JPWO2019159278A1

JPWO2019159278A1 - 作業機

Info

Publication number: JPWO2019159278A1
Application number: JP2019571875A
Authority: JP
Inventors: 恵二室
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2018-02-15
Filing date: 2018-02-15
Publication date: 2021-01-07
Anticipated expiration: 2038-02-15
Also published as: EP3739416A1; EP3739416A4; JP6982105B2; US20200359560A1; WO2019159278A1

Abstract

走行部を備える自走式の作業機であって、作業エリアのランドマークについての前記作業機の進行方向に対する方向を検出する検出部と、前記検出部による検出結果に基づいて、前記ランドマークに対する前記作業機の相対的な位置を特定する演算部と、を備える。

Description

本発明は、主に自走式の作業機に関する。

特許文献１には、自走式／無人走行型の作業機として芝刈機の構造が記載されている。この作業機は、作業エリア内で作業（芝刈）を自動で行う。特許文献１によれば、作業エリアは、電磁波を発生するエリアワイヤで区画されており、作業機は、エリアワイヤからの電磁波を検出することにより作業エリアを特定して該作業エリア内で作業を行う。

特許第５８２８７７６号

特許文献１によれば、作業機が作業エリアを特定するためのエリアワイヤを予め地面に設置しておく必要があるため、より簡便な構成が求められている。

本発明の目的は、作業機が作業エリアを特定することを比較的簡便な方法で実現することにある。

本発明の第１側面は作業機に係り、前記作業機は、走行部を備える自走式の作業機であって、作業エリアのランドマークについての前記作業機の進行方向に対する方向を検出する検出部と、前記検出部による検出結果に基づいて、前記ランドマークに対する前記作業機の相対的な位置を特定する演算部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、作業機は作業エリアを特定可能となる。

作業機の構成例を説明するための図である。作業機の作業態様の例を説明するための図である。作業機によるランドマークの検出方法の例を説明するための図である。作業機によるランドマークの検出方法の例を説明するための図である。ランドマークに対する作業機の相対的な位置の特定方法の例を説明するための図である。ランドマークに対する作業機の相対的な位置の特定方法の例を説明するための図である。ランドマークに対する作業機の相対的な位置の特定方法の例を説明するための図である。ランドマークに対する作業機の相対的な位置の特定方法の例を説明するための図である。作業機による自己位置の特定方法および作業方法の例を示すフローチャートである。

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。なお、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１は、実施形態に係る作業機１のシステム構成の例を示すブロック図である。作業機１は、走行部１１、作業部１２、検出部１３および制御部１４を備える。作業機１は、本実施形態では芝刈機とするが、他の実施形態として、除雪機であってもよいし、或いは、耕運機等の農作業用車両であってもよい。

走行部１１は、作業機１の前進、後退、旋回等の走行を実現する機構を含み、本実施形態では、車体（作業機１のボディ部）下方に配されたモータ１１１および車輪１１２を含む。このような構成により作業機１は自走式で走行可能であり、具体的には、モータ１１１により車輪１１２を駆動することにより作業機１が走行する。例えば、車輪１１２は左右に配され、モータ１１１は、それらを互いに等しい駆動量で正回転させることで作業機１を直進させ、それらの駆動量を異なるものにすることで作業機１を旋回させる。

作業部１２は、作業として芝刈を行うための機構を含み、本実施形態ではモータ１２１およびブレード１２２を含む。モータ１２１によりブレード１２２を駆動することにより芝刈が行われる。

検出部１３は、作業に必要な情報を検出するための機構を含み、本実施形態では姿勢センサ１３１、計測センサ１３２および撮像センサ１３３を含む。姿勢センサ１３１は、車体の姿勢を検出可能であり、例えばジャイロセンサ、Ｇセンサ、ＩＭＵ（ＩｎｅｒｔｉａｌＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＵｎｉｔ（慣性計測装置））等を用いて、走行中における車体の姿勢の変動量を検出する。計測センサ１３２は、作業に必要な計測を行い、例えばパルスセンサを用いて走行部１１による走行距離を計測する。撮像センサ１３３は、作業に必要な周辺環境を監視可能であり、例えばＣＣＤ／ＣＭＯＳイメージセンサ等を備えるカメラを用いて車体周辺に存する障害物等のオブジェクトを検出する。

