特許 7606992 作業領域推測方法、作業領域推測システムおよび作業領域推測プログラム

(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】2024-12-18

(45)【発行日】2024-12-26

(54)【発明の名称】作業領域推測方法、作業領域推測システムおよび作業領域推測プログラム

(51)【国際特許分類】

   G06Q 50/02 20240101AFI20241219BHJP

【ＦＩ】

G06Q50/02

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2022002706

(22)【出願日】2022-01-12

(65)【公開番号】P2023102321

(43)【公開日】2023-07-25

【審査請求日】2024-02-22

(73)【特許権者】

【識別番号】720001060

【氏名又は名称】ヤンマーホールディングス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100205350

【弁理士】

【氏名又は名称】狩野 芳正

(74)【代理人】

【識別番号】100117617

【弁理士】

【氏名又は名称】中尾 圭策

(72)【発明者】

【氏名】田中 徹士

【審査官】木村 慎太郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１６２０５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－０１０３０１（ＪＰ，Ａ）

(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】

圃場内を移動しながら農作業を行う作業車両が通過する複数の測位点において位置を測定した位置情報を取得することと、
前記複数の測位点のうちの、前記位置の測定の順番が連続する任意の２つの測位点の間の距離と、前記２つの測位点における測位時刻の時間間隔とを算出することと、
前記複数の測位点のうちの任意の２つの測位点を、前記距離が第１の閾値より短く、かつ、前記時間間隔が第２の閾値より短いときにノードとして連結した連結グラフのグラフ情報を生成することと、
前記連結グラフの部分グラフであって、密度が前記連結グラフの別の部分グラフより高い前記部分グラフであるコミュニティーを検出することと、
前記コミュニティーに基づいて、前記圃場内で前記作業車両が前記農作業を行った作業領域を推測することと、
前記作業領域を表す作業領域情報を外部に出力することと
を含む
作業領域推測方法。

【請求項2】

請求項１に記載の作業領域推測方法において、
前記検出することは、
前記連結グラフから前記部分グラフが分断されるまで、前記連結グラフのエッジを、前記複数の測位点のうちの任意の２つの測位点の間の最短経路に出現する回数が高い順に除外すること
を含む
作業領域推測方法。

【請求項3】

請求項１に記載の作業領域推測方法において、
前記検出することは、
前記連結グラフのノードのうち、エッジの総数が第３の閾値より低いノードを除外すること
を含む
作業領域推測方法。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか一項に記載の作業領域推測方法において、
前記連結グラフは、前記作業車両が動作を開始してから終了するまでに通過した測位点をノードとして含む
作業領域推測方法。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか一項に記載の作業領域推測方法において、
前記出力することは、
前記作業領域の推測形状を地図情報に重ね合わせて表示すること
を含む
作業領域推測方法。

【請求項6】

圃場内を移動しながら農作業を行う作業車両が通過する複数の測位点において位置を測定した位置情報を取得する取得部と、
前記複数の測位点のうちの、前記位置の測定の順番が連続する任意の２つの測位点の間の距離と、前記２つの測位点における測位時刻の時間間隔とを算出する算出部と、
前記複数の測位点のうちの任意の２つの測位点を、前記距離が第１の閾値より短く、かつ、前記時間間隔が第２の閾値より短いときにノードとして連結した連結グラフのグラフ情報を生成する生成部と、
前記連結グラフの部分グラフであって、密度が前記連結グラフの別の部分グラフより高い前記部分グラフであるコミュニティーを検出する検出部と、
前記コミュニティーに基づいて、前記圃場内で前記作業車両が前記農作業を行った作業領域を推測する推測部と、
前記作業領域を表す作業領域情報を外部に出力する出力部と
を備える
作業領域推測システム。

【請求項7】

実行することによって所定の処理を実現するための作業領域推測プログラムであって、
前記処理は、
圃場内を移動しながら農作業を行う作業車両が通過する複数の測位点において位置を測定した位置情報を取得することと、
前記複数の測位点のうちの、前記位置の測定の順番が連続する任意の２つの測位点の間の距離と、前記２つの測位点における測位時刻の時間間隔とを算出することと、
前記複数の測位点のうちの任意の２つの測位点を、前記距離が第１の閾値より短く、かつ、前記時間間隔が第２の閾値より短いときにノードとして連結した連結グラフのグラフ情報を生成することと、
前記連結グラフの部分グラフであって、密度が前記連結グラフの別の部分グラフより高い前記部分グラフであるコミュニティーを検出することと、
前記コミュニティーに基づいて、前記圃場内で前記作業車両が前記農作業を行った作業領域を推測することと、
前記作業領域を表す作業領域情報を外部に出力することと
を含む
作業領域推測プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は作業領域推測方法、作業領域推測システムおよび作業領域推測プログラムに関し、例えば、農作業を行った作業領域の推測に好適に利用できるものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１（特許６９４６２１７号公報）には、圃場登録装置の特許が開示されている。この圃場登録装置は、位置情報記憶処理部と、圃場特定データ生成部とを含む。位置情報記憶処理部は、作業車両に搭載された測位装置が作業車両の移動中にＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ：全球測位衛星システム）を利用して測位データを所定周期でサンプリングした複数の測位点の位置情報を取得する。圃場特定データ生成部は、複数の測位点の点群を凸包処理して圃場の形状を特定する。

