JP7249422B2

JP7249422B2 - 経路管理システム及びその管理方法

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Publication number: JP7249422B2
Application number: JP2021541549A
Authority: JP
Inventors: 碩秦; 家園斉; 兵徐; 暁東王
Original assignee: FJ Dynamics Technology Academy Changzhou Co Ltd
Current assignee: FJ Dynamics Technology Academy Changzhou Co Ltd
Priority date: 2019-01-18
Filing date: 2019-09-18
Publication date: 2023-03-30
Anticipated expiration: 2039-09-18
Also published as: CN109885060A; WO2020147326A1; KR102683901B1; AU2019422604A1; US20210364315A1; EP3913454A4; CN109885060B; EP3913454A1; RU2763327C1; CA3126969A1; JP2022519465A; KR20210115015A; AU2019422604B2

Description

本発明は、農業機械の分野に関し、特に、農業機械用の経路管理システム及びその管理方法に関する。

現代農業の発展に伴い、農業機械化率は益々高くなり、農業機械は益々多い圃場で作業する。しかし、農業機械の自動化率は未だ十分に高くはなく、依然として人間に依存して動作することも多い。

農業機械は、圃場作業時に運転者が農業機械を運転して移動する必要がある。一方、農業機械の走行経路は、運転者によって決定される。運転者は、自分による圃場に対する理解に基づいてルートや方向を選択する。しかし、圃場の範囲は広く、環境の状況も不変のものではない。運転者は、圃場の全てを完全かつ適時に把握できず、運転者が農業機械を運転して圃場に進入した後に、何らかの状況を発見することが多く、例えば、天候に起因した一時ピット、すぐ発見できなかった石ころ等の状況のことが多い。運転者は、圃場で突然これらの状況に臨んでしまい、適時に対応ができなくなり、農業機械を運転して圃場で後退、切り戻し、操向、経路を再選択するなどの選択を行なってしまう可能性がある。

しかし、農業機械は、圃場で後退、切り戻し、操向等により、既に作業済みの圃場を破壊してしまう。例えば、農業機械が一つの方向に沿って一貫して作業すれば、前の方で乗り越えられない、避けられない障害があった場合は、後退を選ぶと、後方の農作物を破壊する恐れがある。このため、圃場に進入する前に農業の作業が必要な地域の理解が不十分で、作業時に不必要な損失をもたらしやすい。

一方、圃場の範囲は広く、人で圃場の環境を取るには、一定の時間と経験が必要である。しかし、人による圃場への認知は、環境の変化によってすぐに更新できなくなり、遅れが生じやすくなり、農業機械の作業時にミスや事故が発生する。

本発明の利点は、作業環境に応じて経路を計画し、農業機械が計画した経路に従って作業環境で作業を行う経路管理システム及びその管理方法を提供することである。

また、本発明の他の利点は、監視装置が作業環境のデータを取得することにより作業環境を解析する経路管理システム及びその管理方法を提供することである。

また、本発明の他の利点は、農業機械の作業待機領域を識別し、作業待機領域の環境を解析することにより、農業機械の作業経路を計画する経路管理システム及びその管理方法を提供することである。

また、本発明の他の利点は、農業機械が作業を準備する作業待機領域に従って、対応する作業経路を自動的に呼び出しすることにより、農業機械に作業経路を実行させる経路管理システム及びその管理方法を提供することである。

また、本発明の他の利点は、作業待機領域の境界と形状に応じて作業経路を計画し、作業経路が作業待機領域に適応できるようにする経路管理システム及びその管理方法を提供することである。

また、本発明の他の利点は、作業待機領域の障害物を識別し、障害物の存在する障害面の状況に応じて、障害回避方式を解析して作業経路を計画し、有効な障害回避を実現する経路管理システム及びその管理方法を提供することである。

また、本発明の他の利点は、監視装置が作業環境のデータをリアルタイムで取得し、作業経路をリアルタイムに調整する経路管理システム及びその管理方法を提供することである。

また、本発明の他の利点は、農業機械が作業待機領域に進入すると監視し、該当する作業経路を呼び出して、農業機械によって実行される経路管理システム及びその管理方法を提供することである。

本発明の他の利点及び特徴は、以下に説明する詳細な説明により十分に表現でき、付記した特許請求の範囲と装置の組み合わせにより実現できる。

本発明の一態様によれば、上述の目的および他の目的および利点を実現することができる本発明の経路管理システムは、少なくとも１つの農業機械に適用され、少なくとも１つの作業待機領域の状況を解析して、少なくとも１つの環境パラメータを生成する環境解析モジュールと、前記環境解析モジュールと通信可能に接続され、前記環境パラメータに基づいて、前記作業待機領域の少なくとも１つの作業経路を計画する作業経路計画モジュールと、を備える。

本発明の一実施形態によれば、経路管理システムは少なくとも１つの監視装置と通信接続され、前記作業待機領域を検出する環境取得モジュールを更に備え、前記環境取得モジュールは、前記監視装置から前記作業待機領域の環境データを取得して前記環境解析モジュールに送信する。