制御部１４は、演算部１４１を含み、詳細については後述とするが、例えば、検出部１３による検出結果に基づいて走行部１１および作業部１２を制御するための信号処理を行う。本実施形態では、演算部１４１は、例えばＣＰＵ１４１１およびメモリ１４１２を含むＥＣＵ（電子制御ユニット）とするが、演算部１４１の機能はハードウェア及びソフトウェアの何れによって実現されてもよい。

上述の構成により、作業機１は、所定の制御シーケンスに基づいて作業エリア内の作業を実行するが、作業機１の構成は上述の構成に限られるものではなく、目的等に応じて、多様な変更が可能である。例えば、検出部１３は、車体に内蔵されたバッテリの残量を計測可能なバッテリセンサを更に含みうる。また、例えば、制御部１４は、遠隔操作器や携帯端末を用いてユーザ（作業機１の所有者）により入力されたコマンドを受信可能な外部インタフェース部を更に含みうる。

図２は、所定の作業エリアＲ_Ｗにおける作業機１の作業態様を説明するための模式図である。作業エリアＲ_ＷにはランドマークＭが設置されている。詳細については後述とするが、演算部１４１は、ランドマークＭを撮像センサ１３３により検出することで、車体の作業エリアＲ_Ｗ内における自己位置を特定する。

ランドマークＭとしては、作業エリアＲ_Ｗにおいて目印となる所定のオブジェクト（例えばポール等）が用いられる。ランドマークＭには、撮像センサ１３３が何れの方向から検出しているのかを視覚的に特定可能な構造的特徴が設けられるとよく、例えば、所定の模様が形成されてもよいし、或いは、所定の外装が設けられてもよい。

本実施形態では、２つのランドマークＭが設置されているものとするが、その数量は本例に限られない。例えば、作業エリアＲ_Ｗが比較的狭い場合にはランドマークＭの数量は１つでもよいし、作業エリアＲ_Ｗが比較的広い場合にはランドマークＭの数量は２以上となる。２以上のランドマークＭが設置される場合、それらは、撮像センサ１３３により区別して検出可能に構成される。

尚、ランドマークＭは、本実施形態では作業エリアＲ_Ｗ内に設置されるものとするが、作業エリアＲ_Ｗを作業中の作業機１が撮像センサ１３３により検出可能な位置に設置されていればよい。よって、ランドマークＭは作業エリアＲ_Ｗ外に設置されてもよい。

また、作業エリアＲ_Ｗには充電ステーションＳＴが設置されており、作業エリアＲ_Ｗ内の作業が完了した場合や、バッテリの残量が基準値より少なくなった場合には、作業機１は充電ステーションＳＴに帰還する。作業エリアＲ_Ｗにおける充電ステーションＳＴの位置を示す情報として、ランドマークＭに対する充電ステーションＳＴの相対的な位置を示す情報が、制御部１４（例えばメモリ１４１２）に予め登録されうる。作業機１は、この情報を参照しながらランドマークＭを検出することにより充電ステーションＳＴに帰還可能となる。

尚、上述の作業機１、ランドマークＭおよび充電ステーションＳＴは、まとめて「作業システム」と表現されてもよい。

図３Ａは、作業エリアＲ_Ｗを走行中の作業機１のランドマークＭの検出態様の一例を説明するための模式図である。本実施形態では、作業機１は、撮像センサ１３３としてのカメラを車体に対して回動ないし回転させながら作業エリアＲ_Ｗを走行し、ランドマークＭの検出方向ＤＤと、作業機１の進行方向ＦＷとが成す角度θを計測する。即ち、角度θは、作業機１の進行方向ＦＷを基準とするランドマークＭの方向を示す。

角度θの計測方向は上述の例に限られるものではない。例えば、他の実施形態として、図３Ｂに示されるように、電磁波を発生可能なビーコン（Ｂｅａｃоｎ）がランドマークＭとして用いられてもよく、その場合、検出部１３は、撮像センサ１３３の代わりに、電磁波センサ１３３’を含むとよい。電磁波センサ１３３’は、電磁波の発生源であるランドマークＭの方向を特定可能に２以上設けられるとよく、図３Ｂの例では３つの電磁波センサ１３３’が設けられている。

