JP7726802B2 - reaper - Google Patents
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- JP7726802B2 JP7726802B2 JP2022014308A JP2022014308A JP7726802B2 JP 7726802 B2 JP7726802 B2 JP 7726802B2 JP 2022014308 A JP2022014308 A JP 2022014308A JP 2022014308 A JP2022014308 A JP 2022014308A JP 7726802 B2 JP7726802 B2 JP 7726802B2
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Description
本発明は、雑草などを刈る刈取機に関する。 The present invention relates to a harvester for cutting weeds and other plants.
高速道路などの法面、堤防、休耕田などでは、定期的に雑草の刈取りが行われている。歩行型の草刈機(特許文献1)が用いられることもあれば、法面などの傾斜地では危険があるため自律走行型(無人型)の刈取機(特許文献2)や遠隔操縦型の刈取機(特許文献3)などが用いられることもある。
図1は、荒川河川敷にある国有地の空撮写真(国土地理院「地図・空中写真サービス閲覧サービス」から引用)である。
Weeds are periodically cut on slopes of expressways, levees, fallow fields, etc. Walk-behind mowers (Patent Document 1) are sometimes used, but because slopes and other sloping areas are dangerous, autonomous (unmanned) mowers (Patent Document 2) and remote-controlled mowers (Patent Document 3) are also sometimes used.
Figure 1 is an aerial photograph of government-owned land on the Arakawa riverbed (taken from the Geospatial Information Authority of Japan's "Map and Aerial Photo Viewing Service").
雑草の繁殖する作業地は多様であり、雑草の種類も異なれば、繁殖する密度も異なっている。しかも、同じ作業地内でも雑草の生え方や種類が異なることが多い。そして、刈りにくい雑草が含まれることがある。例えば、外来種のオオブタクサは成長すると高さが3~4mで幹が4cmを越えることがある。しかも、群生することがあるので、その刈取りには大きな負荷がかかる。また、クズは日本の固有種であるが蔓が繁茂することはよくあることである。しかも、蔓は強靭な繊維を含んでいるため回転する刃体に絡まりやすく、その度に、刈取り作業を中断し絡まった蔓を刈取り部から取り除く作業をする必要がある。ササや細い竹などは、硬度が高く、かつ、しなやかに曲がるため、刈り取りにくい植物である。 Work areas where weeds grow are diverse, and the types and densities of weeds vary. Even within the same work area, weeds often grow in different ways and at different rates. Some weeds are difficult to cut. For example, the invasive species giant ragweed can grow to a height of 3-4m and a trunk length of over 4cm. It also tends to grow in clusters, making cutting it a heavy burden. Kudzu is a species endemic to Japan, but it often grows profusely as vines. Furthermore, because the vines contain strong fibers, they easily become tangled in the rotating blades, making it necessary to interrupt the cutting operation and remove the tangled vines from the cutting section each time. Plants such as bamboo grass and thin bamboo are difficult to cut because they are hard and flexible.
さらに、高い密度で雑草が繁茂する領域がある場合、刈取り作業を妨げることもある。密度の高い箇所では、刈取機に著しい負荷がかかるため、作業速度を落とすなどの操作が必要となる。 Furthermore, areas with high weed density can hinder mowing operations. High density areas place a significant strain on the mower, making it necessary to slow down the working speed, etc.
図1に示されているように、背の高い雑草の生えた領域や、著しく繁茂している領域、低い雑草の生えた領域などが見て取れる。刈取機の機種により、背の高い雑草の刈取が不得手な機種もある。また、どのような機種であれ、著しく雑草が繁茂している箇所では、負荷がかかり刈取機の能力を超えてしまい、良好に刈取り作業ができないため、速度を落とす等の調整が必要となる。
さらに、従来技術で説明したように、クズなどの蔓性植物の蔓は強靭な繊維を含んでいるため回転する刃体に絡まりやすく、慎重に刈取り作業をしないと、刃体に蔓が絡みつくこともある。作業者は、蔓を取り除くなど作業を強いられ、作業効率を著しく落とすことがある。
As shown in Figure 1, there are areas with tall weeds, areas with significant overgrowth, and areas with short weeds. Depending on the model of reaper, some models are not good at cutting tall weeds. Furthermore, regardless of the model, in areas with significant overgrowth of weeds, the load will exceed the reaper's capacity and it will not be able to cut properly, so adjustments such as slowing down will be necessary.
Furthermore, as explained in the prior art, the vines of creeping plants such as kudzu contain strong fibers that easily become tangled around the rotating blades, and unless the harvesting work is done carefully, the vines may become tangled around the blades, forcing the worker to perform tasks such as removing the vines, which can significantly reduce work efficiency.
