JP2017121215A - Work position indicator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、農作業などの作業位置を指示する作業位置指示装置に関するものである。 The present invention relates to a work position instruction apparatus for instructing a work position such as farm work.
近年、GPSを利用した農作業機が各種提案されている。下記特許文献1に記載の従来技術は、肥料散布機(ブロードキャスタ)にGPS受信機を搭載し、圃場マップに対する施肥データの演算により予め設定したマップ位置に対するシャッタ開度に対応した信号をシャッタ開度設定装置に指示して、シャッタ開度を遠隔制御することが示されている。
In recent years, various agricultural machines using GPS have been proposed. The prior art described in
前述した従来技術は、GPS受信機が出力する現在位置情報に基づいて、肥料散布機の作業部を制御するものであり、作業機毎にGPS受信機とGPS受信信号によって作業部を制御する制御装置を装備する必要があるので、作業機が高価になる問題がある。そして、この装置は既存の機械に外付けできないため、肥料散布機を所有していても、肥料散布機自体も再度購入する必要がある。 The above-described conventional technology controls the working unit of the fertilizer spreader based on the current position information output from the GPS receiver, and controls the working unit by the GPS receiver and the GPS reception signal for each working unit. Since it is necessary to equip the apparatus, there is a problem that the working machine becomes expensive. And since this apparatus cannot be externally attached to an existing machine, even if you own a fertilizer spreader, you need to purchase the fertilizer spreader itself again.
また、前述した従来技術は、走行車に取り付けて全面散布に適する肥料散布機(ブロードキャスタ)に関する技術であって、作物育成前の圃場に対する土壌改良材の散布や化学肥料の施肥に意図的な散布むらを生じさせるものであり、作物生育後の生育ばらつきに対して行われる部分的な追肥に使用すると、走行車の走行により作物を損傷する。また、代かきをした水田では走行車が自重で沈下して走行不能になる可能性もある。 In addition, the above-mentioned conventional technology is a technology related to a fertilizer spreader (broadcaster) that is attached to a traveling vehicle and is suitable for full-scale spraying, and is intentionally applied to the application of soil improver and chemical fertilizer to the field before crop cultivation. If it is used for partial topdressing that is applied to the growth variation after growing the crop, the crop is damaged by the traveling vehicle. Also, in a paddy paddy field, the traveling vehicle may sink due to its own weight, making it impossible to travel.
これに対して、大区画水田の直播栽培などでは、地力のむらなどで圃場内の場所によって生育ばらつきが生じる場合があり、このような生育のばらつきを正規化植生指数(NDVI)などにより把握することが可能になっている。しかしながら、NDVIなどによる生育地図を基にして、圃場内の特定位置に部分的な追肥を行うのに適した作業機は未だ開発されていない。 On the other hand, in direct sowing cultivation of large-compartment paddy fields, there may be a variation in growth depending on the location in the field due to unevenness of the geological force, etc., and grasping such a variation in growth by the normalized vegetation index (NDVI) etc. Is possible. However, a working machine suitable for performing partial topdressing at a specific position in the field has not yet been developed based on a growth map by NDVI or the like.
また、生育後の追肥に限らず、大区画圃場では、圃場内の部分的な区域で除草や薬剤散布などの作業を行う場合があり、その際に適正な作業位置を把握した上で所定の作業を行うことができる汎用的な作業補助装置が求められている。 In addition, not only topdressing after growth, but in large-compartment fields, operations such as weeding and chemical spraying may be performed in partial areas within the field. There is a need for a general-purpose work assistance device that can perform work.
本発明は、このような事情に対処することを課題とするものである。すなわち、高価な制御装置を備えない既存の作業機を用いて、作物生育後の生育ばらつきに対して行われる部分的な追肥を精度良く行うことができること、適正な作業位置を把握した上で作業を行うことができる汎用的な作業補助装置を安価に提供すること、などが本発明の課題である。 This invention makes it a subject to cope with such a situation. In other words, using an existing working machine that does not have an expensive control device, it is possible to accurately perform partial topdressing that is performed for growth variations after crop growth, and work after grasping the appropriate work position It is an object of the present invention to provide a general-purpose work assisting device that can perform the operation at low cost.