更に他の実施形態として、ランドマークＭは、音波を発生可能に構成されてもよい。この場合、検出部１３は、撮像センサ１３３の代わりに、例えば全方位マイクロフォン等、音源であるランドマークＭの方向を特定可能なマイクロフォンを含むとよい。音波としては、例えば周波数が２０ｋＨｚ以上の超音波が好適に用いられうるが、可聴域（２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚ）のものが用いられてもよい。

図４は、作業エリアＲ_Ｗを走行中の作業機１によるランドマークＭに対する自己位置の特定方法の一例を説明するための模式図である。自己位置とは、ランドマークＭに対する作業機１の相対的な位置を示し、例えば、作業機１がランドマークＭから何れの方向に何れの距離だけ離れて位置しているか、を示す。ランドマークＭには、例えば東西南北を特定可能とする基準の向きが設定されていてもよい。尚、以下の説明において単に「自己位置」と表現する場合があるが、自己位置の代わりに自機位置等と表現されてもよい。

前述のとおり（図３Ａ参照）、作業機１は、撮像センサ１３３によりランドマークＭを検出することで、作業機１の進行方向ＦＷを基準とするランドマークＭの方向として、角度θを計測可能である。例えば、作業機１が地点Ａを通過している時にランドマークＭが検出された際、そのときのランドマークＭの方向として、角度θ_Ａが取得される。その後、作業機１が走行を継続して地点Ｂを通過している時にランドマークＭが検出された際、そのときのランドマークＭの方向として、角度θ_Ｂが取得される。また、作業機１が地点Ａから地点Ｂまで走行している間の走行距離ｄ_ＡＢが、計測センサ１３２により取得される。

ここで、地点Ｂに対するランドマークＭの方向と、地点Ｂに対する地点Ａの方向とが成す角（図中のθ_Ｂ’）を∠ＭＢＡと表現したとき、∠ＭＢＡ（＝θ_Ｂ’）＝π−θ_Ｂ、と表せる。尚、π［ラジアン］＝１８０［°］である。また、ランドマークＭ、地点Ａおよび地点Ｂで形成される三角形ＭＡＢの形状は、上記パラメータθ_Ａ、θ_Ｂ’およびｄ_ＡＢにより特定可能である。よって、作業機１は、地点Ｂを通過する際、演算部１４１により、上記パラメータθ_Ａ、θ_Ｂおよびｄ_ＡＢに基づいてランドマークＭに対する自己位置、即ち地点ＢからランドマークＭまでの距離（ＢＭ間距離）Ｌ_Ｂ、を特定可能となる。

図４の例では、作業機１が地点Ａから地点Ｂまで理想的に一直線に走行した場合を想定しているが、現実には、走行環境に起因して上記距離ｄ_ＡＢが実際の値と異なる値となりうるため、上記距離Ｌ_Ｂの算出結果に誤差が生じる可能性がある。走行環境の例としては、例えば、作業エリアＲ_Ｗの起伏の存在の有無、作業エリアＲ_Ｗ上の障害物（砂、小石等）の存在の有無等が挙げられる。

図５を参照しながら、上記誤差を踏まえたランドマークＭに対する自己位置を特定方法の例を説明する。本例では、演算部１４１は、走行部１１により、走行経路が平面視で（地表に対して垂直方向の視点で）円弧を描くように地点Ａから地点Ｂまで作業機１を旋回させて走行させる。

地点Ａでは、進行方向ＦＷ_Ａを基準とするランドマークＭの方向が角度θ_Ａとして撮像センサ１３３により得られる。また、地点Ｂでは、進行方向ＦＷ_Ｂを基準とするランドマークＭの方向が角度θ_Ｂとして撮像センサ１３３により得られる。また、地点Ａから地点Ｂまで移動する間の走行距離が距離ｄ_ＡＢとして計測センサ１３２により得られる。また、地点Ａから地点Ｂまで移動する間の進行方向の変化量が変化量Δθ_ＡＢとして姿勢センサ１３１により得られる。