作業者が操作する、歩行型の刈取機や乗用型の刈取機においては、作業者が、雑草の生え具合、エンジン音、刈取り部から発する音などから、走行速度を落としたり、刈取り部の高さを変更したりして、負荷がかかりすぎないように調節していた。刈取り作業において、トラブルなく、且つ、作業時間を短縮するには作業者の経験と勘に任せざるを得ず、使い勝手が悪かった。
草刈ロボットのような自律型の刈取機や遠隔操作型の刈取機においては、遠方から操縦者(作業者)が、エンジン音や刈取り部から発する音を聞き分けにくく、トラブルが起きないように常に走行速度を落として作業する必要があり、作業効率を落とすこともあった。
本発明は、刈取機の使い勝手を良くすることを課題とする。
In the case of walk-behind or ride-on type harvesters operated by an operator, the operator must adjust the speed or height of the harvester to avoid excessive load, based on the state of weed growth, engine noise, and noise from the harvester. In order to avoid trouble and shorten the work time during harvesting, the operator must rely on the experience and intuition of the operator, which makes it difficult to use.
With autonomous mowing machines such as grass-cutting robots and remote-controlled mowing machines, it is difficult for the operator (worker) to distinguish between the engine noise and the sounds coming from the mowing unit from a distance, and they must always operate at a reduced speed to avoid any problems, which can reduce work efficiency.
An object of the present invention is to improve the ease of use of a reaper.
本発明は、記憶部と制御部と走行部と刈取部とGNSS測位装置を備えた刈取機であって、前記記憶部は、作業マップデータを記憶するものであり、
前記作業マップデータは、作業地の地図情報と関連付けられており、少なくとも、刈取り作業に影響を及ぼす因子から導かれた、刈取り作業の影響度合いを含むものであり、前記制御部は、前記GNSS測位装置で得られた測位情報と、前記作業マップデータに基づき、(1)刈取り作業の影響度合の大きさにより前記走行部または前記刈取部を制御する、または、(2)少なくとも刈取り作業の影響度合の大きな領域に接近すると報知するものであり、刈取り作業に影響を及ぼす因子には、少なくとも蔓性植物の繁茂状態を含むことを特徴とする雑草刈取機としたことで課題を解決した。
The present invention provides a reaper including a memory unit, a control unit, a traveling unit, a reaping unit, and a GNSS positioning device, wherein the memory unit stores work map data,
The work map data is associated with map information of the work site and includes at least the degree of impact of the mowing work derived from factors that affect the mowing work, and the control unit, based on the positioning information obtained by the GNSS positioning device and the work map data, (1) controls the traveling unit or the mowing unit depending on the degree of impact of the mowing work, or (2) issues an alert when approaching an area where the impact of the mowing work is significant, and the problem is solved by providing a weed mower characterized in that the factors that affect the mowing work include at least the state of overgrowth of vines.
本発明により、作業効率が向上し使い勝手が良くなった。 This invention improves work efficiency and ease of use.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の説明で、異なる図における同一符号は同一機能の部位を示しており、各図における重複説明は適宜省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, the same reference numerals in different drawings indicate parts with the same function, and duplicate descriptions in each drawing will be omitted as appropriate.
〔実施例〕
(刈取機)
本発明は、刈取対象を雑草に限るわけではないが、実施例は、雑草を刈り取り対象とする刈取機4に関するものである。
図2は、実施例の刈取機4の斜視図である。本発明は、乗用型、歩行型、遠隔操作型、自律走行型など様々な型式の刈取機4に利用可能である。実施例の刈取機4は自律走行型のため操縦部などは備えられていない。
刈取機4は、進行方向前方に刈取部42を備えており、刈取部42を昇降する昇降シリンダ41で刈高さが制御されている。自律走行型であるため、制御部5は、所定のルートを走行するように走行部43を制御している。
制御部5は、実施例では刈取機4の後方にあり、記憶部51も同じ個所に設けられている。
報知部44は、実施例ではパトランプであり、異常や注意を促すときに作動する。報知部44は、光による報知に限られず、音響による報知やディスプレイ等による文字によるものも本発明に含まれる。
[Example]
(reaper)
Although the present invention is not limited to weeds as a cutting target, the embodiment relates to a reaper 4 that cuts weeds.
2 is a perspective view of the reaper 4 of the embodiment. The present invention can be used for various types of reapers 4, such as riding types, walk-behind types, remote-controlled types, and autonomous types. The reaper 4 of the embodiment is an autonomous type and is therefore not equipped with a control unit or the like.
The reaper 4 has a reaping unit 42 at the front in the traveling direction, and the reaping height is controlled by a lifting cylinder 41 that raises and lowers the reaping unit 42. Because it is an autonomous traveling type, the control unit 5 controls the traveling unit 43 to travel along a predetermined route.
In this embodiment, the control unit 5 is located at the rear of the reaper 4, and the memory unit 51 is also provided at the same location.
In this embodiment, the notification unit 44 is a patrol lamp that is activated when an abnormality occurs or when a warning is given. The notification unit 44 is not limited to a light notification, and the present invention also includes a sound notification or a text notification on a display or the like.
