JP2013246475A - 無人走行作業システム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の作業エリアが隣接するときも、作業エリアを精度良く認識できるようにした無人走行作業システムを提供する。
【解決手段】作業エリアを規定するエリアワイヤにパルス電流（エリア信号）を通電するステーションと、エリアワイヤに生じる磁界を検出して作業エリアを認識する作業車を備え、ステーションは予め用意された複数種のパルス電流のいずれかをユーザの選択に応じて出力させ、作業車は出力されたパルス電流の登録を受け付け（Ｓ１０８）、登録が受け付けられたパルス電流に基づいて作業エリアを認識する。
【選択図】図１３

Description

この発明は無人走行作業システムに関し、より詳しくは作業エリアを規定するエリアワイヤにパルス電流を通電する通電手段を備えたステーションと、その作業エリアを無人走行して芝刈り作業用ブレードなどの搭載作業機に作業させるようにした無人走行作業車とからなる無人走行作業システムに関する。

このような無人走行作業車１０は、図１９に示す如く、充電ステーション７４の通電手段から通電されるパルス電流によってエリアワイヤ７２に生じる磁界、より正確にはその向きを搭載する磁気センサで検出して作業エリア７０を認識してその中で作業するように構成される。

その場合、図２０に示す如く、作業エリア７０が隣接すると、パルス電流の受信タイミングが同じになったり、磁界の向きが打ち消し合ったりすることで、受信強度が弱くなり、作業エリア７０を精度良く認識できない不都合が生じる。そのような不都合は、図２１に示す如く、隣接する作業エリア７０が増えるにつれて増大する。

そのため、下記の特許文献１において複数の作業エリアについても同一種のパルス電流を用いる一方、受信タイミングを所定のウインドウに限定することで複数の作業エリアについての検出精度を向上させるように構成している。

特許第４２４６７０１公報

特許文献１記載の技術は上記のように構成することで複数の作業エリアでの検出精度の向上を図っているが、受信タイミングを所定のウインドウに限定するのみであるため、検出精度において必ずしも十分ではなかった。

従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、作業エリアを規定するエリアワイヤにパルス電流を通電する通電手段を備えたステーションと、その作業エリアを走行する無人走行作業車とからなる無人走行作業システムにおいて、複数の作業エリアが隣接するときも、作業エリアを精度良く認識できるようにした無人走行作業システムを提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１にあっては、作業エリアを規定するエリアワイヤにパルス電流を通電する通電手段を備えたステーションと、車体に搭載される原動機と磁気センサと作業機とを少なくとも備え、前記通電手段から通電されるパルス電流によって前記エリアワイヤに生じる磁界を前記磁気センサで検出して前記作業エリアを認識し、前記認識された作業エリアを前記原動機で走行しつつ前記作業機で作業する無人走行作業車とからなる無人走行作業システムにおいて、前記ステーションは、予め用意された複数種のパルス電流のいずれかをユーザの選択に応じて前記パルス電流として前記通電手段から出力させる選択機構を備えると共に、前記作業車は前記選択機構を介して前記通電手段から出力されるパルス電流の登録を受け付けるパルス電流登録手段と、前記パルス電流登録手段によって登録が受け付けられたパルス電流に基づいて前記作業エリアを認識する作業エリア認識手段を備える如く構成した。

請求項２に係る無人走行作業システムにあっては、前記選択機構は、ユーザの操作自在に前記通電手段に接続されて前記複数種のパルス電流のいずれかを出力可能な複数個の出力端子を備える如く構成した。

請求項３に係る無人走行作業システムにあっては、前記パルス電流登録手段は、前記作業エリアの認識を開始する前に、前記選択機構を介して前記通電手段から出力されるパルス電流の登録をユーザに促す如く構成した。

請求項４に係る無人走行作業システムにあっては、前記パルス電流登録手段は、前記作業エリアの認識を開始する前に、前記選択機構を介して前記通電手段から出力されるパルス電流の登録を実行する如く構成した。

請求項５に係る無人走行作業システムにあっては、前記作業エリア認識手段は、近隣の作業エリアのパルス電流との混信の可能性を判定し、混信の可能性があると判定されるとき前記登録が受け付けられたパルス電流の変更を促す如く構成した。

請求項６に係る無人走行作業システムにあっては、前記複数種のパルス電流は、繰り返し周期においてそれぞれ異なるパルス電流からなる如く構成した。

請求項７に係る無人走行作業システムにあっては、前記作業エリア認識手段は、ユーザ識別コードを入力されるとき、前記作業エリアの認識を開始する如く構成した。

請求項１に係る無人走行作業システムにあっては、作業エリアを規定するエリアワイヤにパルス電流を通電する通電手段を備えたステーションは複数種のパルス電流のいずれかをユーザの選択に応じてパルス電流として通電手段から出力させる選択機構を備えると共に、作業車は選択機構を介して通電手段から出力されるパルス電流の登録を受け付け、登録が受け付けられたパルス電流に基づいて作業エリアを認識する如く構成したので、複数種のパルス電流の中のいずれかをパルス電流として通電手段から出力させる選択機構を備えることで、複数の作業エリアが隣接するときも、同種のパルス電流が使用される可能性が減少するので、パルス電流の受信タイミングが同じになったり、磁界の向きが打ち消し合ったりする可能性を減少でき、よって複数の作業エリアが隣接するときも、作業エリアを精度良く認識することができる。

さらに、通電手段から出力されるパルス電流の登録を受け付け、登録が受け付けられた識別子のパルス電流に基づいて作業エリアを認識する如く構成したので、複数の作業エリアが隣接するときも、作業エリアを精度良くかつ確実に認識することができる。

請求項２に係る無人走行作業システムにあっては、選択機構は、ユーザの操作自在に通電手段に接続されて複数種のパルス電流のいずれを出力可能な複数個の出力端子を備える如く構成したので、上記した効果に加え、簡易な構成で複数種のパルス電流の中のいずれかをユーザの選択に応じて通電手段に出力することが可能となる。

