JP6685856B2 - 農作業計画支援装置及び農作業計画支援方法 - Google Patents

Description

本発明は、農作業計画支援装置及び農作業計画支援方法に関する。

本技術分野の背景技術として、特開２００７−３１０４６３（特許文献１）がある。この公報には、「管理対象圃場が含まれる地域を撮影した衛星画像データの波長成分に基づき管理対象圃場における作物品種の生育状態を認識する第１のステップと、作物品種の生育状態に応じた作業条件及び作業内容を格納したデータベースから、前記第１のステップで認識した作物品種の生育状態に対応する作業条件が格納されているかを検索し、格納されていた場合には、当該作業条件に関連付けて格納されている作業内容を読み出し、その作業内容を管理対象圃場毎に出力する第２のステップとを実行し、管理対象圃場における農作業を支援する。」と記載されている（要約参照）。

特開２００７−３１０４６３号公報

特許文献１に記載の技術は、農作業を実行する適切なタイミングを推定するが、当該適切なタイミング以外において農作業を実行する場合における、損失等に関する情報を提供していない。例えば、農作業を実行するリソース等の制限により、当該適切なタイミングに必ずしも農作業を実行することができるとは限らない。

従って、特許文献１に記載の技術は、当該適切なタイミングに農作業を実行できない場合における、農作業計画の生成を支援することはできない。そこで本発明の一態様は、管理圃場における農作業の作業適正度の推移を推定することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様は以下の構成を採用する。管理圃場における農作業の計画の生成を支援する農作業計画支援装置であって、プロセッサと記憶装置とを含み、前記記憶装置は、画像特徴量と圃場の状態との対応を示す特徴量情報と、前記管理圃場の画像特徴量と、農作業の作業内容及び圃場の状態の組み合わせと、作業適正度の推移を示す作業適正度曲線と、の対応を示す作業適正度情報と、を保持し、前記プロセッサは、前記管理圃場について、作業適正度推定処理を実行し、前記作業適正度推定処理において、農作業の作業内容の入力を受け付け、前記特徴量情報が示す画像特徴量と、前記管理圃場の画像特徴量と、を比較して、前記管理圃場の状態を推定し、前記作業適正度情報を参照して、前記入力を受け付けた作業内容及び前記推定した状態の組み合わせに対応する作業適正度曲線を決定し、前記決定した作業適正度曲線が示す推移を、表示装置に出力する、農作業計画支援装置。

本発明の一態様によれば、管理圃場における農作業の作業適正度の推移を推定することができる。上記した以外の課題、構成、及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

実施例１における農作業計画支援システムの構成例を示すブロック図である。 実施例１における管理圃場ＤＢの一例である。 実施例１における地図ＤＢの一例である。 実施例１における農作業ＤＢの一例である。 実施例１におけるリソースＤＢの一例である。 実施例１における気象ＤＢの一例である。 実施例１における空中画像ＤＢの一例である。 実施例１におけるスペクトルＤＢの一例である。 実施例１における作業適正度算出の一例を示すフローチャートである。 実施例１におけるスペクトル特徴量から管理圃場状態を推定する方法の一例を示す説明図である。 実施例１における、農作業における作業適正度曲線の第１の例である。 実施例１における、農作業における作業適正度曲線の第２の例である。 実施例１における作業適正度を表示する表示画面の一例である。 実施例２における農作業計画支援システムの構成例を示すブロック図である。 実施例２における作業計画決定処理の一例を示すフローチャートである。 実施例２における１以上の管理圃場からなる地域群の一例を示す説明図である。 実施例２における作業計画決定方法の一例を示す説明図である。 実施例３における農作業計画支援システムの構成例を示すブロック図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。本実施形態は本発明を実現するための一例に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではないことに注意すべきである。各図において共通の構成については同一の参照符号が付されている。

本実施形態は、複数の管理圃場に対する農作業計画の生成を支援する農作業計画支援装置を説明する。農作業計画支援装置は、例えば、管理圃場情報や、空中画像を解析して得られた管理圃場状況等を用いて、各管理圃場における各日の作業適正度を算出する。空中画像は、人工衛星や航空機等の空中のプラットフォームから撮影された１以上のバンドのスペクトル画像である。空中画像を解析することで、空中画像範囲内の全ての管理圃場の状況を考慮した作業経路を決定することができる。

種まき、田植え、害虫駆除、農薬散布、肥料散布、収穫及び農業調査はいずれも農作業の一例である。管理圃場状況は、例えば、管理圃場における農作業の進度、生育の進度、生育不良、倒伏、及び害虫発生等の、本実施形態において管理圃場の外観（空中画像）から判断される状況である。管理圃場情報は、管理圃場において作付されている作物、管理圃場の面積等の、本実施形態において管理圃場の外観（空中画像）を用いずに入力される情報である。

図１は、本実施例の農作業計画支援システムの構成例を示すブロック図である。農作業支援システムは、ネットワーク３００を介して互いに接続された、農作業計画支援装置１００と１以上の管理端末２００と、を含む。ネットワーク３００は、農作業計画支援装置１００と管理端末２００との間のデータ転送のための経路を提供する。ネットワーク３００は任意の種類のデータ転送経路を提供してもよい。ネットワーク３００は、例えば、有線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、無線ＬＡＮ、及び携帯電話網を含む。

農作業計画支援装置１００は、プロセッサ（ＣＰＵ）１３１、メモリ１３３、補助記憶装置１３２及び通信インターフェース１３４を有する計算機によって構成される。プロセッサ１３１は、メモリ１３３に格納されたプログラムを実行する。メモリ１３３は、不揮発性の記憶素子であるＲＯＭ及び揮発性の記憶素子であるＲＡＭを含む。ＲＯＭは、不変のプログラム（例えば、ＢＩＯＳ）などを格納する。ＲＡＭは、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）のような高速かつ揮発性の記憶素子であり、プロセッサ１３１が実行するプログラム及びプログラムの実行時に使用されるデータを一時的に格納する。

補助記憶装置１３２は、例えば、磁気記憶装置（ＨＤＤ）、フラッシュメモリ（ＳＳＤ）等の大容量かつ不揮発性の記憶装置であり、プロセッサ１３１が実行するプログラム及びプログラムの実行時に使用されるデータを格納する。すなわち、プログラムは、補助記憶装置１３２から読み出されて、メモリ１３３にロードされて、プロセッサ１３１によって実行される。なお、メモリ１３３に格納されているデータの一部又は全部が補助記憶装置１３２に格納されていてもよいし、補助記憶装置１３２に格納されているデータの一部又は全部がメモリ１３３に格納されていてもよい。

農作業計画支援装置１００は、入力インターフェース１３５及び出力インターフェース１３６を有してもよい。入力インターフェース１３５は、キーボード１３７やマウス１３８などが接続され、オペレータからの入力を受けるインターフェースである。出力インターフェース１３６は、ディスプレイ１３９やプリンタなどが接続され、プログラムの実行結果をオペレータが視認可能な形式で出力するインターフェースである。

通信インターフェース１３４は、所定のプロトコルに従って、他の装置との通信を制御するネットワークインターフェース装置である。また、通信インターフェース１３４は、例えば、ＵＳＢ等のシリアルインターフェースを含む。

プロセッサ１３１が実行するプログラムは、例えば、リムーバブルメディア（ＣＤ−ＲＯＭ、フラッシュメモリなど）又はネットワークを介して農作業計画支援装置１００に提供され、非一時的記憶媒体である不揮発性の補助記憶装置１３２に格納される。このため、農作業計画支援装置１００は、リムーバブルメディアからデータを読み込むインターフェースを有するとよい。