本発明の一実施形態によれば、前記環境解析モジュールは、境界解析モジュールを備え、前記境界解析モジュールは、前記環境取得モジュールが取得した前記作業待機領域の環境データに基づいて、前記作業待機領域の１つの境界を識別し、前記境界解析モジュールは、さらに前記作業待機領域の境界に基づいて、前記作業待機領域の形状と前記境界の寸法データを解析する。

本発明の一実施形態によれば、前記環境解析モジュールは、移動可能面識別モジュールを備え、前記移動可能面識別モジュールは、前記環境取得モジュールが取得した前記作業待機領域の環境データに基づいて、前記作業待機領域の移動可能面を識別する。

本発明の一実施形態によれば、前記環境解析モジュールは、作業面解析モジュールを備え、前記作業面解析モジュールは、前記環境取得モジュールが取得した前記作業待機領域の環境データに基づいて、前記作業待機領域の作業面を識別する。

本発明の一実施形態によれば、前記環境解析モジュールは、障害面生成モジュールを備え、前記障害面生成モジュールは、前記環境取得モジュールが取得した前記作業待機領域の環境データに基づいて、前記作業待機領域の障害面を生成する。

本発明の一実施形態によれば、前記環境解析モジュールは、フィードバックモジュールを備え、前記フィードバックモジュールは、それぞれ、前記境界モジュールから、前記作業待機領域の形状と境界寸法とを取得し、前記移動可能面識別モジュールから、移動可能面を取得し、前記作業面解析モジュールから、作業面を取得し、前記障害面生成モジュールから、障害面を取得し、前記作業待機領域の前記環境パラメータを生成し、前記フィードバックモジュールは、前記環境パラメータを前記作業経路計画モジュールにフィードバックする。

本発明の一実施形態によれば、前記作業経路計画モジュールは、前記環境パラメータに基づいて、前記作業待機領域の形状と境界の寸法データを取得し、前記作業経路計画モジュールは、前記作業待機領域の形状と境界の寸法データに基づいて前記作業経路を計画する。

本発明の一実施形態によれば、前記作業経路計画モジュールは、前記環境パラメータの障害面に基づいて、障害回避方式を解析し、前記作業待機領域の作業経路を計画する。

本発明の一実施形態によれば、前記作業経路計画モジュールは、前記環境パラメータに基づいて、前記作業待機領域の作業経路を計画する。

本発明の一実施形態によれば、前記農業機械の位置を監視する監視モジュールをさらに備え、前記監視モジュールは、前記農業機械の位置に応じて、前記農業機械の前記作業待機領域を取得する。

本発明の一実施形態によれば、呼び出しモジュールをさらに備え、前記呼び出しモジュールは、前記監視モジュールに通信接続され、前記監視モジュールから前記農業機械の位置と前記作業待機領域とを取得し、前記監視モジュールが前記農業機械が前記作業待機領域に到達したことを監視し、前記呼び出しモジュールは、前記作業経路を呼び出し農業機械により実行される。

本発明の別の態様によれば、本発明はさらに、少なくとも１つの農業機械に適用される経路管理方法であって、少なくとも１つの作業待機領域の環境データから環境パラメータを生成するステップ（Ａ）と、前記環境パラメータに基づいて、前記作業待機領域の少なくとも１つの作業経路を計画するステップ（Ｂ）と、を備える経路管理方法を提供する。

本発明の一実施形態によれば、前記ステップ（Ａ）は、少なくとも１つの監視装置により、前記作業待機領域の環境データを取得するステップと、前記作業待機領域の境界を識別するステップと、前記作業待機領域の境界寸法及び形状を解析するステップと、前記作業待機領域の環境パラメータを生成するステップと、を備える。

本発明の一実施形態によれば、前記ステップ（Ｂ）は、さらに、前記作業待機領域の境界寸法及び形状に応じて前記作業経路を計画するステップを備える。

本発明の一実施形態によれば、前記ステップ（Ａ）は、少なくとも１つの監視装置により、前記作業待機領域の環境データを取得するステップと、前記作業待機領域の障害面、移動可能面、作業面を識別するステップと、前記環境パラメータを生成するステップと、を備える。

本発明の一実施形態によれば、前記ステップ（Ｂ）は、さらに、障害面に応じて、少なくとも１つの障害回避方式を計画するステップと、前記作業経路を作成するステップと、を備える。

本発明の一実施形態によれば、方法はさらに、この農業機械の位置を監視するステップと、当該農業機械が前記作業待機領域に進入するかどうかを判断し、当該農業機械が前記作業待機領域に進入すると、前記作業経路を呼び出しするステップと、前記作業経路を実行するステップを含む。

