JP2014042490A - Divot repair machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えばゴルフ場、サッカー場等の競技場や河川の堤防、公園緑地、庭園で利用される芝刈り機やトラクターに連結され、これらに追動しながら芝生が削られて露出した箇所(以下、「デポット」という。)を修復するためのデポット修復機に関する。 The present invention is connected to lawn mowers and tractors used in stadiums such as golf courses and soccer fields, river embankments, park green areas, and gardens, and the lawn is cut and exposed while following them. The present invention relates to a depot restoration machine for restoring (hereinafter referred to as “depot”).
例えば複数のコースを有するゴルフ場では、年間に複数回芝刈りが行われている。芝刈りは、グリーン又はフェアウエイを人間が芝刈り機を実際に走行させて行うか、あるいは、有線または無線の遠隔操縦装置を取り付けた芝刈り機を遠隔操縦する。 For example, at a golf course having a plurality of courses, lawn mowing is performed a plurality of times a year. Lawn mowing is performed by a person who actually runs a lawn mower on a green or fairway, or a lawn mower equipped with a wired or wireless remote control device is remotely controlled.
また、例えば、ゴルファーにキャディが付き添うゴルフ場では、ゴルファーが打球時に誤って芝生を削った場合は当然、正しい打球の場合でも芝生を削るようにプレイするので、キャディがその箇所に砂を埋める修復作業を行う。キャディのいないゴルフ場の場合は、ゴルファーが砂を埋めて修復作業を行うのがマナーとされているが徹底されていない。そのため、専任のグリーンキーパが定期的に芝生を点検し、デポットを発見すればそこに砂を手作業で埋めて修復するようにしている。 Also, for example, in a golf course where a caddy is accompanied by a golfer, if a golfer accidentally cuts the lawn when hitting a ball, the player will play to cut the lawn even if the ball is hit correctly, so the caddy will fill in the sand. Do work. In the case of a golf course without a caddy, it is considered that golfers do the repair work by filling the sand, but it is not thorough. Therefore, a dedicated green keeper regularly inspects the lawn, and if a depot is found, it is manually buried in the sand and repaired.
しかし、広いゴルフ場の中でデポットを見つけて修復作業を行う場合は多くの人員が必要となり、多大な人件費が発生してしまう。しかもこのような人手による作業では、後続のゴルファーが気付かずに打ち込んだボールがグリーンキーパに当たってしまい、怪我をする危険性がある。これを回避するためには、作業毎にデポットを修復するホールに加え、その周囲のホールまでも利用制限せざるを得ないという問題もある。 However, when a depot is found in a large golf course and repair work is performed, a large number of personnel are required, resulting in a great labor cost. Moreover, in such a manual work, there is a risk that the ball hit by the subsequent golfer without noticing will hit the green keeper and get injured. In order to avoid this, there is a problem that the use of not only the hole for repairing the depot for each work but also the surrounding holes must be restricted.
そこで、デポットの砂埋め作業を自動化して芝刈りと同時に行うことができれば、人件費等の軽減に加えて、グリーンキーパが怪我をする危険性もなくなり、また、ホールの利用制限も一回で済むため、ゴルフ場の利用効率を向上することが期待される。 Therefore, if you can automate the depot sand filling and simultaneously with lawn mowing, in addition to reducing labor costs, there is no risk of injury to the green keeper, and the use of the hall is restricted once. Therefore, it is expected to improve the use efficiency of the golf course.
キャディが随行しない場合でもデポット修復を容易に行えるようにした技術として、従来、特許文献1に開示されたゴルフ場管理システムが知られている。このゴルフ場管理システムは、ゴルフバッグを搬送するカートにゴルフコースの状態(デポットの有無等)を検出する検出手段を搭載させ、この検出手段の検出結果に基づいて、ゴルフコースの整備を行えるように構成される。これにより、整備すべきコース箇所がわかるので、コースの整備を容易に行うことができるようになる。
Conventionally, a golf course management system disclosed in
また、特許文献2に開示されたゴルフ場メンテナンス装置では、ゴルフ場のコースに設定された行路に沿ってカートを走行させるために、誘導ラインを埋設する。また、カートに搭載したカメラで撮影する位置を認識するための標識を設け、各標識の位置で撮影した画像データと、当該位置で予め撮影された画像データとを比較する。そして、比較結果に基づいて、デポットがないかどうかを調べる。デポットがある場合にはさらにその箇所の詳細な位置を検出し、検出した位置に所定量の砂を放出する。
このゴルフ場メンテナンス装置では、また、予め芝生、バンカー及びデポットの箇所に埋めた砂を撮影し、それらの色見本を記憶しておく。そして撮影位置で撮影された画像の色が、色見本に一致しないとき、デポットがあると判定する。これにより、ゴルフ場整備のための人件費を削減することができ、さらに、グリーンキーパが打球で怪我をするといった危険をなくすことができる。
Moreover, in the golf course maintenance apparatus disclosed in
In this golf course maintenance device, the sand previously buried in the lawn, bunker and depot is photographed and the color samples are stored. Then, when the color of the image photographed at the photographing position does not match the color sample, it is determined that there is a depot. Thereby, the labor cost for golf course maintenance can be reduced, and further, the danger that the green keeper is injured by the hit ball can be eliminated.
特許文献1に開示されたゴルフ場管理システムでは、検出結果から整備すべきコース箇所がわかり、コースの整備を容易に行うことができるため、人件費等のコストダウンが図れる利点がある。しかし、デポットの砂埋め作業を自動化することについての考察が無い。
In the golf course management system disclosed in
この点、特許文献2に開示されたゴルフ場メンテナンス装置は、予め誘導ラインを埋設したり、位置検出結果などを用いることで当該装置を走行させ、予め撮影された画像データや色見本と比較することで、デポットの有無とデポットがあるときの砂埋め作業を自動化することができる。しかし、ゴルフ場は起伏に富んでおり、撮影時の装置の傾きが、砂を吐出する時の当該装置の傾きとは異なる場合がある。そのため、このゴルフ場メンテナンス装置では、デポットに向けて砂を正確に吐出することができないという課題が残る。
さらに、別途、芝刈りのためにホールの利用制限をしなければならないことや、自走のための動力源、例えば内燃機関を備えなければならず製造コストがかさむなどという課題も残る。
In this regard, the golf course maintenance device disclosed in
In addition, there still remains a problem that it is necessary to limit the use of the hall for mowing the lawn, and that a power source for self-propelling, for example, an internal combustion engine must be provided, resulting in increased manufacturing costs.
本発明は、芝刈り機に連結され、当該芝刈り機に追動して行われるデポットの砂埋め作業を自動化することができ、しかも、デポットの正確な位置を特定することができるデポット修復機を提供することを、その課題とする。 The present invention is a depot restoration machine that can be connected to a lawn mower, can automate the sand filling work of the depot performed by being driven by the lawn mower, and can specify the exact position of the depot. The issue is to provide
上記課題を解決するため、本発明は、デポット修復機を提供する。
本発明のデポット修復機は、芝刈り機に連結され、該芝刈り機に追動するデポット修復機であって、前記芝刈り機による芝刈り作業直後の芝生面領域を撮像する自動焦点式のカメラと、このカメラで撮像したときの芝生面領域の前後左右の傾斜角を検出するセンサと、砂を収容するとともに、収容された砂をそれぞれ所定方向に吐出可能な複数の吐出口が前記芝生面領域の進行方向の幅に沿って形成されており、且つ、吐出口ごとに、前記砂を所定量だけ吐出させるための吐出制御機構が設けられているホッパと、前記カメラで撮像された芝生面領域の画像を前記センサで検出された傾斜で補正して平面画像を生成するとともにこの平面画像の濃度変化により、芝生が欠損しているデポットの位置を検出するデポット検出装置と、追動速度でこのまま進行すれば検出されたデポットの位置に最も近くなる吐出口を特定するとともに、特定した吐出口が前記デポットの位置に到達するタイミングを推定し、推定したタイミングで当該吐出口の吐出制御機構を制御することにより、前記砂を当該デポットに向けて吐出させる制御装置と、を備えて成る。
これにより、カメラで撮像された芝生面領域の画像をセンサが検出した傾斜で補正して生成された平面画像からデポットの正確な位置を特定できるため正確に当該デポットに向けて砂を吐出することができるようになり、デポットの修復精度を向上させることができると共にデポットの砂埋め作業を自動化することができる。さらに、芝刈り機に連結されて追動するため独自の動力源が不要となりコスト的な優位性が増し、また、追動しながらデポットの修復作業が行えるため、作業の効率アップが可能である。
In order to solve the above problems, the present invention provides a depot repair machine.
