JP7215609B1 - 草刈り機、草刈りシステム、及び駆動制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】予め定められた走行路から外れることなく進行方向に進むことができる草刈り機、草刈りシステム、及び草刈り機の駆動制御方法を得る。【解決手段】草刈り機１０は、左右両側にそれぞれ設けられ各々別駆動される駆動部１４Ｌ、１４Ｒと、走行路の斜面における勾配を推定する勾配推定部と、勾配推定部により推定された勾配に応じて斜面を横切る方向に進行する際に斜面においてずり落ちないように左右の駆動部１４Ｌ、１４Ｒを異なる駆動力で駆動させる駆動制御部と、を含む。従って、草刈り機１０の走行路に勾配があっても、斜面を横切る方向に進行する際には、勾配に応じて駆動部１４Ｌ、１４Ｒが異なる駆動力で駆動することにより草刈り機１０の進行方向が修正される。これにより、斜面において草刈り機１０が斜面下にずり落ちるのを防止することができるので、草刈り機１０を予め定められた走行路から外れることなく進行方向に進ませることができる。【選択図】図８

Description

本発明は、草刈り機、草刈りシステム、及び駆動制御方法に関する。

特許文献１には、作業予定斜面に沿って自動又は遠隔操作で走行させながら草刈りを実施する草刈り機が開示されている。

特開２０１８－１７４７０７号公報

上記のように斜面の草を刈る草刈り機においては、斜面の勾配によっては草刈り機が斜面下にずり落ちてしまい草刈り機が進行方向に進めなくなり、予め定められた走行路から外れてしまう虞がある。

本発明は上記事実を考慮し、予め定められた走行路から外れることなく進行方向に進むことができる草刈り機、草刈りシステム、及び草刈り機の駆動制御方法を得ることを目的とする。

請求項１に記載の本発明に係る草刈り機は、左右両側にそれぞれ設けられ各々別駆動される駆動部と、走行路の斜面における勾配を推定する勾配推定部と、該勾配推定部により推定された勾配に応じて、前記斜面を横切る方向に進行する際に前記斜面においてずり落ちないように左右の前記駆動部を異なる駆動力で駆動させる駆動制御部と、３軸加速度センサを有するセンサ部と、を含み、前記勾配推定部は、前記センサ部により取得された加速度情報に基づいて前記勾配を推定する第１の推定と、前記走行路に対して予め取得された撮影画像における点群データの高さ情報に基づいて前記撮影画像における単位領域の勾配を推定する第２の推定とを行い、前記駆動制御部は、前記第１の推定により推定される勾配と取得したロール角との角度差が予め定められた値以上の場合に、前記第１の推定により推定される勾配と前記第２の推定により推定される勾配とを切り替えて使用する。

請求項１に記載の本発明に係る草刈り機では、左右両側にそれぞれ設けられた駆動部を各々別駆動させることができる。また、勾配推定部により、走行路の斜面における勾配を推定することができる。

また、請求項１に記載の本発明に係る草刈り機では、特に駆動制御部が、勾配推定部により推定された勾配に応じて、斜面を横切る方向に進行する際に斜面においてずり落ちないように左右の駆動部を異なる駆動力で駆動させるので、草刈り機の走行路に勾配があっても、斜面を横切る方向に進行する際には勾配に応じて左右の駆動部が異なる駆動力で駆動することにより草刈り機の進行方向が修正される。これにより、斜面において草刈り機が斜面下にずり落ちるのを防止することができるので、草刈り機を予め定められた走行路から外れることなく進行方向に進ませることができる。また、請求項１に記載の本発明に係る草刈り機では、３軸加速度センサを有するセンサ部を備えているので、草刈り機における３方向の加速度情報を取得することができる。また、勾配推定部は、センサ部により取得された加速度情報に基づいて斜面における勾配を推定する第１の推定を行うことができるので、センサ部により取得された加速度情報すなわち草刈り機本体にかかる重力加速度の横方向の成分から勾配を推定することができる。これにより、駆動制御部は、現在走行中の斜面の勾配に基づいて左右の駆動部を異なる駆動力で駆動させることができるので、より高精度で草刈り機を走行路において走行させることができる。また、請求項１に記載の本発明に係る草刈り機では、勾配推定部が、予め設定された走行路に対して予め取得された点群データの高さ情報に基づいて斜面における勾配を推定するので、予め走行路の斜面における勾配を推定する第２の推定を行うことができる。これにより、草刈り機本体がずり落ちる前から草刈り機の進行方向を補正することができるので、草刈り機本体が斜面下にずり落ちるのを防止することができ、予め定められた走行路から外れることなく草刈り機を進行方向に進ませることができる。また、請求項１に記載の本発明に係る草刈り機では、勾配推定部が、第１の推定と第２の推定とを行い、駆動制御部は、第１の推定により推定される勾配と取得したロール角との角度差が予め定められた値以上の場合に、第１の推定により推定される勾配と第２の推定により推定される勾配とを切り替えて使用するので、例えば、駆動制御部が、第１の推定により推定される勾配に基づいて駆動制御を行っている際に、センサ部により取得される加速度情報に誤差が生じた場合、第２の推定により推定される勾配に基づく駆動制御に切り替えることができる。これにより、予め定められた走行路から外れることなく草刈り機を進行方向に進ませることができる。

請求項２に記載の本発明に係る草刈り機は、請求項１に記載の構成において、前記駆動制御部が、前記斜面を横切る方向に進行する際に、前記斜面の下側に位置する前記駆動部の駆動力を前記斜面の上側に位置する前記駆動部の駆動力よりも大きくする。

請求項２に記載の本発明に係る草刈り機は、駆動制御部が、斜面を横切る方向に進行する際に、斜面の下側に位置する駆動部の駆動力を斜面の上側に位置する駆動部の駆動力よりも大きくするので、草刈り機本体を斜面の上側に向けて回転させるためのモーメントを発生させることができ、草刈り機の進行方向を修正することができる。

請求項３に記載の本発明に係る草刈り機は、請求項１又は請求項２に記載の構成において、前記駆動制御部が、前記勾配推定部により推定された勾配が予め設定された所定の勾配よりも大きい場合に、左右の前記駆動部を異なる駆動力で駆動させる。

請求項３に記載の本発明に係る草刈り機では、駆動制御部が、勾配推定部により推定された勾配が予め設定された所定の勾配よりも大きい場合に、左右の駆動部を異なる駆動力で駆動させるので、斜面下にずり落ちる可能性のある勾配を有する斜面において、草刈り機の進行方向を効果的に修正することができる。

請求項４に記載の本発明に係る草刈り機は、請求項１～請求項３の何れか１項に記載の構成において、左側の前記駆動部及び右側の前記駆動部は、各々駆動用モータを備え、前記駆動制御部は、左側の前記駆動部の前記駆動用モータと、右側の前記駆動部の前記駆動用モータとを異なる制御とすることにより、左右の前記駆動部を異なる前記駆動力で駆動させる。

請求項４に記載の本発明に係る草刈り機では、左側の駆動部及び右側の駆動部が、各々駆動用モータを備えているので、各々の駆動用モータにより左側の駆動部と右側の駆動部とに対して異なる駆動制御行うことができる。また、請求項４に記載の本発明に係る草刈り機では、特に駆動制御部が、左側の駆動部の駆動用モータと、右側の駆動部の駆動用モータとを異なる制御により駆動させているので、左右の駆動部を異なる駆動力で駆動させることができる。このように、駆動部の駆動用モータの制御を左右で異なる制御により駆動させることにより、容易に左右の駆動部異なる駆動力で駆動させることができる。

請求項５に記載の本発明に係る草刈り機は、請求項１～請求項３の何れか１項に記載の構成において、左側の前記駆動部及び右側の前記駆動部は、１つの駆動用モータと該１つの駆動用モータからの出力を左側の前記駆動部と右側の前記駆動部とに振り分けて伝達させるデファレンシャルギアとを備え、前記駆動制御部は、前記デファレンシャルギアから伝達された出力によって回転する左側の前記駆動部の回転部及び右側の前記駆動部の回転部に回転数差を生じさせることにより、左右の前記駆動部を異なる前記駆動力で駆動させる。

請求項５に記載の本発明に係る草刈り機では、駆動制御部が、デファレンシャルギアから伝達された出力によって回転する左側の駆動部の回転部及び右側の駆動部の回転部に回転数差を生じさせているので、左右の駆動部を異なる駆動力で駆動させることができる。このように、デファレンシャルギアを使用することにより、駆動用モータが１つの場合であっても、左右の駆動部を異なる駆動力で駆動させることができる。

