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JP7003224B2 - 自律走行作業機 - Google Patents

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Description

本発明は、作業対象エリアを自律走行する自律走行作業機に関する。
オドメトリによりステーションからの相対的な位置(以下、相対位置と言う)を検出し、相対位置に基づいて作業対象エリアを自律走行する自律走行作業機がある。オドメトリは、車輪の回転量、車輪径及びトレッド等に基づき基準位置からの相対位置を検出する手法であるため、移動距離が長くなるほど誤差が増え、位置検出精度が低下してしまう。そこで、IDタグ検出機(センサに相当)を更に搭載し、IDタグからの絶対位置情報等に基づいて現在位置のズレ量を補正する無人搬送車が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2001-209429号公報
確実にステーションを戻るためには、地面に埋設されたワイヤを辿る方法が考えられる。しかし、ワイヤを埋設する必要があり、ワイヤレスの自律走行作業機ではそのような動作はできない。また、ワイヤを利用する自律走行作業機の場合には、ワイヤに沿った轍ができ易く、車輪の空転等に起因した位置ずれが大きくなってしまう。
また、IDタグを用いる方法もIDタグを床に埋め込んだり、壁に貼り付けたりする必要がある。仮に移動エリアに、通信を遮断する周囲部材やノイズが存在した場合、IDタグの情報を受信できず、位置ずれが大きくなるおそれもある。位置ずれが大きい場合、ステーションに戻ることができず、オドメトリを正しい位置に修正(例えばリセット)できなくなる。
そこで、本発明は、簡易な構成で、自律走行作業機が検出する現在位置を正しい位置に修正可能にすることを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、現在位置を検出する第1検出手段、及び前記第1検出手段と異なる方法で現在位置を検出する第2検出手段により現在位置を検出し、検出した現在位置に基づき作業対象エリアを自律走行する自律走行作業機において、前記第2検出手段による位置検出精度が相対的に高いゾーンを特定するゾーン特定部と、前記第1及び第2検出手段の両方の位置検出精度が所定値以下に低下すると、前記ゾーン特定部で特定された前記ゾーンへ当該自律走行作業機を走行させる走行制御部と、前記ゾーンへ当該自律走行作業機が移動すると、自律走行に使用する現在位置を、前記第2検出手段により検出される現在位置に修正する位置修正部とを備え、前記ゾーン特定部は、複数の前記ゾーンを特定し、前記走行制御部は、各ゾーンの広さを特定し、前記複数のゾーンのうち最も広いゾーンへ当該自律走行作業機を走行させることを特徴とする。
上記構成において、位置と、その位置における前記第2検出手段の位置検出精度とを対応付けた位置検出精度データを格納する格納部を備え、前記ゾーン特定部は、前記位置検出精度データに基づいて前記ゾーンを特定することを特徴とする。
また、上記構成において、前記走行制御部は、前記第1及び前記第2検出手段の両方の位置検出精度が所定値以下の状態が継続する場合に、前記ゾーン特定部で特定された前記ゾーンへ当該自律走行作業機を走行させることを特徴とする。
また、上記構成において、前記第1検出手段は、基準位置に対する相対的な位置を検出する相対位置検出手段であることを特徴とする。また、上記構成において、前記相対位置検出手段は、オドメトリまたは非接触センサであることを特徴とする。
また、上記構成において、前記走行制御部は、前記ゾーン、及び前記第1検出手段の前記基準位置となるステーションのうち近い方へ当該自律走行作業機を走行させることを特徴とする。また、上記構成において、前記走行制御部は、前記ゾーンの中央に向けて当該自律走行作業機を走行させることを特徴とする。また、上記構成において、前記第2検出手段は、撮像手段またはGPSセンサであることを特徴とする。
本発明では、第1及び第2検出手段の両方の位置検出精度が所定値以下に低下すると、第2検出手段による位置検出精度が相対的に高いゾーンへ当該自律走行作業機を走行させ、ゾーンへ当該自律走行作業機が移動すると、自律走行に使用する現在位置を、第2検出手段により検出される現在位置に修正するので、簡易な構成で、自律走行作業機が検出する現在位置を正しい位置に修正できる。
図1は、本発明の第1実施形態に係るロボット芝刈機の側面図である。 図2は、芝刈機のブロック図である。 図3は、作業対象エリアの一例を示した図である。 図4は、位置修正処理を示すフローチャートである。 図5は、第2実施形態に係る芝刈機のブロック図である。 図6は、作業対象エリアの一例を示した図である。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
