WO2023181188A1 - 自律芝刈り機 - Google Patents

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WO2023181188A1
WO2023181188A1 PCT/JP2022/013567 JP2022013567W WO2023181188A1 WO 2023181188 A1 WO2023181188 A1 WO 2023181188A1 JP 2022013567 W JP2022013567 W JP 2022013567W WO 2023181188 A1 WO2023181188 A1 WO 2023181188A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
lawn mower
work
rework
lawn
autonomous
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/013567
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
憲治 西宮
ニクンジ シャー
Original Assignee
本田技研工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 本田技研工業株式会社 filed Critical 本田技研工業株式会社
Priority to PCT/JP2022/013567 priority Critical patent/WO2023181188A1/ja
Publication of WO2023181188A1 publication Critical patent/WO2023181188A1/ja

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01D—HARVESTING; MOWING
    • A01D34/00—Mowers; Mowing apparatus of harvesters
    • A01D34/01—Mowers; Mowing apparatus of harvesters characterised by features relating to the type of cutting apparatus
    • A01D34/412—Mowers; Mowing apparatus of harvesters characterised by features relating to the type of cutting apparatus having rotating cutters
    • A01D34/63—Mowers; Mowing apparatus of harvesters characterised by features relating to the type of cutting apparatus having rotating cutters having cutters rotating about a vertical axis
    • A01D34/64—Mowers; Mowing apparatus of harvesters characterised by features relating to the type of cutting apparatus having rotating cutters having cutters rotating about a vertical axis mounted on a vehicle, e.g. a tractor, or drawn by an animal or a vehicle

Definitions

  • the present invention relates to an autonomous lawn mower.
  • Patent Document 1 describes a lawn mower that is a self-propelled working robot.
  • This lawn mower is equipped with a sensor that detects an obstacle in front of the mower in the direction of movement.
  • the lawn mower detects an obstacle using a sensor during lawn mowing work
  • the lawn mower memorizes the location of the obstacle and performs the scheduled lawn mowing work while avoiding the obstacle.
  • the lawn mower moves to the memorized location and checks to see if any obstacles have been removed. Then, if the obstacle has been removed, the lawn mower performs the remaining lawn mowing work at that location.
  • an object of the present invention is to provide an autonomous lawn mower that can perform lawn mowing work with a high level of stable finish.
  • the autonomous lawn mower according to the present invention includes a lawn mower body (for example, lawn mower body 2 described later) that performs predetermined lawn mowing work while autonomously moving toward vegetation;
  • a rear imaging means e.g., rear imaging device 4 provided to face the rear in the direction of movement of the lawn mower body, and a storage unit (for example, a rear imaging device 4) that stores the content of the predetermined lawn mowing work performed by the lawn mower body.
  • control controls the storage unit 6) to be described later and the drive of the lawn mower main body, and also instructs re-work on the vegetation at the imaging location indicated by the imaging result, according to the imaging result of the rear imaging means.
  • the present invention is an autonomous lawn mower (for example, an autonomous lawn mower 1, which will be described later), and includes a control section (for example, a control section 5, which will be described later).
  • the storage unit stores the imaging location at the rear in the direction of movement during the predetermined lawn mowing work
  • the control unit stores the imaging location at the rear in the direction of movement during the predetermined lawn mowing work
  • the control unit is configured to:
  • the content of the work operation performed during the lawn mowing work performed on the vegetation at the imaging location may be changed from the predetermined work action content during the lawn mowing work.
  • control unit may be configured to control the speed of the lawn mower during the re-work, compared to the running speed of the lawn mower main body during the predetermined mowing work.
  • the running speed of the lawn mower body may be increased.
  • the control unit controls the rotational speed of the blade section (for example, the cutter blade 241 described below) of the lawn mower main body during the predetermined lawn mowing operation.
  • the rotational speed of the blade portion of the lawn mower body during the rework may be increased compared to the above.
  • control unit may be configured to: The direction of movement of the lawn mower body during the rework may be varied.
  • the control unit issues an abnormality notification according to the imaging result, and the abnormality notification is caused by the predetermined If the lawn mower body continues for a predetermined interval or more in the direction of movement of the lawn mower body during lawn mowing work, at the time of re-work, the lawn mower body is changed from the lawn mower body during the predetermined lawn mowing work. It may be moved along the same direction as the direction of movement of the main body.
  • control unit may control the imaging location or the imaging result.
  • the work order for the plurality of rework locations may be determined according to the above.
  • control unit determines the work order for the plurality of rework locations according to the result of comparing the imaging results of each of the plurality of rework locations. may be determined.
  • the control unit determines the amount of grass discharged from the lawn mower body (for example, as described below) based on the imaging result.
  • a notification may be sent to a predetermined external terminal.
  • the autonomous lawn mower itself instructs re-work on the vegetation at the imaging location according to the imaging results of the rear imaging means, so it can perform lawn mowing work with a high level and stable finish. can do.
  • the autonomous lawn mower performs mowing work under different operating conditions for reworked areas where the work results during normal work were insufficient, thereby improving the finish quality of rework. Further improvements can be made.
  • the density of the grass in the reworked area is low due to the mowing work during normal work, so increasing the running speed of the autonomous lawn mower during rework will improve the finish quality. Work efficiency can be improved without sacrificing performance.
  • the autonomous lawn mower will efficiently process the uncut area by reworking. be able to.
  • the autonomous lawn mower can efficiently perform rework according to the work order, and wasteful power consumption can be suppressed.
  • the autonomous lawn mower can perform efficient rework according to the condition of the lawn at the rework location.
  • FIG. 1 is a schematic side view of an autonomous lawn mower;
  • FIG. 3 is a diagram showing how the grass is properly cut. It is a figure which shows the state of the grass cut appropriately.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating how grass is improperly cut.
  • FIG. 2 is a diagram showing a state of grass in which white beards have appeared due to improper cutting.
  • FIG. 3 is a plan view showing spills during lawn mowing work. It is a functional block diagram of a control part.
  • FIG. 3 is a functional block diagram of a work action content determining section. It is a figure showing an example of a remuneration table. It is a figure which shows an example of a setting value correction table.
  • FIG. 6 is a diagram showing how the autonomous lawn mower reworks the work area.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of the running direction of the autonomous lawnmower during rework.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating overlap.
  • FIG. 6 is a diagram showing the running direction of the autonomous lawnmower when reworking is performed in response to a wrong lap width.
  • the autonomous lawn mower 1 includes a lawn mower main body 2, a front imaging device 3, a rear imaging device 4, a control section 5, and a storage section 6.
  • the autonomous lawn mower 1 is equipped with a pair of left and right front wheels 11 and a pair of rear wheels 12, and is driven by a driving motor 21 built into the lawn mower body 2 to drive at its own discretion and move around the vegetation in the work area. perform lawn mowing work.
  • the autonomous lawn mower 1 includes a steering mechanism for changing the direction of movement, a rechargeable driving battery, etc., but these are not shown in FIG. 1.
  • the left direction indicated by the arrow in FIG. 1 is the direction of movement during lawn mowing work. Therefore, in the autonomous lawn mower 1 of this embodiment shown in FIG. 1, the front in the direction of travel is the left direction, and the rear in the direction of travel is the right direction. Further, the width direction of the autonomous lawn mower 1 of this embodiment is a direction perpendicular to the paper surface of FIG.
  • the lawn mower main body 2 has a lawn mowing blade inside a cutter deck 24 located at the bottom.
  • the specific structure of the blade portion is not particularly limited.
  • the blade portion of this embodiment consists of a pair of cutter blades 241 arranged in parallel in the width direction of the lawn mower main body 2.
  • the cutter blade 241 is rotated at a predetermined rotational speed by a blade motor 22 built into the lawn mower body 2 around a rotation axis arranged substantially perpendicular to the ground, and rotates at a predetermined rotational speed in the forward direction of movement. Cut the grass Ga.
  • the lawn Gb after the autonomous lawn mower 1 has passed is trimmed to a predetermined length.
  • the cutter deck 24 is movable in the vertical direction relative to the lawn mower body 2 by driving a deck lifting motor 23 built into the lawn mower body 2. By vertically moving the cutter deck 24, the height of the cutter blade 241 relative to the ground is adjusted, and the length of the grass Gb after mowing is appropriately set.
  • the cutter deck 24 has a discharge port 242 that opens at the rear of the lawn mower body 2.
  • the discharge port 242 discharges the grass chips Gc cut by the cutter blade 241 while being dispersed backward in the traveling direction by wind pressure generated by the rotation of the cutter blade 241.
  • the appropriately dispersed chips Gc are reused as soil fertilizer.
  • the front imaging device 3 is provided on the lawn mower main body 2 so as to face forward in the direction of movement. Specifically, the front imaging device 3 is attached to the front of the upper part of the lawn mower main body 2 in a slightly downward direction so that it can image the unmoved lawn Ga ahead in the direction of movement during lawn mowing work.
  • the front imaging device 3 for example, a camera having an image sensor that recognizes the grass Ga as a color image can be used. Further, the front imaging device 3 may be a moisture camera capable of measuring the moisture content of grass Ga. As the moisture camera, for example, a near-infrared spectroscopic moisture camera can be used.
  • the front imaging device 3 may include two or more types of cameras, such as a camera with an image sensor and a near-infrared spectroscopic moisture camera.
  • the front imaging device 3 images the lawn Ga before mowing in the forward direction, and sends the front imaging result including the state of the lawn Ga to the control unit 5.
  • the rear imaging device 4 is provided in the lawn mower main body 2 so as to face rearward in the direction of travel. Specifically, the rear imaging device 4 is attached to the rear of the upper part of the lawn mower main body 2 in a slightly downward direction so that it can image the lawn Gb at the rear in the direction of movement during lawn mowing work.
  • the specific rear imaging device 4 for example, a camera having an image sensor that recognizes the grass Gb as a color image can be used.
  • the rear imaging device 4 images the mowed lawn Gb at the rear in the traveling direction, and sends the rear imaging result including the state of the lawn Gb to the control unit 5.
  • the state of the grass Ga included in the front imaging result can include the number (density), thickness, color, water content, etc. of the grass Ga. These conditions of the grass Ga can be recognized by image processing the front imaging results.
  • the number and thickness of the grass Ga are related to the ease of cutting the grass Ga. For example, if the number of grass Ga is large or the grass Ga is thick, the grass Ga may be difficult to cut. In that case, it is necessary to make adjustments such as, for example, reducing the running speed of the autonomous lawn mower 1 or increasing the rotational speed of the cutter blade 241. Therefore, the information on the number and thickness of the grass Ga as information regarding the state of the grass Ga is useful for determining the running speed of the autonomous lawn mower 1 and the rotation speed of the cutter blade 241 for more appropriate lawn mowing work. It can be used as a material.
  • the color of the grass Ga is related to understanding the finished state of the grass Gb after mowing.
  • the grass Ga is neatly cut by the cutter blade 241, as shown in FIG. 2A.
  • the grass Gb after mowing is neatly trimmed to a predetermined length as shown in FIG. 2B, so that there is a difference between the color of the grass Ga before mowing and the color of the grass Gb after mowing. No major differences are seen.
