特開 2022-155666 自動運転ユニット及び自動芝刈りシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022155666

(43)【公開日】2022-10-14

(54)【発明の名称】自動運転ユニット及び自動芝刈りシステム

(51)【国際特許分類】

   B60W 30/10 20060101AFI20221006BHJP

   A01D 34/64 20060101ALI20221006BHJP

   A01B 69/00 20060101ALI20221006BHJP

【ＦＩ】

B60W30/10

A01D34/64 M

A01B69/00 303M

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021059007

(22)【出願日】2021-03-31

(71)【出願人】

【識別番号】513087792

【氏名又は名称】株式会社オリエンタル群馬

(71)【出願人】

【識別番号】514033770

【氏名又は名称】公立大学法人前橋工科大学

(74)【代理人】

【識別番号】100092808

【弁理士】

【氏名又は名称】羽鳥 亘

(74)【代理人】

【識別番号】100140981

【弁理士】

【氏名又は名称】柿原 希望

(72)【発明者】

【氏名】朱 赤

(72)【発明者】

【氏名】中埜 智親

(72)【発明者】

【氏名】平野 曜伯

(72)【発明者】

【氏名】李 沛譲

(72)【発明者】

【氏名】澤入 良樹

(72)【発明者】

【氏名】宇野 健二朗

【テーマコード（参考）】

2B043

2B083

3D241

【Ｆターム（参考）】

2B043AA04

2B043AB20

2B043BA02

2B043BA09

2B043BB11

2B043DA17

2B043DC03

2B043EA02

2B043EA32

2B043EB05

2B043EC02

2B043ED03

2B083AA02

2B083BA12

2B083BA18

2B083HA28

3D241AB04

3D241BA29

3D241BB24

3D241BC01

3D241CA20

3D241CE04

(57)【要約】

【課題】既存の作業用車両に装着して自動運転を可能とするとともに、自動運転を行わない場合には人による手動運転が可能な自動運転ユニット及びこれを用いた自動芝刈りシステムを提供する。
【解決手段】この自動運転ユニット８０は、既存の作業用車両１０に装着して自動運転を可能とする。このため、導入コストを極めて低く抑えることができる。また、この自動運転ユニット８０は人による運転操作を阻害しないよう構成されている。このため、作業者等は作業用車両１０を自動運転ユニット８０を装着したまま運転することができる。また、この自動芝刈りシステム１００は、ＧＮＳＳ衛星１０４からの信号に基づいて取得した移動局１０３の測位情報と基準局１０２の測位情報とに基づいて自身の位置情報を取得する。このため、自身の位置情報を数センチメートルの単位で取得可能で、予め設定されたルート上を極めて正確に走行することができる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

既存の作業用車両を自動運転させる自動運転ユニットであって、
前記作業用車両の操作ハンドルに着脱可能に設置して前記操作ハンドルを回転させるハンドル操作ユニットと、
前記作業用車両の操作ペダルに着脱可能に設置して前記操作ペダルを操作するペダル操作ユニットと、
前記作業用車両の機能スイッチに着脱可能に設置して前記機能スイッチをオンオフするスイッチ操作ユニットと、
前記作業用車両を予め設定されたルートに沿って自動運転するように前記ハンドル操作ユニットとペダル操作ユニットとスイッチ操作ユニットとを制御する制御部と、を有することを特徴とする自動運転ユニット。

【請求項2】

ハンドル操作ユニットが、
操作ハンドルに着脱可能に設置する装着部と、
前記装着部に固定し前記操作ハンドルと略同軸のプーリと、
前記プーリを回転可能に軸支するプーリ保持部と、
前記プーリを回転させるワイヤと、
制御部によって動作制御され前記ワイヤを引くことで前記プーリを回転させるモータと、
前記ワイヤの経路を人の乗車を阻害しないように取り回すワイヤガイドと、を有することを特徴とする請求項１記載の自動運転ユニット。

【請求項3】

プーリ保持部がスイッチ操作ユニットにより支持されることを特徴とする請求項２記載の自動運転ユニット。

【請求項4】

ペダル操作ユニットが、
操作ペダルに着脱可能に固定するペダル固定部と、
前記ペダル固定部と接続したシャフトと、
制御部によって動作制御され前記シャフトを押し引きする伸縮機構と、を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の自動運転ユニット。

