特許 7589726 林業作業支援システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-18

(45)【発行日】2024-11-26

(54)【発明の名称】林業作業支援システム

(51)【国際特許分類】

   G01C 21/34 20060101AFI20241119BHJP

   G05D 1/43 20240101ALI20241119BHJP

   B64C 39/02 20060101ALI20241119BHJP

   B64D 47/08 20060101ALI20241119BHJP

   G08G 1/123 20060101ALI20241119BHJP

【ＦＩ】

G01C21/34

G05D1/43

B64C39/02

B64D47/08

G08G1/123 A

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2022149159

(22)【出願日】2022-09-20

(65)【公開番号】P2024043917

(43)【公開日】2024-04-02

【審査請求日】2023-12-13

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(72)【発明者】

【氏名】古川 丈真

(72)【発明者】

【氏名】関 康伸

(72)【発明者】

【氏名】新名 祐介

(72)【発明者】

【氏名】粟野 宏基

(72)【発明者】

【氏名】米川 紘輔

【審査官】宮地 将斗

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－０１９６８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１３９５３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１１１２４１９０３（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｃ ２１／００ － ２１／３６

Ｇ０１Ｃ ２３／００ － ２５／００

Ｇ０５Ｄ １／００ － １／８７

Ｂ６４Ｂ １／００ － １／７０

Ｂ６４Ｃ １／００ － ９９／００

Ｂ６４Ｄ １／００ － ４７／０８

Ｂ６４Ｆ １／００ － ５／６０

Ｂ６４Ｇ １／００ － ９９／００

Ｂ６４Ｕ １０／００ － ８０／８６

Ｇ０８Ｇ １／００ － ９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

作業対象の森林エリアの外部から、前記作業対象の森林エリアに含まれる作業エリアまで、の複数の移動経路を探索する探索部と、
前記探索部により探索された複数の移動経路のうち、前記作業エリアでの作業に用いられる複数の車両の何れか一つでも移動可能な複数の移動経路を選択する選択部と、
を備えた、林業作業支援システム。

【請求項2】

前記作業エリアでの作業に用いられる種類の車両のうち、前記選択部により選択された移動経路を移動可能なサイズの車両を、前記作業エリアでの作業に用いられる車両として割り当てる割り当て部をさらに備えた、
請求項１に記載の林業作業支援システム。

【請求項3】

前記探索部は、無人飛行体に搭載されたライダによる検出結果に基づいて、前記複数の移動経路を探索する、
請求項１又は２に記載の林業作業支援システム。

【請求項4】

前記探索部は、無人飛行体に搭載されたカメラにより撮像された画像を解析することによって、前記複数の移動経路を探索する、
請求項１又は２に記載の林業作業支援システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、林業作業支援システムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年では、林業作業に用いられる車両を適切に作業エリアまで移動させることが求められている。関連する技術は、例えば、特許文献１に開示されている。

【0003】

特許文献１には、ライダーセンサを搭載した無人航空機を飛行させて斜面の森林を対象とする森林計測を行う方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】国際公開第２０２１／０２０５６９号

【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、特許文献１には、森林の計測を行うことが記載されているに過ぎず、林業作業に用いられる車両を適切に作業エリアまで移動させることについては開示されていない。そのため、特許文献１では、林業作業に用いられる車両を適切に作業エリアまで移動させることができない、という課題があった。

【0006】

本開示は、以上の背景に鑑みなされたものであり、林業作業に用いられる車両を適切に作業エリアまで移動させることが可能な林業作業支援システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示にかかる林業作業支援システムは、作業対象の森林エリアの外部から、前記作業対象の森林エリアに含まれる作業エリアまで、の一つ以上の移動経路を探索する探索部と、前記探索部により探索された一つ以上の移動経路のうち、前記作業エリアでの作業に用いられる車両が移動可能な移動経路を選択する選択部と、を備える。この林業作業支援システムは、作業対象の森林エリアの外部から、前記作業対象の森林エリアに含まれる作業エリアまで、の一つ以上の移動経路のうち、作業エリアでの作業に用いられる車両が移動可能な移動経路を、作業エリアでの作業に用いられる車両の移動経路として選択しているため、林業作業に用いられる車両を適切に作業エリアまで移動させることができる。

【発明の効果】

【0008】

本開示により、林業作業に用いられる車両を適切に作業エリアまで移動させることが可能な林業作業支援システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施の形態１にかかる林業作業支援システムの構成例を示すブロック図である。

【図2】図１に示す林業作業支援システムの動作を示すフローチャートである。

【図3】図１に示す林業作業支援システムの適用事例を示す図である。

【図4】ユーザが作業に投入可能な車両の一例を示す図である。

【図5】各移動経路の探索結果の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、発明の実施形態を通じて本発明を説明するが、特許請求の範囲に係る発明を以下の実施形態に限定するものではない。また、実施形態で説明する構成の全てが課題を解決するための手段として必須であるとは限らない。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。