このような課題を解決するために、本発明による作業位置指示装置は、以下の構成を具備するものである。
現在位置の位置情報を随時出力するGPS受信機と、作業区画内に部分的に設定された作業対象区域の位置情報が記憶された情報記憶手段と、前記GPS受信機が出力する現在位置の位置情報を前記作業対象区域の位置情報と比較して、現在位置が前記作業対象区域内であるか否かを出力する演算処理手段と、前記演算処理手段の出力によって動作し、現在位置が前記作業対象区域内であることを報知する報知手段とを備えることを特徴とする作業位置指示装置。
In order to solve such a problem, a work position indicating device according to the present invention has the following configuration.
A GPS receiver that outputs position information of the current position as needed, information storage means that stores position information of a work target area partially set in the work area, and a position of the current position that is output by the GPS receiver Comparing the information with the position information of the work area, the processing means for outputting whether or not the current position is within the work area, and the current position is operated by the output of the calculation processing means A work position indicating device comprising: an informing means for informing that the area is within the target area.
このような特徴を有する本発明は、高価な制御装置を備えない既存の作業機を用いて、作物生育後の生育ばらつきに対して行われる部分的な追肥を精度良く行うことができる。また、適正な作業位置を把握した上で作業を行うことができる汎用的な作業補助装置を安価に提供することができる。 The present invention having such features can accurately perform partial topdressing performed on the growth variation after crop growth using an existing working machine that does not include an expensive control device. In addition, a general-purpose work assistance device that can perform work after grasping an appropriate work position can be provided at low cost.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図1(a)に示すように、本発明の実施形態に係る作業位置指示装置1は、GPS受信機2、情報記憶手段3、演算処理手段4、報知手段5を基本構成として備えている。ここでの情報記憶手段3と演算処理手段4は、マイコンチップに一体に搭載することができる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1A, a work
GPS受信機2は、複数のGPS衛生からの電波を受信して現在時刻の現在位置を随時出力するものである。情報記憶手段3は、メモリなどの記憶媒体であり、作業区画内に部分的に設定された作業対象区域の位置情報が記憶されている。演算処理手段4は、組み込まれたプログラムによって各種の演算処理を行う制御ユニット(例えば、CPU)であり、GPS受信機2が出力する現在位置の位置情報を情報記憶手段3が記憶する作業対象区域の位置情報と比較して、現在位置が作業対象区域内であるか否かを出力する。
The
報知手段5は、演算処理手段4の出力によって動作し、光、音、振動などの発生によって、作業者にGPS受信機2が出力する現在位置が作業対象区域内であることを報知するものである。光を放出するものとしては、LED光源などの各種発光素子を備えることができ、音を発生するものとしては、スピーカユニットやブザーなどの音発生器を備えることができ、振動を発生するものとしては、電磁駆動式などの振動アクチュエータ(振動モータ)を備えることができる。
The notification means 5 operates according to the output of the arithmetic processing means 4, and notifies the worker that the current position output by the
作業位置指示装置1は、図1(b),(c)に示すように、筐体1Aを備えるものであり、前述したGPS受信機2と情報記憶手段3と演算処理手段4は、筐体1A内に装備される。これに対して、報知手段5は、スピーカユニットや振動アクチュエータなどの場合は、図1(b)に示すように、筐体1A内に装備され、LED光源などの光を放出するものの場合は、図1(c)に示すように、筐体1Aの外側に装備される。
As shown in FIGS. 1B and 1C, the work
図2は、作業区画S内に部分的に設定された作業対象区域S1,S2,S3,S4,S5,S6,…の設定例を示している。ここでの作業区画Sは、例えば、道路Rに囲まれた大区画水田の圃場であり、作業対象区域S1,S2,S3,S4,S5,S6,…は、正規化植生指数(NDVI)などによる生育地図を基に作業区画S内に特定される追肥作業区域などである。 FIG. 2 shows a setting example of work target areas S1, S2, S3, S4, S5, S6,... Partially set in the work section S. The work section S here is, for example, a field of a large section paddy field surrounded by the road R, and the work target areas S1, S2, S3, S4, S5, S6, etc. are normalized vegetation indices (NDVI) and the like. It is the additional fertilization work area specified in the work section S based on the growth map by.