【請求項5】

スイッチ操作ユニットが、
機能スイッチに着脱可能に固定したスイッチ固定部と、
前記スイッチ固定部と接続したスイッチ用シャフトと、
制御部によって動作制御され前記スイッチ用シャフトを押し引きするスイッチ用伸縮機構と、を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の自動運転ユニット。

【請求項6】

制御部が、移動局と位置取得手段とをさらに有し、
前記位置取得手段は、前記移動局がＧＮＳＳ衛星からの信号に基づいて取得した移動局の測位情報と、地上に設置されている基準局がＧＮＳＳ衛星からの信号に基づいて取得した基準局の測位情報とを取得して、前記移動局の測位情報と基準局の測位情報とに基づいて自身の位置情報を取得し、
制御部は、前記位置取得手段からの位置情報に基づいて、作業用車両が予め設定されたルートから外れないように動作制御することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の自動運転ユニット。

【請求項7】

自走するための車輪と動力とを備えた駆動系と、芝刈り刃と、車両の進行方向を変えるための操作ハンドルと、車両の走行速度を加速、減速するためのアクセル及びブレーキの操作ペダルと、芝刈り刃の動作をオンオフする機能スイッチと、を備えた芝刈り機としての作業用車両と、
作業場所の近傍に設置されＧＮＳＳ衛星からの信号に基づいて取得した自身の測位情報を基準局の測位情報として発信する基準局と、
移動局を備え前記作業用車両に装着された請求項６記載の自動運転ユニットと、を有し、
前記自動運転ユニットは前記作業用車両が予め設定されたルートから外れないように動作制御して、予め設定された範囲の芝を刈ることを特徴とする自動芝刈りシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、既存の作業用車両に加工を施すことなく装着し、予め設定されたルートに沿って自動運転させる自動運転ユニット及びこの自動運転ユニットを備えた自動芝刈りシステムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

例えば、公園やゴルフ場、サッカー場等の芝面を有する運動施設等では、芝生の状態を維持するために定期的に芝刈りを行う必要がある。しかしながら、これらの広い敷地に対して芝刈りを定期的に行うには大きな労力や費用が掛かる。

【0003】

また、近年、例えば下記［特許文献１］に記載のように、車両の自動運転に関する様々な開発が世界各国で行われている。しかしながら、一般道を自由に走行する自動運転には未だ様々な課題があり、更なる技術革新が必要である。これに対して、公園やゴルフ場、サッカー場等の障害物の少ない敷地内を予め設定されたルートで走行させる自動運転技術は一般道を自由に走行する自動運転技術と比較して遥かに容易であり、実用化が模索されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２１－００９４３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、自動運転型の作業用車両の開発と購入には莫大な費用が掛かり、安易に導入することができないという問題点がある。また、自動運転のみの作業用車両は汎用性に劣り、作業頻度の低い特殊な作業やその状況に応じて変化する作業には向かないという問題点がある。

