JP7136917B2 - 走行経路決定装置および作業機 - Google Patents

Description

本発明は、主に作業機に適用可能な走行経路決定装置に関する。

芝刈機等の作業機は、一般に、作業領域における作業を所定の車速で走行しながら順に行う。作業領域は、必ずしも平坦であるとは限らず、何らかの起伏を有することもある（特許文献１参照）。

特開平９－１２８０４３

作業領域の起伏を作業機が通過する際、走行部においてスリップが発生することもある。そのため、作業機の走行経路は、このような作業領域の起伏を考慮して決定されることが求められる場合がある。

本発明の目的は、作業機の走行経路を作業領域の起伏を考慮して決定することにある。

本発明の一つの側面は走行経路決定装置に係り、前記走行経路決定装置は、
作業領域における作業機の走行経路を決定するための走行経路決定装置であって、
前記作業領域の地形情報を取得する取得手段と、
前記作業領域の勾配分布を前記地形情報に基づいて評価する評価手段と、
前記作業領域における前記作業機の現在地から目的地までの走行経路を、該走行経路における起伏が小さくなるように、前記勾配分布に基づいて決定する決定手段と、を備え、
前記地形情報は、前記作業領域を仮想的に分割して得られ且つサイズ及び形状が互いに異なる複数の領域のそれぞれに対して与えられた座標情報を含み、前記複数の領域において、前記起伏が存在する領域は他の領域よりも小さいサイズで分割される
ことを特徴とする。

本発明によれば、作業機の走行経路を作業領域の起伏を考慮して決定可能となる。

作業システムの構成例を説明するための模式図である。 作業システムの構成例を説明するためのブロック図である。 作業機の構成例を説明するためのブロック図および模式図である。 作業機による作業態様の例を説明するためのフローチャートである。 走行経路の決定方法の例を説明するためのフローチャートである。 地形情報を説明するための模式図。 勾配分布の評価結果を説明するための図。 隣接領域間の移動コストを説明するための図。 地形情報の例を説明するための図である。 地形情報の他の例を説明するための図である。 移動コストの設定方法の例を説明するための図である。 作業領域を仮想的に複数の領域に分割する方法の例を説明するための図。 作業領域を仮想的に分割する方法の他の例を説明するための図。 作業領域を仮想的に分割する方法の他の例を説明するための図。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。尚、各図は、実施形態の構造ないし構成を示す模式図であり、図示された各部材の寸法は必ずしも現実のものを反映するものではない。また、各図において同一の要素には同一の参照番号を付しており、本明細書において重複する内容については説明を省略する。

図１Ａは、実施形態に係る作業システムＳＹによる作業態様を示す模式図である。図１Ｂは、作業システムＳＹの構成例を示すブロック図である。作業システムＳＹは、作業機（作業用車両）１、情報管理装置（サーバー）２およびステーション３を備える。図１Ａには、作業機１、情報管理装置２およびステーション３と併せて、それらのオーナーの家Ｈが示される。

作業機１は、作業領域ＷＲにおいて所定の作業を行う。本実施形態においては、作業領域ＷＲを家Ｈの庭（芝地）とし、作業内容を芝刈作業とし、また、作業機１は無人走行式芝刈機とする。尚、作業内容の他の例として除雪作業や農作業（例えば耕運作業）も挙げられ、よって、作業機１の概念には、芝刈機の他、除雪機や農作業機（例えば耕運機）も含まれる。

詳細については後述とするが、作業領域ＷＲは、必ずしも平坦ではなく、一般に傾斜や段差等で形成される起伏を有する。図１には、この起伏の例として、山状あるいは凸状の領域Ｒ_ＣＣ、及び、谷状あるいは凹状の領域Ｒ_ＣＶを示す。

作業機１と情報管理装置２とはネットワークＮを介して相互に通信可能であり、作業機１は、情報管理装置２との間で必要な情報の授受を行いながら上記作業を行い、情報管理装置２は、上記作業に関連する情報（例えば作業状況を示す情報など）を管理する。情報管理装置２は、中央演算装置（ＣＰＵ）２１、メモリ２２、及び、外部通信インタフェース２３を備え、例えば、ネットワークＮを介して作業機１との間で情報通信を行い、また、作業機１から受信した情報あるいは作業機１に送信する情報を処理する。ここでは、情報管理装置２は作業領域ＷＲのオーナーの家Ｈ内に設置されるものとするが、他の実施形態として、情報管理装置２は作業領域ＷＲから比較的離れた場所に設置されてもよい。

尚、情報管理装置２の機能は、本実施形態ではＣＰＵ２１が所定のプログラムを実行することにより実現されうるが、他の実施形態として、ＰＬＤ（プログラマブルロジックデバイス）、ＡＳＩＣ（特定用途向け半導体集積回路）等により実行されてもよい。即ち、情報管理装置２の機能は、ソフトウェア及びハードウェアの何れによっても実現可能である。尚、本実施形態では、上記プログラムは、メモリ２２に予め格納されているものとするが、他の実施形態として、ネットワークや記憶媒体を介して提供されてもよい。

ステーション３は作業領域ＷＲ（例えば家Ｈの側方等、作業領域ＷＲの端部）に設置され、作業機１は、作業を行っていない間、このステーション３に収容される。詳細については後述とするが、作業機１は内蔵バッテリに基づいて動作し、ステーション３は、作業機１を収容している間、このバッテリを充電可能とする。ステーション３は、充電用ステーションと表現されてもよい。

図１Ｃは、作業機１の構成例を示すブロック図である。作業機１は、作業部１０１、作業制御部１０２、走行部１０３、走行制御部１０４、計測部１０５、演算部１０６、情報保持部１０７、バッテリ１０８及び充電用コネクタ部１０９を備える。

作業部１０１は、作業領域ＷＲでの作業を実現可能に構成され、本実施形態では、作業機１の車体１０下方部に設けられた芝刈用ブレード１０１１およびモータ１０１２を含む。ブレード１０１１は、ディスク状に設けられており、モータ１０１２からの動力を受けて回転することにより作業領域ＷＲの芝を刈り取る。モータ１０１２には、例えば三相誘導モータ等、公知の電動モータが用いられればよい。作業制御部１０２は、例えば半導体ＩＣ等の１以上の電子部品がプリント配線基板に実装されて成る電装部品であり、作業部１０１の駆動制御を行う。

走行部１０３は、車体１０下方部において作業機１を走行可能に設けられ、本実施形態では、モータ１０３１、駆動輪である左右一対の後輪１０３２、及び、従動輪である左右一対の前輪１０３３を含む。モータ１０３１は、一対の後輪１０３２の個々に対して設けられ、これらを個別に駆動可能とする。モータ１０３１には、モータ１０１２同様、公知の電動モータが用いられればよい。例えば、モータ１０３１は、一対の後輪１０３２の個々の回転方向および回転数を調整することにより作業機１の前進、後退、旋回（右折または左折）等を可能とする。走行制御部１０４は、作業制御部１０２同様、１以上の電子部品がプリント配線基板に実装されて成る電装部品であり、走行部１０３の駆動制御を行う。

