JP7014620B2 - 営農システム - Google Patents

Description

本発明は、複数の微小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。

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）と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。

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ので、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。

特開２０１４－１９４６５３号公報 特開２０１７－０６８５３３号公報

より精密で効率のよい農業を実現するためには、圃場を微小区画に区分けし、微小区画毎に、適切な農作業（本願では農作業イベントと称している）を行う必要がある。つまり、育成時に微小区画に対して実施される農作業イベントの内容（例えば、施肥作業の内容）、収穫時に微小区画において取得される農作業イベントの内容（例えば、収穫された農作物の量や食味など）を記録し、この記録に基づいて、次の農作業イベントの内容（例えば、施肥作業の内容）を決定する。しかしながら、過去の微小区画での収量や食味に基づいて、次の微小区画に対する農作業イベント内容（例えば施肥作業における肥料量）を単純に機械的に求めるだけでは、特別な事情がある微小区画に対して、適切でない農作業イベント内容を割り当ててしまう可能性がある。また、農業は農作業者の経験が重要であることから、微小区画に対する農作業の内容を決定する際には、特定の微小区間における種々の事情や農作業者の経験を考慮することが、より精密で効率のよい農業を実現するために重要である。
このような実情に鑑み、微小区画に対する農作業イベントを計画する際には、過去の農作業イベントの内容だけでなく、特定微小区画の特別な事情や農作業者の経験も考慮できる営農システムが要望されている。

本発明による、複数の微小区画に区分けされた圃場を管理する営農システムは、前記圃場に対して実施された種々の農作業イベントにおける前記微小区画単位でのイベント結果を管理する農作業イベント管理部と、過去の前記イベント結果に基づいて、前記圃場に対して実施される前記農作業イベントにおける前記微小区画単位での推薦イベント内容を算定する農作業イベント計画部と、モニタに表示された前記推薦イベント内容をユーザ入力に基づいて前記微小区画単位で修正するイベント内容修正部と、を備え、前記推薦イベント内容と当該推薦イベント内容に関する過去の前記イベント結果とが、同時に並んで前記モニタに表示され、前記イベント結果は、前記微小区画毎に前記イベント結果に応じた濃淡が示されるイベント結果マップとして表示され、前記推薦イベント内容は、微小区画毎に前記推薦イベント内容に応じた濃淡が示される推薦イベントマップとして表示される。

この構成によれば、機械的に算定された推薦イベント内容をモニタに表示させながら、ユーザによって、微小区画単位でその推薦イベント内容を修正することができる。例えば、ある微小区画単位に割り当てられた推薦施肥量を、ユーザ（農作業者や農業コンサルタントなど）の経験に基づいて修正することができる。このように、これから行われる農作業イベントに関し、機械的に算定される推薦イベント内容を特定微小区画の特別な事情や圃場の現状を把握した農作業者の経験も考慮しながら、数ｍから数十ｍ四方の面積を有する微小区画単位で修正することにより、より精密で効率のよい農業が実現する。
また、前記農作業イベントに対応する複数の前記推薦イベント内容が算定され、複数の前記推薦イベント内容のそれぞれに対応する前記推薦イベントマップが前記モニタにサムネイル表示され、サムネイル表示された前記推薦イベントマップのうちの選択された前記推薦イベントマップが、前記イベント結果マップと同時に並んで前記モニタに表示されても良い。

推薦イベント内容を機械的に算定するには、圃場タイプと農作業イベントとに基づいて予め用意されているテンプレート群から選択されたテンプレートを用いる手法が簡単であるが、圃場タイプは多くの要因によって決定されるため、これから農作業を行う圃場に最適なテンプレートを選択することは難しいし、そのようなテンプレートを予め作成しておくのも難しい。農作業は、年々の繰り返される作業であり、同一圃場における過去の実績に基づいて、次の農作業を計画することが良い結果をもたらす。このことから、前記推薦イベント内容の算定が過去の前記イベント結果に基づいて行われると好都合である。

稲などの農作物では、その品種（ｘｘひかり、○○小町など）によって、苗植付け、施肥、施薬などの内容（量や時期など）が異なるので、農作業イベントの内容を決定する際には品種の違いを考慮する必要がある。このことから、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記推薦イベント内容の算定には、前記農作業イベントの対象となる農作物の品種情報も考慮されるように構成されている。

農作物の生育は、天候や土壌等の環境条件の変動に左右される。そのような環境条件には、実施的に圃場全体において実質的に一様なものがあるが、数ｍ離れると異なるようなものも少なくない。このことから、環境条件も微小区画毎に割り当てて管理することが好ましい。このことから、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記微小区画単位での圃場環境情報を取得し、前記圃場環境情報を前記微小区画に関係づけて管理する圃場環境情報管理部をさらに備えている。

