JP2020010723A - 作業車連携システム - Google Patents

Abstract

【課題】第１作業車が放出した収穫物を第２作業車が回収する場合に、第２作業車が効率良く収穫物を回収できるように支援する作業車連携システムを提供する。【解決手段】作業車連携システムは、収穫物を放出した位置を示す放出位置情報を送信する第１作業車と、前記放出位置情報に含まれる収穫物の放出位置と収穫物の集積場所とに基づいて移動経路を算出する算出部と、前記算出部によって算出された移動経路に応じて自動的に前記放出位置の収穫物を回収する第２作業車と、を含む。【選択図】図１

Description

本発明は、作業車同士を連携して動作させる作業車連携システムに関する。

家畜の飼料の一つに、稲発酵粗飼料（ホールクロップサイレージ）がある。稲発酵粗飼料とは、稲の実と茎葉を同時に収穫し発酵させた牛の飼料である。このような飼料用の稲の収穫には、牧草用の作業機を利用したトラクター牽引式のロールベーラや、刈落とし作業を行わずに、立毛状態のまま、稲をダイレクトに収穫して、ロールベールに形成することができる自走式の飼料コンバインベーラが用いられる。そして、飼料コンバインベーラ等から放出されたロールベールは圃場に放置される。放置されているロールベールはラッピングマシンに回収され、フィルムが巻かれて密封され、ラップサイロとなる。ラップサイロは、ラッピングマシン又はベールグラブによって所定の集積場所に集積される。集積されたラップサイロは、トラックに積載されてストックヤードに輸送される。ラップサイロは数週間で乳酸発酵が安定し、良質なサイレージとなり、家畜に給与することができる。

このように、飼料の生産には多くの工程があり、各工程で様々な作業車（飼料コンバインベーラ、ラッピングマシン、ベールグラブ等）が使用される。そのため、効率良く作業するには工程間の連携、つまり作業車間の連携を良くすることが重要となる。

作業車間の連携に関する技術としては、例えば、田植え用の作業車が、圃場内において予定走行経路に沿って自動走行しながら、補助作業車から苗の補給を受けるものが提案されている（特許文献１参照）。

特許第３２００５５４号公報

しかしながら、特許文献１の技術をそのまま上記の飼料の生産工程に適用することは困難である。例えば、上記の飼料の生産工程では、飼料コンバインベーラが放出したロールベール、つまり圃場に放置されたロールベールをラッピングマシンが回収して回る。したがって、飼料コンバインベーラからラッピングマシンへ直接ロールベールを渡すわけではないので、作業車間での直接的な受け渡しに関する特許文献１のような技術を適用することはできない。また、ベールグラブがラップサイロを回収する工程についても、作業車間での直接的な受け渡しではないので、同様である。

本発明は、第１作業車が放出した収穫物を第２作業車が回収する場合に、第２作業車が効率良く収穫物を回収できるように支援する作業車連携システムを提供することを目的とする。

本発明は、収穫物を放出した位置を示す放出位置情報を送信する第１作業車と、前記放出位置情報に含まれる収穫物の放出位置と収穫物の集積場所とに基づいて移動経路を算出する算出部と、前記算出部によって算出された移動経路に応じて自動的に前記放出位置の収穫物を回収する第２作業車と、を含む作業車連携システムである。

本発明によれば、第２作業車が算出部によって算出された移動経路に応じて自動的に第１作業車が放出した放出位置の収穫物を回収することにより、効率良く収穫物を回収して集積場所に集積できるので、作業効率が向上する。

本発明の一実施形態の作業車連携システムが適用される飼料の生産工程の概要を説明する図である。 本発明の一実施形態の飼料コンバインベーラの外観図である。 本発明の一実施形態のラッピングマシンの外観図である。 本発明の一実施形態のベールグラブの外観図である。 本発明の一実施形態の作業車連携システムの概略構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態の飼料コンバインベーラの作業車連携システムに関する構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態のラッピングマシンの作業車連携システムに関する構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態のベールグラブの作業車連携システムに関する構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態の管理サーバの概略構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態の収穫作業中の圃場の様子を簡略化した平面図である。 本発明の一実施形態のラッピングマシンの移動経路を示す図である。 本発明の一実施形態のベールグラブの移動経路を示す図である。

本実施形態の作業車連携システムは、農業における作業車の連携に利用することができ、特に飼料の生産に有効に利用することができる。以下の実施形態では、稲発酵粗飼料の生産における稲の収穫からサイレージまでの工程に、作業車連携システムを適用した例について説明する。

図１は、作業車連携システムが適用される飼料の生産工程の概要を説明する図である。

稲発酵粗飼料の生産工程においては、まず、圃場で栽培されている稲を立毛状態のまま、自走式の飼料コンバインベーラ２でダイレクトに収穫して、飼料コンバインベーラ２でロールベール５０に成形し、成形が完了した時点で飼料コンバインベーラ２からロールベール５０を放出し、ロールベール５０を圃場に放置する。

続いて、圃場に放置されたロールベール５０をラッピングマシン３で回収し、ラッピングマシン３でロールベール５０にフィルム３０を巻いて密封することでラップサイロ５１を作製し、作製が完了した時点でラッピングマシン３からラップサイロ５１を放出し、ラップサイロ５１を圃場に放置する。

続いて、圃場に放置されたラップサイロ５１をベールグラブ４で回収し、畦道などの所定の集積場所に集積する。集積されたラップサイロ５１は、トラックに積載されてストックヤードに輸送される。その後、ラップサイロ５１は数週間で乳酸発酵が安定し、良質なサイレージとなり、家畜に給与することができる。

次に、各作業車について簡単に説明する。

＜飼料コンバインベーラ＞
図２は、飼料コンバインベーラ２の外観図である。飼料コンバインベーラ２は、走行台車部分として、走行機台２０に対して走行部２１、運転部２２、原動機部（不図示）等を具備する。

走行部２１は、走行機台２０を移動可能にするものであり、走行機台２０の下部に設けられる。走行部２１は、左右一対のクローラ２１０を有するクローラ式走行装置を具備し、走行機台２０を前進または後進方向に走行させることができるように構成される。