(GNSS測位装置)
刈取機4は、GNSS測位装置45(Global Navigation Satellite System / 全球測位衛星システム)を備えている。GNSS測位装置45は、GNSSアンテナとGNSS受信装置からなっている。GNSSとしては、GPSが代表的であるが、測位精度を上げるためGPSに加えてQZSS(愛称「みちびき」)などを受信できるGNSS測位装置45を採用してもよい。
刈取機4の測位情報(緯度・経度)は、GNSS測位装置45により測定され、その測位情報は制御部5に送られる。
(GNSS positioning device)
The reaper 4 is equipped with a GNSS (Global Navigation Satellite System) positioning device 45. The GNSS positioning device 45 is composed of a GNSS antenna and a GNSS receiving device. GPS is a typical example of the GNSS, but to improve positioning accuracy, a GNSS positioning device 45 that can receive QZSS (nicknamed "Michibiki") and other signals in addition to GPS may also be employed.
The positioning information (latitude and longitude) of the reaper 4 is measured by the GNSS positioning device 45 , and the positioning information is sent to the control unit 5 .
(因子の抽出)
図1は、荒川河川敷にある国有地の空撮写真1(国土地理院「地図・空中写真サービス閲覧サービス」)から引用である。
本発明の作業マップデータ3は、衛星、ドローンまたは航空機から撮影した空撮写真1を分析することで作られる。図1は、一枚のカラーの空撮写真1であるが、様々な波長のフィルターで撮影した空撮写真1や、雑草の高さが分かる空撮写真1など、1ヶ所につき複数種類の空撮写真1が撮影されることもある。これらの空撮写真1は、刈取り作業直前のものでなければならないことは言うまでもない。
(Factor extraction)
Figure 1 is taken from an aerial photograph 1 of national land on the Arakawa riverbed (Geospatial Information Authority of Japan, "Map and Aerial Photo Viewing Service").
The work map data 3 of the present invention is created by analyzing aerial photographs 1 taken from a satellite, drone, or aircraft. Figure 1 shows a single color aerial photograph 1, but multiple types of aerial photographs 1 may be taken for one location, such as aerial photographs 1 taken with filters of various wavelengths or aerial photographs 1 showing the height of weeds. Needless to say, these aerial photographs 1 must be taken immediately before the harvesting work.
図3は、分析結果の一部を示した説明図である。実施例は、空撮写真1から、刈取り作業に影響を及ぼす因子(パラメータ)を分析する。草高さは、走行速度に影響を及ぼす。特に、ハンマーナイフ型の刈取機4では、刈り取った雑草を粉砕するため草高さが高い程、負荷がかかる。草高さについて、草高さが低い領域21、草高さが高い領域22、草高さが中程度の領域23に分けて領域を示している。高さを精密に測定するため、撮影位置をずらせた複数の空撮写真1撮影し、高さを測定することもできる。刈取り作業に影響を及ぼす因子(パラメータ)は、植物に関する情報に限られない。例えば、転倒の危険がある傾斜がきつい領域では、慎重に走行が求められるので因子に加えて数値化してもよい。
雑草の密度は、雑草密度が高い領域24と雑草密度が低い領域25に分けて表示している。雑草密度は、高い程、刈取機4に負荷を与える。
オオブタクサのように太い茎の植物、ササや細竹など硬い茎の植物の繁茂している領域を、太い茎・硬い茎の植物繁茂領域26として表示している。太い茎や硬い茎の雑草は、非常に刈取りにくいため、刈取り作業に大きな影響を与える。
さらに、蔓性植物は、他の植物にネット状に絡まり繁茂するので、雑草密度や草高さと併せて刈取り作業に極めて大きな影響を与える。空撮写真1を解析して蔓性植物繁茂領域27として表示している。
この他にも、空撮写真1から得られる刈取り作業に影響を与える様々な因子が、分析され分析データ2として蓄積される。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing some of the analysis results. In this embodiment, factors (parameters) affecting mowing operations are analyzed from aerial photographs 1. Grass height affects traveling speed. In particular, with a hammer-knife type mower 4, the higher the grass height, the greater the load on the mower as it crushes the mowed weeds. The grass height is shown divided into a low grass height region 21, a high grass height region 22, and a medium grass height region 23. To precisely measure the height, multiple aerial photographs 1 can be taken at different shooting positions and the height can be measured. Factors (parameters) affecting mowing operations are not limited to information about plants. For example, in areas with steep slopes where there is a risk of tipping, careful driving is required, so this information can be added to the factors and quantified.
The weed density is displayed as a high weed density area 24 and a low weed density area 25. The higher the weed density, the greater the load on the reaper 4.
Areas where plants with thick stems, such as giant ragweed, and plants with hard stems, such as bamboo and thin bamboo, grow thick are displayed as areas 26 where plants with thick or hard stems grow thick. Thick and hard-stemmed weeds are very difficult to cut, and therefore have a significant impact on cutting work.
Furthermore, vines grow thickly and entangle other plants in a net-like pattern, which, together with the density and height of the weeds, has a significant impact on the mowing work. Aerial photograph 1 is analyzed and displayed as a vine-overgrown area 27.