【0003】

特許文献１の圃場登録装置は、作業領域が単一である場合には有効である。しかしながら、作業車両が複数の圃場の間で移動を行いながらこれら複数の圃場で農作業を行った場合などには、複数の測位点が、複数の圃場で農作業が行われた作業領域と、作業領域以外の道路などとにまたがっている。そして、これら複数の作業領域の形状をそれぞれ区別して特定するためには、地図情報を参照しながら、圃場外の測位点を検出して凸包処理の対象から除外する処理などの、手間のかかる作業が必要となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許６９４６２１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記状況に鑑み、本開示は、作業車両が農作業を行った作業領域を効率よく推測するための作業領域推測方法、作業領域推測システムおよび作業領域推測プログラムを提供することを目的の１つとする。その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0006】

以下に、（発明を実施するための形態）で使用される番号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、（特許請求の範囲）の記載と（発明を実施するための形態）との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、（特許請求の範囲）に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。

【0007】

一実施の形態によれば、作業領域推測方法は、圃場（９）内を移動しながら農作業を行う作業車両（２）が通過する複数の測位点（Ｐ）において位置を測定した位置情報を取得すること（Ｓ０１）と、複数の測位点（Ｐ）のうちの、位置の測定の順番が連続する任意の２つの測位点（Ｐ）の間の距離と、２つの測位点（Ｐ）における測位時刻の時間間隔とを算出すること（Ｓ０２）とを含む。作業領域推測方法は、複数の測位点（Ｐ）のうちの任意の２つの測位点（Ｐ）を、距離が第１の閾値より短く、かつ、時間間隔が第２の閾値より短いときにノード（Ｎ）として連結した連結グラフのグラフ情報を生成すること（Ｓ０３）と、連結グラフの部分グラフであって、密度が連結グラフの別の部分グラフより高い部分グラフであるコミュニティーを検出すること（Ｓ０４）とをさらに含む。作業領域推測方法は、コミュニティーに基づいて、圃場（９）内で作業車両（２）が農作業を行った作業領域（８１、８２、８３、８４）を推測すること（Ｓ０５）と、作業領域（８１、８２、８３、８４）を表す作業領域情報を外部に出力すること（Ｓ０６）とをさらに含む。

【0008】

一実施の形態によれば、作業領域推測システム（１）は、取得部（４２１）と、算出部（４２２）と、生成部（４２３）と、検出部（４２４）と、推測部（４２５）と、出力部（４２６）とを備える。取得部（４２１）は、圃場（９）内を移動しながら農作業を行う作業車両（２）が通過する複数の測位点（Ｐ）において位置を測定した位置情報を取得する。算出部（４２２）は、複数の測位点（Ｐ）のうちの、位置の測定の順番が連続する任意の２つの測位点（Ｐ）の間の距離と、２つの測位点（Ｐ）における測位時刻の時間間隔とを算出する。生成部（４２３）は、複数の測位点（Ｐ）のうちの任意の２つの測位点（Ｐ）を、距離が第１の閾値より短く、かつ、時間間隔が第２の閾値より短いときにノード（Ｎ）として連結した連結グラフのグラフ情報を生成する。検出部（４２４）は、連結グラフの部分グラフであって、密度が連結グラフの別の部分グラフより高い部分グラフであるコミュニティーを検出する。推測部（４２５）は、コミュニティーに基づいて、圃場（９）内で作業車両（２）が農作業を行った作業領域（８１、８２、８３、８４）を推測する。出力部（４２６）は、作業領域（８１、８２、８３、８４）を表す作業領域情報を外部に出力する。

【0009】

一実施の形態によれば、作業領域推測プログラムは、実行することによって所定の処理を実現するためのプログラムである。この処理は、圃場（９）内を移動しながら農作業を行う作業車両（２）が通過する複数の測位点（Ｐ）において位置を測定した位置情報を取得すること（Ｓ０１）と、複数の測位点（Ｐ）のうちの、位置の測定の順番が連続する任意の２つの測位点（Ｐ）の間の距離と、２つの測位点（Ｐ）における測位時刻の時間間隔とを算出すること（Ｓ０２）とを含む。この処理は、複数の測位点（Ｐ）のうちの任意の２つの測位点（Ｐ）を、距離が第１の閾値より短く、かつ、時間間隔が第２の閾値より短いときにノード（Ｎ）として連結した連結グラフのグラフ情報を生成すること（Ｓ０３）と、連結グラフの部分グラフであって、密度が連結グラフの別の部分グラフより高い部分グラフであるコミュニティーを検出すること（Ｓ０４）とをさらに含む。この処理は、コミュニティーに基づいて、圃場（９）内で作業車両（２）が農作業を行った作業領域（８１、８２、８３、８４）を推測すること（Ｓ０５）と、作業領域（８１、８２、８３、８４）を表す作業領域情報を外部に出力すること（Ｓ０６）とをさらに含む。

【発明の効果】

【0010】

一実施の形態によれば、作業車両が農作業を行った作業領域を効率よく推測することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、一実施の形態による作業領域推測システムの一構成例を示す図である。