  • the rotation speed of the cutter blade 241 is slow, or if the cutter blade 241 becomes sharp due to deterioration, the cutter blade 241 may push down the grass Ga and cut the grass Ga cleanly, as shown in FIG. 3A.
  • the color of the grass Ga can be used, for example, as a material for determining the appropriate rotational speed of the cutter blade 241.
  • the water content of grass Ga is the amount of water attached to grass Ga.
  • the moisture content of grass Ga can be measured with a moisture camera.
  • the water content of the grass Ga can also be measured by detecting the reflection of light from the grass Ga with a camera having an image sensor.
  • the water content of the grass Ga can also include rainfall information or watering information input from the outside.
  • the adhesion of moisture to the grass Ga causes an increase in the mass of the grass Ga. For example, when the water content is high, grass Ga tends to lie down. Therefore, it is difficult to make the grass Ga stand upright, and uncut areas are likely to occur. Therefore, the water content of the grass Ga can be used, for example, as a material for determining the appropriate rotational speed of the cutter blade 241 for generating an updraft that raises the grass Ga that has fallen down due to moisture.
  • the state of the lawn Gb included in the rear imaging result is the finished state of the lawn Gb after mowing.
  • the finished state of the grass Gb can include the occurrence of uncut grass, the color of the grass Gb, the amount of fallen grass, the length of the grass Gb (cutting height, non-uniformity of length), and the like.
  • the finished state of these lawns Gb can be recognized by image processing the rear imaging results.
  • the falling debris is a lump of chips Gc discharged backward in the direction of movement of the autonomous lawn mower 1, which is not dispersed and accumulates on the lawn Gb.
  • the grass Gb behind the autonomous lawn mower 1 in the direction of movement is dotted with clumps Gc1 of chips Gc. It becomes difficult for sunlight to reach the grass Gb under the lump of debris Gc1, and it is also difficult for moisture to reach the grass Gb, which causes the grass to wither. Therefore, if the amount of grass in the chip mass Gc1 is large, it needs to be removed as soon as possible.
  • the control unit 5 comprehensively controls the operation of the autonomous lawn mower 1. As shown in FIG. 5, the control unit 5 includes a motor control unit 51, a work action content setting unit 52, a work action content determination unit 53, a rework determination unit 54, a positioning unit 55, and a communication unit 56.
  • the motor control unit 51 generates operation commands for each motor based on the setting value of the work operation content set in the work operation content setting unit 52.
  • the motor control unit 51 controls the drive of each motor by sending the generated operation command to each motor such as the travel motor 21, the blade motor 22, and the deck lifting motor 23. This allows the autonomous lawn mower 1 to perform lawn mowing work.
  • the work operation content setting unit 52 sets the work operation content necessary for the lawn mowing work operation of the autonomous lawn mower 1.
  • the work operation contents are parameters for the operation of each part of the autonomous lawn mower 1.
  • the work operation details include information regarding the traveling direction and traveling speed of the autonomous lawn mower 1, the rotational speed of the cutter blade 241, and the height of the cutter deck 24.
  • the work action content set in the work action content setting unit 52 can be rewritten and modified based on information sent from the work action content determination unit 53.
  • the work operation content determination unit 53 determines a better lawn mowing work based on both the front imaging result detected by the front imaging device 3 and the rear imaging result detected by the rear imaging device 4. Determine and output new work action details to obtain results.
  • the work operation content determination unit 53 determines the state of the grass Gb included in the rear imaging result detected by the rear imaging device 4, and when the state of the grass Gb is within a predetermined range, the work operation content determination unit 53 A new work operation content is determined according to the state of the grass Ga included in the front imaging result detected by.
  • the determination of the new work action content by the work action content determination unit 53 can be performed, for example, by reinforcement learning. Reinforcement learning performs learning to maximize future rewards by learning the lawn mowing work (behavior) that the autonomous lawn mower 1 performs. Specifically, the work action content determination unit 53 executes a lawn mowing work (action) based on a certain work action content with respect to the state of the lawn Ga before mowing included in the front imaging result, and An action is selected to improve the state of the lawn Gb after mowing, which is detected by the rearward imaging result.
  • reinforcement learning performs learning to maximize future rewards by learning the lawn mowing work (behavior) that the autonomous lawn mower 1 performs.
  • the work action content determination unit 53 executes a lawn mowing work (action) based on a certain work action content with respect to the state of the lawn Ga before mowing included in the front imaging result, and An action is selected to improve the state of the lawn Gb after mowing, which is detected by the rearward imaging result.
  • the work action content determining unit 53 calculates the result of the lawn mowing work performed based on the work action content set in the work action content setting unit 52 with respect to the state of the lawn Ga before mowing.
  • the reward value is set to a positive value
  • the reward value is set to a negative value.
  • a remuneration table shown in FIG. 7, for example is preset in the work action content determination unit 53.
  • the work action content determination unit 53 evaluates, for example, the condition of the lawn Ga before mowing, which is included in the front imaging result, in three stages: "normal", “slightly bad", and "poor" based on the reward table.
  • the work action content determining unit 53 calculates a reward of either a positive value or a negative value from these combinations.
  • the reward values are weighted. For example, if the state of the lawn Ga included in the front imaging result is "Bad” and the state of the grass Gb included in the rear imaging result is "Good", the work operation when performing the lawn mowing work The content is shown to be extremely good. Therefore, in the case of this combination, the reward value is weighted to be larger than in the case of other combinations. On the other hand, if the state of the grass Ga included in the front imaging result is "normal” and the state of the grass Gb included in the rear imaging result is "Bad", the work operation when performing the lawn mowing work The content indicates something bad. Therefore, in the case of this combination, the reward value is smaller than in the case of other combinations.
  • the value of the reward may be calculated by converting the front captured image and the rear captured image into numerical values, respectively, and calculating (for example, adding) the respective numerical values.
  • the state of the lawn Ga included in the front imaging results is quantified as "normal: 0 points", “slightly bad: 3 points", “poor: 5 points”, and the state of the lawn Ga included in the rear imaging results is quantified as follows: The condition of the grass Gb is expressed numerically as "Good: 5 points", “Medium: 3 points", “Bad: -1 point".
  • the reward is calculated by adding the numerical values of the front captured image and the rear captured image.
  • the state of the lawn Ga included in the front imaging result is "Bad: 5 points”
  • the state of the lawn Gb after mowing included in the rear imaging result is "Good: 5 points”. If so, the total will be 10 points and you can get the highest reward.
  • the state of the lawn Ga included in the front imaging result is "normal: 0 points”
  • the state of the lawn Gb after mowing included in the rear imaging results is "Bad: -1 point”
  • the total will be -1 point and the reward will be the lowest.
  • the work operation content determination unit 53 determines the state of the lawn Ga before mowing included in the front imaging result, the work action content of the lawn mowing work performed on the lawn Ga, and the after mowing included in the rear imaging result. Based on the state of the grass Gb and the value of the reward calculated based on the state of the grass Gb, the content of the work action as a new action for the current state is determined by, for example, performing deep learning.
  • the work action content determination unit 53 associates the states of the lawns Ga and Gb, the work action content during mowing work, and the reward, and accumulates this as experience for determining new work action content.
  • the new work action content determined as a result of reinforcement learning by the work action content determination unit 53 is, for example, a rotation of the cutter blade 241 that provides a positive reward for the current work action content. This includes increasing or decreasing the speed, increasing or decreasing the height of the cutter deck 24, increasing or decreasing the running speed of the autonomous lawn mower 1, etc.
  • a setting value modification table shown in FIG. 8 is preset in the work operation content determination unit 53. For example, when the current work operation content of the blade motor 22 is, for example, a set value (b3) of "3", the work operation content determination unit 53 sets a new work operation content of, for example, "2". Correct the setting value (b2) or the setting value of "4" (b4), etc.
  • the new work action content is sent to the work action content setting unit 52, and the work action content of the lawn mowing work recorded in the work action content setting unit 52 becomes a work action content that allows more appropriate lawn mowing work to be executed. Updated.
  • the work action content determining unit 53 determines the work action content and the work action content setting unit 52 corrects the work action content at a predetermined control cycle after the autonomous lawn mower 1 starts mowing work.
  • the control unit 5 updates the operation command of each motor in the motor control unit 51 based on the work operation content of the lawn mowing work newly rewritten in the work operation content setting unit 52, and the autonomous lawn mower 1 updates the operation command of each motor. Continue working.
  • the rework determination unit 54 determines whether or not the lawn mowing work needs to be reworked based on the finished state after the lawn mowing work included in the rearward imaging result of the rear imaging device 4. Specifically, the rework determination unit 54 determines whether rework is necessary based on the state of the lawn Gb after mowing, such as the occurrence of uncut leaves after mowing work, the occurrence of spills, and the color of the lawn Gb. Determine whether there is. The rework determination unit 54 issues an abnormality notification when determining that rework is necessary.
  • the abnormality notification is not necessarily limited to explicit notification to an external terminal or the like, and may be information indicating that it has been determined that rework is necessary.
  • This rework instruction includes a notification to the work manager and an instruction to operate the autonomous lawn mower 1 for rework.
  • rework is not limited to work performed by the autonomous lawn mower 1.
  • the rework also includes notifying the content of the rework to an external terminal such as a mobile terminal or a personal computer owned by the work manager via the communication unit 56. Thereby, for example, the work manager can be prompted to perform work such as removing the lump of chips Gc1 that the autonomous lawn mower 1 cannot perform.
  • the positioning unit 55 measures the current position of the autonomous lawn mower 1 and the direction of movement of the autonomous lawn mower 1 during execution of lawn mowing work.
  • the specific positioning unit 55 can be used without any restriction as long as it can measure the current position of the autonomous lawn mower 1 during execution of lawn mowing work.
  • the positioning unit 55 can measure the current position of the autonomous lawn mower 1 using GPS (Global Positioning System).
  • the positioning unit 55 measures the current position of the autonomous lawn mower 1 by, for example, measuring the distance and angle of the autonomous lawn mower 1 to a specific location such as a charging point using a laser or the like. There may be.
  • the communication unit 56 performs wireless communication between the autonomous lawn mower 1 and external devices such as external terminals.
  • the storage unit 6 stores various data regarding the operation of the autonomous lawn mower 1 when performing lawn mowing work. Specifically, the storage unit 6 stores the work contents when the autonomous lawn mower 1 executes the lawn mowing work.
  • This work content includes the front imaging result taken by the front imaging device 3, the rear imaging result taken by the rear imaging device 4, information regarding the position and imaging location of the autonomous lawn mower 1 measured by the positioning unit 55, Contains the work operation details of the autonomous lawn mower 1.
  • the control unit 5 including each of the functional blocks described above is constituted by an arithmetic processing device such as a CPU (Central Processing Unit).
  • the control unit 5 also uses an auxiliary storage device such as an HDD (Hard Disk Drive) that stores various control programs such as application software and an OS (Operating System), and a computing device.
  • a main storage device such as a RAM (Random Access Memory) for storing data temporarily required when the processing device executes a program can be provided.
  • the storage unit 6 can be configured by a storage device such as a RAM (Random Access Memory), for example.