運転部２２は、走行部２１、原動機部およびロールベーラ部２３の操作を行うものである。運転部２２は、走行機台２０の前部右側方に配置される。運転部２２は、ステアリングハンドル２２０、運転席２２１、作業クラッチレバー２２２等を具備する。

運転部２２の前方であって略左右中央部には、ハンドルコラムが配置され、その上面にステアリングハンドル２２０が配置される。ステアリングハンドル２２０の後方には、運転席２２１が配置される。運転席２２１の右側方には操縦者を保護するプロテクタ２２３が配置される。運転席２２１の左側方には、サイドコラムが立設され、その上面に作業クラッチレバー２２２等が配置される。作業クラッチレバー２２２には、ロールベーラ部２３の稼動状態を検知する作業状態検知装置として、作業クラッチがロールベーラ部２３に動力を伝達する入り状態と動力を伝達しない切り状態とを検知する入り切り状態検知センサ（不図示）が設置される。このように、運転部２２は、運転席２１２に運転者を着座させ、操作具類により運転者が各部の装置を操作できるように構成される。

原動機部は、走行部２１やロールベーラ部２３に動力を伝達するものである。原動機部は、エンジン、エンジンの動力を変速するトランスミッション、燃料タンク、ロールベーラ部２３に動力を伝達するためのカウンタユニット等を具備して走行機台２０に設けられる。

このようにして、飼料コンバインベーラ２は、運転部２２での操作具類の操作によって、エンジンの動力を走行部２１や搭載される作業機であるロールベーラ部２３に伝達して、走行部２１にて走行機台２０を走行させながら、各種作業を行うことができるように構成される。

ロールベーラ部２３は、飼料作物を刈り取り、ロールベールを成形するものである。ロールベーラ部２３は、刈取部２４、搬送部２５、成形部２６等を具備する。

刈取部２４は、飼料作物を刈り取るものである。刈取部２４は、カバー２４０、駆動軸２４１、フレール刃２４２、固定刃２４３等を有し、走行機台２０の前方に配置される。

刈取部２４においては、カバー２４０内に左右水平方向に向けて駆動軸２４１が回動自在に軸支される。駆動軸２４１には、フレール刃２４２が放射状に所定間隔、かつ所定角度で位置をずらして配置される。カバー２４０内には、固定刃２４３が水平方向にフレール刃２４２と対向して配置される。これにより、フレール刃２４２は、立毛状態の収穫物（稈）を切断可能であるとともに、回動により搬送部２５方向に向かう搬送風を発生させて切断された飼料作物を搬送部２５内に跳ね上げるように構成される。

搬送部２５は、刈取部２４で刈り取られた収穫物を成形部２６へ搬送するものである。搬送部２５は、搬送ダクト２５０、支持アーム２５１、揺動軸２５２、昇降シリンダ２５３等を有し、走行機台２０の前部上側方に配置される。

搬送ダクト２５０の一側端部は、刈取部２４の後部上側面に連通するようにして固設される。搬送ダクト２５０は、一側端部から後上方に向かって延設され、側面視略逆Ｊ字状に形成される。搬送ダクト２５０の他側端部は、刈り取られた飼料作物の排出口２５４として、成形部２６の前部上側面から成形部２６内部に挿入されている。これにより、搬送部２５は、刈取部２４で刈り取られた収穫物を、搬送風によって搬送ダクト２５０を通じて成形部２６内に投入可能に構成される。

搬送ダクト２５０の後側側面には、支持アーム２５１が後方に向かって略水平に立設され、その後側端部を走行機台２０の連結フレームに軸方向を左右方向として設けられる揺動軸２５２に軸支される。また、搬送ダクト２５０の後側側面には、伸縮方向を略上下方向として昇降シリンダ２５３が設けられ、走行機台２０の前端部に連結されている。従って、搬送ダクト２５０、および搬送ダクト２５０の一側端部に固設される刈取部２４は、昇降シリンダ２５３が伸縮されることにより、揺動軸２５２を中心として昇降回動自在に構成される。昇降シリンダ２５３には、刈取部２４の昇降位置を検知する検知装置として、昇降シリンダ２５３の伸縮量から刈取部２４の昇降位置を検知する昇降位置検知センサ２５５が設置される。

成形部２６は、刈り取られた収穫物をロールベール５０に成形するものである。成形部２６は、固定側筐体２６０、開閉側筐体２６１、揺動軸２６２、開閉シリンダ２６３、ロールベール形成装置２６４等を有し、走行機台２０上の後部に配置される。

成形部２６は、固定側筐体２６０と開閉側筐体２６１とによって前後半割状に構成される。開閉側筐体２６１は、その前側上端部を固定側筐体２６０の後側上端部に軸方向を左右方向として設けられる揺動軸２６２に軸支される。固定側筐体２６０の上側面には、伸縮方向を前後方向として開閉シリンダ２６３が設けられ、開閉側筐体２６１の上側面に連結されている。よって、開閉側筐体２６１は、開閉シリンダ２６３が伸縮されることにより、揺動軸２６２を中心として開閉回動自在に構成される。固定側筐体２６０の前部上側面には、刈り取られた収穫物の投入口２６５として、搬送ダクト２５０（搬送部２５の排出口２５４）が挿入されている。

成形部２６の内部には、軸方向を左右方向として軸支される複数の回転ローラ２６６を、側面視略Ｃ字状に配置し、その開口部分を投入口２６５に向けたロールベール形成装置２６４が構成される。複数の回転ローラ２６６は、エンジンからカウンタユニットを介して伝達される動力により同一方向に回動可能に構成される。よって、投入口２６５から投入された収穫物は、ロールベール形成装置２６４の内側に投入されて複数の回転ローラ２６６によって円柱状に形成される。新たに投入される収穫物は、すでにロールベール形成装置２６４の内側で円柱状に形成された収穫物の外径部分に順次巻きつけられ、所定の外径のロールベール５０に形成される。

