JP7009229B2 - 農業支援システム - Google Patents
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Description
特許文献1のサーバは、作物、複数の圃場、農作業、農作業を行う農作業期間を含む作業計画を設定する作業計画設定手段と、農作業及び日付を含む作業内容計画手段とを備えている。
農業支援システムは、農業機械で行う農作業の作業計画を作成する作業作成部と、前記作業作成部から作成された作業計画を送信する通信部とを有する農業支援装置と、前記農業機械に設けられた表示装置と、を備える農業支援システムであって、前記表示装置は、前記農業機械の機械情報を取得する機械情報取得部と、前記通信部から送信された作業計画を取得する計画取得部と、前記機械情報取得部で取得した機械情報と前記作業計画とを比較して前記作業計画の実行に関する評価を行う評価部と、前記評価部における評価結果を表示する表示部とを備え、前記評価部は、前記農業機械に設けられた作業装置の機械情報に基づいて、前記作業計画が実行できるか否かの評価を行い、前記表示部は、前記機械情報と共に前記評価結果として作業計画が行えるか否かを表示し、前記表示装置は、前記評価部において前記作業計画の実行が行われると判断された場合に、当該表示装置に対して所定の操作をすることにより作業終了の通知が行われると、前記作業計画で示された圃場に対して、少なくとも農業機械が走行した走行軌跡に基づいて、当該作業計画で示された農作業が前記農業機械によって完了したか否かを前記農業機械の作業中に判断する作業判断部を備え、前記作業計画で示された農作業が前記農業機械によって完了したと前記作業判断部によって判断されると、前記表示部は作業計画通りに作業が完了した旨の表示を行い、前記表示装置に前記作業計画を表示した後に、当該農業機械による当該作業計画に対する作業実績を前記表示装置が前記農業支援装置に送信し、前記作業計画で示された農作業が前記農業機械によって完了しなかったと前記作業判断部によって判断されると、前記表示部は作業計画通りに作業が完了していない旨の表示を行い、当該農業機械による当該作業計画に対する作業実績を前記表示装置が前記農業支援装置に送信しない。
前記作業判断部は、前記作業計画で示された圃場において前記農業機械が走行した走行軌跡の最も外側の直進部間の幅に当該農業機械の作業幅を加えた実行幅と、当該圃場において作業を行える作業領域の前記走行軌跡の直進部が並ぶ方向の幅とを比較し、作業領域の幅>実行幅でない場合に、当該作業計画で示された農作業が前記農業機械によって完了したと判断し、作業領域の幅>実行幅である場合に、当該作業計画で示された農作業が前記農業機械によって完了しなかったと判断する。
前記表示部は、少なくとも前記農業支援装置から送信された外部情報を表示可能な第1領域と、少なくとも前記外部情報とは異なる内部情報を表示する第2領域とを含み、前記第1領域に前記評価部における評価結果が表示される。
農業支援システムは、農作業を支援するシステムである。農業支援システムでは、例えば、図1に示すように、農業機械に設けた表示装置80が、農業支援装置90からの様々な情報を取得することで、農業機械で行う農作業を支援する。農業機械は、インプルメント等の作業装置が装着されたトラクタ又は田植機、収穫を行うコンバイン等である。前述した農業機械1は一例であり限定されない。
図2に示すように、トラクタ1は、走行装置7を有する走行車両(走行車体)3と、原動機4と、変速装置5とを備えている。走行装置7は、タイヤ型の走行装置又はクローラ型の走行装置である。原動機4は、ディーゼルエンジン、電動モータ等である。変速装置5は、変速によって走行装置7の推進力を切換可能であると共に、走行装置7の前進、後進の切換が可能である。走行車両3にはキャビン9が設けられ、当該キャビン9内には運転席10が設けられている。
位置検出装置70Aは、衛星測位システムによって自己の位置(緯度、経度を含む測位情報)を検出する装置である。即ち、位置検出装置70Aは、測位衛星から送信された信号(測位衛星の位置、送信時刻、補正情報等)を受信し、受信した信号に基づいて位置(緯度、経度)を検出する。なお、位置検出装置70Aは、測位衛星からの信号を受信可能な基地局(基準局)からの補正等の信号に基づいて補正した位置を、自己の位置(緯度、経度)として検出してもよい。また、位置検出装置70Aがジャイロセンサや加速度センサ等の慣性計測装置を有し、慣性計測装置によって補正した位置を、自己の位置として検出してもよい。
