JP6212590B2

JP6212590B2 - 自律走行作業車の制御装置

Info

Publication number: JP6212590B2
Application number: JP2016071939A
Authority: JP
Inventors: 誠山村
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2016-03-31
Filing date: 2016-03-31
Publication date: 2017-10-11
Anticipated expiration: 2036-03-31
Also published as: EP3226094B1; JP2017176115A; EP3226094A1; US20170285630A1; US10571905B2

Description

この発明は、作業エリアを原動機で自律走行しながら作業機で作業する自律走行作業車の制御装置に関する。

この種の自律走行作業車の制御装置として例えば特許文献１記載の技術が知られている。特許文献１記載の技術は、複数の作業エリアで作業可能な複数の作業機を備えると共に、それらの複数の作業エリアでの作業機の作業割合を算出するように構成されている。

欧州特許出願公開第２３９０７４１号明細書

上記特許文献１記載の技術は複数の作業機を複数の作業エリアで作業させる場合の制御に関するが、１個の作業機、例えば芝刈り機を備えた自律走行作業車に作業させるとき、通例、ユーザあるいは販売店が経験で求めた値に基づいて作業車に作業時間を入力していた。その結果、作業時間が過大あるいは過小となって作業を適正に行えない場合があった。

従って、この発明の課題は、ユーザの作業時間の設定を容易にして作業を適正に行えるようにした自律走行作業車の制御装置を提供することにある。

上記した課題を解決するため、この発明は、作業エリアを原動機で自律走行しながら作業機で作業する自律走行作業車の制御装置において、前記作業エリアについて複数のセルを配列してなるマップを生成するマップ生成部と、前記マップ生成部によって生成されたマップに基づいて前記作業エリアの面積を算出するエリア面積算出部と、前記エリア面積算出部によって算出された作業エリアの面積について予め設定された特性に従って単位期間当たりの必要作業時間を算出する必要作業時間算出部と、前記エリア面積算出部によって算出された作業エリアの面積と前記必要作業時間算出部によって算出された必要作業時間とから少なくともなる情報をユーザに提示し、ユーザの希望する希望作業時間と希望作業時刻の入力を促すユーザ入力促進部と、前記ユーザ入力促進部の促しに応じて入力されたユーザの希望作業時間と希望作業時刻に基づき、予め設定された第２の特性に従って前記必要作業時間を前記単位期間に割り当てて目標作業日程を算出すると共に、前記算出された目標作業日程に従って作業を制御する作業制御部とを備える如く構成した。

作業エリアのマップを生成して面積を算出し、算出された作業エリアの面積について予め設定された第１の特性に従って単位時間当たりの必要算出時間を算出し、ユーザに提示して希望作業時間と希望作業時刻の入力を促し、その入力されたユーザの希望に基づいて予め設定された第２の特性に従って目標作業日程を算出して作業を制御するように構成したので、第１、第２の特性を適宜設定しておくことで作業時間が過不足になることがなく、作業を適正に行うことができる。また、ユーザとしても提示に応じて希望を入力すれば足るので、作業時間の設定を簡略に行うことができる。

この発明の実施形態に係る自律走行作業車を全体的に示す概念図である。図１の自律走行作業車の上面図である。図１のＥＣＵ（電子制御ユニット）の入出力関係を示すブロック図である。図１の自律走行作業車の作業エリアなどの説明図である。図４の充電ステーションの電気的な構成を示すブロック図である。図５の充電ステーションからエリアワイヤに通電される交流電流信号を示す波形図である。図４のエリアワイヤからの離間距離と磁界強度との関係を示す図である。図１の作業車のトレース走行時の動作を示す図である。図８のトレース走行で生成される作業エリアのマップを示す説明図である。この実施形態に係る装置の動作を示すフロー・チャートである。図１０フロー・チャートの処理で検索される作業時間テーブルの特性（第１の特性）を示す説明図である。同様に図１０フロー・チャートの処理で検索される作業割り当てテーブルの特性（第２の特性）を示す説明図である。図１０フロー・チャートの処理で検索される作業割り当てテーブルの特性（第２の特性）の別の例を示す説明図である。図９の作業エリアの別の例を示す説明図である。