ロールベール形成装置２６４の後側部分を構成する複数の回転ローラ２６６は、開閉側筐体２６１に配置されている。すなわち、ロールベール形成装置２６４の後部は、開閉側筐体２６１の開閉に伴って開閉される。すなわち、ロールベール形成装置２６４は、形成したロールベール５０を機外に放出可能に構成される。

開閉シリンダ２６３には、ロールベール５０の放出を検知する放出検知装置として、開閉シリンダ２６３の伸縮量によって開閉側筐体２６１の開放状態と閉鎖状態とを検知する開閉状態検知センサ２６７が設置される。ロールベール５０を放出する際に開放される開閉側筐体２６１の開放状態を検知することで、ロールベール５０の放出を検出するように構成される。

以上より、飼料コンバインベーラ２は、運転部２２での操作具類の操作によって、エンジンの動力を走行部２１やロールベーラ部２３に伝達して、走行部２１にて走行機台２０を走行させながら、ロールベーラ部２３でロールベール５０の形成、および放出を行うことができるように構成される。これにより、飼料コンバインベーラ２は、圃場で栽培されている稲を立毛状態のままダイレクトに収穫して、ロールベール５０に成形し、成形が完了した時点でロールベール５０を放出することができる。

なお、飼料コンバインベーラ２の代わりに自走式のロールベーラやトラクター牽引式のロールベーラを用いてもよい。この場合、別途、稲の刈落とし作業が必要となる。また、飼料コンバインベーラ２は、オペレータが運転する代わりに自動運転制御による無人運転としてもよい。

＜ラッピングマシン＞
図３は、ラッピングマシン３の外観図である。ラッピングマシン３は、矩形状に枠組みされたベースフレーム３１に昇降装置３１０を設けて、その上に載置されたターンテーブル３２を昇降させられるようにしたものである。昇降装置３１０は、矩形状に枠組みされたフレームの内側にＸリンクを設けて油圧シリンダによってターンテーブル３２を昇降させるようにしている。このような昇降装置３１０を用いることによって、トラックなどの高所であってもラップサイロ５１を放出できるようにしている。

昇降装置３１０の上に支持されるターンテーブル３２は、縦軸方向の回転軸を中心として、モーターなどの回転手段３２０を用いてその上に載置されたベール支持台３３を水平面内で回転させるようにしている。また、ターンテーブル３２と昇降装置３１０との間には、ターンテーブル３２を後方側に向けて傾斜させるための傾斜手段３４が設けられており、これによって、ターンテーブル３２上に設けられたベール支持台３３にロールベール５０を積み込めるようにしている。傾斜手段３４としては、後方側に設けられたヒンジ３４０を中心に、前方側を持ち上げるようにした油圧シリンダ３４１をターンテーブル３２の下方に配置し、油圧シリンダ３４１を伸ばすことによってターンテーブル３２を後方に向けて傾斜させられるようにしている。

ターンテーブル３２に支持されるベール支持台３３は、ロールベール５０を載置できるようにしたものであって、枠体に前後一定の間隔をもって取り付けられたロールにベルトを張架させ、その上に載置されたロールベール５０を、円筒軸を中心に自転させられるようにしたものである。

フィルムユニット３５は、ベール支持台３３に載置されたロールベール５０に対して、プラスチックフィルムを伸ばしながら巻き付けられるようにしたものであって、ベースフレーム３１の後方側から支柱３５０を立設し、その上端に一または二本のフィルムロール３００を取り付けようにしたものである。フィルムロール３００を二本取り付ける場合は、互いに段違いとなるように取り付け、一度に幅広い面積のロールベール５０にフィルム３０をストレッチさせながら巻き付けられるようにする。

一方、ベール支持台３３の後方側には、ロールベール５０に巻き付けられたフィルム３０を切断するための切断機構３５１が取り付けられており、ベール支持台３３を前方に向けて傾斜させることによって、カッターを有する切断機構３５１を上方に持ち上げ、フィルム３０を挟み込むことによって切断できるようにしている。この切断機構３５１には、フィルム３０を保持するためのクランプ機構が設けられており、切断されたフィルム３０のフィルムロール３００側を保持できるようにしている。

また、積込機構３６は、圃場からロールベール５０を拾い上げてベール支持台３３上に載置するとともに、ラッピングの終了したラップサイロ５１を圃場などに放出できるようにしている。積込装置３６は、ベースフレーム３１から立設するリフトアーム３６０と、リフトアーム３６０の先端側でＬ字状に屈曲するベール支持アーム３６１と、リフトアーム３６０の中央付近に設けられるＴ字状のストッパー３６２とを備えて構成されており、圃場のロールベール５０を積み込む際には、傾斜手段３４を用いてリフトアーム３６０を水平に傾倒させ、ベール支持アーム３６１を寄せてロールベール５０を挟み込むようにする。このとき、Ｔ字状のストッパー３６２はバネによってロールベール５０から逃げるように支点を中心として回転する。そして、その状態でリフトアーム３６０を起立させるように回転させることで、ロールベール５０をベール支持台３３上に載置させるようにする。一方、ラッピングが終了した場合、ベール支持台３３を前方に向けて傾斜させ、ベール支持アーム３６１で挟み込んだ状態でリフトアーム３６０に移し替え、リフトアーム３６０を水平状態にまで傾動させることによってラップサイロ５１を圃場に放出する。

ベースフレーム３１の下方には、ラッピングマシン３を移動可能にする走行部３７が設けられる。走行部３７は、左右一対のクローラ３７０を有するクローラ式走行装置を具備し、ラッピングマシン３を前進または後進方向に走行させることができるように構成される。

フィルムユニット３５の後方には、運転部３８が設けられる。運転部３８は、走行、ロールベール５０の回収、ラッピング、ラップサイロ５１の放出等の操作を行うものである。運転部３８は、タッチパネル等の表示操作部３８０、運転席３８１、作業クラッチレバー３８２等を具備する。ラッピングマシン３は、オペレータが運転することも、自動運転制御による無人運転も可能に構成される。