計測部１０５は、例えば作業機１の走行状態、作業態様、周囲の環境等、作業機１の動作に関連する情報を取得するためのセンサ群であり、例えば、カメラ１０５１およびＧセンサ１０５２を含む。カメラ１０５１は、作業機１の周囲の情報（作業領域ＷＲの地形、障害物の有無など）を取得可能とする。本実施形態では、カメラ１０５１は作業機１前方についての撮像を行うものとする。例えば、作業機１は、その位置で向きを変えながらカメラ１０５１により周囲の撮像を行い、それにより得られる画像情報と、作業領域ＷＲ内における作業機１の向きとに基づいて、作業領域ＷＲの地形情報を取得することも可能とする。尚、他の実施形態として、カメラ１０５１には、作業機１周囲の様子を撮像可能な全方位カメラが用いられてもよい。Ｇセンサ１０５２は、作業機１の姿勢（水平方向に対する車体１０の傾き等）を検出可能とする。

計測部１０５は、カメラ１０５１およびＧセンサ１０５２の他、多様なセンサを更に含みうる。例えば、計測部１０５は、作業領域ＷＲにおける自機位置を示す情報を取得するためのＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）センサを更に含みうる。また、例えば、計測部１０５は、作業機１周辺の環境情報を取得可能な湿度センサ、温度センサ、気圧センサ等を更に含みうる。また、例えば、計測部１０５は、自機位置の算出をオドメトリ法に基づいて行うのに必要な情報を取得するためのセンサ（例えば、車輪の回転数、操舵角等を検出するためのセンサ）を更に含みうる。

演算部１０６は、作業機１の全体制御を行うための演算処理を行い、システムコントローラとして機能する。本実施形態では、演算部１０６は、ＣＰＵ１０６１、メモリ１０６２、及び、外部通信インタフェース１０６３を含み、例えばバスを介して、作業機１の各要素との間で信号ないし情報の授受が可能となっている。例えば、演算部１０６は、作業制御部１０２に制御信号を出力して作業部１０１を駆動し、或いは、作業制御部１０２から所定の検出信号を受け取って作業部１０１の負荷を検出する。また、演算部１０６は、計測部１０５から所定の計測結果を示す信号ないし情報を受け取り、それに基づく演算処理により、各要素の駆動制御あるいは各要素についてのフィードバック制御を行うことも可能である。詳細については後述とするが、演算部１０６は、作業機１の走行経路を決定するための走行経路決定装置としても機能する。尚、演算部１０６の機能は、情報管理装置２同様、ソフトウェア及びハードウェアの何れによっても実現可能である。

情報保持部１０７には、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリ、その他の公知の記憶媒体が用いられ、詳細については後述とするが、情報保持部１０７は、所定の情報を保持可能とする。また、演算部１０６は、この情報保持部１０７から必要な情報を読み出して演算処理を行うことも可能であるし、演算処理により得られた結果を情報保持部１０７に格納することも可能である。

バッテリ１０８は、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池等、充電可能な二次電池が用いられるものとする。充電用コネクタ部１０９は、ステーション３に電気接続可能に設けられ、ステーション３に電気接続された状態ではステーション３から供給される電力によりバッテリ１０８が充電される。尚、充電用コネクタ部１０９は、本実施形態では車体１０前方部に設けられるものとするが、他の実施形態として車体１０後方部に設けられてもよい。

図２Ａは、作業機１による作業態様の一例を示すフローチャートである。作業機１の作業および走行は、主に演算部１０６による演算処理およびその結果に基づく作業機１の各要素の駆動制御により実現され、以下の各ステップは主に演算部１０６により行われる。本フローチャートは、例えば、オーナー等のユーザにより作業開始の命令（コマンド）が入力されたことにより開始され、それまでは作業機１はステーション３に格納されているものとする。この作業開始の命令は、情報管理装置２を用いて或いは情報管理装置２の一部として携帯端末（例えばスマートフォン等）を介して入力され、作業開始の予約機能が用いられる場合には作業開始の設定時刻に入力されるものとする。

ステップＳ１０１０（以下、単に「Ｓ１０１０」という。他のステップについても同様とする。）では、作業を開始するのに必要な初期設定を行う。本実施形態においては、作業領域ＷＲの地形情報が情報保持部１０７に予め保持されているものとし、演算部１０６は、この地形情報を情報保持部１０７から読み出すと共に、作業機１の各要素を駆動可能な状態にする。詳細については後述とするが、上記地形情報は、作業領域ＷＲについての水平方向および垂直方向の座標情報を含む。即ち、この地形情報は、作業領域ＷＲの上面視での外形を示す情報と、高さ方向に関する情報（標高情報）とを含む地図情報であり、三次元座標情報等と表現されてもよい。

Ｓ１０２０では、作業機１はステーション３から出発すると共に作業部１０１を稼働状態にして、作業領域ＷＲにおける作業を開始する。作業領域ＷＲの一部について作業を行うことが予めユーザにより指定されている場合には、作業機１は、作業領域ＷＲにおける該指定された部分に向かい、そこで作業を行う。本実施形態では、作業機１は、作業領域ＷＲの上記地形情報を用いて自機位置を検出しながら作業を進めることとするが、作業態様はこれに限られるものではない。例えば、他の実施形態として、作業機１は、作業領域ＷＲ内の所定の設置物を検出しながら作業を進めてもよく、一例として、作業領域ＷＲを画定するワイヤからの電磁波を検出しながら作業を行うことも可能である。

Ｓ１０３０では、帰還命令の有無を判定する。帰還命令があった場合にはＳ１０５０に進み、そうでない場合にはＳ１０４０に進む。帰還命令は、情報管理装置２を用いて或いは情報管理装置２の一部として携帯端末を介してユーザにより入力され、また、作業終了の予約機能が用いられる場合には作業終了の設定時刻に入力されるものとする。

Ｓ１０４０では、バッテリ１０８の残量が基準量より少なくなったか否かを判定する。バッテリ１０８の残量が基準量より少ない場合にはＳ１０５０に進み、そうでない場合にはＳ１０２０に戻って作業を継続する。この基準量には、作業機１が作業領域ＷＲ内の何れの位置からでもステーション３に帰還するのに充分な値が設定されていればよい。

Ｓ１０５０では、Ｓ１０３０で帰還命令があったことに応じて又はＳ１０４０でバッテリ１０８の残量が基準量より少なくなったことに応じて、作業部１を停止状態にして作業を中断する。Ｓ１０６０では、詳細については後述とするが、ステーション３までの走行経路を決定するための演算処理を行う。Ｓ１０７０では、Ｓ１０６０で決定された走行経路に沿ってステーション３に帰還し、以上により本フローチャートを終了とする。

図２Ｂは、Ｓ１０６０の演算処理の内容を示すフローチャートである。本フローチャートにより、帰還命令があった際（Ｓ１０３０）またはバッテリ１０８の残量が基準量より少なくなった際（Ｓ１０４０）の作業機１の位置（現在地）から充電用ステーション３（目的地）までの走行経路を決定する。

先ず、Ｓ１０６１では、作業領域ＷＲの地形情報を取得する。この地形情報は、前述のとおり情報保持部１０７に予め保持されており、Ｓ１０１０で既に読み出されている。よって、本実施形態においては、演算部１０６は、Ｓ１０１０で読み出された地形情報を流用するものとする。