農作業計画支援装置１００は、物理的に一つの計算機上で、又は、論理的又は物理的に構成された複数の計算機上で構成される計算機システムであり、同一の計算機上で別個のスレッドで動作してもよく、複数の物理的計算機資源上に構築された仮想計算機上で動作してもよい。

プロセッサ１３１は、データ受信部１０７、データ送信部１１３、空中画像解析部１０９、作業適正度計算部１１０、移動コスト計算部１１５、及び作業計画判定部１１２を含む。例えば、プロセッサ１３１は、メモリ１３３にロードされた空中画像解析部プログラムに従って動作することで、空中画像解析部１０９として機能し、メモリ１３３にロードされた作業適正度計算プログラムに従って動作することで、作業適正度計算部１１０として機能する。プロセッサ１３１に含まれる他の部についても同様である。

データ受信部１０７は、通信インターフェース１３４を介してネットワーク３００から受信したデータをプロセッサ１３１内の各部に送信する。データ送信部１１３は、プロセッサ１３１内の各部からデータを受信し、受信したデータを、通信インターフェース１３４を介してネットワーク３００に送信する。なお、データ受信部１０７とデータ送信部１１３はデータ送受信部として一体で構成されてもよい。なお、以下、農作業計画支援装置１００による処理の説明において、データ受信部１０７及びデータ送信部１１３による処理の説明を省略する。

空中画像解析部１０９は、例えば、管理圃場状態を推定する。人工衛星又は航空機に搭載されたセンサによって得られた画像は空中画像の一例である。なお、空中画像解析部１０９は、スペクトル算出部１２１と管理圃場状態推定部１２２とを含む。スペクトル算出部１２１は、例えば、各管理対象圃場の空中画像データの画像特徴量の一例であるスペクトル特徴量を算出する。管理圃場状態推定部１２２は、例えば、スペクトル算出部１２１が算出したスペクトル特徴量を用いて、各管理圃場の状態を推定する。作業適正度計算部１１０は、空中画像解析部１０９が推定した管理圃場状態を用いて各日における作業適正度を計算する。

作業適正度は、農作業を実施する適正度を示す指標であり、農作業ごとに異なってもよい。例えば、管理圃場における収穫量、管理圃場における収穫作物の単価、及び管理圃場における（収穫量）×（収穫単価）は、いずれも農作業の一例である「収穫」に対する作業適正度の一例である。農作業の一例である「農業調査」に対する作業適正度の例については後述する。

補助記憶装置１３２は、管理圃場ＤＢ（ＤａｔａＢａｓｅ）１０２、地図ＤＢ１０３、農作業ＤＢ１０４、リソースＤＢ１０５、気象ＤＢ１０６、空中画像ＤＢ１０８、及びスペクトルＤＢ１１４を保持する。各ＤＢについての説明は後述する。なお、本実施例では、補助記憶装置１３２は、地図ＤＢ１０３、農作業ＤＢ１０４、及びリソースＤＢ１０５を保持しなくてもよい。

なお、本実施形態において、農作業計画支援システムが使用する情報は、データ構造に依存せずどのようなデータ構造で表現されていてもよい。例えば、テーブル、リスト、データベース又はキューから適切に選択したデータ構造体が、情報を格納することができる。なお、後述する各ＤＢの詳細な説明では、補助記憶装置１３２が保持する各データがテーブル構造で表現されている例を示す。

管理端末２００は、例えば、プロセッサ、メモリ、補助記憶装置、通信インターフェース、入力インターフェース、出力インターフェースを含む計算機によって構成される。例えば、管理端末２００は、位置情報取得機能を有する持ち運び可能な端末である。また、例えば、管理端末２００は、ディスプレイやスピーカ等の出力装置を含み、当該出力装置に情報を出力提示する携帯電話やタブレット端末等であってもよい。

図２は、管理圃場ＤＢ１０２の一例である。管理圃場ＤＢ１０２は、例えば、管理圃場ＩＤ欄２０１、座標データ欄２０２、作物欄２０３、品種欄２０４、生育ステージ欄２０５、及び面積欄２０６を含む。管理圃場ＩＤ欄２０１は、管理圃場を識別する管理圃場ＩＤを格納する。

座標データ欄２０２は、各管理圃場の位置を特定する座標を格納する。例えば、管理圃場が正方形及びひし形を含む矩形で特定される場合、座標データ欄２０２は、当該矩形の四隅の座標を格納する。また、例えば、管理圃場が円で特定される場合、座標データ欄２０２は、例えば中心の座標及び半径を格納する。また、座標データ欄２０２は、例えば、管理圃場の重心等の代表点のみを格納してもよい。なお、本実施形態における座標は、例えば、世界測地系で用いられる緯度及び経度で示される値である。

作物欄２０３は、管理圃場に作付されている作物の名称を格納する。品種欄２０４は、作物の品種名を格納する。なお、本実施形態では、１つの管理圃場において、１つの品種が作付されるものとする。生育ステージ欄２０５は、作物の生育ステージを格納する。面積欄２０６は、管理圃場の面積を格納する。

図３は、地図ＤＢ１０３の一例である。地図ＤＢ１０３は、例えば、管理圃場間経路欄３０１、使用リソース欄３０２、距離欄３０３、及び経路情報欄３０４を含む。管理圃場間経路欄３０１は、管理圃場間の経路を識別する情報を格納する。本実施形態において、管理圃場間経路欄３０１の値が「ｘ−ｙ」である経路は、管理圃場ＩＤが「ｘ」である管理圃場から管理圃場ＩＤが「ｙ」である管理圃場からの経路を示す。

使用リソース欄３０２は、当該経路を移動するリソースの名称を格納する。距離欄３０３は、当該リソースが当該経路を移動する場合における移動距離を格納する。経路情報欄３０４は、当該経路を示す情報を格納する。例えば、経路情報欄３０４の値が、「（ｘａ，ｙａ），（ｘｂ，ｙｂ），（ｘｃ，ｙｃ）」である経路は、始点（ｘａ，ｙａ）から点（ｘｂ，ｙｂ）へと直進し、点（ｘｂ，ｙｂ）から終点（ｘｃ，ｙｃ）へと直進する経路である。また、経路情報欄３０４に格納される経路は曲線を含んでもよく、この場合、経路情報欄３０４は、例えば、当該曲線を特定する関数を格納する。

本実施例では、同じ管理圃場間の移動であっても使用リソースによって、距離は異なる。例えば、コンバインは道路に沿って移動する必要があるが、ＵＡＶ（Ｕｎｍａｎｎｅｄ Ａｒｉｅａｌ Ｖｅｈｉｃｌｅ）などの飛行隊は道路に沿って移動する必要はないからである。なお、本実施例は、１つのリソースがある管理圃場から他の管理圃場へ向かう経路が１種類である例を説明するが、１つのリソースがある管理圃場から他の管理圃場へ向かう複数種類の経路が存在してもよい。

図４は、農作業ＤＢ１０４の一例である。農作業ＤＢ１０４は、例えば、作業対象欄４０１、作業内容欄４０２、使用リソース欄４０３、毎時作業面積欄４０４、毎時作業中移動コスト欄４０５、毎時管理圃場間移動コスト欄４０６、及び管理圃場間移動速度欄４０７を含む。

作業対象欄４０１は、作業対象である作物の名称を格納する。作業内容欄４０２は、農作業の名称を格納する。使用リソース欄４０３は、対応する農作業に使用されるリソースの名称を格納する。毎時作業面積欄４０４は、対応する使用リソースが、対応する作業対象に対して、対応する作業内容を実施した場合における毎時作業面積を格納する。

