特許 7421377 作業支援システム、作業システム、作業支援方法及びプログラム

(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】2024-01-16

(45)【発行日】2024-01-24

(54)【発明の名称】作業支援システム、作業システム、作業支援方法及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   A01B 69/00 20060101AFI20240117BHJP

   A01D 41/12 20060101ALI20240117BHJP

   G06Q 50/02 20240101ALI20240117BHJP

【ＦＩ】

A01B69/00 303Z

A01B69/00 303M

A01D41/12 B

G06Q50/02

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2020041526

(22)【出願日】2020-03-11

(65)【公開番号】P2021144383

(43)【公開日】2021-09-24

【審査請求日】2022-02-25

(73)【特許権者】

【識別番号】000006781

【氏名又は名称】ヤンマーパワーテクノロジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100167302

【弁理士】

【氏名又は名称】種村 一幸

(74)【代理人】

【識別番号】100135817

【弁理士】

【氏名又は名称】華山 浩伸

(74)【代理人】

【識別番号】100141298

【弁理士】

【氏名又は名称】今村 文典

(74)【代理人】

【識別番号】100181869

【弁理士】

【氏名又は名称】大久保 雄一

(74)【代理人】

【識別番号】100167830

【弁理士】

【氏名又は名称】仲石 晴樹

(72)【発明者】

【氏名】名城 昂平

【審査官】中村 圭伸

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－１８５１１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０２８２２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２００６６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０００１５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１８１４６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第６５６９２１３（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特開２０１９－１２１２６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１７０１８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０３１５８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第２８６９３２５（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特開２０１８－１６９８２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０６０４１５８２（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ０１Ｂ ６９／００

Ａ０１Ｃ １１／００ － １１／０２

Ａ０１Ｄ ４１／００ － ４１／１６

Ｇ０６Ｑ ５０／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンを動力源としてほ場を走行する作業機と共に用いられ、
少なくとも前記エンジンの負荷の大きさに基づいて、前記負荷の変動を伴う対象イベントの発生の有無を推定する推定部と、
前記推定部の推定結果に応じた出力データを出力する出力部と、を備え、
前記出力部は、前記対象イベントが発生するより前のタイミングで前記出力データを出力する、
作業支援システム。

【請求項2】

前記対象イベントは、前記負荷が高負荷状態となるときの前記負荷の変動を伴うイベントを含む、
請求項１に記載の作業支援システム。

【請求項3】

前記推定部は、前記作業機の現在の状況に係る現在データと前記作業機の過去の状況に係る履歴データとの比較結果を用いて、前記対象イベントの発生の有無を推定し、
前記現在データと前記履歴データとの少なくとも一方に、前記負荷の大きさが反映されている、
請求項１又は２に記載の作業支援システム。

【請求項4】

前記履歴データは、少なくとも前記対象イベントが発生したときの前記作業機の位置に関する特定位置情報を含み、
前記現在データは、前記作業機の位置に関する位置情報を含み、
前記推定部は、前記位置情報と前記特定位置情報とが所定の関係を満たす場合に、前記対象イベントが発生すると推定する、
請求項３に記載の作業支援システム。

【請求項5】

前記出力データは、前記エンジンの回転数を制御するための指示情報を含む、
請求項１～４のいずれか１項に記載の作業支援システム。

【請求項6】

前記対象イベントは、特定領域において生じる前記負荷が高負荷状態となるイベントを含み、
前記出力部は、前記作業機が前記特定領域に差し掛かる時点の手前で、前記エンジンの回転数の指示値を上昇させるように、前記出力データを出力する、
請求項１～５のいずれか１項に記載の作業支援システム。

【請求項7】

前記作業機を制御する制御部を更に備える、
請求項１～６のいずれか１項に記載の作業支援システム。

【請求項8】

前記制御部は、前記出力データに従って前記作業機を制御する、
請求項７に記載の作業支援システム。

【請求項9】

前記制御部の制御対象は、前記エンジンの回転数と、前記作業機の移動速度と、前記作業機の操舵装置と、前記作業機の差動装置と、の少なくとも１つを含む、
請求項７又は８に記載の作業支援システム。

【請求項10】

請求項１～９のいずれか１項に記載の作業支援システムと、
前記エンジンを搭載した前記作業機と、を備える、
作業システム。

【請求項11】

エンジンを動力源としてほ場を走行する作業機を用いた作業を支援する方法であって、
少なくとも前記エンジンの負荷の大きさに基づいて、前記負荷の変動を伴う対象イベントの発生の有無を推定する推定工程と、
前記推定工程の推定結果に応じた出力データを出力する出力工程と、を有し、
前記出力工程では、前記対象イベントが発生するより前のタイミングで前記出力データを出力する、
作業支援方法。

【請求項12】

請求項１１に記載の作業支援方法を、１以上のプロセッサに実行させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、一般に作業支援システム、作業システム、作業支援方法及びプログラムに関し、より詳細には、エンジンを動力源としてほ場を走行する作業機と共に用いられる作業支援システム、作業システム、作業支援方法及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、ほ場を走行する農業機械としてのコンバイン等の作業機を使用するユーザに対し、作業機の低燃費運転をアドバイスする作業支援システム（遠隔サーバシステム）が記載されている。

【0003】

特許文献１に記載の作業支援システムでは、例えば、遠隔サーバと、作業機に設けられた端末サーバとが通信可能に構築されている。遠隔サーバは、多数の作業機に設けられた端末サーバと通信可能に構築されている。端末サーバは、ＧＰＳによって特定される作業機の位置情報、及び燃料消費量情報等を遠隔サーバに送信する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１５－４５２６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述したような、ほ場を走行する作業機を用いた作業時においては、ほ場の特定の箇所で、例えば、作業機の沈み込みのように、作業の障害となり得るイベントが発生することがある。このようなイベントに対しては、例えば、作業機のエンジンの回転数を上昇させて走破する等、何らかの対策を講じることが求められるが、特許文献１に記載の技術では、このような対策については特に考慮されていない。