図３Ａは、作業領域ＷＲの地形情報を説明するための模式図である。図中には、説明の容易化のため、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向が示され、Ｘ方向及びＹ方向は、互いに直交する水平方向に対応し、Ｚ方向は、Ｘ方向及びＹ方向の双方に直交する垂直方向に対応するものとする。作業領域ＷＲは、仮想的に複数の領域に分割されており、ここでは理解の容易化のため、各領域が四角形となるようにＸ方向に６マスかつＹ方向に２マスの計１２マスに分割されているものとする。これら分割された領域の個々は、以下において「分割領域」と表現する場合がある。また、これらの分割領域のうち、Ｘ方向の第ｉ番目かつＹ方向の第ｊ番目のものを分割領域Ｒｄ_ｉｊとし、例えば、Ｘ方向の第５番目かつＹ方向の第２番目のものを分割領域Ｒｄ_５２とする。

本例においては、分割領域Ｒｄ_１１、Ｒｄ_２１、Ｒｄ_１２及びＲｄ_２２は水平面（Ｘ方向及びＹ方向の双方に平行な平坦面）を形成している。また、分割領域Ｒｄ_５１、Ｒｄ_６１、Ｒｄ_５２及びＲｄ_６２は、分割領域Ｒｄ_１１、Ｒｄ_２１、Ｒｄ_１２及びＲｄ_２２よりも高い位置（＋Ｚ方向の位置）で水平面を形成している。また、分割領域Ｒｄ_３１、Ｒｄ_４１、Ｒｄ_３２及びＲｄ_４２は、分割領域Ｒｄ_１１、Ｒｄ_２１、Ｒｄ_１２及びＲｄ_２２と、分割領域Ｒｄ_５１、Ｒｄ_６１、Ｒｄ_５２及びＲｄ_６２と、を接続するように傾斜した傾斜面を形成しているものとする。尚、ここでいう傾斜とは、水平でもなく且つ垂直でもない態様、即ち、Ｘ方向及びＹ方向の一方又は双方と交差し且つＺ方向と交差する態様をいう。

次に、Ｓ１０６２では、作業領域ＷＲの勾配分布の評価を行う。この評価は上記地形情報に基づいて行われ、これにより、作業領域ＷＲの勾配の態様（起伏、凹凸、高低差等の有無、その度合い）についての評価を行う。

図３Ｂは、作業領域ＷＲの地形情報（図３Ａ参照）に基づく勾配分布の評価結果を示す。ここでは、分割領域Ｒｄ_１１～Ｒｄ_６２の個々について標高情報が与えられる。例えば、分割領域Ｒｄ_１１、Ｒｄ_２１、Ｒｄ_１２及びＲｄ_２２のＺ方向の位置情報を基準（Ｚ＝０）として、それらより相対的に高い位置の分割領域Ｒｄ_３１及びＲｄ_３２のＺ方向の位置情報には、例えばＺ＝１が与えられる。同様にして、分割領域Ｒｄ_４１及びＲｄ_４２のＺ方向の位置情報には、例えばＺ＝３が与えられ、また、分割領域Ｒｄ_５１、Ｒｄ_６１、Ｒｄ_５２及びＲｄ_６２のＺ方向の位置情報には、例えばＺ＝４が与えられる。このようにして、作業領域ＷＲの分割領域Ｒｄ_１１～Ｒｄ_６２の勾配分布が評価されうる。

その後、Ｓ１０６３では、Ｓ１０６２の評価結果に基づいて分割領域Ｒｄ_１１～Ｒｄ_６２間の移動コストを設定する。この移動コストは、分割領域Ｒｄ_１１～Ｒｄ_６２のうち、互いに隣り合うものについて、それらの高低差（Ｚ方向の位置情報）に基づいて設定されればよく、それらの一方から他方に移動する際に生じうる不測の事態の発生確率に対応しうる。例えば、作業機１の走行面の傾斜角が大きくなると、作業機１のスリップ、それに伴う作業領域ＷＲ（芝地）の剥がれ等が発生する可能性が高くなる。そのため、傾斜角が大きい面を走行する場合の移動に対しては、その移動コストは高く設定されるとよい。

図３Ｃは、分割領域Ｒｄ_１１～Ｒｄ_６２間の移動コストの設定の一例を示す。例えば、分割領域Ｒｄ_１１から分割領域Ｒｄ_２１への移動コストは「１」に設定されるものとする。このコストは、分割領域Ｒｄ_１１及びＲｄ_２１間には高低差がなく、Ｘ方向１マス分の移動距離に相当するコストとして、便宜的に設定されたものである。また、分割領域Ｒｄ_１１から分割領域Ｒｄ_２２への移動コストは「２」に設定されるものとする。このコストは、分割領域Ｒｄ_１１及びＲｄ_２２間には高低差がなく、対角方向（Ｘ方向かつＹ方向）１マス分の移動距離に相当するコストとして、便宜的に設定されたものである。

この場合、分割領域Ｒｄ_２１から分割領域Ｒｄ_３１への移動コストは、例えば「４」に設定される。このコストは、分割領域Ｒｄ_２１及びＲｄ_３１間に高低差があるため、Ｘ方向１マス分の移動距離に相当するコストと、この高低差に伴う傾斜に相当するコストとの双方に基づいて、便宜的に設定されたものである。

一方、分割領域Ｒｄ_２１から分割領域Ｒｄ_３２への移動コストは、例えば「３」に設定される。分割領域Ｒｄ_２１及びＲｄ_３２間には高低差があるものの、分割領域Ｒｄ_２１及びＲｄ_３１間に比べて傾斜が緩くなる。そのため、このコストは、対角方向１マス分の移動距離に相当するコストと、該緩くなった傾斜に相当するコストとの双方に基づいて、便宜的に設定されたものである。即ち、分割領域Ｒｄ_２１から分割領域Ｒｄ_３２への移動コストは、分割領域Ｒｄ_２１から分割領域Ｒｄ_３１への移動コストよりも小さい値で設定される。

同様に、分割領域Ｒｄ_３１から分割領域Ｒｄ_４１への移動コストは、例えば「８」に設定される。このコストは、分割領域Ｒｄ_３１及びＲｄ_４１間に高低差があるため、Ｘ方向１マス分の移動距離に相当するコストと、この高低差に伴う傾斜に相当するコストとの双方に基づいて、便宜的に設定されたものである。分割領域Ｒｄ_３１及びＲｄ_４１間の高低差は、分割領域Ｒｄ_２１及びＲｄ_３１間の高低差よりも大きいため、分割領域Ｒｄ_３１から分割領域Ｒｄ_４１への移動コストは、分割領域Ｒｄ_２１から分割領域Ｒｄ_３１への移動コストよりも大きい値で設定される。

