JP7001551B2

JP7001551B2 - Work vehicle

Info

Publication number: JP7001551B2
Application number: JP2018118112A
Authority: JP
Inventors: 英哉梅本; 斉青山; 勝彦上村
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2018-06-21
Filing date: 2018-06-21
Publication date: 2022-01-19
Anticipated expiration: 2038-06-21
Also published as: JP2019216670A

Description

本発明は、自律走行しながら作業を行う作業車両に関する。 The present invention relates to a work vehicle that performs work while autonomously traveling.

従来、車両を自律走行させる技術が利用されてきた。このような自律走行する車両の一例として、例えば広大な圃場で所定の作業（例えば芝刈り）を行いながら自律走行する作業車両がある。この種の技術として例えば特許文献１に記載のものがある。 Conventionally, a technique for autonomously traveling a vehicle has been used. As an example of such an autonomously traveling vehicle, for example, there is a working vehicle that autonomously travels while performing a predetermined work (for example, mowing) in a vast field. As a technique of this kind, for example, there is one described in Patent Document 1.

特許文献１に記載の無人走行作業車は、車体に搭載されてバッテリから通電される電動モータと、車体に搭載される原動機とを備えて構成され、原動機で車輪を駆動して作業エリアを走行しつつ、電動モータで車体に搭載される作業機を駆動して作業を行う。 The unmanned traveling work vehicle described in Patent Document 1 is configured to include an electric motor mounted on a vehicle body and energized from a battery, and a prime mover mounted on the vehicle body, and the motor drives wheels to travel in a work area. While doing so, the work is performed by driving the work machine mounted on the vehicle body with an electric motor.

特開２０１３－１６４７４１号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-164741

上述したように特許文献１に記載の技術は、車体に搭載される作業機を駆動して作業を行っている。しかしながら、例えば特許文献１に記載のように作業が草刈り作業である場合には、季節によって草の成長度合いが異なり、草丈が高い程、作業負荷が重くなるので、作業を円滑に進められないことがある。また、作業地によって要求される刈高さが異なっている場合には、ユーザが都度、刈高さを調節する必要がある。 As described above, the technique described in Patent Document 1 drives a working machine mounted on a vehicle body to perform work. However, for example, when the work is mowing work as described in Patent Document 1, the degree of grass growth differs depending on the season, and the higher the plant height, the heavier the work load, so that the work cannot proceed smoothly. There is. Further, when the required cutting height differs depending on the work site, the user needs to adjust the cutting height each time.

そこで、作業対象に応じて作業を行う作業高さを自動的に変更することが可能な作業車両が求められる。 Therefore, there is a demand for a work vehicle capable of automatically changing the work height at which the work is performed according to the work target.

本発明に係る作業車両の特徴構成は、自律走行しながら作業を行う作業車両であって、車輪を支持するベースフレームと、前記作業を行う作業ユニットを支持するユニットフレームと、前記ベースフレームと前記ユニットフレームとに亘って、前記ベースフレームに対する前記ユニットフレームの相対高さを変更可能に設けられるリンクフレームと、前記作業の対象となる作業対象を示す作業情報に応じて、前記作業を行う作業地の作業面に対する前記作業ユニットの作業高さを設定する設定部と、前記作業地における進行方向前方を撮像した撮像画像を取得する撮像画像取得部と、前記撮像画像に基づいて前記進行方向前方の前記作業地に生えている芝の種類を評価する評価部と、を備え、前記作業が前記作業地に生えている前記芝を刈る芝刈り作業であり、前記設定部は、前記評価部により評価された前記芝の種類に応じて前記作業ユニットの作業高さを設定する点にある。 The characteristic configuration of the work vehicle according to the present invention is a work vehicle that performs work while autonomously traveling, and includes a base frame that supports wheels, a unit frame that supports the work unit that performs the work, the base frame, and the above. A work place where the work is performed according to a link frame provided so as to be able to change the relative height of the unit frame with respect to the base frame over the unit frame and work information indicating the work target to be the work. A setting unit that sets the working height of the work unit with respect to the work surface of the work surface , an image acquisition unit that acquires an image captured in front of the traveling direction at the work site, and a unit in front of the traveling direction based on the captured image. An evaluation unit for evaluating the type of turf growing on the work site is provided , and the work is a turf mowing operation for mowing the turf growing on the work area, and the setting unit is evaluated by the evaluation unit. The point is to set the working height of the working unit according to the type of the turf .

このような特徴構成とすれば、作業情報に応じて作業高さを自動的に変更することが可能となる。したがって、互いに異なる作業高さからなる複数の作業にも対応することができる。 With such a feature configuration, it is possible to automatically change the work height according to the work information. Therefore, it is possible to handle a plurality of works having different work heights.

また、前記評価部は、前記芝の草丈と前記芝の密生度とを評価し、前記設定部は、前記評価部の評価結果に応じて前記作業高さを設定すると好適である。 Further, it is preferable that the evaluation unit evaluates the plant height of the turf and the density of the turf, and the setting unit sets the working height according to the evaluation result of the evaluation unit.