(第1実施形態)
図1は本発明の第1実施形態に係るロボット芝刈機の側面図である。
ロボット芝刈機10は、芝刈りエリアである作業対象エリアをワイヤレスで自律走行する自律走行作業機であり、以下、芝刈機10と表記する。
芝刈機10は、ハウジング11と、ハウジング11の前部に設けられた左右の前輪12と、ハウジング11の後部に設けられた左右の後輪13と、ハウジング11の中央の下部に設けられた作業部14とを備えている。作業部14は、刈刃が設けられた刈刃ディスクであり、刈刃ディスクが回転駆動されることによって芝を刈ることができる。
芝刈機10は、ハウジング11内に、左右の後輪13を個別に駆動する左右の走行用モータ15と、作業部14を駆動する作業部駆動用モータ16と、芝刈機10の各部に動作電力を供給するバッテリ17と、駆動輪である左右の後輪13の回転速度を検出する車輪速センサ18と、電装ユニット30とを備えている。
図2は芝刈機10のブロック図である。
図1及び図2に示すように、電装ユニット30は、ECU(Electronic Control Unit)31等の電子部品を備えている。本実施形態では、電装ユニット30は、ECU31に加えて、各モータ15、16の駆動信号を生成するドライバ32、33と、芝刈機10の車輪以外の動きを検出する第1センサ部34と、各種の情報を入出力するための通信部35とを備えている。
ドライバ32は、ECU31から受け取る信号に応じて、左右の走行用モータ15の回転を個別に制御する。ドライバ33は、ECU31から受け取る信号に応じて、作業部駆動用モータ16の回転を制御する。
第1センサ部34は、芝刈機10の角速度を検出する角速度センサ34Aと、芝刈機10の加速度を検出する加速度センサ34Bとを有している。ECU31は、角速度センサ34Aの検出結果から芝刈機10の進行方向を特定し、加速度センサ34Bの検出結果から芝刈機10の移動速度を特定する。これらセンサ34A、34Bは、ECU31(後述する第1位置検出部62)が、オドメトリによって現在位置を検出する際等に使用されるセンサである。
さらに、芝刈機10は、この芝刈機10の現在位置の検出に使用する第2センサ部36として、芝刈機10の外部(本構成では前方)を撮像する撮像手段36Aを備えている。撮像手段36Aには、静止画又は動画を撮像可能な公知のカメラを広く適用できる。また、カメラは一台でも複数台でもよいし、2台のカメラからなるステレオカメラでもよい。
通信部35は、ECU31の制御の下、無線通信を介して外部機器との間で情報を送受信する。通信部35は、例えば、Bluetooth(登録商標)、IrDA、Wi-Fi(登録商標)等の近距離無線通信を行う通信モジュールである。
ECU31は、CPU(Central Processing Unit)等の処理部40と、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)等の記憶部50(格納部)とを有するマイクロコンピュータで構成される。記憶部50には、作業対象エリアに関するマップデータ51及び制御プログラム等のデータが格納されている。
処理部40は、記憶部50に記憶されている制御プログラムを実行することによって、情報入力部61、第1位置検出部62、第2位置検出部63、走行制御部64、ゾーン特定部65、及び位置修正部66として機能する。なお、情報入力部61、第1位置検出部62、第2位置検出部63、走行制御部64、ゾーン特定部65、及び位置修正部66のいずれかは、アナログ回路等のハードウェアで構成してもよい。
処理部40の各部の説明前にマップデータ51について説明する。
図3は作業対象エリアの一例を示した図である。図3中、実線70で囲まれた領域が作業対象エリア(以下、符号71を付して示す)である。
作業対象エリア71の内外には木や建物等が存在することがあり、図3では、作業対象エリア71の左側に木(以下、第1存在物72と言う)が存在し、作業対象エリア71の右上に建物(以下、第2存在物73と言う)が存在する場合を示している。また、図3に示す作業対象エリア71には、芝刈機10を収容するステーション75の位置を示すとともに、この作業対象エリア71内で走行する芝刈機10も示している。
マップデータ51は、芝刈機10が作業対象エリア71を走行するための情報であり、本実施形態では、作業対象エリア71を示す位置情報D1と、作業対象エリア71の内外に存在する存在物(第1存在物72、第2存在物73)を示す存在物情報D2と、撮像手段36Aを利用する第2位置検出部63の位置検出精度を示す位置検出精度データD3とを含んでいる。位置検出精度データD3は、作業対象エリア71内の位置と、その位置における第2位置検出部63の位置検出精度とを対応付けたデータである。この位置検出精度データD3を参照することにより、第2位置検出部63の位置検出精度が高い領域であるゾーンZ1、Z2を容易に特定することができる。
