JP7202433B2

JP7202433B2 - 圃場情報表示システム

Info

Publication number: JP7202433B2
Application number: JP2021162693A
Authority: JP
Inventors: 章浩新熊; 圭志中村
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2019-10-16
Filing date: 2021-10-01
Publication date: 2023-01-11
Anticipated expiration: 2037-03-10
Also published as: JP2022020637A; JP2023026506A; JP7441295B2

Description

本発明は、複数の圃場の情報を取得し、その結果を携帯端末に表示するシステムに関する。

従来、各圃場における気温、湿度、日射量、水位などの環境情報や作物の生育情報を観測する圃場観測装置を設置して、圃場の情報をリアルタイムで計測し、同時に圃場に設置した各機器の制御を行う圃場観測ロボットが知られている。例えば、特許文献１には、圃場観測装置の具体的な構成が開示されている。

また、複数の圃場観測装置によって取得した計測データを、ネットワークを通じて管理サーバに送信し、管理サーバによって計測データをリアルタイムに収集して一括管理するシステムが構築されている。このネットワークを通じて遠隔地でのモニタリングが可能となっている。

特開２０１５－２２０９９７号公報

営農管理者にとっては、遠隔地からのモニタリングシステムを通じて、圃場情報を確認するだけでなく、実際に圃場に出向いて土壌状況や、作物の生育状況、害虫の発生状況等を目で見て確認する見回り作業が欠かせない。そのような見回り作業中に、計測された圃場の情報を現場で確認したいという要望がある。

しかしながら、圃場が複数あって、その数だけ圃場観測装置を設置している場合、圃場観測装置の個体番号と地図データ上での設置位置が分かっていたとしても、営農管理者がどの圃場に居て、どの圃場観測装置のデータを確認すれば良いかという判断を現場で行うことは簡単ではない。すなわち、営農管理者が居る現場の位置で、どの圃場観測装置の計測データを確かめれば良いのか、その対応関係が分かり難く、実際に圃場に出向いた際の現場での操作が煩わしいといった課題がある。

本発明は、複数の圃場の情報を取得し、表示するシステムであって、各圃場に設置され、圃場の情報を圃場情報として取得する検出手段と、前記圃場情報を送信する送信手段を備える圃場センサと、該圃場センサから送信される前記圃場情報を受信する受信部と、前記圃場センサの各々の個体情報を、前記圃場センサの各々の設置位置を示すセンサ位置情報及び前記圃場情報に紐付けて記憶する記憶部と、前記紐付けられた圃場センサの個体情報、センサ位置情報及び圃場情報を送信する送信部を備えるデータセンターと、端末の現在位置を示す端末位置情報を取得する測位部と、撮像装置及び撮像装置によって撮影された映像を表示する表示装置、及び、前記圃場センサから前記紐付けられた圃場センサの個体情報、センサ位置情報及び圃場情報を受信する通信装置を備える携帯端末と、を含み、前記携帯端末の前記撮像装置によって撮影される映像に含まれる圃場センサを、当該圃場センサのセンサ位置情報と前記端末位置情報に基づいて特定し、前記特定された圃場センサから送信された圃場情報を前記表示装置に表示するものである。また、前記システムにおいて、前記携帯端末の表示装置には、撮像された映像に圃場情報が重畳して表示させるものとしてもよい。更に、前記携帯端末の表示装置の一部に、当該携帯端末の現在位置と各圃場の位置関係を表示させるものとしてもよい。

本発明によれば、現在位置と圃場との位置関係を把握し、携帯端末に表示する方向に存在する圃場センサを特定することで、知りたい圃場情報を簡単に確認することができる。

圃場情報表示システムの第一実施形態を示す図。圃場センサを示す図。データセンターに記憶されるデータを示す図。携帯端末を示す図。圃場情報表示システムのチャート図。対象となる圃場の一例を示す図。圃場情報の表示の一例を示す図。圃場情報の表示の一例を示す図。圃場情報の表示の一例を示す図。圃場情報の表示の一例を示す図。圃場情報表示システムの第二実施形態を示す図。圃場情報表示システムのチャート図。圃場情報の表示の一例を示す図。圃場情報表示システムの第三実施形態を示す図。圃場情報の表示の一例を示す図。圃場情報表示システムの第四実施形態を示す図。

