以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
<圃場管理システムの構成>
図1は、圃場管理システム7の概略構成図である。
圃場管理システム7は、水管理装置1、マルチコプタ2、支援装置3、端末装置4、及び中継局5を備えている。 図1では、便宜上、水管理装置1、マルチコプタ2、支援装置3、端末装置4、及び中継局5を1台ずつ示しているが、これらは圃場管理システム7に適宜数(1台以上)設けられている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
<Configuration of the farm management system>
FIG. 1 is a schematic diagram of a farm land management system 7.
The farm land management system 7 includes a water management device 1, a multicopter 2, a support device 3, a terminal device 4, and a relay station 5. For convenience, Fig. 1 shows one each of the water management device 1, the multicopter 2, the support device 3, the terminal device 4, and the relay station 5, but an appropriate number (one or more) of these may be provided in the farm land management system 7.
図2は、複数の圃場H1~H5の平面図である。
図2に示す複数の圃場H1~H5は、所定の地域に所定の間隔で設けられている。圃場H1~H5の畔には、水管理装置1が設置されている。圃場H1~H5の外形(広さを含む。)などが考慮されて、水管理装置1は必要に応じて適宜数設置される。以下、便宜上、圃場H1~H5及び他の圃場を、単に圃場Hと言う。
FIG. 2 is a plan view of a number of farm fields H1 to H5.
A number of fields H1 to H5 shown in Figure 2 are provided at predetermined intervals in a predetermined area. A water management device 1 is installed on the banks of the fields H1 to H5. Taking into consideration the external shapes (including the area) of the fields H1 to H5, an appropriate number of water management devices 1 are installed as required. For convenience, hereinafter, the fields H1 to H5 and other fields will be referred to simply as field H.
図1において、マルチコプタ2は、無人の自律型飛行体、いわゆるドローンである。マルチコプタ2は、圃場Hの上空を飛行可能な飛行体及び移動体の一例である。
支援装置3は、管理センタ(図示省略)に設置されたサーバ又はパーソナルコンピュータなどから成る。支援装置3は、圃場管理システム7の管理者によって操作可能である。端末装置4は、圃場Hで農作業を行う作業者により携帯されるスマートフォン若しくはタブレット機、又は農作業者の自宅などに設置されたパーソナルコンピュータなどから成る。端末装置4は作業者により使用される。
1 , the multicopter 2 is an unmanned autonomous flying object, so-called a drone. The multicopter 2 is an example of an flying object or a moving object that can fly in the sky above a farm field H.
The support device 3 is composed of a server or a personal computer installed in a management center (not shown). The support device 3 can be operated by an administrator of the farm field management system 7. The terminal device 4 is composed of a smartphone or tablet device carried by a worker performing farm work in the farm field H, or a personal computer installed in the farm worker's home or the like. The terminal device 4 is used by the worker.
中継局5は、水管理装置1と支援装置3との無線通信を中継する通信ユニットである。中継局5は、水管理装置1からの様々な情報を支援装置3に送信したり、支援装置3からの様々な情報を水管理装置1に送信したりする。つまり、水管理装置1と支援装置3は、中継局5を介して相互に無線で通信を行う。
マルチコプタ2と支援装置3は、インターネット、携帯電話通信網、又はその他のデータ通信網等の通信網6を介して相互に無線で通信を行う。また、マルチコプタ2と支援装置3とは、不揮発性メモリカード又はUSBメモリなどの記憶媒体30(後述の図7など)を介して、情報を付与したり取得したりすることも可能である。端末装置4と支援装置3は、通信網6を介して相互に無線で通信を行う。
The relay station 5 is a communication unit that relays wireless communication between the water management device 1 and the support device 3. The relay station 5 transmits various information from the water management device 1 to the support device 3, and transmits various information from the support device 3 to the water management device 1. In other words, the water management device 1 and the support device 3 communicate with each other wirelessly via the relay station 5.
The multicopter 2 and the support device 3 communicate with each other wirelessly via a communication network 6 such as the Internet, a mobile phone communication network, or other data communication network. The multicopter 2 and the support device 3 can also give and receive information via a storage medium 30 such as a non-volatile memory card or a USB memory (see FIG. 7, etc., described later). The terminal device 4 and the support device 3 communicate with each other wirelessly via the communication network 6.
他の例として、支援装置3とマルチコプタ2との通信、又は支援装置3と端末装置4との通信を、中継局5により中継してもよいし、或いは有線で行ってもよい。また、水管理装置1、マルチコプタ2、支援装置3、及び端末装置4のうちのいずれか2つが、中継局5や通信網6を介さずに、直接相互に無線で通信してもよい。
As another example, communication between the support device 3 and the multicopter 2, or communication between the support device 3 and the terminal device 4, may be relayed by a relay station 5, or may be performed by wire. Also, any two of the water management device 1, the multicopter 2, the support device 3, and the terminal device 4 may communicate directly with each other wirelessly without going through the relay station 5 or the communication network 6.
<圃場の給排水構成>
図3は、圃場Hと水管理装置1の側面図である。
圃場Hは、例えば水稲から成る作物Uを作付けした水田である。図3に示す圃場Hには、水Wが張られている。水管理装置1は、圃場Hの給水側(図3で左側)と排水側(図3で右側)とにそれぞれ設置されている。給水側に設置された水管理装置1(F)は、パイプライン100の分岐管100bの先端部に、開閉弁100cを介して接続されている。開閉弁100cは、分岐管100bの先端部に装着されている。分岐管100bの根元部は、パイプライン100の供給管100aに接続されている。即ち、分岐管100bは、供給管100aから分岐して、圃場H1に向かって延びている。供給管100aには、用水路(図示省略)を流れる用水が導入される。
<Water supply and drainage configuration of the field>
FIG. 3 is a side view of the field H and the water management device 1.
The field H is a paddy field in which a crop U consisting of, for example, rice is cultivated. Water W is filled in the field H shown in FIG. 3. The water management device 1 is installed on the water supply side (left side in FIG. 3) and the drainage side (right side in FIG. 3) of the field H. The water management device 1 (F) installed on the water supply side is connected to the tip of the branch pipe 100b of the pipeline 100 via an on-off valve 100c. The on-off valve 100c is attached to the tip of the branch pipe 100b. The base of the branch pipe 100b is connected to the supply pipe 100a of the pipeline 100. That is, the branch pipe 100b branches off from the supply pipe 100a and extends toward the field H1. Irrigation water flowing through an irrigation channel (not shown) is introduced into the supply pipe 100a.
圃場Hの排水側に設置された水管理装置1(D)は、排水桝122に設けられた落水部123の上端部に接続されている。排水桝122には、排水管121の先端部が接続されている。排水管121の根元部は、排水路120に接続されている。
The water management device 1 (D) installed on the drainage side of the field H is connected to the upper end of the water drop section 123 provided in the drainage basin 122. The tip of the drainage pipe 121 is connected to the drainage basin 122. The base of the drainage pipe 121 is connected to the drainage channel 120.
<給水側の水管理装置の構造>
図4は、給水側の水管理装置1(F)の内部を示す図である。
給水側の水管理装置1(F)の収容体11は、垂直方向に長く延びる立体構造を有している。収容体11は、筒状に形成されていて、水管理装置1(F)の筐体を構成している。また、収容体11は、開閉弁100cの上方に設置されている。
開閉弁100cの本体101は、筒状に形成されていて、内部に用水が通過可能になっている。この本体101の内部には、弁体102と弁軸103と軸受部104とが設けられている。弁軸103の下端部は、弁体102に連結されている。軸受部104は、本体101の上端部の内側に嵌合されている。軸受部104の上部は、本体101から上方に突出している。本体101の周面には、当該本体101を径方向に貫通する貫通孔105が形成されている。貫通孔105は、用水が圃場Hに向かって流出する供給口である。
<Structure of water management device on water supply side>
FIG. 4 is a diagram showing the inside of the water management device 1(F) on the water supply side.
The container 11 of the water management device 1(F) on the water supply side has a three-dimensional structure that extends long in the vertical direction. The container 11 is formed in a cylindrical shape and constitutes the housing of the water management device 1(F). The container 11 is also installed above the on-off valve 100c.
The main body 101 of the on-off valve 100c is formed in a cylindrical shape, and the irrigation water can pass through the inside. A valve body 102, a valve shaft 103, and a bearing portion 104 are provided inside the main body 101. The lower end of the valve shaft 103 is connected to the valve body 102. The bearing portion 104 is fitted inside the upper end of the main body 101. The upper portion of the bearing portion 104 protrudes upward from the main body 101. A through hole 105 that penetrates the main body 101 in the radial direction is formed on the peripheral surface of the main body 101. The through hole 105 is a supply port through which the irrigation water flows out toward the field H.
弁軸103は、軸受部104に対して回転自在に支持されている。弁軸103の外周には雌ねじが形成され、軸受部104の内周には雄ねじが形成されている。弁軸103が軸心周りに回転しながら垂直方向に移動することによって、弁体102が垂直方向に移動して、貫通孔105を開閉させ、用水が圃場Hに対して給水されたり、当該給水が停止されたりする。つまり、弁体102は、用水の給水を調整する機構(調整機構)である。なお、上記開閉弁100cは一例であり、上述した構成に限定されない。
The valve shaft 103 is supported rotatably relative to the bearing portion 104. A female thread is formed on the outer periphery of the valve shaft 103, and a male thread is formed on the inner periphery of the bearing portion 104. As the valve shaft 103 moves vertically while rotating around its axis, the valve body 102 moves vertically to open and close the through hole 105, supplying irrigation water to the field H or stopping the water supply. In other words, the valve body 102 is a mechanism (adjustment mechanism) that adjusts the supply of irrigation water. Note that the above-mentioned on-off valve 100c is one example, and is not limited to the above-mentioned configuration.
収容体11の内部には、アクチュエータ10等が備わっている。アクチュエータ10は、圃場Hに供給する給水(用水の給水)及び圃場Hから排出する排水のいずれかを行う弁体102の開閉動作を行う。アクチュエータ10は、電動モータ10aと、電動モータ10aの駆動により回転する回転軸10bとを有している。
電動モータ10aのモータ軸12には、当該モータ軸12の回転に伴って回転するギア14が取付けられている。ギア14には、ギア15が噛み合っている。ギア15の内面側には、キー溝(符号省略)が形成されている。当該キー溝には、回転軸10bに設けられた凸状の摺動部17が嵌め込まれている。ギア15は、軸受16に回転自在に支持され、且つ回転軸10bを垂直方向に移動自在に支持している。なお、ギア15と回転軸10bとはスプラインによって連結してもよく、上述した構成に限定されない。
The housing 11 is provided therein with an actuator 10 and the like. The actuator 10 opens and closes a valve body 102 that either supplies water (irrigation water) to the field H or drains water from the field H. The actuator 10 has an electric motor 10a and a rotating shaft 10b that rotates when driven by the electric motor 10a.
A gear 14 that rotates with the rotation of the motor shaft 12 is attached to the motor shaft 12 of the electric motor 10a. A gear 15 meshes with the gear 14. A key groove (reference number omitted) is formed on the inner surface of the gear 15. A convex sliding portion 17 provided on the rotating shaft 10b is fitted into the key groove. The gear 15 is rotatably supported by a bearing 16, and supports the rotating shaft 10b so as to be movable in the vertical direction. The gear 15 and the rotating shaft 10b may be connected by a spline, and are not limited to the above-mentioned configuration.
回転軸10bの下端部は、弁軸103の上端部と連結している。例えば、回転軸10bの下端部には、カップリング部18が形成されている。カップリング部18には、弁軸103の上端部に形成されたカップリング部19が連結されている。
上記アクチュエータ10によれば、電動モータ10aを回転駆動させることで、ギア14、15及び回転軸10bを回転させて、回転軸10bを垂直方向に移動させることができる。そして、回転軸10bの回転と垂直移動に伴って、弁軸103を回転させながら垂直方向に移動させて、弁体102を開閉動作(貫通孔105の開放及び閉塞)させることができる。
The lower end of the rotating shaft 10b is connected to the upper end of the valve shaft 103. For example, a coupling portion 18 is formed at the lower end of the rotating shaft 10b. A coupling portion 19 formed at the upper end of the valve shaft 103 is connected to the coupling portion 18.
According to the actuator 10, the gears 14, 15 and the rotary shaft 10b can be rotated and the rotary shaft 10b can be moved vertically by driving the electric motor 10a to rotate. In addition, the valve shaft 103 can be moved vertically while rotating in accordance with the rotation and vertical movement of the rotary shaft 10b, thereby opening and closing the valve body 102 (opening and closing the through hole 105).
収容体11は、複数の筒体11a、11b、11cを有している。筒体11a、11b、11cのそれぞれは垂直方向に並べられていて互いに連結されている。具体的には、筒体11aの下端は、開閉弁100cの本体101に取付けられた取付台115に、ボルト等の締結具によって取付けられている。筒体11aは、取付台115に取付けられた状態で上方に延びるように起立している。
The container 11 has a number of cylinders 11a, 11b, and 11c. The cylinders 11a, 11b, and 11c are arranged vertically and connected to each other. Specifically, the lower end of the cylinder 11a is attached to a mounting base 115 attached to the main body 101 of the on-off valve 100c by a fastener such as a bolt. The cylinder 11a stands upright and extends upwards while attached to the mounting base 115.
筒体11aの上には、筒体11bが連結されている。筒体11aの上端と筒体11bの下端との間には、筒状の連結部材25が設けられている。連結部材25は、周壁部25aと、周壁部25aから径外方向に突出したフランジ部25bと、周壁部25aの上端側に設けられた支持壁25cとを有している。筒体11aの上端をフランジ部25bに近接させ、筒体11bの下端をフランジ部25bに近接させる。また、筒体11aの上端及び周壁部25aをボルト等の締結具で締結し、筒体11bの下端及び周壁部25aをボルト等の締結具で締結する。これにより、筒体11aの上端と筒体11bとが一体化されている。
Cylinder 11b is connected to the top of cylinder 11a. A cylindrical connecting member 25 is provided between the upper end of cylinder 11a and the lower end of cylinder 11b. Connecting member 25 has a peripheral wall portion 25a, a flange portion 25b protruding radially outward from peripheral wall portion 25a, and a support wall 25c provided on the upper end side of peripheral wall portion 25a. The upper end of cylinder 11a is brought close to flange portion 25b, and the lower end of cylinder 11b is brought close to flange portion 25b. The upper end of cylinder 11a and peripheral wall portion 25a are fastened with fasteners such as bolts, and the lower end of cylinder 11b and peripheral wall portion 25a are fastened with fasteners such as bolts. As a result, the upper end of cylinder 11a and cylinder 11b are integrated.
支持壁25cには、回転軸10bが貫通する貫通孔(符号省略)が形成されている。軸受16等が取り付けられた構造体27を支持壁25cに取付けることにより、電動モータ10a、回転軸10b、及びギア15が支持壁25cにより支持されている。即ち、筒体11a、11bによって、アクチュエータ10を収容する第1筒体が構成されている。
筒体11bは、下壁部31と、上壁部32と、これら壁部31、32の間に設けられた中間壁33を有している。中間壁33は、径外方向に突出した突出壁34を有している。突出壁34は、円形に構築されている。突出壁34の内側には、操作盤43が設けられている。操作盤43は、中間壁33の外周面に取り付けられている。上壁部32の内径を中間壁33の内径より大きくすることで、上壁部32と中間壁33の連結部分には、段部35が形成されている。段部35は、筒体11bの径内方向に突出して、筒体11cの下端部を支持している。即ち、筒体11bの上壁部32と段部35とは、筒体11cの下部を上方から差し込む差し込み部となっている。
The support wall 25c has a through hole (reference number omitted) through which the rotating shaft 10b passes. A structure 27 to which the bearings 16 and the like are attached is attached to the support wall 25c, so that the electric motor 10a, the rotating shaft 10b, and the gear 15 are supported by the support wall 25c. That is, the cylindrical bodies 11a and 11b form a first cylindrical body that houses the actuator 10.
The cylindrical body 11b has a lower wall portion 31, an upper wall portion 32, and an intermediate wall 33 provided between these walls 31 and 32. The intermediate wall 33 has a protruding wall 34 protruding in the radially outward direction. The protruding wall 34 is constructed in a circular shape. An operation panel 43 is provided inside the protruding wall 34. The operation panel 43 is attached to the outer circumferential surface of the intermediate wall 33. By making the inner diameter of the upper wall portion 32 larger than the inner diameter of the intermediate wall 33, a step portion 35 is formed at the connecting portion between the upper wall portion 32 and the intermediate wall 33. The step portion 35 protrudes in the radially inward direction of the cylindrical body 11b and supports the lower end portion of the cylindrical body 11c. That is, the upper wall portion 32 and the step portion 35 of the cylindrical body 11b are an insertion portion into which the lower portion of the cylindrical body 11c is inserted from above.
筒体11cは、筒体11bの内部に上方から嵌め込まれて、筒体11bと段部35によって支持されている。筒体11cの下端部には、載置板37が取り付けられている。載置板37は、段部35によって下方から支持されている。筒体11cの上端は、天板39によって閉鎖されている。筒体11cの上部には、ブラケット38を介してソーラパネル40が取り付けられている。
Cylinder 11c is fitted into cylinder 11b from above and is supported by cylinder 11b and step 35. A mounting plate 37 is attached to the lower end of cylinder 11c. Mounting plate 37 is supported from below by step 35. The upper end of cylinder 11c is closed by top plate 39. A solar panel 40 is attached to the upper part of cylinder 11c via bracket 38.
筒体11cの内部には、検出装置50、制御装置60、通信装置70、監視カメラ80、及び電源装置41が備わっている。監視カメラ80で圃場Hを撮像することができるように、筒体11cの周面には窓部153が設けられている。窓部153は、筒体11cの周面に形成された貫通孔153aと、当該貫通孔153aを覆う透明カバー153bとから構成されている。透明カバー153bは光を透過可能である。
Inside the cylindrical body 11c, there are a detection device 50, a control device 60, a communication device 70, a surveillance camera 80, and a power supply device 41. A window portion 153 is provided on the circumferential surface of the cylindrical body 11c so that the surveillance camera 80 can capture images of the farm field H. The window portion 153 is composed of a through hole 153a formed on the circumferential surface of the cylindrical body 11c and a transparent cover 153b that covers the through hole 153a. The transparent cover 153b is capable of transmitting light.
<排水(落水)側の水管理装置の構造>
図5は、排水側の水管理装置1(D)の内部を示す図である。
排水側の水管理装置1(D)の筐体も、収容体11により構成されている。排水側の水管理装置1(D)の収容体11は、落水部123の上部に設置されている。
落水部123は、仕切弁125と移動機構126とを備えている。移動機構126は、仕切部125を垂直方向に移動させる。仕切弁125は、垂直方向に移動することで、圃場Hの水を排水管121に向かって落水させない状態(閉鎖状態)と、落水させる状態(開放状態)とに位置変更可能である。
<Structure of the water management device on the drainage (falling water) side>
FIG. 5 is a diagram showing the inside of the water management device 1(D) on the drainage side.
The housing of the water management device 1(D) on the drainage side is also composed of a housing 11. The housing 11 of the water management device 1(D) on the drainage side is installed on the upper part of the water falling portion 123.
The water drainage section 123 includes a gate valve 125 and a movement mechanism 126. The movement mechanism 126 vertically moves the gate section 125. By moving vertically, the gate valve 125 can be changed in position between a state in which water from the field H is not drained toward the drain pipe 121 (closed state) and a state in which water is drained (open state).
移動機構126は、台座127、案内棒128、移動筒130、第1軸129、及び第2軸132を有している。台座127は、落水部123の上端に取り付けられている。台座127の下面には、複数の案内棒128の上端が固定されている。各案内棒128は下方に延びて、移動筒130のフランジ部(符号省略)を貫通している。移動筒130は、案内棒128に沿って上下方向に移動可能になっている。第1軸129は、台座127に形成された貫通孔に挿入されている。
The moving mechanism 126 has a base 127, a guide rod 128, a movable cylinder 130, a first shaft 129, and a second shaft 132. The base 127 is attached to the upper end of the water drop section 123. The upper ends of multiple guide rods 128 are fixed to the lower surface of the base 127. Each guide rod 128 extends downward and penetrates a flange portion (number omitted) of the movable cylinder 130. The movable cylinder 130 is movable in the vertical direction along the guide rod 128. The first shaft 129 is inserted into a through hole formed in the base 127.
排水側の水管理装置1(D)の収容体11の筒体11a、11bの内部にも、アクチュエータ10等が備わっている。第1軸129の上端は、カップリング等によりアクチュエータ10の回転軸10bに連結されている。排水側の水管理装置1(D)の回転軸10bを回転及び垂直移動させる構成と構造は、図4に示した排水側の水管理装置1(D)の回転軸10bを回転及び垂直移動させる構成と構造と同様であるため、説明を省略する(図5では符号も省略)。
The actuator 10 and the like are also provided inside the cylindrical bodies 11a, 11b of the housing 11 of the water management device 1(D) on the drainage side. The upper end of the first shaft 129 is connected to the rotating shaft 10b of the actuator 10 by a coupling or the like. The configuration and structure for rotating and vertically moving the rotating shaft 10b of the water management device 1(D) on the drainage side is similar to the configuration and structure for rotating and vertically moving the rotating shaft 10b of the water management device 1(D) on the drainage side shown in Figure 4, so a description thereof will be omitted (reference numbers are also omitted in Figure 5).
第2軸132は、第1軸129の下端に連結されている。また、第2軸132は移動筒130を貫通している。第2軸132の外周には雄ねじが形成され、移動筒130の内周には雌ねじが形成されている。アクチュエータ10の電動モータ10aを回転駆動させて、回転軸10bを回転及び垂直移動させることによって、第1軸129及び第2軸132を回転させながら垂直方向に移動させて、移動筒130を垂直方向に移動させることができる。
The second shaft 132 is connected to the lower end of the first shaft 129. The second shaft 132 also passes through the movable cylinder 130. A male thread is formed on the outer periphery of the second shaft 132, and a female thread is formed on the inner periphery of the movable cylinder 130. By rotating and driving the electric motor 10a of the actuator 10 to rotate and move the rotating shaft 10b vertically, the first shaft 129 and the second shaft 132 can be moved vertically while rotating, and the movable cylinder 130 can be moved vertically.
仕切弁125は、移動筒130に取付けられたブラケット131等に装着されている。仕切弁125は筒状に形成されている。移動筒130の垂直方向への移動に伴って、仕切部125の高さが変わる構造になっている。仕切弁125の上端が圃場Hの水面より高いときは、仕切弁125は落水をさせない閉鎖状態となる。仕切弁125の上端が圃場Hの水面より低いときは、仕切弁125は落水をさせる開放状態となる。アクチュエータ10を作動させて、移動筒130を垂直移動させることによって、仕切弁125を開閉動作(落水と落水停止)させることができる。つまり、仕切弁125は、排水を調整する機構(調整機構)である。
The gate valve 125 is attached to a bracket 131 attached to the movable cylinder 130. The gate valve 125 is formed in a cylindrical shape. The height of the gate portion 125 changes as the movable cylinder 130 moves vertically. When the upper end of the gate valve 125 is higher than the water level of the field H, the gate valve 125 is in a closed state that does not allow water to flow. When the upper end of the gate valve 125 is lower than the water level of the field H, the gate valve 125 is in an open state that allows water to flow. By operating the actuator 10 and moving the movable cylinder 130 vertically, the gate valve 125 can be opened and closed (allowing water to flow and stopping water from flowing). In other words, the gate valve 125 is a mechanism (adjustment mechanism) that adjusts drainage.
排水側の水管理装置1(D)の筒体11cの内部にも、検出装置50、制御装置60、通信装置70、監視カメラ80、及び電源装置41が備わっている(図5)。また、筒体11cの周面には窓部153が設けられている。
上述したように、水管理装置1は、圃場Hに供給する給水及び圃場Hから排出する排水のいずれかを開閉動作によって行う弁体(弁体102又は仕切弁125)を含んだ開閉機構を有している。
The cylindrical body 11c of the water management device 1(D) on the drainage side also contains a detection device 50, a control device 60, a communication device 70, a monitoring camera 80, and a power supply device 41 (FIG. 5). In addition, a window portion 153 is provided on the peripheral surface of the cylindrical body 11c.
As described above, the water management device 1 has an opening/closing mechanism including a valve body (valve body 102 or gate valve 125) that opens and closes either the water supply to the field H or the drainage water discharged from the field H.
<飛行体の構造>
図6は、マルチコプタ2を側方から見た外観図である。
マルチコプタ2は、機体20a、アーム20b、回転翼20c、スキッド20f、撮像装置28、及び測位装置22を有している。アーム20bは、機体20aの周面に周方向に所定の間隔で複数設けられている。各アーム20bは、機体20aの周面から側方に突出している。
回転翼20cは各アーム20bに設けられ、ロータ(電動モータ)20dとブレード(プロペラ)20eとを含んでいる(符号省略)。ロータ20dは、機体20aの内部に設けられた蓄電池の電力によって回転駆動する。ブレード20eは、ロータ20dの駆動力によって回転する。各回転翼20cのブレード20eが回転することで、揚力が発生して、マルチコプタ2が上空に浮上する。また、各回転翼20cのブレード20eの回転数を異ならせることで、マルチコプタ2のホバリングと様々な方向への移動(上昇、下降、前進、後進、及び左右への旋回など)が可能になる。
<Aircraft structure>
FIG. 6 is an external view of the multicopter 2 as seen from the side.
The multicopter 2 has a body 20a, an arm 20b, a rotor 20c, a skid 20f, an imaging device 28, and a positioning device 22. A plurality of arms 20b are provided on the peripheral surface of the body 20a at predetermined intervals in the circumferential direction. Each arm 20b protrudes laterally from the peripheral surface of the body 20a.
The rotor 20c is provided on each arm 20b and includes a rotor (electric motor) 20d and a blade (propeller) 20e (reference numerals omitted). The rotor 20d is driven to rotate by the power of a storage battery provided inside the airframe 20a. The blade 20e is rotated by the driving force of the rotor 20d. The rotation of the blade 20e of each rotor 20c generates lift, and the multicopter 2 rises into the sky. In addition, by varying the rotation speed of the blade 20e of each rotor 20c, the multicopter 2 can hover and move in various directions (ascending, descending, moving forward, moving backward, turning left and right, etc.).
スキッド(ランディングギア)20fは、機体20aの下面に所定の間隔で複数設けられている。各スキッド20fは、機体20aの下面から斜め下方に向かって突出している。スキッド20fは地面に接して、機体20aを支持する。
撮像装置28は、スキッド20f同士の間に位置するように、機体20aの下面に取り付けられている。撮像装置28は、例えばCCDカメラ、CMOSカメラ、又は赤外線カメラなどから構成されている。マルチコプタ2を圃場Hの上空で飛行させているときに、撮像装置28によって圃場Hを空撮することができる。
A plurality of skids (landing gears) 20f are provided at predetermined intervals on the underside of the aircraft body 20a. Each skid 20f protrudes diagonally downward from the underside of the aircraft body 20a. The skids 20f come into contact with the ground to support the aircraft body 20a.
The imaging device 28 is attached to the underside of the airframe 20a so as to be located between the skids 20f. The imaging device 28 is composed of, for example, a CCD camera, a CMOS camera, an infrared camera, or the like. When the multicopter 2 is flying above the field H, the imaging device 28 can take an aerial image of the field H.
測位装置22は、機体20aの上面に取り付けられている。測位装置22は、衛星測位システムによって自己の位置(緯度、経度を含む測位情報)を検出する。即ち、測位装置22は、測位衛星から送信された信号(測位衛星の位置、送信時刻、補正情報等)を受信し、受信した信号に基づいてマルチコプタ2の位置(緯度、経度)を検出する。測位装置22は、マルチコプタ2の位置を検出する位置検出部である。他の例として、測位装置22は、測位衛星からの信号を受信可能な基準局より受信した補正信号等に基づいて補正した位置を、マルチコプタ2の位置として検出してもよい。
The positioning device 22 is attached to the upper surface of the aircraft 20a. The positioning device 22 detects its own position (positioning information including latitude and longitude) using a satellite positioning system. That is, the positioning device 22 receives signals transmitted from positioning satellites (position of the positioning satellite, transmission time, correction information, etc.) and detects the position (latitude, longitude) of the multicopter 2 based on the received signals. The positioning device 22 is a position detection unit that detects the position of the multicopter 2. As another example, the positioning device 22 may detect the position of the multicopter 2 as a corrected position based on a correction signal received from a reference station that can receive a signal from a positioning satellite, etc.
<第1実施形態の電気的構成>
図7は、第1実施形態の圃場管理システム7の電気的構成図である。
<水管理装置の電気的構成>
図7に示すように、水管理装置1は、制御装置60、アクチュエータ10、通信装置70、検出装置50、監視カメラ80、電源装置41、及びソーラパネル40を備えている。制御装置60は、CPUとメモリなどから構成されている。制御装置60には、揮発性のメモリと不揮発性のメモリから成る記憶部60aが設けられている。制御装置60は水管理装置1の各部の動作を制御する。
<Electrical configuration of the first embodiment>
FIG. 7 is a diagram showing the electrical configuration of the farm land management system 7 according to the first embodiment.
<Electrical configuration of the water management device>
As shown in Fig. 7, the water management device 1 includes a control device 60, an actuator 10, a communication device 70, a detection device 50, a monitoring camera 80, a power supply device 41, and a solar panel 40. The control device 60 is composed of a CPU, a memory, etc. The control device 60 is provided with a storage unit 60a consisting of a volatile memory and a non-volatile memory. The control device 60 controls the operation of each part of the water management device 1.
アクチュエータ10は、前述した電動モータ10aと、当該電動モータ10aを駆動するためのモータ駆動回路(図示省略)を有している。制御装置60は、モータ駆動回路により電動モータ10aの駆動を制御して、前述した弁体102、125を開閉動作させて、圃場Hに対して給水又は排水を行う。
通信装置70は、中継局5と通信網6とを介して支援装置3と通信するための通信モジュールであって、支援装置3に対して様々な情報を無線で送受信可能である。また、通信装置70は、通信網6を介してマルチコプタ2又は端末装置4に対しても通信可能である。さらに、通信装置70は、例えば通信規格であるIEEE802.11シリーズのWi-Fi(Wireless Fidelity、登録商標)、BLE(Bluetooth(登録商標)Low Energy)、LPWA(Low Power, Wide Area)、LPWAN(Low-Power Wide-Area Network)などの方式に従って無線通信を行うことも可能である。
The actuator 10 has the electric motor 10a and a motor drive circuit (not shown) for driving the electric motor 10a. The control device 60 controls the drive of the electric motor 10a by the motor drive circuit to open and close the valve bodies 102, 125 described above to supply water to or drain water from the field H.
The communication device 70 is a communication module for communicating with the support device 3 via the relay station 5 and the communication network 6, and can wirelessly transmit and receive various information to and from the support device 3. The communication device 70 can also communicate with the multicopter 2 or the terminal device 4 via the communication network 6. Furthermore, the communication device 70 can perform wireless communication according to a method such as IEEE 802.11 series Wi-Fi (Wireless Fidelity, registered trademark), BLE (Bluetooth (registered trademark) Low Energy), LPWA (Low Power, Wide Area), and LPWAN (Low-Power Wide-Area Network), which are communication standards.
検出装置50は、圃場Hの所定現象の状態を検出する複数の検出部50a~50dを有している。そのうち、気温検出部50aは気温センサから構成されていて、圃場Hの気温を検出する。湿度検出部50bは湿度センサから構成されていて、圃場Hの湿度を検出する。日射検出部50cは日射センサから構成されていて、圃場Hの日射量を検出する。風検出部50dは風向風速計から構成されていて、圃場Hに吹く風の状態として風向と風速を検出する。
The detection device 50 has multiple detection units 50a to 50d that detect the state of a specific phenomenon in the field H. Of these, the air temperature detection unit 50a is composed of an air temperature sensor and detects the air temperature in the field H. The humidity detection unit 50b is composed of a humidity sensor and detects the humidity in the field H. The solar radiation detection unit 50c is composed of a solar radiation sensor and detects the amount of solar radiation in the field H. The wind detection unit 50d is composed of an anemometer and detects the wind direction and wind speed as the state of the wind blowing in the field H.