【0006】

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、既存の作業用車両に装着して自動運転を可能とするとともに、自動運転を行わない場合には人による手動運転が可能な自動運転ユニット及びこれを用いた自動芝刈りシステムの提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、
（１）既存の作業用車両１０を自動運転させる自動運転ユニットであって、
前記作業用車両１０の操作ハンドル１２に着脱可能に設置して前記操作ハンドル１２を回転させるハンドル操作ユニット３０と、前記作業用車両１０の操作ペダル１４ａ～１４ｃに着脱可能に設置して前記操作ペダル１４ａ～１４ｃを操作するペダル操作ユニット４０と、前記作業用車両１０の機能スイッチ１６に着脱可能に設置して前記機能スイッチ１６をオンオフするスイッチ操作ユニット５０と、前記作業用車両１０を予め設定されたルートに沿って自動運転するように前記ハンドル操作ユニット３０とペダル操作ユニット４０とスイッチ操作ユニット５０とを制御する制御部７０と、を有することを特徴とする自動運転ユニット８０を提供することにより、上記課題を解決する。
（２）ハンドル操作ユニット３０が、
操作ハンドル１２に着脱可能に設置する装着部３２と、前記装着部３２に固定し前記操作ハンドル１２と略同軸のプーリ３４と、前記プーリ３４を回転可能に軸支するプーリ保持部３６と、前記プーリ３４を回転させるワイヤ３８と、制御部７０によって動作制御され前記ワイヤ３８を引くことで前記プーリ３４を回転させるモータ７２と、前記ワイヤ３８の経路を人の乗車を阻害しないように取り回すワイヤガイド３９と、を有することを特徴とする上記（１）記載の自動運転ユニット８０を提供することにより、上記課題を解決する。
（３）プーリ保持部３６がスイッチ操作ユニット５０により支持されることを特徴とする上記（２）記載の自動運転ユニット８０を提供することにより、上記課題を解決する。
（４）ペダル操作ユニット４０が、
操作ペダル１４ａ～１４ｃに着脱可能に固定するペダル固定部４２ａ～４２ｃと、前記ペダル固定部４２ａ～４２ｃと接続したシャフト４４ａ～４４ｃと、制御部７０によって動作制御され前記シャフト４４ａ～４４ｃを押し引きする伸縮機構４６ａ～４６ｃと、を有することを特徴とする上記（１）乃至上記（３）のいずれかに記載の自動運転ユニット８０を提供することにより、上記課題を解決する。
（５）スイッチ操作ユニット５０が、
機能スイッチ１６に着脱可能に固定したスイッチ固定部５２と、前記スイッチ固定部５２と接続したスイッチ用シャフト５４と、制御部７０によって動作制御され前記スイッチ用シャフト５４を押し引きするスイッチ用伸縮機構５６と、を有することを特徴とする上記（１）乃至上記（４）のいずれかに記載の自動運転ユニット８０を提供することにより、上記課題を解決する。
（６）制御部７０が、移動局１０３と位置取得手段とをさらに有し、
前記位置取得手段は、前記移動局１０３がＧＮＳＳ衛星１０４からの信号に基づいて取得した移動局１０３の測位情報と、地上に設置されている基準局１０２がＧＮＳＳ衛星１０４からの信号に基づいて取得した基準局１０２の測位情報とを取得して、前記移動局１０３の測位情報と基準局１０２の測位情報とに基づいて自身の位置情報を取得し、
制御部７０は、前記位置取得手段からの位置情報に基づいて、作業用車両１０が予め設定されたルートから外れないように動作制御することを特徴とする上記（１）乃至上記（５）のいずれかに記載の自動運転ユニット８０を提供することにより、上記課題を解決する。
（７）自走するための車輪３と動力とを備えた駆動系と、芝刈り刃５と、車両の進行方向を変えるための操作ハンドル１２と、車両の走行速度を加速、減速するためのアクセル及びブレーキの操作ペダル１４ａ～１４ｃと、芝刈り刃５の動作をオンオフする機能スイッチ１６と、を備えた芝刈り機としての作業用車両１０と、
作業場所の近傍に設置されＧＮＳＳ衛星１０４からの信号に基づいて取得した自身の測位情報を基準局１０２の測位情報として発信する基準局１０２と、
移動局１０３を備え前記作業用車両１０に装着された上記（６）記載の自動運転ユニット８０と、を有し、
前記自動運転ユニット８０は前記作業用車両１０が予め設定されたルートから外れないように動作制御して、予め設定された範囲の芝を刈ることを特徴とする自動芝刈りシステム１００を提供することにより、上記課題を解決する。

【発明の効果】

【0008】

本発明に係る自動運転ユニットは、既存の作業用車両に装着して自動運転を可能とする。このため、既存の作業用車両が利用可能となり導入コストを低く抑えることができる。また、本発明に係る自動運転ユニットは、基本的に作業用車両に対する機械的、電気的な加工を行わない。このため、作業用車両本体の強度や安全性能をそのまま保持することができる。さらに、本発明に係る自動運転ユニットの各構成は人による作業用車両の運転操作を阻害しないよう構成されている。このため、自動運転ユニットがオフの状態では、作業者等は作業用車両を自動運転ユニットを装着したまま運転することができる。
また、本発明に係る自動芝刈りシステムは、自動運転ユニットの制御部がＧＮＳＳ衛星からの信号に基づいて取得された移動局の測位情報と基準局の測位情報とに基づいて自身（作業用車両）の位置情報を取得する。このため、自身の位置情報を数センチメートルの単位で取得可能で、予め設定されたルート上を極めて正確に走行することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明に係る自動運転ユニットを示す図である。

