JP2018173827A - 農作業車両の運転支援システム - Google Patents

Abstract

【課題】熟練者に近い運転が可能となる農作業車両の運転支援システムを提供する。【解決手段】本発明の農作業車両１の運転支援システムは、農作業車両１との通信により農作業車両１の駆動状態を作業履歴情報として記憶するサーバ１００と、農作業車両１の作業領域において農作業車両１と通信可能な端末装置７０とを備える。サーバ１００は、作業領域識別子及び作業者識別子と関連付けて作業履歴情報を記憶している。端末装置７０は、サーバ１００から作業履歴情報を受信すると、作業者識別子に基づいて作業者ごとの作業履歴を表示する。【選択図】図８

Description

本発明は、オペレータに対して運転支援情報を提供する農作業車両の運転支援システムに関する。

近年、圃場での農作業を効率よく簡便に行うため、圃場内での農業機械による作業内容をデータ化し、農業機械に設置した収集装置で作業内容を収集する圃場データ収集システムが提案されている（特許文献１参照）。また、遠隔サーバに作業領域に対して登録された作業計画を利用する生産管理システムが提案されている（特許文献２参照）。更に、圃場内において作業効率の高い作業経路を設定し、設定した作業経路に沿って自動走行を実行させる運転支援ユニットを備える圃場作業機が提案されている（特許文献３参照）。熟練者の作業状態の映像をアドバイスなどと共に記録し、再生時に熟練者の操作技術を把握しやすくした映像表示システムが提案されている（特許文献４参照）。

特開２０１３−２１０６９２号公報 特開２０１６−０７６１２３号公報 特開２０１５−１１２０７１号公報 特開２０１３−１７２１９３号公報

ところで、特許文献１、２及び４のシステムは、農作業車両の走行部や作業部を制御するための制御データを収集するものではないため、農作業車両の運転支援に利用するには十分ではない。また、特許文献３の運転支援ユニットは、圃場及び農作業機械の情報に基づいて作業経路を算出するものであるものの、実作業に基づくデータではない理想データであるため、熟練者による作業経路と大きく異なる場合がある。

本発明は、上記の現状に鑑みてなされたものであり、熟練者に近い運転が可能となる農作業車両の運転支援システムを提供することを技術的課題としている。

本発明は、農作業車両との通信により前記農作業車両の駆動状態を作業履歴情報として記憶するサーバと、前記農作業車両の作業領域において前記農作業車両と通信可能な端末装置とを備えた農作業車両の運転支援システムであって、前記サーバは、作業領域識別子及び作業者識別子と関連付けて前記作業履歴情報を記憶しており、前記端末装置は、前記サーバから前記作業履歴情報を受信すると、前記作業者識別子に基づいて作業者ごとの作業履歴を表示するというものである。

上記運転支援システムにおいて、前記作業履歴情報は、前記農作業車両を特定する農作業車両識別子と、前記農作業車両に取り付けられる作業機を特定する作業機識別子とも関連付けて記憶されているものとしてもよい。

上記運転支援システムにおいて、前記作業履歴情報が前記農作業車両に与えられることで、前記農作業車両及び前記作業機への設定パラメータが、前記作業履歴情報に基づいて設定されるものとしてもよい。

上記運転支援システムにおいて、前記サーバは、作業者の熟練度を示す熟練度情報を前記作業者識別子に関連付けて記憶しており、前記作業履歴情報とともに前記熟練度情報を前記端末装置に送信し、前記端末装置は、前記作業履歴とともに前記作業者の熟練度を表示するものとしてもよい。

上記運転支援システムにおいて、前記サーバは、複数の作業者の前記作業履歴情報を送信し、前記端末装置は、複数の作業者の作業履歴を熟練度とともに表示することを特徴とするものとしてもよい。

上記運転支援システムにおいて、前記農作業車両は、前記農作業車両への操作が前記作業履歴による運転支援内容と異なる場合に、誤操作判定を行い、前記端末装置を通じて修正操作を通知するものとしてもよい。

上記運転支援システムにおいて、前記作業履歴情報は、作業領域への侵入経路と作業領域内での作業ルートの少なくとも一方を含むものとしてもよい。

本発明によれば、農作業車両との通信により農作業車両の駆動状態を作業履歴情報として記憶するサーバは、作業領域識別子及び作業者識別子と関連付けて作業履歴情報を記憶しており、農作業車両の作業領域において農作業車両と通信可能な端末装置は、サーバから作業履歴情報を受信すると、作業者識別子に基づいて作業者ごとの作業履歴を表示するので、熟練者の作業履歴に沿って作業を実施することで、熟練者に近い運転が可能となる。

実施形態における運転支援システムの構成を示す全体図である。 図１の運転支援システムにおける農作業車両であるトラクタの側面図である。 同トラクタの平面図である。 同トラクタの機能ブロック図である。 ガイド走行の開始のための認証動作を示すタイミングチャートである。 端末装置における作業領域の選択画面を示す図である。 端末装置における作業機の選択画面を示す図である。 端末装置におけるガイド用の作業履歴の選択画面を示す図である。 トラクタにおける運転支援動作を示すフローチャートである。 ガイド走行時の通信動作を示すタイミングチャートである。 運転支援情報における各要素の関係を示す説明図である。 運転支援情報の構成を示す図である。

＜運転支援システム＞
以下に、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。まず始めに、本発明に係る農作業車両の一例であるトラクタの運転を支援する運転支援システムについて、図１〜図４を参照して以下に説明する。

