JP6877327B2

JP6877327B2 - Mower

Info

Publication number: JP6877327B2
Application number: JP2017242687A
Authority: JP
Inventors: 孝徳小林; 雅寛川畑; 中村　太郎; 太郎中村; 純一郎瀧口; 佑輔南方
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2017-12-19
Filing date: 2017-12-19
Publication date: 2021-05-26
Anticipated expiration: 2037-12-19
Also published as: JP2019106941A

Description

本発明は、草刈走行を行う走行機体と、走行機体を制御する走行制御部と、距離センサと、が備えられた草刈機に関する。 The present invention relates to a mowing machine provided with a traveling machine that performs mowing traveling, a traveling control unit that controls the traveling machine, and a distance sensor.

例えば特許文献１に、草刈走行を行う走行機体（文献では「車体３」）と、作業領域の範囲に存在する物体を検出する検出装置（文献では「物体検出部１１」）と、検出装置により検出された物体に基づいて算出された基準線（文献では符号「ＳＬ」）から走行機体までの離間距離を演算する距離算出部（文献では「距離演算部１４」）と、基準線から走行機体までの距離が予め設定された範囲内に収まるように走行制御する走行制御部（文献では符号「１６」）と、が備えられている自動草刈機が開示されている。特許文献１の自動草刈機では、果樹園内の二つ以上の果樹を目標物として基準線が生成される。 For example, in Patent Document 1, a traveling machine (“body 3” in the document) for mowing, a detection device (“object detection unit 11” in the document) for detecting an object existing in a work area, and a detection device are used. A distance calculation unit (“distance calculation unit 14” in the literature) that calculates the distance from the reference line (reference numeral “SL” in the literature) calculated based on the detected object to the traveling aircraft, and a traveling aircraft from the reference line (“distance calculation unit 14” in the literature). There is disclosed an automatic mower equipped with a travel control unit (reference numeral "16" in the literature) that controls travel so that the distance to the distance is within a preset range. In the automatic mower of Patent Document 1, a reference line is generated with two or more fruit trees in the orchard as targets.

特開２０１６−１８９１７２号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-189172

特許文献１に記載の発明では、果樹の幹が地面から立ち上がって果樹と地面とを容易に区別可能であるため、距離算出部は、果樹を目標物とする基準線と、走行機体と、の離間距離を演算できる。しかし、例えば法面等では地面から立ち上がる幹等が存在しない場合があり、目標物の設定ができずに基準線の生成ができない虞がある。 In the invention described in Patent Document 1, since the trunk of the fruit tree rises from the ground and the fruit tree and the ground can be easily distinguished, the distance calculation unit determines the reference line for the fruit tree and the traveling machine. The separation distance can be calculated. However, for example, on a slope or the like, there may be no trunk or the like that rises from the ground, and there is a risk that the target cannot be set and the reference line cannot be generated.

上述した実情に鑑みて、本発明の目的は、草刈対象領域に目標物が無い場合であっても、刈取前の草と刈取後の地面とを精度良く判別して自動走行が可能な草刈機を提供することにある。 In view of the above-mentioned circumstances, an object of the present invention is a mower capable of automatically discriminating between the grass before cutting and the ground after cutting even when there is no target in the area to be cut. Is to provide.

本発明の草刈機は、
草刈走行を行う走行機体と、
前記走行機体を制御する走行制御部と、
前記走行機体と、機体左右方向に位置する物体と、の距離を、機体左右両方に亘って走査する距離センサと、
前記距離センサの走査によって検出された距離及び走査角度に基づいて、機体左右両方に亘る対地高さデータを生成するデコード制御部と、
前記対地高さデータに基づく近似線によって、刈取後の地面のラインとして識別される地面基準線と、刈取前の草のラインとして識別される草基準線と、を生成する物体検出部と、
前記草基準線と前記走行機体との距離に基づいて目標距離を算出する目標距離算出部と、
前記草基準線と前記走行機体との距離が、前記目標距離と一致するように指示信号を出力する走行指示部と、
が備えられていることを特徴とする。 The mower of the present invention
A traveling machine that cuts grass and
A traveling control unit that controls the traveling aircraft,
A distance sensor that scans the distance between the traveling machine and an object located in the left-right direction of the machine across both the left and right sides of the machine.
A decoding control unit that generates ground height data on both the left and right sides of the aircraft based on the distance and scanning angle detected by scanning the distance sensor.
An object detection unit that generates a ground reference line identified as a line of the ground after cutting and a grass reference line identified as a line of grass before cutting by an approximate line based on the height data to the ground.
A target distance calculation unit that calculates a target distance based on the distance between the grass reference line and the traveling aircraft,
A traveling instruction unit that outputs an instruction signal so that the distance between the grass reference line and the traveling aircraft matches the target distance.
Is provided.

例えば樹木等の目立った目標物が無い草刈対象領域であっても、草刈の対象となる草は存在する。本発明によると、距離センサが走行機体の左右方向を操作することによって、刈取後の地面と刈取前の草とを識別し、草の識別に基づく草基準線と、走行機体と、が予め設定された距離を保持するように、走行機体が制御される。このことから、草刈機は、刈取後の地面と刈取前の草との境界に沿って、草刈走行を自動的に行うことが可能となる。その結果、草刈対象領域に目標物が無い場合であっても、刈取前の草と刈取後の地面とを精度良く判別して自動走行が可能な草刈機が実現される。 For example, even in a grass mowing target area where there is no conspicuous target such as a tree, there is grass to be mowed. According to the present invention, the distance sensor operates the left-right direction of the traveling machine to discriminate between the ground after cutting and the grass before cutting, and the grass reference line based on the identification of the grass and the traveling machine are set in advance. The traveling aircraft is controlled to maintain the distance. From this, the mower can automatically perform the mowing run along the boundary between the ground after mowing and the grass before mowing. As a result, even when there is no target in the mowing target area, a mowing machine capable of automatically traveling by accurately discriminating between the grass before mowing and the ground after mowing is realized.

本構成において、
前記走行機体の走行モードを判定する走行モード判定部が備えられ、
前記走行モードは、手動制御モードと、自動制御モードと、を有し、
前記走行モードが前記手動制御モードの場合、前記走行制御部は手動制御の操作信号に基づいて前記走行機体を制御し、
前記走行モードが前記自動制御モードの場合、前記走行制御部は前記走行指示部の指示信号に基づいて前記走行機体を制御すると好適である。 In this configuration
A traveling mode determination unit for determining the traveling mode of the traveling aircraft is provided.
The traveling mode includes a manual control mode and an automatic control mode.
When the traveling mode is the manual control mode, the traveling control unit controls the traveling aircraft based on the operation signal of the manual control.
When the traveling mode is the automatic control mode, it is preferable that the traveling control unit controls the traveling aircraft based on the instruction signal of the traveling instruction unit.

草刈対象領域の状況や走行機体の状況に対応して、草刈機は遠隔操作が可能な方が望ましい。本構成であれば、走行モード判定部による走行モードの判定から、走行制御部が入力する信号を、手動制御モードの場合における操作信号と、自動制御モードの場合における指示信号と、に切換可能となる。 It is desirable that the mower can be operated remotely according to the situation of the area to be mowed and the situation of the traveling aircraft. With this configuration, the signal input by the travel control unit can be switched between the operation signal in the manual control mode and the instruction signal in the automatic control mode from the determination of the travel mode by the travel mode determination unit. Become.

本構成において、
前記距離センサは、機体前後方向を軸芯に回転することによって走査するように構成されていると好適である。 In this configuration
It is preferable that the distance sensor is configured to scan by rotating around the axis in the front-rear direction of the machine body.

本構成であれば、距離センサの走査角度が前後方向を軸芯に回転するため、距離センサは、刈取後の地面のうち、走行機体の下方近傍の地面を走査できる。これにより、距離センサが刈取後の地面と刈取前の草とを精度良く走査可能となる。 In this configuration, since the scanning angle of the distance sensor rotates around the axis in the front-rear direction, the distance sensor can scan the ground near the lower part of the traveling machine body in the ground after cutting. As a result, the distance sensor can accurately scan the ground after cutting and the grass before cutting.

