JP7270534B2 - 作業種別推定装置 - Google Patents
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Description
近年では、トラクタと作業機とを無線接続することによって、作業機の機械情報をトラクタが取得する方法も提案されている。
しかし、トラクタと作業機との間でデータ通信を実現するためには、トラクタと作業機とに通信装置を設置する必要がある。また、旧型の作業機を使用する場合には、作業機に通信装置を設置できないこともある。
本発明の一実施形態は、複数種類の作業機のうちのいずれかが装着されているトラクタから、前記トラクタの時刻毎の位置情報および前記トラクタの時刻毎の稼働情報を含むトラクタ側情報を取得する情報取得部と、前記情報取得部によって取得される前記トラクタ側情報に基づいて、所定の期間を作業期間と非作業期間とに分類する作業期間判定部と、前記作業期間判定部によって判定された作業期間毎に、前記情報取得部によって取得される前記トラクタ側情報に基づいて、前記トラクタに装着された作業機によって行われた作業の作業種別を推定する作業種別推定部とを含む、作業種別推定装置を提供する。
本発明の一実施形態では、前記稼働情報は、少なくとも、前記トラクタの車速情報、前記トラクタの駆動源の駆動状態に関する駆動源情報と、前記駆動源の駆動力を前記作業機に伝達する伝達機構の作動状態に関する伝達機構情報とを含む。
本発明の一実施形態では、前記単位期間別作業推定部は、機械学習手法を用いて、前記単位期間毎の作業種別を推定するように構成されている。
本発明の一実施形態では、前記駆動源情報が前記駆動源の回転数を含み、前記伝達機構情報がPTO軸の回転数を含み、前記入力情報は、前記トラクタの移動軌跡のパターンと、前記トラクタの車速の基本統計量の少なくとも1つと、前記駆動源の回転数の基本統計量の少なくとも1つと、前記PTO軸の回転数の基本統計量の少なくとも1つとを含む。
図1は、本発明の一実施形態に係る作業種別推定装置が適用された作業管理システムの構成を示す模式図である。
作業管理システム1は、トラクタ2と、トラクタ2に装着される作業機3と、管理サーバ5とを含む。管理サーバ5は、作業情報を管理する。管理サーバ5は、作業種別推定装置の一例である。管理サーバ5は、管理センター6内に設けられている。トラクタ2は、通信網7を介して管理サーバ5と通信可能である。
図2は、トラクタ2および管理サーバ5の電気的構成を示すブロック図である。
トラクタ制御部10には、さらに、位置情報算出部22、通信部23、表示部24、操作部25、記憶部26等が接続されている。
記憶部26は、不揮発性メモリ等の記憶デバイスから構成されている。記憶部26には、位置情報記憶部31、稼働情報記憶部32等が設けられている。
時系列情報記憶部61には、トラクタ制御部10から受信したトラクタ側情報がトラクタ制御部10から受信したトラクタIDに関連付けられて記憶される。
作業分類テーブル62には、複数種類の作業名が記憶されている。図3は、作業分類テーブル62の内容例を示している。この実施形態では、農作業が大分類と中分類に階層的に分類されており、作業分類テーブル62には、大分類の作業名と中分類の作業名とが記憶可能となっている。ただし、大分類の作業名に対して中分類の作業名が存在しない作業もあり得る。そのような作業に関しては、大分類の作業名のみが記憶される。
ユーザ別トラクタIDテーブル63には、ユーザ毎に、当該ユーザが所有するトラクタのトラクタIDが記憶される。図4は、あるユーザU1に対するユーザ別トラクタIDテーブル63の内容例を示している。図4の例では、ユーザU1は、3台のトラクタT1,T2,T3を所有している。
情報取得部42は、トラクタ2からトラクタIDとともにトラクタ側情報を受信したときに、受信したトラクタ側情報を受信したトラクタIDに関連付けて時系列情報記憶部61に記憶する。説明の便宜上、ある1日において、あるユーザが所有するトラクタ2の記憶部26(31,32)に蓄積されたトラクタ側情報を「処理対象の時系列情報」ということにする。時系列情報記憶部61には、処理対象の時系列情報が記憶されているものとする。
例えば、作業期間判定部43は、まず、処理対象の時系列情報に含まれているエンジンオンオフ情報およびクラッチオンオフ情報に基づいて、トラクタ2が作業状態であるか非作業状態であるかを、時刻毎に判定する。より具体的には、作業期間判定部43は、処理対象期間内の時刻毎に、エンジンオンオフ情報がオンでかつクラッチオンオフ情報がオンであるという作業/非作業判定条件を満たしているか否かを判定する。
作業種別推定部44は、作業期間判定部43によって判定された作業期間毎に、情報取得部42によって取得されたトラクタ情報に基づいて、トラクタ2に装着された作業機3によって行われた作業の作業種別を推定する。作業種別推定部44は、単位期間別作業推定部44Aと、作業種別決定部44Bとを含む。
作業情報記憶処理部45は、作業期間毎に、作業種別推定部44によって推定された作業種別(大分類、中分類)を、トラクタID、年月日、開始時刻、終了時刻等に関連付けてユーザ別作業情報テーブル64に記憶する。
作業種別推定部44によって実行される作業種別推定処理には、単位期間別作業推定部44Aによって実行される推定処理(ステップS1~S5)と、作業種別決定部44Bによって実行される決定処理(ステップS6)とを含む。
次に、単位期間別作業推定部44Aは、注目単位期間内のトラクタ側情報に基づいて、機械学習モデルに対する入力情報を生成する(ステップS2)。