検出部センサ50a~50dの検出子は、前述した水管理装置1の収容部11の外部(圃場H)に設けられている。また、検出部センサ50a~50dの検出子の出力信号に基づいて、検出値(気温、湿度、及び風向・風速)を演算する演算回路は、水管理装置1の収容部11の内部に設けられていてもよい。制御装置60は、各検出部センサ50a~50dで検出された画像のデータを記憶部60aに記憶させる。
The detectors of the detection sensors 50a to 50d are provided outside (field H) the storage unit 11 of the water management device 1 described above. In addition, a calculation circuit that calculates the detection values (air temperature, humidity, and wind direction/speed) based on the output signals of the detectors of the detection sensors 50a to 50d may be provided inside the storage unit 11 of the water management device 1. The control device 60 stores the image data detected by each of the detection sensors 50a to 50d in the memory unit 60a.
なお、水管理装置1は、気温検出部50a、湿度検出部50b、日射検出部50c、及び風検出部50dの全てを備えている必要はなく、適宜、組み合わせが可能である。また、例えば圃場Hの水位、水温、土壌温度、土壌水分、風量等のその他の所定現象を検出するセンサから成る検出部を、検出装置50に設けてもよい。
監視カメラ80は、CCDカメラ、CMOSカメラ、又は赤外線カメラなどから構成されている。監視カメラ80は、撮像部80aと画像処理部80bとを有している。撮像部80aは、圃場Hの水面、作物U(図3)、及びこれらの周辺を撮像する。画像処理部80bは、撮像部80aにより撮像された画像のデータを処理する。制御装置60は、監視カメラ80で撮像された画像のデータを記憶部60aに記憶させる。監視カメラ80は、地上で圃場Hを撮像する地上の撮像装置であり、且つ当該撮像動作を行うことによって圃場Hを監視する地上の監視部である。
The water management device 1 does not need to include all of the air temperature detection unit 50a, humidity detection unit 50b, solar radiation detection unit 50c, and wind detection unit 50d, and any combination of these units may be used as appropriate. The detection device 50 may also be provided with a detection unit consisting of sensors that detect other predetermined phenomena, such as the water level, water temperature, soil temperature, soil moisture, and wind volume in the field H.
The surveillance camera 80 is composed of a CCD camera, a CMOS camera, an infrared camera, or the like. The surveillance camera 80 has an imaging unit 80a and an image processing unit 80b. The imaging unit 80a captures images of the water surface, the crop U (FIG. 3), and their surroundings in the field H. The image processing unit 80b processes the data of the images captured by the imaging unit 80a. The control device 60 stores the data of the images captured by the surveillance camera 80 in the memory unit 60a. The surveillance camera 80 is a ground-based imaging device that captures images of the field H on the ground, and is also a ground-based monitoring unit that monitors the field H by performing the imaging operation.
図2及び図3に示したように、圃場Hに複数の水管理装置1を設置した場合、各水管理装置1に備わる監視カメラ80は、圃場Hの全体を撮像してもよいし、又は圃場Hの所定範囲(一部)を撮像してもよい。また、各水管理装置1に備わる監視カメラ80の撮像範囲を完全に異ならせてもよいし、又は一部重複させてもよい。さらに、各水管理装置1に監視カメラ80を複数設けてもよい。
As shown in Figures 2 and 3, when multiple water management devices 1 are installed in a field H, the surveillance camera 80 provided in each water management device 1 may capture the entire field H, or may capture a predetermined range (part) of the field H. Furthermore, the imaging ranges of the surveillance cameras 80 provided in each water management device 1 may be completely different, or may partially overlap. Furthermore, multiple surveillance cameras 80 may be provided in each water management device 1.
また、圃場Hのより広い範囲を監視カメラ80で撮像(監視)するため、監視カメラ80の向きを変える機構と当該機構を駆動する電動モータを水管理装置1に備えてもよい。また、監視カメラ80の撮像範囲を照明するライト等の光源を水管理装置1に備えてもよい。
電源装置41は、水管理装置1の電源である蓄電池41aを有している。蓄電池41aは、例えばリチウムイオンバッテリから構成されている。電源装置41は、蓄電池41aの電力を水管理装置1の各部に供給する。また、電源装置41は、ソーラパネル40により発電した電力を蓄電池41aに蓄電する。さらに、電源装置41は、ソーラパネル40による発電量を検出する。なお、蓄電池41aは、放電と充電が可能な二次電池であるが、これに代えて、1次電池を水管理装置1に電源として設けてもよい。
Furthermore, in order to enable the surveillance camera 80 to capture (monitor) a wider range of the field H, the water management device 1 may be provided with a mechanism for changing the direction of the surveillance camera 80 and an electric motor for driving the mechanism. Furthermore, the water management device 1 may be provided with a light source such as a light for illuminating the imaging range of the surveillance camera 80.
The power supply device 41 has a storage battery 41a which is the power source for the water management device 1. The storage battery 41a is composed of, for example, a lithium ion battery. The power supply device 41 supplies power from the storage battery 41a to each part of the water management device 1. The power supply device 41 also stores power generated by the solar panel 40 in the storage battery 41a. Furthermore, the power supply device 41 detects the amount of power generated by the solar panel 40. The storage battery 41a is a secondary battery which can be discharged and charged, however, instead of this, a primary battery may be provided as the power source for the water management device 1.
制御装置60は、支援装置3から送信された水管理装置1の各部を制御するための制御指令を、通信装置70により受信する。また、制御装置60は、当該制御指令、検出装置50から出力される各検出部50a~50dの検出値(気温、湿度、日射量、風向・風速)、又は監視カメラ80が撮像した画像データに基づいて、アクチュエータ10の電動モータ10aを駆動して、前述の弁体102、125の開閉動作を制御し、圃場Hに対して給水や排水を行う。
The control device 60 receives control commands for controlling each part of the water management device 1 sent from the support device 3 via the communication device 70. Based on the control commands, the detection values (air temperature, humidity, amount of solar radiation, wind direction and speed) of each detection unit 50a to 50d output from the detection device 50, or image data captured by the surveillance camera 80, the control device 60 drives the electric motor 10a of the actuator 10 to control the opening and closing operation of the valve bodies 102, 125 described above, and supplies water to and drains water from the field H.
また、制御装置60は、検出部50a~50dの検出値、監視カメラ80の画像データ、及び電源装置41が検出したソーラパネル40による発電量などのような、圃場Hの監視結果を、通信装置70により支援装置3へ送信する。さらに、制御装置60は、水管理装置1の各部の動作状態を示す動作情報を、通信装置70により支援装置3へ送信する。他にも、水管理装置1の各部の故障状況を示す故障情報を、制御装置60が支援装3に送信してもよい。
The control device 60 also transmits the monitoring results of the field H, such as the detection values of the detection units 50a-50d, image data from the monitoring camera 80, and the amount of power generated by the solar panel 40 detected by the power supply unit 41, to the support device 3 via the communication device 70. Furthermore, the control device 60 transmits operation information indicating the operating status of each part of the water management device 1 to the support device 3 via the communication device 70. Additionally, the control device 60 may transmit fault information indicating the fault status of each part of the water management device 1 to the support device 3.
<飛行体の電気的構成>
マルチコプタ2は、制御装置21、回転翼20c、測位装置22、通信装置23、インタフェイス26、電源装置24、及び撮像装置28を備えている。制御装置21は、CPUとメモリなどから構成されている。制御装置21はマルチコプタ2の各部の動作を制御する。制御装置60には、揮発性のメモリと不揮発性のメモリから成る記憶部21aが設けられている。
<Electrical configuration of the flying object>
The multicopter 2 includes a control device 21, rotors 20c, a positioning device 22, a communication device 23, an interface 26, a power supply device 24, and an imaging device 28. The control device 21 includes a CPU, a memory, and the like. The control device 21 controls the operation of each part of the multicopter 2. The control device 60 includes a storage unit 21a including a volatile memory and a non-volatile memory.
回転翼20cは、ロータ(電動モータ)20dと、当該ロータ20dを駆動するための駆動回路(図示省略)を有している。制御装置21は、当該駆動回路によりロータ20dの回転駆動を制御して、回転翼20cのブレード20eを回転させたり、ブレード20eの回転を停止させたり、ロータ20d及びブレード20eの回転数を変更したりする。これにより、マルチコプタ2が飛行したり、飛行停止したり、飛行しながら移動したりする。
The rotor 20c has a rotor (electric motor) 20d and a drive circuit (not shown) for driving the rotor 20d. The control device 21 controls the rotational drive of the rotor 20d by the drive circuit to rotate the blades 20e of the rotor 20c, stop the rotation of the blades 20e, and change the rotation speed of the rotor 20d and the blades 20e. This allows the multicopter 2 to fly, stop flying, or move while flying.
通信装置23は、通信網6を介して支援装置3と通信するための通信モジュールであって、支援装置3に対して様々な情報を無線で送受信可能である。また、通信装置23は、通信網6を介して水管理装置1又は端末装置4とも通信可能である。さらに、通信装置23は、IEEE802.11シリーズのWi-Fi(登録商標)、BLE、LPWA、LPWANなどの無線通信方式に従って無線通信を行うことも可能である。
The communication device 23 is a communication module for communicating with the support device 3 via the communication network 6, and is capable of wirelessly transmitting and receiving various information to the support device 3. The communication device 23 is also capable of communicating with the water management device 1 or the terminal device 4 via the communication network 6. Furthermore, the communication device 23 is also capable of wireless communication according to a wireless communication method such as IEEE802.11 series Wi-Fi (registered trademark), BLE, LPWA, or LPWAN.
インタフェイス26は、機体20aに設けられたスロット(図示省略)に挿入された携帯型の記憶媒体(不揮発性メモリカード又はUSBメモリなど)30に対してデータを読み書きするための通信回路又は通信用ICから成る。記憶媒体30は、機体2のスロットに対して抜き差し可能である。マルチコプタ2は通信装置23だけでなく、インタフェイス26と記憶媒体30によっても、支援装置3に対して情報及びデータをやり取り可能である。
The interface 26 consists of a communication circuit or a communication IC for reading and writing data from a portable storage medium (such as a non-volatile memory card or USB memory) 30 inserted into a slot (not shown) provided in the aircraft 20a. The storage medium 30 can be inserted and removed from the slot in the aircraft 2. The multicopter 2 can exchange information and data with the support device 3 not only through the communication device 23, but also through the interface 26 and the storage medium 30.
電源装置24は、マルチコプタ2の電源である蓄電池24aを有している。蓄電池24aは、例えばリチウムイオンバッテリから構成されている。電源装置24は、蓄電池24aの電力をマルチコプタ2の各部に供給する。蓄電池24aは、放電と充電が可能な二次電池であるが、これに代えて、1次電池をマルチコプタ2に電源として設けてもよい。
撮像装置28は、CCDカメラ、CMOSカメラ、又は赤外線カメラなどから構成されている。撮像装置28は、撮像部28aと画像処理部28bとを有している。撮像部28aは、圃場H及び圃場Hの周辺を撮像(監視)する。画像処理部28bは、撮像部28aにより撮像された画像(静止画)のデータを処理する。撮像装置28は、マルチコプタ2の飛行中に上空から圃場Hを監視する上空の監視部である。なお、撮像部28aの向きを変える機構と当該機構を駆動する電動モータを、マルチコプタ2に備えてもよい。また、撮像部28aの撮像範囲を照明する光源を、マルチコプタ2に備えてもよい。
The power supply device 24 has a storage battery 24a that is a power source for the multicopter 2. The storage battery 24a is, for example, a lithium ion battery. The power supply device 24 supplies power from the storage battery 24a to each part of the multicopter 2. The storage battery 24a is a secondary battery that can be discharged and charged, but instead of this, a primary battery may be provided as a power source for the multicopter 2.
The imaging device 28 is composed of a CCD camera, a CMOS camera, an infrared camera, or the like. The imaging device 28 has an imaging section 28a and an image processing section 28b. The imaging section 28a captures (monitors) the field H and the periphery of the field H. The image processing section 28b processes data of the image (still image) captured by the imaging section 28a. The imaging device 28 is an aerial monitoring section that monitors the field H from the sky while the multicopter 2 is flying. Note that the multicopter 2 may be provided with a mechanism for changing the direction of the imaging section 28a and an electric motor for driving the mechanism. In addition, the multicopter 2 may be provided with a light source for illuminating the imaging range of the imaging section 28a.
マルチコプタ2の飛行中に、撮像装置28は、上空から圃場Hなどの断片画像(空撮画像)を数十枚~数百枚撮像する。制御装置21は、撮像装置28により撮像された複数枚の空撮画像(画像処理部23bにより画像処理された後の画像データ)を、記憶部21aに記憶させる。また、制御装置21は、記憶部21aに記憶された空撮画像を、通信装置23により支援装置3に送信させる。又は、制御装置21は、記憶部21aに記憶された空撮画像を、インタフェイス26により記憶媒体30に転送して、当該記憶媒体30に記憶(保存)させる。記憶媒体30に記憶された空撮画像は、支援装置3に取り込まれる。
While the multicopter 2 is flying, the imaging device 28 captures dozens to hundreds of fragmentary images (aerial images) of the field H, etc., from the sky. The control device 21 stores the multiple aerial images captured by the imaging device 28 (image data after image processing by the image processing unit 23b) in the memory unit 21a. The control device 21 also transmits the aerial images stored in the memory unit 21a to the support device 3 via the communication device 23. Alternatively, the control device 21 transfers the aerial images stored in the memory unit 21a to the storage medium 30 via the interface 26 and stores (preserves) them in the storage medium 30. The aerial images stored in the storage medium 30 are imported into the support device 3.
測位装置22は、受信機22aと慣性計測装置22bとを有している。受信機22aは、測位衛星から送信された信号を受信する。測位装置22は、受信機22aにより受信した信号に基づいて、マルチコプタ2の位置(測位情報)を検出する。制御装置21は、撮像装置28により空撮された画像データに、当該画像データの撮像時に測位装置22により検出されたマルチコプタ2の位置を関連付けて、記憶部21gに記憶させる。
慣性計測装置22bは、ジャイロセンサ又は加速度センサなどから成り、マルチコプタ2の姿勢又は加速度などを検出する。測位装置22は、受信機22aにより受信した信号に基づいて検出したマルチコプタ2の位置を、慣性計測装置22bの検出結果に基づいて補正してもよい。
The positioning device 22 has a receiver 22a and an inertial measurement device 22b. The receiver 22a receives signals transmitted from positioning satellites. The positioning device 22 detects the position (positioning information) of the multicopter 2 based on the signals received by the receiver 22a. The control device 21 associates image data captured from the air by the imaging device 28 with the position of the multicopter 2 detected by the positioning device 22 at the time of capturing the image data, and stores the associated image data in the memory unit 21g.
The inertial measurement unit 22b includes a gyro sensor or an acceleration sensor, and detects the attitude or acceleration of the multicopter 2. The positioning device 22 may correct the position of the multicopter 2 detected based on the signal received by the receiver 22a based on the detection result of the inertial measurement unit 22b.
制御装置21は、マルチコプタ2が飛行するための飛行ルートと飛行スケジュールを含んだ飛行計画を、通信装置23又は記憶媒体23bにより支援装置3から取得して、記憶部21aに記憶させる。また、制御装置21は、記憶部21aに記憶された飛行計画、測位装置22により検出されたマルチコプタ2の位置、及び慣性計測装置22bの検出結果などに基づいて、回転翼20cのロータ20dの回転駆動を制御し、マルチコプタ2を飛行させて、撮像装置28により圃場Hを空撮する。また、制御装置21は、撮像装置28により空撮された後に記憶部21aに記憶された空撮画像を、通信装置23により支援装置3に送信する。さらに、制御装置21は、マルチコプタ2の飛行結果(飛行の実行の有無と、飛行した場合は日時、飛行ルート、及び飛行状態なども含む。)を記憶部21aに記憶させ、当該飛行結果を通信装置23により支援装置3に送信する。
The control device 21 acquires a flight plan including a flight route and a flight schedule for the multicopter 2 to fly from the support device 3 via the communication device 23 or the storage medium 23b, and stores the flight plan in the storage unit 21a. Based on the flight plan stored in the storage unit 21a, the position of the multicopter 2 detected by the positioning device 22, and the detection results of the inertial measurement device 22b, the control device 21 controls the rotational drive of the rotor 20d of the rotor 20c, flies the multicopter 2, and photographs the field H from the air using the imaging device 28. The control device 21 also transmits the aerial photographed images stored in the storage unit 21a after being photographed from the air by the imaging device 28 to the support device 3 via the communication device 23. Furthermore, the control device 21 stores the flight results of the multicopter 2 (including whether or not the flight was performed, and if so, the date and time, the flight route, and the flight state) in the storage unit 21a, and transmits the flight results to the support device 3 via the communication device 23.
他の例として、制御装置21が、記憶部21aに記憶されたマルチコプタ2の空撮画像又は飛行結果を、インタフェイス26により記憶媒体30に転送して、当該記憶媒体30に記憶させてもよい。そして、記憶媒体30が支援装置3に接続された後、支援装置3が、記憶媒体30に記憶されたマルチコプタ2の空撮画像又は飛行結果を読み出してもよい。
As another example, the control device 21 may transfer the aerial images or flight results of the multicopter 2 stored in the memory unit 21a to the storage medium 30 via the interface 26 and store them in the storage medium 30. Then, after the storage medium 30 is connected to the support device 3, the support device 3 may read out the aerial images or flight results of the multicopter 2 stored in the storage medium 30.
<支援装置の電気的構成>
支援装置3は、制御部3a、記憶部3b、通信部3c、及びインタフェイス3dを備えている。制御部3aは、CPUとメモリなどから成り、支援装置3の各部の動作を制御する。制御部3aには、取得部3e、計画作成部3f、水位検出部3g、補正部3h、決定部3i、及び推定部3jが設けられている。これら各部3e~3jは、本実施形態では予め制御部3aに記憶されたソフトウェアプログラムから成るが、ハードウェアで構成されていてもよい。
<Electrical configuration of the support device>
The support device 3 includes a control unit 3a, a storage unit 3b, a communication unit 3c, and an interface 3d. The control unit 3a includes a CPU, a memory, and the like, and controls the operation of each unit of the support device 3. The control unit 3a includes an acquisition unit 3e, a plan creation unit 3f, a water level detection unit 3g, a correction unit 3h, a determination unit 3i, and an estimation unit 3j. In this embodiment, each of these units 3e to 3j is made up of a software program stored in advance in the control unit 3a, but may also be made up of hardware.
記憶部3bは、メモリとハードディスなどから成る。記憶部3bには、予め登録された圃場H、水管理装置1、マルチコプタ2、及び端末装置4に関する情報が記憶されている。そのうち、圃場Hに関する情報には、圃場管理システム7で管理する圃場Hの識別情報、地図情報、及び外形などが含まれる。水管理装置1に関する情報には、水管理装置1の識別情報、仕様、及び位置情報などが含まれている。マルチコプタ2に関する情報には、マルチコプタ2の識別情報及び仕様などが含まれている。端末装置4に関する情報には、端末装置4の識別情報及びアドレスなどが含まれている。また、圃場Hの識別情報と、当該圃場Hに設置された水管理装置1の識別情報とは、関連付けられて記憶部3bに記憶されている。さらに、記憶部3bの所定の記憶領域には、所定のデータを格納するデータベース(図示省略)が設けられている。
The storage unit 3b is composed of a memory and a hard disk. The storage unit 3b stores information about the field H, the water management device 1, the multicopter 2, and the terminal device 4 that are registered in advance. The information about the field H includes the identification information, map information, and outer shape of the field H managed by the field management system 7. The information about the water management device 1 includes the identification information, specifications, and location information of the water management device 1. The information about the multicopter 2 includes the identification information and specifications of the multicopter 2. The information about the terminal device 4 includes the identification information and address of the terminal device 4. The identification information of the field H and the identification information of the water management device 1 installed in the field H are associated with each other and stored in the storage unit 3b. Furthermore, a database (not shown) that stores predetermined data is provided in a predetermined storage area of the storage unit 3b.
通信部3cは、通信網6を介した通信と、Wi-Fi(登録商標)、BLE、LPWA、LPWANなどの通信規格による無線通信とを行うことが可能な通信回路から成る。制御部3aは、通信部3cにより水管理装置1、マルチコプタ2、及び端末装置4と通信する。インタフェイス3dは、マルチコプタ2のインタフェイス26と同様の機能を有している。
The communication unit 3c is composed of a communication circuit capable of communication via the communication network 6 and wireless communication according to communication standards such as Wi-Fi (registered trademark), BLE, LPWA, and LPWAN. The control unit 3a communicates with the water management device 1, the multicopter 2, and the terminal device 4 via the communication unit 3c. The interface 3d has the same functions as the interface 26 of the multicopter 2.
制御部3aの取得部3eは、圃場Hの状態を示す圃場情報を取得する。詳しくは、例えば取得部3eは、圃場Hの外形、大気、給排水、又は作物Uなどの状態を示す圃場情報を、通信部3cにより通信網6を介して外部装置(他のサーバなど)又はクラウド上から取得する。また、取得部3eは、水管理装置1の動作状態(少なくとも給排水動作の状態とソータパネル40による発電量を含む。)と監視結果(監視カメラ80の画像データ)を、通信部3cにより水管理装置1から取得する。また、取得部3eは、検出装置50の検出結果を、通信部3cにより水管理装置1から取得する。さらに、取得部3eは、マルチコプタ2の飛行結果と監視結果(撮像装置28の画像データ)を、通信部3c又は記憶媒体30とインタフェイス3dによりマルチコプタ2から取得する。
The acquisition unit 3e of the control unit 3a acquires field information indicating the state of the field H. In detail, for example, the acquisition unit 3e acquires field information indicating the state of the field H, such as the external shape, atmosphere, water supply and drainage, or crop U, from an external device (such as another server) or the cloud via the communication network 6 using the communication unit 3c. The acquisition unit 3e also acquires the operating state of the water management device 1 (including at least the state of the water supply and drainage operation and the amount of power generation by the sorter panel 40) and the monitoring results (image data of the monitoring camera 80) from the water management device 1 using the communication unit 3c. The acquisition unit 3e also acquires the detection results of the detection device 50 from the water management device 1 using the communication unit 3c. The acquisition unit 3e also acquires the flight results and monitoring results (image data of the imaging device 28) of the multicopter 2 from the multicopter 2 using the communication unit 3c or the storage medium 30 and the interface 3d.
取得部3eが取得した上記情報は、記憶部3bに記憶される。取得部3eは、記憶部3bから適宜必要な情報を抽出(取得)することもある。即ち、取得部3eが取得する圃場情報には、記憶部3bに記憶された水管理装置1の動作状態と監視結果、又はマルチコプタ2の飛行結果と監視結果が含まれることがある。
計画作成部3fは、取得部3eにより取得された情報に基づいて、圃場Hを管理するための圃場管理計画を作成したり、当該圃場管理計画を変更したりする。計画作成部3fが作成又は変更した圃場管理計画は、記憶部3bに記憶される。なお、圃場管理計画には、圃場Hで作物Uを栽培するための栽培計画、圃場Hで行う農作業の作業計画、水管理装置1が実行する水管理計画、マルチコプタ2が実行する飛行計画、及び圃場Hの水位を検出する水位検出計画などが含まれる。
The information acquired by the acquisition unit 3e is stored in the memory unit 3b. The acquisition unit 3e may extract (acquire) necessary information from the memory unit 3b as appropriate. That is, the field information acquired by the acquisition unit 3e may include the operating state and monitoring results of the water management device 1 stored in the memory unit 3b, or the flight results and monitoring results of the multicopter 2.
The plan creation unit 3f creates a field management plan for managing the field H or modifies the field management plan based on the information acquired by the acquisition unit 3e. The field management plan created or modified by the plan creation unit 3f is stored in the memory unit 3b. The field management plan includes a cultivation plan for cultivating a crop U in the field H, a work plan for agricultural work to be performed in the field H, a water management plan to be executed by the water management device 1, a flight plan to be executed by the multicopter 2, and a water level detection plan to detect the water level in the field H.
水管理計画には、水管理装置1が圃場Hに対して行う給排水動作の実行計画だけでなく、検出装置50と監視カメラ80による圃場Hの監視計画も含まれる。飛行計画には、マルチコプタ2の飛行ルートと飛行スケジュールだけでなく、撮像装置28による空撮計画(監視計画)も含まれる。水位検出計画には、圃場Hの水位の検出頻度、検出位置、又は検出手順などが含まれる。計画作成部3fは、水位検出計画を変更する変更部である。
The water management plan includes not only an execution plan for the water supply and drainage operations performed by the water management device 1 for the field H, but also a monitoring plan for the field H using the detection device 50 and the surveillance camera 80. The flight plan includes not only the flight route and flight schedule for the multicopter 2, but also an aerial photography plan (surveillance plan) using the imaging device 28. The water level detection plan includes the detection frequency, detection position, and detection procedure for the water level in the field H. The plan creation unit 3f is a modification unit that modifies the water level detection plan.
具体的には、例えば計画作成部3fは、記憶部3bのデータベースに記憶された水管理装置1とマルチコプタ2の監視結果(圃場Hの画像データと圃場Hの所定現象の検出値)を解析して、圃場Hの状況、作物Uの生育状況、又は異物の有無などの所定の管理事項を部分的又は総合的に判断し、当該判断結果をデータベースに記憶させる。そして、計画作成部3fは、当該判断結果、データベースに記憶された水管理装置1の動作情報、マルチコプタ2の飛行結果、水管理装置1とマルチコプタ2の監視結果、及びその他の圃場情報などに基づいて、圃場管理計画を作成又は変更し、当該圃場管理計画を記憶部3bのデータベースに記憶させる。取得部3eが取得する圃場情報には、記憶部3bのデータベースに記憶された圃場管理計画が含まれることがある。
Specifically, for example, the plan creation unit 3f analyzes the monitoring results of the water management device 1 and the multicopter 2 stored in the database of the memory unit 3b (image data of the field H and detection values of a predetermined phenomenon in the field H), makes a partial or comprehensive judgment on predetermined management items such as the condition of the field H, the growth condition of the crop U, or the presence or absence of foreign matter, and stores the judgment results in the database. Then, the plan creation unit 3f creates or modifies a field management plan based on the judgment results, the operation information of the water management device 1 stored in the database, the flight results of the multicopter 2, the monitoring results of the water management device 1 and the multicopter 2, and other field information, and stores the field management plan in the database of the memory unit 3b. The field information acquired by the acquisition unit 3e may include the field management plan stored in the database of the memory unit 3b.
制御部3aは、記憶部3bに記憶された圃場管理計画に基づいて、水管理装置1の各部の動作を制御するための制御指令を、通信部3cにより水管理装置1に送信する。水管理装置1は、支援装置3から送信された制御指令を通信装置70により受信し、当該制御指令に基づいて、アクチュエータ10を駆動して圃場Hに対して給排水を行ったり、検出装置50の各検出部50a~50dにより所定現象を検出したり、監視カメラ80により圃場Hを監視したりする。
The control unit 3a transmits control commands to the water management device 1 via the communication unit 3c to control the operation of each part of the water management device 1 based on the field management plan stored in the memory unit 3b. The water management device 1 receives the control commands transmitted from the support device 3 via the communication device 70, and based on the control commands, drives the actuator 10 to supply water to and drain the field H, detects predetermined phenomena using the detection units 50a to 50d of the detection device 50, and monitors the field H using the surveillance camera 80.
また、制御部3aは、記憶部3bに記憶された圃場管理計画に含まれる水管理計画を、通信部3cにより水管理装置1に送信する。水管理装置1は、支援装置3から送信された水管理計画を通信装置70により受信し、当該水管理計画に基づいて、アクチュエータ10を駆動して圃場Hに対して給排水を行ったり、検出装置50により所定現象を検出したり、監視カメラ80により圃場Hを監視したりする。
The control unit 3a also transmits the water management plan included in the field management plan stored in the memory unit 3b to the water management device 1 via the communication unit 3c. The water management device 1 receives the water management plan transmitted from the support device 3 via the communication device 70, and based on the water management plan, drives the actuator 10 to supply water to and drain the field H, detects a specified phenomenon using the detection device 50, and monitors the field H using the surveillance camera 80.
また、制御部3aは、記憶部3bに記憶された圃場管理計画に含まれる飛行計画を、通信部3c又はインタフェイス3dと記憶媒体30によりマルチコプタ2に付与する。マルチコプタ2は、通信装置23又はインタフェイス26と記憶媒体30により支援装置3から飛行計画を取得し、当該飛行計画に基づいて、回転翼20cを駆動して圃場Hの上空を飛行したり、撮像装置28により圃場Hを空撮したりする。
The control unit 3a also assigns the flight plan included in the field management plan stored in the memory unit 3b to the multicopter 2 via the communication unit 3c or interface 3d and storage medium 30. The multicopter 2 acquires the flight plan from the support device 3 via the communication device 23 or interface 26 and storage medium 30, and based on the flight plan, drives the rotor 20c to fly above the field H and takes aerial photographs of the field H using the imaging device 28.
水位検出部3gは、マルチコプタ2の撮像装置28で空撮された画像データ又は水管理装置1の監視カメラ80で撮像された画像データに基づいて、圃場Hの水位を検出する。補正部3hは、水位検出部3gの検出結果、即ち水位検出部3gにより検出された水位を補正する。決定部3iは、補正部3hにより補正された後の水位に基づいて、圃場Hの水位を決定する。制御部3aは、水位検出部3gにより検出された水位、補正部3hにより補正された水位、決定部3iにより決定された水位、及び当該水位の検出位置を示す位置情報を関連付けて、水位情報として記憶部3bに記憶させる。推定部3jは、水位検出部3gにより検出された圃場Hの1か所以上の所定位置の水位と、記憶部3bに記憶された水位情報とに基づいて、他の1か所以上の所定位置の水位を推定する。
The water level detection unit 3g detects the water level of the field H based on image data captured from the air by the imaging device 28 of the multicopter 2 or image data captured by the monitoring camera 80 of the water management device 1. The correction unit 3h corrects the detection result of the water level detection unit 3g, i.e., the water level detected by the water level detection unit 3g. The determination unit 3i determines the water level of the field H based on the water level after correction by the correction unit 3h. The control unit 3a associates the water level detected by the water level detection unit 3g, the water level corrected by the correction unit 3h, the water level determined by the determination unit 3i, and position information indicating the detection position of the water level, and stores them in the memory unit 3b as water level information. The estimation unit 3j estimates the water level of one or more other predetermined positions based on the water level of one or more other predetermined positions of the field H detected by the water level detection unit 3g and the water level information stored in the memory unit 3b.
<端末装置の電気的構成>
端末装置4は、制御部4a、記憶部4b、通信部4c、表示部4d、及び操作部4eを備えている。制御部4aは、端末装置4の各部の動作を制御する。記憶部4bはメモリなどから構成されている。記憶部4bには、水管理装置1とマルチコプタ2の状態と監視結果、並びに圃場管理計画を確認するための圃場管理アプリケーションプログラム(略して「圃場管理アプリ」)が記憶されている。
<Electrical configuration of terminal device>
The terminal device 4 includes a control unit 4a, a storage unit 4b, a communication unit 4c, a display unit 4d, and an operation unit 4e. The control unit 4a controls the operation of each unit of the terminal device 4. The storage unit 4b is composed of a memory and the like. The storage unit 4b stores the status and monitoring results of the water management device 1 and the multicopter 2, as well as a field management application program (abbreviated as "field management app") for checking the field management plan.
通信部4cは、支援装置3の通信部3cと同様の機能を有している。 制御部4aは、通信部4cにより支援装置3と通信を行う。また、制御部4aは、通信部4cによりマルチコプタ2及び水管理装置1とも通信可能である。
表示部4dは、液晶又は有機ELなどのディスプレイとスピーカから成る。操作部4eは、マウス、キーボード、タッチパッド、及びマイクから成る。なお、本実施形態では、表示部4cと操作部4dとを別々に設けているが、これらに代えて、表示部兼操作部となるタッチパネルを備えた端末装置4もある。
The communication unit 4c has the same function as the communication unit 3c of the support device 3. The control unit 4a communicates with the support device 3 through the communication unit 4c. The control unit 4a can also communicate with the multicopter 2 and the water management device 1 through the communication unit 4c.
The display unit 4d is composed of a liquid crystal or organic EL display and a speaker. The operation unit 4e is composed of a mouse, a keyboard, a touch pad, and a microphone. In this embodiment, the display unit 4c and the operation unit 4d are provided separately, but instead, there is also a terminal device 4 equipped with a touch panel that serves as both the display unit and the operation unit.