請求項６に記載の本発明に係る草刈りシステムは、走行路の斜面における勾配を推定する勾配推定部と、該勾配推定部により推定された前記勾配の情報を出力し、かつ他の機器と通信する第１通信部と、を含む外部機器と、該外部機器とは別体で構成され、前記第１通信部から出力された信号を受信し、かつ他の機器と通信する第２通信部と、前記第２通信部により受信された前記勾配の情報に基づいて、前記斜面を横切る方向に進行する際に前記斜面においてずり落ちないように左右の前記駆動部を異なる駆動力で駆動させる駆動制御部と、３軸加速度センサを有するセンサ部と、を含む草刈り機と、を含み、前記勾配推定部は、前記センサ部により取得された加速度情報に基づいて前記勾配を推定する第１の推定と、前記走行路に対して予め取得された撮影画像における点群データの高さ情報に基づいて前記撮影画像における単位領域の勾配を推定する第２の推定とを行い、前記駆動制御部は、前記第１の推定により推定される勾配と取得したロール角との角度差が予め定められた値以上の場合に、前記第１の推定により推定される勾配と前記第２の推定により推定される勾配とを切り替えて使用する。

請求項６に記載の本発明に係る草刈りシステムでは、外部機器が勾配推定部を含んでいるので、外部機器により走行路の斜面における勾配を推定することができる。また、外部機器が第１通信部を含んでいるので、勾配推定部により推定された勾配の情報を第１通信部により出力することができる。

また、請求項６に記載の本発明に係る草刈りシステムでは、草刈り機が、第２通信部を含み、勾配推定部を備えた外部機器と別体で構成されているので、草刈り機は、外部機器に搭載された勾配推定部により推定された勾配の情報を、第２通信部により受信することができる。そのため、草刈り機が勾配推定部の機能を備えていなくてもよい。また、草刈り機は、左右両側にそれぞれ設けられた駆動部を各々別駆動させることができる。

また、請求項６に記載の本発明に係る草刈りシステムでは、特に草刈り機は、駆動制御部が、第２通信部により受信された勾配の情報に基づいて、斜面を横切る方向に進行する際に斜面においてずり落ちないように左右の駆動部を異なる駆動力で駆動させるので、草刈り機の走行路に勾配があっても、斜面を横切る方向に進行する際には勾配に応じて左右の駆動部が異なる駆動力で駆動することにより草刈り機の進行方向が修正される。これにより、斜面において草刈り機が斜面下にずり落ちるのを防止することができるので、草刈り機を予め定められた走行路から外れることなく進行方向に進ませることができる。また、請求項６に記載の本発明に係る草刈りシステムでは、３軸加速度センサを有するセンサ部を備えているので、草刈り機における３方向の加速度情報を取得することができる。また、勾配推定部は、センサ部により取得された加速度情報に基づいて斜面における勾配を推定する第１の推定を行うことができるので、センサ部により取得された加速度情報すなわち草刈り機本体にかかる重力加速度の横方向の成分から勾配を推定することができる。これにより、駆動制御部は、現在走行中の斜面の勾配に基づいて左右の駆動部を異なる駆動力で駆動させることができるので、より高精度で草刈り機を走行路において走行させることができる。また、請求項６に記載の本発明に係る草刈りシステムでは、勾配推定部が、予め設定された走行路に対して予め取得された点群データの高さ情報に基づいて斜面における勾配を推定するので、予め走行路の斜面における勾配を推定する第２の推定を行うことができる。これにより、草刈り機本体がずり落ちる前から草刈り機の進行方向を補正することができるので、草刈り機本体が斜面下にずり落ちるのを防止することができ、予め定められた走行路から外れることなく草刈り機を進行方向に進ませることができる。また、請求項６に記載の本発明に係る草刈りシステムでは、勾配推定部が、第１の推定と第２の推定とを行い、駆動制御部は、第１の推定により推定される勾配と取得したロール角との角度差が予め定められた値以上の場合に、第１の推定により推定される勾配と第２の推定により推定される勾配とを切り替えて使用するので、例えば、駆動制御部が、第１の推定により推定される勾配に基づいて駆動制御を行っている際に、センサ部により取得される加速度情報に誤差が生じた場合、第２の推定により推定される勾配に基づく駆動制御に切り替えることができる。これにより、予め定められた走行路から外れることなく草刈り機を進行方向に進ませることができる。

請求項７に記載の本発明に係る草刈り機の駆動制御方法は、走行路において３軸加速度センサを有するセンサ部により取得された加速度情報に基づいて前記走行路の斜面における勾配を推定する第１の推定と、前記走行路に対して予め取得された撮影画像における点群データの高さ情報に基づいて前記撮影画像における単位領域の勾配を推定する第２の推定とを行い、左右両側にそれぞれ設けられ各々別駆動される駆動部を含む草刈り機において、先ずは前記第１の推定により推定される勾配に応じて、前記斜面を横切る方向に進行する際に前記斜面においてずり落ちないように左右の前記駆動部を異なる駆動力で駆動させ、当該勾配と取得したロール角との角度差が予め定められた値以上の場合に、前記第２の推定により推定される勾配に応じて、前記斜面を横切る方向に進行する際に前記斜面においてずり落ちないように左右の前記駆動部を異なる駆動力で駆動させる。

請求項７に記載の本発明に係る草刈り機の駆動制御方法では、走行路において３軸加速度センサを有するセンサ部により取得された加速度情報、又は走行路に対して予め取得された撮影画像における点群データの高さ情報に基づいて、走行路の斜面における勾配を推定することができる。

また、請求項７に記載の本発明に係る草刈り機の駆動制御方法では、左右両側にそれぞれ設けられ各々別駆動される駆動部を含む草刈り機において、推定された勾配に応じて、前記斜面を横切る方向に進行する際に前記斜面においてずり落ちないように左右の前記駆動部を異なる駆動力で駆動させることができる。

また、請求項７に記載の本発明に係る草刈り機の駆動制御方法では、推定された勾配に応じて、斜面を横切る方向に進行する際に斜面においてずり落ちないように左右の駆動部を異なる駆動力で駆動させるので、草刈り機の走行路に勾配があっても、斜面を横切る方向に進行する際には勾配に応じて左右の駆動部が異なる駆動力で駆動することにより草刈り機の進行方向が修正される。これにより、斜面において草刈り機が斜面下にずり落ちるのを防止することができるので、草刈り機を予め定められた走行路から外れることなく進行方向に進ませることができる。また、請求項７に記載の本発明に係る草刈り機の駆動制御方法では、勾配推定部は、３軸加速度センサを有するセンサ部により取得された加速度情報に基づいて斜面における勾配を推定する第１の推定を行うことができるので、センサ部により取得された加速度情報すなわち草刈り機本体にかかる重力加速度の横方向の成分から勾配を推定することができる。これにより、現在走行中の斜面の勾配に基づいて左右の駆動部を異なる駆動力で駆動させることができるので、より高精度で草刈り機を走行路において走行させることができる。また、請求項７に記載の本発明に係る草刈り機の駆動制御方法では、予め設定された走行路に対して予め取得された点群データの高さ情報に基づいて斜面における勾配を推定するので、予め走行路の斜面における勾配を推定する第２の推定を行うことができる。これにより、草刈り機本体がずり落ちる前から草刈り機の進行方向を補正することができるので、草刈り機本体が斜面下にずり落ちるのを防止することができ、予め定められた走行路から外れることなく草刈り機を進行方向に進ませることができる。また、請求項７に記載の本発明に係る草刈り機の駆動制御方法では、第１の推定と第２の推定とを行い、先ずは第１の推定により推定される勾配を使用し、当該勾配と取得したロール角との角度差が予め定められた値以上の場合に、第２の推定により推定される勾配を使用するので、例えば、第１の推定により推定される勾配に基づいて駆動制御を行っている際に、センサ部により取得される加速度情報に誤差が生じた場合、第２の推定により推定される勾配に基づく駆動制御に切り替えることができる。これにより、予め定められた走行路から外れることなく草刈り機を進行方向に進ませることができる。

以上説明したように、本発明に係る草刈り機、草刈りシステム、及び草刈り機の駆動制御方法は、予め定められた走行路から外れることなく進行方向に進むことができる、という優れた効果を有する。

本発明の第１実施形態に係る草刈り機の構成を模式的に説明する斜視図である。 図１の草刈り機を下側から見た斜視図である。 図１の草刈り機の刈刃部の構成を模式的に説明する斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る草刈り機のハードウェア構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態に係る草刈り機の機能構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態の変形例に係る草刈り機の勾配推定方法を説明するための説明図である。 本発明の第１実施形態に係る草刈り機の斜面における走行を説明する説明図である。 本発明の第１実施形態に係る草刈り機の斜面における駆動制御を説明する説明図である。 本発明の第１実施形態に係る草刈り機の一連の処理を示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態に係る草刈り機の勾配推定処理を示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態の変形例に係る草刈り機の一連の処理を示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態の変形例に係る草刈り機の勾配推定処理を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態の変形例に係る草刈り機の一連の処理を示すフローチャートである。 本発明の第３実施形態に係る草刈り機のハードウェア構成を示すブロック図である。 本発明の第４実施形態に係る草刈りシステムのハードウェア構成を示すブロック図である。

＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態に係る草刈り機１０について、図面を参照して説明する。なお、各図に記載された矢印ＵＰは車両上下方向の上方側を示し、矢印ＦＲは車両前後方向の前方側を示す。また、矢印ＬＨは車両幅方向の左側を示し、矢印ＲＨは車両幅方向の右側を示す。以下の説明中の上下方向及び前後方向はそれぞれ、車両上下方向の上下及び車両前後方向の前後を、左右方向は車両幅方向の左右方向をそれぞれ意味する。