請求項３に係る無人走行作業システムにあっては、作業エリアの認識を開始する前に、選択機構を介して通電手段から出力されるパルス電流の登録をユーザに促す如く構成したので、上記した効果に加え、複数の作業エリアが隣接するときも、作業エリアを一層確実に認識することができる。

請求項４に係る無人走行作業システムにあっては、作業エリアの認識を開始する前に、選択機構を介して通電手段から出力されるパルス電流の登録を実行する如く構成したので、上記した効果に加え、ユーザの負担を軽減することができる。

請求項５に係る無人走行作業システムにあっては、前記作業エリア認識手段は、近隣の作業エリアのパルス電流との混信の可能性を判定し、混信の可能性があると判定されるとき前記登録が受け付けられたパルス電流の変更を促す如く構成したので、上記した効果に加え、複数の作業エリアが隣接するときも、作業エリアを一層確実に認識することができる。

請求項６に係る無人走行作業システムにあっては、複数種のパルス電流は、繰り返し周期においてそれぞれ異なるパルス電流からなる如く構成したので、上記した効果に加え、複数種のパルス電流を簡単に用意することができる。

請求項７に係る無人走行作業システムにあっては、ユーザ識別コードを入力されるとき、作業エリアの認識を開始する如く構成したので、上記した効果に加え、作業車の盗難あるいはユーザ以外の無断使用を抑制することができる。

この発明の実施例に係る無人走行作業車の制御装置を全体的に示す無人走行作業車の側面図である。 図１に示す無人走行作業車の平面図である。 図１に示す無人走行作業車に搭載される機器の入出力関係を示すブロック図である。 図１に示す無人走行作業車が作業を予定する作業エリアの平面図である。 図１に示すステーション（充電ＳＴ）の構成を示すブロック図である。 図５に示すステーションでの充電を示す説明図である。 図４に示す作業エリアに埋設されるエリアワイヤに生じる磁界を示す説明図である。 図４に示す充電ＳＴの上面の全体斜視図である。 図８に示す充電ＳＴの底面の部分斜視図である。 図９に示す充電ＳＴの選択機構の出力端から出力可能な複数種のパルス電流を示す説明図である。 図９に示す充電ＳＴの出力端子と図５に示す信号発生器とＥＣＵなどの構成をより具体的に示すブロック図である。 図１に示す作業車が芝刈り作業を実施する前のユーザによる充電ＳＴ側の準備作業を示すフロー・チャートである。 図１に示す作業車が同様に芝刈り作業を実施する前のユーザによる作業車１０側のパルス電流（エリア信号）の登録作業を示すフロー・チャートである。 図１３の処理に従って芝刈り作業が開始された後、隣接する作業エリアのエリア信号との混信を生じてエリア信号を変更する場合の、充電ＳＴ側のＥＣＵの処理を示すフロー・チャートである。 この発明の第２実施例に係る無人走行作業システムの動作を示すフロー・チャートである。 図１５フロー・チャートの処理の一部を説明するタイム・チャートである。 図１５の第２実施例に係る無人走行作業システムの動作の変形例を示すフロー・チャートである。 この発明の第３実施例に係る無人走行作業システムの動作示すフロー・チャートである。 従来技術におけるパルス電流（エリア信号）によってエリアワイヤに生じる磁界を検出して作業エリアを認識する処理を示す説明図である。 図１９に示す従来技術において作業エリアが隣接する場合の不都合を示す説明図である。 図１９に示す従来技術において隣接する作業エリアが増えた場合を示す説明図である。

以下、添付図面に即してこの発明に係る無人走行作業システムを実施するための形態について説明する。

図１はこの発明の第１実施例に係る無人走行作業システムの一方の構成要素である無人走行作業車の側面図、図２はその無人走行作業車の平面図、図３はその無人走行作業車に搭載される機器の入出力関係を示すブロック図、図４は無人走行作業システムの他方の構成要素であるステーション（充電ステーション）が配置される作業エリアの平面図、図５はそのステーションの構成を示すブロック図、図６はそのステーションでの充電を示す説明図、図７は図４に示す作業エリアに配置されるエリアワイヤに生じる磁界を示す説明図である。

図において符号１０は無人走行作業車（以下「作業車」という）を示す。作業車１０は車体１２と車輪１４を備える。車体１２はシャシ１２ａとそれに取り付けられるフレーム１２ｂからなる。車輪１４はシャシ１２ａの前端側にステー１２ａ１を介して固定される比較的小径の左右の前輪１４ａとシャシ１２ａに直接取り付けられる比較的大径の左右の後輪１４ｂとからなる。

作業車１０のシャシ１２ａの中央位置付近には芝刈り作業用のブレード（ロータリブレード。作業機）１６が取り付けられると共に、その上部には電動モータ２０が配置される。ブレード１６は電動モータ２０に接続され、電動モータ（以下「作業モータ」という）２０によって回転駆動される。

ブレード１６にはユーザの手動操作自在なブレード高さ調整機構２２が接続される。ブレード高さ調整機構２２はネジ（図示せず）を備え、そのネジをユーザが手で廻すことでブレード１６の接地面ＧＲからの高さが調整可能に構成される。

また作業車１０のシャシ１２ａには、ブレード１６の後端側で２個の電動モータ（原動機。以下「走行モータ」という）２４が取り付けられる。走行モータ２４は左右の後輪１４ｂに接続され、前輪１４ａを従動輪、後輪１４ｂを駆動輪として左右独立に正転（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。ブレード１６、作業モータ２０、走行モータ２４などはフレーム１２ｂで被覆される。

作業車１０の後部には充電ユニット（ＡＣ／ＤＣ変換器を含む）２６とバッテリ３０が格納されると共に、フレーム１２ｂには充電端子３２が２個、前方に突出するように取り付けられる。充電端子３２は内側に接点３２ａを備える。