一方、分割領域Ｒｄ_３１から分割領域Ｒｄ_４２への移動コストは、例えば「４」に設定される。分割領域Ｒｄ_３１及びＲｄ_４２間には高低差があるものの、分割領域Ｒｄ_３１及びＲｄ_４１間に比べて傾斜が緩くなる。そのため、このコストは、対角方向１マス分の移動距離に相当するコストと、該緩くなった傾斜に相当するコストとの双方に基づいて、便宜的に設定されたものである。即ち、分割領域Ｒｄ_３１から分割領域Ｒｄ_４２への移動コストは、分割領域Ｒｄ_３１から分割領域Ｒｄ_４１への移動コストよりも小さい値で設定される。

詳細については後述とするが、このように、各分割領域間の移動コストは、主に、その分割領域間の高低差に伴う傾斜の度合いに基づいて設定される。尚、図３Ｃの例では、互いに隣り合う分割領域間の移動コストは、何れの方向についても同一の値で設定されるものとする。例えば、上述のとおり、分割領域Ｒｄ_３１から分割領域Ｒｄ_４２への移動コストは「４」に設定されるが、分割領域Ｒｄ_４２から分割領域Ｒｄ_３１への移動コストも「４」に設定されるものとする。

最後に、Ｓ１０６４では、上記Ｓ１０６３で設定された移動コストに基づいて、走行経路を決定する。ここでは、現在地に対応する分割領域Ｒｄ_１１から、目的地に対応する分割領域Ｒｄ_６２までの走行経路を決定する。走行経路は、分割領域Ｒｄ_１１から分割領域Ｒｄ_６２までに通った各分割領域間の移動コストが所定条件を満たすように決定されればよい。例えば、走行経路は、その走行経路を通った場合の移動コストの合計値が、基準値より小さくなるように、または、最小値をとるように、或いは、各分割領域間の移動コストが何れも基準値を超えないように、決定されるとよい。

例えば、図３Ｃの例において、移動コストの合計値が最小値となる走行経路を決定する場合について考える。図３Ｃの例においては、走行経路の候補として、
（経路Ａ） Ｒｄ_１１→Ｒｄ_２１→Ｒｄ_３１→Ｒｄ_４１→Ｒｄ_５１→Ｒｄ_６２、
（経路Ｂ） Ｒｄ_１１→Ｒｄ_２１→Ｒｄ_３１→Ｒｄ_４２→Ｒｄ_５２→Ｒｄ_６２、
（経路Ｃ） Ｒｄ_１１→Ｒｄ_２１→Ｒｄ_３２→Ｒｄ_４１→Ｒｄ_５２→Ｒｄ_６２、
等が考えられる。ここで、経路Ａにおいては移動コストの合計値は１９となる。また、経路Ｂにおいては移動コストの合計値は１４となる。これに対して、経路Ｃにおいては移動コストの合計値は１２となり、経路Ａ及びＢにおける移動コストの合計値に比べて小さい。また、他の経路の移動コストを考慮しても、経路Ｃにおける移動コストの合計値より小さい経路はない。よって、図３Ｃの例においては、分割領域Ｒｄ_１１（現在地）から分割領域Ｒｄ_６２（目的地）までの走行経路として、上記経路Ｃが選択され決定されることとなる。

以上では、説明の簡易化のため、便宜的に図３Ａ～図３Ｃ記載のモデルを用いて図２Ｂの演算処理の内容を説明したが、作業領域ＷＲは広大な面積を有し且つ複雑な起伏を有しうるため、演算部１０６による実際の演算処理は複雑になりうる。そのため、演算部１０６の演算処理には、所定の簡易化モデルが用いられうる。例えば、作業領域ＷＲの勾配分布の評価は、作業領域ＷＲの地形情報に基づいて各分割領域（Ｒｄ_１１等）に座標情報を与えた後に、それらの座標情報に基づいて移動コストを設定することにより、比較的簡便に実現可能である。

図４Ａは、分割領域（例えば分割領域Ｒｄ_Ａ及びＲｄ_Ｂ）の座標情報を説明するための模式図である。作業領域ＷＲは、演算部１０６により仮想的に複数の領域に分割される。この例では、演算部１０６は、各分割領域が四角形となるように作業領域ＷＲを分割するものとし、演算部１０６は、分割領域の個々に対して、そのコーナーの座標に基づく座標情報を与える。例えば、演算部１０６は、或る分割領域に、そのコーナーの座標の平均値を座標情報として与える。

例えば、分割領域Ｒｄ_Ａについては、そのコーナーを点Ｐ_１１、Ｐ_２１、Ｐ_１２及びＰ_２２とする。これら点Ｐ_１１、Ｐ_２１、Ｐ_１２及びＰ_２２の座標は、（Ｘ，Ｙ，Ｚ）座標において、
Ｐ_１１＝（Ｘ_１１，Ｙ_１１，Ｚ_１１）、
Ｐ_２１＝（Ｘ_２１，Ｙ_２１，Ｚ_２１）、
Ｐ_１２＝（Ｘ_１２，Ｙ_１２，Ｚ_１２）、
Ｐ_２２＝（Ｘ_２２，Ｙ_２２，Ｚ_２２）、
と表わせるものとする。この場合、分割領域Ｒｄ_Ａには、次の式：
Ｘ_Ａ＝（Ｘ_１１＋Ｘ_２１＋Ｘ_１２＋Ｘ_２２）／４；
Ｙ_Ａ＝（Ｙ_１１＋Ｙ_２１＋Ｙ_１２＋Ｙ_２２）／４；
Ｚ_Ａ＝（Ｚ_１１＋Ｚ_２１＋Ｚ_１２＋Ｚ_２２）／４、
を満たす座標（Ｘ_Ａ，Ｙ_Ａ，Ｚ_Ａ）の情報が与えられる。

同様に、他の分割領域Ｒｄ_Ｂについては、そのコーナーを点Ｐ_２１、Ｐ_３１、Ｐ_２２及びＰ_３２とする。これら点Ｐ_３１及びＰ_３２の座標は、（Ｘ，Ｙ，Ｚ）座標において、
Ｐ_３１＝（Ｘ_３１，Ｙ_３１，Ｚ_３１）、
Ｐ_３２＝（Ｘ_３２，Ｙ_３２，Ｚ_３２）、
と表わせるものとする。この場合、分割領域Ｒｄ_Ｂには、次の式：
Ｘ_Ｂ＝（Ｘ_２１＋Ｘ_３１＋Ｘ_２２＋Ｘ_３２）／４；
Ｙ_Ｂ＝（Ｙ_２１＋Ｙ_３１＋Ｙ_２２＋Ｙ_３２）／４；
Ｚ_Ｂ＝（Ｚ_２１＋Ｚ_３１＋Ｚ_２２＋Ｚ_３２）／４、
を満たす座標（Ｘ_Ｂ，Ｙ_Ｂ，Ｚ_Ｂ）の情報が与えられる。

尚、図４Ａの例では、各分割領域が四角形となるように作業領域ＷＲが分割されるものとしたが、分割領域の形状はこれに限られるものではなく、作業領域ＷＲは多様な形状に分割可能である。

