JP4037341B2

JP4037341B2 - 農作業補助ロボット及び農作業支援システム

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Publication number: JP4037341B2
Application number: JP2003303711A
Authority: JP
Inventors: 智輝山下
Original assignee: Mayekawa Manufacturing Co
Current assignee: Mayekawa Manufacturing Co
Priority date: 2003-08-27
Filing date: 2003-08-27
Publication date: 2008-01-23
Anticipated expiration: 2023-08-27
Also published as: JP2005066809A

Description

本発明は、圃場における農作業を補助するために使用されるロボット及びこのロボットを運用することにより農作業を支援するシステムに関するものである。

近年、農村離れによる農地の合併・大規模化及び農業従事者の高齢化に伴い、農作業の効率化を進めるとともにこれまで人間の手作業により行っていた農作業の負担を軽減する需要がますます高まっている。これを受けて、最近の農作業に関する技術の傾向として、様々な農作業を機械により自動的に行うなど、多機能で大規模な農機の開発が進んでいる。例えば図９に示すように、地上４１又は軌条４２に沿って移動可能に形成した台車４３に、平行リンク機構等を利用して折畳、伸縮自在に形成したア−ム機構４７を、そのア−ム構造の根元側において旋回自在、かつ、起伏自在に立設し、該ア−ム機構４７における先端側ア−ム４７ｂの先端に、各種農作業を行う作業機４４を着脱可能に吊下支持するようにしたことを特徴とする農作業用ロボットが知られている（特許文献１）。なお、各種農作業を行う作業機４４とは、耕うん，整地を主体とする土壌形成用の作業機から播種，移植等の作業機、或は、施肥，除草，中耕等の中間管理用の作業機、そして、堀起し，刈り取り等の種々の収穫用の作業機である。

しかし、これら多機能かつ大規模な農機は高価であるため導入できない農作業者も多く存在し、特に農地面積の小さい農家においては大規模な農機を導入したところで設備投資の割合に対し生産性の向上が期待できない。また、特に苗の移植や収穫作業などにおいては苗や収穫物等（以下、作物類等）はデリケートな取り扱いを要する一方で、手作業ほど丁寧で細やかな作業を機械により行うことができる技術は未だ実用化されていない。そして市場においては、手作業により機械では不可能な丁寧で細やかな農作業を行うことによって得られる高品質の作物に対するニーズが広く存在する。しかし、農業従事者の高齢化によってこれらの作業負担が大きくなっていることも事実であり、例えば、農地で収穫された重い作物を農地外のトラックまで運搬する作業などは高齢者にとって大きな負荷となっている。
特開平６−２４６６５６号公報

本発明は上記問題に鑑み、比較的安価に製造でき、手作業による長所を生かしつつ農作業者にとって特に負担となっている作業を補助するロボットを提供することを目的とする。また、このロボットの運用を効率よく且つ公平に行うシステムを提供することを目的とする。

本発明は、作物類を載置する作物類載置部が備えられ、農作業者が携帯する発信機からの作業者側信号を受信する信号受信部と、該信号受信部が受信した信号が入力される制御部と、前記制御部及び前記信号受信部に電力を供給する電力供給部とを備える本体部を有し、前記作物類載置部及び前記本体部の下側に位置し、該作物類載置部及び該本体部を移動する移動手段を備え、進行方向に対する全体の幅方向の大きさは、成人の肩幅の大きさと同等若しくはそれ以下であり、前記本体部側面のうち少なくとも進行方向前面側及び進行方向に対し幅方向の両側面に、畝や作物の株の障害物を検出して障害物検出信号を前記制御部に伝える障害物検出センサーが設けられ、前記制御部は、前記障害物検出信号に基づいて前記障害物を回避しつつ、前記作業者側信号に基づいて、前記移動手段を前記農作業者の方向へ移動するよう駆動制御することを第１の要旨とする。

このように、通信・制御系統を備えた本体部に作物類を載置する載置部と移動手段を組合せただけの簡単な構成としたので、従来の農機を導入するのに比べ安価であり、設備投資が容易となり得る。そして農作業者にとって特に負担となっていた作物類等の運搬のみについて補助するので、細やかな配慮が要求される苗の取り扱いや選別・収穫作業は人の手で行うことができる。また、ロボットの全体の幅は人の肩幅と同程度若しくはそれ以下であり、畝や作物の株等の障害物を回避しながら農作業者に追従して移動するようにしたので、農作業者とともに狭い畝の間などに入り、常に農作業者の傍で農作業を補助することができる。