農作物の生育に影響を及ぼす圃場環境情報として、圃場周囲温度、圃場地温、日照時間、雨量、風通り、土質、作土深、肥沃度、水管理状況、農作物生育状況などが挙げられる。これらの圃場環境情報は、従来から知られていたが農作業者の経験として、次回の農作業イベントに利用されているに過ぎず、微小区画毎に圃場環境情報を割り当てて、次回の農作業イベント内容の算定に利用することは考えられていなかった。しかしながら、これらの圃場環境情報の少なくとも１つを微小区画毎に割り当てて、次回の農作業イベントに利用すれば、より精密で効率のよい農業が実現する。このことから、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記圃場環境情報には、圃場周囲温度、圃場地温、日照時間、雨量、風通り、土質、作土深、肥沃度、水管理状況、農作物生育状況の内の少なくとも１つが含まれている。

本発明の好適な実施形態の１つでは、前記農作業イベント計画部は、複数年度にわたるイベント結果と、圃場環境情報とを入力データとして、前記微小区画に対する推薦イベント内容として施肥量または投薬量あるいはその両方を出力する機械学習モジュールを備えている。この構成では、圃場の微小区画毎の過去の農作業の結果と圃場環境情報とに基づいて、施肥量や投薬量が決定されるので、より精密で効率のよい農業が実現する。さらに、そのような複数年度にわたるイベント結果を圃場環境情報入力パラメータとすることから、入力パラメータの数が多くなること、かつ、求められた演算結果を熟練農業者等がチェックして修正することが可能であることから、この演算モジュールが、熟練農業者等による修正を教師データとしても利用できる機械学習モジュールとして構成されると好都合である。

圃場に対して行われる圃場環境情報や農作業イベントは多くの種別に分類される。このような圃場環境情報や農作業イベントを、圃場の微小区画毎に管理する際に、圃場と共通の座標位置を用いて経時的に記録するためには、記録すべき多種類の情報をその種類毎にレイヤを割り当てて、レイヤ構造で多種類の情報を格納すると好都合である。このことから、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記圃場環境情報管理部は、前記圃場環境情報の種別毎で、かつ前記圃場環境情報の取得時毎に割り与えられるレイヤを用いて前記圃場環境情報を管理するように構成され、また、他の１つの実施形態では、前記農作業イベント管理部は、前記農作業イベントの種別毎で、かつ実施日時毎に割り与えられるレイヤを用いて前記農作業イベントを管理するように構成されている。
また、営農システムは、複数の微小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、前記圃場に対して実施された種々の農作業イベントにおける前記微小区画単位でのイベント結果を管理する農作業イベント管理部と、過去の前記イベント結果に基づいて、前記圃場に対して実施される前記農作業イベントにおける前記微小区画単位での推薦イベント内容を算定する農作業イベント計画部と、モニタに表示された前記推薦イベント内容をユーザ入力に基づいて前記微小区画単位で修正するイベント内容修正部と、複数のレイヤを有し、前記農作業イベントを前記レイヤに記憶するデータ記憶部と、を備え、前記農作業イベント管理部は、前記農作業イベントの種別毎で、かつ実施日時毎に割り与えられる前記レイヤを用いて前記農作業イベントを管理する。
また、営農システムは、複数の微小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、前記圃場に対して実施された種々の農作業イベントにおける前記微小区画単位でのイベント結果を管理する農作業イベント管理部と、前記微小区画単位での圃場環境情報を取得し、前記圃場環境情報を前記微小区画に関係づけて管理する圃場環境情報管理部と、過去の前記イベント結果に基づいて、前記圃場に対して実施される前記農作業イベントにおける前記微小区画単位での推薦イベント内容を算定する農作業イベント計画部と、モニタに表示された前記推薦イベント内容をユーザ入力に基づいて前記微小区画単位で修正するイベント内容修正部と、複数のレイヤを有し、前記農作業イベントおよび前記圃場環境情報を前記レイヤに記憶するデータ記憶部と、を備え、前記圃場環境情報管理部は、前記圃場環境情報の種別毎で、かつ前記圃場環境情報の取得時毎に割り与えられる前記レイヤを用いて前記圃場環境情報を管理する。

稲作などでは、収穫された穀粒の収量及び食味（タンパク質含有率や水分に基づく）が重要であり、これは、基肥や追肥における施肥量及び薬剤投与によって影響される。さらには、収穫された農作物の選別作業において得られる品質状態（例えば、稲作では着色粒や未熟米の混入状態）も今後の農作業計画のための貴重な指針となる。このことから、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記農作業イベントのイベント結果には、収穫作業において取得された農作物の収量データと食味データとのいずれかまたは両方、収穫後の乾燥作業において取得された農作物の収量データと食味データとのいずれかまたは両方、施肥作業と追肥作業のいずれかまたは両方において実施された施肥量、薬剤投与作業において実施された投薬量、選別作業において取得された農作物の性状の内の少なくとも１つが含まれている。これにより、例えば、施肥量や薬剤投与、収量や食味、不良品混在率など、従来ではバラバラで考慮されていた情報が、統合化されて、それらの関係を最適に調整することが可能となり、精密で効率的な農作業が実現する。