記憶部4bに記憶された圃場管理アプリに基づく画像又は音声などの表示は、表示部4dにより出力される。また、圃場管理アプリに対する所定の入力は、操作部4eにより行える。
端末装置4は、支援装置3の記憶部3bのデータベースに記憶された水管理装置1の動作情報、マルチコプタ2の飛行結果、水管理装置1とマルチコプタ2の監視結果、及び圃場管理計画を、支援装置3から取得し、これらを表示部4dに表示させる。具体的には、例えば端末装置4において、上述した圃場管理アプリを起動して、操作部4eで所定の操作を行うことにより、制御部4aが、水管理装置1の動作情報と監視結果、マルチコプタ2の飛行結果と監視結果、又は圃場管理計画を要求する要求信号を、通信部4cにより支援装置3に送信する。支援装置3では、端末装置4から送信された要求信号を通信部3cにより受信すると、制御部3aが当該要求信号に基づいて、水管理装置1の動作情報と監視結果、マルチコプタ2の飛行結果と監視結果、又は圃場管理計画をデータベースから読み出して、当該情報を通信部3cにより端末装置4に送信する。
The display of images, sounds, and the like based on the farm land management app stored in the memory unit 4b is output by the display unit 4d. Predetermined input to the farm land management app can be performed by the operation unit 4e.
The terminal device 4 acquires the operation information of the water management device 1, the flight results of the multicopter 2, the monitoring results of the water management device 1 and the multicopter 2, and the field management plan stored in the database of the storage unit 3b of the support device 3 from the support device 3, and displays them on the display unit 4d. Specifically, for example, in the terminal device 4, the above-mentioned field management app is started and a predetermined operation is performed on the operation unit 4e, whereby the control unit 4a transmits a request signal requesting the operation information and monitoring results of the water management device 1, the flight results and monitoring results of the multicopter 2, or the field management plan to the support device 3 via the communication unit 4c. In the support device 3, when the request signal transmitted from the terminal device 4 is received by the communication unit 3c, the control unit 3a reads out the operation information and monitoring results of the water management device 1, the flight results and monitoring results of the multicopter 2, or the field management plan from the database based on the request signal, and transmits the information to the terminal device 4 via the communication unit 3c.
端末装置4では、支援装置3から送信された水管理装置1の動作情報と監視結果、マルチコプタ2の飛行結果と監視結果、又は圃場管理計画を通信部4cにより受信すると、制御部4aが、当該情報を表示部4dにより表示させる。これにより、端末装置4を使用している作業者は、水管理装置1の動作情報と監視結果、マルチコプタ2の飛行結果と監視結果、又は圃場管理計画を認識することが可能となる。
When the terminal device 4 receives the operation information and monitoring results of the water management device 1, the flight results and monitoring results of the multicopter 2, or the field management plan transmitted from the support device 3 via the communication unit 4c, the control unit 4a causes the display unit 4d to display the information. This allows the worker using the terminal device 4 to recognize the operation information and monitoring results of the water management device 1, the flight results and monitoring results of the multicopter 2, or the field management plan.
<第1実施形態の圃場管理システムの動作>
図8A~図10Bは、第1実施形態の圃場管理システム7の各部の動作を示す図である。詳しくは、図8A及び図8Bは、支援装置3の動作を示すフローチャートである。図9は、マルチコプタ2の動作を示すフローチャートである。図10A及び図10Bは、水管理装置1の動作を示すフローチャートである。
<Operation of the farm land management system of the first embodiment>
Figures 8A to 10B are diagrams showing the operation of each part of the farm land management system 7 of the first embodiment. In detail, Figures 8A and 8B are flowcharts showing the operation of the support device 3. Figure 9 is a flowchart showing the operation of the multicopter 2. Figures 10A and 10B are flowcharts showing the operation of the water management device 1.
支援装置3では、まず制御部3aが記憶部3bの記憶内容を参照し、圃場管理計画が記憶部3bに記憶されているか否かを確認する。圃場管理計画が記憶部3bに記憶されていない場合(図8AのS1:NO)、取得部3eが、記憶部3b及び外部装置から圃場情報を取得して、記憶部3bに記憶させる(S2)。このとき、取得部3eが取得する圃場情報には、圃場Hの外形、大気、給排水、若しくは作物Uなどの状態を示す情報、水管理装置1の動作情報、マルチコプタ2の飛行結果、及び水管理装置1とマルチコプタ2の監視結果が含まれている。
In the support device 3, the control unit 3a first refers to the contents stored in the memory unit 3b and checks whether a field management plan is stored in the memory unit 3b. If a field management plan is not stored in the memory unit 3b (S1: NO in FIG. 8A), the acquisition unit 3e acquires field information from the memory unit 3b and an external device and stores it in the memory unit 3b (S2). At this time, the field information acquired by the acquisition unit 3e includes information indicating the external shape of the field H, the atmosphere, water supply and drainage, or the state of the crops U, operation information of the water management device 1, flight results of the multicopter 2, and monitoring results of the water management device 1 and the multicopter 2.
次に、計画作成部3fが、取得部3eにより取得された圃場情報に基づいて圃場管理計画を作成し、当該圃場管理計画を記憶部3bに記憶させる(S3)。次に、制御部3aが、記憶部3bに記憶された圃場管理計画のうち、水管理計画と飛行計画を読み出して、水管理計画を通信部3cにより水管理装置1に送信し(S4)、飛行計画を通信部3cによりマルチコプタ2に送信する(S5)。このとき、制御部3aは、自身が属する支援装置3の識別情報と送信先の水管理装置1の識別情報を付帯させた状態で、水管理計画を送信する。また、制御部3aは、自身が属する支援装置3の識別情報と送信先のマルチコプタ2の識別情報を付帯させた状態で、飛行計画を送信する。なお、前述したように、インタフェイス3d、26と記憶媒体30を介して、支援装置3からマルチコプタ2に飛行計画を付与してもよい。
Next, the plan creation unit 3f creates a field management plan based on the field information acquired by the acquisition unit 3e, and stores the field management plan in the storage unit 3b (S3). Next, the control unit 3a reads out the water management plan and the flight plan from the field management plan stored in the storage unit 3b, transmits the water management plan to the water management device 1 via the communication unit 3c (S4), and transmits the flight plan to the multicopter 2 via the communication unit 3c (S5). At this time, the control unit 3a transmits the water management plan with the identification information of the support device 3 to which it belongs and the identification information of the water management device 1 of the transmission destination attached. In addition, the control unit 3a transmits the flight plan with the identification information of the support device 3 to which it belongs and the identification information of the multicopter 2 of the transmission destination attached. Note that, as described above, the flight plan may be assigned from the support device 3 to the multicopter 2 via the interface 3d, 26 and the storage medium 30.
水管理装置1では、当該水管理装置1の識別情報が付帯された水管理計画が通信装置70により受信されると(図10AのS61:YES)、制御装置60が、記憶部60aの記憶内容を参照し、水管理計画が記憶部60aに既に記憶されているか否かを確認する。水管理計画が記憶部60aに記憶されていない場合(S62:NO)、制御装置60は、受信された水管理計画を記憶部60aに記憶させる(S63)。水管理計画が記憶部60aに既に記憶されている場合(S62:YES)、制御装置60は、記憶部60aに既に記憶されている水管理計画に対して、受信された水管理計画を上書きすることにより、水管理計画を更新する(S64)。
In the water management device 1, when a water management plan accompanied by the identification information of the water management device 1 is received by the communication device 70 (S61: YES in FIG. 10A), the control device 60 refers to the memory contents of the memory unit 60a and checks whether or not a water management plan has already been stored in the memory unit 60a. If a water management plan has not been stored in the memory unit 60a (S62: NO), the control device 60 stores the received water management plan in the memory unit 60a (S63). If a water management plan has already been stored in the memory unit 60a (S62: YES), the control device 60 updates the water management plan by overwriting the water management plan already stored in the memory unit 60a with the received water management plan (S64).
次に、制御装置60は、記憶部60aに記憶されている水管理計画を実行する。具体的には、制御装置60は、記憶部60aの所定の記憶領域に設けられたカレンダ(日時管理領域)を参照し、水管理計画で示された圃場Hの所定現象(気温、湿度、日射量、風)の検出タイミングになると(S66:YES)、当該所定現象を検出装置50の対応する検出部50a~50dにより検出して、当該検出結果を記憶部60aに記憶させる(S67)。また、制御装置60は、水管理計画で示された撮像タイミングになると(S68:YES)、監視カメラ80により圃場Hを撮像して、当該撮像した画像データを記憶部60aに記憶させる(S69)。
Next, the control device 60 executes the water management plan stored in the memory unit 60a. Specifically, the control device 60 refers to a calendar (date and time management area) provided in a predetermined storage area of the memory unit 60a, and when it is time to detect a predetermined phenomenon (temperature, humidity, solar radiation, wind) of the field H indicated in the water management plan (S66: YES), the control device 60 detects the predetermined phenomenon using the corresponding detection units 50a to 50d of the detection device 50 and stores the detection results in the memory unit 60a (S67). In addition, when it is time to capture an image indicated in the water management plan (S68: YES), the control device 60 captures an image of the field H using the surveillance camera 80 and stores the captured image data in the memory unit 60a (S69).
また、給水側の水管理装置1では、水管理計画で示された給水調整タイミングになると(S70:YES)、制御装置60が、アクチュエータ10により弁体102を動作させて、圃場Hに対する給水を調整し、当該動作を実行したことを示す動作情報を記憶部60aに記憶させる(S71)。詳しくは、例えば制御装置60は、アクチュエータ10により弁体102を開方向又は閉方向に動作させて、弁体102の開度を水管理計画で示された開度に一致させる。これにより、圃場Hへの給水量が調整される。なおこのとき、給水量が0(ゼロ)、即ち圃場Hへの給水が停止されることもある。
In addition, in the water management device 1 on the water supply side, when the water supply adjustment timing indicated in the water management plan arrives (S70: YES), the control device 60 operates the valve body 102 by the actuator 10 to adjust the water supply to the field H, and stores operation information indicating that the operation has been performed in the memory unit 60a (S71). In more detail, for example, the control device 60 operates the valve body 102 in the opening or closing direction by the actuator 10 to match the opening degree of the valve body 102 with the opening degree indicated in the water management plan. This adjusts the amount of water supplied to the field H. Note that at this time, the amount of water supplied may be set to 0 (zero), i.e., water supply to the field H may be stopped.
また、排水側の水管理装置1では、水管理計画で示された排水調整タイミングになると(図10BのS72:YES)、制御装置60が、アクチュエータ10により仕切弁125を動作させて、圃場Hに対する排水を調整し、当該動作を実行したことを示す動作情報を記憶部60aに記憶させる(S73)。詳しくは、例えば制御装置60は、アクチュエータ10により仕切弁125を開方向又は閉方向に動作させて、仕切弁125の開度を水管理計画で示された開度に一致させる。これにより、圃場Hからの排水量が調整される。なおこのとき、排水量が0(ゼロ)、即ち圃場Hからの排水が停止されることもある。
In addition, in the water management device 1 on the drainage side, when the drainage adjustment timing indicated in the water management plan arrives (S72: YES in FIG. 10B), the control device 60 operates the gate valve 125 by the actuator 10 to adjust the drainage to the field H, and stores operation information indicating that the operation has been performed in the memory unit 60a (S73). In more detail, for example, the control device 60 operates the gate valve 125 in the opening or closing direction by the actuator 10 to match the opening degree of the gate valve 125 with the opening degree indicated in the water management plan. This adjusts the amount of drainage from the field H. Note that at this time, the amount of drainage may be set to 0 (zero), i.e., drainage from the field H may be stopped.
また、制御装置60は、水管理計画で示されたその他の動作タイミングになると(S74:YES)、その他の動作を実行し、当該動作情報を記憶部60aに記憶させる(S75)。なお、その他の動作には、例えば電源装置41がソーラパネル40による発電量を検出する動作、又は制御装置60が所定手順に従って水管理装置1の各部の故障診断をする動作などが含まれる。
When the timing for other operations indicated in the water management plan arrives (S74: YES), the control device 60 executes the other operations and stores the operation information in the memory unit 60a (S75). Note that other operations include, for example, an operation in which the power supply device 41 detects the amount of power generated by the solar panel 40, or an operation in which the control device 60 diagnoses faults in each part of the water management device 1 according to a predetermined procedure.
さらに、制御装置60は、水管理計画で示された情報送信タイミングになると(S76:YES)、記憶部60aに記憶された水管理装置1の各部の動作情報、検出装置50の検出結果、及び監視カメラ80の監視結果(画像データ)を、通信装置70により支援装置3に送信する(S77)。このとき、制御装置60は、自身が属する水管理装置1の識別情報と送信先の支援装置3の識別情報を付帯させた状態で、上記動作情報、検出結果、及び監視結果を送信する。
Furthermore, when the information transmission timing indicated in the water management plan arrives (S76: YES), the control device 60 transmits the operation information of each part of the water management device 1 stored in the memory unit 60a, the detection results of the detection device 50, and the monitoring results (image data) of the monitoring camera 80 to the support device 3 via the communication device 70 (S77). At this time, the control device 60 transmits the above operation information, detection results, and monitoring results together with the identification information of the water management device 1 to which it belongs and the identification information of the support device 3 to which it is being transmitted.
また、制御装置60は、自身が属する水管理装置1の識別情報が付帯された水管理計画が受信されなくても(図10AのS61:NO)、記憶部21aに水管理計画が既に記憶されていれば(S65:YES)、上述したように当該水管理計画を実行する(S66~S77)。
マルチコプタ2では、当該マルチコプタ2の識別情報が付帯された飛行計画が通信装置23により受信されると(図9のS41:YES)、制御装置21が、記憶部21aの記憶内容を参照し、飛行計画が記憶部21aに既に記憶されているか否かを確認する。飛行計画が記憶部21aに既に記憶されていない場合(S42:NO)、制御装置21は、受信された飛行計画を記憶部21aに記憶させる(S43)。飛行計画が記憶部21aに既に記憶されている場合(S42:YES)、制御装置21は、記憶部21aに既に記憶されている飛行計画に対して、受信された飛行計画を上書きすることにより、飛行計画を更新する(S44)。
Furthermore, even if the control device 60 does not receive a water management plan accompanied by identification information of the water management device 1 to which it belongs (S61: NO in Figure 10A), if a water management plan is already stored in the memory unit 21a (S65: YES), the control device 60 executes the water management plan as described above (S66 to S77).
In the multicopter 2, when the flight plan with the identification information of the multicopter 2 is received by the communication device 23 (S41: YES in FIG. 9), the control device 21 refers to the storage contents of the storage unit 21a and checks whether the flight plan is already stored in the storage unit 21a. If the flight plan is not already stored in the storage unit 21a (S42: NO), the control device 21 stores the received flight plan in the storage unit 21a (S43). If the flight plan is already stored in the storage unit 21a (S42: YES), the control device 21 updates the flight plan by overwriting the flight plan already stored in the storage unit 21a with the received flight plan (S44).
次に、制御装置21は、記憶部21aに記憶されている飛行計画を実行する。具体的には、制御装置21は、記憶部21aの所定の記憶領域に設けられたカレンダを参照し、飛行計画で示された飛行タイミングになると、回転翼20cのローダ20dを回転駆動させて、ブレード20eを回転させることにより、機体20aを離陸させ、マルチコプタ2の飛行を開始する(S46)。そして、制御装置21は、飛行計画で示された飛行ルートに基づいて飛行し、圃場Hの上空に到達すると、撮像装置28で圃場Hを空撮することにより、圃場Hを監視する(S47)。この際、制御装置21は、飛行計画で示された圃場Hの所定位置の上空で、マルチコプタ2をホバリングさせて、撮像装置28により所定位置を空撮する。
Next, the control device 21 executes the flight plan stored in the memory unit 21a. Specifically, the control device 21 refers to a calendar provided in a predetermined storage area of the memory unit 21a, and when the flight timing indicated in the flight plan arrives, the control device 21 rotates the loader 20d of the rotor 20c to rotate the blade 20e, thereby causing the aircraft 20a to take off and starting the flight of the multicopter 2 (S46). Then, the control device 21 flies based on the flight route indicated in the flight plan, and when it reaches the sky above the field H, monitors the field H by taking an aerial photograph of the field H with the imaging device 28 (S47). At this time, the control device 21 hovers the multicopter 2 above a predetermined position of the field H indicated in the flight plan, and takes an aerial photograph of the predetermined position with the imaging device 28.
その後、制御装置21は、飛行計画に基づいて飛行を終了する(S48)。即ち、制御装置21は、飛行計画で示された着陸位置に到達すると、機体20aを着陸させて、回転翼20cのローダ20d及びブレード20eの回転駆動を停止させる。それから、制御装置21は、飛行結果と撮像装置28による監視結果(画像データ)を、通信装置23により支援装置3に送信する(S49)。このとき、制御装置21は、自身が属するマルチコプタ2の識別情報と送信先の支援装置3の識別情報を付帯させた状態で、上記飛行結果と監視結果を送信する。なお、前述したように、インタフェイス26、3dと記憶媒体30を介して、マルチコプタ2から支援装置3に飛行結果と監視結果を付与してもよい。
Then, the control device 21 ends the flight based on the flight plan (S48). That is, when the control device 21 reaches the landing position indicated in the flight plan, it lands the aircraft 20a and stops the rotational drive of the loader 20d and the blade 20e of the rotor 20c. Then, the control device 21 transmits the flight results and the monitoring results (image data) by the imaging device 28 to the support device 3 via the communication device 23 (S49). At this time, the control device 21 transmits the flight results and the monitoring results together with the identification information of the multicopter 2 to which it belongs and the identification information of the support device 3 to which it is transmitted. As described above, the flight results and the monitoring results may be provided from the multicopter 2 to the support device 3 via the interfaces 26, 3d and the storage medium 30.
図9の処理S49の後、マルチコプタ2では、処理S41から以降の処理が繰り返し実行される。また、制御装置21は、自身が属するマルチコプタ2の識別情報が付帯された飛行計画が受信されなくても(S41:NO)、記憶部21aに飛行計画が既に記憶されている場合(S45:YES)、上述したように当該飛行計画を実行する(S46~S49)。
After step S49 in FIG. 9, the multicopter 2 repeatedly executes steps S41 and onward. Furthermore, even if the control device 21 does not receive a flight plan accompanied by the identification information of the multicopter 2 to which it belongs (S41: NO), if a flight plan is already stored in the memory unit 21a (S45: YES), the control device 21 executes the flight plan as described above (S46 to S49).
支援装置3では、当該支援装置3の識別情報が付帯された水管理装置1の動作情報、検出結果、及び監視結果が通信部3cにより受信されると(図8AのS6:YES)、制御部3aは、それらの情報を付帯された送信元の水管理装置1の識別情報と関連付けて、記憶部3bに記憶させる(S7)。また、支援装置3の識別情報が付帯されたマルチコプタ2の飛行結果と監視結果が通信部3cにより受信されると(S8:YES)、制御部3aは、それらの情報を付帯された送信元のマルチコプタ2の識別情報と関連付けて、記憶部3bに記憶させる(S9)。なお、支援装置3は、記憶媒体30とインタフェイス3dとを介して、マルチコプタ2の飛行結果と監視結果を取得してもよい。
In the support device 3, when the operation information, detection results, and monitoring results of the water management device 1 accompanied by the identification information of the support device 3 are received by the communication unit 3c (S6: YES in FIG. 8A), the control unit 3a associates the information with the identification information of the water management device 1 as the sender and stores it in the memory unit 3b (S7). In addition, when the flight results and monitoring results of the multicopter 2 accompanied by the identification information of the support device 3 are received by the communication unit 3c (S8: YES), the control unit 3a associates the information with the identification information of the multicopter 2 as the sender and stores it in the memory unit 3b (S9). In addition, the support device 3 may acquire the flight results and monitoring results of the multicopter 2 via the storage medium 30 and the interface 3d.
次に、水位検出部3gが、記憶部3bに記憶されたマルチコプタ2の監視結果又は水管理装置1の監視結果に基づいて、圃場Hの水位を検出する(S10)。
図11Aは、圃場Hに設けられた水位指標部材63a~63cとマルチコプタ2を示す図である。図11Aに示すように、圃場H内の所定位置Pa~Pcには、水位指標部材63a~63cが設置されている。水位指標部材63a~63cは、例えば円形の横断面形状を有する棒状部材から成り、周面(側面)の全体に水位を計測するための目盛りが付されている。圃場Hの給水口と排水口(水管理装置1)の近傍では、給水時又は排水時に水面に波などが生じて、水位が変動するため、当該給水口と排水口の近傍以外の位置に、水位指標部材63a~63cを設置するのが好ましい。
Next, the water level detection unit 3g detects the water level in the field H based on the monitoring results of the multicopter 2 or the monitoring results of the water management device 1 stored in the memory unit 3b (S10).
FIG. 11A is a diagram showing the water level indicator members 63a to 63c and the multicopter 2 provided in the field H. As shown in FIG. 11A, the water level indicator members 63a to 63c are provided at predetermined positions Pa to Pc in the field H. The water level indicator members 63a to 63c are made of, for example, rod-shaped members having a circular cross-sectional shape, and have scales for measuring the water level on the entire circumferential surface (side surface). In the vicinity of the water supply port and drainage port (water management device 1) of the field H, waves or the like are generated on the water surface during water supply or drainage, causing the water level to fluctuate. Therefore, it is preferable to install the water level indicator members 63a to 63c at positions other than the vicinity of the water supply port and drainage port.
図11Aに示す例では、マルチコプタ2が、圃場Hの所定位置Pa~Pcの周辺の上空でホバリングした状態で、各水位指標部材63a~63cの目盛りと圃場Hの水面との接点を含むように、各位置Pa~Pcの周辺部分を撮像装置28により空撮する。この際、マルチコプタ2が各位置Pa~Pcの周辺の上空で位置を変えて、異なる角度から撮像装置28により各位置Pa~Pcの周辺部分を複数回空撮してもよい。
In the example shown in FIG. 11A, the multicopter 2 hovers in the air above the periphery of predetermined positions Pa to Pc in the field H, and the imaging device 28 takes an aerial photograph of the periphery of each position Pa to Pc, including the point of contact between the scales of each water level indicator member 63a to 63c and the water surface of the field H. At this time, the multicopter 2 may change its position in the air above the periphery of each position Pa to Pc, and the imaging device 28 may take aerial photographs of the periphery of each position Pa to Pc multiple times from different angles.
その後、撮像装置28により空撮された画像データが監視結果としてマルチコプタ2から支援装置3に送信されて、当該画像データが記憶部3bに記憶される。そして、水位検出部3gが、当該画像データを記憶部3bから読み出して、当該画像データを画像解析することにより、所定位置Pa~Pcの水位を検出する。この際、水位検出部3gは、所定位置Pa~Pcのうちの1つの位置につき、1枚以上の画像データに基づいて、当該位置の水位を検出する。また、水位検出部3gは、画像データに関連付けられたマルチコプタ2の空撮位置(高さ、空撮角度など)にも基づいて、各位置Pa~Pcの水位を検出する。
Then, image data photographed from the air by the imaging device 28 is transmitted from the multicopter 2 to the support device 3 as the monitoring result, and the image data is stored in the memory unit 3b. The water level detection unit 3g then reads out the image data from the memory unit 3b and detects the water level at the predetermined positions Pa to Pc by performing image analysis on the image data. At this time, the water level detection unit 3g detects the water level at one of the predetermined positions Pa to Pc based on one or more pieces of image data. The water level detection unit 3g also detects the water level at each of the positions Pa to Pc based on the aerial photography position (height, aerial photography angle, etc.) of the multicopter 2 associated with the image data.
さらに、水位検出部3gは、所定位置Pa~Pcのうちの1つの位置の周辺部分を異なる角度で空撮した複数の画像データのそれぞれに基づいて、当該位置の水位を検出してもよい。そして、水位検出部3gが、その複数の画像データ毎に検出した複数の水位検出値の平均値を演算し、当該平均値を上記1つの位置の水位として決定してもよい。
図11Bは、圃場Hに設けられた水位指標部材63a~63cと水管理装置1を示す図である。図11Bに示す例では、水管理装置1が、圃場H内の各位置Pa~Pcに設置された水位指標部材63a~63cの目盛りと圃場Hの水面との接点を含むように、各位置Pa~Pcの周辺部分を監視カメラ80により撮像する。また、水管理装置1が複数台設置されている圃場Hでは、各水管理装置1に備わる監視カメラ80により、各位置Pa~Pcの周辺部分を撮像してもよい。
Furthermore, the water level detection unit 3g may detect the water level at one of the predetermined positions Pa to Pc based on a plurality of image data obtained by photographing the surrounding area of the one position from the air at different angles. The water level detection unit 3g may then calculate an average value of the plurality of water level detection values detected for each of the plurality of image data, and determine the average value as the water level at the one position.
Figure 11B is a diagram showing water level indicator members 63a-63c and the water management device 1 provided in a field H. In the example shown in Figure 11B, the water management device 1 uses a surveillance camera 80 to capture images of the surrounding areas of each of the positions Pa-Pc in the field H, including the points of contact between the scales of the water level indicator members 63a-63c provided at each of the positions Pa-Pc and the water surface of the field H. Furthermore, in a field H where multiple water management devices 1 are installed, the surveillance camera 80 provided on each water management device 1 may capture images of the surrounding areas of each of the positions Pa-Pc.
その後、監視カメラ80により撮像された画像データが監視結果として水管理装置1から支援装置3に送信されて、当該画像データが記憶部3bに記憶される。そして、水位検出部3gが、当該画像データを記憶部3bから読み出して、当該画像データを画像解析することにより、所定位置Pa~Pcの水位を検出する。
この際も、水位検出部3gは、所定位置Pa~Pcのうちの1つの位置につき、1枚以上の画像データに基づいて、当該位置の水位を検出する。また、水位検出部3gは、画像データを撮像した監視カメラ80の設置位置(高さ、撮像角度など)にも基づいて、各位置Pa~Pcの水位を検出する。また、水位検出部3gは、所定位置Pa~Pcのうちの1つの位置の周辺部分を異なる角度で撮像した複数の画像データのそれぞれに基づいて、当該位置の水位を検出してもよい。そして、水位検出部3gは、その複数の画像データ毎に検出された複数の水位検出値の平均値を演算し、当該平均値を上記1つの位置の水位として決定してもよい。
Thereafter, image data captured by the monitoring camera 80 is transmitted from the water management device 1 to the support device 3 as the monitoring result, and the image data is stored in the memory unit 3b. The water level detection unit 3g then reads out the image data from the memory unit 3b and performs image analysis of the image data to detect the water levels at the predetermined positions Pa to Pc.
In this case, the water level detection unit 3g detects the water level at one of the predetermined positions Pa to Pc based on one or more pieces of image data for that position. The water level detection unit 3g also detects the water level at each of the positions Pa to Pc based on the installation position (height, image capture angle, etc.) of the monitoring camera 80 that captured the image data. The water level detection unit 3g may also detect the water level at that position based on each of multiple image data that capture the peripheral area of one of the predetermined positions Pa to Pc at different angles. The water level detection unit 3g may then calculate the average value of the multiple water level detection values detected for each of the multiple image data, and determine the average value as the water level at the one position.
また、上述したように、マルチコプタ2の撮像装置28と水管理装置1の監視カメラ80の両方で、圃場H内の水位指標部材63a~63cの目盛りと圃場Hの水面との接点を含むように、各位置Pa~Pcの周辺部分を撮像し、それらの画像データに基づいて、水位検出部3gで各位置Pa~Pcの水位を検出してもよい。またこの場合、マルチコプタ2が圃場Hの上空を飛行することにより、撮像装置28で空撮された画像データに基づいて、水位検出部3gが検出可能な所定位置Pa~Pcの第1水位と、マルチコプタ2が圃場Hの上空を飛行しなくても、監視カメラ80で撮像された画像データに基づいて、水位検出部3gが検出可能な所定位置Pa~Pcの第2水位とを、両方とも水位検出部3gによる水位検出値としてもよい。
As described above, the imaging device 28 of the multicopter 2 and the monitoring camera 80 of the water management device 1 may both capture images of the periphery of each position Pa-Pc, including the points of contact between the scales of the water level indicator members 63a-63c in the field H and the water surface of the field H, and the water level detection unit 3g may detect the water level at each position Pa-Pc based on the image data. In this case, the first water level at the predetermined positions Pa-Pc that the water level detection unit 3g can detect based on image data captured from the air by the imaging device 28 by the multicopter 2 flying above the field H, and the second water level at the predetermined positions Pa-Pc that the water level detection unit 3g can detect based on image data captured by the monitoring camera 80 even if the multicopter 2 does not fly above the field H, may both be water level detection values by the water level detection unit 3g.
又は、上記第1水位と上記第2水位とに基づいて、水位検出部3gが所定位置Pa~Pcの水位をそれぞれ決定してもよい。具体的には、例えば水位検出部3gが、各位置Pa~Pcの上記第1水位と上記第2水位との平均値を演算し、当該平均値を各位置Pa~Pcの水位検出値とする。或いは、例えば水位検出部3gが、圃場管理計画で示された現在の圃場Hに対する給水と排水の必要度に応じて、上記第1水位と上記第2水位のうちの多い方或いは少ない方の優先する水位を、各位置Pa~Pcの水位検出値とする。また上記第1水位と上記第2水位のうち、いずれか一方の水位を優先することが圃場管理計画又は水位検出計画で定められていてもよい。
Alternatively, the water level detection unit 3g may determine the water levels at the predetermined positions Pa to Pc based on the first water level and the second water level. Specifically, for example, the water level detection unit 3g calculates the average value of the first water level and the second water level at each position Pa to Pc, and sets the average value as the water level detection value for each position Pa to Pc. Alternatively, for example, the water level detection unit 3g sets the higher or lower of the first water level and the second water level as the water level detection value for each position Pa to Pc, depending on the degree of need for water supply and drainage for the current field H indicated in the field management plan. Also, it may be determined in the field management plan or the water level detection plan that either one of the first water level and the second water level is to be given priority.
なお、圃場H内における水位指標部材63a~63cの設置位置と設置数、並びに水位の検出位置は、圃場Hの外形(広さと形状など)、及び給排水位置などに基づいて適宜設定すればよく、例えば1か所でもよいし、2か所以上でもよい。
次に、取得部3eが、記憶部3bの記憶内容から圃場Hの風情報を抽出する(図8AのS11)。詳しくは、水位検出部3gが各位置Pa~Pcの水位を検出する際に基づいた画像データの撮像時に、圃場Hに吹いていた風の風向と風速を含む風情報(風検出部50dが検出)を、取得部3eが記憶部3bの記憶内容から抽出する。そして、補正部3hが、水位検出部3gにより検出された圃場Hの各位置Pa~Pcの水位(水位検出値)を、取得部3eにより抽出された圃場Hの風情報に基づいて補正する(S12)。
The installation locations and number of the water level indicator members 63a to 63c within the field H, as well as the water level detection locations, may be set appropriately based on the external dimensions (area, shape, etc.) of the field H and the water supply and drainage locations, and may be, for example, one location or two or more locations.
Next, the acquisition unit 3e extracts wind information for the field H from the contents stored in the memory unit 3b (S11 in FIG. 8A). In detail, the acquisition unit 3e extracts wind information (detected by the wind detection unit 50d) including the wind direction and wind speed of the wind blowing in the field H when the image data based on which the water level detection unit 3g detects the water level at each of the positions Pa to Pc is captured from the contents stored in the memory unit 3b. Then, the correction unit 3h corrects the water levels (water level detection values) at each of the positions Pa to Pc of the field H detected by the water level detection unit 3g based on the wind information for the field H extracted by the acquisition unit 3e (S12).
図12は、圃場Hの平面図である。例えば図12に示すように、圃場Hに東向きの自然風(風速3m/秒)が吹いていることが、取得部3eにより抽出された風情報で示されている場合、まず補正部3hは、所定位置Pa~Pcのうち、最も風上側にある位置Paと最も風下側にある位置Pcとを判断する。そして、補正部3hは、最も風上側にある位置Paの水位検出値Wa(Wa=4.5cm)と、最も風下側にある位置Pcの水位検出値Wc(Wc=5.5cm)との平均値Waveを算出する(Wave=(Wa+Wc)÷2=5.0cm)。
Figure 12 is a plan view of the field H. For example, as shown in Figure 12, if the wind information extracted by the acquisition unit 3e indicates that a natural wind (wind speed 3 m/sec) is blowing eastward in the field H, the correction unit 3h first determines the windwardest position Pa and the leewardest position Pc among the predetermined positions Pa to Pc. Then, the correction unit 3h calculates the average value Wave of the water level detection value Wa (Wa = 4.5 cm) of the windwardest position Pa and the water level detection value Wc (Wc = 5.5 cm) of the leewardest position Pc (Wave = (Wa + Wc) ÷ 2 = 5.0 cm).