図１に示す如く、本実施形態の運転支援システムでは、トラクタ１に搭乗するオペレータにより操作される端末装置７０が、圃場（作業領域）Ｈ１内のトラクタ１と無線通信を実行する。トラクタ１は、測位衛星６３からの信号を受けることで、自機器の位置（緯度・経度）を認識する。トラクタ１は、電話回線網などによる通信ネットワーク網Ｎ１を通じて、管理センターＣ１に据え付けられているサーバ１００と通信し、トラクタ１の駆動情報を、位置情報（測位情報）や時刻情報と共に、サーバ１００に送信する。サーバ１００は、トラクタ１の駆動情報を位置情報及び時刻情報と共に蓄積し、作業履歴情報として記憶する。

圃場Ｈ１近傍には、基準局（可搬型基準局）６０が設置されており、基準局６０は、設置位置である基準点となる位置情報を備えており、測位衛星６３からの信号（以下、「衛星信号」と呼ぶ）を測位アンテナ６１で直接的に受信するとともに、無線通信アンテナ６４でトラクタ１で受信した測位衛星６３からの信号（以下、「車両信号」と呼ぶ）を間接的に受信する。

基準局６０は、基準局通信装置６２で、衛星信号及び車両信号から位置補正情報をＲＴＫ測位法などにより算出し、無線通信アンテナ６４を通じてトラクタ１に送信する。トラクタ１は、測位アンテナ６（図２参照）にて測定した衛星測位情報を、基準局６０から送信される補正情報を用いて補正して、トラクタ１の現在位置情報（例えば、緯度情報・経度情報）を求めている。

圃場Ｈ１内において、端末装置７０は、通信ネットワーク網Ｎ１に通信接続することなく、トラクタ１と無線通信を行い、トラクタ１の駆動情報を、位置情報及び時刻情報と共に受信し、作業履歴情報として記憶する。端末装置７０は、タブレット端末、パーソナルコンピュータ、スマートフォンなどの携帯可能な端末装置で構成されており、無線又は有線によりトラクタ１と通信接続する。なお、本実施形態では、端末装置７０として、タッチパネルを備えるタブレット端末が利用されるものとする。

オペレータの事務所Ｏ１内において、端末装置７０は、ＯＮＵ（Optical Network Unit）又はモデムなどを介して通信ネットワーク網Ｎ１と通信接続されたルータなどのアクセスポイント９０と通信接続する。端末装置７０は、事務所Ｏ１内のアクセスポイント９０と通信接続することで、通信ネットワーク網Ｎ１を介してサーバ１００と通信可能となる。そして、端末装置７０は、サーバ１００と通信可能な状態となる。既に記憶しているトラクタ１の作業履歴情報をサーバ１００に送信する。

サーバ１００は、端末装置７０からの作業履歴情報（以下、「追加作業履歴情報」と呼ぶ）を受信すると、既にトラクタ１から受信して記憶している作業履歴情報（以下、「基本作業履歴情報」と呼ぶ）を読み出す。そして、サーバ１００は、基本作業履歴情報と追加作業履歴情報とを照合することで、基本作業履歴情報に追加作業履歴情報を追加した更新作業履歴情報を生成し、操作したオペレータの名前やトラクタ１の機種などと共に記憶する。

＜トラクタ＞
次いで、トラクタ１について、図２〜図４を参照して以下に説明する。図２及び図３に示すように、トラクタ１は、圃場Ｈ１を運転支援する機体２を備える。機体２には、作業機３が着脱可能に備えられる。当該作業機３は農作業に用いられる。この作業機３としては、例えば、耕耘機、プラウ、施肥機、草刈機、播種機等の種々の作業機があり、これらの中から必要に応じて所望の作業機３を選択して機体２に装着することができる。機体２は、装着された作業機３の高さ及び姿勢を変更可能に構成されている。トラクタ１の機体である機体２は、その前部が左右一対の前輪７，７で支持され、その後部が左右一対の後輪８，８で支持されている。前輪７，７及び後輪８，８が走行部を構成している。

機体２の前部にはボンネット９が配置されている。このボンネット９内にはトラクタ１の駆動源であるエンジン１０等が収容されている。このエンジン１０は、例えばディーゼルエンジンにより構成することができるが、これに限るものではなく、例えばガソリンエンジンにより構成しても良い。また、駆動源としては、エンジンに加えて、又はこれに代えて、電気モータを使用しても良い。

ボンネット９の後方には、オペレータが搭乗するキャビン１１が配置されている。このキャビン１１の内部には、オペレータが操向操作するためのステアリングハンドル１２と、オペレータが座ることが可能な座席１３と、各種の操作を行うための様々な操作装置と、が主として設けられている。ただし、農業用作業車両は、キャビン１１付きのものに限るものではなく、キャビン１１を備えないものであってもよい。

図示は省略するが、上記の操作装置としては、例えばモニタ装置、スロットルレバー、主変速レバー、昇降レバー、ＰＴＯスイッチ、ＰＴＯ変速レバー及び複数の油圧変速レバー等が挙げられる。これら操作装置は、座席１３の近傍又はステアリングハンドル１２の近傍に配置されている。