  • the control unit 5 is not limited to being built into the lawn mower body 2. All of the functions of the control unit 5 or some of the functions of the control unit 5 may be provided in an external terminal such as a personal computer and connected via a network line or the like.
  • the autonomous lawn mower 1 of this embodiment moves linearly from the lower side W1 of the work area W toward the upper side W2, and then changes direction by 180 degrees at the upper side W2. , moves linearly toward the lower side W1.
  • the autonomous lawn mower 1 that has reached the lower side W1 changes direction again by 180 degrees and moves linearly toward the upper side W2.
  • the autonomous lawn mower 1 performs lawn mowing work over the entire work area W while repeatedly moving between the sides W1 and W2 from the work start position to the work end position.
  • Such information regarding the movement route of the autonomous lawn mower 1 is recorded in advance in the storage unit 6, for example.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating the control operation for determining the work operation content in the autonomous lawn mower 1.
  • the control unit 5 drives the travel motor 21 , the blade motor 22 , and the deck lifting motor 23 based on the work operation content recorded in the work operation content setting unit 52 .
  • the autonomous lawn mower 1 executes lawn mowing work while moving along the movement route shown in FIG. 9 .
  • the control unit 5 acquires the front imaging result of the front imaging device 3 and the rear imaging result of the rear imaging device 4 (step S11). As a result, the state of the lawn Ga before mowing and the state of the lawn Gb after mowing are acquired. The control unit 5 performs reinforcement learning based on the respective states of the grass Ga and the grass Gb (step S12).
  • the control unit 5 calculates a reward according to the state of the grass Ga detected from the front imaging result and the state of the grass Gb detected from the rear imaging result by reinforcement learning in the work action content determination unit 53, Based on the reward, a new work action content for mowing the lawn that is better than the current work action content is determined (step S13).
  • the information regarding the state of the lawn Ga before mowing included in the front imaging result includes at least information on the water content of the lawn Ga.
  • the control unit 5 can determine the content of the work operation in consideration of the water content of the grass Ga.
  • the control unit 5 when newly determining the content of the work operation, it is preferable to give priority to the information on the water content of the grass Ga over the information on the number of grass Ga and the thickness of the grass Ga. For example, even if the condition of the grass Ga is determined to be "normal” as shown in Figure 7 due to the small number of grass Ga or the thin thickness of the grass Ga, the water content of the grass Ga is high. In this case, the grass Ga is likely to collapse under the weight of moisture, resulting in uncut areas. In this case, the condition of the grass Ga is determined to be "bad", for example. Thereby, the control unit 5 can determine more appropriate work operation contents according to the water content of the lawn Ga before mowing, which is included in the front imaging result.
  • the control unit 5 determines the number of grass Ga when newly determining the content of the work operation. It is preferable to give priority to the information on the thickness of the grass Ga when making a decision.
  • the thickness of each grass Ga is thick, it is difficult to cut it compared to when there are multiple thin grasses, and a large amount of torque is required for cutting. For example, even if the condition of the grass Ga is determined to be "normal" as shown in FIG.
  • the condition of the grass Ga is determined to be, for example, "slightly bad.” As a result, it is possible to determine more appropriate work operation contents according to the thickness of the grass Ga.
  • the control unit 5 updates the work operation contents.
  • the control unit 5 may , information regarding the change in the color of the grass Ga included in the front imaging result and the color of the grass Gb included in the rear imaging result can be given priority to the information regarding the non-uniformity of the length of the grass Gb. preferable. For example, even if the grass Gb is not uniform in length and the state of the grass Gb is determined to be "Good” as shown in FIG. , if the color has changed to white compared to the grass Ga, the state of the grass Gb is determined to be, for example, "Bad". As a result, it is possible to determine more appropriate work operation contents according to the occurrence status of white beard Gb1 on the lawn Gb.
  • one of the reasons for the occurrence of white beard Gb1 on the grass Gb is considered to be a decrease in sharpness due to deterioration of the cutter blade 241. Therefore, when the control unit 5 determines that the lawn Gb after mowing is “Bad” due to the occurrence of white beard Gb1, the control unit 5 notifies the external terminal of the work manager via the communication unit 56. Alternatively, the cutter blade 241 may be prompted to be replaced.
  • control unit 5 After determining the new work action content, the control unit 5 rewrites the work action content recorded in the work action content setting unit 52 into the new work action content, and adjusts the autonomous lawn mower based on the new work action content. 1 to continue mowing the lawn until the autonomous lawn mower 1 reaches the work end position (step S14).
  • the autonomous lawn mower 1 performs a predetermined mowing operation on the vegetation in the work area W based on the work operation content set in the work operation content setting section 52. While the autonomous lawn mower 1 is performing lawn mowing work, the control unit 5 determines whether re-work is necessary based on the rear imaging result detected by the rear imaging device 4. That is, when the lawn mowing work is started, the control unit 5 acquires the rear imaging result detected by the rear imaging device 4 at a predetermined control cycle (step S21).
  • the control unit 5 determines whether there is a need for rework according to the obtained rear imaging results (step S22). Specifically, in the control unit 5, the rework determination unit 54 determines whether rework is necessary based on the finished state of the lawn Gb after mowing, which is included in the rearward imaging result.
  • step S22 if it is determined that rework is not necessary (step S22; NO), the process returns to the process from step S21.
  • step S22 if it is determined that rework is necessary (step S22; YES), the control unit 5 issues an abnormality notification indicating that rework is necessary (step S23), and triggers the abnormality notification. Then, information such as the imaging location of the rear imaging result corresponding to the location determined to require rework is stored in the storage unit 6 (step S24).
  • the storage unit 6 stores the work details of the lawn mowing work at the time when it is determined that rework is necessary.
  • the work content of the lawn mowing work is based on the information on the imaging location (the position of the autonomous lawn mower 1 measured by the positioning unit 55) included in the rear imaging result, the information on the work operation content at the time of executing the lawn mowing work, and the replay. Contains information on work content (occurrence of uncut mowing, occurrence of spillage, etc.).
  • Information on the imaging location is acquired from position information measured by the positioning unit 55.
  • Information on the running speed of the autonomous lawn mower 1 is obtained from an operation command output to the running motor 21.
  • Information on the rotational speed of the cutter blade 241 is obtained from the operation command output to the blade motor 22.
  • Information on the height of the cutter deck 24 is obtained from the operation command output to the deck lifting motor 23.
  • the storage unit 6 stores information on the running speed of the autonomous lawn mower 1, information on the rotational speed of the cutter blade 241, and information on the height of the cutter deck 24 in association with information on the imaging location.
  • the control unit 5 repeats the processes from step S21 to step S24 until the autonomous lawn mower 1 reaches the work end position. If there are multiple rework locations during lawn mowing work, information on the work content at each rework location is stored in the storage unit 6.
  • the rework is performed after the autonomous lawn mower 1 finishes mowing the vegetation in the work area W.
  • the flow of this rework operation will be explained using the flowcharts of FIGS. 12A and 12B. Note that when the lawn mowing work is finished, the autonomous lawn mower 1 stops driving the cutter blade 241.
  • the control unit 5 acquires the information on the work contents regarding all the rework locations stored in the storage unit 6 (step S31). .
  • control unit 5 confirms the work content of each rework location and instructs rework on the vegetation at the imaging location of the rear imaging result where the need for rework has occurred. Specifically, first, the control unit 5 determines whether or not a drop (clump of chips Gc1) occurs in the work content (step S32). This is because if a large amount of spillage occurs, it will cause the grass to wither and must be removed as soon as possible.
  • step S32 as shown in FIG. 13, if one or more spills (clumps of chips Gc1) have occurred in the work area W after mowing the lawn (step S32; YES), the control The unit 5 acquires information on the amount of fallen grass (the amount of clumps of chips Gc1) from the work content (step S321).
  • the control unit 5 compares the obtained amount of grass with a preset threshold (step S322). As a result of the comparison, if the amount of grass exceeds the threshold (step S322; YES), the control unit 5 notifies the work manager's external terminal of information to that effect via the communication unit 56 and restarts the work. (Step S323). That is, the control unit 5 notifies the work manager that a spill with a grass amount exceeding a threshold value has occurred at a specific location in the work area W, and urges the work manager to remove the clump of chips Gc1.
  • control unit 5 After notifying the worker, the control unit 5 further determines whether there are any other rework locations other than the location where the spillage occurred (step S324). Furthermore, even if the amount of grass does not exceed the threshold in step S322 (step S322; NO), the control unit 5 determines whether there is another reworked area (step S324). This is because it is determined that if the amount of fallen grass is a small amount, there will be no major problem in the growth of grass Gb and it can be used as fertilizer for the soil.
  • step S324 If it is determined in step S324 that there are no other rework locations (step 324; NO), the rework determination process ends.
  • step S324 If it is determined in step S324 that there are other rework locations (step S324; YES), the control unit 5 checks whether there are multiple other rework locations (step S33).
  • step S33 if it is determined that there is only one other rework location (step S33; NO), the control unit 5 acquires the position information of the rework location from the work content, and autonomously mowing the lawn.
  • the machine 1 is instructed to rework (step S34). That is, the control unit 5 operates the autonomous lawn mower 1 to go directly to the rework location and perform the rework. As a result, the autonomous lawn mower 1 moves in the shortest distance from the work end position to the rework location.
  • step S33 determines the order of rework for the multiple rework locations, A rework instruction is given to the autonomous lawn mower 1 to perform the rework in the determined work order (step S35).
  • the order of rework can be determined in order of distance to the rework location. For example, as shown in FIG. 13, when two rework locations OB1 and OB2 occur in the work area W, the control unit 5 selects the rework locations OB2 and OB1 from the autonomous lawn mower 1 in the order of rework locations OB1 and OB2. The operation of the autonomous lawn mower 1 is controlled so that the autonomous lawn mower 1 moves the shortest distance in order and reworks each rework location. As a result, rework can be performed efficiently and wasteful power consumption can be suppressed.
  • the order of rework can be determined in the order of the need for rework. For example, the order in which rework is most necessary is the order in which the uncut area is large. Thereby, it is possible to make defective areas of the grass Gb in the work area W less noticeable while considering the remaining battery level.
  • the order of rework can also be determined based on the results of comparing the states of the grass Gb included in the rear imaging results of each rework location. For example, by performing rework in the order of the darkest color of the grass Gb, the order of the highest number of uncut grass Gb, the order of the highest density of uncut grass Gb, etc., the condition of the grass Gb at the reworked area can be adjusted. Able to perform efficient rework.
  • control unit 5 controls the operation of the autonomous lawn mower 1 so that the rework is performed in accordance with the determined work order.
  • the autonomous lawn mower 1 performs rework on each rework location (step S36).
  • the control unit 5 controls the work operation details of the autonomous lawn mower 1 during the normal work (the first mowing work) at the time of the rework. It is preferable to change the content of the work operation. Specifically, at least one of the traveling direction and traveling speed of the autonomous lawn mower 1, the rotational speed of the cutter blade 241, and the height of the cutter deck 24 is changed during rework. Mowing work can be performed under different operating conditions for rework areas where work results during normal work were insufficient, improving work efficiency or further improving the finish quality of rework. I can do it.