自己位置の特定方法の詳細は次のとおりである：
‐先ず、上述のとおり、角度θ_Ａ及びθ_Ｂ、走行距離ｄ_ＡＢ、並びに、進行方向の変化量Δθ_ＡＢを取得する；
‐次に、変化量Δθ_ＡＢ及び走行距離ｄ_ＡＢに基づいて、地点Ａから地点Ｂまでの旋回半径Ｒを、
Ｒ≒ｄ_ＡＢ／Δθ_ＡＢ
により算出する（式１）；
‐その後、変化量Δθ_ＡＢ及び径Ｒに基づいて、地点Ａから地点Ｂまでの直線距離ｄ_ＡＢ’を、
ｄ_ＡＢ’＝２×Ｒ×ｓｉｎ（Δθ_ＡＢ／２）
により算出する（式２）；
‐そして、角度θ_Ａ及びθ_Ｂ並びに変化量Δθ_ＡＢに基づいて、角度θ_Ａ’（∠ＭＡＢ）及び角度θ_Ｂ’（∠ＭＢＡ）を、それぞれ、
θ_Ａ’＝θ_Ａ−Δθ_ＡＢ／２
θ_Ｂ’＝π−θ_Ｂ−Δθ_ＡＢ／２
により算出する（式３）；
‐その後、角度θ_Ａ’及びθ_Ｂ’並びに直線距離ｄ_ＡＢ’に基づいて、三角形ＭＡＢの底辺ＡＢに対する高さＨ_１を、
Ｈ_１＝ｄ_ＡＢ’×ｔａｎθ_Ａ’×ｔａｎθ_Ｂ’／（ｔａｎθ_Ａ’＋ｔａｎθ_Ｂ’）
により算出する（式４）；
‐これにより、高さＨ_１及び角度θ_Ｂ’に基づいて、ＢＭ間距離Ｌ_Ｂが、
Ｌ_Ｂ＝Ｈ_１／ｓｉｎθ_Ｂ’
により算出される（式５）。

即ち、或る地点（地点Ａ）から他の地点（地点Ｂ）に移動する際、該移動の距離（距離ｄ_ＡＢ）が特定された場合には、該移動の間のランドマークＭの検出方向に基づいて、移動後の自己位置（距離Ｌ_Ｂ）を算出可能となる。具体的には、移動後の自己位置（距離Ｌ_Ｂ）は、該移動による走行距離（距離ｄ_ＡＢ）と、移動前のランドマークＭの方向（θ_Ａ）と、移動後のランドマークＭの方向（θ_Ｂ）と、付随的に進行方向の変動量（Δθ_ＡＢ）とに基づいて、算出可能である。

尚、図５の例では、演算部１４１は走行経路が円弧状となるように作業機１を走行させることを想定したが、走行経路は必ずしも円弧状である必要はなく、走行経路は一直線であってもよい。この場合においても、走行環境に起因する変化量Δθ_ＡＢ（≠０）が実質的に生じるため、径Ｒの値が比較的大きくなるものの、距離Ｌ_Ｂの算出そのものは可能である。

図６は、作業エリアＲ_Ｗを走行中の作業機１によるランドマークＭに対する自己位置の特定方法の他の例を説明するための模式図である。作業機１は、本例では図４の例に続いて地点Ｂから地点Ｃまで走行するものとし、図４の例同様に理想的に一直線に走行するものとする。本例では、作業機１が地点Ｃを通過している時にランドマークＭが検出され、そのときのランドマークＭの方向として、角度θ_Ｃが取得される。尚、角度θ_Ｂ及び距離Ｌ_Ｂは、図４の例で既に取得されているものとする。

地点Ｃに対するランドマークＭの方向と、地点Ｃに対する地点Ｂの方向とが成す角（図中のθ_Ｃ’）を∠ＭＣＢと表現したとき、∠ＭＣＢ（＝θ_Ｃ’）＝π−θ_Ｃ、と表せる。また、ランドマークＭ、地点Ｂおよび地点Ｃで形成される三角形ＭＢＣは、上記パラメータθ_Ｂ、θ_Ｃ’およびＬ_Ｂにより特定可能である。よって、作業機１は、地点Ｃを通過する際、演算部１４１により、上記パラメータθ_Ｂ、θ_ＣおよびＬ_Ｂに基づいてランドマークＭに対する自己位置、即ち地点ＣからランドマークＭまでの距離（ＣＭ間距離）Ｌ_Ｃ、を特定可能となる。

図６の例についても、作業機１が地点Ｂから地点Ｃまで理想的に一直線に走行した場合を想定したが、図４の例同様、上記距離Ｌ_Ｃの算出結果には走行環境に起因する誤差が生じる可能性がある。