次に、補正部3hは、平均値Waveから所定位置Pa、Pcの水位検出値Wa、Wcをそれぞれ減算することにより、所定位置Pa、Pcの第1水位補正値Qa、Qcを求める(Qa=Wave-Wa=+0.5cm、Qc=Wave-Wc=-0.5cm)。
そして、補正部3hは、所定位置Pa、Pcの第1水位補正値Qa、Qcを水位検出値Wa、Wcにそれぞれ加算することにより、所定位置Pa、Pcの水位検出値を補正する(第1水位補正)。これにより、所定位置Pa、Pcの第1水位補正後の水位Wah、Wchは、それぞれ5.0cmとなり、平均値Waveと同値となる(Wah=Wa+Qa=4.5cm+(+0.5cm)=5.0cm=Wave、Wch=Wc+Qc=5.5+(-0.5cm)=0.5cm=Wave)。
Next, the correction unit 3h obtains first water level correction values Qa, Qc for the specified positions Pa, Pc by subtracting the water level detection values Wa, Wc for the specified positions Pa, Pc, respectively, from the average value Wave (Qa = Wave - Wa = +0.5 cm, Qc = Wave - Wc = -0.5 cm).
Then, the correction unit 3h corrects the water level detection values at the predetermined positions Pa and Pc by adding the first water level correction values Qa and Qc at the predetermined positions Pa and Pc to the water level detection values Wa and Wc, respectively (first water level correction). As a result, the water levels Wah and Wch after the first water level correction at the predetermined positions Pa and Pc become 5.0 cm, respectively, which is the same value as the average value Wave (Wah=Wa+Qa=4.5 cm+(+0.5 cm)=5.0 cm=Wave, Wch=Wc+Qc=5.5+(-0.5 cm)=0.5 cm=Wave).
また、風の影響で、圃場Hの風上側の畔Raから風下側の畔Rbに向かうに連れて水位が上がるため、風上側の畔Raからの距離と水位検出値とが比例関係にある。このため、補正部3hは、所定位置Paから所定位置Pcまでの風向きと平行な距離Dac、所定位置Pcの水位検出値Wcと所定位置Paの水位検出値Waとの差Δca(Δca=Wc-Wa=+1.0cm)、及び所定位置Paから所定位置Pbまでの風向きと平行な距離Dabに基づいて、所定位置Pbの水位検出値Wbの第1水位補正値Qbを求める。図12の例では、距離Dac、Dabの比が、Dac:Dab=5:1であり、差Δcaが+1.0cmであるため、第1水位補正値Qbは+0.2cmとなる。
In addition, because the water level rises from the windward bank Ra of the field H toward the leeward bank Rb due to the influence of wind, the distance from the windward bank Ra and the water level detection value are in a proportional relationship. For this reason, the correction unit 3h calculates the first water level correction value Qb of the water level detection value Wb at the specified position Pb based on the distance Dac parallel to the wind direction from the specified position Pa to the specified position Pc, the difference Δca (Δca = Wc - Wa = +1.0 cm) between the water level detection value Wc at the specified position Pc and the water level detection value Wa at the specified position Pa, and the distance Dab parallel to the wind direction from the specified position Pa to the specified position Pb. In the example of FIG. 12, the ratio of the distances Dac and Dab is Dac:Dab = 5:1, and the difference Δca is +1.0 cm, so the first water level correction value Qb is +0.2 cm.
そして、補正部3hは、所定位置Pbの第1水位補正値Qbを水位検出値Wbに加算することにより、所定位置Pbの水位検出値を補正する(第1水位補正)。これにより、所定位置Pbの補正後の水位Wbhは、4.9cmとなる(Wbh=Wb+Qb=4.7cm+(+0.2cm)=4.9cm)。
なお、他の例として、第1水位補正値Qa、Qcと同様に、平均値Waveから位置Pbの水位検出値Wbを減算することにより、第1水位補正値Qbを求めて、当該第1水位補正値Qbで水位検出値Wbを補正してもよい。この場合、第1水位補正値Qbは、+0.3cmとなり(Qb=Wave-Wb=5.0cm-4.7cm=+0.3cm)、所定位置Pbの第1水位補正後の水位Wbhは、5.0cmとなる(Wbh=Wb+Qb=4.7cm+(+0.3cm)=5.0cm)。
Then, the correction unit 3h corrects the water level detection value Wb at the predetermined position Pb by adding the first water level correction value Qb at the predetermined position Pb to the water level detection value Wb (first water level correction). As a result, the corrected water level Wbh at the predetermined position Pb becomes 4.9 cm (Wbh = Wb + Qb = 4.7 cm + (+0.2 cm) = 4.9 cm).
As another example, similar to the first water level correction values Qa and Qc, the first water level correction value Qb may be obtained by subtracting the water level detection value Wb at the position Pb from the average value Wave, and the water level detection value Wb may be corrected with the first water level correction value Qb. In this case, the first water level correction value Qb is +0.3 cm (Qb = Wave - Wb = 5.0 cm - 4.7 cm = +0.3 cm), and the water level Wbh after the first water level correction at the predetermined position Pb is 5.0 cm (Wbh = Wb + Qb = 4.7 cm + (+0.3 cm) = 5.0 cm).
補正部3hは、上述したように各所定位置Pa、Pb、Pcの水位検出値Wa、Wb、Wcを補正すると、当該各所定位置Pa、Pb、Pcの第1水位補正後の水位Wah、Wbh、Wchを記憶部3bに記憶させる。この際、補正部3hは、各所定位置Pa、Pb、Pcの第1水位補正後の水位Wah、Wbh、Wchに、対応する各所定位置Pa、Pb、Pcの位置情報(座標など)、第1水位補正前の水位検出値Wa、Wb、Wc、第1水位補正値Qa、Qb、Qc、又は風情報(風向、風速)などを関連付けて、記憶部3bに記憶させる。また、補正部3hは、予め設定された圃場Hの基準位置(図12の例では位置Pb)については、当該位置情報、第1水位補正後の水位、第1水位補正前の水位検出値、第1水位補正値、及び風情報を関連付けて記憶部3bに記憶させることにより、これらのデータを集積する。
When the correction unit 3h corrects the water level detection values Wa, Wb, and Wc of each of the predetermined positions Pa, Pb, and Pc as described above, the water levels Wah, Wbh, and Wch after the first water level correction of each of the predetermined positions Pa, Pb, and Pc are stored in the memory unit 3b. At this time, the correction unit 3h associates the water levels Wah, Wbh, and Wch after the first water level correction of each of the predetermined positions Pa, Pb, and Pc with the position information (coordinates, etc.) of the corresponding predetermined positions Pa, Pb, and Pc, the water level detection values Wa, Wb, and Wc before the first water level correction, the first water level correction values Qa, Qb, and Qc, or wind information (wind direction and wind speed), and stores them in the memory unit 3b. In addition, for a preset reference position of the field H (position Pb in the example of FIG. 12), the correction unit 3h accumulates this data by storing the position information, the water level after the first water level correction, the water level detection value before the first water level correction, the first water level correction value, and the wind information in association with each other in the memory unit 3b.
次に、決定部3iが、各所定位置Pa~Pcの第1水位補正後の水位Wah、Wbh、Wchに基づいて、圃場Hの各所定位置Pa~Pcの水位と全体水位Woとを決定し、当該決定結果を記憶部3bに記憶させる(図8AのS13)。この際、例えば決定部3iは、各所定位置Pa~Pcの第1水位補正後の水位Wah、Wbh、Wchを、各所定位置Pa~Pc水位として決定する。また、決定部3iは、各所定位置Pa~Pcの第1水位補正後の水位Wah、Wbh、Wchの平均値を演算して、当該平均値を圃場Hの全体水位Woとして決定する。そして、決定部3iは、決定した圃場Hの各所定位置Pa~Pcの水位Wah、Wbh、Wch及び全体水位Woと、これらを決定する際に用いた各位置Pa~Pcの第1水位補正前の水位検出値Wa、Wb、Wc、第1水位補正値Qa、Qb、Qc、各位置Pa~Pcの位置情報、又は圃場Hの風情報などとを関連付けて、記憶部3bに記憶させる。
Next, the determination unit 3i determines the water levels of each of the specified positions Pa to Pc of the field H and the overall water level Wo based on the water levels Wah, Wbh, and Wch after the first water level correction of each of the specified positions Pa to Pc, and stores the determination results in the memory unit 3b (S13 in FIG. 8A). At this time, for example, the determination unit 3i determines the water levels Wah, Wbh, and Wch after the first water level correction of each of the specified positions Pa to Pc as the water levels of each of the specified positions Pa to Pc. The determination unit 3i also calculates the average value of the water levels Wah, Wbh, and Wch after the first water level correction of each of the specified positions Pa to Pc, and determines the average value as the overall water level Wo of the field H. The determination unit 3i then associates the water levels Wah, Wbh, Wch and overall water level Wo at each of the determined predetermined positions Pa-Pc of the field H with the water level detection values Wa, Wb, Wc before the first water level correction at each position Pa-Pc, the first water level correction values Qa, Qb, Qc, the position information of each position Pa-Pc, or wind information of the field H, which were used in determining these, and stores them in the memory unit 3b.
即ち、圃場Hの各位置Pa~Pcの第1水位補正前の水位検出値Wa、Wb、Wc、第1水位補正値Qa、Qb、Qc、第1水位補正後の水位Wah、Wbh、Wch、全体水位Wo、各所定位置Pa~Pcの位置情報、又は圃場Hの風情報などが、記憶部3bに記憶されて、データベース化される。
また、前述したように、水位検出部3gがマルチコプタ2の撮像装置28の画像データに基づいて検出した所定位置Pa~Pcの第1水位と、水管理装置1の監視カメラ80の画像データに基づいて検出した所定位置Pa~Pcの第2水位の両方を、水位検出値として出力した場合には、補正部3hが、第1水位と第2水位のうちの少なくとも一方を補正すればよい。
That is, the water level detection values Wa, Wb, Wc before the first water level correction for each position Pa to Pc in the field H, the first water level correction values Qa, Qb, Qc, the water levels Wah, Wbh, Wch after the first water level correction, the overall water level Wo, the position information of each specified position Pa to Pc, or the wind information of the field H are stored in the memory unit 3b and compiled into a database.
Furthermore, as described above, when the water level detection unit 3g outputs both the first water level at the predetermined position Pa-Pc detected based on image data of the imaging device 28 of the multicopter 2 and the second water level at the predetermined position Pa-Pc detected based on image data of the surveillance camera 80 of the water management device 1 as water level detection values, the correction unit 3h only needs to correct at least one of the first water level and the second water level.
例えば、補正部3hが、上記所定位置Pa~Pcの第1水位と第2水位の両方を前述した手順で補正したときには、決定部3iが、補正後の第1水位と補正後の第2水位とに基づいて、所定位置Pa~Pcの水位と全体水位Woとを決定すればよい。この際、決定部3iが、補正後の第1水位と補正後の第2水位との平均値又はそのうち優先する水位から、所定位置Pa~Pcの水位と全体水位Woとを決定してもよい。
For example, when the correction unit 3h corrects both the first water level and the second water level of the above-mentioned predetermined positions Pa to Pc in the above-mentioned procedure, the determination unit 3i may determine the water level of the predetermined positions Pa to Pc and the overall water level Wo based on the corrected first water level and the corrected second water level. At this time, the determination unit 3i may determine the water level of the predetermined positions Pa to Pc and the overall water level Wo from the average value of the corrected first water level and the corrected second water level or the water level that takes priority therebetween.
また、例えば補正部3hが、上記所定位置Pa~Pcの第1水位と第2水位のうち、圃場管理計画で示されているいずれか一方の優先する水位を、前述した手順で補正したときには、決定部3iが、当該補正後の水位に基づいて、所定位置Pa~Pcの水位と全体水位Woとを決定すればよい。
一方、水位検出部3gがマルチコプタ2の撮像装置28の画像データに基づいて検出した所定位置Pa~Pcの第1水位と、水管理装置1の監視カメラ80の画像データに基づいて検出した所定位置Pa~Pcの第2水位とに基づいて、所定位置Pa~Pcの水位検出値を決定した場合には、補正部3hが、当該所定位置Pa~Pcの水位検出値を前述した手順で補正すればよい。そして、決定部3iが、補正後の所定位置Pa~Pcの水位検出値に基づいて、所定位置Pa~Pcの水位と全体水位Woとを決定すればよい。
Furthermore, for example, when the correction unit 3h corrects one of the first and second water levels at the above-mentioned specified positions Pa to Pc, which is the preferred water level indicated in the field management plan, in the procedure described above, the determination unit 3i determines the water levels at the specified positions Pa to Pc and the overall water level Wo based on the corrected water level.
On the other hand, when the water level detection unit 3g determines the water level detection value of the predetermined position Pa-Pc based on the first water level of the predetermined position Pa-Pc detected based on the image data of the imaging device 28 of the multicopter 2 and the second water level of the predetermined position Pa-Pc detected based on the image data of the monitoring camera 80 of the water management device 1, the correction unit 3h may correct the water level detection value of the predetermined position Pa-Pc in the above-mentioned procedure. Then, the determination unit 3i may determine the water level of the predetermined position Pa-Pc and the overall water level Wo based on the water level detection value of the predetermined position Pa-Pc after correction.
圃場Hが無風状態であった場合、即ち風検出部50dにより検出された風速が0m/秒であった場合、例えば補正部3hが、無風状態に対応する所定の補正値(0(ゼロ)でもよい。)を用いて、所定位置Pa~Pcの水位検出値Wa、Wb、Wcを補正してもよい。そして、決定部3iが、当該補正後の所定位置Pa~Pcの水位検出値Wah、Wbh、Wchに基づいて、所定位置Pa~Pcの水位と全体水位Woとを決定して、記憶部3bに記憶させてもよい。
When there is no wind in the field H, i.e. when the wind speed detected by the wind detection unit 50d is 0 m/sec, for example, the correction unit 3h may correct the water level detection values Wa, Wb, and Wc of the specified positions Pa to Pc using a predetermined correction value (which may be 0 (zero)) corresponding to a windless state. Then, the determination unit 3i may determine the water levels at the specified positions Pa to Pc and the overall water level Wo based on the corrected water level detection values Wah, Wbh, and Wch of the specified positions Pa to Pc, and store them in the memory unit 3b.
或いは、補正部3hが水位検出部3gにより検出された水位検出値Wa、Wb、Wcを補正することなく、決定部3iが当該水位検出値Wa、Wb、Wcを圃場Hの所定位置Pa~Pcの水位として決定して、記憶部3bに記憶させてもよい。また、決定部3iが、水位検出値Wa、Wb、Wcの平均値Waveを演算し、当該平均値Waveを圃場Hの全体水位Woとして決定して、記憶部3bに記憶させてもよい。さらに、決定部3iは、所定位置Pa~Pcの水位検出値Wa、Wb、Wc及び全体水位Woと、所定位置Pa~Pcの位置情報又は風情報とを関連付けて、記憶部3bに記憶させてもよい。
Alternatively, the correction unit 3h may not correct the water level detection values Wa, Wb, Wc detected by the water level detection unit 3g, and the determination unit 3i may determine the water level detection values Wa, Wb, Wc as the water level at the specified positions Pa to Pc of the field H and store them in the memory unit 3b. The determination unit 3i may also calculate an average value Wave of the water level detection values Wa, Wb, Wc, determine the average value Wave as the overall water level Wo of the field H and store it in the memory unit 3b. Furthermore, the determination unit 3i may associate the water level detection values Wa, Wb, Wc and the overall water level Wo at the specified positions Pa to Pc with the position information or wind information of the specified positions Pa to Pc and store them in the memory unit 3b.
上述したように水位検出部3gにより検出された水位検出値を、補正部3hにより風情報に基づいて補正することで、圃場Hに吹いた風によって圃場Hの水が押し流されたり、圃場Hの水面に波が生じたりするなどして、圃場Hの各部で水位が一時的に変動しても、圃場Hの実際の水位、即ち風の影響を受けていないときの水位を検出することができる。
マルチコプタ2が圃場Hの上空を飛行して、撮像装置28により圃場H内の所定位置Pa~Pcの周辺部分を撮像する場合、マルチコプタ2の高度が低かったり、回転翼20cのロータ20d(又はブレード20e)の回転数が大きかったりすると、ブレード20eの回転により生じる旋回風の影響で、所定位置Pa~Pcの周辺部分の水位が一時的に変動することがある。この場合、撮像装置28により空撮した画像データに基づいて、水位検出部3gにより検出した所定位置Pa~Pcの水位が、実際の所定位置Pa~Pcの水位と異なってしまう。
As described above, by correcting the water level detection value detected by the water level detection unit 3g based on wind information by the correction unit 3h, even if the water level temporarily fluctuates in various parts of the field H due to wind blowing into the field H washing away the water in the field H or creating waves on the water surface of the field H, the actual water level in the field H, i.e., the water level when not affected by wind, can be detected.
When the multicopter 2 flies above the field H and captures an image of the surrounding area of the predetermined positions Pa-Pc in the field H with the imaging device 28, if the altitude of the multicopter 2 is low or the rotation speed of the rotor 20d (or the blade 20e) of the rotor 20c is high, the water level in the surrounding area of the predetermined positions Pa-Pc may temporarily fluctuate due to the influence of the swirling wind generated by the rotation of the blade 20e. In this case, the water level at the predetermined positions Pa-Pc detected by the water level detection unit 3g based on image data captured from the air by the imaging device 28 will differ from the actual water level at the predetermined positions Pa-Pc.
具体的には、例えば圃場Hの上空でマルチコプタ2がホバリングしたときの、マルチコプタ2の高度が低いほど、又はロータ20dの回転数が大きいほど、ブレード20eの回転により生じる旋回風の影響で、マルチコプタ2の直下の水面が低下し、当該直下に設置された水位指標部材63a~63cの目盛りと水面との接点も低下する。
この対策として、マルチコプタ2が圃場Hに起こす旋回風に基づいて、補正部3hが水位検出部3gによる水位検出値を補正してもよい。具体的には、例えば、自然風の影響を受けない飛行体用の屋内飛行練習場において、水を入れた大きな水槽を設置する。そして、マルチコプタ2を水槽の上空で飛行させて、マルチコプタ2の高度又はロータ20dの回転数を変えながら、マルチコプタ2をホバリングさせて、水槽の水位の変化を調査する実験を行う。
Specifically, for example, when the multicopter 2 is hovering above a farm field H, the lower the altitude of the multicopter 2 or the higher the rotation speed of the rotor 20d, the lower the water level directly below the multicopter 2 will be due to the influence of the swirling wind generated by the rotation of the blades 20e, and the lower the point of contact between the scales of the water level indicator members 63a to 63c installed directly below the multicopter 2 and the water surface will also be.
As a countermeasure to this, the correction unit 3h may correct the water level detection value by the water level detection unit 3g based on the swirling wind that the multicopter 2 creates in the field H. Specifically, for example, a large water tank filled with water is installed in an indoor flight training field for flying objects that is not affected by natural wind. Then, an experiment is performed in which the multicopter 2 flies above the water tank and hovers while changing the altitude of the multicopter 2 or the rotation speed of the rotor 20d, to investigate changes in the water level in the water tank.
この際、パーソナルコンピュータから成る実験用端末装置で、マルチコプタ2より取得した飛行結果から、マルチコプタ2の高度又はロータ20dの回転数を検出する。また、水位センサにより水槽の水位を検出して、当該検出結果を実験用端末装置に取り込む。ここで用いる水位センサは、公知の接触式又は非接触式の水位計センサから成る。
実験用端末装置において、上記実験結果から、マルチコプタ2の高度の変化と水槽の水位の変化との相関関係を抽出する。次に、当該相関関係に基づいて、マルチコプタ2の高度に応じた水位の変動値(低下幅)を第2水位補正値として導出する。そして、マルチコプタ2の高度と第2水位補正値との対応関係を示すテーブル、或いはマルチコプタ2の高度に基づいて第2水位補正値を求める演算式を作成し、当該テーブル或いは演算式を示す補正データを支援装置3の記憶部3bに記憶させる。
At this time, the altitude of the multicopter 2 or the rotation speed of the rotor 20d is detected from the flight results acquired from the multicopter 2 by an experimental terminal device consisting of a personal computer. Also, the water level of the water tank is detected by a water level sensor, and the detection result is input to the experimental terminal device. The water level sensor used here consists of a known contact or non-contact water level sensor.
In the experimental terminal device, a correlation between the change in altitude of the multicopter 2 and the change in the water level of the tank is extracted from the above experimental results. Next, based on the correlation, a fluctuation value (amount of decrease) of the water level corresponding to the altitude of the multicopter 2 is derived as a second water level correction value. Then, a table showing the correspondence between the altitude of the multicopter 2 and the second water level correction value, or an arithmetic expression for finding the second water level correction value based on the altitude of the multicopter 2 is created, and correction data showing the table or arithmetic expression is stored in the memory unit 3b of the support device 3.
又は、実験用端末装置で、上記実験結果から、マルチコプタ2のロータ20dの回転数の変化と、水槽の水位の変化との相関関係を抽出する。次に、当該相関関係に基づいて、ロータ20dの回転数に応じた水位の変動値(低下幅)を第3水位補正値として導出する。そして、ロータ20dの回転数と第3水位補正値との対応関係を示すテーブル、或いはロータ20dの回転数に基づいて第3水位補正値を求める演算式を作成し、当該テーブル或いは演算式を示す補正データを支援装置3の記憶部3bに記憶させる。
Alternatively, the experimental terminal device extracts the correlation between the change in the rotation speed of the rotor 20d of the multicopter 2 and the change in the water level of the water tank from the above experimental results. Next, based on the correlation, the fluctuation value (decrease range) of the water level corresponding to the rotation speed of the rotor 20d is derived as the third water level correction value. Then, a table showing the correspondence between the rotation speed of the rotor 20d and the third water level correction value, or an arithmetic formula for calculating the third water level correction value based on the rotation speed of the rotor 20d is created, and correction data showing the table or arithmetic formula is stored in the memory unit 3b of the support device 3.
図13Aは、前述の手順で導出された、マルチコプタ2の高度と第2水位補正値との関係を示す図である。詳しくは、図13Aに示すグラフ中のラインL1は、ロータ20dの回転数を所定の一定値にして、マルチコプタ2をホバリングさせた場合の、マルチコプタ2の高度と第2水位補正値との相関関係を示している。ラインL1で示すように、マルチコプタ2の高度が高くなるほど(図13Aの横軸で右に行くほど)、マルチコプタ2と水面との離間距離が長くなって、ブレード20eの旋回風の影響を水面が受け難くなり、水位の変動量が小さくなるので、第2水位補正値は小さくなる(図13Aの縦軸で下方に行く)。また、マルチコプタ2の高度がある程度高くなると、ブレード20eの旋回風の影響を水面が受けなくなるので、第2水位補正値は一定値(0(ゼロ)又は略0)に収束する。さらに、ロータ20dの回転数が大きくなるほど、ラインL1が縦軸方向と平行に上方へシフトし、第2水位補正値が大きくなる。
Figure 13A is a diagram showing the relationship between the altitude of the multicopter 2 and the second water level correction value derived by the above-mentioned procedure. In detail, the line L1 in the graph shown in Figure 13A shows the correlation between the altitude of the multicopter 2 and the second water level correction value when the rotation speed of the rotor 20d is set to a predetermined constant value and the multicopter 2 is hovered. As shown by the line L1, the higher the altitude of the multicopter 2 (the further to the right on the horizontal axis of Figure 13A), the longer the distance between the multicopter 2 and the water surface becomes, and the water surface becomes less susceptible to the influence of the swirling wind of the blade 20e, and the amount of fluctuation in the water level becomes smaller, so the second water level correction value becomes smaller (the lower the vertical axis of Figure 13A). Also, when the altitude of the multicopter 2 becomes high to a certain extent, the water surface is no longer influenced by the swirling wind of the blade 20e, so the second water level correction value converges to a constant value (0 (zero) or approximately 0). Furthermore, as the rotation speed of the rotor 20d increases, the line L1 shifts upward parallel to the vertical axis direction, and the second water level correction value increases.
図13Bは、前述の手順で導出された、マルチコプタ2のロータ20dの回転数と第3水位補正値との関係を示す図である。詳しくは、図13Bに示すグラフ中のラインL2は、マルチコプタ2の高度を所定の一定値にして、マルチコプタ2をホバリングさせた場合の、ロータ20dの回転数と第3水位補正値との相関関係を示している。ラインL2で示すように、ロータ20dの回転数が大きくなるほど(図13Bの横軸で右に行くほど)、ブレード20eの旋回風の影響を水面が受けて、水位の変動量が大きくなるので、第3水位補正値は大きくなる(図13Bの縦軸で上方に行く)。また、マルチコプタ2の高度が低くなるほど、ラインL2が縦軸方向と平行に上方へシフトし、第3水位補正値が大きくなる。
Figure 13B is a diagram showing the relationship between the rotation speed of the rotor 20d of the multicopter 2 and the third water level correction value, derived by the above-mentioned procedure. In detail, line L2 in the graph shown in Figure 13B shows the correlation between the rotation speed of the rotor 20d and the third water level correction value when the altitude of the multicopter 2 is set to a predetermined constant value and the multicopter 2 is hovered. As shown by line L2, the higher the rotation speed of the rotor 20d (toward the right on the horizontal axis of Figure 13B), the more the water surface is affected by the swirling wind of the blades 20e, and the greater the fluctuation in the water level, so the larger the third water level correction value becomes (moving upward on the vertical axis of Figure 13B). Also, the lower the altitude of the multicopter 2, the more line L2 shifts upward parallel to the vertical axis, and the larger the third water level correction value becomes.
図13Aのマルチコプタ2の高度と第2水位補正値との関係を示す演算式(関数)若しくはテーブル、又は図13Bのマルチコプタ2のロータ20dの回転数と第3水位補正値との関係を示す演算式(関数)若しくはテーブルといった補正データが、支援装置3の記憶部3bに予め記憶される。
圃場管理システム7の運用時には、支援装置3の水位検出部3gが、マルチコプタ2の飛行時に撮像装置28により撮像された画像データに基づいて圃場Hの所定位置の水位を検出する。すると、取得部3eが、記憶部3bに記憶されたマルチコプタ2の飛行結果から、当該画像データの撮像時のマルチコプタ2の高度又はロータ20dの回転数を抽出する。次に、補正部3hが、抽出された上記マルチコプタ2の高度と、記憶部3bに記憶された補正データとに基づいて、第2水位補正値を導出する。そして、補正部3hが、当該第2水位補正値に基づいて、水位検出部3gによる水位検出値を補正(第2水位補正)する。詳しくは、補正部3hは、例えば水位検出部3gによる水位検出値に第2水位補正値を加算することにより、第2水位補正後の水位を求める。
Correction data such as an arithmetic formula (function) or table showing the relationship between the altitude of the multicopter 2 in Figure 13A and the second water level correction value, or an arithmetic formula (function) or table showing the relationship between the rotation speed of the rotor 20d of the multicopter 2 in Figure 13B and the third water level correction value, is pre-stored in the memory unit 3b of the support device 3.
During operation of the farm management system 7, the water level detection unit 3g of the support device 3 detects the water level at a predetermined position in the farm field H based on image data captured by the imaging device 28 during flight of the multicopter 2. Then, the acquisition unit 3e extracts the altitude of the multicopter 2 or the rotation speed of the rotor 20d at the time of capturing the image data from the flight results of the multicopter 2 stored in the storage unit 3b. Next, the correction unit 3h derives a second water level correction value based on the extracted altitude of the multicopter 2 and the correction data stored in the storage unit 3b. Then, the correction unit 3h corrects the water level detection value by the water level detection unit 3g (second water level correction) based on the second water level correction value. In detail, the correction unit 3h obtains the water level after the second water level correction, for example, by adding the second water level correction value to the water level detection value by the water level detection unit 3g.
又は、補正部3hが、取得部3eにより抽出された上記ロータ20dの回転数と、記憶部3bに記憶された補正データとに基づいて、第3水位補正値を導出する。そして、補正部3hが、当該第3水位補正値に基づいて、水位検出部3gによる水位検出値を補正(第3水位補正)する。詳しくは、補正部3hは、例えば水位検出部3gによる水位検出値に第3水位補正値を加算することにより、第3水位補正後の水位を求める。
Alternatively, the correction unit 3h derives a third water level correction value based on the rotation speed of the rotor 20d extracted by the acquisition unit 3e and the correction data stored in the memory unit 3b. Then, the correction unit 3h corrects the water level detection value by the water level detection unit 3g based on the third water level correction value (third water level correction). In detail, the correction unit 3h obtains the water level after the third water level correction, for example, by adding the third water level correction value to the water level detection value by the water level detection unit 3g.
又は、補正部3hは、上記第3水位補正値に基づいて、第2水位補正後の水位を補正(第4水位補正)する。詳しくは、補正部3hは、例えば第2水位補正後の水位に、第3水位補正値を加算することにより、第4水位補正後の水位を求める。
それから、補正部3hは、上記第2~第4水位補正の少なくとも1つを行った後の水位を、圃場Hの風情報に基づいて補正(第5水位補正)する。そして、制御部3aが、当該第5補正後の水位を圃場Hの所定位置の水位として決定し、当該第5補正後の水位に基づいて、圃場Hの全体水位を決定する。このときの圃場Hの風情報に基づく第5水位補正の手順は、前述した第1水位補正の手順と同様であり、圃場Hの全体水位の推定手順は、前述した全体水位の推定手順と同様である。
Alternatively, the correction unit 3h corrects the water level after the second water level correction (fourth water level correction) based on the third water level correction value. In detail, the correction unit 3h obtains the water level after the fourth water level correction, for example, by adding the third water level correction value to the water level after the second water level correction.
Then, the correction unit 3h corrects the water level after performing at least one of the second to fourth water level corrections (fifth water level correction) based on wind information of the field H. Then, the control unit 3a determines the water level after the fifth correction as the water level at a predetermined position in the field H, and determines the overall water level of the field H based on the water level after the fifth correction. The procedure for the fifth water level correction based on the wind information of the field H at this time is the same as the procedure for the first water level correction described above, and the procedure for estimating the overall water level of the field H is the same as the procedure for estimating the overall water level described above.
圃場Hの水位の決定後、制御部3aは、記憶部3bに記憶された圃場Hの水位に基づいて、圃場Hに対する給排水の要否を判断する(図8BのS14)。この際、例えば制御部3aは、圃場Hの全体水位が所定の給水閾値以下であれば、給水が必要であると判断する。また、制御部3aは、全体水位が所定の排水閾値以上であれば、排水が必要であると判断する。
After the water level of field H is determined, the control unit 3a judges whether water supply or drainage is required for field H based on the water level of field H stored in the memory unit 3b (S14 in FIG. 8B). At this time, for example, the control unit 3a judges that water supply is required if the overall water level of field H is below a predetermined water supply threshold. Also, the control unit 3a judges that drainage is required if the overall water level is above a predetermined drainage threshold.
なお、作物Uの生育状況又は時期などに応じて、給水閾値と排水閾値を複数設定して、当該各閾値を圃場管理計画と関連付けて記憶部3bに記憶させておいてもよい。そして、制御部3aが、圃場管理計画に基づいて、記憶部3bから給水閾値と排水閾値を適宜読み出して、上述した給排水の要否判断で用いてもよい。また、圃場Hの全体水位だけでなく、前述した第1~第5水位補正の少なくともいずれかを行った後の所定位置の水位と、給水閾値又は排水閾値とを比較して、当該比較結果から圃場Hに対する給排水の要否を判断してもよい。
It is also possible to set multiple water supply thresholds and drainage thresholds according to the growth conditions or season of the crop U, and store each threshold in association with the field management plan in the memory unit 3b. The control unit 3a may then read out the water supply thresholds and drainage thresholds from the memory unit 3b as appropriate based on the field management plan, and use them in determining whether or not water supply and drainage are required as described above. In addition to the overall water level of the field H, the water level at a specified position after at least one of the first to fifth water level corrections described above may be compared with the water supply threshold or drainage threshold, and the necessity of water supply and drainage for the field H may be determined from the comparison result.