モニタ装置は、トラクタ１の様々な情報を表示可能に構成されている。スロットルレバーは、エンジン１０の回転速度を設定するものである。主変速レバーは、ミッションケース２２の変速比を変更操作するものである。昇降レバーは、機体２に装着された作業機３の高さを所定範囲内で昇降操作するものである。ＰＴＯスイッチは、ミッションケース２２の後端側から外向きに突出したＰＴＯ軸（動力取出軸）への動力伝達を継断操作するものである。すなわち、ＰＴＯスイッチがＯＮ状態であるときＰＴＯ軸に動力が伝達されてＰＴＯ軸が回転し、作業機３が駆動される一方、ＰＴＯスイッチがＯＦＦ状態であるときＰＴＯ軸への動力が遮断されてＰＴＯ軸が回転せず、作業機３が停止する。ＰＴＯ変速レバーは、作業機３に入力される動力の変更操作を行うものであり、具体的にはＰＴＯ軸の回転速度の変速操作を行うものである。油圧変速レバーは、油圧外部取出バルブを切換操作するものである。

図１に示すように、機体２の下部には、その骨組を構成するシャーシ２０が設けられている。当該シャーシ２０は、機体フレーム２１、ミッションケース２２、フロントアクスル２３、及びリアアクスル２４等から構成されている。

機体フレーム２１は、トラクタ１の前部における支持部材であって、直接、又は防振部材等を介してエンジン１０を支持している。ミッションケース２２は、エンジン１０からの動力を変化させてフロントアクスル２３及びリアアクスル２４に伝達する。フロントアクスル２３は、ミッションケース２２から入力された動力を前輪７に伝達するように構成されている。リアアクスル２４は、ミッションケース２２から入力された動力を後輪８に伝達するように構成されている。

図４に示すように、トラクタ１は、機体２の動作（前進、後進、停止及び旋回等）を制御するための制御部として、車両バス回線１８を介して相互に通信可能としたエンジン制御装置１５、本機制御装置１６、及び作業機制御装置１７を備える。エンジン制御装置１５の出力側が、エンジン５に設けられる燃料噴射装置としてのコモンレール装置４１と電気的に接続されている。一方、エンジン制御装置１５の入力側が、エンジン５の回転速度を検出する回転速度センサ３１などと電気的に接続している。

本機制御装置１６の出力側が、エンジン５からの動力を変速させる油圧式変速装置などを含む変速装置４２や、リアアクスル２４における左右の後輪８への動力伝達に制動をかける左右のブレーキ装置２６などと電気的に接続されている。一方、本機制御装置１６の入力側が、後輪８の回転速度を検出する車速センサ３２、機体２の傾斜角及び傾斜角速度を検出する傾斜角センサ３３などと電気的に接続されている。また、作業機制御装置１７の出力側が、作業機昇降アクチュエータ４４と電気的に接続されるとともに、作業機制御装置１７の入力側が、作業機３の姿勢や動作状態などを検出する作業機センサ３４と電気的に接続される。

また、トラクタ１は、車両バス回線１８と接続した車両搭載端末装置１９を備えており、車両搭載端末装置１９は、無線電話回線などを介して通信ネットワーク網Ｎ１に接続できる。すなわち、トラクタ１は車両搭載端末装置１９で通信ネットワーク網Ｎ１と通信接続することにより、管理センターＣ１のサーバ１００と通信可能となる。

コモンレール装置４１は、エンジン１０の各気筒に燃料を噴射するものである。この場合、エンジン１０の各気筒に対するインジェクタの燃料噴射バルブがエンジン制御装置１５で開閉制御されることによって、燃料供給ポンプによって燃料タンクからコモンレール装置４１に圧送された高圧の燃料が各インジェクタからエンジン１０の各気筒に噴射され、各インジェクタから供給される燃料の噴射圧力、噴射時期、噴射期間（噴射量）が高精度にコントロールされる。

変速装置４２は、具体的には例えば可動斜板式の油圧式無段変速装置であり、ミッションケース２２に備えられている。変速装置４２を本機制御装置１６により制御して斜板の角度を適宜に調整することにより、ミッションケース２２の変速比を所望の変速比にすることができる。

昇降アクチュエータ４４は、例えば作業機３を機体２に連結している三点リンク機構を動作させることにより、作業機３を退避位置（農作業を行わない位置）又は作業位置（農作業を行う位置）の何れかに上げ下げするものである。昇降アクチュエータ４４を作業機制御装置１７により制御して作業機３を適宜に昇降動作させることにより、例えば圃場領域の所望の高さで作業機３により農作業を行うことができる。

上述のような制御装置１５〜１７を備えるトラクタ１は、キャビン１１内に搭乗したオペレータの各種操作に基づき、制御装置１５〜１７が車両バス回線１８を介して相互に通信して、トラクタ１の各部（機体２、作業機３等）を制御することで、圃場内を走行しながら農作業を実行可能に構成されている。加えて、実施形態のトラクタ１は、オペレータの運転操作を、端末装置７０でオペレータにより選択された熟練者の作業履歴（運転支援情報）に基づいて運転支援することが可能となっている。

具体的には、図４に示すように、このトラクタ１は運転支援を可能とするための運転支援制御装置５１等の各種の構成が追加されている。更に、トラクタ１は、測位システムに基づいて自ら（の機体）の位置情報を取得するために必要な測位アンテナ６等の各種の構成を備えている。このような構成により、トラクタ１は、測位システムに基づいて自らの位置情報を取得して、圃場Ｈ１上を運転支援することが可能となっている。