前記距離センサは、前記走行機体の前部又は後部の何れか一方に設けられていると好適である。 It is preferable that the distance sensor is provided on either the front portion or the rear portion of the traveling machine body.

本構成であれば、距離センサが走行機体の前後中央部に設けられる構成と比較して、距離センサは、距離センサの真下の地面を走査可能となる。これにより、距離センサが刈取後の地面と刈取前の草とを精度良く走査可能となる。 With this configuration, the distance sensor can scan the ground directly below the distance sensor, as compared with the configuration in which the distance sensor is provided at the center of the front and rear of the traveling machine body. As a result, the distance sensor can accurately scan the ground after cutting and the grass before cutting.

本構成において、
前記距離センサは、前記走行機体の前部及び後部の両方に設けられていると好適である。 In this configuration
It is preferable that the distance sensor is provided on both the front portion and the rear portion of the traveling machine body.

本構成であれば、走行機体の前部に設けられた距離センサによって草刈走行が行われる前の地面及び草を走査できると共に、走行機体の後部に設けられた距離センサによって草刈走行が行われた後の地面及び草を走査できる。これにより、草刈機は、刈取後の地面と刈取前の草との境界に精度良く沿うことが可能となる。 With this configuration, the distance sensor provided at the front of the traveling machine can scan the ground and grass before the mowing is performed, and the distance sensor provided at the rear of the traveling machine is used to mow the grass. You can scan the back ground and grass. This allows the mower to accurately follow the boundary between the ground after mowing and the grass before mowing.

本構成において、
前記物体検出部は、前記対地高さデータのうち、前記距離センサの機体鉛直下方から予め設定された機体左右方向の範囲内のデータから近似線を算出することによって、前記地面基準線を生成するように構成されていると好適である。 In this configuration
The object detection unit generates the ground reference line by calculating an approximate line from the ground height data within a preset range in the left-right direction of the aircraft from vertically below the aircraft of the distance sensor. It is preferable that the configuration is as follows.

本構成であれば、近似線に基づいて地面基準線が生成される構成であるため、対地高さデータから刈取後の地面と草刈前の草とを効率よく判別できる。 In this configuration, since the ground reference line is generated based on the approximate line, it is possible to efficiently discriminate between the ground after cutting and the grass before cutting from the ground height data.

本構成において、
前記物体検出部は、前記対地高さデータのうち、前記地面基準線から一定値以上の高さを有するデータが一定範囲以上に亘って連続する箇所のデータから近似線を算出することによって、草候補線を生成するように構成されていると好適である。 In this configuration
The object detection unit calculates an approximate line from the data of the portion of the ground height data in which the data having a height of a certain value or more from the ground reference line is continuous over a certain range or more. It is preferable that it is configured to generate a candidate line.

本構成であれば、草候補線として生成される対地高さデータは、データが一定範囲以上に亘って連続する箇所のデータに限定される。このため、一定範囲に亘って連続しないデータが、草候補線のデータから排除され、草を誤検出する虞が低減される。また、近似線に基づいて草候補線が生成される構成であるため、対地高さデータから刈取後の地面と草刈前の草とを効率よく判別できる。 In this configuration, the ground height data generated as the grass candidate line is limited to the data of the place where the data is continuous over a certain range or more. Therefore, data that is not continuous over a certain range is excluded from the data of the grass candidate line, and the risk of erroneous detection of grass is reduced. In addition, since the grass candidate line is generated based on the approximate line, the ground after cutting and the grass before cutting can be efficiently discriminated from the ground height data.

本構成において、
前記草候補線は、複数生成され、
前記走行機体に、前記走行機体の傾斜角度を検出する慣性センサが備えられ、
前記物体検出部は、前記草候補線のうち、前記草候補線の前記地面基準線に対する傾斜角度と、前記慣性センサによって検出された傾斜角度から算出された算出傾斜角度と、が予め定められた基準範囲内である一つの前記草候補線を、前記草基準線と特定するように構成されていると好適である。 In this configuration
Multiple grass candidate lines are generated,
The traveling machine body is provided with an inertial sensor that detects the inclination angle of the traveling machine body.
In the object detection unit, among the grass candidate lines, the inclination angle of the grass candidate line with respect to the ground reference line and the calculated inclination angle calculated from the inclination angle detected by the inertia sensor are predetermined. one of the grass candidate lines is within the reference range, it is preferable to have been configured to identify said grass reference line.

一般的に、草は傾斜地であっても特定方向（例えば鉛直方向）に沿って上方に生える場合が多い。本構成であると、慣性センサの傾斜角度に基づいて当該特定方向の算出が可能である。このため、複数の草候補線のうち、当該特定方向に沿う草候補線を草基準線と特定することによって、草の判別精度が向上する。 In general, grass often grows upward along a specific direction (for example, vertical direction) even on slopes. With this configuration, it is possible to calculate the specific direction based on the tilt angle of the inertial sensor. Therefore, among the plurality of grass candidate lines, the grass candidate line along the specific direction is specified as the grass reference line, so that the grass discrimination accuracy is improved.

本構成において、
前記草基準線は、前記地面基準線から予め設定された高さの範囲内に限定されると好適である。 In this configuration
It is preferable that the grass reference line is limited to a preset height range from the ground reference line.

草の上部は風で揺れる場合が多いため、本構成であれば、風等の外乱による草の誤検出を防止できる。 Since the upper part of the grass is often shaken by the wind, this configuration can prevent erroneous detection of the grass due to disturbance such as wind.

本構成において、
前記草基準線と前記走行機体との距離は、現在と過去複数回とに亘って算出された複数の値が記憶され、
前記目標距離は、前記複数の値の移動平均値に基づいて算出されると好適である。 In this configuration
As the distance between the grass reference line and the traveling aircraft, a plurality of values calculated over the present and the past multiple times are stored.
It is preferable that the target distance is calculated based on the moving average value of the plurality of values.

草刈走行において、草と走行機体との距離が一定範囲内に保持されている場合であっても、地面の石や杭等の検知によって草基準線と走行機体との距離が急激に大きく変化する場合も考えられる。本構成であれば、目標距離が移動平均値であるため、草基準線と走行機体との距離が急激に大きく変化する場合であっても、目標距離の変化は、草基準線と走行機体との距離の変化よりも小さなものとなり、走行指示部における指示信号が安定する。 Even when the distance between the grass and the traveling aircraft is kept within a certain range during mowing, the distance between the grass reference line and the traveling aircraft changes drastically due to the detection of stones and stakes on the ground. There may be cases. In this configuration, since the target distance is the moving average value, even if the distance between the grass reference line and the traveling aircraft changes drastically, the change in the target distance is between the grass reference line and the traveling aircraft. It becomes smaller than the change of the distance of, and the instruction signal in the traveling instruction unit becomes stable.

草刈機の構成を示す側面図である。It is a side view which shows the structure of a mower. 旋回状態の平面図である。It is a top view of the turning state. 直進状態の平面図である。It is a plan view of a straight running state. 制御ユニットを表すブロック図である。It is a block diagram showing a control unit. 草刈機の草刈走行を示す正面図である。It is a front view which shows the mowing running of a mower. 距離センサの走査に基づく二次元の座標位置情報を示すグラフ図である。It is a graph which shows the two-dimensional coordinate position information based on the scan of a distance sensor. 未刈草の検出処理を示すフロートチャートである。It is a float chart which shows the detection process of uncut grass. 刈取後の地面の判定を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the determination of the ground after cutting. 傾斜面と未刈草との相対角度の算出を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the calculation of the relative angle between an inclined surface and uncut grass. 草候補線及び草基準線の生成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the generation of a grass candidate line and a grass reference line. 目標距離の算出を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the calculation of the target distance. 草候補線の生成の別実施形態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows another embodiment of the generation of a grass candidate line. 距離センサの走査の別実施形態を示す平面図である。It is a top view which shows another embodiment of scanning of a distance sensor.