なお、ゾーンZ1は、特に第1存在物72に近い領域であり、撮影した際に芝刈機10と第1存在物72との位置関係が判りやすいことから、撮像手段36Aによって芝刈機10の現在位置を精度良く検出可能な領域である。また、ゾーンZ2は、特に第2存在物73に近い領域であり、撮影した際に芝刈機10と第2存在物73との位置関係が判りやすいことから、撮像手段36Aによって芝刈機10の現在位置を精度良く検出可能な領域である。
上記位置検出精度データD3については、ユーザ等が作成してもよいし、芝刈機10を試験走行させた際にECU31により第2位置検出部63の位置検出精度を自動収集し、収集結果に基づき自動作成してもよい。
図2に示す情報入力部61は、芝刈機10に設けられた不図示の操作パネルを介してユーザ指示を入力したり、通信部35を介して外部機器から各種の情報を入力したり、芝刈機10の他の部分からの情報を入力したりする。この情報入力部61によって、マップデータ51が取得され、或いは、記憶部に記憶されるマップデータ51が更新される。
第1位置検出部62は、車輪の回転量等から現在位置を推定する手法であるオドメトリによって、基準位置に対応する相対的な位置を、芝刈機10の現在位置として検出する相対位置検出手段(第1検出手段に相当)として機能する。より具体的には、第1位置検出部62は、車輪速センサ18の検出結果に基づき芝刈機10が移動した距離を演算によって取得する。また、第1位置検出部62は、左右の後輪13の回転差に基づいて芝刈機10の旋回角度についても検出可能である。
さらに、第1位置検出部62は、角速度センサ34Aの検出結果から芝刈機10の進行方向を高精度に特定し、且つ、加速度センサ34Bの検出結果から芝刈機10の移動速度を高精度に特定する。そして、これら特定した各情報に基づいて、第1位置検出部62は、予め定めた基準位置からの相対移動距離を、現在位置として検出する。
なお、オドメトリの具体的計算方法等は、公知の処理を広く適用可能である。
ここで、オドメトリの基準位置は、例えば、ステーション75(図3)の位置とされる。本実施形態のステーション75は、芝刈機10のバッテリ17を充電する充電機能を備えた充電ステーションに構成されているが、充電機能を備えなくてもよい。
第2位置検出部63は、第1位置検出部62と異なる方法で現在位置を検出する第2検出手段として機能し、撮像手段36Aの撮像画像を利用して芝刈機10の現在位置を検出する。より具体的には、第2位置検出部63は、撮像手段36Aの撮像画像を画像解析して撮像画像中の存在物を抽出し、抽出した存在物が、マップデータ51中の存在物情報D2内の第1存在物72及び第2存在物73のいずれに該当するか否か判定する。該当する場合、第2位置検出部63は、抽出した存在物を撮像した位置を特定し、その位置を示す位置情報を、マップデータ51中の位置情報D1から抽出する。
なお、撮像画像を利用して現在位置を検出する処理については、公知の処理を広く適用可能である。
第1位置検出部62及び第2位置検出部63によって検出した現在位置を示す位置情報は、マップデータ51中の位置情報D1と対応関係にある。
走行制御部64は、第1位置検出部62によって検出した現在位置を利用して、マップデータ51中の位置情報D1で規定される作業対象エリア71内を走行させるべく、左右の走行用モータ15を制御する。この場合、走行制御部64は、作業部駆動用モータ16も駆動することによって、芝を刈る作業も行う。
また、走行制御部64は、バッテリ17の残量が所定値以下になると、マップデータ51に含まれるステーション75の位置情報を利用して、ステーション75へ向けて芝刈機10を走行させる。芝刈機10がステーション75に移動すると、バッテリ17の充電が開始される。
位置修正部66は、芝刈機10がステーション75に移動した場合、第1位置検出部62によって検出した現在位置(走行制御に使用する現在位置に相当)を、マップデータ51に含まれるステーション75の位置情報に修正する処理(リセット処理とも称する)を行う。また、位置修正部66は、後述する位置修正処理の際には、第1位置検出部62によって検出された現在位置を、第2位置検出部63によって検出された現在位置に修正する処理(リセット処理に含む)も行う。
一般的に、オドメトリによる位置検出精度は、移動距離が長くなるほど低下する。このため、第1位置検出部62による現在位置だけで走行制御すると、移動距離が長くなるほど、位置ずれが大きくなる。
位置ずれが大きい場合、ステーション75に戻ることができないおそれが生じる。一方、第1位置検出部62の位置検出精度が低下している位置で、第2位置検出部63の位置検出精度が高いとは限らない。そこで、本実施形態では、以下の位置修正処理を実行する。
