JP2023137918A - 領域管理方法、領域管理システム、及び領域管理プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザによる効率的な作業領域の確認を支援する。【解決手段】領域管理方法は、作業装置３０により作業が行われる複数の作業領域４００の面積に基づき、複数の作業領域４００のうち、領域の範囲が間違っている可能性のある確認領域４１０を決定することを含む。また、領域管理方法は、複数の作業領域４００のうち、確認領域４１０を、他の作業領域４００と区別可能に表す確認情報を出力することを含む。また、確認領域を決定することは、複数の作業領域４００の面積に基づき、複数の作業領域４００の面積に関する統計値を決定することを含んでもよい。また、確認領域４１０を決定することは、統計値と、複数の作業領域４００の面積とを比較して、複数の作業領域４００から確認領域４１０を決定することを含んでもよい。【選択図】図４

Description

本発明は、領域管理方法、領域管理システム、及び領域管理プログラムに関するものである。

近年、圃場において行われた作業に関する情報を用いて栽培管理の分析を行うことが研究されている。栽培管理の分析を行うために、作業が行われる圃場がシステムに登録される場合がある。

特許文献１には、圃場において作業を行った作業車両の位置情報に基づき、作業車両が作業を行った作業領域を推定する技術が開示されている。

特許第６９４６２１７号公報

特許文献１に記載の技術において推定された作業領域は、実際に作業車両が作業を行った領域と一致しない場合がある。例えば、隣接する複数の作業領域が１つの作業領域として推定される場合がある。これにより、栽培管理の分析が困難になる場合がある。このため、ユーザは、推定された作業領域が実際の作業車両により作業が行われた領域と一致するかを確認する必要がある。しかし、多数の作業領域が存在するとき、ユーザの作業負担は少なくない。

上記の状況に鑑み、本開示は、ユーザによる効率的な作業領域の確認を支援することを目的の１つとする。他の目的については、以下の記載及び実施の形態の説明から理解することができる。

以下に、発明を実施するための形態で使用される番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための形態との対応関係の一例を示すために、参考として、括弧付きで付加されたものである。よって、括弧付きの記載により、特許請求の範囲は、限定的に解釈されるべきではない。

上記目的を達成するための一実施の形態による領域管理方法は、作業装置（３０）により作業が行われる複数の作業領域（４００）の面積に基づき、複数の作業領域（４００）のうち、領域の範囲が間違っている可能性のある確認領域（４１０）を決定することを含む。また、領域管理方法は、複数の作業領域（４００）のうち、確認領域（４１０）を、他の作業領域（４００）と区別可能に表す確認情報を出力することを含む。

上記目的を達成するための一実施の形態による領域管理システム（１０００）は、確認領域決定部（１６０）と、出力部（１７０）とを備える。確認領域決定部（１６０）は、作業装置（３０）により作業が行われる複数の作業領域（４００）の面積に基づき、複数の作業領域（４００）のうち、領域の範囲が間違っている可能性のある確認領域（４１０）を決定する。出力部（１７０）は、複数の作業領域（４００）のうち、確認領域（４１０）を、他の作業領域（４００）と区別可能に表す確認情報を出力する。

上記目的を達成するための一実施の形態による領域管理プログラム（３１０）は、作業装置（３０）により作業が行われる複数の作業領域（４００）の面積に基づき、複数の作業領域（４００）のうち、領域の範囲が間違っている可能性のある確認領域（４１０）を決定することを演算装置（１２０、２２０）に実行させる。また、領域管理プログラム（３１０）は、複数の作業領域（４００）のうち、確認領域（４１０）を、他の作業領域（４００）と区別可能に表す確認情報を出力することを演算装置（１２０、２２０）に実行させる。

上記の形態によれば、ユーザによる効率的な作業領域の確認を支援することができる。

一実施の形態における領域管理システムの構成図である。 一実施の形態において、端末に表示される確認画像を表す図である。 一実施の形態における領域管理システムが実行する機能ブロックを表す図である。 一実施の形態における領域管理システムによる処理を表すフローチャートである。 一実施の形態における領域管理システムの概略図である。