【0006】

本開示は上記事由に鑑みてなされており、作業の障害となり得るイベントへの対策を講じやすい、作業支援システム、作業システム、作業支援方法及びプログラムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の一態様に係る作業支援システムは、エンジンを動力源としてほ場を走行する作業機と共に用いられ、推定部と、出力部と、を備える。前記推定部は、少なくとも前記エンジンの負荷の大きさに基づいて、前記負荷の変動を伴う対象イベントの発生の有無を推定する。前記出力部は、前記推定部の推定結果に応じた出力データを出力する。

【0008】

本開示の一態様に係る作業システムは、前記作業支援システムと、前記エンジンを搭載した前記作業機と、を備える。

【0009】

本開示の一態様に係る作業支援方法は、エンジンを動力源としてほ場を走行する作業機を用いた作業を支援する方法であって、推定工程と、出力工程と、を有する。前記推定工程では、少なくとも前記エンジンの負荷の大きさに基づいて、前記負荷の変動を伴う対象イベントの発生の有無を推定する。前記出力工程では、前記推定工程の推定結果に応じた出力データを出力する。

【0010】

本開示の一態様に係るプログラムは、前記作業支援方法を、１以上のプロセッサに実行
させるためのプログラムである。

【発明の効果】

【0011】

本開示によれば、作業の障害となり得るイベントへの対策を講じやすい、という利点がある。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、実施形態１に係る作業支援システムの概略構成図である。

【図2】図２は、同上の作業支援システムの使用例を示す説明図である。

【図3】図３は、同上の作業支援システムの使用例を示すエンジン回転数のグラフである。

【図4】図４は、同上の作業支援システムの動作例を示すフローチャートである。

【図5】図５は、同上の作業支援システムの動作例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

（実施形態１）
以下、本実施形態に係る作業支援システム１０（図１参照）、作業システム１００（図１参照）、作業支援方法及びプログラムについて、図１～図５を参照して説明する。

【0014】

（１）概要
本実施形態に係る作業支援システム１０は、図１に示すように、作業機３と共に用いられるシステムである。作業機３は、エンジン３１を動力源として、ほ場Ａ１（図２参照）を走行する。つまり、作業機３は、一例として、田植機及びトラクタ等の、農業に関する作業を補助する農業機械である。作業支援システム１０は、この種の作業機３と共に用いられることにより、作業機３を用いた作業を支援する。

【0015】

ほ場Ａ１を走行する作業機３を用いた作業時においては、ほ場Ａ１の特定の箇所で、例えば、作業機３の沈み込みのように、作業の障害となり得るイベントが発生することがある。このようなイベントに対しては、例えば、作業機３のエンジン３１の回転数を上昇させて走破する等、何らかの対策を講じることが求められる。しかし、作業機３を操作するオペレータＢ１（図２参照）が作業に不慣れな場合等においては、適切な対策がとられないこともあり、作業機３を用いた作業の障害となり得る。例えば、上述した作業機３の沈み込みのケースでは、適切な対策がとられずに作業機３が自走で脱出できないほどに作業機３が沈み込むと、沈み込んだ作業機３を脱出させるのに時間を要して、結果的に、作業機３を用いた作業が滞ることにもなり得る。

【0016】

そこで、本実施形態に係る作業支援システム１０は、作業の障害となり得るイベントへの対策を講じやすくするために、以下の構成を採用している。

【0017】

すなわち、本実施形態に係る作業支援システム１０は、図１に示すように、作業機３と共に用いられるシステムであって、推定部１２と、出力部１３と、を備える。作業機３は、エンジン３１を動力源として、ほ場Ａ１を走行する。推定部１２は、少なくともエンジン３１の負荷の大きさに基づいて、負荷の変動を伴う対象イベントの発生の有無を推定する。出力部１３は、推定部１２の推定結果に応じた出力データＤ２（図２参照）を出力する。

【0018】

この構成によれば、少なくともエンジン３１の負荷の変動を伴うような対象イベントに関しては、推定部１２にて、その発生が推定可能となる。そして、推定部１２の推定結果に応じた出力データＤ２が出力されるので、出力データＤ２によれば、エンジン３１の負荷の変動を伴う対象イベントについて、少なくとも何らかの対策を講じるきっかけを得る
ことができる。そのため、一例として、対象イベントとして作業機３の沈み込みの発生が推定される場合には、その推定結果に基づいて、作業機３のエンジン３１の回転数を上昇させて走破する等の対策を講じやすくなる。したがって、作業の障害となり得るイベントへの対策を講じやすい、という利点がある。

【0019】

また、本実施形態に係る作業支援システム１０は、図１に示すように、作業機３と共に作業システム１００を構築する。言い換えれば、本実施形態に係る作業システム１００は、作業支援システム１０と、エンジン３１を搭載した作業機３と、を備える。すなわち、作業支援システム１０は、作業機３を用いた作業を支援するためのシステムであるのに対して、作業システム１００は、作業機３にて実際に作業を実行するシステムである。

【0020】

（２）詳細
以下、本実施形態に係る作業支援システム１０、作業システム１００、作業支援方法及びプログラムについて詳しく説明する。

【0021】

（２．１）定義
本開示でいう「作業機」は、エンジン３１を動力源として、ほ場Ａ１を走行する種々の作業機３を含み、一例として、農業機械としての田植機、トラクタ、散布機、移植機、噴霧器、収穫機又はコンバイン等を含む。本実施形態では一例として、作業機３が乗用タイプの田植機である場合を想定する。また、本実施形態では、ほ場Ａ１の一例として、屋外の田んぼを想定する。