そして本発明に係る農作業補助ロボットは、前記本体部は、前記ロボット間で通信し、得られた通信情報を前記制御部に入力する通信手段を有しており、前記農作業補助ロボットを複数台同時に使用する場合、前記信号受信部が前記作業者側信号を受信して自己と前記作業者との距離を検出すると、前記通信部は前記距離の情報を他の前記ロボットとの間で送受信し、前記農作業者に最も近いロボット以外のロボットの前記制御部は、前記距離の情報に基づいて自己の位置が前記農作業者からｎ＋１番目であると判断すると、ｎ＋１番目のロボットを一定の規則に従って前記農作業者の位置を基準として、自動整列させてもよい。

このように、本発明に係る前記ロボットを複数台使用して農作業の効率化を図ろうとする場合、ロボットを一定の規則に従って自動的に整列させるようにしたから、コントロールセンターなどを別途設けて個々のロボットを制御しなくても、ロボットの群れが農作業者を取り囲むなどして農作業の邪魔になることがない。

そして、本発明に係る農作業補助ロボットにおいては、前記作物類は収穫物であり、前記本体部は、前記作物類載置部の下側に位置し前記作物類載置部に載置された収穫物の重量を検出して得られた検出値を前記制御部に伝える重量検出手段を有しており、前記制御部は前記検出値が規定された上限値に達すると、前記収穫物を収集する収穫物収集地点に設けられた発信機からの収集地側信号を前記信号受信部により受信し、前記収集地側信号に基づいて、前記移動手段を前記収穫物収集地点の方向へ移動するよう駆動制御することを第２の要旨とする。そして更に、本発明に係る農作業補助ロボットは、前記制御部は、前記収穫物収集地点において前記収穫物が前記作物類載置部上から回収されることにより前記検出値が前記上限値以下になると、再び前記移動手段を前記農作業者の方向へ移動するよう駆動制御を切り換えることが好ましい。

この発明は、収穫された農作物が一杯になるまでロボットに積載すると、もはやそれ以上農作物を積む事はできないので、農作業者に追従するのを自動的に止めて所定の収穫物収集地点（例えばトラックなど）に向って移動するようにしたものであり、収穫物の運搬作業を効率良く行うことができる。また、このように往路だけでなく復路も自動的に自律移動することにより、作業効率はより良くなる。

そして本発明に係る農作業補助ロボットは、前記本体部は、自己の位置情報を取得し該位置情報を前記制御部に入力する位置情報取得手段と、前記制御部に接続され前記農作業者が作業を行う圃場の位置情報が予め記憶された記憶部とを有しており、前記制御部は、前記圃場の各地点において自己の位置情報を取得して前記圃場の位置情報と関連させ、前記移動手段の移動量及び前記検出値の変化量に基づき前記各地点における収穫量を算出し、該収穫量を前記圃場の位置情報と関連付けて前記記憶部に記憶させることを特徴とする。
なお、自己の位置情報を取得する方法としては、地球の上空を周回する衛星から擬似雑音符号化して発信されている微弱な高周波電波を受信し、その信号の地上への到達時間、その信号に含まれる時刻情報や航法メッセージを解読して地球上の位置情報を正確に測位するＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ：汎地球測位システム）が広く普及していることから、これを使用することが手軽であり好ましい。

このようにして得られた収穫量に関するデータは、圃場の位置情報と関連させられているので、圃場の収穫ムラをチェックするのに利用可能である。このデータは地理的位置を手がかりにして他の種々のデータとも関連付けを行い、総合的に管理・加工し利用するようにすれば、精密農法との連携を図ることもできるものであり、上記構成によれば、この収穫量に関するデータ収集のために別途作業を行う必要はなく、通常の収穫作業の中でデータを蓄積することができる。