一つの作業対象区域S1は、例えば図3に示すように、3点以上のポイント位置で囲まれた区域により設定される。図3に示した例では、(緯度,経度)の座標位置情報で表される4つのポイント位置P1(X1,Y1),P2(X2,Y2),P3(X3,Y3),P4(X4,Y4)によって囲まれた区域を一つの作業対象区域S1としている。 One work target area S1 is set by an area surrounded by three or more point positions, for example, as shown in FIG. In the example shown in FIG. 3, four point positions P1 (X1, Y1), P2 (X2, Y2), P3 (X3, Y3), P4 (X4) represented by the coordinate position information of (latitude, longitude) are used. The area surrounded by Y4) is defined as one work target area S1.
この作業対象区域S1には、それぞれに追肥すべき施肥量のレベルを設定することができる。それぞれの作業対象区域S1の位置情報に対して、正規化植生指数(NDVI)による生育地図によって示される生育むらを考慮して、各作業対象区域S1における施肥量のレベルが設定される。施肥量のレベルは、情報記憶手段3に作業対象区域S1の位置情報に紐付けして保存することができる。 In this work target area S1, the level of the amount of fertilizer to be additionally fertilized can be set. For the position information of each work target area S1, the level of fertilization amount in each work target area S1 is set in consideration of the growth unevenness indicated by the growth map based on the normalized vegetation index (NDVI). The fertilizer application level can be stored in the information storage means 3 in association with the position information of the work area S1.
作業位置指示装置1は、GPS受信機2が出力する時刻tの現在位置T(Xt,Yt)が作業対象区域S1内にあるか否かを判断し、図3に示すように、時刻tの現在位置T(Xt,Yt)が作業対象区域S1内に入っていない場合には、報知手段5の報知動作を行わず、時刻t’の現在位置T’(Xt’,Yt’)が作業対象区域S1内に入った場合に、報知手段5の報知動作を実行する。
The work
その際に、作業対象区域S1に追肥すべき施肥量のレベルが設定されている場合には、その施肥量に応じて異なる報知動作を行うことで、レベルの大小を作業者に知らせることができる。例えば、報知手段5が発光素子を備える場合には、発光色を赤,緑,白色などの異なる色に切り替えることで、施肥量のレベルを段階的に作業者に知らせることができる。 In that case, when the level of the amount of fertilization to be additionally fertilized is set in the work target area S1, the level of the level can be notified to the operator by performing different notification operations according to the amount of fertilization. . For example, when the notification means 5 includes a light emitting element, the level of fertilizer application can be notified to the worker step by step by switching the light emission color to a different color such as red, green, or white.