図1、図3に示すように、農業支援装置90に外部端末15が接続し、当該外部端末15から作業計画の作成の要求があると、この要求に応じて作業作成部91は、作成画面M1を外部端末15に表示する。外部端末15は、パーソナルコンピュータ、スマートフォン、タブレットコンピュータ、PDA等である。外部端末15は、パーソナルコンピュータの固定型の端末15Aと、スマートフォン、タブレットコンピュータ、PDAの携帯型の端末15Bに分けられる。説明の便宜上、外部端末15を区別するために、固定型の端末15Aと、携帯型の端末15Bとを使い分けることがある。
また、作業作成部91は、農作業の項目だけでなく、農作業の手順を作業計画として設定可能である。作業作成部91は、農業機械の走行予定ルートR1を入力するフィールド106(ルート入力部)を作成画面M1に表示する。フィールド106には、圃場の輪郭H10が表示される。フィールド106には、圃場の位置情報(緯度、経度)が割り当てられており、外部端末15からの指令に基づいて、走行予定ルートR1を描写することで、走行予定ルートR1に位置情報(緯度、経度)が割り当てられる。例えば、走行ルートR1として、トラクタ1を直進させる直進部R2と、トラクタ1を旋回させる旋回部R3とを設定する。走行ルートR1における直進部R2及び旋回部R3は、フィールド106の位置(緯度、経度)に対応付けられており、少なくとも直進部R2及び旋回部R3に対応する位置を、設定することができる。なお、作成画面M1に、走行予定ルートR1の詳細設定を行う詳細設定部107を表示して、作業装置2の幅(作業幅)、隣接する作業領域において作業装置2が幅方向にラップ(重複)するラップ幅、車速等を設定できるようにしてもよい。
まず、農業マップデータ(農業マップ)の種類、取得等について詳しく説明する。
農業マップデータとは、農業に関するデータと位置とが関連付けられたデータであり、例えば、圃場形状データ、収量データ、食味データ、生育データ、土壌データ、可変施肥データ、自動走行データ、作業履歴データ、地図データ等である。
自動走行データは、農業支援装置90によって取得することができる。具体的には、上述したように作業作成部91が走行予定ルートR1を作成した場合、作成した走行予定ルートR1を自動走行データに設定することで、自動走行データを取得することができる。即ち、農業支援装置90が、作業作成部91で作成が完了した走行予定ルートR1を農業マップデータの1つとして組み入れることで、自動走行データを取得することができる。
また、車体31には、位置検出装置70Bが設けられている。位置検出装置70Bは、位置(緯度、経度)を検出する装置であり、位置検出装置70Aと同様の構成であるため説明を省略する。
マルチコプター50は、圃場上を飛行して、圃場上の作物を空撮し、撮像装置50eで撮像した画像(撮像画像)に、位置検出装置70Dで検出された位置を対応付けて撮像データとする。撮像データは、マルチコプター50に設けられた記憶部20Dに記憶される。撮像データは、解析することで植生指標に変換される。記憶部20Dは、不揮発性のメモリ等で構成されている。
土壌データ及び可変施肥データは、田植機40により取得することができる。図1、2に示すように、田植機40は、車体41と、原動機42と、変速装置43と、苗植付装置44とを備えている。原動機42及び変速装置43は車体41に設けられている。植付装置44は車体41の後部に設けられている。苗植付装置44は、車体41の後部に設けられた苗載せ台45に搭載された苗を当該苗載せ台45から取り出して、圃場等に植え付ける。
また、車体41の後部側には、可変施肥等が行う施肥機等の作業装置2が取付可能である。また、車体41には、位置検出装置70Cが設けられている。位置検出装置70Cは、位置(緯度、経度)を検出する装置であり、位置検出装置70Aと同様の構成であるため説明を省略する。
また、田植機40は、土壌の硬度を検出する硬度検出装置47を備えている。硬度検出装置47は、田植機40にて田植作業を行ったときの車体41の浮き沈み(上下変動)によって土壌の硬さを検出する。記憶部20Cは、田植機40にて田植作業を行った場合、硬度検出装置47で検出した硬度と、位置検出装置70Cで検出された位置とを対応付けることで、土壌データを取得、記憶することができる。
トラクタ1は、農業支援装置90等によって作成された走行予定ルートR1を取得可能である。トラクタ1が自動走行の仕様である場合、当該トラクタ1は、取得した走行予定ルートR1に沿ってステアリング等を自動的に操舵しながら走行をする。記憶部20Aは、トラクタ1によって自動走行を行った場合、位置検出装置70Aで検出された位置を記憶する。即ち、走行予定ルートR1に基づいてトラクタ1を走行させた際の当該トラクタ1の位置を走行軌跡として、記憶部20Aに記憶することで作業履歴データを取得することができる。