本発明のさらなる目的と利点は、後述する説明および図面の理解によって十分に具現されるであろう。

本発明のこれらおよび他の目的、特徴および利点は、以下の詳細な説明によって、図面および特許請求の範囲が十分に具現化される。

本発明に係る好ましい実施の形態に係るシステムブロック図である。本発明に係る上記好ましい実施の形態の例の概要図である。本発明に係る上記好ましい実施の形態のフローチャートである。本発明に係る上記好ましい実施の形態の工程図である。本発明に係る上記好ましい実施の形態の例の概要図である。本発明に係る上記好ましい実施の形態の変形例の工程図である。本発明に係る上記好ましい実施の形態の上記変形例の模式図である。本発明に係る好ましい実施の形態の例の概要図である。

以下、本発明を開示して、当業者が本発明を実現できるようにすることについて記載する。以下の記載において、好ましい実施形態はあくまで例示であって、当業者は他の自明な変形を想到し得るものである。以下の記載において規定された本発明の基本原理は、他の実施形態、変形の形態、改良の形態、均等の形態、本発明の精神と範囲を乖離しない他の態様に適用することができる。

当業者は、本発明の開示において、用語「縦」、「横」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「鉛直」、「水平」、「頂」、「底」、「内」、「外」等の用語が示す方位または位置関係は、図面に示す方位や位置関係に基づくものであると理解すべきである。これは、本発明の説明や説明の簡略化のためだけであり、指す装置や素子が、必ずしも特定の方位を有すること、特定の方位での構造や操作を有していることを指示又は示唆するものではないため、上記の用語は、本発明に対する制限として理解できない。

なお、「一つ」という用語は「少なくとも１つ」又は「一つ又は複数」と理解されるべきであり、つまり、ある実施形態では、１つの素子の数は１つでもよいが、他の実施形態では、その素子の数は複数でもよく、「一つ」という用語は、数の制限として理解できない。

図１～図８は、本発明の好ましい実施の形態を提供するものであり、図１、図２に示すように、本発明は、経路管理システム１００を提供し、経路管理システム１００は、少なくとも１つの作業待機領域２０１の環境を解析し、少なくとも１つの農業機械２０２が、作業待機領域２０１の作業経路に計画を行う。農業機械２０２は、経路管理システム１００によって計画された作業経路に基づいて、作業待機領域２０１で移動及び作業を行う。

経路管理システム１００は、環境取得モジュール１０１を備え、環境取得モジュール１０１は、少なくとも１つの監視装置２０３と通信可能に接続され、監視装置２０３は、少なくとも１つの作業待機領域２０１を監視して作業待機領域２０１の環境データを取得する。例えば、監視装置２０３は、圃場を監視する。監視装置２０３は、圃場の画像や赤外線画像等を取得し、環境取得モジュール１０１に、作業待機領域２０１の環境データを取得する。

さらに、経路管理システム１００は、環境解析モジュール１０２を備え、環境解析モジュール１０２は、環境取得モジュール１０１に通信接続されることで、環境取得モジュール１０１から作業待機領域２０１の環境データを取得する。環境解析モジュール１０２は、作業待機領域２０１の環境データを解析し、作業待機領域２０１の環境パラメータを生成する。本発明の一例では、環境解析モジュール１０２は、作業待機領域２０１の境界を解析して、作業待機領域２０１の形状を確認することにより、環境パラメータを生成する。本発明の他の例では、環境解析モジュール１０２は、作業待機領域２０１のデータに基づいて、作業待機領域２０１の移動可能面、障害面、作業面、非作業面などを解析することにより、作業待機領域２０１の環境パラメータを生成する。環境解析モジュール１０２は、複数の作業待機領域２０１のデータを解析して複数の環境パラメータを生成する時に、環境解析モジュール１０２は、各作業待機領域２０１の各環境パラメータを識別して、各環境パラメータに対応する作業待機領域２０１を識別する。

環境解析モジュール１０２は、環境取得モジュール１０１に通信可能に接続される境界解析モジュール１０２１を備える。境界解析モジュール１０２１は、環境取得モジュール１０１から作業待機領域２０１のデータを取得する。境界解析モジュール１０２１は、作業待機領域２０１の境界を識別する。例えば、環境取得モジュール１０１は、作業待機領域２０１の画像を監視装置２０３により取得し、境界解析モジュール１０２１は、作業待機領域２０１の画像に基づいて、作業待機領域２０１の境界を確定する。例えば、境界解析モジュール１０２１は、環境取得モジュール１０１が送信した作業待機領域２０１の画像に基づいて、作業待機領域２０１の畦を、作業待機領域２０１の境界として識別する。境界解析モジュール１０２１は、さらに、作業待機領域２０１の境界に基づいて、作業待機領域２０１の形状を解析する。あるいは、境界解析モジュール１０２１は、環境取得モジュール１０１が送信した作業待機領域２０１の画像に基づいて、作業待機領域２０１の障害物を識別し、作業待機領域２０１の境界として障害物の位置および／または形状に応じて決定する。

境界解析モジュール１０２１は、作業待機領域２０１の境界の寸法データを解析して、作業待機領域２０１の境界の長さや幅などのデータを決定する。

環境解析モジュール１０２は、更に、環境取得モジュール１０１に通信可能に接続される移動可能面識別モジュール１０２２を備える。移動可能面識別モジュール１０２２は、環境取得モジュール１０１が送信した作業待機領域２０１のデータに基づいて、作業待機領域２０１の移動可能面を識別する。

