特許 7158292 営農システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-10-13

(45)【発行日】2022-10-21

(54)【発明の名称】営農システム

(51)【国際特許分類】

   G06Q 50/02 20120101AFI20221014BHJP

【ＦＩ】

G06Q50/02

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2019004538

(22)【出願日】2019-01-15

(65)【公開番号】P2020113123

(43)【公開日】2020-07-27

【審査請求日】2021-06-22

(73)【特許権者】

【識別番号】000001052

【氏名又は名称】株式会社クボタ

(74)【代理人】

【識別番号】110001818

【氏名又は名称】特許業務法人Ｒ＆Ｃ

(72)【発明者】

【氏名】武田 修司

(72)【発明者】

【氏名】吉本 良治

(72)【発明者】

【氏名】西川 知宏

(72)【発明者】

【氏名】畦崎 明徳

(72)【発明者】

【氏名】小丸 千明

【審査官】新里 太郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－０４８４６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０８１６７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／１６４０９７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００２－１４９７４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２２４２２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／００３８５１（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｑ １０／００－９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

圃場作業機を用いて複数の区画に区分けされた圃場を管理する営農システムであって、
前記圃場作業機による前記区画ごとの圃場作業の計画を示す作業計画マップを作成する作業計画マップ作成部と、
前記作業計画マップに基づく前記圃場作業の内容を示す作業内容データがシミュレーション入力パラメータとして入力されるシミュレーション演算機能を備え、前記シミュレーション演算機能のシミュレーションの結果としての前記圃場作業機による前記区画ごとの作業予測結果を示す作業予測マップを作成する作業予測マップ作成部と、
前記圃場作業を実施した圃場作業機によって生成された作業データに基づいて区画単位の作業実績マップを作成する作業実績マップ作成部と、
前記作業計画マップ、前記作業予測マップ、前記作業実績マップのいずれかを、またはすべてを、予想作業結果と実作業実績とを評価するためにディスプレイに表示する表示制御部と、を備えた営農システム。

【請求項2】

前記作業計画マップは第１座標系で示され、前記作業予測マップと前記作業実績マップとは、前記第１座標系とは異なる第２座標系で示されている請求項１に記載の営農システム。

【請求項3】

前記第１座標系は、前記圃場を境界付ける２つの境界線を縦軸と横軸とする圃場座標系であり、前記第２座標系は、衛星測位データによって取得される緯度と経度とを縦軸と横軸とする衛星測位座標系である請求項２に記載の営農システム。

【請求項4】

前記第１座標系から前記第２座標系への座標変換を行う座標変換部が備えられている請求項２または３に記載の営農システム。

【請求項5】

前記作業計画マップで用いられている前記区画の形状と前記作業予測マップで用いられている前記区画の形状とが異なっており、前記作業予測マップと前記作業実績マップとで用いられている前記区画の形状は同じである請求項１から４のいずれか一項に記載の営農システム。

【請求項6】

前記作業予測マップと前記作業実績マップとで用いられている前記区画の形状は、前記圃場作業を実施する圃場作業機の作業幅によって規定されている請求項５に記載の営農システム。

【請求項7】

前記作業計画マップの前記区画に割り当てられた作業計画データを、前記作業予測マップの前記区画に割り振る区画データ変換部が備えられている請求項５または６に記載の営農システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、圃場作業機を用いて複数の区画に区分けされた圃場を管理する営農システムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１による営農システムは、農作区画を管理する農作区画管理部と、継時的に実施される施肥や収穫などの農作業イベントを農作区画ごとに管理する農作業管理部と、実施された農作業イベントの内容（施肥量や収穫量など）及びコストを農作業実績として記録するデータ記録部と、農作業イベントの履歴を農作業実績表として出力するための実績出力データを生成する実績出力データ生成部と、農作業実績から算定された農作業イベントの基準に基づいて農作業計画書を出力するための計画出力データを生成する計画出力データ生成部を備えている。農作業者は、出力された農作業計画書を見ながら、農作業を実施する。

【0003】

特許文献２による営農システムは、圃場地図データを記録する地図データ記録部と、各種の農作業機によって圃場に対して行われた作業毎に生成された圃場作業データを記録する圃場作業データ記録部と、圃場地図データと圃場作業データとを共通の座標位置でデータ管理するデータ管理部と、圃場作業データに基づいて圃場の営農評価を行う評価部とを備えている。圃場作業データには、微小区画当たりの収量、食味、施肥量が含まれている。圃場における微小区画当たりの収量に基づいて出力される圃場の微小区画収量分布から、圃場の収穫が平均より良い優良区画及び平均より悪い不良区画が判定される。この判定結果に基づいて、優良区画への肥料投下の低減、不良区画への肥料投下の増加などを計画することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１４－１９４６５３号公報