図4は、作業位置指示装置1の演算処理手段4の動作を示している。演算処理手段4は、筐体1A内に装備される図示省略したバッテリ(乾電池)の電源で駆動する。電源オンで動作をスタートし、GPS受信機2から現在時刻における現在位置の位置情報Tを取得する動作を行い(STEP1)、次に、情報記憶手段3から作業対象区域S1,S2,…の位置情報を取得する動作を行い(STEP2)、現在位置の位置情報Tと作業対象区域S1,S2,…の位置情報とを比較して、現在位置が作業対象区域S1,S2,…内か否かの判断を行う(STEP3)。そして、現在位置が作業対象区域S1,S2,…内に入っていない場合には(STEP3:「NO」)、STEP1〜STEP3の動作を設定時間毎に繰り返す。
FIG. 4 shows the operation of the arithmetic processing means 4 of the work
そして、現在位置の位置情報Tと作業対象区域S1,S2,…の位置情報とを比較して、現在位置が作業対象区域S1,S2,…内に入った場合には(STEP4:「YES」)、報知手段5を作動する信号を出力する(STEP4)。この際に、作業対象区域S1,S2,…に施肥量のレベル設定がなされている場合には、その施肥量のレベルに応じて報知手段5は異なる報知を行う。その後は、作業を継続する場合(STEP5:「YES」)には、STEP1〜5を繰り返し、作業を継続しない(電源オフの)場合(STEP5:「NO」)には、動作を終了する。
Then, the position information T of the current position is compared with the position information of the work target areas S1, S2,... And if the current position falls within the work target areas S1, S2,. ), A signal for operating the notification means 5 is output (STEP 4). At this time, when the level of fertilization amount is set in the work target areas S1, S2,..., The
図5は、作業位置指示装置1の演算処理手段4の動作の他の例を示している。この例では、作業位置指示装置1は、GPS受信機2が出力する現在位置の位置情報が、大区画の作業区画Sに入った場合に、1次報知を行い、GPS受信機2が出力する現在位置の位置情報が、作業対象区域S1,S2,…に入った場合に、2次報知を行う。
FIG. 5 shows another example of the operation of the arithmetic processing means 4 of the work
この例では、電源オンで動作をスタートし、GPS受信機2から現在時刻における現在位置の位置情報Tを取得する動作を行い(STEP10)、次に、情報記憶手段3から作業区画Sの位置情報を取得する動作を行い(STEP11)、現在位置の位置情報Tと作業区画Sの位置情報とを比較して、現在位置が作業区画S内か否かの判断を行う(STEP12)。そして、現在位置が作業区画S内に入っていない場合には(STEP12:「NO」)、STEP10〜STEP12の動作を設定時間毎に繰り返す。
In this example, the operation is started when the power is turned on, the position information T of the current position at the current time is acquired from the GPS receiver 2 (STEP 10), and then the position information of the work section S from the information storage means 3 Is acquired (STEP 11), and the position information T of the current position is compared with the position information of the work section S to determine whether or not the current position is within the work section S (STEP 12). If the current position is not within the work section S (STEP 12: “NO”), the operations of
そして、現在位置の位置情報Tと作業区画Sの位置情報とを比較して、現在位置が作業区画S内に入った場合には(STE21:「YES」)、報知手段5における1次報知手段を作動する信号を出力する(STEP13)。その後は、引き続き、GPS受信機2から現在時刻における現在位置の位置情報Tを取得する動作を行い(STEP14)、次に、情報記憶手段3から作業対象区域S1,S2,…の位置情報を取得する動作を行い(STEP15)、現在位置の位置情報Tと作業対象区域S1,S2,…の位置情報とを比較して、現在位置が作業対象区域S1,S2,…内か否かの判断を行う(STEP16)。そして、現在位置が作業対象区域S1,S2,…内に入っていない場合には(STEP16:「NO」)、STEP10〜STEP16の動作を設定時間毎に繰り返す。
Then, the position information T of the current position and the position information of the work section S are compared, and when the current position enters the work section S (STE21: “YES”), the primary notification means in the notification means 5 A signal for operating is output (STEP 13). After that, the operation of acquiring the position information T of the current position at the current time from the
そして、現在位置の位置情報Tと作業対象区域S1,S2,…の位置情報とを比較して、現在位置が作業区画S1,S2,…内に入った場合には(STE16:「YES」)、報知手段5における2次報知手段を作動する信号を出力する(STEP17)。その後は、作業を継続する場合(STEP18:「YES」)には、STEP10〜18を繰り返し、作業を継続しない(電源オフの)の場合(STEP18:「NO」)には、動作を終了する。
Then, the position information T of the current position and the position information of the work target areas S1, S2,... Are compared, and when the current position falls within the work sections S1, S2,... (STE16: “YES”) Then, a signal for operating the secondary notification means in the notification means 5 is output (STEP 17). Thereafter, when the work is continued (STEP 18: “YES”),
ここでの1次報知と2次報知は、例えば、光放射(発光)による報知と音発生による報知というように、異なる報知手段を用いた報知によって実行することもできるし、1次報知で発光素子を点灯し、2次報知で発光素子を点滅させるというように、同じ報知手段を異なる形態で動作させることにより実行することもできる。 Here, the primary notification and the secondary notification can be executed by notification using different notification means, for example, notification by light emission (light emission) and notification by sound generation, or light emission by primary notification. It can also be executed by operating the same notification means in different forms, such as turning on the element and blinking the light emitting element by secondary notification.