充電端子３２は充電ユニット２６に配線を介して接続されると共に、充電ユニット２６はバッテリ３０に配線を介して接続される。作業モータ２０と走行モータ２４はバッテリ３０に配線を介して接続され、バッテリ３０から通電されるように構成される。図１，２では配線の図示を省略する。

このように作業車１０は４輪の電動式の無人の走行作業車（芝刈り作業車）として構成され、例えば全長６００ｍｍ、全幅３００ｍｍ、高さ３００ｍｍ程度の大きさを備える。

作業車１０の前端には左右２個の磁気センサ（磁気検出手段）３４が配置される。またフレーム１２ｂには接触センサ３６が取り付けられる。接触センサ３６は、障害物や異物との接触によってフレーム１２ｂがシャシ１２ａから外れるとき、オン信号を出力する。

作業車１０の中央位置付近には収納ボックスが設けられ、その内部に収納された基板４０上にはＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭなどを備えるマイクロコンピュータからなる電子制御ユニット（Electronic Control Unit。制御装置。以下「ＥＣＵ」という）４２が配置されると共に、それに近接して作業車１０の重心位置のｚ軸回りに生じる角速度（ヨーレート）を示す出力を生じるＹａｗセンサ（角速度センサ）４４と、作業車１０に作用するｘ，ｙ，ｚ（３軸）方向の加速度Ｇを示す出力を生じるＧセンサ（加速度センサ）４６が配置される。

後輪（駆動輪）１４ｂの付近には後輪１４ｂの車輪速を示す出力を生じる車輪速センサ５０が配置されると共に、シャシ１２ａとフレーム１２ｂの間にはリフトセンサ５２が配置され、ユーザなどによってフレーム１２ｂがシャシ１２ａからリフトされた（持ち上げられた）とき、オン信号を出力する。

またバッテリ３０には電流・電圧センサ５４が配置され、バッテリ３０の残量（State of Charge）を示す出力を生じる。作業車１０にはメインスイッチ５６と非常停止スイッチ６０がユーザの操作自在に設けられる。

上記した磁気センサ３４、接触センサ３６、Ｙａｗセンサ４４、Ｇセンサ４６、車輪速センサ５０、リフトセンサ５２、電流・電圧センサ５４、メインスイッチ５６、および非常停止スイッチ６０の出力は、ＥＣＵ４２に送られる。

作業車１０のフレーム１２ｂは上面で大きく切り欠かれ、そこにディスプレイ６２が設けられる。ディスプレイ６２はＥＣＵ４２に接続され、ＥＣＵ４２の指令に応じて作業モードなどを表示する。

次いで、作業車１０が走行する作業エリア７０を説明すると、作業エリア７０は土地Ｌの周縁（境界）にエリアワイヤ（電線）７２が配置されることで画成される。エリアワイヤ７２上には充電ＳＴ（ステーション）７４が配置される。尚、図４で作業車の大きさは誇張して示す。

また充電ＳＴ７４にはＳＴコイル７６が配置される。ＳＴコイル７６から発せられる磁界によって充電ＳＴ７４を中心として半径１ｍ程度の円内に充電器検出エリア７６ａが形成される。

充電ＳＴ７４は、図５に示す如く、商用電源８０にコンセント８１とＡＣ／ＡＣ変換器（トランス）８２を介して接続される充電器８４と、充電器８４に接続されると共に、作業車１０の充電端子３２の接点３２ａ（図２に示す）に接続自在な充電端子８６を備える。

充電器８４は、ＡＣ／ＡＣ変換器８２にケーブル８３を介して接続されるＡＣ／ＤＣ変換器８４ａと、ＡＣ／ＤＣ変換器８４ａの動作を制御する、ＥＣＵ４２と同様にマイクロコンピュータからなる、ＥＣＵ（電子制御ユニット）８４ｂと、ＥＣＵ８４ｂの指令に応じてエリアワイヤ７２にパルス電流（エリア信号）を通電（送信）すると共に、エリアワイヤ７２に通電しないとき、ＳＴコイル７６にも同種のパルス電流を通電（送信）する信号発生器（通電手段）８４ｃを備える。

充電器８４においてＥＣＵ８４ｂはユーザによってコンセント８１が商用電源８０に接続（挿入）されるとき、動作を開始してエリアワイヤ７２とＳＴコイル７６への通電を制御する。

充電ＳＴ７４においてコンセント８１を通じて送られる交流はＡＣ／ＡＣ変換器８２で適宜な電圧に降圧され、帰還した作業車１０が充電端子３２，８６を介して充電ＳＴ７４に接続されたとき、作業車１０に送られて充電ユニット２６を介してバッテリ３０を充電するように構成される。

ＡＣ／ＡＣ変換器８２の交流出力はケーブル８３を介して充電器８４のＡＣ／ＤＣ変換器（コンバータ）８４ａに入力され、そこで直流電圧に変換されると共に、ＡＣ／ＤＣ変換器８４ａに内蔵されるＤＣ／ＤＣ変換器（図示せず）を介して５Ｖと４０Ｖ程度の２種の電圧に降圧される。

ＡＣ／ＤＣ変換器８４ａの出力のうち、５Ｖの直流電圧は動作電源としてＥＣＵ８４ｂに送られると共に、４０Ｖの直流電圧は信号発生器８４ｃに送られる。信号発生器８４ｃは送られてきた直流電圧から高さ４０Ｖ程度のパルス電流を生成してエリアワイヤ７２とＳＴコイル７６に通電（送信）する。エリアワイヤ７２には電流センサ８４ｄが設けられ、エリアワイヤ７２を流れる電流を検出してＥＣＵ８４ｂに出力する。

作業エリア７０の検出について説明すると、信号発生器８４ｃによるパルス電流の通電によってエリアワイヤ７２には磁界が生じる。磁界の強度はエリアワイヤ７２の全長によって相違すると共に、図７に示す如く、磁界の強度と向きはエリアワイヤ７２からの離間距離によって相違する。