以上より、ラッピングマシン３は、エンジンの動力を走行部３７やターンテーブル３２に伝達して、ラッピングマシン３を走行させながら、ターンテーブル３２上でロールベール５０のラッピングを行うことができるように構成される。これにより、ラッピングマシン３は、圃場に放置されたロールベール５０を回収し、ロールベール５０にフィルム３０を巻いて密封することでラップサイロ５１を作製し、作製が完了した時点でラップサイロ５１を放出することができる。

なお、ラッピングマシン３はトラクター牽引式であってもよい。

＜ベールグラブ＞
図４は、ベールグラブ４の外観図である。ベールグラブ４は、トラクター４１の前部にグラブアダプタ４２が取り付けられて構成される。トラクター４１は、主に、フレーム４１０と、エンジンと、トランスミッションと、フロントアクスルと、リヤアクスルと、キャビン４１１とを備えている。キャビン４１１は、その内側が操縦室になっており、運転席４１２のほか、ステアリングハンドル４１３、アクセルペダル、シフトレバーなどが配置されている。

グラブアダプタ４２は、アーム４２０と、グラブ４２１とを備えている。アーム４２０は、トラクター４１の前部に回動可能に取り付けられている。アーム４２０には油圧アクチュエータが設けられており、トラクター４１から供給される油圧によって、回動可能となっている。

グラブ４２１は、左右一対の把持アームを有する左右両開き式のロールベール用グラブである。グラブ４２１はアーム４２０の先端に回動可能に設けられている。グラブ４２１には油圧アクチュエータが設けられており、トラクター４１から供給される油圧によって開閉可能となっている。

ベールグラブ４は、オペレータが運転することも、自動運転制御による無人運転も可能に構成される。

以上より、ベールグラブ４は、エンジンの動力をフロントアクスル及びリヤアクスルに伝達して、トラクター４１を走行させながら、エンジンの動力から油圧を取り出して、グラブ４２１でラップサイロ５１を把持することができるように構成される。これにより、ベールグラブ４は、圃場に放置されたラップサイロ５１を回収し、畦道などの所定の集積場所に集積したり、集積されたラップサイロ５１をトラックに積載したりすることができる。

なお、ベールグラブ４はトラクター４１にグラブアダプタ４２を取り付けた構成としているが、ベールグラブに特化した作業車であってもよい。

＜作業車連携システム＞
図５は、作業車連携システム１の概略構成を示すブロック図である。作業車連携システム１は、飼料コンバインベーラ２と、ラッピングマシン３と、ベールグラブ４と、管理サーバ６と、通信網７とを備える。各作業車（飼料コンバインベーラ２、ラッピングマシン３、ベールグラブ４）にはそれぞれ作業車端末装置２７、３９、４３が備えられる。本実施形態では、作業車連携システム１は飼料用の稲が栽培されている圃場で使用され、飼料コンバインベーラ２はオペレータにより運転され、ラッピングマシン３及びベールグラブ４は自動運転制御されるものとする。

作業車端末装置２７、３９、４３及び管理サーバ６は、通信網７を介して互いの通信部で接続されることで、作業車端末装置２７、３９、４３と管理サーバ６との間で情報の送受信を行うことが可能とされている。これにより、管理サーバ６で各作業車を管理したり、各作業車間で情報を共有したりすることができる。

管理サーバ６は、圃場を運営する農家の事務所又は作業車連携システム１の販売元等のシステム管理会社に設置されており、後述する放出位置情報や集積位置情報等を格納（蓄積）するようになっている。管理サーバ６に格納されている情報は、管理サーバ６に接続されている表示部に出力され、システムの利用者によって利用されるようになっている。

作業車端末装置２７、３９、４３は、ＧＰＳ衛星からの電波等を利用することで自車の位置情報を取得する。また、作業車端末装置２７、３９、４３は、取得した位置情報を他の作業車端末装置２７、３９、４３や管理サーバ６に送信する。また、作業車端末装置２７、３９、４３は、取得した位置情報や地図情報に基づいて移動経路を算出する。

通信網７は無線通信網、又は有線通信網と無線通信網を組み合わせた通信網を用いることができる。通信網７としては、代表的には、電気通信事業者が適用する公衆回線網であって、固定電話機や携帯電話機等の端末機どうしを通信させる公衆回線網を挙げることができる。

このような作業車連携システム１は、稲発酵粗飼料の生産工程において以下のように機能する。まず、飼料コンバインベーラ２が、圃場で栽培されている稲を収穫し、ロールベール５０に成形し、ロールベール５０を放出する。このとき、作業車端末装置２７は、ロールベール５０を放出する際に開放される開閉側筐体２６１の開放操作又は開放状態を検知することでロールベール５０の放出を検出し、ＧＰＳ衛星からの電波等を利用してロールベール５０を放出した位置を示すロールベール放出位置情報を取得する。ロールベール５０は放出された位置に放置されるので、実質的にロールベール放出位置情報はロールベール５０が放置されている位置を示すことになる。

作業車端末装置２７は、ロールベール放出位置情報をラッピングマシン３の作業車端末装置３９及び管理サーバ６へ送信する。飼料コンバインベーラ２とラッピングマシン３との間の情報の送受信は通信網７を介して直接送受信してもよいし、管理サーバ６を介して間接的に送受信してもよい。

続いて、作業車端末装置３９は、飼料コンバインベーラ２の作業車端末装置２７から放出位置情報を取得する。そして、ラッピングマシン３は、自動運転制御によりロールベール放出位置情報に基づいてロールベール５０が放置されている場所に移動し、ロールベール５０を回収する。ラッピングマシン３は、回収したロールベール５０にフィルム３０を巻いて密封することでラップサイロ５１を作製し、ラップサイロ５１を放出する。このとき、作業車端末装置３９は、ＧＰＳ衛星からの電波等を利用してラップサイロ５１を放出した位置を示すラップサイロ放出位置情報を取得する。ラップサイロ５１は放出された位置に放置されるので、実質的にラップサイロ放出位置情報はラップサイロ５１が放置されている位置を示すことになる。