制御部3aは、圃場Hに対して給水が必要であると判断した場合(S15:YES)、給水指令を通信部3cにより水管理装置1に送信する(S16)。このとき、制御部3aは、送信先の水管理装置1の識別情報を付帯させた状態で、給水指令を送信する。給水指令には、給水動作の実行指示、給水時間、及び弁体102の開度などが含まれている。
また、制御部3aは、圃場Hに対して排水が必要であると判断した場合(S17:YES)、排水指令を通信部3cにより水管理装置1に送信する(S18)。このとき、制御部3aは、送信先の水管理装置1の識別情報を付帯させた状態で、排水指令を送信する。排水指令には、排水動作の実行指示、排水時間、及び仕切弁125の開度などが含まれている。
When the control unit 3a determines that water supply is necessary for the field H (S15: YES), it transmits a water supply command to the water management device 1 via the communication unit 3c (S16). At this time, the control unit 3a transmits the water supply command together with the identification information of the destination water management device 1. The water supply command includes an instruction to perform a water supply operation, the water supply time, the opening degree of the valve body 102, and the like.
Furthermore, when the control unit 3a determines that drainage is necessary for the field H (S17: YES), it transmits a drainage command to the water management device 1 via the communication unit 3c (S18). At this time, the control unit 3a transmits the drainage command together with the identification information of the destination water management device 1. The drainage command includes an instruction to perform the drainage operation, the drainage time, the opening degree of the gate valve 125, and the like.
水管理装置1では、当該水管理装置1の識別情報が付帯された給水指令が通信装置70により受信されると(図10BのS78:YES)、制御装置60が、当該給水指令に基づいてアクチュエータ10により弁体102を開動作させて、圃場Hへの給水を行う(S79)。また、制御装置60は、自身が属する水管理装置1の識別情報が付帯された排水指令が通信装置70により受信されると(S80:YES)、当該排水指令に基づいてアクチュエータ10により仕切弁125を開動作させて、圃場Hからの排水を行う(S81)。
In the water management device 1, when a water supply command accompanied by the identification information of the water management device 1 is received by the communication device 70 (S78: YES in FIG. 10B), the control device 60 causes the actuator 10 to open the valve body 102 based on the water supply command, thereby supplying water to the field H (S79). In addition, when a drainage command accompanied by the identification information of the water management device 1 to which the control device 60 belongs is received by the communication device 70 (S80: YES), the control device 60 causes the actuator 10 to open the gate valve 125 based on the drainage command, thereby draining water from the field H (S81).
そして、制御装置60は、給水動作又は排水動作を実行したことを示す動作情報を記憶部60aに記憶させてから、当該動作情報を通信装置70により支援装置3に送信する(S82)。このとき、制御装置60は、自身が属する水管理装置1の識別情報と、送信先の支援装置3の識別情報とを付帯させた状態で、上記動作情報を送信する。
図10Bの処理S82の後、水管理装置1では、処理S61から以降の処理が繰り返し実行される。また、当該水管理装置1の識別情報が付帯された給水指令及び排水指令が通信装置70により受信されなくても(S78:NO、S80:NO)、処理S61から以降の処理が繰り返し実行される。また、当該水管理装置1の識別情報が付帯された水管理計画が通信装置70により受信されなくても(図10AのS61:NO)、記憶部61aに水管理計画が既に記憶されている場合(S65:YES)、当該水管理計画が実行させる(S66~S77)。
The control device 60 then stores operation information indicating that a water supply operation or a drainage operation has been performed in the storage unit 60a, and transmits the operation information to the support device 3 via the communication device 70 (S82). At this time, the control device 60 transmits the operation information together with the identification information of the water management device 1 to which the control device 60 belongs and the identification information of the support device 3 to which the information is to be transmitted.
After process S82 in Fig. 10B, the water management device 1 repeatedly executes process S61 and subsequent processes. Furthermore, even if a water supply command or a drain command accompanied by the identification information of the water management device 1 is not received by the communication device 70 (S78: NO, S80: NO), the water management device 1 repeatedly executes process S61 and subsequent processes. Furthermore, even if a water management plan accompanied by the identification information of the water management device 1 is not received by the communication device 70 (S61: NO in Fig. 10A), if a water management plan is already stored in the memory unit 61a (S65: YES), the water management plan is executed (S66 to S77).
支援装置3では、制御部3aが、圃場Hに対して給水が必要でないと判断した場合(図8BのS15:NO)、又は圃場Hに対して給水が必要であると判断して(S15:YES)、給水指令若しくは排水指令を水管理装置1に送信した(S16若しくはS18)場合、取得部3eが圃場情報、水位情報、又は圃場管理計画を取得する(S19)。
このとき、取得部3eは、圃場情報として、最新或いは最新から所定回数前までの、圃場Hの外形、大気、給排水、若しくは作物Uなどの状態を示す情報、水管理装置1の動作情報、マルチコプタ2の飛行結果、及び水管理装置1とマルチコプタ2の監視結果を記憶部3bから抽出する。又は、取得部3eは、水位情報として、最新或いは最新から所定回数前までの、水位検出部3gにより検出された圃場Hの水位、補正部3hにより補正された水位、決定部3iにより決定された水位、及び当該水位の検出位置を示す位置情報を記憶部3bから抽出する。
In the support device 3, when the control unit 3a determines that water supply is not necessary for the field H (S15: NO in Figure 8B), or when it determines that water supply is necessary for the field H (S15: YES) and sends a water supply command or a drainage command to the water management device 1 (S16 or S18), the acquisition unit 3e acquires field information, water level information, or a field management plan (S19).
At this time, the acquisition unit 3e extracts, as the field information, information indicating the state of the outer shape of the field H, the atmosphere, the water supply and drainage, or the crops U, etc., from the latest or a predetermined number of times before the latest, operation information of the water management device 1, the flight results of the multicopter 2, and the monitoring results of the water management device 1 and the multicopter 2 from the storage unit 3b. Alternatively, the acquisition unit 3e extracts, as the water level information, from the storage unit 3b, the water level of the field H detected by the water level detection unit 3g, the water level corrected by the correction unit 3h, the water level determined by the determination unit 3i, and position information indicating the detection position of the water level, from the latest or a predetermined number of times before the latest.
次に、計画作成部3fが、取得部3eにより取得された圃場情報、水位情報、又は圃場管理計画に基づいて、水位検出計画の変更の要否を判断する(S20)。この際、計画作成部3fは、上記の圃場情報、水位情報、又は圃場管理計画と、予め記憶部3bに記憶された頻度判定テーブルT1とに基づいて、水位検出計画に含まれる圃場Hの水位の検出頻度、検出位置、又は検出手順などに変更が必要か否かを判断する。
Next, the plan creation unit 3f determines whether or not the water level detection plan needs to be changed based on the field information, water level information, or field management plan acquired by the acquisition unit 3e (S20). At this time, the plan creation unit 3f determines whether or not the detection frequency, detection position, or detection procedure of the water level of the field H included in the water level detection plan needs to be changed based on the above field information, water level information, or field management plan and the frequency determination table T1 stored in advance in the memory unit 3b.
図14は、頻度判定テーブルT1を示す図である。頻度判定テーブルT1は、複数の圃場Hの広さ(外形)、複数の圃場Hを含む地域の降雨量(大気状態)、各圃場Hに対する給排水量、及び各圃場Hに設置された水管理装置1のソーラパネル40による発電量と、各圃場Hの水位の検出頻度との関係を示している。
計画作成部3fは、まず頻度判定テーブルT1に従って、圃場Hの水位の検出頻度を設定する。例えば計画作成部3fは、頻度判定テーブルT1により、取得部3eにより取得された圃場情報から、第1圃場H1(図2)では、面積が中程度であり、過去のある時点から現在までにおいて、給水量が所定の中程度で、降雨量が0(ゼロ)で、ソーラパネル40による発電量が所定の中程度であることを確認する。この場合、計画作成部3fは、第1圃場H1の水位変動が中程度であると判断し、第1圃場H1の水位の検出頻度を中程度の20分毎に設定する。
14 is a diagram showing a frequency determination table T1. The frequency determination table T1 shows the relationship between the size (external shape) of a plurality of fields H, the amount of rainfall (atmospheric conditions) in an area including the plurality of fields H, the amount of water supply and drainage for each field H, and the amount of power generated by the solar panels 40 of the water management device 1 installed in each field H, and the frequency of detection of the water level in each field H.
The plan creation unit 3f first sets the detection frequency of the water level of the field H according to the frequency determination table T1. For example, the plan creation unit 3f confirms from the field information acquired by the acquisition unit 3e, using the frequency determination table T1, that the first field H1 (FIG. 2) has a medium area, that the amount of water supply has been a predetermined medium amount, that the amount of rainfall has been 0 (zero), and that the amount of power generation by the solar panel 40 has been a predetermined medium amount from a certain point in the past to the present. In this case, the plan creation unit 3f determines that the water level fluctuation of the first field H1 is medium, and sets the detection frequency of the water level of the first field H1 to a medium frequency of every 20 minutes.
また、計画作成部3fは、頻度判定テーブルT1により、取得部3eにより取得された情報から、第2圃場H2(図2)では、面積がある程度大きく、過去のある時点から現在までにおいて、給水量がある程度多く、降雨量が0で、ソーラパネル40による発電量が中程度であることを確認する。この場合、計画作成部3fは、第2圃場H2の水位変動が小さいと判断し、第2圃場H2の水位の検出頻度を比較的低い40分毎に設定する。
The plan creation unit 3f also uses the frequency determination table T1 to confirm from the information acquired by the acquisition unit 3e that the second field H2 (Figure 2) has a relatively large area, has received a relatively large amount of water from a certain point in the past to the present, has had zero rainfall, and has generated a moderate amount of electricity from the solar panels 40. In this case, the plan creation unit 3f determines that the water level fluctuations in the second field H2 are small, and sets the detection frequency of the water level in the second field H2 to a relatively low frequency of every 40 minutes.
さらに、計画作成部3fは、頻度判定テーブルT1により、取得部3eにより取得された情報から、第4圃場H4(図2)では、面積がある程度小さく、過去のある時点から現在までにおいて、給水量がある程度少なく、降雨量が0で、ソーラパネル40による発電量がある程度多いことを確認する。この場合、計画作成部3fは、第4圃場H4の水位変動が大きいと判断し、第4圃場H4の水位の検出頻度を比較的高い10分毎に設定する。
Furthermore, the plan creation unit 3f confirms from the frequency determination table T1, based on the information acquired by the acquisition unit 3e, that in the fourth field H4 (Figure 2), the area is relatively small, the amount of water supply has been relatively small from a certain point in the past to the present, the amount of rainfall has been zero, and the amount of power generation by the solar panel 40 is relatively large. In this case, the plan creation unit 3f determines that the water level fluctuations in the fourth field H4 are large, and sets the detection frequency of the water level in the fourth field H4 to a relatively high frequency of every 10 minutes.
即ち、図14に示す例では、圃場Hの広さが広いほど、水位の検出頻度が低く設定される。また、圃場Hへの給水量が多いほど、水位の検出頻度が低く設定される。また、ソーラパネル40による発電量が多いほど、水位の検出頻度が高く設定される。降雨量については、例えば降雨量が少ないほど、水位の検出頻度が高く設定されてもよい。このような圃場情報に基づく水位の検出頻度の設定傾向は、時期に応じて真逆にするなど、適宜変更してもよい。
That is, in the example shown in FIG. 14, the larger the field H, the lower the water level detection frequency is set. Also, the greater the amount of water supplied to the field H, the lower the water level detection frequency is set. Also, the greater the amount of power generated by the solar panel 40, the higher the water level detection frequency is set. With regard to the amount of rainfall, for example, the lower the amount of rainfall, the higher the water level detection frequency may be set. Such a tendency to set the water level detection frequency based on field information may be changed as appropriate, such as by reversing it depending on the time of year.
上記以外にも、例えば計画作成部3fが、圃場情報に含まれる圃場Hの大気、給排水、若しくは作物Uの状態に基づいて、圃場Hの水位変動の大きさを判断し、当該判断結果に応じて圃場Hの水位の検出頻度を設定してもよい。また、計画作成部3fが、圃場情報の水管理装置1の検出結果に含まれる圃場Hの気温、湿度、日射量、若しくは風情報、又はこれら所定現象の所定時間における変化量に基づいて、圃場Hの水位変動の大きさを判断し、当該判断結果に応じて圃場Hの水位の検出頻度を設定してもよい。また、計画作成部3fが、水位情報に含まれる圃場Hの水位(決定部3iで決定された水位など)、又は当該水位の変動量に基づいて、圃場Hの水位変動の大きさを判断し、当該判断結果に応じて圃場Hの水位の検出頻度を設定してもよい。さらに、計画作成部3fが、圃場管理計画で示される現在の圃場Hの管理状態又は現在の農作業の作業段階に基づいて、圃場Hの水位変動の大きさを判断し、当該判断結果に応じて圃場Hの水位の検出頻度を設定してもよい。
In addition to the above, for example, the plan creation unit 3f may determine the magnitude of water level fluctuations in the field H based on the state of the atmosphere, water supply and drainage, or crop U of the field H included in the field information, and set the detection frequency of the water level of the field H according to the result of the determination. The plan creation unit 3f may also determine the magnitude of water level fluctuations in the field H based on the temperature, humidity, solar radiation, or wind information of the field H included in the detection result of the water management device 1 in the field information, or the change amount of these predetermined phenomena over a predetermined time, and set the detection frequency of the water level of the field H according to the result of the determination. The plan creation unit 3f may also determine the magnitude of water level fluctuations in the field H based on the water level of the field H included in the water level information (such as the water level determined by the determination unit 3i) or the amount of change in the water level, and set the detection frequency of the water level of the field H according to the result of the determination. Furthermore, the plan creation unit 3f may determine the magnitude of water level fluctuations in the field H based on the current management status of the field H or the current stage of agricultural work indicated in the field management plan, and set the detection frequency of the water level in the field H according to the result of the determination.
具体的には、例えば計画作成部3fは、圃場Hの全体水位Woの所定時間における変動量(変化)が大きいほど、圃場Hの水位の検出頻度を高く設定する。また、計画作成部3fは、圃場Hに水を張って代掻きを実施する時期などには、圃場Hの水位変動は大きいと判断し、圃場Hの水位の検出頻度を高く設定する。また、計画作成部3fは、圃場Hに水を張らない中干期などには、圃場Hの水位変動は無いと判断し、圃場Hの水位の検出頻度を低く設定したり、又は水位を検出しないように設定したりする。
Specifically, for example, the greater the amount of fluctuation (change) in the overall water level Wo of the field H in a given time, the higher the detection frequency of the water level of the field H is set by the plan creation unit 3f. Furthermore, during periods when the field H is flooded and plowing is performed, the plan creation unit 3f determines that the water level fluctuations in the field H are large and sets the detection frequency of the water level of the field H high. Furthermore, during periods such as mid-dried periods when the field H is not flooded, the plan creation unit 3f determines that there are no fluctuations in the water level of the field H and sets the detection frequency of the water level of the field H low, or sets the water level not to be detected.
また、計画作成部3fは、雨天時又は強風時(例えば風速5m/秒以上)には、マルチコプタ2を飛行させないように制限し、撮像装置28の画像データに基づく水位の検出を止めて、水管理装置1の監視カメラ80の画像データに基づいて水位を検出するように設定する。またこの場合、監視カメラ80の画像データに基づく水位の検出頻度を高く設定してもよい。
The plan creation unit 3f also restricts the multicopter 2 from flying in rainy weather or strong winds (for example, wind speeds of 5 m/sec or more), stops detecting the water level based on image data from the imaging device 28, and sets the water level to be detected based on image data from the surveillance camera 80 of the water management device 1. In this case, the frequency of water level detection based on image data from the surveillance camera 80 may be set high.
また、計画作成部3fは、圃場Hの水位の検出位置を設定する。例えば、水管理装置1が圃場Hに対して給水動作又は排水動作を行っているときと、当該動作を終了してからしばらくの間は、水管理装置1の近傍では、水面に波が生じるなどして、水位が安定しない。このため、計画作成部3fは、水管理装置の給水動作中、排水動作中、又は当該動作のいずれかを終了してからしばらくの間は、水管理装置1の近傍にある所定位置の水位を検出せず、水管理装置1からある程度離間した所定位置の水位を検出するように設定する。
The plan creation unit 3f also sets the detection position of the water level in the field H. For example, while the water management device 1 is supplying water or draining water to the field H, and for some time after the operation is completed, the water level is unstable near the water management device 1 due to waves on the water surface. For this reason, the plan creation unit 3f sets the water level not to be detected at a predetermined position near the water management device 1 during the water supply operation, drainage operation, or for some time after either of the operations is completed by the water management device, but to be detected at a predetermined position some distance away from the water management device 1.
また、圃場Hにおける複数の所定位置Pa~Pcの補正前の水位検出値に殆ど差が無ければ、計画作成部3fは、基準位置Pbの水位だけを検出するように設定する。又は、複数の位置Pa~Pcの補正後の水位検出値に殆ど差が無ければ、計画作成部3fは、基準位置Pbの水位だけを検出するように設定する。
また、圃場Hの所定位置Pa~Pcの水位情報(補正前の水位検出値又は補正後の水位など)と、当該水位情報に関連付けられた圃場Hの風情報(風向又は風速)とが、記憶部3bにある程度集積された場合、計画作成部3fは、圃場Hの基準位置Pbの水位だけを、以前の検出頻度より低い検出頻度で検出するように設定する。さらに、圃場情報が略同等である複数の圃場Hがお互いの近くにある場合には(図2の圃場H1と圃場H3など)、計画作成部3fは、いずれか一方の圃場Hの基準位置Pbの水位を検出し、当該一方の他の位置の水位と、他方の圃場Hの水位とを検出しないように設定する。
Furthermore, if there is almost no difference between the pre-correction water level detection values at the multiple predetermined positions Pa to Pc in the field H, the plan creation unit 3f sets the water level to be detected only at the reference position Pb. Alternatively, if there is almost no difference between the post-correction water level detection values at the multiple positions Pa to Pc, the plan creation unit 3f sets the water level to be detected only at the reference position Pb.
Furthermore, when water level information (such as water level detection values before correction or water levels after correction) of predetermined positions Pa to Pc of the field H and wind information (wind direction or wind speed) of the field H associated with the water level information are accumulated to a certain extent in the memory unit 3b, the plan creation unit 3f sets to detect only the water level of the reference position Pb of the field H at a detection frequency lower than the previous detection frequency. Furthermore, when multiple fields H with approximately the same field information are located near each other (such as fields H1 and H3 in FIG. 2), the plan creation unit 3f sets to detect the water level of the reference position Pb of one of the fields H and not to detect the water level of the other positions of the one field H and the water level of the other field H.
上記のように水位の検出位置が減少した場合、その後水位検出部3gが基準位置Pbの水位を検出したときに、補正部3hが、風情報と記憶部3bに記憶された水位情報(過去の基準位置Pbの水位検出値、水位補正値、補正後の水位など)に基づいて、当該基準位置Pbの水位検出値を補正する。そして、推定部3j(図7)が、基準位置Pbの水位検出値と、補正後の水位と、記憶部3bに記憶された水位情報(過去の複数の所定位置Pa~Pcの水位検出値、水位補正値、補正後の水位など)とに基づいて、他の所定位置Pa、Pcの水位と、圃場Hの全体水位Woとを推定する。また、推定部3jが、基準位置Pbの水位検出値と、補正後の基準位置Pbの水位と、記憶部3bに記憶された水位情報と、近くにある他の圃場Hの水位情報とに基づいて、他の圃場Hの所定位置の水位と、他の圃場Hの全体水位とを推定してもよい。
When the number of water level detection positions is reduced as described above, when the water level detection unit 3g subsequently detects the water level at the reference position Pb, the correction unit 3h corrects the water level detection value at the reference position Pb based on the wind information and the water level information stored in the memory unit 3b (past water level detection value at the reference position Pb, water level correction value, corrected water level, etc.). Then, the estimation unit 3j (Figure 7) estimates the water levels at the other specified positions Pa, Pc and the overall water level Wo of the field H based on the water level detection value at the reference position Pb, the corrected water level, and the water level information stored in the memory unit 3b (past water level detection values at multiple specified positions Pa to Pc, water level correction value, corrected water level, etc.). In addition, the estimation unit 3j may estimate the water level at a specific position in the other field H and the overall water level in the other field H based on the water level detection value at the reference position Pb, the water level at the corrected reference position Pb, the water level information stored in the memory unit 3b, and the water level information of the other nearby field H.
圃場Hの基準位置Pbは、予め記憶部3bに記憶されていてもよいし、又は計画作成部3fが圃場情報などに基づいて設定して、圃場管理計画に含めてもよい。計画作成部3fは、水位検出部3gなどで水位を検出する圃場Hの基準位置と、推定部3jにより水位を推定する他の所定位置とを変更可能である。詳しくは、計画作成部3fは、圃場情報、水位情報、又は風情報に基づいて、水位検出部3gなどで水位を検出する圃場Hの基準位置と、推定部3jにより水位を推定する他の所定位置とを変更する。例えば、基準位置の水位変動が異常に大きかったり、水位検出部3gなどでの基準位置の水位検出時若しくは検出結果にエラーが生じたり、圃場Hの給水口又は排水口が基準位置の近傍に変更されたりするなどした場合に、計画作成部3fは、基準位置を他の所定位置に変更する。
The reference position Pb of the field H may be stored in advance in the memory unit 3b, or may be set by the plan creation unit 3f based on field information and the like, and included in the field management plan. The plan creation unit 3f can change the reference position of the field H where the water level is detected by the water level detection unit 3g or the like, and another predetermined position where the water level is estimated by the estimation unit 3j. In detail, the plan creation unit 3f changes the reference position of the field H where the water level is detected by the water level detection unit 3g or the like, and another predetermined position where the water level is estimated by the estimation unit 3j, based on the field information, water level information, or wind information. For example, if the water level fluctuation at the reference position is abnormally large, an error occurs when the water level at the reference position is detected by the water level detection unit 3g or the detection result, or the water supply or drainage port of the field H is changed to the vicinity of the reference position, the plan creation unit 3f changes the reference position to another predetermined position.
前述したように水位検出部3gは、撮像装置28の画像データと監視カメラ80の画像データのそれぞれに基づいて、圃場Hの所定位置Pa~Pcの水位を検出可能である。このため、水位検出部3gが撮像装置28の画像データに基づいて検出した基準位置Pbの水位検出値(第1水位)と、監視カメラ80の画像データに基づいて検出した基準位置Pbの水位検出値(第2水位)との差に基づいて、計画作成部3fが、水位を検出する圃場Hの位置と頻度、並びに撮像装置28又は監視カメラ80により撮像する圃場Hの位置と頻度を変更してもよい。
As described above, the water level detection unit 3g can detect the water level at predetermined positions Pa to Pc of the field H based on the image data of the imaging device 28 and the image data of the surveillance camera 80. Therefore, based on the difference between the water level detection value (first water level) of the reference position Pb detected by the water level detection unit 3g based on the image data of the imaging device 28 and the water level detection value (second water level) of the reference position Pb detected based on the image data of the surveillance camera 80, the plan creation unit 3f may change the position and frequency of the field H where the water level is detected, as well as the position and frequency of the field H imaged by the imaging device 28 or the surveillance camera 80.
例えば、水位検出部3gが撮像装置28の画像データに基づいて検出した基準位置Pbの第1水位と、監視カメラ80の画像データに基づいて検出した基準位置Pbの第2水位との差が、所定の閾値未満であれば、計画作成部3fが、圃場Hの水位を検出する位置と頻度を減少させて、撮像装置28又は監視カメラ80により撮像する圃場Hの位置も減少させる。また、上記第1水位と第2水位との差が所定の閾値以上であれば、計画作成部3fが、圃場Hの水位を検出する位置と頻度を増加させて、撮像装置28又は監視カメラ80により撮像する圃場Hの位置も増加させる。
For example, if the difference between the first water level at the reference position Pb detected by the water level detection unit 3g based on the image data of the imaging device 28 and the second water level at the reference position Pb detected based on the image data of the monitoring camera 80 is less than a predetermined threshold, the plan creation unit 3f reduces the position and frequency at which the water level in the field H is detected, and also reduces the position of the field H imaged by the imaging device 28 or the monitoring camera 80. Also, if the difference between the first water level and the second water level is equal to or greater than a predetermined threshold, the plan creation unit 3f increases the position and frequency at which the water level in the field H is detected, and also increases the position of the field H imaged by the imaging device 28 or the monitoring camera 80.
また、撮像装置28の画像データと監視カメラ80の画像データのいずれかに異常があった場合、又は撮像装置28の画像データに基づく水位検出値と監視カメラ80の画像データに基づく水位検出値のいずれかに異常があった場合、計画作成部3fは、異常があった方の撮像装置による撮像頻度及び撮像位置と、異常があった方の撮像装置の画像データに基づく水位の検出頻度及び検出位置とを、減少させるように設定してもよい。そして、正常な方の撮像装置による撮像頻度及び撮像位置と、正常な方の撮像装置の画像データに基づく水位の検出頻度及び検出位置とを、増加させるように設定してもよい。
In addition, if there is an abnormality in either the image data of the imaging device 28 or the image data of the monitoring camera 80, or if there is an abnormality in either the water level detection value based on the image data of the imaging device 28 or the water level detection value based on the image data of the monitoring camera 80, the plan creation unit 3f may set the imaging frequency and imaging position by the imaging device with the abnormality and the water level detection frequency and detection position based on the image data of the imaging device with the abnormality to be decreased.Then, the imaging frequency and imaging position by the normal imaging device and the water level detection frequency and detection position based on the image data of the normal imaging device may be set to be increased.
また、計画作成部3fは、圃場Hに自然風が吹いていない場合、撮像装置28又は監視カメラ80により撮像する圃場Hの撮像位置と撮像頻度を増加させたり、水位を検出する圃場数と検出頻度と検出位置の少なくともいずれかを増加させたりするように設定してもよい。
また、計画作成部3fは、上述した水位の検出頻度及び検出位置の変更に伴い、次のように水位の検出手順を変更してもよい。例えば水位検出部3gは、まずマルチコプタ2の撮像装置28又は水管理装置1の監視カメラ80により撮像された圃場Hの基準位置Pbの周辺の画像データに基づいて、基準位置Pbの水位を検出する。次に、補正部3hが、風検出部50dと取得部3eにより取得された圃場Hの風向・風量と、記憶部3bに記憶された過去の基準位置Pbの水位情報(水位検出値と補正後の水位など)とに基づいて、水位検出部3gにより検出された基準位置Pbの水位を補正する。そして、制御部3aが、補正後の基準位置Pbの水位と、記憶部3bに記憶された過去の補正後の基準位置Pbの水位と、過去の他の位置の水位などに基づいて、他の位置の水位を推定し、基準位置Pbの水位と他の位置の水位を決定する。また、制御部3aが、決定した各所定位置の水位に基づいて、圃場Hの全体水位を決定する。
In addition, the plan creation unit 3f may be configured to increase the imaging position and imaging frequency of the field H imaged by the imaging device 28 or the surveillance camera 80 when there is no natural wind blowing in the field H, or to increase at least one of the number of fields where water levels are detected, the detection frequency, and the detection positions.
In addition, the plan creation unit 3f may change the water level detection procedure as follows, in accordance with the change in the detection frequency and detection position of the water level described above. For example, the water level detection unit 3g first detects the water level at the reference position Pb based on image data of the vicinity of the reference position Pb of the field H captured by the imaging device 28 of the multicopter 2 or the monitoring camera 80 of the water management device 1. Next, the correction unit 3h corrects the water level at the reference position Pb detected by the water level detection unit 3g based on the wind direction and wind volume of the field H acquired by the wind detection unit 50d and the acquisition unit 3e, and the water level information of the reference position Pb in the past stored in the memory unit 3b (water level detection value, corrected water level, etc.). Then, the control unit 3a estimates the water level at the other positions based on the water level at the reference position Pb after correction, the water level at the reference position Pb after past corrections stored in the memory unit 3b, the water levels at other positions in the past, etc., and determines the water level at the reference position Pb and the water levels at other positions. In addition, the control unit 3a determines the overall water level of the field H based on the determined water levels at each predetermined position.
また、例えば補正部3hが、記憶部3bに記憶された圃場Hの所定位置の水位と、圃場Hの風情報とに基づいて、基準位置Pbの水位を補正する補正データと、他の位置の水位を推定する推定データとを作成してもよい。
具体的には、補正部3hが、記憶部3bに記憶された圃場Hの基準位置Pbの過去の水位と、圃場Hの過去の風情報とに基づいて、圃場Hの風向又は風速と基準位置Pbの水位との相関関係を抽出する。また、補正部3hは、当該相関関係に基づいて、圃場Hの風向又は風速に応じた基準位置Pbの水位の変動値(低下幅又は上昇幅)を第6補正値として導出する。そして、補正部3hは、圃場Hの風向又は風速と水位の第6補正値との対応関係を示すテーブル、或いは圃場Hの風向又は風速に基づいて第6補正値を求める演算式を作成し、当該テーブル或いは演算式を示す補正データを記憶部3bに記憶させる。
In addition, for example, the correction unit 3h may create correction data for correcting the water level at the reference position Pb and estimation data for estimating the water level at other positions based on the water level at a specific position in the field H stored in the memory unit 3b and wind information for the field H.
Specifically, the correction unit 3h extracts a correlation between the wind direction or wind speed in the field H and the water level at the reference position Pb, based on the past water level at the reference position Pb of the field H stored in the memory unit 3b and past wind information for the field H. Furthermore, based on the correlation, the correction unit 3h derives a fluctuation value (amount of decrease or increase) of the water level at the reference position Pb according to the wind direction or wind speed of the field H as a sixth correction value. Then, the correction unit 3h creates a table indicating the correspondence relationship between the wind direction or wind speed in the field H and the sixth correction value of the water level, or an arithmetic expression for determining the sixth correction value based on the wind direction or wind speed in the field H, and stores correction data indicating the table or arithmetic expression in the memory unit 3b.
また、補正部3hは、記憶部3bに記憶された各所定位置の過去の補正後の水位に基づいて、補正後の基準位置Pbの水位と他の位置の水位との相関関係を抽出する。そして、補正部3hは、当該相関関係を示すテーブル或いは演算式を作成し、当該テーブル或いは演算式を示す推定データを記憶部3bに記憶させる。
この後、補正部3hが、記憶部3bに記憶された上記補正データと、風検出部50dと取得部3eにより取得された圃場Hの風向又は風量に基づいて、水位検出部3gにより検出された基準位置Pbの水位を補正する。そして、制御部3aが、補正後の基準位置Pbの水位と、記憶部3bに記憶された上記推定データに基づいて、他の所定位置の水位を推定し、さらに圃場Hの全体水位を推定する。他の例として、制御部3aが、他の所定位置の水位を推定することなく、補正後の基準位置Pbの水位と、記憶部3bに記憶された各位置の過去の補正後の水位情報とに基づいて、圃場Hの全体水位を推定してもよい。
The correction unit 3h extracts a correlation between the water level at the reference position Pb after the correction and the water levels at other positions based on the past corrected water levels at each predetermined position stored in the memory unit 3b. The correction unit 3h then creates a table or an arithmetic expression showing the correlation, and stores estimated data showing the table or the arithmetic expression in the memory unit 3b.
Thereafter, the correction unit 3h corrects the water level at the reference position Pb detected by the water level detection unit 3g based on the correction data stored in the memory unit 3b and the wind direction or wind volume in the field H acquired by the wind detection unit 50d and the acquisition unit 3e. Then, the control unit 3a estimates water levels at other predetermined positions based on the corrected water level at the reference position Pb and the estimated data stored in the memory unit 3b, and further estimates the overall water level of the field H. As another example, the control unit 3a may estimate the overall water level of the field H based on the corrected water level at the reference position Pb and past corrected water level information for each position stored in the memory unit 3b, without estimating the water levels at other predetermined positions.
計画作成部3fは、上述したように水位の検出頻度、検出位置、又は検出手順を設定すると、当該設定結果と、記憶部3bに記憶された水位検出計画に含まれる対応事項(水位の検出頻度、検出位置、検出手順、又は水位の検出に関連する動作状態)とを比較する。この際、設定した水位の検出頻度、検出位置、検出手順、又は水位の検出に関連する動作状態などが、水位検出計画の対応事項と異なれば、計画作成部3fは、水位検出計画の変更が必要であると判断する(図8BのS21:YES)。
When the plan creation unit 3f sets the water level detection frequency, detection position, or detection procedure as described above, it compares the setting result with the corresponding items (water level detection frequency, detection position, detection procedure, or operation state related to water level detection) included in the water level detection plan stored in the memory unit 3b. At this time, if the set water level detection frequency, detection position, detection procedure, or operation state related to water level detection, etc. differs from the corresponding items in the water level detection plan, the plan creation unit 3f determines that the water level detection plan needs to be changed (S21: YES in FIG. 8B).