In addition to this, various factors that affect the harvesting work obtained from the aerial photograph 1 are analyzed and accumulated as analysis data 2.
分析は、画像解析装置のように自動的に分析してもよいが、作業者が分析を行ってもよい。 The analysis may be performed automatically, such as by an image analysis device, or by an operator.
実施例では、分類分けを、雑草密度が高い領域24と雑草密度が低い領域25などと2段階や3段階に分けたが、必要に応じさらに細かく分類分けしてもよい。 In the embodiment, the classification is divided into two or three levels, such as areas with high weed density 24 and areas with low weed density 25, but more detailed classification may be made if necessary.
また、刈取に影響を与える障害物28として図3では、樹木281と沼地282[水たまり]を表示している。さらに、道路29など、参考となる情報を分類してもよい。
1枚の空撮写真1から得られる情報が少なければ、各種波長に分解した空撮写真1を用いる、前年のデータを活用するなどして、多様な情報を取り出すことも可能である。
3, trees 281 and marshes 282 (puddles) are displayed as obstacles 28 that affect the cutting. Furthermore, reference information such as roads 29 may be classified.
If the information obtained from one aerial photograph 1 is limited, it is possible to extract a variety of information by using aerial photographs 1 resolved into various wavelengths or by utilizing data from the previous year.
(因子の整理)
前述したように空撮写真1から分析された各因子は、地図情報(経度・緯度)と関連付け(紐付け)される。図4は、刈取作業地の地図情報をメッシュで区切った各種分析データ2の説明図である。地図情報は、経度と緯度が分かるものであればどのようなものでもよい。メッシュの大きさは、刈取機4の刈取幅などを考慮して決めてもよい。あまり大きなメッシュにすると、制御の精度が悪くなる。
空撮写真1が、経度と緯度と紐づけ可能なオルソ画像であるならば、空撮写真1上に分析データ2をオーバーレイしたものとしてもよい。(「オルソ画像」とは、空撮写真1を地図情報(経度・緯度)などと重ね合わせて利用することができる地理空間情報に変換した画像である。)
(Factor organization)
As described above, each factor analyzed from the aerial photograph 1 is associated (linked) with map information (longitude and latitude). FIG. 4 is an explanatory diagram of various analysis data 2 in which map information of the harvesting work area is divided into meshes. Any map information may be used as long as it identifies longitude and latitude. The size of the mesh may be determined taking into account the harvesting width of the harvester 4, etc. If the mesh is too large, the control accuracy will decrease.
If the aerial photograph 1 is an orthoimage that can be linked to longitude and latitude, the analysis data 2 may be overlaid on the aerial photograph 1. (An "orthoimage" is an image that has been converted into geospatial information that can be used by overlaying the aerial photograph 1 with map information (longitude and latitude), etc.)
(作業マップデータ)
図5は、刈取り作業の影響度合い31を示す作業マップデータ3を作成する概念図である。各因子は、合算または因子ごとに重みを付けて合算される。これにより、刈取り作業の影響度合い31を予測できる。重み付けは、刈取機4の性能を考慮して決めることが好ましい。図5の実施例では、各因子を総合(合算)することで得られる刈取り作業の影響度合い31は、刈取作業の影響度合い31が小を「1」とし、大を「4」として1~4までに分類されている。刈取作業の影響度合い31は、きれいに刈り取れない、刈取機4が転倒する、刈取部42に草が詰まるなどの作業効率に影響を与えるトラブルが発生する度合い(可能性)に関連する情報を含むものとなる。
(Working map data)
FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating the generation of work map data 3 showing the degree of impact 31 of the mowing work. Each factor is added together or weighted and added together. This allows the degree of impact 31 of the mowing work to be predicted. The weighting is preferably determined taking into consideration the performance of the reaper 4. In the embodiment of FIG. 5, the degree of impact 31 of the mowing work obtained by combining (adding) each factor is classified into levels 1 to 4, with "1" representing a small degree of impact 31 of the mowing work and "4" representing a large degree of impact. The degree of impact 31 of the mowing work includes information related to the degree (possibility) of occurrence of problems that affect work efficiency, such as incomplete mowing, the mower 4 tipping over, or grass clogging the mowing unit 42.
刈取り作業の影響度合い31が大きい場合、トラブルを未然に防ぐために制御部5は、走行部43に制御信号を送り、速度を低下させる、または、横転しにくいように方向変更をする制御信号を送るなどする。また、制御部5は、刈取部42の刈高さを変えるなどの制御を行う。 If the impact level 31 of the mowing operation is high, the control unit 5 sends a control signal to the traveling unit 43 to slow down the speed or to change direction to prevent tipping over, in order to prevent problems from occurring. The control unit 5 also performs control such as changing the mowing height of the mowing unit 42.
逆に、刈取り作業の影響度合い31が小さい場合、制御部5は、走行速度を速める、きれいに刈れるように刈取部42を制御することで、刈取り作業効率を向上させることができる。 Conversely, if the degree of impact 31 of the mowing work is small, the control unit 5 can improve the efficiency of the mowing work by increasing the traveling speed and controlling the mowing unit 42 to mow neatly.