このような構成とすれば、芝の草丈と密生度とにより作業高さを変更し、芝の草丈及び密生度によっては複数回に分けて芝刈り作業を行うことができるので、作業ユニットに対する負荷を軽減することができる。したがって、作業ユニットを小型化し、低出力化（小馬力化）することも可能となる。 With such a configuration, the work height can be changed according to the grass height and the density of the lawn, and the lawn mowing work can be performed in multiple times depending on the grass height and the density of the lawn, so that the load on the work unit can be changed. Can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the size of the work unit and reduce the output (small horsepower).

また、前記評価部は、前記撮像画像に基づいて、前記草丈と前記密生度とを評価すると好適である。 Further, it is preferable that the evaluation unit evaluates the plant height and the density based on the captured image.

このような構成とすれば、芝の草丈と密生度とを撮像画像から認識し、作業高さを変更することができる。このため、本構成であっても、作業ユニットに対する負荷を軽減することができ、作業ユニットを小型化し、低出力化（小馬力化）することが可能となる。 With such a configuration, it is possible to recognize the plant height and the degree of denseness of the turf from the captured image and change the working height. Therefore, even with this configuration, the load on the work unit can be reduced, the work unit can be miniaturized, and the output can be reduced (small horsepower).

また、前記作業車両は、前記作業地を示すマップを取得する作業地マップ取得部と、前記作業時の走行経路を示す走行経路情報を取得する経路情報取得部と、前記マップと前記走行経路情報とに基づいて、現在の場所が前記芝が刈り取られた領域か否かを判定する判定部とを更に備え、前記評価部は、前記判定部の判定結果に基づいて、前記草丈と前記密生度とを評価すると好適である。 Further, the work vehicle has a work area map acquisition unit that acquires a map indicating the work area, a route information acquisition unit that acquires travel route information indicating a travel route during the work, and the map and the travel route information. Based on the above, the evaluation unit further includes a determination unit for determining whether or not the current location is the area where the grass has been cut, and the evaluation unit has the plant height and the density degree based on the determination result of the determination unit. It is preferable to evaluate.

このような構成とすれば、芝の草丈と密生度とを作業車両の移動軌跡から認識し、作業高さを変更することができる。このため、本構成であっても、作業ユニットに対する負荷を軽減することができ、作業ユニットを小型化し、低出力化（小馬力化）することが可能となる。 With such a configuration, the plant height and the degree of denseness of the turf can be recognized from the movement locus of the work vehicle, and the work height can be changed. Therefore, even with this configuration, the load on the work unit can be reduced, the work unit can be miniaturized, and the output can be reduced (small horsepower).

また、前記作業車両は、荷重を検出する荷重センサと、前記荷重センサが装着され、少なくとも前記作業ユニット及び前記車輪を内包するように前記ベースフレームに支持されるバンパー部材と、を更に備え、前記バンパー部材は、前記ベースフレームに対する前記ユニットフレームの高さが変更された場合であっても、前記作業ユニット及び前記車輪を内包する状態となるように構成されていると好適である。 Further, the work vehicle further includes a load sensor for detecting a load, and a bumper member to which the load sensor is mounted and supported by the base frame so as to include at least the work unit and the wheels. It is preferable that the bumper member is configured to include the working unit and the wheels even when the height of the unit frame with respect to the base frame is changed.

このような構成とすれば、作業高さが変更された場合であっても、バンパー部材と作業面との間隔を一定に維持することができる（バンパー部材と作業面との間において必要以上の隙間が空くことを防止できる）。したがって、不意に作業ユニットに手や足を入れて怪我をすることを防止できる。 With such a configuration, even when the work height is changed, the distance between the bumper member and the work surface can be kept constant (more than necessary between the bumper member and the work surface). It can prevent gaps). Therefore, it is possible to prevent an accidental injury by putting a hand or a foot into the work unit.

また、前記作業車両は、前記荷重センサが予め設定された値以上の荷重を検出された場合に前記作業ユニットの運転を停止し、前記車輪を、前記予め設定された値以上の荷重を検出された時の前記車輪の回転方向とは反対の方向に回転させる制御部を更に備えると好適である。 Further, the work vehicle stops the operation of the work unit when the load sensor detects a load equal to or higher than a preset value, and detects a load of the wheel having a load equal to or higher than the preset value. It is preferable to further include a control unit that rotates the wheel in a direction opposite to the rotation direction of the wheel at the time.

このような構成とすれば、荷重センサが予め設定された値以上の荷重を検出された場合に、作業ユニットの駆動を停止させ、作業車両をこれまでの進行方向とは反対方向に走行させることができる。したがって、作業車両に人が近付いた場合であっても、怪我をすることを防止できる。 With such a configuration, when the load sensor detects a load exceeding a preset value, the drive of the work unit is stopped and the work vehicle is driven in the direction opposite to the traveling direction so far. Can be done. Therefore, even when a person approaches the work vehicle, it is possible to prevent injury.

作業車両の側面図である。It is a side view of a work vehicle. 作業車両の平面図である。It is a top view of a work vehicle. 作業車両の構造を示した構造図である。It is a structural drawing which showed the structure of a work vehicle. 作業装置の機能部を模式的に示したブロック図である。It is a block diagram which shows the functional part of a work apparatus schematically. 作業高さの設定を示した図である。It is a figure which showed the setting of the working height.