【文献】特開２０１７－０６８５３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述した従来の営農システムでは、過去に実施された施肥作業などの圃場作業に関する作業データと、当該圃場作業の成果としての収穫量などの実績データとが圃場毎に記録されている。新たに圃場作業計画を立案する際には、記録されている作業データや実績データを参照して、効率のよい収穫が期待されるように計画することが重要である。営農家は、作業対象となっている圃場の形状をディスプレイやプリントアウトを通じて把握し、その形状に合わせた作業内容を想定して、圃場作業計画を行なう。このため、営農家は、圃場の形状を規定する畔や農道を境界線として圃場を分割し、分割された圃場領域（区画）に対して最適な作業内容を割り振る。このような圃場作業計画が作成されると、当該圃場作業計画が実現できるように、圃場作業機が圃場を作業走行する。その際、圃場作業機は、作業幅を設定しているので、この作業幅（オーバーラップを含む）を有する走行軌跡が圃場を網羅するように走行しなければならない。作業計画時には、圃場作業機の作業幅は、それほど厳密に考慮されていない。さらに、圃場には予期しない走行障害物などが存在する可能性があるので、圃場作業車の走行経路も作業計画時と実際の作業走行時とでは必ずしも一致しない。その結果、実際の作業による実作業実績と作業計画で予想されている予想作業結果（予想作業実績）とが、相違することになる。しかしながら、これまでの、営農システムでは、そのような予想作業結果と実作業実績との間の相違を簡単に評価することは困難であった。

【0006】

本発明の目的は、予想作業結果と実作業実績との間の相違を簡単に評価することができる営農システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明による営農システムは、圃場作業機を用いて複数の区画に区分けされた圃場を管理するシステムであり、前記圃場作業機による前記区画ごとの圃場作業の計画を示す作業計画マップを作成する作業計画マップ作成部と、前記作業計画マップに基づく前記圃場作業の内容を示す作業内容データがシミュレーション入力パラメータとして入力されるシミュレーション演算機能を備え、前記シミュレーション演算機能のシミュレーションの結果としての前記圃場作業機による前記区画ごとの作業予測結果を示す作業予測マップを作成する作業予測マップ作成部と、前記圃場作業を実施した圃場作業機によって生成された作業データに基づいて区画単位の作業実績マップを作成する作業実績マップ作成部と、前記作業計画マップ、前記作業予測マップ、前記作業実績マップのいずれかを、またはすべてを、予想作業結果と実作業実績とを評価するためにディスプレイに表示する表示制御部とを備える。

【0008】

この構成では、圃場作業の作業計画マップが作成されると、当該作業計画マップに基づいて当該圃場作業のシミュレーションが実行される。そのシミュレーション結果が作業予測マップとして作成される。これにより、営農家は、ディスプレイに表示される作業計画マップと作業予測マップとを見ながら、作業計画を評価することができ、必要な場合、作業計画を修正して、作業計画マップを改善することができる。さらに、作業計画マップに基づく圃場作業が圃場作業機によって実施されると、当該圃場作業を通じて得られた作業データから作業実績マップが作成される。このようにして作成された一連の、作業計画マップと作業予測マップと作業実績マップのいずれかが、またはすべてが相互に比較できるようにディスプレイに表示されるので、このディスプレイの表示画面を通じて、営農家は、次の圃場作業計画のために有益な指針を得ることができる。

【0009】

施肥作業や薬剤投与作業などの圃場作業を計画する場合、営農家は、圃場を大まかに複数の領域に区分けし、その領域毎の過去の圃場作業の結果及び現在の圃場状態を考慮して、その領域毎に圃場作業の内容を決定する。その際、営農家は、圃場の形状を規定する畔や農道を境界線として圃場を分割し、分割された圃場領域（区画）に対して最適な作業内容を割り振りながら、作業計画を立案する。これに対して、圃場作業のシミュレーションや実際の圃場作業では、圃場作業機の走行軌跡とその作業幅とによって規定される圃場領域（区画）単位で、その作業結果が算定される。このことから、作業計画マップは、作業予測マップ及び作業実績マップとは異なる座標系で表した方が、それぞれのマップの作成においては好都合である。したがって、本発明による好適な実施形態の１つでは、前記作業計画マップは第１座標系で示され、前記作業予測マップと前記作業実績マップとは、前記第１座標系とは異なる第２座標系で示されている。

