JP2018151845A - Working ground map data preparation device of agricultural work vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、圃場で作業する農作業車に圃場の地図データを送信して無人操縦や安全操縦に寄与する作業地地図データ作成装置に関する。 The present invention relates to a work site map data creation apparatus that contributes to unmanned maneuvering and safe maneuvering by transmitting field map data to a farm vehicle working on the field.
圃場での無人操縦を目的に、圃場の周縁部にGPS受信局を設けて、そのGPS受信局で得られる圃場の地形地図情報に基づいて農作業車の作業走行計画を作成し、農作業車を無人で自動操縦するアイデアが特開平9−178481号公報に記載されている。 For the purpose of unmanned maneuvering in the field, a GPS receiver station is provided at the periphery of the field, and a work traveling plan for the farm vehicle is created based on the topographic map information of the farm field obtained by the GPS receiver station. The idea of autopilot is described in Japanese Patent Laid-Open No. 9-178481.
なお、この公開公報には、GPS受信局を移動可能にして圃場の周縁を移動して圃場の地形地図情報を得る実施例も記載されている。 This publication also describes an embodiment in which the GPS receiving station is movable to move the periphery of the field to obtain the topographic map information of the field.
前記の圃場周縁にGPS受信局を設置したりGPS受信局を圃場周縁に沿って移動したりする作業地地図データ作成装置は、圃場周縁を移動してGPS受信局を設置する作業が大変である。 The work site map data creation apparatus that installs a GPS receiver station at the periphery of the field or moves the GPS receiver station along the field periphery is difficult to install the GPS receiver station by moving the periphery of the field. .
本発明は、圃場内を移動しながら作業する農作業車に圃場の地形地図情報を付与して自動操縦を可能にするために、最新の圃場地形地図情報を容易に入手可能にした作業地地図データ作成装置を提供することを課題とする。 The present invention provides work map data in which the latest farm field topographic map information can be easily obtained in order to provide farm land vehicles with the topographic map information of the farm field while moving while moving in the farm field to enable automatic operation. It is an object to provide a creation device.
上記本発明の課題は、次の技術手段により解決される。 The problems of the present invention are solved by the following technical means.
請求項1に記載の発明は、無線操縦機能を有する無人飛行体(2)に飛行体GPS受信機(4)と地上撮影カメラ(5)と農作業車(1)へのデータ送信機(6)を備え、無人飛行体(2)が圃場の上空を飛行して得た圃場の地形地図情報を農作業車1にデータ送信機(6)で送信することを特徴とする農作業車の作業地地図データ作成装置とする。
The invention according to
請求項2に記載の発明は、無人飛行体(2)から受信した圃場地形データに基づいて作業経路計画を農作業車1で作成することを特徴とする請求項1に記載の農作業車の作業地地図データ作成装置とする。
According to a second aspect of the present invention, the work route plan is created by the
請求項3に記載の発明は、農作業車(1)側で作業経路計画を作成する際に入口(E1)と出口(E2)を設定することを特徴とする請求項2に記載の農作業車の作業地地図データ作成装置とする。 The invention according to claim 3 is characterized in that the entrance (E1) and the exit (E2) are set when the work route plan is created on the farm work vehicle (1) side. A work site map data creation device is used.
請求項1に記載の発明で、圃場の上空に無人飛行体(2)を飛行して圃場の地形地図情報を入手して農作業車(1)に送るので、圃場の地形地図情報の入手が容易になり、農作業車(1)で圃場の作業計画を作成できる。 According to the first aspect of the present invention, since the unmanned air vehicle (2) flies over the field and obtains the landform map information of the field and sends it to the farm vehicle (1), it is easy to obtain the landform map information of the field. Thus, the farm work vehicle (1) can be used to create a farm work plan.
請求項2に記載の発明で、請求項1の効果に加えて、農作業車(1)に搭載の制御装置で正確に作業計画を作成できて、農作業車(1)を効率的に使用出来る。
In the invention according to
請求項3に記載の発明で、請求項2の効果に加えて、圃場の地形地図情報では不明確な入口(E1)と出口(E2)を作業者が直接作業計画図に加えて、圃場への進入から作業後の退出まで正確な農作業車1の自動操縦が可能になる。
In the invention according to claim 3, in addition to the effect of
以下、本発明の実施形態を図面に示す実施例を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to examples shown in the drawings.
