特開 2023-22762 集材機械システム

(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】P2023022762

(43)【公開日】2023-02-15

(54)【発明の名称】集材機械システム

(51)【国際特許分類】

   A01G 23/00 20060101AFI20230208BHJP

【ＦＩ】

A01G23/00 551F

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021127811

(22)【出願日】2021-08-03

(71)【出願人】

【識別番号】000246273

【氏名又は名称】コベルコ建機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100121728

【弁理士】

【氏名又は名称】井関 勝守

(74)【代理人】

【識別番号】100170900

【弁理士】

【氏名又は名称】大西 渉

(72)【発明者】

【氏名】藤田 修平

(72)【発明者】

【氏名】上杉 憲央

(72)【発明者】

【氏名】井原 駿也

(57)【要約】

【課題】集材路に複数存在する集材位置に集積された木材を集材機械により効率良く集材可能な集材機械システムを提供する。
【解決手段】集材機械システム１０は、集材路２０に複数存在する集材位置に集積された木材の集材に用いられる。集材機械システム１０は、集材路２０の走行路面情報を取得する路面情報取得部１５ａ、３５ａと、走行路面情報に基づいて集材路２０の走行時における集材機械１が積載可能な上限積載量を設定する積載量設定部１５ｂ、３５ｂと、上限積載量に基づいて集材位置を選択する集材位置選択部１５ｃ、３５ｃと、上限積載量に基づいて選択された各集材位置における集材機械１への積込可能量を設定する積込設定部１５ｄ、３５ｄと、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の集材位置に集積された木材の集材に用いられる集材機械システムであって、
集材機械が走行する集材路の走行路面情報を取得する路面情報取得部と、
前記走行路面情報に基づいて前記集材機械による前記集材路の走行時における積載可能な上限積載量を設定する積載量設定部と、
前記上限積載量に基づいて前記複数存在する集材位置の中から集材に向かう集材位置を選択する集材位置選択部と、
前記上限積載量に基づいて前記集材位置選択部にて選択された各集材位置における前記集材機械への積込可能量、積込可能本数及び積込対象木材の少なくとも１つを設定する積込設定部とを備えることを特徴とする集材機械システム。

【請求項2】

請求項１に記載の集材機械システムにおいて、
前記集材機械は、音声及び画面表示の少なくとも一方による前記集材機械の運転者に対する指示案内が可能な指示案内部を備え、
該指示案内部は、前記集材位置選択部により選択された集材位置及び前記積込設定部により設定された積込可能量、積込可能本数及び積込対象木材の少なくとも１つについて指示案内を行うことを特徴とする集材機械システム。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の集材機械システムにおいて、
前記集材路は、集材位置間毎に区分された複数の区間経路で構成されており、
前記路面情報取得部は、前記区間経路毎に前記走行路面情報を取得し、
前記積載量設定部は、前記路面情報取得部にて前記区間経路毎に得られた各走行路面情報に基づいて前記区間経路毎の走行時における積載可能な上限積載量を設定することを特徴とする集材機械システム。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか１つに記載の集材機械システムにおいて、
前記走行路面情報は、前記走行路面における勾配情報及び地盤支持力情報の少なくとも一方であることを特徴とする集材機械システム。

【請求項5】

請求項４に記載の集材機械システムにおいて、
前記集材機械における木材の積載位置を前記路面情報取得部にて得られた勾配情報に基づいて設定する積載位置設定部を備えることを特徴とする集材機械システム。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか１つに記載の集材機械システムにおいて、
前記路面情報取得部は、前記集材機械が前記集材路を往路走行する際に前記走行路面情報を取得し、
前記積載量設定部は、前記集材機械が前記集材路を復路走行する際の前記上限積載量を前記往路走行時にて取得した前記走行路面情報に基づいて設定することを特徴とする集材機械システム。

【請求項7】

請求項６に記載の集材機械システムにおいて、
前記集材機械は、前記走行路面の勾配を検出可能な勾配センサと、前記集材機械の現在地を測位可能な測位センサと、を備え、
前記路面情報取得部は、前記勾配センサにより前記走行路面の勾配情報を取得し、且つ、前記測位センサにより前記集材機械の現在地情報を取得することを特徴とする集材機械システム。

【請求項8】

請求項１から７のいずれか１つに記載の集材機械システムにおいて、
前記路面情報取得部は、前記集材機械に設けられるとともに、伐倒、造材若しくは前記集材位置において木材の集積を行う他の林業機械、或いは、他の集材機械が取得した前記走行路面の勾配情報と現在地情報とを受信可能な第１受信部を備えることを特徴とする集材機械システム。

【請求項9】

請求項４に記載の集材機械システムにおいて、
前記路面情報取得部は、前記集材機械に設けられるとともに、前記集材路において検土杖若しくはコーン値計測器により取得した前記地盤支持力情報か、或いは、無人飛行体が取得した前記地盤支持力情報を受信可能な第２受信部を備えることを特徴とする集材機械システム。

【請求項10】

請求項１から９のいずれか１つに記載の集材機械システムにおいて、
前記集材機械の走行距離、燃料消費率、電力消費率、集材往復回数及び集材時間の少なくとも１つに基づいて複数の集材路の候補の中から前記集材路を１つ選択する集材路選択部を備えることを特徴とする集材機械システム。

【請求項11】

請求項１から１０のいずれか１つに記載の集材機械システムにおいて、
前記集材機械の木材の実積載量と基準積載量との差異がある場合、当該差異が小さくなるよう前記集材位置選択部により行われた選択と前記積込設定部により行われた設定との少なくとも一方を変更する設定変更部を備えることを特徴とする集材機械システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、木材の集材に用いられる集材機械システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、林業の分野では、植林により苗木から成長させた樹木の収穫期になると、伐倒した樹木は枝払い等の造材作業により丸太状の木材にされた後、集材位置に集積される。この木材の集材位置は、伐倒や造材がなされる場所の近くに設定されるため、森林内において伐倒等の作業が行われる場所毎に点在している。これら木材の各集材位置は、フォワーダ等の集材機械が走行可能な集材路により繋がっていて、集材機械が集材路を走行して各集材位置を集材して回ることで当該各集材位置に集積された木材を森林から運び出すようになっている。例えば、特許文献１に開示されている集材機械は、顧客からの受注情報等に基づいて各集材位置に集積された木材を集材して回っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００５―１０２５１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、上述の集材路は、その大半部分が森林を切り開いて作られたものであるので、平坦な箇所だけではなく、急勾配の箇所や未舗装の箇所が多く存在する。すなわち、集材路は路面状態の悪い場所があり、例えば、最奥端が行き止まりである一本道の集材路の最奥端寄りに位置する集材位置において、運転者が集材路の復路における路面状態を考慮せずに集材機械の最大積載量まで木材を積み込んでしまうと、集材路を戻る途中に急勾配の登坂の箇所や降雨等でぬかるんだ箇所がある場合、集材機械の駆動力不足によって集材機械が登坂を登りきれなかったり、或いは、集材機械におけるタイヤ等がぬかるみにはまって通過することができないといった事態が生じるおそれがあった。

【0005】

一方、集材機械の運転者が、上述の集材機械が登坂を登りきれない、或いは、集材機械がぬかるんだ箇所を通過することができないといった事態を懸念するあまり、集材機械への木材の積載量を必要以上に低く制限してしまうと、当該集材機械が集材路を一回往復する際に得られる総集材量が少なくなってしまう。集材機械への積載量を多くせずに総集材量が少なくなるのを回避するためには、集材機械が集材路を複数回往復せざるを得ず、そうすると集材機械の走行距離が延びてその燃料費等が嵩んでしまうので、集材作業にかかる費用が増加してしまうことになる。

【0006】

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、集材路に複数存在する集材位置に集積された木材を集材機械により効率良く集材可能な集材機械システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の目的を達成するために、本発明は、集材に向かう集材位置の選択や当該集材位置における木材の積込量等の設定の仕方に工夫を凝らしたことを特徴とする。

【0008】

具体的には、複数の集材位置に集積された木材の集材に用いられる集材機械システムを対象とし、次のような解決手段を講じた。

【0009】

すなわち、第１の発明では、集材機械が走行する集材路の走行路面情報を取得する路面情報取得部と、前記走行路面情報に基づいて前記集材機械による前記集材路の走行時における積載可能な上限積載量を設定する積載量設定部と、前記上限積載量に基づいて前記複数存在する集材位置の中から集材に向かう集材位置を選択する集材位置選択部と、前記上限積載量に基づいて前記集材位置選択部にて選択された各集材位置における前記集材機械への積込可能量、積込可能本数及び積込対象木材の少なくとも１つを設定する積込設定部とを備えることを特徴とする。

【0010】

第２の発明では、第１の発明において、前記集材機械は、音声及び画面表示の少なくとも一方による前記集材機械の運転者に対する指示案内が可能な指示案内部を備え、該指示案内部は、前記集材位置選択部により選択された集材位置及び前記積込設定部により設定された積込可能量、積込可能本数及び積込対象木材の少なくとも１つについて指示案内を行うことを特徴とする。