A depot restoration machine according to the present invention is a depot restoration machine that is connected to a lawn mower and is driven by the lawn mower. A camera, a sensor that detects front, back, left, and right inclination angles of the lawn surface area when imaged with the camera, and a plurality of discharge ports that contain sand and can discharge the contained sand in a predetermined direction, respectively. A hopper formed along the width of the surface area in the traveling direction, and provided with a discharge control mechanism for discharging the sand by a predetermined amount for each discharge port, and the lawn imaged by the camera A depot detection device that corrects the image of the surface area with the inclination detected by the sensor to generate a flat image, and detects the position of the depot where the lawn is lost by changing the density of the flat image, and a follow-up speed so If it proceeds as it is, the discharge port closest to the detected depot position is specified, the timing at which the specified discharge port reaches the depot position is estimated, and the discharge control mechanism of the discharge port at the estimated timing And a control device that discharges the sand toward the depot.
Thus, since the exact position of the depot can be specified from the plane image generated by correcting the image of the lawn surface area captured by the camera with the inclination detected by the sensor, the sand is accurately discharged toward the depot. As a result, the repair accuracy of the depot can be improved and the sand filling operation of the depot can be automated. In addition, since it is connected to the lawn mower and pursues, a unique power source is not required, increasing the cost advantage, and the depot can be repaired while following, so the work efficiency can be increased. .
ある実施の態様では、前記カメラは、当該カメラの光軸に対して垂直方向及び平行方向の少なくとも一方向にスライドさせる機構を通じて取り付けられている。
これにより、天候や季節による芝生面の状態の変化、例えば日差しの強弱や方向、芝の成長度合いに応じて適切な撮像ができるようにカメラの設置状態を容易に変更することができる。
In one embodiment, the camera is attached through a mechanism that slides in at least one direction perpendicular to and parallel to the optical axis of the camera.
Thereby, the installation state of the camera can be easily changed so that appropriate imaging can be performed according to changes in the state of the lawn surface due to the weather and season, for example, the intensity and direction of sunlight, and the degree of grass growth.
ある実施の態様では、追動方向の傾斜に応じて駆動負荷を変化させるディファレンシャルギアを搭載した駆動機構をさらに備え、これにより前記追動速度を一定に近づける。
これにより、デポット修復機は直線走行であれ旋回走行であれ駆動輪がスリップすることなく滑らかに安定した走行が可能になる。また、デポット修復機が下り勾配を走行している場合、当該デポット修復機の駆動負荷を高めることにより追動速度を一定に保つことが可能になる。さらに、芝刈り機にデポット修復機からの余計な負荷がかかることが予防されるため、運転者の安全を図ることが可能になると共に、デポット検出の精度向上にも寄与する。
In one embodiment, a drive mechanism equipped with a differential gear that changes the drive load in accordance with the inclination in the follow direction is further provided, thereby making the follow speed close to a constant value.
As a result, the depot repairing machine can smoothly and stably travel without slipping of the drive wheels, whether it is straight traveling or turning traveling. In addition, when the depot repair machine is traveling on a downward slope, it is possible to keep the tracking speed constant by increasing the driving load of the depot repair machine. Furthermore, since an extra load from the depot restoration machine is prevented from being applied to the lawn mower, it is possible to improve the safety of the driver and contribute to improving the accuracy of depot detection.
ある実施の態様では、前記複数の吐出口のすべて又はいくつかが、前記カメラの視野角に応じた角度で鉛直下方に対して傾斜している。
これにより、砂を吐出するまでの各構成の制御にかかる時間が十分に確保することができると共に、コストをかけて応答性の高い機器を選択することもなくなるため機器選定の自由度も高まる。また、デポット修復機の全長や全幅にかかわらず、検出されたデポットに向けて砂を吐出することができる。
In one embodiment, all or some of the plurality of ejection openings are inclined with respect to the vertically downward direction at an angle corresponding to the viewing angle of the camera.
Thereby, it is possible to secure a sufficient time for controlling each component until the sand is discharged, and it is not necessary to select a highly responsive device at a high cost. Moreover, sand can be discharged toward the detected depot regardless of the total length or the full width of the depot restoration machine.
ある実施の態様では、前記吐出口に設けられる吐出制御機構は、所定量の砂を当該吐出口まで螺旋状に案内するスクリューコンベアを搭載して成る。
これにより、デポット修復機の姿勢の状態や砂の粘性の強弱によらず所定量の砂を吐出させることができる。
In one embodiment, the discharge control mechanism provided at the discharge port includes a screw conveyor that guides a predetermined amount of sand spirally to the discharge port.
Thereby, a predetermined amount of sand can be discharged regardless of the posture state of the depot repair machine and the strength of the sand viscosity.
ある実施の態様では、前記吐出制御機構は、前記スクリューコンベアの作動の開始、又は、停止を検出するためのセンサを備えており、前記砂を案内するために前記スクリューコンベアに向けて駆動力を伝達しているにもかかわらず作動が停止していると前記センサが検出したときに、当該スクリューコンベアに向けて反転させた駆動力を所定時間伝達した後に改めて駆動力の伝達を開始する。
これにより、砂詰まりによるスクリューコンベアの作動不良をいち早く検知できると共に、砂詰まりを解消することができる。
In one embodiment, the discharge control mechanism includes a sensor for detecting the start or stop of the operation of the screw conveyor, and applies a driving force toward the screw conveyor to guide the sand. When the sensor detects that the operation is stopped despite the transmission, the driving force reversed toward the screw conveyor is transmitted for a predetermined time, and then the transmission of the driving force is started again.
Thereby, the malfunction of the screw conveyor due to sand clogging can be quickly detected, and sand clogging can be eliminated.
ある実施の態様では、前記吐出制御機構は、前記砂を案内するために前記スクリューコンベアに向けて駆動力を伝達しているにもかかわらず作動が停止していると前記センサが検出したときに、当該スクリューコンベアに向けて反転させた駆動力と当該砂を案内するための駆動力とを交互に一または複数回それぞれ所定時間伝達した後に改めて駆動力の伝達を開始する。
これにより、砂詰まりによるスクリューコンベアの作動不良をいち早く検知できると共に、より確実に砂詰まりを解消することができる。
In one embodiment, when the sensor detects that the discharge control mechanism has stopped operating despite transmitting a driving force toward the screw conveyor to guide the sand. Then, after transmitting the driving force inverted toward the screw conveyor and the driving force for guiding the sand alternately one or more times for a predetermined time, transmission of the driving force is started again.
Thereby, the malfunction of the screw conveyor due to sand clogging can be detected quickly, and sand clogging can be more reliably eliminated.