例えば、図４Ｂに示されるように、作業領域ＷＲは各分割領域が六角形となるように分割されてもよい。この場合においても、各分割領域の座標情報は、そのコーナーの座標に基づいて与えられる。例えば、図４Ｂにおける或る分割領域Ｒｄ_Ａの座標情報は、そのコーナーとなる点Ｐ_１１、Ｐ_１２、Ｐ_２１、Ｐ_２２、Ｐ_３１及びＰ_３２の座標の平均値を座標情報として与える。また、他の分割領域Ｒｄ_Ｂの座標情報は、そのコーナーとなる点Ｐ_２２、Ｐ_２３、Ｐ_３２、Ｐ_３３、Ｐ_４２及びＰ_４３の座標の平均値を座標情報として与える。

尚、各分割領域に与えられる座標情報は、そのコーナーの座標に基づくものであればよく、本実施形態ではそれらの平均値としたが、他の実施形態として、それらの中央値としてもよいし、代替的／付随的に、標準偏差等が考慮された演算値としてもよい。

また、本実施形態では、作業領域ＷＲは、演算部１０６により仮想的に複数の領域に分割されるものとしたが、分割態様は所定のルールに従って予め決められていてもよい。その場合、上記ルールを特定するための情報が、属性情報として、作業領域ＷＲの地形情報に含まれるとよい。或いは、各分割領域に割り当てられる座標情報が、属性情報として、作業領域ＷＲの地形情報に含まれていてもよい。

以上のようにして各分割領域に座標情報が与えられた後、この座標情報に基づいて、分割領域間の移動コストが設定される。移動コストは、図３Ｂ及び図３Ｃを参照しながら述べたように、主として各分割領域間の高低差に伴う傾斜の度合いに基づいて設定される。付随的に、移動コストは、上記高低差そのものに基づいて設定されてもよい。

図５は、分割領域Ｒｄ_Ａ‐Ｒｄ_Ｂ間の移動コストの設定方法の例を説明するための模式図である。分割領域Ｒｄ_Ａ‐Ｒｄ_Ｂ間の移動コストは、分割領域Ｒｄ_Ａに与えられた座標情報と、分割領域Ｒｄ_Ｂに与えられた座標情報とに基づいて設定される。分割領域Ｒｄ_Ａには上記座標（Ｘ_Ａ，Ｙ_Ａ，Ｚ_Ａ）が与えられ、分割領域Ｒｄ_Ｂには上記座標（Ｘ_Ｂ，Ｙ_Ｂ，Ｚ_Ｂ）が与えられるものとする。図中において、距離Ｌは、座標（Ｘ_Ａ，Ｙ_Ａ，Ｚ_Ａ）‐座標（Ｘ_Ｂ，Ｙ_Ｂ，Ｚ_Ｂ）間の距離を示し、距離Ｌ_Ｈは、分割領域Ｒｄ_Ａ‐Ｒｄ_Ｂ間の水平方向の距離を示し、距離Ｈは、分割領域Ｒｄ_Ａ‐Ｒｄ_Ｂ間の高低差を示す。即ち、
Ｌ＝｛（Ｘ_Ａ－Ｘ_Ｂ）^２＋（Ｙ_Ａ－Ｙ_Ｂ）^２＋（Ｚ_Ａ－Ｚ_Ｂ）^２｝^１／２、
Ｌ_Ｈ＝｛（Ｘ_Ａ－Ｘ_Ｂ）^２＋（Ｙ_Ａ－Ｙ_Ｂ）^２｝^１／２、
Ｈ＝｜Ｚ_Ａ－Ｚ_Ｂ｜、
と表せる。また、分割領域Ｒｄ_Ａ‐Ｒｄ_Ｂ間の傾斜角θは、
θ＝ａｒｃｓｉｎ（Ｈ／Ｌ）、
と表せる。

分割領域Ｒｄ_Ａから分割領域Ｒｄ_Ｂに移動する場合の移動コスト（移動コストＣ_ＡＢとする。）は、多様な簡易モデルを用いて評価可能であり、例えば傾斜角θ（０°≦θ＜９０°）を用いて評価値として生成される。

移動コストＣ_ＡＢの設定方法の第１の例として、水平面を走行する場合の移動コストを極めて小さいものと仮定し、移動コストＣ_ＡＢは、
Ｃ_ＡＢ＝Ｋ_０×ｓｉｎθ、
Ｋ_０：係数（Ｋ_０＞０）
と設定されてもよい。この例において、分割領域Ｒｄ_Ａ‐Ｒｄ_Ｂ間が水平な場合（θ＝０°の場合）には移動コストＣ_ＡＢは、
Ｃ_ＡＢ＝０、
と設定される。また、傾斜角θが大きくなるほど移動コストＣ_ＡＢが大きくなることとなる（θ→９０°でＣ_ＡＢ→Ｋ_０、となる。）。

第２の例として、移動コストＣ_ＡＢは、水平面を走行する場合に所定値となり且つ傾斜角θが大きくなるほど大きくなるように設定されてもよい。例えば、移動コストＣ_ＡＢは、
Ｃ_ＡＢ＝Ｋ_１×Ｌ／ｃоｓθ、
Ｋ_１：係数（Ｋ_１＞０）
と設定されてもよい。この例において、分割領域Ｒｄ_Ａ‐Ｒｄ_Ｂ間が水平な場合（θ＝０°の場合）には移動コストＣ_ＡＢは、
Ｃ_ＡＢ＝Ｋ_１×Ｌ、
と設定される。また、傾斜角θが大きくなる程、移動コストＣ_ＡＢが大きくなることとなる（θ→９０°でＣ_ＡＢ→∞、となる。）。

第３の例として、上記第２の例同様の趣旨で、移動コストＣ_ＡＢは、
Ｃ_ＡＢ＝Ｌ×（Ｋ_２＋Ｋ_３×ｓｉｎθ）、
Ｋ_２：係数（Ｋ_２≧０）
Ｋ_３：係数（Ｋ_３≧０）
と設定されてもよい。この例において、分割領域Ｒｄ_Ａ‐Ｒｄ_Ｂ間が水平な場合（θ＝０°の場合）には移動コストＣ_ＡＢは、
Ｃ_ＡＢ＝Ｌ×Ｋ_２、
と設定される。また、傾斜角θが大きくなる程、移動コストＣ_ＡＢが大きくなることとなる（θ→９０°でＣ_ＡＢ→Ｌ×（Ｋ_２＋Ｋ_３）、となる。）。尚、Ｋ_３＞Ｋ_２とすることで、傾斜の度合いを重視した移動コストを設定可能となる。

ここでは第１～第３の例の３つの設定方法を例示したが、移動コストＣ_ＡＢは、これらの設定方法が組み合わされてもよいし、或いは、簡易化モデルに応じた他の関数が更に組み合わされてもよい。例えば、傾斜角θを用いずに、高低差Ｈを用いることにより或いは高低差Ｈ及び距離Ｌ_Ｈを用いることにより上述の移動コストを設定してもよく、これにより、演算部１０６の処理負担の低減を図ることも可能である。或いは、例えば、各分割領域に割り当てられる座標情報には、その分割領域そのものの傾斜の度合いを示す情報が更に含まれていてもよく、上述の移動コストは、この情報を付随的に参照することにより設定されてもよい。

