JP7329082B2 - 散乱物回収システム - Google Patents

Description

本発明は、例えばゴルフボール、テニスボール、木の実、容器等の、地面上に落下して散乱している物（散乱物）を走行しながら拾い上げて回収する作業を行う自律走行式回収機を備えた散乱物回収システムに係り、特に、位置情報を利用して散乱物の回収作業を効率良く行うことができるようにされた散乱物回収システムに関する。

例えば、特許文献１、２に所載のように、ゴルフ練習場等において、地面上に散乱した多数のゴルフボールを走行しながら回収するボールピッカー等と呼ばれる自律走行式（自走式とも称する）ボール回収機が知られている。

かかるボール回収機は、通常、上記特許文献１、２にも見られるように、地面上を転動することにより地面上からボールを拾い上げるボール回収輪と、このボール回収輪で拾い上げられたボールが送り込まれて貯められる回収タンクとを備える。

ボール回収機としては、電動式や牽引式や手押し式のものが多く使用されており、また、ボール回収輪としては、特許文献３に所載のように、多数の環状溝からなる多条溝を形成する所定枚数のディスクを有し、各環状溝内に地面上のボールを拾い上げるための多数のボールポケットが周方向に沿って等角度間隔で形成されているものが知られている。

特許第２９６３５７１号公報 国際公開第００／７８４１０号 実開昭５０－５３０６１号公報 特開２００８－２２０９３５号公報

上記した如くの自律走行式ボール回収機が用いられた従来の散乱物回収システムでは、作業領域（ボールが落ちている可能性のある領域）全体をボールの有無に関係なく満遍なく走行してボール回収作業を行っているので、無駄な走行が多くなり、ボール回収作業効率が悪かった。

そこで、最近、ボール回収作業を効率的に行うため、ボールの散乱（分布）状況、ボール密集領域等を把握することが考えられている。例えば、特許文献４に所載のように、ボール回収作業前にボール密度分布情報を収集し、ＧＰＳを利用して作業領域における当該ボール回収機の位置を検出しながら、ボールの分布率（密度）が高い領域からボール回収作業を行うものが既知である。

しかし、特許文献４では、ボール回収作業を効率的に行うための具体的手段は明らかではない。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、走行式回収機の無駄な走行を減らして散乱物の回収作業を効率良く行うことができるようにされた、信頼性の高い費用対効果に優れた散乱物回収システムを提供することにある。

上記目的を達成すべく、本発明に係る散乱物回収システムは、基本的には、作業領域内を走行しながら該作業領域内に散乱した散乱物を拾い上げて回収する作業を行う走行式回収機を備え、前記作業領域内において前記走行式回収機に回収作業を行わせる仮想作業領域を設定する仮想作業領域設定部を備えることを特徴としている。

好ましい態様では、前記走行式回収機から回収した散乱物を下ろして収集する収集場所の位置等に基づいて、前記仮想作業領域を設定する。

他の好ましい態様では、前記仮想作業領域に基づいて、前記走行式回収機から回収した散乱物を下ろして収集する収集場所等が設定される。

本発明に係る散乱物回収システムでは、例えば、作業領域Ｗ内のボールの分布状況を取得し、該取得されたボール分布状況を用いて、作業領域Ｗ内の、ボールが比較的密集していてかつボール収集場所の近傍に、仮想作業領域Ｚ（仮想優先作業領域Ｚａ）を設定し、該仮想作業領域Ｚ（仮想優先作業領域Ｚａ）を他の領域よりも優先して走行式回収機に回収作業を行わせるようにされるので、ボールが比較的密集している部分が優先されて回収作業が行われるとともに、回収作業現場とボールの収集場所とが近くなって、無駄な走行が少なくなり、ボール回収作業効率が向上する。

本発明に係る散乱物回収システムの一実施形態に用いられる自律走行式回収機としてのボール回収機の一例を示す、機体カバーを省略した断面図。 図１中のボール回収輪の一部の拡大斜視図。 図１中のボール回収輪の拡大断面図。 実施形態におけるボール回収機に配備されるコントローラ及び管理用サーバーの処理内容の説明に供される機能ブロック図。 実施形態における作業領域のボール分布状況の説明に供される図。 実施形態において図５のボール分布状況に基づいて作成されたボール密度分布マップを示す図。 実施形態においてボール密度分布マップをコンピュータの演算処理により作成する場合の説明に供される図。 実施形態において仮想作業領域の説明に供される模式図。 実施形態において収集場所の「近傍」の定義説明に供される図。 自律走行式ボール回収機をパターン走行させて回収作業を行っている様子を示す模式図。 自律走行式ボール回収機をランダム走行させて回収作業を行っている様子を示す模式図。 実施形態において回収溝の構造説明に供される模式図。

以下、本発明の一実施形態を図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明に係る散乱物回収システムの一実施形態に用いられる自律走行式回収機としてのボール回収機の一例を示す概略構成図、図２は、図１中のボール回収輪の一部の拡大斜視図、図３は、図１中のボール回収輪の拡大断面図である。

図示例のボール回収機１は無人自律走行式のものであり、多数のボールが散乱している地面上を自走しながら、ボールを回収する作業を行うものである。このボール回収機１は、典型的には、打ち放しのゴルフ練習場で地面に散乱した多数のゴルフボールを回収する作業に用いられる。