【0022】

本開示でいう「対象イベント」は、作業支援システム１０での推定対象となるイベントであって、作業機３のエンジン３１の負荷の変動を伴うイベントである。すなわち、エンジン３１の負荷が、「高負荷状態」又は「低負荷状態」となるような変動を伴うイベントが、対象イベントとなり得る。本開示でいう「高負荷状態」は、基準値から見て、閾値以上、負荷が高く（大きく）なった状態を意味する。本開示でいう「低負荷状態」は、基準値から見て、閾値以上、負荷が低く（小さく）なった状態を意味する。ここでいう「基準値」は、例えば、直前の所定期間における負荷の平均値（移動平均値）であってもよいし、固定値であってもよい。

【0023】

例えば、作業機３の走行抵抗が増加するとエンジン３１の負荷が増大して高負荷状態となるので、ほ場Ａ１の一部に、他の箇所に比べて走行抵抗が高抵抗となるポイントがあれば、このポイントを作業機３が走行する際に、対象イベントが生じ得る。本実施形態では一例として、ほ場Ａ１の一部に、ぬかるみ等からなる特定領域Ａ１１（図２参照）があり、この特定領域Ａ１１において生じる作業機３の「沈み込み」が、対象イベントである場合を想定する。

【0024】

本開示でいう「沈み込み」は、ほ場Ａ１のぬかるみ等において、作業機３の少なくとも車輪の一部が地中に沈む（埋まる）ことにより、走行抵抗が増加して高負荷状態となる事象を意味する。車輪の一部のみが沈む程度の軽度の沈み込みであれば、一般的には、作業機３のエンジン３１の回転数を上昇させることで、作業機３は自走で走破可能である。一方、作業機３の車体までも沈む程度の重度の沈み込みとなれば、作業機３は自走での脱出が困難となる。本実施形態では、「対象イベント」の例として、軽度の沈み込み及び重度の沈み込みのうち、軽度の沈み込みを想定する。

【0025】

（２．２）構成
（２．２．１）全体構成
本実施形態に係る作業支援システム１０は、図１に示すように、上位システム１と、少なくとも１つの下位システム２と、を備えている。つまり、上位システム１は、下位シス
テム２と共に、作業支援システム１０を構成する。

【0026】

本実施形態では、上位システム１及び下位システム２の各々は、１以上のメモリ及び１以上のプロセッサを含むコンピュータシステムを主構成とする。すなわち、コンピュータシステムの１以上のメモリに記録されたプログラムを、１以上のプロセッサが実行することにより、上位システム１及び下位システム２の各々の機能が実現される。プログラムはメモリに予め記録されていてもよいし、インターネット等の電気通信回線を通して提供されてもよく、メモリカード等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。ここで、上位システム１等の「上位」、及び下位システム２等の「下位」は、単に、両者を区別するためのラベルとして用いているのであって、各々の地位及び順位等を特定する意味ではない。

【0027】

上位システム１と下位システム２とは、互いに通信可能に構成されている。本開示において「通信可能」とは、有線通信又は無線通信の適宜の通信方式により、直接的、又はネットワークＮＴ１若しくは中継器等を介して間接的に、情報を授受できることを意味する。すなわち、上位システム１と下位システム２とは、互いに情報を授受することができる。

【0028】

本実施形態では、上位システム１と下位システム２とは、互いに双方向に通信可能であって、上位システム１から下位システム２への情報の送信、及び下位システム２から上位システム１への情報の送信の両方が可能である。上位システム１と下位システム２とは、いずれもインターネット等のネットワークＮＴ１に接続可能であって、ネットワークＮＴ１を介して間接的に情報を授受する。より詳細には、少なくとも下位システム２は、例えば、通信事業者が提供する携帯電話網（キャリア網）又は公衆無線ＬＡＮ（Local AreaNetwork）等を介して、ネットワークＮＴ１に接続される。携帯電話網には、例えば、３Ｇ（第３世代）回線、ＬＴＥ（Long TermEvolution）回線、４Ｇ（第４世代）回線又は５Ｇ（第５世代）回線等がある。これにより、下位システム２は、屋外等であっても、携帯電話網又は公衆無線ＬＡＮに接続可能な環境であれば、ネットワークＮＴ１に接続可能となる。

【0029】

本実施形態では、作業支援システム１０と共に用いられる作業機３と下位システム２とは、一対一の関係にある。つまり、１台の作業機３に対して１つの下位システム２が対応付けられている。下位システム２は、例えば、コンピュータシステムを主構成とする情報端末であって、作業機３に搭載されることにより、この作業機３に対応付けられる。以下では、ある下位システム２に対応付けられた作業機３を、この下位システム２の配下の作業機３ともいう。下位システム２は、配下の作業機３を管理（制御及び／又は監視）することによって、配下の作業機３を用いた作業を支援する。

【0030】

ここで、１つの上位システム１に対しては、少なくとも１つの下位システム２が通信可能に接続される。そして、上述のように１台の作業機３に対して１つの下位システム２が搭載されているので、複数台の作業機３が存在する場合には、１つの上位システム１に対して複数の下位システム２が通信可能に接続されることになる。複数台の作業機３が存在する場合、作業システム１００は、１つの上位システム１と、複数の下位システム２と、複数台の作業機３と、を備えることになる。ただし、本実施形態では説明を簡単にするため、特に断りが無い限り、作業支援システム１０が下位システム２を１つだけ備える場合、つまり作業システム１００が作業機３を１台だけ備える場合を例として説明する。

【0031】

（２．２．２）各部の構成
次に、上位システム１、下位システム２及び作業機３の各部の構成について、図１を参照して、より詳細に説明する。

【0032】

上位システム１は、上位通信部１１と、推定部１２と、出力部１３と、履歴登録部１４と、データ格納部１５と、を有している。つまり、本実施形態に係る作業支援システム１０は、推定部１２及び出力部１３に加えて、上位通信部１１、履歴登録部１４及びデータ格納部１５を更に備えている。

【0033】

上位通信部１１は、ネットワークＮＴ１を介して間接的に、下位システム２（下位通信部２１）と通信する。上位通信部１１と下位システム２（下位通信部２１）との間の通信方式としては、無線通信又は有線通信の適宜の通信方式が採用される。

