(57)【要約】【課題】測定精度及び効率を向上させることができる穀物測定装置、コンバイン、及び圃場管理システムを提供すること。【解決手段】穀物測定装置１０は、コンバイン１に設けられ、穀物の刈り取り状態を判定する刈取判定部１１と、穀物の成分測定を行い、刈取判定部１１によりコンバイン１が前記穀物を刈り取る状態であることが判定されたときに、測定結果を残す測定部１２と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
刈取部により穀物を刈り取って、収穫するコンバインに設けられる穀物測定装置であって、
前記コンバインによる前記穀物の刈り取り状態を判定する刈取判定部と、
前記穀物の成分測定を行い、前記刈取判定部により前記コンバインが前記穀物を刈り取る状態であることが判定されたときに、測定結果を残す測定部と、
を備える穀物測定装置。
【請求項２】
前記刈取判定部は、前記刈取部が有する刈取位置と待機位置とから前記穀物の刈り取り状態を判定する請求項１記載の穀物測定装置。
【請求項３】
前記刈取判定部は、前記コンバイン内で搬送される穀粒の衝突を検出することで前記穀物の刈り取り状態を判定する請求項１又は２に記載の穀物測定装置。
【請求項４】
前記刈取判定部は、前記コンバイン内での穀粒の搬送通路内を撮影し、撮影した画像から前記穀物の刈り取り状態を判定する請求項１から３のいずれか一項に記載の穀物測定装置。
【請求項５】
さらに、位置情報を取得可能な位置情報取得手段と、
前記位置情報取得手段により取得した位置情報、及び前記測定部により測定した前記穀物の成分情報を記憶する記憶部と、を備える請求項１から４のいずれか一項に記載の穀物測定装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の穀物測定装置を備えるコンバイン。
【請求項７】
刈取部により穀物を刈り取って、収穫するコンバインに設けられる穀物測定装置を用いた圃場管理システムであって、
前記コンバインによる前記穀物の刈り取り状態を判定する刈取判定部と、前記穀物の成分測定を行い、前記刈取判定部により前記コンバインが前記穀物を刈り取る状態であることが判定されたときに、測定結果を残す測定部と、位置情報を取得可能な位置情報取得手段と、前記位置情報取得手段により取得した位置情報、及び前記測定部により測定した前記穀物の成分情報を記憶する記憶部と、を有する前記穀物測定装置と、
前記コンバインにより収穫を行った圃場に対し、前記記憶部に記憶された前記位置情報と前記穀物の成分情報から、前記圃場における前記穀物の成分分布を生成する圃場評価部を備える圃場管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、いわゆるプロテインセンサのような穀物測定装置、当該穀物判定装置を備えたコンバイン、及び当該穀物収穫装置を用いた圃場管理システムの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、農業分野において、収穫した農作物に含まれる栄養価等の成分を測定して、土壌の肥沃度等を測定する方法が知られている。
【０００３】
そして、農作物を収穫した地点の情報と、測定した栄養価データを結び付け、圃場における肥沃度の分布を表すマップを作成して作物育成管理を行う。例えば、このマップに基づき、肥沃度が均一となるように追肥を行い、または農薬散布等を行う。これにより、農作物の均質化と安定した収量を確保することが可能となる。
【０００４】
農作物に含まれる栄養のうち、穀物類の測定に用いられる蛋白質の含有量を測定するセンサ（プロテインセンサ）がある。
【０００５】
かかるセンサを収穫機（コンバイン）に搭載し、収穫時に穀物の栄養素の測定を行う方法が知られている（特許文献１参照）。
【０００６】
また、測定した栄養素の情報を基に、圃場の肥沃度の分布を表すマップを作成する方法が知られている（特許文献２参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１４−６７３０８号公報