エリアワイヤ７２の磁界の向きと強度は、作業車１０に取り付けられた磁気センサ３４によって検出されてＥＣＵ４２に送られる。ＥＣＵ４２は検出値から自車（作業車１０）のエリアワイヤ７２に対する位置、換言すれば自車が作業エリア７０の内と外のいずれにいるかを検出する。即ち、図１９に示した如く、エリアワイヤ７２に生じる磁界の向きを磁気センサ３４で検出して作業エリア７０を認識する。

またＥＣＵ４２は、検出値からエリアワイヤ７２（作業エリア７０を規定する）からの離間距離を検出する。即ち、図７に示す如く、検出値は、作業車１０が作業エリア７０を内側から外側に向けて矢印ａで示す方向に移動するとき、エリアワイヤ７２への離間距離が減少するにつれ、磁界強度は正側で徐々に増加した後に反転して低下し、エリアワイヤ７２の上で零となり、次いでエリアワイヤ７２からの離間距離が増加するにつれ、負側で同様の特性を示す。

作業車１０が作業エリア７０を内側から外側に向けて矢印ｂで示す方向に移動するときも、同様の特性を示すことから、ＥＣＵ４２はそれらの特性に基づいて作業車１０とエリアワイヤ７２との離間距離を検出する。

作業車１０の作業について説明すると、作業エリア７０の芝の生育状況に応じてユーザによってブレード１６の高さがブレード高さ調整機構２２を介して手動で調整されてメインスイッチ５６がオンされてオン信号が出力されたとき、ＥＣＵ４２は動作を開始して作業モードに入り、芝刈り作業を行う。

ＥＣＵ４２は作業モードにおいて、車輪速センサ５０から検出される車速が所定の値となるように通電制御値を算出してドライバ２４ａを介して走行モータ２４に供給して作業車１０を走行させると共に、ブレード１６の回転数が所定の値となる通電制御値を算出してドライバ２０ａを介して作業モータ２０に供給してブレード１６で作業させる。

より具体的には、ＥＣＵ４２は作業モードにおいて、作業エリア７０の内側で作業車１０をランダムに走行させて作業させると共に、作業車１０が磁気センサ３４の出力から作業エリア７０の外に出たと判断するとき、作業車１０を後進させると共に、ＹＡＷセンサ４４の出力から検出される進行方向を所定の角度変更して旋回することで作業エリア７０の内側に復帰する。

尚、左右の後輪（駆動輪）１４ｂは左右の走行モータ２４で独立して正逆両方向に駆動可能に構成されることから、左右の走行モータ２４を同一回転数で正転させると、作業車１０は直進し、異なる回転数で正転させると、作業車１０は回転数が少ない方向に旋回する。左右の走行モータ２４の一方を正転、他方を逆転させると、左右の後輪１４ｂもその方向に回転するため、作業車１０はその場旋回（いわゆる超信地旋回）する。

このようにしてＥＣＵ４２は作業モードにおいて走行（作業）して領域に到達する度にランダムな方向に自車の進行を変更しながら、作業エリア７０内を走行させ、ブレード１６を駆動して作業させる。

また、ＥＣＵ４２は作業モードにおいて電流・電圧センサ５４の出力からバッテリ３０の残量を監視し、残量が所定値まで低下すると、充電ＳＴ７４に帰還走行して充電器８４でバッテリ３０を充電する帰還モードに移行すると共に、作業モードあるいは帰還モードにおいて接触センサ３６とリフトセンサ５２と非常停止スイッチ６０のいずれかからオン信号が出力されたとき、作業モータ２０と走行モータ２４を停止させて走行と作業を停止する。

ここで、この発明の課題を再説すると、図２０に示す如く、作業エリア７０が隣接すると、パルス電流の受信タイミングが同じになる、あるいは磁界の向きが打ち消し合うことで受信強度が弱くなり、作業エリア７０を精度良く認識できない不都合が生じる。従って、この発明は複数の作業エリア７０が隣接するときも作業エリア７０を精度良く認識できるようにした無人走行作業システムを提供することにある。

その意図から、この発明に係る実施例にあっては、充電ＳＴ７４に、予め用意された複数種のパルス電流の中のいずれかをユーザの選択に応じてパルス電流として信号発生器８４ｃから出力させる選択機構９０を備える如く構成した。

図８は充電ＳＴ７４の上面の全体斜視図、図９はその底面の部分斜視図である。

充電ＳＴ７４は具体的には図示のように作業車１０を収容するためのプラットフォーム７４ａと、それに隣接して設けられるハウジング７４ｂとを備える。ハウジング７４ｂはプラットフォーム７４ａに面した位置には前記した充電端子８６が設けられると共に（図８で図示省略）、内部に充電器８４が格納される。

図９に良く示す如く、充電ＳＴ７４には選択機構９０を構成する部材として複数個の出力端子９０ａ、より具体的には４個の出力端子９０ａ１，９０ａ２，９０ａ３，９０ａ４と、それに接続される端子９０ｂが配置される。４個の出力端子９０ａは信号発生器８４ｃ（図９で図示省略）に接続され、予め用意された複数種のパルス電流の中のいずれかをユーザの選択に応じて（ユーザの操作自在に）パルス電流として出力可能に構成される。

図１０は出力端子９０ａから出力可能な複数種のパルス電流を示す説明図である。図示の如く、複数種のパルス電流は具体的には４種のパルス電流からなる。４種のパルス電流はそれぞれ高さＡが５Ｖで、所定幅Ｗで同一である一方、繰り返し周期Ｔにおいて異なるパルス電流、具体的には繰り返し周期Ｔが上から順に１０ｍｓｅｃ，１２ｍｓｅｃ，１４ｍｓｅｃ，１６ｍｓｅｃのパルス電流からなる。