【0034】

推定部１２は、上述したように、少なくともエンジン３１の負荷の大きさに基づいて、負荷の変動を伴う対象イベントの発生の有無を推定する。本実施形態では一例として、作業機３の「沈み込み」が、対象イベントである。そのため、対象イベントは、負荷が高負荷状態となるときの負荷の変動を伴うイベントを含む。この構成によれば、負荷が高負荷状態となるような、特定のイベントの推定が可能となる。

【0035】

また、本実施形態では、推定部１２は、現在データＤ１（図２参照）と履歴データとの比較結果を用いて、対象イベントの発生の有無を推定する。現在データＤ１は、作業機３の現在の状況に係るデータである。履歴データは、作業機３の過去の状況に係るデータである。現在データＤ１と履歴データとの少なくとも一方に、負荷の大きさが反映されている。この構成によれば、現在データＤ１と履歴データとがあれば、負荷の大きさを常時監視することなく対象イベントの推定が可能となる。

【0036】

出力部１３は、上述したように、推定部１２の推定結果に応じた出力データＤ２を出力する。出力部１３は、出力データＤ２を上位通信部１１に出力し、上位通信部１１から下位システム２への出力データＤ２の送信を可能にする。本実施形態では、出力データＤ２は、エンジン３１の回転数を制御するための指示情報を含む。この構成によれば、出力データＤ２を、エンジン３１の回転数の制御に利用できる。また、本実施形態では、出力部１３は、対象イベントが発生するより前のタイミングで出力データＤ２を出力する。この構成によれば、対象イベントの発生に先駆けて、対象イベントへの対策を講じやすい。

【0037】

履歴登録部１４は、履歴データの登録を行う。具体的には、履歴登録部１４は、履歴データを生成し、生成した履歴データをデータ格納部１５に記録（格納）することによって、履歴データの登録を実行する。

【0038】

データ格納部１５は、履歴データ等のデータを格納（記録）する。また、データ格納部１５は、推定部１２等での演算に必要な情報等を更に記憶する。データ格納部１５は、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）のような書き換え可能な不揮発性メモリを含む。

【0039】

下位システム２は、下位通信部２１と、位置検知部２２と、状態検知部２３と、制御部２４と、ユーザインタフェース２５と、を有している。つまり、本実施形態に係る作業支援システム１０は、推定部１２及び出力部１３に加えて、下位通信部２１、位置検知部２２、状態検知部２３、制御部２４及びユーザインタフェース２５を更に備えている。

【0040】

下位通信部２１は、ネットワークＮＴ１を介して間接的に、上位システム１（上位通信部１１）と通信する。

【0041】

位置検知部２２は、下位システム２の位置、つまり下位システム２が搭載された作業機３の位置を検知する。位置検知部２２は、一例として、ＧＰＳ（Global PositioningSyst
em）等の衛星測位システムを用いて実現される。

【0042】

状態検知部２３は、作業機３の状態を検知する。本開示でいう「作業機３の状態」は、エンジン３１の回転数、アクセルの開度等の操作系３５の状態、及び変速装置３２、操舵装置３３又は差動装置３４等の作動状態を含む。エンジン３１の回転数については、状態検知部２３は、一例として、クランクプーリ又はフライホイール等の、エンジン３１の回転に同期して回転する部品の回転数を、ロータリエンコーダ等のセンサで測定することにより、検知する。また、アクセル開度等の操作系３５の状態については、状態検知部２３は、一例として、アクセルレバー等の操作系３５の回転角（又は移動量）をポテンショメータ等のセンサで測定することにより、検知する。

【0043】

制御部２４は、作業機３を制御する。この構成によれば、オペレータＢ１の操作によらずに作業機３を自動制御できる。本実施形態では一例として、制御部２４は、作業機３の操作系３５につながるアクチュエータ３６を制御することにより、作業機３のエンジン３１等の構成要素を制御する。具体的には、制御部２４は、操作系３５としてのアクセルレバーにつながるアクチュエータ３６を駆動することで、アクセル開度を制御する。本実施形態では、制御部２４は、出力データＤ２に従って作業機３を制御する。この構成によれば、推定部１２の推定結果に応じた出力データＤ２が、作業機３の制御に反映される。

【0044】

ユーザインタフェース２５は、例えば、タッチパネルディスプレイを含み、オペレータＢ１（人）の操作の受け付けと、オペレータＢ１への情報の提示（表示）を行う。ユーザインタフェース２５は、タッチパネルディスプレイに限らず、例えば、キーボード、ポインティングデバイス、メカニカルなスイッチ、又はジェスチャセンサ等の入力装置を有していてもよい。また、ユーザインタフェース２５は、タッチパネルディスプレイに代えて、又はタッチパネルディスプレイと共に、音声入出力部を有していてもよい。

【0045】

作業機３は、エンジン３１と、変速装置３２と、操舵装置３３と、差動装置３４と、操作系３５と、アクチュエータ３６と、を有している。これらの作業機３に含まれる構成要素は、下位システム２と共に、作業機３のボディに搭載されている。

【0046】

エンジン３１は、作業機３の動力源であって、一例としてディーゼルエンジンである。エンジン３１で発生した動力は、少なくとも作業機３の走行に利用される。さらに、エンジン３１で発生した動力は、作業機３に実装されている田植機構等にも分配され、例えば、田植えのための植付けアーム等の駆動にも利用される。

【0047】

変速装置３２は、エンジン３１の動力を駆動輪等に伝達しつつ、作業機３の進行方向（前進／後進）及び移動速度（車速）を変化させる。特に、ここでは変速装置３２として無段変速機が用いられることを想定しており、エンジン３１の回転数が一定であっても、変速装置３２によって作業機３の移動速度を無段階で変化させることが可能である。本実施形態では一例として、変速装置３２には、油圧機械式変速機（ＨＭＴ：Hydraulic Mechanical Transmission）が用いられる。

