JP2014149682A

JP2014149682A - 移動体の走行エリア認識システム及び移動体の走行エリア認識方法

Info

Publication number: JP2014149682A
Application number: JP2013018149A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Maeda; 努前田; Takeshi Yanaga; 剛彌永; Hiroshi Otsuka; 大塚　　博
Original assignee: Chikusui Canycom Inc
Current assignee: Chikusui Canycom Inc
Priority date: 2013-02-01
Filing date: 2013-02-01
Publication date: 2014-08-21

Abstract

【課題】天気（曇り）や障害物により影響を受けることなく、高い精度で走行エリア認識ができ、運用コスト及び労力の軽減と作業効率の向上が図れる移動体の走行エリア認識システム及び移動体の走行エリア認識方法の提供。
【解決手段】作業対象エリアの各コーナーＰに設置する複数のマーカー２と、作業対象エリア内を移動する草刈機１とを備え、マーカー２には、波長の長い電磁波を発信する電磁波発信手段３を備え、草刈機１には、各電磁波発信手段３から発信する電磁波を回転型アンテナ１１で受信し、草刈機１の基準線Ａと各マーカー２の角度α、βから草刈機１の位置を割り出す演算手段４を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、草刈機等を作業対象エリア内で自動走行させるための移動体の走行エリア認識システム及び移動体の走行エリア認識方法に関する。

従来、移動体の走行エリア認識システムとして、ＧＩＳ（ＧｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ）とＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）による走行エリア認識システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−２０３１６１号公報

しかしながら、従来例の移動体の走行エリア認識システムにあっては、エリア認識にＧＰＳが用いられているため、天候（雲）や樹木等の障害物により、受信が不安定となる。そのため、例えば、果樹園等での運用ができないという問題がある。
また、ＧＰＳ単体の位置情報は精度が悪く（解像度：±１０ｍ）、補正データを必要とするため、データ配信及び通信費が発信し、運用コストが高くなるという問題がある。
また、事前に対象エリアの詳細なマップ化が必要なため、運用準備に多くの時間と労力を要し、作業効率が悪いという問題がある。

本発明の解決しようとする課題は、天気（曇り）や障害物により影響を受けることなく、高い精度で走行エリア認識ができ、運用コスト及び労力の軽減と作業効率の向上が図れる移動体の走行エリア認識システム及び移動体の走行エリア認識方法を提供することにある。

上記課題を解決するため請求項１記載の移動体の走行エリア認識システムは、
移動体の作業対象エリアの各コーナーに設置する複数のマーカーと、作業対象エリア内を移動する移動体とを備え、
前記マーカーには、波長の長い電磁波を発信する電磁波発信手段を備え、
前記移動体には、前記各電磁波発信手段から発信する電磁波をアンテナで受信し、各電磁波発信手段から発信される電磁波の角度から移動体の位置を割り出す演算手段を備えることを特徴とする手段とした。

また、請求項２記載の移動体の走行エリア認識システムは、請求項１記載の移動体の走行エリア認識システムにおいて、
前記電磁波の波長は、ＶＨＦ〜ＵＨＦであることを特徴とする手段とした。

また、請求項３記載の移動体の走行エリア認識システムは、請求項１または２記載の移動体の走行エリア認識システムにおいて、
前記電磁波発信手段は、電源及び操作部と電磁波発信部とを備え、
前記マーカーは、前記移動体の作業対象エリアの各コーナーに立て置き可能な支持脚を備えた略棒状で、該マーカーの上部に前記電磁波発信部が配置され、下部に前記電源及び操作部が配置されていることを特徴とする手段とした。

また、請求項４記載の移動体の走行エリア認識システムは、請求項１〜３のいずれか１項に記載の移動体の走行エリア認識システムにおいて、
前記移動体が草刈機などの作業車両であることを特徴とする手段とした。

また、請求項５記載の移動体の走行エリア認識方法は、
移動体の作業対象エリアの各コーナーにマーカーを設置し、各マーカーから波長の長い電磁波を発信させ、移動体に備えたアンテナで各マーカーから発信される電磁波の角度から移動体の位置を割り出すようにしたことを特徴とする手段とした。

また、請求項６記載の発移動体の走行エリア認識方法は、請求項５記載の移動体の走行エリア認識方法において、
前記電磁波の波長は、ＶＨＦ〜ＵＨＦであることを特徴とする手段とした。

本発明の移動体の走行エリア認識システム及び移動体の走行エリア認識方法では、上述のように、移動体の作業対象エリアの各コーナーに設置するマーカーには、波長の長い電磁波を発信する電磁波発信手段を備え、移動体には、各電磁波発信手段から発信する電磁波をアンテナで受信し、各電磁波発信手段から発信される電磁波の角度から移動体の位置を割り出す演算手段を備えることで、以下に列挙する効果が得られる。

すなわち、波長の長い電磁波は地形に沿って届き、また、樹木等の障害物を回り込む特性を持つため、天気（曇り）や障害物により受信が不安定になることがない。これにより、果樹園等での運用が可能である。

また、電磁波よる位置情報精度極めて高い（解像度：±０.５ｍ）ため、補正データを必要としない。これにより、運用コストが安くつく。

また、事前準備としてのマップ化が不要で、マーカーを作業対象エリアの各コーナー部に設置するだけで、即時運用ができるため、労力の軽減と作業効率アップが可能になる。

また、各コーナーに立て置き可能な支持脚を備えることで、安定よく設置することができ、かつ、その設置及び撤去作業も容易である。

また、電磁波発信手段で重量の重い電源及び操作部をマーカーの下部に配置することで、各コーナーにマーカーを安定よく設置することができる。

実施例１の移動体の走行エリア認識システムを示す平面図である。マーカーを示す斜視図である。実施例１の移動体の走行エリア認識システムを示す作用イメージ図である。実施例１の移動体の走行エリア認識システムを示すブロック図である。