【0011】

第３の発明では、第１又は第２の発明において、前記集材路は、集材位置間毎に区分された複数の区間経路で構成されており、前記路面情報取得部は、前記区間経路毎に前記走行路面情報を取得し、前記積載量設定部は、前記路面情報取得部にて前記区間経路毎に得られた各走行路面情報に基づいて前記区間経路毎の走行時における積載可能な上限積載量を設定することを特徴とする。

【0012】

第４の発明では、第１から第３のいずれか１つの発明において、前記走行路面情報は、前記走行路面における勾配情報及び地盤支持力情報の少なくとも一方であることを特徴とする。

【0013】

第５の発明では、第４の発明において、前記集材機械における木材の積載位置を前記路面情報取得部にて得られた勾配情報に基づいて設定する積載位置設定部を備えることを特徴とする。

【0014】

第６の発明では、第１から第５のいずれか１つの発明において、前記路面情報取得部は、前記集材機械が前記集材路を往路走行する際に前記走行路面情報を取得し、前記積載量設定部は、前記集材機械が前記集材路を復路走行する際の前記上限積載量を前記往路走行時にて取得した前記走行路面情報に基づいて設定することを特徴とする。

【0015】

第７の発明では、第６の発明において、前記集材機械は、前記走行路面の勾配を検出可能な勾配センサと、前記集材機械の現在地を測位可能な測位センサと、を備え、前記路面情報取得部は、前記勾配センサにより前記走行路面の勾配情報を取得し、且つ、前記測位センサにより前記集材機械の現在地情報を取得することを特徴とする。

【0016】

第８の発明では、第１から第７のいずれか１つの発明において、前記路面情報取得部は、前記集材機械に設けられるとともに、伐倒、造材若しくは前記集材位置において木材の集積を行う他の林業機械、或いは、他の集材機械が取得した前記走行路面の勾配情報と現在地情報とを受信可能な第１受信部を備えることを特徴とする。

【0017】

第９の発明では、第４の発明において、前記路面情報取得部は、前記集材機械に設けられるとともに、前記集材経路において検土杖若しくはコーン値計測器により取得した前記地盤支持力情報か、或いは、無人飛行体が取得した前記地盤支持力情報を受信可能な第２受信部を備えることを特徴とする。

【0018】

第１０の発明では、第１から第９のいずれか１つの発明において、前記集材機械の走行距離、燃料消費率、電力消費率、集材往復回数及び集材時間の少なくとも１つに基づいて複数の集材路の候補の中から前記集材経路を１つ選択する集材路選択部を備えることを特徴とする。

【0019】

第１１の発明では、第１から第１０のいずれか１つの発明において、前記集材機械の木材の実積載量と基準積載量との差異がある場合、当該差異が小さくなるよう前記集材位置選択部により行われた選択と前記積込設定部により行われた設定との少なくとも一方を変更する設定変更部を備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0020】

第１の発明では、集材機械が集材に向かう各集材位置と当該集材位置における木材の積込可能量等とが集材路の走行路面状況を加味して設定されるようになる。したがって、運転者が走行路面状況に対して集材機械に過剰な量の木材を積込んでしまうことや、或いは、運転者が集材機械に対する木材の積載量を必要以上に低く制限してしまうといった事態が回避できるようになり、集材機械が登坂を登りきれずに立往生する事態や集材機械の燃料費等が嵩むのを防止して、集材位置に集積された木材を効率良く集材することができる。

【0021】

第２の発明では、指示案内部による指示案内を受けた集材機械の運転者は、集材路におけるいずれの集材位置においてどの程度の量の木材を集材機械に積み込むべきかを容易に把握可能になる。したがって、集材機械の運転者が、誤って過剰な量の木材を集材機械に積み込んでしまうことや、集材機械の積載量を必要以上に低く制限してしまうといった事態を回避することができる。

【0022】

第３の発明では、もし仮に、集材路における一部の区間経路の走行路面状況が悪く、集材機械が多くの木材を積載した状態で通過するのが困難であっても、当該一部の区間経路の通過前において集材機械の積載量を適正な量にしておくことができるようになり、当該区間経路を確実に通過させた後で当該区間経路の通過後の集材位置において集材機械に対して木材の積み込みが可能となる。したがって、走行路面状況の悪い一部の区間経路が制約となって、集材路を一回往復する際に得られる総集材量が少なくなるのを防止することができる。

【0023】

第４の発明では、もし仮に、集材路において急勾配の登坂の箇所や地盤支持力が低い箇所が存在していたとしても、集材機械が当該箇所を通過する際の木材の積載量を予め低くしておくことが可能となるので、駆動力不足によって集材機械が登坂の箇所を登りきれないことや、地盤支持力が低い箇所、つまり、降雨等でぬかるんだ箇所を集材機械が通過することができないといった事態を確実に回避することができる。

【0024】

第５の発明では、集材路において走行予定方向と直交する方向に急勾配の領域があったとしても、集材機械における木材の積載位置をその勾配状況に対応させた位置に積載可能になる。具体的には、集材路における走行予定方向と直交する方向の勾配が右側に比して左側が上方位置となる場合、集材機械における左側の位置に右側の位置よりも多くの木材を積載することで、集材機械のロール方向の挙動が安定するようになる。したがって、集材路に急勾配の領域があったとしても集材機械の走行を安定させることができる。

【0025】

第６の発明では、集材機械の復路走行時において向かう各集材位置や当該各集材位置における木材の積込可能量等を集材機械が実際に集材路の往路走行時において得た走行路面情報を利用して設定するようになる。したがって、例えば、集材機械以外の装置等から集材機械が復路走行における走行路面情報を受信する必要がなくなるだけでなく、集材機械が往路走行時において問題となる走行路面情報だけを取得することができるようになるので、集材機械以外の装置等から走行路面情報を受信する際に必要な受信ユニットや、或いは、当該受信ユニットによる走行路面情報の受信にかかる費用を抑えることができる。

【0026】

第７の発明では、勾配センサ及び測位センサを用いて定量的且つ正確な集材路の走行路面情報を取得可能になる。したがって、集材路における急勾配の登坂の箇所が存在していても、当該箇所を集材機械が復路走行時において通過する際の積載量を適切な量に調整することが可能になり、駆動力不足によって集材機械が登坂の箇所を登りきれないといった事態を確実に回避することができる。

【0027】

第８の発明では、集材機械は、当該集材機械による木材の集材に先立って行われる伐倒や造材を行う他の機械において得られた走行路面の勾配情報や現在地情報を利用できるようになる。したがって、勾配や現在地を検出するセンサを集材機械に搭載する必要がなくなるので、集材機械自体の製造コストを抑えることができる。

【0028】

第９の発明では、集材機械が、検土杖、コーン値計測器、又は無人飛行体により得られた地盤支持力情報を取得可能になるので、集材の際に地盤支持力を計測するために集材機械から運転者等が降りて集材路を歩きまわるといった必要が無くなり、運転者等が自身で地盤支持力を計測することにより集材に時間が掛かってしまって効率が悪くなるといったことを防止できる。

【0029】

第１０の発明では、集材路の候補が複数存在する場合、集材機械の走行距離、燃料消費率、電力消費率、集材往復回数、集材時間が最小となる集材路を選択可能になる。したがって、集材機械の燃料費等が嵩むのを防止して、集材位置において木材の集材作業をさらに効率良く行うことができる。

【0030】

第１１の発明では、もし仮に降雨等によって集材位置に集積された木材や集材機械に積載されている木材の含水率が上昇して木材自体の重量が増加し、それに伴って集材機械の木材の実積載量と基準積載量とに差異が生じた場合であっても、当該差異が小さくなるよう集材機械が向かう集材位置や当該集材位置における木材の積込可能量等が変更されるので、駆動力不足によって集材機械が登坂の箇所を登りきれないことや、降雨等でぬかるんだ箇所を集材機械が通過することができないといった事態を確実に回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】本発明の実施形態１に係る集材機械の概略側面図である。

【図2】本発明の実施形態１に係る集材機械システムを示すブロック図である。

【図3】本発明の実施形態１に係る集材路を示す概略図である。

【図4】本発明の実施形態１に係る集材機械システムの制御手順を示すフローチャートである。

【図5】図４のステップＳ１００で実行される路面情報取得部による処理の詳細を示すサブルーチンである。

【図6】図４のステップＳ１２０で実行される集材位置選択部及び積込設定部による処理の詳細を示すサブルーチンの前半部分である。

【図7】図４のステップＳ１２０で実行される集材位置選択部及び積込設定部による処理の詳細を示すサブルーチンの後半部分である。

【図8】図４のステップＳ１８０で実行される設定変更部による処理の詳細を示すサブルーチンである。

【図9】本発明の実施形態２に係る集材機械システムを示すブロック図である。

【図10】本発明の実施形態２に係る図５に相当するサブルーチンである。

【図11】本発明の実施形態３に係る集材機械システムを示すブロック図である。

【図12】本発明の実施形態３に係る集材機械システムの制御手順を示すフローチャートである。

【図13】図１２のステップＳ９０で実行される集材路選択部による処理の詳細を示すサブルーチンである。

【図14】本発明の実施形態３に係る集材路を示す概略図である。

【図15】本発明の実施形態４に係る集材機械システムを示すブロック図である。

【図16】本発明の実施形態４に係る集材機械システムの制御手順を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0032】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。

