JP6918370B2 - 芝状態測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、ゴルフコースのグリーン内などの特定の範囲内における芝目の状態や、芝生面の状態を測定する芝状態測定装置に関する。

ゴルフコースの中で例えばグリーン内の芝目の状態や、芝生面の状態は、そのゴルフコースで実際にプレイを行なうプレイヤーや、プレイを観戦する観戦者などにとって大変有益な情報である。本願出願人は以前、プレイヤーが携帯端末を利用して、芝目の状態や芝生面の状態を直感的に把握できるゴルフプレイ支援システムを提案し、既に特許を取得している（特許文献１）。

このシステムでは、携帯端末に搭載された撮影装置から、画像処理解析手段が芝生を撮影した原画像データを取り込んで、その芝生の芝目を強調した補正画像データを取得すると共に、特定の箇所における芝目の向きと芝目の傾斜の度合いを芝目データとして取得すると、表示制御手段が記号化された芝目データを補正画像データ上に重ね合わせて、携帯端末の表示器に表示させる。また、携帯端末に搭載された傾斜検出装置から、その携帯端末を芝生面に載置したときの傾き方向と傾き角度を示す芝生傾斜情報を傾斜情報生成手段で生成し、表示制御手段が特定の箇所における芝生傾斜情報を記号化して、芝目データと共に携帯端末の表示器に表示させる。ここでは、補正画像データや芝目データが芝目の状態を示す情報となり、芝生傾斜情報が芝生面の状態を示す情報となって、携帯端末を保有するプレイヤーに提供される。

特許第６４６６２９８号明細書

上記特許文献１のシステムでは、例えばグリーン内のこれからパッティングしようとする特定の箇所について、芝目の状態や芝生面の状態を簡単に知ることができる。しかし、グリーン内の全体で芝目の状態や芝生面の状態を知るには、携帯端末に撮影装置により芝生を撮影する位置や、芝生面に携帯端末を置く位置を少しずつ変えながら、それぞれの位置で芝目の状態を示す情報と芝生面の状態を示す情報を取得しなければならず、時間が掛かる。そのため、ゴルフコースのグリーン内に限らず、特定の範囲内における芝目の状態や芝生面の状態を、より簡単で短時間に測定できる装置の開発が望まれていた。

本発明は上記の事情に鑑み、特定の範囲内における芝目の状態や芝生面の状態を、より簡単で短時間に測定できる芝状態測定装置を提供することを目的とする。

本願出願人は、上記目的を達成するために、新規な自走（自動走行）式の芝状態測定装置を発明した。

すなわち、本発明の芝状態測定装置は、本体と、前記本体を芝生面上に移動走行させるための駆動輪を有する移動手段と、前記芝生面を形成する芝草に当接可能な回転する検知体を有し、前記検知体を回転させたときに、前記検知体が前記芝草から受ける抵抗値を検出して、その結果を信号出力する第１検出手段と、前記本体に設けられ、前記本体の位置を検出して、その結果を信号出力する第２検出手段と、前記第２検出手段からの検出信号を取り込んで、前記本体が特定の範囲内を自動走行するように前記移動手段を制御する自走制御手段と、前記自走制御手段により前記本体を前記芝生面上で移動させているときに、前記特定の範囲内の各地点で、前記第１検出手段からの検出信号と、前記第２検出手段からの検出信号をそれぞれ取り込んで、前記特定の範囲内の全体で前記芝草がどの方向にどの程度傾いているのかを測定する芝目測定手段と、を備えたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、自走制御手段により本体を芝生面上で特定の範囲内に満遍なく自動走行させるだけで、芝目測定手段が特定の範囲内の全体で、芝草がどの方向にどの程度傾いているのかを測定する。これにより、特定の範囲内における芝目の状態を、より簡単で短時間に測定することが可能になる。

請求項２の発明によれば、自走制御手段により本体を芝生面上で特定の範囲内に満遍なく自動走行させているときに、芝目測定手段が特定の範囲内の全体で、芝目の状態を測定するのに加えて、芝生面測定手段が特定の範囲内の全体で、芝生面がどの方向にどの程度傾いているのかというアンジュレーションを測定する。これにより、特定の範囲内における芝目の状態だけでなく、特定の範囲内における芝生面の状態をも、より簡単で短時間に測定することが可能になる。

請求項３の発明によれば、検知体が芝草から受ける抵抗値をセンサなどで直接検出しなくても、本来は検知体を回転させるための電動モータに流れる電流を検出すれば、これを第１検出手段からの検出信号として利用することができ、第１検出手段の構成を簡素化できる。

請求項４の発明によれば、本体を芝生面上に移動走行させる前に、芝生面を含む走行面に走行体を周回移動させるだけで、自走制御手段は第３検出手段からの検出信号を特定の範囲を確定する位置情報として利用することができ、走行体を周回移動させた特定の範囲内で、自走制御手段により本体を確実に満遍なく自動走行させることが可能になる。

本発明の一実施形態における芝状態測定装置の全体概要を表した図である。 同上、主測定器を斜め上方から見た斜視図である。 同上、主測定器の底面図である。 同上、主測定器の電気的構成を示すブロック図である。 同上、補助測定器の電気的構成を示すブロック図である。 同上、検知体の回転時にブラシ部が受ける抵抗の大きさを示す模式図である。 同上、ブラシ部の回転角度と電動モータの電流値との関係を示すグラフである。