通信装置60A、60B、60C、60Dは、農業支援装置90に直接通信及び間接通信のいずれかを行う通信モジュールであって、例えば、通信規格であるIEEE802.11シリーズのWi-Fi(Wireless Fidelity、登録商標)、BLE(Bluetooth(登録商標) Low Energy)、LPWA(Low Power, Wide Area)、LPWAN(Low-Power Wide-Area Network)等により無線通信を行うことができる。また、通信装置60A、60B、60C、60Dは、例えば、携帯電話通信網又はデータ通信網などにより無線通信を行うことができる。
また、間接通信の場合、通信装置60A、60B、60C、60Dは、定期的又は不定期に、記憶部20A、20B、20C、20Dに記憶した農業マップデータを端末15Bに送信する。端末15Bは、農業マップデータを受信すると一時的に受信した農業マップデータを記憶(保存)する。農業支援装置90は、定期的又は不定期に、端末15Bに対して、農業マップデータの送信を要求する。端末15Bが農業マップデータの送信の要求を受信すると、当該端末15Bは一時的に保存していた農業マップデータを農業支援装置90に送信する。或いは、間接通信の場合、端末15Bから農業支援装置90に対して、農業マップデータを送信する。なお、間接通信の場合において、端末15Bが生育データの元となる撮像データを受信した場合は、当該端末15Bが撮像データを生育データに変換してもよい。或いは、直接通信と同様に、農業支援装置90が撮像データを受信した後に当該農業支援装置90が撮像データを生育データに変換してもよい。
なお、農業マップの基本情報(名称、取得日等)は、端末15A及び端末15Bのいずれかを農業支援装置90に接続して、基本情報を入力することによって、農業マップデータ(管理情報)毎に基本情報が関連付けられる。なお、基本情報は自動的に生成されて管理情報に対応付けられ、マップデータ記憶部93に記憶されてもよく、入力方法及び関連付けの方法等について限定はされない。
マップ表示部109には、複数の農業マップ(F11~F19)を表示していたが、複数の農業マップのうち、作成画面M1において設定する作業計画に関係する所定の農業マップをマップ表示部109に表示してもよい。表示制御部97は、例えば、複数の農業マップのうち、作業入力部101に入力された農作業の項目に応じて、マップ表示部109に表示する農業マップを決定する。農作業が施肥である場合、表示制御部97は、表示制御部97は、施肥に関する農業マップ(可変施肥マップF16)をマップ表示部109に表示する。
図1に示すように、農業支援装置90は、通信部95を備えている。通信部95は、農業支援装置90に設けられた電気・電子部品、当該農業支援装置90に格納されたプログラム等から構成されている。通信部95は、作業作成部91によって作成された作業計画をトラクタ1等の農業機械に送信する。
第1領域M21において、作業計画画面M3を表示する場合、当該作業計画画面M3には、農作業、農業機械(作業装置)の型番、型式、名称、作業日、走行予定ルートR1、作業幅、ラップ幅を表示する。
機械情報取得部83は、作業装置2が連結部8に連結されたとき、トラクタ1のイグニッションスイッチ等がONになり表示装置80が起動したとき等、作業装置2に対して農業機械の機械情報、即ち、作業装置2の機械情報の要求を行う。作業装置2は、機械情報取得部83からの要求に応じて、予め当該作業装置2に記憶されている型番、型式、名称等を機械情報として機械情報取得部83に送信する。機械情報取得部83は、作業装置2から送信された機械情報を保持する。なお、機械情報を取得した後も定期的に機械情報取得部83が作業装置2に対して機械情報の要求を行い、作業装置2から機械情報を取得してもよい。また、作業装置2から定期的に機械情報を表示装置80に送信して、当該表示装置80に機械情報が入力された場合に機械情報取得部83が機械情報を取得してもよい。
評価部84は、計画取得部81が作業計画を取得後、機械情報取得部83が機械情報(型番、型式、名称等)を取得している場合は、機械情報と計画取得部81が取得した作業計画(型番、型式、名称等)とを比較して、作業計画の実行に関する評価を行う。例えば、評価部84は、作業装置2から得られた型番と、作業計画で示された型番とを比較して、型番が一致する場合は、作業計画が遂行できると判断する。一方、評価部84は、作業装置2から得られた型番と、作業計画で示された型番とを比較して、型番が一致しない場合は、作業計画は遂行不可であると判断する。