［第一実施形態］図１から図４を参照して、圃場情報表示システム１の構成について説明する。まず、図１を用いて、システムの概略構成について説明する。圃場情報表示システム１は、圃場センサ１０、データセンター２０及び携帯端末３０を含む。

圃場センサ１０は、設置位置の位置情報を取得するＧＮＳＳレシーバと、設置された圃場の水位、水温、水質、気温、湿度、日照時間などの圃場情報を取得する各種計測器と、位置情報及び各種計測器によって計測したデータを送信する送信機とを備える。「設置位置の位置情報」とは、圃場センサ１０が設置される緯度・経度・高度の値であり、ＧＮＳＳ衛星からの信号をＧＮＳＳレシーバにて受信することで取得される。圃場センサ１０には、これらの機器を作動させるための電源装置が付設されている。電源装置としては、電池、二次電池、太陽電池等が好ましい。

圃場センサ１０は、データセンター２０と無線データ通信を行う。圃場センサ１０は、ネットワークを介した無線データ通信を利用して位置情報及び計測データをデータセンター２０に送信する。データセンター２０は、無線データ通信によりデータを送受信する通信装置、受信したデータを記憶する記憶装置等を備えている。データセンター２０側では、圃場センサ１０の個体情報（送信元の圃場センサ１０を特定する情報）を位置情報及び計測データに紐付けて記憶する。そして、データセンター２０は、各圃場センサ１０から受信したデータを一括管理する管理サーバとして機能する。

携帯端末３０は、端末の位置情報を取得するＧＮＳＳレシーバと、端末の姿勢及び方位を検出するセンサと、撮像装置と、表示装置と、無線データ通信によってデータを送受信する通信装置を備える。「端末の位置情報」とは、携帯端末３０の現在位置における緯度・経度・高度の値であり、ＧＮＳＳ衛星からの信号をＧＮＳＳレシーバにて受信することで取得される。また、「端末の姿勢」とは、端末の三次元方向の傾斜を示し、「端末の方位」とは、撮像装置による撮影方向を示すものであり、ジャイロセンサ、地磁気センサ、加速度センサ等によって検出される。携帯端末３０は、ネットワークを介した無線データ通信によって端末の位置情報や姿勢方位に関する情報をデータセンター２０に送信する。

以上のように、圃場センサ１０と携帯端末３０からデータセンター２０に各種データが送信される。データセンター２０では、圃場センサ１０の位置情報と、携帯端末３０の位置情報及び姿勢方位情報とに基づいて、携帯端末３０の撮像装置の撮影範囲内に存在する圃場センサ１０が特定される。そして、データセンター２０は、特定した圃場センサ１０に関する位置情報及び圃場センサ１０によって検出された計測データを携帯端末３０に送信する。携帯端末３０は、端末の位置情報とデータセンター２０から受信した圃場センサ１０の位置情報とに応じて、圃場情報（計測データ）を表示装置に表示する。

図２は、圃場センサ１０の一例を示している。圃場センサ１０は、脚部を圃場に埋め込むことで圃場に設置される。圃場センサ１０は、圃場情報を取得するための各種計測機器を備えている。圃場センサ１０は、圃場の水位を計測する水位計測器１１、圃場の水温を計測する水温計測器１２、圃場の気温を計測する温度計１３、圃場の湿度を計測する湿度計１４、位置情報を取得するためのＧＮＳＳレシーバ１５、無線データ通信を行うための通信装置１６を備える。本実施形態では、圃場の水位、水温、気温、湿度を計測する構成としているが、育成する作物や対象となる圃場の状態、時期等に応じて、適宜計測機器を変更して計測する内容を選択することも可能である。例えば、育成する作物に応じて、日照計を設けて日照時間を計測したり、水質計を設けて水質を計測したりすることも可能である。

図３は、データセンター２０において記憶されるデータ群の一例を示している。データセンター２０の記憶装置２１には、圃場センサ１０の個体情報、設置位置の緯度・経度・高度の値である位置情報、計測機器によって取得された計測データ（取得時間、計測値）が各圃場センサ１０に対応する形で記憶されている。つまり、記憶装置２１は、各圃場センサ１０によって取得される計測データを取得した時間と計測値として記憶することで、計測データを時系列に沿って記憶している。このように時系列に沿って計測データを蓄積することで、作物の生育状況を推測するデータとして利用することが可能である。