（実施の形態１）
本発明の本実施の形態による領域管理システム１０００を、図面を参照して説明する。本実施の形態において、図１に示すように、領域管理システム１０００は、領域管理装置１００と、端末２００とを備える。領域管理装置１００は、ネットワーク２０、例えばインターネットを介して、端末２００と、作業装置３０と通信可能に接続されている。

作業装置３０は、測位装置、例えばＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）の受信機を備え、各時刻の位置、例えば１分間隔で測定される位置を表す位置情報を取得する。このため、位置情報は、作業装置３０が移動した軌道に沿った位置を表す。作業装置３０は、取得された位置情報を領域管理装置１００に出力する。作業装置３０は、圃場で作業を行う装置、例えば単体で収穫作業を行うコンバイン、作業機械（例えば耕耘を行うロータリー耕耘機）を牽引して作業を行うトラクター、農薬を散布するドローンなどを含む。

領域管理装置１００は、作業装置３０の位置情報に基づき、作業装置３０が作業を行った作業領域、例えば圃場の領域を推定する。一方、一般に、同じ地域における圃場の面積は、同じ場合が多い。このため、同じ地域において、推定された作業領域の面積が、他の作業領域の面積と大きく異なるとき、この作業領域の範囲が間違っている可能性が相対的に高い。そこで、領域管理装置１００は、決定された作業領域の面積を、同じ地域にある圃場の面積と比較して、複数の作業領域のうち、領域の範囲が間違っている可能性のある確認領域を決定する。領域管理装置１００は、確認領域を含む１つ以上の作業領域を表す確認情報を端末２００に出力する。

端末２００は、領域管理装置１００から取得される確認情報に基づき、確認領域と、その他の作業領域とを識別可能に表す画像を表示する。例えば、端末２００は、図２に示すように、領域の範囲が間違っている可能性のある確認領域４１０と、その他の作業領域４００とを識別可能に地図上に表す確認画像５００を表示する。例えば、端末２００は、確認領域４１０を表す領域の色彩が、その他の作業領域４００を表す領域の色彩と異なるように表示する。

このため、ユーザ、例えば作業者は、より優先的に確認すべき作業領域４００を容易に把握することができ、効率的に作業領域４００の確認を行うことができる。

（領域管理システムの構成）
図１に示す領域管理装置１００の構成を説明する。領域管理装置１００は、入出力装置１１０と、演算装置１２０と、通信装置１３０と、記憶装置１４０とを備える。領域管理装置１００は、例えば、コンピュータである。入出力装置１１０には、演算装置１２０が処理を実行するための情報が入力される。また、入出力装置１１０は、演算装置１２０が処理を実行した結果を出力する。入出力装置１１０は、様々な入力装置と出力装置とを含み、例えば、キーボード、マウス、マイク、ディスプレイ、スピーカー、タッチパネルなどを含む。入出力装置１１０は省略されてもよい。

通信装置１３０は、ネットワーク２０に電気的に接続され、ネットワーク２０を介して各々の装置との通信を行う。通信装置１３０は、作業装置３０から取得する位置情報を演算装置１２０に転送する。また、演算装置１２０が生成した信号を端末２００に転送する。通信装置１３０は、例えば、ＮＩＣ（Network Interface Card）、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）などの種々のインタフェースを含む。

記憶装置１４０は、作業領域４００を推定するための様々なデータ、例えば圃場データ３００と、領域管理プログラム３１０を格納する。記憶装置１４０は、領域管理プログラム３１０を記憶する非一時的記憶媒体（non-transitory tangible storage medium）として用いられる。領域管理プログラム３１０は、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体１に記録されたコンピュータプログラム製品(computer program product)として提供されてもよく、または、サーバからダウンロード可能なコンピュータプログラム製品として提供されてもよい。

圃場データ３００は、複数の作業領域４００、例えば圃場の領域を表す領域情報を格納する。例えば、領域情報は、作業装置３０の位置情報に基づき推定された作業領域４００を表す情報を含む。