以下、本発明における芝状態測定装置の好ましい実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。

図１は、本実施形態で提案する芝状態測定装置１００の全体概要を示したものである。同図において、芝状態測定装置１００は、芝目の状態と芝生面の状態（これらを纏めて、「芝状態」という）を測定する自動走行が可能な主測定器１０と、主測定器１０の測定範囲を確定する手動走行が可能な補助測定器１２と、を主な構成要素とする。これらの主測定器１０と補助測定器１２は何れも、ゴルフコースの中で特にターゲットとなるカップ（図示せず）が設置され、最も芝が短く刈られた区域となるグリーンＧや、グリーンＧの周辺に設けられ、グリーンＧと他の領域とを区切るカラーＣなどの走行面に載せて使用される。但し、手動にてグリーンＧを一周して補助測定器１２を動かした後は、補助測定器１２を移動周回させた特定の範囲内、すなわちグリーンＧ内でのみ、主測定器１０が自動走行して、グリーンＧの各地点での芝状態を測定する構成となっている。

図２や図３にも示すように、主測定器１０は、扁平円盤状の本体２１に移動手段２２や芝目状態検出手段２３を備えた外観構成となっている。移動手段２２は、本体２１の底面側に何れも回転自在な左駆動輪２４と、右駆動輪２５と、脚輪２６とを備えて構成される。これらの駆動輪２４，２５と脚輪２６は、何れも本体２１に連結して芝生面上に載置され、本体２１の支持体になる。また、主測定器１０をグリーンＧ内で自在に走行可能とするために、左駆動輪２４および右駆動輪２５をそれぞれ前方または後方に駆動させる指令信号を、後述する自走制御手段２８（図４を参照）から移動手段２２に供給する。例えば、両方の駆動輪２４，２５を前方向に係合させるような指令信号が自走制御手段２８から送出されると、主測定器１０は前進動作する。別の場合では、左駆動輪２４を前方向に駆動させる一方で、右駆動輪２５を後方向へ駆動させるような指令信号が自走制御手段２８から送出されると、主測定器１０を上から見たときに、主測定器１０は時計回りに旋回動作する。したがって、駆動輪２４，２５は、本体２１を含めた主測定器１０を、グリーンＧ内の芝生面上に移動走行させるための駆動車輪に相当する。

芝目状態検出手段２３は、本体２１の底面から突出して設けられた検知体３１を有する。検知体３１は、その駆動源となる電動モータ３２（図４を参照）に減速機構（図示せず）を介して連結され、本体２１の底面から垂直方向に延びる減速機構の回転軸３３に固着された円筒状の基部３４と、この基部３４から本体２１の周縁を越えて水平方向に延びたブラシ部３５と、を主な構成要素とし、電動モータ３２への通電により、検知体３１が回転軸３３を中心として決められた方向に回転する構成となっている。また、ここでは多数の芝草で形成される芝生面の上に主測定器１０の駆動輪２４，２５と脚輪２６を載せたときに、１本の回転するブラシ部３５が芝草に当接して抵抗（荷重）を受けやすくするように、ブラシ部３５を立板状若しくは棒状に形成し、ブラシ部３５の延びる方向に沿って、ブラシ部３５の先端に剛毛を設けている。芝目状態検出手段２３は上記検知体３１の他に、検知体３１が芝草から受ける抵抗値を検出し、その結果を電気的な信号に変換して出力する信号変換部を有するが、本実施形態では、後述する電動モータ３２の電流を検出する電流検出部３７（図４を参照）が、芝目状態検出手段２３の信号変換部としての機能を担う。

補助測定器１２は、手動の走行体となる車輪４１付きの手押し車４２に、その手押し車４２の位置を検出する測位装置４３を組み込んで構成される。測位装置４３は、例えば４機以上のＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）衛星からの信号を受信し、その信号から補助測定器１２の現在の位置を示す位置情報を取得するＧＮＳＳ受信装置で構成される。好ましいＧＮＳＳ受信装置は、主に補助測定器１２の測位のために使用する測位情報（例えばＬ１信号、Ｌ２信号、Ｌ５信号などの測位信号）に加えて、当該測位情報に含まれる誤差を補強するために使用する測位補強情報（例えばＬ６信号などの測位補助信号）を受信する機能を有する。現状ではＧＮＳＳ衛星の中で、準天頂衛星（Quasi-Zenith Satellites）となる「みちびき」からのＬ６信号を測位装置４３が受信することで、補助測定器１２の位置情報をセンチメートル単位の精度で管理できる。

測位装置４３は、例えばグリーンＧとカラーＣとの境界に沿って、測定者Ｐが手押し車４２を手動で走行させている間に、所定のタイミングで補助測定器１２の位置情報を取得する機能を有する。このタイミングは、測定者Ｐが後述する操作ボタン（図示せず）を押すことで決めてもよいし、測位装置４３に組み込まれた計時タイマで自動的に決めてもよい。グリーンＧの周縁を一回りして手押し車４２が元の位置に戻った時に、それまで所定のタイミングで取得した補助測定器１２の位置情報の一群が、主測定器１０による自動測定範囲の位置（この場合はグリーンＧ内）を確定する自動測定範囲情報として測位装置４３から送出される。