【0010】

圃場作業を自動走行しながら行う圃場作業機は、衛星測位による自車の座標位置を常に算出している。このため、好適には、衛星測位によって得られる座標値と、圃場作業の内容とを組み合わせて、作業予測マップ及び作業実績マップが作成される。このことから、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記第１座標系は、前記圃場を境界付ける２つの境界線を縦軸と横軸とする圃場座標系であり、前記第２座標系は、衛星測位データによって取得される緯度と経度とを縦軸と横軸とする衛星測位座標系である。

【0011】

作業計画マップは第１座標系で示され、作業予測マップまたは作業実績マップは第２座標系で示されている場合、作業計画マップにおける区画ごとの圃場計画内容を作業予測マップ生成部または圃場作業機に正確に伝えるためには、第１座標系から第２座標系への座標変換を行う必要がある。このことから、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記第１座標系から前記第２座標系への座標変換を行う座標変換部が備えられている。

【0012】

営農家は、圃場の形状に基づいて圃場状態を大局的に捉えながら、圃場作業計画を立案する。これに対して、その圃場作業計画のシミュレーション結果や実績は、圃場作業機の作業走行によってもたらされる。このため、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記作業計画マップで用いられている前記区画の形状と前記作業予測マップで用いられている前記区画の形状とが異なっており、前記作業予測マップと前記作業実績マップとで用いられている前記区画の形状は同じである。前記作業予測マップと前記作業実績マップとで用いられている前記区画の形状は、前記圃場作業を実施する圃場作業機の作業幅によって規定されている。その際、圃場作業計画マップに基づくシミュレーション結果や実績は、圃場作業機の作業走行によってもたらされることを考慮すれば、前記作業予測マップと前記作業実績マップとで用いられている前記区画の形状は、前記圃場作業を実施する圃場作業機の作業幅によって規定されることが好適である。

【0013】

圃場作業に、レンタルの圃場作業車などが用いられる場合、圃場作業の直前になって、作業幅などの作業車仕様が変更されることがある。また、圃場の状態により、作業の途中で作業幅が変更されることもある。圃場作業車の作業幅の変更は、作業済区画の形状変更をもたらす。この問題を解決するため、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記作業計画マップの前記区画に割り当てられた作業計画データを、前記作業予測マップの前記区画に割り振る区画データ変換部が備えられている。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】営農システムの概略的な構成を示す模式図である。

【図2】圃場作業機の一例である施肥機能付き田植機の側面図である。

【図3】苗取り量調節機構及び繰出し量調節機構の概略構造を示す模式図である。

【図4】営農システムに参加している田植機の制御系を示す機能ブロック図である。

【図5】作業計画マップの一例を示す画面図である。

【図6】作業予測マップの一例を示す画面図である。

【図7】作業計画マップと作業予測マップとを比較するための画面図である。

【図8】作業実績マップの一例を示す画面図である。

【図9】作業計画マップと作業実績マップとを比較するための画面図である。

【図10】作業予測マップと作業実績マップとを比較するための画面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本発明による営農システムの概略を、図１を用いて説明する。営農システムは、主に麦作や稲作に用いられるが、小麦、トウモロコシ、人参、玉葱など種々の農作に用いられる。この営農システムは、圃場作業機による圃場作業、特に施肥作業や薬剤散布作業を管理するために適しており、コンピュータシステムによって構築される。この営農システムは、営農家が個人的（スタンドアローン的）に利用するコンピュータシステムに構築されてもよいが、多くの営農家が共同利用するクラウドコンピュータシステムに構築されてもよい。営農家は、この営農システムを利用して、複数の区画に区分けされた圃場に対する圃場作業を計画し、その計画に基づいて圃場作業機を作業走行させる。

【0016】

営農システムは、基本構成要素として、データ格納部５１、作業計画マップ作成部５２、作業予測マップ作成部５３、作業実績マップ作成部５４、表示制御部５５を備えている。この実施形態の営農システムは、さらに座標変換部５６と区画データ変換部５７とを備えている。さらに、営農システムは、圃場作業のために投入された圃場作業機との間で、直接的に（データ通信網を用いて）または間接的に（可搬型メモリを用いて）データ交換可能である。

【0017】

データ格納部５１は、この営農システムで生成される全てのデータ、及び圃場作業機から送られてくるデータを、圃場毎に格納する。データは圃場毎に格納されており、そのデータの種類は、圃場特性データ、圃場作業計画データ、圃場実績データなどである。