演算装置１２０は、領域管理プログラム３１０を記憶装置１４０から読み出し実行して、作業領域４００を推定するための様々なデータ処理を行う。例えば、演算装置１２０は、中央演算処理装置（ＣＰＵ；Central Processing Unit）などを含む。

演算装置１２０は、領域管理プログラム３１０を読み出し実行することで、図３に示すように、領域推定部１５０と、確認領域決定部１６０と、出力部１７０とを実現する。領域推定部１５０は、作業装置３０の位置情報に基づき、作業装置３０により作業が行われた作業領域４００を推定する。確認領域決定部１６０は、圃場データ３００に基づき、推定された作業領域４００のうち、領域の範囲が間違っている可能性のある確認領域４１０を決定する。出力部１７０は、１つ以上の作業領域４００を表す確認情報を端末２００に出力する。また、出力部１７０は、端末２００から取得する修正情報に基づき、圃場データ３００に格納された作業領域４００を表す領域情報を更新する。

次に、端末２００の構成を説明する。端末２００は、図１に示すように、入出力装置２１０と、演算装置２２０と、通信装置２３０と、記憶装置２４０とを備える。端末２００は、例えば、コンピュータ、タブレット、携帯電話などを含む。入出力装置２１０には、演算装置２２０が処理を実行するための情報が入力される。また、入出力装置２１０は、演算装置２２０が処理を実行した結果を出力する。入出力装置２１０は、様々な入力装置と出力装置とを含み、例えば、キーボード、マウス、マイク、ディスプレイ、スピーカー、タッチパネルなどを含む。

通信装置２３０は、ネットワーク２０に電気的に接続され、ネットワーク２０を介して領域管理装置１００との通信を行う。通信装置２３０は、領域管理装置１００から取得する信号を演算装置２２０に転送する。また、演算装置２２０が生成した信号を領域管理装置１００に転送する。通信装置２３０は、例えば、無線ＬＡＮ（Local Area Network）やセルラーネットワークなどの無線通信に用いられる送受信機、ＮＩＣ（Network Interface Card）、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）などの種々のインタフェースを含む。

記憶装置２４０は、確認情報を表示するための様々なデータ、例えば表示プログラム３２０を格納する。記憶装置２４０は、表示プログラム３２０を記憶する非一時的記憶媒体（non-transitory tangible storage medium）として用いられる。表示プログラム３２０は、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体２に記録されたコンピュータプログラム製品(computer program product)として提供されてもよく、または、サーバからダウンロード可能なコンピュータプログラム製品として提供されてもよい。

演算装置２２０は、表示プログラム３２０を読み出し実行することで、図３に示すように、入出力装置２１０と協働して、表示部２５０を実現する。表示部２５０は、領域管理装置１００から確認情報を取得して、確認情報、例えば領域の範囲が間違っている可能性のある確認領域４１０を地図上に表す確認画像５００を表示する。また、表示部２５０は、作業領域４００を修正することを表す修正情報を受け付け、修正情報を領域管理装置１００に出力する。

（領域管理システムの動作）
図１に示す作業装置３０は、圃場での作業を行うと、位置情報を領域管理装置１００の演算装置１２０に送信する。演算装置１２０は、作業装置３０から位置情報を受信すると、領域管理プログラム３１０を読み出し実行する。領域管理プログラム３１０が読み出し実行されると、演算装置１２０は、領域管理方法の一部である図４に示す処理を開始する。