図４は、主測定器１０の電気的構成を示し、ここに示す全ての構成は本体２１に設けられる。制御手段５１は、周知のＣＰＵ（中央演算装置）、計時カウンタ、記録媒体となるメモリ、および入出力装置などを備えたマイクロコンピュータで構成され、その入力ポートには既に説明した電流検出部３７の他に、測定開始指示部５２と、測定入力部５３と、測位装置５４と、方向検出部５５がそれぞれ接続される。また、制御手段５１の出力ポートには、既に説明した移動手段２２と、電動モータ３２の他に、測定出力部５７がそれぞれ接続される。制御手段５１は、メモリに予め記録されたプログラムを読み取ることで、すでに説明した自走制御手段２８の他に、芝目測定手段５８と、芝生面測定手段５９として機能する構成となっている。

測定開始指示部５２は、主測定部１０による測定の開始を制御手段５１に指示するものである。例として測定開始指示部５２は、本体２１の上面に設けられた操作ボタンとすることができる（図１および図２を参照）。この場合、測定開始指示部５２を押動操作すると、測定開始の指示信号が制御手段５１に送出される。代わりに測定開始指示部５２は、主測定部１０とは別体の遠隔操作体（図示せず）からの操作信号を受ける受信部とすることができる。この場合、測定開始指示部５２が無線や有線で操作信号を受信すると、その操作信号が測定開始の指示信号として制御手段５１に送出される。

測定入力部５３は、補助測定器１２で測定された測位装置４３からの自動測定範囲情報を取り込む機能を有する。例として測定入力部５３は、測位装置４３からの自動測定範囲情報を無線や有線で受ける受信部とすることができる。この場合、測位装置４３からの自動測定範囲情報を直接受信してもよいし、インターネット上に設置されたサーバ（図示せず）を介して受信してもよい。代わりに測定入力部５３は、二次元コードなどで符号化された測位装置４３からの自動測定範囲情報を、スキャナなどで光学的に読み取る読み取り装置とすることができる。

測位装置５４は、本体２１ひいては主測定器１０の位置を検出して、その結果となる主測定器１０の位置情報を制御手段５１に信号出力するものである。ここでは、主測定器１０の緯度と経度だけでなく、主測定器１０の高度を含む三次元の位置情報を制御手段５１に提供できるように、前述の測位装置４３と同様に、４機以上のＧＮＳＳ衛星からの信号をアンテナ５４Ａで受信し、その信号から主測定器１０の現在の位置を示す位置情報を取得するＧＮＳＳ受信装置で測位装置５４を構成するのが好ましい。ＧＮＳＳ受信装置は、主測定器１０の測位のために使用する測位情報に加えて、当該測位情報に含まれる誤差を補強するために使用する測位補強情報（例えばＬ６信号などの測位補助信号）を受信する機能を有し、「みちびき」からのＬ６信号を測位装置５４が受信することで、主測定器１０の位置情報をセンチメートル単位の精度で管理できる。

方向検出部５５は、検知体３１の特にブラシ部３５の例えば基端から先端を向いている方向、すなわち方位角を検出して、その結果となる方位データを信号出力するものである。例として方向検出部５５は、計測部と地磁気センサとを組み合わせた構成とすることができる。この場合、前述の電動モータ３２をステッピングモータで構成し、電動モータ３２を動作させるのに芝目状態検出手段２３に供給されるパルス駆動信号のカウント数を、方向検出部５５の計測部で計測することで、本体２１に対してブラシ部３５がどの方向に向いているのか、すなわち本体２１に対するブラシ部３５の向いている角度を特定する。また、本体２１に搭載された地磁気センサからの検出出力により、基準の方位（例えば磁北）に対して本体２１がどの方向に向いているのか、すなわち基準方位に対する本体２１の向いている角度を特定する。これらの特定結果を受けて、方向検出部５５は基準方位に対するブラシ部３５の方位角を、前述の方位データとして算出できる。

代わりに方向検出部５５は、ブラシ部３５の基準位置検出センサと、前述の地磁気センサとを組み合わせた構成としてもよい。基準位置検出センサは、例えば投光部と受光部とを組みわせた非接触式の光電センサとし、検知体３１の回転に伴いブラシ部３５が基準位置を通過する毎に、投光部からの光がブラシ部３５に反射して受光部に到達するように、或いは投光部からの光がブラシ部３５で遮られて受光部に到達しないように配置する。この例では、電動モータ３２は上述のようなステッピングモータに限定されない。本体２１に対してブラシ部３５が基準位置となる決められた方向に向いているのを基準位置検出センサで検出すると、地磁気センサは基準方位に対する本体２１の向いている角度を検出特定する。これにより方向検出部５５は、ブラシ部３５が基準位置にあるときに、それが基準方位に対してどの方向を向いているのか、すなわち基準方位に対するブラシ部３５の方位角を、前述の方位データとして算出できる。