作業車端末装置３９は、ラップサイロ放出位置情報をベールグラブ４の作業車端末装置４３及び管理サーバ６へ送信する。ラッピングマシン３とベールグラブ４との間の情報の送受信は通信網７を介して直接送受信してもよいし、管理サーバ６を介して間接的に送受信してもよい。

続いて、ベールグラブ４の作業車端末装置４３は、ラッピングマシン３の作業車端末装置３９からラップサイロ放出位置情報を取得する。そして、ベールグラブ４は、自動運転制御によりラップサイロ放出位置情報に基づいてラップサイロ５１が放置されている場所に移動し、ラップサイロ５１を回収し、所定の集積場所に集積する。所定の集積場所は、予め利用者等によって集積位置情報として登録されている場所である。

なお、作業車端末装置４３は、上記の動作に替えて、複数のラップサイロ放出位置情報と集積位置情報とに基づいて、移動距離が最短となる順序でラップサイロ５１を回収して集積するようにしてもよい。

本発明の作業車連携システムは、上述した作業車連携システム１以外の構成であってもよく、以下のように一般化することができる。

すなわち、収穫物を放出する第１作業車と、第１作業車が放出した収穫物を回収する第２作業車とを含み、第１作業車が収穫物を放出した位置を示す放出位置情報を、第２作業車が取得する構成とした作業車連携システムである。

ここで、第２作業車は自動運転制御され、第２作業車は、放出位置情報に基づいて移動し、収穫物を回収するようにしてもよい。また、第２作業車は、複数の放出位置情報と回収した収穫物を集積する位置を示す集積位置情報とに基づいて、移動距離が最短となる順序で収穫物を回収して集積するようにしてもよい。

例えば、第１作業車は飼料コンバインベーラ、第２作業車はラッピングマシンとすることができる。また、第１作業車はラッピングマシン、第２作業車はベールグラブとすることができる。

このような作業車連携システムは、飼料の生産の他にも、収穫物を放出する作業車と放出された収穫物を回収する作業車とを用いる農業に広く利用することができる。

次に、各作業車の作業車連携システムに関する構成について詳しく説明する。

＜作業車連携システムにおける飼料コンバインベーラ＞
図６は、飼料コンバインベーラ２の作業車連携システム１に関する構成を示すブロック図である。飼料コンバインベーラ２において、作業車端末装置２７に、液晶パネル等の表示部２２４と、キーボード等の操作部２２５と、飼料コンバインベーラ制御装置２８とが接続されている。

飼料コンバインベーラ制御装置２８は、エンジンをはじめ飼料コンバインベーラ２の電気系統の制御を行うものである。例えば、飼料コンバインベーラ制御装置２８は、電気系統の制御信号からロールベール５０が放出されたことを検出して作業車端末装置２７にその情報を出力したり、作業車端末装置２７から取得した情報に基づいて飼料コンバインベーラ２の自動運転制御を行ったりする。

飼料コンバインベーラ制御装置２８が、ロールベール５０が放出されたと判断する指標としては、例えば、飼料コンバインベーラ２のロールベール５０の放出クラッチの動作を用いることができる。放出クラッチはロールベール５０が放出される際に動作するので、放出クラッチの動作をロールベール５０放出の指標とすることで、ロールベール５０の放出タイミングを正確に検出することができ、正確なロールベール放出位置情報の取得に繋がる。なお、放出クラッチの動作を用いる他に、放出ボタンの操作や放出扉の動作（開閉状態検知センサ２６７による検知）を用いることもできる。このように、ロールベール５０が放出されたと判断する指標としては、飼料コンバインベーラ２におけるロールベール５０の放出に関する動作や操作を利用できる。

作業車端末装置２７は、通信部２７０と、ＧＰＳセンサ２７１と、位置検出部２７２と、位置情報記憶部２７３と、制御部２７４とを備えている。

通信部２７０は、管理サーバ６及び他の作業車端末装置３９、４３の通信部と同一の通信プロトコル（通信規約）で通信可能とされている。通信時に送受信される情報は、通信プロトコルに従うように通信部２７０で変換される。そして、通信部２７０は、ロールベール放出位置情報を作業車端末装置３９や管理サーバ６へ送信する。

また、通信部２７０は、作業車端末装置３９又は管理サーバ６からラッピングマシン３の現在地情報、作業車端末装置４３又は管理サーバ６からベールグラブ４の現在地情報を受信するようにしてもよい。

ＧＰＳセンサ２７１は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信するセンサである。位置検出部２７２は、ＧＰＳセンサ２７１にて受信した電波に基づいて飼料コンバインベーラ２の現在地を検出するものである。検出した現在地の位置情報のうち、ロールベール５０の放出に対応して検出した現在地はロールベール放出位置情報として扱われ、その他は現在地情報として扱われる。また、位置検出部２７２は、飼料コンバインベーラ２の速度情報や方位情報を検出するようにしてもよい。位置情報記憶部２７３は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の揮発メモリからなり、位置検出部２７２にて検出した位置情報を一時的に格納する。位置情報記憶部２７３のロールベール放出位置情報は、通信部２７０から作業車端末装置３９や管理サーバ６へ送信される。

制御部２７４は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等のマイクロコンピュータからなる処理部２７５と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ、ハードディスクドライブ、フラッシュメモリ等の記憶部２７６とを有している。制御部２７４は、処理部２７５が記憶部２７６のＲＯＭに予め格納された制御プログラムを記憶部２７６のＲＡＭ上に読み出して実行することにより、各種構成要素の作動制御を行う。具体的には、通信時における情報の送受信、各種の入出力制御及び演算処理の制御等を行う。また、記憶部２７６は地図情報も記憶する。

制御部２７４は、操作部２２５による入力（指示）を受け付ける。制御部２７４は、ＧＰＳセンサ２７１で受信した現在地情報を地図情報に重畳して表示部２２４に表示させる。また、制御部２７４は、ロールベール放出位置情報、ラッピングマシン３やベールグラブ４の現在地情報を地図情報に重畳して表示部２２４に表示させるように制御してもよい。これらにより、オペレータはいつでも圃場の作業状況を確認することができる。