本発明に係る作業車両は、作業対象に応じて作業を行う作業高さを自動的に変更することができるように構成されている。作業車両は、自律走行しながら作業を行うが、以下では、作業車両が行う作業として、作業地に生えている芝を刈る芝刈り作業を例に挙げて説明する。ここで、本実施形態に係る「自律走行」とは、作業車両に搭載されるデバイスの出力（例えばセンサの出力やカメラによる撮像画像等）に基づいて設定された走行経路に沿って、物体（例えば障害物等）を避けながら走行することを言う。このような作業車両は、所謂自律型ロボットに相当する。 The work vehicle according to the present invention is configured so that the work height at which work is performed can be automatically changed according to the work target. The work vehicle performs the work while autonomously traveling, but in the following, as the work performed by the work vehicle, the lawn mowing work for mowing the lawn growing on the work site will be described as an example. Here, the "autonomous traveling" according to the present embodiment means an object (for example, an object (for example, a sensor output, an image captured by a camera, etc.) along a traveling path set based on the output of a device mounted on a work vehicle. For example, driving while avoiding obstacles). Such a work vehicle corresponds to a so-called autonomous robot.

図１には、本実施形態に係る作業車両１の側面図が示され、図２には、作業車両１の平面図が示される。図１及び図２に示されるように、作業車両１は、車輪２と機体３（車体の一例）とを備えて構成される。車輪２は、車体の車長方向の一端側の第１車輪２Ａ、及び車長方向の他端側の第２車輪２Ｂから構成される。第１車輪２Ａ及び第２車輪２Ｂは、夫々、車体の幅方向に沿って左右一対で設けられる。本実施形態では、第１車輪２Ａが作業車両１の進行方向後側に設けられる駆動輪且つ操舵輪として構成され、後述する走行制御装置１０によって駆動される。第２車輪２Ｂは作業車両１の進行方向前側に設けられる所謂キャスター輪として構成される。したがって、第１車輪２Ａの左右の車輪が等速で同一方向に回転している場合には直進走行を行い、第１車輪２Ａの左右の車輪が互いに異なる速度で同一方向に回転している場合には、第１車輪２Ａの左右の車輪のうち速度が遅い側に操舵されている状態となる。更には、第１車輪２Ａの左右の車輪が等速で互いに異なる方向に回転している場合には、作業車両１はその場で回転することが可能となる。なお、第１車輪２Ａ及び第２車輪２Ｂは車体の幅方向に沿って左右一対で設けられるとして説明したが、これは一例であり、例えば車体の大きさに応じて、第１車輪２Ａ及び第２車輪２Ｂの夫々の数が異なるように構成することも可能であるし、夫々１つ或いは３つ以上で構成することも可能である。 FIG. 1 shows a side view of the work vehicle 1 according to the present embodiment, and FIG. 2 shows a plan view of the work vehicle 1. As shown in FIGS. 1 and 2, the work vehicle 1 includes wheels 2 and a machine body 3 (an example of a vehicle body). The wheel 2 is composed of a first wheel 2A on one end side in the vehicle length direction and a second wheel 2B on the other end side in the vehicle length direction. The first wheel 2A and the second wheel 2B are provided in pairs on the left and right along the width direction of the vehicle body, respectively. In the present embodiment, the first wheel 2A is configured as a drive wheel and a steering wheel provided on the rear side in the traveling direction of the work vehicle 1, and is driven by a travel control device 10 described later. The second wheel 2B is configured as a so-called caster wheel provided on the front side in the traveling direction of the work vehicle 1. Therefore, when the left and right wheels of the first wheel 2A are rotating in the same direction at a constant speed, the vehicle travels straight, and when the left and right wheels of the first wheel 2A are rotating in the same direction at different speeds. Is in a state of being steered to the slower speed side of the left and right wheels of the first wheel 2A. Further, when the left and right wheels of the first wheel 2A rotate at a constant speed in different directions, the work vehicle 1 can rotate on the spot. It has been described that the first wheel 2A and the second wheel 2B are provided in pairs on the left and right along the width direction of the vehicle body, but this is an example. For example, the first wheel 2A and the second wheel 2B are provided according to the size of the vehicle body. It is possible to configure the two wheels 2B so that the numbers are different from each other, or it is possible to configure each of the two wheels 2B to have one or three or more.

機体３には、第１車輪２Ａの動力源である一対のモータ４、モータ４及び作業車両１が有する電気機器に電力供給する電力が蓄電されるバッテリ５、作業車両１の走行を制御する走行制御装置１０、バッテリ５から供給される電力に基づき駆動され、芝刈り作業に使用する刈り刃５４を有する芝刈装置５３（作業ユニットの一例）を駆動するモータ６を備えている。 The machine body 3 includes a pair of motors 4 that are power sources for the first wheels 2A, a battery 5 that stores electric power to supply electric power to the electric devices of the motor 4 and the work vehicle 1, and a travel that controls the running of the work vehicle 1. It includes a motor 6 that is driven based on the electric power supplied from the control device 10 and the battery 5 and drives a lawn mowing device 53 (an example of a work unit) having a cutting blade 54 used for the lawn mowing work.