次に、運転支援のためにトラクタ１が備える構成について詳細に説明する。具体的には、トラクタ１は、図２〜図４に示すように、運転支援制御装置５１、操舵制御装置５２、測位測量装置５３、無線通信ルータ（小電力データ通信装置）５４、操舵アクチュエータ４３、測位アンテナ６、及び無線通信アンテナユニット４８等を備える。

運転支援制御装置５１及び操舵制御装置５２は、車両バス回線１８を介して、エンジン制御装置１５、本機制御装置１６、及び作業機制御装置１７それぞれと相互に通信可能に構成されている。また、運転支援制御装置５１は、車両バス回線１８による操縦用通信系統とは別系統となる運転支援用通信系統における運転支援バス回線５６を介して、測位測量装置５３及び無線通信ルータ５４それぞれと相互通信可能となっている。

操舵アクチュエータ４３は、例えば、ステアリングハンドル１２の回転軸（ステアリング軸）の中途部に設けられ、ステアリングハンドル１２の回動角度（操舵角）を調整するものである。運転支援情報で定められた経路をトラクタ１が走行する場合、操舵制御装置５２は、当該経路に沿ってトラクタ１が走行するようにステアリングハンドル１２の適切な回動角度を算出し、算出した回動角度でステアリングハンドル１２が回動するように操舵アクチュエータ４３を制御する。また、操舵制御装置５２は操舵角センサ３５からステアリングハンドル１２の回転角度の検出信号を受けるとともに、車両バス回線１８を介して、エンジン制御装置１５、本機制御装置１６、及び作業機制御装置１７それぞれと通信することで、トラクタ１の車速に応じた操舵を実行できる。

測位アンテナ６は、例えば衛星測位システム（ＧＮＳＳ）等の測位システムを構成する測位衛星からの信号を受信するものである。測位アンテナ６は、キャビン１１における屋根１４の上面に配置されている。測位アンテナ６で受信された信号は、測位測量装置５３に入力されて、測位測量装置５３でトラクタ１（厳密には、測位アンテナ６）の位置情報が、例えば緯度・経度情報として算出される。当該測位測量装置５３で算出された位置情報は、運転支援制御装置５１により取得されて、トラクタ１の制御に利用される。

測位測量装置５３は、無線通信アンテナユニット４８における第１無線通信アンテナ４８ａと電気的に接続しており、特定小電力無線による第１無線通信ネットワーク（例えば、９２０ＭＨｚ帯の無線通信ネットワーク）を通じて、後述する基準局（可搬型基準局）６０と通信を行う。無線通信アンテナユニット４８は、キャビン１１における屋根１４の上面に配置されている。測位測量装置５３は、第１無線通信アンテナ４８ａを介して、圃場近接位置に設置された基準局６０から補正情報（測位補正情報）を受信することによりトラクタ１（移動局）の衛星測位情報を補正して、トラクタ１の現在位置を求める。例えば、ＤＧＰＳ（ディファレンシャルＧＰＳ測位）、ＲＴＫ測位（リアルタイムキネマティック測位）等の各種の測位方法を適用することができる。

本実施形態では、例えば、ＲＴＫ測位を適用しており、移動局側となるトラクタ１に測位アンテナ６を備えるのに加えて、基準局測位アンテナ６１を備えた基準局６０が備えられている。基準局６０は、例えば、圃場の周囲等、トラクタ１の走行の邪魔にならない位置（基準点）に配置されている。基準局６０の設置位置となる基準点の位置情報は予め設定されている。基準局６０には、トラクタ１の測位測量装置５３及び第１無線通信アンテナ４８ａによる通信装置との間で構築される第１無線通信ネットワークを介して通信可能な基準局通信装置６２が備えられている。

ＲＴＫ測位では、基準点に設置された基準局６０と、位置情報を求める対象の移動局側となるトラクタ１の測位アンテナ６との両方で測位衛星６３からの搬送波位相（衛星測位情報）を測定している。基準局６０では、測位衛星６３から衛星測位情報を測定する毎に又は設定周期が経過する毎に、測定した衛星測位情報と基準点の位置情報等を含む補正情報を生成して、基準局通信装置６２からトラクタ１の第１無線通信アンテナ４８ａに補正情報を送信している。トラクタ１（移動局に相当する）の測位測量装置５３は、測位アンテナ６にて測定した衛星測位情報を、基準局６０から送信される補正情報を用いて補正して、トラクタ１の現在位置情報（例えば、緯度情報・経度情報）を求めている。

なお、本実施形態ではＧＮＳＳ−ＲＴＫ法を利用した高精度の衛星測位システムを利用しているが、これに限られるものではなく、高精度の位置座標が得られる限りにおいて他の測位システムを用いてもよい。ＧＮＳＳ−ＲＴＫは、位置のわかっている基準局の情報に基づいて、補正して精度を高めた測位方式で、基準局からの情報の配信方法の違いで複数の方式が存在する。本発明はＧＮＳＳ−ＲＴＫ方式には依存しないので、本実施例では詳細は割愛する。

また、測位測量装置５３は、衛星測位によるトラクタ１（機体２）の位置情報だけでなく、慣性測量による前後左右の傾斜角情報を計測可能になっている。測位測量装置５３で計測された傾斜角情報は、運転支援制御装置５１により位置情報（緯度・経度情報）と対応付けた状態で取得されて、トラクタ１の制御に利用される。なお、測位測量装置５３は、圃場面に対する測位アンテナ６の高さ位置、ひいてはトラクタ１（機体２）の車高を計測することも可能である。