また、傾斜がきつい場合のように、慎重に走行する必要があるような領域においては、他の刈取り作業に影響を及ぼす因子がどうあれ、優先して刈取り作業の影響度合い31を大とすべき因子もある。刈取機4が転倒してしまうと、トラブル解消まで著しい時間を要するからである。さらに、刈取り作業の影響度合い31は、走行部43の走行速度や進行方向を変化させることで解消できる因子と刈取部42の刈高さなどを変化させることで解消できる因子等を分けることもできる。 Furthermore, in areas where careful driving is required, such as on steep slopes, there are factors for which the degree of impact 31 on the mowing work should be prioritized, regardless of other factors that may affect the mowing work. This is because if the mower 4 tips over, it will take a significant amount of time to resolve the problem. Furthermore, the degree of impact 31 on the mowing work can be divided into factors that can be resolved by changing the travel speed or direction of travel of the travel unit 43 and factors that can be resolved by changing the mowing height of the mowing unit 42, etc.
また、蔓性植物は、生えた植物にネットのように絡まり、その上面を覆うように成長して行く。蔓性植物は、刈取り作業の影響度合い31に与える影響が大なため、大きな重みを付けて合算することが好ましい因子もある。 In addition, vines grow like a net, entangling themselves around existing plants and covering their tops. Because vines have a large impact on the impact level 31 of harvesting work, it is preferable to give them a large weight in the total calculation.
なお、作業マップデータ3は、刈取り作業に影響を及ぼす因子と無関係な情報(データ)を更に含むことを妨げない。代表的な例は、作業地で刈取機4が走行する走行ルートである。このような、情報(データ)は、作業マップデータ3にオーバーレイされる。作業者は、走行ルートに照らして、作業開始からどの程度の時間経過するとトラブルが起きやすい箇所に到達するのか知ることもできる。 The work map data 3 may also include information (data) unrelated to factors that affect the harvesting work. A typical example is the route that the harvester 4 will travel in the work area. Such information (data) is overlaid on the work map data 3. By looking at the route, the worker can also know how much time has passed since the start of work before reaching a location where trouble is likely to occur.
(作業マップデータの修正)
作業マップデータ3をオルソ変換した空撮写真1にオーバーレイすることで、作業者は、作業現場と作業マップデータ3を見比べることができる。実施例では、作業者が現場を見て、作業マップデータ3を修正してもよい。空撮写真1だけでは分からない情報を作業マップデータ3に盛り込むことができる。例えば、雑草密度が高い領域24に密生している植物がイネ科の柔らかい雑草であるなら、負荷は小さく、影響度合いを小さい方向に修正できる。また、下草の生え具合が分からない草高さの高い領域22で、ササなどの硬い茎の植物が下草として密に繁茂している場合、影響度合いを大きな方向に修正できる。
(Correction of work map data)
By overlaying the work map data 3 on the ortho-converted aerial photograph 1, the worker can compare the work site with the work map data 3. In an embodiment, the worker may view the site and revise the work map data 3. Information that cannot be determined from the aerial photograph 1 alone can be incorporated into the work map data 3. For example, if the plants growing densely in the high weed density area 24 are soft grass weeds, the load is small and the degree of impact can be adjusted to a smaller value. Furthermore, if the undergrowth condition is unknown in the high grass area 22, and hard-stemmed plants such as bamboo are growing densely as undergrowth, the degree of impact can be adjusted to a larger value.
(制御部)
まず、制御部5は、GNSS測位装置45から、刈取機4の測位データを受け取る。また、作業マップデータ3は、記憶部51に保存されており、制御部5に送られる。制御部5は、GNSS測位装置45から得られた測位情報と作業マップデータ3を照合し、走行部43を制御し、刈取り作業の影響度合い31の大小により走行速度を変化させるなどの制御を行う。刈取部42にかかる負荷は、走行速度を低下させることで減らすことができる。これにより、刈り残しが発生することを防止できる。また、走行速度を低下させることで、処理能力を超えた雑草が刈取部42に取り込まれることを防止し、雑草が刈取部42に詰まってしまうようなトラブルも防止できる。逆に、刈取り作業の影響度合い31が小さいのであれば、走行速度を上げて作業を行うことができる。
(Control unit)
First, the control unit 5 receives positioning data of the reaper 4 from the GNSS positioning device 45. Furthermore, the work map data 3 is stored in the memory unit 51 and sent to the control unit 5. The control unit 5 compares the positioning information obtained from the GNSS positioning device 45 with the work map data 3, controls the traveling unit 43, and performs controls such as changing the traveling speed depending on the magnitude of the impact degree 31 of the mowing work. The load on the mowing unit 42 can be reduced by reducing the traveling speed, thereby preventing weeds from being left uncut. Furthermore, reducing the traveling speed prevents weeds that exceed the processing capacity from being taken into the mowing unit 42, and also prevents problems such as weeds clogging the mowing unit 42. Conversely, if the impact degree 31 of the mowing work is small, the traveling speed can be increased to perform the work.