また、機体３には、ＧＮＳＳモジュールとして構成されている衛星測位モジュール９９が設けられている。この衛星測位モジュール９９は、ＧＰＳ信号やＧＮＳＳ信号（本実施形態では「ＧＰＳ信号」とする）を受信するための衛星用アンテナを有している。なお、衛星測位モジュール９９には、衛星航法を補完するために、ジャイロ加速度センサや磁気方位センサを組み込んだ慣性航法モジュールを含めることができる。もちろん、慣性航法モジュールは、衛星測位モジュール９９とは別の場所に設けてもよい。衛星測位モジュール９９により取得されたＧＰＳ信号は、上述した作業車両１の自律走行や、「ＧＰＳによる位置情報」として後述する各機能部に利用される。 Further, the aircraft 3 is provided with a satellite positioning module 99 configured as a GNSS module. The satellite positioning module 99 has a satellite antenna for receiving GPS signals and GNSS signals (referred to as "GPS signals" in this embodiment). The satellite positioning module 99 can include an inertial navigation module incorporating a gyro acceleration sensor and a magnetic orientation sensor in order to complement satellite navigation. Of course, the inertial navigation module may be provided at a place different from the satellite positioning module 99. The GPS signal acquired by the satellite positioning module 99 is used for autonomous traveling of the work vehicle 1 described above and for each functional unit described later as "position information by GPS".

図３は、作業車両１の構造をより具体的に示した構造図である。図４は、作業車両１の機能部を模式的に示したブロック図である。図３及び図４に示されるように、作業車両１は、ベースフレーム２１、ユニットフレーム２２、リンクフレーム２３、設定部２４、評価部２５、撮像画像取得部２６、作業地マップ取得部２７、経路情報取得部２８、判定部２９、荷重センサ３０、バンパー部材３１、制御部３２を備えている。 FIG. 3 is a structural diagram showing the structure of the work vehicle 1 more concretely. FIG. 4 is a block diagram schematically showing a functional portion of the work vehicle 1. As shown in FIGS. 3 and 4, the work vehicle 1 includes a base frame 21, a unit frame 22, a link frame 23, a setting unit 24, an evaluation unit 25, a captured image acquisition unit 26, a work area map acquisition unit 27, and a route. It includes an information acquisition unit 28, a determination unit 29, a load sensor 30, a bumper member 31, and a control unit 32.

ベースフレーム２１は、車輪２を支持する。上述したように、車輪２は、一対の第１車輪２Ａ及び一対の第２車輪２Ｂから構成される。したがって、ベースフレーム２１は、一対の第１車輪２Ａ及び一対の第２車輪２Ｂを支持する。ベースフレーム２１は、一対の第１車輪２Ａ及び一対の第２車輪２Ｂの夫々の回転軸を支持するように構成すると良い。 The base frame 21 supports the wheels 2. As described above, the wheel 2 is composed of a pair of first wheels 2A and a pair of second wheels 2B. Therefore, the base frame 21 supports a pair of first wheels 2A and a pair of second wheels 2B. The base frame 21 may be configured to support the respective rotation axes of the pair of first wheels 2A and the pair of second wheels 2B.

ユニットフレーム２２は、芝刈装置５３を支持する。本実施形態では、芝刈装置５３は鉛直方向一方側に作業面と対向して刈り刃５４が設けられる。したがって、芝刈装置５３は、鉛直方向他方側でユニットフレーム２２に支持される。 The unit frame 22 supports the lawn mowing device 53. In the present embodiment, the lawn mowing device 53 is provided with a mowing blade 54 facing the work surface on one side in the vertical direction. Therefore, the mowing device 53 is supported by the unit frame 22 on the other side in the vertical direction.

リンクフレーム２３は、ベースフレーム２１とユニットフレーム２２とに亘って、ベースフレーム２１に対するユニットフレーム２２の相対高さを変更可能に設けられる。ベースフレーム２１とユニットフレーム２２とに亘って設けられるとは、リンクフレーム２３の一方の端部がベースフレーム２１に固定され、リンクフレーム２３の他方の端部がユニットフレーム２２に固定されることを意味する。このようなリンクフレーム２３は、伸縮自在なダンパーを用いて構成すると良い。ダンパーが伸縮することにより、ベースフレーム２１に対するユニットフレーム２２の相対高さを変更することが可能となる。 The link frame 23 is provided so as to be able to change the relative height of the unit frame 22 with respect to the base frame 21 over the base frame 21 and the unit frame 22. To be provided over the base frame 21 and the unit frame 22 means that one end of the link frame 23 is fixed to the base frame 21 and the other end of the link frame 23 is fixed to the unit frame 22. means. Such a link frame 23 may be configured by using a stretchable damper. By expanding and contracting the damper, it is possible to change the relative height of the unit frame 22 with respect to the base frame 21.

設定部２４は、作業の対象となる作業対象を示す作業情報に応じて、作業を行う作業地の作業面に対する芝刈装置５３の作業高さを設定する。作業の対象となる作業対象とは、本実施形態では、芝である。作業情報とは、芝の状態を示す情報である。芝の状態とは、芝の草丈や芝の密生度を示す情報である。作業を行う作業地の作業面とは、芝刈り作業を行う作業地の芝が生えている面であり、作業車両１の車輪２の接地面が相当する。芝刈装置５３の作業高さとは、芝刈り作業を行う高さであり、具体的には刈り刃５４の高さを意味する。したがって、設定部２４は、芝の草丈や芝の密生度を示す情報に応じて、作業車両１の車輪２の接地面に対する芝刈装置５３の刈り刃５４の高さを設定する。 The setting unit 24 sets the work height of the lawn mowing device 53 with respect to the work surface of the work site where the work is performed, according to the work information indicating the work target to be worked. In the present embodiment, the work target to be worked is turf. The work information is information indicating the state of the turf. The state of the turf is information indicating the plant height of the turf and the density of the turf. The work surface of the work area where the work is performed is the surface on which the lawn of the work area where the lawn mowing work is grown, and corresponds to the ground contact surface of the wheel 2 of the work vehicle 1. The working height of the lawn mowing device 53 is the height at which the lawn mowing work is performed, and specifically means the height of the mowing blade 54. Therefore, the setting unit 24 sets the height of the cutting blade 54 of the lawn mowing device 53 with respect to the ground contact surface of the wheel 2 of the work vehicle 1 according to the information indicating the grass height of the lawn and the density of the lawn.