【0033】

《発明の実施形態１》
図１は、本発明の実施形態１に係る集材機械システム１０備えた集材機械１を示す。該集材機械１は、森林内の各地で集積された木材を集材するものであり、集材機械１の略上半部分には、キャビン２、積込ユニット３及び荷台４が車両の前側から順に配設される一方、集材機械１の略下半部分には、クローラ５が配設されている。

【0034】

キャビン２には、運転者が着座可能な運転席２ａと、集材機械１の運転操作等を行う操作レバー２ｂと、画面表示を行うディスプレイ２ｃと、音声出力を行うスピーカー２ｄとが設けられている。

【0035】

また、キャビン２の天井部分上面には、通信ユニット６が設けられ、該通信ユニット６は、他の集材機械等との間で無線通信を行うようになっている。

【0036】

積込ユニット３は、木材を掴むことが可能なグラップル部３ａを先端部分に有し、該グラップル部３ａは、例えば、運転者の操作によって、荷台４に対する木材の積み込みや荷下ろしを行うようになっている。

【0037】

荷台４は、平面視で略長方形状をなしており、複数の丸太状の木材を積載できるようにその長辺の寸法を積載する木材の長さに対応させている。

【0038】

クローラ５は、走行駆動源８（図１５参照）により駆動する駆動ローラ５ａと、該駆動ローラ５ａに巻き掛けられ、且つ、路面に接する無端状ベルト５ｂと備え、当該無端状ベルト５ｂの周回移動動作により、集材機械１が集材路２０を走行するようになっている。尚、本発明の実施形態における走行駆動源８は、エンジンや油圧アクチュエータ等の集材機械１の走行に必要な機器を含んでいる。

【0039】

集材機械システム１０は、図２に示すように、勾配センサ１１ａ、測位センサ１２ａ、積載量センサ１３、制御ユニット１５、ディスプレイ２ｃ、及び、スピーカー２ｄで構成されている。

【0040】

勾配センサ１１ａは、制御ユニット１５と信号線を介して接続され、集材機械１が走行する集材路２０の路面勾配を検出可能になっている。該勾配センサ１１ａは、集材機械１の進行方向の路面勾配と当該進行方向と直交する方向の路面勾配を検出し、その検出結果を制御ユニット１５に向けて出力するようになっている。

【0041】

測位センサ１２ａは、制御ユニット１５と信号線を介して接続され、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）を用いて集材機械１の現在地を測位可能になっている。該測位センサ１２ａは、集材機械１の現在地を検出し、その検出結果を制御ユニット１５に向けて出力するようになっている。

【0042】

積載量センサ１３は、制御ユニット１５と信号線を介して接続され、荷台４の積載量を検出可能になっている。該積載量センサ１３は、集材機械１の荷台４の積載量を検出し、その検出結果を制御ユニット１５に向けて出力するようになっている。

【0043】

制御ユニット１５は、路面情報取得部１５ａ、積載量設定部１５ｂ、集材位置選択部１５ｃ、積込設定部１５ｄ、積載位置設定部１５ｅ、設定変更部１５ｆ、及び、指示案内部１５ｇを有している。

【0044】

また、制御ユニット１５は、ディスプレイ２ｃとスピーカー２ｄとに信号線を介して接続される一方、勾配センサ１１ａ、測位センサ１２ａ、及び、積載量センサ１３から各検出結果が入力されるようになっていて、当該各検出結果に基づいて処理演算し、その処理演算結果に基づいて、ディスプレイ２ｃとスピーカー２ｄとに制御信号を出力するようになっている。

【0045】

次に、図３を用いて、本発明の実施形態１に係る集材路２０について説明する。

【0046】

集材路２０は、丸太状に加工された木材が集積されている集材位置Ａ～Ｄと走行スタート位置Ｅ（集材ゴール位置）とを繋ぐように構成されている。さらに、集材路２０は、最奥端が行き止まりである一本道且つ当該集材路２０を通じて隣り合う集材位置毎に区分された区間経路１～４で構成されている。

【0047】

集材機械１は、走行スタート位置Ｅを出発して集材路２０を区間経路４、区間経路３、区間経路２、及び区間経路１の順に往路走行して集材位置Ａに到達した後、当該集材位置Ａ（集材スタート位置）を出発して集材路２０を区間経路１、区間経路２、区間経路３、及び区間経路４の順に復路走行して走行スタート位置Ｅ（集材ゴール位置）に戻るようになっていて、復路走行時に集材位置Ａ～Ｄに立ち寄って当該集材位置Ａ～Ｄに集積された木材をそれぞれ集材した後、走行スタート位置Ｅ（集材ゴール位置）に戻るようになっている。

【0048】

次に、集材機械システム１０における制御ユニット１５が実行する処理について図４乃至図８のフローチャートを用いて説明する。

【0049】

集材機械１が、走行スタート位置Ｅを出発して往路走行を開始すると、図４のフローチャートがスタートする。尚、以下では、集材機械１における木材の最大積載量を１０００ｋｇとし、往路走行開始時の木材の積載量を０ｋｇとする。

【0050】

ステップＳ１００は、制御ユニット１５における路面情報取得部１５ａが集材路２０の路面情報を取得する処理であって、具体的には、図５に示すフローチャートに基づいて路面情報を取得する処理が行われる。

【0051】

ステップＳ１０１では、区間経路４の勾配情報及び現在地情報を取得する。当該ステップＳ１０１では、勾配センサ１１ａを用いて集材路２０における集材機械１の直進走行方向の勾配情報、並びに、集材機械１の直進走行方向と直交する方向の勾配情報を取得するとともに測位センサ１２ａを用いて現在地情報を取得し、当該取得した両勾配情報と現在地情報とを紐付けて集材路２０における各地点の勾配状況として記憶する。

【0052】

次に、ステップＳ１０２では、測位センサ１２ａにより取得される集材機械１の現在地情報に基づいて、区間経路４が終了したか否かを判断する。当該判断がＹｅｓの場合はステップＳ１０３に進む一方、Ｎｏの場合はステップＳ１０１に戻り、区間経路４の勾配情報及び現在地情報の取得を継続する。

【0053】

ステップＳ１０３では、区間経路３の勾配情報及び現在地情報を取得する。そして、次のステップＳ１０４では、測位センサ１２ａにより取得される集材機械１の現在地情報に基づいて、区間経路３が終了したか否かを判断する。当該判断がＹｅｓの場合はステップＳ１０５に進む一方、Ｎｏの場合はステップＳ１０３に戻り、区間経路３の勾配情報及び現在地情報の取得を継続する。

【0054】

ステップＳ１０５では、区間経路２の勾配情報及び現在地情報を取得する。そして、次のステップＳ１０６では、測位センサ１２ａにより取得される集材機械１の現在地情報に基づいて、区間経路２が終了したか否かを判断する。当該判断がＹｅｓの場合はステップＳ１０７に進む一方、Ｎｏの場合はステップＳ１０５に戻り、区間経路２の勾配情報及び現在地情報の取得を継続する。

【0055】

ステップＳ１０７では、区間経路１の勾配情報及び現在地情報を取得する。そして、次のステップＳ１０８では、測位センサ１２ａにより取得される集材機械１の現在地情報に基づいて、区間経路１が終了したか否か、つまり往路走行を終了したか否かを判断する。当該判断がＹｅｓの場合はエンド、つまり、図４のステップＳ１１０に進んで復路走行を開始する。一方、該判断がＮｏの場合はステップＳ１０７に戻り、区間経路１の勾配情報及び現在地情報の取得を継続する。

【0056】

次のステップＳ１１０は、制御ユニット１５における積載量設定部１５ｂが集材機械１における積載可能な上限積載量を設定する処理を行う。図４に戻り、ステップＳ１１０では、ステップＳ１００で得られた区間経路毎の路面情報に基づいて、区間経路毎の走行時における集材機械１が積載可能な上限積載量を設定し、ステップＳ１２０へ進む。上限積載量は、例えば、区間経路における最も登り勾配又は降り勾配が大きい値を基準として、集材路２０の登り勾配が大きいほど又は降り勾配が大きいほど、上限積載量が低く設定されるようになっている。

【0057】

ステップＳ１２０は、制御ユニット１５における集材位置選択部１５ｃが集材位置の選択をする処理を行う一方、積込設定部１５ｄが積込可能量の設定を行う処理を行う。具体的には、図６及び図７に示すフローチャートに基づいて集材位置の選択と積込可能量の設定とを行う処理が行われる。

【0058】

図６に示すように、ステップＳ１２１では、集材機械１の基準積載量が０ｋｇとなるようにリセットし、ステップＳ１２２に進む。

【0059】

ステップＳ１２２では、各集材位置の木材の集積量を取得し、ステップＳ１２３に進む。例えば、通信ユニット６を用いて各集材位置の木材の集積量を取得する。

【0060】

ステップＳ１２３では、集材位置Ａの木材の集積量が、集材機械１の最大積載量よりも低いか否かを判断し、当該判断がＹｅｓの場合はステップＳ１２４に進む一方、当該判断がＮｏの場合はステップＳ１２５に進む。具体的には、ステップＳ１２３では、集材位置Ａの木材の集積量が最大積載量である１０００ｋｇよりも低いが否かが判断される。