また、制御部5は、測位データと作業マップデータ3を照合し、刈取部42を制御し、刈取り作業の影響度合い31の大小により刈取部42の昇降シリンダ41を作動させ、刈高さを変化させるなどの制御を行う。刈取機4は、刈高さを高くした個所を2度刈りするなどの制御を併せて行うこともできる。
昇降シリンダ41の制御と走行速度の制御は、同時になされてもよいし、いずれか一方の制御だけでもよい。
The control unit 5 also compares the positioning data with the work map data 3, controls the reaping unit 42, and operates the lifting cylinder 41 of the reaping unit 42 depending on the magnitude of the impact level 31 of the reaping work, thereby controlling the reaping height, etc. The reaper 4 can also perform other controls, such as mowing twice in areas where the reaping height is increased.
The control of the lifting cylinder 41 and the control of the travel speed may be performed simultaneously, or only one of them may be controlled.
歩行型、乗用型、遠隔操作型など作業者が操縦することを前提とする刈取機4でも、上述のような走行速度や刈高さ制御などを制御部5が担ってもよい。作業者は、刈取機4を回動したり直進させたりする運転だけを行えばよく、作業効率が向上する。また、制御部5は、ディスプレイに作業マップデータ3に基づき、「走行速度を落とせ」、「刈高さを下げろ」などの指示を表示して作業者に作業マップデータ3に基づく運転を促すようにしてもよい。 Even in reapers 4 that are intended to be operated by an operator, such as walk-behind, ride-on, or remote-controlled types, the control unit 5 may be responsible for the driving speed and cutting height control described above. The operator need only operate the reaper 4 by turning it or moving it straight, improving work efficiency. The control unit 5 may also prompt the operator to operate the reaper in accordance with the work map data 3 by displaying instructions such as "slow down the driving speed" or "lower the cutting height" on the display based on the work map data 3.
実施例では、制御部5と記憶部51を刈取機4に設けたが、ネットワークを介して制御する等、刈取機4の外に設けることもできる。また、制御部5は、プログラム上の領域であってもよく、また、分散していてもよく、必ずしもまとまった有体物として存在する必要はない。記憶部51も制御部5と同様である。 In the embodiment, the control unit 5 and memory unit 51 are provided in the reaper 4, but they can also be provided outside the reaper 4, such as by being controlled via a network. Furthermore, the control unit 5 may be a program area or may be distributed, and does not necessarily have to exist as a single physical entity. The memory unit 51 is similar to the control unit 5.
(報知)
各刈取り作業に影響を及ぼす因子(パラメータ)を総合することで導き出された刈取り作業の影響度合い31は、大きな値となる領域では、作業マップデータ3による制御がなされているとはいえ、トラブルが起きることが予想される。
実施例では、GNSS測位装置45から得られた測位情報と作業マップデータ3に基づき、刈取り作業の影響度合い31の大きな領域に刈取機4が接近すると、報知部44(パトランプ)による報知が行われる。
GNSS測位装置45から得られた測位情報と作業マップデータ3に基づき、刈取り作業の影響度合い31の小さな領域に接近した場合に報知がなされてもよい。このとき、作業者は、トラブルの少ない領域を走行していることを知ることができ、走行速度を上げるなどの操作を行うこともできる。
また、報知部44(パトランプ)を前述の刈取り作業の影響度合い31の大きな領域で行われた報知の態様を異なる態様(例えば、点滅)で報知してもよい。
(Notification)
The degree of impact 31 of the mowing work, which is derived by combining the factors (parameters) that affect each mowing work, is expected to cause trouble in areas where the value is large, even though control is being exercised by the work map data 3.
In the embodiment, based on the positioning information obtained from the GNSS positioning device 45 and the work map data 3, when the mower 4 approaches an area with a high degree of impact 31 of the mowing work, an alarm is issued by the alarm unit 44 (patrol lamp).
Based on the positioning information obtained from the GNSS positioning device 45 and the work map data 3, a warning may be issued when the mower approaches an area with a low degree of impact 31 of the mowing work. At this time, the worker can know that he is traveling in an area with few problems and can take action such as increasing the traveling speed.
In addition, the notification unit 44 (patrol lamp) may be configured to notify in a different manner (for example, by flashing) than the notification made in the area where the impact level 31 of the mowing work is large.