ここで、本実施形態の散乱物回収システムが使用されるゴルフ練習場では、図５に示される如くに、ゴルフボールが散乱すると予想される領域が予め作業領域Ｗとして設定され、この作業領域Ｗ内の外周部の所定位置にドロップピットと呼ばれる穴状の収集場所６６が設けられるとともに、この収集場所６６には充電設備６７が併設されているものとする。

ボール回収機１は、地面上を移動可能な機体としての走行機体６と、ボール回収輪５と、ボール解放部材（スクイーザとも称する）７と、回収タンク８と、それらを覆う不図示の機体カバーと、を備える。

走行機体６は、フレーム９と、このフレーム９の後部に配設される左右一対の駆動車輪１０、１０と、この駆動車輪１０、１０を駆動する走行モータ１５、１５と、該走行モータ１５等の電源となるバッテリ１４と、フレーム９の前部に配設される左右一対の舵取り車輪１２、１２と、舵取り車輪１２、１２を制御する舵取り調整部１３等を備える。走行モータ１５、１５によって駆動車輪１０、１０が回転駆動されることで走行機体６が移動し、所定のプログラムに従って自動制御されることで、ボール回収が必要な領域内を余すところなく走行するように走行機体６の走行方向等が自動的に変更される。

前記走行モータ１５、１５やバッテリ１４等の上側で不図示の機体カバーの下側には、位置情報を得るためにＧＰＳ等の衛星測位システムの信号を受信するアンテナ付きの信号受信部４４が設けられ、この信号受信部４４に隣接して走行制御等を行うコントローラ５０（後で詳述）が配備されている。コントローラ５０には、信号受信部４４で受信した信号に基づいて当該ボール回収機１の位置情報（緯度、経度情報）を取得する位置情報取得部５４等（図４）が機能的に備えられている。

ボール回収輪５は、ボール回収機１の前後方向において、一対の舵取り車輪１２、１２と一対の駆動車輪１０、１０との間に配設される。ボール回収輪５は、走行機体６の左右方向に延びる軸線Ｘを中心として遊転自在であり、自重で外周面が地面Ｇに常時接触するようにフレーム９に支持される。そして、ボール回収輪５は、走行機体６が前進走行することにより地面Ｇを転動しながら、地面Ｇに散乱している多数のボールＢを回収する。

図２に示される如くに、ボール回収輪５は、外周に環状の（多数の環状溝１７からなる）多条溝１６を備える。この多条溝１６を構成する各環状溝１７内には、弾性によってボールＢの出入りを許容するボールポケット１８が周方向に沿って連続的に形成される。各ボールポケット１８は、図１に示される如くに、ボールＢを一つだけしか保持できない大きさである。そして、隣り合う環状溝１７、１７の各ボールポケット１８が環状溝１７の周方向に所定角度ずつずれた位置となるように形成される。

ボール回収輪５は、同一構成の多数のディスク１９の集合により形成され、隣り合うディスク１９、１９同士の間に等間隔で環状溝１７が形成される。各ディスク１９は、片面にスペーサ２０付きの複数本の取付軸部２１を備え、もう片面に取付軸部２１を受け入れる軸部受入孔（図示省略）を備える。そして、隣り合うディスク１９、１９同士の取付軸部２１と軸部受入孔とを結合させることで、多数のディスク１９が等間隔で集積される。隣り合うディスク１９、１９同士の間には、スペーサ２０によって環状溝１７が形成される。各ディスク１９の中央には、支軸２２（図１参照）を受け入れるボス部２３が形成され、ボス部２３の集合によりボール回収輪５に支軸挿通孔２４が形成される。この支軸挿通孔２４に挿通される支軸２２（図１参照）はフレーム９に回動自在に支持される。

前記ボール解放部材７は、図３に示される如くに、全体として櫛歯形の部材であり、走行機体６の左右方向に延びる基部２５と、この基部２５から互いに等間隔で平行に延びる多数のボール解放突起２６と、を備える。ボール解放突起２６の間隔はボール回収輪５のディスク１９（換言すれば、環状溝１７）の間隔と同一である。ボール解放部材７の基部２５はボール回収輪５の上方位置でフレーム９に固定され、各ボール解放突起２６はボール回収輪５の各環状溝１７内へと突入している。すなわち、櫛歯状のボール解放部材７が多条溝１６を構成する各環状溝１７へ突入状態で配設されている。

ボール解放部材７の基部２５の下面には、ボール解放突起２６によってボールポケット１８から解放されるボールＢの数をカウントする接触式のカウントセンサ２７が接着等の手法で固着されている。このカウントセンサ２７は、非接触であってもよい。カウントセンサ２７は、ボール解放部材７のボール解放突起２６と、各ディスク１９の両面に放射方向に形成され、環状溝１７を周方向において等角度間隔に仕切ることでボールポケット１８を画成する仕切り凸条３１とによってボール回収輪５（のディスク１９）の放射方向に案内されるボールＢの軌道上に配設されている。