（草刈り機１０の構成）
第１実施形態に係る草刈り機１０は、自走式の草刈り機であり、一例として田んぼの畦や圃場等の草刈りを行う。草刈り機１０は、一例として図１に示されるように、本体部１２、駆動部としてのクローラ部１４、モータコントローラ１６、バッテリ装置１８、制御装置２０、駆動用モータ２２、カメラ部２４、ＧＰＳ（Global Positioning System, Global Positioning Satellite）装置２６、センサ部２７、外装カバー部２８、及び刈刃部３０を備えている。

本体部１２は、図１及び図２に示されるように略矩形状の板材で形成されており、上面には各種機器が載置されている。また、本体部１２には、後述する４つのクローラ部１４の車両幅方向の内側をカバーするアンダーカバー１２Ａが設けられている。アンダーカバー１２Ａは、板材で形成されており、４つのクローラ部１４に対応する位置において、本体部１２の車両幅方向の両端部から下方に向かって略矩形状に延設されている。なお、本実施形態においては、一例として、本体部１２とアンダーカバー１２Ａとは一体的に形成されているが、別体に形成されていてもよい。

また、本体部１２には、左側及び右側においてそれぞれ設けられた２つのアンダーカバー１２Ａの間に、後述する刈刃部３０の刈刃３６をカバーする刈刃カバー１３が設けられている。刈刃カバー１３は、板材で形成されており、車両前後方向の両端は２つのクローラ部１４のアンダーカバー１２Ａにそれぞれ連結している。本体部１２、アンダーカバー１２Ａ、及び刈刃カバー１３は、一例として、鋼材やアルミニウムなどの金属材料、繊維強化プラスチック材料等により構成されている。

刈刃カバー１３は、中央部１３Ａ、２つの斜部１３Ｂ、及び上部１３Ｃを備えている。中央部１３Ａは、矩形状に形成されており、アンダーカバー１２Ａよりも車両幅方向の外側に向かって突設されている。２つの斜部１３Ｂは、各々中央部１３Ａの車両前後方向の両端に設けられており、中央部１３Ａの車両前後方向の両端からアンダーカバー１２Ａに向かって斜めに延出されている。上部１３Ｃは、略台形状に形成されており、４辺がそれぞれ本体部１２、中央部１２Ａ、及び２つの斜部１３Ｂに連結されている。なお、本実施形態においては、刈刃カバー１３は、一例として、刈刃カバー１３と、本体部１２及びアンダーカバー１２Ａとが別体に形成されているが、一体的に形成されていてもよい。刈刃カバー１３は、草刈り機１０の側面側すなわち左右側から、刈刃３６への異物の挿入を防止し、かつ、刈り取った草が草刈り機１０の側面側に飛び散るのを防止する。

クローラ部１４は、左右両側において各々前後方向に設けられており、本実施形態の草刈り機１０は４つのクローラ部１４を備えている。各クローラ部１４は、回転部１４Ａとクローラ１４Ｂとを備えている。回転部１４Ａは、略直角三角形状の柱体で形成され、車幅方向に沿った軸を中心に回転される。クローラ１４Ｂは、回転部１４Ａの軸を中心とした外周面を覆うゴム製の部材であり、ベルト状に形成されている。クローラ１４Ｂの外表面には凸凹（図示省略）が形成されており、走行する走行面の状態が不安定な場合であっても走行性が保持できるように構成されている。回転部１４Ａの軸（図示省略）は、駆動用モータ２２のモータ軸（図示省略）に連結されており、駆動用モータ２２によって回転される。なお、本実施形態において、車幅方向左側の前後２つのクローラ部１４は左側クローラ部１４Ｌ、車幅方向右側の前後２つのクローラ部１４は右側クローラ部１４Ｒという場合がある。

モータコントローラ１６は、駆動用モータ２２及び後述する刈刃用モータ３２を駆動制御する。本実施形態の草刈り機１０は、後述するように４つの駆動用モータ２２及び２つの刈刃用モータ３２を備えている。そのため、本実施形態の草刈り機１０は、一例として、４つの駆動用モータ２２を各々駆動制御する４つのモータコントローラ１６Ａ～１６Ｄと、２つの刈刃用モータ３２を各々駆動制御する２つのモータコントローラ１６Ｅ，１６Ｆとの合計６つのモータコントローラ１６Ａ～１６Ｆを備えている。

駆動用モータ２２を駆動制御するモータコントローラ１６Ａ～１６Ｄは、駆動用モータ２２及び制御装置２０に電気的に接続されており（図４参照）、モータコントローラ１６Ａ～１６Ｄは、駆動用モータ２２に連結された回転部１４Ａすなわちクローラ部１４の駆動を制御する。また、刈刃用モータ３２を駆動制御するモータコントローラ１６Ｅ，１６Ｆは、刈刃用モータ３２及び制御装置２０に電気的に接続されており（図４参照）、モータコントローラ１６Ｅ，１６Ｆは、刈刃用モータ３２に連結された後述する刈刃３６を駆動制御する。なお、モータコントローラ１６Ａ～１６Ｄによるクローラ部１４の制御方法については後で詳細に説明する。

バッテリ装置１８は、駆動用モータ２２の駆動源となる装置であり、一例として、定格電圧が１８Ｖ、定格容量が６．０Ａｈの再充電可能な直流電源で構成されている。バッテリ装置１８は、例えば、リチウムイオン二次電池またはニッケル水素電池等の二次電池を含んで構成されており、電気二重層キャパシタ等のキャパシタも採用可能である。本実施形態の草刈り機１０において、バッテリ装置１８は、一例として４つ設けられている。４つのバッテリ装置１８は、駆動用モータ２２や刈刃用モータ３２等の草刈り機１０に搭載された電子機器に電力を供給する。

制御装置２０は、芝刈り機１０の全体の駆動を制御する装置であり、外装カバー部２８の内部の上方側に配設されている。なお制御装置２０については後で詳細に説明する。

駆動用モータ２２は、本実施形態の草刈り機１０において４つ設けられており、一例として、ＤＣブラシレスモータにより構成されている。４つの駆動用モータ２２は、４つのクローラ部１４の各々に接続され、モータコントローラ１６Ａ～１６Ｄからの指令により各々駆動される。

カメラ部２４は、草刈り機１０の周辺を撮影可能なカメラであり、本実施形態の草刈り機１０において外装カバー部２８の上部外面の前側と後側にそれぞれ設けられている。前側と後側に各々設けられたカメラ部２４は、各々３Ｄ（三次元）カメラ２４Ａとラズベリーパイカメラ２４Ｂとを備えている。

ＧＰＳ装置２６は、図示しない人工衛星（ＧＰＳ衛星）からの信号を受信する図示しないアンテナを備えており、草刈り機１０の現在位置を測定可能とされている。

センサ部２７は、３軸加速度センサを有しており、左右方向（水平方向：ｘ方向）、前後方向（水平方向：ｙ方向）、及び上下方向（垂直方向：ｚ方向）の重力加速度を出力する。なお、本実施形態においては、センサ部２７はこれらの重力加速度を加速度情報として出力する。

外装カバー部２８は、下側が開放した箱状に形成されており、本体部１２を上方から覆う筐体である。

刈刃部３０は、草を刈る構造を有している。具体的には、図３に示されるように、刈刃部３０は、本体部１２の上面に配設される矩形板状の基部３１を備えている。この基部３１は、本体部１２に対して上下方向に高さ調節可能な高さ調整構造（図示省略）を有している。この高さ調整構造は、例えば、手動式であってもよいし自動式であってもよいし、公知の構造を使用することができる。

基部３１の上面には、左右方向に所定間隔を有して刈刃用モータ３２が載置されている。本実施形態においては、刈刃用モータ３２は、一例としてＤＣブラスレスモータにより構成されている。

２つの刈刃用モータ３２は、各々、基部３１の挿通孔（図示省略）を挿通するモータ軸３４を備えている。２つのモータ軸３４の下端には、各々刈刃３６が回転可能に固設されている。

刈刃３６は、円板状に形成され、モータ軸３４に回転可能に固設される円板部３７と、円板部３７の外周から外方に向かって四方に突出するように固設された長方形状の４つの刃先３８とを備えている。左右の刈刃３６は刃先３８が互いに干渉しないように、上下方向（高さ方向）の位置を若干ずらして配設されている。そして、刈刃３６が刈刃用モータ３２により回転駆動されることにより、草が刈り取られる。

本実施形態においては、上述した高さ調節構造により基部３１が上下方向に高さ調整されるので、この調整により、刈刃３６の高さ位置も調整することができる。本実施形態においては、一例として、地面から５０ｍｍの高さに刃先３８が位置するように高さ調整されている。なお、一例として刃先３８は地面から５０ｍｍの高さの他に、８０ｍｍや１００ｍｍの高さ等、複数の高さに高さ調整可能となっている。これにより、複数の高さにおいて草刈りが可能となる。

また、本実施形態においては、カメラ部２４、ＧＰＳ装置２６、及びセンサ部２７で取得されたデータ並びに後述するストレージ２０Ｄに記憶された走行路に基づいて、制御装置２０が草刈り機１０の走行を制御するようになっている。