【図2】図２は、一実施の形態による作業領域推測装置の一構成例を示すブロック回路図である。

【図3】図３は、一実施の形態による作業領域推測方法の一構成例を示すフローチャートである。

【図4A】図４Ａは、一実施の形態による連結グラフのグラフ情報の生成について説明するための図である。

【図4B】図４Ｂは、一実施の形態による連結グラフのグラフ情報の生成について説明するための図である。

【図5A】図５Ａは、一実施の形態による連結グラフのグラフ情報の生成について説明するための図である。

【図5B】図５Ｂは、一実施の形態による連結グラフのグラフ情報の生成について説明するための図である。

【図5C】図５Ｃは、一実施の形態による連結グラフのグラフ情報の生成について説明するための図である。

【図5D】図５Ｄは、一実施の形態による連結グラフのグラフ情報の生成について説明するための図である。

【図6】図６は、一実施の形態によるコミュニティーの検出について説明するための図である。

【図7A】図７Ａは、一実施の形態による作業領域の推測について説明するための図である。

【図7B】図７Ｂは、一実施の形態による作業領域の推測について説明するための図である。

【図7C】図７Ｃは、一実施の形態による作業領域の推測について説明するための図である。

【図7D】図７Ｄは、一実施の形態による作業領域の推測について説明するための図である。

【図7E】図７Ｅは、一実施の形態による作業領域の推測について説明するための図である。

【図7F】図７Ｆは、一実施の形態による作業領域の推測について説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

添付図面を参照して、本開示による作業領域推測方法、作業領域推測システムおよび作業領域推測プログラムを実施するための形態を以下に説明する。

【0013】

（実施の形態）
図１に示すように、一実施の形態による作業領域推測システム１は、作業領域推測装置４を備える。作業領域推測システム１は、外部端末５をさらに備えてもよい。作業領域推測装置４と、外部端末５と、作業車両２に搭載された車載端末２０とは、ネットワーク３を介して通信可能に接続されていてもよい。作業車両２は、圃場９Ａ、９Ｂの中で移動しながら農作業などの作業を行う。作業車両２は、さらに、圃場９Ａ、９Ｂの間で移動してもよい。以降、圃場９Ａ、９Ｂを区別しないとき、これらを圃場９と総称する。

【0014】

図２に示すように、一実施の形態による作業領域推測装置４は、いわゆるコンピュータとして構成されていてもよい。すなわち、作業領域推測装置４は、バス４１と、演算装置４２と、記憶装置４３と、通信装置４４と、入出力装置４５とを備える。バス４１は、演算装置４２、記憶装置４３、通信装置４４および入出力装置４５を相互に通信可能に接続するように構成されている。

【0015】

演算装置４２は、取得部４２１と、算出部４２２と、生成部４２３と、検出部４２４と、推測部４２５と、出力部４２６とを備える。記憶装置４３は、作業領域推測プログラム記憶部４３１を備える。作業領域推測プログラム記憶部４３１は、作業領域推測プログラムを格納する。

【0016】

演算装置４２は、作業領域推測プログラムを実行することによって、取得部４２１、算出部４２２、生成部４２３、検出部４２４、推測部４２５および出力部４２６のそれぞれの処理を実現する。言い換えれば、取得部４２１、算出部４２２、生成部４２３、検出部４２４、推測部４２５および出力部４２６のそれぞれは、演算装置４２と記憶装置４３とが協働して実現する処理を行う仮想的な機能ブロックである。これらの機能ブロックの処理については、後述する。

【0017】

作業領域推測プログラムは、外部の記録媒体４３０から読み出されて作業領域推測プログラム記憶部４３１に格納されてもよい。記録媒体４３０は、非一時的で有形の媒体（non-transitory and tangible media）であってもよい。

【0018】

通信装置４４は、取得部４２１または出力部４２６によって制御されるなどして、ネットワーク３を介した無線通信および／または有線通信で、車載端末２０および／または外部端末５を含む外部の装置と通信を行う。作業領域推測プログラムは、通信装置４４によってネットワーク３を介して外部から受信されて作業領域推測プログラム記憶部４３１に格納されてもよい。

【0019】

入出力装置４５は、使用者に情報を出力し、使用者が入力する操作を受け付ける。一例として、入出力装置４５は、画像を出力する表示装置、音声を出力するスピーカー、押下操作を受け付けるボタン、音声入力を受け付けるマイクロフォン、タッチ操作を受け付けるとともに画像の出力を行うタッチパネルなどを含む。

【0020】

車載端末２０は、測位装置と、通信装置とを備えており、測位装置がＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ：全球測位衛星システム）を利用するなどして測定した位置を表す位置情報を、ネットワーク３を介して作業領域推測装置４へ送信するように構成されている。車載端末２０は、演算装置がプログラムを実行して処理を実現するコンピュータとして構成されてもよい。

【0021】

外部端末５は、通信装置と、表示装置を備えており、作業領域推測装置４からネットワーク３を介して受信した情報を表示装置で出力するように構成されている。外部端末５は、演算装置がプログラムを実行して処理を実現するコンピュータとして構成されてもよい。

