JP2007248347A - 農業用管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】多数の圃場の中から正確に農作業をする圃場を識別することができるＧＰＳ衛星を利用した管理システムを提供すること。
【解決手段】トラクタ１０に設けた電子制御機器（ＥＣＵ）１１は、ＧＰＳ１３からの電波の受信により割り出して得られる各圃場ごとに圃場ＮＯを付与した地図情報上のトラクタの所在する圃場ＮＯを情報端末モニタ画面１２に表示できるようにし、トラクタのＥＣＵと、該ＥＣＵに接続された携帯端末から無線通信により前記圃場ＮＯを含む各種情報を基地局に発信する。携帯端末が基地局へ各種情報を送信する時に自動的に無線通信を開始し、基地局での前記各種情報の受信完了時点で無線通信を自動的に切断する携帯端末の通信制御機構と、前記圃場ＮＯが携帯端末から入力されると、ＧＰＳからの電波の受信により割り出した農業機械の圃場識別情報を正しい圃場ＮＯ情報に補正してトラクタの情報端末モニタ画面に表示させる指令を基地局に送る圃場識別情報補正制御機構とを備えている。
【選択図】図１

Description

この発明は、農業用の作業車両を一括して管理する農業機械の農業用管理システムに関する。

近年、農業分野では圃場の大規模化に伴い、個人または法人が複数の農作業用の作業車両を所有し、地域の圃場を一括して管理委託されるいわゆる委託農業が増加している。このような委託農業などでは、決められた期間内に特定の作業を能率的に完了するために前圃場情報を管理する基地局の管理センタのホストコンピュータと農業機械の間でＧＰＳ（前地域測位システム）衛星からの電波信号を利用した農業機械の位置情報の確認やそれら位置情報を含めた農業機械の情報（肥料や苗などの資材の補給のための情報など）などを送受信することが行われている。
特開平１１−２４３７３８号公報 特開２００２−１８１５６６号公報

上記特許文献１記載のＧＰＳを利用する作業管理システムでは各車両の積載する苗、肥料などの消費量に応じて車両の作業継続可能時間を各車両のオペレータに知らせることを行っている。また上記特許文献２記載のＧＰＳを利用する農業機械は作業を行う圃場までの走行ルートを各車両のオペレータに知らせることを行っている。

しかし、ＧＰＳを利用する大面積の圃場内で農作業をする農業機械又は複数の圃場を一台の農業機械で担当して農作業をする場合に圃場の位置を正確に管理センタと農業機械のオペレータがそれぞれ知って各圃場単位での作業を効率よく行う管理システムは知られていない。
本発明の課題は多数の圃場の中から正確に農作業をする圃場を識別することができるＧＰＳ衛星を利用した管理システムを提供することである。

本発明の上記課題は、次の解決手段により解決される。
請求項１記載の発明は、ＧＰＳ衛星（１３）からの電波の受信により割り出して得られる各圃場ごとに識別番号を付与した地図情報上の農業機械（１０）の所在する圃場識別情報を情報端末モニタ（１２）の画面に表示できる農業機械（１０）に設けた電子制御機器（１１）と、該農業機械（１０）の電子制御機器（１１）に接続され、無線通信により前記農業機械の所在する圃場識別情報を含む各種情報を発信する携帯端末（９）と、該携帯端末（９）からの前記各種情報を受信する基地局（１５）に設けたホストコンピュータ（１５ａ）とを備え、
前記農業機械（１０）の電子制御機器（１１）は、前記各種情報を基地局（１５）のホストコンピュータ（１５ａ）へ送信する時に自動的に無線通信を開始し、基地局（１５）のホストコンピュータ（１５ａ）での前記各種情報の受信完了時点で無線通信を自動的に切断する携帯端末（９）の通信制御機構と、当該農業機械（１０）が所在する圃場の識別番号が情報端末モニタ（１２）から入力されると、前記ＧＰＳ衛星（１３）からの電波の受信により割り出した農業機械（１０）の圃場識別情報を前記情報端末モニタ（１２）から入力された正しい圃場識別情報に補正して農業機械（１０）の情報端末モニタ（１２）に表示させる指令を基地局（１５）のホストコンピュータ（１５ａ）に送る圃場識別情報補正制御機構とを備えた農業用管理システムである。