本発明の好適な実施形態の１つでは、前記推薦イベント内容と当該推薦イベント内容に関する過去の前記イベント結果とが、同時に並んでモニタに表示される。この構成により、農作業計画者は、モニタ画面を通じて、過去の実績と、過去の実績を踏まえた次回の農作業計画とを見比べながら、最適な農作業計画を立案することができる。

本発明の好適な実施形態の１つでは、前記イベント内容修正部による前記推薦イベント内容の修正時には、前記推薦イベント内容と過去のイベント内容とが互いの前記微小区画を対応付けた形態でモニタに表示される。この構成により、営農家は、モニタ画面を通じて、過去の実績と、過去の実績を踏まえた次回の農作業計画とを見比べながら、必要に応じて、修正を行い、最適な農作業を実施することができる。

圃場の微小区間単位での農作業計画、例えば、微小区間毎に設定された施肥量や薬剤量で行う施肥・施薬作業計画の実施には、農作業機としての施肥・施薬機に正確な制御情報を与える必要がある。このため、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記農作業イベント計画部によって最終的に決定されたイベント内容を、当該イベント内容を実施する農作業機が利用できる形式の制御情報に変換して出力する制御情報出力部をさらに備える。生業情報出力部から出力された制御情報を、通信回線や可搬型メモリなどを通じて農作業機に送り込むことにより、迅速かつ正確に制御情報が農作業機に設定され、所望の微小区間単位での農作業計画が確実に実行される。

営農システムの概略的な構成を示す模式図である。 営農システムにおける情報の流れと、コンピュータシステムを示す模式図である。 推薦イベント内容を修正する際のモニタ画面の一例を示す画面図である。 農作業機の一例である収穫機の機能ブロック図である。 農作業機の一例である施肥・施薬機の機能ブロック図である。 収穫機からコンピュータシステムに送られるイベント結果のデータ構造を示す図である。 施肥・施薬機からコンピュータシステムに送られるイベント結果のデータ構造を示す図である。

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。ここで説明される営農システムは、稲作に用いた例であるが、小麦、トウモロコシ、人参、玉葱など種々の農作物も、同様に取り扱うことができる。この営農システムは、レイヤ構造のデータベースをデータ記録部６０として備えたコンピュータシステム５である。コンピュータシステム５は、多くの農家が登録参加している管理センタに設置されており、各農家はインターネットなどの通信回線を利用して、コンピュータシステム５にアクセスすることができる。このデータ記録部６０では、圃場地図データに基づいて生成された圃場輪郭内を複数の微小区画に区分けしたレイヤが、この圃場に対して実施された農作業イベントの種別毎に、この圃場に関する圃場環境情報の種別毎に作成される。ここでは、微小区画のサイズとして、５ｍ×５ｍが採用されているが、それ以外のサイズを採用してもよいし、農作業イベントによって異なるサイズを採用してもよい。微小区画は、地図座標に対応する位置データが割り当てられているので、各微小区画は、地図上の位置によって特定することができる。さらに、図１では、示されていないが、圃場環境情報の計測時期毎に圃場環境情報をその種別毎に記録するレイヤが作成される。つまり、このデータ記録部６０は、農作業イベント及び圃場環境情報の履歴も記録している。

データ記録部６０のレイヤに記録される農作業イベントとして、田植作業、施肥作業（追肥作業を含む）、施薬作業、水管理作業、生育状況監視作業、収穫作業、品質評価作業、などが挙げられる。農作業イベントの実施に伴って得られるイベント結果として、施肥作業や施薬作業では、微小区画毎の施肥量や施薬が得られ、収穫作業及び収穫作業と同時に行われる品質評価作業では、微小区画毎の収量及び食味が得られる。収穫後に行われる選別作業において取得される農作物の性状が、例えば、稲作や麦作であれば、色彩選別検査（カメムシ類による着色粒や未熟粒などの検出）の結果が、着色粒や未熟粒の発生状況として圃場の大きな区画単位で記録される。なお、穀粒などの農作物における収量及び食味は、収穫後の乾燥作業の一環として測定されることもある。

圃場環境情報に関しては、農作物生育状況などは、微小区画単位で記録が可能であるが、日照時間、雨量、風通り、圃場地温、土質、作土深、肥沃度、などは大きな区画単位で記録され、圃場周囲温度や水管理状況は、実質的には圃場単位で記録される。

