JP7191794B2 - 自律除雪機 - Google Patents
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Description
本発明は、自律除雪機に係り、特に、自律走行しながら除雪作業を行うことを可能とした自律除雪機に関するものである。
従来から、道路などの積雪を除去するための除雪機が知られている。
そして、このような除雪機として、例えば、位置情報システムとコンピューターを内蔵したシステムコントローラー、および積雪監視システムとを備えており、積雪監視システムでの監視カメラによる積雪撮像、あるいは降雪感知情報をもとにシステムコントローラーからの指示により除雪等の作業を行う自律除雪機が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
そして、このような除雪機として、例えば、位置情報システムとコンピューターを内蔵したシステムコントローラー、および積雪監視システムとを備えており、積雪監視システムでの監視カメラによる積雪撮像、あるいは降雪感知情報をもとにシステムコントローラーからの指示により除雪等の作業を行う自律除雪機が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
しかしながら、前記従来の技術では、システムコントローラーからの指示によりあらかじめ設定したエリア内あるいは航行通路に沿って除雪等の作業を行うものであるが、ＧＰＳの精度が低い領域では、設定した通路を走行することが困難な場合がある。
本発明は、前記した点に鑑みてなされたものであり、高い精度で自律走行して除雪作業を行うことができる自律除雪機を提供することを目的とする。
本発明は、前記した点に鑑みてなされたものであり、高い精度で自律走行して除雪作業を行うことができる自律除雪機を提供することを目的とする。
前記目的を達成するため、本発明は、所定の除雪作業領域内を自律走行する自律除雪機であって、走行装置と、除雪作業部と、前記除雪作業部による除雪作業領域を設定するための第１のマーカと除雪した雪を集める集雪領域を設定するための第２のマーカを撮影する撮像装置を備えた領域設定部と、制御部と、を備え、前記制御部は、前記撮像装置により撮影された前記第１のマーカに基づいて除雪作業領域を設定するとともに、前記撮像装置により撮影された第２のマーカに基づいて集雪領域を設定し、位置検出処理により前記自律除雪機の現在の位置に基づいて前記除雪作業領域から逸脱しないようにするとともに、前記集雪領域に除雪した雪を集めるように前記自律除雪機を制御することを特徴とする。
前記構成において、ユーザの携帯端末装置との通信を行う通信部を備えていることを特徴とする。
前記構成において、前記領域設定部は、前記除雪作業領域の境界に設置される作業用ポールに形成されたマーカを撮影する撮像装置を備え、前記制御部は、前記撮像装置で撮影された画像に基づいて、前記マーカを読み取り、前記除雪作業領域を設定することを特徴とする。
前記構成において、前記制御部は、前記携帯端末装置により設定され前記通信部を介して送られる情報に基づいて前記除雪作業領域を設定することを特徴とする。
前記構成において、前記制御部は、前記除雪作業領域を設定する際に、除雪した雪を集める集雪領域を設定し、前記制御部は、前記除雪作業部を前記除雪作業領域に積雪した雪を前記集雪領域に集雪するように制御することを特徴とする。
前記構成において、前記集雪領域の境界に、前記作業用ポールとは異なる集雪用ポールを設置し、前記制御部は、前記集雪用ポールに形成されたマーカに基づいて前記集雪領域を設定することを特徴とする。
前記構成において、現在位置を検出する位置検出部を備え、前記制御部は、前記位置検出部による現在位置を取得し、現在位置と前記集雪領域との間の距離が一定以上離れている場合、現在位置と前記集雪領域との間に仮の集雪領域を設定することを特徴とする。
前記構成において、前記除雪作業部は、雪を掻き集めるオーガと、前記オーガで掻き集められた雪を飛ばすブロアとを備え、前記除雪作業領域の雪を前記オーガおよび前記ブロアを用いて、前記集雪領域に向けて飛ばすことで集雪することを特徴とする。
前記構成において、前記除雪作業部は、雪を押すブレードを備え、前記除雪作業領域の雪を前記ブレードを用いて、前記集雪領域に向けて押し出すことで集雪することを特徴とする。
前記構成において、前記制御部は、除雪作業の作業スケジュールを設定可能であり、前記制御部は、前記作業スケジュールに基づいて前記除雪作業部を制御して除雪を行うことを特徴とする。
前記構成において、前記制御部は、ユーザの起床時間を取得し、前記起床時間に除雪作業が所定量以上完了するように前記作業スケジュールを設定することを特徴とする。
前記構成において、前記制御部は、前記起床時間を、ユーザの前記携帯端末装置に設定されたアラーム時間から前記通信部を介して取得することを特徴とする。
前記構成において、前記制御部は、ユーザの前記携帯端末装置の位置情報を前記通信部を介して取得し、前記携帯端末装置の位置情報に基づいて除雪作業の前記作業スケジュールを設定することを特徴とする。
前記構成において、前記制御部は、ユーザの前記携帯端末装置の位置情報に基づいて、ユーザが除雪作業領域に到達する時間を予測し、予測した到達時間に除雪作業が所定量以上完了しているように作業スケジュールを設定することを特徴とする。
前記構成において、前記制御部は、ユーザの前記携帯端末装置から天気予報情報を前記通信部を介して取得し、この天気予報情報に基づいて、前記除雪作業領域の積雪量を予測し、予測した積雪量に基づいて作業スケジュールを設定することを特徴とする。
前記構成において、前記制御部は、集雪領域に集雪した雪の量が一定以上の量になった場合に、前記通信部から前記携帯端末装置を介して除雪業者に回収依頼を送信することを特徴とする。