そして本発明に係る農作業補助ロボットは、前記本体部は、前記作物類載置部の下側に位置し前記作物類載置部に作物類が載置されるとそれを検出して検出信号を前記制御部に伝える重量検出手段を有しており、前記作物類は作物の苗であって、前記制御部は、前記重量検出手段から前記検出信号が来ない場合、前記作物の苗を補充する苗補充地点に設けられた発信機からの補充地側信号を前記信号受信部により受信し、前記補充地側信号に基づいて、前記移動手段を前記苗補充地点の方向へ移動するよう駆動制御することを特徴とする。更に、前記制御部は、前記苗補充地点において前記作物の苗が前記作物類載置部上に載置されることにより前記重量検出手段から前記検出信号が送られると、再び前記移動手段を前記農作業者の方向へ移動するよう駆動制御を切り換えることが好ましい。

このように、苗植えの作業にも本発明を使用することができ、この場合、載置された苗が作物類載置部からなくなると、もはやそれ以上苗植え作業を続ける事はできないので、農作業者に追従するのを自動的に止めて所定の苗補充地点（例えばトラックなど）に向って移動するようにしたものであり、苗の運搬・補充を効率良く行うことができる。また、このように往路だけでなく復路も自動的に自律移動することにより、作業効率はより良くなる。

また、本発明に係る農作業補助ロボットは、前記作物類載置部は載置される前記作物類の種類に合わせて複数種用意され、前記移動手段は農作業を行う圃場の起伏の大小や湿田か否かの地面の状態に合わせて複数種用意され、前記本体部は複数種の前記作物類載置部及び複数種の前記移動手段と互いに着脱自在に接続され、前記本体部と前記移動手段はインターフェースにより接続されてなる事を特徴とする。

農作業においては種々の農作物類を扱う必要があり、また地面の起伏や湿田（ぬかるみ）にも対応する必要があり、これら様々な地理的要因や作業要因がある為に作物類載置部や移動手段を複数種用意する必要性が出てくるが、各部を着脱自在とすることにより、移動手段や作物類載置部を目的に合わせて組合せて使用することができ、目的毎にロボットの台数を揃えるのに比べ、より設備投資が容易となる。

更に本発明は、上記農作業補助ロボットを借受ける農作業者を会員として登録する会員情報データベースと、前記農作業者が借受けを希望する前記ロボットの借受け希望台数、貸し出し時期及び期間を登録する予約情報データベースと、前記各農作業者が農作業を行う圃場の面積、栽培作物及び前記圃場において行う農作業の内容と時期を記憶する農作業情報データベースと、農作物の種類及び該農作物について行われる農作業ごとの作業負担の評価指標を記憶した評価指標データベースと、前記ロボットの在庫情報を記憶する在庫情報データベースとを備え、前記在庫情報及び前記農作業者より返却される前記ロボットの台数と返却予定日から特定の時期の在庫の予測台数を算出する予定在庫数算出手段と、前記予約情報データベースに基づいて、前記特定の時期の前記農作業者の前記借受け希望台数の合計を算出し、前記予測台数と比較して前記予測台数が前記借受け希望台数以上であれば、各々の前記農作業者への前記ロボットの貸し出し台数、貸し出し時期及び貸し出し期間等の貸し出し予定を算出し、前記予測台数が前記借受け希望台数未満であれば、前記農作業情報データベース及び前記評価指標データベースに基づいて作業負担の大きい前記農作業者に前記ロボットを優先配分して前記貸し出し予定を算出する予定算出手段と、前記特定の時期が繁忙期である場合、前記貸し出し期間を複数回に分割し、短期間の貸し出しを複数回行うようにするとともに、一定期間の貸し出し対象者数が最大となるよう前記貸し出し予定を補正する予定補正手段と、前記農作業者に前記ロボットの貸し出し予定内容を通知する通知手段と、からなることを特徴とする農作業支援システムを提案する。

このように、上記のロボットを本部において一括管理し、レンタル方式で複数の農作業者の間で使い回しすることにより各農作業者の経済的負担を減らせることができる。また、農業においては各々の作物について特定の時期（季節）に特定の作業を行わなければならないことから繁忙期が生じ、繁忙期にはどこの農家も忙しく、特定の時期に特定の作業を速やかに終らせる必要があるが、上記のように貸し出し期間を短く区切り、より多くの農作業者が公平にロボットを使用できるようにすることにより、少数の農作業者に長期間ロボットを貸し出してその間他の農作業者の作業が完全にストップし作業の最適時期を逃すという事態を防いでシステムの運営を公平に行うことができる。

