eine Arbeitsmaschine sind bereitgestellt, welche im Vergleich zum Stand der Technik dazu in der Lage sind, die Positionsgenauigkeit von Kartendaten zu verbessern.
Es ist eine Steuervorrichtung bereitgestellt, welche dazu eingerichtet ist, Informationen zu erfassen, welche von einer Arbeitsmaschine ausgegeben werden, welche einen Arbeitsteil umfasst und entlang einer Grenze zwischen einem Arbeitsbereich und einem Nichtarbeitsbereich arbeitet. Die Steuervorrichtung umfasst einen Betriebszustandserfassungsteil, welcher dazu eingerichtet ist, Informationen zu erfassen, welche einen Betriebszustand eines Maschinenkörpers der Arbeitsmaschine angeben; einen Beurteilungsteil, welcher dazu eingerichtet ist, den Betriebszustand des Maschinenkörpers basierend auf von dem Betriebszustandserfassungsteil erfassten Informationen zu bestimmen; einen Positionsinformationserfassungsteil, welcher dazu eingerichtet ist, Positionsinformationen zu erfassen, welche eine Position des Maschinenkörpers angeben; und einen Speichersteuerteil, welcher dazu eingerichtet ist, die von dem Positionsinformationserfassungsteil erfassten Positionsinformationen basierend auf einem Bestimmungsergebnis des Beurteilungsteils in dem Speicher zu speichern.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2020 [0001]
JP 057882 [0001]
US 6263975 [0003]

Claims

Steuervorrichtung, welche dazu eingerichtet ist, Informationen zu erfassen, welche von einer Arbeitsmaschine ausgegeben werden, welche einen Arbeitsteil umfasst und entlang einer Grenze zwischen einem Arbeitsbereich und einem Nichtarbeitsbereich arbeitet, wobei die Steuervorrichtung umfasst: einen Betriebszustandserfassungsteil, welcher dazu eingerichtet ist, Informationen zu erfassen, welche einen Betriebszustand eines Maschinenkörpers der Arbeitsmaschine angeben; einen Beurteilungsteil, welcher dazu eingerichtet ist, den Betriebszustand des Maschinenkörpers basierend auf von dem Betriebszustandserfassungsteil erfassten Informationen zu bestimmen; einen Positionsinformationserfassungsteil, welcher dazu eingerichtet ist, Positionsinformationen zu erfassen, welche eine Position des Maschinenkörpers angeben; und einen Speichersteuerteil, welcher dazu eingerichtet ist, die von dem Positionsinformationserfassungsteil erfassten Positionsinformationen basierend auf einem Bestimmungsergebnis des Beurteilungsteils in dem Speicher zu speichern.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend: einen Lastdetektionsteil, welcher dazu eingerichtet ist, eine in dem Arbeitsteil erzeugte Last zu detektieren, wobei der Beurteilungsteil dazu eingerichtet ist, den Betriebszustand basierend auf der von dem Lastdetektionsteil detektierten Last des Arbeitsteils zu bestimmen.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Beurteilungsteil dazu eingerichtet ist, den Betriebszustand basierend auf einer Bewegungsrichtung des Maschinenkörpers, welche auf einem Betrieb des Fahrteils basiert, welcher dazu eingerichtet ist, den Maschinenkörper zu bewegen, und einer Bewegungsrichtung des Maschinenkörpers, welche durch die von dem Positionsinformationserfassungsteil erfassten Positionsinformationen angegeben ist, zu bestimmen.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner umfassend: einen Korrekturteil, welcher dazu eingerichtet ist, die von dem Positionsinformationserfassungsteil erfassten Positionsinformationen zu korrigieren.
Steuervorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Arbeitsteil dazu eingerichtet ist, in einer vorbestimmten Richtung in Betrieb zu sein, und der Korrekturteil dazu eingerichtet ist, die Positionsinformationen basierend auf einer Betriebsrichtung des Arbeitsteils zu korrigieren.
Steuervorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, wobei der Arbeitsteil dazu eingerichtet ist, in einer Richtung in Betrieb zu sein, welche der Bewegungsrichtung des Maschinenkörpers entspricht, und der Korrekturteil dazu eingerichtet ist, die Positionsinformationen basierend auf der durch die Positionsinformationen angegebenen Bewegungsrichtung des Maschinenkörpers und der Betriebsrichtung des Arbeitsteils zu korrigieren.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei der Speichersteuerteil Korrekturpositionsinformationen speichert, welche eine Position angeben, an welcher der Korrekturteil dazu eingerichtet ist, die Positionsinformationen in dem Speicher zu korrigieren.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, ferner umfassend: einen Richtungsdetektionsteil, welcher dazu eingerichtet ist, die Richtung des Maschinenkörpers zu detektieren, wobei der Korrekturteil dazu eingerichtet ist, die Positionsinformationen basierend auf der von dem Richtungsdetektionsteil detektierten Richtung des Maschinenkörpers zu korrigieren.
Arbeitsmaschine, welche entlang einer Grenze zwischen einem Arbeitsbereich und einem Nichtarbeitsbereich arbeitet, wobei die Arbeitsmaschine umfasst: die Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8; und die Arbeitsmaschine.
Arbeitsmaschine nach Anspruch 9, wobei der Arbeitsteil ein Messer umfasst, welches an einer Drehfläche entlang einer vertikalen Richtung des Maschinenkörpers drehbar ist.
Arbeitsmaschine nach Anspruch 9 oder 10, ferner umfassend: einen Sender, welcher dazu eingerichtet ist, die in dem Speicher gespeicherten Positionsinformationen nach außen zu übertragen.
Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 9 bis 11, ferner umfassend: einen Fahrteil, welcher dazu eingerichtet ist, den Maschinenkörper entlang der Grenze zwischen dem Arbeitsbereich und dem Nichtarbeitsbereich zu bewegen.