JP2019114138A - Farm work supporting system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、作業車両を用いた農作業への支援を行う農作業支援システムに関する。 The present invention relates to an agricultural work support system that supports agricultural work using a work vehicle.
従来、農作業を支援するシステムとして、例えば、作業車両を用いて圃場で作業を行ったときの作業情報と作業位置とを対応付けて記憶する記憶部と、作業位置に記憶された農作業情報を整理する整理部とを備え、整理部は、圃場の輪郭と作業位置とのずれの傾向から作業情報と圃場とを確実に対応付けることを可能とした農作業管理システムが知られている(例えば、特許文献1を参照)。 Conventionally, as a system for supporting agricultural work, for example, a storage unit that associates and stores work information and work position when work is performed in a field using a work vehicle, and organizes farming work information stored in the work position There is known an agricultural work management system which is provided with a rearranging unit, and the rearranging unit can reliably associate work information with a field from the tendency of deviation between the contour of the field and the work position (for example, patent documents See 1).
しかしながら、上述した農作業管理システムは、例えば、作業車両を自動運転させて行う作業の場合、圃場と作業位置とのずれに対して厳密な精度が求められるため、対応することが難しい。 However, in the case of work performed by automatically driving the work vehicle, for example, the above-described agricultural work management system is difficult to cope with because the precise accuracy is required for the difference between the field and the work position.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、作業車両の自動運転による農作業を支援することのできる農作業支援システムを提供することを目的とする。 This invention is made in view of the above, Comprising: It aims at providing the agricultural-work assistance system which can support the agricultural work by automatic driving | operation of a working vehicle.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、圃場(A,B,C)を走行可能な作業車両(10)に設けられ、当該作業車両(10)の自己位置を測定する測位ユニット(120)と、前記作業車両(10)に備えられ、少なくとも前記作業車両(10)が自動運転可能な走行エリア情報を含む作業関連情報を生成可能な制御ユニット(160)と、前記制御ユニット(160)と通信可能な情報処理装置(130)と、を備え、前記情報処理装置(130)は、複数の圃場(A,B,C)について、それぞれ識別情報に関連付けられた圃場関連情報として記憶しており、前記制御ユニット(160)により生成された前記作業関連情報を取得して、前記圃場(A,B,C)毎に独立して記憶可能である農作業支援システムとする。 In order to solve the problems described above and achieve the object, the invention according to claim 1 is provided in a work vehicle (10) capable of traveling in a field (A, B, C), and the work vehicle (10) A positioning unit (120) for measuring the self-location of the control unit, and a control unit provided in the work vehicle (10) and capable of generating work related information including traveling area information at least the work vehicle (10) can automatically drive 160) and an information processing apparatus (130) capable of communicating with the control unit (160), wherein the information processing apparatus (130) identifies each of the plurality of fields (A, B, C) as identification information. A farming operation that is stored as associated farmland related information and can be stored independently for each farmland (A, B, C) by acquiring the work related information generated by the control unit (160) Support The system.
請求項2に記載の発明は、前記制御ユニット(160)は、所定の要求操作に基づき、前記作業車両(10)を自動運転させる自動運転モードとマニュアル運転させるマニュアル運転モードとに切替可能であり、前記走行エリア情報は、前記マニュアル運転モードに含まれる圃場測定モードにおいて、前記作業車両(10)が前記圃場(A,B,C)内で有人走行された際に取得した走行軌跡(103)に基づいて生成され、前記作業車両(10)が自動運転可能な第1の自動走行エリアと、当該作業車両(10)とは異なる他の作業車両(10)が自動運転可能な範囲である第2の自動走行エリアとが包含されることを特徴とする請求項1に記載の農作業支援システムとする。 The control unit (160) is switchable between an automatic operation mode for automatically operating the work vehicle (10) and a manual operation mode for manual operation based on a predetermined request operation. The traveling area information is acquired in the field measurement mode included in the manual operation mode, when the work vehicle (10) is manned in the field (A, B, C). A first automatic travel area where the work vehicle (10) can be driven automatically, and a range in which another work vehicle (10) different from the work vehicle (10) can be driven automatically The agricultural work support system according to claim 1, characterized in that two automatic traveling areas are included.
請求項3に記載の発明は、前記制御ユニット(160)は、前記作業車両(10)に搭載されたコントローラ(150)と、当該コントローラ(150)と通信可能であり、かつ前記作業車両(10)に持ち込み可能な携帯端末(140)とを含むことを特徴とする請求項1または2に記載の農作業支援システムとする。 In the invention according to claim 3, the control unit (160) can communicate with a controller (150) mounted on the work vehicle (10) and the controller (150), and the work vehicle (10). The agricultural work support system according to claim 1 or 2, further comprising: a portable terminal (140) that can be carried into the.
請求項4に記載の発明は、前記制御ユニット(160)は、前記作業関連情報として、前記走行エリア情報に加えて他の作業車両(10)を含む前記作業車両(10)がそれぞれ備える作業装置(2)の種別および作業内容の種別に応じた各種情報を生成し、前記情報処理装置(130)は、前記走行エリア情報に加えて前記各種情報を前記圃場(A,B,C)毎に独立して記憶可能であることを特徴とする請求項3に記載の農作業支援システムとする。 In the invention according to claim 4, a work device provided with each of the work vehicles (10), wherein the control unit (160) includes other work vehicles (10) in addition to the travel area information as the work related information The information processing apparatus (130) generates various information according to the type of (2) and the type of work content, and in addition to the traveling area information, the various information for each of the fields (A, B, C) The agricultural work support system according to claim 3, characterized in that it can be stored independently.
請求項5に記載の発明は、前記作業関連情報は、複数の作業車両(10)それぞれの走行予定経路情報および走行実績経路情報を含み、前記制御ユニット(160)は、前記走行予定経路情報と走行実績経路情報とを比較して、前記圃場(A,B,C)に対する各前記作業車両(10)の作業状況を判定することを特徴とする請求項4に記載の農作業支援システムとする。 In the invention according to claim 5, the work related information includes travel planned route information and travel result route information of each of a plurality of work vehicles (10), and the control unit (160) generates the travel planned route information and The agricultural work support system according to claim 4, characterized in that the work situation of each of the work vehicles (10) with respect to the field (A, B, C) is determined by comparing the traveled track information.