前記構成において、前記除雪作業部による除雪作業時に、融雪剤を撒きながら除雪作業を行うことを特徴とする。
本発明によれば、領域設定部により設定された除雪作業領域内で、走行装置を制御することで、高い精度で自律除雪機を自律走行させながら除雪作業を行うことができる。
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る自律除雪機の実施形態を示す側面図である。
図１に示すように、自律除雪機１は、自律除雪機１のフレームを構成する車両本体１０と、走行装置１１と、除雪作業部１２とを備えている。
図１は、本発明に係る自律除雪機の実施形態を示す側面図である。
図１に示すように、自律除雪機１は、自律除雪機１のフレームを構成する車両本体１０と、走行装置１１と、除雪作業部１２とを備えている。
車両本体１０の左右両側下方には、走行装置１１が設けられている。
本実施形態においては、走行装置１１は、一対のホイール２０に履帯２１を掛け渡すことで構成されるクローラ式の走行装置１１が用いられている。
車両本体１０の前後方向略中央部分には、動力源２２が搭載されている。動力源２２は、走行装置１１を駆動する電動モータ２３（図２を参照）と、除雪作業部１２を駆動するエンジン２４（図２を参照）とを備えている。
本実施形態においては、走行装置１１は、一対のホイール２０に履帯２１を掛け渡すことで構成されるクローラ式の走行装置１１が用いられている。
車両本体１０の前後方向略中央部分には、動力源２２が搭載されている。動力源２２は、走行装置１１を駆動する電動モータ２３（図２を参照）と、除雪作業部１２を駆動するエンジン２４（図２を参照）とを備えている。
電動モータ２３は、左右の走行装置１１ごとに設けられており、電動モータ２３による左右の走行装置１１の駆動により、自律除雪機１を前進、後進、左転回、右転回など任意の方向に走行させることができるように構成されている。
エンジン２４は、スロットル２５を操作して回転数を調整し、図示しない変速機を介して除雪作業部１２を駆動するものである。エンジン２４の駆動軸には、図示しない発電機が設けられており、発電機によって発電された電力は、各部に動作電力を供給するバッテリ２６（図２を参照）に供給される。
エンジン２４は、スロットル２５を操作して回転数を調整し、図示しない変速機を介して除雪作業部１２を駆動するものである。エンジン２４の駆動軸には、図示しない発電機が設けられており、発電機によって発電された電力は、各部に動作電力を供給するバッテリ２６（図２を参照）に供給される。
図１に示すように、車両本体１０の前方には、除雪作業部１２の一部を構成する、車両本体１０の幅方向に延在するオーガハウジング３０が設けられている。オーガハウジング３０の内側には、オーガ３１が回転駆動自在に設けられている。オーガハウジング３０は、オーガ３１の上部および両側部を被覆している。
オーガハウジング３０の後方には、ブロア（図示せず）を被覆するブロアハウジング３２が設けられており、ブロアハウジング３２の上部には、シュータ３３が設けられている。
オーガハウジング３０の後方には、ブロア（図示せず）を被覆するブロアハウジング３２が設けられており、ブロアハウジング３２の上部には、シュータ３３が設けられている。
シュータ３３は、ブロアハウジング３２に対して略水平周りに回転自在に取付けられている。シュータ３３は、図示しないシュータ駆動モータで回転駆動させることで、シュータ３３による投雪方向を調整することが可能である。
シュータ３３の上端部には、シュータガイド３４が上下に揺動自在に取付けられている。シュータガイド３４は、図示しないガイド駆動モータで上下に揺動駆動させることで、投雪角度を調整することが可能である。
自律除雪機１は、左右の走行装置１１によって前進走行しつつ、オーガ３１によって雪を掻き集め、掻き集めた雪をブロアによってシュータ３３を介して遠くに投雪することができる。
シュータ３３の上端部には、シュータガイド３４が上下に揺動自在に取付けられている。シュータガイド３４は、図示しないガイド駆動モータで上下に揺動駆動させることで、投雪角度を調整することが可能である。
自律除雪機１は、左右の走行装置１１によって前進走行しつつ、オーガ３１によって雪を掻き集め、掻き集めた雪をブロアによってシュータ３３を介して遠くに投雪することができる。
動力源２２の上部前方には、左右に間隔を空けて一対のアーム３５が立設されており、これらアーム３５の上端には、照明光を照射する前照灯３６が支持されている。
図１には図示されていないが、車両本体１０には、領域設定部を構成し撮像装置としてのカメラ３７と、例えば、ＬｉＤＡＲなどのレーダシステム３８と、ＧＰＳシステム３９と、自律除雪機１の各部に動作電力を供給するバッテリ２６（いずれも図２を参照）とがそれぞれ搭載されている。
なお、カメラ３７は一台でも複数台でもよく、例えば、２台のカメラ３７からなるステレオカメラでもよい。
図１には図示されていないが、車両本体１０には、領域設定部を構成し撮像装置としてのカメラ３７と、例えば、ＬｉＤＡＲなどのレーダシステム３８と、ＧＰＳシステム３９と、自律除雪機１の各部に動作電力を供給するバッテリ２６（いずれも図２を参照）とがそれぞれ搭載されている。
なお、カメラ３７は一台でも複数台でもよく、例えば、２台のカメラ３７からなるステレオカメラでもよい。
図２は、自律除雪機１の制御構成を示すブロック図である。
図２に示すように、自律除雪機１は、制御システム４０を備えており、制御システム４０は、ＣＰＵなどからなる制御部４１と、ＲＡＭ、ＲＯＭなどからなる記憶部４２とを備えている。
そして、制御部４１は、記憶部４２に記憶された制御プログラムを実行することによって、自律除雪機１の各部を制御する。
図２に示すように、自律除雪機１は、制御システム４０を備えており、制御システム４０は、ＣＰＵなどからなる制御部４１と、ＲＡＭ、ＲＯＭなどからなる記憶部４２とを備えている。