【0048】

操舵装置３３は、作業機３の前輪の操舵角を制御する装置である。本実施形態では一例として、操舵装置３３はパワーステアリングである。

【0049】

差動装置３４は、作業機３における左側の駆動輪と右側の駆動輪との間に設けられ、両駆動輪間の回転差を吸収する装置である。差動装置３４は、少なくともデフロック（差動固定：Differential Lock）モードを有しており、デフロックモードでは両駆動輪間を直結状態として、両駆動輪の回転数を同一とする。

【0050】

操作系３５は、オペレータＢ１が作業機３の走行に関する各種の操作を行うシステムであって、アクセルレバー、ステアリングホイール、デフロックペダル、変速レバー及び変速ペダル等を含む。例えば、オペレータＢ１がアクセルレバーを操作することで、エンジン３１の回転数を変化させることができる。

【0051】

アクチュエータ３６は、操作系３５に機械的に接続されており、オペレータＢ１によらずに操作系３５を操作する。つまり、アクチュエータ３６によれば、作業機３の自動操作が可能となる。

【0052】

また、作業支援システム１０は、上記構成に加えて、例えば、下位システム２の電源回路等を更に備えている。

【0053】

（２．３）動作
次に、作業支援システム１０の動作について説明する。ここでは、一例として、図２に示すように、ほ場Ａ１の一部に、ぬかるみ等からなる特定領域Ａ１１があり、この特定領域Ａ１１にて、対象イベントである作業機３の「沈み込み」が発生する状況を想定する。

【0054】

本実施形態では、上述したように、推定部１２は、現在データＤ１と履歴データとの比較結果を用いて、対象イベントの発生の有無を推定する。そのため、推定部１２にて対象イベントの発生の有無を推定するためには、予め履歴データが登録されていることが必要である。そこで、以下では、作業支援システム１０の動作について、履歴データを登録する過程と、対象イベントを推定する過程と、に分けて説明する。

【0055】

図３は、作業機３がほ場Ａ１を走行する際のエンジン３１の回転数の変化を示すグラフである。図３では、作業機３がほ場Ａ１を走行する際に、特定領域Ａ１１に差し掛かる時点を第１時点ｔ１とし、特定領域Ａ１１を抜ける時点を第２時点ｔ２としている。つまり、時間軸（横軸）の期間Ｔ１が、作業機３が特定領域Ａ１１を走行する期間となる。図３中のグラフＧ１は、履歴データを登録する過程でのエンジン３１の回転数を示す。図３中のグラフＧ２は、対象イベントを推定する過程におけるエンジン３１の回転数の指示値を示し、図３中のグラフＧ３は、対象イベントを推定する過程におけるエンジン３１の回転数を示す。

【0056】

（２．３．１）履歴データの登録
まず、履歴データを登録する過程について、図２～図４を参照して説明する。

【0057】

オペレータＢ１の操作により作業機３がほ場Ａ１内を走行する間、下位システム２は、定期的又は不定期に、現在データＤ１を上位システム１に送信する。現在データＤ１は、少なくとも位置検知部２２で検知された作業機３の位置（図２の例では「Ｐ１」）に関する位置情報を含む。ここでは一例として、現在データＤ１は、位置情報に加えて、状態検知部２３で検知された作業機３の状態に関する状態情報を更に含む。状態情報は、エンジン３１の回転数、アクセルの開度等の操作系３５の状態、及び変速装置３２、操舵装置３３又は差動装置３４等の作動状態を含んでいる。つまり、上位システム１は、現在データＤ１を受信することで、位置情報及びエンジン３１の回転数を、取得することになる（図４のＳ１）。

【0058】

上位システム１の履歴登録部１４は、基本的には、下位システム２から現在データＤ１を取得すると、現在データＤ１中の位置情報と状態情報とを対応付けて履歴データとして登録する。つまり、履歴データは、作業機３の位置（位置情報）とエンジン３１の回転数（状態情報）との組み合わせを含む、時系列データである。

【0059】

ここにおいて、本実施形態では、履歴登録部１４は、現在データＤ１ごとに、エンジン３１の回転数に基づいて、エンジン３１の負荷が高負荷状態か否かを判断する（Ｓ２）。このとき、履歴登録部１４は、一例として、状態情報に含まれるエンジン３１の回転数が、アクセル開度で決まるエンジン３１の回転数の指示値に比べて、所定値以上低くなったことをもって、高負荷状態であると判断する。

【0060】

図３の例では、特定領域Ａ１１以外においては、グラフＧ１で示すように、エンジン３１の回転数は略一定となる。一方、特定領域Ａ１１では、エンジン３１の回転数は大幅に低下する。そのため、作業機３が特定領域Ａ１１を走行中に得られた現在データＤ１については、高負荷状態であると判断されることになる。

【0061】

高負荷状態であると判断すれば（Ｓ２：Ｙｅｓ）、履歴登録部１４は、対象イベントが発生したと判定し（Ｓ３）、そのときの現在データＤ１中の位置情報を特定位置情報とするように、特定位置情報を生成する（Ｓ４）。図２の例では、位置Ｐ２の位置情報が特定位置情報となる。ここで、位置Ｐ２は、特定領域Ａ１１を走行中の作業機３の位置であって、一点だけでなく、ある程度の幅を持って表される。特定位置情報が生成されると、履歴登録部１４は、特定位置情報を含めて履歴データを登録する（Ｓ５）。一方、高負荷状態でないと判断すれば（Ｓ２：Ｎｏ）、履歴登録部１４は、処理Ｓ３，Ｓ４をスキップして、履歴データを登録する（Ｓ５）。

【0062】

このようにして登録される履歴データには、エンジン３１の負荷の大きさが反映されている。すなわち、履歴データには、負荷の大きさに基づいて判断される特定位置情報が含まれるので、負荷の大きさは履歴データに反映されることになる。