図１はこの発明の実施形態に係る自律走行作業車を全体的に示す概念図、図２は図１の自律走行作業車の上面図、図３は図１のＥＣＵ（電子制御ユニット）の入出力関係を示すブロック図である。

以下では上面視における作業車１０の進行方向（車長方向）と、それに直交する横方向（車幅方向）と、進行方向と横方向に直交する鉛直方向とをそれぞれ前後方向、左右方向、上下方向と定義し、それに従って各部の構成を説明する。

図１において符号１０は自律走行作業車（以下「作業車」という）を示す。作業車１０は具体的には芝刈り機からなる。作業車１０の車体１２はシャシ１２ａとそれに取り付けられるフレーム１２ｂとからなる。

作業車１０は、前後方向においてシャシ１２ａの前側にステー１２ａ１を介して固定される比較的小径の左右２個の前輪１４を備えると共に、後側にシャシ１２ａに直接取り付けられる比較的大径の左右の後輪１６を備える。

作業車１０のシャシ１２ａの中央位置付近には作業機、具体的には芝刈り作業用のブレード（ロータリブレード）２０が取り付けられると共に、その上部には電動モータ（以下「作業モータ」という）２２が配置される。ブレード２０は作業モータ２２に接続され、作業モータ２２によって回転駆動される。

ブレード２０にはユーザの手動操作自在なブレード高さ調整機構２４が接続される。ブレード高さ調整機構２４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２０の接地面ＧＲからの上下方向の高さが調整可能に構成される。

作業車１０のシャシ１２ａには、ブレード２０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）２６Ｌ，２６Ｒが取り付けられる。走行モータ２６Ｌ，２６Ｒは左右の後輪１６に接続され、前輪１４を従動輪、後輪１６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２０と作業モータ２２と走行モータ２６などはフレーム１２ｂで被覆される。

この実施形態において、作業車１０はユーザが運搬可能な重量と寸法を有し、例えば全長（前後方向長さ）７１ｃｍ程度、全幅５５ｃｍ程度、高さ３０ｃｍ程度の寸法を有する。

作業車１０の後部には搭載充電ユニット３０と搭載電池（バッテリ）３２とが格納されると共に、フレーム１２ｂには一対の電池充電端子３４が前進方向の前方に突出するように取り付けられる。搭載電池３２は例えばリチウムイオン電池からなる。

電池充電端子３４は搭載充電ユニット３０に配線を介して接続されると共に、搭載充電ユニット３０は搭載電池３２に接続される。また、作業モータ２２と走行モータ２６も搭載電池３２に接続され、搭載電池３２から通電されるように構成される。尚、図１では配線の図示を省略する。

作業車１０において車体１２の前側には左右２個の磁気センサ、即ち、第１磁気センサ３６Ｌ、第２磁気センサ３６Ｒが配置され、それぞれ磁界の大きさ（磁界強度）を示す信号を出力する。図２に示す如く、第１、第２磁気センサ３６Ｌ，３６Ｒは作業車１０の車体１２の前後方向において前側に前後方向に延びる車体中心線ＣＬ１に対して左右方向に対称となる位置に配置される。

また、車体１２のフレーム１２ｂには、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接触センサ４０が取り付けられる。

作業車１０の中央位置付近には収納ボックス（図示せず）が設けられると共に、その内部に収納された回路基板４２上には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）４４が搭載される。図３に示す如く、ＥＣＵ４４は、ＣＰＵ４４ａと、Ｉ／Ｏ４４ｂと、メモリ（ＲＯＭ，ＥＥＰＲＯＭ，ＲＡＭ）４４ｃを備える。

また、回路基板４２上には、ＥＣＵ４４に近接して作業車１０の重心位置のｚ軸（鉛直軸）回りの角速度（ヨーレート）を示す出力を生じる角速度センサ４６と、作業車１０に作用するｘ，ｙ，ｚ軸の直交３軸方向の加速度を示す出力を生じる加速度センサ５０と、地磁気に応じた絶対方位を示す出力を生じる方位センサ５２と、ＧＰＳ衛星からの電波を受信して作業車１０の現在位置（緯度、経度）を示す出力を生じるＧＰＳセンサ５４が設けられる。