以下、これら４種のパルス電流をエリア信号と呼ぶと共に、「タイプ１」、「タイプ２」、「タイプ３」、「タイプ４」というタイプ番号（識別子）で区別する。４個の出力端子９０ａはユーザによって端子９０ｂを介してエリアワイヤ７２に接続されるとき、９０ａ１からタイプ１の、９０ａ２からタイプ２の、９０ａ３からタイプ３の、９０ａ４からタイプ４のエリア信号を出力（通電）するように構成される。

図１１は出力端子９０ａと信号発生器８４ｃとＥＣＵ８４ｂなどの構成をより具体的に示すブロック図である。

図示の如く、４個の出力端子９０ａはＥＣＵ８４ｂの４個の入力ポート８４ｂ２にそれぞれ線８４ｂ３で接続される。入力ポート８４ｂ２の電位は、出力端子９０ａがユーザの手作業によって端子９０ｂを介してエリアワイヤ７２に接続されないとＨレベル（５Ｖ）、接続されるとＬレベル（０Ｖ）となる。コモン端子（アース端子）９０ｃとアースの間には電流センサ８４ｄが接続され、その部位の電流を示す出力を生じてＥＣＵ８４ｂに送る。

従って、ＥＣＵ８４ｂは入力ポート８４ｂ２の電位に基づき、４個の出力端子９０ａのどれがユーザによって接続、換言すればタイプ１から４のエリア信号のうちのいずれがユーザによって選択されたかを認識でき、それに応じて対応するタイプのエリア信号、より正確には対応する繰り返し周期のエリア信号を生成するように信号発生器８４ｃの動作を制御する。

このように、この実施例にあっては、充電ＳＴ７４に、予め用意された複数種のエリア信号の中のいずれかをユーザの選択に応じて信号発生器８４ｃから出力させる出力端子９０ａと端子９０ｂとＥＣＵ８４ｂとからなる選択機構９０を備える如く構成した。

図１２は芝刈り作業を実施する前のユーザによる充電ＳＴ７４側の準備作業を示すフロー・チャート、図１３は同様に芝刈り作業を実施する前のユーザによる作業車１０側のエリア信号のタイプ設定作業を示すフロー・チャートである。

図８から図１１を参照しつつ図１２フロー・チャートに従って説明すると、ユーザはまず予定される作業エリア７０（図４に示す）にエリアワイヤ７２を地表あるいは地中に配置し（Ｓ１０）、充電ＳＴ７４の位置を決定して充電ＳＴ７４をそこに設置する（Ｓ１２）。

次いで充電ＳＴ７４のコモン端子（アース端子。図９に示す）９０ｂにエリアワイヤ７２の一端を接続し（Ｓ１４）、その他端を端子９０ｂを介して図８に示す４個の出力端子９０ａのいずれか、例えばタイプ２に対応する出力端子９０ａ２に接続する。

次いで電源を入れる（Ｓ１８）。即ち、コンセント８１を商用電源８０に接続（挿入）してＥＣＵ８４ｂの動作を開始させる。これにより、作業エリア７０においてエリアワイヤ７２にはタイプ２のエリア信号が通電される。

次いで、図１３を参照してユーザによる作業車１０側のエリア信号の登録作業を説明する。

以下説明すると、ユーザはまずメインスイッチ５６をオンすることで電源を入れ（Ｓ１００）、ディスプレイ６２上のメニュー画面の入力部を介してＰＩＮコード（ユーザ識別コード）を入力する（Ｓ１０２）。

作業車１０側においてＥＣＵ４２は、入力されたＰＩＮコードが予め登録されている正規なコードか否か判定し、正規なコードと判断されるとき、ディスプレイ６２の表示部に「No loop signal」と表示する（Ｓ１０４）。この表示は、エリアワイヤ７２に出力されるエリア信号を検知できないことを意味する。

ユーザは、「No loop signal」と表示された場合、ディスプレイ６２上のメニュー画面の入力部を介してエリア信号をタイプ番号（識別子。例えばタイプ２）で選択し（Ｓ１０６）、選択されたエリア信号をタイプ番号によって設定（登録）する（Ｓ１０８）。

これにより、ＥＣＵ４２においてこの登録が受け付けられ、「No loop signal」の表示が消灯される（Ｓ１１０）。この後、ＥＣＵ４２は図示しないルーチンに従って登録が受け付けられたエリア信号に基づいて作業エリア７０を認識する、即ち、作業エリア認識手段として動作する。

従ってＳ１０４で「No loop signal」と表示することは、換言すれば作業エリア７０の認識を開始する前に、選択機構９０を介して信号発生器８４ｃから出力されるエリア信号のタイプ番号（識別子）による登録をユーザに促すことを意味する。

また、入力されたＰＩＮコードが正規なコードと判断されるとき、Ｓ１０２以降の処理がなされることから、Ｓ１０４以降の処理は換言すれば、ＰＩＮコードを入力されるとき、作業エリアの認識を開始することを意味する。

図１４は図１３の処理に従ってエリア信号が例えばタイプ１と登録され、その登録が受け付けられて芝刈り作業が開始された後、隣接する作業エリアのエリア信号との混信を生じて登録が受け付けられたエリア信号をタイプ３に変更する場合の、充電ＳＴ７４側のＥＣＵ８４ｂの処理を示すフロー・チャートである。

以下説明すると、ＥＣＵ８４ｂはタイプ１の信号パルスをエリアワイヤ７２に送信し（Ｓ２００）、エリアワイヤ７２の電流値（電流センサ８４ｄの出力）を読み込み（Ｓ２０２）、電流が検出されていないか否か判断する（Ｓ２０４）。

Ｓ２０４の判断は通例否定されてＳ２０６に進み、入力ポート８４ｂ２の電位をチェックし、Ｌレベルを示す入力ポート８４ｂ２に対応する選択機構９０の出力端子９０ａから出力すべきタイプのエリア信号（この場合、出力端子９０ａ１からのタイプ１のエリア信号）をエリアワイヤ７２に送信（通電）する。