【0011】

＜実施の形態１＞
図１は実施の形態１にかかる林業作業支援システム１の構成例を示すブロック図である。本実施の形態にかかる林業作業支援システム１は、作業対象の森林エリアの外部から、作業対象の森林エリアに含まれる作業エリアまで、の一つ以上の移動経路のうち、作業エリアでの作業に用いられる車両が移動可能な移動経路を、作業エリアでの作業に用いられる車両の移動経路として選択しているため、林業作業に用いられる車両を適切に作業エリアまで移動させることができる。以下、具体的に説明する。

【0012】

図１に示すように、林業作業支援システム１は、林業作業支援装置１０と、操作端末２０と、飛行体３０と、ネットワーク５０と、を備える。林業作業支援装置１０は、単体で林業作業支援システムということもできる。林業作業支援装置１０と、操作端末２０と、飛行体３０とは、有線又は無線のネットワーク５０を介して互いに通信可能に構成されている。なお、本実施の形態では、林業作業支援装置１０と操作端末２０とが別々に設けられている場合を例に説明するが、それに限られず、例えば、林業作業支援装置１０が操作端末２０の機能を備えていてもよい。つまり、林業作業支援装置１０と操作端末２０とは一体に形成されていてもよい。

【0013】

操作端末２０は、ユーザが所有する、又は、ユーザに一時的に割り当てられた、通信可能な端末であって、例えば、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）端末、スマートフォンやタブレット端末等の携帯端末、又は、本システムのために用意された専用の通信端末などである。

【0014】

例えば、森林伐採や植林を依頼された業者などのユーザは、操作端末２０の操作画面やキーボード等を操作することにより、操作端末２０に、作業対象の森林エリア、当該森林エリア内の作業エリア、作業内容、及び、作業に投入可能な車両等に関する情報を入力する。操作端末２０は、これらの情報を受け付けて、ネットワーク５０を介して、林業作業支援装置１０に送信する。また、操作端末２０は、林業作業支援装置１０から出力されたシミュレーション結果を、ネットワーク５０を介して受信して、モニタなどに表示する。

【0015】

ここで、作業内容とは、森林の伐採、植林、又は、工具や木の輸送などのことである。また、作業に投入可能な車両に関する情報とは、ユーザが作業に投入可能な種類及びサイズの車両のことであって、例えば、森林伐採用の重機、植林作業用の重機、又は、工具や木の輸送用のトラックなどのことである。

【0016】

林業作業支援装置１０は、作業対象の森林エリアの外部から、当該森林エリアに含まれる作業エリアまで、の移動経路を探索して、探索した移動経路を移動可能な種類及びサイズの車両を割り当てる装置である。

【0017】

具体的には、林業作業支援装置１０は、取得部１１と、探索部１２と、選択部１３と、割り当て部１４と、出力部１５と、を備える。

【0018】

取得部１１は、操作端末２０から送信された情報を取得する。具体的には、取得部１１は、作業対象の森林エリア、当該森林エリアに含まれる作業エリア、作業内容、及び、作業に投入可能な車両等に関する情報、を取得する。

【0019】

探索部１２は、ドローン等の飛行体３０に搭載されたライダ（ＬｉＤＡＲ）３１による検知結果に基づいて、作業対象の森林エリアの外部から、当該森林エリアに含まれる作業エリアまで、の一つ以上の移動経路を探索する。なお、ＬｉＤＡＲは、Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇの略である。ここで、探索部１２は、ライダ３１による検知結果に基づいて、各移動経路の距離、幅、傾斜、及び、障害物の有無などの情報についても探索する。それにより、探索した各移動経路を移動可能なサイズ及び能力の車両の判断が容易になる。

【0020】

なお、本実施の形態では、探索部１２が、飛行体３０に搭載されたライダ３１による検知結果に基づいて、森林エリアの一つ以上の移動経路を探索する場合を例に説明しているが、これには限定されない。例えば、探索部１２は、飛行体３０に搭載されたカメラ３２によって撮像された画像を解析することによって、森林エリアの一つ以上の移動経路を探索してもよい。

【0021】

選択部１３は、探索部１２により探索された一つ以上の移動経路のうち、作業エリアでの作業に用いられる車両が移動可能な移動経路を選択する。ここで、選択部１３は、探索部１２により探索された一つ以上の移動経路のうち、ユーザが作業に投入可能な車両の何れか一台でも移動可能な移動経路の全てを選択することが好ましい。