また、作業車１０の左右の後輪１６の付近には左右の後輪１６の車輪速を示す出力を生じる車輪速センサ５６が配置されると共に、シャシ１２ａとフレーム１２ｂの間には、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リフトセンサ６０が配置される。搭載電池３２には搭載電池３２の消費電流を示す出力を生じる電流センサ６２が配置される。

また、作業車１０には、作業の動作開始などを指令するメインスイッチ６４と非常停止を指令する非常停止スイッチ６６とがユーザの操作自在に設けられる。さらに、作業車１０のフレーム１２ｂは上面で大きく切り欠かれてそこにユーザの指令などの入力のためのキーボードやタッチパネルなどの入力機器６８が設けられると共に、ディスプレイ７０が設けられる。入力機器６８とディスプレイ７０はＥＣＵ４４に接続され、ディスプレイ７０にはＥＣＵ４４の指令に応じて作業モードなどの各種の情報が表示される。

図３に示す如く、磁気センサ３６、接触センサ４０、角速度センサ４６などのセンサ類の出力とメインスイッチ６４などのスイッチ類の出力は、ＥＣＵ４４に送られ、Ｉ／Ｏ４４ｂを介して入力される。ＥＣＵ４４は、それらの出力に基づき、搭載電池３２から走行モータ２６に通電すると共に、Ｉ／Ｏ４４ｂを介して制御値を出力して走行モータ２６の動作を制御することで作業車１０の走行を制御する。

走行モータ２６Ｌ，２６Ｒは左右の後輪１６を互いに独立に正転（前進方向への回転）あるいは逆転（後進方向への回転）可能に構成され、左右の後輪１６の回転に速度差を生じさせて作業車１０を任意の方向に旋回させるように構成される。

例えば、左右の後輪１６をそれぞれ正転させる際、右後輪１６の回転速度を左後輪１６の回転速度よりも速くすると、その速度差に応じた旋回角度で作業車１０を左方に旋回させる一方、左後輪１６の回転速度を右後輪１６の回転速度よりも速くすると、その速度差に応じた旋回角度で作業車１０を右方に旋回させることができる。また、左右の後輪１６を互いに同一速度で一方を正転、他方を逆転させると、作業車１０はその場で旋回させることができる。

また、ＥＣＵ４４はセンサ類の出力、特に磁気センサ３６の出力から作業エリア（作業領域）ＡＲを検出（認識）し、それに基づいて作業モータ２２に通電して作業エリアＡＲで作業する。

その作業エリアＡＲの検出（認識）とそこでの作業について図４を参照して説明する。

作業エリアＡＲは、その周縁（境界）に配置される、より具体的にはその周縁の地中に埋設されるなどして配置されるエリアワイヤ（電線）７２によって区画される。作業エリアＡＲの内側と外側のいずれか、具体的には内側に作業車１０の搭載電池３２を充電するための充電ステーション（以下「充電ＳＴ」という）７６が配置される。尚、図４では作業車１０や充電ＳＴ７６の大きさなどを誇張して示す。

図５は充電ＳＴ７６の電気的な構成を示すブロック図である。

同図に示す如く、充電ＳＴ７６は、電源（商用電源）８０にコンセント８２を介して接続される充電器８４と、充電器８４に接続される一対の充電端子８６とを備える。充電端子８６は、作業車１０に搭載される一対の電池充電端子３４にその接点３４ａ（図２に示す）を介して接続自在に構成される。

充電器８４は、ＡＣ／ＤＣ変換器８４ａと、ＡＣ／ＤＣ変換器８４ａの動作を制御するマイクロコンピュータからなる充電用ＥＣＵ（電子制御ユニット）８４ｂと、２基の信号発生器８４ｃとを備える。

充電ＳＴ７６において電源８０からコンセント８２を通じて送られる交流は、充電器８４のＡＣ／ＤＣ変換器８４ａで適宜な電圧に降圧されつつ直流に変換されて充電端子８６に送られ、帰還した作業車１０が充電端子８６と電池充電端子３４とを介して接続（ドッキング）されたとき、作業車１０の搭載電池３２を充電するように構成される。