そして、計画作成部3fは、上述した水位の検出頻度、検出位置、検出手順、又は水位の検出に関連する動作状態などの設定結果に応じて、水位検出計画を変更し、変更後の水位検出計画を記憶部3bに記憶された水位検出計画に上書きして、水位検出計画を更新し、更新後の水位検出計画を通信部3cにより水管理装置1とマルチコプタ2とに送信する(S22)。
Then, the plan creation unit 3f modifies the water level detection plan according to the setting results of the above-mentioned water level detection frequency, detection position, detection procedure, or operating state related to water level detection, overwrites the water level detection plan stored in the memory unit 3b with the modified water level detection plan, updates the water level detection plan, and transmits the updated water level detection plan to the water management device 1 and the multicopter 2 via the communication unit 3c (S22).
また、計画作成部3fは、上述した水位検出計画の変更に応じて、マルチコプタ2の飛行計画又は水管理装置1の水管理計画を変更し、当該変更した計画を記憶部3bに記憶された対応する計画に上書きして、飛行計画又は水管理計画を更新し、更新後の計画を通信部3cによりマルチコプタ2又は水管理装置1に送信する(S23)。
詳しくは、例えば、水位を検出しない圃場H若しくは圃場Hの所定位置、又は時間については、マルチコプタ2を飛行させて、撮像装置28で空撮する必要がなく、水管理装置1の監視カメラ80で撮像する必要もない。このため、計画作成部3fは、水位の検出位置又は検出頻度の減少に応じて、マルチコプタ2の飛行ルートを短縮し又は飛行スケジュールを減少させる。これに伴い、撮像装置28による空撮位置と空撮回数も減少する。また、計画作成部3fは、水位の検出位置又は検出頻度の減少に応じて、水管理装置1の監視カメラ80で圃場Hの所定位置を撮像する監視スケジュールを減少させる。これに伴い、検出装置50で圃場Hの風情報などの所定現象を検出する検出スケジュールも減少させてもよい。
In addition, the plan creation unit 3f changes the flight plan of the multicopter 2 or the water management plan of the water management device 1 in response to the change in the water level detection plan described above, overwrites the corresponding plan stored in the memory unit 3b with the changed plan, updates the flight plan or water management plan, and transmits the updated plan to the multicopter 2 or the water management device 1 via the communication unit 3c (S23).
In detail, for example, for the field H or a predetermined position or time of the field H where the water level is not detected, there is no need to fly the multicopter 2 to take an aerial photograph with the imaging device 28, and there is no need to take an image with the monitoring camera 80 of the water management device 1. For this reason, the plan creation unit 3f shortens the flight route of the multicopter 2 or reduces the flight schedule in response to a decrease in the detection position or detection frequency of the water level. Accordingly, the aerial photography position and the number of aerial photography by the imaging device 28 are also reduced. In addition, the plan creation unit 3f reduces the monitoring schedule for taking an image of a predetermined position of the field H with the monitoring camera 80 of the water management device 1 in response to a decrease in the detection position or detection frequency of the water level. Accordingly, the detection schedule for detecting a predetermined phenomenon such as wind information of the field H with the detection device 50 may also be reduced.
また、水位を検出する圃場H、又は圃場Hの検出位置若しくは検出頻度が増加した場合には、計画作成部3fは、当該増加に応じてマルチコプタ2の飛行ルートを拡張し又は飛行スケジュールを増加させる。これに伴い、撮像装置28による空撮位置と空撮回数も増加する。また、計画作成部3fは、水位の検出位置又は検出頻度の増加に応じて、水管理装置1の監視カメラ80で圃場Hの所定位置を撮像する監視スケジュールを増加させる。これに伴い、検出装置50で圃場Hの風情報などの所定現象を検出する監視スケジュールも増加させてもよい。
上述したように、飛行計画が変更されることで、マルチコプタ2の飛行が制限される。また、水管理計画が変更されることで、水管理装置1の動作が制限される。
Furthermore, when the number of fields H where the water level is detected, or the detection positions or detection frequency of the field H increases, the plan creation unit 3f expands the flight route of the multicopter 2 or increases the flight schedule in response to the increase. Accordingly, the aerial photography positions and the number of aerial photography times by the imaging device 28 also increase. Furthermore, the plan creation unit 3f increases the monitoring schedule for imaging a predetermined position of the field H with the monitoring camera 80 of the water management device 1 in response to an increase in the detection positions or detection frequency of the water level. Accordingly, the monitoring schedule for detecting a predetermined phenomenon such as wind information of the field H with the detection device 50 may also be increased.
As described above, the change in the flight plan restricts the flight of the multicopter 2. Furthermore, the change in the water management plan restricts the operation of the water management device 1.
さらに、計画作成部3fは、取得部3eにより取得された圃場情報又は水位情報に基づいて、必要に応じて圃場管理計画を変更し、変更後の圃場管理計画を記憶部3bに記憶された圃場管理計画に上書きして、圃場管理計画を更新する(S24)。詳しくは、取得部3eが取得した圃場情報(所定現象の検出結果、水管理装置1の動作情報、マルチコプタ2の飛行結果、若しくは水管理装置1とマルチコプタ2の監視結果)、又は水位情報(圃場Hの水位など)に基づいて、計画作成部3fが圃場管理計画を変更する必要があるか否かを判断する。或いは、計画作成部3fが、圃場管理計画に含まれるその他の計画(水位検出計画と飛行計画と水管理計画以外の計画)を変更する必要があるか否かを判断する。そして、計画作成部3fは、変更する必要があると判断した計画を、圃場情報又は水位情報に基づいて変更及び更新する。
図8Bの処理S21で、計画作成部3fが水位検出計画を変更する必要がないと判断した場合も(S24:NO)、上述したように処理S24が実行される。また、処理S24の後は、図8Aの処理S1から以降の処理が繰り返し実行される。
Furthermore, the plan creation unit 3f changes the field management plan as necessary based on the field information or water level information acquired by the acquisition unit 3e, and overwrites the field management plan stored in the storage unit 3b with the changed field management plan to update the field management plan (S24). In detail, the plan creation unit 3f judges whether or not it is necessary to change the field management plan based on the field information acquired by the acquisition unit 3e (detection result of a predetermined phenomenon, operation information of the water management device 1, flight result of the multicopter 2, or monitoring result of the water management device 1 and the multicopter 2) or water level information (such as the water level of the field H). Alternatively, the plan creation unit 3f judges whether or not it is necessary to change other plans included in the field management plan (plans other than the water level detection plan, flight plan, and water management plan). Then, the plan creation unit 3f changes and updates the plan that is judged to be changed based on the field information or water level information.
Even if the plan creation unit 3f determines in step S21 of Fig. 8B that it is not necessary to change the water level detection plan (S24: NO), the process S24 is executed as described above. After step S24, the process S1 and subsequent steps in Fig. 8A are repeatedly executed.
<第2実施形態の電気的構成>
図15は、第2実施形態の圃場管理システム7の電気的構成図である。
第2実施形態では、風検出部29dと水位検出部29gとを有する検出装置29が、マルチコプタ2に設けられている。また、補正部21hが、マルチコプタ2の制御装置21に設けられている。図7に示した第1実施形態の風検出部50d、水位検出部3g、及び補正部3hは、第2実施形態では設けられていない。
検出装置29の風検出部29dは、例えば、マルチコプタ2の機体20aの所定位置に取り付けられた風向風速計から成る。マルチコプタ2の飛行時に、風検出部29dは圃場Hの上空の風向と風速を検出する。補正部21hは、マルチコプタ2の制御装置21に予め記憶されたソフトウェアプログラムから成る。補正部21hは、風検出部29dにより検出された上空の風向と風速を、回転翼20cのロータ20dの回転数又はマルチコプタ2の高度に応じた風補正値に基づいて補正することにより、圃場Hに吹く風の風向と風速を検出する。
<Electrical configuration of the second embodiment>
FIG. 15 is a diagram showing the electrical configuration of a farm land management system 7 according to the second embodiment.
In the second embodiment, a detection device 29 having a wind detection unit 29d and a water level detection unit 29g is provided in the multicopter 2. In addition, a correction unit 21h is provided in the control device 21 of the multicopter 2. The wind detection unit 50d, the water level detection unit 3g, and the correction unit 3h of the first embodiment shown in Fig. 7 are not provided in the second embodiment.
The wind detection unit 29d of the detection device 29 is composed of, for example, an anemometer attached to a predetermined position on the body 20a of the multicopter 2. When the multicopter 2 is flying, the wind detection unit 29d detects the wind direction and wind speed in the sky above the field H. The correction unit 21h is composed of a software program pre-stored in the control device 21 of the multicopter 2. The correction unit 21h detects the wind direction and wind speed in the sky detected by the wind detection unit 29d based on the rotation speed of the rotor 20d of the rotary blades 20c or a wind correction value according to the altitude of the multicopter 2, thereby detecting the wind direction and wind speed of the wind blowing in the field H.
上記風補正値は、予め実施した実験結果に基づいて設定されて、記憶部21aに記憶される。具体的には、例えば、自然風の影響を受けない飛行体用の屋内飛行練習場において、マルチコプタ2を飛行させて、マルチコプタ2の高度或いはロータ20dの回転数を変えながら、マルチコプタ2をホバリングさせて、風検出部29dにより風向及び風速を測定し、且つマルチコプタ2の下方にある所定の地上位置に設置した風向風速計により風向及び風速を測定する実験を行う。この際、マルチコプタ2の高度とロータ20dの回転数のいずれかを変える度に、当該飛行状態と風検出部29dの測定結果と地上の風向風速計の測定結果とを、パーソナルコンピュータから成る実験用端末装置に取り込む。
The wind correction value is set based on the results of a previous experiment and stored in the memory unit 21a. Specifically, for example, an experiment is conducted in which the multicopter 2 flies in an indoor flight training field for flying objects that is not affected by natural wind, and the multicopter 2 hovers while changing the altitude of the multicopter 2 or the rotation speed of the rotor 20d, and the wind direction and wind speed are measured by the wind detection unit 29d, and also by a wind vane and anemometer installed at a predetermined ground position below the multicopter 2. At this time, each time either the altitude of the multicopter 2 or the rotation speed of the rotor 20d is changed, the flight state, the measurement results of the wind detection unit 29d, and the measurement results of the ground wind vane and anemometer are imported into an experimental terminal device consisting of a personal computer.
そして、実験用端末装置において、上記実験結果から、ロータ20dの回転数を設定又は変更する毎に、風検出部29dにより検出された上空の旋回風の風向に対する、地上の風向風速計により検出された地上の旋回風の風向の角度差を演算する。次に、ロータ20dの回転数の変化と上記風向の角度差の変化との相関関係を抽出する。次に、当該相関関係に基づいて、ロータ20dの回転数に応じた上記風向の角度差を第1風向補正値として導出する。そして、ロータ20dの回転数と第1風向補正値との対応関係を示すテーブル、或いはロータ20dの回転数に基づいて第1風向補正値を求める演算式を作成し、当該テーブル或いは演算式を示す補正データを支援装置3の記憶部3bに記憶させる。
Then, in the experimental terminal device, from the above experimental results, each time the rotation speed of the rotor 20d is set or changed, the angular difference in the wind direction of the swirling wind on the ground detected by the anemometer on the ground is calculated relative to the wind direction of the swirling wind in the sky detected by the wind detection unit 29d. Next, the correlation between the change in the rotation speed of the rotor 20d and the change in the angular difference in the wind direction is extracted. Next, based on the correlation, the angular difference in the wind direction according to the rotation speed of the rotor 20d is derived as a first wind direction correction value. Then, a table showing the correspondence between the rotation speed of the rotor 20d and the first wind direction correction value, or an arithmetic expression for finding the first wind direction correction value based on the rotation speed of the rotor 20d is created, and correction data showing the table or arithmetic expression is stored in the memory unit 3b of the support device 3.
また、ローダ20dの回転数を設定又は変更する毎に、風検出部29dにより検出された上空の旋回風の風速に対する、地上の風向風速計により検出された地上の旋回風の風速の差を演算する。次に、ロータ20dの回転数の変化と上記風速の差の変化との相関関係を抽出する。次に、当該相関関係に基づいて、ロータ20dの回転数に応じた上記風速の差を第1風速補正値として導出する。そして、ロータ20dの回転数と第1風速補正値との対応関係を示すテーブル、或いはロータ20dの回転数に基づいて第1風速補正値を求める演算式を作成し、当該テーブル或いは演算式を示す補正データを支援装置3の記憶部3bに記憶させる。
In addition, each time the rotation speed of the loader 20d is set or changed, the difference in wind speed of the swirling wind on the ground detected by the anemometer on the ground is calculated relative to the wind speed of the swirling wind in the sky detected by the wind detection unit 29d. Next, the correlation between the change in the rotation speed of the rotor 20d and the change in the difference in the above wind speed is extracted. Next, based on the correlation, the difference in the above wind speed according to the rotation speed of the rotor 20d is derived as a first wind speed correction value. Then, a table showing the correspondence between the rotation speed of the rotor 20d and the first wind speed correction value, or an arithmetic expression for finding the first wind speed correction value based on the rotation speed of the rotor 20d is created, and correction data showing the table or arithmetic expression is stored in the memory unit 3b of the support device 3.
又は、マルチコプタ2の高度を設定又は変更する毎に、風検出部29dにより検出された上空の旋回風の風向に対する、地上の風向風速計により検出された地上の旋回風の風向の角度差を演算する。次に、マルチコプタ2の高度の変化と上記風向の角度差の変化との相関関係を抽出する。次に、当該相関関係に基づいて、マルチコプタ2の高度に応じた上記風向の角度差を第2風向補正値として導出する。そして、マルチコプタ2の高度と第2風向補正値との対応関係を示すテーブル、或いはマルチコプタ2の高度に基づいて第2風向補正値を求める演算式を作成し、当該テーブル或いは演算式を示す補正データを支援装置3の記憶部3bに記憶させる。
Or, each time the altitude of the multicopter 2 is set or changed, the angular difference in the wind direction of the swirling wind on the ground detected by the anemometer on the ground is calculated relative to the wind direction of the swirling wind in the sky detected by the wind detection unit 29d. Next, the correlation between the change in altitude of the multicopter 2 and the change in the angular difference in the wind direction is extracted. Next, based on the correlation, the angular difference in the wind direction according to the altitude of the multicopter 2 is derived as a second wind direction correction value. Then, a table showing the correspondence between the altitude of the multicopter 2 and the second wind direction correction value, or an arithmetic expression for finding the second wind direction correction value based on the altitude of the multicopter 2 is created, and correction data showing the table or arithmetic expression is stored in the memory unit 3b of the support device 3.
また、マルチコプタ2の高度を設定又は変更する毎に、風検出部29dにより検出された上空の旋回風の風速に対する、地上の風向風速計により検出された地上の旋回風の風速の差を演算する。次に、マルチコプタ2の高度の変化と上記風速の差の変化との相関関係を抽出する。次に、当該相関関係に基づいて、マルチコプタ2の高度に応じた上記風速の差を第2風速補正値として導出する。そして、マルチコプタ2の高度と第2風速補正値との対応関係を示すテーブル、或いはマルチコプタ2の高度に基づいて第2風速補正値を求める演算式を作成し、当該テーブル或いは演算式を示す補正データを支援装置3の記憶部3bに記憶させる。
In addition, each time the altitude of the multicopter 2 is set or changed, the difference in wind speed of the swirling wind on the ground detected by the anemometer on the ground is calculated relative to the wind speed of the swirling wind in the sky detected by the wind detection unit 29d. Next, the correlation between the change in altitude of the multicopter 2 and the change in the difference in the above wind speed is extracted. Next, based on the correlation, the difference in the above wind speed according to the altitude of the multicopter 2 is derived as a second wind speed correction value. Then, a table showing the correspondence between the altitude of the multicopter 2 and the second wind speed correction value, or an arithmetic expression for finding the second wind speed correction value based on the altitude of the multicopter 2 is created, and correction data showing the table or arithmetic expression is stored in the memory unit 3b of the support device 3.
上記のような第1風向補正値と第1風速補正値、又は第2風向補正値と第2風速補正値以外に、風検出部29dにより検出された上空の旋回風の風向と風速を示すベクトルと、地上の風向風速計により検出された地上の旋回風の風向と風速を示すベクトルとに基づいて、風補正値となる風補正ベクトルを求めてもよい。
この場合、具体的には、例えば実験用端末装置において、まず前述した実験結果から、ロータ20dの回転数を設定又は変更する毎に、風検出部29dにより検出された上空の旋回風の風向と風速を示す上空旋回風ベクトルを演算する。また、ロータ20dの回転数を設定又は変更する毎に、地上の風向風速計により検出された地上の旋回風の風向と風速を示す地上旋回風ベクトルを演算する。次に、上空旋回風ベクトルと合成することにより、地上旋回風ベクトルとなる第1補正ベクトルを第1風補正値として演算する(上空旋回風ベクトル+第1補正ベクトル=地上旋回風ベクトル)。そして、ロータ20dの回転数と第1風補正値との対応関係を示すテーブル、或いはロータ20dの回転数に基づいて第1風補正値を求める演算式を作成し、当該テーブル或いは演算式を示す補正データをマルチコプタ2の記憶部21aに記憶させる。
In addition to the first wind direction correction value and first wind speed correction value, or the second wind direction correction value and second wind speed correction value as described above, a wind correction vector that serves as a wind correction value may be obtained based on a vector indicating the wind direction and wind speed of the swirling wind in the sky detected by the wind detection unit 29d and a vector indicating the wind direction and wind speed of the swirling wind on the ground detected by a wind direction and speed meter on the ground.
In this case, specifically, for example, in the experimental terminal device, first, from the above-mentioned experimental results, an upper air swirling wind vector indicating the wind direction and wind speed of the swirling wind in the upper air detected by the wind detection unit 29d is calculated every time the rotation speed of the rotor 20d is set or changed. Also, a ground swirling wind vector indicating the wind direction and wind speed of the swirling wind on the ground detected by an anemometer on the ground is calculated every time the rotation speed of the rotor 20d is set or changed. Next, a first correction vector that becomes a ground swirling wind vector by combining with the upper air swirling wind vector is calculated as a first wind correction value (upper air swirling wind vector + first correction vector = ground swirling wind vector). Then, a table showing the correspondence between the rotation speed of the rotor 20d and the first wind correction value, or an arithmetic expression for finding the first wind correction value based on the rotation speed of the rotor 20d is created, and correction data indicating the table or arithmetic expression is stored in the storage unit 21a of the multicopter 2.
又は、マルチコプタ2の高度を設定又は変更する毎に、風検出部29dにより検出された上空の旋回風の風向と風速を示す上空旋回風ベクトルを演算する。また、マルチコプタ2の高度を設定又は変更する毎に、地上の風向風速計により検出された地上の旋回風の風向と風速を示す地上旋回風ベクトルを演算する。次に、上空旋回風ベクトルと合成することにより、地上旋回風ベクトルとなる第2補正ベクトルを第2風補正値として演算する(上空旋回風ベクトル+第2補正ベクトル=地上旋回風ベクトル)。そして、マルチコプタ2の高度と第2風補正値との対応関係を示すテーブル、或いはマルチコプタ2の高度に基づいて第2風補正値を求める演算式を作成し、当該テーブル或いは演算式を示す補正データをマルチコプタ2の記憶部21aに記憶させる。
Or, each time the altitude of the multicopter 2 is set or changed, an upper air swirling wind vector indicating the wind direction and wind speed of the swirling wind in the sky detected by the wind detection unit 29d is calculated. Also, each time the altitude of the multicopter 2 is set or changed, a ground swirling wind vector indicating the wind direction and wind speed of the swirling wind on the ground detected by a wind vane anemometer on the ground is calculated. Next, a second correction vector that becomes the ground swirling wind vector by combining with the upper air swirling wind vector is calculated as the second wind correction value (upper air swirling wind vector + second correction vector = ground swirling wind vector). Then, a table showing the correspondence between the altitude of the multicopter 2 and the second wind correction value, or an arithmetic expression for finding the second wind correction value based on the altitude of the multicopter 2 is created, and correction data indicating the table or arithmetic expression is stored in the memory unit 21a of the multicopter 2.
圃場管理システム7の運用時には、マルチコプタ2の飛行時(ホバリング時)に、風検出部29dが圃場Hの上空の風向及び風速を検出し、当該検出時のロータ20dの回転数又はマルチコプタ2の高度を、制御部21又はアクチュエータ22から取得する。そして、補正部21hが、ロータ20dの回転数に応じた風補正値(第1風向補正値と第1風速補正値、或いは第1風補正値)、又はマルチコプタ2の高度に応じた風補正値(第2風向補正値と第2風速補正値、或いは第2風補正値)を記憶部21aから読み出し、当該風補正値で風検出部29dにより検出された風向と風速を示す風検出値を補正することにより、圃場Hに吹く風の風向と風速を検出する。
When the farm management system 7 is in operation, the wind detection unit 29d detects the wind direction and wind speed above the farm field H while the multicopter 2 is flying (hovering), and obtains the rotation speed of the rotor 20d or the altitude of the multicopter 2 at the time of detection from the control unit 21 or the actuator 22. Then, the correction unit 21h reads out a wind correction value (first wind direction correction value and first wind speed correction value, or first wind correction value) corresponding to the rotation speed of the rotor 20d, or a wind correction value (second wind direction correction value and second wind speed correction value, or second wind correction value) corresponding to the altitude of the multicopter 2 from the memory unit 21a, and corrects the wind detection value indicating the wind direction and wind speed detected by the wind detection unit 29d with the wind correction value, thereby detecting the wind direction and wind speed of the wind blowing in the farm field H.
詳しくは、風補正値として、例えば第1風向補正値と第1風速補正値、又は第2風向補正値と第2風速補正値が設定されている場合、補正部21hは、ロータ20dの回転数に応じた第1風向補正値と第1風速補正値、又はマルチコプタ2の高度に応じた第2風向補正値と第2風速補正値を記憶部21aから読み出す。そして、補正部21hは、風検出部29dにより検出された風向と風速に、上記風向補正値(第1風向補正値又は第2風向補正値)と上記風速補正値(第1風速補正値又は第2風速補正値)をそれぞれ加算することにより、圃場Hに吹く風の風向と風速を検出する。
In detail, when, for example, a first wind direction correction value and a first wind speed correction value, or a second wind direction correction value and a second wind speed correction value are set as the wind correction value, the correction unit 21h reads out from the memory unit 21a the first wind direction correction value and the first wind speed correction value according to the rotation speed of the rotor 20d, or the second wind direction correction value and the second wind speed correction value according to the altitude of the multicopter 2. Then, the correction unit 21h detects the wind direction and wind speed of the wind blowing in the field H by adding the wind direction correction value (the first wind direction correction value or the second wind direction correction value) and the wind speed correction value (the first wind speed correction value or the second wind speed correction value) to the wind direction and wind speed detected by the wind detection unit 29d, respectively.
或いは、風補正値として、例えば第1風補正値(第1補正ベクトル)又は第2風補正値(第2補正ベクトル)が設定されている場合、補正部21hは、ロータ20dの回転数に応じた第1風補正値、又はマルチコプタ2の高度に応じた第2風補正値を記憶部21aから読み出す。そして、補正部21hは、風検出部29dにより検出された風向と風速を示す上空風検出値(上空風ベクトル)と、上記第1風補正値又は第2風補正値を合成することにより、圃場Hに吹く風の風向と風速(地上風ベクトル)を検出する。
Alternatively, when, for example, a first wind correction value (first correction vector) or a second wind correction value (second correction vector) is set as the wind correction value, the correction unit 21h reads out the first wind correction value corresponding to the rotation speed of the rotor 20d or the second wind correction value corresponding to the altitude of the multicopter 2 from the memory unit 21a. Then, the correction unit 21h detects the wind direction and wind speed (ground wind vector) of the wind blowing in the field H by combining the upper air wind detection value (upper air wind vector) indicating the wind direction and wind speed detected by the wind detection unit 29d with the first wind correction value or the second wind correction value.
それから、補正部21hは、上述のように検出した圃場Hに吹く風の風向と風速を示す風検出値を、当該検出時に基づいたロータ20dの回転数及びマルチコプタ2の高度、並びに当該検出時のマルチコプタ2の位置情報を含む飛行情報と関連付けて記憶部21aに記憶させる。上記以外の第2実施形態の各部の動作は、第1実施形態の各部の動作と同様である。
Then, the correction unit 21h associates the wind detection value, which indicates the wind direction and wind speed of the wind blowing in the field H detected as described above, with flight information including the rotation speed of the rotor 20d and the altitude of the multicopter 2 based on the time of the detection, and the position information of the multicopter 2 at the time of the detection, and stores it in the memory unit 21a. The operation of each part of the second embodiment other than the above is the same as the operation of each part of the first embodiment.
他の例として、マルチコプタ2に風向風速計を搭載せず、ソフトウェアプログラム又はICなどから成る風検出部を、制御装置21に設けてもよい。この場合、制御装置21に設けた風検出部は、圃場Hの上空でのマルチコプタ2のホバリング時に、マルチコプタ2に搭載された慣性計測装置22bにより計測された機体20aの姿勢(傾斜角と傾斜方位)に基づいて、圃場Hの上空に吹く風を検出する。
As another example, the multicopter 2 may not be equipped with an anemometer, and a wind detection unit consisting of a software program or IC may be provided in the control device 21. In this case, the wind detection unit provided in the control device 21 detects the wind blowing in the sky above the field H based on the attitude (tilt angle and tilt direction) of the aircraft 20a measured by the inertial measurement unit 22b mounted on the multicopter 2 when the multicopter 2 is hovering in the sky above the field H.
詳しくは、一般に、マルチコプタ2は上空でのホバリング時に、風上に正対するように、機体20aを傾けて定位置を保っている。そして、ホバリング時のマルチコプタ2の機体20aの傾きの大きさ(傾斜角)は、上空に吹く風の風速に依存し、機体20aの傾斜方向は、上空に吹く風の風向に依存する。このため、上記制御装置21に設けた風検出部は、慣性計測装置22bにより計測された機体20aの傾斜方向から、上空の風向を検出する。また、当該風検出部は、慣性計測装置22bにより計測された機体20aの傾斜角を、予め導出されたマルチコプタ2の傾斜角と風速の関係式に当てはめることで、上空の風速を検出する。
In more detail, generally, when the multicopter 2 is hovering in the sky, it maintains a fixed position by tilting the airframe 20a so that it faces directly into the wind. The degree of tilt (tilt angle) of the airframe 20a of the multicopter 2 when hovering depends on the wind speed in the sky, and the tilt direction of the airframe 20a depends on the wind direction in the sky. For this reason, the wind detection unit provided in the control device 21 detects the wind direction in the sky from the tilt direction of the airframe 20a measured by the inertial measurement unit 22b. The wind detection unit also detects the wind speed in the sky by applying the tilt angle of the airframe 20a measured by the inertial measurement unit 22b to a previously derived relational equation between the tilt angle of the multicopter 2 and the wind speed.
水位検出部29gは、例えば機体20aの所定位置に取り付けられたレーザレーダなどから成る。この場合、圃場Hの所定位置の水面には、反射部材を設ける。なお、反射部材を水面に浮かぶ浮きに設け、当該浮きにアンカ(錘)を連結して、当該浮きと反射部材の圃場H内での移動を制限するのが好ましい。水位検出部29gの投光部から圃場Hの水面に向かって測定光(レーザ光)を投光し、当該測定光の反射部材での反射光を水位検出部29gの受光部で受光する。水位検出部29gは、測定光を投光してから、反射部材での反射光を受光するまで時間に基づいて、反射部材までの距離を測定する(TOF(Time Of Flight)方式)。そして、水位検出部29gは、反射部材までの距離と、予め記憶された圃場Hの基準面(例えば土壌面)までの距離とに基づいて、圃場Hの所定位置の水位を検出する。
The water level detection unit 29g is composed of, for example, a laser radar attached to a predetermined position of the machine body 20a. In this case, a reflecting member is provided on the water surface at a predetermined position in the field H. It is preferable to provide the reflecting member on a float that floats on the water surface and connect an anchor (weight) to the float to restrict the movement of the float and the reflecting member in the field H. A measuring light (laser light) is projected from the light projecting unit of the water level detection unit 29g toward the water surface of the field H, and the light reflected by the reflecting member of the measuring light is received by the light receiving unit of the water level detection unit 29g. The water level detection unit 29g measures the distance to the reflecting member based on the time from projecting the measuring light to receiving the reflected light from the reflecting member (TOF (Time Of Flight) method). The water level detection unit 29g detects the water level at a predetermined position in the field H based on the distance to the reflecting member and the distance to the reference surface (e.g., the soil surface) of the field H stored in advance.
また、水位検出部29gをグリーンレーザスキャナなどで構成してもよい。グリーンレーザスキャナは、投光部から測定光として緑色レーザ光を投光する。当該緑色レーザ光は、水面と水面以外の物体で反射するとともに、水を透過して水底で反射する。グリーンレーザスキャナは、測定光を投光してから、当該測定光の水面での反射光を受光部で受光するまでの時間と、当該測定光の水底での反射光を受光部で受光するまでの時間との差に基づいて、水深を検出することが可能である。このようなグリーンレーザスキャナで構成された水位検出部29gは、圃場Hの所定位置の水位を検出する。
The water level detection unit 29g may also be configured with a green laser scanner or the like. The green laser scanner projects green laser light from the light projecting unit as measurement light. The green laser light is reflected by the water surface and objects other than the water surface, and also passes through the water and reflects off the bottom of the water. The green laser scanner can detect the water depth based on the difference between the time from when the measurement light is projected until the light receiving unit receives the reflected light of the measurement light from the water surface, and the time when the light receiving unit receives the reflected light of the measurement light from the bottom of the water. The water level detection unit 29g configured with such a green laser scanner detects the water level at a predetermined position in the field H.
また、他の例として、第1実施形態の水位検出部3gと同様に、撮像装置28などにより撮像した画像データから圃場Hの水位を検出するソフトウェアプログラムから成る水位検出部を、制御装置21に設けてもよい。
補正部21hは、水位検出部29gにより検出された圃場Hの所定位置の水位を、風検出部29dにより検出された圃場Hの風検出値(風情報)に基づいて補正し、当該補正後の所定位置の水位を記憶部21aに記憶させる。また、補正部21hは、水位を補正する際に用いた関連情報(水位検出値、補正値、風情報、及び位置情報など)を、補正後の水位と関連付けて、水位情報として記憶部21aに記憶させる。制御装置21は、記憶部21aに記憶された水位情報を、通信装置23などにより支援装置3に付与する。
As another example, similar to the water level detection unit 3g of the first embodiment, the control device 21 may be provided with a water level detection unit consisting of a software program that detects the water level of the field H from image data captured by an imaging device 28 or the like.
The correction unit 21h corrects the water level at a predetermined position in the field H detected by the water level detection unit 29g based on the wind detection value (wind information) of the field H detected by the wind detection unit 29d, and stores the corrected water level at the predetermined position in the memory unit 21a. The correction unit 21h also associates related information used when correcting the water level (water level detection value, correction value, wind information, position information, etc.) with the corrected water level and stores it in the memory unit 21a as water level information. The control device 21 provides the water level information stored in the memory unit 21a to the support device 3 via the communication device 23 or the like.
この後、支援装置3の決定部3iが、マルチコプタ2から取得した水位情報に含まれる補正後の所定位置の水位に基づいて、所定位置の水位及び圃場Hの全体水位を決定する。また、推定部3jが、他の所定位置の水位を推定する。さらに、支援装置3において、第1実施形態と同様に、圃場Hの水位に基づいて圃場Hに対する給排水の要否が判断され、当該判断結果に応じて水管理装置1が圃場Hに対して給水又は排水を行う。また、支援装置3において、水位検出計画が見直され、必要に応じて水位検出部29gによる水位の検出頻度及び検出位置などが変更され、マルチコプタ2の飛行計画及び圃場管理計画に含まれるその他の計画も変更される。
Then, the determination unit 3i of the support device 3 determines the water level at the specified position and the overall water level of the field H based on the corrected water level at the specified position included in the water level information acquired from the multicopter 2. The estimation unit 3j estimates the water levels at other specified positions. Furthermore, in the support device 3, as in the first embodiment, the need for water supply or drainage for the field H is determined based on the water level of the field H, and the water management device 1 supplies or drains water to the field H depending on the determination result. Furthermore, in the support device 3, the water level detection plan is reviewed, and the frequency and detection position of water level detection by the water level detection unit 29g are changed as necessary, and other plans included in the flight plan of the multicopter 2 and the field management plan are also changed.