例えば、移動可能面識別モジュール１０２２は、環境取得モジュール１０１が送信した作業待機領域２０１のデータに基づいて、作業待機領域２０１において農業機械２０２に移動可能な領域を識別して作業待機領域２０１の移動可能面を生成する。移動可能面識別モジュール１０２２は、作業待機領域２０１において農業機械２０１の走行機構を通過可能であり、農作物に破壊が生じない領域を作業待機領域２０１の移動可能面として識別することができる。

環境解析モジュール１０２はさらに、環境取得モジュール１０１に通信可能に接続される作業面解析モジュール１０２３を備え、作業面解析モジュール１０２３は、環境取得モジュール１０１が送信した作業待機領域２０１のデータに基づいて、作業待機領域２０１において農業機械２０２が作業する必要がある領域を識別し、作業待機面を生成する。

あるいは、作業面解析モジュール１０２３は、作業待機領域２０１において作業を必要としない領域を非作業面として識別してもよい。

環境解析モジュール１０２は、環境取得モジュール１０１に通信可能に接続される障害面生成モジュール１０２４をさらに備える。障害面生成モジュール１０２４は、環境取得モジュール１０１が送信した作業待機領域２０１のデータに基づいて、作業待機領域２０１において農業機械２０２の移動に支障をきたす領域を作業待機領域２０１の障害面として識別する。例えば、障害面生成モジュール１０２４は、環境取得モジュール１０１が送信した作業待機領域２０１のデータに基づいて、作業待機領域２０１における石ころ、高地、ピット、滝などの農業機械２０２の移動に支障をきたす領域を識別し、これらの領域を作業待機領域２０１の障害面として生成する。

また、環境解析モジュール１０２は、フィードバックモジュール１０２５を更に備える。フィードバックモジュール１０２５は、それぞれ、境界解析モジュール１０２１から作業待機領域２０１の境界データ及び形状を取得し、移動可能面識別モジュール１０２２から作業待機領域２０１の移動可能面を取得し、作業面解析モジュール１０２３から作業待機領域２０１の作業面を取得し、障害面生成モジュール１０２４から作業待機領域２０１の障害面を取得する。フィードバックモジュール１０２５は、作業待機領域２０１の境界データおよび形状、作業面、移動可能面、障害面などに応じて作業待機領域２０１の環境パラメータを生成する。

また、経路管理システム１００は、環境解析モジュール１０２に通信接続され、作業待機領域２０１の環境パラメータを取得する作業経路計画モジュール１０３を備える。そのうち、フィードバックモジュール１０２５は、環境パラメータを作業経路計画モジュール１０３にフィードバックする。作業経路計画モジュール１０３は、環境パラメータに基づいて、作業待機領域２０１の形状、移動可能面、障害物、作業面などを取得し、作業経路計画モジュール１０３は、農業機械２０２を移動可能面で移動し、作業面に作業を行うように計画し、障害面を避けるように農業機械２０２の経路を計画する。作業経路計画モジュール１０３は、少なくとも１つの作業経路２０４を生成する。作業経路２０４は、作業待機領域２０１に適用される。

作業経路計画モジュール１０３が複数の作業待機領域２０１に対して作業経路２０４の計画を行い、作業経路計画モジュール１０３が、各作業待機領域２０１が適用される作業経路２０４を識別するために、各作業待機領域２０１に対応する作業経路２０４を識別する。

経路管理システム１００は、監視モジュール１０４と、呼び出しモジュール１０５とをさらに備える。監視モジュール１０４は、農業機械２０２と通信可能に接続され、農業機械２０２が作業を準備するか否かを監視する。監視モジュール１０４が、農業機械２０２が作業待機領域２０１へ移動することを監視すると、監視モジュール１０４は、作業待機領域２０１を取得する。呼び出しモジュール１０５は、監視モジュール１０４に通信接続され、農業機械２０２が作業を準備する作業待機領域２０１を取得し、呼び出しモジュール１０５は、作業経路計画モジュール１０３と通信可能に接続され、作業経路計画モジュール１０３から作業待機領域２０１が適用される作業経路２０４を呼び出す。農業機械２０２は、呼び出しモジュール１０５が呼び出した作業経路２０４に従って、作業待機領域２０１で作業する。

監視モジュール１０４は、農業機械２０２の現在位置を監視し、農業機械２０２が作業待機領域２０１へ移動しているか否かを解析する。監視モジュール１０４が、農業機械２０２が作業待機領域２０１に接近したことを監視し、作業待機領域２０１に進入する準備をすると、呼び出しモジュール１０５は、作業経路２０４を呼び出し、農業機械２０２が作業経路２０４を実行し、作業待機領域２０１において移動及び作業を行う。