無線通信アンテナユニット４８は、トラクタ１のキャビン１１の屋根１４の上面に配置されており、周波数帯域の異なる第１及び第２無線通信ネットワークと通信接続する第１及び第２無線通信アンテナ４８ａ，４８ｂを備えている。第１無線通信ネットワークは、基準局６０による測位補正情報を通信させるべく、例えば、データ伝送速度の速い９２０ＭＨｚ帯の特定小電力無線などで構築される。第２無線通信ネットワークは、画像データなどのデータ容量の多いデータを高速で通信でさせるべく、例えば、２．４ＧＨｚ帯の小電力データ通信システムなどで構築される。

第１無線通信アンテナ４８ａは、測位測量装置５３と電気的に接続しており、第２無線通信アンテナ４８ｂは、無線通信ルータ５４と電気的に接続している。第２無線通信アンテナ４８ｂと接続された無線通信ルータ５４は、第２無線通信ネットワークを通じて、トラクタ１外部のオペレータにより操作される画像表示可能な端末装置７０と通信を行う。無線通信ルータ５４は、端末装置７０からの運転支援信号を受信し、運転支援バス回線５６を介して運転支援制御装置５１に送信する。

端末装置７０は、具体的には、タッチパネルを備えるタブレット型のパーソナルコンピュータとして構成される。オペレータは、端末装置７０のタッチパネルに表示された情報（例えば、運転支援を行うときに必要な圃場の情報等）を参照して確認することができる。また、オペレータは、端末装置７０を操作して、トラクタ１での運転支援動作を実現させるための運転支援情報を選択して、トラクタ１の運転支援制御装置５１に送信する。

運転支援制御装置５１は、端末装置７０により生成された作業ルートとトラクタ１の位置情報とを比較し、トラクタ１を作業ルートに沿って所定の作業を行わせながら所定の走行速度にて走行させるために、トラクタ１の操舵角、目標のエンジン回転数や変速比等を算出して、車両バス回線１８を通じて、各制御装置１５〜１７，５２と通信する。トラクタ１は、選択した運転支援情報に基づく作業ルートに沿った走行動作とともに、作業機３による最適な農作業動作を実現できるように、無線通信ルータ５４から端末装置７０に操作ガイド情報が送信されて、端末装置７０で音声や画像表示により必要な操作をオペレータに通知する。

本実施形態では、操作ガイドを端末装置７０で通知するものとしたが、トラクタ１に具備されるモニタ装置やブザーなどで通知するものとしても構わないし、操舵制御装置５２により操舵アクチュエータ４３を駆動させて、ステアリングハンドル１２を適切な操舵角で回転させるなどしても構わない。

なお、トラクタ１が運転支援する圃場領域（走行領域）内の経路を、以下の説明において「作業ルート」と称する場合がある。また、圃場領域（走行領域）においてトラクタ１の作業機３による農作業の対象となる領域（作業領域）は、圃場領域の全体から枕地及び余裕代を除いた領域として定められ、オペレータ等が後述の登録点の登録作業を実行したときにこれら登録点とトラクタ１の作業幅とに基づいて設定される。

更に、トラクタ１には、ブレーキペダルや駐車ブレーキレバーの操作と自動制御という２つの系統によって、左右の後輪８，８にブレーキを掛ける左右一対のブレーキ装置２６，２６を設けている。すなわち、左右両方のブレーキ装置２６，２６は、ブレーキペダル（又は駐車ブレーキレバー）の制動方向への操作によって、左右両方の後輪８，８にブレーキを掛けるように構成されている。また、ハンドル１２の回動角度が所定角度以上になれば、本機制御装置１６の指令によって、旋回内側の後輪８に対するブレーキ装置２６が自動的に制動動作をするように構成されている（いわゆるオートブレーキ）。

基準局６０は、補正情報を配信する基準局無線通信アンテナ６４と、測位衛星６３からの信号を受信する基準局測位アンテナ６１と、無線通信アンテナ６４及び測位アンテナ６１それぞれと電気的に接続された基準局通信装置６２とを備える。基準局６０は、移動局となるトラクタ（作業車両）１の位置特定における基準点に設置される。基準点に設置された可搬型基準局６０は、基準局測位アンテナ６１で受信した測位衛星６３からの信号を基準局通信装置６２に送り、基準局通信装置６２において、測定した衛星測位情報と基準点の位置情報等を含む補正情報を生成する。そして、基準局６０は、基準局通信装置６２で生成した補正情報を、第１無線通信ネットワークを介して配信する。なお、基準局６０は、複数部材に分解可能に構成されており、分解した各部材は、所定のケースに収容して運搬可能な大きさに構成されるものとしてもよい。

＜運転支援システムにおける処理動作＞
次に、図４〜図１２を参照しながら、圃場Ｈ１におけるトラクタ１の運転支援における処理動作について、以下に説明する。図４〜図１２に示すように、圃場Ｈ１内のトラクタ１に対してキースイッチがＯＮとなると、各制御装置１５〜１７，５１，５２、測位測量装置５３、及び無線通信ルータ５４が電源投入されるとともに、エンジン１０が駆動してアイドリング状態となる。このとき、トラクタ１は、左右ブレーキ装置２６の制動作用により停止状態となっている。一方、端末装置７０の電源が投入されると、タッチパネルで構成されるディスプレイ１４６が表示されるとともに、装置側ソフトウェアを起動する。