そして、制御部４１は、記憶部４２に記憶された制御プログラムを実行することによって、自律除雪機１の各部を制御する。
制御システム４０は、ユーザインターフェースなどからなる操作部４３と、通信部４４とを備えている。
操作部４３は、例えば、タッチパネルなどを操作することで、自律除雪機１の運転操作、除雪作業操作、除雪作業領域の設定操作などの各種操作を行うことができる機能を備えている。
操作部４３は、例えば、タッチパネルなどを操作することで、自律除雪機１の運転操作、除雪作業操作、除雪作業領域の設定操作などの各種操作を行うことができる機能を備えている。
通信部４４は、ユーザが所有する、例えばスマートフォンなどの携帯端末装置６０と、インターネット上の管理クラウド６１を介したデータ通信機能および電話を行うことができる通信機能を備えている。なお、通信部４４は、携帯端末装置６０と直接通信することができるものであってもよい。
携帯端末装置６０は、表示画面を操作することで、自律除雪機１の運転操作、除雪作業操作、除雪作業領域の設定操作などの各種操作を行うことができる機能を備えている。
制御部４１には、エンジン２４のスロットル２５を制御するための除雪制御ドライバ４５と、電動モータを駆動制御するための走行制御ドライバ４６とを備えている。
制御部４１には、カメラ３７と、レーダシステム３８と、ＧＰＳシステム３９とがそれぞれ接続されている。
携帯端末装置６０は、表示画面を操作することで、自律除雪機１の運転操作、除雪作業操作、除雪作業領域の設定操作などの各種操作を行うことができる機能を備えている。
制御部４１には、エンジン２４のスロットル２５を制御するための除雪制御ドライバ４５と、電動モータを駆動制御するための走行制御ドライバ４６とを備えている。
制御部４１には、カメラ３７と、レーダシステム３８と、ＧＰＳシステム３９とがそれぞれ接続されている。
制御部４１は、カメラ３７からの画像情報を取得し、画像処理を行うことで、後述するように所定の除雪作業領域を設定する。
また、制御部４１は、レーダシステム３８からの情報を取得して、自律除雪機１の前方における障害物などの存在を検出する。
制御部４１は、ＧＰＳシステム３９の情報を取得することにより、自律除雪機１の現在位置を取得することができる。
また、制御部４１は、レーダシステム３８からの情報を取得して、自律除雪機１の前方における障害物などの存在を検出する。
制御部４１は、ＧＰＳシステム３９の情報を取得することにより、自律除雪機１の現在位置を取得することができる。
図３は、自律除雪機１による除雪を行う除雪作業領域の例を示す説明図である。
図３は、例えば、車道５０に隣接して歩道５１が配置された道路において、歩道５１に沿って複数の家５２が建ち並んだ状態の例を示している。
そして、家（１）５２ａと家（２）５２ｂとの間に私道が存在し、家（２）５２ｂと家（３）５２ｃとが並んだ状態で、家（１）５２ａから家（３）５２ｃまでの歩道５１と、家（１）５２ａと家（２）５２ｂとの間の私道５３を除雪しようとする場合は、家（１）５２ａの端部の歩道５１の端部、私道５３の各隅部および家（３）５２ｃの端部に対応する歩道５１の端部に、除雪作業領域５４の境界を示す作業用ポール５５を立設しておく。作業用ポール５５の上端部には、例えば、縞状のマーカ５６（図１を参照）が形成されている。
図３は、例えば、車道５０に隣接して歩道５１が配置された道路において、歩道５１に沿って複数の家５２が建ち並んだ状態の例を示している。
そして、家（１）５２ａと家（２）５２ｂとの間に私道が存在し、家（２）５２ｂと家（３）５２ｃとが並んだ状態で、家（１）５２ａから家（３）５２ｃまでの歩道５１と、家（１）５２ａと家（２）５２ｂとの間の私道５３を除雪しようとする場合は、家（１）５２ａの端部の歩道５１の端部、私道５３の各隅部および家（３）５２ｃの端部に対応する歩道５１の端部に、除雪作業領域５４の境界を示す作業用ポール５５を立設しておく。作業用ポール５５の上端部には、例えば、縞状のマーカ５６（図１を参照）が形成されている。
制御部４１は、自律除雪機１のカメラ３７で撮影された作業用ポール５５の撮影画像を取得し、作業用ポール５５のマーカ５６を検出することで、マーカ５６とマーカ５６とを直線的に連結するバーチャルワイヤを設定し、これにより、除雪作業領域５４の境界を設定する除雪作業領域５４設定処理を行う。
また、除雪作業領域５４の設定処理は、除雪した雪を集めておく集雪領域５７の設定を行う。集雪領域５７には、集雪用ポール５８を設置し、この集雪用ポール５８のマーカ（図示せず）を検出することにより、設定される。
この場合に、除雪作業領域５４の作業用ポール５５のマーカと区別するため、集雪領域５７の集雪用ポール５８のマーカは、例えば、縞の本数の異なるマーカや、太さの異なるマーカなどが用いられる。
家（２）５２ｂと家（３）５２ｃとの間には、自律除雪機１が待機する待機場所５９が設定されている。
また、除雪作業領域５４の設定処理は、除雪した雪を集めておく集雪領域５７の設定を行う。集雪領域５７には、集雪用ポール５８を設置し、この集雪用ポール５８のマーカ（図示せず）を検出することにより、設定される。
この場合に、除雪作業領域５４の作業用ポール５５のマーカと区別するため、集雪領域５７の集雪用ポール５８のマーカは、例えば、縞の本数の異なるマーカや、太さの異なるマーカなどが用いられる。
家（２）５２ｂと家（３）５２ｃとの間には、自律除雪機１が待機する待機場所５９が設定されている。
なお、除雪作業領域５４および集雪領域５７は、例えば、ビーコンを用い、ビーコンから発せられる位置情報に基づいて設定するようにしてもよいし、例えば、携帯端末装置６０の地図情報を利用して設定するようにしてもよい。