（草刈り機１０のハードウェア構成）
次に、制御装置２０について詳細に説明する。図４に示されるように、草刈り機１０に搭載された制御装置２０は、プロセッサの一例であるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ：プロセッサ）２０Ａ、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２０Ｂ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２０Ｃ、ストレージ２０Ｄ、通信インタフェース（通信Ｉ／Ｆ）２０Ｅ及び入出力インタフェース（入出力Ｉ／Ｆ）２０Ｆを含んで構成されている。各構成は、バス２０Ｇを介して相互に通信可能に接続されている。

ＣＰＵ２０Ａは、中央演算処理ユニットであり、各種プログラムを実行したり、各部を制御したりする。すなわち、ＣＰＵ２０Ａは、ＲＯＭ２０Ｂ又はストレージ２０Ｄからプログラムを読み出し、ＲＡＭ２０Ｃを作業領域としてプログラムを実行する。ＣＰＵ２０Ａは、ＲＯＭ２０Ｂ又はストレージ２０Ｄに記録されているプログラムに従って、上記各構成の制御および各種の演算処理を行う。

ＲＯＭ２０Ｂは、各種プログラムおよび各種データを格納する。ＲＡＭ２０Ｃは、作業領域として一時的にプログラム又はデータを記憶する。ストレージ２０Ｄは、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）又はＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）により構成され、オペレーティングシステムを含む各種プログラム及び地図データを含む各種データが記憶されている。また、ストレージ２０Ｄは、予め設定された走行路が記憶される。本実施形態では、ＲＯＭ２０Ｂ又はストレージ２０Ｄには、種々の機能を発揮するためのプログラム、及び各種データ等が格納されている。

通信Ｉ／Ｆ２０Ｅは、草刈り機１０が図示しないサーバ及び他の機器と通信するためのインタフェースであり、たとえば、イーサネット（登録商標）、ＬＴＥ、ＦＤＤＩ、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）等の規格が用いられる。

入出力Ｉ／Ｆ２０Ｆは、制御装置２０が草刈り機１０に搭載された各装置と通信するためのインタフェースとされている。そして、制御装置２０は、入出力Ｉ／Ｆ２０Ｆを介して後述する各装置に相互に通信可能に接続されている。なお、これらの装置は、バス２０Ｇに対して直接接続されていてもよい。

詳しくは、入出力Ｉ／Ｆ２０Ｆには、モータコントローラ１６Ａ～１６Ｄ、モータコントローラ１６Ｅ，１６Ｆ、カメラ部２４、ＧＰＳ装置２６及びセンサ部２７等が接続されている。

モータコントローラ１６Ａ～１６Ｄは、制御装置２０から入力された指令信号に基づいて制御信号を駆動用モータ２２に出力し、駆動用モータ２２の回転数、回転速度、及び回転方向等を制御可能とされている。そして、本実施形態では、制御装置２０及びモータコントローラ１６Ａ～１６Ｄによってモータコントローラ１６Ａ～１６Ｄの回転数、回転速度、及び回転方向等がそれぞれ独立して制御されることで、草刈り機１０の進行方向を変更することが可能とされている。

モータコントローラ１６Ｅ，１６Ｆは、制御装置２０から入力された指令信号に基づいて制御信号を刈刃用モータ３２に出力し、刈刃用モータ３２の回転数、回転速度、及び回転方向等を制御可能とされている。そして、本実施形態では、制御装置２０及びモータコントローラ１６Ｅ，１６Ｆによってモータコントローラ１６Ｅ，１６Ｆの回転数、回転速度、及び回転方向等がそれぞれ独立して制御されることで、草刈り機１０の草刈り状態を変更することが可能とされている。

カメラ部２４は、草刈り機１０の周辺を撮影するカメラであり、撮影された草刈り機１０周辺の物体などの撮影画像は、ストレージ２０Ｄに一時的に記憶されるようになっている。

ＧＰＳ装置２６は、測定した草刈り機１０の位置情報を、ストレージ２０Ｄに一時的に記憶すると共に、所定時間毎に草刈り機１０の位置情報を更新するようになっている。

センサ部２７は、草刈り機１０の傾き、すなわち走行路の勾配を検出するための装置であり、センサ部２７により出力された左右方向（ｘ方向）、前後方向（ｙ方向）、及び上下方向（ｚ方向）の重力加速度は、ストレージ２０Ｄに一時的に記憶されるようになっている。なお、ストレージ２０Ｄに記憶される重力加速度のデータは、センサ部２７から出力された重力加速度のデータに所定のフィルタをかけることによりノイズが除去された状態のデータである。

次に、図５を用いて制御装置２０の機能構成について説明する。制御装置２０は、ＣＰＵ２０ＡがＲＯＭ２０Ｂに記憶された実行プログラムを読み出し、これを実行することによって、駆動制御部２０２、刈刃制御部２０４、及び勾配推定部２０６の集合体として機能する。

駆動制御部２０２は、ストレージ２０Ｄに記憶された走行路、地図データ、カメラ部２４により撮影された撮影画像、及びＧＰＳ装置２６により取得された草刈り機１０の位置情報に基づいてモータコントローラ１６Ａ～１６Ｄに制御信号を入力し、草刈り機１０が走行路に沿って走行するようにモータコントローラ１６Ａ～１６Ｄを介して駆動用モータ２２を制御する。また、駆動制御部２０２は、カメラ部２４により撮影された撮影画像において草刈り機１０に接近する物体が検出された場合に、モータコントローラ１６Ａ～１６Ｄを介して駆動用モータ２２を制御して、草刈り機１０を一時停止させることが可能となっている。

刈刃制御部２０４は、駆動制御部２０２により草刈り機１０の走行が開始されると、モータコントローラ１６Ｅ，１６Ｆに予め設定された刈刃用モータ３２の回転数、回転速度、及び回転方向等を入力し、モータコントローラ１６Ｅ，１６Ｆを介して刈刃用モータ３２の回転数、回転速度、及び回転方向等を駆動制御する。また、刈刃制御部２４は、カメラ部２４により撮影された撮影画像において草刈り機１０に接近する物体が検出された場合や、刈刃用モータ３２に過負荷がかかった場合等に、モータコントローラ１６Ｅ，１６Ｆを介して刈刃用モータ３２を制御して、刈刃３６の回転を一時停止させることが可能となっている。

勾配推定部２０６は、センサ部２７により出力された重力加速度のデータ、具体的にはストレージ２０Ｄに記憶される重力加速度のデータに基づいて、予め定められた走行路すなわちストレージ２０Ｄに記憶された走行路において、斜面における勾配を推定する。

図６に示されるように、勾配推定部２０６は、草刈り機１０が斜面４０の傾斜方向を横切る方向（略直交する方向）を進行方向とする際に、斜面４０における勾配すなわち傾斜角度θを推定する。本実施形態においては、一例として、重力加速度ｇの左右方向（ｘ方向）の成分ｇ（ｘ）から勾配を推定する。具体的には、傾斜角度θが大きくなるほど、ｇ（ｘ）の値は大きくなる。そのため、予め重力加速度ｇの左右方向（ｘ方向）の成分ｇ（ｘ）と傾斜角度θとの関係を表す導出データを取得しておき、ストレージ２０Ｄに記憶しておく。そして、ストレージ２０Ｄから取得した重力加速度ｇの左右方向（ｘ方向）の成分ｇ（ｘ）の値から、上記導出データに基づいて傾斜角度θを導出する。

また、駆動制御部２０２は、勾配推定部２０６により推定された勾配すなわち傾斜角度θの値に応じて、左側クローラ部１４Ｌと右側クローラ部１４Ｒとを異なる駆動力で駆動させる。図７に示されるように、草刈り機１０が走行路において斜面４０を走行する場合、草刈り機１０の重力の左右方向（ｘ方向）の成分ｇ（ｘ）が草刈り機１０を斜面４０下方向に引っ張る力として存在する。そのため、斜面４０の勾配によってはこの引っ張る力が大きくなり草刈り機１０が斜面４０下にずり落ちてしまい、予め定められた進行方向Ｄに進めなくなってしまう場合がある。そこで本実施形態においては、斜面４０の勾配に応じて左側クローラ部１４Ｌと右側クローラ部１４Ｒとを異なる駆動力で駆動させている。

具体的には、図７においては、駆動制御部２０２は、斜面４０下側に位置する左側クローラ部１４Ｌの駆動力が、斜面４０上側に位置する右側クローラ部１４Ｒの駆動力よりも大きくなるようにモータコントローラ１６Ａ～１６Ｄを介して駆動用モータ２２を制御する。この際に、駆動制御部２０２は、勾配すなわち傾斜角度θが大きいほど、左側クローラ部１４Ｌと右側クローラ部１４Ｒとの駆動力差が大きくなるように制御する。

図８に示されるように、斜面４０下側に位置する左側クローラ部１４Ｌの駆動力が、斜面４０上側に位置する右側クローラ部１４Ｒの駆動力よりも大きくなることにより、草刈り機１０を右回りに回転させるモーメントが発生する。そのため、草刈り機１０の進行方向を修正することができる。なお、本実施形態においては、一例として、駆動制御部２０２は、斜面４０の勾配すなわち傾斜角度θが２５度よりも大きく、４５度以下である場合に、左側クローラ部１４Ｌと右側クローラ部１４Ｒとを異なる駆動力で駆動させる制御を行う。