【0022】

図３のフローチャートを参照して、一実施の形態による作業領域推測方法の一構成例について説明する。言い換えれば、図３のフローチャートを参照して、一実施の形態による作業領域推測システム１の一動作例について説明する。さらに言い換えれば、図３のフローチャートは、一実施の形態による作業領域推測装置４が実行する作業領域推測プログラムの一構成例を示す。

【0023】

図３のフローチャートの処理が開始する前に、作業車両２の車載端末２０の測位装置がその位置を測定して位置情報を取得する。車載端末２０が位置情報を取得した地点を、測位点と呼ぶ。測位点は、作業車両２が圃場９で農作業をしながら通過した稼働軌跡または作業車両２が農作業を行わずに移動した移動軌跡に含まれる。車載端末２０は、複数の時刻のそれぞれにおいて位置情報を取得し、位置情報を取得した測位時刻を表す測位時刻情報と対応付けて位置情報を記憶装置に格納する。車載端末２０は、所定の周期で測位を行ってもよい。位置情報は、厳密には、対応する測位時刻における測位装置の位置を表すが、測位装置が作業車両２に固定されていれば、実質的にはその測位時刻における作業車両２の位置を表す。車載端末２０は、作業車両２がキーオン操作によって動作を開始したときに位置情報の取得を開始する。また、車載端末２０は、作業車両２がキーオフ操作によって動作を終了したときに位置情報の取得を終了し、記憶装置に格納した位置情報を、ネットワーク３を介して作業領域推測装置４へ送信する。作業領域推測装置４は、位置情報を受信するとき、図３のフローチャートの処理を開始する。

【0024】

図３のフローチャートの処理が開始すると、ステップＳ０１が実行される。ステップＳ０１において、作業領域推測装置４の取得部４２１が測位点の位置情報を取得する。より詳細には、取得部４２１は、車載端末２０から送信された位置情報を、通信装置４４を制御して受信し、記憶装置４３に格納する。車載端末２０が作業車両２の位置を測定して位置情報を取得する動作は、ステップＳ０１において実行されてもよいし、ステップＳ０１の前に実行されてもよい。

【0025】

それぞれの測位点の位置情報は、例えば、測位点の緯度および経度を含んでもよい。また、それぞれの測位点の位置情報に、測位を行った測位時刻を表す測位時刻情報に加えて、測位を行った順番を対応付けて記録してもよい。測位の順番は、測位時刻情報から算出してもよい。

【0026】

ステップＳ０１の後、ステップＳ０２が実行される。ステップＳ０２において、作業領域推測装置４の算出部４２２が測位の順番が連続する２つの測位点について、距離および時間間隔を算出する。より詳細には、算出部４２２は、複数の測位点のうちの、測位の順番が連続する任意の２つの測位点の間の距離を、これら２つの測位点の位置情報に基づいて算出する。また、算出部４２２は、これら２つの測位点にそれぞれ対応付けられた２つの測位時刻の間の時間間隔を、これらの測位時刻に基づいて算出する。

【0027】

なお、車載端末２０は、測位を所定の周期で周期的に行った場合は、時間間隔は既知としてその算出を省略してもよい。ただし、この場合も、ＧＮＳＳ信号の受信における不具合などが発生した可能性を考慮して、記録された測位時刻に基づいて時間間隔を算出してもよい。

【0028】

ステップＳ０２の後、ステップＳ０３が実行される。ステップＳ０３において、作業領域推測装置４の生成部４２３が、複数の測位点のうちの、所定の条件を満たす２つの測位点を連結した連結グラフのグラフ情報を生成する。この条件は、第１の閾値に関する第１の条件と、第２の閾値に関する第２の条件とを含む。より詳細には、生成部４２３は、２つの測位点の間の距離が第１の閾値より短く、かつ、これら２つの測位点にそれぞれ対応付けられた２つの測位時刻の間の時間間隔が第２の閾値より短いときに、これら２つの測位点を連結する処理を行う。生成部４２３は、複数の測位点に含まれる任意の２つの測位点の組み合わせのそれぞれについてこの処理を行うことで、一部の測位点を連結した連結グラフを表すグラフ情報を生成する。ここで、グラフ情報は、連結グラフをコンピュータが扱える形式で表したデータである。グラフ情報は、例えば、連結グラフに含まれるノードおよびエッジのそれぞれを表す情報と、ノードおよびエッジの接続関係を表す情報とを含む。

【0029】

図４Ａと図４Ｂとを参照して、一実施の形態による連結グラフのグラフ情報の生成について説明する。図４Ａの例に示す第１の連結グラフは、ノードＮ１０、Ｎ１１、Ｎ１２、Ｎ１３、Ｎ１４、Ｎ１５を含む。以下、ノードＮ１０～Ｎ１５を区別しないとき、これらをノードＮと総称する。図４Ａの例において、これらのノードＮは、作業車両２が移動しながら測位を行った複数の測位点を表している。図４ＡにおけるノードＮのそれぞれの位置は、対応する測位点の位置を表し、これらのノードＮの連結は、対応する２つの測位点における測位の順番が連続していることを表す。