図７を参照しながら、上記誤差を踏まえたランドマークＭに対する自己位置を特定方法の例を説明する。本例では、地点Ｂから地点Ｃまで移動するものとし、その走行経路は円弧状である必要はなく略一直線であってもよい。

地点Ｃでは、進行方向ＦＷ_Ｃを基準とするランドマークＭの方向が角度θ_Ｃとして撮像センサ１３３により得られる。また、地点Ｂから地点Ｃまで移動する間の進行方向の変化量が変化量Δθ_ＢＣとして姿勢センサ１３１により得られる。尚、角度θ_Ｂおよび距離Ｌ_Ｂは既に取得されているものとする（図５参照）。

自己位置の特定方法の詳細は次のとおりである：
‐先ず、上述のとおり、角度θ_Ｂ及びθ_Ｃ並びに変化量Δθ_ＢＣを取得する；
‐次に、角度θ_Ｂ及び角度θ_Ｃ並びに変化量Δθ_ＢＣに基づいて、角度θ_Ｂ’（∠ＭＢＣ）及び角度θ_Ｃ’（∠ＭＣＢ）を、
θ_Ｂ’＝θ_Ｂ−Δθ_ＢＣ／２
θ_Ｃ’＝π−θ_Ｃ−Δθ_ＢＣ／２
により算出する（式６）；
‐その後、角度θ_Ｂ’及びθ_Ｃ’に基づいて、角度θ_Ｍ（∠ＢＭＣ）を、
θ_Ｍ＝π−θ_Ｂ’−θ_Ｃ’
により算出する（式７）；
‐そして、角度θ_Ｂ’及び角度θ_Ｍ並びに距離Ｌ_Ｂに基づいて、三角形ＭＢＣの底辺ＭＢに対する高さＨ_２を、
Ｈ_２＝Ｌ_Ｂ×ｔａｎθ_Ｂ’×ｔａｎθ_Ｍ／（ｔａｎθ_Ｂ’＋ｔａｎθ_Ｍ）
により算出する（式８）；
‐これにより、高さＨ_２及び角度θ_Ｍに基づいて、ＣＭ間距離Ｌ_Ｃが、
Ｌ_Ｃ＝Ｈ_２／ｓｉｎθ_Ｍ
により算出される（式９）。

即ち、或る地点（地点Ｂ）から他の地点（地点Ｃ）に移動する際、移動前の自己位置（距離Ｌ_Ｂ）が既に特定されている場合には、該移動の間のランドマークＭの検出方向に基づいて、移動後の自己位置（距離Ｌ_Ｃ）を算出可能となる。具体的には、移動後の自己位置（距離Ｌ_Ｃ）は、移動前の自己位置（距離Ｌ_Ｂ）と、移動前のランドマークＭの方向（θ_Ｂ）と、移動後のランドマークＭの方向（θ_Ｃ）と、付随的に進行方向の変動量（Δθ_ＡＢ）とに基づいて、算出可能である。

作業機１は一般に比較的低い速度（例えば数十［ｃｍ／秒］程度）で走行するため、作業機１の走行中における滑り等が生じることなく、自己位置は、上述の算出により比較的高い精度で特定可能である。一方、作業機１‐ランドマークＭ間の距離が大きくなりすぎると算出精度が低下する場合がある。よって、算出のタイミング（図５の例では地点Ｂをどのように決定するか、図７の例では地点Ｃをどのように決定するか）は、作業機１‐ランドマークＭ間の距離の最大値等、作業エリアＲ_Ｗの規模に基づいて設定されてもよい。

図８は、上記自己位置の特定方法を用いた作業の実行方法を説明するためのフローチャートである。本フローチャートの内容は、主に制御部１４（の演算部１４１）により行われる。本フローチャートの概要は、ランドマークＭの検出に基づいて作業エリアＲ_Ｗにおける自己位置を特定し、その結果に基づいて走行経路を決定し、その走行経路に従って作業エリアＲ_Ｗ内の作業を行う。そして、作業完了等の所定条件を満たした場合には作業機１は充電ステーションＳＴに帰還する。

