JP2019165649A - 圃場管理装置 - Google Patents
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Abstract
Description
この発明の一実施形態では、前記主移動方向算出部は、前記全ての位置情報に対応する移動方向に基づいて、これらの移動方向の分布の確率密度関数を算出し、得られた確率密度関数に基づいて、前記主移動方向を算出するように構成されている。
この構成では、作物生育領域の延びる方向に沿って、圃場を小領域に分割して管理することが可能となる。
図1は、この発明の一実施形態に係る圃場管理装置が適用された圃場管理システムの構成を示す模式図である。
圃場管理システム1は、作業車両としてのトラクタ11に搭載された通信端末2と、圃場管理装置としての管理サーバ3とを含む。トラクタ11には作業機13が装着されている。通信端末2は、通信網5を介して、管理サーバ3と通信可能である。
トラクタ11は、圃場内を走行する車体部としての走行機体12を備えている。走行機体12には、例えば、植付機、耕耘機、プラウ、施肥機、草刈機、播種機等の種々の作業機を選択して装着することができるようになっている。
トラクタ11の走行機体12は、図2に示すように、その前部が左右1対の前輪17で支持され、その後部が左右1対の後輪18で支持されている。
機体フレーム31は、トラクタ11の前部における支持部であって、直接または防振部材等を介してエンジン20を支持している。トランスミッション32は、エンジン20からの動力を変化させてフロントアクスル33およびリアアクスル34に伝達する。フロントアクスル33は、トランスミッション32から入力された動力を前輪17に伝達する。リアアクスル34は、トランスミッション32から入力された動力を後輪18に伝達する。
圃場F内には、作物を生育させるための複数の細長矩形状の作物生育領域Lが、ストライプ状に形成されている。作物生育領域Lの両端のうち、図4の下側の端部を手前側端といい、図4の上側の端部を奥側端ということにする。
トラクタ11は、トラクタ制御装置10と、トラクタ11に搭載された通信端末2とを含む。トラクタ制御装置10には、走行機体12の動作(前進、後進、停止、旋回等の動作)と、作業機13の動作とを制御する。トラクタ制御装置10は、トラクタ11の各部を制御するための複数のコントローラ(図示略)が電気的に接続されている。複数のコントローラは、エンジン20の回転数等を制御するエンジンコントローラ、トラクタ11の車速を制御する車速コントローラ、トラクタ11の前輪17の転舵角を制御する操向コントローラ、PTO軸の回転を制御するPTO軸コントローラ等を含む。
通信端末2は、制御部40を備えている。制御部40には、位置検出部51、通信部52、操作表示部53、操作部54、記憶部55等が接続されている。位置検出部51は、衛星測位システムに基づいてトラクタ11(通信端末2)の位置情報を算出する。衛星測位システムは、例えば、GNSS(Global Navigation Satellite System)である。具体的には、位置検出部51は、複数の測位衛星6(図1参照)からの衛星信号を受信して、トラクタ11の位置情報を検出する。位置情報は、例えば、緯度、経度および高度情報と、当該位置情報が取得された時刻情報とからなる。この実施形態では、説明の便宜上、位置情報は、緯度情報および経度情報と時刻情報とからなるものとする。記憶部55には、位置情報記憶部56、稼働情報記憶部57等が設けられている。
制御部40は、CPUおよびメモリ(ROM、RAM等)41を備えたマイクロコンピュータを含む。制御部40は、情報取得処理部42を含んでいる。情報取得処理部42は、位置検出部51によって算出される位置情報を取得して位置情報記憶部56に記憶する。そして、情報取得処理部42は、位置情報記憶部56に記憶された位置情報を、リアルタイムにまたは所定のタイミングで管理サーバ3に送信する。
管理サーバ3は、制御部60を備えている。制御部60には、通信部71、操作表示部72、操作部73、記憶部74等が接続されている。通信部71は、制御部60が通信網5を介して通信端末2と通信するための通信インタフェースである。操作表示部72は、例えば、タッチパネル式ディスプレイからなる。操作部73は、例えば、キーボード、マウス等を含む。記憶部74は、ハードディスク、不揮発性メモリ等の記憶デバイスから構成されている。
制御部60は、CPUおよびメモリ(ROM、RAM等)61を備えたマイクロコンピュータを含む。制御部60は、情報記憶処理部62と、圃場分割処理部63とを含む。情報記憶処理部62は、通信端末2から位置情報を受信したときに、受信した位置情報を位置情報記憶部75に記憶する。また、情報記憶処理部62は、通信端末2から稼働情報を受信したときに、受信した稼働情報を稼働情報記憶部76に記憶する。
移動方向算出部81は、処理対象データ内の各位置情報に対応する位置でのトラクタ11の移動方向を算出する。