【特許文献２】特開２０１６−１７１７４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１のような測定を行う場合、収穫時においてコンバインが作物の刈り取りを行わないとき（例えば、圃場間の移動や畦際の刈取処理時など）は、小麦等の穀物を刈り取っていないのにもかかわらずセンサの測定処理が継続しているため、栄養価以外の不要なデータ（ノイズ）を取得してしまい、測定精度が低下するという問題がある。
【０００９】
また、センサの測定処理が継続している場合は、穀物の刈取りを行っていないときも測定データを取得することになるため、測定結果のデータ容量が膨大となる。さらに、測定結果には穀物の刈り取りを行っていない測定データが含まれるため、圃場の肥沃度マップを作成するとき等には、かかるデータを取り除く作業が必要となり作業効率が悪いという問題がある。
【００１０】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは穀物測定の測定精度及びデータ処理の効率を向上させることができる穀物測定装置、コンバイン、及び圃場管理システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記した目的を達成するために、本発明に係る穀物測定装置では、刈取部により穀物を刈り取って、収穫するコンバインに設けられる穀物測定装置であって、前記コンバインによる前記穀物の刈り取り状態を判定する刈取判定部と、前記穀物の成分測定を行い、前記刈取判定部により前記コンバインが前記穀物を刈り取る状態であることが判定されたときに、測定結果を残す測定部と、を備える。
【００１２】
また、上記穀物判定部において、前記刈取判定部は、前記刈取部が有する刈取位置と待機位置とから前記穀物の刈り取り状態を判定してもよい。
【００１３】
また、上記穀物判定部において、前記刈取判定部は、前記コンバイン内で搬送される穀粒の衝突を検出することで前記穀物の刈り取り状態を判定してもよい。
【００１４】
また、上記穀物判定部において、前記刈取判定部は、前記コンバイン内での穀粒の搬送通路内を撮影し、撮影した画像から前記穀物の刈り取り状態を判定してもよい。
【００１５】
また、上記穀物判定部において、さらに、位置情報を取得可能な位置情報取得手段と、
前記位置情報取得手段により取得した位置情報、及び前記測定部により測定した前記穀物の成分情報を記憶する記憶部と、を備えてもよい。
【００１６】
上記した目的を達成するために、本発明に係るコンバインでは、上述の穀物測定装置を備えている。
【００１７】
上記した目的を達成するために、本発明に係る圃場管理システムでは、刈取部により穀物を刈り取って、収穫するコンバインに設けられる穀物測定装置を用いた圃場管理システムであって、前記コンバインによる前記穀物の刈り取り状態を判定する刈取判定部と、前記穀物の成分測定を行い、前記刈取判定部により前記コンバインが前記穀物を刈り取る状態であることが判定されたときに、測定結果を残す測定部と、位置情報を取得可能な位置情報取得手段と、前記位置情報取得手段により取得した位置情報、及び前記測定部により測定した前記穀物の成分情報を記憶する記憶部と、を有する前記穀物測定装置と、前記コンバインにより収穫を行った圃場に対し、前記記憶部に記憶された前記位置情報と前記穀物の成分情報から、前記圃場における前記穀物の成分分布を生成する圃場評価部を備える。
【発明の効果】
【００１８】
上記手段を用いる本発明によれば、穀物測定の測定精度及びデータ処理の効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係る穀物測定装置を備えたコンバインの構成を示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る穀物測定装置による穀物測定方法を示すフローチャートである。
【図３】穀物測定装置の刈取判定部における第１変形例の概略構成図である。
【図４】穀物測定装置の刈取判定部における第２変形例の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。
【００２１】