ボール解放部材７の後方には、底板８ａ、側板８ｂ、前板８ｄ等からなる回収タンク８が配設される。回収タンク８の側板８ｂは、走行機体６のフレーム９に支持されており、ボール解放部材７によってボール回収輪５から解放されるボールＢを収容する。回収タンク８の底板８ａは上下に平行移動できるように取り付けられており、下方のボール排出位置へと移動させることで、回収タンク８の底板８ａと後板２８との間に隙間ができ、この隙間からボールＢが排出される。また、回収タンク８には、回収された複数のボールＢで満杯になったことを検出するためのフルタンクディテクタ（図示省略）が（揺動自在に）設けられている。

かかる構成のもとで、図３に示される如くに、走行機体６が前進走行すると、地面Ｇに常時接触している遊転自在なボール回収輪５が図３で見て反時計回りに回転する。これにより、地面Ｇに多数散乱しているボールＢがボールポケット１８の弾性変形性によってボールポケット１８内に入り込んで保持される（すなわち、地面上のボールＢが拾い上げられる）。ボールポケット１８に保持されたボールＢは、走行機体６の前進に伴うボール回収輪５の回転により上方へと移送され、ボール解放部材７のボール解放突起２６に押し当てられる。ボール回収輪５のさらなる回転により、ボールポケット１８内のボールＢは、ボール回収輪５の回転方向後方の仕切り凸条３１に沿って上方へと案内され、ボール解放部材７の基部２５の下面に取り付けられたカウントセンサ２７に衝接した後に、回収タンク８内へと送られて落下する。

以上の構成に加えて、本実施形態の散乱物回収システムでは、図４に示される如くに、ボール回収機１内にコントローラ５０が配備されるとともに、ボール回収機１外にＰＣ等で構成される管理用サーバー７０が備えられ、それらコントローラ５０と管理用サーバー７０等でボール回収機１によるボール回収作業を管理するための回収機管理部８０が構成されている。

コントローラ５０は、ＣＰＵ、入出力回路、記憶部（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性メモリ、ＨＤＤ、ＳＳＤ等）を備える。記憶部には、プログラムおよび各種データが記憶され、この記憶部に記憶されている所定のプログラムを実行することによって、自律走行制御や位置情報取得等の所要の機能処理部として機能する。

上記ボール回収機１（コントローラ５０）と管理用サーバー７０には、それらを無線回線（例えば無線ＬＡＮ）で繋ぐための送受信部（不図示）が設けられている。

ここで、本実施形態の主目的は、ボール回収作業効率等を向上させることであり、この主目的を達成すべく、次のような概略構成となっている。

すなわち、信号受信部４４で受信される信号やカウントセンサ２７から得られる検出信号を用いて、前記作業領域Ｗ内で各ボールを拾った実際の位置を特定し、該特定された各ボールの実際の位置情報を利用して、作業領域Ｗ内のボールの分布状況を取得し、この取得されたボール分布状況に基づいて、ボールの密集度合いが異なる複数の密集領域を含むボール密度分布マップを作成し、このボール密度分布マップを用いて、作業領域Ｗ内の、ボールが比較的密集していてかつ前記収集場所６６（図５）の近傍位置に、他の領域よりも優先してボール回収機１に回収作業を行わせる仮想作業領域Ｚを設定するようになっている。

かかる概略構成の本実施形態の散乱物回収システムを以下に詳細に説明する。

本実施形態では、ボール回収機１を管理すべく、コントローラ５０と管理用サーバー７０等からなる回収機管理部８０を備え、コントローラ５０は、図４に機能ブロックで示されているように、計時部５１と、回転速度算出部５２と、ボールカウント部５３と、位置情報取得部５４と、修正用情報取得部５６と、ボール位置特定部５７と、位置情報記憶部５８と、走行制御部６０とを機能的に備える。

計時部５１は、コントローラ５０の電源ＯＮ（起動）で計時を開始し、電源ＯＮ中は継続して経過時間を計測し、電源ＯＦＦで計時を終了する。この計時部５１の１計測単位は例えば１０μｓであり、計時部５１からは「時刻」に相当するコントローラ５０起動時点からの経過時間が１０万分の１秒単位で得られる。

回転速度算出部５２は、ディスク１９の回転速度を検出するディスク回転数センサ４３からの信号に基づいてボール回収輪５の回転速度（もしくはそれに等価なボール回収機１の走行速度）を算出し、算出した回転速度（もしくは走行速度）を修正用情報取得部５６に送る。

ボールカウント部５３は、カウントセンサ（圧力センサ）２７からの信号が予め定められた閾値を越えたか否かを判定し、閾値を越えたと判定された場合にはボールが回収されたとしてボール回収個数をカウントアップするとともに、カウントアップした旨及び閾値越え時点を修正用情報取得部５６に送る。さらにボール回収作業中にボールカウント数（集計数）が一定数に達すると（回収タンクが満杯になったと推定されると）、その旨を走行制御部６０に送る。なお、ボールカウント数（集計数）や回収タンクが満杯になった旨等は、管理用サーバー７０にも送られる。

位置情報取得部５４は、信号受信部４４で受信した信号に基づいて当該ボール回収機１の位置情報を所定時間毎に（例えば１００分の１秒毎に）取得し、取得した位置情報を修正用情報取得部５６に送る。