  • control unit 5 increases the traveling speed of the autonomous lawn mower 1 during rework compared to the traveling speed of the autonomous lawn mower 1 during normal work. Since the density of the grass Gb in the rework area is low due to the lawn mowing work during normal work, the control unit 5 increases the running speed of the autonomous lawn mower 1 during the rework to improve the finish quality. Work efficiency can be improved without any loss.
  • the control unit 5 controls the rotation speed of the cutter blade 241 during rework to be faster than the rotation speed of the cutter blade 241 during normal work. It is preferable to increase the speed. As the rotation speed of the cutter blade 241 increases, the number of times the cutter blade 241 hits the grass Gb per fixed area increases, so even if the autonomous lawn mower 1 runs at a high speed, there is no risk of leaving the grass Gb uncut. Therefore, work efficiency can be further improved.
  • the control unit 5 determines the direction of movement of the autonomous lawn mower 1 for rework compared to the direction of movement of the autonomous lawn mower 1 during normal work. It is also preferable to make them different. For example, as shown in FIG. 14, when the direction of movement of the autonomous lawn mower 1 during normal work is from the bottom to the top, the autonomous lawn mower 1 moves from the bottom to the rework location OB. Perform rework while traveling in a direction different from the upward direction. If the lawn mowing work is performed while traveling in the same direction as during normal work during rework, the lawn mowing work will be performed under the same conditions as during normal work, and there is a risk that uncut material will be left uncut. By making the direction of movement of the autonomous lawn mower 1 different from the direction of movement during normal work during rework, it is possible to further improve the finishing quality during rework.
  • FIG. 14 shows a case where the autonomous lawn mower 1 performs rework while traveling in a direction perpendicular to the direction of movement during normal work.
  • the direction of movement of the autonomous lawn mower 1 during rework is not limited to a direction perpendicular to the direction of movement during normal work, but may be any direction that intersects with the direction of movement during normal work.
  • the direction of movement of the autonomous lawn mower 1 during rework may be opposite to the direction of movement during normal work.
  • step S23 of the flowchart shown in FIG. 11 the abnormality notification issued when it is determined that rework is necessary is determined to occur at a predetermined time interval or a predetermined distance or more in the direction of movement of the autonomous lawn mower 1. It may continue for a period of time.
  • Such an abnormality notification occurs due to an error in the lap width during lawn mowing work. That is, as shown in FIG. 15A, lawn mowing work is usually performed by creating an overlapping area with a predetermined lap width between two adjacent rows of work locations (work ranges) in which the autonomous lawn mower 1 travels in a 180 degree different direction. This is performed to form a wrap 100.
  • FIG. 15A lawn mowing work is usually performed by creating an overlapping area with a predetermined lap width between two adjacent rows of work locations (work ranges) in which the autonomous lawn mower 1 travels in a 180 degree different direction. This is performed to form a wrap 100.
  • FIG. 15A lawn mowing work is usually performed by creating an overlapping area with a predetermined lap
  • the control unit 5 continuously issues an abnormality notification in order to detect an abnormality over a predetermined time interval or a predetermined distance in the traveling direction of the autonomous lawn mower 1.
  • control unit 5 detects in step S23 that the abnormality notification has continued for a predetermined time interval or a predetermined distance, the control unit 5 changes the direction of movement of the autonomous lawn mower 1 during normal work when reworking. It is preferable to perform the work while driving the autonomous lawn mower 1 along the following directions. As a result, it is possible to efficiently process the long uncut area 200 that occurs due to an error in the lap width. If the abnormality notification in step S23 is less than the predetermined time interval or predetermined distance, the control unit 5 changes the direction of movement of the autonomous lawn mower 1 from the direction of movement during normal work at the time of rework, as described above. Make it different.
  • the cutter blade 241 remains stopped from rotating. For example, if there is one rework location, the cutter blade 241 starts driving when the autonomous lawn mower 1 reaches the rework location and starts rework on the rework location. If there are multiple rework locations, the cutter blade 241 starts driving when the autonomous lawn mower 1 reaches each rework location and starts rework. That is, the cutter blade 241 is not driven from the end of rework at one rework location until the start of rework at the next rework location. This makes it possible to suppress wasteful power consumption.