ステップＳ１１０において、演算装置１２０により実現される領域推定部１５０は、作業装置３０の位置情報に基づき、作業装置３０が作業を行った作業領域４００、例えば圃場の領域を推定する。例えば、領域推定部１５０は、作業装置３０の位置情報に表された位置に対する凸包を作業領域４００として推定する。凸包は、すべての位置を含む最小の領域を表す。また、作業領域４００は、凸包の輪郭を作業装置３０の作業幅だけ外方に広げた領域を表してもよい。作業装置３０の作業幅は、作業装置３０により予め登録されている。例えば、作業幅は、作業装置３０の幅方向において、作業装置３０に設けられた装置の位置から作業装置３０が作業を行う領域の端までの距離を表す。作業幅は、トラクターが農機を牽引するとき、作業装置３０の幅方向において、作業装置３０に設けられた装置の位置から農機が作業を行う領域の端までの距離を表す。また、領域推定部１５０は、作業装置３０の位置情報に表された位置に対応する凹包を作業領域４００として推定してもよい。推定された作業領域４００を表す領域情報は、領域推定部１５０により圃場データ３００に格納される。

ステップＳ１２０において、確認領域決定部１６０は、圃場データ３００に格納された複数の作業領域４００を表す領域情報に基づき、領域の範囲が間違っている可能性のある確認領域４１０を決定する。例えば、最初に、確認領域決定部１６０は、作業情報に記憶された複数の作業領域４００の面積に基づき、複数の作業領域４００の面積に関する統計値、例えば平均値、中央値などを決定する。例えば、確認領域決定部１６０は、圃場データ３００から、同じ地域に含まれる複数の作業領域４００を抽出し、抽出された複数の作業領域４００の面積に関する統計値を決定する。同じ地域に含まれる複数の作業領域４００は、例えば、行政上の区画、例えば市、郡などに基づき決定されてもよい。また、同じ地域に含まれる複数の作業領域４００は、対象の作業領域４００からの距離に基づき決定されてもよい。例えば、確認領域決定部１６０は、対象の作業領域４００からの距離が閾値以内の作業領域４００を同じ地域に含まれる作業領域４００として決定してもよい。なお、２つの作業領域４００の間の距離は、２つの作業領域４００の間の距離を表す任意の距離を表し、例えば互いの作業領域４００の幾何中心の間の距離を表してもよい。

次に、確認領域決定部１６０は、決定された複数の作業領域４００の面積に関する統計値と、複数の作業領域４００の面積とを比較して、複数の作業領域４００から確認領域４１０を決定する。例えば、確認領域決定部１６０は、統計値と、作業領域４００の面積との差が閾値より大きい作業領域４００を確認領域４１０として決定する。

ステップＳ１３０において、出力部１７０は、決定された確認領域４１０を、他の作業領域４００と区別可能に表す確認情報を端末２００に出力する。例えば、確認情報は、図２に示すように、確認領域４１０と、他の作業領域４００とを識別可能に地図上に表す確認画像５００を構成するための情報を含む。この場合、確認領域４１０を表す領域は、他の作業領域４００を表す領域の表示形態、例えば色彩、模様などと異なる表示形態で表される。また、確認情報は、確認領域４１０と、他の作業領域４００とを識別可能に示した一覧を表してもよい。

ステップＳ１４０において、端末２００の表示部２５０は、領域管理装置１００の出力部１７０から取得した確認情報を入出力装置２１０に表示する。表示部２５０は、例えば、図２に示すように、確認領域４１０と、他の作業領域４００とを識別可能に地図上に表す確認画像５００を表示する。ユーザ、例えば作業者は、確認画像５００に基づき、推定された作業領域４００と、確認領域４１０とを確認する。

ステップＳ１５０において、表示部２５０は、作業領域４００、特に確認領域４１０の範囲を修正することを表す修正情報を受け付ける。例えば、ユーザは、確認画像５００に表された作業領域４００と、確認領域４１０とが間違っているとき、間違っている作業領域４００と、確認領域４１０とを修正するための修正操作を入出力装置２１０に入力する。例えば、ユーザは、間違っている作業領域４００を選択し、正しい作業領域４００の範囲、例えば領域の角（例えば四隅）を表す位置を順番に入力する。表示部２５０は、入力された修正操作に基づき、作業領域４００の範囲を修正することを表す修正情報を領域管理装置１００に出力する。例えば、修正情報は、修正された作業領域４００の範囲を表す。また、修正情報は、確認領域４１０のうち、修正されない確認領域４１０を表す情報を含んでもよい。