〔草刈機の基本構成〕
本発明による草刈機について、その実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に示されているように、本実施形態に例示される草刈機に、走行機体１と、第一車輪２Ａと、第二車輪２Ｂと、草刈装置３と、が備えられている。第一車輪２Ａは、走行機体１における長手方向の一端側に左右一対で設けられている。第二車輪２Ｂは、走行機体１における長手方向の他端側に左右一対で設けられている。草刈装置３は、走行機体１の下部における第一車輪２Ａと第二車輪２Ｂとの間に設けられている。 [Basic configuration of mower]
An embodiment of the mower according to the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the mower exemplified in this embodiment includes a traveling machine body 1, a first wheel 2A, a second wheel 2B, and a mowing device 3. The first wheels 2A are provided in pairs on one end side in the longitudinal direction of the traveling machine body 1. A pair of left and right wheels 2B are provided on the other end side of the traveling machine body 1 in the longitudinal direction. The mowing device 3 is provided between the first wheel 2A and the second wheel 2B at the lower part of the traveling machine body 1.

走行機体１の上部に、送信機７（図４参照）と通信可能なアンテナ８が立設されている。送信機７は、操作者が持ち運びしながら草刈機を人為操作可能なように構成されている。送信機７は、例えば作業者が手元で操作するプロポーショナル方式のコントローラによる操作であったり、タッチパネル方式の表示画面を有する携帯端末機器による操作であったりしても良い。 An antenna 8 capable of communicating with the transmitter 7 (see FIG. 4) is erected on the upper part of the traveling machine body 1. The transmitter 7 is configured so that the operator can artificially operate the mower while carrying it. The transmitter 7 may be operated by a proportional controller operated by an operator at hand, or may be operated by a mobile terminal device having a touch panel display screen, for example.

図示はしないが、走行機体１に、エンジンＥの動力を、第一車輪２Ａと第二車輪２Ｂに伝達すると共に、草刈装置３に伝達する伝動機構が備えられている。伝動機構は、第一車輪２Ａ及び第二車輪２Ｂと、草刈装置３と、に対する動力伝達を断続できるように構成されている。エンジンＥの動力が、第一車輪２Ａ及び第二車輪２Ｂと、草刈装置３と、に伝達されることで、機体を走行させながら草刈作業を行うことができる。第一車輪２Ａに第一操向モータ９Ａが設けられ、第一車輪２Ａは第一操向モータ９Ａの駆動力により縦軸芯周りで揺動してステアリング操作自在なように構成されている。また、第二車輪２Ｂに第二操向モータ９Ｂが設けられ、第二車輪２Ｂは第二操向モータ９Ｂの駆動力により縦軸芯周りで揺動してステアリング操作自在なように構成されている。図２及び図３に示されているように、第一車輪２Ａ及び第二車輪２Ｂは夫々、直進用姿勢、右向き揺動姿勢、並びに、左向き揺動姿勢の夫々に向き変更操作可能である。 Although not shown, the traveling machine body 1 is provided with a transmission mechanism that transmits the power of the engine E to the first wheel 2A and the second wheel 2B and also to the mowing device 3. The transmission mechanism is configured so that power transmission to the first wheel 2A, the second wheel 2B, and the mowing device 3 can be interrupted. By transmitting the power of the engine E to the first wheel 2A, the second wheel 2B, and the mowing device 3, the mowing work can be performed while the machine body is running. A first steering motor 9A is provided on the first wheel 2A, and the first wheel 2A is configured to swing around the vertical axis core by the driving force of the first steering motor 9A so that the steering can be operated freely. Further, the second wheel 2B is provided with the second steering motor 9B, and the second wheel 2B is configured to swing around the vertical axis core by the driving force of the second steering motor 9B so that the steering can be operated freely. There is. As shown in FIGS. 2 and 3, the first wheel 2A and the second wheel 2B can be turned and operated in the straight-ahead posture, the right-facing swing posture, and the left-facing swing posture, respectively.

走行機体１の前上部又は後上部に距離センサ１０が備えられている。距離センサ１０は、例えば、ＬＲＦ（ＬａｓｅｒＲａｎｇｅＦｉｎｄｅｒ）であって、例えばレーザー光や超音波のような空中伝搬する信号を検出信号として送信する。検出信号が検出対象物に照射されると、検出信号は検出対象物の表面で反射する。そして、距離センサ１０は、検出対象物の表面で反射した検出信号を、反射信号として取得する。つまり、距離センサ１０は、距離センサ１０の検出用範囲に向けて検出信号を送信し、かつ、検出信号に対する反射信号を取得する。そして、距離センサ１０は、検出信号を送信してから反射信号を取得するまでの時間に基づいて、距離センサ１０と検出対象物との距離を算出するように構成されている。距離センサ１０が検出信号を送信し、かつ、反射信号を取得する処理を、以下「走査」と称する。なお、距離センサ１０は、走行機体１の前部又は後部の何れか一方に設けられる構成であっても良いし、走行機体１の前部又は後部の両方に設けられる構成であっても良い。 A distance sensor 10 is provided on the front upper portion or the rear upper portion of the traveling machine body 1. The distance sensor 10 is, for example, an LRF (Laser Range Finder), and transmits a signal propagating in the air such as a laser beam or an ultrasonic wave as a detection signal. When the detection signal is applied to the detection target object, the detection signal is reflected on the surface of the detection target object. Then, the distance sensor 10 acquires the detection signal reflected on the surface of the detection object as a reflection signal. That is, the distance sensor 10 transmits a detection signal toward the detection range of the distance sensor 10 and acquires a reflection signal with respect to the detection signal. The distance sensor 10 is configured to calculate the distance between the distance sensor 10 and the object to be detected based on the time from the transmission of the detection signal to the acquisition of the reflected signal. The process in which the distance sensor 10 transmits the detection signal and acquires the reflected signal is hereinafter referred to as “scanning”. The distance sensor 10 may be provided on either the front portion or the rear portion of the traveling machine body 1, or may be provided on both the front portion or the rear portion of the traveling machine body 1.

傾斜角度検出部１１が走行機体１に備えられ、傾斜角度検出部１１は、例えば慣性センサの一例であるＩＭＵ（ＩｎｅｒｔｉａｌＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＵｎｉｔ）であって、走行機体１の傾きを検出して検出傾斜角度Ｉｍを出力する。 The tilt angle detection unit 11 is provided in the traveling machine body 1, and the tilt angle detecting unit 11 is, for example, an IMU (Inertial Measurement Unit) which is an example of an inertial sensor, and detects the tilt of the traveling machine body 1 to detect the tilt angle Im. Is output.

〔制御構成について〕
図４に示されているように、草刈機の自動走行を可能にするための制御ユニットＵが、例えばマイクロコンピュータに組み込まれた状態で、草刈機に備えられている。制御ユニットＵに、デコード制御部１２と、走行モード判定部１３と、物体検出部１４と、目標距離算出部１５と、走行指示部１６と、が備えられている。デコード制御部１２は、距離センサ１０の走査によって算出された距離と、当該算出時の走査角度と、に基づいて、距離センサ１０に対する機体左右方向の水平距離と、距離センサ１０に対する機体上下方向の垂直距離と、を座標位置情報として算出する。制御ユニットＵは、自動制御モードと手動制御モードとに切替可能なように構成され、走行モード判定部１３の判定によって、自動制御モードと手動制御モードとの何れであるかが判定される。 [Control configuration]
As shown in FIG. 4, a control unit U for enabling automatic running of the mower is provided in the mower, for example, in a state of being incorporated in a microcomputer. The control unit U includes a decoding control unit 12, a travel mode determination unit 13, an object detection unit 14, a target distance calculation unit 15, and a travel instruction unit 16. Based on the distance calculated by scanning the distance sensor 10 and the scanning angle at the time of the calculation, the decoding control unit 12 determines the horizontal distance of the aircraft in the left-right direction with respect to the distance sensor 10 and the vertical distance of the aircraft with respect to the distance sensor 10. The vertical distance is calculated as coordinate position information. The control unit U is configured to be switchable between an automatic control mode and a manual control mode, and the determination of the traveling mode determination unit 13 determines which of the automatic control mode and the manual control mode is.