トラクタ１は、運転支援制御装置５１により無線通信ルータ５４の通信動作を制御することで、無線通信ルータ５４は、第２無線通信ネットワークを通じて通信可能な端末装置７０の検索を開始する。すなわち、無線通信ルータ５４は、トラクタ１固有のトラクタＩＤ（識別子）を送信して、第２無線通信アンテナ４８ｂより送信する。端末装置７０は、運転支援システムで通信可能なトラクタ１のトラクタＩＤを予め記憶している。そして、端末装置７０は、トラクタＩＤを含む通信確認信号を受信したとき、受信したトラクタＩＤが予め記憶したトラクタＩＤと一致する場合に、トラクタ１の無線通信ルータ５４との通信を認証する。

端末装置７０は、トラクタ１との通信を認証した後、自機器固有の装置ＩＤ（識別子）を、第２無線通信ネットワークを通じて無線通信ルータ５４に送信する。なお、端末装置７０から装置ＩＤが送信されるものとして説明するが、端末装置７０を操作するオペレータに割り付けられたオペレータＩＤが、装置ＩＤの代わりに利用されるものとしても良い。トラクタ１は、運転支援システムで通信可能な端末装置７０の装置ＩＤを、運転支援制御装置５１又は無線通信ルータ５４で予め記憶している。従って、トラクタ１は、第２無線通信アンテナ４８ｂを介して無線通信ルータ５４で応答信号を受信すると、受信した応答信号における装置ＩＤと、予め記憶した装置ＩＤとが一致する場合に、端末装置７０との通信を認証する。

上述のようにして、トラクタ１（無線通信ルータ５４）と端末装置７０との間で通信が確立すると、トラクタ１は、通信が確立したことをサーバ１００に通知する。このとき、トラクタ１は、トラクタ１のトラクタＩＤ及び端末装置７０の装置ＩＤを、車両搭載用端末装置１９より通信ネットワーク網Ｎ１を介してサーバ１００に送信する。

また、トラクタ１のキースイッチがＯＮとされて、測位測量装置５３が電源投入されると、アンテナ６，４８ａを通じて測位衛星６３及び基準局６０それぞれと通信することで、トラクタ１の位置情報（緯度・経度情報）を算出している。そして、上述のトラクタ１（無線通信ルータ５４）及び端末装置７０間の認証処理後に、サーバ１００に対して、トラクタＩＤ及び装置ＩＤと共に、トラクタ１の位置情報を送信する。

サーバ１００は、トラクタＩＤ及び装置ＩＤより運転支援システムで使用可能なトラクタ１及び端末装置７０であることを確認すると、トラクタ１とサーバ１００との通信を可能とすべく、トラクタ１を認証する。サーバ１００は、トラクタ１を認証すると、トラクタ１から受信した位置情報を中心とする地図情報を読み出して、読み出した地図情報をトラクタ１を介して端末装置７０に送信する。

なお、サーバ１００は、トラクタＩＤ及び装置ＩＤより、トラクタ１を操作するオペレータに対して割り当てられた圃場（作業領域）を確認し、作業対象となる圃場（作業領域）の情報を地図情報に付加して、端末装置７０に送信する。すなわち、サーバ１００は、トラクタ１より受信した位置情報により、トラクタ１の現在位置周辺の圃場ＨＡ〜ＨＨ（図６参照）を含む地図情報を読み出す。そして、サーバ１００は、装置ＩＤにより確認されるオペレータの作業対象となる圃場が、圃場ＨＣ，ＨＤ，ＨＧ，ＨＨであることを確認して、地図情報と共に端末装置７０に通知する。

このとき、トラクタ１は、車両搭載端末装置１９でサーバ１００から地図情報を受信すると、受信した地図情報を運転支援制御装置５１を介して無線通信ルータ５４に与えて、当該地図情報を無線通信ルータ５４より端末装置７０に送信する。そして、図６に示すように、地図情報を受信した端末装置７０は、受信した地図情報に基づいて、作業対象となる圃場（作業領域）ＨＣ，ＨＤ，ＨＧ，ＨＨ及び対象外となる圃場ＨＡ，ＨＢ，ＨＦを含む地図をディスプレイ１４６に表示する。

オペレータは、端末装置７０のディスプレイ１４６を構成するタッチパネルを操作するなどして、ディスプレイ１４６上に表示された地図上から、トラクタ１による作業対象となる圃場（作業領域）を指定する。端末装置７０は、オペレータにより圃場（作業領域）が選択されると、図７に示すように、トラクタ１による作業（耕運作業、播種作業、施肥作業、代掻き作業、畝立て作業など）の指定をオペレータに要求するための画面を、ディスプレイ１４６に表示する。オペレータは、図７のように画面表示された端末装置７０のタッチパネルを操作することで、トラクタ１による作業（耕運作業、播種作業、施肥作業、代掻き作業、畝立て作業など）を行うための作業機３及び作業機３の大きさを指定する。また、オペレータは、作業対象となる作物についても、端末装置７０を操作して指定する。