その他、方向検出部５５は種々の構成とすることができるが、何れにせよ主測定器１０の測定中に、基準方位に対するブラシ部３５の方位角を検出して、その結果となる方位データを制御手段５１に信号出力できればよい。

電流検出部３７は、電動モータ３２に電流を流して検知体３１を回転させているときに、その電流値を検出して制御手段５１に信号出力するものである。本実施形態では、主測定器１０を芝生面の上に載せて電動モータ３２に電流を流すと、検知体３１のブラシ部３５が芝草を撫でるように回転して、芝草からの抵抗を受ける。この抵抗の大きさ（抵抗値）と相関関係がある電動モータ３２の電流値を、電流検出部３７で検出して信号出力する構成となっている。

測定出力部５７は、芝目測定手段５８で測定された芝目の状態を示す情報や、芝生面測定手段５９で測定された芝生面の状態を示す情報を、制御手段５１の外部に芝状態の測定結果情報として出力するものである。例として測定出力部５７は、こうした測定結果情報を無線や有線で送信する送信部とすることができる。送信部に表示部を接続すれば、測定結果情報を目視で確認することができ、送信部に報知部を接続すれば、測定結果情報を音で確認することができる。また、インターネット上に設置されたサーバなどに、測定結果情報をその都度転送出力して蓄積することで、プレイヤーの保有する携帯端末（図示せず）などから当該サーバにアクセスして、いつでも必要な測定結果情報を取得できる。代わりに測定出力部５７は、測定結果情報を蓄積保存する記録媒体（図示せず）の接続アダプタとすることができる。

次に、制御手段５１のソフトウェア構成について説明する。自走制御手段２８は、測定開始指示部５２からの指示信号を受けると、測定入力部５３から送出される自動測定範囲情報と、測位装置５４からの検出信号となる主測定器１０の位置情報を取り込んで、主測定器１０の本体２１が自動測定範囲情報で定義された特定の範囲内、すなわちグリーンＧ内を偏りなく均一に自動走行するように、移動手段２２の駆動車輪となる左駆動輪２４と右駆動輪２５をそれぞれ制御するものである。特に本実施形態の自走制御手段２８は、測定入力部５３から取得した自動測定範囲情報に基づき、グリーンＧ内における主測定器１０の望ましい移動軌跡を設定し、その移動軌跡に沿って主測定器１０が自動走行するように、主測定器１０の位置情報を所定のタイミング毎に絶えず取り込みながら、左駆動輪２４と右駆動輪２５の動作を制御する。そして、主測定器１０が設定した望ましい移動軌跡を走行し終えたら、そこで主測定器１０の自動走行を終了させて、芝目測定手段５８や芝生面測定手段５９に測定終了を指示する構成となっている。

芝目測定手段５８は、自走制御手段２８により主測定器１０の本体２１を芝生面上で移動させているときに、特定の範囲となるグリーンＧ内の望ましい移動軌跡に沿った各測定点で、電動モータ３２の電流値を示す電流検出部３７からの検出信号と、測位装置５４からの検出信号となる主測定器１０の位置情報と、方向検出部５５からの方位データをそれぞれ取り込んで、グリーンＧ内の各測定点の全体で、芝生面を形成する芝草がどの方向にどの程度傾いているのかを、芝目の状態として測定するものである。測定した芝目の状態を示す情報は、主測定器１０の自動走行が終了した後に、芝目測定手段５８から測定出力部５７に出力される。

芝生面測定手段５９は、自走制御手段２８により主測定器１０の本体２１を芝生面上で移動させているときに、特定の範囲となるグリーンＧ内の望ましい移動軌跡に沿った各測定点で、測位装置５４からの検出信号となる主測定器１０の位置情報を取り込んで、グリーンＧ内の各測定点の全てとなる全体で、芝生面がどの方向にどの程度傾いているのかを、芝生面の状態として測定するものである。測定した芝生面の状態を示す情報は、主測定器１０の自動走行が終了した後に、芝生面測定手段５９から測定出力部５７に適宜出力される。

図５は、補助測定器１２の電気的構成を示したもので、ここに示す全ての構成は手押し車４２に設けられる。前述のように測位装置４３は、４機以上のＧＮＳＳ衛星からの信号をアンテナ４３Ａで受信し、その信号から補助測定器１２の現在の位置を示す位置情報を取得するもので、その入力側には測定開始／停止指示部６１が接続され、出力側には測定出力部６２が接続される。

測定開始／終了指示部６１は、補助測定部１２による測定の開始と終了を測位装置４３に指示するものである。例として測定開始／終了指示部６１は、手押し車４２に設けられた操作ボタンとすることができる。この場合、測定開始／終了指示部６１を押動操作すると、測定開始の指示信号が測位装置４３に送出され、測定開始／終了指示部６１を再び押動操作すると、測定終了の指示信号が測位装置４３に送出される。代わりに測定開始／終了指示部６１は、補助測定部１２とは別体の遠隔操作体（図示せず）からの操作信号を受ける受信部とすることができる。この場合、測定開始／終了指示部６１が無線や有線で操作信号を受信すると、その操作信号が測定開始や測定終了の指示信号として測位装置４３に送出される。