【0018】

作業計画マップ作成部５２は、営農家によって立案された圃場作業計画をデータ化して、区画ごとの圃場作業の計画を示す作業計画マップを作成する。この作業計画マップには、当該作業計画マップに基づいて行われる圃場作業の内容を示す作業内容データや圃場作業を行う圃場作業車の作業仕様（作業幅、単位距離当たりの作業量、車速など）を示す仕様データを含む圃場作業機データが付属している。作業予測マップ作成部５３は、作業計画マップ作成部５２によって作成された作業計画マップに基づいて、圃場作業のシミュレーションを行って当該シミュレーションの結果としての作業予測マップを作成する。このシミュレーションの前に、当該圃場作業に投入される圃場作業機が選択され、選択された圃場作業機の作業幅や作業性能などの仕様がシミュレーション入力パラメータとして作業予測マップ作成部５３に与えられる。作業実績マップ作成部５４は、圃場作業を実施した圃場作業機によって生成された作業データに基づいて作業実績マップを作成する。例えば、圃場作業機が施肥作業機であれば、作業実績マップには区画ごとの施肥量が含まれる。圃場作業機の走行方向に対する横断方向の区画長さは、圃場作業機の仕様で決定される作業幅に一致させるか、当該作業幅の倍数とすることが好ましい。圃場作業機の走行方向での適正な最小区画長さは、作業制御速度に依存する。つまり、走行方向での区画長さは、圃場作業機に装備されている作業機器の制御応答性に依存する。走行方向での区画長さを小さくしても、その連続する区画に対して有意義な作業結果値が割り当てられない場合、そのような短い区画は無駄である。したがって、走行方向での区画長さは、最大の制御応答性において、有意義な作業結果値が割り当てられる区画長さ以上とする。なお、作業計画マップ及び作業予測マップは圃場作業計画データとして、作業実績マップは圃場実績データとして、データ格納部５１に格納される。

【0019】

表示制御部５５は、データ格納部５１に格納されているデータを抽出して、ディスプレイ５８に表示する。例えば、作業計画マップ、作業予測マップ、作業実績マップのいずれか、またはすべてが相互比較可能にディスプレイ５８に表示可能となる。したがって、営農家は、今年度の施肥計画を行う際に、ディスプレイ５８に表示された過去の圃場作業の状況を見ることができる。

【0020】

営農家は、圃場の様子を頭に描き、前年度の施肥作業や収穫作業の結果を参照しながら、圃場の作業計画を立案する。したがって、作業計画マップ作成部５２によって作成される作業計画マップで用いられる座標系（第１座標系）として、ここでは、圃場を境界付ける２つの境界線を縦軸（図１ではＹで示されている）と横軸（図１ではＸで示されている）とする圃場座標系が採用されている。これに対して、作業予測マップや作業実績マップは、衛星測位システムによって自車位置を算出する圃場作業車の作業軌跡に基づいて作成されるので、それらに用いられる座標系（第２座標系）として、ここでは、衛星測位データによって取得される緯度と経度とを縦軸（図１ではＭで示されている）と横軸（図１ではＬで示されている）とする衛星測位座標系が用いられている。このため、作業計画マップが作業予測マップ作成部５３や作業実績マップ作成部５４に与えられる前に、座標変換部５６は、作業計画マップのデータを第１座標系から前記第２座標系へ座標変換する。

【0021】

作業計画マップでは作業計画の立案がしやすくなるような区画形状が採用されるのに対して、作業予測マップと作業実績マップとで用いられている区画の形状は、圃場作業機の作業幅によって規定される。このため、ここでは、作業計画マップでは３ｍ×３ｍの正方形の区画（計画区画）が用いられており、作業予測マップでは、圃場作業車の作業幅が２ｍであるので、２ｍ×２ｍの正方形の区画（予測区画）が用いられている。つまり、区画の形状が、作業計画マップと作業予測マップとでは異なっている。このため、作業計画マップが作業予測マップ作成部５３や作業実績マップ作成部５４に与えられる前に、座標変換部５６による座標変換とともに、区画データ変換部５７が、作業区画に割り当てられた作業計画データの値（区画データ値）を、作業予測マップの区画に割り当てる区画データ変換を行う。その際、目標とする予測区画に対応する位置の計画区画及び当該計画区画の周辺に位置する計画区画の区画データ値の平均値（算術平均値または加重平均値）を計画区画の面積で除算して得られたデータ密度を予測区画の面積に乗算することで、目標とする予測区画の区画データ値が算出される。この算出処理を、全ての予測区画に対して行うことで、作業計画マップから作業予測マップへの区画データの変換が完了する。

