JP7210392B2 - 農業支援装置 - Google Patents
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Description
本発明の農業支援装置は、少なくとも農作業、農作業を行う実施予定日及び当該農作業を行う圃場を含む作業計画を作成する作業作成部と、前記作業計画に示された圃場における環境情報を取得する環境取得部と、前記環境取得部で取得した環境情報に基づいて、作物の生育ステージを予測するステージ予測部と、前記ステージ予測部が予測した生育ステージに基づいて、前記作業計画を補正する計画補正部と、を備え、前記環境取得部は、前記環境情報として、前記圃場の周囲の気象情報を取得し、前記ステージ予測部は、基準日からの前記気象情報の推移を数値化した推移値の積算値を求めて、当該積算値に基づいて生育ステージを予測し、前記計画補正部は、前記ステージ予測部が求めた前記生育ステージと、少なくとも気象条件及び基準日数のいずれかから、予定農作業及び当該予定農作業を行う実施予定日を求め、前記実施予定日と前記作業計画に含まれる所定の農作業の実施予定日とが異なる場合に、前記作業計画を補正し、且つ前記生育ステージと、前記気象条件及び前記基準日数の少なくともいずれかとの関係を設定する第2設定画面を外部端末に表示させる。
[第1実施形態]
図1は、第1実施形態における農業支援システムを示している。図1では、農業支援システムは、農業支援装置1を備えている。農業支援装置1は、サーバ、パーソナルコンピュータ等の固定コンピュータ、スマートフォン、タブレット、PDA等の携帯端末等である。この実施形態では、農業支援装置1は、サーバであるとして説明を進める。農業支援装置1は、農作業等を支援することができる装置である。農業支援装置1には、パーソナルコンピュータ、スマートフォン、タブレット、PDA等の外部端末10が接続可能である。
作業作成部2は、少なくとも農作業、実施予定日及び圃場を含む作業計画を作成する。外部端末10が農業支援装置1に接続して、当該農業支援装置1に所定の指令を行うと、図2Aに示すように、作業作成部2は、外部端末10に作業計画画面M1を表示させる。作業計画画面M1は、作業設定部11と、日付設定部12と、圃場設定部13と、時間設定部14とを含んでいる。作業設定部11は、農作業を設定する部分であって、予め登録されている農作業の中から所定の農作業を選択することで、所定の農作業を設定することができる。なお、農作業とは、作物を栽培するために行う作業であって、例えば、床土作り、畦塗り、耕耘、播種、田植え、代掻き、溝切り、除草、追肥、収穫等である。
作業計画画面M1に示された登録ボタン19が選択されると、作業作成部2は、作業設定部11、日付設定部12、圃場設定部13、時間設定部14、作業者設定部15、機械設定部16、散布物設定部17、散布量設定部18で設定された情報(内容)を、作業計画として作成する。作業記憶部3は、作業作成部2で作成された作業計画(農作業、実施予定日、圃場、時間帯、作業者、機械、散布物の名称、散布量)を記憶する。上述した実施形態における作業計画は一例であって、限定されない。例えば、農作業は稲作の作業に限定されず、畑作の作業を含んでいてもよく、その他の農作業が含まれていてもよい。
作業確認画面M2は、圃場設定部13と、作業表示部20とを含んでいる。作業表示部20は、圃場設定部13で設定された圃場に対して設定された作業計画を表示する部分である。作業表示部20は、農作業及び実施予定日を時系列で表示する。図2Bは、農作業として田植え、追肥及び収穫を示した例を示している。
農業支援装置1は、環境取得部4と、ステージ予測部5と、計画補正部6と、設定記憶部7とを備えている。環境取得部4、ステージ予測部5及び計画補正部6は、農業支援装置1に設けられた電子・電気回路、当該農業支援装置1のCPU等の演算部に格納されたプログラム等により構成されている。設定記憶部7は、農業支援装置1に設けられた不揮発性のメモリ等から構成されている。
ステージ予測部5は、予め定められた基準日と、基準日からの気象情報(実績気象情報
、予測気象情報)の推移とに基づいて、生育ステージを予測する。図3に示すように、例えば、基準日が4/8である場合、ステージ予測部5は、4/8以降の気象情報(実績気象情報、予測気象情報)を参照する(S1)。ステージ予測部5は、参照した気象情報において、所定の項目の値(例えば、温度)を、基準日である4/8から積算した積算値を求める(S2)。ステージ予測部5は、求めた積算値が所定の生育ステージに対応する値(閾値)になったか否かを判断し(S3)、積算値が閾値に達した場合(S3、Yes)に、所定の生育ステージが始まった日とする(S4)。つまり、ステージ予測部5は、基準日からの気象情報の推移を数値化した推移値に基づいて、生育ステージを求めている。