毎時作業中移動コスト欄４０５は、対応する使用リソースが、対応する作業対象に対して、対応する作業内容を実施した場合における毎時作業中移動コストを格納する。毎時管理圃場間移動コスト欄４０６は、対応する使用リソースの毎時管理圃場間移動コストを格納する。毎時作業面積欄４０４は、対応する使用リソースの管理圃場間移動速度を格納する。

なお、本実施形態において「毎時」という記載は一例であり、「所定時間あたり」と読み替えることができる。また、移動に必要とされる金銭は、移動コストの一例である。また、移動コストは、例えば移動に必要とされる燃料の量等によって表されてもよい。なお、作業対象と作業内容との１つの組み合わせに対して、複数のリソース情報が格納されてもよい。具体的には、例えば、「コメ」の「収穫」に複数のリソースが使用されてもよい。

図５は、リソースＤＢ１０５の一例である。リソースＤＢ１０５は、例えば、リソース欄５０１、数量欄５０２、使用可能期間欄５０３、雨天作業可否欄５０４、及び使用時間欄５０５を含む。リソース欄５０１は、リソースの名称を格納する。数量欄５０２は、対応するリソースの保有数量を格納する。使用可能期間欄５０３は、対応するリソースの使用可能期間を格納する。

雨天作業可否欄５０４は、対応するリソースの雨天作業可否を格納する。使用時間欄５０５は、対応するリソースの単位期間（本実施形態では１日）における最大使用時間を格納する。なお、本実施形態では、単位期間が１日である例を説明するが、単位期間として他の期間が用いられてもよい。なお、リソースＤＢ１０５は、能力（使用機可能期間、雨天作業可否、及び使用時間等）の異なるリソースを別レコードで管理する。雨天作業可能なコンバインと、雨天作業が不可能なコンバインと、がある場合、例えば、前者の名称をコンバインＡ、後者の名称をコンバインＢとして、両者はリソースＤＢ１０５では別リソースとして管理される。

図６は、気象ＤＢ１０６の一例である。気象ＤＢ１０６は、例えば、管理圃場ＩＤ欄６０１、日付欄６０２、天気欄６０３、平均気温欄６０４を含む。管理圃場ＩＤ欄６０１は、管理圃場ＩＤを格納する。なお、気象ＤＢ１０６は、管理圃場ＩＤ欄６０１に代えて、例えば、地域の名称を格納する地域欄を含んでもよい。この場合、地域の名称と管理圃場ＩＤとの対応が予め補助記憶装置１３２等に格納されている必要がある。日付欄６０２は、日付を格納する。天気欄６０３は、天気を格納する。平均気温欄６０４は、平均気温を格納する。なお、日付欄６０２の値が未来の日付である場合、当該日付欄に対応する天気欄６０３は予想天気を格納し、平均気温欄６０４は予想平均気温を格納する。

図７は、空中画像ＤＢ１０８の一例である。空中画像ＤＢ１０８は、例えば、撮影日時欄７０１、座標データ欄７０２、使用センサ欄７０３、及び画像データ欄７０４を含む。撮影日時欄７０１は、空中画像の撮影日時を格納する。座標データ欄７０２は、空中画像に対応する位置を示す座標を格納する。座標データ欄７０２における座標の説明は、座標データ欄２０２における座標の説明と同様であるため省略する。

使用センサ欄７０３は対応する空中画像の撮影に用いられたセンサの名称を格納する。なお、空中画像は複数のセンサによって得られることもある。従って、使用センサ欄７０３の１つのセルには複数のセンサの名称が格納されてもよい。なお、空中画像ＤＢ１０８は、各画像データの各ピクセルにおけるスペクトル特徴量をさらに保持してもよい。

図８は、スペクトルＤＢ１１４の一例である。スペクトルＤＢ１１４は、例えば、作物欄８０１、クラス欄８０２、使用センサ欄８０３、及び特徴量ベクトル欄８０４を含む。赤色スペクトル欄８０５、及び近赤外スペクトル欄８０６を含む。作物欄８０１は、作物の名称を格納する。クラス欄８０２は、管理圃場に作付けされた作物の状態を格納する。使用センサ欄８０３は、後述する画像を撮影するセンサの名称を格納する。

特徴量ベクトル欄８０４は、管理圃場状態の推定に用いられる特徴量ベクトルの各要素を格納する。なお、当該特徴量ベクトルの要素は、１種類以上のスペクトルそれぞれに関する特徴量を含む。また、特徴量ベクトルの要素は、例えば、降水量及び平均気温等の気象情報並びに作物の種別等の情報をさらに含んでもよい。例えば、特徴量ベクトルの要素が降水量情報を含むとき、降水量が所定値以上の場合のクラス欄８０２の値は、例えば「降水」等の降水が多いことを示すクラスであることが望ましい。降水量が非常に多い場合には、画像から管理圃場の状態を直接的に推測することが容易ではないためである。

図８の例では、特徴量ベクトル欄８０４は、特徴量ベクトルの要素である赤色スペクトル欄８０５及び近赤外スペクトル欄８０６を含む。赤色スペクトル欄８０５は、赤色スペクトルの強度を格納する。近赤外スペクトル欄８０６は、近赤外スペクトルの強度を格納する。ただし、各スペクトル欄に格納される値は、スペクトルの強度ではなく、反射率でもよい。また、スペクトルの強度及び反射率等の２つ以上の値を組み合わせた値が、各スペクトル欄に格納されてもよい。以下、本実施形態では、特に断らない限り、特徴量ベクトルは、赤色スペクトルの強度及び近赤外スペクトルの強度の２種類の特徴量からなるものとする。

図９は、作業適正度算出の一例を示すフローチャートである。まず、データ受信部１０７は、例えば管理端末２００等から、管理圃場情報、作業期間、及び作業内容の入力を受け付ける（Ｓ９０１）。なお、管理圃場情報は、例えば、作付されている作物又は品種等の情報、及び農作業の進行情報等を含む。具体的には、管理圃場情報は、管理圃場ＤＢ１０２、気象ＤＢ１０６、及びスペクトルＤＢ１１４に格納される情報、を含む。なお、各ＤＢはステップＳ９０１の処理より前から管理圃場情報を保持していてもよい。また、データ受信部１０７は、ステップＳ９０１において、入力された管理圃場情報を対応するＤＢに格納する。

続いて、データ受信部１０７は、例えば管理端末２００等から、各管理圃場を含む空中画像を受信し、受信した空中画像の情報を空中画像ＤＢ１０８に格納し、スペクトル算出部１２１は、空中画像ＤＢ１０８に格納された画像データから、各空中画像のスペクトル特徴量を算出する（Ｓ９０２）。なお、スペクトル算出部１２１は、例えば、各空中画像の各ピクセルについて、予め定められたスペクトルに関する特徴量（本実施例では赤色スペクトル及び近赤外スペクトルの強度）を算出する。

続いて、管理圃場状態推定部１２２は、算出されたスペクトルに関する特徴量を用いて、各管理圃場の状態を推定する（Ｓ９０３）。具体的には、管理圃場状態推定部１２２は、各管理圃場が属するクラスを推定する。以下、図１０を用いて各管理圃場の状態の推定方法について説明する。

図１０は、スペクトル特徴量から管理圃場状態を推定する方法の一例を示す説明図である。図１０は、管理圃場の状態の推定に用いられる特徴量を軸とする特徴量空間を示す。図１０の例では、特徴量ａ（本実施例における赤色スペクトル強度）と特徴量ｂ（本実施例における近赤外スペクトルの強度）が、作物Ａが作付された管理圃場の推定に用いられる。以下、作物Ａに対する処理について説明するが、管理圃場状態推定部１２２は、全てのスペクトルＤＢ１１４の作物欄８０１に格納された全ての作物について以下の処理を実行する。