【0022】

割り当て部１４は、作業エリアでの作業に用いられる種類の車両のうち、選択部１３により選択された移動経路を移動可能なサイズの車両を、当該作業エリアでの作業に用いられる車両として割り当てる。例えば、割り当て部１４は、作業エリアでの作業に輸送用トラックが必要である場合、選択部１３により選択された移動経路を移動可能なサイズの輸送用トラックを、当該作業エリアでの作業に用いられる車両として割り当てる。

【0023】

出力部１５は、選択部１３により選択された移動経路、及び、割り当て部１４により割り当てられた車両に関する情報、を出力する。出力部１５から出力された情報（シミュレーション結果）は、例えば、ネットワーク５０を介して、操作端末２０に転送され、操作端末２０のモニタに表示される。それにより、ユーザは、森林エリアの外部から作業エリアまでの移動経路と、作業に用いられる車両と、を知ることができる。

【0024】

このように、本実施の形態にかかる林業作業支援システム１は、作業対象の森林エリアの外部から、当該森林エリアに含まれる作業エリアまで、の一つ以上の移動経路のうち、作業エリアでの作業に用いられる車両が移動可能な移動経路を、作業エリアでの作業に用いられる車両の移動経路として選択しているため、林業作業に用いられる車両を適切に作業エリアまで移動させることができる。

【0025】

（林業作業支援システム１の動作）
続いて、図２～図５を用いて、林業作業支援システム１の動作を説明する。図２は、林業作業支援システム１による動作を示すフローチャートである。図３は、林業作業支援システム１が適用された、作業対象の森林エリアＡ１の例を示す図である。森林エリアＡ１の外部には、作業に投入可能な車両が駐車された車両駐車エリア２００が設けられている。図４は、ユーザが作業に投入可能な車両の一例を示す図である。図５は、各移動経路の探索結果の一例を示す図である。

【0026】

まず、操作端末２０は、森林伐採や植林を依頼された業者などのユーザの操作によって入力された、作業対象の森林エリアＡ１、森林エリアＡ１に含まれる作業エリアＡ２、作業内容、及び、作業に投入可能な車両等に関する情報、を受け付けて、ネットワーク５０を介して、林業作業支援装置１０に送信する。

【0027】

本実施の形態では、作業内容が、作業エリアＡ２の森林伐採である場合を例に説明する。したがって、作業エリアＡ２での作業には、森林伐採用の重機と、伐採された木及び工具を輸送するためのトラックと、が必要である。また、本実施の形態では、ユーザが作業に投入可能な車両が、図４に示すように、森林伐採用の重機である小型車両Ｍ１、森林伐採用の重機である中型車両Ｍ２、森林伐採用の重機である大型車両Ｍ３、伐採された木や工具を輸送するためのトラックである中型車両Ｍ４、及び、伐採された木や工具を輸送するためのトラックである大型車両Ｍ５である場合を例に説明する。

【0028】

林業作業支援装置１０において、取得部１１は、操作端末２０から送信された、作業対象の森林エリアＡ１、森林エリアＡ１に含まれる作業エリアＡ２、作業内容、及び、作業に投入可能な車両等に関する情報、を取得する（ステップＳ１０１）。

【0029】

その後、林業作業支援装置１０において、探索部１２は、ドローン等の飛行体３０に搭載されたライダ（ＬｉＤＡＲ）３１による検知結果に基づいて、作業対象の森林エリアＡ１の外部から、森林エリアＡ１に含まれる作業エリアＡ２まで、の一つ以上の移動経路を探索する（ステップＳ１０２）。

【0030】

図３の例では、探索部１２が、探索結果として移動経路Ｒ１～Ｒ３を検出している。各移動経路の距離、幅、傾斜、及び、障害物の有無については、図５に示す通りである。具体的には、移動経路Ｒ１については、距離が長く、幅が普通、傾斜が緩やか、障害物がなし、となっている。移動経路Ｒ２については、距離が普通、幅が普通、傾斜が緩やか、障害物１０２があり、となっている。移動経路Ｒ３については、距離が短く、幅が狭く、傾斜が急、障害物がなし、となっている。図５の例では、説明の簡略化のため、幅が普通などと曖昧に記載されているが、これには限定されない。探索部１２は、各移動経路の距離、幅、傾斜、及び、障害物についての具体的な数値を推定してもよい。

【0031】

その後、林業作業支援装置１０において、選択部１３は、探索部１２により探索された一つ以上の移動経路のうち、作業エリアでの作業に用いられる車両が移動可能な移動経路を選択する（ステップＳ１０３）。一方、選択部１３は、探索部１２により探索された一つ以上の移動経路のうち、道幅が細すぎたり障害物が存在したりする等の理由により、作業エリアでの作業に用いられる車両が移動不可能な移動経路を選択から除外する。