ある実施の態様では、前記デポット修復機はそれぞれ吐出口毎に一つのホッパを備えて成り、前記ホッパそれぞれが、前記吐出制御機構を制御するための制御装置を個別に備えることで、前記デポットを検出する芝生面領域の幅に合わせて当該ホッパを追加し、又は、削減することができる。
これにより、一組のホッパ全体を統括して制御するための制御装置が不要となり、例えば任意にホッパを追加したり、又は、削減したりすることが容易になる。また、一部のホッパが故障した場合にはこれのみの交換で対処することができるため、柔軟な運用が可能になると共に、コストの低減やメンテナンスの効率アップも図ることができる。
In one embodiment, each of the depot repairing machines includes one hopper for each discharge port, and each of the hoppers individually includes a control device for controlling the discharge control mechanism. The hopper can be added or reduced according to the width of the lawn surface area to be detected.
This eliminates the need for a control device for controlling the entire set of hoppers, and for example, it is easy to arbitrarily add or reduce hoppers. Further, when some hoppers break down, it can be dealt with only by replacing them, so that flexible operation is possible and cost reduction and maintenance efficiency can be improved.
ある実施の態様では、前記吐出口に設けられる吐出制御機構は、それぞれ前記砂を当該吐出口まで案内する2つの流路と、これらの流路のいずれか一方又は双方を開にする流路選択機構とを含んで成る。
これにより、隣り合う吐出口にまたがる位置にデポットが検出された場合に、砂の消費量を抑えながら適切にデポットに向けて砂を吐出することができる。また、吐出口のほぼ半分、又は、それ以下の幅のデポットが検出された場合に、いずれか一方の流路のみを経由させ砂を吐出させることもできるため、砂の消費量を抑えながらデポットに向けて砂を吐出することができる。
In one embodiment, the discharge control mechanism provided at the discharge port includes two flow channels that guide the sand to the discharge port, and a flow channel selection that opens one or both of these flow channels. And a mechanism.
Thereby, when a depot is detected at a position across adjacent discharge ports, the sand can be appropriately discharged toward the depot while suppressing the consumption of sand. In addition, when a depot with a width of approximately half of the discharge port or less than that is detected, sand can be discharged via only one of the flow paths, so the depot can be suppressed while reducing sand consumption. Sand can be discharged toward
ある実施の態様では、芝生の種類又は修復時期に応じた砂の吐出量を規定したテーブルを備えており、前記制御装置は、このテーブルに規定された吐出量の砂が前記吐出口から吐出されるように前記吐出制御機構を制御する。
これにより、例えば四季ごとの芝の成長度合いに対応した量の砂を吐出させたり、場所毎の日照時間や地質などの環境条件の差異を踏まえた所定量の砂を吐出させることができる。
In one embodiment, a table is provided that defines the amount of sand discharged according to the type of lawn or the restoration time, and the controller discharges the amount of sand specified in the table from the discharge port. The discharge control mechanism is controlled as described above.
Thereby, for example, an amount of sand corresponding to the degree of turf growth every four seasons can be discharged, or a predetermined amount of sand can be discharged based on differences in environmental conditions such as sunshine hours and geology at each location.
本発明によれば、芝刈り機に連結され、当該芝刈り機に追動して行われるデポットの砂埋め作業を自動化することができ、しかも、デポットの正確な位置を特定することができるため、修復精度の高いデポット修復機を実現することができる。 According to the present invention, it is possible to automate the sand filling work of the depot that is connected to the lawn mower and is driven by the lawn mower, and the exact position of the depot can be specified. A depot repair machine with high repair accuracy can be realized.
以下、本発明のデポット修復機を、ゴルフ場の芝刈りを行う芝刈り機に連結して当該芝刈り機に追動しながらデポットの砂埋め作業が行われる場合の実施の形態例を説明する。なお、デポットの砂埋め作業を行わせる際に、芝刈り機を自動的に走行させるか、又は、遠隔操作により走行させるか、運転者の運転により走行させるかは任意であるが、本実施形態では、自動的に走行させる場合の例を説明する。 Hereinafter, an embodiment will be described in which the depot restoration machine according to the present invention is connected to a lawn mower for mowing a golf course, and the depot sand filling operation is performed while following the lawn mower. . It should be noted that, when performing the sand filling work of the depot, it is arbitrary whether the lawnmower is automatically driven, or remotely operated, or driven by the driver, but this embodiment Then, the example in the case of making it drive | work automatically is demonstrated.
[第1実施形態]
<全体概要>
デポット修復作業に必要となる装置類の全体概要を図1に示す。
本実施形態では、芝刈り機2に連結されたデポット修復機1が基地局3からのデファレンシャルGPS方式(Differential GPS:相対測位方式)のGPSデータと通信情報とを用いて、現在位置の計測を行いながらゴルフ場のデポットの修復作業を行うデポット修復機1の例を示す。
[First Embodiment]
<Overview>
FIG. 1 shows an overall outline of devices necessary for depot repair work.
In the present embodiment, the