さらに、図１では図示されていないが、データ記録部６０には、圃場の基本レイヤとして、圃場地図が記録されている。さらに圃場の属性データとして、圃場ＩＤ、圃圃場名、圃場場所、作付け種別に関する情報（稲、麦、とうもろこしなど）、品種に関する情報（ｘｘひかり、○○小町など）も記録されている。

図１では、農作業イベントの実施において利用される農作業機１として、圃場の耕耘や代掻き等を行うトラクタ１Ｔ、栽培の開始作業として苗付けを行う田植・播種機１Ｐ、薬剤及び基肥や追肥の投与を行う施肥・施薬機１Ｆ、上空から苗や稲穂の生育状況を調べるドローン１Ｄ、穀粒収穫作業を行う収穫機１Ｃが取り上げられている。これらの農作業機には、ＧＮＳＳ（ＧＰＳなどの全球測位衛星システム）による自機位置検出装置が搭載されており、検出された走行位置（又は飛行位置）とイベント結果を関係付けることができる。農作業機１で生成された各種データは、無線データ伝送機器やポータブルメモリ機器などを通じて、データ記録部６０を構築しているコンピュータシステム５に送ることができる。

図１では、データ記録部６０に作成されるレイヤの例として、食味レイヤ、収量レイヤ、作業経路レイヤ、施肥レイヤ、生育状態レイヤ、土壌肥沃度レイヤ、土質レイヤ、作土深レイヤが図示されている。コンピュータシステム５には、圃場に対して実施された種々の農作業イベントにおける微小区画単位でのイベント結果を管理する農作業イベント管理部６１と圃場環境情報管理部６２とが構築されている。農作業イベント管理部６１は、農作業イベントの種別毎で、かつ実施日時毎に割り与えられるレイヤを用いて農作業イベントを管理することができる。その際、農作業イベント管理部６１は、農作業機１から送られてきた微小区画に関係付けられたデータを適合するレイヤに記録して管理する。圃場環境情報管理部６２は、圃場環境情報の種別毎で、かつ圃場環境情報の取得時毎に割り与えられるレイヤを用いて圃場環境情報を管理する。例えば、圃場環境情報管理部６２は、農作業機１や計測機器（非図示）から送られてくる圃場環境情報、あるいは人為的に作成された圃場環境情報を適合するレイヤに記録して管理する。その際、圃場環境情報が微小区画関係付けられている場合には、微小区画に関係づけて記録する。

作業経路レイヤには、自機位置検出装置による経時的に取得した自機位置から算出される走行軌跡である作業経路が記録される。例えば、田植・播種機１Ｐの作業経路は、その後の施肥・施薬機１Ｆや収穫機１Ｃの走行経路の作成に利用することができる。

図２には、この実施形態で用いられている管理センタのコンピュータシステム５の機能ブロックが示されている。コンピュータシステム５は、農作業機１であるトラクタ１Ｔ、田植・播種機１Ｐ、施肥・施薬機１Ｆ、ドローン１Ｄ、収穫機１Ｃの制御ユニット１０から、それぞれが実施した農作業イベントのイベント結果を受け取って、管理する。

コンピュータシステム５は、ユーザインターフェース管理部５０、情報入力部５１、情報出力部５２、データ記録部６０、農作業イベント管理部６１、圃場環境情報管理部６２、農作業イベント計画部６３、イベント内容修正部６４、制御情報出力部６５を備えている。情報入力部５１は、インターネットなどのＷＡＮを介して送られてきた情報を入力し、情報出力部５２は、コンピュータシステム５で生成された情報をインターネットなどのＷＡＮを介して、農作業機１やユーザ端末ＵＴに送り出す。ユーザインターフェース管理部５０は、クラウドサービスシステムやサーバクライアントシステムなどにおける、ホームページ等のユーザインターフェース画面を生成・管理する機能を有し、農作業機１の制御ユニット１０を含む、各種外部端末との間の情報入出力を管理する。

データ記録部６０、農作業イベント管理部６１、圃場環境情報管理部６２は、図１を用いて説明した機能を有する。農作業イベント管理部６１によって管理される農作業イベントや圃場環境情報管理部６２によって管理されるイベント結果などのデータは、農作業イベントが実施されると、実施された圃場の微小区画単位で、データ記録部６０に記録される。つまり、そのデータは、二次元の広がりと、時間的な広がりの中で、管理されている。

農作業イベント計画部６３は、各農作業機１によって圃場に対して実施される農作業イベントにおける微小区画単位での推薦イベント内容を、データ記録部６０から抽出された過去のイベント結果に基づいて算定する。推薦イベント内容は、農作業イベントによって異なり、例えば、施肥作業では、微小区画当たりの肥料投与量となる。このため、施肥・施薬機１Ｆは、微小区画単位で肥料投与量が調整可能で、ＧＮＳＳによる自機位置検出機能を備えており、微小区画毎に割り当てられた肥料投与量で肥料を投与することができる。推薦イベント内容における微小区画当たりの肥料投与量は、過去の微小区画当たりの収穫量や圃場環境情報に基づいて、演算される。