また、ＡＣ／ＤＣ変換器８４ａの出力は信号発生器８４ｃと充電用ＥＣＵ８４ｂに供給される。充電用ＥＣＵ８４ｂはＥＣＵ４４と通信自在に構成され、ＥＣＵ４４の指令に応じて信号発生器８４ｃの動作を制御する。

２基の信号発生器８４ｃは、ＥＣＵ４４の指令に応じた充電用ＥＣＵ８４ｂの指令に従ってＡＣ／ＤＣ変換器８４ａで適宜な電圧に降圧された直流電流を所定の信号に変換し、前記したエリアワイヤ７２とドッキングワイヤ（電線。第１ワイヤ）９０とステーションワイヤ（電線。第２ワイヤ。以下「ＳＴワイヤ」という）９２に通電する。

図６に、第１の信号発生器８４ｃからエリアワイヤ７２に通電される電流波形を示す。電流波形は信号長Ｌを有し、任意な周期Ｔｎで通電される。尚。図示は省略するが、第２の信号発生器８４ｃもドッキングワイヤ９０とＳＴワイヤ９２に同種の電流波形（位相において異なる）を通電する。

図４に戻って作業エリアＡＲの検出について説明すると、信号発生器８４ｃによってエリアワイヤ７２に図６に示されるような電流が流されると、アンペアの右ねじの法則に従ってエリアワイヤ７２を中心として右巻き同心円状の磁界が発生するが、このときの磁界強度はエリアワイヤ７２の全長によって相違すると共に、エリアワイヤ７２からの離間距離によっても相違する。

図７は、エリアワイヤ７２からの離間距離ｄと磁界強度Ｈとの関係を示す図である。同図に示すように、磁界強度Ｈはエリアワイヤ７２からの離間距離ｄに応じて変化し、エリアワイヤ７２上において０となり、作業エリアＡＲの内側でプラス、外側でマイナスの値となる。

ＥＣＵ４４はエリアワイヤ７２への通電により発生する磁界強度を作業車１０に搭載した磁気センサ３６で検出することによって作業エリアＡＲ内における作業車（自車）１０の位置、即ち、作業車１０が作業エリアＡＲの内側／外側のいずれにいるかを判断すると共に、作業車１０とエリアワイヤ７２との離間距離を検出（算出）する。

具体的には、ＥＣＵ４４は磁気センサ３６Ｌ，３６Ｒの検出値を読み込み、検出値がマイナスになると、例えば角速度センサ４６の検出値に基づいて作業車１０を作業エリアＡＲの内側に向けて所定角度だけ旋回させ、よって作業エリアＡＲの内側で作業車１０を走行（例えばランダムに直進走行）させる。

この実施形態では、ＥＣＵ４４は、作業車１０を作業モードと帰還モードとのうちのいずれかで動作させる。作業モードは作業車１０が作業エリアＡＲ内を自律走行しながら作業を行うモードであり、帰還モードは搭載電池３２への充電が必要になったときに作業車１０を充電ＳＴ７６まで帰還させるモードである。尚、作業モードまたは帰還モードの一つとしてエリアワイヤ７２上をトレースするように作業車１０を走行させるトレース走行も行われる。ＥＣＵ４４は作業モードの前にトレース走行させることで作業エリアＡＲ、より具体的にはその境界を認識（把握）する。

図８は、トレース走行時の作業車１０の動作を示す図である。同図に示すように、トレース走行時には、左右一対の磁気センサ３６Ｌ，３６Ｒのうち一方の磁気センサ（例えば３６Ｌ）をエリアワイヤ７２の内側に位置させつつ、他方の磁気センサ（例えば３６Ｒ）がエリアワイヤ７２上を矢印Ａ方向に移動するように作業車１０を周回走行させる。