先ず、ステップＳ１１０（以下「Ｓ１１０」。他のステップについても同様。）でランドマークＭを検出したことに応じて、Ｓ１２０では、図４〜図５を参照しながら述べた方法で自己位置を算出する（第１の算出動作）。即ち、作業機１を円弧状の経路で走行させ、移動前後のランドマークＭの検出方向と、作業機１の走行距離とに基づいて、移動後の作業機１の自己位置を特定する。その後、該特定された自己位置に基づいて、作業エリアＲ_Ｗ内の走行経路を決定し、その走行経路に沿って作業機１を走行させながら作業を行う。

その後、ステップＳ１３０でランドマークＭを検出したことに応じて、Ｓ１４０では、図６〜図７を参照しながら述べた方法で自己位置を算出する（第２の算出動作）。即ち、作業機１を所定方向に走行させ、Ｓ１２０で既に特定された自己位置と、移動前後のランドマークＭの検出方向とに基づいて、移動後の作業機１の自己位置を特定する。その後、該特定された自己位置に基づいて、作業エリアＲ_Ｗ内の走行経路の決定および作業エリアＲ_Ｗ内の作業を継続する。

Ｓ１５０では、充電ステーションＳＴに帰還するべき所定条件が成立したか否かを判定する。例えば、作業機１による作業エリアＲ_Ｗ内の作業が完了した場合には、充電ステーションＳＴに帰還することを決定する。或いは、作業機１のバッテリの残量が基準値より少なくなった場合には、作業を中断して充電ステーションＳＴに帰還することを決定する。バッテリの残量の基準値は、作業エリアＲ_Ｗ内の何れの位置からも充電ステーションＳＴに帰還可能な値が設定されればよい。

一方、充電ステーションＳＴに帰還するべき上記条件が成立しない場合にはＳ１３０に戻り、自己位置を算出しながら作業エリアＲ_Ｗ内の作業を継続する。ここで、Ｓ１４０では、既に特定された自己位置（過去の自己位置）と、移動前後のランドマークＭの検出方向とに基づいて、移動後の自己位置を新たな自己位置として特定可能である。換言すると、或るＳ１４０で特定された自己位置は、次のＳ１４０で自己位置を特定する際の算出に利用可能である。よって、Ｓ１５０の判定によりＳ１３０に戻って作業を継続する場合には、その次のＳ１４０では、前回のＳ１４０で特定された自己位置と、移動前後のランドマークＭの検出方向とに基づいて、移動後の新たな作業機１の自己位置を特定可能である。

上記フローチャートの場合、作業機１を円弧状の経路で走行させて作業機１の自己位置を特定すること（Ｓ１２０）を最初の１回だけ行い、その後、特定された自己位置に基づいて移動後の自己位置を特定すること（Ｓ１４０）を行う形となる。Ｓ１４０での演算部１４１によるデータ処理量はＳ１２０に比べて小さいため、これにより、自己位置の算出に要するデータ処理量を抑制可能となる。しかしながら、所定条件が成立する場合には、Ｓ１２０が再度行われてもよい。例えば、Ｓ１２０を再度行う場合の例としては、所定時間が経過した場合、Ｓ１４０の実行回数が所定値に達した場合、所定角以上の旋回角で旋回を行う場合等が挙げられる。

以上、本実施形態によれば、作業機１は、作業エリアＲ_Ｗ内における自己位置を演算部１４１により比較的簡便な方法で特定可能であり、作業エリアＲ_Ｗ内の作業を適切に実現可能である。また、このことは作業エリアＲ_Ｗ内／近傍に所定のランドマークＭを設置することで実現可能である。そのため、比較的低コストで作業システムを設置可能となり、ユーザに加わる負担を低減可能となる。

尚、本実施形態では作業エリアＲ_Ｗにおいて目印となるオブジェクトをランドマークＭとして設置することを述べたが、他の例として、既に設置された構造物（建物等）や自然物（樹木等）をランドマークＭとしてもよい。

上述の実施形態のまとめを以下に記載する：
第１の態様は、走行部（例えば１１）を備える自走式の作業機（例えば１）であって、作業エリア（例えばＲ_Ｗ）のランドマーク（例えばＭ）についての前記作業機の進行方向に対する方向を検出する検出部（例えば１３、１３３）と、前記検出部による検出結果に基づいて、前記ランドマークに対する前記作業機の相対的な位置を特定する演算部（例えば１４１）と、を備える。