＜作業車連携システムにおけるラッピングマシン＞
図７は、ラッピングマシン３の作業車連携システム１に関する構成を示すブロック図である。ラッピングマシン３において、作業車端末装置３９に、タッチパネル等の表示操作部３８０と、ラッピングマシン制御装置３Ａとが接続されている。

ラッピングマシン制御装置３Ａは、エンジンをはじめラッピングマシン３の電気系統の制御を行うものである。例えば、ラッピングマシン制御装置３Ａは、電気系統の制御信号からラップサイロ５１が放出されたことを検出して作業車端末装置３９にその情報を出力したり、作業車端末装置３９から取得した情報に基づいてラッピングマシン３の自動運転制御を行ったりする。

ラッピングマシン制御装置３Ａが、ラップサイロ５１が放出されたと判断する指標としては、例えば、ラッピングマシン３の傾斜手段３４や積込機構３６の動作を用いることができる。傾斜手段３４や積込機構３６はラップサイロ５１が放出される際に動作するので、傾斜手段３４や積込機構３６の動作をラップサイロ５１放出の指標とすることで、ラップサイロ５１の放出タイミングを正確に検出することができ、正確なラップサイロ放出位置情報の取得に繋がる。なお、傾斜手段３４や積込機構３６の動作を用いる他に、放出ボタンの操作を用いることもできる。このように、ラップサイロ５１が放出されたと判断する指標としては、ラッピングマシン３におけるラップサイロ５１の放出に関する動作や操作を利用できる。

作業車端末装置３９は、通信部３９０と、ＧＰＳセンサ３９１と、位置検出部３９２と、位置情報記憶部３９３と、制御部３９４とを備えている。

通信部３９０は、管理サーバ６及び他の作業車端末装置２７、４３の通信部と同一の通信プロトコル（通信規約）で通信可能とされている。通信時に送受信される情報は、通信プロトコルに従うように通信部３９０で変換される。そして、通信部３９０は、作業車端末装置２７又は管理サーバ６からロールベール放出位置情報を受信する。また、通信部３９０は、ラップサイロ放出位置情報を作業車端末装置４３や管理サーバ６へ送信する。

また、通信部３９０は、作業車端末装置２７又は管理サーバ６から飼料コンバインベーラ２の現在地情報、作業車端末装置４３又は管理サーバ６からベールグラブ４の現在地情報を受信するようにしてもよい。

ＧＰＳセンサ３９１は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信するセンサである。位置検出部３９２は、ＧＰＳセンサ３９１にて受信した電波に基づいてラッピングマシン３の現在地を検出するものである。検出した現在地の位置情報のうち、ラップサイロ５１の放出に対応して検出した現在地はラップサイロ放出位置情報として扱われ、その他は現在地情報として扱われる。また、位置検出部３９２は、ラッピングマシン３の速度情報や方位情報を検出するようにしてもよい。位置情報記憶部３９３は、ＲＡＭ等の揮発メモリからなり、位置検出部３９２にて検出した位置情報を一時的に格納する。位置情報記憶部３９３のラップサイロ放出位置情報は、通信部３９０から作業車端末装置４３や管理サーバ６へ送信される。

制御部３９４は、ＣＰＵ等のマイクロコンピュータからなる処理部３９５と、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクドライブ、フラッシュメモリ等の記憶部３９６とを有している。制御部３９４は、処理部３９５が記憶部３９６のＲＯＭに予め格納された制御プログラムを記憶部３９６のＲＡＭ上に読み出して実行することにより、各種構成要素の作動制御を行う。具体的には、通信時における情報の送受信、各種の入出力制御及び演算処理の制御等を行う。また、記憶部３９６は地図情報も記憶する。

制御部３９４は、表示操作部３８０による入力（指示）を受け付ける。制御部３９４は、ＧＰＳセンサ３９１で受信した現在地情報、ラップサイロ放出位置情報、飼料コンバインベーラ２やベールグラブ４の現在地情報を地図情報に重畳して表示操作部３８０に表示させるように制御してもよい。これらにより、オペレータが乗車している場合、オペレータはいつでも圃場の作業状況を確認することができる。

また、制御部３９４は、ロールベール放出位置情報に基づいて移動経路を算出する。移動経路は、例えば、現在地情報とロールベール放出位置情報とを結ぶ直線の経路とすることができる。算出された移動経路はラッピングマシン制御装置３Ａに送信され、自動運転制御に用いられる。これにより、ラッピングマシン３はロールベール５０の放出位置へ移動し、ロールベール５０を回収する。よって、効率良くロールベール５０を回収できるので、作業効率が向上する。

また、制御部３９４は、複数のロールベール放出位置情報に基づいて、移動距離が最短となる移動経路を算出してもよい。この移動経路は、例えば、現在地情報を始点とし、最も近いロールベール放出位置情報を順に結んだ折れ線状の経路を移動経路とすることができる。このような移動経路によれば、最短距離で効率良くロールベール５０を回収できるので、作業効率が向上する。

なお、ラッピングマシン３がオペレータにより運転されている場合、制御部３９４は移動経路を地図情報に重畳して表示操作部３８０に表示させる。これにより、オペレータは移動経路を参考にして運転できるので、作業効率が向上するとともに、オペレータの負荷が軽減される。また、移動経路は管理サーバ６に送信されるようにしてもよい。

＜作業車連携システムにおけるベールグラブ＞
図８は、ベールグラブ４の作業車連携システム１に関する構成を示すブロック図である。ベールグラブ４において、作業車端末装置４３に、液晶パネル等の表示部４１４と、キーボード等の操作部４１５と、ベールグラブ制御装置４４とが接続されている。

ベールグラブ制御装置４４は、エンジンをはじめベールグラブ４の電気系統の制御を行うものであり、本実施形態ではトラクター制御装置ともいえる。例えば、ベールグラブ制御装置４４は、作業車端末装置４３から取得した情報に基づいてベールグラブ４の自動運転制御を行う。また、ベールグラブ制御装置４４は、電気系統の制御信号からラップサイロ５１が放出されたことを検出して作業車端末装置４３にその情報を出力するようにしてもよい。