入力情報は、注目単位期間におけるトラクタ2の移動軌跡のパターンと、注目単位期間におけるトラクタ2の車速の基本統計量の少なくとも1つと、注目単位期間におけるエンジン回転数の基本統計量の少なくとも1つと、注目単位期間におけるPTO軸回転数の基本統計量の少なくとも1つとを含む。基本統計量には、合計、平均、標準偏差、最小値、最大値、中央値および最頻値が含まれる。注目単位期間におけるトラクタ2の移動軌跡のパターンは、予め定められている複数の移動軌跡パターンのうち、注目単位期間における移動軌跡パターンが属するパターンである。
入力情報は、さらに、エンジン負荷率の基本統計量の少なくとも1つを含んでいてもよい。例えば、入力情報は、エンジン負荷率の平均値、標準偏差、最大値および中央値を含んでいてもよい。
次に、単位期間別作業推定部44Aは、注目作業期間における注目単位期間よりも時間的に遅い(新しい)期間に、5分間以上の期間が残っているか否かを判別する(ステップS4)。5分間以上の期間が残っている場合には(ステップS4:YES)、現在の注目作業期間の次の5分間の期間を、新たな注目作業期間として設定した後(ステップS5)、ステップS2に戻る。これにより、新たな注目作業期間に対して、ステップS2~S4の処理が実行される。
ステップS6では、作業種別決定部44Bは、注目作業区間内の5分間毎の単位期間の作業種別推定結果に基づいて、注目作業区間の作業種別を決定する。具体的には、作業種別決定部44Bは、注目作業期間内の単位期間毎の作業種別のうち、最も数の多い作業種別を、注目作業期間の作業種別として決定する。
このように、本実施形態では、単位期間毎に作業種別を推定した後、多数決論理によって最終的な作業種別を決定しているので、次のような利点がある。
本実施形態では、作業機3によって行われた作業の作業種別を自動的に推定することが可能となる。
例えば、前述の実施形態では、作業種別は大分類および中分類というように、階層化して分類されているが、階層化されずに分類されてもよい。
また、前述の実施形態では、単位期間毎に作業種別を推定した後、多数決論理によって最終的な作業種別を決定しているが、作業期間全体に対して例えば機械学習手法を用いて作業種別を推定し、この推定結果を最終的な作業種別として決定してもよい。
2 トラクタ
3 作業機
5 管理サーバ
10 トラクタ制御部
12 情報取得処理部
21 コントローラ群
22 位置情報算出部
31 位置情報記憶部
32 稼働情報記憶部
40 サーバ制御部
42 情報取得部
43 作業期間判定部
44 作業種別推定部
44A 単位期間別作業推定部
44B 作業種別決定部
45 作業情報記憶処理部
61 時系列情報記憶部
62 作業種類テーブル
63 ユーザ別トラクタIDテーブル
64 ユーザ別作業情報テーブル
Claims (7)
- 複数種類の作業機のうちのいずれかが装着されているトラクタから、前記トラクタの時刻毎の位置情報および前記トラクタの時刻毎の稼働情報を含むトラクタ側情報を取得する情報取得部と、
前記情報取得部によって取得される前記トラクタ側情報に基づいて、所定の期間を作業期間と非作業期間とに分類する作業期間判定部と、
前記作業期間判定部によって判定された作業期間毎に、前記情報取得部によって取得される前記トラクタ側情報に基づいて、前記トラクタに装着された作業機によって行われた作業の作業種別を推定する作業種別推定部とを含む、作業種別推定装置。 - 前記稼働情報は、少なくとも、前記トラクタの車速情報、前記トラクタの駆動源の駆動状態に関する駆動源情報と、前記駆動源の駆動力を前記作業機に伝達する伝達機構の作動状態に関する伝達機構情報とを含む、請求項1に記載の作業種別推定装置。
- 前記作業種別推定部は、作業期間を複数の単位期間に分割し、前記単位期間毎に当該単位期間で行われた作業の作業種別を推定する単位期間別作業推定部と、
前記作業期間内の単位期間毎の作業種別のうち、最も多い作業種別を、前記作業期間の作業種別として決定する作業種別決定部とを含む、請求項2に記載の作業種別推定装置。 - 前記単位期間別作業推定部は、機械学習手法を用いて、前記単位期間毎の作業種別を推定するように構成されている、請求項3に記載の作業種別推定装置。
- 前記単位期間別作業推定部は、前記位置情報および前記稼働情報に基づいて、前記単位期間毎に機械学習モデルに対する入力情報を生成し、生成された入力情報と前記機械学習モデルとを用いて、前記単位期間毎の作業種別を推定するように構成されている、請求項4に記載の作業種別推定装置。
- 前記駆動源情報が前記駆動源の回転数を含み、
前記伝達機構情報がPTO軸の回転数を含み、
前記入力情報は、前記トラクタの移動軌跡のパターンと、前記トラクタの車速の基本統計量の少なくとも1つと、前記駆動源の回転数の基本統計量の少なくとも1つと、前記PTO軸の回転数の基本統計量の少なくとも1つとを含む、請求項5に記載の作業種別推定装置。 - 前記稼働情報は、少なくとも、前記トラクタの駆動源の駆動状態に関する駆動源情報と、前記駆動源の駆動力を前記作業機に伝達する伝達機構の作動状態に関する伝達機構情報とを含み、
前記作業期間判定部は、前記伝達機構情報に基づいて、または、前記伝達機構情報および前記駆動源情報に基づいて、前記所定の期間を作業期間と非作業期間とに分類する、請求項1に記載の作業種別推定装置。
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阿久津 樹輝 Tatsuki Akutsu,農作業情報入力自動化のための学習システムの構築,第80回(平成30年)全国大会講演論文集(3) ネットワーク セキュリティ,日本,一般社団法人 情報処理学会,2016年03月22日,pp.3-345 - 3-346 |
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