【図2】本発明に係る自動運転ユニットのハンドル操作ユニットを説明する図である。

【図3】本発明に係る自動芝刈りシステムを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本発明に係る自動運転ユニット８０及び自動芝刈りシステム１００の実施の形態について図面に基づいて説明する。ここで、図１は本発明に係る自動運転ユニット８０を作業用車両１０の運転席に装着した例を示す模式図である。また、図２は本発明に係る自動運転ユニット８０のハンドル操作ユニット３０を説明する模式図である。

【0011】

先ず、本発明に係る自動運転ユニット８０は、例えば既存の芝刈り機、ゴルフカート、耕運機等の農作業用車両、清掃車両、運搬車両等の作業用車両１０の運転席に設置され、作業用車両１０の操作ハンドル１２を回転させるハンドル操作ユニット３０と、作業用車両１０の操作ペダル１４ａ、１４ｂ、１４ｃを操作するペダル操作ユニット４０と、作業用車両１０の機能スイッチ１６をオンオフするスイッチ操作ユニット５０と、これらハンドル操作ユニット３０とペダル操作ユニット４０とスイッチ操作ユニット５０とを制御する制御部７０と、を有している。尚、本発明に係る自動運転ユニット８０は、基本的に作業用車両１０への機械的、電気的な加工を行わずに装着を行う。このため、作業用車両１０の製造メーカーが保証している作業用車両１０本体の強度や安全性能を損うことは無い。

【0012】

そして、本発明に係る自動運転ユニット８０を構成するハンドル操作ユニット３０は図１、図２に示すように、作業用車両１０の操作ハンドル１２に着脱可能に設置する装着部３２と、この装着部３２に固定したプーリ３４と、このプーリ３４を回転可能に軸支するプーリ保持部３６と、プーリ３４を回転させるワイヤ３８と、制御部７０によって動作制御されワイヤ３８を引くことでプーリ３４を回転させるモータ７２と、ワイヤ３８の経路を人の乗車と運転とを阻害しないように取り回すワイヤガイド３９と、このワイヤガイド３９やプーリ保持部３６等に設けられワイヤ３８の移動を円滑化する滑車（アイドルプーリ）３７と、を有している。尚、図２ではプーリ保持部３６を破線で透過状態で図示している。

【0013】

そして、ハンドル操作ユニット３０の装着部３２はプーリ３４とプーリ保持部３６とを操作ハンドル１２に一体的に装着するものであり、操作ハンドル１２と略同形のリング状で操作ハンドル１２に被せるもしくは嵌め込んで着脱可能に装着するものが好ましい。また、プーリ３４は周面にワイヤ３８が嵌る溝を備え、操作ハンドル１２の回転軸と略同軸となるように装着部３２に固定している。尚、装着部３２、プーリ３４、プーリ保持部３６は、人による運転を阻害しないよう、可能な限り低背でコンパクトに構成することが好ましい。そして、プーリ３４の溝にはワイヤ３８が通され、このワイヤ３８はワイヤガイド３９を通して制御部７０が動作制御するモータ７２の回転駆動部と接続する。

【0014】

また、プーリ保持部３６は、プーリ３４を操作ハンドル１２と略同軸の位置に軸支するフリーの回転軸を有しており、これによりプーリ３４はプーリ保持部３６に対して自由に回転する。また、プーリ保持部３６はプーリ３４の回転により自身が回転しないよう作業用車両１０に支持される。このプーリ保持部３６の支持は機械加工を伴わない支持棒やステー等で行っても良いが、後述のスイッチ操作ユニット５０を介して行うことが好ましい。この構成では、スイッチ操作ユニット５０がプーリ保持部３６の支持棒を兼ねるため、自動運転ユニット８０の部材構成を簡略化することができる。これにより、プーリ３４がワイヤ３８によって駆動され、操作ハンドル１２が回転してもプーリ保持部３６の位置（向き）はそのまま保持される。このため、操作ハンドル１２が回転しても、プーリ保持部３６の下部に取り付けられている滑車３７及びこの滑車３７を通ったワイヤ３８の向きはそのまま保持され、ワイヤ３８とプーリ３４による操作ハンドル１２の回転制御を円滑に行うことができる。