物体検出部１４は、詳細について後述するが、座標位置情報に基づいて刈取後の地面を近似直線（近似線）で表す地面基準線ＬＧと、刈取前の草のラインを近似直線で表す草基準線ＬＫと、を生成する。物体検出部１４に記憶部１４ａが備えられ、記憶部１４ａは、例えばＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）であって、デコード制御部１２によって算出された座標位置情報を経時的に記憶する。地面基準線ＬＧ及び草基準線ＬＫの生成は、記憶部１４ａに記憶された座標位置情報を用いることによって行われる。 Although the details will be described later, the object detection unit 14 has a ground reference line LG that represents the ground after cutting with an approximate straight line (approximate line) based on the coordinate position information, and a grass reference that represents the grass line before cutting with an approximate straight line. The line LK and is generated. The object detection unit 14 is provided with a storage unit 14a, and the storage unit 14a is, for example, a RAM (Random Access Memory), and stores the coordinate position information calculated by the decoding control unit 12 over time. The ground reference line LG and the grass reference line LK are generated by using the coordinate position information stored in the storage unit 14a.

目標距離算出部１５は、草基準線ＬＫと距離センサ１０との離間距離を算出する。また、目標距離算出部１５は、走行機体１のうち、距離センサ１０の位置する箇所が草基準線ＬＫと離間しながら好適に草刈走行するための目標距離ＬＭを算出する。そして、走行指示部１６は、草基準線ＬＫと距離センサ１０との離間距離を、目標距離ＬＭに保持するように制御信号を出力する。 The target distance calculation unit 15 calculates the distance between the grass reference line LK and the distance sensor 10. In addition, the target distance calculation unit 15 calculates the target distance LM for the traveling machine body 1 to appropriately mow the grass while the position where the distance sensor 10 is located is separated from the grass reference line LK. Then, the travel instruction unit 16 outputs a control signal so as to keep the distance between the grass reference line LK and the distance sensor 10 at the target distance LM.

走行機体１に、送信機７から無線送信される操作信号を、アンテナ８を介して受信可能な通信部１７が備えられている。通信部１７の受信情報は制御ユニットＵに入力される。手動制御モードでは、送信機７の人為操作に基づいて草刈走行等が行われる。このため、手動制御モードの状態で、走行指示部１６は無効化されるが、走行指示部１６と連動して物体検出部１４及び目標距離算出部１５も無効化される構成であっても良い。 The traveling machine body 1 is provided with a communication unit 17 capable of receiving an operation signal wirelessly transmitted from the transmitter 7 via the antenna 8. The received information of the communication unit 17 is input to the control unit U. In the manual control mode, mowing or the like is performed based on the artificial operation of the transmitter 7. Therefore, in the manual control mode, the travel instruction unit 16 is invalidated, but the object detection unit 14 and the target distance calculation unit 15 may also be invalidated in conjunction with the travel instruction unit 16. ..

走行指示部１６の出力対象は走行制御部Ｃであり、走行制御部Ｃに、走行制御モータ１８と、前後進モータ１９と、第一操向モータ９Ａと、第二操向モータ９Ｂと、が備えられている。走行制御モータ１８は、エンジンＥに対する燃料供給量を調整するアクセル２０と、第一車輪２Ａ及び第二車輪２Ｂを制動するブレーキ２１と、を操作する。前後進モータ１９は、正逆転切換機構２２を切り換え操作する。図示はしないが、正逆転切換機構２２は、第一車輪２Ａ及び第二車輪２ＢにエンジンＥの動力を伝達する伝動装置に備えられ、エンジンＥの動力を正転方向と逆転方向とに切換えるためのギア機構である。第一操向モータ９Ａは第一車輪２Ａを操向操作し、第二操向モータ９Ｂは第二車輪２Ｂを操向操作する。走行制御モータ１８と、前後進モータ１９と、の夫々は、電動モータであっても良いし、電磁スイッチであっても良い。 The output target of the travel instruction unit 16 is the travel control unit C, and the travel control unit C includes a travel control motor 18, a forward / backward motor 19, a first steering motor 9A, and a second steering motor 9B. It is equipped. The travel control motor 18 operates an accelerator 20 that adjusts the amount of fuel supplied to the engine E, and a brake 21 that brakes the first wheel 2A and the second wheel 2B. The forward / reverse motor 19 switches the forward / reverse switching mechanism 22. Although not shown, the forward / reverse switching mechanism 22 is provided in a transmission device that transmits the power of the engine E to the first wheel 2A and the second wheel 2B in order to switch the power of the engine E between the forward rotation direction and the reverse rotation direction. Gear mechanism. The first steering motor 9A steers the first wheel 2A, and the second steering motor 9B steers the second wheel 2B. The travel control motor 18 and the forward / backward motor 19 may be electric motors or electromagnetic switches, respectively.

走行モードが自動制御モードの場合、走行制御部Ｃは、走行指示部１６の指示信号に基づく制御を行う。走行モードが手動制御モードの場合、送信機７の人為操作に基づく操作信号が、通信部１７及び走行モード判定部１３を介して走行制御部Ｃに入力され、走行制御部Ｃは、当該操作信号に基づく制御を行う。 When the travel mode is the automatic control mode, the travel control unit C performs control based on the instruction signal of the travel instruction unit 16. When the travel mode is the manual control mode, an operation signal based on the human operation of the transmitter 7 is input to the travel control unit C via the communication unit 17 and the travel mode determination unit 13, and the travel control unit C receives the operation signal. Control based on.

草刈機の状態は、通信部１７から機体外部の機器に送信可能であり、例えば携帯端末機器の表示画面に、草刈機の現在位置や状態を表示することも可能である。草刈機の状態は、例えば、草刈走行の車速であったり、燃料の残量であったり、草刈機に搭載された各種機器の不具合を示すものであったりしても良い。 The state of the mower can be transmitted from the communication unit 17 to a device outside the machine, and for example, the current position and state of the mower can be displayed on the display screen of the mobile terminal device. The state of the mower may be, for example, the vehicle speed of the mowing run, the remaining amount of fuel, or a malfunction of various devices mounted on the mower.

〔未刈草の検出処理〕
図５に示されているように、草刈機が自動走行を伴って草刈作業を行うとき、距離センサ１０は、走行機体１の機体前後方向を軸芯に回転しながら、機体左右両方に亘って走査を行う。即ち、地面及び未刈草（図５のＧＮで示された領域）の距離センサ１０に対する離間距離が、距離センサ１０の走査によって得られる。本実施形態では、距離センサ１０による走査は、図５で示された反時計回りの回転で、走査角度Ｓｓと走査角度Ｓｆとに亘って２７０度の走査角度範囲で行われ、走査角度Ｓｓ及び走査角度Ｓｆは、機体の真上に対して左右に夫々４５度傾斜する。なお、走査角度Ｓｓ及び走査角度Ｓｆの傾斜角度は、適宜変更可能であり、夫々同じ傾斜角度でなくても良い。 [Uncut grass detection process]
As shown in FIG. 5, when the mower performs mowing work with automatic running, the distance sensor 10 rotates around the machine body in the front-rear direction of the traveling body 1 and extends over both the left and right sides of the body. Scan. That is, the distance between the ground and the uncut grass (the region shown by GN in FIG. 5) with respect to the distance sensor 10 is obtained by scanning the distance sensor 10. In the present embodiment, the scanning by the distance sensor 10 is performed in a scanning angle range of 270 degrees over the scanning angle Ss and the scanning angle Sf by the counterclockwise rotation shown in FIG. 5, and the scanning angle Ss and the scanning angle Sf are scanned. The scanning angle Sf is tilted 45 degrees to the left and right with respect to directly above the aircraft. The tilt angles of the scanning angle Ss and the scanning angle Sf can be changed as appropriate, and they do not have to be the same tilt angle.