他方、ユーザが隣接する作業エリアのエリア信号との混信が生じるなどして選択機構９０の出力端子９０ａの接続を変更しようとしたとき、通電が一時的に遮断されることからＳ２０４の判断は肯定される。その場合もＥＣＵ８４ｂはタイプ１のエリア信号をエリアワイヤ７２に送信し（Ｓ２０８）、エリアワイヤ７２の電流値を読み込み（Ｓ２１０）、電流が検出されているか否か判断する（Ｓ２１２）。

ＥＣＵ８４ｂはＳ２１２で否定される限り、Ｓ２０８に戻って上記の処理を繰り返す一方、ユーザによって選択機構９０の出力端子９０ａがタイプ３に対応する出力端子９０ａ３に接続されるとき、Ｓ２１２の判断は肯定される。

従ってＥＣＵ８４ｂは入力ポート８４ｂ２の電位をチェックし（Ｓ２１４）、Ｌレベルを示す入力ポート８４ｂ２に対応する選択機構９０の出力端子９０ａ３で出力すべきエリア信号のタイプ（この場合タイプ３）のパルス電流をエリアワイヤ７２に送信する（Ｓ２１６）。

尚、図１４フロー・チャートの処理に平行して作業車１０のＥＣＵ４２において図１２フロー・チャートの同様の処理が実行される。

この実施例に係る無人走行作業システムにあっては、上記した如く、タイプ１から４の４種（複数種）のパルス電流の中のいずれかをエリア信号として信号発生器８４ｃから出力させる選択機構９０を備えることで、複数の作業エリア７０が隣接するときも、作業エリア７０を精度良く認識することができる。また、複数種のエリア信号は、繰り返し周期Ｔにおいてそれぞれ異なるパルス電流からなる如く構成したので、複数種のエリア信号を簡単に用意（準備）することができる。

さらに、信号発生器８４ｃから出力されるエリア信号のタイプ番号（識別子）による登録を受け付け、登録されたタイプ番号のエリア信号に基づいて作業エリア７０を認識する如く構成したので、作業エリア７０を精度良くかつ確実に認識することができると共に、簡易な構成で複数種のエリア信号の中のいずれかをユーザの選択に応じて出力することができる。

また、作業エリア７０の認識を開始する前に、選択機構９０、より具体的にはその出力端子９０ａを介して信号発生器８４ｃから出力されるエリア信号のタイプ番号による登録をユーザに促す如く構成したので、作業エリア７０を一層確実に認識することができる。また、ＰＩＮ（ユーザ識別）コードを入力されるとき、作業エリア７０の認識を開始する如く構成したので、作業車１０の盗難あるいはユーザ以外の無断使用を抑制することができる。

図１５はこの発明の第２実施例に係る無人走行作業システムの動作、より具体的には芝刈り作業を実施する前の作業車１０自体によるパルス電流のタイプ設定作業を示すフロー・チャートである。図示のプログラムは所定の時間間隔で実行される。

以下説明すると、Ｓ３００においてユーザのメインスイッチ５６のオンによる電源の投入で処理を開始し、Ｓ３０２に進んでディスプレイ６２上のメニュー画面を介してＰＩＮコード（ユーザ識別コード）の入力を促し、入力されたＰＩＮコードが正規なコードと判断されるとき、Ｓ３０４に進んでディスプレイ６２の表示部に「Searching signal」と表示する。この表示は、作業エリア７０を認識中であることを意味する。

次いでＳ３０６に進み、前回（電源がオフされる前）のエリア信号のタイプ、例えばタイプ１を設定（登録）し、次いでＳ３０８に進み、そのタイプのエリア信号（タイプ１のパルス電流）を所定時間、例えば２ｓｅｃの間、受信し、Ｓ３１０に進み、登録されたタイプのエリア信号を受信しているか否か判断する。

図１６は登録されたタイプのエリア信号の受信判定処理を示すタイム・チャートである。エリア信号はタイプによって繰り返し周期が異なることから、判定は図示の如く、信号を５回受信したときの総時間が図示の範囲内にあるか否か判断することで行う。

Ｓ３１０で肯定されるときはＳ３１２に進み、そのエリア信号のタイプ（タイプ１）を確定、即ち、そのエリア信号のタイプ番号（識別子）による登録を受け付け、Ｓ３１４に進み、ディスプレイ６４上の「Searching signal」の表示を消灯する。この後、図示しないルーチンに従って芝刈り作業が実行される。

他方、Ｓ３１０で否定されたときはＳ３１６に進み、エリア信号のタイプを変更、例えばタイプ２に変更（タイプ２を登録）し、Ｓ３０８以降に進む。

図１７は図１５に示す第２実施例の動作の変形例を示す、図１５と類似するフロー・チャートである。

以下、相違点に焦点をおいて説明すると、Ｓ３１０ａで登録されたタイプのエリア信号を作業エリア７０の内側で受信しているか否か判断する。Ｓ３１０で否定されたときはＳ３１８に進み、他のエリア信号を受信して作業エリア７０の外にいるか否か判断する。ここで「他のエリア信号」は登録されたタイプ１の信号以外のエリア信号、即ち、タイプ２，３，４のエリア信号を意味する。

Ｓ３１８で肯定されるときはＳ３２０に進み、「Searching signal」と「Outside」を表示し、Ｓ３１６に進み、エリア信号のタイプを変更、例えばタイプ２に変更（タイプ２を登録）し、Ｓ３０８以降に進む。「Outside」と表示するのは、作業車１０が作業エリア７０の外と判定されたことをユーザに報知するためである。

一方、Ｓ３１８で否定されるときはエリア信号を検知できないことを意味することからＳ３２２に進み、ディスプレイ６４上に「Searching signal」と「No loop signal」と表示し、Ｓ３１６に進み、エリア信号のタイプを変更、例えばタイプ２に変更（タイプ２を登録）する。