また、除雪作業領域５４は、カメラ３７で撮影された撮影画像に基づいて制御部４１が逐次設定するようにしてもよい。その他、一度カメラ３７の撮影画像に基づいて設定された除雪作業領域５４や、携帯端末装置６０によりあらかじめ設定された除雪作業領域５４は、制御システム４０の記憶部４２に記憶させるようにしてもよいし、通信部４４を介して管理クラウド６１に記憶させるようにしてもよい。
また、除雪作業領域５４は、カメラ３７で撮影された撮影画像に基づいて制御部４１が逐次設定するようにしてもよい。その他、一度カメラ３７の撮影画像に基づいて設定された除雪作業領域５４や、携帯端末装置６０によりあらかじめ設定された除雪作業領域５４は、制御システム４０の記憶部４２に記憶させるようにしてもよいし、通信部４４を介して管理クラウド６１に記憶させるようにしてもよい。
制御部４１は、前述のように、除雪作業領域５４の設定処理を行うほか、自律除雪機１の位置検出処理、自律除雪機１の自走動作制御、自律除雪機１の除雪動作制御を行う。
制御部４１により位置検出処理は、ＧＰＳシステム３９により取得される位置情報やレーダシステム３８により取得される作業用ポール５５や家５２などとの距離情報に基づいて、自律除雪機１の現在の位置を検出する処理である。
制御部４１により位置検出処理は、ＧＰＳシステム３９により取得される位置情報やレーダシステム３８により取得される作業用ポール５５や家５２などとの距離情報に基づいて、自律除雪機１の現在の位置を検出する処理である。
制御部４１による自走動作制御は、位置検出処理により検出された自律除雪機１の現在の位置に基づいて、走行制御ドライバ４６に動作指示を行い、除雪作業領域５４からはみ出ないように走行させる制御である。
また、制御部４１による自走動作制御は、カメラ３７による撮影画像による画像解析あるいはレーダシステム３８による物体検出に基づいて、自律除雪機１の前方に存在する人や家５２などの障害物を検出し、障害物が存在することを検出した場合は、障害物を回避するように走行させる制御も含まれる。
また、制御部４１による自走動作制御は、カメラ３７による撮影画像による画像解析あるいはレーダシステム３８による物体検出に基づいて、自律除雪機１の前方に存在する人や家５２などの障害物を検出し、障害物が存在することを検出した場合は、障害物を回避するように走行させる制御も含まれる。
制御部４１による除雪動作制御は、除雪制御ドライバ４５に動作指示を行い、エンジン２４のスロットル２５を駆動してオーガ３１およびブロアを駆動させる制御である。
この場合に、除雪動作制御は、除雪作業領域５４の設定処理により設定した集雪領域５７の位置に応じて、シュータ３３を回転駆動するとともに、シュータガイド３４を揺動駆動し、除雪された雪が集雪領域５７に集まるように投雪方向を調節する。
この場合に、除雪動作制御は、除雪作業領域５４の設定処理により設定した集雪領域５７の位置に応じて、シュータ３３を回転駆動するとともに、シュータガイド３４を揺動駆動し、除雪された雪が集雪領域５７に集まるように投雪方向を調節する。
また、自律除雪機１の現在の位置から集雪領域５７までの距離が離れている場合には、制御部４１は、現在位置から集雪領域５７までの間に、仮の集雪領域（図示せず）を設定する。そして、制御部４１は、除雪動作制御を行うことで、まず、仮の集雪領域に雪を投雪し、その後、最終的に集雪領域５７に雪を集雪するように制御する。なお、仮の集雪領域は、複数設定してもよい。
また、自律除雪機１に融雪剤を散布する機能を持たせ、除雪作業を行う際に、同時に融雪剤の散布作業も行わせるようにしてもよい。
また、自律除雪機１に融雪剤を散布する機能を持たせ、除雪作業を行う際に、同時に融雪剤の散布作業も行わせるようにしてもよい。
また、制御部４１は、通信部４４を介して携帯端末装置６０と通信することにより、携帯端末装置６０からユーザの生活パターンを取得することができる。
例えば、ユーザが携帯端末装置６０でアラームを設定した場合、制御部４１は、通信部４４を介してアラームの設定時間からユーザの起床時間を取得する。
制御部４１は、除雪動作制御は、携帯端末装置６０から取得したユーザの起床時間に基づいて、自律除雪機１の除雪開始時間を設定する。例えば、ユーザが起床する前に除雪が所定量以上完了するように、起床時間より早い時間から除雪を開始するように制御する作業スケジュールを設定する。
これにより、ユーザが起床する際に、自宅周辺の除雪作業領域５４の除雪を完了させることができる。
例えば、ユーザが携帯端末装置６０でアラームを設定した場合、制御部４１は、通信部４４を介してアラームの設定時間からユーザの起床時間を取得する。
制御部４１は、除雪動作制御は、携帯端末装置６０から取得したユーザの起床時間に基づいて、自律除雪機１の除雪開始時間を設定する。例えば、ユーザが起床する前に除雪が所定量以上完了するように、起床時間より早い時間から除雪を開始するように制御する作業スケジュールを設定する。
これにより、ユーザが起床する際に、自宅周辺の除雪作業領域５４の除雪を完了させることができる。
また、制御部４１は、通信部４４を介して携帯端末装置６０と通信することにより、携帯端末装置６０の現在位置を取得することができる。
携帯端末装置６０の現在位置が、自律除雪機１の現在位置の近くであると判断した場合は、携帯端末装置６０がユーザの自宅に存在すると判断することができ、携帯端末装置６０の現在位置が離れていると判断した場合には、携帯端末装置６０がユーザの自宅に存在しないと判断することができる。
制御部４１は、携帯端末装置６０の現在位置を取得することにより、ユーザの自宅から離れる出勤時間と、ユーザが自宅に戻る帰宅時間とを取得することができる。制御部４１は、出勤時間または帰宅時間より前に除雪が所定量以上完了するように制御する作業スケジュールを設定する。
これにより、ユーザが出勤時間に出勤する際、および帰宅時間に帰宅する際に、自宅周辺の除雪作業領域５４の除雪を完了させることができる。