以上説明したように、本発明によれば、簡単な構成により従来の多機能且つ大規模な農機に比べ安価に製造でき、農作業者にとって導入・設備投資が容易となるとともに、細やかな手作業を行う必要がある部分についてはその長所を生かしつつ、農作業の中でも農作業者にとって特に負担となっていた作物類の運搬について補助することができる農作業補助ロボットが得られるという効果がある。また、前記ロボットを運用することにより農作業者の経済的負担を軽減するとともに、予約が込み合った場合や繁忙期にも効率良く且つ公平に前記ロボットを貸し出して運用することができる農作業支援システムが得られる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。但し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

図１は本発明に係る農作業補助ロボットの１例の全体像の斜視図である。農作業補助ロボット１は、内部に制御部を有する本体部１０と、本体部１０の上側に取りつけられた農作物類載置部９と、本体部の下側に取り付けられた移動手段２０から構成されている。また、本体部の側面には、進行方向前面側と幅方向の両側面を含む位置に超音波センサ・赤外線センサからなる障害物検出センサー１２を有しており、図の農作業補助ロボット１は前後に移動可能であることから、全ての側面をカバーするよう、障害物検出センサー１２は夫々の側面の角に設けられている。なお、障害物検出センサー１２の感度は、畝等の大きな盛り上がりや農作物の株等ある程度の高さのあるものを検出して、それにぶつからないよう一定の間隔を置いて回避できる程度のものを用いる。

次に、本体部１０の構成を示す図２を参照して、本体部１０の内部には制御基板からなる制御部１３を有しており、これに障害物検出センサー１２が接続されている。これらの各部分には、本体部１０に内蔵された充電式又は非充電式電池等の電力供給部（図示せず）より電力が供給される。また、農作業者が携帯する信号発信機からの信号を受信する信号受信部１５も制御部１３に接続される。農作業者が携帯する信号発信機からの信号を信号受信部１５が受信しその信号が制御部１３に伝えられると、制御部１３は農作業者側から発せられる信号の方向へ移動するよう移動手段２０を駆動制御する。これにより、図６に示すように、農作業補助ロボット１は農作業者２（発信機２ａ）の方向、すなわち矢印Ａで示す方向に移動する。農作業者２が農作業をしながら移動すれば、それに追従して農作業補助ロボット１も移動し、常に農作業者２の傍でその作業を補助できることとなる。

なお、農作業においては種々の農作物類を扱う必要があり、また地面の起伏や湿田（ぬかるみ）にも対応する必要があることから、農作物類載置部９、本体部１０、移動手段２０はそれぞれ着脱可能とした上で、図３に示すように、これら様々な地理的要因や作業要因に合わせて作物類載置部９や移動手段２０を複数種用意し、各部を着脱自在とすることにより、移動手段や作物類載置部を目的に合わせて組合せて使用することができる。例えば、図３（ａ）に示すように、収穫物を次々と収容するには上面開口ボックス型の作物類載置部９ａが適しており、一方作物の苗を植える場合には、トレイ型の作物類載置部９ｂに苗を載置すれば、苗を取り分け易い。また、図３（ｃ）に示すように、移動手段２０の形態も、ぬかるみや凹凸の多い圃場に適したクローラタイプ２０ａ、小回りの利くホイールタイプ２０ｂなど、種々のタイプを用意することができる。

この場合、本体部１０と移動手段２０は、以下のようにして接続されることになる。図１を再び参照して、移動手段２０は、本体部と接続される基部２１と、基部２１の下に設けられた移動部２２とからなる。移動手段２０を駆動制御するための信号は、本体部１０と基部２１とをインターフェース接続することにより電送されるが、このインターフェースの形式としては、本体部１０と基部２１との接合面に独自のインターフェースを設けるようにしても良いし、また、ＲＳ−２３２ＣやＵＳＢ等の汎用インターフェースを用いるようにしても良いが、特に汎用インターフェースを用いるようにすれば、多くの企業において製品開発が進められ多用なオプションが作成される可能性がより広がる。図１及び図３では本体部１０と基部２１はＵＳＢケーブル１１により接続されており、移動手段２０を駆動する動力を得るための電力は本体部１０に内蔵された電力供給部より、ＵＳＢケーブル１１を介して供給される。そして図３（ｃ）に示すように、作成された各種の移動手段２０にＵＳＢ端子２３を設け、更に図３（ｂ）に示すように本体部１０側にもＵＳＢ端子１８を設けておけば、互換性のある種々の移動手段２０を本体部１０に接続できる。