請求項6に記載の発明は、前記情報処理装置(130)は、前記制御ユニット(160)が判定した各前記作業車両(10)の作業状況に基づき、作業未着手情報、作業中情報、および作業完了情報を含む作業経過情報として生成して記憶することを特徴とする請求項5に記載の農作業支援システムとする。 In the invention according to claim 6, the information processing apparatus (130) is based on the work status of each of the work vehicles (10) determined by the control unit (160), work non-start information, work information, and The agricultural work support system according to claim 5, characterized in that it is generated and stored as work progress information including work completion information.
請求項1に記載の発明によれば、作業車両によって得られた作業関連情報を、複数の圃場それぞれに関連付けて一元的に管理でき、利便性が向上する。また、自動運転による走行エリア情報までも情報処理装置に記憶できるため、作業対象となる複数の圃場のうちのいずれの圃場においても自動運転による農作業が可能となる。 According to the first aspect of the present invention, the work related information obtained by the work vehicle can be centrally managed in association with each of the plurality of farm fields, and the convenience is improved. In addition, since traveling area information by automatic driving can be stored in the information processing apparatus, agricultural work by automatic driving can be performed in any of a plurality of farm fields to be worked.
請求項2に記載の発明によれば、1つの作業車両が所定の圃場を有人走行して得られた走行軌跡に基づいて、当該作業車両が自動運転可能な第1の自動走行エリアに加え、当該作業車両とは異なる他の作業車両が自動運転可能な範囲である第2の自動走行エリアまでも情報処理装置に記憶できる。したがって、請求項1に記載の発明の効果に加えて、請求項1に記載の発明の効果に加え、第2の自動走行エリアを生成するための他の作業車両による圃場の有人走行が不要になるとともに、いずれの圃場において、いずれの作業車両も自動運転中に圃場から逸脱するおそれがなくなる。 According to the second aspect of the present invention, in addition to the first automatic travel area where the work vehicle can automatically drive, based on the travel locus obtained by one work vehicle having a manned travel on a predetermined field, Even the second automatic travel area, which is a range in which another work vehicle different from the work vehicle can automatically drive, can be stored in the information processing apparatus. Therefore, in addition to the effects of the invention described in claim 1, in addition to the effects of the invention described in claim 1, manned traveling of the field by another work vehicle for generating the second automatic traveling area is unnecessary. In any field, there is no risk of any work vehicle deviating from the field during automatic operation.
請求項3に記載の発明によれば、請求項1または2に記載の発明の効果に加えて、作業車両に搭載されたコントローラと、作業者が携行可能な携帯端末とで、制御ユニットとしての機能的な役割分担を行うことで、制御ユニットの負荷を抑えながら、合理的な農作業支援が可能となる。 According to the invention described in claim 3, in addition to the effects of the invention described in claim 1 or 2, a controller mounted on a work vehicle and a portable terminal which an operator can carry, as a control unit By performing functional role sharing, rational farming support can be performed while suppressing the load on the control unit.
請求項4に記載の発明によれば、請求項3に記載の発明の効果に加えて、各圃場毎に関連付けられた様々な情報を作業関連情報として一元管理することができ、より効果的な農作業支援が行える。 According to the fourth aspect of the invention, in addition to the effects of the third aspect of the invention, various information associated with each field can be centrally managed as work-related information, which is more effective. We can support agricultural work.
請求項5に記載の発明によれば、請求項4に記載の発明の効果に加えて、作業車両による圃場毎の作業状況を容易かつ正確に判定することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, in addition to the effects of the fourth aspect of the present invention, it is possible to easily and accurately determine the work situation in each field by the work vehicle.
請求項6に記載の発明によれば、請求項5に記載の発明の効果に加えて、圃場毎に作業経過情報すなわち作業状態の変遷が容易に確認できるため、次の作業を効率的に行える。 According to the sixth aspect of the invention, in addition to the effects of the invention according to the fifth aspect, the work progress information, that is, the transition of the work state can be easily confirmed for each field, so the following work can be performed efficiently. .
以下に、本発明の実施形態に係る農作業支援システムについて、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、下記の実施形態における構成要素には、当業者が置換可能なもの、あるいは実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。 An agricultural work support system according to an embodiment of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. The constituent elements in the following embodiments include those that can be substituted by those skilled in the art or those that are substantially the same, ie, so-called equivalent ranges. Furthermore, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
先ず、農作業支援システムの概略について、図1〜図4を参照しながら説明する。図1は、実施形態に係る農作業支援システムの概略を示す説明図、図2は、同農作業支援システムの概略を示すブロック図である。また、図3は、実施形態に係る農作業支援システムにおけるタブレット端末装置の概略を示すブロック図、図4は、同農作業支援システムにおける制御ユニットを示すブロック図である。 First, an outline of the agricultural work support system will be described with reference to FIGS. 1 to 4. FIG. 1 is an explanatory view showing the outline of a farming support system according to the embodiment, and FIG. 2 is a block diagram showing the farming support system. Moreover, FIG. 3 is a block diagram which shows the outline of the tablet terminal device in the agricultural-work assistance system which concerns on embodiment, FIG. 4: is a block diagram which shows the control unit in the agricultural-work assistance system.