具体的には、ＥＣＵ４４は磁気センサ３６Ｒの出力を監視し、それによって検出される磁界強度Ｈが０となるように走行モータ２６Ｌ，２６Ｒを制御する。例えば、磁気センサ３６Ｒによって検出される磁界強度Ｈがプラスになると、右側の走行モータ２６Ｒを減速かつ左側の走行モータ２６Ｌを増速させ、作業車１０を右側に旋回させる一方、磁気センサ３６Ｒによって検出される磁界強度Ｈがマイナスになると、右側の走行モータ２６Ｒを増速かつ左側の走行モータ２６Ｌを減速させ、作業車１０を左側に旋回させる。

これにより、磁気センサ３６Ｒをエリアワイヤ７２に近づけ、磁気センサ３６Ｒにより検出される磁界強度Ｈを０に維持しつつ、エリアワイヤ７２上を走行することができる。

トレース走行は作業車１０の電池充電端子３４を充電ＳＴ７６の充電端子に接続させた状態から開始され、作業車１０がエリアワイヤ７２に沿って周回走行した後、作業車１０の電池充電端子３４が充電ＳＴ７６の充電端子に再び接続されたときに終了する。

トレース走行開始から終了までの作業車１０の位置はＧＰＳセンサ５４によって検出される。ＥＣＵ４４はＧＰＳセンサ５４と方位センサ５２の出力に基づき、充電ＳＴ７６を基準（原点）とする作業エリアＡＲのマップ（作業エリアマップ）ＭＰを生成する。

図９にそのマップＭＰを示す。マップＭＰにおいてエリアワイヤ７２の位置は作業エリアＡＲの境界線（周縁）Ｌ０として示される。

より具体的には、マップＭＰは、トレース走行開始時の充電ＳＴ７６の位置を原点とし、かつ方位センサ５２によって規定される所定方位を基準とする直交２軸座標の平面（ＸＹ平面）上において境界線Ｌ０の内側の作業エリアＡＲを格子状に等間隔に分割して得られる複数のセルＣｍｐを配列してなる。

マップＭＰにおいて、セルＣｍｐはそれぞれ作業エリアＡＲにおいて例えば縦横１ｍ程度の大きさに相当すると共に、それぞれ固有の位置座標（Ｘ，Ｙ座標）を有する。

ＥＣＵ４４は図示のマップＭＰに基づいて作業車１０の走行を制御するが、この実施形態に係る自律走行作業車の制御装置の特徴は作業車１０の行う作業時間の設定にあるので、以下その点に焦点をおいて説明する。

図１０はその自律走行作業車の制御装置の動作を示すフロー・チャートである。図示のプログラムは、ＥＣＵ４４によって実行される。より具体的にはそのＣＰＵ４４ａは図３に記載されるようにマップ生成部（あるいは生成手段）４４ａ１、エリア面積算出部（あるいは算出手段）４４ａ２、必要作業時間算出部（あるいは算出手段）４４ａ３、ユーザ入力促進部（あるいは促進手段）４４ａ４、作業制御部（あるいは制御手段）４４ａ５を備え、図１０に示す処理はそれらマップ生成部４４ａ１などによって実行される。

以下説明すると、Ｓ１０において充電ＳＴ７６から作業車１０のトレース走行を開始させ、Ｓ１２に進んで上記したマップＭＰの生成を開始する（Ｓ：処理ステップ）。次いでＳ１４に進み、作業車１０が充電ＳＴ７６に戻ったか判断する。これは電流センサ６２の出力から作業車１０の電池充電端子３４が充電ＳＴ７６の充電端子と接続したか否か判断することで行う。

Ｓ１４の処理は所定の時間間隔で実行され、Ｓ１４で否定される度にＳ１２に戻って以上の処理を繰り返す。即ち、Ｓ１０からＳ１４までの処理は上記したトレース走行での図９に示すマップＭＰを生成する処理に相当する。生成されたマップＭＰはメモリ４４ｃに格納される。

次いでＳ１６に進み、生成されたマップＭＰに基づいて作業エリアＡＲの面積Ｓと周長（Ｌ０の全長）Ｌを算出する。面積Ｓは図９に示すマップＭＰのセルＣｍｐの個数をカウントするなどして算出する。あるいは面積Ｓは数式１に従って多角形内座標から算出しても良い。周長Ｌは数式２に従って多角形内座標から算出する。尚、数式１，２においてｊ：算出時点（ｊ＝１：充電ＳＴ７６からの出発時点、ｊ＝ｎ＋１：充電ＳＴ７６への帰還時点）である。