修正用情報取得部５６は、ボールを拾った実際の位置を求めるべく、ボールがカウントセンサ２７に当たってカウントされた時点での当該ボール回収機１の位置情報を修正するための情報を取得する。修正するための情報としては、ボールがボール回収輪５により地面上から拾い上げられてカウントセンサ２７に当たってカウントされるまでの当該ボール回収機１の移動距離Ｌａ（ボールＢａ－支軸２２－ボールＢｅで形成される中心角θ分のボール回収輪５の外周円弧長Ｌａ）、ボールがボール回収輪５により地面上から拾い上げられてカウントセンサ２７に当たってカウントされるまでに要した時間長Ｊａ、前記位置情報取得部５４から得られる位置情報、当該ボール回収機１の走行方向、当該ボール回収機１の走行速度又はボール回収輪５の回転速度等を使用する。

ボール位置特定部５７は、修正用情報取得部５６で取得された情報を使用してボールがカウントセンサ２７に当たってカウントされた時点での当該ボール回収機１の位置情報を修正して、ボールを拾った実際の位置（ボールの実位置情報）を得る。

詳しくは、ボールがボール回収輪５により地面上から拾い上げられてカウントセンサ２７でカウントされるまでの当該ボール回収機１の移動距離Ｌａ、又は、ボールがボール回収輪５により地面上から拾い上げられてカウントセンサ２７でカウントされるまでに要した時間長Ｊａを使用してボールを拾った実際の位置を求める。

例えばボールがカウントセンサ２７に当たってカウントされた時点での当該ボール回収機１の位置情報から、ボールがボール回収輪５により地面上から拾い上げられてカウントセンサ２７に当たってカウントされるまでの当該ボール回収機１の移動距離Ｌａ分を、そのときの当該ボール回収機１の走行方向とは逆方向に反映させる（戻す）ことにより、ボールを拾った実際の位置を求める。

あるいは、例えばボールがカウントセンサ２７に当たってカウントされた時点から、ボールがボール回収輪５により地面上から拾い上げられてカウントセンサ２７に当たってカウントされるまでに要した時間長Ｊａ分を遡った時点での当該ボール回収機１の位置情報を得て、これをボールを拾った実際の位置とする。これにより、ボールの地面上の位置を正確に求めることができる。

位置情報記憶部５８は、ボール位置特定部５７で修正されたボールの実位置情報を記憶し、記憶されたボールの実位置情報を管理用サーバー７０に送信する。送信時期としては、ボールを１個回収毎に送信してもよいし、ステーション６５に戻ったときにまとめて送信してもよいし、作業終了時にまとめて送信してもよい。なお、上記のようにボールの実位置情報を当該ボール回収機１のための管理用サーバー７０に送信して保存する形態の他、例えばコントローラ５０に抜き差し可能なメモリカード等の外部記憶装置にボールの実位置情報を保存するようにしてもよい。

走行制御部６０は、管理用サーバー７０から送られて来る、後述の仮想作業領域、運行スケジュール等に従ってボール回収機１を走行させるべく、左右の走行モータ１５、１５の駆動回路６２、６２等に制御信号を送って操向制御、速度制御等を行う。また、前記ボールカウント部５３からボールカウント数（集計数）が一定数に達した満杯情報が送られると、ボール回収機１にボール回収作業を中断させて最寄りの収集場所６６に行かせ、回収タンク８内のボールをその収集場所６６に荷下ろしさせて、再びボール回収作業を続行させる。なお、収集場所６６に行かせたときは、必要に応じて、収集場所６６に併設された充電設備６７でバッテリ１４の充電を行わせる。

一方、前記管理用サーバー７０は、図４に機能ブロックで示されているように、ボール分布状況取得部７１と、ボール密度分布マップ作成部７２と、仮想作業領域設定部７３と、運行管理部７５とを機能的に備えるとともに、入力装置７７（マウス、タッチペン、キーボード、タッチパッド等）と表示装置７８とが接続されている。

ボール分布状況取得部７１は、位置情報記憶部５８から送られて来るボールの実位置情報を用いて、図５にその一例が模式的に示されている如くに、作業領域Ｗ内の各ボールＢの実位置（緯度、経度）に、それぞれ例えば○をプロットすることでボール分布状況を取得する。

ボール密度分布マップ作成部７２では、上記ボール分布状況に基づいて、例えば、図６に示される如くの、高密度領域Ｍａ（ボールが密集する領域）、低密度領域Ｍｂ（ボールがあまり密集しない領域）、及び過疎領域Ｍｃ（ボールがほとんど密集しない領域）の３領域からなるボール密度分布マップＭを作成する。なお、ボール密度分布マップＭの区分は、これに限られないことは勿論である。

ボール密度分布マップＭの作成は、ユーザーの手入力による作成と、コンピュータの演算処理による自動作成とがあり、本実施形態では、どちらで作成するかは、ユーザーが入力装置７７を操作することで選択できるようになっている。

ユーザーの手入力による場合は、表示装置７８の画面上に図５に示される如くにボールＢの画像（○）を表示して、前記入力装置７７で、図６に示される如くに、目見当で、密集度合いが比較的高いボールＢの集合部分を囲む線を入力し、その線で囲まれた閉領域を高密度領域Ｍａとし、続いて、前記高密度領域Ｍａの外側の密集度合いが比較的低いボールＢの集合部分を囲む線を入力し、その線で囲まれた閉領域のうちの前記高密度領域Ｍａを除いた部分（閉領域内に高密度領域Ｍａが無い場合は入力した閉領域そのもの）を低密度領域Ｍｂとし、作業領域Ｗのうちの前記高密度領域Ｍａ及び低密度領域Ｍｂを除いた、ボールＢがほとんど存在しない部分を過疎領域Ｍｃとする。