評価部84において、作業計画が行えないと判断された場合、表示装置80は、少なくとも作業計画を実行に移行するための入力をできないようにする。例えば、第2領域M22に表示された設定部86、即ち、トラクタ1又は作業装置2の設定を変更するための設定部86に対する入力の受付を停止する。言い換えれば、トラクタ1又は作業装置2の設定を変更するためのユーザインタフェースの入力の受付を停止する。
詳しくは、表示部82は、複数の作業計画の中から作業日をキーとして、当日行う作業計画(当日計画という)を抽出し、抽出した当日計画で示された圃場(作業対象圃場という)H1を作業マップF20に表示する。また、表示部82は、作業マップF20において、複数の作業計画のうち、作業対象圃場H1と当該作業対象圃場H1以外の他圃場H2とを色分けして表示する。表示部80は、作業マップF20上にトラクタ1の現在位置を示す図形110と作業対象圃場H1との両方を表示し、現在位置から作業対象圃場H1の入口までの案内ルート111を表示してもよい。
さて、トラクタ1側では、作業計画で示された農作業が指示通りに行われたかを判断することが可能である。表示装置80は、作業判断部87を有している。作業判断部87は、表示装置80に設けられた電気・電子部品、当該表示装置80に格納されたプログラム等から構成されている。
或いは、作業判断部87は、作業領域H5の面積S1と、走行軌跡114と作業幅とから得られる実行面積S2とを比較する。なお、作業領域H5とは、実質的にトラクタ1等によって作業が行える領域である。作業領域H5は、例えば、走行予定ルートR1の設定前、又は、作業マップを表示装置80に登録する際に、作業対象圃場H1の周囲をトラクタ1で走行させて、作業対象圃場H1に対するトラクタ1が走行可能な領域を検出位置70によって検出しておき、検出した位置により設定された領域である。また、予め作業対象圃場H1の畔等の輪郭から圃場の内側に所定距離シフトした領域を除く部分を作業領域H5としてもよい。
農業支援装置90は、作業実績を受信すると、受信した作業実績を不揮発性のメモリ等から構成された実績記憶部99に記憶する。
これによれば、農業支援装置90の作業計画部91で作成した作業計画を農業機械に設けた表示装置80側で取得することができ、取得した作業計画と、農業機械の機械情報とから作業計画の実行に関する評価を行うことができる。また、表示装置80で評価結果を表示することができるため、農業機械に乗車した作業者は評価を確認することができる。つまり、作業者等が農業機械側で農作業の実行に関する事項について簡単に確認することができる。
これによれば、農業機械に乗車した作業者は、農業機械2に設けた作業装置2による作業により作業計画が実行できるかを簡単に確認することができる。
表示部82は、作業計画に対応して農業機械による農作業が行われている場合に、農作業を中断した位置を表示する。これによれば、農作業を中断した位置が分かり易く、作業者は中断した位置と異なる位置に農業機械がある場合にも、中断の位置まで簡単に農業機械を移動させることができる。
これによれば、作業計画が農業機械で行える場合に、作業計画に対する作業が確実に実行されているか否か(完了しているか否か)を簡単に把握することができる。
上述した実施形態では、表示制御部97によって、作業計画の作成時に農業マップを外部端末15に表示していたが、当該農業マップを表示装置80に表示させてもよい。
レイヤマップ画面M4では、圃場マップF11、収穫マップF12、食味マップF13、生育マップF14、土壌マップF15、可変施肥マップF16、自動走行マップF17、作業履歴マップF18、地上マップF19が表示可能である。即ち、レイヤマップ画面M4では、外部端末15と同様に、複数の農業マップを表示することができる。
農業支援装置90は、外部端末15に対して農作業の作業計画を作成する作業作成部91を備え、表示部82は、作業作成部91で作成された作業計画及びデータ送信部から送信された複数の農業マップデータを可視化した複数の農業マップを表示する。
表示部82は、複数の農業マップのそれぞれに共通する区画のデータを、農業マップとして表示する。