ただし、傾斜角度θの上限値及び下限値は、ユーザにより変更可能に構成されており、例えば下限値は２０度や３０度等に変更することができる。また、上限値は３８度や５０度、５８度等に変更することができる。傾斜角度θの上限値及び下限値は、クローラ部１４のクローラ１４Ｂの表面の摩擦係数すなわち凹凸の度合い等によって変更されるように構成されていてもよい。

（駆動制御方法）
以下、図９及び図１０に示されるフローチャートを主に用いて、草刈り機１０における駆動制御方法の一連の処理の流れを説明する。図９に示されるように、第１実施形態に係る草刈り機１０では、まず、ステップＳ１０にて、駆動制御部２０２が駆動用モータ２２を駆動制御することにより、草刈り機１０の走行が開始され、刈刃制御部２０４が刈刃用モータ３２を駆動制御することにより、草刈り機１０による草刈りが開始される。

次に、ステップＳ１１にて、勾配推定部２０６が、走行路の斜面４０の勾配の推定を行う。図１０に示されるように、ステップＳ２０にて勾配推定部２０６は、センサ部２７から出力され、ストレージ２０Ｄに記憶された重力加速度のデータすなわち加速度情報を取得する。

次に、ステップＳ２１にて、勾配推定部２０６が、ストレージ２０Ｄから取得した上記加速度情報のうちの重力加速度ｇの左右方向（ｘ方向）の成分ｇ（ｘ）の値から、ストレージに記憶された導出データに基づいて走行路の斜面４０の勾配すなわち傾斜角度θを導出する。

図９へ戻り、ステップＳ１２にて、駆動制御部２０２が、現在走行している領域の勾配（傾斜角度）が４５度以下であるか否か判断する。４５度以下でない場合すなわち４５度よりも大きい場合（ステップＳ１２；ＮＯ）、駆動制御部２０２は、草刈り機１０の走行が困難であると判断して草刈り機１０を停止して終了させる。一方、ステップＳ１２にて、４５度以下である場合（ステップＳ１２；ＹＥＳ）、ステップＳ１３にて駆動制御部２０２が、現在走行している領域の勾配（傾斜角度）が２５度よりも大きいか否か判断する。

２５度よりも大きい場合（ステップＳ１３；ＹＥＳ）、ステップＳ１４にて、駆動制御部２０２は、左側クローラ部１４Ｌと右側クローラ部１４Ｒとを異なる駆動力で駆動させて草刈り機１０を走行させる。すなわち、草刈り機１０を平面において直進方向（進行方向）に進ませる場合には、左側クローラ部１４Ｌと右側クローラ部１４Ｒとの駆動力は同等であるが、草刈り機１０を斜面４０において傾斜方向を横切る方向を進行方向として進ませる場合に、左側クローラ部１４Ｌと右側クローラ部１４Ｒとを異なる駆動力で駆動させて草刈り機１０を走行させる。

具体的には、駆動制御部２０２は、勾配を有する斜面４０の下側に位置する左側クローラ部１４Ｌの駆動力が、斜面４０の上側に位置する右側クローラ部１４Ｒの駆動力よりも大きくなるようにモータコントローラ１６Ａ～１６Ｄを介して駆動用モータ２２の回転数又は回転速度を制御する。この際に、駆動制御部２０２は、勾配すなわち傾斜角度θが大きいほど、左側クローラ部１４Ｌと右側クローラ部１４Ｒとの駆動力差が大きくなるように駆動用モータ２２を制御する。

一方、ステップＳ１３にて、２５度以下である場合（ステップＳ１３；ＮＯ）、ステップＳ１５にて、駆動制御部２０２は、走行路を平面とみなして草刈り機１０を通常通りに走行させる。ここで通常通りの走行とは、必ずしも左側クローラ部１４Ｌと右側クローラ部１４Ｒとが同じ駆動力のみで走行するものに限られず、平面において走行路に沿って進行方向を進む走行を意図している。すなわち進行方向が変更される場合等には左側クローラ部１４Ｌと右側クローラ部１４Ｒとが異なる駆動力で走行する場合がある。

次に、ステップＳ１６にて、駆動制御部２０２は、草刈りが完了したか否かを判断する。具体的には、駆動制御部２０２は、予め定められた走行路を走行し終えたか否かを判断する。草刈りが完了していない場合（ステップＳ１６；ＮＯ）、ＣＰＵ２０Ａは、ステップＳ１１に処理を移行して、ステップＳ１１以降の処理を行わせる。一方、草刈りが完了している場合（ステップＳ１６；ＹＥＳ）、駆動制御部２０２は、草刈り機１０を停止して終了させる。

（第１実施形態の作用及び効果）
次に、第１実施形態の作用及び効果を説明する。

第１実施形態の草刈り機１０は、左右両側にそれぞれ前後に設けられ各々別駆動される４つのクローラ部１４（左側クローラ部１４Ｌ（左側の前後のクローラ部１４）及び右側クローラ部１４Ｒ（右側の前後のクローラ部１４））を含んでいる。また、草刈り機１０は、予め設定された走行路において、斜面４０における勾配を推定する勾配推定部２０６と、勾配推定部２０６により推定された勾配に応じて左側クローラ部１４Ｌ及び右側クローラ部１４Ｒを異なる駆動力で駆動させる駆動制御部２０２と、を含んでいる。

そのため、左右両側にそれぞれ設けられた左側クローラ部１４Ｌ及び右側クローラ部１４Ｒを各々別駆動させることができる。また、勾配推定部２０６により、走行路の斜面４０における勾配を推定することができる。また、駆動制御部２０２が、勾配推定部２０６により推定された勾配に応じて、斜面４０を横切る方向に進行する際に斜面４０においてずり落ちないように左右の駆動部を異なる駆動力で駆動させるので、草刈り機の走行路に勾配があっても、斜面を横切る方向に進行する際には、勾配に応じて左側クローラ部１４Ｌ及び右側クローラ部１４Ｒが異なる駆動力で駆動することにより草刈り機１０の進行方向が修正される。これにより、斜面４０において草刈り機１０が斜面下にずり落ちるのを防止することができるので、草刈り機１０を予め定められた走行路から外れることなく進行方向に進ませることができる。

また、第１実施形態の草刈り機１０は、駆動制御部２０２が、斜面４０を横切る方向に進行する際に、斜面４０の下側に位置するクローラ部１４の駆動力を斜面４０の上側に位置するクローラ部１４の駆動力よりも大きくする。そのため、草刈り機１０本体を斜面４０の上側に向けて回転させるためのモーメントを発生させることができるので、草刈り機１０の進行方向を修正することができる。

また、第１実施形態の草刈り機１０は、駆動制御部２０２が、勾配推定部２０６により推定された勾配が２５度よりも大きい場合に、左側クローラ部１４Ｌ及び右側クローラ部１４Ｒを異なる駆動力で駆動させるので、斜面下にずり落ちる可能性のある勾配を有する斜面４０において、草刈り機１０の進行方向を効果的に修正することができる。

また、第１実施形態の草刈り機１０は、左側クローラ部１４Ｌ及び右側クローラ部１４Ｒが、各々駆動用モータ２２を備えているので、各々の駆動用モータ２２により左側クローラ部１４Ｌと右側クローラ部１４Ｒとに対して異なる駆動制御行うことができる。また、駆動制御部２０２は、左側クローラ部１４Ｌの駆動用モータ２２と、右側クローラ部１４Ｒの駆動用モータ２２とを異なる制御により駆動させているので、左側クローラ部１４Ｌ及び右側クローラ部１４Ｒを異なる駆動力で駆動させることができる。このように、クローラ部１４の駆動用モータ２２の制御を左右で異なる制御により駆動させることにより、容易に左右のクローラ部１４を異なる駆動力で駆動させることができる。

また、第１実施形態の草刈り機１０は、３軸加速度センサを有するセンサ部２７を備えているので、草刈り機１０における３方向の加速度情報を取得することができる。また、勾配推定部２０６は、センサ部２７により取得された加速度情報に基づいて斜面４０における勾配を推定する。そのため、センサ部２７により取得された加速度情報すなわち草刈り機１０本体にかかる重力加速度の横方向の成分から勾配を推定することができる。これにより、駆動制御部２０２は、現在走行中の斜面４０の勾配に基づいて左右のクローラ部１４を異なる駆動力で駆動させることができるので、より高精度で草刈り機１０を走行路において走行させることができる。

また、第１実施形態の草刈り機１０の駆動制御方法は、走行路においてセンサ部２７により取得された加速度情報に基づいて、斜面４０における勾配を推定し、推定された勾配に応じて、斜面４０を横切る方向に進行する際に斜面４０においてずり落ちないように左側クローラ部１４Ｌ及び右側クローラ部１４Ｒを異なる駆動力で駆動させる。そのため、草刈り機１０の走行路に勾配があっても、斜面４０を横切る方向に進行する際には勾配に応じて左側クローラ部１４Ｌ及び右側クローラ部１４Ｒが異なる駆動力で駆動することにより草刈り機１０の進行方向が修正される。これにより、斜面４０において草刈り機１０が斜面下にずり落ちるのを防止することができるので、草刈り機１０を予め定められた走行路から外れることなく進行方向に進ませることができる。