携帯端末装置６０の現在位置が、自律除雪機１の現在位置の近くであると判断した場合は、携帯端末装置６０がユーザの自宅に存在すると判断することができ、携帯端末装置６０の現在位置が離れていると判断した場合には、携帯端末装置６０がユーザの自宅に存在しないと判断することができる。
制御部４１は、携帯端末装置６０の現在位置を取得することにより、ユーザの自宅から離れる出勤時間と、ユーザが自宅に戻る帰宅時間とを取得することができる。制御部４１は、出勤時間または帰宅時間より前に除雪が所定量以上完了するように制御する作業スケジュールを設定する。
これにより、ユーザが出勤時間に出勤する際、および帰宅時間に帰宅する際に、自宅周辺の除雪作業領域５４の除雪を完了させることができる。
制御部４１は、通信部４４を介して携帯端末装置６０と通信することにより、携帯端末装置６０から天気予報情報を取得することができる。
制御部４１は、携帯端末装置６０から取得した天気予報情報に基づいて、降雪時間、降雪量を取得し、積雪量に応じた除雪時間を予測する。制御部４１は、予測した除雪時間に基づいて除雪作業時間を設定する。
制御部４１は、前述のユーザの起床時間、出勤時間および帰宅時間に応じた除雪作業を行う際に、除雪作業時間を加味して作業スケジュールを設定する。
制御部４１は、携帯端末装置６０から取得した天気予報情報に基づいて、降雪時間、降雪量を取得し、積雪量に応じた除雪時間を予測する。制御部４１は、予測した除雪時間に基づいて除雪作業時間を設定する。
制御部４１は、前述のユーザの起床時間、出勤時間および帰宅時間に応じた除雪作業を行う際に、除雪作業時間を加味して作業スケジュールを設定する。
制御部４１は、前述の携帯端末装置６０のアラーム設定時間や出勤時間および帰宅時間を、毎日、平日だけあるいは休日だけ取得することで、１日の起床時間、出勤時間および帰宅時間の平均を推定することができ、制御部４１は、この推定時間に基づいて、１日ごとあるいは１週間ごとの作業スケジュールを設定することが可能である。
自律除雪機１による除雪動作を行う開始タイミングは、ユーザの携帯端末装置６０から管理クラウド６１を介して送信される除雪開始指示信号を通信部４４が受信した場合、前述の起床時間、出勤時間および帰宅時間に応じた作業スケジュールに基づいたタイマによる場合、カメラ３７の撮影画像の画像解析により、除雪作業領域５４に一定以上の積雪がある場合などが考えられる。
また、制御部４１は、集雪領域５７に集雪された雪の量が一定以上の量になった場合には、通信部４４を介して除雪業者に回収依頼を送信するようにしてもよい。
また、制御部４１は、集雪領域５７に集雪された雪の量が一定以上の量になった場合には、通信部４４を介して除雪業者に回収依頼を送信するようにしてもよい。
次に、本実施形態の動作について説明する。
図４は除雪作業開始動作を示すフローチャートである。
図４に示すように、除雪作業を開始する場合は、まず、自律除雪機１を起動させ（ＳＴ１）、制御部４１は、除雪作業の開始指示があるか否かを判断する（ＳＴ２）。この場合に、開始指示は、例えば、ユーザにより携帯端末装置６０から通信部４４を介して送られる開始指示であってもよいし、あらかじめ設定した作業スケジュールに基づく開始指示であってもよい。
その他、例えば、制御部４１がカメラ３７による撮影画像を解析することで所定量以上の積雪があると判断した場合に開始指示とするようにしてもよい。
図４は除雪作業開始動作を示すフローチャートである。
図４に示すように、除雪作業を開始する場合は、まず、自律除雪機１を起動させ（ＳＴ１）、制御部４１は、除雪作業の開始指示があるか否かを判断する（ＳＴ２）。この場合に、開始指示は、例えば、ユーザにより携帯端末装置６０から通信部４４を介して送られる開始指示であってもよいし、あらかじめ設定した作業スケジュールに基づく開始指示であってもよい。
その他、例えば、制御部４１がカメラ３７による撮影画像を解析することで所定量以上の積雪があると判断した場合に開始指示とするようにしてもよい。
そして、開始指示があったと判断した場合は（ＳＴ２：ＹＥＳ）、制御部４１は、除雪作業領域５４を取得する（ＳＴ３）。除雪作業領域５４は、記憶部４２または携帯端末装置６０に記憶されている除雪作業領域５４を取得するようにしてもよいし、カメラ３７の撮影画像に基づいて、作業用ポール５５のマーカ５６を認識することで逐次取得するようにしてもよい。
除雪作業領域５４を取得した後、制御部４１は、走行制御ドライバ４６および除雪制御ドライバ４５にそれぞれ動作指示を送り（ＳＴ４）、自律除雪機１による除雪作業を開始する（ＳＴ５）。
除雪作業領域５４を取得した後、制御部４１は、走行制御ドライバ４６および除雪制御ドライバ４５にそれぞれ動作指示を送り（ＳＴ４）、自律除雪機１による除雪作業を開始する（ＳＴ５）。
図５は除雪動作を示すフローチャートである。
図５に示すように、制御部４１は、ＧＰＳにより、除雪作業領域５４および集雪領域５７における自律除雪機１の現在位置を取得する（ＳＴ１１）。制御部４１は、自律除雪機１の現在位置に応じて、集雪領域５７にシュータ３３が向くようにシュータ３３を移動させる（ＳＴ１２）。
続いて、制御部４１は、カメラ３７の撮影画像およびレーダシステム３８による検出結果に基づいて、自律除雪機１の前方の状況を取得する（ＳＴ１３）。
制御部４１は、取得した自律除雪機１の前方の状況に基づいて、自律除雪機１の前方に障害物が存在するか否かを判断する（ＳＴ１４）。
図５に示すように、制御部４１は、ＧＰＳにより、除雪作業領域５４および集雪領域５７における自律除雪機１の現在位置を取得する（ＳＴ１１）。制御部４１は、自律除雪機１の現在位置に応じて、集雪領域５７にシュータ３３が向くようにシュータ３３を移動させる（ＳＴ１２）。
続いて、制御部４１は、カメラ３７の撮影画像およびレーダシステム３８による検出結果に基づいて、自律除雪機１の前方の状況を取得する（ＳＴ１３）。