【0015】

ここで、制御部７０が操作ハンドル１２を右回転させる場合、制御部７０はプーリ３４の右側のワイヤ３８を引き込み、左側のワイヤ３８を送り出す方向にモータ７２を回転させる。これにより、プーリ３４の右側のワイヤ３８は引かれプーリ３４は右回転する。これにより、装着部３２がプーリ３４と一体的に右回転し、作業用車両１０の操作ハンドル１２が右回転する。これにより、作業用車両１０が走行している場合、作業用車両１０は右折する。また、反対に制御部７０が操作ハンドル１２を左回転させる場合、制御部７０はプーリ３４の左側のワイヤ３８を引き込み、右側のワイヤ３８を送り出す方向にモータ７２を回転させる。これにより、プーリ３４の左側のワイヤ３８は引かれプーリ３４は左回転する。これにより、装着部３２がプーリ３４と一体的に左回転し、作業用車両１０の操作ハンドル１２が左回転する。これにより、作業用車両１０が走行している場合、作業用車両１０は左折する。

【0016】

また、モータ７２及び制御部７０は人による運転の邪魔にならない場所に設置され、特に作業用車両１０の座席１８の下に設けることが好ましい。この場合、プーリ３４と座席１８下のモータ７２とをワイヤ３８で直線的に繋ぐと、人の乗車を大きく阻害することとなる。よって、ワイヤ３８の経路が人の乗車を阻害しないよう適宜ワイヤガイド３９を通し、例えば作業用車両１０の運転席に沿うように取り回すことが好ましい。尚、ワイヤガイド３９の両端には、前述のように滑車３７を設けることが好ましい。

【0017】

また、自動運転ユニット８０のペダル操作ユニット４０は、作業用車両１０の操作ペダル１４ａ～１４ｃにそれぞれ固定されるペダル固定部４２ａ～４２ｃと、このペダル固定部４２ａ～４２ｃとそれぞれ接続したシャフト４４ａ～４４ｃと、制御部７０によって動作制御されシャフト４４ａ～４４ｃをそれぞれ押し引きする伸縮機構４６ａ～４６ｃと、を有している。尚、ここでは操作ペダル１４ａ～１４ｃが、作業用車両１０の速度を減速するブレーキペダル１４ａと、作業用車両１０の前進時の速度を加速するアクセルペダル１４ｂと、作業用車両１０の後退時の速度を加速するバックペダル１４ｃとの３つで構成した例を示している。

【0018】

そして、ペダル固定部４２ａ～４２ｃは人による操縦を阻害しない位置、例えば操作ペダル１４ａ～１４ｃの側面や裏面を挟持したり、操作ペダル１４ａ～１４ｃの上部や裏面
に嵌め込むようにして着脱可能に設置することが好ましい。また、シャフト４４ａ～４４ｃも人による操縦を阻害しないようペダル固定部４２ａ～４２ｃの上部もしくは側方に接続することが好ましい。また、伸縮機構４６ａ～４６ｃは制御部７０の制御によりシャフト４４ａ～４４ｃを押し引きする周知の伸縮機構を用いることができる。中でも特にステッピングモータと、このステッピングモータの回転動作を前後動に変換して伸縮するリニアアクチュエータとで構成することが好ましい。この構成では、比較的コンパクトな装置構成で操作ペダル１４ａ～１４ｃをリニアに操作することができる。