第1設定画面M3は、判定テーブルT10の生育ステージと閾値X1、X2、X3・・・との関係を設定するための画面であり、生育ステージを表示するステージ表示部31Aと、閾値X1、X2、X3・・・を入力する閾値入力部31Bと、基準日に設定する農作業を入力する基準作業入力部31Cとを含んでいる。
計画補正部6は、ステージ予測部5が予測した生育ステージに基づいて、作業計画を補正する。計画補正部6は、ステージ予測部5が求めた生育ステージと、少なくとも気象条件及び基準日数のいずれかから、予定農作業及び予定農作業を行う実施予定日とを求め、実施予定日と作業計画に含まれる所定の農作業の実施予定日とが異なる場合に、作業計画を補正する。
農作業入力部35Aには、任意の農作業を入力することが可能である。ステージ入力部35Bには、予め設定された生育ステージを入力することができる。基準日数入力部35Cには、任意の基準日数を入力することができる。また、基準日数入力部35Cには、予定農作業を算出するにあたっての日数の計算条件として、日後又は日前を選択することができる。第2設定画面M4に入力された設定情報(予定農作業、生育ステージ、基準日数、計算条件(日後、日前)は、図6Bに示すように、設定記憶部7に記憶される。
なお、図6Aに示すように、第2設定画面M4は、気象条件入力部35Dを有していてもよい。気象条件入力部35Dには、気象条件として、降水量の閾値、風速の閾値等が入力することができる。第2設定画面M4に入力された設定情報(予定農作業、生育ステージ、気象条件(降水量の閾値、風速の閾値))も、設定記憶部7に記憶される。
上述したように、計画補正部6は、気象条件から複数の生育ステージを求め、求めた生育ステージを基準として、予定農作業及び実施予定日を求める。そして、計画補正部6は、予定農作業の実施予定日と、作業計画に含まれる所定の農作業の実施予定日とを比較して、作業計画で示された所定の農作業の実施予定日が異なる場合に、当該農作業の実施予定日を実施予定日に変更する。
図7Aに示すように、補正計画K2においては、幼穂形成期が平年(作業計画K1)よりも遅いことが予想されることから、計画補正部6で求めた追肥の実施予定日Q1は、作業計画K1に示された追肥の実施予定日R1よりも遅い日に設定している。このように、作業計画K1に示された追肥の実施予定日R1と、計画補正部6で求めた追肥の実施予定日Q1とが異なる場合、計画補正部6は、作業計画K1における追肥の実施予定日R1を、実施予定日Q1に補正する。
農業支援装置1は、生育ステージと、積算値の閾値との関係を示す判定テーブルT10を記憶する設定記憶部7を備え、ステージ予測部5は、気象情報に含まれる所定項目の値を基準日から積算した積算値を求め、求めた積算値が判定テーブルT10に示された閾値以上になった場合に、当該閾値に対応する生育ステージが発生したとする。これによれば、判定テーブルT10によって様々な生育ステージを積算値から予測することができる。
計画補正部6は、基準日を農作業の実施予定日に変更する第2設定画面M4を外部端末10に表示する。これによれば、管理者又は作業者等が外部端末10を操作することによって、農作業を起点とする基準日を設定することができる。例えば、田植えを行う日を基準日にしたり或いは、田植えと異なる農作業を行う日を基準日にすることができる。
[第2実施形態]
図8は、第2実施形態における農業支援システムを示している。第2実施形態では、第1実施形態と異なる構成について説明し、第1実施形態と同様の構成については説明を繰り返さない。
農業支援装置40は、環境取得部41と、ステージ予測部42と、計画補正部44とを備えている。環境取得部41、ステージ予測部42及び計画補正部44は、農業支援装置40に設けられた電子・電気回路、当該農業支援装置40のCPU等の演算部に格納されたプログラム等により構成されている。
図9に示すように、2012年~2018年までの圃場Aにおける作業計画が、作業記憶部3に記憶されている場合、環境取得部41は、2012年~2018年における圃場Aの撮像画像のうち、少なくとも2012年~2018年における作業期間(例えば、5月~9月)の撮像画像を取得する。作業期間は、作業計画によって算出することが可能である。例えば、環境取得部41は、2012年~2018年のそれぞれの作業計画において、作付(田植え)を行った実施予定日(第1実施予定日)を抽出すると共に収穫を行った実施予定日(第2実施予定日)を抽出して、第1実施予定日から第2実施予定日までの期間を作業期間とし、当該作業期間における撮像画像を取得する。なお、環境取得部41は、田植えを行った実施日(第1実施日)、収穫を行った実施日(第2実施日)が、農業支援装置40に保存されている場合、第1実施日から第2実施日までの期間を作業期間としてもよい。作業期間は、農業支援装置40において、予め設定していてもよいし、第1実施予定日及び第1実施日は、田植えに限定されず、第2実施予定日及び第2実施日も収穫に限定されない。