ステップＳ１６０において、領域管理装置１００の出力部１７０は、端末２００の表示部２５０から取得した修正情報に基づき、圃場データ３００に格納された領域情報に表された作業領域４００を更新する。例えば、出力部１７０は、修正情報からユーザにより修正された作業領域４００と、その作業領域４００の範囲とを抽出する。出力部１７０は、圃場データ３００に格納された領域情報のうち、抽出された作業領域４００に対応する領域の範囲を、修正情報から抽出された作業領域４００の範囲に更新する。また、修正情報に修正されない確認領域４１０を表す情報が含まれるとき、出力部１７０は、修正されない確認領域４１０を、ユーザにより確認された作業領域４００として、圃場データ３００を更新する。

このように、ユーザは、より優先的に確認すべき確認領域４１０を容易に把握し、推定された確認領域４１０が間違っているとき、確認領域４１０の範囲を修正することができる。

（変形例）
実施の形態において説明した構成は一例であり、機能を阻害しない範囲で構成を変更することができる。例えば、領域管理装置１００の確認領域決定部１６０は、図４に示すステップＳ１２０において、複数の作業領域４００の面積に関する代表値を表す任意の統計値を用いてもよい。例えば、統計値は、最頻値を含んでもよい。この場合、領域管理装置１００は、複数の作業領域４００の面積の分布を表すヒストグラムにおいて、最も頻度の多い階級に表される面積を統計値として決定する。

また、確認領域決定部１６０は、複数の作業領域４００のうち、一部の作業領域４００に関する面積の統計値を用いてもよい。例えば、確認領域決定部１６０は、複数の作業領域４００を面積の大きさの順番に並べたとき、上位または下位の所定の範囲、例えば５％に含まれる作業領域４００を除いて、面積の統計値を決定してもよい。

領域推定部１５０は、作業領域４００の範囲を任意の方法で推定してもよい。例えば、領域推定部１５０は、圃場を上空から撮像した撮像画像に基づき、作業領域４００を推定してもよい。例えば、図５に示すように、領域管理装置１００は、撮像装置４５、例えば人工衛星により撮像された撮像画像に基づき、作業領域４００を推定してもよい。この場合、人工衛星は、圃場を含む地域を上空から撮像し、撮像した撮像画像を表す画像情報を画像取得装置４０に出力する。領域管理装置１００は、画像取得装置４０に格納された画像情報を取得し、画像情報に表される撮像画像に画像処理、例えばエッジングを行うことで作業領域４００を推定する。なお、撮像画像は、任意の方法で撮像され、電波、例えば合成開口レーダ（Synthetic Aperture Radar；ＳＡＲ）を用いて撮像された電波画像、例えばＳＡＲ画像を含んでもよい。また、撮像画像は、光波、例えば可視光を受光して撮像した光波画像を含んでもよい。

また、領域推定部１５０は、撮像画像と、作業装置３０の位置情報との両方を用いて、複数の作業領域４００を推定してもよい。例えば、作業装置３０が、複数の作業領域４００の一部において作業を行うとき、領域推定部１５０は、作業装置３０の位置情報に基づき、複数の作業領域４００のうちの一部の作業領域４００を推定する。また、撮像装置４５は、複数の作業領域４００の少なくとも一部を含む作業領域群を有する地域を上空から撮像する。領域推定部１５０は、撮像装置４５により撮像された撮像画像に基づき、撮像された作業領域群に含まれる作業領域４００のうち、少なくとも一部の作業領域４００を推定する。このように、領域推定部１５０は、作業装置３０の位置情報から複数の作業領域４００の一部の作業領域４００を推定し、撮像画像から複数の作業領域４００の一部の作業領域４００を推定してもよい。また、領域推定部１５０は、作業装置３０の位置情報から複数の作業領域４００のすべてを推定してもよく、撮像画像から複数の作業領域４００のすべてを推定してもよい。

