JP7152507B2 - 自律作業機、自律作業機の制御方法及びプログラム - Google Patents
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Description
前記カメラにより撮影された画像、日時情報データベースから取得した日照時間を示す日時情報と前記自律作業機での撮影日時情報との比較、方位情報データベースから取得した、前記日時情報に対応する太陽の方位情報と前記自律作業機での前記撮影日時情報および位置情報および向きの情報との比較に基づいて逆光か否かを判断する判断部と、
前記逆光と判断された場合に、前記自律作業機における前記撮影日時情報および位置情報および向きの情報と、前記太陽の方位情報と、を対応づけた作業エリアデータベースを生成する生成部と、
前記自律作業機が作業エリアで作業を行う際の前記撮影日時情報および位置情報および向きの情報に基づいて、前記作業エリアデータベースを参照して、前記逆光か否かを判断する参照部と、
前記判断部または前記参照部により前記逆光と判断された場合に、前記逆光を回避するように前記自律作業機を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
以下、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。この実施形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、以下の実施形態によって限定されるわけではない。
図1Aは第一実施形態に係る自律作業機を上方から見た模式図であり、図1Bは第一実施形態に係る自律作業機を側方から見た模式図である。以下では側面視における自律作業機の進行方向(車長方向:x方向)と、進行方向に直交する横方向(車幅方向:y方向)と、進行方向と横方向に直交する鉛直方向(z方向)とをそれぞれ前後方向、左右方向(水平方向)、上下方向と定義し、それに従って各部の構成を説明する。
図2は自律作業機10を制御する電子制御ユニット(ECU)の入出力関係を示すブロック図である。図2に示されるように、ECU44は、CPU44aと、I/O44bと、メモリ44cとを備えている。メモリ44cは、記憶部として機能し、ROM(Read Only Memory)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等により構成される。
図3は自律作業機10の使用例を示す模式図である。図3に示すように、作業エリアARは、その周縁(境界)に配置されるエリアワイヤ(電線)82によって区画される。自律作業機10のECU44は、作業エリアAR内での作業を行う前に、エリアワイヤ82の磁界に基づいて作業エリアARの外周をトレース走行させることで、作業エリアARの境界を認識(把握)する。トレース走行により作業エリアの外形を示すエリアマップが生成される。自律作業機10は、生成したエリアマップに従って、作業エリアAR内を自律走行して所定の作業を行う。尚、自律作業機10は、カメラ11の情報に基づいて、作業エリアARの境界を検知することも可能である。
図4は、自律作業機10が実施する処理手順の流れを説明する図である。図4の処理手順は、図2に示す自律作業機10のECU44の全体的な制御の下、機能構成(判断部C1、制御部C2、生成部C3)によりに実行される。
(その場旋回、旋回しながら走行)
逆光回避制御の具体例を図5~図8を参照して説明する。判断部C1により逆光と判断された場合に、制御部C2は、カメラ11の視野角の範囲内に太陽が入らないように自律作業機10を旋回させる。ここで、旋回には、その場旋回と、旋回しながら進む、2つの旋回モードがある。
図8は、通常制御における旋回後の軌道を、逆光回避制御により補正する制御を模式的に説明する図である。ST11は、自律作業機10が軌道801に沿って走行し、作業エリアARの境界(エリアワイヤ82)に接近したとき、所定の旋回角度で旋回させた軌道802を設定した状態を示す。軌道802に沿って自律作業機10が走行した場合、カメラ11(11L、11R)の視野角の範囲内に太陽Sが入り、軌道802に沿った走行では逆光になる。
第一実施形態では、逆光回避制御の例として、自律作業機10を旋回させる、又は旋回後の軌道を補正する例を説明したが、カメラ11(11L、11R)の向きを補正してもよい。判断部C1により逆光と判断された場合に、制御部C2は、カメラ11(11L、11R)の視野角の範囲内に太陽が入らないようにカメラ11(11L、11R)の角度を制御することが可能である。カメラ11(11L、11R)は、水平方向の角度を調整するパン角調整機構11bと、上下方向の角度を調整するチルト角調整機構11cとにより保持されており、制御部C2は、パン角調整機構11bおよびチルト角調整機構11cのうち、少なくともいずれか一方を制御してカメラ11(11L、11R)の角度を制御することにより、逆光を回避することができる。例えば、パン角調整機構11bに、水平方向にカメラ11の角度を変えたり、チルト角調整機構11cにより、カメラ11の角度を下向きに変えることができる。作業を継続しながらカメラの角度を制御することにより逆光を回避して、外界情報の誤検知を防止することが可能になる。