農作業イベント計画部６３が、施肥量や投薬量に関する推薦イベント内容を出力するための入力データとして、複数年度にわたるイベント結果と圃場環境情報とを用いる場合、入力データ量が大きくなる。このような種類が異なる多数の入力データから目的の出力を得るために、農作業イベント計画部６３は機械学習モジュールを備えている。

農作業イベント計画部６３による推薦イベント内容の出力は、各農家が所有するユーザ端末ＵＴを通じての要求によって実行される。出力された推薦イベント内容は、ユーザインターフェース管理部５０によってユーザ端末ＵＴで視覚化されるようなフォーマットに変換され、情報出力部５２を通じてユーザ端末ＵＴに送られる。ユーザ端末ＵＴ側では、受け取った推薦イベント内容をモニタ表示やプリントアウトによって視覚化する。農家は、視覚化された推薦イベント内容を見ながら、最終的な農作業計画を立案することができる。

推薦イベント内容を吟味するためには、同じ圃場の微小区画に対して実施された過去の農作業イベント結果を参照する必要があるので、そのような過去の農作業イベント結果も微小区画単位で視覚化可能なフォーマットでユーザ端末ＵＴに送られる。推薦イベント内容の吟味の結果、修正が必要な場合、ユーザ入力に基づいて、ユーザ端末ＵＴから修正情報をコンピュータシステム５に送ることで、微小区画単位で推薦イベント内容が修正される。この修正処理は、イベント内容修正部６４によって行われる。その際、イベント内容修正部６４は、修正内容を農作業イベント計画部６３の機械学習モジュールに教師データとして与え、次回の推薦イベント内容の出力に反映されることも可能である。

図３には、推薦イベント内容を吟味する際に、及び推薦イベント内容を農家の経験等に基づいて修正する際に用いられる、推薦イベント内容と参照情報とが並んで表示されているモニタ画面ＭＳが示されている。その際、互いの微小区画の位置関係は対応付けられて表示される。この例では、推薦イベント内容として、モニタ画面ＭＳの右下領域には施肥計画マップが表示され、モニタ画面ＭＳの左下の参照情報領域には、前年に実施された施肥作業結果を示す施肥マップが示されている。いずれも圃場は、５ｍ×５ｍの微小区画で区分けされており、微小区画の濃淡は、肥料投与量を示しており、濃いほど、投与量が多い。モニタ画面ＭＳの上部領域は、参照情報領域に表示可能なマップ情報がサムネイル表示されている。この例では、食味マップ、収量マップ、土質マップ、土壌肥沃度マップが表示されているが、スクロールすることで、その他の情報マップが表示される。サムネイル表示された情報マップを参照情報領域にドラッグアンドドロップすることで、ユーザが所望する情報マップが参照情報領域に拡大表示される。

推薦イベント内容である施肥計画マップにおける施肥投与量をモニタ画面ＭＳ上で修正したい場合は、修正した微小区画を選択し、プラスボタンまたはマイナスボタンを操作する。修正が完了すると、イベント内容修正部６４が、修正されたイベント内容を決定イベント内容としてデータ記録部６０に記録する。この実施の形態では、決定イベント内容に基づいて、当該イベント内容を実施する農作業機１が利用できる形式の制御情報に変換して出力する制御情報出力部６５が備えられている。この場合は、決定された施肥作業の内容通りに施肥・施薬機１Ｆが肥料を投与するように、地図座標で規定される微小区画における投与量を実現するための制御情報を生成し、当該施肥・施薬機１Ｆの制御ユニット１０に送り出す。

上述したように、各農家が、農作業イベントの計画を立てる場合には、コンピュータシステム５にアクセスし、データ記録部６０に記録されているデータを抽出して、農作業イベント結果及び圃場環境情報をユーザ端末ＵＴに表示する。例えば、特定の圃場に対して施肥計画を立てる場合には、その圃場の微小区画単位での、食味、収量、土壌（土質）、肥沃度、作土深、生育状況、日当たり（日照時間）、風通し、色彩選別状況などを画面に表示して、参照することが可能である。また、防徐計画を立てる場合には、その圃場の微小区画単位での、生育状況、病害虫被害状況、地温、積算温度、日照時間、降水状況、日当たり（日照時間）、風通し、などを画面に表示して、参照することが可能である。このように、種々の情報が微小区画単位で表示されるので、精密な農作業イベントの計画を立てることができる。また、各農家が個別に農作業イベントの計画を立てるのではなく、農業コンサルタントが、各農家の代わりにコンピュータシステム５にアクセスし、農作業イベントの計画を立ててもよい。