一方、コンピュータの演算処理による自動作成の場合は、図７に前記高密度領域Ｍａを設定する場合が概念的に例示されているように、ボールＢの実位置（緯度、経度）に画像（○）がプロットされた作業領域Ｗを、（Ｘ方向の幅Ｘ１）×（Ｙ方向の幅Ｙ１）の単位区域に分け、各単位区域内のボールＢの個数をカウントし、単位区域当たりのボール個数が設定個数（α個）以上になる単位区域を連続して繋げた閉領域（ハッチングが施された領域）を高密度領域Ｍａとする。同様に、単位区域当たりのボール個数が設定個数（α個より少ないβ個）以上になる単位区域を連続して繋げた閉領域のうちの前記高密度領域Ｍａを除いた部分（閉領域内に高密度領域Ｍａが無い場合は算出した閉領域そのもの）を低密度領域Ｍｂとする。作業領域Ｗのうちの前記高密度領域Ｍａ及び低密度領域Ｍｂを除いた、ボールＢがほとんど存在しない部分を過疎領域Ｍｃとする。

このようにして作成されたボール密度分布マップＭのデータは、仮想作業領域設定部７３、運行管理部７５で使われるとともに、コントローラ５０の走行制御部６０でも使われる。

なお、演算処理によって高密度領域Ｍａ等を設定する手法としては、上記のように予め設定された単位区域当たりのボール個数を使う手法の他、例えば、隣接する２個のボール間の距離が設定距離以下であるボールの集合体を特定し、それを高密度領域Ｍａ等に設定する手法、予め設定された高密度領域Ｍａ等の領域（サイズ）内でボール個数又はボール密度が最大となる領域を特定し、それを高密度領域Ｍａ等に設定する手法等もある。

仮想作業領域設定部７３は、上記ボール密度分布マップＭを用いて、図８に示される如くの仮想作業領域Ｚを設定する。仮想作業領域Ｚの設定も、ユーザーの手入力によって設定する場合と、コンピュータの演算処理によって自動で設定する場合とがある。本実施形態では、コンピュータの演算処理によって自動で設定する場合を説明する。詳しくは、作業領域Ｗ内の、ボールが比較的密集して、かつ、前記収集場所６６の近傍となる位置に、他の領域よりも優先してボール回収機１に回収作業を行わせる仮想優先作業領域Ｚａを設定し、この仮想優先作業領域Ｚａの周りに非優先作業領域Ｚｂや非作業領域Ｚｃを設定する。ここでは、仮想優先作業領域Ｚａは、ボール密度分布マップＭにおける高密度領域Ｍａの全部と低密度領域Ｍｂにおける収集場所６６の近傍部分を合わせた領域とされ、ボール密度分布マップＭの低密度領域Ｍｂにおける残り部分が非優先作業領域Ｚｂとされ、作業領域Ｗにおいて仮想優先作業領域Ｚａと非優先作業領域Ｚｂ以外は、非作業領域Ｚｃとされている。

なお、収集場所６６の「近傍」とは、仮想優先作業領域Ｚａの面積が２：１（ａ：ｂ）となる、収集場所６６を中心とした円（図９中、破線で表記）を描いた際に、仮想優先作業領域Ｚａの方が作業領域Ｗのその他の領域（ｃ）よりも広くなるような位置を意味する。

なお、上記実施形態では、仮想作業領域Ｚ（仮想優先作業領域Ｚａ）は、コンピュータの演算処理によって自動で設定するようにされているが、ユーザーが手入力によって設定する場合は、上記ボール密度分布マップＭの場合と同様にして、表示装置７８の画面上に、例えば図５に示される如くにボールＢの画像（○）とボールの収集場所６６を表示して、前記入力装置７７で、領域指定したい範囲（仮想優先作業領域Ｚａ等）を囲む線を入力するか、領域指定したい範囲（仮想優先作業領域Ｚａ等）が例えば矩形であればその四隅の位置を指定すればよい。

運行管理部７５は、ボール回収作業効率等を向上させるべく、仮想優先作業領域Ｚａを他の領域より優先して、より具体的には、仮想優先作業領域Ｚａにおけるボール回収機１の走行割合（走行時間、走行距離等）が他の領域より大きくなるように、ボール回収機１の作業スケジュール（のプログラム）や走行方法・走行態様を立案して、それを、例えば１日毎に当日の回収作業前にコントローラ５０に送る。

コントローラ５０（の走行制御部６０）は、管理用サーバー７０から送られて来る作業スケジュール等に従って、ボール回収機１を、仮想優先作業領域Ｚａに向かわせて走行経路Ｒに沿ってスタート地点Ｓから必要に応じて終点Ｅまでパターン走行（図１０）あるいはランダム走行（図１１）させる制御を行う。これにより、ボール回収機１は、走行しながらボール回収輪５で地面上のボールを拾い上げて回収タンク８に回収する。