図1に示すように、本実施形態に係る農作業支援システムは、例えば、トラクタ10などの作業車両と、トラクタ10の位置を示す位置情報を取得する測位ユニットとしてのGNSS(Global Navigation Satellite System)制御装置120と、トラクタ10による作業関連情報を生成可能な制御ユニットである作業制御装置160(図2参照)と、作業制御装置160と通信可能な情報処理装置130とを備える。
As shown in FIG. 1, the agricultural work support system according to the present embodiment controls, for example, a GNSS (Global Navigation Satellite System) as a positioning unit that acquires position information indicating a position of the work vehicle such as the
作業車両であるトラクタ10は、圃場A,B,Cを走行可能な走行車体1と作業装置2とを備える。圃場A,B,Cには、車両進入口104や車両退出口105が設けられている。なお、トラクタ10の作業装置2としては、例えば、耕耘ロータリ等であるが、作業車両が苗移植機であれば苗植付装置、施肥機であれば施肥装置などである。また、作業車両が、例えばコンバインであれば、刈取り部や脱穀部等が作業装置2となる。上述した例は一例であり、圃場A,B,Cにおいて農作業を行うための作業装置であれば特に限定されるものではない。
The
走行車体1は、動力源であるエンジン(不図示)と、このエンジンの動力を駆動輪と作業装置2とに伝える動力伝達装置(不図示)とを備え、農道Rや圃場A,B,Cの内部を自由に走行することができる。なお、エンジンには、ディーゼル機関やガソリン機関等の熱機関が用いられる。 The traveling vehicle body 1 includes an engine (not shown) that is a power source, and a power transmission device (not shown) that transmits the power of the engine to the drive wheels and the work device 2. You can travel freely inside the As the engine, a heat engine such as a diesel engine or a gasoline engine is used.
GNSS制御装置120は、地球上を周回している航法衛星123からの電波を受信してトラクタ10の自己位置を測位可能であり、かつ計時することができる。
The GNSS
本実施形態における作業制御装置160は、トラクタ10に持ち込み可能な情報処理装置の一例である携帯端末であるタブレット端末140と、トラクタ10に搭載されたコントローラ150とにより構成されている。しかし、農作業支援システムが備える作業制御装置160としては、コントローラ150およびタブレット端末140のうち、いずれか一方のみであってもよい。
The
図2に示すように、農作業支援システムは、複数のトラクタ10が、通信ネットワーク110を介して少なくとも1つの情報処理装置130と互いに接続可能な状態で構築されている。各トラクタ10には、それぞれ作業制御装置160が設けられている。すなわち、本実施形態に係る農作業支援システムは、いわゆるクラウドコンピューティング(Cloud Computing)が可能なシステムである。
As shown in FIG. 2, the agricultural work support system is constructed such that a plurality of
作業制御装置160は、少なくともトラクタ10が自動運転可能な走行エリア情報を含む作業関連情報を生成することができる。ここで、走行エリア情報とは、例えば、図1に示すように、所定の圃場Aにおいて、トラクタ10が自動運転により、圃場A内における有効な耕地の最外側縁から逸脱することなく、安全に無人走行可能な作業経路300を含む情報である。
The
情報処理装置130は、CPU(Central Processing Unit)等の処理装置や、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、HDD(Hard Disk Drive)等の記憶装置、さらには入出力装置が設けられたコンピュータ等である。
The
ここでは、情報処理装置130として、例えば農作業支援サーバ130aやパーソナルコンピュータ130bが通信ネットワーク110を介して作業制御装置160(コントローラ150およびタブレット端末140)と接続している。なお、本実施形態では、情報処理装置130としては、図1に示すように、農作業支援サーバ130aあるいはパーソナルコンピュータ130bからなる1つの情報処理装置130が、複数の圃場A,B,Cを管理する管理舎H内に設置されている。
Here, as the
かかる情報処理装置130は、複数の圃場A,B,Cについて、それぞれ圃場識別情報200a〜200iに関連付けられた圃場地図情報を記憶している。また、情報処理装置130は、作業制御装置160により生成された作業関連情報を取得して、圃場A,B,C毎に独立して記憶することができる。
The
詳しくは後述するが、作業制御装置160を構成するコントローラ150は、上述の情報処理装置130と同様にコンピュータにより構成される。そして、コントローラ150は、エンジンや走行装置などの車両に搭載される各システムを制御するエレクトリックコントロールユニット(ECU:Electronic Control Unit)11と接続している(図4参照)。
Although the details will be described later, the
かかるコントローラ150は、各種のECU11と協働して、トラクタ10を自動運転させる自動運転モードと、作業者が搭乗して運転するマニュアル運転を行わせるマニュアル運転モードとに切替えることができるとともに、作業装置2の昇降動作、動力伝達スイッチの開閉動作、走行駆動装置の動作等を制御することができる。
The
また、タブレット端末140も構成的には上述のコンピュータの一種であり、図3に示すように、制御部143と、これにそれぞれ接続する記憶部141と、情報を表示する表示部および各種の入力操作を行う操作部が一体となったタッチパネル142と、GNSSアンテナ121とを備える。
In addition, the
詳しくは後述するが、図3に示すように、記憶部141の圃場関連情報には、圃場識別情報200a〜200iが個々に付与された圃場A,B,Cの場所を示す圃場地図情報と、この圃場地図情報に関連付けられた作業関連情報が記憶されている。すなわち、地区別に区分された圃場A,B,Cそれぞれに、区画された複数の区画圃場A0〜A2、B0〜B3、C0,C1に関する作業関連情報が、必要情報としてデータベース化されて記憶部141に記憶されている。なお、以下では、特に区別する必要のない場合、各地区における区画圃場A0〜A2、B0〜B3、C0,C1についても圃場A,B,Cと記す場合がある。
Although it will be described in detail later, as shown in FIG. 3, the field related information in the
そして、かかる情報は、通信ネットワーク110を介して情報処理装置130の記憶部に記憶される。
Then, the information is stored in the storage unit of the
上記構成を備える農作業支援システムでは、地図情報により視覚的に識別できる複数の圃場A,B,Cそれぞれにおいて、トラクタ10によって得られた作業関連情報を、複数の圃場A,B,Cそれぞれに関連付けて、例えば農作業支援サーバ130a等で一元的に管理できるため、今後の農作業計画を立案すること等も容易となり、利便性が向上する。
