JP7324560B2 - 作業情報管理装置 - 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。
しかしながら、トラクタを用いて行われる作業は多種多様であるため、作業種別を入力する際の選択枝が多く、作業種別の入力作業に手間がかかるという問題がある。
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情報管理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、ユーザ端末4と、管理サーバ5とを含む。管理サーバ5は、予め登録されているユーザの作業情報を管理したり、各ユーザに作業情報の一部を入力させたり、各ユーザに作業情報を閲覧させたりする。管理サーバ5は、作業情報管理装置の一例である。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。
ユーザ端末4は、パーソナルコンピュータ(PC)からなり、制御装置(PC本体)4Aと、ディスプレイ4Bと、マウス、キーボード等の操作機器4Cとを含む。制御装置4Aは、CPU、メモリ、ハードディスク等を含む。ハードディスクには、OS(オペレーションプログラム)他、Webページを閲覧するためのブラウザ(browser)等のプログラム、その他必要なデータが格納される。
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、時刻毎に推定する。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推定する。
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ための処理を行うことにより、1または複数の作業種別候補を出力する。作業種別推定部44は、単位期間別作業推定部44Aと、作業種別候補出力部44Bとを含む。
作業情報記憶処理部45は、作業期間毎に、作業種別候補出力部44Bから出力された1または複数の作業種別候補を、作業種別推定部44によって推定された作業種別(推定)として、ユーザ別作業情報テーブル64に記憶する。この際、作業情報記憶処理部45は、作業種別候補出力部44Bから出力された作業種別候補を、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。
作業種別取得部46は、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種別を入力させるための入力画面を提示し、入力画面上で入力された作業種別を最終的な作業種別として取得する。作業種別取得部46は、作業種別推定部44から出力された複数の作業種別候補のうちから1つの作業種別候補が選択可能となるように、複数の作業種別候補を提示するように構成されている。
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、作業種別候補出力部44Bによって実行される出力処理(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に最も近いパターンである。
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、作業種別候補出力部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、複数の作業種別候補を選択して出力する。具体的には、作業種別候補出力部44Bは、注目作業期間内の単位期間毎の作業種別のうち、数の多い上位複数(この例では上位3つ)の作業種別を、注目作業期間の作業種別候補として選択して出力する。
ユーザは、ユーザ端末4を操作して、管理サーバ5が提供するホームページを開き、ログイン操作を行うことにより、自己専用のWebページを取得することができる。そして、ユーザは、自己専用のWebページ上で、トラクタ2を用いてユーザが行った作業に対して作業種別を入力するための作業種別入力画面を閲覧することができる。
作業種別の項目には、注目作業に対して作業種別推定部44から出力された1または複数の作業種別候補が選択可能に表示される。例えば、注目作業に対して作業種別推定部44から出力された作業種別候補が、「耕耘(代かき)」、「耕耘(耕起)」および「耕耘(整地)」の3つである場合には、図7Aに示すように、作業種別の項目には、そのうちの1つの大分類名またはそのうちの1つの中分類名が表示される。この例では、注目作業に対応する複数の作業種別候補のうちの1つの大項目である「耕耘」が表示されている。
本実施形態では、ユーザが作業種別を入力する際に、選択枝を絞り込むことが可能となるので、ユーザの手間を軽減することができる。
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、複数の作業種別候補のうちのから、実際に行われた作業種別を選択できるように、絞込プルダウンメニュー73を表示するようにしている。しかし、複数の作業種別候補のうちのから実際に行われた作業種別をユーザに選択させるための表示形式は、プルダウンメニュー以外の表示形式であってもよい。例えば、複数の作業種別候補をリスト表示し、そのリストのうちから一つを選択させるための作業種別選択リストを、ポップアップウインドウ型式等で表示するようにしてもよい。
なお、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変更を行うことができる。
2 トラクタ
3 作業機
4 ユーザ端末
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
28 重量センサ
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 作業期間推定部
44 作業種別推定部
44A 単位期間別作業推定部
44B 作業種別候補出力部
45 作業情報記憶処理部
46 作業種別取得部
47 消費量算出部
61 時系列情報記憶部
62 作業分類テーブル
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
70 作業種別入力画面
Claims (9)
- 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、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トラクタ側情報取得部と、
前記トラクタ側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ための処理を行うことにより、1または複数の作業種別候補を出力する作業種別推定部と、
前記作業機によって行われた作業種別を入力させるための入力画面を提示し、前記入力画面上で入力された作業種別を最終的な作業種別として取得する作業種別取得部とを含み、
前記作業種別取得部は、前記作業種別推定部から出力された1または複数の作業種別候補のうちから1つの作業種別候補が選択可能となるように、前記1または複数の作業種別候補を提示するように構成されている、作業情報管理装置。 - 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に記載の作業情報管理装置。
- 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、
前記単位期間別作業推定部によって推定された前記単位期間毎の作業種別に基づいて、1または複数の作業種別を出力する作業種別候補出力部とを含む、請求項2に記載の作業情報管理装置。 - 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に記載の作業情報管理装置。
- 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に記載の作業情報管理装置。
- 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に記載の作業情報管理装置。 - 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、
前記単位期間別作業推定部によって推定された前記単位期間毎の作業種別に基づいて、1または複数の作業種別を出力する作業種別候補出力部とを含む、請求項1に記載の作業情報管理装置。 - 前記トラクタに装着された作業機の重量を検出する重量センサが前記トラクタに設けられており、
前記最終的な作業種別が、資材を消費する播種作業、施肥作業および薬剤散布作業のいずれかである場合に、前記重量センサによって検出される前記作業機の重量の変化に基づいて、前記資材の消費量を算出する消費量算出部をさらに含む、請求項1~7のいずれか一項に記載の作業情報管理装置。 - 前記重量センサが、前記トラクタと前記作業機との間に介在して、前記トラクタに牽引される前記作業機の牽引力を検出するロードセルであり、
前記消費量算出部が、作業開始時点において前記ロードセルによって検出された牽引力と、作業終了時点において前記ロードセルによって検出された牽引力との差に基づいて、前記資材の消費量を算出するように構成されている、請求項8に記載の作業情報管理装置。
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