まず、管理圃場状態推定部１２２は、スペクトルＤＢ１１４を参照して、作物欄８０１の値が作物Ａであるレコードに対応する、特徴量ベクトルを抽出し、特徴量空間上にプロットする。なお、管理圃場状態推定部１２２は、ステップＳ９０１で入力された作業内容に対応するクラスの特徴量ベクトルのみを特徴量空間上にプロットしてもよい。当該対応は、例えば、予め定められている。例えば、「収穫」という作業内容に対して、作物の品質低下に繋がる「倒伏」というクラスが予め定められている。なお、抽出した特徴量ベクトルに対応する使用センサが異なる場合、管理圃場状態推定部１２２は、特徴量ベクトルを規格化した上で、特徴量空間上にプロットしてもよい。

図１０の例における倒伏クラスタ１００１は、抽出した特徴ベクトルのうち、クラスが「倒伏」である特徴量ベクトルを含むクラスタである。倒伏クラスタ１００１は、抽出した特徴ベクトルのうち、クラスが「倒伏」である特徴量ベクトルを含むクラスタである。同様に、収穫適期１０日前クラスタ１００２は、抽出した特徴ベクトルのうち、クラスが「収穫適期１０日前」である特徴量ベクトルを含むクラスタであり、収穫適期２日前クラスタ１００３は、抽出した特徴ベクトルのうち、クラスが「収穫適期２日前」である特徴量ベクトルを含むクラスタである。

管理圃場状態推定部１２２は、例えば、抽出した特徴ベクトルのうち、クラスが「倒伏」である特徴量ベクトルを全て含み、かつ当該全ての特徴量ベクトルからの距離が所定値である境界を有するクラスタを、倒伏クラスタ１００１として生成する。また、同様に、管理圃場状態推定部１２２は、抽出した特徴量ベクトルに対応する全てのクラスについてのクラスタを生成する。なお、複数のクラスタが重複する領域があってもよい。

また、管理圃場状態推定部１２２は、例えば、ステップＳ９０２で算出された画像のスペクトル特徴量のうち、撮影日時が所定期間であるスペクトル特徴量を特定する。なお、所定期間は、例えば、ステップＳ９０２が実施された日や、作業期間の開始日等である。管理圃場状態推定部１２２は、例えば、管理圃場ＤＢ１０２の座標データ欄２０２及び作物欄２０３、並び空中画像ＤＢ１０８の座標データ欄７０２を参照して、特定したスペクトル特徴量のうち、作物Ａが作付された各管理圃場におけるスペクトル特徴量を特定し、特定したスペクトル特徴量を要素に持つ特徴量ベクトルを生成する。

なお、管理圃場状態推定部１２２は、特定したスペクトル特徴量の算出元である画像データに対応する使用センサが異なる場合、各特徴量ベクトルを規格化してもよい。管理圃場状態推定部１２２は、作物Ａが作付された管理圃場それぞれに対して、例えば、当該管理圃場における代表特徴量ベクトルを生成する。例えば、作物Ａが作付されたある管理圃場における特徴量ベクトルの平均値は、当該管理圃場における代表特徴量ベクトルの一例である。

管理圃場状態推定部１２２は、作物Ａが作付された管理圃場それぞれに対して、代表特徴量ベクトルを特徴量空間にプロットし、プロットされた代表特徴量ベクトルが属するクラスタに従って、作物Ａが作付された管理圃場それぞれのクラスを決定する。代表特徴量ベクトル１００４は、作物Ａが作付けされたある管理圃場の代表特徴量ベクトルであり、収穫適期２日前クラスタ１００３に属している。即ち、当該管理圃場のクラスは、「収穫適期２日前」である。

なお、管理圃場状態推定部１２２は、各代表特徴量ベクトルについて、代表特徴量ベクトル（特徴量ベクトルが規格化された場合は規格前の特徴量ベクトルから算出した代表特徴量ベクトル）を特徴量ベクトル欄８０４に、代表特徴量に対応するクラスの値をクラス欄８０２に、代表特徴量に対応する使用センサを使用センサ欄８０３に、値「作物Ａ」を作物欄８０１に、それぞれ格納してもよい。

なお、代表特徴量ベクトルがいずれのクラスタに属さない場合、管理圃場状態推定部１２２は、当該代表特徴量ベクトルに対応する管理圃場のクラスが不明であると推定し、当該推定結果を管理端末２００に通知してもよい。また、代表特徴量ベクトルがいずれのクラスタに属さない場合、管理圃場状態推定部１２２は、当該代表特徴量ベクトルに最も距離が近いクラスタ（最も距離が近い複数のクラスタが存在する場合は、例えば任意に選択した１つの当該クラスタ）に、当該代表特徴量ベクトルが属しているとみなしてもよい。

なお、管理圃場状態推定部１２２が代表特徴量ベクトルを算出して、代表特徴量ベクトルから各管理圃場のクラスを推定する例を説明したが、各特徴量ベクトルを特徴量空間上にプロットして、各特徴量ベクトルに対応するクラスを特定した後に、特定した各クラスを用いて、各管理圃場のクラスを推定してもよい。例えば、管理圃場状態推定部１２２は、各管理圃場の特徴量ベクトルに対応するクラスのうち、出現頻度が最大のクラスを、当該管理圃場のクラスと推定してもよい。

図９の説明に戻る。続いて、作業適正度計算部１１０は、気象ＤＢ１０６とステップＳ９０３で推定された管理圃場状態とを用いて、ステップＳ９０１で入力された作業期間の各日の各管理圃場の作業適正度を計算する（Ｓ９０４）。以下、農作業が「収穫」である場合の作業適正度の計算方法の一例を説明する。

作業適正度計算部１１０は、例えば、管理圃場それぞれについて、作業内容及び当該管理圃場のクラスの組み合わせに対応する作業適正度曲線を取得する。作業適正度曲線は、作業適正度の推移を示す曲線である。なお、作業内容及び管理圃場のクラスの組み合わせと、作業適正度曲線と、の対応は、例えば、予め定められている。また、作業適正度計算部１１０は、気象ＤＢ１０６の情報を用いて、取得した作業適正度曲線を補正してもよい。なお、本実施形態において、作業適正度曲線は、曲線のみならず、直線及び線分を含む概念である。

図１１Ａは、農作業における作業適正度曲線の第１の例である。図１１Ａは、作業適正度が（収穫量）×（収穫物の単価）である例を説明する。作業適正度曲線は、例えば、日付を独立変数とし、作業適正度を従属変数とする関数を示す曲線である。なお、原点における日付、即ち適正度算出の開始時点は、推定された管理圃場の状態に対応する日付である。

作業適正度曲線１１０１は、クラスが「収穫適期」である管理圃場に対応する作業適正度曲線の一例である。当該管理圃場においては、開始時点において収穫適期であるため、作業適正度曲線１１０１において、開始時点から一定期間の作業適正度が最大であり、当該一定期間経過後からは、例えば、収穫物の品質が低下するため、作業適正度が下降する。作業適正度曲線１１０２において、例えば、収穫適期である１０日後に向けて収穫量が向上するため、作業適正度が上昇する。また、作業適正度曲線１１０２においても、収穫適期開始から一定期間経過後には、作業適正度が下降する。

なお、例えば、収穫に対する作業適正度として、例えば、所定の生育ステージ開始時からの積算気温が用いられてもよい。積算気温とは、記録開始日から記録最終日までの日平均気温の合計である。例えば、出穂期は当該所定の生育ステージの一例である。例えば、作業適正度計算部１１０は、各管理圃場の出穂期の開始時の日付を推定し、気象ＤＢ１０６を参照して、各管理圃場における各日の出穂期からの積算気温を計算する。なお、積算気温の上限を予め定められた収穫適正積算気温としてもよい。なお、収穫適正積算気温は、作物の種類、品種、栽培地域等により異なるものであり、使用者によって予め設定される。