測位装置４３は、測定開始／終了指示部６１からの測定開始の指示信号を受けて、補助測定器１２の位置情報の取得を開始し、測定開始／終了指示部６１からの測定終了の指示信号を受けて、補助測定器１２の位置情報の取得を終了する。測定中は所定のタイミングで補助測定器１２の位置情報を取得し、測定が終了すると、それまで取得した補助測定器１２の位置情報の一群が、主測定器１０の自動測定範囲情報として、測位装置４３から測定出力部６２に送出される。

測定出力部６２は、前述の自動測定範囲情報を主測定器１０の測定入力部５３に出力するもので、測定入力部５３が自動測定範囲情報を取得できれば、どのような形態であってもかまわない。例として測定出力部６２は、測位装置４３からの自動測定範囲情報を無線や有線で送信する送信部とすることができる。この場合、測位装置４３からの自動測定範囲情報を測定入力部５３に直接送信してもよいし、前述のサーバを介して測定入力部５３に送信してもよい。代わりに測定出力部６２は、自動測定範囲情報を二次元コードなどで符号化して印刷出力するプリンタとすることができる。この場合、符号化された識別体を測定入力部５３となる読み取り装置が光学的に読み取ることで、測定入力部５３に自動測定範囲情報が取り込まれる。

次に、上記構成の芝状態測定装置１００について、その作用を詳しく説明する。本実施形態では、ゴルフ場に敷設されたゴルフコースのグリーンＧ内について、芝状態を広範囲に測定する手順を説明するが、ゴルフ場以外の芝生を敷設したあらゆる場所に、同様の手順で芝状態を測定できる。

芝状態の測定に際しては、予め補助測定器１２による自動測定範囲の確定が行われる。これは先ず、測定対象となるグリーンＧの周縁に補助測定器１２の手押し車４２を置き、測定開始／終了指示部６１により測定開始を指示した後に、グリーンＧの周縁に沿って手押し車４２を手動で走行させる。このとき測位装置４３は、測定開始／終了指示部６１からの測定開始の指示信号を受けて、所定のタイミングで補助測定器１２の緯度と経度の位置情報を順に取得して行く。

グリーンＧの周縁を一回りして、手押し車４２が測定開始を指示した元の位置に戻ったら、測定開始／終了指示部６１により測定終了を指示する。測位装置４３は測定開始／終了指示部６１からの測定終了の指示信号を受けて、補助測定器１２の位置情報の取得を終了し、それまで取得した補助測定器１２の位置情報の一群を、主測定器１０の自動測定範囲を確定する自動測定範囲情報として測定出力部６２に送出する。この自動測定範囲情報は、適切な手段で補助測定器１２の測定出力部６２から主測定器１０の測定入力部５３に取り込まれる。

こうして、補助測定器１２によるグリーンＧ周辺の測位が終了すると、次に主測定器１０を自動走行させてグリーンＧ内の芝状態の測定が行われる。

具体的には、主測定器１０の移動手段２２となる駆動輪２４，２５と脚輪２６を、グリーンＧ内の芝生面上に載せ、測定開始指示部５２により測定開始を指示する。自走制御手段２８は、測定開始指示部５２からの指示信号を受けて、測位装置５４から取り込んだ位置情報に基づき、主測定器１０の測定開始時における緯度と経度の位置を特定し、その位置が測定入力部５３から取得した自動測定範囲情報に基づく特定の範囲、すなわちグリーンＧ内にあるか否かを判断する。その結果、主測定器１０の測定開始時の位置がグリーンＧ内にあると判断されれば、主測定器１０による芝状態の測定を開始する一方で、主測定器１０の測定開始時の位置がグリーンＧ内にはないと判断されれば、例えば音や表示でその旨を報知し、主測定器１０をグリーンＧ内に置いて芝状態の測定が開始できるように促す。

主測定器１０が芝状態の測定を開始すると、自走制御手段２８は測定入力部５３から取得した自動測定範囲情報に基づき、グリーンＧ内における主測定器１０の望ましい移動軌跡を設定する。そして、設定した移動軌跡に沿って主測定器１０が自動走行できるように、測位装置５４からの主測定器１０の位置情報を所定のタイミング毎に絶えず取り込みながら、駆動車輪となる左駆動輪２４と右駆動輪２５の動作を制御する。これにより主測定器１０は、芝状態の測定中にグリーンＧ内を満遍なく均一に自動走行する。

主測定器１０がグリーンＧ内の芝生面上で移動軌跡に沿って自動走行し始めると、芝目測定手段５８は検知体３１を回転させるために、電動モータ３２を通電する駆動信号を芝目状態検出手段２３に送出し、設定した移動軌跡に沿った各測定点で、電動モータ３２の電流値を示す電流検出部３７からの検出信号と、測位装置５４からの検出信号となる主測定器１０の位置情報をそれぞれ取り込んで、芝生面を形成する芝草がどの方向にどの程度傾いているのかを、芝目の状態として個々に測定する。