距離センサ１０の走査によって、距離センサ１０の走査角度毎に、反射信号に基づく距離情報が取得される。デコード制御部１２は、例えば三角関数を用いる等の方法によって、この走査角度及び距離情報を、距離センサ１０に対する機体左右方向の水平距離と、距離センサ１０に対する機体上下方向の垂直距離と、に変換する。これにより、距離センサ１０の経時的な走査によって取得された距離情報は、二次元の座標位置情報に逐次変換され、当該座標位置情報の集合は、物体検出部１４に備えられる記憶部１４ａに記憶される。 By scanning the distance sensor 10, distance information based on the reflected signal is acquired for each scanning angle of the distance sensor 10. The decoding control unit 12 converts the scanning angle and distance information into a horizontal distance in the left-right direction of the aircraft with respect to the distance sensor 10 and a vertical distance in the vertical direction of the aircraft with respect to the distance sensor 10, for example, by using a trigonometric function. To do. As a result, the distance information acquired by scanning the distance sensor 10 over time is sequentially converted into two-dimensional coordinate position information, and the set of the coordinate position information is stored in the storage unit 14a provided in the object detection unit 14. Will be done.

二次元の座標位置情報の集合は、図６に示されるような波形として表され、この波形は、当該座標位置情報の集合に基づいてプロットされるデジタルの波形である。座標の中心は、距離センサ１０の走査角度の回転軸中心である。座標の下側において左右方向に沿う波形は、刈取後の地面を示す地面ラインＧ１であり、座標の右側において上下方向に沿う波形は、未刈草を示す未刈草ラインＧ２である。これにより、未刈草ラインＧ２の地面ラインＧ１に対する対地高さデータが得られる。 The set of two-dimensional coordinate position information is represented as a waveform as shown in FIG. 6, and this waveform is a digital waveform plotted based on the set of coordinate position information. The center of the coordinates is the center of the rotation axis of the scanning angle of the distance sensor 10. The waveform along the left-right direction on the lower side of the coordinates is the ground line G1 indicating the ground after cutting, and the waveform along the vertical direction on the right side of the coordinates is the uncut grass line G2 indicating uncut grass. As a result, the ground height data of the uncut grass line G2 with respect to the ground line G1 can be obtained.

なお、図６では未刈草ラインＧ２が機体の側部よりも離れた状態で位置しているが、これは例示である。例えば、距離センサ１０が走行機体１の前端部に位置する場合、機体前方に未刈草が存在することから、未刈草ラインＧ２が機体と重複する状態で位置することが考えられる。また、例えば距離センサ１０が走行機体１の後端部に位置する場合、未刈草ラインＧ２が機体の横側部と接する状態で位置することが考えられる。 In FIG. 6, the uncut line G2 is located farther from the side of the machine body, which is an example. For example, when the distance sensor 10 is located at the front end of the traveling machine body 1, it is conceivable that the uncut grass line G2 is positioned so as to overlap the machine body because the uncut grass is present in front of the machine body. Further, for example, when the distance sensor 10 is located at the rear end of the traveling machine body 1, it is conceivable that the uncut line G2 is positioned in contact with the lateral side of the machine body.

次に、未刈草を検知するための具体的な手順の例を図７に基づいて説明する。この手順では、走査角度Ｓｓから走査が開始され、地面の走査を経て走査角度Ｓｆで走査が完了するまでの一周期の走査の例を示しており、走査角度Ｓｓから走査角度Ｓｆまでの走査が繰り返し行われる。 Next, an example of a specific procedure for detecting uncut grass will be described with reference to FIG. 7. In this procedure, an example of one cycle of scanning is shown in which scanning is started from the scanning angle Ss, scanning on the ground, and scanning at the scanning angle Sf is completed, and scanning from the scanning angle Ss to the scanning angle Sf is shown. It is repeated.

距離センサ１０による走査が走査角度Ｓｓから開始される（ステップ＃１）。距離センサ１０の走査角度が回転しながら走査が継続され（ステップ＃２）、走査によって取得された距離情報は、走査が行われた時点の走査角度と紐付けられて、デコード制御部１２によって二次元の座標位置情報に逐次変換される（ステップ＃３）。ステップ＃２の処理とステップ＃３の処理とは、距離センサ１０の走査角度が走査角度Ｓｆに到達するまで継続する。 Scanning by the distance sensor 10 is started from the scanning angle Ss (step # 1). Scanning is continued while the scanning angle of the distance sensor 10 is rotating (step # 2), and the distance information acquired by scanning is associated with the scanning angle at the time of scanning, and is linked by the decoding control unit 12. It is sequentially converted into dimensional coordinate position information (step # 3). The process of step # 2 and the process of step # 3 are continued until the scanning angle of the distance sensor 10 reaches the scanning angle Sf.

距離センサ１０の走査角度が、刈取後の地面を判定するタイミングの走査角度Ｓｇ２（図８参照）に到達し、かつ、地面基準線ＬＧが生成されていない状態であると（ステップ＃４：Ｙｅｓ）、刈取後の地面のラインとして識別される地面基準線ＬＧが、物体検出部１４によって生成される（ステップ＃５）。図８に示されているように、距離センサ１０の走査角度Ｓｇ１と、距離センサ１０の走査角度Ｓｇ２との間で対応する座標情報に基づく近似直線として、地面基準線ＬＧが生成される。地面基準線ＬＧから上下方向の距離ｄ１，ｄ２の範囲内にある座標位置情報は地面の座標位置情報（地面データ）として判別される。 When the scanning angle of the distance sensor 10 reaches the scanning angle Sg2 (see FIG. 8) at the timing of determining the ground after cutting, and the ground reference line LG is not generated (step # 4: Yes). ), The ground reference line LG identified as the line of the ground after cutting is generated by the object detection unit 14 (step # 5). As shown in FIG. 8, the ground reference line LG is generated as an approximate straight line based on the corresponding coordinate information between the scanning angle Sg1 of the distance sensor 10 and the scanning angle Sg2 of the distance sensor 10. The coordinate position information within the range of the vertical distances d1 and d2 from the ground reference line LG is determined as the coordinate position information (ground data) of the ground.

走査角度Ｓｇ１及び走査角度Ｓｇ２は、距離センサ１０が走行機体１に対して機体鉛直下方（機体垂直下方）を向く走査角度Ｓｂに対して左右対称に傾斜する。本実施形態では、走査角度Ｓｇ１及び走査角度Ｓｇ２は、走査角度Ｓｂに対して左右に夫々１０度傾くように構成されているが、この傾斜角度は適宜変更可能であり、例えば走行機体１の左右幅に亘る傾斜角度であっても良い。また、走査角度Ｓｇ１及び走査角度Ｓｇ２は、走査角度Ｓｂに対して左右対称でなくても良い。 The scanning angle Sg1 and the scanning angle Sg2 are tilted symmetrically with respect to the scanning angle Sb in which the distance sensor 10 faces vertically downward (vertically downward) the aircraft with respect to the traveling aircraft 1. In the present embodiment, the scanning angle Sg1 and the scanning angle Sg2 are configured to be tilted by 10 degrees to the left and right with respect to the scanning angle Sb, but the tilt angles can be changed as appropriate, for example, to the left and right of the traveling machine body 1. It may be an inclination angle over the width. Further, the scanning angle Sg1 and the scanning angle Sg2 do not have to be symmetrical with respect to the scanning angle Sb.

地面基準線ＬＧから上下方向の距離ｄ１，ｄ２は、例えば夫々十センチメートルに設定されているが、この値は適宜変更可能である。また、距離ｄ１，ｄ２は、同じ値でなくても良い。 The vertical distances d1 and d2 from the ground reference line LG are set to, for example, 10 centimeters, respectively, but this value can be changed as appropriate. Further, the distances d1 and d2 do not have to be the same value.