請求項２記載の発明は、前記携帯端末（９）は、作業開始時に圃場識別情報と作業開始情報を基地局（１５）側へ送信し、作業終了時に圃場識別情報と作業終了情報とを基地局（１５）側に送信し、作業中断時に圃場識別情報と作業中断情報とを基地局（１５）側へ送信する構成を備えている請求項１記載の農業用管理システムである。

請求項１記載の発明によれば、高価な高精度のナビゲーションシステムを用いることなく、携帯端末（９）を用いる安価なナビゲーションシステムを採用することで、農業機械（１０）のオペレータにより圃場地図マッピングのずれを容易に修正することができる。

また、基地局（１５）のホストコンピュータ（１５ａ）は、トラクタをはじめとする広範囲の複数の圃場領域で作業中の全ての農業機械（１０）の作業状態を把握して、各々の農業機械（１０）が作業終了前に次作業実施する予定地区を指示できるので、基地局（１５）は全ての圃場で作業中の農業機械（１０）の作業状態を把握しているため、効率的な指示を行うことが可能である。

請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加えて、基地局（１５）のホストコンピュータ（１５ａ）は、トラクタをはじめとする広範囲の複数の圃場領域で作業中の全ての農業機械（１０）の作業状態を把握できるため、効率的な指示を行うことが可能である。

以下、この発明の実施の形態を農業機械、特にトラクタの管理システムについて説明する。
図１は本実施例のトラクタの管理システムの全体の構成を説明する図である。
図１（ａ）に示すように、トラクタ１０には車両の位置検出手段として、複数のＧＰＳ衛星１３からの電波を受信するＧＰＳ受信器（図示せず）を設けており、この受信情報によりトラクタ１０に搭載された電子制御機器（ＥＣＵ）１１がトラクタ１０の位置などを検出できる。

また、図１（ｂ）に示すように、トラクタ１０の管理システムは次のような構成からなる。すなわち、トラクタ１０の運転席周辺には情報端末モニタ画面１２を配置し、ＧＰＳアンテナを内蔵した通信端末（携帯端末）９を設け、該通信端末９は前記情報端末モニタ画面１２と有線で接続し、さらに情報を管理するホストコンピュータ１５ａを備えた基地局１５を設け、情報を持った複数のトラクタ１０を基地局１５で集中管理するとともに、各通信端末９を持つトラクタ１０及び基地局１５が各圃場ごとに識別番号を付与した地図情報を共有して使用できるような構成である。上記情報端末モニタ画面１２は図１（ｂ）に示すように任意の圃場の地図情報を表示できるようになっている。

トラクタ１０の運転席周辺に設けている情報端末モニタ画面１２はトラクタ１０の電子制御機器（ＥＣＵ）１１とＣＡＮ通信回線１４で結ばれており、また電子制御機器１１はトラクタ１０のアクチュエータ類、センサ類及び操作スイッチ類のコントロールも行っている。
こうして圃場の前記地図情報をトラクタ１０の情報端末モニタ画面１２と基地局１５とで集中管理することで、さまざまな情報伝達が可能となる。

次に情報端末モニタ画面１２の表示画面と管理システムの制御フローについてより詳細に説明する。情報端末モニタ画面１２の表示画面を図５〜図８に示し、管理システムの制御フローを図２，図３に示す。
上記構成のトラクタ１０の管理システムにおいて、まず「携帯電話は装着済み」であることを確認して以下のフローに入る。この携帯電話（端末）９はトラクタ１０のオペレータが基地局１５と行う情報の送受信用の通信端末装置として用いるものである。