ここで、芝目測定手段５８が芝目の状態をどのように測定するのかを、図６および図７で説明する。図６は、検知体３１の回転時にブラシ部３５が受ける抵抗の大きさを模式的に示している。図中、符号Ｓは芝生面を形成する多数の芝（芝草）であり、例としてそれぞれの芝Ｓの向きは矢印で示した上方向であるとする。このような芝Ｓの傾いた向きを有する芝生面の上を、移動軌跡Ｑに沿って主測定器１０が移動するとき、減速機構の回転軸３３を中心として、検知体３１のブラシ部３５を符号Ｒで示した反時計回りに一回転させる。説明の都合上、図で示したブラシ部３５の位置を基準位置とし、基準位置でのブラシ部３５の基端から先端に向かう方向の回転角度を０°とする。ブラシ部３５が基準位置から一回転して元の基準位置に戻ると、ブラシ部３５の回転角度は３６０°（＝０°）となる。

図７は、検知体３１を一回転させたときに、ブラシ部３５の回転角度と電動モータ３２の電流値との関係を示したものである。電動モータ３２に電流を流して検知体３１を回転させているときに、検知体３１のブラシ部３５が芝Ｓから受ける力である抵抗は、電流検出部３７で検出される電動モータ３２の電流値と相関関係がある。ブラシ部３５が受ける抵抗が大きくなると、電動モータ３２の電流値は大きくなり、ブラシ部３５が受ける抵抗が小さくなると、電動モータ３２の電流値は小さくなる。

芝Ｓの傾いた向きとブラシ部３５の移動する方向が一致するとき、つまりブラシ部３５が基準位置にあって、ブラシ部３５の回転角度が０°若しくは３６０°であるとき、ブラシ部３５が芝Ｓから受ける抵抗は最小となって、電動モータ３２の電流値は検知体３１を一回転させる中で最小の値Ｉminとなる。一方、芝Ｓの傾いた向きとブラシ部３５の移動する方向が正反対となるとき、つまりブラシ部３５の回転角度が１８０°であるとき、ブラシ部３５が芝Ｓから受ける抵抗は最大となって、電動モータ３２の電流値は検知体３１を一回転させる中で最大の値Ｉmaxとなる。検知体３１を回転させることにより、電流モータ３２の電流値は、最小値Ｉminと最大値Ｉmaxとの間を略正弦波状に変動する。

このように、芝生Ｓの傾いた向きと同じ方向にブラシ部３５が移動する順目を測定中には、ブラシ部３５が芝Ｓから受ける抵抗が小さくなり、芝生Ｓの傾いた向きと逆の方向にブラシ部３５が移動する逆目を測定中には、ブラシ部３５が芝Ｓから受ける抵抗が大きくなる。したがって芝目測定手段５８は、ブラシ部３５を基準位置から一回転させたときに、電流検出手段３７からの検出信号に基づき、ブラシ部３５がどの回転角度を向いたら、電動モータ３２の電流値が最小値Ｉminと最大値Ｉmaxになるのかを測定することで、芝目の向き、すなわち芝Ｓがどの方向に順目（または逆目）であるのかを判断できる。

また、芝Ｓの傾きの度合いは、電動モータ３２の電流値の最小値Ｉminと最大値Ｉmaxとの差と相関関係がある。芝Ｓの傾きの度合いが小さく、芝Ｓが直立した状態である程、その差は小さくなり、芝Ｓの傾きの度合いが大きく、芝Ｓが直立した状態である程、その差は大きくなる。したがって芝目測定手段５８は、ブラシ部３５を基準位置から一回転させたときに、電流検出手段３７からの検出信号に基づき、電動モータ３２の電流値の最小値Ｉminと最大値Ｉmaxとの差を測定することで、芝目の傾斜の度合い、すなわち芝Ｓがどの程度傾いているのかを判断できる。

なお、芝目測定手段５８が検知体３１を回転させて、芝目の状態を測定している間は、測定の精度を高めるために、本体２１を一時的に停止させるように、自走制御手段２８が移動手段２２を制御するのが好ましい。また、本体２１を走行させながら芝目測定手段５８が芝目の状態を測定する場合には、本体２１の移動速度と移動方向を加味して、芝目の向きや芝目の傾斜の度合いを判断すればよい。芝目測定手段５８は、設定した移動軌跡Ｑに沿った各測定点で、電流検出部３７からの検出信号に加えて、測位装置５４からの主測定器１０の位置情報をその都度取り込むことで、グリーンＧ内のどの地点で、芝目の状態がどのようになっているのかを個々に測定できる。

ところで、グリーンＧ内の全ての測定点において、電動モータ３２の電流値と、主測定器１０の位置情報だけで、芝目測定手段５８が芝目の向きを正しく測定できるのは、基準の方位（例えば磁北）に対して本体２１が常に同じ方向を向いている場合に限られる。各測定点で本体２１が基準の方位に対して違う方向に向いていると、ブラシ部３５の基準位置でブラシ部３５の基端から先端を向いている方向が、その都度異なってしまい、グリーンＧ内全体での芝目の向きも、各測定点で異なる方向を基準として測定されてしまうからである。