圃場で農作業イベントを実施する農作業機１には、微小区画毎の農作業イベント結果を記録する機能と、この記録された農作業イベント結果を直接または間接的にコンピュータシステム５に送る機能が備えられている。

図４は、この営農システムに導入されている農作業機１の一例としての収穫機１Ｃの制御ユニット１０に構築された、本発明に関係する機能部を示す機能ブロック図である。この収穫機１Ｃは、クローラ式の走行装置１０１、刈取装置や脱穀装置などの作業装置１０２、収穫された穀粒の収量を収穫時に計測する収量計測装置１０３及び穀粒の食味を収穫時に計測する食味計測装置１０４、収穫機の各機器の状態を検出するセンサ群１０５を備えている。

制御ユニット１０には、走行装置１０１を制御する走行ＥＣＵ１１、作業装置１０２を制御する作業ＥＣＵ１２、センサ群１０５からの検出信号を処理する機器状態検出ＥＣＵ１３、自機位置を検出するＧＰＳユニット１４、収量計測装置１０３や食味計測装置１０４からの計測信号を処理する計測ＥＣＵ１５が備えられている。さらに、コンピュータシステム５に農作業イベント結果としての、微小区画毎の収量と食味及び作業経路データを送るために、情報生成部２と情報通信部１６とが備えられている。作業ＥＣＵ１２、機器状態検出ＥＣＵ１３、ＧＰＳユニット１４、計測ＥＣＵ１５、情報生成部２、情報通信部１６は、車載ＬＡＮまたはその他のデータ伝送ラインを介して互いに接続されている。

情報生成部２は、作業基礎データ生成部２１、走行軌跡データ生成部２２、収量データ生成部３１、食味データ生成部３２、圃場作業データ生成部２０を備えている。作業基礎データ生成部２１は、作業内容、作業日時、作業した圃場の圃場ＩＤ、燃料消費など、実施した農作業の基礎的な情報を生成する。走行軌跡データ生成部２２は、ＧＰＳユニット１４から取得する自機位置（測位データ）を継時的に処理し、作業時の走行軌跡を示す作業経路データを生成する。収量データ生成部３１は、収量計測装置１０３からのデータに基づいて自機位置（地図座標）と関係づけられた収量を示す収量データを生成する。食味データ生成部３２は、食味計測装置１０４からのデータに基づいて自機位置（地図座標）と関係づけられた食味データを生成する。

圃場作業データ生成部２０は、作業基礎データ生成部２１、走行軌跡データ生成部２２、収量データ生成部３１、食味データ生成部３２で生成されたデータを組み合わせて農作業イベントデータを生成する。生成された農作業イベントデータは、情報通信部１６を介してコンピュータシステム５に送られる。

図４では、農作業機１として収穫機１Ｃを例とした機能ブロックを示しているが、情報生成部２に関しては、他の農作業機１も類似する構成を有する。例えば、図５に示す施肥・施薬機１Ｆでは、作業装置１０２として施肥・施薬装置が搭載されており、情報生成部２では、収量データ生成部３１と食味データ生成部３２とに代えて、施肥データ生成部３３と施薬データ生成部３４が備えられている。施肥データ生成部３３は、自機位置（地図座標）と関係づけられた、微小区画毎の肥料投与量を示す施肥データを生成する。施薬データ生成部３４は、自機位置（地図座標）と関係づけられた、微小区画毎の薬剤投与量を示す施薬データを生成する。

図６に、収穫機１Ｃの情報生成部２によって生成され、コンピュータシステム５に送られる農作業イベントデータの一例が示されている。この農作業イベントデータには、圃場基礎情報として、「圃場ＩＤ」、「圃場名」、「面積」、「地域」、「作付種別」、「品種」などが含まれ、さらに、この圃場と収穫機１Ｃに対して設定された微小区画に関する微小区画データも含まれている。微小区画データには、「微小区画ＩＤ」や「座標値」が含まれている。「座標値」は、各微小区画ＩＤの位置を規定する地図座標値（絶対的な地図座標値でもよいし、この圃場の特定点を原点とする地図座標値でもよい）である。収穫機１Ｃの農作業イベント結果を示すデータは、収穫機１ＣのＩＤにリンクしており、「作業内容」、「実施日時」、「作業時間」、「燃料消費量」、「作業経路」、「農作物種別」などの作業基本データ群と、「微小区画ＩＤ」にリンクした「収量」及び「食味」の作業実績データ群が含まれている。