監視モジュール１０４が農業機械２０２の作業待機領域２０１に到達することが監視されると、農業機械２０２は、呼び出しモジュール１０５が呼び出した作業経路２０４を自動的に実行し、作業待機領域２０１において作業経路２０４に従って移動及び作業を行う。なお、監視モジュール１０４は、農業機械２０１が作業待機領域２０１に居ることを監視すると、呼び出しモジュール１０５が作業経路２０４を呼び出し、農業機械２０１が現在位置で作業経路２０４を実行する。

監視装置２０３は、作業待機領域２０１を監視する。なお、監視装置２０３は、無人機、基地局装置、衛星、またはそれらの組み合わせとして実施可能である。無人機は、作業待機領域２０１の上空で、作業待機領域２０１を監視する。無人機は、作業待機領域２０１のデータを取得し、環境解析モジュール１０２は、作業待機領域２０１の環境パラメータを解析する。無人機は、撮像装置、赤外線装置などを搭載して作業待機領域２０１を検出することができる。監視装置２０３は、基地局装置としても実施可能である。作業待機領域２０１及びその周辺に一つ又は複数の基地局装置を設置し、作業待機領域２０１を監視することで、環境取得モジュール１０１に作業待機領域２０１のデータを取得させる。基地局装置は、作業待機領域２０１を監視、識別又はスキャン等を行って、作業待機領域２０１のデータを取得する。

監視装置２０３は衛星として実施され、環境取得モジュール１０１は、衛星を介して作業待機領域２０１の画像を取得し、作業待機領域２０１のデータを取得する。衛星は、作業待機領域２０１または作業待機領域２０１がある領域の写真、地質画像、赤外線画像などのデータを環境取得モジュール１０１に送信することができる。

環境取得モジュール１０１は、無人機、基地局装置、衛星などの監視装置２０３とその組み合わせから作業待機領域２０１のデータを取得し、環境解析モジュール１０２に、作業待機領域２０１を解析して、環境パラメータを生成することができる。

環境解析モジュール１０２は、環境取得モジュール１０１が送信したデータに基づいて、作業待機領域２０１における農業機械２０２が移動する移動可能面、農業機械２０２が移動できない障害面、作業待機領域２０１の境界、農業機械２０２が作業を要する作業面、農業機械２０２が作業を不要とする非作業面、既に作業が完了した非作業面等を解析し、環境パラメータを生成する。

作業経路計画モジュール１０３は、環境パラメータに基づいて作業経路を計画する。作業経路計画モジュール１０３は、環境パラメータにおける作業化環境の移動可能面、作業面、障害面、作業待機領域２０１の境界及び非作業面に応じて作業待機領域２０１の作業経路２０４を計画することが好ましい。

作業経路計画モジュール１０３によって計画された作業経路２０４は、農業機械２０２が作業待機領域２０１に進入した後、作業待機領域２０１で移動し、作業に使用するように適合されている。作業待機領域２０１は、一つの圃場がある領域または複数の圃場が接続されて形成された領域として実施されてもよい。

環境取得モジュール１０１は、一つの圃場のデータを取得し、複数の圃場のデータを取得することもできる。環境解析モジュール１０２は、一つの圃場のデータを解析し、この圃場の環境パラメータを生成する。環境解析モジュール１０２は、複数の圃場のデータを解析して環境パラメータを生成してもよい。環境解析モジュール１０３は、各圃場に対応する環境パラメータを付与する。環境解析モジュール１０３は、環境パラメータを付与するために、一部の圃場を全体の作業待機領域２０１としてもよい。

作業経路計画モジュール１０３は、作業待機領域２０１に対して作業経路２０4の計画を行う。作業経路計画モジュール１０３は、環境解析モジュール１０２が送信された環境パラメータに基づいて、作業待機領域２０１の境界を解析し、作業待機領域２０１の形状を得る。

例えば、監視装置２０３は、作業待機領域２０１を監視する。監視装置２０３は、作業待機領域２０１のデータを取得し、環境解析モジュール１０２により環境パラメータを生成する。環境解析モジュール１０２は、環境パラメータを作業経路計画モジュール１０３に送信する。作業経路計画モジュール１０３は、環境パラメータに基づいて、作業待機領域２０１が方形の圃場であることを解析し、作業経路計画モジュール１０３は、作業待機領域２０１の形状に基づいて作業経路２０4を計画する。

本発明の他の例では、作業経路計画モジュール１０３は、環境パラメータの障害面に基づいて、障害回避方式を解析し、作業経路２０4を計画する。

本発明の他の例では、環境解析モジュール１０２は、移動可能面、作業面、障害面などに基づいて、作業待機領域２０１の環境パラメータを生成し、作業経路計画モジュール１０３にフィードバックする。作業経路計画モジュール１０３は、環境パラメータの移動可能面、作業面、障害面に基づいて、作業経路２０4を計画する。