【0061】

ステップＳ１２３の判断がＹｅｓの場合、集材位置Ａに集積されている木材のすべてを集材機械１に積込可能であるので、ステップＳ１２４では、集材位置Ａに集積されている木材のすべてを集材機械１の集材位置Ａにおける積込可能量に設定し、ステップＳ１２６に進む。例えば、集材位置Ａに５００ｋｇの木材が集積されている場合には、ステップＳ１２４では、集材位置Ａにおける積込可能量は５００ｋｇに設定される。

【0062】

一方、ステップＳ１２３の判断がＮｏの場合、集材位置Ａに集積されている木材のすべてを集材機械１に積み込むと集材機械１の最大積載量を超えてしまうため、ステップＳ１２５では、集材機械１の最大積載量を集材位置Ａにおける積込可能量に設定し、ステップＳ１２６に進む。例えば、集材位置Ａに１５００ｋｇの木材が集積されている場合には、ステップＳ１２５では、集材位置Ａにおける積込可能量が集材機械１の最大積載量である１０００ｋｇに設定される。

【0063】

ステップＳ１２６では、区間経路１～４の各上限積載量における最小値を算出し、ステップＳ１２７に進む。例えば、区間経路１の上限積載量が６００ｋｇ、区間経路２の上限積載量が１０００ｋｇ、区間経路３の上限積載量が８００ｋｇ、及び、区間経路４の上限積載量が１０００ｋｇの場合、最も値が小さい区間経路１の上限積載量６００ｋｇが区間経路１～４の各上限積載量における最小値として算出される。

【0064】

ステップＳ１２７では、ステップＳ１２４或いはステップＳ１２５で設定した集材位置Ａの積込可能量が、ステップＳ１２６で算出した区間経路１～４の各上限積載量における最小値よりも低いか否かが判断される。当該判断がＹｅｓの場合はステップＳ１２８に進む一方、当該判断がＮｏの場合はステップＳ１２９に進む。例えば、集材位置Ａの積込可能量が５００ｋｇに設定されている場合は、区間経路１～４の各上限積載量における最小値６００ｋｇよりも低いので、ステップＳ１２７の判断がＹｅｓとなり、ステップＳ１２８に進む。一方、集材位置Ａの積込可能量が１０００ｋｇに設定されている場合は、区間経路１～４の上限積載量の最小値６００ｋｇよりも高いので、ステップＳ１２７の判断がＮｏとなり、ステップＳ１２９に進む。

【0065】

ステップＳ１２７の判断がＮｏの場合、ステップＳ１２４或いはステップＳ１２５で設定した集材位置Ａの積込可能量を集材機械１に積み込んでしまうと、集材機械１が通過できない区間経路が存在するようになるので、ステップＳ１２９では、集材位置Ａの積込可能量がステップＳ１２６で設定した区間経路１～４の各上限積載量における最小値に変更された後、ステップＳ１２９に進む。例えば、集材位置Ａの積込可能量が１０００ｋｇに設定されていた場合には、当該集材位置Ａの積込可能量が区間経路１～４の上限積載量の最小値である６００ｋｇに変更される。

【0066】

ステップＳ１２８では、集材機械１が集材に向かう集材位置として集材位置Ａ～Ｄの中から集材位置Ａが選択され、ステップＳ１３０に進む。

【0067】

ステップＳ１３０では、設定した集材位置Ａの積込可能量を集材機械１の基準積載量に加算し、ステップＳ１３１に進む。例えば、集材位置Ａの積込可能量を５００ｋｇに設定した場合には、ステップＳ１２１において０ｋｇにリセットされた基準積載量に対してステップＳ１３０において積込可能量の５００ｋｇが加算されることで、集材機械１の基準積載量が５００ｋｇとなる。

【0068】

ステップ１３１では、集材位置Ｂの木材の集積量に現在の集材機械１の基準積載量を加算して得られる合計値が、集材機械１の最大積載量よりも低いか否かを判断し、当該判断がＹｅｓの場合はステップＳ１３２に進む一方、当該判断がＮｏの場合はステップＳ１３３に進む。例えば、集材位置Ｂの木材の集積量が２００ｋｇで且つ集材機械１の基準積載量が５００ｋｇの場合は、その合計値が７００ｋｇであり、集材機械１の最大積載量の１０００ｋｇよりも低いため、ステップＳ１３１の判断はＹｅｓとなり、ステップＳ１３２に進む。一方、集材位置Ｂの木材の集積量が１２００ｋｇで且つ集材機械１の基準積載量が５００ｋｇの場合は、その合計値が１７００ｋｇであり、集材機械１の最大積載量の１０００ｋｇよりも高くなるため、ステップＳ１３１の判断はＮｏとなり、ステップＳ１３３に進む。

【0069】

ステップＳ１３１の判断がＹｅｓの場合、集材位置Ｂに集積されている木材のすべてを集材機械１に積込可能であるので、ステップＳ１３２では、集材位置Ｂに集積されている木材のすべてを集材機械１の集材位置Ｂにおける積込可能量に設定し、ステップＳ１３４に進む。

【0070】

一方、ステップＳ１３１の判断がＮｏの場合、集材位置Ｂに集積されている木材のすべてを集材機械１に積み込むと集材機械１の最大積載量を超えてしまうため、ステップＳ１３３では、集材機械１の最大積載量から現在の集材機械１の基準積載量を減算した値を集材位置Ｂにおける積込可能量に設定し、ステップＳ１３４に進む。例えば、現在の基準積載量が５００ｋｇの場合、集材機械１の最大積載量の１０００ｋｇから現在の基準積載量５００ｋｇを減算した値である５００ｋｇが集材位置Ｂの積込可能量に設定される。

【0071】

ステップＳ１３４では、区間経路２～４の各上限積載量における最小値を算出し、ステップＳ１３５に進む。例えば、区間経路２の上限積載量が１０００ｋｇ、区間経路３の上限積載量が８００ｋｇ、及び、区間経路４の上限積載量が１０００ｋｇの場合、最も値が小さい区間経路３の上限積載量８００ｋｇが区間経路２～４の各上限積載量における最小値として算出される。

【0072】

ステップＳ１３５では、ステップＳ１３２或いはステップＳ１３３で設定した集材位置Ｂの積込可能量に現在の集材機械１の基準積載量を加算した合計重量が、ステップＳ１３４で算出した区間経路２～４の上限積載量の最小値よりも低いか否かが判断される。当該判断がＹｅｓの場合はステップＳ１３８に進む一方、当該判断がＮｏの場合はステップＳ１３６に進む。例えば、集材位置Ｂの木材の積込可能量が２００ｋｇで且つ集材機械１の基準積載量が５００ｋｇの場合は、その合計重量である７００ｋｇが、ステップＳ１３４で設定した区間経路２～４の各上限積載量における最小値の８００ｋｇよりも低いため、ステップＳ１３５の判断がＹｅｓとなり、ステップＳ１３８に進む。一方、集材位置Ｂの木材の積込可能量５００ｋｇで且つ集材機械１の基準積載量が５００ｋｇの場合は、その合計重量である１０００ｋｇが、ステップＳ１３４で設定した区間経路２～４の各上限積載量における最小値の８００ｋｇよりも大きいため、ステップＳ１３５の判断がＮｏとなり、ステップＳ１３６に進む。

【0073】

ステップＳ１３５の判断がＮｏの場合、ステップＳ１３２或いはステップＳ１３３で設定した集材位置Ｂの積込可能量を集材機械１に積み込むと、集材機械１が通過できない区間経路が存在するようになるので、ステップＳ１３６では、集材位置Ｂの積込可能量が、ステップＳ１３４で設定した区間経路２～４の各上限積載量における最小値から現在の基準積載量を減算した重量に変更された後、ステップＳ１３７に進む。例えば、ステップＳ１３４で設定した区間経路２～４の上限積載量の最小値の８００ｋｇ且つ現在の集材機械１の基準積載量が５００ｋｇの場合は、集材位置Ｂの積込可能量が３００ｋｇに変更される。

【0074】

ステップＳ１３７では、ステップＳ１３６で変更された集材位置Ｂの積込可能量が０ｋｇよりも大きいか否かが判断される。当該ステップＳ１３７の判断がＹｅｓの場合はステップＳ１３８に進む一方、当該ステップＳ１３７の判断がＮｏの場合はステップＳ１３９に進む。

【0075】

ステップＳ１３５或いはステップＳ１３７の判断がＹｅｓの場合は、ステップＳ１３８において、集材機械１が集材に向かう集材位置として集材位置Ａ～Ｄの中から集材位置Ｂが選択された後、ステップＳ１４０において、集材位置Ｂの積込可能量を集材機械１の基準積載量に加算し、図７のステップＳ１４１に進む。

【0076】

一方、ステップＳ１３７の判断がＮｏの場合は、ステップＳ１３９において集材位置Ｂを集材位置に選択せず、図７のステップＳ１４１に進む。つまり、ステップＳ１３７の判断がＮｏの場合は、集材位置Ｂの積込可能量が０ｋｇのため、集材位置Ｂが集材位置に選択されないこととなる。