  • control unit 5 issues an instruction to rework when a spill occurs, in the same way as other rework instructions, when the autonomous lawn mower 1 reaches the work end position and Although this is done after the mowing work is finished, the present invention is not limited to this.
  • the control unit 5 may issue an instruction to rework when a spill occurs at the time when the occurrence of a spill is detected.
  • the autonomous lawn mower 1 discharges the chips Gc backward in the direction of movement, but the present invention is not limited thereto.
  • the autonomous lawn mower may discharge the chips Gc laterally in the direction of movement.
  • the autonomous lawnmower is equipped with a separate lateral imaging device that is oriented toward the side in the direction of travel in order to measure the amount of grass thrown out to the side in the direction of travel (occurrence of falling grass). It's okay.

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Abstract

高いレベルで安定した仕上がりの芝刈り作業を実行することができる自律芝刈り機を提供する。予め決められた芝刈り作業を植生に対して自律走行しながら行う芝刈り機本体と、前記芝刈り機本体の進行方向後方を指向して設けられた後方撮像手段と、前記芝刈り機本体が行った前記予め決められた芝刈り作業の内容を記憶する記憶部と、前記芝刈り機本体の駆動を制御するとともに、前記後方撮像手段の撮像結果に応じて、前記撮像結果が示す撮像場所における前記植生に対する再作業を指示する制御部と、を備える、自律芝刈り機である。

Description

自律芝刈り機
　本発明は、自律芝刈り機に関する。
　作業効率の向上のために、近年、自走式芝刈り機が求められている。例えば、特許文献１には、自走型作業ロボットである芝刈り機が記載されている。この芝刈り機は、進行方向前方の障害物を検知するセンサを備える。芝刈り機は、芝刈り作業中に、センサによって障害物を検知した際に、その障害物の場所を記憶するとともに、障害物を回避して予定の芝刈り作業を一通り行う。芝刈り作業の終了後、芝刈り機は、記憶した場所に移動し、障害物が排除されているか否かを確認する。そして、障害物が排除されていた場合に、芝刈り機は、その場所において残りの芝刈り作業を行う。
特開平３－７３００４号公報
　自走式芝刈り機が行う芝刈り作業の仕上がりは、専門の作業員が芝刈り作業を行う場合に比べて、様々な要因によって必ずしも高いレベルで安定しているとは限らない。従来の自走式芝刈り機では、芝刈り作業を行った結果、不十分な仕上がり箇所が存在しても、それを把握することができず、芝刈り後の芝の状態が不均一になる可能性があった。
　そこで、本発明は、高いレベルで安定した仕上がりの芝刈り作業を実行することができる自律芝刈り機を提供することを目的とする。
　（１）　本発明に係る自律芝刈り機は、予め決められた芝刈り作業を植生に対して自律走行しながら行う芝刈り機本体（例えば、後述の芝刈り機本体２）と、前記芝刈り機本体の進行方向後方を指向して設けられた後方撮像手段（例えば、後方撮像装置４）と、前記芝刈り機本体が行った前記予め決められた芝刈り作業の内容を記憶する記憶部（例えば、後述の記憶部６）と、前記芝刈り機本体の駆動を制御するとともに、前記後方撮像手段の撮像結果に応じて、前記撮像結果が示す撮像場所における前記植生に対する再作業を指示する制御部（例えば、後述の制御部５）と、を備える、自律芝刈り機（例えば、後述の自律芝刈り機１）である。
　（２）　上記（１）の自律芝刈り機において、前記記憶部は、前記予め決められた芝刈り作業時の進行方向後方の前記撮像場所を記憶し、前記制御部は、前記再作業時に、前記撮像場所の前記植生に対して行う芝刈り作業時の作業動作内容を、前記予め決められた芝刈り作業時の作業動作内容から変更してもよい。
　（３）　上記（２）に記載の自律芝刈り機において、前記制御部は、前記予め決められた芝刈り作業時の前記芝刈り機本体の走行速度に比して、前記再作業時の前記芝刈り機本体の走行速度を速くしてもよい。
　（４）　上記（３）記載の自律芝刈り機において、前記制御部は、前記予め決められた芝刈り作業時の前記芝刈り機本体の刃部（例えば、後述のカッターブレード２４１）の回転速度に比して、前記再作業時の前記芝刈り機本体の前記刃部の回転速度を速くしてもよい。
　（５）　上記（２）～（４）のいずれかに記載の自律芝刈り機において、前記制御部は、前記予め決められた芝刈り作業時の前記芝刈り機本体の移動方向に対して、前記再作業時の前記芝刈り機本体の移動方向を異ならせてもよい。
　（６）　上記（２）～（４）のいずれかに記載の自律芝刈り機において、前記制御部は、前記撮像結果に応じて異常報知を行うとともに、前記異常報知が、前記予め決められた芝刈り作業時における前記芝刈り機本体の進行方向において所定間隔以上に亘り継続した場合に、前記再作業時に、前記芝刈り機本体を、前記予め決められた芝刈り作業時における前記芝刈り機本体の進行方向と同じ方向に沿って移動させてもよい。
　（７）　上記（２）～（６）のいずれか記載の自律芝刈り機において、前記制御部は、前記再作業を指示する複数の再作業箇所が存在する場合、前記撮像場所又は前記撮像結果に応じて、前記複数の再作業箇所に対する作業順を決定してもよい。
　（８）　上記（７）に記載の自律芝刈り機において、前記制御部は、前記複数の再作業箇所のそれぞれの前記撮像結果を比較した結果に応じて、前記複数の再作業箇所に対する作業順を決定してもよい。
　（９）　上記（１）～（８）のいずれかに記載の自律芝刈り機において、前記制御部は、前記撮像結果から、前記芝刈り機本体から排出された芝の量（例えば、後述の切り屑の塊Ｇｃ１の量）が閾値以上であることを検知した場合に、所定の外部端末に報知を行うようにしてもよい。
　上記（１）によれば、自律芝刈り機自体が、後方撮像手段の撮像結果に応じて、その撮像場所の植生に対する再作業を指示するため、高いレベルで安定した仕上がりの芝刈り作業を実行することができる。
　上記（２）によれば、自律芝刈り機は、通常作業時の作業結果が不十分であった再作業箇所に対して、異なる動作条件で芝刈り作業を行うため、再作業の仕上がり性をさらに向上させることができる。
　上記（３）によれば、再作業箇所は、通常作業時の芝刈り作業によって芝の密度が低くなっているため、再作業時の自律芝刈り機の走行速度を速くすることによって、仕上がり性を損なうことなく、作業効率を向上させることができる。
　上記（４）によれば、刃部の回転速度が速くなると、一定面積当たりの芝に刃部が当たる回数が増えるため、自律芝刈り機の走行速度が速くても、芝を刈り残すおそれはない。そのため、作業効率をさらに向上させることができる。
　上記（５）によれば、再作業時に自律芝刈り機の進行方向を通常作業時の進行方向と異ならせることによって、刈り残しが発生するおそれが低減し、再作業時の仕上がり性をさらに向上させることができる。
　上記（６）によれば、例えば、ラップ幅のミスによって発生する長尺な刈り残し領域がっ発生しても、自律芝刈り機は、再その刈り残し箇所を再作業によって効率的に処理することができる。
　上記（７）によれば、自律芝刈り機は、作業順によって再作業を効率的に行うことができ、無駄な電力消費が抑えられる。
　上記（８）によれば、自律芝刈り機は、再作業箇所における芝の状態に応じた効率的な再作業を行うことができる。
　上記（９）によれば、自律芝刈り機自体で処理し得ないような異常が発生したことを作業管理者等に報知することができるため、自律芝刈り機の利便性が向上するとともに、芝刈り作業の仕上がり性もさらに向上する。
自律芝刈り機を示す概略側面図である。 芝が適切に切断される様子を示す図である。 適切に切断された芝の状態を示す図である。 芝が不適切に切断される様子を示す図である。 不適切な切断によって白ひげが発生した芝の状態を示す図である。 芝刈り作業時の落ちこぼしを示す平面図である。 制御部の機能ブロック図である。 作業動作内容決定部の機能ブロック図である。 報酬テーブルの一例を示す図である。 設定値修正テーブルの一例を示す図である。 自律芝刈り機の作業開始から作業終了までの作業経路の一例を示す図である。 自律芝刈り機における作業動作内容の決定の制御動作の一例を示すフローチャートである。 自律芝刈り機における再作業判定の制御動作の一例を示すフローチャートである。 自律芝刈り機における再作業時の制御動作の一例を示すフローチャートである。 自律芝刈り機における再作業時の制御動作の一例を示すフローチャートである。 作業エリアに対する自律芝刈り機の再作業の様子を示す図である。 自律芝刈り機の再作業時の走行方向の一例を示す図である。 オーバーラップを説明する図である。 ラップ幅のミスに対する自律芝刈り機の再作業時の走行方向を示す図である。
（自律芝刈り機の概略構成）
　図１に示すように、自律芝刈り機１は、芝刈り機本体２と、前方撮像装置３と、後方撮像装置４と、制御部５と、記憶部６と、を備える。自律芝刈り機１は、左右一対ずつの前輪１１及び後輪１２を備え、芝刈り機本体２に内蔵される走行用モータ２１の駆動によって、自らの判断で走行し、作業エリア内の植生に対して芝刈り作業を実行する。なお、自律芝刈り機１は、上記以外にも、進行方向を変更するための操舵機構、充電式の駆動用バッテリ等を備えるが、図１では、それらの図示は省略している。
　本実施形態の自律芝刈り機１は、図１中の矢印で示す左方向を芝刈り作業時の進行方向とする。したがって、図１に示す本実施形態の自律芝刈り機１において、進行方向前方は左方向であり、進行方向後方は右方向である。また、本実施形態の自律芝刈り機１の幅方向は、図１の紙面に対して垂直な方向である。
　芝刈り機本体２は、底部に配置されるカッターデッキ２４の内部に、芝刈り用の刃部を有する。刃部の具体的構造は特に限定されない。本実施形態の刃部は、芝刈り機本体２の幅方向に並置される一対のカッターブレード２４１からなる。カッターブレード２４１は、地面に対して略垂直方向に配置される回転軸を中心にして、芝刈り機本体２に内蔵されるブレード用モータ２２の駆動によって所定の回転速度で回転し、進行方向前方の芝Ｇａを切断する。自律芝刈り機１による芝刈り作業が適切に実行される場合、自律芝刈り機１が通過した後の芝Ｇｂは、所定の長さに切り揃えられる。
　カッターデッキ２４は、芝刈り機本体２に内蔵されるデッキ昇降用モータ２３の駆動によって、芝刈り機本体２に対して上下方向に移動可能である。カッターデッキ２４の上下移動によって、地面に対するカッターブレード２４１の高さが調整され、芝刈り後の芝Ｇｂの長さが適切に設定される。
　カッターデッキ２４は、芝刈り機本体２の後方に開口する放出口２４２を有する。放出口２４２は、カッターブレード２４１によって切断された芝の切り屑Ｇｃを、カッターブレード２４１の回転によって発生する風圧によって、進行方向後方に分散させながら放出する。適度に分散された切り屑Ｇｃは、土壌の肥料として再利用される。
　前方撮像装置３は、芝刈り機本体２に、進行方向前方を指向して設けられる。詳しくは、前方撮像装置３は、芝刈り作業時に、進行方向前方の芝刈り前の芝Ｇａを撮像可能となるように、芝刈り機本体２の上部前方にやや下向きに取り付けられる。