図4は位置修正処理を示すフローチャートである。なお、この位置修正処理は、作業中において、芝刈機10が作業対象エリア71を走行中に繰り返し実行される処理である。
ECU31は、走行制御部64により第1位置検出部62の位置検出精度(=第1センサ部34による位置検出精度)と、第2位置検出部63の位置検出精度(=第2センサ部36による位置検出精度)とが予め定めた所定値以下に低下したか否かを判定する(ステップS1)。
ここで、第1位置検出部62の位置検出精度は、走行距離に応じて低下するので、例えば、前回のリセット処理からの走行距離が予め定めた閾値を超えた場合に位置検出精度が所定値以下に低下したと判定する。但し、これに限らず、芝刈機10のスリップ率を常時測定し、スリップ率が閾値以上となった場合(大きくスリップした場合)や、大きくスリップした回数が閾値を超えた場合等に位置検出精度が所定値以下に低下したと判定してもよい。
また、第2位置検出部63の位置検出精度は、画像認識精度等に起因するものであり、公知の画像認識精度を計算する計算方法等を用いて検出可能である。本実施形態では、検出した位置検出精度値が予め定めた閾値を下回った場合に位置検出精度が所定値以下に低下したと判定する。
なお、第1位置検出部62及び第2位置検出部63の位置検出精度は、公知の検出方法を広く利用して算出可能である。
ステップS1の判定がYESの場合、ステップS2の処理に移行し、ステップS1の判定がNOの場合、当該フローを終了する。なお、オドメトリを利用する第1位置検出部62の位置検出精度が所定値以下であっても、第2位置検出部63の位置検出精度が所定値を超えている場合、自律走行に使用する走行位置を、第2位置検出部63により検出された現在位置に修正してもよい。
ステップS2において、ECU31は、走行制御部64により第1位置検出部62及び第2位置検出部63の位置検出精度が低下した状態が、所定時間以上、継続したか否か判定する。
この場合の所定時間は、例えば、撮像手段36Aに直射日光が入射する等の特殊事情が生じたために、第2位置検出部63の位置検出精度が瞬間的に低下する期間よりも長い時間に設定される。
ステップS2の判定がYESの場合、ステップS3の処理に移行し、ステップS2の判定がNOの場合、ステップS5の処理に移行する。
ステップS3において、ECU31は、ゾーン特定部65により第2位置検出部63の位置検出精度が高いゾーンを特定する処理を行う。
図3に示す例では、位置検出精度データD3を参照することにより、ゾーンZ1、Z2が特定される。複数のゾーンZ1、Z2が特定された場合、ECU31は、走行制御部64により芝刈機10の現在位置から各ゾーンZ1、Z2までの距離を演算により特定し、ゾーンZ1、Z2のうち最も近いゾーンを特定する。
ステップS3でゾーンを特定すると、ECU31は、走行制御部64により特定したゾーンに向けて芝刈機10を走行制御した後(ステップS4)、ステップS5の処理に移行する。なお、ステップS4の走行制御では、特定したゾーンに芝刈機10を移動させる制御に加え、撮像手段36Aの撮像画像に、現在位置の特定に使用する存在物(第1存在物72、第2存在物73)が含まれない場合、上記存在物が含まれるように芝刈機10の向きを可変する制御が行われる。
ステップS5において、ECU31は、第2位置検出部63により現在位置を検出させ、第1位置検出部62によって検出された現在位置を、第2位置検出部63によって検出された現在位置に修正する処理(リセット処理)を行う。以上が位置修正処理の動作である。
以上説明したように、本実施の形態では、位置センサとして機能する撮像手段36Aによる位置検出精度が相対的に高いゾーンを特定するゾーン特定部65と、第1位置検出部62(第1検出手段)、及び第2位置検出部63(第2検出手段)の両方の位置検出精度が所定値以下に低下すると、ゾーン特定部65で特定されたゾーンへ芝刈機10を走行させる走行制御部64とを備える。さらに、ゾーンへ芝刈機10が移動すると、自律走行に使用する現在位置を、第2位置検出部63により検出される現在位置に修正する位置修正部66とを備える。
これらの構成によれば、ステーション75に戻らなくても、オドメトリによる現在位置を正しい位置に修正することができる。従って、ステーション75に確実に戻れるようにワイヤ又はIDタグを地面や壁に設ける、といった構成を採用する必要がなくなり、簡易な構成で芝刈機10が検出する現在位置を修正でき、ステーション75に戻れなくなる事態を防止できる。
また、記憶部50には、作業対象エリア71内の位置と、その位置における第2位置検出部63の位置検出精度とを対応付けた位置検出精度データD3が格納されている。そして、ゾーン特定部65は、位置検出精度データD3に基づいて上記ゾーンを特定する。これによって、ゾーンを容易に特定可能になる。