【0063】

作業支援システム１０は、履歴データを登録する過程では、現在データＤ１を取得するごとに処理Ｓ１～Ｓ５を繰り返す。これにより、作業機３がほ場Ａ１を走行する間の履歴が履歴データとしてデータ格納部１５に記録される。図４のフローチャートは、一例に過ぎず、処理の順番が適宜変更されてもよいし、処理が適宜追加又は削除されてもよい。

【0064】

（２．３．２）対象イベントの推定
次に、対象イベントを推定する過程について、図２、図３及び図５を参照して説明する。

【0065】

オペレータＢ１の操作により作業機３がほ場Ａ１内を走行する間、下位システム２は、定期的又は不定期に、現在データＤ１を上位システム１に送信する。現在データＤ１は、上述したように、少なくとも位置検知部２２で検知された作業機３の位置（図２の例では「Ｐ１」）に関する位置情報を含む。つまり、上位システム１は、位置情報を含む現在データＤ１を取得する（図５のＳ１１）。

【0066】

上位システム１の推定部１２は、基本的には、下位システム２から現在データＤ１を取得すると、現在データＤ１と履歴データとの比較を行い（Ｓ１２）、比較結果から対象イベントの発生の有無を推定する。ここで、推定部１２は、現在データＤ１と履歴データとの比較結果が、判定条件を満たすか否かを判定し（Ｓ１３）、判定条件を満たす場合（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、対象イベントと推定する（Ｓ１４）。判定条件は、例えば、現在データＤ１中の位置情報と、履歴情報中の特定位置情報と、が所定の関係を満たすことを含む。「所定の関係」は、一例として、位置情報が示す位置と特定位置情報が示す位置との相対距離が、閾値以下となるような関係を含む。

【0067】

すなわち、本実施形態では、履歴データは、少なくとも対象イベントが発生したときの作業機３の位置に関する特定位置情報を含む。現在データＤ１は、作業機３の位置に関す
る位置情報を含む。推定部１２は、位置情報と特定位置情報とが所定の関係を満たす場合に、対象イベントが発生すると推定する。この構成によれば、作業機３の位置の関係性から、対象イベントを推定することが可能である。

【0068】

対象イベントが発生すると推定された場合、出力部１３は、エンジン３１の回転数を上昇させる指示情報を生成し（Ｓ１５）、この指示情報を含む出力データＤ２を、下位システム２に対して出力（送信）する（Ｓ１６）。上位システム１からの出力データＤ２を取得した下位システム２は、制御部２４にて、出力データＤ２に従って作業機３を制御する（Ｓ１７）。このとき、制御部２４は、例えば、操作系３５としてのアクセルレバーにつながるアクチュエータ３６を駆動することで、アクセル開度を制御して、エンジン３１の回転数を上昇させる。判定条件を満たさない場合（Ｓ１３：Ｎｏ）、処理Ｓ１４～Ｓ１７はスキップされる。

【0069】

その結果、作業機３が特定領域Ａ１１の付近に位置する間は、対象イベントが発生すると推定されて、出力データＤ２によってエンジン３１の回転数を上昇させるような制御がなされることになる。したがって、図３のグラフＧ２のように、作業機３が特定領域Ａ１１に差し掛かる第１時点ｔ１の手前で、エンジン３１の回転数の指示値が上昇し、作業機３が特定領域Ａ１１を抜ける第２時点ｔ２以降に、エンジン３１の回転数の指示値が低下する。よって、グラフＧ３のように、作業機３が特定領域Ａ１１に差し掛かる第１時点ｔ１の手前で、エンジン３１の回転数が指示値を追従して上昇し、作業機３が特定領域Ａ１１を走行中にエンジン３１の回転数が低下しても、その低下幅を小さく抑えることができる。すなわち、エンジン３１の回転数を上昇させる制御がなされない場合のエンジン３１の回転数に比較して、制御がなされる場合のエンジン３１の回転数は、出力データＤ２が出力される前のエンジン３１の回転数からの低下幅を、小さく抑えることができる。

【0070】

作業支援システム１０は、対象イベントを推定する過程では、現在データＤ１を取得するごとに処理Ｓ１１～Ｓ１７を繰り返す。これにより、作業機３がほ場Ａ１を走行する間、対象イベントの有無が常時監視される。図５のフローチャートは、一例に過ぎず、処理の順番が適宜変更されてもよいし、処理が適宜追加又は削除されてもよい。

【0071】

ところで、制御部２４は、出力データＤ２に従って作業機３を制御する。本実施形態では、制御部２４の制御対象は、エンジン３１の回転数と、作業機３の移動速度と、作業機３の操舵装置３３と、作業機３の差動装置３４と、の少なくとも１つを含む。この構成によれば、作業機３の多様な制御が可能となる。本実施形態では、出力データＤ２がエンジン３１の回転数を制御するための指示情報を含むので、制御部２４の制御対象は、少なくともエンジン３１の回転数を含んでおり、制御部２４は、対象イベントに先駆けてエンジン３１の回転数を上昇させる。

【0072】

ここで、制御部２４の制御対象は、エンジン３１の回転数に加えて又は代えて、作業機３の移動速度と、作業機３の操舵装置３３と、作業機３の差動装置３４と、の少なくとも１つを含んでいてもよい。

【0073】

作業機３の移動速度（車速）を制御対象とする場合、制御部２４は、例えば、操作系３５としての変速ペダルにつながるアクチュエータ３６を駆動することで、変速装置３２を制御する。一例として、制御部２４は、対象イベントに合わせてエンジン３１の回転数を上昇させる場合に、作業機３を加速させて特定領域Ａ１１を走破しやすくしてもよいし、反対に作業機３を減速させてほ場Ａ１での作業機３のスリップ率を低下させてもよい。さらに、制御部２４は、対象イベントに合わせてエンジン３１の回転数を上昇させる場合に、作業機３の移動速度を一定に維持して安定した走行を実現してもよいし、一定速度以上を維持してもよい。作業機３の移動速度をどのように制御するかは、ほ場Ａ１の状態等に
応じて適宜決定することが好ましい。