【0022】

次に、本発明による営農システムによって管理される圃場作業の一例として、稲作における施肥作業が説明される。この施肥作業には、圃場作業機として、図２に示す乗用型の田植機が用いられる。

【0023】

図２に示すように、田植機は、乗用型で四輪駆動形式の走行機体（以下、機体１と称する）を備えている。機体１は、機体１の後部に昇降揺動可能に連結された平行四連リンク形式のリンク機構１１、リンク機構１１を揺動駆動する油圧式の昇降シリンダ１１ａ、リンク機構１１の後端部にローリング可能に連結される苗植付装置３（作業機器群の一例）、及び、機体１の後端部から苗植付装置３にわたって架設されている施肥装置４（作業機器群の一例）などを備えている。

【0024】

機体１は、走行のための機構として車輪１２、エンジン１３、及び油圧式の無段変速装置１４を備えている。車輪１２は、操舵可能な左右の前輪１２Ａと、操舵不能な左右の後輪１２Ｂとを有する。エンジン１３及び無段変速装置１４は、機体１の前部に搭載されている。エンジン１３からの動力は、無段変速装置１４などを介して前輪１２Ａ、後輪１２Ｂなどに供給される。

【0025】

苗植付装置３は、一例として８条植え形式に構成されている。苗植付装置３は、苗載せ台３１、８条分の植付機構３２などを備えている。なお、この苗植付装置３は、図示されていない各条クラッチの制御により、２条植え、４条植え、６条植えなどの形式に変更可能である。

【0026】

苗載せ台３１は、８条分のマット状苗を載置する台座である。苗載せ台３１は、マット状苗の左右幅に対応する一定ストロークで左右方向に往復移動し、縦送り機構３３は、苗載せ台３１が左右のストローク端に達するごとに、苗載せ台３１上の各マット状苗を苗載せ台３１の下端に向けて所定ピッチで縦送りする。８個の植付機構３２は、ロータリ式で、植え付け条間に対応する一定間隔で左右方向に配置されている。そして、各植付機構３２は、機体１からの動力により、苗載せ台３１に載置された各マット状苗の下端から一株分の苗を切り取って、整地後の泥土部に植え付ける。これにより、苗植付装置３の作動状態では、苗載せ台３１に載置されたマット状苗から苗を取り出して水田の泥土部に植え付けることができる。

【0027】

苗植付装置３には、図３に示すように、植付機構３２による苗取り量を調節する苗取り量調節機構３０が備えられている。植付機構３２は、苗載せ台３１の下端を摺動案内するガイドレール３１ａに形成された苗取り出し口を通過して一株分の苗を取り出して植え付ける。苗載せ台３１及び苗載せ台３１の下端を摺動案内するガイドレール３１ａを上下に位置変更することにより苗取り量を調節する。

【0028】

苗取り量調節機構３０は、苗載せ台３１及びガイドレール３１ａを上下に位置変更するためのアクチェータである減速機構付きの苗取り量調節モータ３６と、この苗取り量調節モータ３６の出力軸に設けられたピニオンギアと噛み合っている扇形ギア３５とを備えている。更に、苗取り量調節機構３０は、ガイドレール３１ａの前部に挿入された支持アーム３０１と、この支持アーム３０１を揺動可能に支持する支持軸３０２とを備えている。支持アーム３０１と扇形ギア３５とは、連結アーム３０３によってリンク結合している。扇形ギア３５の回動軸３０４には、扇形ギア３５の回動角度（苗取り量）を検出する苗取り量センサ３０５が設けられている。苗取り量調節モータ３６の一方方向の駆動により、苗載せ台３１及びガイドレール３１ａが上昇側に移動し、苗取り量調節モータ３６の他方方向の駆動により、苗載せ台３１及びガイドレール３１ａが下降側に移動する。苗載せ台３１及びガイドレール３１ａの上下移動により苗取り量が変更される。

【0029】

図２に示すように、施肥装置４は、横長のホッパ４１、繰出機構４２、電動式のブロワ４３、複数の施肥ホース４４、及び、各条毎に備えられた作溝器４５を備えている。ホッパ４１は、粒状または粉状の肥料を貯留する。繰出機構４２は、エンジン１３から伝達される動力で作動し、ホッパ４１から２条分の肥料を所定量ずつ繰り出す。