<他の複数の圃場への適用例>
図16は、他の複数の圃場Hの平面図である。
前述した実施形態の圃場管理システム7は、図16に示すような複数の圃場Hにも適用可能である。図16に示す複数の圃場Hには、水管理装置1のような、自動で給排水を行う装置(又は自動給水栓)が設けられていない。複数の圃場Hの周辺には、各圃場Hに対して配水するための配水路201~203が設けられている。配水路201~207の上方は開放されていて、配水路201~207における水の流れが上方から視認可能になっている。図16に矢印で示すように、各配水路201~207には水が流れる。
<Examples of application to multiple other fields>
FIG. 16 is a plan view of other multiple farm fields H.
The farm field management system 7 of the embodiment described above can also be applied to a plurality of farm fields H as shown in Fig. 16. The plurality of farm fields H shown in Fig. 16 are not provided with an automatic water supply and drainage device (or an automatic water tap) such as the water management device 1. Water distribution channels 201-203 for distributing water to each of the farm fields H are provided around the plurality of farm fields H. The tops of the water distribution channels 201-207 are open, making it possible to visually confirm the flow of water in the water distribution channels 201-207 from above. As shown by the arrows in Fig. 16, water flows in each of the water distribution channels 201-207.
詳しくは、複数の配水路201~207のうち、第1配水路201から第2配水路202及び第5配水路205に水が流れる。第2配水路202から第3配水路203及び第4配水路204に水が流れる。第5配水路205から第6配水路206及び第7配水路207に水が流れる。第2配水路202は、第5配水路205より上流に設けられている。第3配水路203は、第4配水路204より上流に設けられている。第6配水路206は、第7配水路207より上流に設けられている。
In more detail, of the multiple distribution channels 201-207, water flows from the first distribution channel 201 to the second distribution channel 202 and the fifth distribution channel 205. Water flows from the second distribution channel 202 to the third distribution channel 203 and the fourth distribution channel 204. Water flows from the fifth distribution channel 205 to the sixth distribution channel 206 and the seventh distribution channel 207. The second distribution channel 202 is provided upstream of the fifth distribution channel 205. The third distribution channel 203 is provided upstream of the fourth distribution channel 204. The sixth distribution channel 206 is provided upstream of the seventh distribution channel 207.
配水路201~207同士の接続箇所には、手動で開閉させる配水栓211~216が設けられている。配水栓211と配水栓214が開放されることで、水が第1配水路201から第2配水路202と第5配水路205に流れる。そして、配水栓212と配水栓213が開放されることで、水が第2配水路202から第3配水路203と第4配水路204に流れて、上流側の圃場群Ha、Hbに属する各圃場Hに水が供給される。また、配水栓215と配水栓216が開放されることで、水が第5配水路205から第6配水路206と第7配水路207に流れて、下流側の圃場群Hc、Hdに属する各圃場Hに水が供給される。図16では、矩形状で示す部分が圃場Hであり、便宜上、一部の圃場Hにのみ符号を付している。
Water taps 211-216 that can be opened and closed manually are provided at the connections between the water distribution channels 201-207. When the water distribution taps 211 and 214 are opened, water flows from the first water distribution channel 201 to the second water distribution channel 202 and the fifth water distribution channel 205. When the water distribution taps 212 and 213 are opened, water flows from the second water distribution channel 202 to the third water distribution channel 203 and the fourth water distribution channel 204, and water is supplied to each of the fields H belonging to the upstream field groups Ha and Hb. When the water distribution taps 215 and 216 are opened, water flows from the fifth water distribution channel 205 to the sixth water distribution channel 206 and the seventh water distribution channel 207, and water is supplied to each of the fields H belonging to the downstream field groups Hc and Hd. In FIG. 16, the rectangular areas are fields H, and for convenience, only a portion of the fields H is labeled with a symbol.
配水栓212、213、215、216が閉塞されることで、水が配水路202、205から配水路203、204、206、207に流れなくなり、圃場群Ha、Hb、Hc、Hdに属する各圃場Hに水が供給されなくなる。また、配水栓211、214が閉塞されても、圃場群Ha、Hb、Hc、Hdに属する各圃場Hに水が供給されなくなる。
配水路201~207及び圃場群Ha~Hdの上空でマルチコプタ2を飛行させて、撮像装置28により空撮する。そして、撮像装置28の画像データが支援装置3の取得部3eにより取得されると、計画作成部3fが、当該画像データに基づいて水位検出計画を変更する。
When the water distribution taps 212, 213, 215, and 216 are blocked, water does not flow from the water distribution channels 202 and 205 to the water distribution channels 203, 204, 206, and 207, and water is not supplied to each of the fields H belonging to the field groups Ha, Hb, Hc, and Hd. Also, even if the water distribution taps 211 and 214 are blocked, water is not supplied to each of the fields H belonging to the field groups Ha, Hb, Hc, and Hd.
The multicopter 2 is flown above the water distribution channels 201-207 and the farm fields Ha-Hd to take aerial photographs using the imaging device 28. Then, when image data from the imaging device 28 is acquired by the acquisition unit 3e of the support device 3, the plan creation unit 3f changes the water level detection plan based on the image data.
具体的には、例えば計画作成部3fは、撮像装置28の画像データを画像解析して、各配水路201~207に水が流れているか否かという配水状態を検出する。次に、計画作成部3fは、各配水路201~207の配水状態に基づいて、圃場群Ha、Hb、Hc、Hdに給水されているか否かという給水状態を検出する。
そして、計画作成部3fは、給水されていない圃場群に属する圃場Hの水位の検出頻度を低く(検出周期を長く)設定し、給水されている圃場群に属する圃場Hの水位の検出頻度を高く(検出周期を短く)設定する。この場合、その後計画作成部3fは、各圃場Hにおいて、水位検出部などによる水位検出値(補正前又は補正後の水位)と、当該圃場Hの前回の水位検出値との差(水位変動値)が所定の閾値以上であれば、水位の検出頻度を高く変更する。また、計画作成部3fは、各圃場Hにおいて、水位検出部などによる水位検出値と、当該圃場Hの前回の水位検出値との差が所定の閾値未満であれば、水位の検出頻度を低く変更する。圃場Hの水位の検出は、前述した水位検出部3g、29g、49gの少なくとも一方を用いて行えばよい。
Specifically, for example, the plan creation unit 3 f performs image analysis on the image data from the imaging device 28 to detect the water distribution state, i.e., whether or not water is flowing in each of the water distribution channels 201 to 207. Next, the plan creation unit 3 f detects the water supply state, i.e., whether or not water is being supplied to the groups of fields Ha, Hb, Hc, and Hd, based on the water distribution state of each of the water distribution channels 201 to 207.
Then, the plan creation unit 3f sets the frequency of water level detection low (longer detection cycle) for the fields H belonging to the group of fields to which water is not supplied, and sets the frequency of water level detection high (shorter detection cycle) for the fields H belonging to the group of fields to which water is supplied. In this case, the plan creation unit 3f then changes the frequency of water level detection high in each field H if the difference (water level fluctuation value) between the water level detection value (water level before or after correction) by the water level detection unit or the like and the previous water level detection value of the field H is equal to or greater than a predetermined threshold. Furthermore, the plan creation unit 3f changes the frequency of water level detection low in each field H if the difference between the water level detection value by the water level detection unit or the like and the previous water level detection value of the field H is less than a predetermined threshold. The detection of the water level of the field H may be performed using at least one of the water level detection units 3g, 29g, 49g described above.
また、計画作成部3fは、給水されている圃場群において、最も上流側に位置する圃場Hの水位だけを検出するように、水位の検出位置を設定してもよい。この場合、その後計画作成部3fは、最も上流側に位置する圃場Hの水位検出値と、当該圃場Hの前回の水位検出値との差が所定の閾値以上であれば、同一圃場群に属する他の圃場Hの水位も検出するように、水位の検出位置を変更する。さらにその後、計画作成部3fは、同一圃場群に属する各圃場Hにおいて、水位検出部などによる水位検出値と、当該圃場Hの前回の水位検出値との差が所定の閾値未満であれば、当該圃場Hの水位を検出しないように、水位の検出位置を変更する。
The plan creation unit 3f may also set the water level detection position so as to detect only the water level of the field H located most upstream in the group of fields to which water is being supplied. In this case, if the difference between the water level detection value of the field H located most upstream and the previous water level detection value of that field H is equal to or greater than a predetermined threshold, the plan creation unit 3f then changes the water level detection position so as to detect the water levels of other fields H belonging to the same group of fields. Furthermore, after that, if the difference between the water level detection value by a water level detection unit or the like and the previous water level detection value of that field H is less than a predetermined threshold, in each field H belonging to the same group of fields, the plan creation unit 3f changes the water level detection position so as not to detect the water level of that field H.
上記のような水位検出計画の作成又は変更に伴って、計画作成部3fは、マルチコプタ2の飛行計画(飛行ルート及び飛行スケジュール)を作成又は変更し、マルチコプタ2の飛行を制限する。なお、同一のマルチコプタ2を用いて配水路201~207の監視と圃場Hの監視(水位検出などのため)とを行ってもよいし、又は配水路201~207の監視と圃場Hの監視とを別々のマルチコプタを用いて行ってもよい。
図16に示す例では、配水路の配水状態に基づいて、圃場Hの水位の検出頻度又は検出位置を変更しているが、圃場Hから水が排出される排水路の水が流れる状態に基づいて、計画作成部3fが圃場Hの水位の検出頻度又は検出位置を変更してもよい。
In response to the creation or modification of the water level detection plan as described above, the plan creation unit 3f creates or modifies a flight plan (flight route and flight schedule) for the multicopter 2, and restricts the flight of the multicopter 2. The same multicopter 2 may be used to monitor the water distribution channels 201-207 and the farm field H (for water level detection, etc.), or different multicopters may be used to monitor the water distribution channels 201-207 and the farm field H.
In the example shown in Figure 16, the detection frequency or detection position of the water level in field H is changed based on the water distribution state of the water distribution channel, but the plan creation unit 3f may also change the detection frequency or detection position of the water level in field H based on the state of water flowing in the drainage channel through which water is discharged from field H.
<その他の実施形態>
以上の実施形態では、支援装置3又はマルチコプタ2に水位検出部3g、29gを設けたが、図17に示すように、圃場Hに水位検出部として水位センサ49gを設けてもよい。図17に示す水位センサ49gは、圃場Hの所定位置に設置され、当該所定位置の水位を検出する。図17では、水位センサ49gを1つだけ示しているが、水位センサ49gは圃場Hの水位を検出する所定位置の数に応じて、適宜数設置される。
<Other embodiments>
In the above embodiment, the water level detection unit 3g, 29g is provided in the support device 3 or the multicopter 2, but as shown in Fig. 17, a water level sensor 49g may be provided as a water level detection unit in the field H. The water level sensor 49g shown in Fig. 17 is installed at a predetermined position in the field H and detects the water level at the predetermined position. Although only one water level sensor 49g is shown in Fig. 17, an appropriate number of water level sensors 49g are installed according to the number of predetermined positions at which the water level in the field H is detected.
図17に示す例では、水位センサ49gは、圃場Hの所定位置の水位検出値を有線又は無線で水管理装置11に送信する。水管理装置1は、水位センサ49gから水位検出値を受信すると、当該水位検出値と、当該水位検出値が検出された位置(予め記憶された水位センサ49gの設置位置)を示す位置情報とを関連付けて、支援装置3又はマルチコプタ2に送信する。支援装置3又はマルチコプタ2では、水管理装置1から受信した水位検出値を、補正部3h、21hが圃場Hの風情報に基づいて補正する。なお、水位検出値を補正する補正部を、水管理装置1に設けてもよい。
In the example shown in FIG. 17, the water level sensor 49g transmits the water level detection value at a predetermined position in the field H to the water management device 11 via wired or wireless communication. When the water management device 1 receives the water level detection value from the water level sensor 49g, it associates the water level detection value with position information indicating the position where the water level detection value was detected (the installation position of the water level sensor 49g, which is stored in advance), and transmits it to the support device 3 or the multicopter 2. In the support device 3 or the multicopter 2, the correction unit 3h, 21h corrects the water level detection value received from the water management device 1 based on the wind information of the field H. Note that a correction unit that corrects the water level detection value may be provided in the water management device 1.
また、水位センサ49g以外にも、圃場Hの気温、湿度、風状態、又はその他の所定現象を検出する各種センサなどの検出部を有するセンサユニットを、圃場Hの所定位置に設置して、当該センサユニットの各検出部の検出結果を有線又は無線で水管理装置1に送信してもよい。この場合、水管理装置1から検出装置50又は監視カメラ80を省略してもよい。
In addition to the water level sensor 49g, a sensor unit having detection parts such as various sensors that detect the temperature, humidity, wind conditions, or other specified phenomena in the field H may be installed at a specified position in the field H, and the detection results of each detection part of the sensor unit may be transmitted to the water management device 1 by wire or wirelessly. In this case, the detection device 50 or the surveillance camera 80 may be omitted from the water management device 1.
また、水位検出部3g、29gの少なくとも一方と、水位センサ49gとを併用してもよい。この場合、マルチコプタ2を飛行させることにより水位検出部3g、29gが検出可能な圃場Hの第1水位(撮像装置28の画像データに基づく水位検出部3gの水位検出値又は水位検出部29gの水位検出値)と、マルチコプタ2を飛行させなくても水位検出部3g、49gが検出可能な圃場Hの第2水位(監視カメラ80の画像データに基づく水位検出部3gの水位検出値又は水位センサ49gの水位検出値)とを、計画作成部3fが比較してもよい。そして、計画作成部3fが、当該比較結果に基づいて、計画作成部3fが水位の検出頻度又は検出位置などを変更し、さらにマルチコプタ2の飛行計画を変更してもよい。
At least one of the water level detection units 3g and 29g may be used in combination with the water level sensor 49g. In this case, the plan creation unit 3f may compare the first water level of the field H that the water level detection units 3g and 29g can detect by flying the multicopter 2 (the water level detection value of the water level detection unit 3g based on the image data of the imaging device 28 or the water level detection value of the water level detection unit 29g) with the second water level of the field H that the water level detection units 3g and 49g can detect without flying the multicopter 2 (the water level detection value of the water level detection unit 3g based on the image data of the monitoring camera 80 or the water level detection value of the water level sensor 49g). Based on the comparison result, the plan creation unit 3f may change the detection frequency or detection position of the water level, and further change the flight plan of the multicopter 2.
また、他の例として、水位検出部3g、29g、49gのうちの少なくともいずれか2つを用い、そのうち一方の水位検出部の水位検出値を優先値とし、他方の水位検出部の水位検出値をバックアップ値としてもよい。また、マルチコプタ2に水位検出部29gと、撮像装置28により空撮された画像データに基づいて圃場Hの水位を検出する水位検出部とを、両方とも設けてもよい。
As another example, at least two of the water level detection units 3g, 29g, and 49g may be used, with the water level detection value of one of the water level detection units set as the priority value and the water level detection value of the other water level detection unit set as the backup value.
Also, the multicopter 2 may be provided with both the water level detection unit 29g and a water level detection unit that detects the water level of the field H based on image data captured from the air by the imaging device 28.
また、圃場H(水管理装置1)に風検出部50dを設けるとともに、マルチコプタ2に風検出部29dを設け、両方の風検出部50d、29dが検出した風向又は風速などに基づいて、支援装置3の制御部3aが圃場Hの風の状態(風向又は風速)を決定してもよい。そして、補正部3h、21hが、決定された風の状態に基づいて、水位検出部3g、29g、49gにより検出された圃場Hの水位を補正してもよい。
In addition, a wind detection unit 50d may be provided in the field H (water management device 1), and a wind detection unit 29d may be provided in the multicopter 2, and the control unit 3a of the support device 3 may determine the wind conditions (wind direction or wind speed) in the field H based on the wind direction or wind speed detected by both wind detection units 50d, 29d. Then, the correction units 3h, 21h may correct the water level in the field H detected by the water level detection units 3g, 29g, 49g based on the determined wind conditions.
また、他の例として、風検出部50d、29dを両方とも用い、そのうち一方の風検出部の風検出値を優先値とし、他の風検出部の風検出値をバックアップ値としてもよい。
また、支援装置3から取得部3e、計画作成部3f、水位検出部3g、補正部3h、決定部3i、推定部3j、又は制御部3aを省略し、これらと同一機能を有する取得部、計画作成部、水位検出部、補正部、決定部、推定部、又は制御部を、水管理装置1若しくはマルチコプタ2に設けてもよい。この場合、マルチコプタ2と水管理装置1とを通信させたり、マルチコプタ2又は水管理装置1で補正後の圃場Hの水位に基づいて、圃場Hの給排水の要否を判断したりして、圃場管理システム7から支援装置3を省略してもよい。
As another example, both wind detectors 50d and 29d may be used, with the wind detection value of one of the wind detectors set as the priority value and the wind detection value of the other wind detector set as the backup value.
Also, the acquisition unit 3e, plan creation unit 3f, water level detection unit 3g, correction unit 3h, determination unit 3i, estimation unit 3j, or control unit 3a may be omitted from the support device 3, and an acquisition unit, plan creation unit, water level detection unit, correction unit, determination unit, estimation unit, or control unit having the same functions as these may be provided in the water management device 1 or the multicopter 2. In this case, the support device 3 may be omitted from the field management system 7 by having the multicopter 2 and the water management device 1 communicate with each other, or by determining whether or not water supply and drainage is required for the field H based on the water level of the field H after correction by the multicopter 2 or the water management device 1.
また、支援装置3を設けずに、取得部3e、計画作成部3f、水位検出部3g、補正部3h、決定部3i、推定部3j、又は制御部3aと同一機能を有するアプリケーションプログラムをクラウド上に設けてもよい。
また、監視カメラ80の画像データに基づいて水位検出部3gで圃場Hの水位を検出したり、圃場Hに設置された水位センサ49gで圃場Hの水位を検出したりする場合は、圃場管理システム7からマルチコプタ2を省略してもよい。
In addition, without providing a support device 3, an application program having the same functions as the acquisition unit 3e, the plan creation unit 3f, the water level detection unit 3g, the correction unit 3h, the determination unit 3i, the estimation unit 3j, or the control unit 3a may be provided on the cloud.
In addition, if the water level in the field H is detected by the water level detection unit 3g based on image data from the surveillance camera 80, or the water level in the field H is detected by a water level sensor 49g installed in the field H, the multicopter 2 may be omitted from the field management system 7.
また、マルチコプタ2に代えて、圃場Hの水面、水中、若しくは水底を移動可能な小型のロボット、又は圃場Hの周囲に設けられた複数の水管理装置1若しくは柵に渡って設置されたワイヤロープ若しくはレールに沿って移動可能な機械などの移動体に、水位センサ若しくはレーザスキャナのような水位検出部、又は監視カメラのような監視部などを設けて、圃場Hの所定位置の水位を検出してもよい。この場合、移動体に測位装置などの位置検出部を設けたり、水管理装置1の監視カメラ80で撮像した画像データに基づいて移動体の位置を検出したりすればよい。また、移動体の水位検出部で検出された水位或いは移動体のカメラで撮像した画像データを、水管理装置1又は支援装置3に送信可能な通信部を移動体に設ければよい。
In addition, instead of the multicopter 2, a mobile object such as a small robot capable of moving on the water surface, underwater, or on the bottom of the water in the field H, or a machine capable of moving along a wire rope or rail installed across multiple water management devices 1 or fences installed around the field H, may be provided with a water level detection unit such as a water level sensor or a laser scanner, or a monitoring unit such as a surveillance camera, to detect the water level at a predetermined position in the field H. In this case, the mobile object may be provided with a position detection unit such as a positioning device, or the position of the mobile object may be detected based on image data captured by the surveillance camera 80 of the water management device 1. In addition, the mobile object may be provided with a communication unit capable of transmitting the water level detected by the water level detection unit of the mobile object or image data captured by the camera of the mobile object to the water management device 1 or the support device 3.
また、圃場管理システム7により管理する圃場Hの給水栓又は排水栓を、農作業者が手動で開閉する場合は、支援装置3から農作業が保有する端末装置4に、給水指令又は排水指令を送信すればよい。
また、人工知能(AI)を用いて、圃場Hの風の状態に応じた水位の変動傾向を判断して、圃場Hの水位を検出したりしてもよい。具体的には、例えば、作物Uの生育に要する所定期間に水位検出計画に基づいて、風検出部50d、29dなどにより圃場Hの風向又は風速などを検出し、水位検出部3g、29g、49gと補正部3h、21hなどにより圃場Hの水位(補正前と補正後の水位)を検出し、当該風検出値と水位検出値とを関連付けて支援装置3又はクラウド上に設けたデータベースに記憶させる。そして、支援装置3又はクラウド上に設けた人工知能により、データベースから風検出値と水位検出値を読み出して、深層学習を実行し、圃場Hに吹く風に応じた水位の変動傾向を学習済みモデルとして構築する。その後、制御部3aが、学習済みモデルと、風検出部50d、29dなどで検出された風検出値と、水位検出部3g、29g、49gなどで検出された水位検出値とに基づいて、風の影響を受けていない場合の圃場Hの所定位置の水位又は全体の水位を検出する。
In addition, when an agricultural worker manually opens or closes the water supply tap or drain tap of field H managed by the field management system 7, a water supply command or drainage command can be sent from the support device 3 to the terminal device 4 owned by the agricultural worker.
In addition, artificial intelligence (AI) may be used to determine the tendency of the water level to fluctuate according to the wind conditions in the field H and detect the water level in the field H. Specifically, for example, the wind direction or wind speed in the field H is detected by the wind detection units 50d, 29d, etc. based on a water level detection plan during a predetermined period required for the growth of the crop U, and the water level in the field H (water levels before and after correction) is detected by the water level detection units 3g, 29g, 49g and the correction units 3h, 21h, etc., and the wind detection value and the water level detection value are associated with each other and stored in a database provided on the support device 3 or the cloud. Then, the artificial intelligence provided on the support device 3 or the cloud reads out the wind detection value and the water level detection value from the database, executes deep learning, and constructs the tendency of the water level to fluctuate according to the wind blowing in the field H as a learned model. Then, the control unit 3a detects the water level at a specified position or the overall water level of the field H when it is not affected by wind based on the learned model, wind detection values detected by wind detection units 50d, 29d, etc., and water level detection values detected by water level detection units 3g, 29g, 49g, etc.
また、人工知能を用いて、圃場情報の変化に応じて、圃場Hの水位などの所定現象の検出計画を変更してもよい。具体的には、例えば、作物Uの生育に要する所定期間に水位検出計画に基づいて、支援装置3の取得部3eにより圃場Hの外形、大気、給排水、又は作物Uなどの状態を示す圃場情報を取得し、水位検出部3g、29g、49gなどにより圃場Hの水位(補正前又は補正後の水位)を検出して、当該圃場情報と水位検出値とを関連付けて支援装置3のデータベースに記憶させる。そして、支援装置3に設けた人工知能により、データベースから圃場情報と水位検出値とを読み出して、深層学習を実行し、圃場情報に応じた水位の変動傾向を学習済みモデルとして構築する。その後、制御部3aが、学習済みモデルと、取得部3eにより取得された圃場情報と、水位検出部3g、29g、49gなどで検出された水位検出値とに基づいて、圃場Hの水位の検出頻度又は検出位置などを変更する。
In addition, the artificial intelligence may be used to change the detection plan for a predetermined phenomenon such as the water level of the field H in response to changes in the field information. Specifically, for example, the acquisition unit 3e of the support device 3 acquires field information indicating the external shape of the field H, the atmosphere, the water supply and drainage, or the state of the crop U, etc., based on the water level detection plan during a predetermined period required for the growth of the crop U, and the water level of the field H (the water level before or after correction) is detected by the water level detection units 3g, 29g, 49g, etc., and the field information and the water level detection value are associated and stored in the database of the support device 3. Then, the artificial intelligence provided in the support device 3 reads out the field information and the water level detection value from the database, performs deep learning, and constructs a learned model of the tendency of the water level to change according to the field information. The control unit 3a then changes the detection frequency or detection position of the water level in the field H based on the trained model, the field information acquired by the acquisition unit 3e, and the water level detection values detected by the water level detection units 3g, 29g, 49g, etc.
さらに、以上の実施形態では、圃場Hに吹く風の状態に基づいて圃場Hの水位を補正した例を示したが、本発明は、圃場の水位以外の気温、湿度、又は水温などのような、風の影響を受けて変動する所定現象の検出結果を、圃場の風向、風速、又は風量などを示す風情報に基づいて補正してもよい。また、圃場Hの水位以外の所定現象の検出頻度、検出位置、又は検出手順などの検出計画を、圃場情報、水位情報、又は風情報などに基づいて変更してもよい。また、本発明は、圃場Hの水管理だけでなく、圃場Hに肥料又は薬剤を散布するなどの他の農作業を行うタイミングを所定現象の検出結果などに基づいて設定して、作物U又は土壌などを管理する場合にも適用可能である。
In addition, in the above embodiment, an example was shown in which the water level of the field H was corrected based on the state of the wind blowing in the field H, but the present invention may correct the detection results of a predetermined phenomenon that varies due to the influence of wind, such as air temperature, humidity, or water temperature other than the water level of the field, based on wind information indicating the wind direction, wind speed, or wind volume in the field. In addition, a detection plan such as the detection frequency, detection position, or detection procedure of a predetermined phenomenon other than the water level of the field H may be changed based on field information, water level information, or wind information. Furthermore, the present invention is applicable not only to water management of the field H, but also to cases in which the timing of performing other agricultural work, such as spraying fertilizer or chemicals on the field H, is set based on the detection results of a predetermined phenomenon, to manage crops U or soil, etc.
<本実施形態の構成と効果>
本実施形態の圃場管理システム7は、以下の構成を有し、効果を奏する。
<所定現象の検出結果の補正に関して>
本実施形態の圃場管理システム7は、圃場Hに吹く風の状態を検出する第1検出部(風検出部)50d、29dと、圃場Hの風以外の所定現象の状態を検出する第2検出部3g、29g、49g(水位検出部3g、29g、水位センサ49g)と、第1検出部50d、29dの検出結果に基づいて、第2検出部3g、29g、49gの検出結果を補正する補正部3h、21hとを備える。これにより、圃場Hに風が吹いても、圃場Hの所定現象の状態の検出精度を向上させ、当該検出結果に基づいて圃場Hを適切に管理することができる。
<Configuration and Effects of This Embodiment>
The farm land management system 7 of the present embodiment has the following configuration and provides the following effects.
<Regarding correction of detection results of a specified phenomenon>
The farm field management system 7 of this embodiment includes first detection units (wind detection units) 50d, 29d that detect the state of wind blowing in the farm field H, second detection units 3g, 29g, 49g (water level detection units 3g, 29g, water level sensor 49g) that detect the state of a predetermined phenomenon other than wind in the farm field H, and correction units 3h, 21h that correct the detection results of the second detection units 3g, 29g, 49g based on the detection results of the first detection units 50d, 29d. This improves the detection accuracy of the state of the predetermined phenomenon in the farm field H even if wind blows in the farm field H, and makes it possible to appropriately manage the farm field H based on the detection results.
また、本実施形態の圃場管理システム7は、圃場Hに設置された水管理装置1であって、補正部3h、21hにより補正された後の第2検出部3g、29g、49gの検出結果に基づいて、圃場Hに対して水を供給する給水動作又は前記圃場から水を排出する排水動作を実行する水管理装置1を備える。これにより、風の影響を受けていない圃場Hの所定現象の状態の精度良い検出結果に基づいて、水管理装置1で圃場Hに対して給水又は排水をすることができ、圃場Hの水管理を適切に行うことが可能となる。
The farm field management system 7 of this embodiment is equipped with a water management device 1 installed in the farm field H, which performs a water supply operation to supply water to the farm field H or a drainage operation to drain water from the farm field based on the detection results of the second detection units 3g, 29g, 49g after correction by the correction units 3h, 21h. This allows the water management device 1 to supply water to or drain water from the farm field H based on the accurate detection results of the state of a specific phenomenon in the farm field H that is not affected by wind, making it possible to appropriately manage the water in the farm field H.
また、本実施形態では、第1検出部50d、29dは、圃場Hに吹く風の風向又は風速を検出し、第2検出部3g、29g、49gは、圃場Hの水位を検出し、補正部3h、21hは、第1検出部50d、29dにより検出された風向又は風速に基づいて、第2検出部3g、29g、49gにより検出された水位を補正する。これにより、圃場Hに吹く風の風向又は風速の影響を受けずに、圃場Hの水位を精度良く検出することができ、圃場Hを適切に管理することが可能となる。
In addition, in this embodiment, the first detection units 50d, 29d detect the wind direction or speed of the wind blowing in the field H, the second detection units 3g, 29g, 49g detect the water level in the field H, and the correction units 3h, 21h correct the water level detected by the second detection units 3g, 29g, 49g based on the wind direction or wind speed detected by the first detection units 50d, 29d. This makes it possible to accurately detect the water level in the field H without being affected by the wind direction or wind speed of the wind blowing in the field H, and to appropriately manage the field H.
また、本実施形態では、第2検出部3g、29g、49gは、圃場Hに1か所以上設定された所定位置の水位を検出し、補正部3h、21hは、第2検出部により検出された所定位置の水位を、当該所定位置と第1検出部50d、29dにより検出された風向又は風速とに基づいて補正し、圃場管理システム7は、補正部3h、21hにより補正された後の水位に基づいて圃場Hの水位を決定する決定部3iを備える。これにより、圃場Hの水位の検出精度をより向上させて、圃場Hをより適切に管理することができる。
In addition, in this embodiment, the second detection units 3g, 29g, 49g detect the water level at one or more predetermined positions set in the field H, the correction units 3h, 21h correct the water level at the predetermined position detected by the second detection units based on the predetermined position and the wind direction or wind speed detected by the first detection units 50d, 29d, and the field management system 7 includes a determination unit 3i that determines the water level of the field H based on the water level corrected by the correction units 3h, 21h. This improves the detection accuracy of the water level in the field H, making it possible to more appropriately manage the field H.
また、本実施形態の圃場管理システム7は、圃場Hの周辺を移動することで、第2検出部3g、29gによる所定手順での圃場Hの水位の検出を可能にする移動体(マルチコプタ)2を備える。
上記により、水位センサなどの電気的な水位検出手段を圃場Hに設置しなくても、第2検出部3g、29gと補正部3h、21hにより圃場Hの水位を精度良く検出することができる。加えて、電気的な水位検出手段と、当該水位検出手段に対して電力や信号を入出力するための電気配線とを圃場Hに設置するのにかかるコストを削減することができる。特に、多数の圃場Hを管理する場合には、各圃場Hの周辺に移動体2を移動させることで、第2検出部3g、29gと補正部3h、21hにより各圃場Hの水位を検出することができるので、従来用いていた多数の電気的な水位検出手段とこれの電気配線を省いて、多額のコストを削減し、当該水位検出手段の調整にかかる手間をなくすことが可能となる。さらに、電気的な水位検出手段と電気配線と移動体2とを圃場Hに常時設置しなくても、第2検出部3g、29gと補正部3h、21hにより圃場Hの水位を検出することができるので、圃場Hで農作業を行う際に、水位検出手段と電気配線と移動体2とが邪魔になるのを防ぐことが可能となる。一方、水位センサ49gを圃場Hに設置し、水位センサ49gと第2検出部3g、29gとを併用する場合には、当該検出部3g、29g、49gと補正部3h、21hにより異なる複数の態様で圃場Hの水位を精度良く検出することができる。加えて、一方の検出態様で不具合が生じても、他方の検出態様で圃場Hの水位を確実に検出することができる。
In addition, the farm field management system 7 of this embodiment is equipped with a mobile body (multicopter) 2 that moves around the farm field H, enabling the second detection units 3g, 29g to detect the water level in the farm field H in a predetermined procedure.