図１１Ｂは、農作業における作業適正度曲線の第２の例である。作業適正度曲線１１０３は、クラスが「倒伏」である管理圃場に対応し、かつ降雨予想によって補正された作業適正度曲線の一例である。作物が倒伏している管理圃場においては、雨が降ると作物が水に浸かってしまい、収穫物の質が大幅に低下する。従って、作業適正度曲線１１０３において、降雨が予想される日から先の作業適正度は急激に下降する。

作業適正度曲線１１０４は、雨が降らない場合における、クラスが「倒伏」である管理圃場に対応する作業適正度曲線１１０４である。作業適正度計算部１１０は、作業適正度の計算において、まず、「収穫」及び「倒伏」クラスに対応する作業適正度曲線１１０４を選択する。続いて、作業適正度計算部１１０は、例えば、気象ＤＢ１０６を参照して、降雨が予想される日以降の、作業適正度曲線１１０４が示す作業適正度を定数倍して作業適正度曲線１１０４を補正することにより、作業適正度曲線１１０３を算出する。なお当該定数は、例えば、０以上かつ１．０未満の値であり、農作業計画支援装置１００のユーザによって設定される。

なお、作業適正度計算部１１０は、算出した各作業適正度に重みづけをしてもよい。作業適正度計算部１１０は、管理圃場ＤＢ１０２から各管理圃場の面積を取得し、算出した各作業適正度に、当該作業適正度に対応する管理圃場の面積を掛けて、面積の大きい管理圃場の作業適正度を優先的に高くする重みづけをしてもよい。また、例えば、ユーザが管理端末２００等を介して、過去の各管理圃場の収穫量等を農作業計画支援装置１００に入力し、作業適正度計算部１１０は、当該収穫量等を重みづけの重みに用いてもよい。

また、作業適正度計算部１１０は、農作業の目的に応じて、作業適正度の種別に応じて、作業適正度の補正方法を変更してもよい。具体的には、例えば、農作業が販売用の作物の収穫であり、作業適正度が収穫物の品質を示す指標である場合において、作業適正度計算部１１０は、作業適正度曲線において、所定の閾値以下である作業適正度を全て所定値（例えば０等）に補正してもよい。品質を示す作業適正度が当該閾値以下である場合には、当該収穫物は販売に適さないため、作業適正度計算部１１０は、このように作業適正度曲線を補正することにより、収穫する意味がないと判定することができる。

以下、農作業が「農業調査」である場合の作業適正度の例を説明する。ステップＳ９０３において、管理圃場状態推定部１２２は、前述した方法と同様で代表特徴量ベクトルを生成する。また、管理圃場状態推定部１２２は、例えば、各管理圃場について、当該管理圃場の代表特徴量ベクトルと、スペクトルＤＢ１１４の各特徴量ベクトルとの距離を算出する。なお、管理圃場状態推定部１２２は、各管理圃場について、当該管理圃場の代表特徴量ベクトルと、スペクトルＤＢ１１４の当該管理圃場に作付されている作物に対応する各特徴量ベクトルとの距離のみを算出してもよい。

さらに、ステップＳ９０３において、管理圃場状態推定部１２２は、各管理圃場について、算出した距離のうち最小の距離を当該管理圃場における管理圃場の状態に決定する。当該最小の距離が大きいほど、当該管理圃場の特徴量に類似する特徴量を有する特徴量がスペクトルＤＢ１１４に格納されていることを示す。

ステップＳ９０４において、作業適正度計算部１１０は、例えば、各管理圃場について、算出された最小の距離の逆数を、当該管理圃場における作業適正度に決定する。なお、この作業適正度は、作業日によらず一定である。つまり、作業適正度計算部１１０は、作業内容が農業調査であり、かつ管理圃場状態として、当該最小の距離を算出した場合、作業適正度曲線として定数関数を選択し、算出された最小の距離の逆数を当該定数関数の定数に決定する。なお、当該定数は必ずしも当該最小の距離の逆数でなくてもよく、例えば、管理圃場の特徴量と、スペクトルＤＢ１１４に含まれる特徴量それぞれと、の非類似度のうち、最小の非類似度が大きいほど大きい値であればよい。特徴量ベクトル間の距離は、非類似度の一例である。

作業適正度計算部１１０は、当該作業適正度を、農業調査に対する作業適正度として計算することにより、スペクトルＤＢ１１４に記録されている特徴量と、類似していない特徴を有する管理圃場の作業適正度が高くなり、使用者は種々の特徴を有する管理圃場のデータを集めることができる。

図１２は、作業適正度を表示する表示画面の一例である。表示画面１２００は、画像上に作業適正度が表示された画面である。表示画面１２００は、作業適正度表示領域１２０１〜１２０３を含む。作業適正度表示領域１２０１は、例えば、作業期間の１日目における各管理圃場の作業適正度が示された空中画像を表示する。図１２の例では、作業期間の１日目において、管理圃場ＩＤが１である管理圃場の作業適正度が５点、管理圃場ＩＤが２である管理圃場の作業適正度が５点、管理圃場ＩＤが３である管理圃場の作業適正度が１点である。

なお、作業適正度表示領域１２０１内における作業適正度は、数値ではなく、例えば色分け等で表現されてもよい。また、作業適正度表示領域１２０１には、空中画像の代わりに、各管理圃場の作業適正度が示され、位置情報を含んだ地図、等が表示されてもよい。

また、作業適正度表示領域１２０２は、作業期間の２日目における各管理圃場の作業適正度を表示し、作業適正度表示領域１２０３は、作業期間の３日目における各管理圃場の作業適正度を表示する。作業適正度表示領域１２０２及び作業適正度表示領域１２０３の説明は、作業適正度表示領域１２０１の説明と同様であるため省略する。

なお、表示画面１２００は、作業期間の全ての日に対応する作業適正度表示領域を有してもよいし、使用者からの指示等に従って決定された作業期間の一部の日、に対応する作業適正度表示領域のみを有してもよい。

以下、表示画面１２００の生成方法の一例について説明する。作業適正度計算部１１０は、管理圃場ＤＢ１０２の座標データ欄２０２と、空中画像ＤＢ１０８の座標データ欄７０２と、を参照して、空中画像ＤＢ１０８から全ての管理圃場を含む画像データを取得する。作業適正度計算部１１０は、管理圃場ＤＢ１０２の座標データ欄２０２を参照して、取得した空中画像上の各管理圃場に作業期間の１日目における作業適正度を表示することにより、作業適正度表示領域１２０１の表示内容を生成する。

作業適正度計算部１１０は、同様の処理によって、各日における作業適正度表示領域の表示内容を生成することにより、表示画面１２００の表示内容を生成する。作業適正度計算部１１０は、生成した表示画面１２００の表示内容を、例えば、ディスプレイ１３９、又は管理端末２００に出力する。

以上、本実施例の農作業計画支援システムは、空中画像を用いて、各日の各管理圃場の作業適正度を算出することができる。また、農作業計画支援装置１００は、空中画像を用いて作業適正度を算出するため、例えば、大規模営農等のように、人による監視、又は各管理圃場内へのセンサの設置が物理的及びコスト的に困難な場合に特に有効である。また、本実施例の農作業計画支援システムは、気象情報を考慮することにより、より正確に作業適正度を算出することができる。

