カテゴリー: ブログ

草刈りロボット: 画像認識テスト

こんにちは！今回は、開発を進めている6輪駆動（6WD）草刈りロボットの「画像認識テスト」および自律走行・自動化に向けた取り組みについてご紹介します。

単に強力な足回りで走行・刈り取りを行うだけでなく、カメラ画像から障害物や草刈りエリアを判定し、自律的に安全な走行を行うための重要なステップとなります。

草刈り自動化における画像認識の役割

屋外の広大な敷地や複雑な不整地で草刈りロボットを自動制御（自律走行）させるため、画像認識・カメラセンシングは以下の役割を担っています。

  • 障害物・人物の検知： 飛び石や立ち木、作業者や小動物などをリアルタイムで識別し、衝突を回避・自動停止します。
  • 刈り取りエリアの認識： 草が生い茂っているエリアと刈り取り済みのエリア、または走行不可能な境界線を視覚的に判別します。
  • 自律走行制御との連携： カメラ映像から得られた深度（Depth）情報や物体認識結果を制御ボード（ROS 2等）へ送り、経路計画（Path Planning）に活用します。

画像認識テストの現場実演（YouTube Shorts）

実際のフィールドでカメラを用いた認識テストを行っている様子をショート動画にまとめました。以下のプレーヤーから再生してご覧いただけます！

【動画】6輪駆動 草刈り自動化：画像認識テスト

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草刈りロボット: 走行テスト

こんにちは！今回は、開発を進めている6輪駆動（6WD）草刈りロボットの「走行テスト」と自律走行・自動化に向けた各種検証の様子についてご紹介します。

不整地や斜面、草が生い茂るフィールドでも安定して直進・旋回・走破できるか、足回りのトルクや走行制御のテストを行いました。

草刈り自動化における走行テストの重要性

屋外の広大な敷地でロボットを安全かつ確実に自動走行させるためには、強固な足回りと高精度な制御が不可欠です。

  • 6輪駆動（6WD）による高い走破性： 地面の凹凸やぬかるみ、急な傾斜でもスリップせず、力強いトラクションを発揮します。
  • 直進性と旋回性能の検証： 左右のモーター制御（独立駆動）によるスムーズな超信地旋回や、傾斜地での直進補正の挙動を確認しています。
  • 自律走行（ROS 2）との連携準備： オドメトリ（エンコーダー情報）やセンサデータをもとに、目標ルートを正確に追従できるかベースの走行メカニズムを評価します。

走行テストの様子（YouTube動画）

実際のフィールドで走行テストを行っている様子をYouTubeに公開しています。以下のプレーヤーから走行の力強さや挙動をご覧いただけます！

【走行テスト Part 1】6輪駆動 草刈り自動化テスト

【走行テスト Part 2】フィールド走行と動作検証

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自動草刈機: 仮組み

仮組みした6WDロボットの主な特徴・メカニズム 不整地での強力な走破性と安定した刈り取り性能を両立するため、各部にこだわりの機構を取り入れています。
  • サスペンション付き6輪駆動シャーシ： 凸凹した不整地でも各タイヤが地面にしっかり接地するよう、独立したサスペンション機構（オイルダンパー）を配置した堅牢な6輪構造に仕上げています。
  • アルミ多層プレート構造： スペーサーで高さを設けた多層のアルミプレート構造を採用。下段に駆動系やサスペンション、中段〜上段に制御ボードや各種センサー、電源配線を効率的に整理・配置できます。
  • 18Vマキタ互換バッテリー駆動： 電源には入手性と交換性に優れた18Vリチウムイオンバッテリー（6.0Ah）を採用。ハイパワーな走行モーターと刈り取り用モーターに安定した電力を供給します。
  • 安全面への配慮（非常停止スイッチ）： 実験・テスト動作中の緊急時にすぐ対応できるよう、上段プレートの目立つ位置に大型の赤色非常停止（E-STOP）ボタンを設置しました。
  • 先端モア（刈り取り）ユニット： 機体前部には雑草を効率よくカットするためのモア用モーターとカバーを配置。走行しながら前方の雑草をしっかり刈り倒していきます。

仮組みでの動作・配置チェックポイント

今回の仮組みでは、主に以下の項目について干渉チェックや配線の確認を行いました。
  • サスペンションのストローク時にタイヤやフレームが他の部品に接触しないか
  • 大電流が流れるパワー系配線と、センサ・マイコン系の信号線が整理しやすい配置か
  • 制御基板や各種センサー（カメラ・LiDAR等）を拡張するための設置スペースが十分に確保されているか

今後の予定

仮組みによるハードウェアの配置調整が完了したら、次はモータードライバーや電源回路（Buckコンバーター等）の配線を完成させ、通電テストおよび制御ソフト（ROS 2）との連携を行っていきます。 自律走行の実現に向けて着々とハードウェアが仕上がってきました。また配線作業や走行テストが進みましたらブログでご報告します！
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