図４は、携帯端末３０の一例を示している。携帯端末３０は、端末の位置情報を取得するＧＮＳＳレシーバ３１、端末の姿勢方位を検出するジャイロセンサ３２、撮像装置としての外部カメラ３３、表示装置としてのディスプレイ３４、無線データ通信を行うための通信装置３５を備え、さらに、オペレーションシステムやアプリケーションソフトウェアが搭載されている。本実施形態では、携帯端末３０に搭載されるアプリケーションソフトウェアによって、外部カメラ３３によって撮影された映像をディスプレイ３４に表示するとともに、その映像内に所望の情報を重ねて表示する。

次に、図５から図７を用いて、携帯端末３０に圃場情報を表示する一例について説明する。図５は、圃場情報表示システム１のチャート図である。図６は、対象となる圃場の一例を示す図である。図７は、圃場情報表示の一例を示す図である。

第１圃場から第６圃場に設置されたそれぞれの圃場センサ１０からデータセンター２０に圃場センサ１０の個体情報及び位置情報が送信され、データセンター２０によって受信される。そして、所定時間経過ごとに各圃場センサ１０によって計測された圃場情報がデータセンター２０に送信される。データセンター２０は、各圃場センサ１０の個体情報と圃場情報を紐付けて記憶する。なお、圃場センサ１０からデータセンター２０に計測データを送るインターバルは適宜設定することが可能である。

そして、携帯端末３０から端末の位置情報及び姿勢方位情報がデータセンター２０に送信される。データセンター２０は、携帯端末３０の位置情報と姿勢方位情報から、外部カメラ３３による撮影範囲を特定する。この撮影範囲は、例えば記憶装置２１に予め記憶している地図データ上で、ＧＮＳＳレシーバ３１によって取得される位置情報を用いて携帯端末３０の位置を特定し、ジャイロセンサ３２の検出結果から外部カメラ３３の撮影方向と携帯端末３０の三次元の傾斜を特定することで算出される。次に、データセンター２０は、特定した撮影範囲に含まれる圃場センサ１０を特定する。このようにして特定された圃場センサ１０の個体情報（設置される圃場名）、位置情報及び圃場情報が携帯端末３０に送信される。

携帯端末３０は、ディスプレイ３４上に表示される映像内に、受信した圃場センサ１０の個体情報と圃場情報を対応する圃場センサ１０に重ねて表示する。ここで、「重ねて表示する」とは、ディスプレイ３４上に表示される圃場センサ１０の外観の側方に対応する情報を表示することを意味し、ディスプレイ３４に圃場情報をオーバーレイで表示することを意味する。

以上のように、圃場情報表示システム１によれば、携帯端末３０の位置及び姿勢方位（つまり、ユーザーの現在位置と携帯端末３０を向けている方向）と各圃場センサ１０との位置関係に応じて、ディスプレイ３４上の表示が変わることで、現在位置と圃場の位置関係を容易に把握することができ、知りたい圃場情報を簡単に確認
することができる。また、現地での見回り作業において、ユーザーの体感と正確な計測データを対比することができ、見回り精度を向上することができる。

また、図８に示すように、データセンター２０には、圃場センサ１０によって取得された計測データを取得時間とともに時系列に沿って記憶していることから、携帯端末３０のアプリケーションソフトウェア側で操作することで、圃場センサ１０の過去データを要求し、データセンター２０から受け取り、現在の計測データと過去の計測データ又は計測データの過去からの推移状況とを同時に表示することも可能である。このように、作物の育成状況に関わる過去からの計測データを実際の目視による育成状況と対比させることで、圃場の見回り結果の納得性をアップすることができる。

携帯端末３０におけるディスプレイ３４の表示形態としては、図７に示す他、図９や図１０に示される表示方法を採用することができる。

図９に示す表示方法では、ディスプレイ３４上に表示する圃場センサ１０の個体情報と圃場情報は、携帯端末３０からの距離が近いものを大きく、遠いものを小さく表示することで、距離に応じて表示の優先度を変更している。言い換えれば、外部カメラ３３の撮影範囲内に複数の圃場センサ１０が含まれる場合に、携帯端末３０からの距離が近い圃場センサ１０の圃場情報を優先して表示する。携帯端末３０からの距離は、携帯端末３０の位置情報と各圃場センサ１０の位置情報に基づいて決定される。このように、携帯端末３０から近い位置に設置される圃場センサ１０を優先的に表示することで、圃場センサ１０と圃場情報の対応関係がより分かりやすくなり、現場での見回り作業を効率的に行うことが可能である。