図6及び図7は、本発明の実施形態に係る作業位置指示装置1の使用例を示している。図6に示した例は、無線コントローラ10によって遠隔操作される無人ヘリコプター(以下、無人ヘリという)20に作業位置指示装置1を外付けした例を示している。無人ヘリ20は、無線コントローラ10の遠隔操作で肥料等の散布作業を行う作業部21を備えている既存の作業機である。
6 and 7 show a usage example of the work
作業位置指示装置1は、無人ヘリ20の機体の一部に筐体1Aを外付けして、筐体1Aの外側に装備される報知手段5(LED光源)を無人ヘリ20の機体において視認しやすい位置に配備している。
The work
このような使用例では、作業位置指示装置1をONにして、無線コントローラ10の遠隔操作で無人ヘリ20を飛ばし、無人ヘリ20を作業区画S内に進入させ、作業区画Sの一端から他端に向けて、作業区画Sの長手方向に沿って無人ヘリ20を移動させる。無人ヘリ20が作業区画Sの他端に到達した後は、無人ヘリ20を作業区画Sの長手方向と交差する方向に所定距離移動させ、そこから作業区画Sの一端に向けて無人ヘリ20を移動させる。このような、無人ヘリ20の移動を行う過程で、作業位置指示装置1が作業対象区画S1,S2,…内に入ると、例えばLED光源を備える報知手段5が点灯するので、無線コントローラ10を操作する作業者は、その点灯を視認して無線コントローラ10を遠隔操作し、作業部21による散布作業を実行する。
In such an example of use, the work
このような使用例によると、作業対象区域S1,S2,…によって設定されている追肥作業区域に高い精度で追肥を行うことができる。ここでの作業対象区域S1,S2,…は、実際に追肥が必要な圃場面上の区域に対して、散布された肥料の落下による移動方向を考慮して若干ずらした位置に設定することが好ましい。具体的には、肥料落下による移動と報知手段5の信号(点灯)を見て操作する時間差を考慮して、設定時間t秒後の予測位置が散布範囲に入っているかどうか判断して、報知手段5の信号を出力している。位置の予測はGPSデータに含まれる進行方向、速度、現在位置のデータを使用して計算する。
According to such an example of use, it is possible to perform topdressing with high accuracy in the topdressing work area set by the work target areas S1, S2,. Here, the work target areas S1, S2,... Can be set at positions slightly shifted in consideration of the moving direction due to the fall of the spread fertilizer with respect to the area on the field scene that actually requires additional fertilization. preferable. Specifically, in consideration of the time difference of operation by looking at the movement due to fertilizer fall and the signal (lighting) of the notification means 5, it is determined whether the predicted position after the set time t seconds is within the spraying range, and notification is made. The signal of
図6に示した例では、無人ヘリ20を例にしたが、本発明の実施形態に係る作業位置指示装置1は、各種の作業機や作業機を移動させる走行機(トラクタ)に外付けすることで、汎用性の高い圃場内での部分区域作業を実現することができる。この際、作業機の作業部の操作には何ら影響することなく、既存の作業機や走行機に作業位置指示装置1を外付けすることができるので、装着時の調整や複雑な組み付け作業を行うことなく、精度の高い圃場内での部分区域作業を行うことができる。
In the example shown in FIG. 6, the
図7に示した例は、背負い散布機30を背負って散布作業を行う作業者M自身に作業指示装置1を被着させて使用する例を示している。この例では、ベルトなどの被着具1Bを用いて作業指示装置1の筐体1Aを作業者Mに被着させている。この例では、音発生器を備える報知手段5が筐体1A内に装備されている。
The example shown in FIG. 7 shows an example in which the
このような使用例では、作業位置指示装置1をONにして、作業者Mは背負い散布機30を背負った状態で圃場を歩きながら移動する。このような、作業者Mの移動の過程で、作業位置指示装置1が作業対象区画S1,S2,…内に入ると、例えば音発生器を備える報知手段5が発音するので、作業者Mは、その音を聞いて背負い散布機30の作業部31を操作し、作業部31による散布作業を実行する。
In such an example of use, the work
このように、本発明の実施形態に係る作業位置指示装置1は、作業者自身が直接身に付けて使用することで、汎用性の高い作業補助装置となり、適正な作業位置を把握した上で圃場内での様々な作業を行うことができる。
As described above, the work