そして、図３（ｃ）を参照して、例えば基部２１の上面をゴムなどの弾性体により形成し、その中央部に本体部１０の底面と同形状の本体部取り付け用凹部２４を設けるようにすれば、該凹部２４に本体部１０の底面を嵌め込むことにより基部２１に本体部１０を固定して装着することができる。また、例えば本体部１０の上面側に凸状の係合部８を設け、この凸状形状に合うように作物類載置部９の底面に係合凹部（図示せず）を設けるようにすれば、本体部１０に作物類載置部９を固定して装着することができる。

次に、農作業補助ロボット１を複数台同時使用する場合について説明する。図２を参照して、農作業補助ロボット１の本体部１０には他の農作業補助ロボットと通信するための通信部１６が設けられており、通信部１６は制御部に接続されている。図４も参照して、例えば農作業補助ロボット１が３台同時に使用される場合について説明する。始めは各ロボット１ａ、１ｂ、１ｃは図４（ａ）に示すようにばらばらの位置に存在するが、農作業者２が携帯する発信機からの信号に基づいて、農作業者２と自己との距離の確認を行い、その距離が夫々ａ１、ａ２、ａ３であることが判明する。次に、夫々のロボット１ａ、１ｂ、１ｃはその距離の情報を通信手段により互いに送受信し、その距離の大小関係を判定することによりａ１＜ａ２＜ａ３であることが判明する。すると、農作業者２との距離が最も小さいロボット１ａはそのまま農作業者２に追従して移動するが、ロボット１ａの次に農作業者２との距離が小さいロボット１ｂの制御部はロボット１ａに対し、農作業者２が位置する側の反対側に位置するよう移動するよう判断し、そのように移動手段２０を駆動制御する。ロボット１ｃの制御部においても上記と同様の処理が行われ、夫々のロボット１ａ、１ｂ、１ｃは１列に整列して農作業者２に追従することになる。（図４（ｂ）参照）

このように、農作業補助ロボット１が複数台存在する場合、各々の農作業補助ロボット１は自己と農作業者２との距離の情報に基づいて自己の位置が前記農作業者からｎ＋１番目であると判断すると、ｎ番目のロボットの前記農作業者が位置する側の反対側に位置するよう前記移動手段を駆動制御する。なお、ここでｎは１以上の整数である。このように、農作業補助ロボット１を複数台同時に使用する場合には、農作業補助ロボット１は自動的に１列に整列して農作業者２に追従移動するので、農作業者２は農作業補助ロボット１によって取り囲まれたりすることなく、効率を落とさず作業を続けることができる。

また、この農作業補助ロボット１の作物類載置部９の下側には、作物類載置部９に載置された作物類等の重さを感知する重量検出手段が備えられている。図３（ｂ）を参照して、本体部１０の上面側に重量検出手段（重量計）１４が設けられており、その上に作物類載置部９が取りつけられることにより、作物類載置部９に載置された作物類等の重量を重量計１４が検出し、検出された信号は図２に示すように制御部１３に伝えられる。

ここで、作物類等が収穫物である場合について、図５を参照して説明する。農作業者２が収穫作業を開始し、収穫物を作物類載置部９に載置していくと、その重量が検出されて制御部１３に送られる。制御部１３では、検出された重量が予め設定された重量の上限値以上であるか否かを比較して判断する（ステップＳ１）。なお、この上限値は作物類載置部９に載置することができる収穫物の重量の限界値であり、この値を超える量の収穫物を載置すると収穫物が作物類載置部９からこぼれ落ちたり、農作業補助ロボット１が安定して移動することができなくなるおそれがある値として設定される。制御部１３において、検出された重量が上限値以上ではないと判断されると、農作業補助ロボット１はそのまま農作業者２に追従して移動し続ける（ステップＳ２）。