【0019】

そして、作業用車両１０を前進させる場合、制御部７０はアクセルペダル１４ｂと接続した伸縮機構４６ｂを伸ばす方向に例えば伸縮機構４６ｂのステッピングモータを回転動作させる。これにより、伸縮機構４６ｂのシャフト４４ｂは押し出され、このシャフト４４ｂと接続したペダル固定部４２ｂが押圧されて、アクセルペダル１４ｂが押し込まれる。これにより、作業用車両１０は前進する。そして、制御部７０は予め設定された伸長量で伸縮機構４６ｂを維持する。これにより、作業用車両１０は所定の速度を維持しながら前進する。また、作業用車両１０を減速もしくは停止させる場合、制御部７０は伸縮機構４６ｂが縮む方向に動作制御する。これにより、伸縮機構４６ｂのシャフト４４ｂは後退し、このシャフト４４ｂと接続したペダル固定部４２ｂが引き戻され、アクセルペダル１４ｂが押し戻される。これにより、作業用車両１０は減速する。また、必要であれば制御部７０はブレーキペダル１４ａと接続した伸縮機構４６ａを伸ばす方向に動作制御する。これにより、伸縮機構４６ａのシャフト４４ａは押し出され、このシャフト４４ａと接続したペダル固定部４２ａが押圧されて、ブレーキペダル１４ａが押し込まれる。これにより、作業用車両１０にはブレーキが掛かりさらに減速する。また、必要によって伸縮機構４６ａの伸長動作は継続され、ブレーキペダル１４ａはさらに押し込まれて作業用車両１０は停止する。また、作業用車両１０を後退させる場合、伸縮機構４６ａ、４６ｂが縮みブレーキペダル１４ａ、アクセルペダル１４ｂが戻った状態で、制御部７０が伸縮機構４６ｃを伸ばす方向に動作制御する。これにより、伸縮機構４６ｃのシャフト４４ｃは押し出され、このシャフト４４ｃと接続したペダル固定部４２ｃが押圧されて、バックペダル１４ｃが押し込まれる。これにより、作業用車両１０は後退する。

【0020】

また、自動運転ユニット８０のスイッチ操作ユニット５０は、制御部７０によって作業用車両１０の機能スイッチ１６をオンオフし、作業用車両１０の所定の機能をオンオフするものである。尚、機能スイッチ１６でオンオフする作業用車両１０の所定の機能とは、例えば、芝刈り機であれば芝刈り刃の稼働であり、ゴルフカートや運搬車両であれば例えばパーキングブレーキの稼働であり、農作業用車両であれば耕運や稲刈り、田植え、農薬散布等の装置の稼働であり、清掃車両であれば吸引や床拭き等の清掃装置の稼働等である。尚、機能スイッチ１６の形状、操作方法、設置位置は作業用車両１０によって異なるため、スイッチ操作ユニット５０はそれぞれの機能スイッチ１６に応じた構成及び機構となる。ただし、例えば最も一般的な機能スイッチ１６であるボタンの押下やレバーの上げ下げに対応したスイッチ操作ユニット５０は、機能スイッチ１６に着脱可能に固定したスイッチ固定部５２と、このスイッチ固定部５２と接続したスイッチ用シャフト５４と、制御部７０によって動作制御されスイッチ用シャフト５４を押し引きするスイッチ用伸縮機構５６と、を有している。尚、スイッチ操作ユニット５０も人による運転と操作とを阻害しないよう構成する。また、スイッチ用伸縮機構５６に関しては特に限定は無いが、機能スイッチ１６がボタンやレバーの場合には単純に伸縮するソレノイドアクチュエータを用いることが好ましい。尚、スイッチ用伸縮機構５６を伸縮させるためにはスイッチ用伸縮機構５６の逆端を支持する必要がある。このスイッチ用伸縮機構５６の支持は前述のようにプーリ保持部３６によって行うことが構成部材の削減の観点から好ましい。

【0021】

そして、例えば機能スイッチ１６がレバーの上げ下げでオン、オフを行う機構の場合、制御部７０が機能スイッチ１６をオンする際にはスイッチ用伸縮機構５６を伸長させる方向に動作制御する。これにより、スイッチ用シャフト５４、スイッチ固定部５２が押圧され、機能スイッチ１６のレバーが引き下げられてオン状態となり、機能スイッチ１６と対応した作業用車両１０の所定の機能が動作する。また、機能スイッチ１６をオフする場合、制御部７０がスイッチ用伸縮機構５６を縮める方向に動作制御する。これにより、スイッチ用シャフト５４、スイッチ固定部５２が引き戻され機能スイッチ１６のレバーが引き上げられてオフ状態となる。これにより、機能スイッチ１６と対応した作業用車両１０の所定の機能が動作停止する。