【0030】

ブロワ４３は、機体１に搭載されたバッテリ（図示せず）からの電力で作動し、各繰出機構４２により繰り出された肥料を圃場の泥面に向けて搬送する搬送風を発生させる。施肥装置４は、ブロワ４３などの断続操作により、ホッパ４１に貯留した肥料を所定量ずつ圃場に供給する作動状態と、供給を停止する非作動状態とに切り換えることができる。

【0031】

各施肥ホース４４は、搬送風で搬送される肥料を各作溝器４５に案内する。各作溝器４５は、各整地フロート１５に配備されている。そして、各作溝器４５は、各整地フロート１５と共に昇降し、各整地フロート１５が接地する作業走行時に、水田の泥土部に施肥溝を形成して肥料を施肥溝内に案内する。

【0032】

施肥装置４には、図３に示すように、繰出機構４２による肥料の繰出し量を変更調整可能な繰出し量調節機構４０が備えられている。繰出し量調節機構４０は、繰出機構４２における繰出し量を調節するための調節体４０２を変位させるねじ軸４０３と、ギアを介してねじ軸４０３を正方向及び逆方向に回転させる肥料調節モータ４０４と、ねじ軸４０３の回転に基づく調節体４０２の変位位置を検出する位置検出センサ４０５等を有する。

【0033】

図２に示すように、機体１は、その後部側に運転部２０を備えている。運転部２０は、前輪操舵用のステアリングホイール２１、無段変速装置１４の変速操作を行うことで車速を調整する主変速レバー２２、副変速装置の変速操作を可能にする副変速レバー２３、苗植付装置３の昇降操作と作動状態の切り換えなどを可能にする作業操作レバー２５、各種の情報を表示（報知）してオペレータに報知（出力）すると共に、各種の情報の入力を受け付けるタッチパネルを有する汎用端末９、及び、オペレータ用の運転座席１６などを備えている。さらに、運転部２０の前方に、予備苗を収容する予備苗フレーム１７が設けられている。

【0034】

ステアリングホイール２１は、非図示の操舵機構を介して前輪１２Ａと連結されており、ステアリングホイール２１の回転操作を通じて、前輪１２Ａの操舵角が調整される。さらに図３に示すように、操舵機構には、ステアリングモータＭ１も連結されており、自動走行時には、制御ユニット６からの指令に基づいてステアリングモータＭ１が動作することにより、前輪１２Ａの操舵角が調整される。さらに、主変速レバー２２を自動操作するための変速操作用モータＭ２も備えられており、自動走行時には、制御ユニット６からの指令に基づいて、変速操作用モータＭ２が動作することにより、無段変速装置１４の変速位置が調整される。

【0035】

図４には、この田植機の制御系及び上述した営農システムを構築している外部コンピュータシステム５の制御ブロック図が示されている。田植機の制御系の中核をなす制御ユニット６は、外部コンピュータシステム５との間でデータ交換する際に用いられる通信部８１及び田植機に備えられている汎用端末９と接続されている。汎用端末９には、自動走行時の目標となる走行経路を生成する走行経路生成部９１が構築されている。制御ユニット６には、測位ユニット８、自動切換スイッチ２７、走行センサ群２８、作業センサ群２９からの信号が入力されている。制御ユニット６からの制御信号が、走行機器群１Ａと作業機器群１Ｂとに出力される。

【0036】

測位ユニット８は、機体１の位置及び方位を算出するための測位データを出力する。測位ユニット８には、全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ）の衛星からの電波を受信する衛星測位モジュール８Ａと、機体１の三軸の傾きや加速度を検出する慣性計測モジュール８Ｂが含まれている。自動切換スイッチ２７は、走行経路生成部９１によって生成された走行経路に沿って機体１を自動走行させる自動走行モードと手動で走行させる手動走行モードとを選択するスイッチである。走行センサ群２８には、操舵角、車速、エンジン回転数などの状態及びそれらに対する設定値を検出する各種センサが含まれている。作業センサ群２９には、リンク機構１１、苗植付装置３、施肥装置４の状態及びそれらに対する設定値を検出する各種センサが含まれている。

【0037】

走行機器群１Ａには、例えば、ステアリングモータＭ１や変速操作用モータＭ２が含まれており、制御ユニット６からの制御信号に基づいて、ステアリングモータＭ１が制御されることで操舵角が調節され、変速操作用モータＭ２が制御されることで車速が調節される。