【0077】

図７に進み、ステップ１４１では、集材位置Ｃの木材の集積量に現在の集材機械１の基準積載量を加算して得られる合計重量が、集材機械１の最大積載量よりも低いか否かを判断し、当該判断がＹｅｓの場合はステップＳ１４２に進む一方、当該判断がＮｏの場合はステップＳ１４３に進む。

【0078】

ステップＳ１４１の判断がＹｅｓの場合、集材位置Ｃに集積されている木材のすべてを集材機械１に積込可能であるので、ステップＳ１４２では、集材位置Ｃに集積されている木材のすべてを集材機械１の集材位置Ｃにおける積込可能量に設定し、ステップＳ１４４に進む。

【0079】

一方、ステップＳ１４１の判断がＮｏの場合、集材位置Ｃに集積されている木材のすべてを集材機械１に積み込むと集材機械１の最大積載量を超えてしまうため、ステップＳ１４３では、集材機械１の最大積載量から現在の集材機械１の基準積載量を減算した値を集材位置Ｃにおける積込可能量に設定し、ステップＳ１４４に進む。

【0080】

ステップＳ１４４では、区間経路３～４の各上限積載量における最小値を算出し、ステップＳ１４５に進む。

【0081】

ステップＳ１４５では、ステップＳ１４２或いはステップＳ１４３で設定した集材位置Ｃの積込可能量に現在の集材機械１の基準積載量を加算した合計重量が、ステップＳ１４４で算出した区間経路３～４の各上限積載量における最小値よりも低いか否かが判断される。当該判断がＹｅｓの場合はステップＳ１４８に進む一方、当該判断がＮｏの場合はステップＳ１４６に進む。

【0082】

ステップＳ１４５の判断がＮｏの場合、ステップＳ１４２或いはステップＳ１４３で設定した集材位置Ｃの積込可能量を集材機械１に積み込んでしまうと、集材機械１の通過できない区間経路が存在するようになるので、ステップＳ１４６では、集材位置Ｃの積込可能量が、ステップＳ１４４で設定した区間経路３～４の各上限積載量における最小値から現在の基準積載量を減算した重量に変更された後、ステップＳ１４７に進む。

【0083】

ステップＳ１４７では、ステップＳ１４６で変更された集材位置Ｃの積込可能量が０ｋｇよりも大きいか否かが判断される。当該ステップＳ１４７の判断がＹｅｓの場合はステップＳ１４８に進む一方、当該ステップＳ１４７の判断がＮｏの場合はステップＳ１４９に進む。

【0084】

ステップＳ１４５或いはステップＳ１４７の判断がＹｅｓの場合は、ステップＳ１４８において、集材機械１が集材に向かう集材位置として集材位置Ａ～Ｄの中から集材位置Ｃが選択された後、ステップＳ１５０において、集材位置Ｃの積込可能量を集材機械１の基準積載量に加算し、ステップＳ１５１に進む。

【0085】

一方、ステップＳ１４７の判断がＮｏの場合は、ステップＳ１４９において集材位置Ｃを集材位置に選択せず、ステップＳ１５１に進む。

【0086】

ステップＳ１５１では、集材位置Ｄの木材の集積量に現在の集材機械１の基準積載量を加算して得られる合計重量が、集材機械１の最大積載量よりも低いか否かを判断し、当該判断がＹｅｓの場合はステップＳ１５２に進む一方、当該判断がＮｏの場合はステップＳ１５３に進む。

【0087】

ステップＳ１５１の判断がＹｅｓの場合、集材位置Ｄに集積されている木材のすべてを集材機械１に積込可能であるので、ステップＳ１５２では、集材位置Ｄに集積されている木材のすべてを集材機械１の集材位置Ｄにおける積込可能量に設定し、ステップＳ１５５に進む。

【0088】

一方、ステップＳ１５１の判断がＮｏの場合、集材位置Ｄに集積されている木材のすべてを集材機械１に積み込むと集材機械１の最大積載量を超えてしまうため、ステップＳ１５３では、集材機械１の最大積載量から現在の集材機械１の基準積載量を減算した値を集材位置Ｄにおける積込可能量に設定し、ステップＳ１５５に進む。

【0089】

ステップＳ１５５では、ステップＳ１５２或いはステップＳ１５３で設定した集材位置Ｄの積込可能量に現在の集材機械１の基準積載量を加算した合計重量が、区間経路４の上限積載量よりも低いか否かが判断される。当該判断がＹｅｓの場合はステップＳ１５８に進む一方、当該判断がＮｏの場合はステップＳ１５６に進む。

【0090】

ステップＳ１５５の判断がＮｏの場合、ステップＳ１５２或いはステップＳ１５３で設定した集材位置Ｄの積込可能量を集材機械１に積み込んでしまうと、集材機械１が区間経路１を通過できなくなるので、ステップＳ１５６では、集材位置Ｄの積込可能量が、区間経路４の上限積載量から現在の基準積載量を減算した重量に変更された後、ステップＳ１５７に進む。

【0091】

ステップＳ１５７では、ステップＳ１５６で変更された集材位置Ｄの積込可能量が０ｋｇよりも大きいか否かが判断される。当該ステップＳ１５７の判断がＹｅｓの場合はステップＳ１５８に進む一方、当該ステップＳ１５７の判断がＮｏの場合はステップＳ１５９に進む。

【0092】

ステップＳ１５５或いはステップＳ１５７の判断がＹｅｓの場合は、ステップＳ１５８において、集材位置Ｄが集材位置Ａ～Ｄの中から集材機械１が集材に向かう集材位置に選択された後、ステップＳ１６０において、集材位置Ｄの積込可能量を集材機械１の基準積載量に加算し、図７のフローチャートを終了して図４のステップＳ１７０に進む。

【0093】

一方、ステップＳ１５７の判断がＮｏの場合は、ステップＳ１５９において集材位置Ｄを集材位置に選択せず、図７のフローチャートを終了して図４のステップＳ１７０に進む。

【0094】

図４に戻り、次のステップＳ１７０は、制御ユニット１５における積載位置設定部１５ｅが集材機械１における木材の積載位置を設定する処理を行う。具体的には、ステップＳ１７０では、ステップＳ１００にて取得した路面情報に基づいて集材機械１の荷台４における木材の積載位置を設定し、ステップＳ１８０に進む。

【0095】

当該ステップＳ１７０では、例えば、区間経路１～４において、集材機械１の直進走行方向と直交する方向の勾配が右側に比して左側が上方位置となる場合、集材機械１の荷台４における左側の位置に右側の位置よりも多くの木材を積載するよう木材の積載位置が設定される一方、左側に比して右側が上方位置となる場合、集材機械１の荷台における右側の位置に左側の位置よりも多くの木材を積載するよう木材の積載位置が設定される。さらに、区間経路１～４において、登り勾配が大きい箇所がある場合には、木材の積載位置が集材機械１の荷台４における前方側の位置に後方側の位置よりも多くの木材を積載するよう木材の積載位置が設定される一方、降り勾配が大きい箇所がある場合には、木材の積載位置が集材機械１の荷台４における後方側の位置に前方側の位置よりも多くの木材を積載するよう木材の積載位置が設定される。

【0096】

ステップＳ１８０は、制御ユニット１５における設定変更部１５ｆが集材位置や積込可能量を変更する処理を行う。具体的には、図８に示すフローチャートに基づいて選択された集材位置や設定された各集材位置の積込可能量を変更する処理が行われる。

【0097】

図８に進み、ステップＳ１８１では、積載量センサ１３を用いて集材機械１における荷台４の木材の実積載量を取得し、ステップＳ１８２に進む。

【0098】

ステップＳ１８２では、集材機械１の現在の基準積載量（図６のステップＳ１３０及びステップＳ１４０、図７のステップＳ１５０及びステップＳ１６０を参照）が、ステップＳ１８１で取得した集材機械１の実積載量以上であるか否かを判断し、当該判断がＹｅｓの場合は図８のフローチャートを終了し、図４のステップＳ１９０に進む一方、上記判断がＮｏの場合はステップＳ１８３に進む。

【0099】

降雨等があると、集材位置に集積された木材や集材機械１に積載されている木材の含水率が上昇して木材自体の重量が増加し、それに伴って集材機械１の木材の実積載量と基準積載量とに差異が生じ得る。ステップＳ１８２の判断がＮｏの場合は、例えば、降雨等によって木材の含水率が上昇して木材自体の重量が増加し、基準積載量よりも集材機械１の実積載量が大きくなるので、ステップＳ１８３に進んで集材機械１の実積載量と基準積載量との差異が小さくなるよう集材に向かう集材位置や木材の積込可能量を変更し、その後、図８のフローチャートを終了して図４のステップＳ１９０に進む。

【0100】

図４に戻り、次のステップＳ１９０は、制御ユニット１５における指示案内部１５ｇがディスプレイ２ｃ及びスピーカー２ｄにより運転者に対して指示案内する処理を行う。具体的には、ステップＳ１９０では、制御ユニット１５から選択された集材位置、木材の積載可能量、及び集材機械１の荷台４における積載位置に係る制御信号がディスプレイ２ｃ及びスピーカー２ｄに出力される。すると、該制御信号に係る集材位置、積載可能量、及び、積載位置が、ディスプレイ２ｃに画面表示されるととともに、スピーカー２ｄから音声出力されて、集材機械１の運転者へ指示案内が行われた後、ステップＳ１９５に進む。