【0074】

作業機３の操舵装置３３を制御対象とする場合、例えば、制御部２４は、対象イベントに合わせてエンジン３１の回転数を上昇させるときに、操舵角を直進に近づけるように操舵装置３３を制御する。作業機３の差動装置３４を制御対象とする場合、例えば、制御部２４は、対象イベントに合わせてエンジン３１の回転数を上昇させるときに、デフロックモードとするように差動装置３４を制御する。

【0075】

（２．３．３）対象イベントの推定に関する補足事項
以下に、対象イベントの推定に関する補足事項を説明する。

【0076】

すなわち、本実施形態では、推定部１２は、基本的には、上述したように、現在データＤ１の位置情報と履歴データの特定位置情報とが所定の関係を満たす場合に、対象イベントが発生すると推定する。ただし、推定部１２は、位置情報と特定位置情報とが所定の関係を満たす場合に、必ずしも対象イベントが発生すると推定するのではなく、例外的に対象イベントと推定しないケースも存在する。例えば、位置情報と特定位置情報とが所定の関係を満たすとしても、１年以上も前に登録された履歴データに対して、作業機３が行う作業の種類も異なるような現在データＤ１については、対象イベントと推定することが好ましくないケースもある。すなわち、推定部１２は、作業機３の位置の関係だけでなく、作業機３の位置以外の補足情報を用いることで、対象イベントの誤った推定を低減する。

【0077】

一例として、履歴データと現在データＤ１とで、作業機３が行う作業の種類が同じである等、作業機３が行う作業について何らかの相関があることが、対象イベントの発生と推定するための補足情報となり得る。つまり、現在データＤ１に係る作業機３による作業が、履歴データの登録時と同じ作業である場合に、位置情報と特定位置情報とが所定の関係を満たすと、対象イベントの発生と推定される。例えば、田植機からなる作業機３での田植えの作業時に登録された履歴データと、次年度の田植えの作業時に得られる現在データＤ１とで、位置情報と特定位置情報とが所定の関係を満たすと、対象イベントの発生と推定される。

【0078】

他の例として、履歴データと現在データＤ１とで、作業機３が行う作業が続けて行われている等、作業機３が行う作業の時期について何らかの相関があることが、対象イベントの発生と推定するための補足情報となり得る。つまり、現在データＤ１に係る作業機３による作業が、履歴データの登録時の作業の次工程である場合に、位置情報と特定位置情報とが所定の関係を満たすと、対象イベントの発生と推定される。例えば、トラクタからなる作業機３での作業時に登録された履歴データと、トラクタでの作業の次工程となる田植機からなる作業機３での作業時に得られる現在データＤ１とで、位置情報と特定位置情報とが所定の関係を満たすと、対象イベントの発生と推定される。

【0079】

（３）変形例
実施形態１は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。実施形態１は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。本開示において説明する各図は、模式的な図であり、各図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。また、実施形態１に係る作業支援システム１０と同様の機能は、作業支援方法、コンピュータプログラム、又はコンピュータプログラムを記録した非一時的記録媒体等で具現化されてもよい。一態様に係る作業支援方法は、作業機を用いた作業を支援する方法であって、推定処理（図５の「Ｓ１１」～「Ｓ１４」に相当）と、出力処理（図５の「Ｓ１６」に相当）と、を有する。作業機３は、エンジン３１を動力源として、ほ場Ａ１を走行する。推定工程では、少なくともエンジン３１の負荷の大きさに基づいて、負荷の変動を伴う対象イベントの発生の有無を推定する。出力
工程では、推定工程の推定結果に応じた出力データＤ２を出力する。一態様に係る（コンピュータ）プログラムは、上記の作業支援方法を、１以上のプロセッサに実行させるためのプログラムである。

【0080】

以下、実施形態１の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。

【0081】

本開示における作業支援システム１０は、コンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムは、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、本開示における作業支援システム１０としての機能が実現される。プログラムは、コンピュータシステムのメモリに予め記録されてもよく、電気通信回線を通じて提供されてもよく、コンピュータシステムで読み取り可能なメモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。

【0082】

また、作業支援システム１０の少なくとも一部の機能が、１つの筐体内に集約されていることは作業支援システム１０に必須の構成ではなく、作業支援システム１０の構成要素は、複数の筐体に分散して設けられていてもよい。例えば、作業支援システム１０のうちの推定部１２は、出力部１３とは別の筐体に設けられていてもよい。さらに、作業支援システム１０の少なくとも一部の機能がクラウド（クラウドコンピューティング）等によって実現されてもよい。

【0083】

反対に、実施形態１において、複数の装置に分散されている作業支援システム１０の機能が、１つの筐体内に集約されていてもよい。例えば、上位システム１と下位システム２とに分散して設けられている機能の少なくとも一部が、上位システム１に集約されていてもよいし、下位システム２に集約されていてもよい。

【0084】

本実施形態に係る作業支援システム１０が用いられる作業機３は、乗用タイプの田植機に限らず、例えば、トラクタ、散布機、移植機、噴霧器、収穫機又はコンバイン等であってもよい。さらに、作業機３は、乗用タイプの農業機械に限らず、例えば、自動運転型の農業機械であってもよい。

【0085】

また、特定領域Ａ１１は、１つのほ場Ａ１に対して１箇所に限らず、ほ場Ａ１内に複数個所、存在していてもよい。

【0086】

また、作業支援システム１０での推定対象となる対象イベントは、作業機３のエンジン３１の負荷の変動を伴うイベントであればよく、実施形態１で説明したような作業機３の「沈み込み」に限らない。例えば、ほ場Ａ１の土の硬軟度等に起因した作業機３のスリップ等のように、エンジン３１の負荷が低負荷状態となるような変動を伴うイベントが、対象イベントであってもよい。