第１の態様によれば、作業機は、比較的簡便な方法で作業エリア内における自己位置（即ち、ランドマークに対する作業機の相対的な位置）を特定可能となり、該作業エリア内の芝刈や除雪等の作業を適切に実現可能となる。また、第１の態様によれば、ユーザは比較的少ない工数でランドマークを設置可能であるため、コストの低減にも有利である。

第２の態様では、前記演算部は、走行中の進行方向の変化量（例えばΔθ_ＡＢ）に更に基づいて、前記作業機の前記相対的な位置を特定する。

第２の態様によれば、作業エリアの起伏等が存在する場合においても作業機は自己位置を比較的高い精度で特定可能となる。

第３の態様では、前記演算部は、前記作業機の前記特定された相対的な位置に基づいて、更に前記作業機の走行経路を決定する。

第３の態様によれば、作業機は、上記特定された自己位置に基づいて、作業エリア内の作業をどのように進めるか決定可能となり、よって、作業機の走行経路を適切に決定することができる。

第４の態様では、前記演算部は、前記作業機が前記作業エリア内の第１地点（例えばＡ）に位置している時の該作業機の進行方向に対する前記ランドマークの方向（例えばθ_Ａ）と、前記作業機が前記作業エリア内の前記第１地点とは異なる第２地点（例えばＢ）に位置している時の該作業機の進行方向に対する前記ランドマークの方向（例えばθ_Ｂ）と、を前記検出部により検出し、前記検出部により検出された前記第１地点及び前記第２地点のそれぞれにおける前記ランドマークの方向と、前記作業機が前記第１地点から前記第２地点に移動するまでの間の前記走行部による走行距離（例えばｄ_ＡＢ）と、前記作業機が前記第１地点から前記第２地点に移動している間の前記作業機の進行方向の変化量（例えばΔθ_ＡＢ）と、に基づいて、前記第２地点から前記ランドマークまでの距離（例えばＬ_Ｂ）を特定する。

第４の態様によれば、作業エリアの起伏等が存在する場合においても作業機は自己位置を更に高い精度で特定可能となる。

第５の態様では、前記作業機が前記第１地点から前記第２地点に移動する際、前記演算部は、前記作業機の走行経路が平面視で円弧を描くように前記走行部を駆動する。

第５の態様によれば、ランドマーク‐作業機間の距離を適切に特定可能となる。

第６の態様では、前記作業機の姿勢を計測するための姿勢センサ（例えば１３１）を更に備える。

第６の態様によれば、作業機の走行中における進行方向の変化量を計測可能となり、その計測結果を用いて上記ランドマーク‐作業機間の距離を適切に特定可能となる。

第７の態様では、前記走行部による前記作業機の走行距離を計測する計測センサ（例えば１３２）を更に備える。

第７の態様によれば、作業機の走行距離を用いて上記ランドマーク‐作業機間の距離を適切に特定可能となる。

第８の態様では、前記演算部は、前記作業機が前記作業エリア内の第２地点（例えばＢ）に位置している時の該作業機の進行方向に対する前記ランドマークの方向（例えばθ_Ｂ）と、前記作業機が前記作業エリア内の前記第２地点とは異なる第３地点（例えばＣ）に位置している時の該作業機の進行方向に対する前記ランドマークの方向（例えばθ_Ｃ）と、を前記検出部により検出し、前記検出部により検出された前記第２地点及び前記第３地点のそれぞれにおける前記ランドマークの方向と、前記作業機が前記第２地点から前記第３地点に移動している間の前記作業機の進行方向の変化量（例えばΔθ_ＢＣ）と、前記第２地点から前記ランドマークまでの距離（例えばＬ_Ｂ）と、に基づいて、前記第３地点から前記ランドマークまでの距離（例えばＬ_Ｃ）を特定する。