芝刈り機2は、デポット修復機1を連結するための連結機構(後述)の他、車速センサ21、図示しないGPSアンテナ、通信アンテナなどデファレンシャルGPS方式による位置情報取得のために必要な機器を含み構成されている。車速センサ21は、芝刈り機2の前進又は後退する際の走行速度を検出する。検出された速度は、デポット修復機1の追動速度でもある。また、芝刈り機2が備える各種計器の計測結果を取り込むことで、センサ21を代用することもできる。
The
また、芝刈り機2は、芝刈り作業をさせるゴルフ場の地形(形状、傾斜、周縁外部の構造を含む)を表すマップを、コンピュータ装置が読み取り可能な所定の記録装置の設定ファイルに地図情報として記録している。このマップを必要に応じて読み出して、位置情報と併せて芝刈り機2の走行を制御するための走行制御信号を生成する。
なお、マップに基づいて位置情報を参照する手法自体は、マップマッチング方式と呼ばれる公知の技術により実現が可能である。これにより芝刈り機2の自動走行が可能になる。
The
Note that the method of referring to the position information based on the map can be realized by a known technique called a map matching method. As a result, the
基地局3はデファレンシャルGPSの基準局に相当するGPS受信装置31及び送受信装置32と、GPSアンテナ34と、通信アンテナ35とを備えている。基地局3は、その経度、緯度、高さが既知の地点に設置される。GPS受信装置31は、デポット修復機1や芝刈り機2の位置情報の誤差を補正するための補正情報を生成する。この補正情報は、送受信装置32及び通信アンテナ35を通じて、デポット修復機1や芝刈り機2へ適宜送信される。補正情報の送信タイミングは、例えば、デポット修復機1や芝刈り機2が要求するタイミングであったり、所定の間隔(例えば1分毎)であったりする。
The
<デポット修復機1の構成等>
デポット修復機1は、制御装置10、前部カメラ11、後部カメラ12、ホッパ13、GPSアンテナ14、通信アンテナ15、方位角速度センサ16を主として備えている。デポット修復機1には、一又は複数のホッパ13を備えることができる。図1の例では、複数のホッパ13を備えている。
<Configuration of
The
制御装置10は、通信機能、ストレージ機能(内部及び外部記録装置)及び表示機能(ディスプレイ)を備えたコンピュータ装置と、コンピュータプログラムとを含んで構成される。
このコンピュータプログラムは、コンピュータ装置を、GPS受信部101、送受信部102、カード装着機構103、駆動指令部104、制御情報生成部105、車両情報受信部106、デポット検出部107、吐出指令部108、ホッパドライブ制御部109、主制御部110として機能させる。
なお、ホッパドライブ制御部109は、ホッパ13一組分の制御に必要となる電子回路部品をまとめてプリント基板に実装したハードウエアとして制御装置10に備えることもできる。
主制御部110は、各部の動作を統括的に制御する。このコンピュータ装置は、時刻データと制御動作の同期クロックとを出力するRTC(Real Time Clock)モジュールを備えたものである。制御装置10の詳細については後述する。
The
This computer program includes a
The hopper
The
前部カメラ11は、芝刈り機2に追動するデポット修復機1の進行方向の予め設定された区画内の芝生面を撮像する。この区画は、芝生面から前部カメラ11までの距離と当該前部カメラ11の視野角(画角ともいう。以下同じ)とから算出して設定される。
例えば、デポット修復機1の前進方向と垂直に交わる方向を、撮像する区画の幅方向とした場合、その長さをデポット修復機1の幅と同一になるよう設定する。また、デポット修復機1の前進方向と平行な方向を、撮像する区画の長さ方向とした場合、その長さはデポット検出装置の検出から砂を吐出するまでの時間やデポット修復機1の平均追動速度から算出した結果、例えば1(m)と設定する。
撮像のタイミングは、デポット修復機1の追動速度に合わせて、例えば、デポット修復機1の追動速度が8(km/h)であれば、1秒間に約2.2(m)移動するため、0.45秒毎に撮像させたり、追動速度が4(km/h)であれば、1秒間に約1.1(m)移動するため、0.9秒毎に撮像させたりする。
The
For example, when the direction perpendicular to the forward direction of the
The timing of imaging is approximately 2.2 (m) per second in accordance with the follow-up speed of the
また、撮像のタイミングは、デポット修復機1の位置情報に基づき、前後区画の撮像ができるだけ重ならず、且つ、隙間も生じないように補正させることもできる。このように、デポット修復機1の追動速度に対応させたり、位置情報に対応させたりすることで、デポット修復の作業効率を高めることができる。
Further, the imaging timing can be corrected based on the position information of the
後部カメラ12は、デポット修復後の芝生面の状態を撮像するために、デポット修復機1の後進方向の予め設定された区画内の芝生面を撮像する。撮像する区画は、前部カメラ11の場合と同様に設定される。
なお、前部カメラ11、並びに、後部カメラ12それぞれは自動焦点方式のものが好ましい。
The
Each of the
ホッパ13は、 検出されたデポットに向けて砂を吐出する。本実施例のデポット修復機1には複数のホッパ13が備えられており、それぞれ個別に制御される。詳細は後述する。
The
GPSアンテナ14は、デポット修復機1の位置検出センサとして機能する。通信アンテナ15は、基地局3の通信アンテナ35との間の通信を可能にする。この通信は、デポット修復機1の稼動状況を芝刈り機2のオペレータに通知したり、デポット修復機1の遠隔操作のための信号を送信したりする。
The
方位角速度センサ16は、三次元軸線回り(ロール、ピッチ、ヨー)の角速度によりデポット修復機1の傾き、旋回、ふらつき等の挙動(動態)を検出する。方位角速度センサ16で計測すべきデータを加速度計で代用しても良い。また、芝刈り機2が備える各種計器の計測結果を取り込むことで、方位角速度センサ16を代用することもできる。
The azimuth
<デポット修復機の機体構造>
デポット修復機1の機体の外観を図2(a)、(b)に示す。図2(a)はデポット修復機1の機体を側面から見た外観図、同(b)は上面から見た外観図である。上述した制御装置10、前部カメラ11、後部カメラ12、ホッパ13、及び図示しない駆動機構は、デポット修復機1の機体に内蔵、又は、装備されている。駆動機構は、追動方向の傾斜に応じてデポット修復機1の駆動負荷を変化させるためのディファレンシャルギア(Differential Gear:差動歯車)を搭載して成る。
<Aircraft structure of depot restoration machine>
The external appearance of the
デポット修復機1は前部カメラ11の視野角を制限しない形状に形成された、芝刈り機2との連結のための連結アームを備えている。例えば市場で入手可能なカプラ方式の連結機構を採用する場合、カプラをこの連結アームの先端に備え、けん引ボール(ボール形状の突起)を芝刈り機2の後端ほぼ中央部に設ける。芝刈り機2のけん引ボールに連結アームのカプラを接続することでデポット修復機1は芝刈り機2に連結される。けん引ボールを介して双方を連結することで、連結状態で旋回する際の回転半径が大きくならずに済み、芝刈り機2に追動するデポット修復機1の走行も安定する。
また、デポット修復機1は、ホッパ13から吐出される砂を搭載するための砂タンク17を備えている。
The
Further, the
前部カメラ11は、設定された区画の撮像のために、鉛直下方を向いてデポット修復機1の前進方向に向け突出した状態で備えられる。後部カメラ12は、設定された区画の撮像のために鉛直下方を向き、デポット修復機1の後進方向に向けて突出した状態で備えられる。
前部カメラ11と後部カメラ12は、それぞれ当該カメラの光軸に対して垂直方向及び平行方向にスライドさせることができるように図示しないスライド機構を介して取り付けられている。これにより、走行時の振動による影響が緩和される。
The
The
GPSアンテナ14は、配置されたホッパ13のほぼ中心部位で、且つ、機体の幅方向のほぼ中心となるように備えられる。通信アンテナ15は、デポット修復機1の表面から突出するように取り付けられる。方位角速度センサ16はデポット修復機1の挙動が正しく伝達される位置に設置される。
The
<制御装置>
図1に戻り、制御装置10のGPS受信部101は、GPSアンテナ14で受信したGPSデータに基づいてデポット修復機1の現在位置を表す位置情報を制御情報生成部105へ出力する。送受信部102は、通信アンテナ15を介して、制御情報生成部105と基地局3との間の通信を可能にする。
<Control device>
Returning to FIG. 1, the
カード装着機構103は、デポット修復機1を使用するオペレータの権限情報等を記録したICカードを離脱自在に装着する。また、装着時にはICカードの記録情報を読み取ったり、ICカードへの情報書き込みを行う。さらに、前部カメラ11、後部カメラ12それぞれが撮像した画像データと位置情報とをそれぞれ関連付けたバックアップデータを記録する。