一方、作物類載置部９が収穫物でいっぱいになり、制御部１３において、検出された重量が上限値以上になったと判断されると、農作業補助ロボット１は農作業者２に追従することを止め、図６に示すように、収穫物収集地点であるトラック３に設けられた発信機３ａからの信号に基づいて、トラック３の方向へ移動するよう駆動制御を切り換える（ステップＳ３）。これにより、農作業補助ロボット１は矢印Ｂの方向へ移動することとなる。そしてトラック３に到達し、作物類載置部９上に載置されていた収穫物が回収され（ステップＳ４）、これにより制御部１３において、検出された重量が上限値以上ではなくなったと判断されると、農作業補助ロボット１は再び農作業者２に追従して移動するよう、駆動制御が切り換えられる（ステップＳ５）。

農作業補助ロボット１を苗を植える作業の補助に使用する場合には、上記とは逆に作物類載置部９上に苗がなくなり重量がなくなった状態の検出値を限界値として設定し、作物類載置部９上に苗がある間は農作業者２に追従するようにしても良いが、もっぱらこの農作業補助ロボット１を苗植え作業用に使用するものとして設定を行う場合には、制御部１３は重量計１４において重量が検出されたか否かだけを判断し、重量が検出されなくなると、図６に示すように、苗補充地点であるトラック３に設けられた発信機３ａからの信号に基づいて、トラック３の方向へ移動するよう駆動制御を切り換える。

次に再び図２を参照して、本体部１０内部には、ＧＰＳ信号を受信することにより自己の位置情報を取得し該位置情報を制御部１３に入力するＧＰＳ信号受信部（位置情報取得手段）１９が備えられており、更に、ＧＰＳの位置情報と関連付けられた圃場の位置情報が予め記憶された記憶部（情報記憶部）１７を有している。図７を参照して、この農作業補助ロボット１を用いて特に収穫作業を行う場合には、制御部１３は、収穫作業の補助をしながら位置情報取得手段１９により圃場の各地点において自己の位置情報を取得して、圃場位置情報４と関連させ、移動手段２０の移動量及び収穫物の重量検出値の変化量に基づいて、各地点における収穫量を算出する。このようにして得られた収穫量の情報を圃場の位置情報４と関連付けることにより、図７に示すように、圃場の各地点における収穫量の大小を把握することができる情報が得られる。そしてこの情報は記憶部１７に記憶され、例えば記録媒体や通信等によって取り出して分析を行えば、収穫量のバラツキの原因解明などに役立てることができる。

図８を参照して、本発明に係る農作業支援システムの一例について説明する。
本発明に係る農作業支援システムは、前述の農作業補助ロボット１を借受ける農作業者を会員として登録する会員情報データベースと、農作業者が借受けを希望する農作業補助ロボット１の借受け希望台数、貸し出し時期及び期間を登録する予約情報データベースと、各農作業者が農作業を行う圃場の面積、栽培作物及び前記圃場において行う農作業の内容と時期を記憶する農作業情報データベースと、農作物の種類や農作物について行われる農作業ごとの作業負担の評価指標を記憶した評価指標データベースと、農作業補助ロボット１の在庫情報を記憶する在庫情報データベースとを備えている。

そしてこの農作業補助ロボット１を農作業者の借受け希望内容に沿うよう貸し出しを行うため、農作業支援システムは、在庫情報と農作業者より返却される農作業補助ロボット１の台数と返却予定日から、特定の時期の在庫の予測台数を予定在庫数算出手段によって算出する（ステップＴ１）。その後、農作業支援システムの予定算出手段において、予約情報データベースに基づき、先ほどの特定の時期の農作業者の借受け希望台数の合計を算出し、ステップＴ１において算出された予測台数と比較して（ステップＴ２）、農作業者からの借受け希望台数を満たしているか否か判断する（ステップＴ３）。予測台数が借受け希望台数以上であれば、予定算出手段は各々の農作業者への農作業補助ロボット１の貸し出し台数、貸し出し時期及び貸し出し期間等の貸し出し予定を算出する（ステップＴ４）。一方、予測台数が借受け希望台数未満であれば、予定算出手段は、農作業情報データベースと評価指標データベースに基づいて、作業負担の大きい農作業者に農作業補助ロボット１を優先的に配分し（ステップＴ７）、貸し出し予定を算出する（ステップＴ４）。すなわち、貸し出し予定を算出する過程において、農作業者が希望する借受け台数に単に比例させるのではなく、各農作業者の作業負担について配慮した配分が行われるので、公平なシステムの運用が可能となる。