【0101】

ステップＳ１９５では、測位センサ１２ａを用いて取得した集材機械１の現在地情報から集材機械１が集材ゴール位置（走行スタート位置Ｅ）に到着した否かが判断され、当該判断がＹｅｓの場合は処理を終了する一方、上記判断がＮｏの場合はステップＳ１８０に戻り、ステップＳ１９５の判断がＹｅｓとなるまでステップＳ１８０、ステップＳ１９０、及びステップＳ１９５の処理が繰り返し行われる。

【0102】

以上より、本発明の実施形態１によると、集材機械１が集材に向かう各集材位置と当該集材位置における木材の積込可能量等とが集材路２０の走行路面状況を加味して設定されるようになる。したがって、運転者が走行路面状況に対して集材機械１に過剰な量の木材を積込んでしまうことや、或いは、運転者が集材機械１に対する木材の積載量を必要以上に低く制限してしまうといった事態が回避できるようになり、集材機械１が登坂を登りきれずに立往生する事態や集材機械１の燃料費等が嵩むのを防止して、集材位置に集積された木材を効率良く集材することができる。

【0103】

また、指示案内部１５ｇによる指示案内を受けた集材機械１の運転者は、集材路２０におけるいずれの集材位置においてどの程度の量の木材を集材機械１に積み込むべきかを容易に把握可能になる。したがって、集材機械１の運転者が、誤って過剰な量の木材を集材機械１に積み込んでしまうことや、集材機械１の積載量を必要以上に低く制限してしまうといった事態を回避することができる。

【0104】

また、もし仮に、集材路２０における一部の区間経路の走行路面状況が悪く、集材機械１が多くの木材を積載した状態で通過するのが困難であっても、当該一部の区間経路の通過前において集材機械１の積載量を適正な量にしておくことができるようになり、当該区間経路を確実に通過させた後で当該区間経路の通過後の集材位置において集材機械１に対して木材の積み込みが可能となる。したがって、走行路面状況の悪い一部の区間経路が制約となって、集材路２０を一回往復する際に得られる総集材量が少なくなるのを防止することができる。

【0105】

また、集材路２０において走行予定方向と直交する方向に急勾配の領域があったとしても、集材機械１における木材の積載位置をその勾配状況に対応させた位置に積載可能になる。具体的には、集材路２０における走行予定方向と直交する方向の勾配が右側に比して左側が上方位置となる場合、集材機械１における左側の位置に右側の位置よりも多くの木材を積載することで、集材機械１のロール方向の挙動が安定するようになる。したがって、集材路２０に急勾配の領域があったとしても集材機械の走行を安定させることができる。

【0106】

また、集材機械１の復路走行時において向かう各集材位置や当該各集材位置における木材の積込可能量等を集材機械１が実際に集材路２０の往路走行時において得た走行路面情報を利用して設定するようになる。したがって、例えば、集材機械以外の装置等から集材機械１が復路走行における走行路面情報を受信する必要がなくなるだけでなく、集材機械１が往路走行時において問題となる走行路面情報だけを取得することができるようになるので、集材機械以外の装置等から走行路面情報を受信する際に必要な受信ユニットや、或いは、当該受信ユニットによる走行路面情報の受信にかかる費用を抑えることができる。

【0107】

また、勾配センサ１１ａ及び測位センサ１２ａを用いて定量的且つ正確な集材路２０の走行路面情報を取得可能になる。したがって、集材路２０における急勾配の登坂の箇所が存在していても、当該箇所を集材機械１が復路走行時において通過する際の積載量を適切な量に調整することが可能になり、駆動力不足によって集材機械１が登坂の箇所を登りきれないといった事態を確実に回避することができる。

【0108】

また、もし仮に降雨等によって集材位置に集積された木材や集材機械１に積載されている木材の含水率が上昇して木材自体の重量が増加し、それに伴って集材機械１の木材の実積載量と基準積載量とに差異が生じた場合であっても、当該差異が小さくなるよう集材機械１が向かう集材位置や当該集材位置における木材の積込可能量等が変更されるので、駆動力不足によって集材機械１が登坂の箇所を登りきれないことや、降雨等でぬかるんだ箇所を集材機械１が通過することができないといった事態を確実に回避することができる。

【0109】

尚、本発明の実施形態１では、図５のステップＳ１０８において、区間経路１の終了を判断した際に往路走行を終了させて復路走行を開始させていたが、集材機械１の運転席２に運転者が操作可能な集材開始釦を備えておき、図５のステップＳ１０８において区間経路１の終了を判断した後において当該集材開始釦が押された際に往路走行を終了させて復路走行を開始させて、図４におけるステップＳ１１０以降の処理を実行してもよい。

【0110】

また、本発明の実施形態１では、図５のステップＳ１０８において、集材機械１の現在地情報に基づいて区間経路１が終了したか否か、つまり、区間経路１～４の路面情報が取得できているか否かを判断していたが、これに代えて、事前に区間経路１～４の路面情報について、運転者等により入力されているか否か、或いは、通信ユニット６を用いて取得できているか否かを判断するようにしてもよい。

【0111】

また、本発明の実施形態１では、集材位置Ａを集材スタート位置としていたが、これに代えて、集材機械１の運転者等が集材位置Ａ～Ｄから任意に集材スタート位置を選択できるようにしてもよい。例えば、集材機械１が集材スタートを希望する集材位置に到着した際に、集材機械１の運転者が上述した集材開始釦を押すことで、任意に集材スタート位置を設定できるようにしてもよく、或いは、集材位置毎の集材開始釦を集材機械１に備えておき、運転者が集材スタートを希望する集材位置に対応する集材開始釦を押すことで、任意に集材スタート位置を設定できるようにしてもよい。

【0112】

また、本発明の実施形態１では、図４のステップＳ１２０において、積込設定部１５ｄが積込可能量を設定しているが、積込可能量に加えて、或いは、積込可能量に代えて、木材の積込可能本数や積込対象木材を設定するようにしても良い。例えば、木材の積込可能本数として、あらかじめ各集材位置に集積している木材の一本あたりの平均重量を記憶しておき、積込設定部１５ｄがその平均重量と積込可能量との除算により積込可能本数を設定するようにしてもよい。また、積込対象木材として、集材位置に集積している各木材の種類、重量、品質、放置時間等の情報とともに識別子を付与しておき、積込設定部１５ｄが積込対象木材の識別子を設定するようにしてもよい。

【0113】

また、本発明の実施形態１では、図４のステップＳ１７０において、積載位置設定部１５ｅが集材路２０の勾配情報に基づいて集材機械１の荷台４における積載位置を設定しているが、荷台４の全体を撮影可能なカメラを集材機械１に設けるとともに当該カメラにより撮影した荷台４における木材の偏りを加味して積載位置を設定するようにしても良い。例えば、集材機械１の走行に伴って、当初荷台４の右側位置に積載していた木材が荷台４の左側位置に移動した場合において、更に荷台４の左側位置に木材を積載してしまうと集材機械１のロール方向の挙動が不安定となるおそれがあるので、積載位置設定部１５ｅは荷台４の右側位置を木材の積載位置に設定して集材機械１のロール方向の挙動が不安定となるのを防止するようにしてもよい。

【0114】

また、本発明の実施形態１では、図４のステップＳ１８０において、設定変更部１５ｆが集材位置や木材の積込可能量を変更する際に、他の林業機械による造材作業や集材位置における木材の集積作業、或いは、他の集材機械の集材作業の進行状況を加味していないが、これらの進行状況を通信ユニット６を用いて取得して集材位置の設定や木材の積込可能量の変更の判断に利用するようにしても良い。これにより、集材位置に集積された木材の最新状況を加味して集材位置の設定や木材の積込可能量の変更が行えるようになり、複数の集材機械を用いて集材作業を行う際に一の集材機械が集材位置に集積されたすべての木材を積み込むことで、集積される木材が存在しない集材位置に他の集材機械が誤って集材に向かうことで、集材作業の効率が悪化するといったことを防ぐことができる。

【0115】

また、本発明の実施形態１では、図４のステップＳ１９０において、指示案内部１５ｇが木材の積載可能量をディスプレイ２ｃに画面表示させるととともに、スピーカー２ｄから音声を出力させて集材機械１の運転者への指示案内を行っているが、木材の積載可能量に加えて、或いは、当該積載可能量に代えて、木材の積込可能本数及び積込対象木材の少なくとも一方をディスプレイ２ｃに画面表示するとともに、スピーカー２ｄから音声の出力を行って集材機械１の運転者への指示案内を行うようにしてもよい。

【0116】

また、本発明の実施形態１では、図４のステップＳ１９０において、指示案内部１５ｇがディスプレイ２ｃ及びスピーカー２ｄを用いて集材機械１の運転者に対して指示案内を行っているが、ディスプレイ２ｃ及びスピーカー２ｄのいずれか一方のみを用いて指示案内を行ってもよく、その他の手段、例えば、集材機械１の運転者が所有する携帯端末を利用して指示案内を行うようにしてもよい。