The
駆動指令部104は、後述する車両情報受信部106が取得した芝刈り機2の走行速度やデポット修復機1の方位、挙動を表す検知情報に基づいて、デポット修復機1の駆動負荷を変化させるために図示しない駆動機構の制御部へ指令情報を出力する。この指令情報をもとに、例えば追動方向の傾斜に応じてデポット修復機1の駆動負荷を変化させ、これにより追動速度を一定に近づけると共に、デポット修復機1の挙動を安定させることでデポットの修復精度を向上させる。詳細は後述する。
The
制御情報生成部105は、主制御部110が読み取り可能な記録装置に予め記録されているデポット修復機1の機体サイズ、作業幅(例えば、一又は複数のホッパ13の全体幅)を含む属性情報と後述する車両情報受信部106の取得情報に基づき、デポット検出部107、吐出指令部108と協働して作業制御信号を生成する。
さらに、制御情報生成部105は、記録装置に予め記録されている芝生の種類又は修復時期に対応した砂の吐出量を規定したテーブルの値を参照した作業制御信号の生成もできる。
The control
Furthermore, the control
車両情報受信部106は、車速センサ21から芝刈り機2の走行速度、方位角速度センサ16からデポット修復機1の方位、挙動を表す検知情報を取得する。取得した情報がアナログデータの場合には、それらをデジタルデータに変換して出力する。その際、必要に応じて、方位角速度センサ16の出力からオフセット成分及びドリフト成分の除去処理等を施すデータ補正を行う。
The vehicle
車両情報受信部106の出力情報は、現在時刻データと関連付けて、図示しない不揮発性メモリ(バッファ)等に記録される。バッファは、データ書き込み位置を示すポインタが最終の記録アドレスの次に最初の記録アドレスに戻る循環式のリングバッファであることが望ましいが、そのようなものでなければならないというものではない。バッファに記録された情報の一部又は全部は、主制御部110を通じて、カード装着機構103に装着されたICカードにも記録される。
The output information of the vehicle
<駆動機構>
駆動機構のディファレンシャルギアは、デポット修復機1の左右駆動輪に回転差が無い場合は同方向に回転し駆動力を伝達するが、例えば旋回の際、内輪差(内側と外側の駆動輪の速度差)が生じるが、駆動負荷を変化させそれを吸収しつつ駆動力を振り分けて伝えるものである。
<Drive mechanism>
The differential gear of the drive mechanism rotates in the same direction when there is no rotational difference between the left and right drive wheels of the
また、例えば、芝刈り機2が急ブレーキや急ハンドルを切った場合、デポット修復機1は直進しようとする力が働いているため、芝刈り機2とデポット修復機1がくの字状に折れ曲がる現象(ジャックナイフ現象)が起きることがある。また、同様の現象は下り勾配を走行する際、デポット修復用の砂の重みにより重量が増したデポット修復機1ではより顕著に表れる。
そこで、デポット修復機1が下り勾配を走行していると方位角速度センサ16により検知された場合、その傾きに応じた大きさの制動をディファレンシャルギアに付与し、デポット修復機1の駆動負荷を高めて追動速度を一定に保ち、ジャックナイフ現象の発生を抑止する。
Further, for example, when the
Accordingly, when the
<ホッパの構成>
ホッパ13は吐出制御機構として機能し、その具体的な構成については図3(a)、(b)、図4(a)、(b)、図5(a)、(b)を参照しながら詳細に説明する。
ホッパ13は、砂タンク17に搭載されている砂が投入される投入口131、投入された砂を所定量(例えば、500cc)だけ吐出口に向けて案内するスクリューコンベア132、スクリューコンベア132を駆動するモータ133、案内された砂の拡散を防ぎながらデポットに向け吐出するための吐出管134を含んで構成される。
スクリューコンベア132はハウジングに内挿されており、その状態で回転して投入された砂を吐出口に向けて案内するものである。例えば、デポット修復機1には、図3(b)のような6個のホッパ13を一組にした状態で、デポット修復機1の幅方向に平行に備わる。
<Configuration of hopper>
The
The
The
デポット修復機1の幅をデポット修復の作業幅とする場合、デポット修復機1の幅と吐出口全体の幅とが同一の幅になるような数のホッパ13を備えたり、ホッパ13それぞれの吐出口のサイズ、形状を変えたりして調整する。また、吐出管134の内部を砂が通過するときには、その内部において均一に拡散させた方が望ましい。そのため吐出口134に整流板が設けられている。砂タンク16に搭載されている砂の残量を図示しないセンサで検出し、砂切れを起こす前に補充を促すように構成することもできる。
When the width of the
図4(a)、(b)には、ホッパ13の吐出管の別例として、吐出管134aが示されている。
投入口131より投入された砂は、スクリューコンベア132により所定量案内されて、吐出口から吐出される。その際に、隣り合うホッパ13の吐出管を跨ぐような位置のデポットが検出された場合、それぞれの吐出口の間に隙間があると、吐出された砂がデポットを覆わなかったり、覆ったとしても砂の偏が生じたりしてデポットの修復が不完全となることがある。そこで、隣り合う吐出口それぞれの一部分が相互に重なるような形状(重なり幅(H))で吐出管134aを形成して組み合わせる。また、整流板による砂の拡散効果もふまえて重なり幅(H)を設定する。これにより、隣り合う吐出口それぞれの間に多少の隙間があったとしても、デポットの修復が不完全となることを防止することができる。
FIGS. 4A and 4B show a discharge pipe 134 a as another example of the discharge pipe of the
The sand introduced from the inlet 131 is guided by a predetermined amount by the
さらに、ホッパ13の吐出管の別例として、図5(a)、(b)に示す吐出管134bがある。吐出管134bは、内部空間を2分割する仕切板135と、回転軸136を軸に図示しないモータの駆動力により所定範囲内で左回転方向、右回転方向それぞれに回動させることができる回動板137とから構成されるスクリューコンベア132により案内された砂を各空間に振り分ける流路選択機構を備えている。
吐出管134bは、例えば隣り合う吐出管を跨ぐような位置でデポットが検出された場合、図5(b)に示すように、図正面左側の吐出管からは仕切板135に区切られた右側空間を通過させて、図正面右側の吐出管からは仕切板135に区切られた左側空間を通過させてそれぞれから砂が吐出されるように制御される。そのため、デポットに向けて吐出される砂の量が同じであれば、スクリューコンベア132が案内する砂の量を1/2にすることができる。
これにより、隣り合う吐出管を跨ぐ位置のデポットの修復の際の砂の無駄遣いが防がれ、デポット修復機1が搭載する砂の消費を軽減できる。さらには、一回の走行で修復することができるデポットの数も増えることとなり、作業効率をより高められる。
Furthermore, another example of the discharge pipe of the
For example, when a depot is detected at a position straddling adjacent discharge pipes, the discharge pipe 134b has a right-side space partitioned by a
This prevents waste of sand when repairing a depot at a position straddling adjacent discharge pipes, and can reduce consumption of sand mounted on the
なお、検出されたデポットの幅が、例えば図5(b)の中の図正面左側の右側空間に連なる吐出口の幅とほぼ同じか又は小さい場合は、当該右側空間のみ砂が通過して吐出されるように制御する。これにより、さらに砂の無駄遣いを防止することができる。 If the width of the detected depot is, for example, substantially the same as or smaller than the width of the discharge port connected to the right space on the left side of the front in FIG. 5B, sand passes through only the right space and discharges. To be controlled. Thereby, waste of sand can be further prevented.