端末装置７０は、指定された圃場Ｈ１、作業機３、及び作物を、トラクタ１を介してサーバ１００に送信する。なお、本実施形態では、圃場Ｈ１及び作業機３について、図６及び図７に示すように、圃場ＨＤ及びロータリ耕耘機が選択されている。サーバ１００は、端末装置７０より、圃場ＨＤに割り付けられている圃場ＩＤ（識別子）を受信することで、圃場ＩＤで特定される圃場ＨＤを確認するとともに、作業機３に割り付けられている作業機ＩＤ（識別子）を受信することで、作業機ＩＤで特定される作業機３の機種ＺＺ−ＺＺＺと大きさを確認する。また、サーバ１００は、トラクタ１より既に受信しているトラクタＩＤより、トラクタ１の機種ＹＹ−ＹＹＹと大きさを確認する。

サーバ１００は、指定された圃場ＨＤ及び作業機３の機種ＺＺ−ＺＺＺを確認するとともに、トラクタ１の機種ＹＹ−ＹＹＹであることを認識すると、作業機３の、及びトラクタ１の機種ＹＹ−ＹＹＹのトラクタ１により機種ＺＺ−ＺＺＺの作業機３を用いて圃場ＨＤへ実行した農作業の履歴（作業履歴情報）を検索する。サーバ１００は、圃場ＨＤ、トラクタ１の機種ＹＹ−ＹＹＹ、及び作業機３の機種ＺＺ−ＺＺＺにより特定される作業履歴情報を抽出すると、オペレータ毎に仕分けする。サーバ１００は、オペレータ毎に仕分けされた作業履歴情報に、各オペレータの熟練度、作業時間（平均作業時間）、燃費（平均燃料消費量）、及び作業履歴のダウンロード回数（使用頻度）を付加し、トラクタ１を介して端末装置７０に送信する。作業履歴情報には、例えば、圃場ＨＤへの進入経路や圃場ＨＤ内での作業ルートを表す時間及び位置情報、エンジンの回転数と負荷率、副変速ギヤの選択、主変速装置の進行速度、ロータリ耕耘機のＰＴＯ変速設定と深さ設定、旋回速度、作業機旋回上昇タイミング、オートブレーキ設定、バック上昇、作業機設定高さなどが含まれる。

端末装置７０は、サーバ１００から作業履歴情報を受信すると、作業履歴情報に基づいて、演算によりトラクタ１が移動する圃場ＨＤへの進入経路及び作業ルート（作業経路）を生成する。そして、図８に示すように、端末装置７０は、オペレータ毎の作業経路、熟練度、作業時間、燃費、及びダウンロード回数をディスプレイ１４６に表示する。これらの情報は、オペレータが作業履歴を選択する際の判断材料を豊富にできる。

オペレータは、端末装置７０のディスプレイ１４６を構成するタッチパネルを操作するなどして、ディスプレイ１４６上に表示された複数のオペレータの作業履歴のいずれかを指定する。端末装置７０は、指定された作業履歴情報を運転支援情報としてトラクタ１に送信する。なお、本実施形態では、運転支援情報（作業履歴情報）について、図８に示すように、熟練度Ｊ２の運転支援情報が選択されている。

図９に示すように、トラクタ１の運転支援制御装置５１は、端末装置７０より運転支援情報を受信すると（ＳＴＥＰ１）、当該運転支援情報を記憶装置（図示省略）に記憶する（ＳＴＥＰ２）。運転支援制御装置５１は、ロータリ耕耘機（作業機）の設定を受信した運転支援情報に基づいて実施する（ＳＴＥＰ３）。このとき、運転支援制御装置５１が、制御装置１５〜１７と通信することで、運転支援情報に基づくトラクタ１及び作業機３に対する各種設定を実行する。すなわち、作業機３の昇降位置、作業機３の水平制御における傾斜角度，作業機３による耕運深さ、機体２の直線車速及び旋回車速、エンジン１０の回転速度上限値などといったトラクタ１及び作業機３への設定パラメータを、運転支援情報に基づいて設定する。

運転支援情報には、例えば、図１１及び図１２に示すように、端末装置７０が生成した作業経路、圃場ＨＤへの進入経路や圃場ＨＤ内での作業ルートを表す時間及び位置情報（緯度、経度）、エンジンの回転数と負荷率、副変速ギヤの選択、主変速装置の進行速度、ロータリ耕耘機のＰＴＯ変速設定と深さ設定、旋回速度、作業機旋回上昇タイミング、オートブレーキ設定、バック上昇、作業機設定高さなどが含まれる。なお、圃場ＨＤでの作業経路は、運転支援制御装置５１により生成されてもよい。

図９及び図１０に示すように、トラクタ１の運転支援制御装置５１は、運転支援を開始すると（ＳＴＥＰ４）、トラクタ１の現在位置情報を取得し（ＳＴＥＰ５）、操作ガイド情報を運転支援情報（図１２参照）より読み出して（ＳＴＥＰ６）、端末装置７０に送信する（ＳＴＥＰ７）。端末装置７０は、受信した操作ガイド情報に応じて、トラクタ１の操作に関する操作ガイドをディスプレイ１４６への表示や音声などでオペレータに通知する。

また、トラクタ１は、機体２及び作業機３の駆動状態（エンジン回転数、機体２の車速、エンジン負荷、機体２の傾き姿勢、作業機３の傾き姿勢、作業機３の昇降位置、左右のブレーキ装置２６の制動操作、ハンドル１０の操舵角、ＰＴＯスイッチの切換など）を取得し、位置情報と共に、サーバ１００に送信する（ＳＴＥＰ８）なお、位置情報は、測位衛星６３及び基準局６０それぞれから受信した情報に基づき、測位測量装置５３で算出した緯度・経度情報である。