表示部82は、複数の農業マップのうち、作業計画に関係する所定の農業マップを表示する。表示制御部97は、複数の農業マップのうち、作業計画の作成に関係する所定の農業マップを外部端末15に表示させる。これによれば、農業マップと作業計画との関係を把握し易くなる。例えば、作業計画に農作業が含まれている場合、当該農作業に関わる農業マップを簡単に見ることができる。
なお、作業計画を作成した際に、作成した作業計画に対応するユニークな識別情報(例えば、ID)を発行してもよい。例えば、作業計画で示された作業をトラクタ等の農業機械で行った場合、当該作業計画に対応する識別情報を、作業履歴データ(作業履歴マップ)に割り当てて管理することで、どの作業に対する作業履歴データ(作業履歴マップ)であるかを把握することができる。
81 計画取得部
82 表示部
83 機械情報取得部
84 評価部
87 作業判断部
89 修正部
90 農業支援装置
91 作業作成部
95 通信部
Claims (6)
- 農業機械で行う農作業の作業計画を作成する作業作成部と、前記作業作成部から作成された作業計画を送信する通信部とを有する農業支援装置と、
前記農業機械に設けられた表示装置と、を備える農業支援システムであって、
前記表示装置は、
前記農業機械の機械情報を取得する機械情報取得部と、前記通信部から送信された作業計画を取得する計画取得部と、前記機械情報取得部で取得した機械情報と前記作業計画とを比較して前記作業計画の実行に関する評価を行う評価部と、前記評価部における評価結果を表示する表示部とを備え、
前記評価部は、前記農業機械に設けられた作業装置の機械情報に基づいて、前記作業計画が実行できるか否かの評価を行い、
前記表示部は、前記機械情報と共に前記評価結果として作業計画が行えるか否かを表示し、
前記表示装置は、前記評価部において前記作業計画の実行が行われると判断された場合に、当該表示装置に対して所定の操作をすることにより作業終了の通知が行われると、前記作業計画で示された圃場に対して、少なくとも農業機械が走行した走行軌跡に基づいて、当該作業計画で示された農作業が前記農業機械によって完了したか否かを前記農業機械の作業中に判断する作業判断部を備え、
前記作業計画で示された農作業が前記農業機械によって完了したと前記作業判断部によって判断されると、前記表示部は作業計画通りに作業が完了した旨の表示を行い、前記表示装置に前記作業計画を表示した後に、当該農業機械による当該作業計画に対する作業実績を前記表示装置が前記農業支援装置に送信し、
前記作業計画で示された農作業が前記農業機械によって完了しなかったと前記作業判断部によって判断されると、前記表示部は作業計画通りに作業が完了していない旨の表示を行い、当該農業機械による当該作業計画に対する作業実績を前記表示装置が前記農業支援装置に送信しない、農業支援システム。 - 前記作業判断部は、前記作業計画で示された圃場において作業を行える作業領域の面積と、当該圃場において前記農業機械が走行した走行軌跡と当該農業機械の作業幅とから得られる実行面積とを比較し、作業領域の面積>実行面積でない場合に、当該作業計画で示された農作業が前記農業機械によって完了したと判断し、作業領域の面積>実行面積である場合に、当該作業計画で示された農作業が前記農業機械によって完了しなかったと判断する、請求項1に記載の農業支援システム。
- 前記作業判断部は、前記作業計画で示された圃場において前記農業機械が走行した走行軌跡の最も外側の直進部間の幅に当該農業機械の作業幅を加えた実行幅と、当該圃場において作業を行える作業領域の前記走行軌跡の直進部が並ぶ方向の幅とを比較し、作業領域の幅>実行幅でない場合に、当該作業計画で示された農作業が前記農業機械によって完了したと判断し、作業領域の幅>実行幅である場合に、当該作業計画で示された農作業が前記農業機械によって完了しなかったと判断する、請求項1に記載の農業支援システム。
- 前記表示部は、少なくとも前記農業支援装置から送信された外部情報を表示可能な第1領域と、少なくとも前記外部情報とは異なる内部情報を表示する第2領域とを含み、
前記第1領域に前記評価部における評価結果が表示される請求項1~3のいずれかに記載の農業支援システム。 - 前記表示装置は、前記作業計画に対応して前記農業機械による農作業が行われている場合に、前記農作業を中断した位置を表示する請求項1~4のいずれかに記載の農業支援システム。
- 前記表示装置は、前記表示部に表示された作業計画を修正する修正部を備え、
前記通信部は、前記修正部によって修正された作業計画を受信する請求項1~5のいずれかに記載の農業支援システム。
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