ここで、仮想優先作業領域Ｚａを他の領域より優先させる、より具体的には、仮想優先作業領域Ｚａにおけるボール回収機１の走行割合（走行時間、走行距離等）が他の領域より大きくなるようにする手法としては、パターン走行で回収作業を行う場合に折り返し幅を、仮想優先作業領域Ｚａを通るときは最も狭くする（例えばボール回収輪５の横幅分弱とする）等の走行方法・走行態様を変える手法の他、作業スケジュールを調整して仮想優先作業領域Ｚａの作業回数（対象領域をくまなく走行して回収作業し終えたとき、その対象領域の作業回数を１回と数える）や作業時間を他の領域より多くすることが挙げられる。この場合に、仮想優先作業領域Ｚａに座標等の開始ポイントにボール回収機１を向かわせてもよい。また、仮想優先作業領域Ｚａの作業の途中のポイントでボール回収機１がボールの収集場所６６へ戻った際には、その作業の途中のポイントを開始ポイントとなるように設定してもよい。

以上の説明から明らかなように、本実施形態の散乱物回収システムでは、信号受信部４４で受信される信号とカウントセンサ２７から得られる検出信号を用いて、作業領域Ｗ内で各ボールを拾った実際の位置を特定し、該特定された各ボールの実際の位置情報を利用して、作業領域Ｗ内のボールの分布状況を取得し、該取得されたボール分布状況を用いて、作業領域Ｗ内の、ボールが比較的密集してかつ前記収集場所６６の近傍に、仮想作業領域Ｚ（仮想優先作業領域Ｚａ）を設定し、該仮想作業領域Ｚ（仮想優先作業領域Ｚａ）を他の領域よりも優先して、より具体的には、仮想優先作業領域Ｚａにおけるボール回収機１の走行割合（走行時間、走行距離等）が他の領域より大きくなるように、作業スケジュール（のプログラム）や走行方法・走行態様を立案して、ボール回収機１に回収作業を行わせるようにされるので、ボールが比較的密集している部分が優先されて回収作業が行われるとともに、回収作業現場とボールの収集場所６６とが近くなって、無駄な走行が少なくなり、ボール回収作業効率が向上する。

ボール回収作業効率が向上すると、ボールストック数を減らせる等、施設の運用コストの削減を図ることができるとともに、ボール回収個数に対するバッテリの消費量（消費電力）が小となって充電回数が減り、これによってエネルギコストを低く抑えることができるとともに、作業効率をさらに向上させることができる。

なお、上記実施形態では、ボール回収機１から回収したボールを下ろして収集する収集場所６６を基準にして、仮想作業領域Ｚ（仮想優先作業領域Ｚａ）を設定するようにされているが、収集場所６６に代えて、ボール回収機１を充電する充電設備６７の位置（例えば収集場所６６に併設）、ボールが放出される位置（例えばティーポット）、及びボールが目標とされる位置（例えばグリーン）の少なくとも一つを基準としてもよい。この場合も、前記仮想作業領域設定部７３は、前記充電設備６７の位置、前記放出される位置、及び前記目標とされる位置の少なくとも一つに基づいて、前記仮想作業領域Ｚ（仮想優先作業領域Ｚａ）を設定する。あるいは、前記作業領域Ｗと、前記充電設備６７の位置、前記放出される位置、及び前記目標とされる位置の少なくとも一つが表示装置７８に画面表示され、ユーザーが、前記作業領域Ｗと、前記充電設備６７の位置、前記放出される位置、及び前記目標とされる位置の少なくとも一つに基づいて、前記仮想作業領域Ｚ（仮想優先作業領域Ｚａ）を指定する。

かかる場合の態様では、前記収集場所６６、前記充電設備６７、及び前記目標とされる位置の少なくとも一つと、前記仮想作業領域Ｚ（仮想優先作業領域Ｚａ）とが近傍に設定されてもよい。

また、この場合に前記仮想作業領域Ｚ（仮想優先作業領域Ｚａ）を設定するに当たっては、前記収集場所６６、前記充電設備６７、及び前記目標とされる位置の少なくとも一つの周囲に画成される近傍領域と前記作業領域Ｗ内に（ユーザー等により）予め画成された仮想領域とを重ね合わせてそれらの重畳部分を前記仮想作業領域Ｚ（仮想優先作業領域Ｚａ）とするようにしてもよい。

また、かかる場合の他の態様では、前記放出される位置と前記仮想作業領域Ｚ（仮想優先作業領域Ｚａ）とを遠方に設定するようにされてもよい。

一方、上記実施形態では、収集場所６６を基準にして、仮想作業領域Ｚ（仮想優先作業領域Ｚａ）を設定するようにされているが、逆に、仮想作業領域Ｚ（仮想優先作業領域Ｚａ）を基準にして、前記収集場所６６、前記充電設備６７の場所を設定するようにしてもよい。

この場合、管理用サーバー７０が前記収集場所６６を設定する収集場所設定部及び前記充電設備６７の場所を設定する充電設備設定部の少なくとも一つを備え、前記収集場所設定部及び前記充電設備設定部の少なくとも一つが、前記仮想作業領域Ｚ（仮想優先作業領域Ｚａ）に基づいて、前記収集場所６６及び前記充電設備６７の少なくとも一つを設定するようにされる。あるいは、前記作業領域Ｗと前記仮想作業領域Ｚ（仮想優先作業領域Ｚａ）が表示装置７８に画面表示され、ユーザーが、前記作業領域Ｗと前記仮想作業領域Ｚ（仮想優先作業領域Ｚａ）に基づいて、前記収集場所６６及び前記充電設備６７の少なくとも一つを指定するようにされる。