（変形例）
上記第１の実施形態の草刈り機１０においては、勾配推定部２０６は、センサ部２７により出力された加速度情報を使用して斜面４０の勾配を推定しているが、本発明はこれに限られない。第１実施形態に係る草刈り機１０の変形例の草刈り機１０Ａ（図１～図５参照）において、勾配推定部２０６Ａは、単位領域の勾配を推定する。なお、「単位領域」は、草刈り機１０Ａの大きさや、後述する点群データの精度などにより適宜変更可能に構成されている。

ここで、勾配推定部２０６Ａによる勾配推定方法について説明する。以下、図１１及び図１２に示されるフローチャートを主に用いて、草刈り機１０Ａにおける駆動制御方法の一連の処理の流れを説明する。

図１１に示されるように、第１実施形態に係る草刈り機１０の変形例の草刈り機１０Ａでは、ステップＳ３１の草刈り開始の前にステップＳ３０にて勾配推定部２０６Ａによる勾配推定処理が行われる。すなわち、勾配推定部２０６Ａは、予め走行路における単位領域の勾配を推定しておく。

図１２に示されるように、先ず、ステップＳ４０にて、勾配推定部２０６Ａは、ドローン（図示省略）により異なる位置から予め定められた走行路を含む領域が撮影された複数の空撮画像を取得する。次に、ステップＳ４１にて、勾配推定部２０６Ａは、取得した複数の空撮画像を３次元データに変換する。具体的には、一例として、Ｍｅｔａｓｈａｐｅ（登録商標）等の変換ツールを使用する。

次に、ステップＳ４２にて、勾配推定部２０６Ａは、変換された３次元データから走行路を含む領域の一例として縦方向及び横方向（ｙ方向、ｘ方向）が５０ｍｍ毎の点群データを取得する。ここで、点群データは直交座標（ｘ、ｙ、ｚ）で表される３次元データである。

次に、ステップＳ４３にて、勾配推定部２０６Ａは、点群データから予め定められた走行路の高さ情報を取得する。本変形例においては、一例として「単位領域」の縦方向及び横方向の幅は、以下のように設定する。５０ｍｍ×ｎ（ｎは整数）の値のうち、草刈り機１０の左側クローラ部１４Ｌのクローラ１４Ｂの左右方向中心と、右側クローラ部１４Ｒのクローラ１４Ｂの左右方向中心との間の距離Ｈ（図８参照）に最も近い値を幅Ｍとする。なお、斜面４０における傾斜方向を単位領域の縦方向とする。勾配推定部２０６Ａは、具体的には点群データの幅Ｍ毎のｚ方向の座標を取得する。

次に、ステップＳ４４にて、勾配推定部２０６Ａは、単位領域すなわち傾斜方向の幅Ｍ及び傾斜方向に直交する方向の幅Ｍの領域における勾配すなわち傾斜角度θを算出する。具体的には、傾斜角度θは、下記式（１）にて算出する。算出した傾斜角度θは、直交座標（ｘ、ｙ、ｚ）と紐づけられてストレージ２０Ｄに記憶される。

傾斜角度θ＝ｔａｎ^－１（（｜ｚ２－ｚ１｜）／Ｍ）×１８０／π・・・（１）
ここで、πは３．１４とする。

図１１に戻り、勾配推定部２０６Ａにより、走行路における単位領域の勾配の推定が行われると、次にステップＳ３１にて、駆動制御部２０２が駆動用モータ２２を駆動制御することにより、草刈り機１０の走行が開始され、刈刃制御部２０４が刈刃用モータ３２を駆動制御することにより、草刈り機１０Ａによる草刈りが開始される。なお、図１１のステップＳ３２～ステップＳ３６の処理は、図９のステップＳ１２～ステップＳ１６の処理と同様であるため、ここでの詳細な説明は省略する。

（第１実施形態の変形例の作用及び効果）
次に、第１実施形態の変形例の作用及び効果を説明する。

第１実施形態の草刈り機１０の変形例の草刈り機１０Ａは、勾配推定部２０６Ａが、予め設定された走行路に対して予め取得された点群データの高さ情報に基づいて斜面４０における勾配を推定するので、予め走行路の斜面４０における勾配を推定することができる。これにより、草刈り機１０Ａ本体がずり落ちる前から草刈り機１０の進行方向を補正することができるので、草刈り機１０Ａ本体が斜面４０下にずり落ちるのを防止することができ、予め定められた走行路から外れることなく草刈り機１０Ａを進行方向に進ませることができる。

また、第１実施形態の草刈り機１０Ａの駆動制御方法は、走行路に対して予め取得された撮影画像（空撮画像）における点群データの高さ情報に基づいて、斜面４０における勾配を推定するので、予め走行路の斜面４０における勾配を推定することができる。これにより、草刈り機１０Ａ本体がずり落ちる前から草刈り機１０の進行方向を補正することができるので、草刈り機１０Ａ本体が斜面４０下にずり落ちるのを防止することができ、予め定められた走行路から外れることなく草刈り機１０Ａを進行方向に進ませることができる。

なお、上記変形例においては、勾配推定部２０６Ａは、Ｍｅｔａｓｈａｐｅ（登録商標）等の変換ツールを使用したが本発明はこれに限られない。例えば、三角法を使用する公知の方法によって高さ情報を取得してもよい。また、勾配推定部２０６Ａは、ドローンにより空撮された空撮画像を取得したが本発明はこれに限られず、例えば、外部サイトからダウンロードして取得してもよい。また、勾配推定部２０６Ａは、予め３次元データを有するオルソ画像を取得してもよい。

＜第２実施形態＞
第２実施形態の草刈り機１０Ｂ（図１～図５参照）は、第１実施形態の草刈り機１０及び変形例の草刈り機１０Ａとは異なる勾配推定部２０６Ｂを備えている。上述した変形例のように、予め走行路の斜面４０の勾配を推定しておく場合、空中画像が撮影された時期等によっては、例えば、雨が降って斜面４０が崩れてしまう等、地形が変わっている場合がある。一方、上述した第１実施形態のように、現在走行中の斜面４０の勾配を推定する場合には、斜面４０の凸凹等、地面の状態によってセンサ部２７により取得される加速度情報に誤差が生じてしまう場合がある。

そこで、第２実施形態の草刈り機１０Ｂにおいては、勾配推定部２０６Ｂが、上記第１実施形態の勾配推定部２０６による第１の推定と上記変形例の勾配推定部２０６Ａによる第２の推定の両方を行い、第１の推定により推定される勾配と第２の推定により推定される勾配とを予め定められた条件に応じて切り替えて使用する。

第２実施形態においては、草刈り機１０Ｂは、一例として先ずは第１の推定により推定される勾配を使用し、予め定められた条件を満たした場合に、第２の推定により推定された勾配を使用する。一例として、例えば公知の方法によって草刈り機１０Ｂのロール角Ｒすなわち草刈り機１０Ｂの傾きを取得しておき、そのロール角Ｒと、推定された傾斜角度θとの角度差が２０度以上の場合に上記「条件」を満たすとする。

ここで、勾配推定部２０６Ｂによる勾配推定方法について説明する。以下、図１３に示されるフローチャートを主に用いて、草刈り機１０Ｂにおける駆動制御方法の一連の処理の流れを説明する。

図１３に示されるように、第２実施形態に係る草刈り機１０Ｂでは、ステップＳ５１の草刈り開始の前にステップＳ５０にて勾配推定部２０６Ｂによる第２の推定つまり勾配推定処理２が行われる。すなわち、勾配推定部２０６Ｂは、予め走行路に対して予め取得された点群データの高さ情報に基づいて単位領域の勾配を推定しておく。なお、ステップＳ５０における第２の勾配推定処理２は、図１１のステップＳ３０の勾配推定処理２と同様の処理であるため、ここでの詳細な説明は省略する。

次に、ステップＳ５１にて、駆動制御部２０２が駆動用モータ２２を駆動制御することにより、草刈り機１０Ｂの走行が開始され、刈刃制御部２０４が刈刃用モータ３２を駆動制御することにより、草刈り機１０Ｂによる草刈りが開始される。

次に、ステップＳ５２にて、勾配推定部２０６Ｂによる第１の推定つまり勾配推定処理１が行われる。すなわち、勾配推定部２０６Ｂは、センサ部２７から出力され、ストレージ２０Ｄに記憶された重力加速度のデータすなわち加速度情報に基づいて勾配を推定する。なお、ステップＳ５２における勾配推定処理１は、図９のステップＳ１１の勾配推定処理１と同様の処理であるため、ここでの詳細な説明は省略する。