【0022】

また、自動運転ユニット８０の制御部７０は、前述のように、作業用車両１０の座席１８の下などの人の運転に邪魔にならない場所に設置され、ハンドル操作ユニット３０のモータ７２と、ペダル操作ユニット４０の伸縮機構４６ａ～４６ｃと、スイッチ操作ユニット５０のスイッチ用伸縮機構５６とを、予め設定されたプログラムに則して動作制御し、作業用車両１０を予め設定されたルートに沿って所定の速度で自動運転するとともに、適宜機能スイッチ１６をオンオフして、所定の作業を行わせる。

【0023】

尚、制御部７０による自動運転に関しては、カメラ、ライントレースや光センサー技術を用いたＬｉＤＡＲ（ｌｉｇｈｔ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｒａｎｇｉｎｇ）等の周知の自動運転技術を用いることができる。中でも特に、ＧＮＳＳ衛星からの信号と地上に設置された基準局からの信号に基づいて自身の詳細な位置情報を取得する所謂ＲＴＫ－ＧＮＳＳを用いて、ＲＴＫ－ＧＮＳＳに基く自身の位置情報と予め設定されたルート情報とを比較して、ルートに沿うように軌道修正をしながら自動運転を行うものが好ましい。

【0024】

次に、本発明に係る自動運転ユニット８０の動作をＲＴＫ－ＧＮＳＳを用いた本発明に係る自動芝刈りシステム１００を用いて説明する。本発明に係る自動芝刈りシステム１００は、図３に示すように、芝刈り機としての作業用車両１０と、この作業用車両１０に装着された自動運転ユニット８０と、この自動運転ユニット８０の一部を構成し作業用車両１０に搭載された移動局１０３と、作業場所の近傍に設置されＧＮＳＳ衛星１０４からの信号に基づいて取得した自身の測位情報を基準局の測位情報として発信する基準局１０２と、を有している。また、芝刈り機としての作業用車両１０は、自走するための車輪３と図示しないエンジン等の動力とを備えた駆動系と、芝を所定の長さに刈る芝刈り刃５と、車両（作業用車両１０）の進行方向を変えるための操作ハンドル１２と、車両を前進、後退、加速、減速するアクセル及びブレーキの操作ペダル１４ａ～１４ｃと、芝刈り刃５の動作をオンオフする機能スイッチ１６と、を有している。

【0025】

また、自動芝刈りシステム１００の自動運転ユニット８０は、前述のハンドル操作ユニット３０と、ペダル操作ユニット４０と、スイッチ操作ユニット５０と、制御部７０と、を有している。さらに、本発明に係る自動芝刈りシステム１００の自動運転ユニット８０の制御部７０は、前述の移動局１０３と、位置取得手段と、自身が走行するルート情報（位置情報）と、どの位置で機能スイッチ１６をオンオフするかの動作情報と、を備えている。尚、ルート情報と動作情報とは予め作業者等が作成し、制御部７０のメモリ等に記録しておく。また、制御部７０の位置取得手段は、移動局１０３がＧＮＳＳ衛星１０４からの信号に基づいて取得した移動局１０３の測位情報と、地上に設置されている基準局１０２がＧＮＳＳ衛星１０４からの信号に基づいて取得した基準局１０２の測位情報とを取得して、これら移動局１０３の測位情報と基準局１０２の測位情報との相対位置を算出して位置の補正を行い自身（作業用車両１０）の位置情報を取得する。

【0026】

次に、自動芝刈りシステム１００及び自動運転ユニット８０の動作を説明する。先ず、自動運転ユニット８０のオフ状態で、作業者が作業用車両１０を予め設定された自動運転の開始位置に移動させる。尚、自動運転ユニット８０がオフの状態では、ハンドル操作ユニット３０のプーリ３４、ペダル操作ユニット４０の伸縮機構４６ａ～４６ｃ、スイッチ操作ユニット５０のスイッチ用伸縮機構５６はフリーとなり、また自動運転ユニット８０の各構成は前述のように人による運転操作を阻害しないよう構成されているから、作業者は作業用車両１０を問題無く運転することができる。