ベールグラブ制御装置４４が、ラップサイロ５１が放出されたと判断する指標としては、例えば、ベールグラブ４のグラブ４２１の開動作を用いることができる。グラブ４２１はラップサイロ５１を放す際に開くので、グラブ４２１の開動作をラップサイロ５１放出の指標とすることで、ラップサイロ５１の放出タイミングを正確に検出することができる。なお、グラブ４２１の開動作を用いる他に、放出ボタンの操作を用いることもできる。このように、ラップサイロ５１が放出されたと判断する指標としては、ベールグラブ４におけるラップサイロ５１の放出に関する動作や操作を利用できる。

作業車端末装置４３は、通信部４３０と、ＧＰＳセンサ４３１と、位置検出部４３２と、位置情報記憶部４３３と、制御部４３４とを備えている。

通信部４３０は、管理サーバ６及び他の作業車端末装置２７、３９の通信部と同一の通信プロトコル（通信規約）で通信可能とされている。通信時に送受信される情報は、通信プロトコルに従うように通信部４３０で変換される。そして、通信部４３０は、作業車端末装置３９又は管理サーバ６からラップサイロ放出位置情報を受信する。また、通信部４３０は、ベールグラブ４がラップサイロ５１を放出したことを示すラップサイロ放出情報を管理サーバ６へ送信してもよい。

また、通信部４３０は、作業車端末装置２７又は管理サーバ６から飼料コンバインベーラ２の現在地情報、作業車端末装置３９又は管理サーバ６からラッピングマシン３の現在地情報を受信するようにしてもよい。

ＧＰＳセンサ４３１は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信するセンサである。位置検出部４３２は、ＧＰＳセンサ４３１にて受信した電波に基づいてベールグラブ４の現在地を検出するものである。また、位置検出部４３２は、ベールグラブ４の速度情報や方位情報を検出するようにしてもよい。位置情報記憶部４３３は、ＲＡＭ等の揮発メモリからなり、位置検出部４３２にて検出した位置情報を一時的に格納する。位置情報記憶部４３３の現在地情報は、通信部３９０から作業車端末装置２７、３９や管理サーバ６へ送信される。

制御部４３４は、ＣＰＵ等のマイクロコンピュータからなる処理部４３５と、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクドライブ、フラッシュメモリ等の記憶部４３６とを有している。制御部４３４は、処理部４３５が記憶部４３６のＲＯＭに予め格納された制御プログラムを記憶部４３６のＲＡＭ上に読み出して実行することにより、各種構成要素の作動制御を行う。具体的には、通信時における情報の送受信、各種の入出力制御及び演算処理の制御等を行う。また、記憶部４３６は地図情報も記憶する。

制御部４３４は、操作部４１５よる入力（指示）を受け付ける。制御部４３４は、ＧＰＳセンサ４３１で受信した現在地情報、ラップサイロ放出位置情報、飼料コンバインベーラ２やラッピングマシン３の現在地情報を地図情報に重畳して表示部４１４に表示させるように制御してもよい。これらにより、オペレータが乗車している場合、オペレータはいつでも圃場の作業状況を確認することができる。

また、制御部４３４は、ラップサイロ放出位置情報と集積位置情報とに基づいて移動経路を算出する。移動経路は、例えば、現在地情報とラップサイロ放出位置情報と集積位置情報とを結ぶ折れ線の経路とすることができる。算出された移動経路はベールグラブ制御装置４４に送信され、自動運転制御に用いられる。これにより、ベールグラブ４はラップサイロ５１の放出位置へ移動してラップサイロ５１を回収し、次に集積場所へ移動してラップサイロ５１を放出（集積）する。よって、効率良くラップサイロ５１を回収して集積できるので、作業効率が向上する。

また、制御部４３４は、複数のラップサイロ放出位置情報と集積位置情報とに基づいて、移動距離が最短となる移動経路を算出してもよい。この移動経路は、例えば、現在地情報を始点とし、最も近いラップサイロ放出位置情報を経由して集積位置情報に移動し、集積場所から残りのラップサイロ放出位置情報のうち最も近いラップサイロ放出位置情報を経由して集積場所に戻ることを繰り返す経路とすることができる。このような移動経路によっても、効率良くラップサイロ５１を回収して集積できるので、作業効率が向上する。

また、制御部４３４は、ベールグラブ制御装置４４から取得したラップサイロ放出情報からラップサイロ５１の集積数や集積完了を算出することができる。

なお、ベールグラブ４がオペレータにより運転されている場合、制御部４３４は移動経路を地図情報に重畳して表示部４１４に表示させる。これにより、オペレータは移動経路を参考にして運転できるので、作業効率が向上するとともに、オペレータの負荷が軽減される。また、移動経路は管理サーバ６に送信されるようにしてもよい。

＜作業車連携システムにおける管理サーバ＞
図９は、管理サーバ６の概略構成を示すブロック図である。管理サーバ６は、例えばデスクトップ型パーソナルコンピュータであり、通信部６０と、制御部６１とを備えている。また、管理サーバ６には、液晶パネル等の表示部６２及びキーボード等の操作部６３が外部接続されている。なお、表示部６２及び操作部６３は管理サーバ６に含まれる構成（例えば、ノート型パーソナルコンピュータ）であってもよい。

通信部６０は、各作業車端末装置２７、３９、４３の通信部と同一の通信プロトコル（通信規約）で通信可能とされている。通信時に送受信される情報は、通信プロトコルに従うように通信部６０で変換される。

制御部６１は、ＣＰＵ等のマイクロコンピュータからなる処理部６４と、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクドライブ、フラッシュメモリ等の記憶部６５とを有している。制御部６１は、処理部６４が記憶部６５のＲＯＭに予め格納された制御プログラムを記憶部６５のＲＡＭ上に読み出して実行することにより、各種構成要素の作動制御を行う。具体的には、通信時における情報の送受信、各種の入出力制御及び演算処理の制御等を行う。また、記憶部６５は地図情報、各作業車の現在地情報、ロールベール放出位置情報、ラップサイロ放出位置情報、ラップサイロ放出情報、集積位置情報等も記憶する。