　具体的な前方撮像装置３としては、例えば、芝Ｇａをカラー画像認識するイメージセンサを有するカメラを使用することができる。また、前方撮像装置３は、芝Ｇａの含水量を測定可能な水分カメラであってもよい。水分カメラとしては、例えば、近赤外分光式水分カメラを使用することができる。
　前方撮像装置３は、イメージセンサを有するカメラ及び近赤外分光式の水分カメラ等の２種類以上のカメラを備えてもよい。前方撮像装置３は、進行方向前方の芝刈り前の芝Ｇａを撮像し、その芝Ｇａの状態を含む前方撮像結果を制御部５に送出する。
　後方撮像装置４は、芝刈り機本体２において、進行方向後方を指向して設けられる。詳しくは、後方撮像装置４は、芝刈り作業時に、進行方向後方の芝Ｇｂを撮像可能となるように、芝刈り機本体２の上部後方にやや下向きに取り付けられる。
　具体的な後方撮像装置４としては、例えば、芝Ｇｂをカラー画像認識するイメージセンサを有するカメラを使用することができる。後方撮像装置４は、進行方向後方の芝刈り後の芝Ｇｂを撮像し、その芝Ｇｂの状態を含む後方撮像結果を制御部５に送出する。
　ここで、前方撮像結果に含まれる芝Ｇａの状態及び後方撮像結果に含まれる芝Ｇｂの状態について説明する。
　まず、前方撮像結果に含まれる芝Ｇａの状態は、芝Ｇａの本数（密度）、太さ、色、含水量等を含むことができる。これらの芝Ｇａの状態は、前方撮像結果を画像処理することによって認識可能である。
　芝Ｇａの本数及び太さは、芝Ｇａの切断し易さに関係する。例えば、芝Ｇａの本数が多い場合、あるいは芝Ｇａの太さが太い場合、芝Ｇａは切断しにくい可能性がある。その場合、例えば、自律芝刈り機１の走行速度を落とす、あるいはカッターブレード２４１の回転速度を上げる等の調整を行う必要がある。そのため、芝Ｇａの状態に関する情報としての芝Ｇａの本数及び太さの情報は、より適切な芝刈り作業のための自律芝刈り機１の走行速度及びカッターブレード２４１の回転速度を判断するための材料として利用することができる。
　芝Ｇａの色は、芝刈り後の芝Ｇｂの仕上がり状態の把握に関係する。例えば、カッターブレード２４１の回転速度が適切である場合、図２Ａに示すように、芝Ｇａはカッターブレード２４１によってきれいに切断される。これによって、芝刈り後の芝Ｇｂは、図２Ｂに示すように、所定の長さにきれいに切り揃えられるため、芝刈り前の芝Ｇａの色と芝刈り後の芝Ｇｂの色との間に大きな相違は見られない。しかし、カッターブレード２４１の回転速度が遅い場合、あるいはカッターブレード２４１の劣化に伴い切れ味が低下した場合、図３Ａに示すように、カッターブレード２４１は、芝Ｇａを押し倒してしまい、芝Ｇａをきれいに切断しにくくなる。その結果、芝刈り後の芝Ｇｂの切り口には、図３Ｂに示すように、露出した繊維質によって形成される白ひげＧｂ１が残存する。これによって、芝Ｇｂの色は全体的に白っぽくなり、芝Ｇａの色と芝Ｇｂの色は大きく相違する。そのため、芝Ｇａの色は、例えば、カッターブレード２４１の適切な回転速度を判断するための材料として利用することができる。
　芝Ｇａの含水量は、芝Ｇａに付着した水分の量である。芝Ｇａの含水量は、水分カメラによって測定することができる。また、芝Ｇａの含水量は、イメージセンサを有するカメラによって芝Ｇａからの光の反射を検出することによって測定することもできる。さらに、芝Ｇａの含水量は、外部から入力される降雨情報あるいは散水情報を含むこともできる。芝Ｇａへの水分の付着は、芝Ｇａの質量増加要因となる。例えば、含水量が多いと、芝Ｇａは倒伏した状態になり易い。そのため、芝Ｇａを起立させることが困難であり、刈り残しが発生し易くなる。そのため、芝Ｇａの含水量は、例えば、水分によって倒伏した芝Ｇａを起立させる上昇気流を発生させるためのカッターブレード２４１の適切な回転速度を判断するための材料として利用することができる。
　後方撮像結果に含まれる芝Ｇｂの状態は、芝刈り後の芝Ｇｂの仕上がり状態である。芝Ｇｂの仕上がり状態とは、刈り残しの発生状況、芝Ｇｂの色、落ちこぼしの芝の量、芝Ｇｂの長さ（刈り高さ、長さの不均一さ）等を含むことができる。これらの芝Ｇｂの仕上がり状態は、後方撮像結果を画像処理することによって認識可能である。
　落ちこぼしとは、自律芝刈り機１の進行方向後方に放出された切り屑Ｇｃが、分散されずに芝Ｇｂ上に堆積した切り屑の塊である。これによって、図４に示すように、自律芝刈り機１の進行方向後方の芝Ｇｂ上には、切り屑Ｇｃが堆積した切り屑の塊Ｇｃ１が点在する。切れ屑の塊Ｇｃ１の下の芝Ｇｂには日光が当たりにくくなり、また、水分も行き渡りにくくなるため、芝枯れの原因となる。そのため、切り屑の塊Ｇｃ１の芝の量が多い場合は、早急に除去される必要がある。
　制御部５は、自律芝刈り機１の動作を統括的に制御する。図５に示すように、制御部５は、モータ制御部５１、作業動作内容設定部５２、作業動作内容決定部５３、再作業判定部５４、測位部５５、及び通信部５６を含む。
　モータ制御部５１は、作業動作内容設定部５２に設定される作業動作内容の設定値に基づいて、各モータの動作指令を生成する。モータ制御部５１は、生成した動作指令を走行用モータ２１、ブレード用モータ２２、及びデッキ昇降用モータ２３等の各モータに送出することによって、各モータの駆動を制御する。これによって、自律芝刈り機１の芝刈り作業が実現される。
　作業動作内容設定部５２は、自律芝刈り機１の芝刈り作業動作に必要な作業動作内容を設定する。作業動作内容とは、自律芝刈り機１の各部位の動作のためのパラメータである。作業動作内容は、自律芝刈り機１の進行方向及び走行速度、カッターブレード２４１の回転速度、カッターデッキ２４の高さに関する情報を含む。作業動作内容設定部５２に設定される作業動作内容は、書き換え可能であり、作業動作内容決定部５３から送出される情報に基づいて修正される。
　作業動作内容決定部５３は、図６に示すように、前方撮像装置３によって検出された前方撮像結果及び後方撮像装置４によって検出された後方撮像結果の両方に基づいて、より良好な芝刈り作業結果を得るための新たな作業動作内容を決定して出力する。作業動作内容決定部５３は、後方撮像装置４によって検出された後方撮像結果に含まれる芝Ｇｂの状態を判別し、その芝Ｇｂの状態が所定範囲内の状態である場合に、前方撮像装置３によって検出された前方撮像結果に含まれる芝Ｇａの状態に応じて、新たな作業動作内容を決定する。
　作業動作内容決定部５３における新たな作業動作内容の決定は、例えば、強化学習によって行うことができる。強化学習は、自律芝刈り機１が実行する芝刈り作業（行動）を学習することにより、将来的に得られる報酬を最大にするための学習を行う。詳しくは、作業動作内容決定部５３は、前方撮像結果に含まれる芝刈り前の芝Ｇａの状態に対して、或る作業動作内容に基づいて芝刈り作業（行動）を実行し、そのときの後方撮像結果によって検出された芝刈り後の芝Ｇｂの状態が、より良好な状態となるようにするための行動を選択する。
　作業動作内容決定部５３は、強化学習において、芝刈り前の芝Ｇａの状態に対して、作業動作内容設定部５２に設定される作業動作内容に基づいて実行された芝刈り作業の結果、芝刈り後の芝Ｇｂの状態が良くなった場合に、報酬の値を正の値とし、悪くなった場合に、報酬の値を負の値とする。具体的には、作業動作内容決定部５３には、例えば、図７に示す報酬テーブルが予め設定されている。作業動作内容決定部５３は、報酬テーブルに基づいて、例えば、前方撮像結果に含まれる芝刈り前の芝Ｇａの状態について、「正常」、「やや悪い」、「悪い」の３段階で評価し、後方撮像結果に含まれる芝刈り後の芝Ｇｂの状態について、「Ｇｏｏｄ」、「Ｍｅｄｉｕｍ」、「Ｂａｄ」の３段階で評価する。作業動作内容決定部５３は、これらの組み合わせから、正の値又は負の値のいずれかの報酬を算出する。
　図７に示すように、報酬の値には重み付けが与えられる。例えば、前方撮像結果に含まれる芝Ｇａの状態が「悪い」である場合に、後方撮像結果に含まれる芝Ｇｂの状態が「Ｇｏｏｄ」である場合、その芝刈り作業を実行したときの作業動作内容は極めて良好であることを示している。そのため、この組み合わせの場合は、他の組み合わせの場合よりも、報酬の値が大きくなるように重み付けされる。一方、前方撮像結果に含まれる芝Ｇａの状態が「正常」である場合に、後方撮像結果に含まれる芝Ｇｂの状態が「Ｂａｄ」である場合、その芝刈り作業を実行したときの作業動作内容は悪いことを示す。そのため、この組み合わせの場合は、他の組み合わせの場合よりも、報酬の値が小さくなる。
　なお、このような報酬の算出方法は一例であり、これに限定されない。報酬の算出方法の他の例としては、前方撮像画像と後方撮像画像とをそれぞれ数値化し、それぞれの数値を演算（例えば、加算）することで、報酬の値を算出してもよい。例えば、前方撮像結果に含まれる芝Ｇａの状態について、「正常：０点」、「やや悪い：３点」、「悪い：５点」のように数値化し、後方撮像結果に含まれる芝刈り後の芝Ｇｂの状態について、「Ｇｏｏｄ：５点」、「Ｍｅｄｉｕｍ；３点」、「Ｂａｄ：－１点」のように数値化する。報酬は、前方撮像画像と後方撮像画像との数値を加算することによって算出される。これによれば、例えば、前方撮像結果に含まれる芝Ｇａの状態が「悪い：５点」であっても、後方撮像結果に含まれる芝刈り後の芝Ｇｂの状態が「Ｇｏｏｄ：５点」である場合、合計は１０点となり、最も高い報酬を得ることができる。一方、前方撮像結果に含まれる芝Ｇａの状態が「正常：０点」であっても、後方撮像結果に含まれる芝刈り後の芝Ｇｂの状態が「Ｂａｄ：－１点」である場合、合計は－１点となり、報酬は最も低くなる。
　作業動作内容決定部５３は、前方撮像結果に含まれる芝刈り前の芝Ｇａの状態と、その芝Ｇａに対して実行した芝刈り作業の作業動作内容と、後方撮像結果に含まれる芝刈り後の芝Ｇｂの状態と、それによって算出された報酬の値と、に基づいて、例えば深層学習を行うことによって、現在の状態に対する新たな行動としての作業動作内容を決定する。作業動作内容決定部５３は、芝Ｇａ，Ｇｂの状態と、その芝刈り作業時の作業動作内容と、報酬とを関連付けて、新たな作業動作内容を決定するための経験として蓄積する。
　作業動作内容決定部５３による強化学習の結果として決定された新たな作業動作内容は、現在の作業動作内容に対して、正の値の報酬が多く得られるような、例えば、カッターブレード２４１の回転速度を増加又は低下させる、カッターデッキ２４の高さを高く又は低くする、自律芝刈り機１の走行速度を速く又は遅くする等の内容を含む。具体的には、作業動作内容決定部５３には、例えば、図８に示す設定値修正テーブルが予め設定されている。例えば、現在のブレード用モータ２２の作業動作内容が、例えば、「３」の設定値（ｂ３）である場合、作業動作内容決定部５３は、新たな作業動作内容を、例えば、「２」の設定値（ｂ２）又は「４」の設定値（ｂ４）等に修正する。新たな作業動作内容は、作業動作内容設定部５２に送出され、作業動作内容設定部５２に記録される芝刈り作業の作業動作内容が、より適切な芝刈り作業を実行可能な作業動作内容に更新される。
　作業動作内容決定部５３における作業動作内容の決定動作及び作業動作内容設定部５２の修正動作は、自律芝刈り機１の芝刈り作業開始後の所定の制御周期において行われる。制御部５は、作業動作内容設定部５２に新たに書き換えられた芝刈り作業の作業動作内容に基づいて、モータ制御部５１において各モータの動作指令を更新し、自律芝刈り機１による芝刈り作業を継続する。
　再作業判定部５４は、後方撮像装置４の後方撮像結果に含まれる芝刈り作業後の仕上がり状態に基づいて、芝刈り作業の再作業が必要であるかどうかを判定する。具体的には、再作業判定部５４は、芝刈り作業後の刈り残しの発生状況、落ちこぼしの発生状況、芝Ｇｂの色等の芝刈り後の芝Ｇｂの状態から、再作業が必要であるかどうかを判定する。再作業判定部５４は、再作業が必要であることを判定した場合に異常報知を発出する。異常報知は、必ずしも外部端末などに明示的に報知を行うものに限らず、再作業が必要であると判定したことを示す情報であってよい。
　制御部５は、再作業判定部５４において、再作業が必要であると判定した場合に、再作業の指示を行う。この再作業の指示は、作業管理者への通知と、自律芝刈り機１の再作業のための動作の指示と、を含む。
　なお、再作業は、自律芝刈り機１が実行する作業に限定されない。再作業は、通信部５６を介して、作業管理者が所有する携帯端末やパーソナルコンピュータ等の外部端末に対して、再作業の内容等の報知を行うことも含む。これによって、例えば、自律芝刈り機１が行えない切り屑の塊Ｇｃ１の除去作業等を、作業管理者に促すことができる。