【0030】

具体的には、図４Ａの例において、ノードＮ１０とノードＮ１１とは連結されており、ノードＮ１１とノードＮ１２とは連結されており、ノードＮ１２とノードＮ１３とは連結されており、ノードＮ１３とノードＮ１４とは連結されており、ノードＮ１４とノードＮ１５とは連結されている。これらの連結は、ノードＮ１０、Ｎ１１、Ｎ１２、Ｎ１３、Ｎ１４、Ｎ１５のそれぞれに対応する測位点をこの順番で測位したことを表す。

【0031】

図４Ａの境界線Ｃは、ノードＮ１０を中心とする円の一部としての円弧である。言い換えれば、この円の内側にあるノードＮ１１、Ｎ１２、Ｎ１４、Ｎ１５は、ノードＮ１０からの距離がこの円の半径より短い。反対に、この円の外側にあるノードＮ１３は、ノードＮ１０からの距離がこの円の半径より長い。

【0032】

図４Ａの連結のうち、実線で描かれた連結は、ノードＮ１０の測位時刻から所定の時間が経過する前に測位された測位点との連結を表す。反対に、一点鎖線で描かれた連結は、ノードＮ１０の測位時刻から所定の時間が経過した後に測位された測位点との連結を表す。図４Ａの例では、ノードＮ１１、Ｎ１２、Ｎ１３、Ｎ１４の測位は、ノードＮ１０の測位時刻から所定の時間が経過する前に行われている。残るノードＮ１５の測位は、ノードＮ１０の測位時刻から所定の時間が経過した後に行われている。

【0033】

図４ＡのノードＮ１０に注目すると、ノードＮ１０からの距離が境界線Ｃの円の半径より短く、かつ、ノードＮ１０の測位時刻からその測位時刻が所定の時間より短い、という条件を、ノードＮ１１、Ｎ１２、Ｎ１４は満たし、残るノードＮ１３、Ｎ１５は満たさない。このことを、図４Ｂの第２の連結グラフのように表す。図４Ｂの例では、注目するノードＮ１０が、上記の条件を満たすノードＮ１１、Ｎ１２、Ｎ１４と連結されており、上記の条件を満たさないノードＮ１３、Ｎ１５とは連結されていない。

【0034】

なお、図４Ａおよび図４Ｂの例では、図４Ｂの第２の連結グラフにおいてノードＮ１０に連結されるノードＮ１１、Ｎ１２、Ｎ１４を実線で描いている。反対に、図４Ｂの第２の連結グラフにおいてノードＮ１０に連結されないノードＮ１３、Ｎ１５を破線で描いている。

【0035】

次に、図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃおよび図５Ｄを参照して、一実施の形態による連結グラフのグラフ情報の生成について、より具体的に説明する。図５Ａの例では、圃場９と、測位点Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８、Ｐ９、Ｐ１０、Ｐ１１、Ｐ１２とが描かれている。以下、測位点Ｐ０～Ｐ１２を区別しないとき、これらを測位点Ｐと総称する。ここで、図５Ａでは、実際には面積を持たない測位点Ｐを見やすくするために、測位点Ｐを中心とする円として描かれていることに留意されたい。このことは、後述する図５Ｂ、図５Ｃおよび図５Ｄについても同様である。測位点Ｐ０は圃場９の外に配置されており、残る測位点Ｐ１～Ｐ１２は圃場９の内側に配置されている。測位点Ｐ０～Ｐ１２をこの順番に接続する矢印は、作業車両２が測位点Ｐ０～Ｐ１２をこの順番に通過しながら測位を行ったことを表している。図５Ａの例において、測位点Ｐそれぞれにおける測位は、所定の測位周期ごとに行われており、この測位周期は１分である。また、図５Ａの例において、作業車両２は測位点Ｐ０からＰ１２まで一定の速度で移動しながら通過しており、測位の順序が連続する２つの測位点Ｐの間の距離は５メートルである。ただし、これらの具体的な数値はあくまでも一例であって実施の形態を限定しない。

【0036】

図５Ｂは、最初に測位点Ｐ０に注目した段階で生成される連結グラフの一例を示している。ここで、境界線Ｃ０は、測位点Ｐ０を中心とした円である。この境界線Ｃ０の半径は、ある測位点Ｐを測位点Ｐ０に連結するか否かの判定に用いる第１の閾値である。図５Ｂの例において、第１の閾値は１１メートルである。上述したとおり、一実施の形態において、注目している測位点Ｐ０とある測位点Ｐとを連結する条件に含まれる第１の条件は、測位点Ｐ０からある測位点Ｐまでの距離が第１の閾値より短いことである。図５Ｂの例では、測位点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ８が第１の条件を満たしており、残る測位点Ｐ３～Ｐ７、Ｐ９～Ｐ１２は第１の条件を満たしていない。なお、境界線Ｃ０は、測位点Ｐ７およびＰ９を表す円に重なっているものの、これらの円の中心点には届いていないので、注目している測位点Ｐ０から測位点Ｐ７またはＰ９までの距離は第１の閾値より長く、したがって測位点Ｐ７およびＰ９は第１の条件を満たしていないと判定される。