本実施例の農作業計画支援装置１００は、管理圃場から、作業対象圃場を決定し、作業計画を決定する。以下、本実施例では実施例１との相違点を説明する。

図１３は、本実施例における農作業計画支援システムの構成例を示すブロック図である。プロセッサ１３１は、移動コスト計算部１１５、作業計画判定部１１２、及び作業計画決定部１１６をさらに含む。移動コスト計算部１１５は、農作業における移動コストを計算する。作業計画判定部１１２は、例えば、作業計画実行可能判定部１２３及び作業計画適正度計算部１２４を含み、作業計画の実行可能性及び適正度を判定する。作業計画決定部１１６は、例えば、農作業地域分類部１２５、地域内作業経路決定部１２６、地域別作業経路決定部１２７、及び全体作業経路決定部１２８を含み、作業計画を決定する。

図１４は、作業計画決定処理の一例を示すフローチャートである。まず、データ受信部１０７は、例えば管理端末２００等から、管理圃場情報、作業期間、作業内容、及びリソース情報の入力を受け付ける（Ｓ１４０１）。リソース情報とは、リソースＤＢ１０５に入力される情報である。なお、リソースＤＢ１０５は、ステップＳ１４０１の処理より前からリソース情報を予め保持していてもよい。続いて、ステップＳ９０２〜ステップＳ９０４の処理が実行される。続いて、農作業地域分類部１２５は、管理圃場からなる管理圃場群を１以上の地域に分類する（Ｓ１４０５）。

以下、管理圃場群を１以上の地域に分類する処理の一例を説明する。農作業地域分類部１２５は、例えば、管理圃場ＤＢ１０２の座標データ欄２０２を参照して、各管理圃場の重心を特定し、特定した重心を各管理圃場の代表位置に決定する。農作業地域分類部１２５は、各管理圃場の代表位置からなる代表位置群を、Ｋ−ｍｅａｎ法やｉｓｏｄａｔａ法等のアルゴリズムを用いて分類することにより、管理圃場群を地域に分類する。なお、農作業地域分類部１２５は、管理圃場ＤＢ１０２の面積欄２０６から各管理圃場の面積を取得し、取得した各面積を、分類処理における各管理圃場の重みとして用いてもよい。

続いて、作業計画実行可能判定部１２３は、各地域における農作業が単位期間（本実施例では１日）内で、完了するか否かを判定する（Ｓ１４０６）。なお、本実施例では、１つの管理圃場に対する農作業は１日以内で完了するように、管理圃場は管理圃場ＤＢ１０２において予め定義されている。以下、ある地域における農作業が１日で完了するか否かを判定する方法の一例を説明する。

まず、作業計画実行可能判定部１２３は、ステップＳ１４０１で入力された作業内容の使用リソース、毎時作業面積、及び毎時管理圃場間移動速度を農作業ＤＢ１０４から特定する。作業計画実行可能判定部１２３は、特定した使用リソースのうち、使用可能期間がステップＳ１４０１で入力された作業期間に含まれるリソースの数量及び使用時間を取得する。なお、当該リソースが当該農作業で用いられるリソースである。

続いて、地域内作業経路決定部１２６は、地図ＤＢ１０３が示す、当該リソースに対応する当該地域の各管理圃場間経路の距離を用いて、当該地域の全ての管理圃場を訪れるための最小の移動距離を、例えば、ダイクストラ法等のアルゴリズムに従って算出する。作業計画実行可能判定部１２３は、算出された最小の移動距離と、取得したリソースの管理圃場間移動速度から、リソースの移動時間を算出する。

また、作業計画実行可能判定部１２３は、管理圃場ＤＢ１０２を参照して、当該地域の管理圃場の総面積を算出し、算出した総面積と、リソースの毎時作業面積と、から当該地域の農作業にかかる時間を算出する。作業計画実行可能判定部１２３は、当該地域の農作業にかかる時間とリソースの移動時間との和が、取得したリソースの使用時間を超えている場合、当該地域における農作業が１日で完了しないと判定する。作業計画実行可能判定部１２３は、当該地域の農作業にかかる時間とリソースの移動時間との和が、取得したリソースの使用時間以下である場合、当該地域における農作業が１日で完了すると判定する。

作業計画実行可能判定部１２３が、１日で農作業が完了しない地域があると判定した場合（ステップＳ１４０６：Ｎｏ）、農作業地域分類部１２５は、当該地域それぞれを複数の地域にさらに分類し（Ｓ１４０７）、再びステップＳ１４０６に遷移する。ステップＳ１４０７における分類方法はステップＳ１４０５における分類方法と同様であるため説明を省略する。

図１５は、１以上の管理圃場からなる地域群の一例である。地域１５０１、地域１５０２、及び地域１５０３は、いずれも１以上の管理圃場を含み、地域内の農作業が１日で完了する地域である。

図１４の説明に戻る。作業計画実行可能判定部１２３が、全ての地域において農作業が１日で完了すると判定した場合（ステップＳ１４０６：Ｙｅｓ）、作業計画決定部１１６は、作業計画を決定する（Ｓ１４０８）。以下、作業計画の決定方法の一例を説明する。

図１６は作業計画決定方法の一例を示す説明図である。図１６は、作業期間が３日間であり、管理圃場が地域１、地域２、及び地域３の３つの地域に分類された例を示す。作業計画適正度計算部１２４は、例えば、ステップＳ９０４において算出された地域１に含まれる管理圃場の１日目の作業適正度の和を、地域１における１日目の作業適正度として、計算する。同様にして、作業計画適正度計算部１２４は、作業期間の各日における各地域の作業適正度を計算する。

続いて、地域別作業経路決定部１２７は、各地域間の距離を特定する。地域別作業経路決定部１２７は、地域１と地域２との距離を特定する場合、地図ＤＢ１０３から、当該農作業の使用リソースに対応するレコードであって、地域１の管理圃場と地域２の管理圃場との経路に対応するレコード、の距離を取得する。地域別作業経路決定部１２７は、取得した距離のうち最小の距離を地域１と地域２の距離に決定する。地域別作業経路決定部１２７は、同様の方法で、地域１と地域３との距離、及び地域２と地域３との距離を特定する。

続いて、地域別作業経路決定部１２７は、農作業ＤＢ１０４から、当該農作業における使用リソースに対応する毎時管理圃場間移動コスト及び管理圃場間移動速度を取得する。地域別作業経路決定部１２７は、管理圃場間移動速度と各地域間の距離とを用いて、各地域間の移動時間を算出し、算出した移動時間と毎時管理圃場間移動コストとを用いて、各地域間の移動コストを算出する。

続いて、地域別作業経路決定部１２７は、各日における各地域の作業適正度と、各地域間の移動コストと、を用いて地域別作業経路を決定する。具体的には、例えば、地域別作業経路決定部１２７は、１日目、２日目、及び３日目にそれぞれ違う地域の農作業を実行した場合における地域作業適正度の合計から地域間移動コストの合計を引いた差を作業計画点数として算出する。

本実施例では１日に１つの地域の農作業が実行される例を説明するが、１日に複数の地域の農作業が実行されてもよい。地域別作業経路決定部１２７は、複数の地域からなる地域群それぞれについて、ステップＳ１４０６と同様の判定を実行することにより、農作業が１日で完了するか地域群を特定することができる。このような地域群が存在する場合、図１６の例で決定される農作業計画における農作業は２日以内に完了する。

例えば、１日目に地域１、２日目に地域２、３日目に地域３において農作業をする作業計画の例を説明する。１日目の地域１の作業適正度は５点であり、２日目の地域２の作業適正度は３点であり、３日目の地域３の作業適正度は４点である。また、地域１から地域２への移動コストは６点であり、地域２から地域３への移動コストは１点である。従って、１日目に地域１、２日目に地域２、３日目に地域３において農作業をする作業計画における作業計画点数は、（５＋３＋４）−（６＋１）＝５点である。