本実施形態では、作業車両１に、作業地における作業車両１の進行方向前方を撮像するカメラ（図示せず）が設けられる。撮像画像取得部２６は、カメラが作業地を撮像した撮像画像を取得する。撮像画像取得部２６が取得した撮像画像は後述する評価部２５に伝達される。 In the present embodiment, the work vehicle 1 is provided with a camera (not shown) that captures an image of the front of the work vehicle 1 in the traveling direction at the work site. The captured image acquisition unit 26 acquires an captured image obtained by the camera capturing the work area. The captured image acquired by the captured image acquisition unit 26 is transmitted to the evaluation unit 25, which will be described later.

評価部２５は、撮像画像取得部２６から伝達された撮像画像に基づいて芝の草丈と、芝の密生度とを評価する。具体的には、評価部２５は撮像画像に画像認識処理を施し、撮像画像に含まれる芝の草丈と、密生度とを評価（算定）する。評価部２５による評価結果は上述した設定部２４に伝達される。 The evaluation unit 25 evaluates the plant height of the turf and the density of the turf based on the captured image transmitted from the captured image acquisition unit 26. Specifically, the evaluation unit 25 performs image recognition processing on the captured image, and evaluates (calculates) the plant height of the turf contained in the captured image and the degree of density. The evaluation result by the evaluation unit 25 is transmitted to the setting unit 24 described above.

設定部２４は、評価部２５の評価結果に基づいて、芝刈装置５３の刈り刃５４の高さを設定する。具体的には、図５に示されるように、例えば芝の草丈が所定値以下であり、密生度が所定値以下である場合（レベル１）には、作業高さを所定の第１高さとし、例えば芝の草丈が所定値を超えるが、密生度が所定値以下である場合（レベル２）には、作業高さを前記第１高さよりも高い第２高さとする。また、例えば芝の草丈が所定値以下であるが、密生度が所定値を超える場合（レベル３）には、作業高さを前記第１高さとし、例えば芝の草丈が所定値を超え、密生度が所定値を超える場合（レベル４）には、作業高さを第２高さとする。設定部２４はこのように作業高さを設定すると良い。 The setting unit 24 sets the height of the cutting blade 54 of the lawn mowing device 53 based on the evaluation result of the evaluation unit 25. Specifically, as shown in FIG. 5, for example, when the plant height of the turf is equal to or less than a predetermined value and the density is equal to or less than a predetermined value (level 1), the working height is set to the predetermined first height. For example, when the plant height of the turf exceeds a predetermined value but the density is equal to or less than a predetermined value (level 2), the working height is set to a second height higher than the first height. Further, for example, when the grass height of the turf is equal to or less than the predetermined value, but the density exceeds the predetermined value (level 3), the working height is set to the first height. When the degree exceeds a predetermined value (level 4), the working height is set as the second height. The setting unit 24 may set the working height in this way.

これにより、作業車両１は、自動的に作業面に対する刈り刃５４の高さを設定することが可能となる。具体的には、設定部２４は、上述した作業高さに応じて芝刈装置５３の作業高さをステップモータで昇降できるように構成すると良い。もちろん、コンプレッサとエアバックとを用いて無段階で昇降可能なように構成することも可能である。 As a result, the work vehicle 1 can automatically set the height of the cutting blade 54 with respect to the work surface. Specifically, the setting unit 24 may be configured so that the working height of the lawn mowing device 53 can be raised or lowered by a step motor according to the above-mentioned working height. Of course, it is also possible to use a compressor and an airbag so that it can be raised and lowered steplessly.

作業地マップ取得部２７は、作業地を示すマップを取得する。作業地は、ユーザにより芝刈り作業を行う前に設定される。作業地マップ取得部２７は、このようなユーザにより設定された作業地を示すマップを取得する。 The work area map acquisition unit 27 acquires a map showing the work area. The work area is set by the user before the lawn mowing work is performed. The work area map acquisition unit 27 acquires a map showing the work area set by such a user.

経路情報取得部２８は、芝刈り作業時の作業車両１の走行経路を示す走行経路情報を取得する。作業車両１は自律走行を行う。この自律走行は走行制御装置１０により制御される。経路情報取得部２８は、走行制御装置１０により制御され、自律走行を行った走行経路を示す走行経路情報を取得する。走行経路は、ＧＰＳによる位置情報を利用して算定すると好適である。 The route information acquisition unit 28 acquires travel route information indicating the travel route of the work vehicle 1 during the lawn mowing work. The work vehicle 1 autonomously travels. This autonomous travel is controlled by the travel control device 10. The route information acquisition unit 28 is controlled by the travel control device 10 and acquires travel route information indicating a travel route in which autonomous travel has been performed. It is preferable to calculate the traveling route by using the position information by GPS.