この場合も、前記収集場所６６は前記仮想作業領域Ｚ（仮想優先作業領域Ｚａ）の近傍に設定されてもよい。

また、他の態様として、複数の仮想作業領域Ｚ（仮想優先作業領域Ｚａ）が設定されるとともに、それらの仮想作業領域Ｚ（仮想優先作業領域Ｚａ）に対応して（複数の）収集場所６６が設定されてもよい。

かかる場合、前記回収機管理部８０は、前記仮想作業領域Ｚ（仮想優先作業領域Ｚａ）内で回収されたボールの個数（数量）が所定個数に到達したとき（回収タンクが満杯になったと推定されるとき）、前記ボール回収機１を、前記複数の収集場所６６のうちの、その時点で最も近い収集場所６６に走行させて前記収集場所６６にボールを下ろさせるようにされる。

また、前記収集場所６６として、作業領域Ｗ内もしくは作業領域Ｗの外周の一部ないし全部に沿うように設けられた、例えばボール複数個分の幅の溝からなる回収溝６８（図１２参照）であってもよい。回収溝６８に回収されたボールは、下流に設けられた相対的に大きな収集場所である大タンクに流れて収集される。すなわち、本実施形態は、収集場所６６の一種である回収溝６８を基準にして、仮想作業領域Ｚ（仮想優先作業領域Ｚａ）を設定するようにしてもよいし、逆に、仮想作業領域Ｚ（仮想優先作業領域Ｚａ）を基準にして、回収溝６８の場所を設定するようにしてもよい。

また、別の態様として、ボール回収機１が複数備えられ、これら複数のボール回収機１が同時にもしくは個別に少なくとも一つの作業領域Ｗ内でボール回収作業を行うようにしてもよい。

なお、ボール分布状況の取得、ボール密度分布マップの作成、仮想作業領域の設定等は、ボール回収機１のコントローラ５０で行ってもよいし、作業者がボールの実位置情報を基に行ってボール回収機１のコントローラ５０や管理用サーバー７０に入力してもよい。

また、上記実施形態では、例えばＧＰＳ等の衛星測位システムにより検出された位置において、拾い上げられた各ボールが回収されたことを検出する（回収された各ボールの位置を検出する）ためのセンサとして、ボール回収機１が、回収タンク８内のボールの数をカウントするカウントセンサ２７を備え、そのカウントセンサ２７がボールを回収したことを逐次検知して、各ボールの位置を特定する例を説明した。ただし、ボール回収機１は、回収タンク８内のボールの重さを測る重量センサと、その重量センサでボールを回収したことを検知して、各ボールの位置を特定するセンサとを備える形態でもよい。また、ボール回収機１は、回収タンク８内のボールの数をカウントするセンサと、そのセンサでボールを回収したことを検知して、各ボールの位置を特定するセンサとを備える形態でもよい。このようなセンサとしては、ボタンのような物理的に検知する方法や、レーザーで検知する方法や、カメラの画像で検知する方法等が考えられる。また、ＩＣチップ入りの高価なボールでなくとも、検知できる態様が好ましく、その場合に、そのセンサでボールを回収したことを検知するとよい。特に、ボール回収機１は無人自律走行式がよい。

また、ボール回収機１が用いられる場所（領域）や、回収するボールの種類等も、上記の例に限定されない。

上記実施形態では、回収する物（散乱物）がゴルフ練習場において打ち出されて地面上に散乱したゴルフボールの例を挙げて説明したが、本実施形態は、ゴルフボールに限られることはなく、回収する物（散乱物）がテニスボール、野球ボール等のスポーツ練習場において地面上に散乱したボール、木の実、容器等であっても同様に適用できる。

以上、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。また、上述の実施形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。

１ ボール回収機（走行式回収機）
５ ボール回収輪（回収部材）
６ 走行機体
７ ボール解放部材
８ 回収タンク
１９ ディスク
２７ カウントセンサ
４３ ディスク回転数センサ
４４ 信号受信部
５０ コントローラ
５１ 計時部
５２ 回転速度算出部
５３ ボールカウント部
５４ 位置情報取得部
５６ 修正用情報取得部
５７ ボール位置特定部
５８ 位置情報記憶部
６０ 走行制御部
６５ ステーション
６６ 収集場所
６７ 充電設備
６８ 回収溝
７０ 管理用サーバー
７１ ボール分布状況取得部
７２ ボール密度分布マップ作成部
７３ 仮想作業領域設定部
７５ 運行管理部
７７ 入力装置
７８ 表示装置
８０ 回収機管理部
Ｗ 作業領域
Ｍ ボール密度分布マップ（散乱物密度分布マップ）
Ｍａ 高密度領域
Ｍｂ 低密度領域
Ｍｃ 過疎領域
Ｚ 仮想作業領域
Ｚａ 仮想優先作業領域
Ｚｂ 非優先作業領域
Ｚｃ 非作業領域

Claims (19)