また、走行制御部64は、第1及び第2位置検出部62、63の両方の位置検出精度が所定値以下の状態が継続する場合に、ゾーン特定部65で特定されたゾーンへ芝刈機10を走行させるので、一時的に位置検出精度が低下する度にゾーンへ移動する事態を防止でき、利便性が向上する。
さらに、ゾーン特定部65が複数のゾーンを特定した場合、走行制御部64は、芝刈機10の現在位置から各ゾーンまでの距離を特定し、最も近いゾーンへ芝刈機10を走行させるので、ゾーンに至るまでの誤差を最小化でき、ゾーンへ侵入できる蓋然性を高めることが可能である。
(第2実施形態)
図5は第2実施形態に係る芝刈機10のブロック図である。
第2実施形態は、第2センサ部36に、GPS(Global Positioning System)センサ36Bを用いている点が第1実施形態と異なっている。なお、第1実施形態と同様の構成は同一の符号を付して示し、重複説明は省略する。
図6は作業対象エリア71の一例を示した図である。
GPSセンサ36Bは、GPS衛星からの電波を受信するので、作業対象エリア71の内外に存在する第1存在物72及び第2存在物73が影になると、電波を受信できないか、GPS衛星の補足数が低減し位置検出精度が低下する事態が生じる。このため、GPSセンサ36Bを利用する第2位置検出部63の場合、第1存在物72及び第2存在物73から離れた箇所において、位置検出精度が高くなる。
図6には、ゾーン特定部65が、作業対象エリア71における第1存在物72及び第2存在物73から離れたゾーンZ3を、第2位置検出部63の位置検出精度が高い領域として特定した場合を例示している。
第2実施形態では、第1及び第2位置検出部62、63の両方の位置検出精度が所定値以下に継続的に低下すると、走行制御部64が、ゾーンZ3へ芝刈機10を走行させる。これによって、第1実施形態と同様に、簡易な構成で、オドメトリによる現在位置を正しい位置に修正できる、といった各種の効果を得ることができる。
なお、上述の各実施形態において、ゾーン特定部65が複数のゾーンを特定した場合、最も広いゾーンへ芝刈機10を走行させてもよい。この場合、ゾーンに至るまでの誤差に起因した位置ずれが生じても、ゾーンへ侵入できる蓋然性を高めることができる。
また、走行制御部64は、ゾーンよりも近い位置にステーション75が存在する場合、ステーション75に芝刈機10を移動してもよい。この場合、ステーション75にて現在位置をリセットすることができる。
さらに、走行制御部64は、ゾーンの中央に向けて芝刈機10を走行させるようにしてもよい。この場合、ゾーンに至るまでの誤差に起因した位置ずれが生じても、ゾーンへ侵入できる蓋然性を高めることができる。
また、上述の各実施形態では、作業対象エリア71等の周縁に沿って配置されるエリアワイヤを使用しないワイヤレスの芝刈機10に本発明を適用する場合を例示したが、この構成に限定されず、エリアワイヤ又はマーカー等を利用して作業対象エリア71を特定する機能を有する芝刈機10に本発明を適用してもよい。
また、オドメトリによる現在位置の検出に使用する第1センサ部34、及びオドメトリを用いずに現在位置の検出に使用する第2センサ部36は、上記センサに限定されない。
例えば、第1位置検出部62は、オプティカルフローセンサ(相対速度検出センサとも称する)、又はジャイロセンサ等の非接触センサを利用してステーション等の位置を基準とした相対的な位置を検出するようにしてもよい。オプティカルフローセンサ等を利用する場合も、オドメトリを利用する場合と同様に、移動距離が増えるほど誤差が大きくなる。
また、第1位置検出部62が、基準位置に対する相対的な位置を検出する相対位置検出手段である場合を例示したが、これに限定しなくてもよく、現在位置を検出する公知の他の構成を適用してもよい。
また、上述の各実施形態では、芝刈機10に本発明を適用する場合を説明したが、これに限定されず、芝刈機10以外の自律走行作業機に本発明を広く適用可能である。また、上述の各実施形態は、あくまでも本発明の一実施の態様であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変形、及び応用が可能である。
例えば、第2センサ部36が、第1実施形態で記載した撮像手段36Aと、第2実施形態で記載したGPSセンサ36Bとの両方を備えるようにし、ステップS3では、撮像手段36Aによる位置検出精度が高いゾーンZ1、Z2と、GPSセンサ36Bによる位置検出精度が高いゾーンZ3とを特定し、ステップS4では、これらゾーンZ1~Z3のうち、最も近いゾーンに芝刈機10を走行制御するようにしてもよい。この構成によれば、位置検出精度が高いゾーンを増やすことができ、ステップS4での移動距離を短縮化し易くなる。