面積Ｓを数式１に従って算出するときはＳ１４で否定される度に繰り返される走行軌跡片から得られる台形の面積を次々と求め、求めた面積を合算することで行う。周長Ｌを数式２に従って算出するときは、走行軌跡片のそれぞれの長さを求めて合算することで行う。

次いでＳ１８に進み、生成されたマップＭＰを確認する。これは具体的には、生成されたマップＭＰをディスプレイ７０の画面に表示してユーザに確認を求めることで行う。

次いでＳ２０に進み、作業時間テーブルを算出された面積Ｓで検索して必要作業時間を設定する。この処理は、算出された作業エリアＡＲの面積Ｓについて予め設定された特性（図１１に示す作業時間テーブル）に従って単位期間当たりの必要作業時間を算出する処理に相当する。

図１１に作業時間テーブルの特性を示す。図示の如く、作業時間テーブルは、図９に示す作業エリアＡＲに止まらず、それ以外の広狭さまざまな大きさの作業エリアについて面積ごとに単位期間（例えば１週間）の必要作業時間が示されるように設定される。

次いでＳ２２に進み、マップＭＰと面積Ｓと設定された必要作業時間からなる情報をユーザに提示し、希望作業時間と作業時刻の入力を促す。即ち、生成された作業エリアＡＲのマップＭＰと算出された作業エリアの面積Ｓと算出された必要作業時間とから少なくともなる情報をユーザに提示し、ユーザの希望する希望作業時間と希望作業時刻の入力を促す。

入力には、ユーザに希望の作業時間あるいは時刻がない場合に備え、ＥＣＵ４４側で自動的に設定するように指令する入力も含まれる。

次いでＳ２４に進み、入力があったか否か判断し、否定されるときはＳ２２に戻ると共に、肯定されるときはＳ２６に進み、ユーザから入力機器６８を介して入力されたユーザの希望に基づき、作業割り当てテーブルから必要作業時間を単位期間、例えば１週間に割り当てて目標作業日程を算出すると共に、算出された目標作業日程に従って作業を制御する。

Ｓ２６の処理は、提示に応じて入力されたユーザの希望作業時間と希望作業時刻に基づき、予め設定された第２の特性に従って必要作業時間を単位期間に割り当てて目標作業日程を算出すると共に、算出された目標作業日程に従って作業を制御する処理に相当する。

上記で「作業を制御」とは、先に述べた作業モードに移行し、目標作業日程に従い、作業エリアＡＲを走行しつつブレード２０を駆動して芝刈り作業を実行することを意味する。

図１２に作業割り当てテーブルの特性を示す。図示の如く、作業時間テーブルは月曜日から日曜日までの０時から２４時までの１週間の作業面積（ｍ２当たり）で示される。

図１２は作業エリアＡＲの面積Ｓが具体的には２０００ｍ^２で必要作業時間が８４時間／週の場合、Ｓ２２の提示に応じてユーザからＥＣＵ４４側で自動的に作業を設定するように指令が入力されたときの処理を示す。このときは、同図に示す目標作業日程に従って作業が自動的に実行される。

他方、図１３は同様の作業環境において、斜線で示す如く、ユーザから作業を平日では午前６時から午後８時まで、土曜日では午前９時から正午までと午後２時から５時まで、日曜日では午前７時から正午までと午後２時から５時までの作業時間と作業時刻を希望された例を示す。このときはユーザの希望に従って作業が自動的に実行される

尚、図１４に示す如く、作業エリアＡＲをゾーン１とゾーン２などの複数のゾーンに区分し、図１０フロー・チャートのＳ１６において区分されたゾーンごとに作業エリアＡＲの面積Ｓを算出しても良い。その場合は図１０のＳ１８以降の処理においてゾーンごとに作業時間と作業時刻が設定される。