1. 作業領域内を走行しながら該作業領域内に散乱した散乱物を拾い上げて回収する作業を行う走行式回収機を備え、
   前記走行式回収機に、前記拾い上げられた散乱物が当接することで前記散乱物が拾い上げられて回収されたことを検出する接触式のセンサが設けられ、
   前記走行式回収機の位置情報と前記接触式のセンサから得られる検出信号を用いて特定された前記作業領域内で各散乱物を拾った実際の位置情報を利用して、前記作業領域内の散乱物の分布状況を取得する散乱物分布状況取得部と、前記作業領域内の散乱物の分布状況に基づいて、前記作業領域内において前記走行式回収機に回収作業を行わせる仮想作業領域を設定する仮想作業領域設定部と、を備えることを特徴とする散乱物回収システム。
2. 前記走行式回収機から回収した散乱物を下ろして収集する収集場所の位置、前記走行式回収機を充電する充電設備の位置、散乱物が放出される位置、及び散乱物が目標とされる位置の少なくとも一つに基づいて、前記仮想作業領域を設定することを特徴とする、請求項１に記載の散乱物回収システム。
3. 前記仮想作業領域設定部は、前記収集場所の位置、前記充電設備の位置、前記放出される位置、及び前記目標とされる位置の少なくとも一つに基づいて、前記仮想作業領域を設定することを特徴とする、請求項２に記載の散乱物回収システム。
4. 前記作業領域と、前記収集場所の位置、前記充電設備の位置、前記放出される位置、及び前記目標とされる位置の少なくとも一つが画面表示され、ユーザーが、前記作業領域と、前記収集場所の位置、前記充電設備の位置、前記放出される位置、及び前記目標とされる位置の少なくとも一つに基づいて、前記仮想作業領域を指定することを特徴とする、請求項２に記載の散乱物回収システム。
5. 前記収集場所、前記充電設備、及び前記目標とされる位置の少なくとも一つと、前記仮想作業領域とが近傍に設定されることを特徴とする、請求項３または４に記載の散乱物回収システム。
6. 前記収集場所、前記充電設備、及び前記目標とされる位置の少なくとも一つの周囲に画成される近傍領域と前記作業領域内に予め画成された仮想領域とを重ね合わせてそれらの重畳部分を前記仮想作業領域とすることを特徴とする、請求項５に記載の散乱物回収システム。
7. 前記放出される位置と前記仮想作業領域とを遠方に設定することを特徴とする、請求項３または４に記載の散乱物回収システム。
8. 前記走行式回収機から回収した散乱物を下ろして収集する収集場所を設定する収集場所設定部及び前記走行式回収機を充電する充電設備の場所を設定する充電設備設定部の少なくとも一つを備え、前記仮想作業領域に基づいて、前記収集場所及び前記充電設備の少なくとも一つが設定されることを特徴とする、請求項１に記載の散乱物回収システム。
9. 前記収集場所設定部及び前記充電設備設定部の少なくとも一つが、前記仮想作業領域に基づいて、前記収集場所及び前記充電設備の少なくとも一つを設定することを特徴とする、請求項８に記載の散乱物回収システム。
10. 前記作業領域と前記仮想作業領域が画面表示され、ユーザーが、前記作業領域と前記仮想作業領域に基づいて、前記収集場所及び前記充電設備の少なくとも一つを指定することを特徴とする、請求項８に記載の散乱物回収システム。
11. 前記収集場所が前記仮想作業領域の近傍に設定されることを特徴とする、請求項９または１０に記載の散乱物回収システム。
12. 前記作業領域内の散乱物の分布状況に基づいて、前記散乱物の密集度合いが異なる複数の密集領域を含む散乱物密度分布マップを作成する散乱物密度分布マップ作成部を備え、前記仮想作業領域は、前記散乱物密度分布マップに基づいて設定されることを特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載の散乱物回収システム。
13. 前記仮想作業領域設定部により設定された前記仮想作業領域を他の領域よりも優先して前記走行式回収機に回収作業を行わせる回収機管理部を備えることを特徴とする、請求項１から１２のいずれか一項に記載の散乱物回収システム。
14. 前記仮想作業領域設定部により設定された前記仮想作業領域は、複数であることを特徴とする、請求項１３に記載の散乱物回収システム。
15. 前記走行式回収機から回収した散乱物を下ろして収集する収集場所は複数あることを特徴とする、請求項１４に記載の散乱物回収システム。
16. 前記回収機管理部は、前記仮想作業領域設定部により設定された前記仮想作業領域内での回収した散乱物の数量が所定数量に到達したとき、前記走行式回収機を、前記複数の収集場所のうちの、その時点で最も近い収集場所に走行させて前記収集場所に前記回収した散乱物を下ろさせることを特徴とする請求項１５に記載の散乱物回収システム。
17. 前記走行式回収機から回収した散乱物を下ろして収集する収集場所は、前記作業領域内もしくは前記作業領域の外周の一部ないし全部に沿うように設けられた、前記走行式回収機から回収した散乱物を下ろして回収するための回収溝であることを特徴とする、請求項１から１６のいずれか一項に記載の散乱物回収システム。
18. 前記走行式回収機を複数備えることを特徴とする、請求項１４から１７のいずれか一項に記載の散乱物回収システム。
19. 前記走行式回収機は、ゴルフ練習場でゴルフボールを回収する自律走行式ボール回収機であることを特徴とする、請求項１から１８のいずれか一項に記載の散乱物回収システム。

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