本発明はさらに、経路管理方法３００を提供する。本発明の一例では、経路管理方法３００は、経路管理システム１００によって実行される。図３を参照すると、経路管理方法３００は、少なくとも一つの作業待機領域２０１の環境データを取得するステップ３０１をさらに含む。作業待機領域を監視装置２０３によって監視して作業待機領域２０１のデータを生成し、環境取得モジュール１０１によって作業待機領域２０１のデータを監視装置２０３から取得する。さらに、経路管理方法３００は、作業待機領域２０１の環境パラメータを生成するステップ３０２を含む。環境解析モジュール１０２により、環境取得モジュール１０１から作業待機領域２０１のデータを取得する。環境解析モジュール１０２により、作業待機領域２０１のデータを解析し、作業待機領域２０１の環境パラメータを生成する。

ステップ３００は、さらに、作業待機領域２０１の少なくとも１つの作業経路２０４を計画するステップＳ３０３を含む。作業経路計画モジュール１０３で環境パラメータを解析することで、作業待機領域２０１の作業経路２０４を計画する。

経路管理方法３００は、農業機械２０２の位置を監視するステップ３０４を含む。監視装置２０３により農業機械２０２を監視し、農業機械２０２のリアルタイム位置を取得する。あるいは、農業機械２０２は、積極的に位置データを提供するために、ＧＰＳや北斗等の測位システムが配置される。

経路管理方法３００は、農業機械２０２が作業待機領域２０１に進入しているか否かを判断するステップ３０５と、対応する作業待機領域２０１の作業経路２０４を呼び出しするステップ３０６と、を含む。

監視モジュール１０４により農業機械２０２が作業待機領域２０１に進入するか否かを判定し、監視モジュール１０４により農業機械２０２が作業待機領域２０１に進入すると判定すると、ステップ３０６を実行し、呼び出しモジュール１０５により作業待機領域２０１の作業経路２０４を呼び出し、農業機械２０２が作業経路２０４に従って作業待機領域２０１で作業する。

さらに、経路管理方法３００は、環境データが変化したか否かを判定するステップ３０７を含む。

監視装置２０３により作業待機領域２０１のリアルタイムデータを取得し、適時に作業待機領域２０１の環境データを更新する。ステップ３０７では、作業待機領域２０１の環境データが変化していると判定され、ステップ２０３が実行され、監視装置２０３により取得した作業待機領域２０１のリアルタイムデータに基づいて、作業待機領域２０１の新たな環境パラメータが生成される。ステップ３０７で作業待機領域２０１に変化が生じていないと判断されると、ステップ３０１が実行され、引き続き監視装置２０３により作業待機領域２０１の環境データが取得される。すなわち、作業待機領域２０１のリアルタイムデータを監視装置２０３により取得することで、環境解析モジュール１０２が生成する環境パラメータは、作業待機領域２０１の最新を反映させることができ、作業経路計画モジュール１０３が計画する作業経路２０４が作業待機領域２０１に適合する。

図４に示されるように、本発明の一例において、ステップ３０２は、さらに、作業待機領域２０１の境界を解析するステップ３０２１と、作業待機領域２０１の形状を作成するステップ３０２２と、を含む。

ステップ３０２１では、監視装置２０３が、作業待機領域２０１により生成された環境データを監視し、境界解析モジュール１０２１が、作業待機領域２０１の境界を識別することにより、さらに作業待機領域２０１の境界の寸法を解析する。例えば、図５を参照して、監視装置２０３は、作業待機領域２０１を監視して、作業待機領域２０１の画像を取得する。境界解析モジュール１０２１により、作業待機領域２０１の画像を解析し、作業待機領域２０１の周辺の畦を境界として識別する。さらに、境界解析モジュール１０２１により、作業待機領域２０１の境界の寸法を解析する。境界解析モジュール１０２１により、作業待機領域２０１を境界の畦の長さとして識別する。

ステップ３０２２では、境界解析モジュール１０２１により、さらに、作業待機領域２０１の境界に応じて作業待機領域２０１の形状を解析する。ステップ３０３は、さらに、作業待機領域の形状と境界に応じて作業経路を計画するステップ３０３１を含む。作業経路計画モジュール１０３によって、作業待機領域２０１の作業経路を計画される。

図５を参照して、作業待機領域２０１を境界の畦とすることで、作業待機領域２０１の形状が方形であることを識別する。作業経路２０４の計画によると、農業機械２０２が方形の圃場の境界の延在方向に沿って別の境界に移動したときに操向し、引き続きその境界に沿って一定の距離を移動した後、再度、境界の延在方向に沿って別の境界に移動したように操向し、農業機械２０２が作業待機領域２０１の作業を完了するまで以上の動作を繰り返す。

図６に示すように、本発明の他の例では、ステップ３０２は、作業待機領域２０１の障害面、移動可能面、作業面を解析するステップ３０２３と、環境パラメータを生成するステップ３０２４と、を含む。

ステップ３０３は、障害面に基づいて障害回避方式を計画するステップ３０３２と、移動可能面、作業面、および障害回避方式に合わせて作業経路を生成するステップ３０３３と、を含む。