また、図３に想像線で示す如く、ＥＣＵ４４にユーザの操作可能な外部機器（例えばスマートフォン）１００を接続可能とし、図１０のＳ１８，Ｓ２２，Ｓ２６の処理において外部機器１００を通じてユーザに情報を提示すると共に、外部機器１００を通じてユーザの入力を促す、あるいは外部機器１００を通じてユーザの希望を入力させるようにしても良い。

上記した如く、この実施形態にあっては、作業エリアＡＲを原動機（走行モータ）２６で自律走行しながら作業機（ブレード）２０で作業する自律走行作業車１０の制御装置において、前記作業エリアについて複数のセルＣｍｐを配列してなるマップＭＰを生成するマップ生成部（ＥＣＵ４４，４４ａ１，Ｓ１０からＳ１４）と、前記マップ生成部によって生成されたマップに基づいて前記作業エリアの面積Ｓを算出するエリア面積算出部（ＥＣＵ４４，４４ａ２，Ｓ１６）と、前記エリア面積算出部によって算出された作業エリアの面積について予め設定された第１の特性に従って単位期間当たりの必要作業時間を算出（設定）する必要作業時間算出部（ＥＣＵ４４，４４ａ３，Ｓ２０）と、前記エリア面積算出部によって算出された作業エリアの面積と前記必要作業時間算出部によって算出された必要作業時間とから少なくともなる情報をユーザに提示し、ユーザの希望する希望作業時間と希望作業時刻の入力を促すユーザ入力促進部（ＥＣＵ４４，４４ａ４，Ｓ２２）と、前記ユーザ入力促進部の促しに応じて入力されたユーザの希望作業時間と希望作業時刻に基づき、予め設定された第２の特性に従って前記必要作業時間を前記単位期間に割り当てて目標作業日程を算出すると共に、前記算出された目標作業日程に従って作業を制御する作業制御部（ＥＣＵ４４，４４ａ５，Ｓ２４，Ｓ２６）とを備える如く構成したので、第１、第２の特性を適宜設定しておくことで作業時間が過不足になることがなく、作業を適正に行うことができる。また、ユーザとしても提示に応じて作業を夜間にさせるか日中にさせるかなどの希望を入力すれば足るので、作業時間の設定を簡略に行うことができて作業を適正に行うことができる。

また、前記エリア面積算出部は、前記マップ生成部によって生成されたマップＭＰに基づいて前記作業エリアＡＲを複数のゾーン（ゾーン１、ゾーン２）に区分し、前記区分されたゾーンごとに前記作業エリアＡＲの面積Ｓを算出する如く構成したので、上記した効果に加え、作業時間が一層過不足になることがなく、作業を一層適正に行うことができる。

また、前記作業車は前記作業エリアＡＲの境界線Ｌ０に配置されると共に、電源８０に接続されるエリアワイヤ７２の通電時に生じる磁界を検出する磁気センサ３６を備えると共に、前記マップ生成部は、前記磁気センサ３６によって検出された磁界に基づいて前記作業車を走行させることで前記マップＭＰを生成する如く構成したので、上記した効果に加え、自律走行作業車の走行に必要なマップＭＰを生成するときに行うことで、目標作業日程を簡単に設定することができる。

また、前記原動機が電動モータ（走行モータ）２６であると共に、前記マップ生成部は、前記作業エリアＡＲに配置されて前記作業車の搭載電池３２を充電可能な充電ステーション（ＳＴ）７６から開始して前記充電ステーションに戻るように前記作業車を走行させることで前記マップＭＰを生成する如く構成したので、上記した効果に加え、自律走行作業車の走行に必要なマップＭＰを簡易に生成できると共に、それに従って目標作業日程を簡単に設定することができる。

また、前記作業車は自車の位置を検出する位置センサ（ＧＰＳセンサ）５４と方位を検出する方位センサ５２とを備えると共に、前記マップ生成部は、前記充電ステーション７６から開始して前記充電ステーションに戻るように前記作業車を走行させるとき、前記位置センサと方位センサで検出された位置と方位に基づいて前記マップを生成する如く構成したので、上記した効果に加え、自律走行作業車の走行に必要なマップＭＰを簡易に生成できると共に、それに従って目標作業日程を簡単に設定することができる。