制御部６１は、操作部６３よる入力（指示）を受け付ける。制御部６１は、各作業車の現在地情報、ロールベール放出位置情報、ラップサイロ放出位置情報、集積位置情報等を地図情報に重畳して表示部６２に表示させる。これにより、管理サーバ６のオペレータはいつでも圃場の作業状況を確認することができる。

他にも、管理サーバ６は取得した情報を様々な形態に加工することができる。例えば、各作業車の移動経路、ロールベール放出位置情報、ラップサイロ放出位置情報、ラップサイロ放出情報等から作業日報を作成することができる。また、管理サーバ６は取得した情報を蓄積して利用することもできる。例えば、圃場に穴がある場合、穴の位置情報を蓄積しておけば、各作業車に穴の位置を知らせることで、各作業車は穴を避けて移動することができる。

また、作業車端末装置３９、４３が行う移動経路の算出を管理サーバ６で行い、管理サーバ６から作業車端末装置３９、４３へ算出した移動経路を送信してもよい。これにより、作業車端末装置３９、４３の負荷を軽減することができる。また、作業車端末装置３９、４３の機能を簡素化することもできる。

＜実施例＞
以下に実施例により、上記の作業車連携システム１の動作例を説明する。

図１０は、収穫作業中の圃場の様子を簡略化した平面図である。本実施例では略矩形の圃場８０の一辺に沿って畦道８１があり、畦道８１を集積場所Ｐとしている。圃場８０では、飼料コンバインベーラ２と、ラッピングマシン３と、ベールグラブ４とが稼働している。飼料コンバインベーラ２はオペレータにより運転され、ラッピングマシン３及びベールグラブ４は自動運転制御されている。図１０では、飼料コンバインベーラ２が、圃場で栽培されている稲を収穫し、圃場８０に８個のロールベール５０を放出した状態を示している。

このような状況において、ラッピングマシン３の作業車端末装置３９は、飼料コンバインベーラ２の作業車端末装置２７から８つのロールベール放出位置情報を取得している。ここで作業車端末装置３９は、８つのロールベール放出位置情報に基づいて、移動距離が最短となる移動経路を算出する。具体的には、現在地情報を始点とし、最も近いロールベール放出位置情報を順に結んだ折れ線状の経路を移動経路とする。このようにして算出した移動経路８２を図１１に破線で示す。このような移動経路８２によれば、最短距離でロールベール５０を回収できるので、効率良く作業できる。

ラッピングマシン３は移動経路８２に沿ってロールベール５０を回収し、回収した場所でラップサイロ５１を作製し、回収した場所とほぼ同じ位置にラップサイロ５１を放出する。このとき、作業車端末装置３９は、ラップサイロ放出位置情報を取得し、ベールグラブ４の作業車端末装置４３へ送信する。

稼働作業車端末装置４３は、８つのラップサイロ５１が放出されてから稼働した場合、８つのラップサイロ放出位置情報と集積位置情報とに基づいて、移動距離が最短となる移動経路を算出する。具体的には、現在地情報を始点とし、最も近いラップサイロ放出位置情報を経由して集積位置情報に移動し、集積場所から残りのラップサイロ放出位置情報のうち最も近いラップサイロ放出位置情報を経由して集積場所に戻ることを繰り返す経路を移動経路とする。このようにして算出した移動経路８３を図１２に破線で示す。このような移動経路８３によれば、最短距離でラップサイロ５１を回収して集積できるので、効率良く作業できる。

＜その他＞
作業車連携システム１において管理サーバ６は省略してもよい。作業車間で直接通信することで管理サーバ６は省略することができる。また、管理サーバ６は、何れかの作業車に搭載してもよい。また、管理サーバ６の機能を各作業車の作業車端末装置２７、３９、４３に、それぞれの作業車に必要な機能のみを組み込み、管理サーバ６を省略してもよい。

上記の作業車連携システム１のように、ベールグラブ４を用いると作業効率がよいが、ベールグラブ４は省略してもよい。この場合、ラッピングマシン３がラップサイロ５１を集積場所まで搬送すればよい。ラッピングマシン３の移動経路の算出には上述したベールグラブ４の移動経路の算出方法を用いることができる。

ラッピングマシン３は、ラッピングのみを行い、その場所にラップサイロ５１を放出するモードと、ラッピングを行いながら次のロールベール５０の位置へ移動するモードと、ラッピング及び集積場所への搬送を行うモードとを選択可能にしてもよい。これにより、状況に応じて最適なモードを選択することで、効率良く作業できる。

ラッピングマシン３は複数用いてもよい。この場合、ラッピングマシン３どうしが連携（通信）することで、効率良くロールベール５０を回収し、ラッピングすることができる。例えば、各ラッピングマシン３が次のロールベール５０を回収しに行く時点で他のラッピングマシン３へそのロールベール５０の位置情報を送信し、その位置情報を受信したラッピングマシン３はそのロールベール５０を回収済みとして扱えばよい。

現在地を取得するには、上記のＧＰＳ衛星に替えて又はＧＰＳ衛星に加えて、自律航法を用いてもよい。

各作業車には前方を撮影するカメラを設けてもよい。これにより、自動運転制御でベールグラブ５０やラップサイロ５１を回収する際にカメラの画像を解析することにより、確実に回収することができる。また、集積場所への集積も精度良く行うことができる。

１ 作業車連携システム
２ 飼料コンバインベーラ
３ ラッピングマシン
４ ベールグラブ

Claims (1)

1. 収穫物を放出した位置を示す放出位置情報を送信する第１作業車と、
   前記放出位置情報に含まれる収穫物の放出位置と収穫物の集積場所とに基づいて移動経路を算出する算出部と、
   前記算出部によって算出された移動経路に応じて自動的に前記放出位置の収穫物を回収する第２作業車と、を含む
   ことを特徴とする作業車連携システム。

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