【0037】

上述したとおり、一実施の形態において、注目している測位点Ｐ０とある測位点Ｐとを連結する条件に含まれる第２の条件は、作業車両２が測位点Ｐ０で測位した測位時刻から、その測位点Ｐで測位した測位時刻までの時間間隔が、第２の閾値より短いことである。図５Ｂの例において、第２の閾値は、７分３０秒である。図５Ｂの例では、測位点Ｐ１～Ｐ７が第２の条件を満たしており、残る測位点Ｐ８～Ｐ１２は第２の条件を満たしていない。

【0038】

上述したとおり、一実施の形態において、注目している測位点Ｐ０とある測位点Ｐとを連結する条件は、第１の閾値に関する第１の条件と、第２の閾値に関する第２の条件とを含む。図５Ｂの例では、測位点Ｐ１、Ｐ２が第１の条件と第２の条件とを満たしている。図５Ｂの例では、図３のフローチャートのステップＳ０３で生成する第２の連結グラフのエッジを太い実線で示している。より詳細には、図５Ｂの第２の連結グラフは、測位点Ｐ０と測位点Ｐ１とを連結するエッジと、測位点Ｐ０と測位点Ｐ２とを連結するエッジとを含む。

【0039】

なお、残る測位点Ｐ３～Ｐ１２は第１の条件および／または第２の条件を満たしていないので、図５Ｂの第２の連結グラフに含まれない。図５Ｂでは、第１の条件および／または第２の条件を満たさない測位点Ｐ３～Ｐ１２を破線で示している。

【0040】

図５Ｃは、最初に測位点Ｐ０に注目し、次に測位点Ｐ１に注目した段階で生成される第３の連結グラフの一例を示している。図５Ｃに示す第３の連結グラフは、太い実線で表したエッジと、細い破線で表したエッジとを含む。太い実線で表したエッジは、測位点Ｐ１と他の測位点Ｐとの連結を表す。細い破線で表したエッジは、図５Ｂに示した第２の連結グラフのエッジのうち、図５Ｃに示す第３の連結グラフに含まれないエッジである。

【0041】

図５Ｃの例において、境界線Ｃ１は、測位点Ｐ１を中心とした円である。この境界線Ｃ１の半径は、第１の条件に関する第１の閾値である。図５Ｃの例における第１の閾値は、図５Ｂを参照して説明した処理で用いた第１の閾値であり、一例として１１メートルである。図５Ｃの例において、測位点Ｐ０、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ７～Ｐ９は第１の閾値に関する第１の条件を満たしており、残る測位点Ｐ４～Ｐ６、Ｐ１０～Ｐ１２は第１の条件を満たしていない。なお、境界線Ｃ１は、測位点Ｐ６およびＰ１０を表す円に重なっているものの、これらの円の中心点には届いていないので、注目している測位点Ｐ１から測位点Ｐ６またはＰ１０までの距離は第１の閾値より長く、したがって測位点Ｐ６およびＰ１０は第１の条件を満たしていないと判定される。

【0042】

図５Ｃの例において、第２の閾値は、図５Ｂを参照して説明した処理で用いた第２の閾値であり、一例として７分３０秒である。図５Ｃの例では、測位点Ｐ０、Ｐ２～Ｐ８は第２の条件を満たしており、残る測位点Ｐ９～Ｐ１２は第２の条件を満たしていない。

【0043】

図５Ｃの例において、測位点Ｐ０、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ７、Ｐ８は第１の条件と第２の条件とを満たしている。図５Ｃの例では、図３のフローチャートのステップＳ０３で生成する第３の連結グラフのうち、測位点Ｐ１と他の測位点Ｐとを連結するエッジを、太い実線で示している。より詳細には、図５Ｃの第３の連結グラフは、測位点Ｐ１と、測位点Ｐ０、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ７およびＰ８とをそれぞれ連結するエッジを含む。図５Ｃに示す第３の連結グラフは、図５Ｂに示した第２の連結グラフのうちの、測位点Ｐ１に関係しないエッジである、測位点Ｐ０と測位点Ｐ２とを連結するエッジを、さらに含む。

【0044】

その後、測位点Ｐ２～Ｐ１２のそれぞれを順次注目して、注目している測位点Ｐと、第１の閾値に関する第１の条件と、第２の閾値に関する第２の条件とを満たす測位点Ｐとを連結するエッジを追加した連結グラフを生成する。図５Ｄは、測位点Ｐ０～Ｐ１２にそれぞれ注目して生成した連結グラフを合成した結果として生成される連結グラフの一例を示している。

【0045】

図３のフローチャートのステップＳ０３の後、ステップＳ０４が実行される。ステップＳ０４において、作業領域推測装置４の検出部４２４が、連結グラフの中からコミュニティーを検出する。コミュニティーは、連結グラフのうち、他の部分と比較してノードが密に連結している部分グラフである。一実施の形態では、連結グラフのうちの、連結がより密な部分グラフを検出するために、いわゆるネットワーク分析の手法を用いる。

【0046】

図６を参照して、いわゆるネットワーク分析の手法を用いて、連結グラフからコミュニティーを検出する方法について説明する。図６の例に示す連結グラフは、ノードＮ２１、Ｎ２２、Ｎ２３、Ｎ２４、Ｎ２５、Ｎ２６と、エッジＥ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５、Ｅ６、Ｅ７とを含んでいる。以下、ノードＮ２１～Ｎ２６を区別しないとき、これらをノードＮと呼ぶ。また、エッジＥ１～Ｅ７を区別しないとき、これらをエッジＥと呼ぶ。