次いで、ＧＰＳ情報の入手があり、さらに、基地局（ホストということがある）１５へのセンターへの送信セット情報がある場合（ホストへの情報発信要請あり）に、携帯電話９の回線を接続し、トラクタ１０から基地局１５へ当該トラクタ１０の情報を発信する。この情報とは、図３のフローチャートに示す各種センター送信セット情報であり、トラクタ１０の転倒などの緊急情報、現在トラクタ１０自身が稼動中の圃場ＮＯ．である自己位置情報（補正位置情報）、作業開始や作業中断や作業終了などの作業確認情報、燃料要求や苗要求などのセンター連絡情報、圃場終了予測や燃料残量や機械異常などの機械状態情報などであり、これらの情報を基地局１５に送信する。

また、トラクタ１０は基地局（ホスト）１５から基地局１５が把握している情報、他の稼動中トラクタ１０の機械位置情報、当該トラクタ１０に対する指示情報（次予定圃場）などを受け取る。
次いで利用する通信回線の使用時間を最低限にして、通信料を安くするために携帯電話回線を遮断する。

この段階でトラクタ１０のモニタ画面１２には、図５（ａ）に示す当該トラクタ１０が稼動する圃場を示す地図が表示されている。前述のようにこの画像はＧＰＳ衛星１３からの受信情報をもとに当該トラクタ１０が現在稼動している位置とその近傍を示す画像であり、他のトラクタ１０の稼動中位置（基地局１５から受信した他の稼動中トラクタ１０の機械位置情報による）も表示できるようにしており、図５（ａ）のモニタ画面１２の右上にある「機械位置非表示」マークをタッチすることで、他のトラクタ１０の表示をモニタ画面から消去（非表示）したり、表示したりできるようにしている。

図５（ａ）のモニタ画面１２の拡大画像が図５（ｂ）である。作業前の圃場と作業中の圃場と作業終了後の圃場の色を色違いで表示している（濃灰色（緑）：作業前、斜線（黄）：作業中、灰色（茶）：作業終了）。この色の塗り替えは基地局１５が各トラクタ１０からの通信情報を受けて行い、各トラクタ１０に情報を送信してモニタ画面１２に表示することができる。

次いで、作業状況画面を表示するために図５（ａ）のモニタ画面１２の左下の「作業状況」のマークにタッチすることで、図６（ａ）に示す画面１２を表示させる。ここで新たに表示される画面左上の「圃場確認」のマークをタッチすることで図６（ｂ）の画面１２を表示させる。

もし、図６（ｂ）の画面１２で「圃場確認」のマークに表示される圃場ＮＯ．（本例では「ＮＯ．１０−４」）が正しい場合には「Ｙｅｓ」或いは「次へ」マークをタッチする（「戻る」マークをタッチすると図６（ａ）の画面に戻れるようにしており、誤操作で「圃場確認」画面に移行してしまった場合、元の画面に戻ってやり直しできるようにしている）。

もし、図６（ｂ）の画面で「圃場確認」のマークに表示される圃場ＮＯ．が当該トラクタ１０のオペレータが認識している圃場ＮＯ．とは異なる圃場ＮＯ．であると、オペレータは「ＮＯ」マークをタッチすると、図７（ａ）に示す「圃場確認」画面（圃場ＮＯ．直接入力画面）が表示されるので、正しい圃場ＮＯ．を入力する。その結果当該トラクタ１０は正しい圃場位置にマップマッチング（地図上の位置を補正）して正しい自己位置を持つ（当該トラクタの位置表示更新）ことになる。

次いで、作業の開始に当たり、図６（ａ）の画面１２左上の「作業状況」の「作業確認」マークをタッチすると図７（ｂ）の「作業確認」画面が表示され、モニタ画面１２の「作業開始」マークをタッチすると図７（ｃ）に示すようにマークの色（斜線）が変化する。作業開始なら「ＹＥＳ」をタッチすると「圃場ＮＯ．」情報、「作業開始」情報、現時点の「機械情報」を基地局１５へ送信要求セットする。

セットした送信要求は、フローチャート図２の「ホストへの発信要請有り」でｙｅｓ判断され、基地局１５へ情報が伝達されることになる。
また「作業終了」時や「作業中断」時も同様に操作して基地局１５に情報を送信する。