さらに、砂を吐出管内で左右に振り分けられるという構造上、例えば前述した吐出管134を備えるホッパ二機分を一つのホッパで賄うこともできる。そのため、デポット修復機1に備えるホッパの全体数を半分に減らすことが可能となり、製造コストの低減が図れる。
Further, because of the structure in which the sand can be distributed to the left and right in the discharge pipe, for example, two hoppers equipped with the
これまで説明してきたホッパ13の各吐出管は、案内された砂が鉛直下方に向かうように吐出口が形成されているものである。ここで、別例として、前部カメラ11の視野角に応じた角度で鉛直方向に対して傾斜した方向に向けて砂が吐出されるような吐出口となるように構成されたホッパ13について、以下説明する。
Each discharge pipe of the
芝刈り機2に追動するデポット修復機1がデポットの修復を行う際に、前部カメラ11の視野角を拡げ、一回の撮像で検出されるデポットの数を増やすことがある。この場合、撮像時にデポット修復機1に最も近いデポットが吐出口の直下に現れるまでにかかる時間よりも、当該撮像された画像データからデポットを検出し、当該デポットに向けて砂の吐出を開始させ、当該砂がデポットに到着するまでにかかる時間の方が長い時間がかかることがある。
そこで、前部カメラ11の視野角を拡げるときは、それに合わせて、ホッパ13の吐出口が後方(デポット修復機1の後進方向)を向くように、吐出管134を傾斜させる。
このように吐出管134を傾斜させることで、吐出口が鉛直下方を向いているときと比較して、より後方に向かって砂が吐出される。これにより、砂を吐出させるタイミングを遅延させることができるので、砂を吐出するまでの各構成の制御にかかる時間を十分に確保できるようになる。
When the
Therefore, when the viewing angle of the
By inclining the
芝生面を撮像する区画の幅がデポット修復機1の幅よりも外方の領域を含む場合、デポット修復機1の幅方向の両端にあるホッパ13それぞれの吐出口をデポット修復機1の幅方向の外方に向かうように前部カメラ11の視野角に応じて吐出管134をそれぞれ傾斜させるようにしても良い。
When the width of the section for imaging the lawn surface includes an area outside the width of the
なお、デポット修復機1の幅方向の両端にある吐出管134をそれぞれ傾斜させる他、これらに挟まれる他の吐出管134のそれぞれも、デポット修復機1の幅方向中心位置から段階的に傾斜させるようにしても良い。このように構成することにより、それぞれの吐出口から吐出された砂がデポットを覆う面積の偏りを低減することができる。
In addition to inclining the
<デポットの検出>
デポット検出部107は、主制御部110と協働することで、前部カメラ11が撮像した画像データからデポットを検出するためのデポット検出装置として機能する。以下、デポットを検出するまでのフロー例を詳細に説明する。
<Detection of depot>
The
<撮像時の傾斜の補正>
前部カメラ11による撮像時に方位角速度センサ16によりデポット修復機1の傾きが検出された場合、撮像された画像データを検出された傾斜で補正して平面画像を生成する。デポット修復機1が傾いている状態で撮像された画像データは、例えば風景写真において地上から高層ビルを撮影すると上層ほど遠近感により小さく写ることから高層ビルが傾いたような撮影画像となってしまうことと同じように歪みが生じている。
そのため、現実のデポットの位置と画像データ上のデポットの位置とにズレが生じる。そこで、撮像時のデポット修復機1の傾きに応じて、既知の歪み補正アルゴリズムで処理を施し、その傾が補正された平面画像を生成する。
<Inclination correction during imaging>
When the tilt of the
Therefore, there is a difference between the actual depot position and the depot position on the image data. Therefore, processing is performed with a known distortion correction algorithm in accordance with the inclination of the
<二値化処理>
前部カメラ11が撮像した画像データ、又は、傾斜補正された平面画像からデポットを抽出する方法としては、例えば一般に知られている二値化処理がある。二値化は、例えば濃淡画像のヒストグラムからある閾値を決め、各画素の強度値を閾値と比較し、閾値より大きければ例えば白の強度0とし、それ以下であれば黒の強度255として変換する。その結果、芝生の領域は全て白になり、デポットの領域が全て黒になり、明確に区別される。このように二値化処理されてデポットが検出された画像データの概略図が図6(a)である。
<Binarization processing>
As a method for extracting a depot from image data captured by the
<未修復デポットの検出>
前部カメラ11により撮像された画像データからデポットを検出する手順と同様にして、後部カメラ12により撮像された画像データから未修復のデポットを検出させることもできる。方位角速度センサ16により砂を吐出する際にデポット修復機1に急な姿勢変化が生じたと検出された場合、デポットに向けて吐出された砂が予定された位置に到着せず未修復となったり、不完全な修復となったりしまうこともある。
そこで、後部カメラ12により撮像された画像データからデポットを検出させて、検出結果を未修復のデポット、又は、不完全な修復のデポットとしてその位置を記録させる。例えば、図6(b)に示すように未修復のデポットが検出されれば、この検出されたデポットのみをグリーンキーパに修復させることができるようになる。また、次回デポット修復機1を使用する際に修復対象に含まれるように記録させておくこともできる。
<Detection of unrepaired depot>
Similarly to the procedure for detecting a depot from the image data captured by the
Therefore, a depot is detected from the image data captured by the
吐出指令部108は、主制御部110、ホッパドライブ制御部109と協働することで吐出制御機構(ホッパ13)を制御する制御装置として機能する。
なお、ホッパドライブ制御部109と吐出指令部108との通信は、既知のノイズ耐性の高い通信方式や、既に広く知られている共通BUS方式のシリアル通信で行うことができる。
The
The communication between the hopper
ホッパドライブ制御部109は、吐出指令部108からの指令を受け、ホッパ13のモータ133の制御を行う他、ホッパ13に備えられた図示しないセンサからの信号を吐出指令部108へ伝達する。このセンサは、例えばスクリューコンベア132の動作の開始、又は、その停止を検出するものである。例えば、モータ133からの駆動力を伝達しているにも関わらず、粗い砂や小石が混じるなどして砂詰まりが発生してスクリューコンベアが作動を開始しない場合がある。その場合には、スクリューコンベア132への駆動力を所定時間(例えば、1秒)反転させた後に改めて砂を案内するための駆動力(正転駆動力)の伝達を開始するように制御したり、反転の駆動力と正転の駆動力とを交互に所定時間(例えば、それぞれ1秒)伝達した後に改めて砂を案内するための駆動力)の伝達を開始するように制御したりすることが可能になる。
以下、検出されたデポットに向けて砂を吐出するまでのフロー例を詳細に説明する。
The hopper
Hereinafter, a flow example until the sand is discharged toward the detected depot will be described in detail.
<デポットの重心の算出>
制御情報生成部105は、検出されたデポットの重心の座標点を算出する。デポットの重心の計算方法は、既知の重心の計算方法で行うことができる。デポットの重心の座標点を算出するのは、当該位置に向けて砂を吐出させることで効率良くデポットを砂で覆うようにするためである。
<Calculation of center of gravity of depot>
The control
制御情報生成部105は、また、検出されたデポットの最大幅を表す二つの座標点を算出し、算出結果に基づいて、図7に示すように、それぞれの座標点の範囲内で平行して位置する吐出管134を備えた一又は複数のホッパ13を特定する。そして、特定したホッパ13を、所定のタイミングで砂が吐出されるように制御する。
The control
制御情報生成部105は、さらに、画像データの各座標点それぞれに平行する位置に備わるホッパ13の吐出口中心までの距離を算出し、図示しないメモリに記憶(設定)しておく。これにより、上記のようにして算出されたデポットの重心の座標点からホッパ13の吐出口中心までの距離を容易に算出することができる。この距離とデポット修復機1の追動速度とからホッパ13から砂を吐出させる適切なタイミングを推定する。
The control
以上の算出結果に基づき、制御情報生成部105は、砂を到着させるデポットの位置、砂を吐出するホッパ13、砂を吐出するタイミングのそれぞれを含む作業制御信号を生成する。
なお、前述した吐出管134bがデポット修復機1に備わる場合では、回動板137を制御するための信号も含む作業制御信号が生成される。
Based on the above calculation results, the control
In the case where the discharge pipe 134b described above is provided in the
吐出指令部108はホッパドライブ制御部109を介して、制御情報生成部105が生成した作業制御信号に基づき、砂を吐出させる一又は複数のホッパ13に対し、個別的にそれぞれのタイミングで砂が吐出されるように、スクリューコンベア132の稼働の開始、又は、稼働の停止を指示する。
Based on the work control signal generated by the control
<吐出時の傾斜の補正>