そこで本実施形態の芝目測定手段５８は、設定された移動軌跡Ｑの各測定点において、電動モータ３２の電流値を示す電流検出部３７からの検出信号と、測位装置５４からの検出信号となる主測定器１０の位置情報だけでなく、基準の方位に対するブラシ部３５の基準位置での方位角を示す方向検出部５５からの方位データを取り込むことにより、どの測定点であっても方向検出部５５からの方位データを加味して、基準の方位に対して芝Ｓがどの方向に順目（または逆目）であるのかを判断する。これにより、各測定点で基準の方位に対して本体２１が違う方向に向いていても、グリーンＧ内の全ての測定点で、基準の方位に対する芝目の向きを正しく測定できる。

こうした芝目測定手段５８による測定とは別に、主測定器１０がグリーンＧ内の芝生面上で移動軌跡に沿って自動走行し始めると、芝生面測定手段５９は移動軌跡に沿った各測定点で、測位装置５４からの検出信号となる主測定器１０の位置情報を取り込んで、グリーンＧ内の各測定点で、芝生面がどの方向にどの程度傾いているのかを、芝生面の状態として測定する。この場合、測位装置５４は、ＧＮＳＳ衛星からの信号に含まれる測位情報をアンテナ５４Ａで受信することで、各測定点における主測定器１０の緯度，経度，高度を含む三次元位置をその都度検出できる。芝生面測定手段５９は測位装置５４からの検出結果となる主測定器１０の三次元位置の位置情報を受けて、１つの測定点における高度と、その周辺の測定点における高度との比較から、グリーンＧ内における芝生面の状態、すなわち芝生面がどの方向にどの程度傾いているのかを測定点ごとに測定する。

そして自動制御手段２８は、主測定器１０がグリーンＧ内の芝生面上で設定した移動軌跡の全測定点を移動し終えたら、そこで主測定器１０の自動走行を終了させて、芝目測定手段５８や芝生面測定手段５９に測定の終了を指示する。これを受けて芝目測定手段５８は、グリーンＧ内の各測定点全体の芝目の状態を示す情報を測定出力部５７に出力し、また芝生面測定手段５９も、グリーンＧ内の各測定点全体の芝生面の状態を示す情報を測定出力部５７に出力することで、これらの芝状態の測定結果情報を、主測定器１０の外部に出力することができる。

上述した芝状態を測定する一連の手順では、次のような変形例を採用してもよい。

補助測定器１２は、主測定器１０と一体にしたものでもよい。この場合、主測定器１０がグリーンＧの周縁を自走で一回りできるように、本体２１に撮影部を含む画像処理装置を組み込む。画像処理装置は、撮影部で撮影した画像から、グリーンＧとカラーＣとの境界を識別し、その境界に沿って本体２１が自動走行するように自動制御手段２８が移動手段２２を制御する。このとき、主測定器１０の測位装置５４が、所定のタイミングで主測定器１０の位置情報を順に取得し、主測定器１０が元の位置に戻ったら、それまで取得した主測定器１０の位置情報の一群を、前述の自動測定範囲情報として測定入力部５３に送出すれば、主測定器１０の自動測定範囲を自動で確定することが可能になる。

図３に示す自走制御手段２８や、測定出力部５７や、芝目測定手段５８や、芝生面測定手段５９を主測定器１０の本体２１に設ける代わりに、インターネット上に設置されたサーバなどに設けてもよい。この場合、制御手段５１にはサーバとの双方向の通信を可能にする通信手段（送受信部）が設けられる。また、測定出力部５７をサーバに設けた場合、アクセス許可を受けたスートフォンやタブレットなどの端末機器（図示せず）に、一乃至複数の主測定器１０からサーバに集約された芝状態の測定結果を、音や表示で通知する構成としてもよい。

芝目測定手段５８は、１つの測定点について検知体３１を１回だけ回転させてもよいし、検知体３１を複数回回転させてもよい。前者の場合は測定時間の短縮化を図ることができ、後者の場合は電動モータ３２の電流値を複数回分取り込むことで、より正確な芝目の状態の測定が可能となる。

その他、本実施形態で図示したものはあくまでも想定のため、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

以上のように、本実施形態の芝状態測定装置１００は、本体２１と、本体２１を芝生面上に移動走行させるための駆動車輪を有する移動手段２２と、芝生面を形成する芝草すなわち芝Ｓに当接可能な回転する検知体３１を有し、検知体３１を回転させたときに、検知体３１が芝Ｓから受ける抵抗値を検出して、その結果を信号出力する第１検出手段となる芝目状態検出手段２３と、本体２１に設けられ、本体２１の位置を検出して、その結果を信号出力する第２検出手段としての測位装置５４と、測位装置５４からの検出信号を取り込んで、本体２１が特定の範囲となる例えばグリーンＧ内を自動走行するように移動手段２２を制御する自走制御手段２８と、自走制御手段２８により本体２１をグリーンＧ内の芝生面上で移動させているときに、そのグリーンＧ内の各地点で、芝目状態検出手段２３からの検出信号と、測位装置５４からの検出信号をそれぞれ取り込んで、グリーンＧ内の全体で芝Ｓがどの方向にどの程度傾いているのかを測定する芝目測定手段５８と、を備えた主測定器１０を有して構成される。

この場合、自走制御手段２８により本体２１を芝生面上でグリーンＧ内に満遍なく自動走行させるだけで、芝目測定手段５８がグリーンＧ内の全体で、芝Ｓける芝目の状態を、より簡単で短時間に測定することが可能になる。