以下にこの発明の実施例を図面に基づいて説明する。

この実施例１の移動体の走行エリア認識システムは、図１〜３に示すように、草刈機（移動体）１と、４つのマーカー２と、電磁波発信手段３と、演算手段４と、を主な構成として備えている。

さらに詳述すると、前記マーカー２は、図１に示すように、草刈機１の作業対象エリアの各コーナーＰに設置するもので、図２に示すように、草刈機１の作業対象エリアの各コーナーＰに立て置き可能な三脚（支持脚）２１を備えた略棒状をなしている。

前記電磁波発信手段３は、草刈機１に向けて波長の長い電磁波（ＶＨＦ〜ＵＨＦ）を発信するもので、マーカー２の上部に設置された電磁波発信部３１と、マーカー２の下部に配置された電源及び操作部３２で構成されている。

前記草刈機１には、図４に示すように、回転型アンテナ１１と前記演算手段４を備え、各電磁波発信手段３の電磁波発信部３１から発信する波長の長い電磁波を回転型アンテナ１１で受信し、草刈機１の基準線Ａと各マーカー２の角度α、β（図１参照）から演算手段４で草刈機１の位置を割り出すようにしている。
なお、図１において、５は、回転型アンテナ１１の受信イメージを示す。

次に、この実施例１の作用を説明する。
この実施例１では、上述のように構成されるため、図１に示すように、草刈機１の作業対象エリアの各コーナーＰにマーカー２をそれぞれ設置し、各マーカー２から波長の長い電磁波を発信させ、草刈機１に備えた回転型アンテナ１１で各マーカー２から発信される電磁波を受信し、草刈機１の基準線Ａと各マーカー２の角度α、βから演算手段４で草刈機１の位置を割り出すもので、この位置情報を元に、作業対象エリア内の草刈を自動で行うことができる。

次に、この実施例１の効果を説明する。
この実施例１の移動体の走行エリア認識システム及び移動体の走行エリア認識方法では、上述のように、草刈機１の作業対象エリアの各コーナーＰにマーカー２をそれぞれ設置し、各マーカー２から波長の長い電磁波を発信させ、草刈機１に備えた回転型アンテナ１１で各マーカー２から発信される電磁波を受信し、草刈機１の基準線Ａと各マーカー２の角度α、βから演算手段４で草刈機１の位置を割り出すようにしたことで、以下に列挙する効果が得られる。

また、事前準備としてのマップ化が不要で、マーカー２を作業対象エリアの各コーナーＰに設置するだけで、即時運用ができるため、労力の軽減と作業効率アップが可能になる。

また、各コーナーＰに立て置き可能な三脚２１を備えることで、安定よく設置することができ、かつ、その設置及び撤去作業も容易である。

また、電磁波発信手段３で重量の重い電源及び操作部３２をマーカー２の下部に配置することで、各コーナーＰにマーカー２を安定よく設置することができる。

以上本実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。

例えば、実施例では、移動体として草刈機を例にとって説明したが、その他の作業車等に適用できることはもちろんである。

また、実施例では、マーカーを作業対象エリアの四隅に設置したが、作業対象エリアに応じてその設置数や設置箇所は任意である。

また、実施例では、支持脚としてマーカーに三脚を備えたが、コーナーに安定設置可能であれば、その設置構成は任意である。

１草刈機（移動体）
１１回転型アンテナ
２マーカー
２１三脚（支持脚）
３電磁波発信手段
３１電磁波発信部
３２電源及び操作部
４演算手段
５回転型アンテナの受信イメージ
Ｐコーナー

Claims

作業対象エリアの各コーナーに設置する複数のマーカーと、作業対象エリア内を移動する移動体とを備え、
前記マーカーには、波長の長い電磁波を発信する電磁波発信手段を備え、
前記移動体には、前記各電磁波発信手段から発信する電磁波をアンテナで受信し、各電磁波発信手段から発信される電磁波の角度から移動体の位置を割り出す演算手段を備えることを特徴とする移動体の走行エリア認識システム。
請求項１に記載の移動体の走行エリア認識システムにおいて、
前記電磁波の波長は、ＶＨＦ〜ＵＨＦであることを特徴とする移動体の走行エリア認識システム。
請求項１または２に記載の移動体の走行エリア認識システムにおいて、
前記電磁波発信手段は、電源及び操作部と電磁波発信部とを備え、
前記マーカーは、前記移動体の作業対象エリアの各コーナーに立て置き可能な支持脚を備えた略棒状で、該マーカーの上部に前記電磁波発信部が配置され、下部に前記電源及び操作部が配置されていることを特徴とする移動体の走行エリア認識システム。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の移動体の走行エリア認識システムにおいて、
前記移動体が草刈機などの作業車両であることを特徴とする移動体の走行エリア認識システム。
移動体の作業対象エリアの各コーナーにマーカーを設置し、各マーカーから波長の長い電磁波を発信させ、移動体に備えたアンテナで各マーカーから発信される電磁波の角度から移動体の位置を割り出すようにしたことを特徴とする移動体の走行エリア認識方法。
請求項５記載の移動体の走行エリア認識方法において、
前記電磁波の波長は、ＶＨＦ〜ＵＨＦであることを特徴とする移動体の走行エリア認識方法。