図７に、施肥作業時及び薬剤投与作業時に施肥・施薬機１Ｆの情報生成部２によって生成され、コンピュータシステム５に送られる農作業イベントデータの一例が示されている。圃場基礎情報及び農作業イベント結果の作業基本データ群は、「農作物種別」に代えて「肥料種別」が含まれていること以外では、収穫機１Ｃのものと実質的に同じである。作業実績データ群には、「微小区画ＩＤ」にリンクした「肥料投与量」が含まれている。

上述した例では、微小区画が農作業イベントの実施の前に設定されており、農作業イベントの結果が、農作業機１において微小区画に割り当てられている。これに代えて、農作業イベントの結果の微小区画への割り当てをコンピュータシステム５側で行うことも可能である。その場合、農作業機１において、農作業イベントの結果は、ＧＰＳユニット１４からの自機位置（地図座標）にリンクされて、データ化される。そのような農作業イベントデータを受け取ったコンピュータシステム５の農作業イベント管理部６１が、地図座標にリンクされた農作業イベント結果（収量、食味、肥料投下量、薬剤投与量など）を、所定のサイズで圃場を区分けして得られた微小区画に割り当てて、データ記録部６０の対応レイヤに記録する。

圃場環境情報は、通常の農作業機１によって生成されるのではなく、圃場に設置された、水管理装置や環境測定装置からの計測データ、外部機関のサーバからダウンロードされるデータ、農家が自ら取得した測定データなどである。農作業イベントの結果と同様な微小区画単位の記録ができないデータに関しては、圃場単位または、大きな区画単位で記録される。そのような圃場環境情報に関する環境情報の分布を、微小区画単位の農作業イベント結果の分布と対比させたり、あるいは重ね合わせたりすることで、農作業計画における圃場環境面からの指針が得られる。

〔別実施の形態〕
（１）上述した実施形態では、農作業機１として、トラクタ１Ｔ，田植・播種機１Ｐ、施肥・施薬機１Ｆ、ドローン１Ｄ、収穫機１Ｃを取り上げたが、その他の農作業機１を加えてもよいし、施肥・施薬機１Ｆと収穫機１Ｃだけでもよい。各農作業機１の分担は上述したものに限定されない。例えば、ドローン１Ｄによって施肥や施薬を行ってもよい。また、田植・播種機１Ｐによる田植作業や播種作業時に、田植・播種機１Ｐが自ら施肥や施薬を行ってもよい。
（２）上述した実施形態では、コンピュータシステム５は、複数の農家によって共同使用されるものであるが、単一の農家のみを対象とする、スタンドアローンで使用されるコンピュータシステム５であってもよい。特に単一農家で使用される場合には、コンピュータシステム５として、パソコンやタブレットコンピュータまたはスマートフォンが適している。
（３）上述した実施形態では、ユーザ端末ＵＴは、農作業機１から、分離されたものであったが、農作業機１に組み込まれたタブレットコンピュータなどをユーザ端末ＵＴとして用いてもよい。

本発明による圃場管理システムは、稲作や麦作のような穀物栽培だけでなく、野菜栽培や果実栽培にも適用することができる。

１ ：農作業機
１Ｄ ：ドローン
１Ｆ ：施肥、施薬機
１Ｃ ：収穫機
１Ｐ ：田植・播種機
１Ｔ ：トラクタ
２ ：情報生成部
２０ ：圃場作業データ生成部
２１ ：作業基礎データ生成部
２２ ：走行軌跡データ生成部
３１ ：収量データ生成部
３２ ：食味データ生成部
３３ ：施肥データ生成部
３４ ：施薬データ生成部
５ ：コンピュータシステム
５０ ：ユーザインターフェース管理部
５１ ：情報入力部
５２ ：情報出力部
６０ ：データ記録部
６１ ：農作業イベント管理部
６２ ：圃場環境情報管理部
６３ ：農作業イベント計画部
６４ ：イベント内容修正部
６５ ：制御情報出力部
ＵＴ ：ユーザ端末
ＭＳ ：モニタ画面

Claims (14)