制御部４１は、取得した自律除雪機１の前方の状況に基づいて、自律除雪機１の前方に障害物が存在するか否かを判断する（ＳＴ１４）。
そして、障害物が存在しないと判断した場合には（ＳＴ１４：ＹＥＳ）、制御部４１は、除雪制御ドライバ４５に動作指示を行い、エンジン２４を駆動してオーガ３１およびブロアを起動させる（ＳＴ１５）。この状態で、制御部４１は、走行制御ドライバ４６に動作指示を行い、電動モータ２３を駆動して走行装置１１を駆動することで、自律除雪機１を前進させながら除雪作業を行う（ＳＴ１６）。
一方、自律除雪機１の前方に障害物が存在していると判断した場合には（ＳＴ１４：ＮＯ）、制御部４１は、走行制御ドライバ４６に動作指示を行い、自律除雪機１が障害物を回避するように動作させる（ＳＴ２２）。
一方、自律除雪機１の前方に障害物が存在していると判断した場合には（ＳＴ１４：ＮＯ）、制御部４１は、走行制御ドライバ４６に動作指示を行い、自律除雪機１が障害物を回避するように動作させる（ＳＴ２２）。
除雪作業を行っている間、制御部４１は、カメラ３７の撮影画像およびレーダシステム３８による検出結果に基づいて、自律除雪機１の前方の状況を取得する。そして、自律除雪機１の前方の所定範囲内に人が存在するか否かを判断するとともに（ＳＴ１７）、障害物が存在するか否かを判断する（ＳＴ１８）。
自律除雪機１の前方の所定範囲内に人が存在すると判断した場合（ＳＴ１７：ＮＯ）、障害物が存在すると判断した場合には（ＳＴ１８：ＮＯ）、制御部４１は、走行装置１１を制御することで、人または障害物を回避するように動作させる（ＳＴ２３）。
そして、回避した後、制御部４１は、自律除雪機１の現在位置に基づいて、集雪領域５７に対応するようにシュータ３３を移動させる（ＳＴ２５）。
自律除雪機１の前方の所定範囲内に人が存在すると判断した場合（ＳＴ１７：ＮＯ）、障害物が存在すると判断した場合には（ＳＴ１８：ＮＯ）、制御部４１は、走行装置１１を制御することで、人または障害物を回避するように動作させる（ＳＴ２３）。
そして、回避した後、制御部４１は、自律除雪機１の現在位置に基づいて、集雪領域５７に対応するようにシュータ３３を移動させる（ＳＴ２５）。
また、制御部４１は、自律除雪機１の前方に人または障害物が存在しないと判断した場合は（ＳＴ１７，１８：ＹＥＳ）、除雪作業を継続し、自律除雪機１の走行方向に除雪作業領域５４の境界が存在するか否かを判断する（ＳＴ１９）。この場合、あらかじめ記憶された除雪作業領域５４の情報と自律除雪機１の現在位置との関係で、除雪作業領域５４の境界を判断するようにしてもよいし、カメラ３７の撮影画像に基づいて作業用ポール５５に形成されたマーカ５６を認識することで、除雪作業領域５４の境界を判断するようにしてもよい。
そして、除雪作業領域５４の境界が存在すると判断した場合は（ＳＴ１９：ＹＥＳ）、制御部４１は、自律除雪機１が除雪作業領域５４からはみ出さないように旋回させるなど、走行装置１１を制御する（ＳＴ２４）。
除雪作業領域５４の境界が存在せず（ＳＴ１９：ＮＯ）、除雪作業領域５４内の除雪作業がすべて完了したと判断した場合は（ＳＴ２０：ＹＥＳ）、制御部４１は、待機位置に自律除雪機１を帰還させるように制御する（ＳＴ２１）。
除雪作業領域５４内の除雪作業が完了していない場合は（ＳＴ２０：ＮＯ）、前記ステップ１６以下の動作を繰り返して行う（ＳＴ１６）。
除雪作業領域５４の境界が存在せず（ＳＴ１９：ＮＯ）、除雪作業領域５４内の除雪作業がすべて完了したと判断した場合は（ＳＴ２０：ＹＥＳ）、制御部４１は、待機位置に自律除雪機１を帰還させるように制御する（ＳＴ２１）。
除雪作業領域５４内の除雪作業が完了していない場合は（ＳＴ２０：ＮＯ）、前記ステップ１６以下の動作を繰り返して行う（ＳＴ１６）。
以上述べたように、本実施形態においては、走行装置１１と、除雪作業部１２と、除雪作業部１２による除雪作業領域５４を設定する領域設定部と、領域設定部にて設定された除雪作業領域５４から逸脱しないように走行装置１１を制御する制御部４１と、を備えている。
これにより、領域設定部により設定された除雪作業領域５４内で、走行装置１１を制御することで、高い精度で自律除雪機を自律走行させながら除雪作業を行うことができる。
これにより、領域設定部により設定された除雪作業領域５４内で、走行装置１１を制御することで、高い精度で自律除雪機を自律走行させながら除雪作業を行うことができる。
また、本実施形態においては、ユーザの携帯端末装置６０との通信を行う通信部４４を備えている。
これにより、制御部４１は、通信部４４により携帯端末装置６０と通信を行い、携帯端末装置６０により設定された除雪作業領域５４内の除雪作業を行うことができる。
これにより、制御部４１は、通信部４４により携帯端末装置６０と通信を行い、携帯端末装置６０により設定された除雪作業領域５４内の除雪作業を行うことができる。
また、本実施形態においては、領域設定部は、除雪作業領域５４の境界に設置される作業用ポール５５に形成されたマーカ５６を撮影するカメラ３７（撮像装置）を備え、制御部４１は、カメラ３７で撮影された画像に基づいて、マーカ５６を読み取り、除雪作業領域５４を設定する。
これにより、カメラ３７により撮影された作業用ポール５５のマーカ５６の画像を解析することで、除雪作業領域５４を設定することができる。
これにより、カメラ３７により撮影された作業用ポール５５のマーカ５６の画像を解析することで、除雪作業領域５４を設定することができる。
また、本実施形態においては、制御部４１は、携帯端末装置６０により設定され通信部４４を介して送られる情報に基づいて除雪作業領域５４を設定する。
これにより、携帯端末装置６０により除雪作業領域５４を設定することができ、携帯端末装置６０により設定された除雪作業領域５４の除雪作業を行うことができる。