前述の図３Ｃの例では、分割領域間の移動コストは、何れの方向についても同一の値で設定されるものとしたが、一方向についての移動コストと、他方向についての移動コストとは、例えば異なる式あるいは異なる係数を用いて、個別に設定されてもよい。即ち、分割領域Ｒｄ_Ａから分割領域Ｒｄ_Ｂに移動する場合の移動コストＣ_ＡＢと、分割領域Ｒｄ_Ｂから分割領域Ｒｄ_Ａに移動する場合の移動コストＣ_ＢＡとは、互いに異なる値となってもよい。

この理由としては、高低差のある分割領域間の移動において、登りの場合と下りの場合とでは、前述の不測の事態（スリップ等）の発生し易さが異なる場合が多いことが挙げられる。多くの場合、傾斜面を登って移動する場合に比べて、傾斜面を下って移動する場合に作業機１のスリップ等が発生し易い。よって、上記図５の例においては（Ｚ_Ａ＜Ｚ_Ｂの場合）、移動コストＣ_ＡＢ及びＣ_ＢＡは、
Ｃ_ＡＢ＜Ｃ_ＢＡ、
となるように設定されるとよい。

以上のようにして各分割領域間の移動コストが設定された後、該設定された移動コストに基づいて、現在地から目的地までの走行経路が決定される。前述の図３Ｃの例では、走行経路は、その走行経路を形成する各分割領域間の移動コストの合計値が最小となるように、決定される。この場合、現在地から目的地まで走行経路に沿って移動する際の移動コストの合計値を、分割領域間の移動コストの累積加算により算出可能となるため、無用に走行することのない走行経路を適切に決定可能となる。

ここでは、上記設定された分割領域間の移動コストに基づいて走行経路を決定する態様を例示したが、該決定に際して、付随的に他の要素が参照されてもよい。例えば、傾斜面を走行する際に生じうる不測の事態（芝地の剥がれ等）の発生確率は、作業機１の周辺環境によっても変動しうる。そのため、上記走行経路の決定は、更に作業機１周辺の環境情報に基づいて行われてもよい。

上記環境情報の例としては、湿度、温度、気圧等の情報が挙げられる。これら湿度、温度、気圧等の情報は、例えば計測部１０５の各種センサにより取得可能である。湿度、温度、気圧等が変動すると、走行部１０３と走行面との摩擦係数も変動しうるため、このことは、上記不測の事態の発生確率に影響を与えうる。例えば、湿度が高い場合には傾斜面を走行する際にスリップが発生し易いと云える。よって、上記走行経路の決定は、このことを考慮して行われてもよい。

上記不測の事態の発生確率は一般に天候にも依存しうるため、上記環境情報の他の例としては、天候情報が挙げられる。天候情報は、例えばネットワークＮを介して取得可能である。この天候情報の概念には、現在の天候を示す情報の他、比較的近い将来の天候に関する情報も含まれる。例えば、比較的近い将来において雨が降ることが予測される場合には、上記走行経路の決定は、このことを考慮して行われてもよい。

このような環境情報は、Ｓ１０６３の際に利用されてもよく、即ち、移動コストを設定する際の式、例えば係数Ｋ_０等の数値の調整、に用いられうる。例えば、湿度が比較的高い場合には、傾斜角θが大きくなる程、移動コストＣ_ＡＢが更に（湿度が比較的低い場合よりも）大きくなるように、係数Ｋ_０等の数値を変更することが可能である。

或いは、このような環境情報に基づいて、作業機１が通過可能な起伏の許容範囲が設定されてもよく、即ち、該許容範囲は、Ｓ１０６４の際に、一部の走行経路を制限するのに適用されてもよい。例えば、演算部１０６は、例えばＳ１０６４の際に、上記許容範囲に相当する移動コストまたはそれより大きい移動コストの分割領域間を移動することのないように、走行経路を決定してもよい。これにより、例えば、或る走行経路の何れかの部分における傾斜の度合いが上記許容範囲を満たさない場合には（その走行経路の移動コストの合計値が最小であったとしても）、演算部１０６は、その走行経路を選択しないで他の走行経路を選択することとなる。

作業領域ＷＲの複数の領域への分割は、必ずしも、図４Ａ及び図４Ｂに例示されるように一様に行われる必要はなく、その分割態様は部分的に変更されてもよい。分割態様の変更例としては、分割密度（作業領域ＷＲの単位面積あたりの分割数）あるいは分割面積（分割領域１つ当たりの面積）等を変更することが挙げられる。

例えば、図６Ａに示されるように、作業領域ＷＲは、互いにサイズ及び形状の異なる複数の分割領域Ｒｄ_Ｌ及びＲｄ_Ｓに分割されてもよい。具体的には、Ｘ方向及びＹ方向に大サイズの分割領域Ｒｄ_Ｌが形成され、それらの対角方向において小サイズの分割領域Ｒｄ_Ｓが形成されるように分割される。よって、分割領域Ｒｄ_Ｌは八角形の形状となり、分割領域Ｒｄ_Ｓは四角形の形状となる。このような分割態様によれば、対角方向の移動コストの評価を高精度化することが可能となり、Ｓ１０６０において作業機１の走行経路を更に適切に決定可能となる。

また、例えば、図６Ｂに示されるように、分割態様は、起伏の存在する部分の分割領域が他の分割領域よりも小さくなるように変更されてもよい。例えば、図４Ａの例に基づく四角形の形状に分割された分割領域Ｒｄのうち、山状あるいは凸状の領域Ｒ_ＣＣを含むものについては、図中において一点鎖線で示されるように、小サイズに分割される（分割領域Ｒｄ’とする。）。この分割領域Ｒｄ’のうち、領域Ｒ_ＣＣを含むものについては、図中において二点鎖線で示されるように、更に小サイズに分割される（分割領域Ｒｄ”とする。）。ここでは山状あるいは凸状の領域Ｒ_ＣＣの場合を例示したが、谷状あるいは凹状の領域Ｒ_ＣＶの場合についても同様である。

上記図６Ｂの例においては、分割領域Ｒｄ、Ｒｄ’及びＲｄ”のそれぞれに対して、図４Ａ及び図４Ｂを参照しながら述べたように、座標情報が与えられる。このような分割態様によれば、起伏の存在する部分についての移動コストの評価を更に高精度化することが可能となり、Ｓ１０６０において作業機１の走行経路を更に適切に決定可能となる。また、分割領域Ｒｄを比較的広く設けつつ、領域Ｒ_ＣＣ又はＲ_ＣＶに対応する分割領域Ｒｄのみを更に分割することにより、上記移動コストの評価の高精度化を実現しながら、演算部１０６の処理負担を低減することも可能となる。

また、図６Ｃに示されるように、図４Ｂの例に基づく六角形の形状に分割された分割領域Ｒｄのうち、領域Ｒ_ＣＣ（或いはＲ_ＣＶ）を含むものについては、小サイズの分割領域Ｒｄ’或いは更に小サイズの分割領域Ｒｄ”に分割可能である。このような分割態様によっても上記図６Ｂ同様の効果が得られる。