ここで、デポット修復機1から砂が吐出される際に、方位角速度センサ16によりデポット修復機1の傾きが検出された場合について説明する。
作業制御信号は、傾斜補正された平面画像に基づき生成される。そのため、デポット修復機1に傾きが無ければ、図8(a)に示すように吐出管134の吐出口から正確にデポットに向けて砂が吐出される。しかし、デポット修復機1が傾いている場合は、図8(b)に示すように吐出管134も傾いていることになり、吐出口から傾き方向に偏った状態で砂が吐出される場合がある。これは、前後の傾きの場合でも同様である。
<Inclination correction during discharge>
Here, the case where the inclination of the
The work control signal is generated based on the plane image that has been tilt-corrected. Therefore, if the
デポット修復機1から砂を吐出するときに左方向又は右方向への傾きが検出された場合、本実施形態では、選択されたホッパ13に加えて、検出された傾斜方向とは反対側に隣接するホッパ13からも砂が吐出されるように制御する。
また、前方向への傾きが検出された場合、デポットの重心よりも前方(デポット修復機1の進行方向側)に向けて砂が吐出されるため、スクリューコンベア132の稼働の停止を遅延させて、所定量よりも多い量(例えば800cc)の砂を吐出させるように制御する。
なお、後方への傾きが検出された場合には、デポットの重心よりも後方(デポット修復機1の後進方向)に向けて砂が吐出される。そのため、砂の無駄遣いを防ぐためにもスクリューコンベア132の稼働の停止を早めて、当所量よりも少ない量の砂を吐出させるように制御することが望ましい。なお、未修復のデポットは上記した後部カメラ12の撮像により検出されることになる。
In the case where a leftward or rightward inclination is detected when sand is discharged from the
In addition, when a forward tilt is detected, sand is discharged toward the front of the depot's center of gravity (the traveling direction side of the depot restoration machine 1), so that the stop of the operation of the
In addition, when the backward inclination is detected, sand is discharged toward the rear (the backward direction of the depot restoration machine 1) from the center of gravity of the depot. For this reason, in order to prevent waste of sand, it is desirable to control the discharge of the
以上の説明の通り、本実施形態のデポット修復機1では、前部カメラ11が撮像した画像データを撮像時のデポット修復機1の傾きで補正した平面画像を生成し、生成された平面画像からデポットを検出する。これにより、デポットの正確な位置が特定され、その位置に向けて砂を吐出させることができるので、デポットの修復精度を高めることができる。
As described above, in the
本実施形態のデポット修復機1では、また、追動中に制御装置10がデポットの検出を行い、制御情報生成部105がこの検出結果に基づいて作業制御信号を生成し、この作業制御信号に基づいて当該デポットに向けて砂が吐出される。また、吐出された砂が適切にデポットを修復しているかを検出するまでの一連の動作が制御される。これにより、デポットの砂埋め作業を自動化することができる。さらに、芝刈り機に連結されて追動するため独自の動力源が不要となりコスト的な優位性が増し、また、追動しながらデポットの修復作業が行えるため、作業の効率アップが可能である。
In the
本実施形態のデポット修復機1では、また、前部カメラ11及び後部カメラ12が、それぞれの光軸に対して垂直方向及び水平方向それぞれにスライドさせることができる。そのため、走行時の振動を吸収するとともに、天候や季節による芝生面の状態の変化、例えば日差しの強弱や方向の変化、芝の成長度合いに応じて適切な撮像ができるように、前部カメラ11、後部カメラ12のそれぞれの設置状態を容易に変更することができる。
In the
本実施形態のデポット修復機1では、また、駆動負荷を変化させることができるディファレンシャルギアを搭載した駆動機構を備えている。そのため、直線走行であれ、旋回走行であれ、駆動輪がスリップすることなく、滑らかに安定した走行が可能になる。
また、デポット修復機1が下り勾配を走行していると方位角速度センサ16により検知された場合、当該デポット修復機1の駆動負荷が高められるため、追動速度を一定に保つことができる。これにより、芝刈り機2にデポット修復機1からの余計な負荷がかかることが予防され、運転者の安全を図ることができる。また、これによりデポット検出の精度向上にも寄与することができる。
The
Further, when the
本実施形態のデポット修復機1では、また、一又は複数の吐出管134の吐出口を、前部カメラ11の視野角に応じた角度で鉛直下方に対して傾斜した位置に配置されるように構成することができる。この場合は、砂を吐出するまでの各構成の制御にかかる時間を十分に確保することができる。さらに、コストをかけて応答性能の高い機器を使用する必要がなくなり、機器選定の自由度を高めることができる。特に、デポット修復機1の全長や全幅にかかわらず、検出されたデポットに向けて砂を吐出することができるという利点が生まれる。
さらに、ホッパ13は、所定量の砂を案内することができるスクリューコンベア132を搭載しているため、デポット修復機1の姿勢の変化や砂の粘性の度合いによらず所定量の砂を吐出させることができる。
In the
Furthermore, since the
本実施形態のデポット修復機1では、また、スクリューコンベア132の作動の開始、又は、その停止を検出するためのセンサを備えている。これにより、砂を案内するためにスクリューコンベア132に向けてモータ133の駆動力を伝達しているにもかかわらず作動が停止しているとセンサが検出したときに、当該スクリューコンベア132に向けて反転させた駆動力を所定時間伝達した後に改めて駆動力の伝達を開始したり、当該スクリューコンベア132に向けて反転させた駆動力と当該砂を案内するための駆動力とを交互に一または複数回それぞれ所定時間伝達した後に改めて駆動力の伝達を開始するように制御することができる。これにより、砂詰まりによるスクリューコンベアの作動不良をいち早く検知できると共に、砂詰まりを解消することができる。
In the
本実施形態のデポット修復機1では、また、流路選択機構を備えたホッパ13により、隣り合う吐出口に跨がる位置にデポットが検出された場合に、砂の消費量を抑えながら適切にデポットに向けて砂を吐出することができる。また、吐出口のほぼ半分、又は、それ以下の幅のデポットが検出された場合、いずれか一方の流路のみを経由させ砂を吐出させることもできる。そのため、砂の消費量を抑えながらデポットに向けて砂を吐出することができる。
In the
本実施形態では、また、芝生の種類又は修復時期に応じた砂の吐出量を規定したテーブルを備え、制御情報生成部105は、このテーブルに規定された吐出量の砂が吐出口から吐出されるように制御することができる。これにより、例えば四季ごとの芝の成長度合いに対応した量の砂を吐出させたり、場所毎の日照時間や地質などの環境条件の差異を踏まえた所定量の砂を吐出させることができる。
In the present embodiment, a table that defines the amount of sand discharged according to the type of lawn or the restoration time is provided, and the control
<第1変形例>
本実施形態は以上の通りであるが、本発明は上述した実施の形態例に限ることなく、種々の形態での実施が可能である。
例えば、予めデポット修復機1が連結された芝刈り機2を作業範囲内で走行させ、設定された区画の芝生面の撮像をさせておき、デポット修復を行わせる際には、この撮像の結果と今回の撮像の結果とを比較してデポットを検出し、検出されたデポットを修復するように構成することができる。
<First Modification>
Although the present embodiment is as described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented in various forms.
For example, when the
<第2変形例>
これまでは、図3(b)や図4(a)、(b)に示したような6個のホッパ13を一組にして、これらを統括して制御するための制御装置10を備えたデポット修復機1を例に述べた。この場合では、組単位での制御が必要となるため、一組に含まれるホッパ13の数の変更毎に制御装置10を新たに開発する必要がある。また、制御装置10には、電子回路部品をまとめてプリント基板に実装されたホッパドライブ制御部109の物理的な実装スペースも予め確保しておく必要があったり、一つのホッパ13が故障したとしても一組全体を交換する必要があったりする。
<Second Modification>
Up to now, a
例えば、デポット修復機4として、ホッパユニット41を備えた例を図9に示す。重複説明を避けるために、すでに述べている各構成と同一のものについては同一の符号を付している。
前述のデポット修復機1との主たる違いは、制御装置40にはホッパドライブ制御部109は備わっていない点と、ホッパ13に替えてホッパユニット41を備えている点である。また、デポット修復機1に備わる方位角速度センサ16に替え、芝刈り機2に備わる方位角速度センサ22の検知結果を利用する点が異なる。
以下、図9、図10を用いて詳細に説明する。
For example, FIG. 9 shows an example in which a hopper unit 41 is provided as the
The main difference from the above-described
Hereinafter, a detailed description will be given with reference to FIGS. 9 and 10.