As a result, the water level of the field H can be detected with high accuracy by the second detection units 3g, 29g and the correction units 3h, 21h, without installing an electrical water level detection means such as a water level sensor in the field H. In addition, it is possible to reduce the cost of installing the electrical water level detection means and the electrical wiring for inputting and outputting power and signals to the water level detection means in the field H. In particular, when managing a large number of fields H, the water level of each field H can be detected by the second detection units 3g, 29g and the correction units 3h, 21h by moving the mobile body 2 to the periphery of each field H, so that it is possible to omit a large number of electrical water level detection means and their electrical wiring, which have been used conventionally, thereby reducing a large amount of costs and eliminating the effort required for adjusting the water level detection means. Furthermore, since the water level in the field H can be detected by the second detection units 3g, 29g and the correction units 3h, 21h even if the electrical water level detection means, the electrical wiring, and the mobile body 2 are not always installed in the field H, it is possible to prevent the water level detection means, the electrical wiring, and the mobile body 2 from getting in the way when performing agricultural work in the field H. On the other hand, when the water level sensor 49g is installed in the field H and the water level sensor 49g and the second detection units 3g, 29g are used in combination, the water level in the field H can be accurately detected in a plurality of different modes by the detection units 3g, 29g, 49g and the correction units 3h, 21h. In addition, even if a problem occurs in one detection mode, the water level in the field H can be reliably detected in the other detection mode.
また、本実施形態では、移動体2は、圃場Hの上空を飛行可能な飛行体(マルチコプタ)2から成り、圃場管理システム7は、飛行体2又は圃場Hに設けられて当該圃場Hを監視する監視部28、80(撮像装置28、監視カメラ80)を備え、第2検出部3gは、監視部28、80の監視結果に基づいて、圃場Hに1か所以上設定された所定位置の水位を検出する。
In addition, in this embodiment, the mobile object 2 is an aircraft (multicopter) 2 capable of flying above the field H, and the field management system 7 is equipped with monitoring units 28, 80 (imaging device 28, monitoring camera 80) that are provided in the aircraft 2 or the field H and monitor the field H, and the second detection unit 3g detects the water level at one or more predetermined positions set in the field H based on the monitoring results of the monitoring units 28, 80.
上記により、飛行体2に設けた監視部28の監視結果に基づいて、第2検出部3gと補正部3hにより圃場Hの所定位置の水位を検出する場合には、飛行体2を圃場Hの上空の任意の位置に飛行させて、圃場Hの所定位置の水位を間接的に精度良く検出することができる。また、圃場Hに設けた監視部80の監視結果に基づいて、第2検出部3gと補正部3hにより圃場Hの所定位置の水位を検出する場合には、飛行体2を飛行させずに、圃場Hの所定位置の水位を間接的に精度良く検出して、飛行体2及びこれの飛行にかかるコストと手間を削減することができる。また、圃場Hに設置した水管理装置1に監視部80を設けた場合には、水管理装置1の電源装置41から監視部80に電力を容易に供給して、監視部80を保護することができる。さらに、飛行体2と圃場Hに設けた監視部28、80の監視結果に基づいて、第2検出部3gと補正部3hにより圃場Hの所定位置の水位を検出する場合には、異なる複数の態様で圃場Hの水位を精度良く検出することができる。加えて、一方の検出態様で不具合が生じても、他方の検出態様で圃場Hの水位を確実に検出することができる。
As described above, when the water level at a predetermined position in the field H is detected by the second detection unit 3g and the correction unit 3h based on the monitoring results of the monitoring unit 28 provided in the flying object 2, the flying object 2 can be flown to any position above the field H, and the water level at the predetermined position in the field H can be indirectly detected with high accuracy. Also, when the water level at a predetermined position in the field H is detected by the second detection unit 3g and the correction unit 3h based on the monitoring results of the monitoring unit 80 provided in the field H, the water level at the predetermined position in the field H can be indirectly detected with high accuracy without flying the flying object 2, thereby reducing the cost and effort required for the flying object 2 and its flight. Also, when the monitoring unit 80 is provided in the water management device 1 installed in the field H, power can be easily supplied to the monitoring unit 80 from the power supply device 41 of the water management device 1 to protect the monitoring unit 80. Furthermore, when the water level at a predetermined position in the field H is detected by the second detection unit 3g and the correction unit 3h based on the monitoring results of the monitoring units 28, 80 installed in the aircraft 2 and the field H, the water level in the field H can be detected with high accuracy in a number of different modes. In addition, even if a problem occurs with one detection mode, the water level in the field H can be reliably detected with the other detection mode.
また、本実施形態では、移動体2は、圃場Hの上空を飛行可能な飛行体2から成り、第2検出部29g、49gは、飛行体2又は圃場Hに設けられて当該圃場Hに1か所以上設定された所定位置の水位を検出する。
上記により、飛行体2に設けた第2検出部29g(レーザレーダ又はグリーンレーザスキャナ)と補正部21hにより圃場Hの所定位置の水位を検出する場合には、飛行体2を圃場Hの上空の任意の位置に飛行させて、圃場Hの所定位置の水位を間接的又は直接的に精度良く検出することができる。また、圃場Hの所定位置に設けた第2検出部49g(水位センサ)と補正部3hにより所定位置の水位を検出する場合には、飛行体2を飛行させずに、圃場Hの所定位置の水位を直接的に精度良く検出して、飛行体2及びこれの飛行にかかるコストと手間を削減することができる。さらに、飛行体2と圃場Hにそれぞれ設けた第2検出部29g、49gと補正部21h、3hにより圃場Hの所定位置の水位を検出する場合には、異なる複数の態様で圃場Hの水位を精度良く検出することができる。加えて、一方の検出態様で不具合が生じても、他方の検出態様で圃場Hの水位を確実に検出することができる。
In addition, in this embodiment, the mobile body 2 consists of an aircraft 2 capable of flying above the field H, and the second detection units 29g, 49g are provided on the aircraft 2 or the field H and detect the water level at one or more predetermined positions set in the field H.
As described above, when the water level at a predetermined position in the field H is detected by the second detection unit 29g (laser radar or green laser scanner) and the correction unit 21h provided on the flying object 2, the flying object 2 can be flown to any position above the field H, and the water level at the predetermined position in the field H can be detected indirectly or directly with high accuracy. Also, when the water level at a predetermined position is detected by the second detection unit 49g (water level sensor) and the correction unit 3h provided on the predetermined position in the field H, the water level at the predetermined position in the field H can be directly detected with high accuracy without flying the flying object 2, thereby reducing the cost and effort required for the flying object 2 and its flight. Furthermore, when the water level at a predetermined position in the field H is detected by the second detection units 29g, 49g and the correction units 21h, 3h provided on the flying object 2 and the field H, respectively, the water level in the field H can be detected with high accuracy in a number of different ways. In addition, even if a problem occurs in one detection mode, the water level in the field H can be reliably detected in the other detection mode.
また、本実施形態では、飛行体2が圃場Hの上空を飛行することにより、第2検出部3g、29gが所定手順で検出可能な圃場Hの第1水位と、飛行体2が圃場Hの上空を飛行しなくても、第2検出部3g、49gが別の所定手順で検出可能な圃場Hの第2水位のうち、少なくとも一方の水位、或いは第1水位と第2水位とに基づいて決定された水位を、補正部3h、21hが補正する。これにより、第2検出部3g、29g、49gと補正部3h、21hにより異なる複数の態様で圃場Hの水位を一層精度良く検出することができる。また、一方の検出態様で不具合が生じても、他方の検出態様で圃場Hの水位を確実に検出することができる。
In addition, in this embodiment, the correction units 3h and 21h correct at least one of the water levels of the first water level in the field H that the second detection units 3g and 29g can detect in a predetermined procedure by flying the aircraft 2 over the field H, and the second water level in the field H that the second detection units 3g and 49g can detect in a different predetermined procedure even if the aircraft 2 does not fly over the field H, or the water level determined based on the first water level and the second water level. This allows the second detection units 3g, 29g and 49g and the correction units 3h and 21h to detect the water level in the field H with greater accuracy in multiple different modes. Furthermore, even if a problem occurs in one detection mode, the water level in the field H can be reliably detected in the other detection mode.
また、本実施形態の圃場管理システム7は、第2検出部3g、29g、49gにより検出された後に補正部3h、21hにより補正された圃場Hの水位に基づいて、第2検出部3g、29g、49gによる水位の検出頻度又は検出位置を変更し、当該変更に応じて飛行体2の飛行を制限可能な変更部(計画作成部)3fを備える。これにより、圃場Hの水位を効率良く検出することができるとともに、飛行体2を効率良く飛行させることができる。即ち、圃場Hの水位の無駄な検出と、飛行体2の無駄な飛行とを抑制することができる。
The farm field management system 7 of this embodiment also includes a change unit (plan creation unit) 3f that changes the frequency or position of water level detection by the second detection units 3g, 29g, 49g based on the water level of the farm field H detected by the second detection units 3g, 29g, 49g and then corrected by the correction units 3h, 21h, and can limit the flight of the aircraft 2 in accordance with the change. This allows the water level of the farm field H to be detected efficiently, and allows the aircraft 2 to fly efficiently. In other words, unnecessary detection of the water level of the farm field H and unnecessary flight of the aircraft 2 can be suppressed.
また、本実施形態では、補正部3h、21hは、飛行体2の飛行状態に応じた所定の水位補正値に基づいて、第2検出部3g、29g、49gにより検出された水位を補正する。これにより、飛行体2が圃場Hの上空を飛行することによって生じる風(自然風ではなく、マルチコプタ2のブレード20eの回転により生じる旋回風)の影響を受けずに、圃場Hの水位を精度良く検出することができる。
In addition, in this embodiment, the correction units 3h, 21h correct the water level detected by the second detection units 3g, 29g, 49g based on a predetermined water level correction value according to the flight state of the flying object 2. This makes it possible to accurately detect the water level in the field H without being affected by the wind (not natural wind, but swirling wind caused by the rotation of the blades 20e of the multicopter 2) generated by the flying object 2 flying above the field H.
また、本実施形態では、第1検出部29dは、飛行体2に設けられ、補正部21hは、飛行体2の飛行状態に応じた所定の風補正値に基づいて、第1検出部29dにより検出された圃場Hの風の風向又は風速を補正する。これにより、飛行体2が圃場Hの上空を飛行することによって生じる風の影響を受けずに、圃場Hに吹く風の風向又は風速を精度良く検出することができる。そして、その風向又は風速の精度の良い検出結果に基づいて、補正部21h、3hが第2検出部29g、3g、49gで検出された水位を補正することで、圃場Hの水位を一層精度良く検出することができる。
In addition, in this embodiment, the first detection unit 29d is provided on the flying object 2, and the correction unit 21h corrects the wind direction or wind speed in the field H detected by the first detection unit 29d based on a predetermined wind correction value according to the flight state of the flying object 2. This makes it possible to accurately detect the wind direction or wind speed blowing in the field H without being affected by the wind caused by the flying object 2 flying above the field H. Then, based on the accurate detection result of the wind direction or wind speed, the correction units 21h, 3h correct the water level detected by the second detection units 29g, 3g, 49g, making it possible to detect the water level in the field H with even greater accuracy.
さらに、本実施形態では、圃場Hに設置された水管理装置1及び飛行体2と通信可能な支援装置3を備え、支援装置3は、第2検出部3g、29g、49gにより検出された後に補正部3h、21hにより補正された水位に基づいて、水管理装置1に給水指令又は排水指令を送信し、水管理装置1は、支援装置3から受信した給水指令又は排水指令に基づいて、圃場Hに対して給水又は排水を行う。これにより、水管理装置1と飛行体2と支援装置3とを連携させて、圃場Hの水位の検出精度を向上させ、圃場Hの水管理を適切に行うことができる。
Furthermore, in this embodiment, a support device 3 capable of communicating with the water management device 1 and the aircraft 2 installed in the field H is provided, and the support device 3 transmits a water supply command or a drainage command to the water management device 1 based on the water level detected by the second detection units 3g, 29g, 49g and then corrected by the correction units 3h, 21h, and the water management device 1 supplies water to or drains water from the field H based on the water supply command or drainage command received from the support device 3. In this way, the water management device 1, the aircraft 2, and the support device 3 can be linked to improve the detection accuracy of the water level in the field H, and the water management of the field H can be appropriately performed.
<所定現象の検出計画の変更に関して>
本実施形態の圃場管理システム7は、圃場Hの状態を示す圃場情報を取得する取得部3eと、圃場Hの圃場情報に含まれない所定現象の状態を検出する検出部3g、29g、49g(水位検出部3g、29g、水位センサ49g)と、検出部3g、29g、49gによる所定現象の検出計画を圃場情報に基づいて変更する変更部(計画作成部)3fとを備える。これにより、圃場Hの状態に応じて、圃場の所定現象の検出計画が変更されるので、当該所定現象の状態の検出精度の低下と無駄な検出を抑制して、当該所定現象の状態の検出効率を向上させ、圃場Hを適切に管理することができる。
<Changes to detection plans for specified phenomena>
The farm land management system 7 of this embodiment includes an acquisition unit 3e that acquires field information indicating the state of the field H, detection units 3g, 29g, 49g (water level detection units 3g, 29g, water level sensor 49g) that detect the state of a predetermined phenomenon not included in the field information of the field H, and a change unit (plan creation unit) 3f that changes the detection plan for the predetermined phenomenon by the detection units 3g, 29g, 49g based on the field information. As a result, the detection plan for the predetermined phenomenon in the field is changed according to the state of the field H, and therefore, a decrease in the detection accuracy of the state of the predetermined phenomenon and unnecessary detection are suppressed, and the detection efficiency of the state of the predetermined phenomenon is improved, making it possible to appropriately manage the field H.
また、本実施形態では、変更部3fは、圃場情報に基づいて検出計画に含まれる所定現象の検出頻度又は検出位置を変更する。これにより、圃場Hの状態に応じて、圃場の所定現象の検出頻度又は検出位置が変更されるので、当該所定現象の状態の検出精度の低下と無駄な検出を抑制して、当該所定現象の状態の検出効率を向上させ、圃場Hを適切に管理することができる。
In addition, in this embodiment, the change unit 3f changes the detection frequency or detection position of the specified phenomenon included in the detection plan based on the field information. This changes the detection frequency or detection position of the specified phenomenon in the field according to the state of the field H, thereby suppressing a decrease in the detection accuracy of the state of the specified phenomenon and unnecessary detection, improving the detection efficiency of the state of the specified phenomenon, and making it possible to appropriately manage the field H.
また、本実施形態の圃場管理システム7は、圃場Hに設置された水管理装置1であって、検出部3g、29g、49gの検出結果に基づいて、圃場Hに対して水を供給する給水動作又は圃場Hから水を排出する排水動作を実行する水管理装置1を備える。これにより、精度の低下が抑制されて効率良く検出された圃場Hの所定現象の状態の検出結果に基づいて、水管理装置1で圃場Hに対して給水又は排水をすることができ、圃場Hの水管理を適切に行うことが可能となる。
The farm field management system 7 of this embodiment is equipped with a water management device 1 installed in the farm field H, which performs a water supply operation to supply water to the farm field H or a drainage operation to drain water from the farm field H based on the detection results of the detection units 3g, 29g, and 49g. This allows the water management device 1 to supply water to or drain water from the farm field H based on the detection results of the state of a specific phenomenon in the farm field H that is detected efficiently with reduced accuracy, making it possible to appropriately manage the water in the farm field H.
また、本実施形態では、圃場情報には、圃場Hの外形、大気、給排水、又は作物Uの状態を示す情報が含まれている。これにより、圃場Hの外形、大気、給排水、又は作物Uの状態の変化に応じて、圃場の所定現象の検出計画が変更されるので、当該所定現象の状態の検出精度の低下と無駄な検出を抑制して、当該所定現象の状態の検出効率を向上させることができる。
In addition, in this embodiment, the field information includes information indicating the external shape of the field H, the atmosphere, the water supply and drainage, or the state of the crops U. As a result, the detection plan for the specified phenomenon in the field is changed according to changes in the external shape of the field H, the atmosphere, the water supply and drainage, or the state of the crops U, so that it is possible to improve the detection efficiency of the state of the specified phenomenon by suppressing a decrease in the detection accuracy of the state of the specified phenomenon and unnecessary detection.
また、本実施形態では、検出部3g、29g、49gは、圃場Hの水位を検出し、変更部3fは、圃場情報に基づいて圃場Hの水位変動の傾向と大きさを判断し、当該判断結果に応じて検出計画に含まれる検出部による水位の検出頻度又は検出位置を変更する。これにより、圃場Hの水位変動の傾向と大きさに応じて、圃場の水位の検出頻度又は検出位置が変更されるので、当該水位の検出精度の低下と無駄な検出を抑制して、当該水位の検出効率をより向上させることができる。
また、本実施形態の圃場管理システム7は、圃場Hの周辺を移動することで、検出部3g、29gによる所定手順での圃場Hの水位の検出を可能にする移動体(マルチコプタ)2を備える。
Furthermore, in this embodiment, the detection units 3g, 29g, 49g detect the water level of the field H, and the change unit 3f judges the trend and magnitude of the water level fluctuation in the field H based on the field information, and changes the detection frequency or detection position of the water level by the detection unit included in the detection plan according to the judgment result. As a result, the detection frequency or detection position of the water level in the field is changed according to the trend and magnitude of the water level fluctuation in the field H, so that it is possible to suppress a decrease in the detection accuracy of the water level and unnecessary detection, and to further improve the detection efficiency of the water level.
In addition, the farm field management system 7 of this embodiment is equipped with a mobile body (multicopter) 2 that moves around the farm field H, enabling the detection units 3g, 29g to detect the water level in the farm field H in a predetermined procedure.
上記により、水位センサなどの電気的な水位検出手段を圃場Hに設置しなくても、検出部3g、29gにより圃場Hの水位を検出することができ、当該水位の検出計画を変更部3fにより変更して、当該水位の検出精度と検出効率を向上させることが可能となる。加えて、電気的な水位検出手段と、当該水位検出手段に対して電力や信号を入出力するための電気配線とを圃場Hに設置するのにかかるコストを削減することができる。特に、多数の圃場Hを管理する場合には、各圃場Hの周辺に移動体2を移動させることで、検出部3g、29gにより各圃場Hの水位を検出することができるので、従来用いていた多数の電気的な水位検出手段とこれの電気配線を省いて、多額のコストを削減し、当該水位検出手段の調整にかかる手間をなくすことが可能となる。さらに、電気的な水位検出手段と電気配線と移動体2とを圃場Hに常時設置しなくても、検出部3g、29gにより圃場Hの水位を検出することができるので、圃場Hで農作業を行う際に、水位検出手段と電気配線と移動体2とが邪魔になるのを防ぐことが可能となる。一方、水位センサ49gを圃場Hに設置して、水位センサ49gと検出部3g、29gとを併用する場合には、当該検出部3g、29g、49gにより異なる複数の態様で圃場Hの水位を検出することができ、当該水位の検出計画を変更部3fにより変更して、圃場Hの水位の検出精度と検出効率を向上させることが可能となる。加えて、一方の検出態様で不具合が生じても、他方の検出態様で圃場Hの水位を確実に検出することができる。
As a result, the water level of the field H can be detected by the detection units 3g and 29g without installing electrical water level detection means such as a water level sensor in the field H, and the detection plan for the water level can be changed by the change unit 3f to improve the detection accuracy and detection efficiency of the water level. In addition, the cost of installing electrical water level detection means and electrical wiring for inputting and outputting power and signals to the water level detection means in the field H can be reduced. In particular, when managing multiple fields H, the water level of each field H can be detected by the detection units 3g and 29g by moving the mobile body 2 around each field H, so that it is possible to omit the multiple electrical water level detection means and their electrical wiring that were conventionally used, reduce large costs, and eliminate the effort required to adjust the water level detection means. Furthermore, since the detection units 3g and 29g can detect the water level of the field H without the need to constantly install the electrical water level detection means, electrical wiring, and the mobile body 2 in the field H, it is possible to prevent the water level detection means, electrical wiring, and the mobile body 2 from getting in the way when performing agricultural work in the field H. On the other hand, when the water level sensor 49g is installed in the field H and the water level sensor 49g and the detection units 3g and 29g are used in combination, the detection units 3g, 29g, and 49g can detect the water level of the field H in a number of different ways, and the detection plan for the water level can be changed by the change unit 3f to improve the detection accuracy and detection efficiency of the water level of the field H. In addition, even if a problem occurs in one detection mode, the water level of the field H can be reliably detected in the other detection mode.
また、本実施形態では、移動体2は、圃場Hの上空を飛行可能な飛行体(マルチコプタ)2から成り、圃場管理システム7は、飛行体2又は圃場Hに設けられて圃場Hを監視する監視部28、80(撮像装置28、監視カメラ80)を備え、検出部3gは、監視部28、80の監視結果に基づいて、圃場Hに1か所以上設定された所定位置の水位を検出し、変更部3fは、圃場情報と検出部3gの検出結果とに基づいて、検出計画に含まれる検出部3gによる水位の検出頻度又は検出位置を変更する。
In addition, in this embodiment, the mobile object 2 is an aircraft (multicopter) 2 capable of flying above the field H, the field management system 7 is equipped with monitoring units 28, 80 (imaging device 28, monitoring camera 80) that are installed in the aircraft 2 or the field H and monitor the field H, the detection unit 3g detects the water level at one or more predetermined positions set in the field H based on the monitoring results of the monitoring units 28, 80, and the change unit 3f changes the detection frequency or detection position of the water level by the detection unit 3g included in the detection plan based on the field information and the detection results of the detection unit 3g.
上記により、飛行体2に設けた監視部28の監視結果に基づいて、検出部3gにより圃場Hの所定位置の水位を検出する場合には、飛行体2を圃場Hの上空の任意の位置に飛行させて、圃場Hの所定位置の水位を間接的に検出することができ、当該水位の検出計画を変更部3fにより変更して、当該水位の検出精度と検出効率を向上させることが可能となる。また、圃場Hに設けた監視部80の監視結果に基づいて、検出部3gにより圃場Hの所定位置の水位を検出する場合には、飛行体2を飛行させずに、圃場Hの所定位置の水位を間接的に検出して、飛行体2及びこれの飛行にかかるコストと手間を削減することができ、当該水位の検出計画を変更部3fにより変更して、当該水位の検出精度と検出効率を向上させることが可能となる。また、圃場Hに設置した水管理装置1に監視部80を設けた場合には、水管理装置1の電源装置41から監視部80に電力を容易に供給して、監視部80を保護することができる。さらに、飛行体2と圃場Hにそれぞれ設けた監視部28、80の監視結果に基づいて、検出部3gにより圃場Hの所定位置の水位を検出する場合には、異なる複数の態様で圃場Hの水位を検出することができ、当該水位の検出計画を変更部3fにより変更して、当該水位の検出精度と検出効率を向上させることが可能となる。加えて、一方の検出態様で不具合が生じても、他方の検出態様で圃場Hの水位を確実に検出することができる。
As described above, when the water level at a predetermined position in the field H is detected by the detection unit 3g based on the monitoring results of the monitoring unit 28 provided on the flying object 2, the flying object 2 can be flown to any position above the field H to indirectly detect the water level at the predetermined position in the field H, and the detection plan for the water level can be changed by the change unit 3f to improve the detection accuracy and detection efficiency of the water level. Also, when the water level at a predetermined position in the field H is detected by the detection unit 3g based on the monitoring results of the monitoring unit 80 provided on the field H, the water level at a predetermined position in the field H can be indirectly detected without flying the flying object 2, reducing the cost and effort required for the flying object 2 and its flight, and the detection plan for the water level can be changed by the change unit 3f to improve the detection accuracy and detection efficiency of the water level. Also, when the monitoring unit 80 is provided in the water management device 1 installed on the field H, power can be easily supplied to the monitoring unit 80 from the power supply device 41 of the water management device 1 to protect the monitoring unit 80. Furthermore, when the detection unit 3g detects the water level at a predetermined position in the field H based on the monitoring results of the monitoring units 28, 80 installed in the aircraft 2 and the field H, respectively, the water level in the field H can be detected in a number of different ways, and the detection plan for the water level can be changed by the change unit 3f, making it possible to improve the detection accuracy and detection efficiency of the water level. In addition, even if a problem occurs with one detection mode, the water level in the field H can be reliably detected with the other detection mode.
また、本実施形態では、移動体2は、圃場Hの上空を飛行可能な飛行体2から成り、検出部29g、49gは、飛行体2又は圃場Hに設けられて圃場Hに1か所以上設定された所定位置の水位を検出し、変更部3fは、圃場情報と検出部の検出結果とに基づいて、検出計画に含まれる検出部29g、49gによる水位の検出頻度又は検出位置を変更する。
上記により、飛行体2に設けた検出部29g(レーザレーダ又はグリーンレーザスキャナ)により圃場Hの所定位置の水位を検出する場合には、飛行体2を圃場Hの上空の任意の位置に飛行させて、圃場Hの所定位置の水位を間接的又は直接的に検出することができ、当該水位の検出計画を変更部3fにより変更して、当該水位の検出精度と検出効率を向上させることが可能となる。また、圃場Hの所定位置に設けた検出部(水位センサ)49gにより所定位置の水位を検出する場合には、飛行体2を飛行させずに、圃場Hの所定位置の水位を直接的に検出して、飛行体2及びこれの飛行にかかるコストと手間を削減することができ、当該水位の検出計画を変更部3fにより変更して、当該水位の検出精度と検出効率を向上させることが可能となる。さらに、飛行体2と圃場Hにそれぞれ設けた検出部29g、49gにより圃場Hの所定位置の水位を検出する場合には、異なる複数の態様で圃場Hの水位を検出することができ、当該水位の検出計画を変更部3fにより変更して、当該水位の検出精度と検出効率を向上させることが可能となる。加えて、一方の検出態様で不具合が生じても、他方の検出態様で圃場Hの水位を確実に検出することができる。
In addition, in this embodiment, the moving body 2 comprises an aircraft 2 capable of flying above the field H, the detection units 29g, 49g are provided in the aircraft 2 or the field H and detect the water level at one or more predetermined positions set in the field H, and the change unit 3f changes the frequency or position of water level detection by the detection units 29g, 49g included in the detection plan based on the field information and the detection results of the detection unit.
As described above, when the water level at a predetermined position in the field H is detected by the detection unit 29g (laser radar or green laser scanner) provided on the flying object 2, the flying object 2 can be flown to any position above the field H to indirectly or directly detect the water level at the predetermined position in the field H, and the detection plan for the water level can be changed by the change unit 3f to improve the detection accuracy and detection efficiency of the water level. Also, when the water level at a predetermined position is detected by the detection unit (water level sensor) 49g provided at a predetermined position in the field H, the water level at the predetermined position in the field H can be directly detected without flying the flying object 2, reducing the cost and effort required for the flying object 2 and its flight, and the detection plan for the water level can be changed by the change unit 3f to improve the detection accuracy and detection efficiency of the water level. Furthermore, when the water level at a predetermined position in the field H is detected by the detection units 29g, 49g provided in the aircraft 2 and the field H, respectively, the water level in the field H can be detected in a number of different modes, and the detection plan for the water level can be changed by the change unit 3f, thereby making it possible to improve the detection accuracy and detection efficiency of the water level. In addition, even if a problem occurs in one detection mode, the water level in the field H can be reliably detected by the other detection mode.
また、本実施形態では、変更部3fは、飛行体2が圃場Hの上空を飛行することにより、検出部3g、29gが検出可能な圃場Hの所定位置の第1水位と、飛行体2が圃場Hの上空を飛行しなくても、検出部3g、49gが検出可能な圃場Hの所定位置の第2水位とに基づいて、水位の検出頻度又は検出位置を変更する。これにより、検出部3g、29g、49gにより異なる複数の態様で圃場Hの水位を検出することができ、当該水位の検出計画を変更部3fにより変更して、当該水位の検出精度と検出効率を向上させることが可能となる。加えて、一方の検出態様で不具合が生じても、他方の検出態様で圃場Hの水位を確実に検出することができる。
In addition, in this embodiment, the change unit 3f changes the detection frequency or detection position of the water level based on a first water level at a predetermined position in the field H that can be detected by the detection units 3g and 29g by the flying object 2 flying over the field H, and a second water level at a predetermined position in the field H that can be detected by the detection units 3g and 49g even if the flying object 2 does not fly over the field H. This allows the detection units 3g, 29g, and 49g to detect the water level in the field H in a number of different modes, and the detection plan for the water level can be changed by the change unit 3f to improve the detection accuracy and detection efficiency of the water level. In addition, even if a problem occurs with one detection mode, the water level in the field H can be reliably detected with the other detection mode.
また、本実施形態では、変更部3fは、水位の検出頻度又は検出位置の変更に応じて、飛行体2の飛行を制限可能である。これにより、圃場Hの水位を精度良く且つ効率良く検出することができるとともに、飛行体2を効率良く飛行させることができる。即ち、圃場Hの水位の無駄な検出と、飛行体2の無駄な飛行とを抑制することができる。
また、本実施形態では、変更部3fは、水位の検出頻度又は検出位置の変更に応じて、飛行体2の飛行スケジュール又は飛行ルートを変更する。これにより、圃場Hの水位を精度良く且つ効率良く検出することができるとともに、飛行体2をより効率良く飛行させることができる。
Furthermore, in this embodiment, the change unit 3f can limit the flight of the aircraft 2 in response to a change in the detection frequency or detection position of the water level. This allows the water level of the field H to be detected accurately and efficiently, and allows the aircraft 2 to fly efficiently. In other words, unnecessary detection of the water level of the field H and unnecessary flight of the aircraft 2 can be suppressed.
In this embodiment, the change unit 3f changes the flight schedule or flight route of the aircraft 2 in response to a change in the detection frequency or detection position of the water level. This makes it possible to detect the water level in the field H with high accuracy and efficiency, and to fly the aircraft 2 more efficiently.
また、本実施形態の圃場管理システム7は、検出部3g、29g、49gにより検出された所定位置の水位を、圃場情報に基づいて補正する補正部3h、21hと、検出部3g、29g、49gにより検出された水位と補正部3h、21hによる補正後の水位と当該水位の検出位置を示す位置情報とを関連付けて記憶する記憶部3bと、検出部3g、29g、49gにより検出された一方の所定位置(基準位置Pb)の水位と記憶部3bに記憶された前記水位と前記位置情報とに基づいて、他方の所定位置(所定位置Pa、Pc)の水位を推定する推定部3jと、を備える。これにより、圃場Hの所定位置の水位を一層精度良く且つ一層効率良く検出することができる。また、検出部3g、29g、49gにより水位を検出する圃場Hの一方の所定位置と、推定部3jにより水位を推定する他方の所定位置とを、変更部3fで変更することで、圃場Hの所定位置の水位をより一層効率良く検出することができる。
In addition, the farm field management system 7 of this embodiment includes a correction unit 3h, 21h that corrects the water level at a predetermined position detected by the detection unit 3g, 29g, 49g based on farm field information, a memory unit 3b that stores the water level detected by the detection unit 3g, 29g, 49g, the water level corrected by the correction unit 3h, 21h, and position information indicating the detection position of the water level in association with each other, and an estimation unit 3j that estimates the water level at the other predetermined position (predetermined positions Pa, Pc) based on the water level at one predetermined position (reference position Pb) detected by the detection unit 3g, 29g, 49g and the water level and position information stored in the memory unit 3b. This makes it possible to detect the water level at the predetermined position of the farm field H more accurately and efficiently. In addition, by changing the change unit 3f between one of the predetermined positions in the field H where the water level is detected by the detection units 3g, 29g, and 49g and the other predetermined position where the water level is estimated by the estimation unit 3j, the water level at the predetermined position in the field H can be detected even more efficiently.
また、本実施形態の圃場管理システム7は、圃場Hに設置された水管理装置1及び飛行体2と通信可能な支援装置3を備え、支援装置3は、検出部3g、29g、49gにより検出された水位に基づいて、水管理装置1に給水指令又は排水指令を送信し、水管理装置1は、支援装置3から受信した給水指令又は排水指令に基づいて、圃場Hに対して給水又は排水を行う。これにより、水管理装置1と飛行体2と支援装置3とを連携させて、圃場Hの水位の検出精度と検出効率とを向上させ、圃場Hの水管理を適切に行うことができる。
The field management system 7 of this embodiment also includes a support device 3 capable of communicating with the water management device 1 and the aircraft 2 installed in the field H, and the support device 3 transmits a water supply command or a drainage command to the water management device 1 based on the water level detected by the detection units 3g, 29g, 49g, and the water management device 1 supplies water to or drains water from the field H based on the water supply command or drainage command received from the support device 3. This allows the water management device 1, the aircraft 2, and the support device 3 to work together to improve the detection accuracy and detection efficiency of the water level in the field H, and to appropriately manage the water in the field H.
以上、本発明について説明したが、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。
The present invention has been described above, but the embodiments disclosed herein should be considered to be illustrative and not restrictive in all respects. The scope of the present invention is indicated by the claims, not the above description, and is intended to include all modifications within the meaning and scope of the claims.