第一実施形態では、判断部C1が逆光か否かを判断し、逆光と判断された場合、逆光を回避するように自律作業機10を制御する構成を説明したが、本実施形態では、制御部C2が逆光を回避するように自律作業機10の軌道を設定する構成について説明する。自律作業機10の構成は第一実施形態と同様である。本実施形態では、自律作業機10の機能構成として、取得部C4は、走行開始前において、日時情報及び太陽の方位情報と、自律作業機10における撮影日時情報とに基づいて、作業エリアの走行時において逆光となる太陽の位置又は方位を示す太陽情報を取得する。制御部C2は、取得部C4によって取得された太陽情報に基づいて、逆光を回避するような自律作業機10の軌道を設定する。
図9は、自律作業機10が実施する処理手順の流れを説明する図である。図9の処理手順は、図2に示す自律作業機10のECU44の全体的な制御の下、機能構成(制御部C2、生成部C3、取得部C4)によりに実行される。
図11において、逆光となる軌道1120、1121、1122で、制御部C2は、カメラ11(11L、11R)の視野角の範囲内に太陽Sが入らないようにカメラ11(11L、11R)の角度を制御することが可能である。カメラ11(11L、11R)は、水平方向の角度を調整するパン角調整機構11bと、上下方向の角度を調整するチルト角調整機構11cとにより保持されており、制御部C2は、パン角調整機構11bおよびチルト角調整機構11cのうち、少なくともいずれか一方を制御してカメラ11(11L、11R)の角度を制御することにより、逆光を回避することができる。
また、各実施形態で説明された1以上の自律作業機の各機能を実現するプログラムは、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給され、該システム又は装置のコンピュータにおける1以上のプロセッサは、このプログラムを読み出して実行することができる。このような態様によっても本発明は実現可能である。
構成1.上記実施形態の自律作業機は、外界を撮影するカメラ(例えば、図2の11)を有する自律作業機(例えば、図1A及び図1Bの10)であって、前記カメラ(11)により撮影された画像に基づいて逆光か否かを判断する判断部(例えば、図2のC1)と、
前記判断部(C1)により前記逆光と判断された場合に、前記逆光を回避するように前記自律作業機(10)を制御する制御部(例えば、図2のC2)と、を備える。
前記制御部は、前記逆光と判断された場合に、前記逆光を回避するように前記自律作業機を制御する。
前記制御部(C2)は、前記逆光と判断された場合に、前記逆光を回避するように前記自律作業機を制御する。
前記判断部(C1)は、前記自律作業機が作業エリアで作業を行う際の前記撮影日時情報および位置情報および向きの情報に基づいて、前記作業エリアデータベース(SD3)を参照して、前記逆光か否かを判断する。
前記通信部(44b)は、前記生成部(C3)により生成された前記作業エリアデータベース(SD3)を、前記サーバ(350)の記憶部に記憶させ、
前記作業エリアで作業する他の自律作業機(例えば、図2の15)の判断部は、当該他の自律作業機の撮影日時情報および位置情報および向きの情報に基づいて、前記作業エリアデータベース(SD3)を参照して、前記逆光か否かを判断する。
前記自律作業機(10)が前記軌道に基づいた自律走行により前記作業エリアの境界(例えば、図8の82)に接近したとき、
前記制御部(C2)は、前記自律作業機(10)を所定の旋回角度で旋回させた軌道(例えば、図8の802)を設定し、
前記判断部(C1)が前記軌道(802)において前記逆光になったと判断した場合、前記制御部(C2)は、前記逆光を回避する向きまで前記旋回角度を戻した軌道(例えば、803)に、前記軌道(802)を補正する。
水平方向の角度を調整するパン角調整機構(例えば、図1Bの11b)と、上下方向の角度を調整するチルト角調整機構(例えば、図1Bの11c)とにより保持されており、
前記制御部(C2)は、前記パン角調整機構(11b)および前記チルト角調整機構(11c)のうち、少なくともいずれか一方を制御して前記カメラ(11)の角度を制御する。
前記カメラ(11)により撮影された画像に基づいて逆光か否かを判断する判断工程(例えば、図4のS402、S404、S406)と、