第８の態様によれば、作業エリアの起伏等が存在する場合においても作業機は自己位置を更に高い精度で特定可能となる。

第９の態様では、前記作業エリアには前記ランドマークは２以上設けられ、前記検出部は、前記２以上のランドマークを区別して検出可能に構成されている。

第９の態様によれば、作業機は比較的広い作業エリアにおいても作業を行うことが可能となる。

第１０の態様では、前記検出部は撮像センサ（例えば１３３）を含む。

第１０の態様によれば、ＣＣＤ／ＣＭＯＳイメージセンサを備えるカメラ等、公知の撮像センサを用いることで、作業機は比較的簡素な構成で自己位置を特定可能となる。

第１１の態様では、前記ランドマークは電磁波を発生しており、前記検出部は、前記電磁波を検出可能に構成されたセンサ（例えば１３３’）を含む。

第１１の態様によれば、作業機は比較的簡素な構成で自己位置を特定可能となる。

第１２の態様では、前記ランドマークはビーコン（Ｂｅａｃｏｎ）である。

第１２の態様によれば、ユーザは比較的少ない工数で作業エリア内あるいは作業エリア近傍にランドマークを設置可能となる。

第１３の態様では、前記ランドマークは音波を発生しており、前記検出部はマイクロフォンを含む。

第１３の態様によれば、ユーザは比較的少ない工数で作業エリア内あるいは作業エリア近傍にランドマークを設置可能となる。

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

走行部を備える自走式の作業機であって、
作業エリアのランドマークについての前記作業機の進行方向に対する方向を検出する検出部と、
前記検出部による検出結果に基づいて、前記ランドマークに対する前記作業機の相対的な位置を特定する演算部と、を備える
ことを特徴とする作業機。
前記演算部は、走行中の進行方向の変化量に更に基づいて、前記作業機の前記相対的な位置を特定する
ことを特徴とする請求項１に記載の作業機。
前記演算部は、前記作業機の前記特定された相対的な位置に基づいて、更に前記作業機の走行経路を決定する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の作業機。
前記演算部は、
前記作業機が前記作業エリア内の第１地点に位置している時の該作業機の進行方向に対する前記ランドマークの方向と、
前記作業機が前記作業エリア内の前記第１地点とは異なる第２地点に位置している時の該作業機の進行方向に対する前記ランドマークの方向と、
を前記検出部により検出し、
前記検出部により検出された前記第１地点及び前記第２地点のそれぞれにおける前記ランドマークの方向と、
前記作業機が前記第１地点から前記第２地点に移動するまでの間の前記走行部による走行距離と、
前記作業機が前記第１地点から前記第２地点に移動している間の前記作業機の進行方向の変化量と、
に基づいて、前記第２地点から前記ランドマークまでの距離を特定する
ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の作業機。
前記作業機が前記第１地点から前記第２地点に移動する際、前記演算部は、前記作業機の走行経路が平面視で円弧を描くように前記走行部を駆動する
ことを特徴とする請求項４に記載の作業機。
前記作業機の姿勢を計測するための姿勢センサを更に備える
ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の作業機。
前記走行部による前記作業機の走行距離を計測する計測センサを更に備える
ことを特徴とする請求項４から請求項６の何れか１項に記載の作業機。
前記演算部は、
前記作業機が前記作業エリア内の第２地点に位置している時の該作業機の進行方向に対する前記ランドマークの方向と、
前記作業機が前記作業エリア内の前記第２地点とは異なる第３地点に位置している時の該作業機の進行方向に対する前記ランドマークの方向と、
を前記検出部により検出し、
前記検出部により検出された前記第２地点及び前記第３地点のそれぞれにおける前記ランドマークの方向と、
前記作業機が前記第２地点から前記第３地点に移動している間の前記作業機の進行方向の変化量と、
前記第２地点から前記ランドマークまでの距離と、
に基づいて、前記第３地点から前記ランドマークまでの距離を特定する
ことを特徴とする請求項１から請求項７の何れか１項に記載の作業機。
前記作業エリアには前記ランドマークは２以上設けられ、
前記検出部は、前記２以上のランドマークを区別して検出可能に構成されている
ことを特徴とする請求項１から請求項８の何れか１項に記載の作業機。
前記検出部は撮像センサを含む
ことを特徴とする請求項１から請求項９の何れか１項に記載の作業機。
前記ランドマークは電磁波を発生しており、前記検出部は、前記電磁波を検出可能に構成されたセンサを含む
ことを特徴とする請求項１から請求項１０の何れか１項に記載の作業機。
前記ランドマークはビーコン（Ｂｅａｃｏｎ）である
ことを特徴とする請求項１１に記載の作業機。
前記ランドマークは音波を発生しており、前記検出部はマイクロフォンを含む
ことを特徴とする請求項１から請求項１０の何れか１項に記載の作業機。