これにより、携帯端末装置６０により除雪作業領域５４を設定することができ、携帯端末装置６０により設定された除雪作業領域５４の除雪作業を行うことができる。
また、本実施形態においては、制御部４１は、除雪作業領域５４を設定する際に、除雪した雪を集める集雪領域５７を設定し、制御部４１は、除雪作業部１２を除雪作業領域５４に積雪した雪を集雪領域５７に集雪するように制御する。
これにより、設定された集雪領域５７に除雪した雪を集めることができる。
これにより、設定された集雪領域５７に除雪した雪を集めることができる。
また、本実施形態においては、集雪領域５７の境界に、作業用ポール５５とは異なる集雪用ポール５８を設置し、制御部４１は、集雪用ポール５８に形成されたマーカに基づいて集雪領域５７を設定する。
これにより、カメラ３７により撮影された集雪用ポール５８のマーカの画像を解析することで、集雪領域５７を設定することができる。
これにより、カメラ３７により撮影された集雪用ポール５８のマーカの画像を解析することで、集雪領域５７を設定することができる。
また、本実施形態においては、現在位置を検出するＧＰＳシステム３９（位置検出部）を備え、制御部４１は、ＧＰＳシステム３９による現在位置を取得し、現在位置と集雪領域５７との間の距離が一定以上離れている場合、現在位置と集雪領域５７との間に仮の集雪領域を設定する。
これにより、自律除雪機１の現在位置が集雪領域５７と離れている場合でも、仮の集雪領域を介することで、集雪領域５７に雪を集めることができる。
これにより、自律除雪機１の現在位置が集雪領域５７と離れている場合でも、仮の集雪領域を介することで、集雪領域５７に雪を集めることができる。
また、本実施形態においては、除雪作業部１２は、雪を掻き集めるオーガ３１と、オーガ３１で掻き集められた雪を飛ばすブロアとを備え、除雪作業領域５４の雪をオーガ３１およびブロアを用いて、集雪領域５７に向けて飛ばすことで集雪する。
これにより、オーガ３１およびブロアにより除雪作業を行うことができる。
これにより、オーガ３１およびブロアにより除雪作業を行うことができる。
また、本実施形態においては、制御部４１は、除雪作業の作業スケジュールを設定可能であり、制御部４１は、作業スケジュールに基づいて除雪作業部１２を制御して除雪を行う。
これにより、制御部４１は、設定された作業スケジュールに基づいて除雪作業を行うことができる。
これにより、制御部４１は、設定された作業スケジュールに基づいて除雪作業を行うことができる。
また、本実施形態においては、制御部４１は、ユーザの起床時間を取得し、起床時間に除雪作業が所定量以上完了するように作業スケジュールを設定する。
これにより、ユーザの起床時間に基づいた作業スケジュールに基づいて除雪作業を行うことができる。
これにより、ユーザの起床時間に基づいた作業スケジュールに基づいて除雪作業を行うことができる。
また、本実施形態においては、制御部４１は、起床時間を、ユーザの携帯端末装置６０に設定されたアラーム時間から通信部４４を介して取得する。
これにより、携帯端末装置６０のアラーム時間から取得したユーザの起床時間に基づいて除雪作業を行うことができる。
これにより、携帯端末装置６０のアラーム時間から取得したユーザの起床時間に基づいて除雪作業を行うことができる。
また、本実施形態においては、制御部４１は、ユーザの携帯端末装置６０の位置情報を通信部４４を介して取得し、携帯端末装置６０の位置情報に基づいて除雪作業の作業スケジュールを設定する。
これにより、ユーザの位置情報に応じた作業スケジュールに基づいて除雪作業を行うことができる。
これにより、ユーザの位置情報に応じた作業スケジュールに基づいて除雪作業を行うことができる。
また、本実施形態においては、制御部４１は、ユーザの携帯端末装置６０の位置情報に基づいて、ユーザが除雪作業領域５４に到達する時間を予測し、予測した到達時間に除雪作業が所定量以上完了しているように作業スケジュールを設定する。
これにより、ユーザの位置情報に基づいてユーザが除雪作業領域５４に到達する時間を予測することで、例えば、ユーザの出勤時間および帰宅時間に応じた作業スケジュールを設定することができる。
これにより、ユーザの位置情報に基づいてユーザが除雪作業領域５４に到達する時間を予測することで、例えば、ユーザの出勤時間および帰宅時間に応じた作業スケジュールを設定することができる。
また、本実施形態においては、制御部４１は、ユーザの携帯端末装置６０から天気予報情報を通信部４４を介して取得し、この天気予報情報に基づいて、除雪作業領域５４の積雪量を予測し、予測した積雪量に基づいて作業スケジュールを設定する。
これにより、天気予報情報を取得することで、除雪作業領域５４の積雪量に応じた作業スケジュールを設定することができる。
これにより、天気予報情報を取得することで、除雪作業領域５４の積雪量に応じた作業スケジュールを設定することができる。
また、本実施形態においては、制御部４１は、集雪領域５７に集雪した雪の量が一定以上の量になった場合に、通信部４４から携帯端末装置６０を介して除雪業者に回収依頼を送信する。
これにより、集雪領域５７に溜まった雪の回収を行うことができる。
これにより、集雪領域５７に溜まった雪の回収を行うことができる。
また、本実施形態においては、除雪作業部１２による除雪作業時に、融雪剤を撒きながら除雪作業を行う。
これにより、融雪剤を撒くことで、除雪作業を容易に行うことができる。
これにより、融雪剤を撒くことで、除雪作業を容易に行うことができる。
なお、本発明は前記実施形態に記載のもの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において、種々の変形、変更が可能である。