判定部２９は、マップと走行経路情報とに基づいて、現在の場所が芝が刈り取られた領域か否かを判定する。判定部２９には、作業地マップ取得部２７からマップが伝達され、経路情報取得部２８から経路情報が伝達される。判定部２９は、伝達されたマップにおける作業地を複数の領域に区画し、当該区画した作業地に対して走行経路情報に基づき、作業車両１が走行した領域と走行していない領域とに区分けして、現在、作業車両１が存在している領域が芝が刈り取られたか領域であるか否かを判定すると良い。判定部２９による判定結果は、上述した評価部２５に伝達される。 The determination unit 29 determines whether or not the current location is the area where the grass has been cut, based on the map and the travel route information. The map is transmitted from the work site map acquisition unit 27 to the determination unit 29, and the route information is transmitted from the route information acquisition unit 28. The determination unit 29 divides the work area in the transmitted map into a plurality of areas, and divides the work area into an area where the work vehicle 1 has traveled and an area where the work vehicle 1 has not traveled, based on the travel route information. Then, it is preferable to determine whether or not the area where the work vehicle 1 currently exists is the area where the grass has been cut. The determination result by the determination unit 29 is transmitted to the evaluation unit 25 described above.

評価部２５は、判定部２９の判定結果に基づいて、芝の草丈と芝の密生度とを評価することも可能である。すなわち、判定部２９により芝刈り作業が行われていないと判定された領域を作業車両１がこれから走行する場合には、刈り刃５４の作業面に対する高さを、図５に示されるような作業高さに設定し、判定部２９により芝刈り作業が行われたと判定された領域を作業車両１がこれから走行する場合には、刈り刃５４の作業面に対する高さを、走行に支障がない作業高さに設定すると良い。評価部２５は、撮像画像により芝の種類を評価し、設定部２４が芝種に応じて作業高さを設定するように構成することも可能である。 The evaluation unit 25 can also evaluate the plant height of the turf and the density of the turf based on the determination result of the determination unit 29. That is, when the work vehicle 1 is about to travel in the area where the lawn mowing work is determined not to be performed by the determination unit 29, the height of the mowing blade 54 with respect to the work surface is as shown in FIG. When the work vehicle 1 is about to travel in the area where the height is set and the determination unit 29 determines that the lawn mowing work has been performed, the height of the cutting blade 54 with respect to the work surface is set to a work that does not hinder the traveling. It is good to set it to the height. The evaluation unit 25 can be configured to evaluate the type of turf from the captured image and the setting unit 24 to set the working height according to the turf type.

図３に戻り、荷重センサ３０は荷重を検出する。本実施形態では、荷重センサ３０は、作業車両１の進行方向前側及び進行方向後側の一対で設けられる。本実施形態では、これらの荷重センサ３０は、後述するバンパー部材３１に装着される。荷重センサ３０は、バンパー部材３１に作用する圧力を検出し、検出結果を走行制御装置１０に伝達する。 Returning to FIG. 3, the load sensor 30 detects the load. In the present embodiment, the load sensors 30 are provided as a pair of the front side in the traveling direction and the rear side in the traveling direction of the work vehicle 1. In the present embodiment, these load sensors 30 are mounted on the bumper member 31, which will be described later. The load sensor 30 detects the pressure acting on the bumper member 31 and transmits the detection result to the traveling control device 10.

バンパー部材３１は、少なくとも芝刈装置５３及び車輪２を内包するようにベースフレーム２１に支持される。芝刈装置５３及び車輪２を内包するとは、作業車両１の上面視において、芝刈装置５３及び車輪２よりも外側に位置するようにバンパー部材３１が設けられることを言う。本実施形態では、バンパー部材３１は一対で設けられ、一方のバンパー部材３１は第１車輪２Ａよりも作業車両１の進行方向後側に設けられ、他方のバンパー部材３１は第２車輪２Ｂよりも作業車両１の進行方向前側に設けられる。これら一対のバンパー部材３１は、ベースフレーム２１に固定される。 The bumper member 31 is supported by the base frame 21 so as to include at least the lawn mowing device 53 and the wheels 2. Inclusion of the lawn mowing device 53 and the wheel 2 means that the bumper member 31 is provided so as to be located outside the lawn mowing device 53 and the wheel 2 in the top view of the work vehicle 1. In the present embodiment, the bumper members 31 are provided in pairs, one bumper member 31 is provided behind the first wheel 2A in the traveling direction of the work vehicle 1, and the other bumper member 31 is provided with respect to the second wheel 2B. It is provided on the front side in the traveling direction of the work vehicle 1. These pair of bumper members 31 are fixed to the base frame 21.