図1で、農作業機としてトラクター1を示し、4組の上向きプロペラ3で機体を水平に浮き上がらせて無線操縦で飛行する無人飛行体2を示す。
In FIG. 1, a
無人飛行体2には、GPS衛星からの電波を受信して地図上位置を認識する飛行体GPS受信機4と、地上を撮影する下向きの地上撮影カメラ5と、データ送信機6及び操縦器13からの操縦電波を受ける電波受信機7を設けて、搭載する燃料を使ってエンジンを駆動してプロペラ3を回して圃場の上空を飛行する。無人飛行体2への給油は、トラクター1のキャビン11上に着陸して行えるようにしても良い。
The
トラクター1は、前輪9と後輪10で走行し、キャビン11の上部にはGPS衛星からの電波を受信して機体の地図上位置を認識する本機GPS受信機12を設け、キャビン11内の情報端末8に無人飛行体2のデータ送信機6から地上撮影カメラ5で写した圃場の地形地図と飛行体GPS受信機4で認識した位置情報を受信する。圃場の地形地図は、圃場周囲の角部や電柱などの障害物を強調表示したり手動で修正したりすることで、圃場を囲む畦が明確になる。
The
なお、無人飛行体2で写した圃場の地形地図は、トラクター1に保存して再度利用できるようにしても良いが、入り口E1位置と出口E2位置や後で設置した電柱等の障害物を適宜に修正登録可能にすると良い。複数の圃場は、圃場の地形地図と番地情報として記憶しておく。複数の圃場で作業を行う場合には、情報端末8であるタブレット端末に圃場番地を登録して順番に応じて圃場を移動して実施すると良い。
The topographic map of the farm field copied by the
このトラクター1は内部の制御装置で、前記情報端末8に受信した圃場の地形地図と位置情報に基づいて作業走行ルートを作成し、自動的に操縦して圃場の作業を行う。
The
図2は、トラクター1と無人飛行体2の制御ブロック図で、無人飛行体2の飛行制御部14に電波受信機7で操縦指令が入力し、飛行体GPS受信機4で受ける複数のGPS衛星からの電波信号が入力し、地上撮影カメラ5で圃場を映した映像が入力し、飛行制御部14から飛行エンジン24に操縦信号が出力し、データ送信機6に圃場の地形地図と位置情報を出力する。
FIG. 2 is a control block diagram of the
トラクター1では、情報端末8に入った無人飛行体2の圃場地形地図と位置情報と、本機GPS受信機12で受ける複数のGPS衛星からの電波信号から得た位置情報が位置情報処理部15に入力されてトラクター1の位置と圃場の位置と地形が統合されて認識される。トラクター制御部16では、車速センサ17とハンドル切れ角センサ18と変速センサ19から各検出信号が入力し、トラクターエンジン20とステアリングモータ21と変速機22とブレーキシリンダ23に各制御信号が出力して自動操縦を行う。
In the
情報端末8と位置情報処理部15とトラクター制御部16は、CAN通信でデータの交換を行う。
The
無人飛行体2を操縦する操縦器13は、タブレット端末で、地上撮影カメラ5で写した圃場の映像をモニタに表示することも出来る。
The
図3は、トラクター制御部16で作成する作業計画の実施例で、耕耘作業を行う場合を説明する。圃場が平面視で長方形とすると、圃場への入り口E1と出口E2を作業者が圃場を見て設定する。作業幅Bを周囲に残して入り口E1からまず往復作業経路A1を走行し、最後に畦に隣接した周回経路A2を走行して出口E2から圃場外へ移動ように作業計画を作成する。その際に、圃場内に障害物があると、迂回するが出来るだけ直進走行するようにする。
FIG. 3 illustrates an example of a work plan created by the
トラクター1の入り口E1を通って作業開始位置までの移動と作業終了位置から出口E2を通って圃場から脱出する移動は、無線操縦で行い、圃場内の耕耘走行を自動制御で行うようにしても良い。
Movement through the entrance E1 of the
情報端末8であるタブレット端末に登録した作業計画と作業実績は、基地局に送信して、複数のトラクター1の作業計画と作業実績として管理できるようにすると良い。
The work plan and work results registered in the tablet terminal which is the
図4は圃場の外形情報を入力する場合の説明図であり、(a)はドローンが圃場の上空を飛行している場合の説明図、(b)は(a)に対応するコントローラに表示される画像の説明図である。 FIG. 4 is an explanatory diagram in the case of inputting the field outline information, (a) is an explanatory diagram when the drone is flying over the field, and (b) is displayed on the controller corresponding to (a). FIG.