地域別作業経路決定部１２７は、同様にして、全ての地域巡回順序における作業計画点数を算出する。全体作業経路決定部１２８は、作業計画点数が高い順に所定個数（例えば１つ）の作業計画を決定する。なお、各地域内における管理圃場の巡回順序は、地域内作業経路決定部１２６が算出した地域内の圃場間の移動距離が最小になる順序である。

図１４の説明に戻る。続いて、地域別作業経路決定部１２７は、決定した作業計画を、例えば、ディスプレイ１３９又は管理端末２００に出力する（Ｓ１４０９）。具体的には、例えば、地域別作業経路決定部１２７は、各管理圃場がどの地域に属するか、いつどの地域の農作業を実行するか、及び各地域における管理圃場の巡回順序を示す情報を、作業計画として出力する。また、地域別作業経路決定部１２７は、各管理圃場について、作業計画における当該管理圃場の作業日における作業適正度を併せて出力してもよい。

また、地域別作業経路決定部１２７は、決定した作業計画を、例えば、作業計画点数とともに、作業計画点数順に出力してもよい。また、地域別作業経路決定部１２７は、図１２の表示画面１２００のように、作業計画を空中画像上に出力してもよい。

本実施例の農作業支援システムは、作業適性度と移動コストとリソース情報とに基づいて、作業計画を決定することにより、リソースによる制約を満たし、かつコストと作業適正とを最適化する作業計画を決定することができる。

本実施例の農作業計画支援装置１００は、作業対象の管理圃場を選択し、選択した管理圃場における作業計画を決定する。例えば、リソースの一例である人が農作業の一例である農業調査を行う場合、一部の管理圃場のみを調査することにより、コストを節約できる。本実施例の農作業計画支援装置１００は、例えば、様々な種類の管理圃場の調査結果が得られるよう、かつコストを節約できるよう、当該一部の管理圃場を選択し、作業計画を決定する。以下、本実施例では、実施例２との相違点を説明する。

図１７は、本実施例の農作業計画支援システムの構成例を示すブロック図である。作業計画決定部１１６は、作業管理圃場選択部１２９をさらに含む。作業管理圃場選択部１２９は、ステップＳ１４０６で各地域における農作業が１日で完了すると判定された場合（Ｓ１４０６：Ｙｅｓ）、各地域から作業適正度の高い管理圃場を選択する。

農作業が地域ごとの収穫量調査である場合には、作業管理圃場選択部１２９は、例えば、各地域における調査対象管理圃場数の入力を使用者等から受け付け、各地域から作業適正度の高い順に調査対象管理圃場数と同数の管理圃場を選択する。なお、地域における管理圃場数が調査対象管理圃場数未満である場合、作業管理圃場選択部１２９は、例えば、当該地域における管理圃場を全て選択する。

また、作業管理圃場選択部１２９は、各地域における、作業適正度の和から移動コストを引いた値が最大になるように、各地域から調査対象管理圃場数と同数の管理圃場を選択してもよい。また、作業管理圃場選択部１２９は、例えば、各地域から作業適正度が所定の閾値以上である管理圃場を選択してもよい。各地域から作業管理圃場選択部１２９が選択した管理圃場に対して、ステップＳ１４０８以降の処理が実施される。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることも可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。

また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１００ 農作業計画支援装置、１０２ 管理圃場ＤＢ、１０３ 地図ＤＢ、１０４ 農作業ＤＢ、１０５ リソースＤＢ、１０６ 気象ＤＢ、１０８ 空中画像ＤＢ、１０９ 空中画像解析部、１１０ 作業適正度計算部、１１２ 作業計画判定部、１１４ スペクトルＤＢ、１１５ 移動コスト計算部、１１６ 作業計画決定部、１３１ プロセッサ、１３２ 補助記憶装置、１３３ メモリ

Claims (14)