1. 複数の微小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、
   前記圃場に対して実施された種々の農作業イベントにおける前記微小区画単位でのイベント結果を管理する農作業イベント管理部と、
   過去の前記イベント結果に基づいて、前記圃場に対して実施される前記農作業イベントにおける前記微小区画単位での推薦イベント内容を算定する農作業イベント計画部と、
   モニタに表示された前記推薦イベント内容をユーザ入力に基づいて前記微小区画単位で修正するイベント内容修正部と、を備え、
   前記推薦イベント内容と当該推薦イベント内容に関する過去の前記イベント結果とが、同時に並んで前記モニタに表示され、
   前記イベント結果は、前記微小区画毎に前記イベント結果に応じた濃淡が示されるイベント結果マップとして表示され、
   前記推薦イベント内容は、微小区画毎に前記推薦イベント内容に応じた濃淡が示される推薦イベントマップとして表示される営農システム。
2. 前記農作業イベントに対応する複数の前記推薦イベント内容が算定され、
   複数の前記推薦イベント内容のそれぞれに対応する前記推薦イベントマップが前記モニタにサムネイル表示され、
   サムネイル表示された前記推薦イベントマップのうちの選択された前記推薦イベントマップが、前記イベント結果マップと同時に並んで前記モニタに表示される請求項１に記載の営農システム。
3. 複数の微小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、
   前記圃場に対して実施された種々の農作業イベントにおける前記微小区画単位でのイベント結果を管理する農作業イベント管理部と、
   過去の前記イベント結果に基づいて、前記圃場に対して実施される前記農作業イベントにおける前記微小区画単位での推薦イベント内容を算定する農作業イベント計画部と、
   モニタに表示された前記推薦イベント内容をユーザ入力に基づいて前記微小区画単位で修正するイベント内容修正部と、
   複数のレイヤを有し、前記農作業イベントを前記レイヤに記憶するデータ記憶部と、を備え、
   前記農作業イベント管理部は、前記農作業イベントの種別毎で、かつ実施日時毎に割り与えられる前記レイヤを用いて前記農作業イベントを管理する営農システム。
4. 前記微小区画単位での圃場環境情報を取得し、前記圃場環境情報を前記微小区画に関係づけて管理する圃場環境情報管理部をさらに備える請求項１から３のいずれか一項に記載の営農システム。
5. 前記圃場環境情報管理部は、前記圃場環境情報の種別毎で、かつ前記圃場環境情報の取得時毎に割り与えられるレイヤを用いて前記圃場環境情報を管理する請求項４に記載の営農システム。
6. 複数の微小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、
   前記圃場に対して実施された種々の農作業イベントにおける前記微小区画単位でのイベント結果を管理する農作業イベント管理部と、
   前記微小区画単位での圃場環境情報を取得し、前記圃場環境情報を前記微小区画に関係づけて管理する圃場環境情報管理部と、
   過去の前記イベント結果に基づいて、前記圃場に対して実施される前記農作業イベントにおける前記微小区画単位での推薦イベント内容を算定する農作業イベント計画部と、
   モニタに表示された前記推薦イベント内容をユーザ入力に基づいて前記微小区画単位で修正するイベント内容修正部と、
   複数のレイヤを有し、前記農作業イベントおよび前記圃場環境情報を前記レイヤに記憶するデータ記憶部と、
   を備え、
   前記圃場環境情報管理部は、前記圃場環境情報の種別毎で、かつ前記圃場環境情報の取得時毎に割り与えられる前記レイヤを用いて前記圃場環境情報を管理する営農システム。
7. 前記農作業イベント管理部は、前記農作業イベントの種別毎で、かつ実施日時毎に割り与えられる前記レイヤを用いて前記農作業イベントを管理する請求項６に記載の営農システム。
8. 前記圃場環境情報には、圃場周囲温度、圃場地温、日照時間、雨量、風通り、土質、作土深、肥沃度、水管理状況、農作物生育状況の内のすくなくとも１つが含まれている請求項４から７のいずれか一項に記載の営農システム。
9. 前記農作業イベント計画部は、複数年度にわたる前記イベント結果と、前記圃場環境情報とを入力データとして、前記微小区画に対する前記推薦イベント内容として施肥量または投薬量あるいはその両方を出力する機械学習モジュールを備えている請求項４から８のいずれか一項に記載の営農システム。
10. 前記推薦イベント内容と当該推薦イベント内容に関する過去の前記イベント結果とが、同時に並んでモニタに表示される請求項３から９のいずれか一項に記載の営農システム。
11. 前記推薦イベント内容の算定には、前記農作業イベントの対象となる農作物の品種情報も考慮される請求項１から１０のいずれか一項に記載の営農システム。
12. 前記農作業イベントのイベント結果には、収穫作業において取得された農作物の収量データと食味データとのいずれかまたは両方、収穫後の乾燥作業において取得された農作物の収量データと食味データとのいずれかまたは両方、施肥作業と追肥作業のいずれかまたは両方において実施された施肥量、薬剤投与作業において実施された投薬量、選別作業において取得された農作物の性状の内の少なくとも１つが含まれている請求項１から１１のいずれか一項に記載の営農システム。
13. 前記イベント内容修正部による前記推薦イベント内容の修正時には、前記推薦イベント内容と過去の前記推薦イベント内容とが互いの前記微小区画を対応付けた形態でモニタに表示される請求項１から１２のいずれか一項に記載の営農システム。
14. 前記農作業イベント計画部によって最終的に決定された前記推薦イベント内容を、当該推薦イベント内容を実施する農作業機が利用できる形式の制御情報に変換して出力する制御情報出力部をさらに備える請求項１から１３のいずれか一項に記載の営農システム。

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