In the agricultural work support system having the above configuration, the work related information obtained by the
また、タブレット端末140を介して作業関連情報等を農作業支援サーバ130aに逐次アップロードすれば、農作業計画についてもクラウドコンピューティングを利用して当該サーバ130aやパーソナルコンピュータ130bで作成することが可能となる。
In addition, by sequentially uploading work related information and the like to the agricultural work support server 130a via the
また、自動運転による走行エリア情報までも情報処理装置130に記憶できるため、作業対象となる複数の圃場A,B,Cのうちのいずれの圃場A,B,Cにおいても自動運転による農作業が可能となる。
In addition, since traveling area information by automatic driving can also be stored in the
また、本実施形態においては、トラクタ10を自動運転させるための作業経路300(図1参照)を含む走行エリア情報は、制御ユニットである作業制御装置160によって生成される。詳しくは後述するが、トラクタ10を圃場A,B,C内で有人走行させた際に、作業制御装置160(コントローラ150および/またはタブレット端末140)は走行軌跡を取得し、取得した走行軌跡に基づいて走行エリア情報を生成する。
Further, in the present embodiment, traveling area information including a work path 300 (see FIG. 1) for automatically operating the
そのとき、作業制御装置160は、実際に有人走行したトラクタ10が自動運転可能な第1の自動走行エリアと、当該トラクタ10ではなく、有人走行を行っていない他のトラクタ10についても自動運転可能な範囲である第2の自動走行エリアとを生成するようにしている。すなわち、作業制御装置160には、圃場A,B,Cにおいて作業する、自車両および他の車両まで含めたトラクタ10(作業車両)に関し、ホイルベース、トレッド、タイヤ幅、その他各種諸元を含む車両情報を予め記憶させている。
At that time, the
このように、1台のトラクタ10が有人走行した圃場A,B,Cにおいては、有人走行した当該トラクタ10はもとより、有人走行をしていない他のトラクタ10についても、自動走行による所定の作業を、所定の作業エリアから逸脱することなく安全に行うことができる。
As described above, in the fields A, B, and C where one
なお、トラクタ10の自動運転による作業経路300としては、圃場Aの中を単調に進行するようなものだけではなく、例えば一時停止したり、圃場Aの畔際へ移動したりする行程までも含むものである。したがって、より安全な自動運転による作業を行うことができる。
In addition, as a
ここで、農作業支援システムにおける作業制御装置160について、タブレット端末140とコントローラ150とを中心とする図4を参照しながら説明する。
Here, the
本実施形態に係る農作業支援システムにおけるトラクタ10は、電子制御によって各部を制御することが可能になっており、トラクタ10には、図4に示すコントローラ150が走行車体1(図1参照)に設けられている。また、コントローラ150とともに作業制御装置160を構成するタブレット端末140は、走行車体1に持ち込み可能、あるいは着脱自在に備えられている。そして、タブレット端末140とコントローラ150とは、ブルートゥース(登録商標)等の近距離無線通信規格により接続可能である。なお、タブレット端末140とコントローラ150とは、有線により接続可能な構成であっても構わない。
The
コントローラ150は、上述の情報処理装置130等と同様に、CPU等を有する処理装置や、ROM、RAM、HDD等の記憶装置、および入出力装置が設けられており(図示省略)、これらは互いに接続されて互いに信号の受け渡しが可能である。
The
また、コントローラ150には、各種のECU11、運転モード選択スイッチ18、各種アクチュエータ170、カメラ171、各種センサ175、自動操舵装置180、さらにはGNSS制御装置120が接続される。また、コントローラ150には、タブレット端末140と通信を行うための通信部151が接続される。
Further, to the
運転モード選択スイッチ18は、トラクタ10を自動運転で走行させる自動運転モードと作業者によるマニュアル運転で走行させるマニュアル運転モードとに切替えるためのスイッチであり、例えば、走行車体1に設けられる。
The operation mode selection switch 18 is a switch for switching between an automatic operation mode in which the
また、各種アクチュエータ170としては、例えば、作業装置2を昇降させる昇降シリンダ等の様々なシリンダや、圃場A,B,Cの水深を検出する水深センサ等を回動させるモータ、エンジンの吸気量を調節するスロットルモータ等の電動モータ等、様々なモータがある。 Further, as the various actuators 170, for example, various cylinders such as elevating cylinders for moving the working device 2 up and down, motors for rotating water depth sensors for detecting water depths in the fields A, B and C, etc. There are various motors such as an electric motor such as a throttle motor to adjust.
また、各種センサ175としては、上述した水深センサ、圃場A,B,Cの作土深を検出する作土深センサ、圃場A,B,Cの肥料濃度を検出する肥沃度センサ、収穫物である籾等の重さを検出したり苗の重量を検出したりするロードセル等の重量センサ、後輪の回転数を検出する回転センサ、走行車体1の傾きを検出する傾きセンサ、あるいは作業クラッチセンサや温度センサ等、様々なセンサがある。 As various sensors 175, the above-described water depth sensor, soil formation depth sensor for detecting the soil formation depth of fields A, B and C, fertility sensor for detecting the fertilizer concentration of fields A, B and C, and harvested matter A weight sensor such as a load cell that detects the weight of a certain bush or the weight of a seedling, a rotation sensor that detects the number of rotations of the rear wheel, an inclination sensor that detects the inclination of the traveling vehicle 1, or a working clutch sensor There are various sensors such as temperature sensors.