また、バンパー部材３１は、ベースフレーム２１に対するユニットフレーム２２の高さが変更された場合であっても、芝刈装置５３及び車輪２を内包する状態となるように構成される。上述したように、ベースフレーム２１に対するユニットフレーム２２の高さは、リンクフレーム２３により変更可能に構成されている。バンパー部材３１は、リンクフレーム２３により上記高さが変更された場合であっても、芝刈装置５３と作業面との間隔を一定に維持し、芝刈装置５３及び車輪２が露出しないように、すなわち、作業車両１の進行方向前側及び進行方向後側から見て芝刈装置５３及び車輪２が見えないように設けられている。これにより、芝刈装置５３に芝以外の物体が噛み込まれたり、車輪２が当該物体に乗り上げたりすることを防止できる。 Further, the bumper member 31 is configured to include the lawn mowing device 53 and the wheels 2 even when the height of the unit frame 22 with respect to the base frame 21 is changed. As described above, the height of the unit frame 22 with respect to the base frame 21 is configured to be changeable by the link frame 23. The bumper member 31 maintains a constant distance between the mowing device 53 and the work surface even when the height is changed by the link frame 23 so that the mowing device 53 and the wheels 2 are not exposed, that is, The lawn mowing device 53 and the wheels 2 are provided so as not to be seen from the front side in the traveling direction and the rear side in the traveling direction of the work vehicle 1. As a result, it is possible to prevent an object other than the lawn from being bitten by the lawn mowing device 53 and the wheel 2 from riding on the object.

制御部３２は、荷重センサ３０が予め設定された値以上の荷重を検出された場合に芝刈装置５３の運転を停止し、車輪２を、予め設定された値以上の荷重を検出された時の車輪２の回転方向とは反対の方向に回転させる。荷重センサ３０の検出結果は、制御部３２に伝達される。荷重センサ３０から伝達された検出結果が、予め設定された値以上の荷重の検出を示すものである場合には、制御部３２は芝刈装置５３の運転を停止させる。これにより、芝刈装置５３により荷重センサ３０に圧力を加えた物体が噛み込まれることを防止できる。更に、制御部３２は、走行制御装置１０に対して、荷重センサ３０が前記荷重を検出する前に走行していた方向とは反対方向に走行させるように制御する。これにより、作業車両１は、後退することになるので、車輪２が荷重センサ３０に圧力を加えた物体から退避させることが可能となる。 When the load sensor 30 detects a load equal to or higher than a preset value, the control unit 32 stops the operation of the lawn mowing device 53, and when the wheel 2 detects a load equal to or higher than a preset value, the control unit 32 stops the operation. The wheel 2 is rotated in the direction opposite to the rotation direction. The detection result of the load sensor 30 is transmitted to the control unit 32. When the detection result transmitted from the load sensor 30 indicates the detection of a load equal to or higher than a preset value, the control unit 32 stops the operation of the lawn mowing device 53. As a result, it is possible to prevent an object that has applied pressure to the load sensor 30 from being bitten by the lawn mowing device 53. Further, the control unit 32 controls the travel control device 10 to travel in the direction opposite to the direction in which the load sensor 30 traveled before detecting the load. As a result, the work vehicle 1 is retracted, so that the wheel 2 can be retracted from the object that has applied pressure to the load sensor 30.

〔その他の実施形態〕
上記実施形態では、評価部２５が芝の草丈と芝の密生度とを評価し、設定部２４が評価部２５の評価結果に応じて作業高さを設定するとして説明したが、設定部２４は評価部２５の評価結果に拘らず、作業高さを設定するように構成することも可能である。係る場合には、作業車両１は評価部２５を備えなくても良い。 [Other embodiments]
In the above embodiment, the evaluation unit 25 evaluates the plant height of the turf and the density of the turf, and the setting unit 24 sets the working height according to the evaluation result of the evaluation unit 25. It is also possible to set the working height regardless of the evaluation result of the evaluation unit 25. In such a case, the work vehicle 1 does not have to include the evaluation unit 25.

上記実施形態では、撮像画像取得部２６が作業地を撮像した撮像画像を取得し、評価部２５は撮像画像に基づいて、芝の草丈と芝の密生度とを評価するとして説明したが、設定部２４は撮像画像を用いずに芝の草丈と芝の密生度とを評価するように構成することも可能である。 In the above embodiment, the captured image acquisition unit 26 acquires the captured image of the work area, and the evaluation unit 25 evaluates the plant height of the turf and the density of the turf based on the captured image. The unit 24 can also be configured to evaluate the plant height of the turf and the density of the turf without using the captured image.

上記実施形態では、作業地マップ取得部２７が作業地を示すマップを取得し、経路情報取得部２８が作業時の走行経路を示す走行経路情報を取得し、判定部２９がマップと走行経路情報とに基づいて、現在の場所が芝が刈り取られた領域か否かを判定し、評価部２５は、判定部２９の判定結果に基づいて、芝の草丈と芝の密生度とを評価するとして説明した。しかしながら、作業車両１は、作業地マップ取得部２７、経路情報取得部２８、及び判定部２９を備えずに構成することも可能である。 In the above embodiment, the work area map acquisition unit 27 acquires a map indicating the work area, the route information acquisition unit 28 acquires the travel route information indicating the travel route during work, and the determination unit 29 acquires the map and the travel route information. Based on the above, it is determined whether or not the current location is the area where the turf has been cut, and the evaluation unit 25 evaluates the plant height of the turf and the density of the turf based on the determination result of the determination unit 29. explained. However, the work vehicle 1 can be configured without the work area map acquisition unit 27, the route information acquisition unit 28, and the determination unit 29.

上記実施形態では、荷重センサ３０がバンパー部材３１に装着されているとして説明したが、荷重センサ３０はバンパー部材３１とは別の部材に装着されていても良い。 In the above embodiment, the load sensor 30 has been described as being mounted on the bumper member 31, but the load sensor 30 may be mounted on a member different from the bumper member 31.