主移動方向決定部82は、移動方向算出部によって算出された全ての位置情報に対応する移動方向に基づいて、トラクタ11の主たる移動方向である主移動方向を決定する。
以下、移動方向算出部81、主移動方向決定部82および情報生成部83の動作の詳細について詳しく説明する。
まず、圃場分割処理部63内の移動方向算出部81は、処理対象データに含まれている経緯度座標系(地理座標系)の各位置情報(経度,緯度)を、第1平面座標系の位置情報(X方向距離,Y方向距離)に変換する(ステップS1)。
図7において、Fは、処理対象圃場を示している。図7において、Sは、植付作業時のトラクタ11の移動軌跡を模式的に表したものである。この移動軌跡は、ステップS1による座標変換後の各位置情報を時刻順に結ぶことによって得られる曲線である。図7においては、移動軌跡は簡素化して描かれており、実際の移動軌跡には図7に示される移動軌跡よりも複雑である。また、図7の例では、説明の便宜上、処理対象圃場Fの形状を矩形としているが、処理対象圃場Fの形状は矩形以外の形状であってもよい。
ある位置情報に対応する位置でのトラクタ11の移動方向は、例えば、次のように算出される。第1平面座標系において、ある位置情報を注目位置情報とし、注目位置情報に対して時間的に1回前に取得された位置情報の座標を(x1,y1)とし、注目位置情報の座標を(x2,y2)とすると、注目位置情報に対応する位置の移動方向(移動方向角)θは、次式(1)に基づいて算出される。
移動方向角θは、−90度から+90度の範囲内の値をとる。
次に、圃場分割処理部63内の主移動方向決定部82は、全ての位置情報に対応する移動方向に基づいて、これらの移動方向の分布の確率密度関数を算出する(ステップS3)。
次に、圃場分割処理部63内の情報生成部83は、図9に示すように、所定の位置情報に対応する点を原点O’とし、原点O’を通りかつトラクタ11の主移動方向と平行な直線を第1軸とし、原点O’を通りかつ第1軸と直交する直線を第2軸とする第2平面座標系を設定する(ステップS6)。
次に、情報生成部83は、第1平面座標系の各位置情報を、第2平面座標系の位置情報に座標変換する(ステップS7)。
具体的には、情報生成部83は、各管理領域eの4頂点の第2平面座標系での座標値を、経緯度座標系の座標値に変換する。そして、情報生成部63Cは、各管理領域eの4頂点の経緯度座標系の座標値を、処理対象圃場Fに対する圃場情報として、圃場情報記憶部77内に記憶する。
その場合には、ステップS1の処理は省略される。その場合、ステップS2では、次のようにして、各位置情報に対応する位置でのトラクタ11の移動方向が算出される。経緯度座標系において、ある位置情報を注目位置情報とし、注目位置情報に対して時間的に1回前に取得された位置情報の経度および緯度を(λ1,φ1)とし、注目位置情報の経度および緯度を(λ2,φ2)とすると、注目位置情報に対応する位置の移動方向(移動方向角)θは、次式(2)に基づいて算出される。
ステップS3以降の処理は、図6のステップS3以降の処理と同様である。
前述の実施形態では、圃場F内におけるトラクタ11の主たる移動方向に沿って、圃場Fを小領域に分割して管理することが可能となる。これにより、トラクタ11の作業方向と管理領域の配置方向とを合致させることが可能となるので、作物の栽培管理を行いやすくなる。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
2 通信端末
3 管理サーバ(圃場管理装置)
10 トラクタ制御装置
11 トラクタ(作業車両)
60 制御部
61 メモリ
62 情報記憶処理部
63 圃場分割処理部
81 移動方向算出部
82 主移動方向決定部
83 情報生成部
Claims (3)
- 圃場内を作業車両が走行している間に測定された前記作業車両の時刻毎の位置情報に基づいて、前記各位置情報に対応する位置での前記作業車両の移動方向を算出する移動方向算出部と、
前記移動方向算出部によって算出された全ての位置情報に対応する移動方向に基づいて、前記作業車両の主たる移動方向である主移動方向を決定する主移動方向決定部と、
前記主移動方向決定部によって決定された主移動方向に平行な第1仮想直線と、前記第1仮想直線に直交する第2仮想直線とを用いて、前記圃場の領域を複数の矩形状の管理領域に分割し、前記各管理領域を特定するための特定情報を生成する情報生成部とを含む、圃場管理装置。 - 前記主移動方向算出部は、前記全ての位置情報に対応する移動方向に基づいて、これらの移動方向の分布の確率密度関数を算出し、得られた確率密度関数に基づいて、前記主移動方向を算出するように構成されている、請求項1に記載の圃場管理装置。
- 前記圃場内には作物を生育させるための複数の細長矩形状の作物生育領域がストライプ状に形成されており、前記主移動方向が前記作物生育領域の延びる方向である、請求項1または2に記載の圃場管理装置。
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