更に、繁忙期について貸し出しの配分を決定する場合には、農作業補助ロボット１の借受け希望は集中し、また繁忙期とは、特定の時期に特定の作業を速やかに終らせる必要があるものであるから、不公平が生じないのみならず、できるだけ多くの農作業者の農作業がスムーズに進められるようにする必要がある。よって、農作業支援システムの予定補正手段において、繁忙期について行う貸し出しの配分であるか否かを確認し（ステップＴ５）、繁忙期であれば、各農作業者が希望する貸し出し期間を複数回に分割し、短期間の貸し出しを複数回行うようにするとともに、一定期間の貸し出し対象者数が最大となるよう前記貸し出し予定を補正する（ステップＴ８）。

このようにして貸し出し予定が決定されると、通知手段において各農作業者に農作業補助ロボット１の貸し出し予定内容が通知される（ステップＴ６）。これにより、繁忙期であってもより多くの農作業者が農作業補助ロボット１を使用することができ、公平且つスムーズなシステム運用が可能となる。

本発明に係る農作業補助ロボット及び本発明に係る農作業支援システムを使用することにより、これまで手作業である為農作業者に負荷が大きく、その分収穫物の値段が上がり、需要があるにもかかわらず消費者へ行き渡りにくかった作物等が、農作業者の作業負担が軽くなる事で値段も下がり、需給バランスが適正となり、需要者の元へ農作物が行き渡るとともに売上全体が伸び、産業の活性化につながる。

本発明に係る農作業補助ロボットの１例の全体像の斜視図である。図１の農作業補助ロボットの本体部の構成を示すブロック図である。図１の農作業補助ロボットの各部のバリエーションを例示する斜視図である。図１の農作業補助ロボットを複数台同時使用する場合を説明するため、全体を上から見た概念図である。図１の農作業補助ロボットの動作を説明するためのフロ−チャートである。図１の農作業補助ロボットの動作を説明するため、全体を側面から見た概念図である。図１の農作業補助ロボットによって得られた収穫量の情報と圃場の位置情報との関連を説明するための概念図である。本発明に係る農作業支援システムの１例を説明するためのフローチャートである。従来の農作業において使用される機械の概要図である。

符号の説明

１農作業補助ロボット
２農作業者
３トラック（収穫物収集地点、苗補充地点）
４圃場位置情報
９農作物類載置部
１０本体部
１１ＵＳＢケーブル
１２障害物検出センサー
１３制御部
１４重量検出手段
１５信号受信部
１６通信部
１７記憶部
１９位置情報取得手段
２０移動手段