地面基準線ＬＧの生成が完了すると、刈取後の地面に対する未刈草の算出傾斜角度θ２が物体検出部１４によって算出される（ステップ＃６）。刈取後の地面の傾斜角度θ１は、傾斜角度検出部１１によって出力される検出傾斜角度Ｉｍに基づいて算出される。傾斜角度θ１は、検出傾斜角度Ｉｍの瞬時測定値であっても良いし、周期的に出力された過去複数個の検出傾斜角度Ｉｍの平均値であっても良い。図９に示されているように、一般的に、未刈草は傾斜地であっても鉛直方向に沿って上方に生えることが知られており、刈取後の地面に対する未刈草の算出傾斜角度θ２は、下記の式で算出される。 When the generation of the ground reference line LG is completed, the object detection unit 14 calculates the calculated inclination angle θ2 of the uncut grass with respect to the ground after cutting (step # 6). The inclination angle θ1 of the ground after cutting is calculated based on the detection inclination angle Im output by the inclination angle detection unit 11. The tilt angle θ1 may be an instantaneously measured value of the detected tilt angle Im, or may be an average value of a plurality of past detection tilt angles Im that are periodically output. As shown in FIG. 9, it is generally known that uncut grass grows upward along a vertical direction even on a slope, and the calculated inclination angle θ2 of the uncut grass with respect to the ground after cutting is , Calculated by the following formula.

算出傾斜角度θ２＝９０°−θ１ Calculated tilt angle θ2 = 90 ° -θ1

距離センサ１０の走査は継続し、物体検出部１４は、距離センサ１０の走査に基づく座標位置情報が、草の座標位置情報（草データ）であるかどうかを判定する（ステップ＃７）。本実施形態では、地面基準線ＬＧから上下方向の距離ｄ１，ｄ２の範囲内にある座標位置情報は、地面データとして判別される。このため、物体検出部１４は、距離ｄ１，ｄ２の範囲から外れた座標位置情報を、草データとして判定する。つまり、物体検出部１４は、地面基準線ＬＧから一定値以上の高さの座標位置情報を、草データとして判定する。 The scanning of the distance sensor 10 is continued, and the object detection unit 14 determines whether or not the coordinate position information based on the scanning of the distance sensor 10 is the coordinate position information (grass data) of the grass (step # 7). In the present embodiment, the coordinate position information within the range of the vertical distances d1 and d2 from the ground reference line LG is determined as the ground data. Therefore, the object detection unit 14 determines the coordinate position information outside the range of the distances d1 and d2 as grass data. That is, the object detection unit 14 determines the coordinate position information at a height equal to or higher than a certain value from the ground reference line LG as grass data.

誤検出を防止するため、草データが予め設定された個数に亘って、連続して検出されるかどうかが、物体検出部１４によって判定される（ステップ＃８）。草データが予め設定された個数に亘って、連続して検出されると（ステップ＃８：Ｙｅｓ）、物体検出部１４は、当該草データに基づいて草候補線Ｌｃを生成する（ステップ＃９）。つまり、草候補線Ｌｃとして生成される草データは、該当データが一定範囲以上に亘って連続する箇所の草データに限定される。草候補線Ｌｃの生成の可否を判定する連続検出個数は、天候や季節や未刈草の種類に対応して適宜変更可能である。距離センサ１０の走査角度が走査角度Ｓｆに到達するまで、物体検出部１４は、草候補線Ｌｃを複数生成する。図１０において、草候補線Ｌｃは、地面基準線ＬＧの位置する側に最も近い草候補線Ｌｃ（１）から、地面基準線ＬＧの位置する側から最も遠い草候補線Ｌｃ（４）まで、四個の草候補線Ｌｃが生成された状態が示されている。物体検出部１４が草候補線Ｌｃを生成する個数は、適宜変更可能である。 In order to prevent erroneous detection, the object detection unit 14 determines whether or not the grass data is continuously detected over a preset number (step # 8). When the grass data is continuously detected over a preset number (step # 8: Yes), the object detection unit 14 generates the grass candidate line Lc based on the grass data (step # 9). ). That is, the grass data generated as the grass candidate line Lc is limited to the grass data at the place where the corresponding data is continuous over a certain range or more. The number of continuous detections for determining whether or not the grass candidate line Lc can be generated can be appropriately changed according to the weather, the season, and the type of uncut grass. The object detection unit 14 generates a plurality of grass candidate lines Lc until the scanning angle of the distance sensor 10 reaches the scanning angle Sf. In FIG. 10, the grass candidate line Lc extends from the grass candidate line Lc (1) closest to the side where the ground reference line LG is located to the grass candidate line Lc (4) farthest from the side where the ground reference line LG is located. The state in which four grass candidate lines Lc are generated is shown. The number of grass candidate lines Lc generated by the object detection unit 14 can be changed as appropriate.

距離センサ１０の走査角度が走査角度Ｓｇ２に到達すると（ステップ＃１０：Ｙｅｓ）、距離センサ１０の走査が完了する。その後、物体検出部１４は、ステップ＃１０の処理とステップ＃１１との処理を繰り返す。つまり、夫々の草候補線Ｌｃの、地面基準線ＬＧに対する傾斜角度（以下、「相対角度θ」と称する）を算出する（ステップ＃１１）。そして、物体検出部１４は相対角度θと算出傾斜角度θ２とを比較する（ステップ＃１２）。相対角度θが、算出傾斜角度θ２から予め設定された基準範囲内であれば（ステップ＃１２：一致判定）、物体検出部１４は、該当する草候補線Ｌｃを草基準線ＬＫして確定する（ステップ＃１３）。図１１において、草候補線Ｌｃ（２）に基づく草基準線ＬＫが示されている。この場合、地面基準線ＬＧに対する草候補線Ｌｃ（２）の相対角度θが、算出傾斜角度θ２から予め設定された範囲内に収まっていることが、物体検出部１４によって判定され、草候補線Ｌｃが、草基準線ＬＫして確定する。これにより、草基準線ＬＫが物体検出部１４によって特定される。 When the scanning angle of the distance sensor 10 reaches the scanning angle Sg2 (step # 10: Yes), the scanning of the distance sensor 10 is completed. After that, the object detection unit 14 repeats the process of step # 10 and the process of step # 11. That is, the inclination angle (hereinafter, referred to as “relative angle θ”) of each grass candidate line Lc with respect to the ground reference line LG is calculated (step # 11). Then, the object detection unit 14 compares the relative angle θ with the calculated inclination angle θ2 (step # 12). If the relative angle θ is within the preset reference range from the calculated inclination angle θ2 (step # 12: match determination), the object detection unit 14 determines the corresponding grass candidate line Lc by LKing the grass reference line LK. (Step # 13). In FIG. 11, the grass reference line LK based on the grass candidate line Lc (2) is shown. In this case, it is determined by the object detection unit 14 that the relative angle θ of the grass candidate line Lc (2) with respect to the ground reference line LG is within a preset range from the calculated inclination angle θ2, and the grass candidate line Lc is determined by the grass reference line LK. As a result, the grass reference line LK is specified by the object detection unit 14.