第２実施例に係る無人走行作業システムにあっては、上記した如く、作業エリア７０の認識を開始する前に、選択機構９０を介して信号発生器８４ｃから出力されるエリア信号の（タイプ番号（識別子）による）登録をＥＣＵ４２自体が実行するように構成したので、ユーザの負担を軽減することができる。尚、残余の構成と効果は第１実施例と異ならない。

図１８はこの発明の第３実施例に係る無人走行作業システムの動作、より具体的には作業車１０側が隣接する作業エリアのエリア信号との混信の可能性を判定する処理を示すフロー・チャートである。図示のプログラムは所定の時間間隔で実行される。

以下説明すると、Ｓ４００で芝刈り作業を開始し、Ｓ４０２に進んで走行するように走行モータ２４の動作を制御し、Ｓ４０４に進んでエリア信号の強度値を検出する。

次いでＳ４０６に進み、検出されたエリア信号の強度値が前回値（前回プログラムルージ時の値）に対して変化量が大きいか、または小さいか否か判断する。Ｓ４０６の判断は換言すれば、近隣の作業エリアのエリア信号との混信の可能性の有無を判定することを意味する。

Ｓ４０６で否定されるときは混信の可能性がないと判定されることからＳ４０８に進み、作業エリア７０の外に出たか否か判断する。Ｓ４０８で肯定されるときはＳ４１０に進み、作業車１０が後進するように走行モータ２４の動作を制御し、Ｓ４１２に進み、作業車１０が旋回するように走行モータ２４の動作を制御する。尚、Ｓ４０８で否定されるときはＳ４１０，Ｓ４１２の処理をスキップする。

一方、Ｓ４０６で肯定されるときは混信の可能性があると判定されることからＳ４１４に進み、走行速度を減速させ、Ｓ４１６に進み、ディスプレイ６４上に「Check area signal」「Check surrounding environment」と表示する。

これらの表示はユーザに近隣の状況のチェックを促す、換言すれば登録がタイプ番号（識別子）によって受け付けられているエリア信号と近隣の作業エリアのエリア信号との混信の可能性があると判定されることから、登録されたエリア信号の変更を促すことを意味する。従って、ユーザは自己の作業エリア７０の周囲を見渡して混信の可能性があると判定されるときエリア信号を変更することが可能となる。

次いでＳ４１８に進み、エリア信号の強度値を再び検出し、Ｓ４２０に進み、検出されたエリア信号の強度値が正常値範囲ではないか否か判断する。Ｓ４２０で否定されるときはＳ４２２に進み、ディスプレイ６４上の「Check area signal」の表示を消灯してＳ４０２に戻る。

他方、Ｓ４２０で肯定されるときはＳ４２４に進み、時間計測を開始し、Ｓ４２６に進み、規定時間、例えば３ｓｅｃの時間が経過したか否か判断し、否定されるときはＳ４１８に戻って上記の処理を繰り返す一方、肯定されるときはエリア信号との混信などによって異常が生じていると判定されることからＳ４２８に進み、作業車１０を停止させる。

第３実施例に係る無人走行作業システムにあっては、上記した如く、近隣の作業エリアのエリア信号との混信の可能性を判定し、混信の可能性があると判定されるとき登録されたエリア信号の変更を促す如く構成したので、複数の作業エリアが隣接するときも、作業エリアを一層確実に認識することができる。

尚、残余の構成と効果は第１実施例と異ならない。即ち、第３実施例においても、図１３（あるいは図１５、図１７）フロー・チャートの処理に従い、選択機構９０を介して信号発生器８４ｃから出力されるエリア信号の登録を受け付けると共に、登録が受け付けられたエリア信号に基づいて作業エリア７０を認識することはいうまでもない。

上記した如く、第１から第３実施例にあっては、作業エリア７０を規定するエリアワイヤ７２にパルス電流を通電する通電手段（信号発生器）８４ｃを備えたステーション（充電ＳＴ）７４と、車体１２に搭載される原動機（電動モータ）２０と磁気センサ３４と作業機（ブレード）１６とを少なくとも備え、前記通電手段から通電されるパルス電流（エリア信号）によって前記エリアワイヤに生じる磁界を前記磁気センサで検出して前記作業エリアを認識し、前記認識された作業エリアを前記原動機で走行しつつ前記作業機で作業する無人走行作業車１０とからなる無人走行作業システムにおいて、前記ステーション７４は、予め用意された複数種のパルス電流（エリア信号）のいずれかをユーザの選択に応じて前記パルス電流（エリア信号）として前記通電手段から出力させる選択機構９０（出力端子９０ａ、端子９０ｂ，ＥＣＵ８４ｂ）を備えると共に、前記作業車は前記選択機構を介して前記通電手段から出力されるパルス電流（エリア信号）の登録を受け付けるパルス電流登録手段（ＥＣＵ４２，Ｓ１０８，Ｓ３１２）と、前記パルス電流登録手段によって登録が受け付けられたパルス電流に基づいて前記作業エリアを認識する作業エリア認識手段（ＥＣＵ４２）を備える如く構成したので、複数種のパルス電流の中のいずれかをパルス電流として通電手段から出力させる選択機構を備えることで、複数の作業エリア７０が隣接するときも、同種のパルス電流が使用される可能性が減少するので、パルス電流の受信タイミングが同じになったり、磁界の向きが打ち消し合ったりする可能性を減少でき、よって複数の作業エリア７０が隣接するときも、作業エリアを精度良く認識することができる。

さらに、通電手段から出力されるパルス電流（エリア信号）の識別子（タイプ番号）による登録を受け付け、登録が受け付けられた識別子のパルス電流に基づいて作業エリアを認識する如く構成したので、複数の作業エリア７０が隣接するときも、作業エリア７０を精度良くかつ確実に認識することができる。