前記判断工程で前記逆光と判断された場合に、前記逆光を回避するように前記自律作業機を制御する制御工程(例えば、ず4のS407)と、を有する。
Claims (10)
- 外界を撮影するカメラを有する自律作業機であって、
前記カメラにより撮影された画像、日時情報データベースから取得した日照時間を示す日時情報と前記自律作業機での撮影日時情報との比較、方位情報データベースから取得した、前記日時情報に対応する太陽の方位情報と前記自律作業機での前記撮影日時情報および位置情報および向きの情報との比較に基づいて逆光か否かを判断する判断部と、
前記逆光と判断された場合に、前記自律作業機における前記撮影日時情報および位置情報および向きの情報と、前記太陽の方位情報と、を対応づけた作業エリアデータベースを生成する生成部と、
前記自律作業機が作業エリアで作業を行う際の前記撮影日時情報および位置情報および向きの情報に基づいて、前記作業エリアデータベースを参照して、前記逆光か否かを判断する参照部と、
前記判断部または前記参照部により前記逆光と判断された場合に、前記逆光を回避するように前記自律作業機を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする自律作業機。 - 前記制御部は、前記カメラの視野角の範囲内に太陽が入らないように前記自律作業機を旋回させることを特徴とする請求項1に記載の自律作業機。
- 前記制御部は、走行中に前記逆光と判断された場合、前記自律作業機の走行を停止させた後、前記逆光を回避するように前記自律作業機を制御することを特徴とする請求項1に記載の自律作業機。
- ネットワークを介してサーバと無線通信が可能な通信部と、を更に備え、
前記通信部は、前記生成部により生成された前記作業エリアデータベースを、前記サーバの記憶部に記憶させ、
前記作業エリアで作業する他の自律作業機の判断部は、当該他の自律作業機の撮影日時情報および位置情報および向きの情報に基づいて、前記作業エリアデータベースを参照して、前記逆光か否かを判断することを特徴とする請求項1に記載の自律作業機。 - 前記制御部は、作業エリアにおける自律走行の軌道を設定し、
前記自律作業機が前記軌道に基づいた自律走行により前記作業エリアの境界に接近したとき、
前記制御部は、前記自律作業機を所定の旋回角度で旋回させた軌道を設定し、
前記判断部が前記軌道において前記逆光になったと判断した場合、前記制御部は、前記逆光を回避する向きまで前記旋回角度を戻した軌道に、前記軌道を補正することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の自律作業機。 - 前記判断部により逆光と判断された場合に、前記制御部は、前記カメラの視野角の範囲内に太陽が入らないように前記カメラの角度を制御することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の自律作業機。
- 前記カメラは、
水平方向の角度を調整するパン角調整機構と、上下方向の角度を調整するチルト角調整機構とにより保持されており、
前記制御部は、前記パン角調整機構および前記チルト角調整機構のうち、少なくともいずれか一方を制御して前記カメラの角度を制御する
ことを特徴とする請求項6に記載の自律作業機。 - 前記判断部は、所定回数、誤検知と判断した場合、外界状況に変化が生じたものとして、前記作業エリアデータベースの情報を更新することを特徴とする請求項4に記載の自律作業機。
- 外界を撮影するカメラを有する自律作業機の制御方法であって、
前記カメラにより撮影された画像、日時情報データベースから取得した日照時間を示す日時情報と前記自律作業機での撮影日時情報との比較、方位情報データベースから取得した、前記日時情報に対応する太陽の方位情報と前記自律作業機での前記撮影日時情報および位置情報および向きの情報との比較に基づいて逆光か否かを判断する判断工程と、
前記逆光と判断された場合に、前記自律作業機における前記撮影日時情報および位置情報および向きの情報と、前記太陽の方位情報と、を対応づけた作業エリアデータベースを生成する生成工程と、
前記自律作業機が作業エリアで作業を行う際の前記撮影日時情報および位置情報および向きの情報に基づいて、前記作業エリアデータベースを参照して、前記逆光か否かを判断する参照工程と、
前記判断工程または前記参照工程で前記逆光と判断された場合に、前記逆光を回避するように前記自律作業機を制御する制御工程と、
を有することを特徴とする自律作業機の制御方法。 - コンピュータに、請求項9に記載の自律作業機の制御方法の各工程を実行させるためのプログラム。
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