【0117】

《発明の実施形態２》
次に、図９及び図１０を用いて本発明の実施形態２について説明する。なお、実施形態１と共通する部分については説明を省略し、当該実施形態１と異なる部分について説明する。

【0118】

実施形態１に係る集材機械システム１０は、集材機械１のみで構成されていたが、実施形態２に係る集材機械システム１０は、図９に示すように、集材機械１に加えて、他の林業機械５０と、無人飛行体７０とで構成されている。また、実施形態１では、集材機械１が集材路２０を往路走行する際に図５に示す路面情報取得のステップＳ１０１～ステップＳ１０８を実行して、集材機械１に備えられた勾配センサ１１ａ及び測位センサ１２ａを用いて集材路２０の勾配情報や現在地情報を取得したが、実施形態２では、集材機械１は、他の林業機械５０及び無人飛行体７０が取得した勾配情報、地盤支持力情報及び現在地情報を受信して利用するのみとなっている。これにより、集材機械１が集材路２０を実際に走行して勾配情報等を取得する必要が無くなるので、集材路２０を片道のみ走行して集材することや、往路走行と異なる集材路２０を復路走行において走行して集材することも可能となる。

【0119】

集材機械１は、図９に示すように、他の林業機械５０が発信した集材路２０の勾配情報及び現在地情報を受信可能な第１通信部２１（第１受信部）と、無人飛行体７０が発信した集材路２０の地盤支持力情報及び現在地情報を受信可能な第２通信部２２（第２受信部）とが備え、第１通信部２１及び第２通信部２２は、集材機械１の通信ユニット６（図１参照）に設けられている。

【0120】

他の林業機械５０は、樹木の伐倒或いは造材を行う所謂ハーベスタ等であって、その上部旋回体部分には、勾配センサ１１ｂ及び測位センサ１２ｂが配設されている。なお、他の林業機械５０の下部走行体部分に勾配センサ１１ｂ及び測位センサ１２ｂを配設するようにしてもよい。さらに、他の林業機械５０は、勾配センサ１１ｂ及び測位センサ１２ｂを用いて取得した集材路２０の勾配情報及び他の林業機械５０の現在地情報を集材機械１の第１通信部２１に送信可能に構成されている。

【0121】

無人飛行体７０は、測位センサ１２ｃ及び集材路２０の地盤支持力を取得可能な地盤支持力取得部１６を備えている。例えば、地盤支持力取得部１６は、無人飛行体７０から鉄球等を集材路２０に落下させた際に当該鉄球等が到達した集材路２０の地面の深さに基づいて地盤支持力を計測するようにしてもよく、或いは、無人飛行体７０に備えたカメラで撮像した画像を処理することによって地盤支持力（コーン指数）を計測するようにしてもよい。そして、無人飛行体７０は、測位センサ１２ｃを用いて取得した無人飛行体７０の現在地情報及び地盤支持力取得部１６が取得した集材路２０の地盤支持力情報を集材機械１の第２通信部２２に送信可能に構成されている。

【0122】

次に、実施形態２に係る走行路面情報取得の処理（図４のステップＳ１００参照）について図１０を用いて説明する。すなわち、実施形態２では、実施形態１に係る図４に示す処理に代わって図１０に示す処理が行われる。尚、それ以外の処理については実施形態１と共通である。

【0123】

ステップＳ２０１では、集材機械１の制御ユニット１５は、区間経路１～４の勾配情報及び他の林業機械５０の現在地情報を送信するよう当該他の林業機械５０に対して要求し、ステップＳ２０２に進む。

【0124】

ステップＳ２０２では、制御ユニット１５は、区間経路１～４すべての勾配情報及び現在地情報を受信したか否かを判断する。当該判断がＹｅｓの場合はＳ２０３に進む一方、当該判断がＮｏの場合はＳ２０１に戻る。

【0125】

ステップ２０３では、制御ユニット１５は、区間経路１～４の地盤支持力情報及び無人飛行体７０の現在地情報を送信するよう当該無人飛行体７０に対して要求し、ステップ２０４に進む。

【0126】

ステップＳ２０４では、制御ユニット１５は、区間経路１～４すべての地盤支持力情報及び現在地情報を受信したか否かを判断する。当該判断がＹｅｓの場合はエンドに進む一方、当該判断がＮｏの場合はＳ２０３に戻る。

【0127】

以上より、本発明の実施形態２によると、もし仮に、集材路２０において急勾配の登坂の箇所や地盤支持力が低い箇所が存在していたとしても、集材機械１が当該箇所を通過する際の木材の積載量を予め低くしておくことが可能となるので、駆動力不足によって集材機械１が登坂の箇所を登りきれないことや、地盤支持力が低い箇所、つまり、降雨等でぬかるんだ箇所を集材機械１が通過することができないといった事態を確実に回避することができる。

【0128】

また、集材機械１は、当該集材機械１による木材の集材に先立って行われる伐倒や造材を行う他の機械において得られた走行路面の勾配情報や現在地情報を利用できるようになる。したがって、勾配や現在地を検出するセンサを集材機械１に搭載する必要がなくなるので、集材機械１自体の製造コストを抑えることができる。

【0129】

また、集材機械１が、無人飛行体７０により得られた地盤支持力情報を取得可能になるので、集材の際に地盤支持力を計測するために集材機械から運転者等が降りて集材路を歩きまわるといった必要が無くなり、運転者等が自身で地盤支持力を計測することにより集材に時間が掛かってしまって効率が悪くなるといったことを防止できる。

【0130】

尚、本発明の実施形態２では、第１通信部２１が他の林業機械５０が取得した走行路面の勾配情報及び現在地情報を受信しているが、集材路２０を走行して集材を行う他の集材機械が取得した走行路面の勾配情報及び現在地情報を受信するような構成であってもよい。

【0131】

また、本発明の実施形態２では、第１通信部２１が他の林業機械５０の上部旋回体部分に取り付けられた測位センサ１２ｂにより取得した現在地情報を受信しているが、他の林業機械５０のアタッチメント或いは当該アタッチメントの近傍に取り付けられている測位センサにより取得した他の林業機械５０の現在地情報を受信するような構成であってもよい。これにより、集材機械１は、当該集材機械１による木材の集材に先立って行われる伐倒等を行う他の林業機械５０のアタッチメントの現在地情報を利用して正確な集材位置が分かるようになる。

【0132】

また、本発明の実施形態２では、第１通信部２１が他の林業機械５０の上部旋回体部分に取り付けられた測位センサ１２ｂにより取得した現在地情報を受信しているが、他の林業機械５０のブーム部及びアーム部の角度情報と、他の林業機械５０の上部旋回体の現在地情報及び旋回角度情報とに基づいて算出して得られた前記他の林業機械のアタッチメントの現在地情報を受信するような構成であってもよい。これにより、他の林業機械５０の可動部分から得られる情報を利用して集材位置が分かるようになるので、例えば、集材機械１による木材の集材に先立って伐倒等を行う他の林業機械のアタッチメント或いは当該アタッチメントの近傍に測位センサを取り付ける必要が無くなる。したがって、測位センサの破損等による交換に伴うコスト上昇を抑えることができる。

【0133】

また、本発明の実施形態２では、第２通信部２２が無人飛行体７０により取得された地盤支持力情報を受信しているが、集材路２０において検土杖若しくはコーン値計測器により取得した地盤支持力情報を受信するような構成であってもよい。

【0134】

また、本発明の実施形態２では、第１通信部２１及び第２通信部２２を用いて全区間経路の勾配情報、現在地情報及び地盤支持力情報を受信するようにしたが、例えば、集材機械１の走行によって取得可能な路面情報以外の情報についてのみ受信するようにしてもよい。

【0135】

《発明の実施形態３》
次に、図１１～図１４を用いて本発明の実施形態３について説明する。この実施形態３は、制御ユニット１５が集材路選択部１５ｈを有する点（図１１参照）、及び、フローチャートにおいて路面情報を取得する処理（ステップＳ１００）の前に集材路選択の処理（ステップＳ９０）が追加されている点（図１２参照）以外は実施形態１と同様であるので、実施形態１と共通する部分については説明を省略し、当該実施形態１と異なる部分について説明する。

【0136】

図１２におけるステップＳ９０は、制御ユニット１５における集材路選択部１５ｈが集材路の選択をする処理を行う。具体的なステップＳ９０に係る集材路選択の処理について、図１３に示すフローチャートを用いて説明する。

【0137】

ステップＳ２１１では、集材路２０の候補が複数あるか否かを判断する。当該判断がＹｅｓの場合、つまり集材路２０の候補が複数ある場合はステップＳ２１２に進む。一方、当該判断がＮｏ、つまり、集材路２０の候補が１つのみである場合にはエンドに進み、図１２のステップＳ１００以降の処理を行う。

【0138】

ステップＳ２１２では、集材路２０の候補毎の距離を取得し、ステップＳ２１３に進む。当該ステップＳ２１２では、例えば、図１４に示すように、集材路２０の候補として、区間経路１、区間経路２、区間経路３及び区間経路４を通る候補Ａと、区間経路１及び区間経路５を通る候補Ｂと、がある場合、候補Ａでは区間経路１～４の距離の合計値を取得し、候補Ｂでは区間経路１及び区間経路５の距離の合計値を取得する。