また、ゾーンZ1~Z3のうち最も近いゾーンを特定しても、特定したゾーンよりも近い位置にステーション75が存在する場合、ステップS4において、ステーション75に芝刈機10を移動してもよい。
10 ロボット芝刈機(自律走行作業機)
15 走行用モータ
16 作業部駆動用モータ
18 車輪速センサ
30 電装ユニット
31 ECU
32、33 ドライバ
34 第1センサ部
34A 角速度センサ
34B 加速度センサ
35 通信部
36 第2センサ部
36A 撮像手段
36B GPSセンサ(センサ)
40 処理部
50 記憶部(格納部)
51 マップデータ
61情報入力部
62 第1位置検出部(相対位置検出手段、第1検出手段)
63 第2位置検出部(第2検出手段)
64 走行制御部
65 ゾーン特定部
66 位置修正部
71 作業対象エリア
72 第1存在物
73 第2存在物
D1 位置情報
D2 存在物情報
D3 位置検出精度データ
Z1~Z3 ゾーン

Claims (8)

  1. 現在位置を検出する第1検出手段、及び前記第1検出手段と異なる方法で現在位置を検出する第2検出手段のそれぞれにより現在位置を検出し、検出した現在位置に基づき作業対象エリアを自律走行する自律走行作業機において、
    前記第2検出手段による位置検出精度が相対的に高いゾーンを特定するゾーン特定部と、
    前記第1及び第2検出手段の両方の位置検出精度が所定値以下に低下すると、前記ゾーン特定部で特定された前記ゾーンへ当該自律走行作業機を走行させる走行制御部と、
    前記ゾーンへ当該自律走行作業機が移動すると、自律走行に使用する現在位置を、前記第2検出手段により検出される現在位置に修正する位置修正部とを備え
    前記ゾーン特定部は、複数の前記ゾーンを特定し、
    前記走行制御部は、各ゾーンの広さを特定し、前記複数のゾーンのうち最も広いゾーンへ当該自律走行作業機を走行させることを特徴とする自律走行作業機。
  2. 位置と、その位置における前記第2検出手段の位置検出精度とを対応付けた位置検出精度データを格納する格納部を備え、
    前記ゾーン特定部は、前記位置検出精度データに基づいて前記ゾーンを特定することを特徴とする請求項1に記載の自律走行作業機。
  3. 前記走行制御部は、前記第1及び前記第2検出手段の両方の位置検出精度が所定値以下の状態が継続する場合に、前記ゾーン特定部で特定された前記ゾーンへ当該自律走行作業機を走行させることを特徴とする請求項1又は2に記載の自律走行作業機。
  4. 前記第1検出手段は、基準位置に対する相対的な位置を検出する相対位置検出手段であることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の自律走行作業機。
  5. 前記相対位置検出手段は、オドメトリまたは非接触センサを利用して前記相対的な位置を検出することを特徴とする請求項4に記載の自律走行作業機。
  6. 前記走行制御部は、前記ゾーン、及び前記第1検出手段の前記基準位置となるステーションのうち近い方へ当該自律走行作業機を走行させることを特徴とする請求項4又は5に記載の自律走行作業機。
  7. 前記走行制御部は、前記ゾーンの中央に向けて当該自律走行作業機を走行させることを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の自律走行作業機。
  8. 前記第2検出手段は、撮像手段またはGPSセンサであることを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の自律走行作業機。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12048267B2 (en) 2018-08-08 2024-07-30 The Toro Company Handle assembly for autonomous vehicle
US11531344B2 (en) * 2018-08-23 2022-12-20 Nsk Ltd. Autonomous running device, running control method for autonomous running device, and running control program of autonomous running device
CN109392418A (zh) * 2018-10-09 2019-03-01 常州格力博有限公司 推草机
DE102019111315A1 (de) * 2019-05-02 2020-11-05 Horsch Leeb Application Systems Gmbh Autonome landwirtschaftliche Arbeitsmaschine und Verfahren zu deren Betrieb