運転支援中のトラクタ１は、所定時間間隔で、操作ガイド情報を端末装置７０に送信する一方で、機体２及び作業機３の駆動状態及び位置情報をサーバ１００に送信する。サーバ１００は、所定時間間隔で受信する操作情報及び位置情報を、作業中の圃場（作業領域）を示す圃場ＩＤ（作業領域識別子）、トラクタＩＤ（作業車両識別子）及び作業機ＩＤ（作業機識別子）と関連づけて記憶する。

また、トラクタ１は、ＳＴＥＰ６で読み出した操作ガイド情報と、ＳＴＥＰ８で取得した機体２及び作業機３の駆動状態に差があると判断したとき（ＳＴＥＰ９：ＹＥＳ）、その差を示す操作比較情報を生成する（ＳＴＥＰ１０）。そして、トラクタ１は、生成した操作比較情報を、端末装置７０とサーバ１００のそれぞれに送信する（ＳＴＥＰ１１）。

端末装置７０は、トラクタ１から操作比較情報を受信すると、機体２及び作業機３の駆動状態を操作ガイド情報に一致させるように修正する操作（修正操作）をオペレータに通知する。また、サーバ１００は、トラクタ１から受信した操作比較情報を、圃場ＩＤ（作業領域識別子）、トラクタＩＤ（作業車両識別子）及び作業機ＩＤ（作業機識別子）と関連づけて記憶する。

トラクタ１の運転支援制御装置５１は、作業が終了するまでＳＴＥＰ５〜１１の運転支援処理を実行する。トラクタ１の作業が終了すると（ＳＴＥＰ１３）、運転支援制御装置５１は、端末装置７０及びサーバ１００それぞれに、作業終了を通知するとともに実測作業時間を送信する（ＳＴＥＰ１４）。端末装置７０は、オペレータに実測作業時間と作業終了の旨を通知する。また、サーバ１００は、実測作業時間を圃場ＩＤ（作業領域識別子）、トラクタＩＤ（作業車両識別子）及び作業機ＩＤ（作業機識別子）と関連づけて記憶する。

サーバ１００は、トラクタ１から受信した機体２及び作業機３の駆動状態及び位置情報と、操作比較情報と、実測作業時間とに基づいて、オペレータの熟練度や燃費を算出する。そして、サーバ１００は、機体２及び作業機３の駆動状態及び位置情報、操作比較情報、実測作業時間、オペレータの熟練度情報、並びに燃費情報を、圃場ＩＤ（作業領域識別子）、トラクタＩＤ（作業車両識別子）及び作業機ＩＤ（作業機識別子）と関連づけて、作業履歴情報として記憶する。なお、サーバ１００は、操作比較情報の回数が少ないほど熟練度を高く算出する。また、サーバ１００は、実測作業時間が、使用された作業履歴情報の作業時間に近いほど熟練度を高く算出する。

なお、端末装置７０の機能をトラクタ１に設け、ディスプレイ１４６に表示する情報をトラクタ１のモニタ装置に表示するなどして、上記実施形態で端末装置７０が表示等する情報をトラクタ１の機能が表示等するように構成してもよい。

本発明は、前述の実施形態に限らず、様々な態様に具体化できる。各部の構成は図示の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。

１ トラクタ（作業車両）
７０ 端末装置
１００ サーバ

Claims (7)

1. 農作業車両との通信により前記農作業車両の駆動状態を作業履歴情報として記憶するサーバと、前記農作業車両の作業領域において前記農作業車両と通信可能な端末装置とを備えた農作業車両の運転支援システムであって、
   前記サーバは、作業領域識別子及び作業者識別子と関連付けて前記作業履歴情報を記憶しており、
   前記端末装置は、前記サーバから前記作業履歴情報を受信すると、前記作業者識別子に基づいて作業者ごとの作業履歴を表示することを特徴とする農作業車両の運転支援システム。
2. 前記作業履歴情報は、前記農作業車両を特定する農作業車両識別子と、前記農作業車両に取り付けられる作業機を特定する作業機識別子とも関連付けて記憶されていることを特徴とする請求項１に記載の農作業車両の運転支援システム。
3. 前記作業履歴情報が前記農作業車両に与えられることで、前記農作業車両及び前記作業機への設定パラメータが、前記作業履歴情報に基づいて設定されることを特徴とする請求項２に記載の農作業車両の運転支援システム。
4. 前記サーバは、作業者の熟練度を示す熟練度情報を前記作業者識別子に関連付けて記憶しており、前記作業履歴情報とともに前記熟練度情報を前記端末装置に送信し、
   前記端末装置は、前記作業履歴とともに前記作業者の熟練度を表示することを特徴とする請求項１に記載の農作業車両の運転支援システム。
5. 前記サーバは、複数の作業者の前記作業履歴情報を送信し、前記端末装置は、複数の作業者の作業履歴を熟練度とともに表示することを特徴とする請求項３に記載の農作業車両の運転支援システム。
6. 前記農作業車両は、前記農作業車両への操作が前記作業履歴による運転支援内容と異なる場合に、誤操作判定を行い、前記端末装置を通じて修正操作を通知することを特徴とする請求項１に記載の農作業車両の運転支援システム。
7. 前記作業履歴情報は、作業領域への侵入経路と作業領域内での作業ルートの少なくとも一方を含む請求項１に記載の農作業車両の運転支援システム。

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