図5は図4の続きの説明図であり、(a)はドローンが圃場の上空を飛行している場合の説明図、(b)は(a)に対応するコントローラに表示される画像の説明図である。 FIG. 5 is an explanatory diagram continued from FIG. 4, (a) is an explanatory diagram when the drone is flying over the field, and (b) is an explanation of an image displayed on the controller corresponding to (a). FIG.
図4に示すように、無人飛行体2に搭載されたカメラ5で撮影された映像はデータ送信機6から無線送信され、情報端末8がデータ送信機6から送信された映像の信号を受信することにより、表示部8Aに撮影映像をリアルタイムに表示することができる。
As shown in FIG. 4, the video captured by the camera 5 mounted on the
また、情報端末8の表示部8Aの左右には無人飛行体2を操縦する操縦具8L、8Rを有する。たとえば、左操縦具8Lは無人飛行体2の上昇・下降およびヨー方向の回転を操作し、右操作具8Rは無人飛行体2のピッチ方向およびロール方向の回転を操作する構成としてもよい。すなわち作業者は情報端末8を使って、無人飛行体2に搭載されたカメラ5の映像をリアルタイムに確認しながら手動操縦を行うことが可能である。
圃場の外形を設定する際、作業者は目視および情報端末8の表示部8Aを見ながら表示部8Aに表示された無人飛行体2の中心を表す中心表示Cを圃場Hの角部H1に合わせるように操縦する。角部H1に中心表示Cを合わせたら、表示部8Aに表示された位置設定ボタンB1をタップすることによりその時の無人飛行体2のGPSアンテナ4が測定した位置座標G1が情報端末8内に記録される。
When setting the outer shape of the field, the operator aligns the center display C representing the center of the
図5に示すように、角部H1,H2,H3の位置座標G1,G2,G3と記録していき、最後の角部H4の座標G4が記録できたら、表示部8Aに表示された設定終了ボタンB2をタップする。すると、情報端末8は座標G1からG4を記録された順につないで、最終的に最後に記録された座標G4と最初に記録された座標G1をつないで圃場Hの形状を決定する。
As shown in FIG. 5, the position coordinates G1, G2, and G3 of the corners H1, H2, and H3 are recorded, and when the coordinates G4 of the last corner H4 can be recorded, the setting ends displayed on the
なお、上記の実施例においては四角形の圃場について記述したが、これに限らずたとえば、五角形以上の形状である場合、記録する角部の座標を増やすことにより、圃場の形状を記録することができる。 In the above embodiment, a quadrangular field is described. However, the present invention is not limited to this. For example, when the shape is a pentagon or more, the shape of the field can be recorded by increasing the coordinates of the corners to be recorded. .
以上のような構成によれば、無人飛行体2を手元の携帯端末8を用いて飛行させながら、圃場Hの角部を記録していき、圃場形状を携帯端末8内に記録するため、最新の圃場地形地図情報を容易に入手できる。
According to the configuration as described above, the corner portion of the field H is recorded while the
1 農作業車(トラクター)
2 無人飛行体
4 飛行体GPS受信機
5 カメラ
6 データ送信機
7 電波受信機
8 情報端末
E1 入口
E2 出口
1 Agricultural work vehicle (tractor)
2 Unmanned Aircraft 4 Aircraft GPS Receiver 5
Claims (3)
前記無人飛行体(2)が圃場の上空を飛行して得た前記圃場の地形地図情報を前記農作業車(1)に前記データ送信機(6)で送信することを特徴とする農作業車の作業地地図データ作成装置。 An unmanned air vehicle (2) having a radio control function is equipped with a vehicle GPS receiver (4), a ground camera (5), and a data transmitter (6) to a farm vehicle (1).
The farm vehicle is characterized in that the unmanned flying vehicle (2) transmits topographic map information of the field obtained by flying over the field to the farm vehicle (1) by the data transmitter (6). Geomap data creation device.
The work ground map data creating device for agricultural work vehicles according to claim 2, wherein an entrance (E1) and an exit (E2) are set when the work route plan is created on the farm work vehicle (1) side.
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