また、前記選択機構は、ユーザの操作自在（取り外し自在）に前記通電手段に接続されて前記複数種のパルス電流のいずれかを出力可能な複数個の出力端子９０ａ、より具体的には４個の出力端子９０ａ１，９０ａ２，９０ａ３，９０ａ４を備える如く構成したので、上記した効果に加え、簡易な構成で複数種のパルス電流の中のいずれかをユーザの選択に応じて通電手段に出力することが可能となる。

また、前記パルス電流登録手段は、前記作業エリア７０の認識を開始する前に、前記選択機構を介して前記通電手段から出力されるパルス電流の（タイプ番号（識別子）による）登録をユーザに促す（ＥＣＵ４２，Ｓ１０４）如く構成したので、上記した効果に加え、複数の作業エリアが隣接するときも、作業エリアを一層確実に認識することができる。

また、前記パルス電流登録手段は、前記作業エリアの認識を開始する前に、前記選択機構を介して前記通電手段から出力されるパルス電流の登録を実行する（ＥＣＵ４２，Ｓ３１２）如く構成したので、上記した効果に加え、ユーザの負担を軽減することができる。

また、前記作業エリア認識手段は、近隣の作業エリアのパルス電流との混信の可能性を判定し、混信の可能性があると判定されるとき前記登録が受け付けられたパルス電流の変更を促す（ＥＣＵ４２，Ｓ４０６，Ｓ４１６）如く構成したので、上記した効果に加え、複数の作業エリアが隣接するときも、作業エリアを一層確実に認識することができる。

また、前記複数種のパルス電流は、繰り返し周期Ｔにおいてそれぞれ異なるパルス電流（図１０に示す）からなる如く構成したので、上記した効果に加え、複数種のパルス電流を簡単に用意することができる。

また、前記作業エリア認識手段は、ユーザ識別コードを入力されるとき、作業エリアの認識を開始する（ＥＣＵ４２，Ｓ１０２，Ｓ３０２）如く構成したので、上記した効果に加え、作業車１０の盗難あるいはユーザ以外の無断使用を抑制することができる。

尚、上記において信号発生器８４ｃは選択機構９０の出力端子９０ａを介して複数種のパルス電流の中のいずれかをユーザの選択に応じて出力するように構成したが、信号発生器８４ｃは複数種のパルス電流の中の全てを出力し、選択機構９０でそのいずれかを選択するように構成しても良い。

また、原動機として電動モータを開示したが、それに限られるものではなく、エンジン（内燃機関）あるいはエンジンと電動モータのハイブリッドであっても良い。

作業機としてブレードを示したが、それに限られるものではなく、作業機はブレード以外の構造を備えても良い。

１０ 無人走行作業車（作業車）、１２ 車体、１２ａ シャシ、１４ 車輪、 １４ａ 前輪（従動輪）、１４ｂ 後輪（駆動輪）、１６ ブレード（作業機）、２０ 電動モータ（作業モータ）、２２ ブレード高さ調整機構、２４ 電動モータ（走行モータ。原動機）、２６ 充電ユニット、３０ バッテリ、３２ 充電端子、３４ 磁気センサ、４２ ＥＣＵ（電子制御ユニット）、４４ Ｙａｗセンサ、４６ Ｇセンサ、５０ 車輪速センサ、５４ 電流・電圧センサ、７０ 作業エリア、７２ エリアワイヤ、７４ 充電ＳＴ（ステーション）、７６ ＳＴコイル、７６ａ 充電器検出エリア、８４ 充電器、８４ａ ＡＣ／ＤＣ変換器、８４ｂ ＥＣＵ（電子制御ユニット）、８４ｃ 信号発生器、８４ｄ 電流センサ、８６ 充電端子、９０ 選択機構、９０ａ 出力端子、９０ｂ 端子、９０ｃ コモン端子

Claims (7)

1. 作業エリアを規定するエリアワイヤにパルス電流を通電する通電手段を備えたステーションと、車体に搭載される原動機と磁気センサと作業機とを少なくとも備え、前記通電手段から通電されるパルス電流によって前記エリアワイヤに生じる磁界を前記磁気センサで検出して前記作業エリアを認識し、前記認識された作業エリアを前記原動機で走行しつつ前記作業機で作業する無人走行作業車とからなる無人走行作業システムにおいて、前記ステーションは、予め用意された複数種のパルス電流のいずれかをユーザの選択に応じて前記パルス電流として前記通電手段から出力させる選択機構を備えると共に、前記作業車は前記選択機構を介して前記通電手段から出力されるパルス電流の登録を受け付けるパルス電流登録手段と、前記パルス電流登録手段によって登録が受け付けられたパルス電流に基づいて前記作業エリアを認識する作業エリア認識手段を備えることを特徴とする無人走行作業システム。
2. 前記選択機構は、ユーザの操作自在に前記通電手段に接続されて前記複数種のパルス電流のいずれかを出力可能な複数個の出力端子を備えることを特徴とする請求項１記載の無人走行作業システム。
3. 前記パルス電流登録手段は、前記作業エリアの認識を開始する前に、前記選択機構を介して前記通電手段から出力されるパルス電流の登録をユーザに促すことを特徴とする請求項１または２記載の無人走行作業システム。
4. 前記パルス電流登録手段は、前記作業エリアの認識を開始する前に、前記選択機構を介して前記通電手段から出力されるパルス電流の登録を実行することを特徴とする請求項１または２記載の無人走行作業システム。
5. 前記作業エリア認識手段は、近隣の作業エリアのパルス電流との混信の可能性を判定し、混信の可能性があると判定されるとき前記登録が受け付けられたパルス電流の変更を促すことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の無人走行作業システム。
6. 前記複数種のパルス電流は、繰り返し周期においてそれぞれ異なるパルス電流からなることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の無人走行作業システム。
7. 前記作業エリア認識手段は、ユーザ識別コードを入力されるとき、前記作業エリアの認識を開始することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の無人走行作業システム。

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