【0038】

作業機器群１Ｂには、例えば、昇降シリンダ１１ａや苗取り量調節機構３０や繰出し量調節機構４０が含まれている。制御ユニット６からの制御信号に基づいて、苗取り量調節モータ３６（図３参照）が制御されることで苗取り量が調節され、肥料調節モータ４０４（図３参照）が制御されることで施肥量が調節される。

【0039】

制御ユニット６には、走行制御部６１、作業制御部６２、自車位置算出部６３、作業パラメータ設定部６４、作業データ作成部６５が備えられている。

【0040】

自車位置算出部６３は、測位ユニット８から逐次送られてくる衛星測位データに基づいて、機体１の地図座標（自車位置）を算出する。この田植機は、自動走行と手動走行とが可能であり、走行制御部６１には、自動切換スイッチ２７による指令に基づいて、自動走行が行われる自動走行モード、または手動走行が行われる手動走行モードのいずれかが設定される。自動走行モードでは、自動走行制御部６１１は、自車位置と目標走行経路とを比較して算出された横偏差及び方位偏差に基づいて、横偏差及び方位偏差が縮小するように、操舵制御量を演算する。操舵制御量に基づいて、ステアリングモータＭ１が制御され、前輪１２Ａの操舵角が調整される。手動走行モードでは、手動走行制御部６１２が、ステアリングホイール２１の操作量に基づいて、ステアリングモータＭ１を制御することで、前輪１２Ａの操舵角が調整される。

【0041】

作業制御部６２は、自動走行モードでは、前もって与えられているプログラムに基づいて自動的に作業機器群１Ｂを制御し、手動走行モードでは、運転者の操作に基づいて、作業機器群１Ｂを制御する。

【0042】

作業パラメータ設定部６４は、外部コンピュータシステム５からダウンロードされた作業計画マップに含まれている作業内容に基づいて、作業機器群１Ｂに対して作業パラメータを設定する。この作業内容は、圃場の区画毎に設定されている。圃場作業が施肥作業の場合では、作業パラメータ設定部６４は、自車位置算出部６３で算出された自車位置に基づいて、作溝器４５が位置している区画を特定し、この特定された区画に割り振られている肥料投与量に対応する作業パラメータとしての調整量を算出する。算出された調整量が実現するように、繰出し量調節機構４０が制御される。

【0043】

作業データ作成部６５は、田植機が圃場作業計画に基づいて実施した圃場作業の作業結果をデータ化して作業データを生成し、この作業データを含む作業結果ファイルを作成する。田植機が圃場作業として施肥作業を実施している場合、この作業結果ファイルには、作業日時、圃場を特定するデータ、機体１の走行軌跡、肥料種類、区画ごとの施肥量などが含まれる。作成された作業結果ファイルは、通信部８１を通じて、外部コンピュータシステム５にアップロードされる。

【0044】

圃場作業が苗植付作業であれば、田植機から外部コンピュータシステム５にアップロードされる作業結果ファイルの作業データには、区画ごとの施肥量に代えて、区画ごとの苗植付量が含まれる。圃場作業が収穫作業なら、圃場作業機としてコンバインが用いられ、作業結果ファイルの作業データには区画毎の収量や食味が含まれる。圃場作業が、作土作業であれば、作業結果ファイルの作業データには区画毎の作土深が含まれる。

【0045】

外部コンピュータシステム５は、図１を用いて説明した営農システムと同様な機能を有しているので、その説明は省略される。ここでは、この営農システムを用いて、営農家が、作業計画を立案し、シミュレーションを経て、田植機に送り出す最終的な作業計画マップを作成する間にディスプレイ５８に表示される内容の一部が説明される。

【0046】

図５には、作業計画マップ作成部５２によって作成され、ディスプレイ５８に表示される作業計画マップ（ここでは施肥計画マップ）が示されている。今年度の施肥計画マップは、同一圃場の昨年度の収量実績マップ（作業実績マップの一例）を参照しながら、営農家が区画毎の施肥量を入力することで、作成される。なお、この作業計画マップ作成部５２は、収量と施肥量との一定の関係を設定しておけば、自動的に、収量実績マップから施肥計画マップマップを作成することも可能である。自動的に作成された施肥計画マップをディスプレイ画面に表示しながら、営農家が、任意の区画を指定して、その施肥量を修正することも可能である。