【0027】

次に、作業者は作業用車両１０のエンジンを動作させたまま、自動運転ユニット８０をオンする。この際、作業者は作業用車両１０を降りても良いし、異常時の対応のため残っていても良い。そして、自動運転ユニット８０がオンされると、先ず制御部７０の移動局１０３がＧＮＳＳ衛星１０４からの信号に基づいて自身（移動局１０３の搭載された作業用車両１０）の測位情報を取得する。また、基準局１０２が発信した基準局１０２の測位情報を取得する。次に、制御部７０の位置取得手段が移動局１０３の測位情報と基準局１０２の測位情報との相対位置を算出して自身の位置に対する補正を行い自身（作業用車両１０）の位置情報を取得する。より具体的には、ＧＮＳＳ衛星１０４からの信号に基づいて取得した基準局１０２の測位情報と予め既知の基準局１０２の正確な位置情報とからＧＮＳＳ衛星１０４に基づく測位情報の誤差を取得し、この誤差分を移動局１０３の測位情報に対して補正することで作業用車両１０の正確な位置情報を取得する。そして、制御部７０は予め記録されているルート情報と自身の位置情報とを比較してそのルートに沿うように適宜ハンドル操作ユニット３０、ペダル操作ユニット４０を制御して作業用車両１０を走行させる。また、ルート上の予め設定された位置に到達すると制御部７０は動作情報に基づいてスイッチ操作ユニット５０を制御し、機能スイッチ１６をオンする。これにより、作業用車両１０の芝刈り刃５が動作して作業用車両１０はルート上の芝を刈りながら走行する。そして、設定された作業エリアの端まで到達すると、制御部７０はルート情報に基づいて作業用車両１０を１列ずらして折り返し運転させ、これらを繰り返すことにより設定された作業エリアの芝を刈る。そして、設定された作業エリアの芝刈りが終了すると、制御部７０は動作情報に基づいてスイッチ操作ユニット５０を制御し、機能スイッチ１６をオフする。これにより、芝刈り刃５の動作が停止する。次に、制御部７０はハンドル操作ユニット３０、ペダル操作ユニット４０を制御してルートの最終点にて停止し待機状態となる。

【0028】

以上のように、本発明に係る自動運転ユニット８０は、既存の作業用車両１０に装着して自動運転を可能とする。このため、既存の作業用車両１０が利用可能となり導入コストを極めて低く抑えることができる。また、本発明に係る自動運転ユニット８０は、基本的に作業用車両１０に対する機械的、電気的な加工を行わない。このため、作業用車両１０の製造メーカーが保証している作業用車両１０本体の強度や安全性能をそのまま保持することができる。さらに、本発明に係る自動運転ユニット８０の各構成は人による作業用車両１０の運転操作を阻害しないよう構成されている。このため、自動運転ユニット８０がオフの状態では、作業者等は作業用車両１０を自動運転ユニット８０を装着したまま運転することができる。

【0029】

また、本発明に係る自動芝刈りシステム１００は、上記の自動運転ユニット８０の効果に加え、自動運転ユニット８０の制御部７０が移動局１０３の測位情報と基準局１０２の測位情報との相対位置を算出して補正し自身（作業用車両１０）の位置情報を取得する。このため、自身の位置情報を数センチメートルの単位で取得可能で、予め設定されたルート上を極めて正確に走行することができる。

【0030】

尚、本例で示した自動運転ユニット８０及び自動芝刈りシステム１００は一例であり、使用する作業用車両１０、ハンドル操作ユニット３０、ペダル操作ユニット４０、スイッチ操作ユニット５０、制御部７０等の各部の構成、機構、動作、制御方法、設置位置、設置方法等は上記の例に限定されるわけではなく、本発明は本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更して実施することが可能である。

【符号の説明】

【0031】

３ 車輪
５ 芝刈り刃
１０ 作業用車両
１２ 操作ハンドル
１４ａ～１４ｃ 操作ペダル
１６ 機能スイッチ
３０ ハンドル操作ユニット
３２ 装着部
３４ プーリ
３６ プーリ保持部
３８ ワイヤ
３９ ワイヤガイド
４０ ペダル操作ユニット
４２ａ～４２ｃ ペダル固定部
４４ａ～４４ｃ シャフト
４６ａ～４６ｃ 伸縮機構
５０ スイッチ操作ユニット
５２ スイッチ固定部
５４ スイッチ用シャフト
５６ スイッチ用伸縮機構
７０ 制御部
７２ モータ
８０ 自動運転ユニット
１０２ 基準局
１０３ 移動局
１０４ ＧＮＳＳ衛星
１００ 自動芝刈りシステム

【図1】

【図2】

【図3】