【0032】

図３の例では、選択部１３が、探索部１２により探索された移動経路Ｒ１～Ｒ３のうち、作業エリアＡ２での作業に用いられる車両が移動可能な移動経路として、移動経路Ｒ１，Ｒ３を選択し、障害物のある移動経路Ｒ２を除外している。

【0033】

その後、林業作業支援装置１０において、割り当て部１４は、作業エリアでの作業に用いられる種類の車両（例えば輸送用トラック）のうち、選択部１３により選択された移動経路を移動可能なサイズの車両を、当該作業エリアでの作業に用いられる車両として割り当てる（ステップＳ１０４）。

【0034】

図３の例では、割り当て部１４が、作業エリアＡ２での作業に必要な森林伐採用の重機のうち、選択部１３により選択された移動経路Ｒ３を移動可能な森林伐採用の重機である小型車両Ｍ１と、選択部１３により選択された移動経路Ｒ１を移動可能な森林伐採用の重機である中型車両Ｍ２と、を作業用車両として割り当てる。なお、割り当て部１４は、森林伐採用の重機である小型車両Ｍ１を、選択部１３により選択された移動経路Ｒ１を移動可能な作業用車両として割り当ててもよい。また、割り当て部１４は、作業エリアＡ２での作業に必要な輸送用トラックのうち、選択部１３により選択された移動経路Ｒ１を移動可能な輸送用トラックである中型車両Ｍ４を作業用車両として割り当てる。

【0035】

その後、林業作業支援装置１０において、出力部１５は、選択部１３により選択された移動経路（Ｒ１，Ｒ２）、及び、割り当て部１４により割り当てられた車両（Ｍ１，Ｍ２、Ｍ４）に関する情報を、出力する（ステップＳ１０５）。出力部１５から出力された情報（シミュレーション結果）は、例えば、ネットワーク５０を介して、操作端末２０に転送され、操作端末２０のモニタに表示される。それにより、ユーザは、森林エリアＡ１の外部から作業エリアＡ２までの移動経路と、作業に用いられる車両と、を知ることができる。

【0036】

このように、本実施の形態にかかる林業作業支援システム１は、作業対象の森林エリアの外部から、当該森林エリアに含まれる作業エリアまで、の一つ以上の移動経路のうち、作業エリアでの作業に用いられる車両が移動可能な移動経路を、作業エリアでの作業に用いられる車両の移動経路として選択しているため、林業作業に用いられる車両を適切に作業エリアまで移動させることができる。

【0037】

本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

【0038】

また、本開示は、林業作業支援システム１の処理の一部又は全部を、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）にコンピュータプログラムを実行させることにより実現することが可能である。

【0039】

上述したプログラムは、コンピュータに読み込まれた場合に、実施形態で説明された１又はそれ以上の機能をコンピュータに行わせるための命令群（又はソフトウェアコード）を含む。プログラムは、非一時的なコンピュータ可読媒体又は実体のある記憶媒体に格納されてもよい。限定ではなく例として、コンピュータ可読媒体又は実体のある記憶媒体は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ－Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ－Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ－Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）又はその他のメモリ技術、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）、Ｂｌｕ－ｒａｙ（登録商標）ディスク又はその他の光ディスクストレージ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージ又はその他の磁気ストレージデバイスを含む。プログラムは、一時的なコンピュータ可読媒体又は通信媒体上で送信されてもよい。限定ではなく例として、一時的なコンピュータ可読媒体又は通信媒体は、電気的、光学的、音響的、またはその他の形式の伝搬信号を含む。

【0040】

上記の実施の形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。

【0041】

（付記１）
コンピュータが、
作業対象の森林エリアの外部から、前記作業対象の森林エリアに含まれる作業エリアまで、の一つ以上の移動経路を探索し、
探索した一つ以上の移動経路のうち、前記作業エリアでの作業に用いられる車両が移動可能な移動経路を選択する、林業作業支援方法。

【0042】

（付記２）
作業対象の森林エリアの外部から、前記作業対象の森林エリアに含まれる作業エリアまで、の一つ以上の移動経路を探索する処理と、
探索した一つ以上の移動経路のうち、前記作業エリアでの作業に用いられる車両が移動可能な移動経路を選択する処理と、をコンピュータに実行させる制御プログラム。

【符号の説明】

【0043】

１ 林業作業支援システム、１０ 林業作業支援装置、１１ 取得部、１２ 探索部、１３ 選択部、１４ 割り当て部、１５ 出力部、２０ 操作端末、３０ 飛行体、３１ ライダ、３２ カメラ、５０ ネットワーク、１００ 森林エリア、１０１ 作業エリア、２００ 車両駐車エリア、Ｒ１～Ｒ３ 移動経路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】