なお、カメラ171は、走行車体1の適宜箇所に複数個設けられており、カメラ171による撮像データは、例えば、図1に示した管理舎H内に設置された情報処理装置130等を介して視ることが可能となっている。また、かかるカメラ171による撮像データから、作業制御装置160は、作物の生育状況や作業状況などを判定することもできる。
Note that a plurality of
トラクタ10の自己位置を示す位置情報を取得するGNSS(Global Navigation Satellite System)制御装置120は、走行車体1に設けられた受信アンテナ122と、タブレット端末140に設けられたGNSSアンテナ121とを備える測位ユニットとして機能する。GNSS制御装置120は、GNSSアンテナ121や受信アンテナ122によって航法衛星123からの電波を受信し、所定時間毎にGNSS座標を取得することにより、地球上での位置情報を所定間隔で取得することができる。
A GNSS (Global Navigation Satellite System)
そして、GNSS制御装置120が取得する位置情報と位置毎の作業関連情報とを、圃場A,B,Cの場所を示す圃場地図情報とに互いに関連付けて記録した圃場関連情報(図3参照)を、各圃場A,B,C毎の独立情報として生成する。生成されたこれらの独立情報は、通信ネットワーク110を介して情報処理装置130に送られる。
And the field related information (refer FIG. 3) which mutually associated the position information which the
自動操舵装置180は、運転モード選択スイッチ18を介して自動運転モードが選択された際に、GNSS制御装置120が取得する位置情報に基づきコントローラ150により制御される。すなわち、コントローラ150により、走行車体1に設けられた操縦ハンドル(不図示)が自動操作され、走行車体1が自動運転される。図示するように、自動操舵装置180は、任意の回転力を付与して操縦ハンドルを回転させる操舵モータ181と、操縦ハンドルの回転角度を検知するハンドルポテンショメータ182とを備えている。
The automatic steering device 180 is controlled by the
また、図4には示していないが、農作業支援システムとして、所謂ドローンと呼ばれる無人飛行体を利用することもできる。かかる無人飛行体には、例えば、トラクタ10に設けたカメラ171と同じような撮像装置を搭載するとともに、GNSS制御装置120の一部を構築可能なアンテナを設けておくとよい。
Moreover, although not shown in FIG. 4, an unmanned air vehicle called a so-called drone can also be used as an agricultural work support system. Such an unmanned aerial vehicle may be equipped with, for example, an imaging device similar to the
そして、無人飛行体とタブレット端末140とを通信可能に構成し、タッチパネル142により所定の操作を行うことによって、作業者が撮像装置の操作を含め、無人飛行体の全ての動作を遠隔操作することができる。かかるシステムであれば、圃場A,B,Cに植付けた作物の生育状態等を上空から撮像し、撮像した位置をGNSS制御装置120により農作業情報と関連付けておけば、作物の生育に関する有益な圃場関連情報とすることができる。
Then, by configuring the unmanned air vehicle and the
コントローラ150と共に作業制御装置160を構成するタブレット端末140は、前述したように、制御部143と、これに接続する記憶部141と、情報を表示する表示部および各種の入力操作を行う操作部が一体となったタッチパネル142と、GNSSアンテナ121とを備える。また、タブレット端末140は、走行車体1側の通信部151に対応する端末通信部144を備えている。
As described above, the
タブレット端末140の制御部143は、作業情報取得部1431を有する。この作業情報取得部1431は、例えば、トラクタ10が備える各種センサ175が検出した情報を逐次受信し、受信した情報を圃場自体に関する圃場情報なのか、あるいは作業自体に関するものなのかを判別し、判別結果に応じて、情報を圃場DB1411、あるいは作業DB1412に格納する。
The
また、制御部143は、作業経路生成部1432を有する。この作業経路生成部1432は、GNSS制御装置120を有するトラクタ10のコントローラ150と協働して位置情報と圃場関連情報に含まれる作業関連情報とに基づき、トラクタ10が自動運転可能な作業経路情報、すなわち走行エリア情報を自動生成することができる。生成された走行エリア情報は、経路DB1413に、区画圃場A0〜A2、B0〜B3、C0,C1にそれぞれ1対1で対応して記憶される。
In addition, the
ここで、作業制御装置160により生成される圃場における自動走行エリアについて、より具体的に説明する。図5Aは、圃場A,B,Cにおける作業規定エリアを示す説明図、図5Bは、圃場における自動走行エリアの一例を示す説明図である。
Here, the automatic travel area in the field generated by the
図5Aに示すように、圃場A,B,Cには、圃場最外縁となる畦際ライン101の内側に、作業エリアとして最も広範囲に規定した作業規定エリア102が設定されている。そして、図5Bに示すように、かかる作業規定エリア102の範囲内において、トラクタ10等の自動走行ルートとなる作業経路300を含む自動走行エリアが形成される。
As shown in FIG. 5A, in the fields A, B, and C, a
前述したように、トラクタ10は、自動運転モードとマニュアル運転モードとを選択する運転モード選択スイッチ18を備えている。図示は省略したが、マニュアル運転モードには、通常運転モードと圃場測定モードとがあり、走行エリア情報である自動走行エリアを生成する場合は、圃場測定モードを選択する。
As described above, the
かかる圃場測定モードにおいて、作業者は、先ず、圃場A,B,Cの最外側をなす畦際ライン101の内側において、実際の作業に際して走行するようにトラクタ10を運転する。このとき、作業制御装置160は、その走行軌跡103(図5B参照)を取得し、取得した走行軌跡103に基づいて作業経路300を導出し、この作業経路300を囲むエリアである走行エリア情報、すなわち自動走行エリアを生成する。
In the field measurement mode, the worker first operates the
このとき、作業制御装置160は、実際に有人走行した当該トラクタ10が自動運転可能な第1の自動走行エリアを生成するとともに、当該トラクタ10とは別の、現状では有人走行を行っていない他のトラクタ10についても自動運転可能な範囲である第2の自動走行エリアを生成する。
At this time, the
したがって、いずれの圃場A,B,Cにおいても、トラクタ10を含むいずれの作業車両も自動運転中に圃場A,B,Cから逸脱するおそれがなくなるとともに、第2の自動走行エリアを生成するために、他の作業車両による圃場A,B,Cの有人走行を行う必要もなくなる。
Therefore, in any of the fields A, B and C, there is no risk that any working vehicle including the
図4に戻り、タブレット端末140の説明を続ける。タブレット端末140の記憶部141は、制御部143による制御処理に必要な各種プログラムのほか、各種情報が記憶されている。すなわち、記憶部141は、圃場データベース(DB)1411、作業データベース(DB)1412、経路データベース(DB)1413、さらには各種プログラムが格納されたプログラム部1414が区画生成されている。
Returning to FIG. 4, the description of the
記憶部141には、個々に圃場識別情報200a〜200iが付与された圃場A,B,Cの場所を示す圃場地図情報に関連付けて、作業関連情報が、複数の圃場A,B,C毎の独立情報である圃場関連情報として記憶される。すなわち、図3に示すように、地区別に区分された圃場A,B,Cそれぞれに、区画された複数の区画圃場A0〜A2、B0〜B3、C0,C1に関する舵行関連情報等の必要情報が、データベース化されて記憶部141に記憶されている。なお、詳しくは後述するが、作業関連情報としては、圃場A,B,Cに関する圃場関連情報等が含まれる。
The