また、本実施形態の芝状態測定装置１００は、本体２１の特に三次元位置を検出するように測位装置５４を構成し、自走制御手段２８により本体２１を芝生面上で移動させているときに、グリーンＧ内の各地点で、測位装置５４からの検出信号を取り込んで、グリーンＧ内の全体で芝生面がどの方向にどの程度傾いているのかを測定する芝生面測定手段６９をさらに備えている。

この場合、自走制御手段２８により本体２１を芝生面上でグリーンＧ内に満遍なく自動走行させているときに、芝目測定手段５８がグリーンＧ内の全体で、芝目の状態を測定するのに加えて、芝生面測定手段５９がグリーンＧ内の全体で、芝生面がどの方向にどの程度傾いているのかというアンジュレーションを測定する。これにより、グリーンＧ内における芝目の状態だけでなく、グリーンＧ内における芝生面の状態をも、より簡単で短時間に測定することが可能になる。

また、本実施形態の芝状態測定装置１００は、検知体２１の駆動源となる電動モータ３２と、芝目状態検出手段２３となる電流検出手段３７と、をさらに備え、電動モータ３２により検知体３１を回転させたときに、検知体３１が芝Ｓから受ける抵抗値を、電動モータ３２に流れる電流値として検出し、その結果を信号出力するように電流検出手段３７を構成している。

この場合、検知体２１が芝草から受ける抵抗値をセンサなどで直接検出しなくても、本来は検知体２１を回転させるための電動モータに流れる電流を検出すれば、これを芝目状態検出手段２３からの検出信号として利用することができ、芝目状態検出手段２３の構成を簡素化できる。

また、本実施形態の芝状態測定装置１００は、第３検出手段となる測位装置４３を組み込んだ走行体としての補助測定器１２の手押し車４２をさらに備え、グリーンＧ内の芝生面を含むグリーンＧやカラーＣの走行面に、補助測定器１２の手押し車４２を周回移動させたときに、手押し車４２の位置を検出する測位装置４３からの検出信号が、グリーンＧを確定する位置情報として、自走制御手段２８に取り込まれる構成となっている。

この場合、本体２１を芝生面上に移動走行させる前に、芝生面を含む走行面に手押し車４２を周回移動させるだけで、自走制御手段２８は測位装置４３からの検出信号を、特定の範囲であるグリーンＧを確定する位置情報として利用することができ、手押し車４２を周回移動させたグリーンＧ内で、自走制御手段２８により本体２１を確実に満遍なく自動走行させることが可能になる。

以上、本発明の好ましい一実施形態について説明したが、本発明は当該実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更実施が可能である。

２１ 本体
２２ 移動手段
２３ 芝目状態検出手段（第１検出手段）
２４，２５ 駆動輪
２８ 自走制御手段
３１ 検知体
３２ 電動モータ
３７ 電流検出手段
４２ 手押し車（走行体）
４３ 測位装置（第３検出手段）
５４ 測位装置（第２検出手段）
５８ 芝目測定手段
５９ 芝生面測定手段

Claims (4)

1. 本体と、
   前記本体を芝生面上に移動走行させるための駆動輪を有する移動手段と、
   前記芝生面を形成する芝草に当接可能な回転する検知体を有し、前記検知体を回転させたときに、前記検知体が前記芝草から受ける抵抗値を検出して、その結果を信号出力する第１検出手段と、
   前記本体に設けられ、前記本体の位置を検出して、その結果を信号出力する第２検出手段と、
   前記第２検出手段からの検出信号を取り込んで、前記本体が特定の範囲内を自動走行するように前記移動手段を制御する自走制御手段と、
   前記自走制御手段により前記本体を前記芝生面上で移動させているときに、前記特定の範囲内の各地点で、前記第１検出手段からの検出信号と、前記第２検出手段からの検出信号をそれぞれ取り込んで、前記特定の範囲内の全体で前記芝草がどの方向にどの程度傾いているのかを測定する芝目測定手段と、を備えたことを特徴とする芝状態測定装置。
2. 前記本体の三次元位置を検出するように前記第２検出手段を構成し、
   前記自走制御手段により前記本体を前記芝生面上で移動させているときに、前記特定の範囲内の各地点で、前記第２検出手段からの検出信号を取り込んで、前記特定の範囲内の全体で前記芝生面がどの方向にどの程度傾いているのかを測定する芝生面測定手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の芝状態測定装置。
3. 前記検知体の駆動源となる電動モータと、
   前記第１検出手段となる電流検出手段と、をさらに備え、
   前記電流検出手段は、前記電動モータにより前記検知体を回転させたときに、前記検知体が前記芝草から受ける抵抗値を、前記電動モータに流れる電流値として検出し、その結果を信号出力するものであることを特徴とする請求項１または２記載の芝状態測定装置。
4. 第３検出手段を組み込んだ走行体をさらに備え、
   前記芝生面を含む走行面に前記走行体を周回移動させたときに、前記走行体の位置を検出する前記第３検出手段からの検出信号が、前記特定の範囲を確定する位置情報として、前記自走制御手段に取り込まれる構成としたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の芝状態測定装置。

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