Claims

作物類を載置する作物類載置部が備えられ、
農作業者が携帯する発信機からの作業者側信号を受信する信号受信部と、該信号受信部が受信した信号が入力される制御部と、前記制御部及び前記信号受信部に電力を供給する電力供給部とを備える本体部を有し、
前記作物類載置部及び前記本体部の下側に位置し、該作物類載置部及び該本体部を移動する移動手段を備え、
進行方向に対する全体の幅方向の大きさは、成人の肩幅の大きさと同等若しくはそれ以下であり、
前記本体部側面のうち少なくとも進行方向前面側及び進行方向に対し幅方向の両側面に、畝や作物の株の障害物を検出して障害物検出信号を前記制御部に伝える障害物検出センサーが設けられ、
前記制御部は、前記障害物検出信号に基づいて前記障害物を回避しつつ、前記作業者側信号に基づいて、前記移動手段を前記農作業者の方向へ移動するよう駆動制御するとともに、
前記作物類は収穫物であり、前記本体部は、前記作物類載置部の下側に位置し前記作物類載置部に載置された収穫物の重量を検出して得られた検出値を前記制御部に伝える重量検出手段を有しており、
前記制御部は前記検出値が規定された上限値に達すると、前記収穫物を収集する収穫物収集地点に設けられた発信機からの収集地側信号を前記信号受信部により受信し、前記収集地側信号に基づいて、前記移動手段を前記収穫物収集地点の方向へ移動するよう駆動制御することを特徴とする農作業補助ロボット。
前記制御部は、前記収穫物収集地点において前記収穫物が前記作物類載置部上から回収されることにより前記検出値が前記上限値以下になると、再び前記移動手段を前記農作業者の方向へ移動するよう駆動制御を切り換えることを特徴とする請求項１に記載の農作業補助ロボット。
前記本体部は、自己の位置情報を取得し該位置情報を前記制御部に入力する位置情報取得手段と、前記制御部に接続され前記農作業者が作業を行う圃場の位置情報が予め記憶された記憶部とを有しており、
前記制御部は、前記圃場の各地点において自己の位置情報を取得して前記圃場の位置情報と関連させ、前記移動手段の移動量及び前記検出値の変化量に基づき前記各地点における収穫量を算出し、該収穫量を前記圃場の位置情報と関連付けて前記記憶部に記憶させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の農作業補助ロボット。
前記本体部は、前記作物類載置部の下側に位置し前記作物類載置部に作物類が載置されるとそれを検出して検出信号を前記制御部に伝える重量検出手段を有しており、前記作物類は作物の苗であって、
前記制御部は、前記重量検出手段から前記検出信号が来ない場合、前記作物の苗を補充する苗補充地点に設けられた発信機からの補充地側信号を前記信号受信部により受信し、前記補充地側信号に基づいて、前記移動手段を前記苗補充地点の方向へ移動するよう駆動制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の農作業補助ロボット。
前記制御部は、前記苗補充地点において前記作物の苗が前記作物類載置部上に載置されることにより前記重量検出手段から前記検出信号が送られると、再び前記移動手段を前記農作業者の方向へ移動するよう駆動制御を切り換えることを特徴とする請求項４に記載の農作業補助ロボット。
前記作物類載置部は載置される前記作物類の種類に合わせて複数種用意され、前記移動手段は農作業を行う圃場の起伏の大小や湿田か否かの地面の状態に合わせて複数種用意され、
前記本体部は複数種の前記作物類載置部及び複数種の前記移動手段と互いに着脱自在に接続され、前記本体部と前記移動手段はインターフェースにより接続されてなる事を特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載の農作業補助ロボット。
請求項１乃至請求項６のいずれか一つに記載の農作業補助ロボットを借受ける農作業者を会員として登録する会員情報データベースと、前記農作業者が借受けを希望する前記ロボットの借受け希望台数、貸し出し時期及び期間を登録する予約情報データベースと、前記各農作業者が農作業を行う圃場の面積、栽培作物及び前記圃場において行う農作業の内容と時期を記憶する農作業情報データベースと、農作物の種類及び該農作物について行われる農作業ごとの作業負担の評価指標を記憶した評価指標データベースと、前記ロボットの在庫情報を記憶する在庫情報データベースとを備え、
前記在庫情報及び前記農作業者より返却される前記ロボットの台数と返却予定日から特定の時期の在庫の予測台数を算出する予定在庫数算出手段と、
前記予約情報データベースに基づいて、前記特定の時期の前記農作業者の前記借受け希望台数の合計を算出し、前記予測台数と比較して前記予測台数が前記借受け希望台数以上であれば、各々の前記農作業者への前記ロボットの貸し出し台数、貸し出し時期及び貸し出し期間等の貸し出し予定を算出し、前記予測台数が前記借受け希望台数未満であれば、前記農作業情報データベース及び前記評価指標データベースに基づいて作業負担の大きい前記農作業者に前記ロボットを優先配分して前記貸し出し予定を算出する予定算出手段と、
前記特定の時期が繁忙期である場合、前記貸し出し期間を複数回に分割し、短期間の貸し出しを複数回行うようにするとともに、一定期間の貸し出し対象者数が最大となるよう前記貸し出し予定を補正する予定補正手段と、
前記農作業者に前記ロボットの貸し出し予定内容を通知する通知手段と、
からなることを特徴とする農作業支援システム。