プログラム部1414には、例えば、トラクタ10を自動運転する際の作業経路情報を生成する作業経路生成プログラムや、生成された作業経路情報にしたがって、トラクタ10を自動運転するための自動操舵プログラム等、トラクタ10の動作全般を制御するコンピュータプログラムが格納される。なお、作業経路生成プログラムや自動操舵プログラム等を含む各種コンピュータプログラムは、走行車体1に搭載されたコントローラ150の記憶部に格納されていてもよい。
The
作業経路生成プログラムとしては、例えば、測位ユニットにより測位した自己位置を示す情報を取得する自己位置取得工程と、取得した自己位置情報と、予め記憶していた圃場地図情報とに基づいて、少なくとも自車両であるトラクタ10が自動運転可能な走行エリア情報を含む作業経路を生成する作業経路生成工程とが含まれる。さらに、作業経路に加えて各種の作業関連情報を生成し、生成した情報を情報処理装置へ送信する送信工程が含まれる。
The work route generation program includes, for example, at least the self position acquisition step of acquiring information indicating the self position determined by the positioning unit, the acquired self position information, and the field map information stored in advance. And a work path generation step of generating a work path including traveling area information in which the
また、記憶部141の圃場データベース(DB)1411には、図3に示す圃場関連情報が記憶される。圃場関連情報は、例えば、圃場A,B,Cを特定する圃場識別情報200a〜200iに、圃場A,B,Cの位置を地図上で示す画像データからなる圃場地図情報、作業関連情報等が紐づけされて、制御ユニットである作業制御装置160により生成される。
In addition, the field related information shown in FIG. 3 is stored in the field database (DB) 1411 of the
ここで、図6〜図8を参照しながら、作業関連情報に含まれる各種情報およびこれらが紐づけられた圃場地図情報について、より具体的に説明する。図6は、圃場地図情報の一例を示す説明図、図7は、作業関連情報テーブルを示す説明図、図8は、圃場地図情報に関連付けられた作業結果情報の一例を示す説明図である。 Here, with reference to FIGS. 6 to 8, various types of information included in the work related information and the field map information in which these are linked will be described more specifically. 6 is an explanatory view showing an example of field map information, FIG. 7 is an explanatory view showing a work related information table, and FIG. 8 is an explanatory view showing an example of work result information associated with the field map information.
圃場地図情報に関連付けられる圃場識別情報200a〜200iは、地図情報に紐づけられており、タブレット端末140のタッチパネル142上には、例えば、図6に示すように、地図上において区画された複数の区画圃場A0〜A2、B0〜B3、C0,C1の位置が明示される。図示するように、タッチパネル142には、圃場A,B,Cを中心としてその周辺の地図までも表示されるため、農業従事者となる作業者や農業管理者は、農作業支援が実行される該当圃場の位置や形状、広さ等を視覚的に明確に把握することができる。
The
図7に示すように、作業関連情報としては、作業機種別情報、作業種別情報、圃場情報、作業結果情報、生育情報、作土深情報、肥沃度情報、施肥情報等が含まれる。 As shown in FIG. 7, the work related information includes work machine type information, work type information, field information, work result information, growth information, soil depth information, fertility information, fertilization information and the like.
作業機種別情報は、耕耘ロータリー、播種機、苗植付装置、施肥装置、刈取装置、脱穀装置等の作業装置2の種別を示す情報であって、識別情報が付与された圃場A、B,Cの圃場地図情報に紐づけられた独立情報である。 The work implement type information is information indicating the type of the work device 2 such as a tillage rotary, a seeder, a seedling planting device, a fertilizing device, a harvesting device, a threshing device, etc., and fields A, B, It is the independent information linked to the field map information of C.
作業種別情報は、耕耘、播種、苗植付、施肥、刈取・脱穀等の農作業の種類を示す情報であって、識別情報が付与された圃場A、B,Cの圃場地図情報に紐づけられた独立情報である。 The work type information is information indicating the type of agricultural work such as tilling, sowing, planting, fertilization, harvesting and threshing, and is linked to the field map information of fields A, B and C to which identification information is given. Independent information.
圃場情報は、圃場A、B,Cの圃場地図情報に紐づけられた独立情報であり、例えば矩形形状であれば、縦、横の長さ、さらには面積などの数値を示す情報である。矩形以外の形状であれば、各辺の長さなどが記憶される。また、圃場情報として、例えば、車両進入口104や車両退出口105(図1参照)、さらには障害物などの位置情報が含まれる。
The field information is independent information linked to the field map information of the fields A, B and C. For example, in the case of a rectangular shape, the field information is information indicating numerical values such as length, width, and area. If it is a shape other than a rectangle, the length of each side etc. is stored. Further, as the field information, for example, position information of the
また、圃場情報としては、複数のトラクタ10あるいは複数の他の作業車両それぞれの走行予定経路情報および走行実績経路情報を含む。ここで、走行予定経路情報とは、作業機種別、作業種別、圃場情報等とに基づいて、作業制御装置160により生成される情報であり、走行実績経路情報とは、走行予定経路情報と、GNSS制御装置120により得た自己位置情報とに基づいて、トラクタ10もしくは他の作業車両が、実際に区画圃場A0,A1,A2内を走行した経路であり、共に情報処理装置130に記憶される。当然ではあるが、作業制御装置160にも記憶させておいても構わない。
The field information includes travel planned route information and travel result route information of each of the plurality of