上記実施形態では、バンパー部材３１が、ベースフレーム２１に対するユニットフレーム２２の高さが変更された場合であっても、芝刈装置５３及び車輪２を内包する状態となるように構成されているとして説明したが、ベースフレーム２１に対するユニットフレーム２２の高さが変更された場合には、バンパー部材３１から芝刈装置５３及び車輪２が露出するように構成しても良い。 In the above embodiment, it is assumed that the bumper member 31 is configured to include the lawn mowing device 53 and the wheels 2 even when the height of the unit frame 22 with respect to the base frame 21 is changed. However, when the height of the unit frame 22 with respect to the base frame 21 is changed, the mowing device 53 and the wheels 2 may be exposed from the bumper member 31.

上記実施形態では、制御部３２は、荷重センサ３０が予め設定された値以上の荷重を検出された場合に芝刈装置５３の運転を停止し、車輪２を、予め設定された値以上の荷重を検出された時の車輪２の回転方向とは反対の方向に回転させるとして説明したが、制御部３２が、荷重センサ３０が予め設定された値以上の荷重を検出された場合には、芝刈装置５３の運転の停止、及び車輪２の予め設定された値以上の荷重を検出された時の車輪２の回転方向とは反対の方向への回転の少なくともいずれか一方を行うように構成することも可能であるし、上記運転の停止及び上記反対方向への回転の双方を行わないように構成することも可能である。 In the above embodiment, when the load sensor 30 detects a load equal to or higher than a preset value, the control unit 32 stops the operation of the lawn mowing device 53, and the wheel 2 is loaded with a load equal to or higher than the preset value. Although it has been described that the wheel 2 is rotated in a direction opposite to the rotation direction of the wheel 2 at the time of detection, when the control unit 32 detects a load equal to or higher than a preset value, the lawn mowing device It may be configured to stop the operation of 53 and to perform at least one of rotation in the direction opposite to the rotation direction of the wheel 2 when a load equal to or more than a preset value of the wheel 2 is detected. It is possible, and it is also possible to configure it so as not to both stop the operation and rotate in the opposite direction.

上記実施形態では、作業が芝刈り作業であるとして説明したが、他の作業であっても良い。 In the above embodiment, the work has been described as a lawn mowing work, but other work may be used.

本発明は、自律走行しながら作業を行う作業車両に用いることが可能である。 The present invention can be used for a work vehicle that works while autonomously traveling.

１：作業車両
２：車輪
２１：ベースフレーム
２２：ユニットフレーム
２３：リンクフレーム
２４：設定部
２５：評価部
２６：撮像画像取得部
２７：作業地マップ取得部
２８：経路情報取得部
２９：判定部
３０：荷重センサ
３１：バンパー部材
３２：制御部
５３：芝刈装置（作業ユニット） 1: Work vehicle 2: Wheel 21: Base frame 22: Unit frame 23: Link frame 24: Setting unit 25: Evaluation unit 26: Captured image acquisition unit 27: Work site map acquisition unit 28: Route information acquisition unit 29: Judgment unit 30: Load sensor 31: Bumper member 32: Control unit 53: Grass mowing device (working unit)

Claims

It is a work vehicle that works while driving autonomously.
The base frame that supports the wheels and
A unit frame that supports the work unit that performs the above work, and
A link frame provided so as to be able to change the relative height of the unit frame with respect to the base frame over the base frame and the unit frame.
A setting unit that sets the work height of the work unit with respect to the work surface of the work site where the work is performed according to the work information indicating the work target to be the work.
An image capture unit that acquires an image captured in front of the work area in the traveling direction, and an image acquisition unit.
An evaluation unit that evaluates the type of turf growing on the work area in front of the traveling direction based on the captured image, and an evaluation unit.
Equipped with
The work is a lawn mowing work for mowing the lawn growing in the work area.
The setting unit is a work vehicle that sets the work height of the work unit according to the type of turf evaluated by the evaluation unit .

The evaluation unit evaluates the plant height of the turf and the density of the turf.
The work vehicle according to claim 1, wherein the setting unit sets the work height according to the evaluation result of the evaluation unit.

The work vehicle according to claim 2, wherein the evaluation unit evaluates the plant height and the density based on the captured image.

A work area map acquisition unit that acquires a map showing the work area,
A route information acquisition unit that acquires travel route information indicating a travel route during the work, and a route information acquisition unit.
Further, a determination unit for determining whether or not the current location is the area where the grass has been cut is provided based on the map and the travel route information.
The work vehicle according to claim 2 or 3, wherein the evaluation unit evaluates the plant height and the density based on the determination result of the determination unit.

A load sensor that detects the load and
Further comprising a bumper member to which the load sensor is mounted and supported by the base frame so as to include at least the work unit and the wheels.
Any of claims 1 to 4, wherein the bumper member is configured to include the work unit and the wheels even when the height of the unit frame with respect to the base frame is changed. The work vehicle described in item 1.

When the load sensor detects a load equal to or higher than a preset value, the operation of the work unit is stopped, and the wheel rotates when the load equal to or higher than the preset value is detected. The work vehicle according to claim 5, further comprising a control unit that rotates in a direction opposite to the direction.