図９及び図１０に示す表示方法では、ディスプレイ３４上に表示する映像の一部に、携帯端末３０の位置（ユーザーの現在位置）と各圃場の位置関係を示す地図データを表示している。また、地図データ上に外部カメラ３３の撮影範囲を重ねて表示することで、現在位置と圃場との位置関係をより分かりやすくすることもできる。この地図データは、データセンター２０に記憶しているものを利用しても良いし、携帯端末３０のアプリケーションソフトウェアを利用しても良い。このように、携帯端末３０のディスプレイ３４に現在位置と圃場との位置関係を表示することで、携帯端末３０の操作性を向上することができ、見回り効率を向上することができる。

［第二実施形態］図１１から図１３を参照して、圃場情報表示システム２の構成について説明する。圃場情報表示システム２は、圃場センサ１０及び携帯端末３０を含む。圃場情報表示システム２と圃場情報表示システム１との違いは、管理サーバとしてのデータセンター２０を含まないことである。つまり、圃場情報表示システム２は、携帯端末３０と各圃場センサ１０が独立して無線データ通信を行うものである。

第１圃場から第６圃場に設置されたそれぞれの圃場センサ１０から携帯端末３０に圃場センサ１０の個体情報及び位置情報が送信され、携帯端末３０によって受信される。次に、携帯端末３０は自身の位置情報及び姿勢方位情報を確認し、携帯端末３０の位置情報と姿勢方位情報から、外部カメラ３３による撮影範囲を特定する。そして、特定された撮影範囲に含まれる圃場センサ１０を特定する。

携帯端末３０は、特定した圃場センサ１０にデータ送信依頼を送る。データ送信依頼を受けた圃場センサ１０は、携帯端末３０に圃場情報（計測データ）及び個体情報を送信する。携帯端末３０は、ディスプレイ３４上に表示される映像内に、受信した圃場センサ１０の個体情報と圃場情報を対応する圃場センサ１０に重ねて表示する。

この際、ディスプレイ３４上に表示する映像の一部に、携帯端末３０の位置（ユーザーの現在位置）と各圃場の位置関係を示す地図データを表示することも可能である。また、地図データ上に外部カメラ３３の撮影範囲を重ねて表示することで、現在位置と圃場との位置関係をより分かりやすくすることもできる。このように、携帯端末３０のディスプレイ３４に現在位置と圃場との位置関係を表示することで、携帯端末３０の操作性を向上することができ、見回り効率を向上することができる。

以上のように、圃場情報表示システム２によれば、携帯端末３０の位置及び姿勢方位（つまり、ユーザーの現在位置と携帯端末３０を向けている方向）と各圃場センサ１０との位置関係に応じて、ディスプレイ３４上の表示が変わることで、現在位置と圃場の位置関係を容易に把握することができ、知りたい圃場情報を簡単に確認することができる。また、現地での見回り作業において、ユーザーの体感と正確な計測データを対比することができ、見回り精度を向上することができる。

また、圃場情報表示システム１のようにデータセンター２０とデータ通信を行わない構成とすることで、ネットワークを利用せずに圃場センサ１０と携帯端末３０との間の近距離通信を用いた無線データ通信を採用することができる。

さらに、圃場情報表示システム２においても、圃場センサ１０側、若しくは、携帯端末３０側で計測データを蓄積することで、圃場情報表示システム１と同様に、現在の計測データと過去の計測データ又は計測データの過去からの推移状況とを同時に表示することも可能である。これにより、作物の育成状況に関わる過去からの計測データを実際の目視による育成状況と対比させることで、圃場の見回り結果の納得性をアップすることができる。

［第三実施形態］
図１４及び図１５を参照して、圃場情報表示システム３の構成について説明する。圃場情報表示システム２は、圃場センサ１０及び携帯端末３０を含む。圃場情報表示システム３と圃場情報表示システム１との違いは、管理サーバとしてのデータセンター２０を含まないことである。また、圃場情報表示システム３と圃場情報表示システム２との違いは、携帯端末３０のアプリケーションソフトウェアによる表示形態である。

圃場情報表示システム３では、携帯端末３０の位置情報及び方位情報と圃場センサ１０の位置情報によって導かれる位置関係に基づいて、所定範囲内に位置する圃場センサ１０をディスプレイ３４上に表示している。つまり、携帯端末３０によって圃場センサ１０の位置情報を取得して、端末の位置情報及び方位情報と圃場センサ１０の位置情報とによる位置関係に基づいて、所定範囲内に位置する圃場センサ１０を特定し、その圃場センサ１０の圃場情報を圃場センサ１０との位置関係とともに表示するものである。そして、同様に、ディスプレイ３４上に表示される映像内に、受信した圃場センサ１０の圃場情報を対応する圃場センサ１０に重ねて表示する。