例えば、前記実施形態においては、オーガ３１および前記ブロアを備えた自律除雪機１を用いた場合の例を用いて説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、ドーザと呼ばれるブレードを備えた自律除雪機１に対しても適用することが可能である。これにより、ブレードにより除雪作業を行うことができる。
例えば、前記実施形態においては、オーガ３１および前記ブロアを備えた自律除雪機１を用いた場合の例を用いて説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、ドーザと呼ばれるブレードを備えた自律除雪機１に対しても適用することが可能である。これにより、ブレードにより除雪作業を行うことができる。
１ 自律除雪機
１０ 車両本体
１１ 走行装置
１２ 除雪作業部
２２ 動力源
２３ 電動モータ
２４ エンジン
２５ スロットル
２６ バッテリ
３１ オーガ
３３ シュータ
３４ シュータガイド
３７ カメラ
３８ レーダシステム
３９ ＧＰＳシステム
４０ 制御システム
４１ 制御部
４２ 記憶部
４３ 操作部
４４ 通信部
４５ 除雪制御ドライバ
４６ 走行制御ドライバ
５４ 除雪作業領域
５５ 作業用ポール
５６ マーカ
５７ 集雪領域
５８ 集雪用ポール
６０ 携帯端末装置
６１ 管理クラウド
１０ 車両本体
１１ 走行装置
１２ 除雪作業部
２２ 動力源
２３ 電動モータ
２４ エンジン
２５ スロットル
２６ バッテリ
３１ オーガ
３３ シュータ
３４ シュータガイド
３７ カメラ
３８ レーダシステム
３９ ＧＰＳシステム
４０ 制御システム
４１ 制御部
４２ 記憶部
４３ 操作部
４４ 通信部
４５ 除雪制御ドライバ
４６ 走行制御ドライバ
５４ 除雪作業領域
５５ 作業用ポール
５６ マーカ
５７ 集雪領域
５８ 集雪用ポール
６０ 携帯端末装置
６１ 管理クラウド
Claims (14)
- 所定の除雪作業領域内を自律走行する自律除雪機であって、
走行装置と、
除雪作業部と、
前記除雪作業部による除雪作業領域を設定するための第１のマーカと除雪した雪を集める集雪領域を設定するための第２のマーカを撮影する撮像装置を備えた領域設定部と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、前記撮像装置により撮影された前記第１のマーカに基づいて除雪作業領域を設定するとともに、前記撮像装置により撮影された第２のマーカに基づいて集雪領域を設定し、
位置検出処理により前記自律除雪機の現在の位置に基づいて前記除雪作業領域から逸脱しないようにするとともに、前記集雪領域に除雪した雪を集めるように前記自律除雪機を制御することを特徴とする自律除雪機。 - ユーザの携帯端末装置との通信を行う通信部を備えていることを特徴とする請求項１に記載の自律除雪機。
- 前記制御部は、前記携帯端末装置により設定され前記通信部を介して送られる情報に基づいて前記除雪作業領域を設定することを特徴とする請求項２に記載の自律除雪機。
- 現在位置を検出する位置検出部を備え、前記制御部は、前記位置検出部による現在位置を取得し、現在位置と前記集雪領域との間の距離が一定以上離れている場合、現在位置と前記集雪領域との間に仮の集雪領域を設定することを特徴とする請求項１に記載の自律除雪機。
- 前記除雪作業部は、雪を掻き集めるオーガと、前記オーガで掻き集められた雪を飛ばすブロアとを備え、前記除雪作業領域の雪を前記オーガおよび前記ブロアを用いて、前記集雪領域に向けて飛ばすことで集雪することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の自律除雪機。
- 前記除雪作業部は、雪を押すブレードを備え、前記除雪作業領域の雪を前記ブレードを用いて、前記集雪領域に向けて押し出すことで集雪することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の自律除雪機。
- 前記制御部は、除雪作業の作業スケジュールを設定可能であり、前記制御部は、前記作業スケジュールに基づいて前記除雪作業部を制御して除雪を行うことを特徴とする請求項２に記載の自律除雪機。
- 前記制御部は、ユーザの起床時間を取得し、前記起床時間に除雪作業が所定量以上完了するように前記作業スケジュールを設定することを特徴とする請求項７に記載の自律除雪機。
- 前記制御部は、前記起床時間を、ユーザの前記携帯端末装置に設定されたアラーム時間から前記通信部を介して取得することを特徴とする請求項８に記載の自律除雪機。
- 前記制御部は、ユーザの前記携帯端末装置の位置情報を前記通信部を介して取得し、前記携帯端末装置の位置情報に基づいて除雪作業の前記作業スケジュールを設定することを特徴とする請求項７に記載の自律除雪機。
- 前記制御部は、ユーザの前記携帯端末装置の位置情報に基づいて、ユーザが除雪作業領域に到達する時間を予測し、予測した到達時間に除雪作業が所定量以上完了しているように作業スケジュールを設定することを特徴とする請求項１０に記載の自律除雪機。
- 前記制御部は、ユーザの前記携帯端末装置から天気予報情報を前記通信部を介して取得し、この天気予報情報に基づいて、前記除雪作業領域の積雪量を予測し、予測した積雪量に基づいて作業スケジュールを設定することを特徴とする請求項７に記載の自律除雪機。
- 前記制御部は、集雪領域に集雪した雪の量が一定以上の量になった場合に、前記通信部から前記携帯端末装置を介して除雪業者に回収依頼を送信することを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の自律除雪機。
- 前記除雪作業部による除雪作業時に、融雪剤を撒きながら除雪作業を行うことを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の自律除雪機。
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