このとき、物体検出部１４は、複数の草候補線Ｌｃのうち、算出傾斜角度θ２から予め設定された範囲内に相対角度θが収まっていることが最初に判定された草候補線Ｌｃを、草基準線ＬＫして確定する構成であっても良い。また、物体検出部１４は、全ての草候補線Ｌｃの地面基準線ＬＧに対する相対角度θを算出し、算出傾斜角度θ２に最も近似する相対角度θを有する草候補線Ｌｃを、草基準線ＬＫして確定する構成であっても良い。 At this time, the object detection unit 14 first determines that the relative angle θ is within a preset range from the calculated inclination angle θ2 among the plurality of grass candidate lines Lc. The structure may be determined by LK the grass reference line. Further, the object detection unit 14 calculates the relative angle θ of all the grass candidate lines Lc with respect to the ground reference line LG, and sets the grass candidate line Lc having the relative angle θ closest to the calculated inclination angle θ2 as the grass reference line LK. The configuration may be determined by

草基準線ＬＫの確定後、目標距離算出部１５は、地面基準線ＬＧと草基準線ＬＫとの交点Ｓを算出する。そして、交点Ｓと距離センサ１０との離間距離を算出し、交点Ｓと走行機体１との離間距離のうち、走行機体１の草刈走行に好適な目標距離ＬＭを算出する（ステップ＃１４）。走行機体１の草刈走行に好適な目標距離ＬＭは、地面の傾斜角度や未刈草の種類や高さ、走行機体１における距離センサ１０の取付位置、走行機体１の前進方向等に基づいて決定できる。 After the grass reference line LK is determined, the target distance calculation unit 15 calculates the intersection S between the ground reference line LG and the grass reference line LK. Then, the separation distance between the intersection S and the distance sensor 10 is calculated, and among the separation distances between the intersection S and the traveling machine body 1, the target distance LM suitable for the mowing running of the traveling machine body 1 is calculated (step # 14). The target distance LM suitable for mowing the traveling machine 1 can be determined based on the inclination angle of the ground, the type and height of uncut grass, the mounting position of the distance sensor 10 on the traveling machine 1, the forward direction of the traveling machine 1, and the like. ..

このように、距離センサ１０の走査角度が一回転する毎に、ステップ＃１乃至ステップ＃１４の処理が周期的に行われる。また、目標距離ＬＭは、毎回のばらつきを抑制するため、過去複数回に亘って周期的に算出された過去複数個の目標距離の移動平均値に基づいて目標距離ＬＭを算出するように構成されていても良い。 In this way, the processes of steps # 1 to # 14 are periodically performed every time the scanning angle of the distance sensor 10 rotates once. Further, the target distance LM is configured to calculate the target distance LM based on the moving average value of the past plurality of target distances calculated periodically over the past multiple times in order to suppress the variation each time. You may be.

〔別実施形態〕
本発明は、上述の実施形態に例示された構成に限定されるものではなく、以下、本発明の代表的な別実施形態を例示する。 [Another Embodiment]
The present invention is not limited to the configurations exemplified in the above-described embodiments, and the following, typical alternative embodiments of the present invention will be exemplified.

〔１〕上述した実施形態において、物体検出部１４は、距離センサ１０の走査角度が走査角度Ｓｆに到達するまで、草候補線Ｌｃを複数生成するように構成されているが、上述した実施形態に限定されない。例えば、草データの地面基準線ＬＧに対する対地高さが、予め設定された高さよりも高い場合、物体検出部１４は、当該草データに基づいて草候補線Ｌｃを生成しないように構成されていても良い。未刈草の上端箇所は、風等に揺れやすいことから、この構成によって、風等の外乱による草の誤検出を防止できる。 [1] In the above-described embodiment, the object detection unit 14 is configured to generate a plurality of grass candidate lines Lc until the scanning angle of the distance sensor 10 reaches the scanning angle Sf. Not limited to. For example, when the height of the grass data with respect to the ground reference line LG is higher than the preset height, the object detection unit 14 is configured not to generate the grass candidate line Lc based on the grass data. Is also good. Since the upper end of uncut grass is easily shaken by wind or the like, this configuration can prevent erroneous detection of grass due to disturbance such as wind.

〔２〕上述した実施形態において、物体検出部１４は、草データに基づいて草候補線Ｌｃを生成するように構成されているが、上述した実施形態に限定されない。例えば、図１２に示されているように、草データが予め設定された個数に亘って、連続して検出されると、物体検出部１４は、当該草データは草基準線ＬＫを生成するための候補データＫｃとして複数記憶される構成であっても良い。つまり、候補データＫｃは二次元の座標位置情報の集合であり、距離センサ１０の走査角度が走査角度Ｓｆに到達するまで、草基準線ＬＫの候補データＫｃが複数記憶される。なお、候補データＫｃの記憶の可否を判定する連続検出個数は、天候や季節や未刈草の種類に対応して適宜変更可能である。複数の候補データＫｃの組合せに基づいて、近似直線である草候補線Ｌｃを生成する構成であっても良い。 [2] In the above-described embodiment, the object detection unit 14 is configured to generate the grass candidate line Lc based on the grass data, but is not limited to the above-described embodiment. For example, as shown in FIG. 12, when grass data is continuously detected over a preset number, the object detection unit 14 generates the grass reference line LK for the grass data. A plurality of candidate data Kc may be stored. That is, the candidate data Kc is a set of two-dimensional coordinate position information, and a plurality of candidate data Kc of the grass reference line LK are stored until the scanning angle of the distance sensor 10 reaches the scanning angle Sf. The number of continuous detections for determining whether or not the candidate data Kc can be stored can be appropriately changed according to the weather, the season, and the type of uncut grass. A configuration may be used in which a grass candidate line Lc, which is an approximate straight line, is generated based on a combination of a plurality of candidate data Kc.

例えば、図１２において、候補データＫｃ（１）〜Ｋｃ（６）が記憶されている。草候補線Ｌｃ（１）は候補データＫｃ（１）及び候補データＫｃ（２）の組合せに基づいて生成されている。草候補線Ｌｃ（２）は候補データＫｃ（２）及び候補データＫｃ（３）の組合せに基づいて生成されている。草候補線Ｌｃ（３）〜Ｌｃ（５）も、草候補線Ｌｃ（１）及び草候補線Ｌｃ（２）と同様のパターンで生成されている。そして、夫々の草候補線Ｌｃにおいて地面基準線ＬＧに対する相対角度θを算出し、相対角度θが算出傾斜角度θ２から予め設定された範囲内であれば、当該草候補線Ｌｃを草基準線ＬＫとして確定する構成であっても良い。草候補線Ｌｃの生成において候補データＫｃの組合せは適宜変更可能である。例えば、相対角度θが算出傾斜角度θ２から予め設定された範囲内でなければ、複数の候補データＫｃの組合せをやり直し、新たな組合せに基づいて草候補線Ｌｃを生成する構成であっても良い。 For example, in FIG. 12, candidate data Kc (1) to Kc (6) are stored. The grass candidate line Lc (1) is generated based on the combination of the candidate data Kc (1) and the candidate data Kc (2). The grass candidate line Lc (2) is generated based on the combination of the candidate data Kc (2) and the candidate data Kc (3). The grass candidate lines Lc (3) to Lc (5) are also generated in the same pattern as the grass candidate lines Lc (1) and the grass candidate lines Lc (2). Then, the relative angle θ with respect to the ground reference line LG is calculated for each grass candidate line Lc, and if the relative angle θ is within a preset range from the calculated inclination angle θ2, the grass candidate line Lc is set to the grass reference line LK. It may be a configuration that is determined as. The combination of candidate data Kc can be appropriately changed in the generation of the grass candidate line Lc. For example, if the relative angle θ is not within the preset range from the calculated inclination angle θ2, the combination of the plurality of candidate data Kc may be redone and the grass candidate line Lc may be generated based on the new combination. ..