さて、計画補正部44は、生育ステージから農作業及び実施予定日を予測して、作業計画に追加してもよい。計画補正部44は、設定記憶部7を参照して、当該設定記憶部7から設定情報(予定農作業、生育ステージ、基準日数、計算条件(日後、日前))、設定情報に基づいて、予定農作業及び実施予定日を予測する。なお、計画補正部44において、
予定農作業及び実施予定日の予測方法は、計画補正部6と同様である。
農業支援装置40の環境取得部41は、環境情報として、圃場の上空から当該圃場を撮像した撮像画像を取得し、ステージ予測部42は、撮像画像から作物の植生指数と求め、植生指数の推移から生育ステージを予測し、計画補正部44は、作業作成部において作成した作業計画に、ステージ予測部42が予測した生育ステージが含まれていない場合に、生育ステージ及び当該生育ステージに対応する日付を作業計画に追加する。これによれば、例えば、過去に圃場で作物を作付けしたときの撮像画像から簡単に生育ステージがどうであったかを求めることができ、求めた生育ステージを過去の作業計画に付け加えることができる。即ち、過去の圃場における生育ステージを振り返りながら、過去の作業計画に生育ステージの追加を行うことができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
2 :作業作成部
3 :作業記憶部
4 :環境取得部
5 :ステージ予測部
6 :計画補正部
7 :設定記憶部
10 :外部端末
11 :作業設定部
12 :日付設定部
13 :圃場設定部
14 :時間設定部
15 :作業者設定部
16 :機械設定部
17 :散布物設定部
18 :散布量設定部
19 :登録ボタン
20 :作業表示部
30 :サーバ
31A :ステージ表示部
31B :閾値入力部
31C :基準作業入力部
32 :設定ボタン
35A :農作業入力部
35B :ステージ入力部
35C :基準日数入力部
35D :気象条件入力部
36 :現時点表示部
37 :報知表示部
40 :農業支援装置
41 :環境取得部
42 :ステージ予測部
42A :予測モデル
44 :計画補正部
A :圃場
F1 :植生指数
K1 :作業計画
K2 :補正計画
M1 :作業計画画面
M2 :作業確認画面
M3 :第1設定画面
M4 :第2設定画面
P1 :日付
P10 :日付
Q1 :実施予定日
R1 :実施予定日
T1 :作業期間
T10 :判定テーブル
X1 :閾値
X2 :閾値
X3 :閾値
Claims (3)
- 少なくとも農作業、農作業を行う実施予定日及び当該農作業を行う圃場を含む作業計画を作成する作業作成部と、
前記作業計画に示された圃場における環境情報を取得する環境取得部と、
前記環境取得部で取得した環境情報に基づいて、作物の生育ステージを予測するステージ予測部と、
前記ステージ予測部が予測した生育ステージに基づいて、前記作業計画を補正する計画補正部と、を備え、
前記環境取得部は、前記環境情報として、前記圃場の周囲の気象情報を取得し、
前記ステージ予測部は、基準日からの前記気象情報の推移を数値化した推移値の積算値を求めて、当該積算値に基づいて生育ステージを予測し、
前記計画補正部は、前記ステージ予測部が求めた前記生育ステージと、少なくとも気象条件及び基準日数のいずれかから、予定農作業及び当該予定農作業を行う実施予定日を求め、前記実施予定日と前記作業計画に含まれる所定の農作業の実施予定日とが異なる場合に、前記作業計画を補正し、且つ前記生育ステージと、前記気象条件及び前記基準日数の少なくともいずれかとの関係を設定する第2設定画面を外部端末に表示させる農業支援装置。 - 前記生育ステージと、前記積算値の閾値との関係を示す判定テーブルを記憶する設定記憶部を備え、
前記ステージ予測部は、前記気象情報に含まれる所定項目の値を前記基準日から積算した積算値を求め、求めた前記積算値が前記判定テーブルに示された閾値以上になった場合に、当該閾値に対応する生育ステージが発生したとする請求項1に記載の農業支援装置。 - 前記ステージ予測部は、前記生育ステージと前記積算値の閾値との関係を設定する第1設定画面を外部端末に表示する請求項2に記載の農業支援装置。
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