【0087】

また、下位システム２に限らず、上位システム１も下位システム２と同様に、携帯電話網又は公衆無線ＬＡＮ等を介して、ネットワークＮＴ１に接続されていてもよい。反対に、下位システム２においても、携帯電話網又は公衆無線ＬＡＮ等を介さずに、ネットワークＮＴ１に直接的に接続されていてもよい。

【0088】

また、下位システム２を搭載した作業機３が複数台存在する場合には、これら複数台の作業機３の過去の状況に係る履歴データが、データ格納部１５に格納されてもよい。すなわち、この場合、上位システム１に対して複数の下位システム２が通信可能に接続される。これにより、複数台の作業機３のいずれかで発生した対象イベントについても、作業支
援システム１０での推定対象とすることができる。

【0089】

また、位置検知部２２は、ＧＰＳ等の衛星測位システムに限らず、衛星測位システムと共に、又は代えて、例えば、複数の発信器から電波で送信されるビーコン信号を受信する受信機を用いてもよい。この場合、複数の発信器は、作業機３が移動するほ場Ａ１周辺の複数箇所に配置され、位置検知部２２は、複数の発信器の位置と、受信機でのビーコン信号の受信電波強度とに基づいて、作業機３の位置を検知する。

【0090】

また、位置検知部２２は、例えば、速度センサ、加速度センサ又はジャイロセンサ等のセンサを含み、これらのセンサにて作業機３の挙動を検知してもよい。さらに、位置検知部２２は、例えば、イメージセンサ（カメラ）、ソナーセンサ、レーダ、及びＬｉＤＡＲ（Light Detection and Ranging）等のセンサを含み、これらのセンサにて作業機３の周辺状況を検知してもよい。そして、位置検知部２２は、作業機３の挙動及び／又は周辺状況を用いて、作業機３の位置を検知してもよい。

【0091】

また、出力部１３での出力データＤ２の出力の態様は、上位通信部１１への出力に限らず、例えば、表示、音、印刷（プリントアウト）、オペレータＢ１等が所持する情報端末への送信、非一時的記録媒体への記録（書き込み）等であってもよい。つまり、出力部１３は出力データＤ２を出力すればよく、出力部１３から出力される出力データＤ２は、制御部２４での作業機３の制御に用いられることに限らない。例えば、出力部１３から出力される出力データＤ２は、ユーザインタフェース２５でオペレータＢ１に提示されてもよい。例えば、ユーザインタフェース２５は、沈み込み等の対象イベントの発生が推定される場所を、出力データＤ２に従ってオペレータＢ１に示すような表示を行ったり、対象イベントの発生が推定されることを音声出力等でオペレータＢ１に通知したりしてもよい。

【0092】

また、出力部１３は、対象イベントが発生するより前のタイミングで出力データＤ２を出力する構成に限らず、例えば、対象イベントが発生するタイミング、又は対象イベントの発生後のタイミングで出力データＤ２を出力してもよい。

【0093】

また、推定部１２は、作業機３の位置（現在データＤ１中の位置情報及び履歴データ中の特定位置情報）の関係性から対象イベントを推定する構成に限らず、例えば、作業機３の作業開始からの経過時間の関係性等から対象イベントを推定してもよい。

【0094】

また、作業支援システム１０は、ほ場Ａ１のうち、例えば、苗継ぎの作業等の特定の作業が行われるマスク領域については、対象イベントの推定を行わなくてもよい。特定の作業は、例えば、変速レバー等の操作から検知可能である。

【0095】

また、作業支援システム１０は、対象イベントへの対策を制御部２４によって自動的に行う場合に、制御部２４の制御内容を評価してもよい。例えば、制御部２４による制御で、特定領域Ａ１１をうまく走破できなかった場合には、制御内容を変更することが好ましい。

【0096】

（実施形態２）
本実施形態に係る作業支援システム１０は、推定部１２が履歴データを用いずに現在データＤ１のみから対象イベントの発生の有無を推定する点で、実施形態１に係る作業支援システム１０と相違する。以下、実施形態１と同様の構成については、共通の符号を付して適宜説明を省略する。

【0097】

すなわち、実施形態１では、推定部１２は、現在データＤ１と履歴データとの比較結果を用いて、対象イベントの発生の有無を推定するのに対し、本実施形態では、推定部１２
は、履歴データを用いずに対象イベントの発生の有無を推定する。そのため、本実施形態では、履歴登録部１４（図１参照）等は適宜省略可能である。

【0098】

具体的には、本実施形態では、推定部１２は、「（２．３．１）履歴データの登録」の欄で説明した履歴登録部１４の動作と同様に、現在データＤ１ごとに、エンジン３１の回転数に基づいて、エンジン３１の負荷が高負荷状態か否かを判断する。そして、推定部１２は、一例として、状態情報に含まれるエンジン３１の回転数が、アクセル開度で決まるエンジン３１の回転数の指示値に比べて、所定値以上低くなったことをもって、高負荷状態であると判断し、対象イベントの発生と推定する。要するに、本実施形態では、推定部１２は、現在データＤ１を用いてエンジン３１の負荷をリアルタイムに監視し、対象イベントの発生の有無を推定する。言い換えれば、推定部１２は、エンジン３１の負荷の大きさが反映された現在データＤ１を用いて対象イベントを推定することで、少なくともエンジン３１の負荷の大きさに基づいて、対象イベントの発生の有無を推定することになる。

【0099】

実施形態２で説明した種々の構成は、実施形態１で説明した種々の構成（変形例を含む）と適宜組み合わせて採用可能である。

【符号の説明】

【0100】

３ 作業機
１０ 作業支援システム
１２ 推定部
１３ 出力部
２４ 制御部
３１ エンジン
３３ 操舵装置
３４ 差動装置
１００ 作業システム
Ａ１ ほ場
Ｄ１ 現在データ
Ｄ２ 出力データ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】