【0047】

図６には、作業予測マップ作成部５３によって作成され、ディスプレイ５８に表示される作業予測マップ（ここでは施肥予測マップ）が示されている。作業予測マップ作成部５３には、シミュレーション演算機能が備えられており、入力された施肥計画マップに含まれている区画毎の施肥量の肥料を、指定された施肥作業機によって投与した際の肥料分布が施肥予測マップとして演算される。このシミュレーションでは、指定された施肥作業機の作業幅が区画の一辺の長さとなる。なお、田植機や施肥作業機では、各条クラッチ等の制御により、作業幅が変更可能であるので、変更された作業幅に合わせて区画の幅も変更する可変区画幅を採用してもよい。区画の他辺の長さは、つまり、施肥作業機の走行方向での区画長さは、肥料の投与ピッチによって異なる値を採用することができる。但し、投与ピッチを下回るような区画長さは、無駄な区画が生じるので、採用されない。図７に示すように、作成された施肥予測マップは、施肥計画マップと並んで表示される。このようなディスプレイ画面は、施肥計画の良否判定に利用される。図７では、比較しやすいように、施肥計画マップと施肥予測マップとは並べて表示されるが、これに代えて、施肥計画マップと施肥予測マップとを選択可能に重ね合わせて表示することも可能である。

【0048】

図８には、作業実績マップ作成部５４によって作成され、ディスプレイ５８に表示される作業実績マップ（ここでは施肥実績マップ）が示されている。作業実績マップ作成部５４は、田植機の作業データ作成部６５で作成され、外部コンピュータシステム５にアップロードされた作業結果ファイルの作業データに含まれている区間ごとの施肥量に基づいて、施肥実績マップを作成する。なお、シミュレーションと実際の作業とで、作業幅が異なる場合には、作業予測マップと作業実績マップとが異なるサイズの区画が用いられてもよい。作業結果ファイルには、田植機の走行軌跡も含まれているので、施肥実績マップに施肥作業を行っている田植機の走行軌跡を重ねて表示することも可能である。図８では、走行軌跡の一部が点線で示されている。図９のディスプレイ画面図では、施肥計画マップと施肥実績マップとが並んで表示されており、図１０のディスプレイ画面図では、施肥予測マップと施肥実績マップとが並んで表示されている。営農家は、図９のディスプレイ画面を評価して、施肥計画との実際の施肥実績がどのように相違するのか、どのような場所において大きな相違が発生するのかを検討することができる。また、図１０のディスプレイ画面を通じて、シミュレーション結果と実績とを見比べることで、シミュレーションの改善点を見出すことができる。

【0049】

〔別実施の形態〕
（１）図４で示された実施形態では、営農システムは外部コンピュータシステム５に構築されていたが、汎用端末９など、圃場作業機側に構築されてもよい。あるいは、外部コンピュータシステム５と汎用端末９とに分割して構築されてもよい。
（２）上述した実施形態では、圃場作業機は自動走行可能な車両であったが、自動走行が不可能な車両でもよい。その場合には、測位ユニット８からの測位データに基づいて自車位置（作業位置）が算出され、その自車位置と作業結果とを組み合わせて、作業実績マップが作成される。手動走行の場合には、走行経路生成部９１で生成された走行経路は、走行支援マップとして利用される。
（３）作業幅が可変の圃場作業機の場合、作業幅の変更に連動する区画幅を有する作業予測マップや作業実績マップが作成される構成が採用されてもよい。さらに、圃場作業機による圃場作業における最小応答タイミングに合わせた、走行方向での区画長さを有する作業予測マップや作業実績マップが作成される構成が採用されてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0050】

本発明は、上述した実施形態では、圃場作業機として施肥装置付きの田植機が採用されたが、施肥専用機なども、本発明の営農システムに組み込むことが可能である。

【符号の説明】

【0051】

４ ：施肥装置
４０ ：繰出し量調節機構
４０２ ：調節体
４０３ ：ねじ軸
４０４ ：肥料調節モータ
４０５ ：位置検出センサ
４１ ：ホッパ
４２ ：繰出機構
４３ ：ブロワ
４４ ：施肥ホース
４５ ：作溝器
５ ：外部コンピュータシステム
５１ ：データ格納部
５２ ：作業計画マップ作成部
５３ ：作業予測マップ作成部
５４ ：作業実績マップ作成部
５５ ：表示制御部
５６ ：座標変換部
５７ ：区画データ変換部
５８ ：ディスプレイ
６ ：制御ユニット
６１ ：走行制御部
６２ ：作業制御部
６３ ：自車位置算出部
６４ ：作業パラメータ設定部
６５ ：作業データ作成部
８ ：測位ユニット
９ ：汎用端末
９１ ：走行経路生成部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】