傾斜地を例にとると、一般的に、山中の法面などの傾斜地では、等高線に沿って刈取作業を行うことが多い。等高線走行は、刈取機4が横転する危険をはらむ。特に、傾斜面に凹凸があると、急激に傾斜の度合いが変化するため、危険性が増す。実施例では、自律走行型の刈取機4であるため予め設定された等高線走行を行うようにセッティングされている。傾斜地で横転などのトラブルに見舞われると、作業者は傾斜地で復旧作業を行うことが求められる。傾斜地での復旧作業は、平地に比べて時間がかかる上に、危険である。そのため、傾斜が非常にきつい領域では、刈取り作業の影響度合い31が他の因子に優先して最高レベルまで高められていることは前述したとおりである。報知部44は、刈取り作業の影響度合い31が大きな領域に刈取機4が接近すると報知が行うため、作業者は、慎重に刈取り作業を行い、または、自律走行型の場合は監視するようになる。作業者が、トラブルに見舞われる兆候があると判断した場合、自律走行を中断してマニュアルで操作するようにすることも可能である。
また、制御部5による制御に任せるなら、報知を行うと共に、制御部5は横転の危険のある等高線走行を中断し、転倒しにくいように、当該領域に限り等高線を横切るような方向で刈取を行うよう走行部43を制御する。
Taking sloping land as an example, mowing operations are generally performed along contour lines on sloping land, such as mountain slopes. Traveling along contour lines poses a risk of the reaper 4 overturning. This risk increases particularly when the slope is uneven, as the degree of inclination changes rapidly. In this embodiment, the autonomously traveling reaper 4 is set to travel along preset contour lines. If a problem such as a rollover occurs on a slope, the operator is required to perform recovery work on the slope. Recovery work on a slope takes more time and is more dangerous than on flat land. Therefore, as described above, in areas with very steep slopes, the impact degree 31 of the mowing operation is prioritized over other factors and is increased to the highest level. The alarm unit 44 issues an alarm when the reaper 4 approaches an area where the impact degree 31 of the mowing operation is high. This prompts the operator to carefully perform the mowing operation or, in the case of an autonomously traveling reaper, to monitor the area. If an operator determines that there are signs of trouble, they can halt autonomous driving and take manual control.
Furthermore, if control is left to the control unit 5, an alarm will be issued and the control unit 5 will interrupt contour line travel where there is a risk of tipping over, and control the travel unit 43 to mow in a direction that crosses the contour lines only in that area to make it less likely to tip over.
遠隔操作型(リモートコントロール型)の刈取機4においては、操縦装置に報知部44を取り付けることもできる。 In a remotely controlled harvester 4, a notification unit 44 can also be attached to the control device.
また、歩行型や乗用型のように作業者が操縦する刈取機4の場合は、刈取り作業の影響度合い31が大きな領域に近接したときに、報知部44から報知が行われる。報知により、作業者は、慎重に操縦するように促される。 In addition, in the case of a reaper 4 that is operated by an operator, such as a walk-behind or ride-on type, the notification unit 44 will issue a notification when the reaper approaches an area where the impact level 31 of the reaping work is high. This notification will encourage the operator to operate the reaper with caution.
(ディスプレイによる報知)
歩行型や乗用型の刈取機4においては、操縦部にディスプレイによる報知部44を設けてもよい。また、自律走行型や遠隔操縦型の刈取機4においては、リモートコントロール装置に付属するディスプレイなどに報知部44を設けてもよい。ディスプレイは文字情報を伝えることができるため、伝えるべき情報を多様化できる。
ディスプレイには、オルソ変換した空撮写真1に作業マップデータ3をオーバーレイした画像や、走行予定のコース、刈取部42にかかっている負荷、エンジン回転数、傾斜角度などを同時に表示できるようにしてもよい。
さらに、作業マップデータ3の刈取り作業の影響度合い31を表す数値を、色で表示してもよい。
(Notification by display)
In a walking or riding type reaper 4, the control unit may be provided with a display-based notification unit 44. In an autonomous or remotely controlled reaper 4, the notification unit 44 may be provided on a display attached to a remote control device. Since the display can convey text information, the information to be conveyed can be diversified.
The display may be configured to simultaneously display an image of an ortho-converted aerial photograph 1 with work map data 3 overlaid on it, the planned course of travel, the load on the reaping unit 42, engine speed, tilt angle, etc.
Furthermore, the numerical value representing the degree of impact 31 of the mowing work in the work map data 3 may be displayed in color.
(刈取り作業)
GNSS測位装置45から得られた測位情報と作業マップデータ3に含まれる刈取り作業の影響度合いにより刈取機4の制御がなされることで、刈取り作業の影響度合い31の小さな領域では、走行速度を上げることができる。これにより、作業効率が著しく向上する。また、刈取り作業の影響度合い31の大きな領域では、トラブルを回避でき、また、刈取不良などが起きないようにできるので作業効率が著しく向上する。
(Harvesting work)
The reaper 4 is controlled based on the positioning information obtained from the GNSS positioning device 45 and the degree of impact of the reaping work contained in the work map data 3, so that the traveling speed can be increased in areas where the degree of impact of the reaping work 31 is small, thereby significantly improving work efficiency. Also, in areas where the degree of impact of the reaping work 31 is large, problems can be avoided and poor reaping can be prevented, significantly improving work efficiency.