　測位部５５は、芝刈り作業実行中の自律芝刈り機１の現在位置及び自律芝刈り機１の進行方向を測定する。具体的な測位部５５は、芝刈り作業実行中の自律芝刈り機１の現在位置を計測することができるものであれば、制限なく使用できる。例えば、測位部５５は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）を利用して、自律芝刈り機１の現在位置を測定することができる。また、測位部５５は、例えば、自律芝刈り機１の充電ポイント等の特定場所に対する距離及び角度を、レーザ等を用いて測定することによって、自律芝刈り機１の現在位置を測定するものであってもよい。
　通信部５６は、自律芝刈り機１と外部端末等の外部機器との間の無線通信を行う。
　図１に戻り、記憶部６は、自律芝刈り機１の芝刈り作業実行時の動作に関する各種データを記憶する。具体的には、記憶部６は、自律芝刈り機１の芝刈り作業実行時の作業内容を記憶する。この作業内容には、前方撮像装置３によって撮像された前方撮像結果、後方撮像装置４によって撮像された後方撮像結果、測位部５５によって測定された自律芝刈り機１の位置及び撮像場所に関する情報、自律芝刈り機１の作業動作内容を含む。
　以上説明した各機能ブロックを含む制御部５は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）等の演算処理装置によって構成される。また、制御部５は、各機能ブロックの機能を実現するために、アプリケーションソフトウェアやＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）等の各種の制御用プログラムを格納したＨＤＤ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ　Ｄｒｉｖｅ）等の補助記憶装置や、演算処理装置がブログラムを実行する上で一時的に必要とされるデータを格納するためのＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）等の主記憶装置を備えることができる。また、記憶部６は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶装置によって構成することができる。
　制御部５は、芝刈り機本体２に内蔵されるものに限らない。制御部５の全ての機能又は制御部５の一部の機能は、例えば、パーソナルコンピュータ等の外部端末に設けられ、ネットワーク回線等を介して接続されてもよい。
（自律芝刈り機の作業動作内容の決定）
　次に、本実施形態の自律芝刈り機１による具体的な作業動作内容の決定の際の制御について説明する。まず、図９を用いて、本実施形態の自律芝刈り機１の芝刈り作業時の移動経路について説明する。ここには、平面視矩形状の作業エリアＷが示されている。芝刈り作業前の自律芝刈り機１は、作業エリアＷの左下隅の作業開始位置に待機している。
　本実施形態の自律芝刈り機１は、芝刈り作業時、作業エリアＷの下側の辺Ｗ１から上側の辺Ｗ２に向けて直線的に移動した後、上側の辺Ｗ２で１８０度向きを変え、下側の辺Ｗ１に向けて直線的に移動する。下側の辺Ｗ１に到達した自律芝刈り機１は、再び１８０度向きを変え、上側の辺Ｗ２に向けて直線的に移動する。自律芝刈り機１は、作業開始位置から作業終了位置に向けて、辺Ｗ１，Ｗ２間の移動を繰り返しながら、作業エリアＷの全域に亘って芝刈り作業を実行する。このような自律芝刈り機１の移動経路に関する情報は、例えば、記憶部６に予め記録されている。
　図１０は、自律芝刈り機１における作業動作内容の決定の制御動作を説明するフローチャートである。制御部５は、作業動作内容設定部５２に記録されている作業動作内容に基づいて、走行用モータ２１、ブレード用モータ２２及びデッキ昇降用モータ２３を駆動する。これによって、自律芝刈り機１は、図９に示す移動経路に沿って移動しながら芝刈り作業を実行する。
　芝刈り作業が開始されると、制御部５は、前方撮像装置３の前方撮像結果及び後方撮像装置４の後方撮像結果を取得する（ステップＳ１１）。これによって、芝刈り前の芝Ｇａの状態及び芝刈り後の芝Ｇｂの状態が取得される。制御部５は、芝Ｇａ及び芝Ｇｂのそれぞれの状態に基づいて強化学習を実行する（ステップＳ１２）。
　制御部５は、作業動作内容決定部５３における強化学習によって、前方撮像結果から検出された芝Ｇａの状態と、後方撮像結果から検出された芝Ｇｂの状態と、に応じて報酬を算出し、その報酬に基づいて、現在の作業動作内容に対するより良い芝刈り作業のための新たな作業動作内容を決定する（ステップＳ１３）。
　ここで、前方撮像結果に含まれる芝刈り前の芝Ｇａの状態に関する情報として、少なくとも芝Ｇａの含水量の情報を含むことが好ましい。これによって、制御部５は、芝Ｇａの含水量を考慮した作業動作内容を決定することができる。
　また、前方撮像結果に含まれる芝Ｇａの状態が、芝Ｇａの本数及び芝Ｇａの太さの少なくともいずれか一方の情報と、芝Ｇａの含水量の情報とを含む場合、制御部５は、作業動作内容を新たに決定する際に、芝Ｇａの本数及び芝Ｇａの太さの情報に対して、芝Ｇａの含水量の情報を優先して判断することが好ましい。例えば、芝Ｇａの本数が少ない、あるいは芝Ｇａの太さが細いことによって、芝Ｇａの状態が、図７に示す「正常」と判断される場合であっても、芝Ｇａの含水量が多い場合は、芝Ｇａが水分の重みで倒伏し、刈り残しが発生し易くなる。この場合は、芝Ｇａの状態を、例えば「悪い」と判断する。これによって、制御部５は、前方撮像結果に含まれる芝刈り前の芝Ｇａの含水量に応じた、より適切な作業動作内容を決定することができる。
　前方撮像結果に含まれる芝Ｇａの状態が、芝Ｇａの本数及び芝Ｇａの太さの両方の情報を含む場合、制御部５は、作業動作内容を新たに決定する際に、芝Ｇａの本数の情報に対して、芝Ｇａの太さの情報を優先して判断することが好ましい。芝Ｇａの１本あたりの太さが太い場合は、細い芝が複数存在している場合に比して、切断が困難であり、切断するためのトルクを多く必要とする。例えば、細い芝Ｇａが複数存在していることによって、芝Ｇａの状態が、図７に示す「正常」と判断される場合であっても、太さの太い芝が混在している場合には、芝Ｇａの状態を、例えば「やや悪い」と判断する。これによって、芝Ｇａの太さに応じた、より適切な作業動作内容を決定することができる。
　後方撮像結果に含まれる芝Ｇｂの状態が、切り屑の塊Ｇｃ１の量の情報と芝Ｇｂ自体の状態（刈り残し、色）の情報とを含む場合、制御部５は、作業動作内容を新たに決定する際に、芝Ｇｂ自体の状態の情報に対して、切り屑の塊Ｇｃ１の量の情報を優先して判断することが好ましい。切り屑の塊Ｇｃ１は、芝枯れの原因になるためである。例えば、芝Ｇｂに刈り残しや白ひげＧｂ１がないことによって、芝Ｇｂ自体の状態が、図７に示す「Ｇｏｏｄ」と判断される場合であっても、切り屑の塊Ｇｃ１の量が多い場合には、芝Ｇｂの状態を、例えば「Ｂａｄ」と判断する。これによって、切り屑の塊Ｇｃ１の量に応じた、より適切な作業動作内容を決定することができる。
　後方撮像結果に含まれる芝Ｇｂの状態が、芝Ｇｂの色の情報と芝Ｇｂの長さの不均一さの情報とを含む場合、制御部５は、作業動作内容を新たに決定する際に、芝Ｇｂの長さの不均一さの情報に対して、前方撮像結果に含まれる芝Ｇａの色と後方撮像結果に含まれる芝Ｇｂの色との変化に関する情報を優先して判断することが好ましい。例えば、芝Ｇｂに長さの不均一さがなく、芝Ｇｂの状態が、図７に示す「Ｇｏｏｄ」と判断される場合であっても、芝Ｇｂに白ひげＧｂ１が発生していることによって、芝Ｇａに対して色が白く変化している場合には、芝Ｇｂの状態を、例えば「Ｂａｄ」と判断する。これによって、芝Ｇｂの白ひげＧｂ１の発生状況に応じた、より適切な作業動作内容を決定することができる。
　なお、芝Ｇｂに白ひげＧｂ１が発生する要因の一つとしては、カッターブレード２４１の劣化に伴う切れ味の低下が考えられる。そのため、制御部５は、芝刈り後の芝Ｇｂに白ひげＧｂ１が発生していることによって、例えば「Ｂａｄ」と判断した場合に、通信部５６を介して作業管理者の外部端末に通知を行い、カッターブレード２４１の交換を促すようにしてもよい。
　制御部５は、新たな作業動作内容を決定したら、作業動作内容設定部５２に記録されている作業動作内容を新たな作業動作内容に書き換え、その新たな作業動作内容に基づいて自律芝刈り機１を動作させ、自律芝刈り機１が作業終了位置に到達するまで芝刈り作業を継続する（ステップＳ１４）。
（自律芝刈り機の再作業）
　次に、本実施形態の自律芝刈り機１による具体的な再作業の判定動作について、図１１のフローチャートを用いて説明する。ここでも、自律芝刈り機１は、図９と同様の作業エリアＷに対する移動経路に沿って芝刈り作業を実行するものとして説明する。
　自律芝刈り機１は、作業動作内容設定部５２に設定されている作業動作内容に基づく予め決められた芝刈り作業を、作業エリアＷ内の植生に対して実行する。自律芝刈り機１が芝刈り作業を実行している間、制御部５は、後方撮像装置４によって検出される後方撮像結果に基づいて、再作業が必要であるかどうかを判別する。すなわち、芝刈り作業が開始されると、制御部５は、所定の制御周期で、後方撮像装置４によって検出される後方撮像結果を取得する（ステップＳ２１）。
　制御部５は、取得された後方撮像結果に応じて、再作業の必要性の有無を判断する（ステップＳ２２）。具体的には、制御部５は、再作業判定部５４において、後方撮像結果に含まれる芝刈り後の芝Ｇｂの仕上がり状態に基づいて、再作業が必要であるかどうかを判定する。
　ステップＳ２２において、再作業が必要ではないと判断された場合（ステップＳ２２；ＮＯ）、処理はステップＳ２１からの処理に戻る。
　ステップＳ２２において、再作業が必要であると判断された場合（ステップＳ２２；ＹＥＳ）、制御部５は、再作業が必要であることを示す異常報知を行い（ステップＳ２３）、その異常報知をトリガとして、再作業が必要であると判断された箇所に対応する後方撮像結果の撮像場所等の情報を記憶部６に記憶する（ステップＳ２４）。
　具体的には、記憶部６には、再作業が必要であると判断された時点における芝刈り作業の作業内容が記憶される。芝刈り作業の作業内容は、後方撮像結果に含まれる撮像場所（測位部５５によって測定される自律芝刈り機１の位置）の情報と、芝刈り作業実行時の作業動作内容の情報と、再作業内容（刈り残しの発生状況、落ちこぼしの発生状況等）の情報を含む。撮像場所の情報は、測位部５５によって測定される位置情報から取得される。自律芝刈り機１の走行速度の情報は、走行用モータ２１に出力される動作指令から取得される。カッターブレード２４１の回転速度の情報は、ブレード用モータ２２に出力される動作指令から取得される。カッターデッキ２４の高さの情報は、デッキ昇降用モータ２３に出力される動作指令から取得される。記憶部６は、自律芝刈り機１の走行速度の情報、カッターブレード２４１の回転速度の情報、及びカッターデッキ２４の高さの情報を、撮像場所の情報に関連付けて記憶する。
　制御部５は、自律芝刈り機１が作業終了位置に到達するまで、ステップＳ２１からステップＳ２４までの処理を繰り返す。芝刈り作業中に複数の再作業箇所が存在する場合、それぞれの再作業箇所における作業内容の情報が、記憶部６に記憶される。
　再作業は、作業エリアＷの植生に対する自律芝刈り機１の芝刈り作業が終了した後に実行される。この再作業の動作の流れについて、図１２Ａ及び図１２Ｂのフローチャートを用いて説明する。なお、芝刈り作業終了時、自律芝刈り機１は、カッターブレード２４１の駆動を停止している。
　自律芝刈り機１が作業終了位置に到達して芝刈り作業が終了すると、制御部５は、記憶部６に記憶されている全ての再作業箇所に関する作業内容の情報を取得する（ステップＳ３１）。
　次に、制御部５は、それぞれの再作業箇所の作業内容を確認し、再作業の必要性が発生した後方撮像結果の撮像場所の植生に対する再作業を指示する。具体的には、まず、制御部５は、作業内容に落ちこぼし（切り屑の塊Ｇｃ１）の発生があるかどうかを判断する（ステップＳ３２）。大量の落ちこぼしが発生していると、芝枯れの原因となり、早急に除去する必要があるためである。