以上において説明した実施の形態および変形例は一例であり、各実施の形態および変形例で説明した構成は、機能を阻害しない範囲で、任意に変更してもよく、または／および、任意に組み合わせてもよい。さらに、必要となる機能を実現できれば、実施の形態および変形例で説明した一部の機能を省略してもよい。例えば、図１に示す領域管理システム１０００に端末２００は含まれなくてもよい。また、領域管理装置１００の処理は、すべてまたは一部が端末２００で実行されてもよい。また、端末２００の処理は、すべてまたは一部が領域管理装置１００で実行されてもよい。また、領域管理プログラム３１０は、表示プログラム３２０を含んでもよい。

また、領域管理装置１００は、領域推定部１５０を含まなくてもよい。この場合、領域管理装置１００は、作業領域４００を表す領域情報を、領域管理システム１０００に含まれない他の装置から取得する。

１、２ ：記憶媒体
２０ ：ネットワーク
３０ ：作業装置
４０ ：画像取得装置
４５ ：撮像装置
１００ ：領域管理装置
１１０ ：入出力装置
１２０ ：演算装置
１３０ ：通信装置
１４０ ：記憶装置
１５０ ：領域推定部
１６０ ：確認領域決定部
１７０ ：出力部
２００ ：端末
２１０ ：入出力装置
２２０ ：演算装置
２３０ ：通信装置
２４０ ：記憶装置
２５０ ：表示部
３００ ：圃場データ
３１０ ：領域管理プログラム
３２０ ：表示プログラム
４００ ：作業領域
４１０ ：確認領域
５００ ：確認画像
１０００ ：領域管理システム

Claims (9)

1. 作業装置により作業が行われる複数の作業領域の面積に基づき、前記複数の作業領域のうち、領域の範囲が間違っている可能性のある確認領域を決定することと、
   前記複数の作業領域のうち、前記確認領域を、他の作業領域と区別可能に表す確認情報を出力することと、
   を含む領域管理方法。
2. 前記確認領域を決定することは、
   前記複数の作業領域の面積に基づき、前記複数の作業領域の面積に関する統計値を決定することと、
   前記統計値と、前記複数の作業領域の面積とを比較して、前記複数の作業領域から前記確認領域を決定することと、
   を含む請求項１に記載の領域管理方法。
3. 前記統計値と、前記複数の作業領域の面積とを比較して、前記確認領域を決定することは、
   前記統計値と面積との差が閾値より大きい前記確認領域を決定すること
   を含む請求項２に記載の領域管理方法。
4. 前記確認情報に基づき、前記確認領域と、前記確認領域を除く前記複数の作業領域とを識別可能に表す画像を表示することをさらに備える
   請求項１から３のいずれか１項に記載の領域管理方法。
5. 前記確認領域の範囲を修正することを表す修正情報を受け付けることをさらに含む請求項１から４のいずれか１項に記載の領域管理方法。
6. 前記作業装置が作業を行ったときの位置を表す位置情報に基づき、前記複数の作業領域の少なくとも一部の第１作業領域を推定することをさらに備える請求項１から５のいずれか１項に記載の領域管理方法。
7. 前記複数の作業領域の少なくとも一部を含む第１作業領域群を有する地域を上空から撮像した撮像画像に基づき、前記第１作業領域群の少なくとも一部の第２作業領域を推定することをさらに備える請求項１から６のいずれか１項に記載の領域管理方法。
8. 作業装置により作業が行われる複数の作業領域の面積に基づき、前記複数の作業領域のうち、領域の範囲が間違っている可能性のある確認領域を決定する確認領域決定部と、
   前記複数の作業領域のうち、前記確認領域を、他の作業領域と区別可能に表す確認情報を出力する出力部と、
   を備える領域管理システム。
9. 作業装置により作業が行われる複数の作業領域の面積に基づき、前記複数の作業領域のうち、領域の範囲が間違っている可能性の高い第１作業領域を決定することと、
   前記複数の作業領域のうち、前記第１作業領域を、他の作業領域と区別可能に表す確認情報を出力することと、
   を演算装置に実行させる領域管理プログラム。

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