次に、ステップＳ５３にて、勾配推定部２０６Ｂは、草刈り機１０Ｂのロール角ＲとステップＳ５２において推定された傾斜角度θとの角度差が２０度以上であるか否かを判断する。２０度以上である場合（ステップＳ５３；ＹＥＳ）、勾配推定部２０６Ｂは、ステップＳ５２において推定された傾斜角度θに誤差が生じている可能性があるとして、ステップＳ５４にてステップＳ５０（第２の推定）において推定された勾配（傾斜角度θ）を使用する。

一方、ステップＳ５３にて、２０度よりも小さいと判断した場合（ステップＳ５３；ＮＯ）、勾配推定部２０６Ｂは、ステップＳ５２において推定された傾斜角度θに誤差が生じていないと判断し、ステップＳ５５にてステップＳ５２（第１の推定）において推定された勾配（傾斜角度θ）を使用する。なお、ステップＳ５６～ステップＳ６０の処理は、図９のステップＳ１２～ステップＳ１６の処理と同様であるため、ここでの詳細な説明は省略する。

（第２実施形態の作用及び効果）
次に、第２実施形態の作用及び効果を説明する。

第２実施形態の草刈り機１０Ｂは、センサ部２７を備えているので、草刈り機１０Ｂにおける３方向の加速度情報を取得することができる。また、勾配推定部２０６Ｂは、センサ部２７により取得された加速度情報に基づいて斜面における勾配を推定する第１の推定を行うことができるので、センサ部２７により取得された加速度情報すなわち草刈り機１０Ｂ本体にかかる重力加速度の横方向の成分から勾配を推定することができる。これにより、駆動制御部２０２は、現在走行中の斜面４０の勾配に基づいて左側クローラ部１４Ｌと右側クローラ部１４Ｒとを異なる駆動力で駆動させることができるので、より高精度で草刈り機を走行路において走行させることができる。

また、第２実施形態の草刈り機１０Ｂは、勾配推定部２０６Ｂが、予め設定された走行路に対して予め取得された点群データの高さ情報に基づいて斜面４０における勾配を推定するので、予め走行路の斜面４０における勾配を推定する第２の推定を行うことができる。これにより、草刈り機１０Ｂ本体がずり落ちる前から草刈り機１０Ｂの進行方向を補正することができるので、草刈り機１０Ｂ本体が斜面下にずり落ちるのを防止することができ、予め定められた走行路から外れることなく草刈り機１０Ｂを進行方向に進ませることができる。

また、第２実施形態の草刈り機１０Ｂは、勾配推定部２０６Ｂが、第１の推定と、第２の推定とを行い、駆動制御部２０２は、第１の推定により推定された勾配と、第２の推定により推定される勾配とを予め定められた条件に応じて切り替えて使用する。そのため、例えば、駆動制御部２０２が、第１の推定により推定された勾配に基づいて駆動制御を行っている際に、センサ部２０７により取得される加速度情報に誤差が生じた場合、第２の推定により推定された勾配に基づく駆動制御に切り替えることができる。これにより、予め定められた走行路から外れることなく草刈り機１０Ｂを進行方向に進ませることができる。

＜第３実施形態＞
第１実施形態の草刈り機１０及び変形例の草刈り機１０Ａのモータコントローラ１６及び駆動用モータ２２の数が各々４つであるのに対して、第３実施形態の草刈り機１０Ｃは、図１４に示されるように、モータコントローラ１６及び駆動用モータ２２を各々２つ備えている。また、草刈り機１０Ｃは２つのデファレンシャルギア５０を備えている。

草刈り機１０Ｃは、前方の左側クローラ部１４Ｌ及び右側クローラ部１４Ｒには、１つの駆動用モータ２２と１つのデファレンシャルギア５０が設けられており、後方の左側クローラ部１４Ｌ及び右側クローラ部１４Ｒには、１つの駆動用モータ２２と１つのデファレンシャルギア５０が設けられている。デファレンシャルギア５０は、左側クローラ部１４Ｌの回転部１４Ａ及び右側クローラ部１４Ｒの回転部１４Ａに回転数差を付けつつ動力を伝達する装置であり、公知の構造を使用することができる。

前方と後方のそれぞれにおいて、デファレンシャルギア５０は、左右方向に延びるように設けられた左側クローラ部１４Ｌの回転部１４Ａの軸（図示省略）及び右側クローラ部１４Ｒの回転部１４Ａの軸（図示省略）に対して接続されている。また、デファレンシャルギア５０には、駆動用モータ２２のモータ軸（図示省略）が駆動用モータ２２からの動力を伝達可能なように直接的又は間接的に接続されている。これにより、前方と後方のそれぞれにおいて、デファレンシャルギア５０は、１つの駆動用モータ２２からの出力を左側クローラ部１４Ｌと右側クローラ部１４Ｒとに振り分けて伝達することが可能となっている。

そして、第３実施形態の草刈り機１０Ｃの駆動制御部２０２は、デファレンシャルギア５０から伝達された出力によって回転する左側クローラ部１４Ｌの回転部１４Ａ及び右側クローラ部１４Ｒの回転部１４Ａに回転数差を生じさせることにより、左側クローラ部１４Ｌと右側クローラ部１４Ｒとを異なる駆動力で駆動させる。

（第３実施形態の作用及び効果）
次に、第３実施形態の作用及び効果を説明する。

第３実施形態の草刈り機１０Ｃは、駆動制御部２０２が、デファレンシャルギア５０から伝達された出力によって回転する左側クローラ部１４Ｌの回転部１４Ａ及び右側クローラ部１４Ｒの回転部１４Ａに回転数差を生じさせることにより、前方と後方のそれぞれにおいて、左側クローラ部１４Ｌ及び右側クローラ部１４Ｒを異なる駆動力で駆動させる。このように、デファレンシャルギア５０を使用することにより、前方と後方のそれぞれにおいて、駆動用モータ２２が１つの場合であっても、左側クローラ部１４Ｌ及び右側クローラ部１４Ｒを異なる駆動力で駆動させることができる。

＜第４実施形態＞
次に、第４実施形態に係る草刈りシステム１００について説明する。図１５に示されるように、草刈りシステム１００は、草刈り機１０Ｄと、外部機器６０とを備えている。草刈り機１０Ｄは上述した第１実施形態の変形例の草刈り機１０Ａにおいて勾配推定部２０６Ａを除いた構成を有している。なお、その他の構成については上述した第１実施形態の変形例の草刈り機１０Ａと同様の構成を使用することができるので、ここでの詳細な説明は省略する。また、草刈り機１０Ｄにおいて、通信Ｉ/Ｆ２０Ｅが第２通信部に対応する。

外部機器６０は、勾配推定部６０２、走行路設定部６０４、記憶部６０６、通信Ｉ／Ｆ６０８等を備えている。

勾配推定部６０２は、上述した第１実施形態の変形例の草刈り機１０Ａにおける勾配推定部２０６Ａと同様の機能を有する。

走行路設定部６０４は、草刈り機１０Ｄが走行する走行路を設定し、設定した走行路及び設定した走行路を含む領域の地図データを設定した走行路に関連付けて記憶部６０６に記憶させる。

記憶部６０６は、走行路設定部６０４により予め設定された走行路が記憶される。また、記憶部６０６は、勾配推定部６０２により推定された走行路における単位領域の勾配が直交座標（ｘ、ｙ、ｚ）と紐づけられて記憶される。また、本実施形態では、記憶部６０６には、種々の機能を発揮するためのプログラム、及び各種データ等が格納されている。

通信Ｉ／Ｆ６０８は、草刈り機１０Ｄと通信するためのインタフェースであり、たとえば、イーサネット（登録商標）、ＬＴＥ、ＦＤＤＩ、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）等の規格が用いられる。なお、通信Ｉ／Ｆ６０８は、第１通信部に対応し、具体的には、草刈り機１０Ｄに対して勾配推定部６０２により推定された勾配の情報を出力する。

本実施形態の草刈りシステム１００における草刈り機１０Ｄの駆動制御方法は、図１１で示される駆動制御方法と概略同様であり、草刈りシステム１００の草刈り機１０Ｄにおいては、図１１で示される勾配推定処理２を、外部機器６０に設けられた勾配推定部６０２が行っている点のみ異なっている。本実施形態の草刈りシステム１００において、草刈り機１０Ｄは、草刈りを実行しつつ走行する際に、通信Ｉ／Ｆ６０８を介して外部機器６０の記憶部６０６に記憶された単位領域の勾配を参照している。

（第４実施形態の作用及び効果）
次に、第４実施形態の作用及び効果を説明する。

第４実施形態に係る草刈りシステム１００は、外部機器６０が勾配推定部６０２を含んでいるので、外部機器６０により走行路の斜面４０における勾配を推定することができる。また、外部機器６０が通信Ｉ／Ｆ６０８を含んでいるので、勾配推定部６０２により推定された勾配の情報を草刈り機１０Ｄの通信Ｉ/Ｆ２０Ｅにより出力することができる。

また、第４実施形態に係る草刈りシステム１００は、草刈り機１０Ｄが、第２通信部として通信Ｉ/Ｆ２０Ｅを含み、勾配推定部６０２を備えた外部機器６０と別体で構成されているので、草刈り機１０Ｄは、外部機器６０に搭載された勾配推定部６０２により推定された勾配の情報を、通信Ｉ/Ｆ２０Ｅにより受信することができる。そのため、草刈り機１０Ｄが勾配推定部の機能を備えていなくてもよい。また、草刈り機１０Ｄは、左右両側にそれぞれ設けられた左側クローラ部１４Ｌ及び右側クローラ部１４Ｒを各々別駆動させることができる。