また、作業中燃料がなくなるとか移植中の苗が不足する等の事態が発生し補給が必要になった場合などは、図６（ａ）「作業状況」画面で「センター連絡」マークをタッチすると、図８（ａ）「センター連絡」画面に切り換わり、必要な連絡内容マークをタッチして（例えば、燃料補給が必要で燃料を届けてもらうなら、「燃料要求」マークをタッチする）、「連絡」マークをタッチすることでそれぞれの要求がセンター送信用にセットされ、セットした送信要求は、フローチャート図２の「ホストへの発信要請有り」でyes判断され、基地局１５へ情報が伝達されることになる。

機械の状態は、「機械状態情報入手」で現在のセンサ値を入手し燃料残量などから判断できる作業可能時間や作業開始からの経過時間などから判断できる作業中圃場の作業終了予測など演算しておく。画面１２下の「機械状態」マークをタッチすると、図８（ｂ）が表示され現時点の当該トラクタ１０の機械状態が確認できる。この機械情報は、「作業確認」操作による「作業開始」や「作業中断」や「作業終了」情報を基地局１５に送信セットするとき添付する情報としており、各々の機械情報はこれらのタイミングで基地局１５は入手することになる。

また、一連の作業中にトラクタ１０が転倒するなどの緊急事態が生じた際、トラクタ１０に設けた転倒検出装置（図示せず）がこれを判定したら「緊急情報」ありと判断し、基地局１５に対しトラクタ１０の自己位置情報と緊急事態である内容をセットされ、セットした送信要求は、フローチャート図２の「ホストへの発信要請有り」でyes判断され、基地局１５へ情報が伝達されることになる。

また、図４には基地局１５側の制御フロー図を示す。
該当するトラクタ１０からの情報を受け取り、その中に新規な情報があると該当する新規情報分の旧情報を更新し、以後その新規情報に基づきトラクタ１０への指示情報を発信する。例えば、あるトラクタ１０から「作業開始」情報が送られてくると同時についてくる「圃場ＮＯ．」情報により、その機械（トラクタ１０）の基地局１５が持つ位置情報を更新しておく、この様な方法で得た各トラクタ１０の最新情報に基づき作業計画し各トラクタ１０毎の次圃場指示情報を作成し発信する。各トラクタ１０は、基地局１５との通信するたびに最新情報を入手し、各トラクタ１０の地図画面のトラクタ位置は表示更新される。

一般に道路上を走行している乗用車に汎用されているナビゲーションシステムでは、ＧＰＳ衛星１３から得られる画像情報は、乗用車が道路上を走行しているとの前提（道路上以外を走行できない）で、乗用車の情報モニタ画像に現在乗用車が走行中の道路とその付近の地図及び当該車両を表示する。乗用車がＧＰＳ衛星１３から得られる情報で自己位置を画面に表示する際、認識した自己位置が道路以外の領域だった場合、道路上にマップマッチング（補正）して表示している。これは、自動車は基本的に道路上を走行しているとの前提にすることで実施できる補正である。

しかし、トラクタ１０が作業を行う圃場は道路でなく、トラクタ１０が作業中又は作業予定の圃場が目的とする特定の正しい圃場であるかどうかは基地局１５には分からない。特に大きな農作業領域内に多数の圃場が隣接して存在する場合に、トラクタ１０が作業している圃場をＧＰＳ衛星１３から得られる情報をもとに地図上に配置する際、自動車のような道路上を走っているとの前提を採用することができないため、正確に配置することはできない（使用するＧＰＳ衛星１３の情報には、通常誤差情報が入れられており、複数の衛星１３を使っても数メートルから数十メートルの位置認識誤差を生じる）。

しかし、上記本実施例の携帯端末９を用いる方法を採用することで、トラクタ１０のオペレータにより圃場地図マッピングのずれを容易に修正することができる。
このため、高価な高精度のナビゲーションシステムを用いることなく、安価なナビゲーションシステムで圃場マップのマッチングが可能となり、基地局１５や各トラクタ１０が共にモニタ画面上で正確に該当するトラクタ１０の作業位置を把握できる。