作業結果情報は、区画圃場A0,A1,A2内で所定の作業を行った後の結果を示す種々の情報であり、作業制御装置160により生成される。すなわち、作業結果情報は、圃場情報に含まれる走行予定経路情報と走行実績経路情報とを作業制御装置160が比較して、例えば区画圃場A0,A1,A2に対する各トラクタ10や他の作業車両の作業状況を判定し、その判定結果として作業結果情報が導出される。
The work result information is various information indicating the result after the predetermined work is performed in the divided farm fields A0, A1, and A2, and is generated by the
例えば、図8に示すように、地区別に区分された圃場A,B,Cがさらに区画された複数の区画圃場A0〜A2、B0〜B3、C0,C1についてみると、A地区の区画圃場A0〜A2については所定の作業が完了しており、B地区の区画圃場B0については現在作業中であることが視覚的に容易に認識可能に表示される。また、無地で示されるB1〜B3、C0,C1については、未だ作業が行われていない未作業状態であることが分かる。ここでは、便宜上、ハッチング等で識別できるようにしたが、タブレット端末140のタッチパネル142では色分けされて表示されるようにすることができる。
For example, as shown in FIG. 8, when looking at a plurality of divided fields A0 to A2, B0 to B3 and C0, C1 where the fields A, B and C divided into areas are further divided, the divided fields A0 of A area The predetermined work has been completed for ~ A2, and the division field B0 of the B area is displayed in a visually easily recognizable manner that the work is currently being performed. Further, it can be seen that B1 to B3 and C0 and C1 shown in plain are unworked states where work has not yet been performed. Here, for the sake of convenience, hatching or the like can be identified, but the
このように、本農作業支援システムでは、情報処理装置130は、作業制御装置160が判定した各トラクタ10の作業状況に基づき、作業未着手情報、作業中情報、および作業完了情報を含む作業経過情報として生成して記憶するようにしている。なお、これらの情報は、トラクタ10を用いて実際に作業している間に更新可能である。
As described above, in the present agricultural work support system, the
また、作業結果情報としては、区画圃場A0,A1,A2内で作業で消費した消耗資材(苗や籾や肥料等)の量、収穫作業であればまた収量情報が含まれる。また、作業車両がトラクタ10ではなく、例えばコンバインであれば、作業中に、区画圃場A0,A1,A2における穀稈の倒伏状況を撮像し、区画圃場A0,A1,A2内の位置情報と倒伏状態とを関連付けて記憶した情報等も作業結果情報に含ませることができる。
In addition, the work result information includes the amount of consumables (seedling, straw, fertilizer, etc.) consumed in the work in the divisional fields A0, A1, A2, and the yield information in the case of a harvesting work. Also, if the work vehicle is not the
生育情報は、一定期間ごとの作物の大きさや、害虫や病原菌等に起因する病害状況等を数値化した情報、あるいは画像情報等である。これらの情報は、トラクタ10に搭載した各種センサ175やカメラ171等によって取得することができる。また、画像情報としては、例えば作物が稲であれば、前述したように、その生育過程を無人飛行体に搭載したカメラで撮像し、区画圃場A0,A1,A2内の位置情報と撮像した画像情報とを関連付けて記憶した情報を含むものであってもよい。
The growth information is information obtained by quantifying the size of a crop at fixed intervals, the disease status and the like caused by pests and pathogens, and the like, or image information and the like. These pieces of information can be acquired by the various sensors 175 mounted on the
作土深情報とは、耕耘によって攪拌された圃場面において、下層よりも膨軟な状態となっている部分の深さを数値化した情報である。また、肥沃度情報とは、施肥した際の区画圃場A0,A1,A2において測定した肥料濃度に関する情報である。そして、施肥情報とは、区画圃場A0,A1,A2において施肥した際の肥料の種類および施肥量に関する情報であり、追肥した場合はその分についても含まれる。 The soil depth information is information that digitizes the depth of the portion that is more pliable than the lower layer in the straw scene stirred by the tillage. Moreover, fertility information is information regarding the fertilizer concentration measured in section farmland A0, A1, A2 at the time of fertilization. And fertilization information is the information regarding the kind and fertilization amount of the fertilizer at the time of fertilization in division farmland A0, A1, A2, and when the additional fertilization is included, the part is also contained.
なお、作業関連情報としては、図7に例示しただけにとどまらず、例えば、作業機姿勢情報や機械情報等を含んでも良い。 The work related information may include, for example, work machine posture information, machine information, and the like, as well as illustrated in FIG. 7.
作業姿勢情報とは、例えば、区画圃場A0,A1,A2における作業装置2の走行中の上下移動の変化や傾きの変化等を、トラクタ10の位置情報と紐づけて記憶した情報であり、圃場面の硬さや荒れ具合等の状態を推定することができる。また、機械情報は、走行車体1や作業装置2の稼働時間に関する情報と、走行距離、燃料消費量や水温、作動油等の油圧や油温、バッテリの電圧等、作業に用いられる機械に関する様々な情報である。
The work posture information is, for example, information stored in association with the position information of the
上述した実施形態を通して、以下の農作業支援システムが実現し、それに応じた特有な効果を奏する。 Through the above-described embodiment, the following agricultural work support system is realized, and the corresponding unique effects are achieved.