〔３〕上述した実施形態において、距離センサ１０は走行機体１の前上部又は後上部に備えられているが、上述した実施形態に限定されない。例えば、距離センサ１０は、図１３に示されているように、走行機体１の前上部に設けられる距離センサ１０ａと、走行機体１の後上部に設けられる距離センサ１０ｂと、の二箇所に備えられる構成であっても良い。図１３のＧＮは未刈草である。また、距離センサ１０ａ及び距離センサ１０ｂが、走行機体１の左右方向側端部に設けられる構成であっても良い。草刈走行が行われる前の地面と、未刈草ＧＮと、が走行機体１の前部に設けられた距離センサ１０ａによって走査される。また、草刈走行が行われた後の地面と、未刈草ＧＮと、が走行機体１の後部に設けられた距離センサ１０ｂによって走査される。この構成であれば、走行機体１の前後で、夫々異なる目標距離ＬＭを独立して算出可能となるため、走行指示部１６が出力する指示信号を、一層好適なものにできる。また、図１３における草刈走行のときに、距離センサ１０ａによって、例えば石や杭が検知された場合、草刈装置３の回転を停止する等の対処が可能になる。 [3] In the above-described embodiment, the distance sensor 10 is provided on the front upper portion or the rear upper portion of the traveling machine body 1, but is not limited to the above-described embodiment. For example, as shown in FIG. 13, the distance sensor 10 is provided at two locations, a distance sensor 10a provided on the front upper part of the traveling machine body 1 and a distance sensor 10b provided on the rear upper part of the traveling machine body 1. It may be configured to be. The GN in FIG. 13 is uncut grass. Further, the distance sensor 10a and the distance sensor 10b may be provided at the left-right side end portion of the traveling machine body 1. The ground before the mowing run and the uncut grass GN are scanned by the distance sensor 10a provided at the front portion of the traveling machine body 1. Further, the ground after the mowing run and the uncut grass GN are scanned by the distance sensor 10b provided at the rear part of the traveling machine body 1. With this configuration, different target distances LM can be independently calculated before and after the traveling machine 1, so that the instruction signal output by the traveling instruction unit 16 can be made more suitable. Further, when the distance sensor 10a detects, for example, a stone or a stake during the mowing run in FIG. 13, it is possible to take measures such as stopping the rotation of the mowing device 3.

〔４〕上述した実施形態において、図７に示されたステップ＃１からステップ＃１４までの手順で目標距離ＬＭが算出されるように構成されているが、上述した実施形態に限定されない。例えば、走査角度Ｓｓから走査角度Ｓｆまで２７０度に亘る走査が行われた後に（ステップ＃１〜ステップ＃３）、地面基準線ＬＧの生成（ステップ＃５）と算出傾斜角度θ２の算出（ステップ＃６）とが行われ、その後に草データの検出に基づく草候補線Ｌｃの生成（ステップ＃７〜ステップ＃９）と、相対角度θの算出処理（ステップ＃１1）から目標距離ＬＭの算出（ステップ＃１４）までの処理が行われる構成であっても良い。この構成であれば、例えば走査角度が走査角度Ｓｆから走査角度Ｓｓに向けて逆方向に回転する場合にも適用可能である。 [4] In the above-described embodiment, the target distance LM is calculated by the procedure from step # 1 to step # 14 shown in FIG. 7, but the above-described embodiment is not limited to the above-described embodiment. For example, after scanning over 270 degrees from the scanning angle Ss to the scanning angle Sf (steps # 1 to # 3), the ground reference line LG is generated (step # 5) and the calculated inclination angle θ2 is calculated (step # 1). # 6) is performed, and then the target distance LM is calculated from the generation of the grass candidate line Lc based on the detection of the grass data (steps # 7 to # 9) and the calculation process of the relative angle θ (step # 11). The configuration may be such that the processes up to (step # 14) are performed. With this configuration, for example, it can be applied when the scanning angle rotates in the opposite direction from the scanning angle Sf toward the scanning angle Ss.

〔５〕上述した実施形態において、地面基準線ＬＧと、草候補線Ｌｃと、草基準線ＬＫと、は夫々近似直線となっているが、上述した実施形態に限定されない。例えば、地面基準線ＬＧと、草候補線Ｌｃと、草基準線ＬＫと、は夫々近似曲線であっても良い。 [5] In the above-described embodiment, the ground reference line LG, the grass candidate line Lc, and the grass reference line LK are approximate straight lines, respectively, but the present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the ground reference line LG, the grass candidate line Lc, and the grass reference line LK may be approximate curves, respectively.

〔６〕上述の実施形態では、草刈機が草刈りを行いながら自動走行するとして説明したが、例えば、手動操作による草刈走行の操向操作をアシストする草刈機であっても良い。また、草刈機以外に、芝刈機やモアであっても良い。 [6] In the above-described embodiment, the mower has been described as automatically traveling while mowing the grass, but for example, the mower may assist the steering operation of the mowing run by manual operation. In addition to the mower, a lawn mower or mower may be used.

本発明は、草刈対象領域を草刈走行する草刈機に適用可能である。 The present invention is applicable to a mower that mow the mowing target area.

１：走行機体
１０：距離センサ
１２：デコード制御部
１３：走行モード判定部
１４：物体検出部
１５：目標距離算出部
１６：走行指示部
Ｃ：走行制御部
Ｉｍ：検出傾斜角度
ＬＧ：地面基準線
Ｌｃ：草候補線
ＬＫ：草基準線
ＬＭ：目標距離
θ ：相対角度（傾斜角度）
θ２：算出傾斜角度 1: Traveling machine 10: Distance sensor 12: Decoding control unit 13: Traveling mode determination unit 14: Object detection unit 15: Target distance calculation unit 16: Traveling instruction unit C: Traveling control unit Im: Detection tilt angle LG: Ground reference line Lc: Grass candidate line LK: Grass reference line LM: Target distance θ: Relative angle (tilt angle)
θ2: Calculated tilt angle

Claims

A traveling machine that cuts grass and
A traveling control unit that controls the traveling aircraft,
A distance sensor that scans the distance between the traveling machine and an object located in the left-right direction of the machine across both the left and right sides of the machine.
A decoding control unit that generates ground height data on both the left and right sides of the aircraft based on the distance and scanning angle detected by scanning the distance sensor.
An object detection unit that generates a ground reference line identified as a line of the ground after cutting and a grass reference line identified as a line of grass before cutting by an approximate line based on the height data to the ground.
A target distance calculation unit that calculates a target distance based on the distance between the grass reference line and the traveling aircraft,
A traveling instruction unit that outputs an instruction signal so that the distance between the grass reference line and the traveling aircraft matches the target distance.
A mower equipped with.

A traveling mode determination unit for determining the traveling mode of the traveling aircraft is provided.
The traveling mode includes a manual control mode and an automatic control mode.
When the traveling mode is the manual control mode, the traveling control unit controls the traveling aircraft based on the operation signal of the manual control.
The mower according to claim 1, wherein when the traveling mode is the automatic control mode, the traveling control unit controls the traveling aircraft based on an instruction signal of the traveling instruction unit.

The mower according to claim 1 or 2, wherein the distance sensor is configured to scan by rotating around the axis in the front-rear direction of the machine body.

The mower according to any one of claims 1 to 3, wherein the distance sensor is provided on either the front portion or the rear portion of the traveling machine body.

The mower according to any one of claims 1 to 3, wherein the distance sensor is provided on both the front portion and the rear portion of the traveling machine body.

The object detection unit generates the ground reference line by calculating an approximate line from the ground height data within a preset range in the left-right direction of the aircraft from vertically below the aircraft of the distance sensor. The mowing machine according to any one of claims 1 to 5, which is configured as described above.

The object detection unit calculates an approximate line from the data of the portion of the ground height data in which the data having a height of a certain value or more from the ground reference line is continuous over a certain range or more. The mower according to any one of claims 1 to 6, which is configured to generate a candidate line.

Multiple grass candidate lines are generated,
The traveling machine body is provided with an inertial sensor that detects the inclination angle of the traveling machine body.
In the object detection unit, among the grass candidate lines, the inclination angle of the grass candidate line with respect to the ground reference line and the calculated inclination angle calculated from the inclination angle detected by the inertial sensor are predetermined. one of the grass candidate lines is within the reference range, mowing machine according to claim 7, which consists to identify with the grass reference line.

The grass mower according to any one of claims 1 to 8, wherein the grass reference line is limited to a range of a height set in advance from the ground reference line.

As the distance between the grass reference line and the traveling aircraft, a plurality of values calculated over the present and the past multiple times are stored.
The mower according to any one of claims 1 to 9, wherein the target distance is calculated based on a moving average value of the plurality of values.