以上のように、圃場情報表示システム３によれば、携帯端末３０の向き及び位置と各圃場センサ１０との位置関係に応じて、ディスプレイ３４上の表示が変わることで、現在位置と圃場の位置関係を直感的に把握することができ、知りたい圃場情報を簡単に確認することができる。また、現地での見回り作業において、ユーザーの体感と正確な計測データを対比することができ、見回り精度を向上することができる。

［第四実施形態］図１６に示すように、圃場情報表示システム４では、圃場センサ１０のうちの一つを圃場情報表示システム１のデータセンター２０のような管理サーバとして構成している。このように、圃場センサ１０の一つをサーバとして計測データを蓄積させることも可能である。

以上の実施形態で記載された圃場情報表示システムは以下のように言うことができる。

（第１の態様）複数の圃場の情報を取得し、表示するシステムであって、各圃場に設置され、圃場の情報を圃場情報として取得する検出手段と、前記圃場情報を送信する送信手段を備える圃場センサと、該圃場センサから送信される前記圃場情報を受信する受信部と、前記圃場センサの各々の個体情報を、前記圃場センサの各々の設置位置を示すセンサ位置情報及び前記圃場情報に紐付けて記憶する記憶部と、前記紐付けられた圃場センサの個体情報、センサ位置情報及び圃場情報を送信する送信部を備えるデータセンターと、端末の現在位置を示す端末位置情報を取得する測位部と、端末の方位を検出する方位センサと、撮像装置及び撮像装置によって撮影された映像を表示する表示装置、及び、前記圃場センサから前記紐付けられた圃場センサの個体情報、センサ位置情報及び圃場情報を受信する通信装置を備える携帯端末と、を含み、前記携帯端末の前記撮像装置によって撮影される映像に含まれる圃場センサを、当該圃場センサのセンサ位置情報と前記端末位置情報、及び前記方位センサ出力に基づいて特定し、前記特定された圃場センサから送信された圃場情報を前記表示装置に表示することを特徴とする圃場情報表示システム。

（第２の態様）前記携帯端末の表示装置に、撮像された映像に圃場情報を重畳して表示することを特徴とする第１の態様に記載の圃場情報表示システム。

（第３の態様）前記携帯端末の表示装置の一部に、当該携帯端末の現在位置と各圃場の位置関係を表示する第１の態様又は第２の態様に記載の圃場情報表示システム。

１：圃場情報表示システム、１０：圃場センサ、２０：データセンター、３０：携帯端末、３３：外部カメラ（撮像装置）、３４：ディスプレイ（表示装置）

Claims

複数の圃場の情報を取得し、表示するシステムであって、
各圃場に設置され、圃場の情報を圃場情報として取得する検出手段と、前記圃場情報を送信する送信手段を備える圃場センサと、
該圃場センサから送信される前記圃場情報を受信する受信部と、前記圃場センサの各々の個体情報を、前記圃場センサの各々の設置位置を示すセンサ位置情報及び前記圃場情報に紐付けて記憶する記憶部と、前記紐付けられた圃場センサの個体情報、センサ位置情報及び圃場情報を送信する送信部を備えるデータセンターと、
端末の現在位置を示す端末位置情報を取得する測位部と、撮像装置及び撮像装置によって撮影された映像を表示する表示装置、及び、前記圃場センサから前記紐付けられた圃場センサの個体情報、センサ位置情報及び圃場情報を受信する通信装置を備える携帯端末と、
を含み、前記携帯端末の前記撮像装置によって撮影される映像に含まれる圃場センサを、当該圃場センサのセンサ位置情報と前記端末位置情報に基づいて特定し、前記特定された圃場センサから送信された圃場情報を前記表示装置に表示することを特徴とする圃場情報表示システム。
前記携帯端末の表示装置に、撮像された映像に圃場情報を重畳して表示することを特徴とする請求項１記載の圃場情報表示システム。
前記携帯端末の表示装置の一部に、当該携帯端末の現在位置と各圃場の位置関係を表示する請求項１又は２に記載の圃場情報表示システム。