作業者は、刈取り作業を開始した直後、実際の刈取り作業の影響度合い31が作業マップデータ3と乖離しているかどうかを知ることができる。作業者は、実際に刈取り作業を行ってみて、刈取り作業の影響度合い31が、作業マップデータ3のそれよりも低いと知った場合、作業マップデータ3に含まれる刈取り作業の影響度合い31の値を全体的に下げることができる。逆に、作業者は、実際に刈取作業を行ってみて、刈取り作業の影響度合い31が、作業マップデータ3のそれよりも高いと知った場合、作業マップデータ3に含まれる刈取り作業の影響度合いの値を全体的に上げることができる。もちろん、作業地の傾斜など、刈取機4に重大なトラブルを起こす因子については、変更しないように設定してもよい。
実際の刈取作業中に一括して作業マップデータ3に含まれる刈取り作業の影響度合い31を変更できるようにすることで、作業効率を向上することができる。
Immediately after starting mowing work, the worker can find out whether the actual mowing work impact degree 31 deviates from the work map data 3. If the worker actually performs mowing work and finds that the mowing work impact degree 31 is lower than that in the work map data 3, the worker can lower the overall value of the mowing work impact degree 31 included in the work map data 3. Conversely, if the worker actually performs mowing work and finds that the mowing work impact degree 31 is higher than that in the work map data 3, the worker can raise the overall value of the mowing work impact degree included in the work map data 3. Of course, factors that could cause serious problems with the mower 4, such as the slope of the work land, may be set not to be changed.
By making it possible to change the degree of influence 31 of the mowing work included in the work map data 3 all at once during the actual mowing work, it is possible to improve the work efficiency.
(SDGs)
本発明は、以上のように、刈取機4の作業効率を上げることができる。燃料を節減できるため、エネルギー効率を高めることができるので、SDGs(持続可能な開発目標)の7番目の目標「7 エネルギーをみんなにそしてクリーンに」に貢献できるものである。
(SDGs)
As described above, the present invention can improve the work efficiency of the reaper 4. Since it can save fuel and improve energy efficiency, it can contribute to the seventh goal of the SDGs (Sustainable Development Goals), "Affordable and clean energy."
以上、本発明に係る実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構造や制御は、これらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。 The above describes in detail embodiments of the present invention with reference to the drawings, but the specific structure and control are not limited to these embodiments, and the present invention also includes design changes that do not deviate from the gist of the present invention.
また、前述の各実施形態は、その目的および構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。 Furthermore, the above-mentioned embodiments can be combined by utilizing each other's technologies, as long as there are no particular contradictions or problems in their purpose, configuration, etc.
1 空撮写真
2 分析データ
21 草高さが低い領域
22 草高さが高い領域
23 草高さが中程度の領域
24 雑草密度が高い領域
25 雑草密度が低い領域
26 太い茎・硬い茎の植物の繁茂領域
27 蔓性植物繁茂領域
28 障害物(樹木・沼地[水たまり]・石等)
281 樹木
282 沼地
29 道路
3 作業マップデータ
31 刈取り作業の影響度合い
4 刈取機
41 昇降シリンダ
42 刈取部
43 走行部
44 報知部
5 制御部
51 記憶部
1 Aerial photograph 2 Analysis data 21 Area with low grass height 22 Area with high grass height 23 Area with medium grass height 24 Area with high weed density 25 Area with low weed density 26 Area with thick/hard stem plants growing 27 Area with vines growing 28 Obstacles (trees, swamps [puddles], stones, etc.)
281 Tree 282 Swamp 29 Road 3 Work map data 31 Degree of impact of harvesting work 4 Harvester 41 Lifting cylinder 42 Harvester unit 43 Travel unit 44 Notification unit 5 Control unit 51 Memory unit
Claims (2)
前記記憶部は、作業マップデータを記憶するものであり、
前記作業マップデータは、
作業地の地図情報と関連付けられており、少なくとも、刈取り作業に影響を及ぼす因子から導かれた、刈取り作業の影響度合いを含むものであり、
前記制御部は、前記GNSS測位装置で得られた測位情報と、前記作業マップデータに基づき、
(1)刈取り作業の影響度合の大きさにより前記走行部または前記刈取部を制御する、または、
(2)少なくとも刈取り作業の影響度合の大きな領域に接近すると報知するものであり、刈取り作業に影響を及ぼす因子には、少なくとも蔓性植物の繁茂状態を含むことを特徴とする雑草刈取機。
A reaper including a memory unit, a control unit, a traveling unit, a reaping unit, and a GNSS positioning device,
the storage unit stores task map data,
The operation map data is
The information is associated with map information of the work area and includes at least an impact degree of the harvesting work derived from factors that affect the harvesting work;
The control unit, based on the positioning information obtained by the GNSS positioning device and the work map data,
(1) Controlling the traveling unit or the reaping unit depending on the degree of influence of the reaping work, or
(2) A weed cutter that issues an alarm when approaching an area that will be significantly affected by the cutting work , and in which the factors that affect the cutting work include at least the state of growth of vines .
The weed cutter according to claim 1 , wherein the factors include one of grass height and plant density.
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