分割領域Ｒｄ、Ｒｄ’及びＲｄ”の形状は、これらの例に限られるものではなく、作業領域ＲＷは多様な形状で且つ多様なサイズに分割可能である。よって、分割領域Ｒｄ、Ｒｄ’及びＲｄ”は、例えば台形であってもよいし、或いは、全ての辺の長さが互いに異なる多角形であってもよい。このような場合においても、前述同様の手順で（図４Ａ及び図４Ｂ参照）、分割領域Ｒｄ、Ｒｄ’及びＲｄ”のそれぞれに座標情報を与えることが可能である。

以上、本実施形態によれば、演算部１０６は、走行経路決定装置として機能し、作業領域ＷＲの地形情報を取得した後（図２、Ｓ１０６１参照）、この地形情報に基づいて作業領域ＷＲの勾配分布を評価する（Ｓ１０６２参照）。この地形情報は、作業領域ＷＲについての水平方向および垂直方向の座標情報を含んでおり（図３Ａ参照）、演算部１０６は、上記勾配分布の評価を比較的簡便な演算処理により行うことができる（図３Ｂ及び図３Ｃ参照）。そして、演算部１０６は、この勾配分布の評価結果に基づいて、作業領域ＷＲにおける作業機１の現在地から目的地（例えば充電用ステーション３）までの走行経路を、該走行経路における起伏が小さくなるように決定する（Ｓ１０６３～Ｓ１０６４参照）。本実施形態によれば、作業機１の走行経路を作業領域ＷＲの起伏を考慮して適切に決定可能となる。

他の実施形態として、作業領域ＷＲの地形情報には更に多様な情報が含まれてもよく、上記走行経路の決定は、これらの情報を更に参照することにより行われてもよい。一例として、地形情報は、各分割領域Ｒｄに存在する凸状の領域Ｒ_ＣＣ又は凹状の領域Ｒ_ＣＶの数を示す情報（凹凸数情報）を、更に含んでいてもよい。例えば、或る分割領域間の移動コストが比較的低かったとしても、それらの一方または他方の分割領域に存在する領域Ｒ_ＣＣ又はＲ_ＣＶの数が比較的多い場合には、該分割領域を通過しないように走行経路を決定する。このことは領域Ｒ_ＣＣ又はＲ_ＣＶが比較的小規模な場合に有用であり、これにより、例えば該分割領域を通過した際に車輪１０３２又は１０３３が領域Ｒ_ＣＣ又はＲ_ＣＶに嵌ってしまうような事態を回避し、不測の事態の発生を未然に防ぐことが可能となる。また、分割領域Ｒｄを小サイズの分割領域Ｒｄ’或いは更に小サイズの分割領域Ｒｄ”に分割する必要もないため、演算部１０６の処理負担の低減を図ることも可能となる。

ここでは作業機１としてバッテリ１０８を備える無人走行式芝刈機を例示したが、この例においては、例えばバッテリ１０８の残量が基準量より少なくなった場合に、目的地としての充電用ステーション３に適切に帰還するための走行経路を適切に決定可能となる。本実施形態によれば、作業機１は、現在地から目的地としての充電用ステーション３に帰還する際に比較的急峻な傾斜面を通過しない。これにより、傾斜面を通過した際に生じうる作業機１のスリップ、それに伴う芝地の剥がれ等、不測の事態の発生を防止可能となる。また、適切な走行経路に沿って帰還することにより、作業機１は、作業時の車速よりも高い車速で充電用ステーション３に帰還することも可能となる。これらのことは、バッテリ１０８を備えない構成についても同様であり、即ち、このような場合においても、作業機１は、比較的急峻な傾斜面を通過することなく（それに起因する不測の事態を発生させることなく）適切に目的地に到達可能となる。

また、上記走行経路を決定するための演算処理は、作業機１の演算部１０６において行われてもよいが、作業機１外で行われてもよく、例えば情報管理装置２で行われてもよい。この場合、情報管理装置２が走行経路決定装置として機能し、作業機１は、該演算処理の結果を情報管理装置２から受け取り、該演算処理の結果に基づく走行経路に沿って走行を行えばよい。

また、本実施形態では、作業領域ＷＲの地形情報は予め情報保持部１０７に保持されているものとしたが、他の実施形態として、該地形情報は情報管理装置２から受け取ることも可能である。更に他の実施形態として、上記地形情報は作業機１自身で生成されてもよく、例えば、演算部１０６は、計測部１０５の計測結果（主にカメラ１０５１により得られる画像情報）に基づいて地形情報を生成し、該該地形情報を情報保持部１０７に格納してもよい。この場合、作業領域ＷＲについて１回目の作業を開始する前に、作業機１が作業領域ＷＲを走行して地形情報を取得することにより、該１回目の作業を実際に行う際には、この地形情報を利用可能となる。また、２回目以降の作業を行う際には、この地形情報を情報保持部１０７から読み出すことが可能である。

上述の実施形態を以下のとおり纏める：
第１の態様は、走行経路決定装置（例えば１０６、２）に係り、前記走行経路決定装置は、作業領域（例えばＷＲ）における作業機（例えば１）の走行経路を決定するための走行経路決定装置であって、前記作業領域の地形情報を取得する取得手段（例えばＳ１０６１）と、前記作業領域の勾配分布を前記地形情報に基づいて評価する評価手段（例えばＳ１０６２～Ｓ１０６３）と、前記作業領域における前記作業機の現在地から目的地までの走行経路を、該走行経路における起伏が小さくなるように、前記勾配分布に基づいて決定する決定手段（例えばＳ１０６４）と、を備える。

第１の態様によれば、作業機の走行経路を作業領域の起伏を考慮して適切に決定可能となり、例えば、比較的急峻な傾斜面の通過を回避し、傾斜面を通過した場合に生じうる作業機のスリップ等、不測の事態の発生を防止可能となる。

第２の態様では、前記地形情報は、前記作業領域についての水平方向および垂直方向の座標情報を含む。

第２の態様によれば、上記作業領域の勾配分布を、比較的簡便な演算処理により評価可能となる。

第３の態様では、前記地形情報は、前記作業領域を仮想的に分割して得られる複数の領域（例えばＲｄ）のそれぞれに対して与えられた座標情報を含む。

第３の態様によれば、上記作業領域の勾配分布を、より簡便な演算処理により評価可能となる。

第４の態様では、前記評価手段は、前記座標情報から得られる各領域間の勾配に基づいて、各領域間を移動する際の移動コスト（例えばＣ_ＡＢ）を評価し、前記決定手段は、前記現在地から前記目的地までの走行経路を、該走行経路を形成する各領域間の前記移動コストの合計値が最小となるように、決定する。

第４の態様によれば、現在地から目的地まで走行経路に沿って移動する際の移動コストの合計値を分割領域間の移動コストの累積加算により算出可能となるため、最適な走行経路を決定可能となる。

第５の態様では、前記分割された複数の領域は、互いに隣り合い且つ互いに異なる高さの前記座標情報が与えられた第１領域（例えばＲｄ_Ａ）および第２領域（例えばＲｄ_Ｂ）を含んでおり、前記評価手段は、前記第１領域から前記第２領域に移動する場合の前記移動コスト（例えばＣ_ＡＢ）と、前記第２領域から前記第１領域に移動する場合の前記移動コスト（例えばＣ_ＢＡ）とを個別に評価する。