ステップ３０２３では、作業待機領域２０１の環境データに基づいて、作業待機領域２０１の農業機械２０２が移動可能な移動可能面、農業機械２０２の作業を要する作業面、農業機械２０２が通行できない障害面等を解析し、ステップ３０２４において、作業待機領域２０１の環境パラメータを生成する。

環境パラメータにおける作業待機領域２０１の移動可能面、作業面、障害面等に応じて、農業機械２０２が作業待機領域２０１での作業経路２０４が計画される。作業経路２０４は、農業機械２０２を作業待機領域２０１の移動可能面で移動し、障害面を避けるように案内する。ステップ３０３２では、農業機械２０２が障害面の影響を回避できるように、作業待機領域２０１における障害面の回避態様を解析する。

例えば、図７を参照して、監視装置２０３は、作業待機領域２０１を監視して、作業待機領域２０１のデータを取得する。ステップ３０２３では、作業待機領域２０１の環境データを解析して作業待機領域２０１に大きな樹木があることを得て、作業待機領域２０１の障害面を形成する。ステップ３０２３により、作業待機領域２０１の移動可能面や作業面などが識別される。ステップ３０２４では、環境パラメータが生成される。ステップ３０３２では、環境パラメータにより、作業待機領域２０１の障害面が占める領域と障害面周辺の環境状態が解析され、障害面の障害回避方式が計画される。作業待機領域２０１の障害面は大きな樹木であり、障害面の周辺に移動可能面があり、障害面を避けるために、障害面を回り道して通過するように設計されている。ステップ３０３３では、作業待機領域２０１の移動可能面と、作業面と、障害面の障害回避方式とに合わせて、作業待機領域２０１の作業経路が生成される。

本発明の別の例では、作業経路計画モジュール１０３は、作業待機領域２０１の境界及び障害面、作業面、移動可能面等に応じて作業経路２０４を計画する。図８を参照して、監視装置２０３は、作業待機領域２０１を監視して、作業待機領域２０１のデータを取得し、境界解析モジュール１０２１によって作業待機領域２０１が矩形の圃場であることを解析する。移動可能面１０２２に基づいて圃場の移動可能面が識別される。作業面解析モジュール１０２３によれば、圃場の作業面が識別される。障害面生成モジュール１０２４によれば、モジュール圃場に水道があると識別され、障害面である。フィードバックモジュール１０２５は、作業面、作業待機領域２０１の境界及び形状、障害面を作業経路計画モジュール１０３にフィードバックする。作業経路計画モジュールは、境界、形状、作業面、障害面等に応じて回避可能な作業経路２０４を計画する。監視モジュール１０４が、農業機械２０２が作業待機領域２０１の境界に達したことを監視すると、呼び出しモジュール１０５が、作業待機領域２０１の作業経路２０４を呼び出して農業機械２０２によって実行する。

当業者は、上記記載および図面に示す本発明の実施形態は、あくまで例示であって、本発明を限定するものではないことを理解すべきである。本発明は、全体的に且つ効率的に実現することを目的とする。本発明の機能及び構造の原理は、実施形態に示唆されており、本発明の実施形態については、上記した原理を乖離なければ、何ら変形又は修正を加えることも可能である。