1. 管理圃場における農作業の計画の生成を支援する農作業計画支援装置であって、
   プロセッサと記憶装置とを含み、
   前記記憶装置は、
   画像特徴量と圃場の状態との対応を示す特徴量情報と、
   前記管理圃場の画像特徴量と、
   農作業の作業内容及び圃場の状態の組み合わせと、作業適正度の推移を示す作業適正度曲線と、の対応を示す作業適正度情報と、を保持し、
   前記プロセッサは、
   前記管理圃場について、作業適正度推定処理を実行し、
   前記作業適正度推定処理において、
   農作業の作業内容の入力を受け付け、
   前記特徴量情報が示す画像特徴量と、前記管理圃場の画像特徴量と、を比較して、前記管理圃場の状態を推定し、
   前記作業適正度情報を参照して、前記入力を受け付けた作業内容及び前記推定した状態の組み合わせに対応する作業適正度曲線を決定し、
   前記決定した作業適正度曲線が示す推移を、表示装置に出力する、農作業計画支援装置。
2. 請求項１に記載の農作業計画支援装置であって、
   前記記憶装置は、前記計画における作業期間の前記管理圃場の気象を示す気象情報をさらに保持し、
   前記プロセッサは、
   前記作業適正度推定処理において、
   前記気象情報が示す気象が所定の条件を満たす場合、前記決定した作業適正度曲線を補正し、
   前記補正した作業適正度曲線が示す推移を、前記表示装置に出力する、農作業計画支援装置。
3. 請求項２に記載の農作業計画支援装置であって、
   前記作業内容は、前記管理圃場に作付された作物の収穫作業であり、
   前記特徴量情報が示す圃場の状態は、圃場内の作物が倒伏した倒伏状態を含み、
   前記プロセッサは、
   前記作業適正度推定処理において、
   前記管理圃場の状態が前記倒伏状態であると推定し、かつ前記気象情報を参照して前記作業期間に前記管理圃場において降雨が発生すると判定した場合、
   前記決定した作業適正度曲線における降雨発生日時以降の作業適正度を、所定の条件に従って低下させる補正を実行する、農作業計画支援装置。
4. 請求項１に記載の農作業計画支援装置であって、
   前記作業内容は前記管理圃場における農業調査であって、
   前記作業適正度情報における前記農業調査に対応する作業適正度曲線は、定数関数が示す直線であり、
   前記プロセッサは、
   前記作業適正度推定処理において、
   前記管理圃場の状態の推定において、前記特徴量情報が示す画像特徴量それぞれと、前記管理圃場の画像特徴量と、の距離を算出し、
   前記定数関数における定数を、前記算出した距離のうち最小の距離が大きいほど小さい値に決定する、農作業計画支援装置。
5. 請求項１に記載の農作業計画支援装置であって、
   前記計画における作業期間は、複数の単位期間からなり、
   前記記憶装置は、前記管理圃場の面積を示す面積情報と、農作業の実行に利用されるリソースの所定時間あたりの作業面積を示すリソース情報と、をさらに保持し、
   前記プロセッサは、
   複数の前記管理圃場それぞれについて、前記作業適正度推定処理を実行し、
   前記複数の管理圃場から、１以上の管理圃場からなる複数の管理圃場群を生成し、
   前記複数の管理圃場群の生成において、前記面積情報と、前記リソース情報と、に基づいて、前記リソースによる前記複数の管理圃場群それぞれにおける農作業が１単位期間以内に完了するよう、前記複数の管理圃場を分類し、
   前記複数の単位期間それぞれについて、前記決定した作業適正度曲線に基づいて、前記複数の管理圃場群それぞれの作業適正度を算出し、
   前記複数の管理圃場群それぞれの作業適正度は、当該管理圃場群を構成する管理圃場の作業適正度の和であり、
   前記プロセッサは、
   前記複数の単位期間それぞれにおいて農作業が行われる管理圃場群を示す、複数の農作業計画候補を生成し、
   前記複数の農作業計画候補それぞれについて、前記複数の管理圃場群それぞれの農作業が行われる単位期間の作業適正度を特定し、前記特定した作業適正度の合計値を算出し、
   前記算出した合計値に基づいて、前記複数の農作業計画候補から、農作業計画を選択し、
   前記選択した農作業計画を、前記表示装置に出力する、農作業計画支援装置。
6. 請求項５に記載の農作業計画支援装置であって、
   前記記憶装置は、前記リソースの前記複数の管理圃場間の移動コストを示す、移動コスト情報をさらに保持し、
   前記プロセッサは、
   前記複数の農作業計画候補それぞれについて、前記移動コスト情報を参照して、当該農作業計画候補が示す管理圃場群の巡回順序に従う管理圃場群間の移動コストの合計値を算出し、前記算出した作業適正度の合計値から前記算出した移動コストの合計値を引いた差を算出し、
   前記算出した差に基づいて、前記複数の農作業計画候補から、農作業計画を選択する、農作業計画支援装置。
7. 請求項５に記載の農作業計画支援装置であって、
   前記プロセッサは、
   前記複数の管理圃場から、１以上の管理圃場からなる複数の管理圃場群候補を生成し、
   前記複数の管理圃場群候補の生成において、前記面積情報と、前記リソース情報と、に基づいて、前記リソースによる前記複数の管理圃場群それぞれにおける農作業が１単位期間以内に完了するよう、前記複数の管理圃場を分類し、
   前記複数の管理圃場群候補それぞれから作業適正度が所定の閾値以上である管理圃場を選択し、前記複数の管理圃場群候補それぞれについて前記選択した管理圃場からなる作業対象管理圃場群を決定し、
   前記複数の管理圃場群は、前記決定した作業対象管理圃場群からなる、農作業計画支援装置。
8. 農作業計画支援装置が、管理圃場における農作業の計画の生成を支援する農作業計画支援方法であって、
   前記農作業計画支援装置は、
   画像特徴量と圃場の状態との対応を示す特徴量情報と、
   前記管理圃場の画像特徴量と、
   農作業の作業内容及び圃場の状態の組み合わせと、作業適正度の推移を示す作業適正度曲線と、の対応を示す作業適正度情報と、を保持し、
   前記農作業計画支援方法は、
   前記農作業計画支援装置が、
   前記管理圃場について、作業適正度推定処理を実行し、
   前記作業適正度推定処理において、
   農作業の作業内容の入力を受け付け、
   前記特徴量情報が示す画像特徴量と、前記管理圃場の画像特徴量と、を比較して、前記管理圃場の状態を推定し、
   前記作業適正度情報を参照して、前記入力を受け付けた作業内容及び前記推定した状態の組み合わせに対応する作業適正度曲線を決定し、
   前記決定した作業適正度曲線が示す推移を、表示装置に出力する、農作業計画支援方法。
9. 請求項８に記載の農作業計画支援方法であって、
   前記農作業計画支援装置は、前記計画における作業期間の前記管理圃場の気象を示す気象情報をさらに保持し、
   前記農作業計画支援方法は、
   前記農作業計画支援装置が、
   前記作業適正度推定処理において、
   前記気象情報が示す気象が所定の条件を満たす場合、前記決定した作業適正度曲線を補正し、
   前記補正した作業適正度曲線が示す推移を、前記表示装置に出力する、農作業計画支援方法。
10. 請求項９に記載の農作業計画支援方法であって、
    前記作業内容は、前記管理圃場に作付された作物の収穫作業であり、
    前記特徴量情報が示す圃場の状態は、圃場内の作物が倒伏した倒伏状態を含み、
    前記農作業計画支援方法は、
    前記農作業計画支援装置が、
    前記作業適正度推定処理において、
    前記管理圃場の状態が前記倒伏状態であると推定し、かつ前記気象情報を参照して前記作業期間に前記管理圃場において降雨が発生すると判定した場合、
    前記決定した作業適正度曲線における降雨発生日時以降の作業適正度を、所定の条件に従って低下させる補正を実行する、農作業計画支援方法。
11. 請求項８に記載の農作業計画支援方法であって、
    前記作業内容は前記管理圃場における農業調査であって、
    前記作業適正度情報における前記農業調査に対応する作業適正度曲線は、定数関数が示す直線であり、
    前記農作業計画支援方法は、
    前記農作業計画支援装置が、
    前記作業適正度推定処理において、
    前記管理圃場の状態の推定において、前記特徴量情報が示す画像特徴量それぞれと、前記管理圃場の画像特徴量と、の距離を算出し、
    前記定数関数における定数を、前記算出した距離のうち最小の距離が小さいほど大きい値に決定する、農作業計画支援方法。
12. 請求項８に記載の農作業計画支援方法であって、
    前記計画における作業期間は、複数の単位期間からなり、
    前記農作業計画支援装置は、前記管理圃場の面積を示す面積情報と、農作業の実行に利用されるリソースの所定時間あたりの作業面積を示すリソース情報と、をさらに保持し、
    前記農作業計画支援方法は、
    前記農作業計画支援装置が、
    複数の前記管理圃場それぞれについて、前記作業適正度推定処理を実行し、
    前記複数の管理圃場から、１以上の管理圃場からなる複数の管理圃場群を生成し、
    前記複数の管理圃場群の生成において、前記面積情報と、前記リソース情報と、に基づいて、前記リソースによる前記複数の管理圃場群それぞれにおける農作業が１単位期間以内に完了するよう、前記複数の管理圃場を分類し、
    前記複数の単位期間それぞれについて、前記決定した作業適正度曲線に基づいて、前記複数の管理圃場群それぞれの作業適正度を算出し、
    前記複数の管理圃場群それぞれの作業適正度は、当該管理圃場群を構成する管理圃場の作業適正度の和であり、
    前記農作業計画支援方法は、
    前記農作業計画支援装置が、
    前記複数の単位期間それぞれにおいて農作業が行われる管理圃場群を示す、複数の農作業計画候補を生成し、
    前記複数の農作業計画候補それぞれについて、前記複数の管理圃場群それぞれの農作業が行われる単位期間の作業適正度を特定し、前記特定した作業適正度の合計値を算出し、
    前記算出した合計値に基づいて、前記複数の農作業計画候補から、農作業計画を選択し、
    前記選択した農作業計画を、前記表示装置に出力する、農作業計画支援方法。
13. 請求項１２に記載の農作業計画支援方法であって、
    前記農作業計画支援装置は、前記リソースの前記複数の管理圃場間の移動コストを示す、移動コスト情報をさらに保持し、
    前記農作業計画支援方法は、
    前記農作業計画支援装置が、
    前記複数の農作業計画候補それぞれについて、前記移動コスト情報を参照して、当該農作業計画候補が示す管理圃場群の巡回順序に従う管理圃場群間の移動コストの合計値を算出し、前記算出した作業適正度の合計値から前記算出した移動コストの合計値を引いた差を算出し、
    前記算出した差に基づいて、前記複数の農作業計画候補から、農作業計画を選択する、農作業計画支援方法。
14. 請求項１２に記載の農作業計画支援方法であって、
    前記農作業計画支援方法は、
    前記農作業計画支援装置が、
    前記複数の管理圃場から、１以上の管理圃場からなる複数の管理圃場群候補を生成し、
    前記複数の管理圃場群候補の生成において、前記面積情報と、前記リソース情報と、に基づいて、前記リソースによる前記複数の管理圃場群それぞれにおける農作業が１単位期間以内に完了するよう、前記複数の管理圃場を分類し、
    前記複数の管理圃場群候補それぞれから作業適正度が所定の閾値以上である管理圃場を選択し、前記複数の管理圃場群候補それぞれについて前記選択した管理圃場からなる作業対象管理圃場群を決定し、
    前記複数の管理圃場群は、前記決定した作業対象管理圃場群からなる、農作業計画支援方法。

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