第５の態様によれば、傾斜面を登って移動する場合と、該傾斜面を下って移動する場合とで、互いに異なる移動コストとして評価することで、走行経路を更に適切に決定可能となる。例えば、芝刈機の例では、傾斜面を下って移動する場合の方が、該傾斜面を登って移動する場合に比べて、作業領域である芝地の剥がれ等が発生しやすい。そのため、第５の態様によれば、作業領域を適切な状態に維持するのにも有利と云える。

第６の態様では、前記地形情報は、前記分割された複数の領域のそれぞれに存在する凸状または凹状の領域の数を示す凹凸数情報を更に含み、前記決定手段は、更に前記凹凸数情報に基づいて前記走行経路を決定する。

第６の態様によれば、或る分割領域間の移動コストが比較的低かったとしても、それらの一方または他方の分割領域に存在する凸状または凹状の領域の数が比較的多い場合には、該分割領域を通過しないように走行経路を決定する。これにより、車輪１０３２又は１０３３が凸状または凹状の領域に無用に嵌ってしまうといった不測の事態の発生を防ぐことが可能となる。

第７の態様では、前記作業機周辺の環境情報を取得する第２の取得手段を更に備え、前記決定手段は、更に前記環境情報に基づいて前記走行経路を決定する。

作業機の走行への影響は、走行面の状態等の作業機周辺の環境によって異なることが多いため、第７の態様によれば、更に環境情報を参照することで、走行経路を更に適切に決定可能となる。

第８の態様では、前記環境情報は、湿度を示す情報を含む。

走行面の起伏による作業機の走行への影響は、例えば湿度によって変わりうるため、第８の態様によれば、走行経路を更に適切に決定可能となる。

第９の態様では、前記環境情報は天候情報を含む。

走行面の起伏による作業機の走行への影響は、例えば天気によって変わりうるため、第９の態様によれば、走行経路を更に適切に決定可能となる。

第１０の態様は、作業機（例えば１）に係り、前記作業機は、上述の走行経路決定装置（例えば１０６）と、車両の走行を行うための走行部（例えば１０３）と、前記走行経路決定装置の前記決定手段により決定された前記走行経路に基づいて前記走行部を制御する走行制御部（例えば１０４）と、を備える。

第１０の態様によれば、一般的な作業機に対して上述の走行経路決定装置を好適に適用可能である。尚、実施形態においては無人走行式芝刈機に適用した例を示したが、この走行経路決定装置は、乗用型の作業機の自動運転や運転支援制御の際にも利用可能である。

第１１の態様では、前記作業領域の地形を計測するための計測部（例えば１０５）と、前記計測部による計測結果を前記地形情報として保持する情報保持部（例えば１０７）と、を更に備える。

第１１の態様によれば、作業機自身で作業領域の地形情報を取得可能となる。

第１２の態様では、バッテリ（例えば１０８）を更に備え、前記走行経路決定装置は、前記バッテリの残量が基準量より少なくなった場合に、充電用ステーションを前記目的地として前記決定手段により前記走行経路を決定する。

第１２の態様によれば、バッテリを用いた動力により作業を行う作業機に対して上述の走行経路決定装置を好適に適用可能である。バッテリの残量が基準量より少なくなった場合には作業機は作業を中断して充電用ステーションに帰還し、その際、多くの場合、作業機は、作業時の車速よりも高い車速で充電用ステーションに帰還する。そのため、このような用途において上記走行経路決定装置は好適に利用可能と云える。

その他の態様として、作業領域における作業機の走行経路を決定するための方法であって、前記作業領域の地形情報を取得する取得工程と、前記作業領域の勾配分布を前記地形情報に基づいて評価する評価工程と、前記作業領域における前記作業機の現在地から目的地までの走行経路を、該走行経路における起伏が小さくなるように、前記勾配分布に基づいて決定する決定工程と、を有する方法が挙げられる。

更に他の態様として、コンピュータに上記方法における各工程を実行させるためのプログラムが挙げられる。

更に他の態様として、上記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体が挙げられる。

本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために、以下の請求項を添付する。

Claims (11)

1. 作業領域における作業機の走行経路を決定するための走行経路決定装置であって、
   前記作業領域の地形情報を取得する取得手段と、
   前記作業領域の勾配分布を前記地形情報に基づいて評価する評価手段と、
   前記作業領域における前記作業機の現在地から目的地までの走行経路を、該走行経路における起伏が小さくなるように、前記勾配分布に基づいて決定する決定手段と、を備え、
   前記地形情報は、前記作業領域を仮想的に分割して得られ且つサイズ及び形状が互いに異なる複数の領域のそれぞれに対して与えられた座標情報を含み、前記複数の領域において、前記起伏が存在する領域は他の領域よりも小さいサイズで分割される
   ことを特徴とする走行経路決定装置。
2. 前記地形情報は、前記作業領域についての水平方向および垂直方向の座標情報を含む
   ことを特徴とする請求項１記載の走行経路決定装置。
3. 前記評価手段は、前記座標情報から得られる各領域間の勾配に基づいて、各領域間を移動する際の移動コストを評価し、
   前記決定手段は、前記現在地から前記目的地までの走行経路を、該走行経路を形成する各領域間の前記移動コストの合計値が最小となるように、決定する
   ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の走行経路決定装置。
4. 前記分割された複数の領域は、互いに隣り合い且つ互いに異なる高さの前記座標情報が与えられた第１領域および第２領域を含んでおり、
   前記評価手段は、前記第１領域から前記第２領域に移動する場合の前記移動コストと、前記第２領域から前記第１領域に移動する場合の前記移動コストとを個別に評価する
   ことを特徴とする請求項３記載の走行経路決定装置。
5. 前記地形情報は、前記分割された複数の領域のそれぞれに存在する凸状または凹状の領域の数を示す凹凸数情報を更に含み、
   前記決定手段は、更に前記凹凸数情報に基づいて前記走行経路を決定する
   ことを特徴とする請求項２から請求項４の何れか１項記載の走行経路決定装置。
6. 前記作業機周辺の環境情報を取得する第２の取得手段を更に備え、
   前記決定手段は、更に前記環境情報に基づいて前記走行経路を決定する
   ことを特徴とする請求項１から請求項５の何れか１項記載の走行経路決定装置。
7. 前記環境情報は、湿度を示す情報を含む
   ことを特徴とする請求項６記載の走行経路決定装置。
8. 前記環境情報は気候情報を含む
   ことを特徴とする請求項６または請求項７記載の走行経路決定装置。
9. 請求項１から請求項８の何れか１項記載の走行経路決定装置と、車両の走行を行うための走行部と、前記走行経路決定装置の前記決定手段により決定された前記走行経路に基づいて前記走行部を制御する走行制御部と、を備える
   ことを特徴とする作業機。
10. 前記作業領域の地形を計測するための計測部と、前記計測部による計測結果を前記地形情報として保持する情報保持部と、を更に備える
    ことを特徴とする請求項９記載の作業機。
11. バッテリを更に備え、
    前記走行経路決定装置は、前記バッテリの残量が基準量より少なくなった場合に、充電用ステーションを前記目的地として前記決定手段により前記走行経路を決定する
    ことを特徴とする請求項９または請求項１０記載の作業機。
    

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