Claims

少なくとも１つの農業機械に適用される経路管理システムであって、
少なくとも１つの作業待機領域の状況を解析して、少なくとも１つの環境パラメータを生成する環境解析モジュールと、
前記環境解析モジュールと通信可能に接続され、前記環境パラメータに基づいて、前記作業待機領域の少なくとも１つの作業経路を計画する作業経路計画モジュールと、
前記農業機械の位置を監視する監視モジュールと、
呼び出しモジュールと、を備え、
前記監視モジュールは、前記農業機械の位置に応じて、前記農業機械の前記作業待機領域を取得し、
前記呼び出しモジュールは、前記監視モジュールに通信接続され、前記監視モジュールから前記農業機械の位置と前記作業待機領域を取得し、
前記監視モジュールは、前記農業機械が前記作業待機領域に到達したことを監視する場合、前記呼び出しモジュールは、前記作業経路を呼び出し、前記農業機械は呼び出した前記作業経路に従って前記作業待機領域で作業することを特徴とする経路管理システム。
少なくとも１つの監視装置と通信接続され、前記作業待機領域を検出する環境取得モジュールを更に備え、
前記環境取得モジュールは、前記監視装置から前記作業待機領域の環境データを取得して前記環境解析モジュールに送信することを特徴とする請求項１に記載の経路管理システム。
前記環境解析モジュールは、境界解析モジュールを備え、
前記境界解析モジュールは、前記環境取得モジュールが取得した前記作業待機領域の環境データに基づいて、前記作業待機領域の１つの境界を識別し、
前記境界解析モジュールは、さらに前記作業待機領域の境界に基づいて、前記作業待機領域の形状と前記境界の寸法データを解析することを特徴とする請求項２に記載の経路管理システム。
前記環境解析モジュールは、移動可能面識別モジュールを備え、
前記移動可能面識別モジュールは、前記環境取得モジュールが取得した前記作業待機領域の環境データに基づいて、前記作業待機領域の移動可能面を識別することを特徴とする請求項２に記載の経路管理システム。
前記環境解析モジュールは、作業面解析モジュールを備え、
前記作業面解析モジュールは、前記環境取得モジュールが取得した前記作業待機領域の環境データに基づいて、前記作業待機領域の作業面を識別する請求項２に記載の経路管理システム。
前記環境解析モジュールは、障害面生成モジュールを備え、
前記障害面生成モジュールは、前記環境取得モジュールが取得した前記作業待機領域の環境データに基づいて、前記作業待機領域の障害面を生成することを特徴とする請求項２に記載の経路管理システム。
前記環境解析モジュールは、フィードバックモジュールを備え、
前記フィードバックモジュールは、それぞれ、前記境界モジュールから前記作業待機領域の形状と境界寸法を取得し、前記移動可能面識別モジュールから移動可能面を取得し、前記作業面解析モジュールから作業面を取得し、前記障害面生成モジュールから障害面を取得し、前記作業待機領域の前記環境パラメータを生成し、
前記フィードバックモジュールは、前記環境パラメータを前記作業経路計画モジュールにフィードバックすることを特徴とする請求項３に記載の経路管理システム。
前記環境解析モジュールは、フィードバックモジュールを備え、
前記フィードバックモジュールは、それぞれ、前記境界モジュールから前記作業待機領域の形状と境界寸法を取得し、前記移動可能面識別モジュールから移動可能面を取得し、前記作業面解析モジュールから作業面を取得し、前記障害面生成モジュールから障害面を取得し、前記作業待機領域の前記環境パラメータを生成し、
前記フィードバックモジュールは、前記環境パラメータを前記作業経路計画モジュールにフィードバックすることを特徴とする請求項６に記載の経路管理システム。
前記作業経路計画モジュールは、前記環境パラメータに基づいて、前記作業待機領域の形状と境界の寸法データを取得し、
前記作業経路計画モジュールは、前記作業待機領域の形状と境界の寸法データに基づいて、前記作業経路を計画することを特徴とする請求項７に記載の経路管理システム。
前記作業経路計画モジュールは、前記環境パラメータに基づいて、前記作業待機領域の形状と境界の寸法データを取得し、
前記作業経路計画モジュールは、前記作業待機領域の形状と境界の寸法データに基づいて、前記作業経路を計画することを特徴とする請求項８に記載の経路管理システム。
前記作業経路計画モジュールは、前記環境パラメータの障害面に基づいて、障害回避方式を解析し、前記作業待機領域の作業経路を計画することを特徴とする請求項７に記載の経路管理システム。
前記作業経路計画モジュールは、前記環境パラメータの障害面に基づいて、障害回避方式を解析し、前記作業待機領域の作業経路を計画することを特徴とする請求項８に記載の経路管理システム。
前記作業経路計画モジュールは、前記環境パラメータに基づいて、前記作業待機領域の作業経路を計画することを特徴とする請求項７に記載の経路管理システム。
前記作業経路計画モジュールは、前記環境パラメータに基づいて、前記作業待機領域の作業経路を計画することを特徴とする請求項８に記載の経路管理システム。
少なくとも１つの農業機械に適用される経路管理方法であって、
少なくとも１つの作業待機領域の環境データから環境パラメータを生成するステップ（Ａ）と、
前記環境パラメータに基づいて、前記作業待機領域の少なくとも１つの作業経路を計画するステップ（Ｂ）と、
監視モジュールにより前記農業機械が前記作業待機領域に進入するか否かを判定するステップと、
前記監視モジュールにより前記農業機械が前記作業待機領域に進入すると判定するステップと、
呼び出しモジュールにより前記作業待機領域の作業経路を呼び出し、前記農業機械が前記作業経路に従って作業待機領域で作業するステップと、を備えることを特徴とする経路管理方法。
前記ステップ（Ａ）は、
少なくとも１つの監視装置により、前記作業待機領域の環境データを取得するステップと、
前記作業待機領域の境界を識別するステップと、
前記作業待機領域の境界寸法及び形状を解析するステップと、
前記作業待機領域の環境パラメータを生成するステップと、を備えることを特徴とする請求項１５に記載の経路管理方法。
前記ステップ（Ｂ）は、さらに、前記作業待機領域の境界寸法及び形状に応じて前記作業経路を計画するステップを備えることを特徴とする請求項１６に記載の経路管理方法。
前記ステップ（Ａ）は、
少なくとも１つの監視装置により、前記作業待機領域の環境データを取得するステップと、
前記作業待機領域の障害面、移動可能面、作業面を識別するステップと、
前記環境パラメータを生成するステップと、を備えることを特徴とする請求項１５に記載の経路管理方法。
前記ステップ（Ｂ）は、さらに、
障害面に応じて、少なくとも１つの障害回避方式を計画するステップと、
前記作業経路を作成するステップと、を備えることを特徴とする請求項１８に記載の経路管理方法。