【0139】

ステップＳ２１３では、ステップＳ２１２で取得した集材路２０の候補毎の距離を比較し、最短距離となる集材路２０の候補を選択し、図１２のステップＳ１００以降の処理を行う。当該ステップＳ２１３では、例えば、図１４に示すように、集材路２０の候補として、区間経路１、区間経路２、区間経路３及び区間経路４を通る候補Ａと、区間経路１及び区間経路５を通る候補Ｂと、がある場合、最短距離となる候補Ａの集材路２０が選択される。

【0140】

以上より、本発明の実施形態３によると、集材路２０の候補が複数存在する場合、集材機械１の走行距離が最小となる集材路を選択可能になる。したがって、集材機械１の燃料費等が嵩むのを防止して、集材位置において木材の集材作業をさらに効率良く行うことができる。

【0141】

尚、本発明の実施形態３では、集材路選択部１５ｈは、集材機械１の走行距離が短くなるように複数の候補の中から集材路２０を選択したが、集材機械１の燃料消費率、電力消費率、集材往復回数、集材時間が最小となるよう集材路２０を選択してもよく、集材路２０の地盤支持力情報に基づいて選択しても良い。例えば、集材機械１の燃料消費率又は電力消費率として、集材機械１の走行距離と木材の積載量との乗算により求められる値が最小となるよう集材路２０を選択してもよく、また、集材機械１の集材時間として、集材路２０の各区間経路における集材機械１の上限走行速度を走行路面の勾配情報や集材路２０におけるカーブの数や当該カーブの半径の情報等から求め、当該各区間経路の上限走行速度と集材機械１の走行距離との乗算により求められる値が最小となるよう集材路２０を選択してもよい。さらに、集材路２０の地盤支持力が最大となる、或いは、当該地盤支持力が最大且つ集材機械１の走行距離が最短となるよう集材路２０を選択してもよい。このようにすることで、集材機械１の燃料費等が嵩むのを防止して、集材位置において木材の集材作業をさらに効率良く行うことができる。

【0142】

《発明の実施形態４》
次に、図１５及び図１６を用いて本発明の実施形態４について説明する。この実施形態４は、集材機械１と他の林業機械５０との間、及び、集材機械１と無人飛行体７０との間にサーバ８０が設けられている点以外は実施形態２と同様であるので、実施形態１と共通する部分については説明を省略し、当該実施形態１と異なる部分について説明する。

【0143】

実施形態４に係る集材機械システム１０は、図１５に示すように、集材機械１、他の林業機械５０、無人飛行体７０、及びサーバ８０で構成されている。

【0144】

実施形態４では、集材機械１の自動運転が行われる。当該集材機械１には、ディスプレイ２ｃ及びスピーカー２ｄが設けられておらず、第１通信部２１及び第２通信部２２の代わりに第６通信部２６が設けられている。

【0145】

また、実施形態４の制御ユニット１５は、路面情報取得部１５ａ、積載量設定部１５ｂ、集材位置選択部１５ｃ、積込設定部１５ｄ、積載位置設定部１５ｅ、設定変更部１５ｆ及び指示案内部１５ｇを有していない。

【0146】

また、集材機械１は、第６通信部２６を介して後述するサーバ制御ユニット３５の第５通信部２５から発信された積込ユニット３及び走行駆動源８の制御信号を受信するとともに、当該受信した制御信号に基づいて制御ユニット１５が積込ユニット３及び走行駆動源８を制御可能に構成されている。

【0147】

サーバ８０は、第３通信部２３、第４通信部２４、第５通信部２５、及び、サーバ制御ユニット３５を備えている。

【0148】

該サーバ制御ユニット３５は、実施形態２における路面情報取得部１５ａ、積載量設定部１５ｂ、集材位置選択部１５ｃ、積込設定部１５ｄ、積載位置設定部１５ｅ及び設定変更部１５ｆと同様の処理を行う路面情報取得部３５ａ、積載量設定部３５ｂ、集材位置選択部３５ｃ、積込設定部３５ｄ、積載位置設定部３５ｅ及び設定変更部３５ｆを備えている。

【0149】

また、サーバ制御ユニット３５は、積込ユニット３及び走行駆動源８を制御する制御部３５ｉを備えている。

【0150】

第３通信部２３は、他の林業機械５０が送信した集材路２０の勾配情報及び他の林業機械５０の現在地情報を受信可能に構成されている。

【0151】

第４通信部２４は、無人飛行体７０が送信した無人飛行体７０の現在地情報及び集材路２０の地盤支持力情報を受信可能に構成されている。

【0152】

第５通信部２５は、集材機械１の第６通信部２６に対して集材機械１の積込ユニット３及び走行駆動源８の制御信号を送信可能であるとともに、集材機械１の第６通信部２６から発信された集材機械１の現在地情報及び実積載量情報を受信可能に構成されている。

【0153】

次に、サーバ制御ユニット３５が行う処理について図１６を用いて説明する。

【0154】

実施形態４におけるステップＳ１００の処理について、実施形態２では制御ユニット１５が第１通信部２１及び第２通信部２２を用いて受信した情報に基づいて処理を行っているのに対して、実施形態４ではサーバ制御ユニット３５が第３通信部２３及び第４通信部２４を用いて取得した情報に基づいて処理を実行している点で相違するが、それ以外の点は実施形態２の図１０に示す処理と共通するため、詳細な説明は省略する。

【0155】

ステップＳ１１０、ステップＳ１２０、ステップＳ１７０、ステップＳ１８０、及び、ステップＳ１９５、について、実施形態２では、集材機械１の制御ユニット１５が処理を実行しているのに対して、実施形態４では、サーバ８０のサーバ制御ユニット３５が処理を実行している点で相違するが、それ以外の点は共通するため、詳細な説明は省略する。

【0156】

実施形態２では、ステップＳ１９０において積込可能量等を運転者へ指示案内するようにされているのに対して、実施形態４では、サーバ制御ユニット３５における制御部３５ｉが集材機械１を自動運転させる処理を行う。具体的には、実施形態４では、図１６に示すように、ステップＳ１８５において自動運転によって集材機械１の集材を行うようにされている。

【0157】

ステップＳ１８５では、制御部３５ｉは、走行駆動源８を制御する制御信号及び積込ユニット３を制御するための制御信号を生成するとともに、両制御信号を第５通信部２５から集材機械１の第６通信部２６に向けて発信し、ステップＳ１９５に進む。

【0158】

集材機械１の制御ユニット１５は、第６通信部２６を用いて両制御信号を受信すると、当該両制御信号に基づいて走行駆動源８を駆動制御するとともに、積込ユニット３における木材の積込制御を行う。ここで、走行駆動源８を制御する制御信号は、ステップＳ１２０において選択された集材位置へ集材機械１が走行して向かうよう生成され、積込ユニット３を制御する制御信号は、集材機械１が選択された集材位置に到達した際にステップＳ１２０において設定した積込可能量を集材機械１に積み込むよう生成されている。

【0159】

以上より、本発明の実施形態４によると、集材機械１を用いた集材の際、運転者による集材機械１の運転操作や積込ユニット３の操作が不要となる。したがって、集材機械１を用いた集材作業時における運転者の負荷が減るとともに、集材位置に集積された木材の集材機械１を用いた集材作業をより効率良く行うことができる。

【0160】

尚、本発明の実施形態４では、図１６のステップＳ１８５において、制御部３５ｉが走行駆動源８及び積込ユニット３を制御することで運転者による集材機械１の運転操作及び積込ユニット３の操作が不要とされていたが、走行駆動源８及び積込ユニット３のいずれか一方のみ制御部３５ｉが制御するようにしてもよい。ここで、制御部５ｉが走行駆動源８のみを制御するようにした場合は、運転者等が集材位置において木材の積込作業を行うようになり、また、制御部５ｉが積込ユニット３のみを制御するようにした場合は、集材機械１の運転操作は運転者が行うようになる。

【0161】

また、本発明の実施形態４では、集材機械１には積込ユニット３が備えられているが、集材機械１に積込ユニット３を備えるのは必須ではない。この場合、積込ユニット３を備えていない集材機械１において、制御部３５ｉが走行駆動源８を制御するようになる。

【産業上の利用可能性】

【0162】

本発明は、集材路に複数存在する集材位置に集積された木材の集材に用いられる集材機械システムに適している。

【符号の説明】

【0163】

１ 集材機械
３ 積込ユニット
８ 走行駆動源
１０ 集材機械システム
１１ａ、１１ｂ 勾配センサ
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ 測位センサ
１５ａ、３５ａ 路面情報取得部
１５ｂ、３５ｂ 積載量設定部
１５ｃ、３５ｃ 集材位置選択部
１５ｄ、３５ｄ 積込設定部
１５ｅ、３５ｅ 積載位置設定部
１５ｆ、３５ｆ 設定変更部
１５ｇ 指示案内部
１５ｈ 集材路選択部
２０ 集材路
２１ 第１通信部（第１受信部）
２２ 第２通信部（第２受信部）
３５ｉ 制御部
５０ 他の林業機械
７０ 無人飛行体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】