また、基地局１５のホストコンピュータ１５ａは、トラクタ１０をはじめとする広範囲の複数の圃場領域で作業中の全ての農業機械の作業状態を把握して、各々の農業機械が作業終了前に次作業実施する予定地区を指示できるように構成している。こうして、基地局１５は全ての圃場で作業中の農業機械の作業状態を把握しているため、効率的に指示が可能である。

さらに、各農業機械の情報モニタ画面１２には農業ナビゲーション用の圃場地図情報を表示できるようにすると、管理する農業機械の位置が基地局１５だけでなく、複数の農業機械で互い作業位置を把握できるので、各農業機械のオペレータは、自己の作業の進捗状況と他と比較しながら作業を能率的に行うことができる。

また、トラクタ１０と基地局１５との間の通信が可能な構成が備えられており、基地局１５側のホストコンピュータ１５ａではトラクタ１０の通信端末（情報端末）９からの情報に基づきトラクタ１０の現在位置および資材（苗、燃料又は肥料など）の量などを確認することができる。

本発明は、すべての農業機械において、簡易なＧＰＳ衛星１３を利用した管理システムとして利用可能性がある。

本発明の実施例のトラクタの管理システムの全体の構成を説明する図である。 本発明の実施例のトラクタの管理システムの制御フロー図である。 本発明の実施例のトラクタの管理システムの制御フロー図である。 本発明の実施例のトラクタの基地局側の制御フロー図である。 本発明の実施例のトラクタの情報端末モニタの表示画面である。 本発明の実施例のトラクタの情報端末モニタの表示画面である。 本発明の実施例のトラクタの情報端末モニタの表示画面である。 本発明の実施例のトラクタの情報端末モニタの表示画面である。

符号の説明

９ 通信端末（携帯端末） １０ トラクタ
１１ 電子制御機器（ＥＣＵ） １２ 情報端末モニタ画面
１３ ＧＰＳ衛星 １４ ＣＡＮ通信回線
１５ 基地局 １５ａ ホストコンピュータ

Claims (2)

1. ＧＰＳ衛星（１３）からの電波の受信により割り出して得られる各圃場ごとに識別番号を付与した地図情報上の農業機械（１０）の所在する圃場識別情報を情報端末モニタ（１２）の画面に表示できる農業機械（１０）に設けた電子制御機器（１１）と、
   該農業機械（１０）の電子制御機器（１１）に接続され、無線通信により前記農業機械の所在する圃場識別情報を含む各種情報を発信する携帯端末（９）と、
   該携帯端末（９）からの前記各種情報を受信する基地局（１５）に設けたホストコンピュータ（１５ａ）とを備え、
   前記農業機械（１０）の電子制御機器（１１）は、
   前記各種情報を基地局（１５）のホストコンピュータ（１５ａ）へ送信する時に自動的に無線通信を開始し、基地局（１５）のホストコンピュータ（１５ａ）での前記各種情報の受信完了時点で無線通信を自動的に切断する携帯端末（９）の通信制御機構と、
   当該農業機械（１０）が所在する圃場の識別番号が情報端末モニタ（１２）から入力されると、前記ＧＰＳ衛星（１３）からの電波の受信により割り出した農業機械（１０）の圃場識別情報を前記情報端末モニタ（１２）から入力された正しい圃場識別情報に補正して農業機械（１０）の情報端末モニタ（１２）に表示させる指令を基地局（１５）のホストコンピュータ（１５ａ）に送る圃場識別情報補正制御機構と
   を備えたことを特徴とする農業用管理システム。
2. 前記携帯端末（９）は、作業開始時に圃場識別情報と作業開始情報を基地局（１５）側へ送信し、作業終了時に圃場識別情報と作業終了情報とを基地局（１５）側に送信し、作業中断時に圃場識別情報と作業中断情報とを基地局（１５）側へ送信する構成を備えていることを特徴とする請求項１記載の農業用管理システム。

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