【0047】

図６の例において、エッジＥ１は、ノードＮ２１、Ｎ２２を連結している。同様に、エッジＥ２は、ノードＮ２２、Ｎ２３を連結している。エッジＥ３は、ノードＮ２１、Ｎ２３を連結している。エッジＥ４は、ノードＮ２３、Ｎ２４を連結している。エッジＥ５は、ノードＮ２４、Ｎ２５を連結している。エッジＥ６は、ノードＮ２４、Ｎ２６を連結している。エッジＥ７は、ノードＮ２５、Ｎ２６を連結している。

【0048】

まず、連結グラフに含まれる任意の２つのノードの組み合わせのそれぞれについて、これら２つのノードの間をエッジに沿って移動するための最短経路を算出する。図６の例では、連結グラフに含まれる１つのノードＮから、同じ連結グラフに含まれる別のノードＮまで、同じ連結グラフに含まれるエッジＥを介して移動するための、最短経路を求める方法が知られている。一例として、ノードＮ２１からノードＮ２２まで移動するための最短経路は、エッジＥ１である。同様に、ノードＮ２１からノードＮ２６まで移動するための最短経路は、エッジＥ３、Ｅ４、Ｅ６である。このような最短経路を、図６の例に示した連結グラフに含まれる任意の２つのノードＮの組み合わせのそれぞれについて算出する。

【0049】

次に、連結グラフに含まれるエッジのそれぞれについて、算出した最短経路に出現する回数を算出する。図６の例において、エッジＥ１は、ノードＮ２１とノードＮ２２の間の最短経路に１度だけ出現するので、エッジＥ１が最短経路に出現する回数は１である。同様に、エッジＥ７が最短経路に出現する回数も１である。また、エッジＥ２は、ノードＮ２２と、ノードＮ２３、Ｎ２４、Ｎ２５、Ｎ２６のそれぞれとの間の最短経路とに合計４回出現するので、エッジＥ２が最短経路に出現する回数は４である。同様に、エッジＥ３、Ｅ５、Ｅ６が最短経路に出現する回数も４である。さらに、エッジＥ４は、ノードＮ２１と、ノードＮ２４、Ｎ２５、Ｎ２６のそれぞれとの最短経路と、ノードＮ２２と、ノードＮ２４、Ｎ２５、Ｎ２６のそれぞれとの最短経路と、ノードＮ２３と、ノードＮ２４、Ｎ２５、Ｎ２６のそれぞれとの最短経路とに合計９回出現するので、エッジＥ４が最短経路に出現する回数は９である。

【0050】

次に、連結グラフに含まれるエッジのうち、最短経路に出現する回数が最大のエッジを検出する。図６の例において、最短経路に出現する回数が最大のエッジＥは、エッジＥ４である。

【0051】

次に、連結グラフから、最短経路に出現する回数が最大のエッジを除外することで、連結グラフが分断されて、ノードのコミュニティーが検出される。図６の例において、最短経路に出現する回数が最大であるエッジＥ４を連結グラフから除外することで、ノードＮ２１、Ｎ２２、Ｎ２３を含む第１のコミュニティー８Ａと、ノードＮ２４、Ｎ２５、Ｎ２６を含む第２のコミュニティー８Ｂとが検出される。

【0052】

なお、最短経路に出現する回数が最大のエッジを除外しても連結グラフが分断されない場合は、連結グラフが分断されるまで、最短経路に出現する回数が大きい順にエッジを除外し続けることで、ノードのコミュニティーが検出される。

【0053】

図３のフローチャートのステップＳ０４の後、ステップＳ０５が実行される。ステップＳ０５において、作業領域推測装置４の推測部４２５が、ステップＳ０４で検出したコミュニティーに基づいて、作業車両２が作業を行った作業領域を推測する。より詳細には、推測部４２５は、検出されたそれぞれのコミュニティーに含まれる測位点の位置情報に基づいて、これらの測位点の凸包または凹包を算出することで、それぞれのコミュニティーに対応する作業領域の位置および形状を推測する。

【0054】

一例として、図７Ａに示す位置情報が取得された場合について説明する。図７Ａにおいて、複数の点は作業車両２の位置を測位した複数の測位点を表し、複数の直線は作業車両２が作業せずに移動した移動軌跡と、作業車両２が農作業を行いながら移動した稼働軌跡とを表している。図７Ａの位置情報に基づいて、図３のフローチャートのステップＳ０２～Ｓ０４が実行されることで、図７Ｂ、図７Ｃ、図７Ｄ、図７Ｅにそれぞれ示した測位点のコミュニティーが検出される。その後、検出されたそれぞれのコミュニティーに含まれる測位点の凸包を算出することで、図７Ｆに示すように、それぞれのコミュニティーに対応する作業領域８１、８２、８３、８４の位置と形状とが推測される。