　ステップＳ３２において、図１３に示すように、芝刈り作業後の作業エリアＷに、１箇所又は複数箇所の落ちこぼし（切り屑の塊Ｇｃ１）が発生している場合（ステップＳ３２；ＹＥＳ）、制御部５は、作業内容から、それぞれの落ちこぼしの芝の量（切り屑の塊Ｇｃ１の量）の情報を取得する（ステップＳ３２１）。
　次に、制御部５は、取得した芝の量を、予め設定されている閾値と比較する（ステップＳ３２２）。比較の結果、芝の量が閾値を超えている場合（ステップＳ３２２；ＹＥＳ）、制御部５は、その旨の情報を、通信部５６を介して作業管理者の外部端末に通知し、再作業を指示する（ステップＳ３２３）。すなわち、制御部５は、作業管理者に、作業エリアＷの特定の場所に閾値を超える芝の量を有する落ちこぼしが発生していることを報知し、切り屑の塊Ｇｃ１の除去を促す。
　作業者への報知の後、制御部５は、さらに、落ちこぼしの発生箇所以外の他の再作業箇所があるかどうかを判断する（ステップＳ３２４）。また、ステップＳ３２２において、芝の量が閾値を超えていない場合（ステップＳ３２２；ＮＯ）にも、制御部５は、他の再作業箇所があるかどうかを判断する（ステップＳ３２４）。芝の量が少量の落ちこぼしであれば、芝Ｇｂの生育に大きな問題はなく、土壌の肥料にすることができると判断されるためである。
　ステップＳ３２４において他の再作業箇所がないと判断された場合（ステップ３２４；ＮＯ）、再作業の判定処理は終了する。
　ステップＳ３２４において他の再作業箇所があると判断された場合（ステップ３２４；ＹＥＳ）、制御部５は、他の再作業箇所が複数存在しているかどうかを確認する（ステップＳ３３）。
　ステップＳ３３において、他の再作業箇所が１箇所だけであると判断された場合（ステップＳ３３；ＮＯ）、制御部５は、作業内容から、その再作業箇所の位置情報を取得し、自律芝刈り機１に対して再作業を指示する（ステップＳ３４）。すなわち、制御部５は、自律芝刈り機１を再作業箇所に直行させて再作業を行うように動作させる。これによって自律芝刈り機１は、作業終了位置から再作業箇所に向けて最短距離で移動する。
　一方、ステップＳ３３において、他の再作業箇所が複数存在していると判断された場合（ステップＳ３３；ＹＥＳ）、制御部５は、その複数の再作業箇所に対する再作業の作業順を決定し、決定した作業順で再作業を行うように、自律芝刈り機１に対して再作業の指示を行う（ステップＳ３５）。
　再作業の作業順は、再作業箇所までの距離が近い順番に決定することができる。例えば、図１３に示すように、作業エリアＷに２箇所の再作業箇所ＯＢ１及びＯＢ２が発生している場合、制御部５は、自律芝刈り機１から近い順に、再作業箇所ＯＢ２、ＯＢ１の順番で最短距離を移動して、それぞれの再作業箇所に対して再作業を行うように自律芝刈り機１の動作を制御する。これによって、再作業を効率的に行うことができ、無駄な電力消費が抑えられる。
　また、再作業の作業順は、再作業の必要性が高い順番に決定することもできる。再作業の必要性が高い順番としては、例えば、刈り残しの面積が大きい順番である。これによって、電池残量を考慮しながら、作業エリアＷにおける芝Ｇｂの不良箇所を目立ちにくくすることができる。
　さらに、再作業の作業順は、各再作業箇所の後方撮像結果に含まれる芝Ｇｂの状態を比較した結果に基づいて決定することもできる。例えば、芝Ｇｂの色が濃い順番、芝Ｇｂの刈り残し本数が多い順番、芝Ｇｂの刈り残しの密度が大きい順番等で再作業を行うことによって、再作業箇所における芝Ｇｂの状態に応じた効率的な再作業を行うことができる。
　再作業の作業順が決定したら、制御部５は、決定した作業順に従って再作業を行うように、自律芝刈り機１の動作を制御する。これによって、自律芝刈り機１は、各再作業箇所に対して再作業を行う（ステップＳ３６）。
　ここで、自律芝刈り機１が再作業を行う際、制御部５は、通常作業時（１回目の芝刈り作業時）の自律芝刈り機１の作業動作内容に対して、再作業時の作業動作内容を変更することが好ましい。具体的には、自律芝刈り機１の進行方向及び走行速度、カッターブレード２４１の回転速度、カッターデッキ２４の高さのうちの少なくともいずれかを、再作業時に変更する。通常作業時の作業結果が不十分であった再作業箇所に対して、異なる動作条件で芝刈り作業を行うことができるため、作業効率を向上させる、または再作業の仕上がり性をさらに向上させることができる。
　より具体的には、制御部５は、通常作業時の自律芝刈り機１の走行速度に比して、再作業時の自律芝刈り機１の走行速度を速くする。再作業箇所は、通常作業時の芝刈り作業によって芝Ｇｂの密度が低くなっているため、制御部５は、再作業時の自律芝刈り機１の走行速度を速くすることによって、仕上がり性を損なうことなく、作業効率を向上させることができる。
　このように、再作業時の自律芝刈り機１の走行速度を速くした場合、制御部５は、通常作業時のカッターブレード２４１の回転速度に比して、再作業時のカッターブレード２４１の回転速度を速くすることが好ましい。カッターブレード２４１の回転速度が速くなると、一定面積当たりの芝Ｇｂにカッターブレード２４１が当たる回数が増えるため、自律芝刈り機１の走行速度が速くても、芝Ｇｂを刈り残すおそれはない。そのため、作業効率をさらに向上させることができる。
　また、自律芝刈り機１が再作業を行う際、制御部５は、通常作業時の自律芝刈り機１の進行方向に比して、再作業のための自律芝刈り機１の進行方向を異ならせることも好ましい。例えば、図１４に示すように、通常作業時の自律芝刈り機１の進行方向が、下から上に向かう方向である場合、自律芝刈り機１は、再作業箇所ＯＢに対して、下から上に向かう方向とは異なる方向に走行しながら再作業を行う。再作業時に通常作業時と同じ方向に走行しながら芝刈り作業を行うと、通常作業時と同じ条件で芝刈り作業が実行されるため、刈り残しが発生するおそれがある。再作業時に自律芝刈り機１の進行方向を通常作業時の進行方向と異ならせることによって、再作業時の仕上がり性をさらに向上させることができる。
　図１４は、再作業時に、自律芝刈り機１が、通常作業時の進行方向に対して直交する方向に走行しながら再作業を行う場合を示している。しかし、再作業時の自律芝刈り機１の進行方向は、通常作業時の進行方向に対して直交する方向に限らず、交差する任意の方向であってよい。再作業時の自律芝刈り機１の進行方向は、通常作業時の進行方向と反対の方向であってもよい。
　ところで、図１１に示すフローチャートのステップＳ２３において、再作業の必要があると判断されたことによって発出される異常報知が、自律芝刈り機１の進行方向において、所定の時間間隔又は所定の距離以上に亘って継続する場合がある。このような異常報知は、芝刈り作業時のラップ幅のミスによって発生する。すなわち、通常、芝刈り作業は、図１５Ａに示すように、自律芝刈り機１の進行方向が１８０度異なる隣接する２列の作業箇所（作業範囲）の間に、所定のラップ幅を有するオーバーラップ部１００を形成するように実行される。しかし、図１５Ｂに示すように、ラップ幅のミスによって、隣接する２列の作業箇所（作業範囲）がオーバーラップしない場合、オーバーラップしない刈り残し領域２００が自律芝刈り機１の進行方向に沿って長尺に発生する。この場合、制御部５は、自律芝刈り機１の進行方向において、所定の時間間隔又は所定の距離以上に亘って異常を検知するため、異常報知を継続して発出する。
　制御部５は、ステップＳ２３において、異常報知が所定の時間間隔又は所定の距離以上に亘って継続したことを検知した場合には、再作業時に、通常作業時の自律芝刈り機１の進行方向に沿って自律芝刈り機１を走行させながら作業を行うことが好ましい。これによって、ラップ幅のミスによって発生する長尺な刈り残し領域２００を効率的に処理することができる。ステップＳ２３における異常報知が、所定の時間間隔又は所定の距離未満である場合は、制御部５は、上記のとおり、再作業時に、自律芝刈り機１の進行方向を通常作業時の進行方向と異ならせる。
　なお、自律芝刈り機１が再作業箇所に向けて移動している間は、カッターブレード２４１は回転を停止したままである。例えば、再作業箇所が１箇所である場合、カッターブレード２４１は、自律芝刈り機１が再作業箇所に到達し、その再作業箇所に対して再作業を開始する時点で駆動開始する。再作業箇所が複数存在している場合、カッターブレード２４１は、自律芝刈り機１がそれぞれの再作業箇所に到達して再作業を開始する時点で駆動開始する。すなわち、１つの再作業箇所における再作業終了から次の再作業箇所における再作業開始までの間、カッターブレード２４１は駆動停止している。これによって、無駄な電力消費を抑えることができる。
　全ての再作業箇所に対する再作業が終了したら、作業エリアＷに対する自律芝刈り機１の芝刈り作業は終了する。
　以上の実施形態において、制御部５は、落ちこぼしが発生した場合の再作業の指示を、他の再作業の指示の場合と同様に、自律芝刈り機１が作業終了位置に到達して芝刈り作業が終了した後に行うようにしたが、これに限定されない。制御部５は、落ちこぼしが発生した場合の再作業の指示を、落ちこぼしの発生を検知した時点で行うようにしてもよい。
　以上の実施形態において、自律芝刈り機１は、切り屑Ｇｃを進行方向後方に放出するようにしたが、これに限定されない。自律芝刈り機は、切り屑Ｇｃを進行方向側方に放出するものであってもよい。この場合、自律芝刈り機は、進行方向側方に放出された芝の量（落ちこぼしの発生状況）を測定するために、進行方向側方を指向して設けられる側方撮像装置を別途備えてもよい。
　１　自律芝刈り機
　２　芝刈り機本体
　２４１　カッターブレード（刃部）
　４　後方撮像装置（後方撮像手段）
　５　制御部
　６　記憶部
　Ｇｃ１　切り屑の塊（芝刈り機本体から放出された芝）

Claims (9)

  1. 　予め決められた芝刈り作業を植生に対して自律走行しながら行う芝刈り機本体と、
    　前記芝刈り機本体の進行方向後方を指向して設けられた後方撮像手段と、
    　前記芝刈り機本体が行った前記予め決められた芝刈り作業の内容を記憶する記憶部と、
    　前記芝刈り機本体の駆動を制御するとともに、前記後方撮像手段の撮像結果に応じて、前記撮像結果が示す撮像場所における前記植生に対する再作業を指示する制御部と、を備える、自律芝刈り機。
  2. 　前記記憶部は、前記予め決められた芝刈り作業時の進行方向後方の前記撮像場所を記憶し、
    　前記制御部は、前記再作業時に、前記撮像場所の前記植生に対して行う芝刈り作業時の作業動作内容を、前記予め決められた芝刈り作業時の作業動作内容から変更する、請求項１に記載の自律芝刈り機。
  3. 　前記制御部は、前記予め決められた芝刈り作業時の前記芝刈り機本体の走行速度に比して、前記再作業時の前記芝刈り機本体の走行速度を速くする、請求項２に記載の自律芝刈り機。
  4. 　前記制御部は、前記予め決められた芝刈り作業時の前記芝刈り機本体の刃部の回転速度に比して、前記再作業時の前記芝刈り機本体の前記刃部の回転速度を速くする、請求項３に記載の自律芝刈り機。
  5. 　前記制御部は、前記予め決められた芝刈り作業時の前記芝刈り機本体の移動方向に対して、前記再作業時の前記芝刈り機本体の移動方向を異ならせる、請求項２～４のいずれか１項に記載の自律芝刈り機。
  6. 　前記制御部は、前記撮像結果に応じて異常報知を行うとともに、前記異常報知が、前記予め決められた芝刈り作業時における前記芝刈り機本体の進行方向において所定間隔以上に亘り継続した場合に、前記再作業時に、前記芝刈り機本体を、前記予め決められた芝刈り作業時における前記芝刈り機本体の進行方向と同じ方向に沿って移動させる、請求項２～４のいずれか１項に記載の自律芝刈り機。
  7. 　前記制御部は、前記再作業を指示する複数の再作業箇所が存在する場合、前記撮像場所又は前記撮像結果に応じて、前記複数の再作業箇所に対する作業順を決定する、請求項２～６のいずれか１項に記載の自律芝刈り機。
  8. 　前記制御部は、前記複数の再作業箇所のそれぞれの前記撮像結果を比較した結果に応じて、前記複数の再作業箇所に対する作業順を決定する、請求項７に記載の自律芝刈り機。
  9. 　前記制御部は、前記撮像結果から、前記芝刈り機本体から排出された芝の量が閾値以上であることを検知した場合に、所定の外部端末に報知を行う、請求項１～８のいずれか１項に記載の自律芝刈り機。
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