(1)圃場A,B,Cを走行可能なトラクタ10に設けられ、当該トラクタ10の自己位置を測定するGNSS制御装置120と、トラクタ10に備えられ、少なくともトラクタ10が自動運転可能な走行エリア情報を含む作業関連情報を生成可能な作業制御装置160と、作業制御装置160と通信可能な情報処理装置130と、を備え、情報処理装置130は、複数の圃場A,B,Cについて、それぞれ圃場識別情報200a〜200iに関連付けられた圃場関連情報として記憶しており、作業制御装置160により生成された作業関連情報を取得して、圃場A,B,C毎に独立して記憶可能である農作業支援システム。
(1) A
(2)上記(1)において、作業制御装置160は、所定の要求操作に基づき、トラクタ10を自動運転させる自動運転モードとマニュアル運転させるマニュアル運転モードとに切替可能であり、走行エリア情報は、マニュアル運転モードに含まれる圃場測定モードにおいて、トラクタ10が圃場A,B,C内で有人走行された際に取得した走行軌跡103に基づいて生成され、トラクタ10が自動運転可能な第1の自動走行エリアと、当該トラクタ10とは異なる他のトラクタ10が自動運転可能な範囲である第2の自動走行エリアとが包含される農作業支援システム。
(2) In the above (1), the
(3)上記(1)または(2)において、作業制御装置160は、トラクタ10に搭載されたコントローラ150と、コントローラ150と通信可能であり、かつトラクタ10に持ち込み可能なタブレット端末140とを含む農作業支援システム。
(3) In the above (1) or (2), the
(4)上記(3)において、作業制御装置160は、作業関連情報として、走行エリア情報に加えてトラクタ10と他のトラクタ10とがそれぞれ備える作業装置2の種別および作業内容の種別に応じた各種情報を生成し、情報処理装置130は、走行エリア情報に加えて各種情報を圃場A,B,C毎に独立して記憶可能な農作業支援システム。
(4) In the above (3), the
(5)上記(4)において、圃場情報は、複数のトラクタ10それぞれの走行予定経路情報および走行実績経路情報を含み、作業制御装置160は、走行予定経路情報と走行実績経路情報とを比較して、圃場A,B,Cに対する各トラクタ10の作業状況を判定する農作業支援システム。
(5) In the above (4), the field information includes planned traveling route information and traveling actual route information for each of the plurality of
(6)上記(5)において、情報処理装置130は、作業制御装置160が判定した各トラクタ10の作業状況に基づき、作業未着手情報、作業中情報、および作業完了情報を含む作業経過情報として生成して記憶する農作業支援システム。
(6) In the above (5), the
なお、上述してきた実施形態はあくまで一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、各構成や、形状、表示要素等のスペック(構造、種類、方向、形状、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質等)は、適宜に変更して実施することができる。 The embodiment described above is merely an example, and it is not intended to limit the scope of the invention. The embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, combinations, and changes can be made without departing from the scope of the invention. In addition, the specifications (structure, type, direction, shape, size, length, width, thickness, height, number, placement, position, material, etc.) of each configuration, shape, display element, etc. are appropriately changed. Can be implemented.
2 作業装置
10 トラクタ(作業車両)
103 走行軌跡
120 GNSS制御装置(測位ユニット)
130 情報処理装置
140 タブレット端末(携帯端末)
150 コントローラ
160 作業制御装置(制御ユニット)
A,B,C 圃場
2
103
130
150
A, B, C Field
Claims (6)
前記作業車両に備えられ、少なくとも前記作業車両が自動運転可能な走行エリア情報を含む作業関連情報を生成可能な制御ユニットと、
前記制御ユニットと通信可能な情報処理装置と、
を備え、
前記情報処理装置は、
複数の圃場について、それぞれ識別情報に関連付けられた圃場関連情報として記憶しており、前記制御ユニットにより生成された前記作業関連情報を取得して、前記圃場毎に独立して記憶可能である
ことを特徴とする農作業支援システム。 A positioning unit provided on a work vehicle capable of traveling in a field and measuring a self position of the work vehicle;
A control unit provided in the work vehicle and capable of generating work related information including traveling area information at least at which the work vehicle can automatically drive;
An information processing apparatus capable of communicating with the control unit;
Equipped with
The information processing apparatus is
A plurality of fields are stored as field-related information associated with identification information, and the work-related information generated by the control unit can be acquired and stored independently for each field. Agricultural work support system that features.
所定の要求操作に基づき、前記作業車両を自動運転させる自動運転モードとマニュアル運転させるマニュアル運転モードとに切替可能であり、
前記走行エリア情報は、
前記マニュアル運転モードに含まれる圃場測定モードにおいて、前記作業車両が前記圃場内で有人走行された際に取得した走行軌跡に基づいて生成され、前記作業車両が自動運転可能な第1の自動走行エリアと、当該作業車両とは異なる他の作業車両が自動運転可能な範囲である第2の自動走行エリアとが包含される
ことを特徴とする請求項1に記載の農作業支援システム。 The control unit
It is possible to switch between an automatic operation mode for automatically driving the work vehicle and a manual operation mode for manual operation based on a predetermined request operation,
The travel area information is
In the field measurement mode included in the manual operation mode, a first automatic travel area, which is generated based on a travel locus acquired when the work vehicle is manned in the field, and the work vehicle can automatically drive. The agricultural work support system according to claim 1, further comprising: a second automatic travel area in which another work vehicle different from the work vehicle can automatically drive.
前記作業車両に搭載されたコントローラと、当該コントローラと通信可能であり、かつ前記作業車両に持ち込み可能な携帯端末とを含む
ことを特徴とする請求項1または2に記載の農作業支援システム。 The control unit
The agricultural work support system according to claim 1, further comprising: a controller mounted on the work vehicle; and a portable terminal that can communicate with the controller and can be carried into the work vehicle.
前記作業関連情報として、前記走行エリア情報に加えて他の作業車両を含む前記作業車両がそれぞれ備える作業装置の種別および作業内容の種別に応じた各種情報を生成し、
前記情報処理装置は、
前記走行エリア情報に加えて前記各種情報を前記圃場毎に独立して記憶可能である
ことを特徴とする請求項3に記載の農作業支援システム。 The control unit
As the work related information, various types of information are generated according to the type of work device and the type of work content respectively provided to the work vehicle including other work vehicles in addition to the traveling area information,
The information processing apparatus is
The agricultural operation support system according to claim 3, wherein the various information can be stored independently for each field in addition to the traveling area information.
複数の作業車両それぞれの走行予定経路情報および走行実績経路情報を含み、
前記制御ユニットは、
前記走行予定経路情報と走行実績経路情報とを比較して、前記圃場に対する各前記作業車両の作業状況を判定する
ことを特徴とする請求項4に記載の農作業支援システム。 The work related information is
Including planned travel route information and traveled track information of each of a plurality of work vehicles,
The control unit
The agricultural work support system according to claim 4, wherein the work situation of each of the work vehicles for the field is determined by comparing the planned travel route information and the traveled track information.
前記制御ユニットが判定した各前記作業車両の作業状況に基づき、作業未着手情報、作業中情報、および作業完了情報を含む作業経過情報として生成して記憶することを特徴とする請求項5に記載の農作業支援システム。 The information processing apparatus is
6. The information processing apparatus according to claim 5, characterized in that it is generated and stored as work progress information including work non-start information, work in progress information, and work completion information based on the work status of each work vehicle determined by the control unit Agricultural work support system.
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