【0055】

図３のフローチャートのステップＳ０５の後、ステップＳ０６が実行される。ステップＳ０６において、作業領域推測装置４の出力部４２６が、推測した作業領域を表す作業領域情報を出力する。より詳細には、出力部４２６は入出力装置４５を制御して、推測した作業領域の位置と形状とを表す作業領域情報を外部に出力する。一例として、入出力装置４５に含まれる表示装置やタッチパネルなどが、使用者が視覚的に認識できるように、作業領域の推測形状を表示してもよい。このとき、使用者が直感的に理解できるように、作業領域の推測形状を、作業領域を含む地域の地図情報に重ね合わせて表示してもよい。さらに、作業領域に含まれる測位点Ｐを、推測形状および地図情報に重ね合わせて表示してもよい。

【0056】

ステップＳ０６の後、図３のフローチャートの処理は終了する。

【0057】

以上に説明したように、一実施の形態によれば、作業車両２が複数の測位点で測定した位置情報に基づいて、作業領域の外にある測位点を自動的に除外することによって、作業領域を効率よく推測することができる。

【0058】

（変形例、その１）
上述した第１の実施の形態では、図３のフローチャートのステップＳ０４において、いわゆるネットワーク分析の手法を用いて、ノード間の最短経路に出現する回数が最も多いエッジを除外することでコミュニティーを検出する構成例を、図６を参照して説明した。この構成例の変形例として、図３のフローチャートのステップＳ０３で生成した連結グラフに含まれるノードのそれぞれにおけるエッジの総数が所定の閾値より少ないノードを除外することでコミュニティーを検出する構成例について説明する。

【0059】

図５Ｄに示した連結グラフの例では、ノードとしての測位点Ｐ０のエッジ総数は２であり、ノードとしての測位点Ｐ４、Ｐ９、Ｐ１２のエッジ数は４であり、ノードとしての測位点Ｐ１のエッジ数は５であり、ノードとしての測位点Ｐ３、Ｐ５、Ｐ８、Ｐ１０、Ｐ１１のエッジ数は６であり、ノードとしての測位点Ｐ２のエッジ数は７であり、ノードとしての測位点Ｐ６、Ｐ７のエッジ数は９である。ここで、ノードのエッジ総数の閾値を、例えば３とすると、圃場９の外側にあるノードとしての測位点Ｐ０と、圃場９の内側にあるノードとしての測位点Ｐ１～Ｐ１２とが区別される。このことは、作業車両２が圃場９の外側で農作業を行わずに移動を行うときにはその移動軌跡が細い一本道になる確率が高く、作業車両２が圃場９の内側で農作業を行いながら移動するときにはその稼働軌跡に複数の互いに平行で隣接する線を含む確率が高い、という違いによる。エッジの総数が閾値より小さいノードとしての測位点Ｐ０を連結グラフから除外することで、連結グラフに残ったノードとしての測位点Ｐ１～Ｐ１２からなるコミュニティーが検出される。

【0060】

なお、ノードのエッジ総数の閾値は、予め、過去に取得した位置情報に基づいて適切な値に設定してもよい。

【0061】

（変形例、その２）
上述した第１の実施の形態では、図３のフローチャートのステップＳ０６において、推測した作業領域を表す作業領域情報を作業領域推測装置４が表示することによって出力する構成について説明した。この構成の一変形例として、作業領域情報を外部端末５が表示することによって出力してもよい。この場合は、作業領域推測装置４の出力部４２６が通信装置４４を制御することによって、作業領域情報を、ネットワーク３を介して外部端末５に送信する。外部端末５の通信装置は作業領域情報を受信し、外部端末５の表示装置は作業領域情報を外部に出力する。このとき、使用者が直感的に理解できるように、作業領域の推測形状を、作業領域を含む地域の地図情報に重ね合わせて表示してもよい。さらに、作業領域に含まれる測位点Ｐを、推測形状および地図情報に重ね合わせて表示してもよい。

【0062】

以上、発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。また、実施の形態に説明したそれぞれの特徴は、技術的に矛盾しない範囲で自由に組み合わせることが可能である。

【符号の説明】

【0063】

１ 作業領域推測システム
２ 作業車両
２０ 車載端末
３ ネットワーク
４ 作業領域推測装置
４１ バス
４２ 演算装置
４２１ 取得部
４２２ 算出部
４２３ 生成部
４２４ 検出部
４２５ 推測部
４２６ 出力部
４３ 記憶装置
４３０ 記録媒体
４３１ 作業領域推測プログラム記憶部
４４ 通信装置
４５ 入出力装置
５ 外部端末
８Ａ、８Ｂ コミュニティー
８１、８２、８３、８４ 作業領域
９、９Ａ、９Ｂ 圃場
Ｃ、Ｃ０、Ｃ１ 境界線
Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５、Ｅ６、Ｅ７ エッジ
Ｎ１０、Ｎ１１、Ｎ１２、Ｎ１３、Ｎ１４、Ｎ１５ ノード
Ｎ２１、Ｎ２２、Ｎ２３、Ｎ２４、Ｎ２５、Ｎ２６ ノード
Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８、Ｐ９、Ｐ１０、Ｐ１１、Ｐ１２ 測位点

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図5D】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図7D】

【図7E】

【図7F】