US11464163B2 (en) * 2019-08-23 2022-10-11 Honda Motor Co., Ltd. Propulsion control system for a walk-behind self-propelled machine, a lawnmower, and method for controlling a lawnmower
JP7162584B2 (ja) * 2019-12-19 2022-10-28 東芝情報システム株式会社 自律走行型自動搬送車両の制御装置及び搬送システム
CN115309167B (zh) * 2022-09-16 2023-08-01 未岚大陆(北京)科技有限公司 自主移动设备及其控制方法和计算机可读存储介质

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015094054A1 (en) 2013-12-19 2015-06-25 Husqvarna Ab Navigation for a robotic working tool
JP2015141580A (ja) 2014-01-29 2015-08-03 トヨタ自動車株式会社 移動装置
JP2015170127A (ja) 2014-03-06 2015-09-28 トヨタ自動車株式会社 自律移動ロボット、及びその制御方法
JP2017111606A (ja) 2015-12-16 2017-06-22 カシオ計算機株式会社 自律移動装置、自律移動方法及びプログラム
WO2017177929A1 (zh) 2016-04-12 2017-10-19 苏州宝时得电动工具有限公司 自动工作系统自移动设备及其控制方法
JP2017211825A (ja) 2016-05-25 2017-11-30 村田機械株式会社 自己位置推定装置、及び、自己位置推定方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3378843B2 (ja) 2000-01-28 2003-02-17 日本車輌製造株式会社 無人搬送車の位置および方位の補正装置
WO2013017736A1 (en) * 2011-07-31 2013-02-07 Nokia Corporation Method and apparatus for providing zone-based device interaction
DE102015114883A1 (de) * 2015-09-04 2017-03-09 RobArt GmbH Identifizierung und Lokalisierung einer Basisstation eines autonomen mobilen Roboters
US10698417B2 (en) * 2016-05-06 2020-06-30 Mtd Products Inc Autonomous mower navigation system and method
DE112018006730T5 (de) * 2017-12-28 2020-10-01 Sony Corporation Steuervorrichtung und steuerverfahren, programm und mobiles objekt
JP6970626B2 (ja) * 2018-02-16 2021-11-24 本田技研工業株式会社 車両制御装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015094054A1 (en) 2013-12-19 2015-06-25 Husqvarna Ab Navigation for a robotic working tool
JP2015141580A (ja) 2014-01-29 2015-08-03 トヨタ自動車株式会社 移動装置
JP2015170127A (ja) 2014-03-06 2015-09-28 トヨタ自動車株式会社 自律移動ロボット、及びその制御方法
JP2017111606A (ja) 2015-12-16 2017-06-22 カシオ計算機株式会社 自律移動装置、自律移動方法及びプログラム
WO2017177929A1 (zh) 2016-04-12 2017-10-19 苏州宝时得电动工具有限公司 自动工作系统自移动设备及其控制方法
JP2017211825A (ja) 2016-05-25 2017-11-30 村田機械株式会社 自己位置推定装置、及び、自己位置推定方法

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