また、前記ユーザ入力促進部は、ユーザの操作可能な外部機器１００に接続され、前記外部機器を通じて前記情報をユーザに提示すると共に、前記外部機器を通じてのユーザの入力を促す如く構成したので、上記した効果に加え、ユーザは作業車１０から離れた位置から作業時間の設定を行うことができる。

尚、上記において単位期間を週としたが、それに限られるものではなく、月、季節などであっても良い。

また、作業車１０を芝刈り作業車に適用したが、この発明はそれに限られるものではなく、他の自律走行可能な自律走行作業車に適用可能である。

１０自律走行作業車（作業車）、１２車体、１４前輪、１６後輪、２０ブレード（作業機）、２２電動モータ（作業モータ）、２４ブレード高さ調節機構、２６電動モータ（原動機。走行モータ）、３０搭載充電ユニット、３２搭載電池、３４電池充電端子、３６磁気センサ（３６Ｌ第１磁気センサ，３６Ｒ第２磁気センサ）、４４電子制御ユニット（ＥＣＵ）、４４ａ１マップ生成部、４４ａ２エリア面積算出部、４４ａ３必要作業時間算出部、４４ａ４ユーザ入力促進部、４４ａ５作業制御部、４６角速度センサ、５０加速度センサ、５２方位センサ、５４ＧＰＳセンサ、５６車輪速センサ、６２電流センサ、７０ディスプレイ、７２エリアワイヤ、７６充電ステーション（ＳＴ）、８４充電器、８６充電端子、ＡＲ作業エリア

Claims

作業エリアを原動機で自律走行しながら作業機で作業する自律走行作業車の制御装置において、
前記作業エリアについて複数のセルを配列してなるマップを生成するマップ生成部と、
前記マップ生成部によって生成されたマップに基づいて前記作業エリアの面積を算出するエリア面積算出部と、
前記エリア面積算出部によって算出された作業エリアの面積について予め設定された第１の特性に従って単位期間当たりの必要作業時間を算出する必要作業時間算出部と、
前記エリア面積算出部によって算出された作業エリアの面積と前記必要作業時間算出部によって算出された必要作業時間とから少なくともなる情報をユーザに提示し、ユーザの希望する希望作業時間と希望作業時刻の入力を促すユーザ入力促進部と、
前記ユーザ入力促進部の促しに応じて入力されたユーザの希望作業時間と希望作業時刻に基づき、予め設定された第２の特性に従って前記必要作業時間を前記単位期間に割り当てて目標作業日程を算出すると共に、前記算出された目標作業日程に従って前記作業を制御する作業制御部とを備えることを特徴とする自律走行作業車の制御装置。
前記エリア面積算出部は、前記マップ生成部によって生成されたマップに基づいて前記作業エリアを複数のゾーンに区分し、前記区分されたゾーンごとに前記作業エリアの面積を算出することを特徴とする請求項１記載の自律走行作業車の制御装置。
前記作業車は前記作業エリアの周縁に配置されると共に、電源に接続されるエリアワイヤの通電時に生じる磁界を検出する磁気センサを備え、前記マップ生成部は、前記磁気センサによって検出された磁界に基づいて前記作業車を走行させることで前記マップを生成することを特徴とする請求項１または２記載の自律走行作業車の制御装置。
前記原動機が電動モータであると共に、前記マップ生成部は、前記作業エリアに配置されて前記作業車の搭載電池を充電可能な充電ステーションから開始して前記充電ステーションに戻るように前記作業車を走行させることで前記マップを生成することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の自律走行作業車の制御装置。
前記作業車は自車の位置を検出する位置センサと方位を検出する方位センサとを備えると共に、前記マップ生成部は、前記充電ステーションから開始して前記充電ステーションに戻るように前記作業車を走行させるとき、前記位置センサと方位センサで検出された自車の位置と方位に基づいて前記マップを生成することを特徴とする請求項４記載の自律走行作業車の制御装置。
前記ユーザ入力促進部は、ユーザの操作可能な外部機器に接続され、前記外部機器を通じて前記情報をユーザに提示すると共に、前記外部機器を通じてユーザの入力を促すことを特徴とする請求項１記載の自律走行作業車の制御装置。