図9に示すホッパユニット41は、図10に示すようにホッパ13の他、砂の吐出のためにホッパ13が備える各構成を制御にするために必要な電子部品が実装されたホッパ制御装置411、ホッパ13の作動状態を表示するための表示装置412を含み一つのユニットとしている。表示装置412は、例えばLEDランプであり、作動異常が発生した際に点灯する。
The hopper unit 41 shown in FIG. 9 has a hopper control device 411 on which electronic components necessary for controlling each component included in the
ホッパ制御装置411は、本ユニットをコントロールするためのマイクロコンピュータ413、ホッパ13に備わるモータ133の起動の開始、又は、起動の停止を制御するモータドライバ414、デポット修復機4に備わるホッパユニット41毎の設置箇所を特定するためのアドレスSW415、外部接続コネクタを介した吐出指令部108からの制御信号を共通BUS方式により送受信するための通信ドライバ416を含んで構成される。なお、外部接続コネクタを介してホッパユニット41に向けて給電するようにもできる。さらに、マイクロコンピュータ413は、ホッパ13の作動状態を判定するための、例えば回転センサや砂切れセンサからの検出信号を取込み、これらに基づき必要な制御信号を生成するように構成することもできる。
The hopper control device 411 includes a microcomputer 413 for controlling this unit, a
このように、ホッパユニット41を備えたデポット修復機4では、デポット検出のために予め設定された芝生面の幅に応じてホッパユニット41を追加したり、又は、削減したりすることが容易になる。さらに、ホッパユニット41に故障が生じた場合、表示装置412のLEDの点灯により容易に特定可能となり、また、故障したホッパユニット41のみの交換で対処可能であるため、作業復帰までの時間が短縮されてメンテナンス性能も向上される。
また、デポット修復機4は芝刈り機2に連結されて追動するため、方位角速度センサ22の検知結果をデポット修復機4の挙動の検出結果とし利用することも可能である。これにより、デポット修復機2の構成をよりシンプルにすることができる。
Thus, in the
Further, since the
1、4・・・デポット修復機、10、40・・・制御装置、11・・・前部カメラ、12・・・後部カメラ、13・・・ホッパ、14、34・・・GPSアンテナ、15、35・・・通信アンテナ、16、22・・・方位角速度センサ、17・・・砂タンク、18・・・機体後部、101・・・GPS受信部、102・・・送受信部、103・・・カード装着機構、104・・・駆動指令部、105・・・制御情報生成部、106・・・車両情報受信部、107・・・デポット検出部、108・・・吐出指令部、109・・・ホッパドライブ制御部、110・・・主制御部、2・・・芝刈り機、21・・・車速センサ、3・・・基地局、31・・・GPS受信装置、32・・・送受信装置、41・・・ホッパユニット。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記芝刈り機による芝刈り作業直後の芝生面領域を撮像する自動焦点式のカメラと、
このカメラで撮像したときの芝生面領域の前後左右の傾斜角を検出するセンサと、
砂を収容するとともに、収容された砂をそれぞれ所定方向に吐出可能な複数の吐出口が前記芝生面領域の進行方向の幅に沿って形成されており、且つ、吐出口ごとに、前記砂を所定量だけ吐出させるための吐出制御機構が設けられているホッパと、
前記カメラで撮像された芝生面領域の画像を前記センサで検出された傾斜で補正して平面画像を生成するとともにこの平面画像の濃度変化により、芝生が欠損しているデポットの位置を検出するデポット検出装置と、
追動速度でこのまま進行すれば検出されたデポットの位置に最も近くなる吐出口を特定するとともに、特定した吐出口が前記デポットの位置に到達するタイミングを推定し、推定したタイミングで当該吐出口の吐出制御機構を制御することにより、前記砂を当該デポットに向けて吐出させる制御装置と、を備えて成る、
デポット修復機。 A depot restoration machine connected to a lawn mower and driven by the lawn mower,
An autofocus camera that images a lawn surface area immediately after mowing by the lawn mower;
A sensor for detecting the front / rear / left / right inclination angles of the lawn surface area when imaged by this camera;
A plurality of outlets are provided along the width of the lawn surface area in the traveling direction, and the sand is discharged for each outlet. A hopper provided with a discharge control mechanism for discharging a predetermined amount;
A depot that corrects the image of the lawn surface area captured by the camera with the inclination detected by the sensor to generate a flat image and detects the position of the depot where the lawn is lost by changing the density of the flat image A detection device;
If it proceeds as it is at the following speed, the discharge port closest to the detected depot position is specified, and the timing at which the specified discharge port reaches the depot position is estimated. A controller for controlling the discharge control mechanism to discharge the sand toward the depot, and
Depot repair machine.
請求項1記載のデポット修復機。 The camera is attached through a mechanism that slides in at least one direction perpendicular to and parallel to the optical axis of the camera.
The depot repair machine according to claim 1.
請求項1又は2記載のデポット修復機。 It further comprises a drive mechanism equipped with a differential gear that changes the drive load according to the inclination in the follow direction, thereby making the follow speed close to a constant value.
The depot repair machine according to claim 1 or 2.
請求項1、2又は3項記載のデポット修復機。 All or some of the plurality of discharge ports are inclined vertically downward at an angle corresponding to the viewing angle of the camera.
The depot repair machine according to claim 1, 2 or 3.
請求項1乃至4のいずれかの項記載のデポット修復機。 The discharge control mechanism provided in the discharge port comprises a screw conveyor that guides a predetermined amount of sand spirally to the discharge port.
The depot repair machine according to any one of claims 1 to 4.
前記砂を案内するために前記スクリューコンベアに向けて駆動力を伝達しているにもかかわらず作動が停止していると前記センサが検出したときに、当該スクリューコンベアに向けて反転させた駆動力を所定時間伝達した後に改めて駆動力の伝達を開始するように構成された、
請求項5記載のデポット修復機。 The discharge control mechanism includes a sensor for detecting the start or stop of the operation of the screw conveyor,
The driving force reversed toward the screw conveyor when the sensor detects that the operation is stopped despite transmitting the driving force toward the screw conveyor to guide the sand. Configured to start transmission of driving force again after transmitting for a predetermined time,
The depot repair machine according to claim 5.
請求項6項記載のデポット修復機。 The discharge control mechanism is directed to the screw conveyor when the sensor detects that the operation is stopped even though the driving force is transmitted to the screw conveyor to guide the sand. The driving force reversed and the driving force for guiding the sand are alternately transmitted one or more times for a predetermined time, respectively, and then transmission of the driving force is started again.
The depot repair machine according to claim 6.
前記ホッパそれぞれが、前記吐出制御機構を制御するための制御装置を個別に備えることで、前記デポットを検出する芝生面領域の幅に合わせて当該ホッパを追加し、又は、削減することができるように構成された、
請求項1乃至7いずれかの項記載のデポット修復機。 Each of the depot repair machines comprises one hopper for each discharge port,
Each of the hoppers is individually provided with a control device for controlling the discharge control mechanism, so that the hoppers can be added or reduced according to the width of the lawn surface area for detecting the depot. Configured
The depot repair machine according to any one of claims 1 to 7.
請求項1乃至8のいずれかの項記載のデポット修復機。 The discharge control mechanism provided at the discharge port includes two flow paths for guiding the sand to the discharge port, and a flow path selection mechanism for opening one or both of the flow paths. ,
The depot repair machine according to any one of claims 1 to 8.
前記制御装置は、このテーブルに規定された吐出量の砂が前記吐出口から吐出されるように前記吐出制御機構を制御する、
請求項1乃至9記載のデポット修復機。 It has a table that regulates the amount of sand discharged according to the type of lawn or the restoration time.
The control device controls the discharge control mechanism so that the discharge amount of sand defined in the table is discharged from the discharge port;
The depot repair machine according to claim 1.
Priority Applications (1)
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JP2012186872A JP2014042490A (en) | 2012-08-27 | 2012-08-27 | Divot repair machine |
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Cited By (2)
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US10925210B2 (en) | 2017-11-16 | 2021-02-23 | Kubota Corporation | Work vehicle for managing a lawn based on lawn activity |
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Cited By (3)
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