また、第４実施形態に係る草刈りシステム１００は、草刈り機１０Ｄの駆動制御部２０２が、通信Ｉ/Ｆ２０Ｅにより受信された勾配の情報に基づいて、斜面４０を横切る方向に進行する際に斜面４０においてずり落ちないように左側クローラ部１４Ｌ及び右側クローラ部１４Ｒを異なる駆動力で駆動させるので、草刈り機１０Ｄの走行路に勾配があっても、斜面４０を横切る方向に進行する際には勾配に応じて左側クローラ部１４Ｌ及び右側クローラ部１４Ｒが異なる駆動力で駆動することにより草刈り機１０Ｄの進行方向が修正される。これにより、斜面４０において草刈り機１０Ｄが斜面４０下にずり落ちるのを防止することができるので、予め定められた走行路から外れることなく草刈り機１０Ｄを進行方向に進ませることができる。

なお、上記第１実施形態及び上記実施形態２の草刈り機１０、１０Ｂにおいては、センサ部２７は３軸加速度センサにより構成されているが、本発明はこれに限られない。センサ部２７は、互いに異なる３軸のうち１軸に沿った加速度を夫々検出する３つの加速度センサを含んで構成されていてもよいし、草刈り機１０の傾きを検出することが可能であれば例えばジャイロセンサを使用してもよいし、何れの構成であってもよい。

また、上記第１実施形態及び上記第２実施形態の草刈り機１０、１０Ｂにおいては、予め重力加速度ｇの左右方向（ｘ方向）の成分ｇ（ｘ）と傾斜角度θとの関係を表す導出データを取得しておき、センサ部２７により出力されたｇ（ｘ）の値から、上記導出データに基づいて傾斜角度θを導出している。しかしながら傾斜角度θすなわち勾配の推定方法はこれに限られない。例えば、公知の式に基づいて導出してもよいし、適宜変更することができる。

また、上記実施形態においては、刈刃制御部２０４は、駆動制御部２０２により草刈り機１０の走行が開始されたときに、刈刃用モータ３２の駆動制御を開始しているが、本発明はこれに限られない。刈刃制御部２０４は、草刈り機１０の走行と同時に刈刃用モータ３２の駆動制御を開始してもよいし、草刈り機１０の走行開始よりも前に刈刃用モータ３２の駆動制御を開始してもよい。

また、上記実施形態のクローラ部１４は、回転部１４Ａが、略直角三角形状の柱体で形成されているが、本発明はこれに限られない。例えば楕円形状であってもよいし、円形状であってもよいし、適宜変更することができる。

また、上記実施形態においては、草刈り機１０は四輪駆動としたが、本発明はこれに限られず二輪駆動であってもよい。

また、上記実施形態においては、駆動部としてクローラ部１４を採用したが、本発明はこれに限られない。駆動部は例えば車輪であってもよい。また、本発明の草刈り機の駆動部は４つに限られず、左側と右側にそれぞれ１つの駆動部を有する構造であってもよい。

また、本実施形態で図４及び図１４に示されるＣＰＵ２０Ａがソフトウェア（プログラム）を読み込んで実行した各処理を、ＣＰＵ以外の各種のプロセッサが実行してもよい。この場合のプロセッサとしては、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等の製造後に回路構成を変更可能なＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）、及びＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が例示される。また、各処理を、これらの各種のプロセッサのうちの１つで実行してもよいし、同種又は異種の２つ以上のプロセッサの組み合わせ（例えば、複数のＦＰＧＡ、及びＣＰＵとＦＰＧＡとの組み合わせ等）で実行してもよい。また、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造は、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路である。

また、本実施形態で説明した各プログラムは、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＶＤ－ＲＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、及びＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）メモリ等の記録媒体に記録された形態で提供されてもよい。また、プログラムは、ネットワークを介して外部装置からダウンロードされる形態としてもよい。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。

１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ 草刈り機
１００ 草刈りシステム
１４ クローラ部（駆動部）
１４Ａ 回転部
１４Ｌ 左側クローラ部（左側の駆動部）
１４Ｒ 右側クローラ部（右側の駆動部）
２０Ｅ 通信Ｉ/Ｆ（第２通信部）
２０２ 駆動制御部
２０６、２０６Ａ、２０６Ｂ 勾配推定部
２２ 駆動用モータ
２７ センサ部
４０ 斜面
５０ デファレンシャルギア
６０ 外部機器
６０２ 勾配推定部
６０８ 通信Ｉ/Ｆ（第１通信部）

Claims (7)

1. 左右両側にそれぞれ設けられ各々別駆動される駆動部と、
   走行路の斜面における勾配を推定する勾配推定部と、
   該勾配推定部により推定された勾配に応じて、前記斜面を横切る方向に進行する際に前記斜面においてずり落ちないように左右の前記駆動部を異なる駆動力で駆動させる駆動制御部と、
   ３軸加速度センサを有するセンサ部と、を含み、
   前記勾配推定部は、前記センサ部により取得された加速度情報に基づいて前記勾配を推定する第１の推定と、前記走行路に対して予め取得された撮影画像における点群データの高さ情報に基づいて前記撮影画像における単位領域の勾配を推定する第２の推定とを行い、
   前記駆動制御部は、前記第１の推定により推定される勾配と取得したロール角との角度差が予め定められた値以上の場合に、前記第１の推定により推定される勾配と前記第２の推定により推定される勾配とを切り替えて使用する草刈り機。
2. 前記駆動制御部は、前記斜面を横切る方向に進行する際に、前記斜面の下側に位置する前記駆動部の駆動力を前記斜面の上側に位置する前記駆動部の駆動力よりも大きくする請求項１に記載の草刈り機。
3. 前記駆動制御部は、前記勾配推定部により推定された勾配が予め設定された所定の勾配よりも大きい場合に、左右の前記駆動部を異なる駆動力で駆動させる請求項１又は請求項２に記載の草刈り機。
4. 左側の前記駆動部及び右側の前記駆動部は、各々駆動用モータを備え、
   前記駆動制御部は、左側の前記駆動部の前記駆動用モータと、右側の前記駆動部の前記駆動用モータとを異なる制御とすることにより、左右の前記駆動部を異なる前記駆動力で駆動させる請求項１～請求項３の何れか１項に記載の草刈り機。
5. 左側の前記駆動部及び右側の前記駆動部は、１つの駆動用モータと該１つの駆動用モータからの出力を左側の前記駆動部と右側の前記駆動部とに振り分けて伝達させるデファレンシャルギアとを備え、
   前記駆動制御部は、前記デファレンシャルギアから伝達された出力によって回転する左側の前記駆動部の回転部及び右側の前記駆動部の回転部に回転数差を生じさせることにより、左右の前記駆動部を異なる前記駆動力で駆動させる請求項１～請求項３の何れか１項に記載の草刈り機。
6. 走行路の斜面における勾配を推定する勾配推定部と、該勾配推定部により推定された前記勾配の情報を出力し、かつ他の機器と通信する第１通信部と、を含む外部機器と、
   該外部機器とは別体で構成され、
   前記第１通信部から出力された信号を受信し、かつ他の機器と通信する第２通信部と、左右両側にそれぞれ設けられ各々別駆動される駆動部と、前記第２通信部により受信された前記勾配の情報に基づいて、前記斜面を横切る方向に進行する際に前記斜面においてずり落ちないように左右の前記駆動部を異なる駆動力で駆動させる駆動制御部と、３軸加速度センサを有するセンサ部と、を含む草刈り機と、を含み、
   前記勾配推定部は、前記センサ部により取得された加速度情報に基づいて前記勾配を推定する第１の推定と、前記走行路に対して予め取得された撮影画像における点群データの高さ情報に基づいて前記撮影画像における単位領域の勾配を推定する第２の推定とを行い、
   前記駆動制御部は、前記第１の推定により推定される勾配と取得したロール角との角度差が予め定められた値以上の場合に、前記第１の推定により推定される勾配と前記第２の推定により推定される勾配とを切り替えて使用する草刈りシステム。
7. 走行路において３軸加速度センサを有するセンサ部により取得された加速度情報に基づいて前記走行路の斜面における勾配を推定する第１の推定と、前記走行路に対して予め取得された撮影画像における点群データの高さ情報に基づいて前記撮影画像における単位領域の勾配を推定する第２の推定とを行い、
   左右両側にそれぞれ設けられ各々別駆動される駆動部を含む草刈り機において、前記第１の推定により推定される勾配に応じて、前記斜面を横切る方向に進行する際に前記斜面においてずり落ちないように左右の前記駆動部を異なる駆動力で駆動させ、当該勾配と取得したロール角との角度差が予め定められた値以上の場合に、前記第２の推定により推定される勾配に応じて、前記斜面を横切る方向に進行する際に前記斜面においてずり落ちないように左右の前記駆動部を異なる駆動力で駆動させる草刈り機の駆動制御方法。

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