本発明の実施形態に係る作業位置指示装置1は、市販のスマートフォンなどの携帯情報端末に所定のプログラムを組み込むことで実施することが可能である。スマートフォンなどの携帯情報端末は、基本構成として、GPS受信機2と、情報記憶手段(メモリ)3と、演算処理手段(CPU)4と、報知手段(スピーカや発光素子など)5を備えている。したがって、情報記憶手段3に、作業区画内に部分的に設定された作業対象区域の位置情報を記憶させ、演算処理手段4の動作プログラムとして、図4及び図5に示したような動作フローを実行できるプログラム(アプリ)を組み込むことで、市販のスマートフォンを本発明の実施形態に係る作業位置指示装置1として機能させることができる。
The work
以上説明したように、本発明の実施形態に係る作業位置指示装置1は、NDVIなどによる生育地図を基にして、圃場内の特定位置に部分的な追肥を行うのに適した作業補助装置であり、これを使用することで既存の作業機を用いて、精度の高い部分追肥を行うことが可能になる。NDVIなどによる生育地図を基にした作業対象区域S1,S2,…の位置情報は、様々な圃場における情報として、パソコンなどから直接或いはインターネットなどのネットワークを経由して作業位置指示装置1の情報記憶手段3にダウンロードすることができる。
As described above, the work
以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。 As described above, the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to these embodiments, and the design can be changed without departing from the scope of the present invention. Is included in the present invention. In addition, the above-described embodiments can be combined by utilizing each other's technology as long as there is no particular contradiction or problem in the purpose and configuration.
1:作業位置指示装置,1A:筐体,1B:被着具(ベルト),
2:GPS受信機,3:情報記憶手段,
4:演算処理手段,5:報知手段,
10:無線コントローラ,20:無人ヘリ,21:作業部,
30:背負い散布機,31:作業部,M:作業者
1: work position indicating device, 1A: housing, 1B: attachment (belt),
2: GPS receiver, 3: Information storage means,
4: arithmetic processing means, 5: notification means,
10: Wireless controller, 20: Unmanned helicopter, 21: Working section,
30: Back spreader, 31: Working part, M: Worker
Claims (7)
該筐体内に、前記GPS受信機、前記情報記憶手段、前記演算処理手段が装備され、前記筐体内又は前記筐体の外側に前記報知手段が装備されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の作業位置指示装置。 With a housing,
The GPS receiver, the information storage means, and the arithmetic processing means are provided in the casing, and the notification means is provided in the casing or outside the casing. The work position indicating device according to claim 1.
前記報知手段の報知を確認して作業を行うことを特徴とする作業方法。 A work method using the work position indicating device according to any one of claims 1 to 6,
An operation method characterized in that an operation is performed by confirming the notification from the notification means.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publication Number | Publication Date |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019085058A (en) * | 2017-11-10 | 2019-06-06 | ヤンマー株式会社 | Spray implement |
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2016
- 2016-01-08 JP JP2016002579A patent/JP2017121215A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2019085058A (en) * | 2017-11-10 | 2019-06-06 | ヤンマー株式会社 | Spray implement |
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