図１には本実施形態に係る穀物測定装置を備えたコンバインの概略構成図が示されており、以下同図に基づき本発明の実施形態の構成について説明する。
【００２２】
図１に示すようにコンバイン１は履帯走行式の自脱型コンバインであり、図示しないエンジンによって駆動される左右一対の履帯によって自走可能である。当該コンバインにより刈り取り及び収穫する穀物としては、例えば小麦、米等のイネ科の植物がある。
【００２３】
コンバイン１は、駆動部２により上下動可能な刈取部３が車体前部に設けられている。駆動部２は例えば油圧アクチュエータであり、刈取部３に対して、図１にて点線で示す刈取位置と、実線で示す待機位置との間において上下昇降可能である。
【００２４】
刈取部３は、刈取位置にて、圃場に植立する穀物の穀稈を刈り取り、第１の搬送部４を介して脱穀部５へ刈取穀稈を供給するように構成されている。刈取部３は、図示しないがバリカンのように刈刃と受刃を備えており、刈刃の往復運動によって地面近傍の高さで作物の刈取りを行う。
【００２５】
コンバイン１は、穀物の刈り取りを行わないときは走行等の妨げとならないように刈取部３を待機位置に上昇させ、刈り取りを行うときに刈取位置に下降させる。このような駆動部２による刈取部３の昇降は、図示しない昇降レバーにより操作可能である。駆動部２は、例えば、刈取部３を上昇させる際には０Ｖ、下降させる際には５Ｖというように、図示しない制御部から発信される２値の駆動信号に応じて昇降する。このため、駆動信号が５Ｖであるときは刈取部３が刈取位置にあり、コンバイン１が穀物を刈り取る状態であると判断することができる。
【００２６】
第１の搬送部４は、搬送チェーンや掻き込みベルト等で構成され、刈取部３で刈取った穀稈を整列させて脱穀部５へ送る構成をなしている。
【００２７】
脱穀部５は、図示しないが円筒型の扱ぎ胴が備えられており、扱ぎ胴には多数の扱ぎ歯が取付けられている。この扱ぎ胴が回転することよって穀稈が脱穀され、穂先から穀粒を分離する。当該脱穀部５は第２の搬送部６を介して貯留部７に接続されている。
【００２８】
第２の搬送部６は脱穀された穀粒を貯留部７に搬送する通路を有している。当該第２の搬送部６には、例えば脱穀物から穀粒を選別する選別機構が設けられていてもよい。
【００２９】
貯留部７は、第２の搬送部６から供給される穀粒を蓄えるタンクである。貯留部７には排出オーガ８が接続されており、当該排出オーガ８により貯留部７に蓄えられた穀粒を外部に排出可能である。
【００３０】
また、コンバイン１は、刈り取った穀物の成分を測定する穀物測定装置１０を備えている。
【００３１】
当該穀物測定装置１０は、ＣＰＵ、記憶装置、センサ類を備えたコンピュータからなり、機能的には、主に刈取判定部１１と、測定部１２、位置情報取得部１３、外部装置２０を備えている。
【００３２】
刈取判定部１１は、コンバイン１による穀物の刈り取り状態を判定する機能を有している。具体的には、刈取判定部１１は、駆動部２の駆動信号から、刈取部３が刈取位置にあるときには穀物を刈り取る状態であると判定し、刈取部３が待機位置にあるときには刈り取る状態にないと判定する。
【００３３】
測定部１２は、脱穀された穀粒に含有される成分を測定するセンサであり、本実施形態では蛋白質の量を測定するプロテインセンサである。具体的には、測定部１２は、波長の異なる４種類の波長のＬＥＤを有しており、第２の搬送部６の通路に配設されている。そして、測定部１２は第２の搬送部６を通過する穀粒に対して当該ＬＥＤから測定光を順次照射し、その反射光を受光して、この反射光量を積算して平均化することにより穀粒の蛋白質の含有量を測定可能である。
【００３４】
位置情報取得部１３は、当該コンバイン１の位置情報を取得する機能を有しており、例えばＧＰＳ（Global Positioning System）等のＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機である。
【００３５】
また、本実施形態では、コンバイン１の外部に、穀物測定装置１０の外部装置２０を備えた圃場管理システムが構築されている。
【００３６】
外部装置２０は、例えば、パーソナルコンピュータやタブレット端末であり、記憶部２１と圃場評価部２２を備えている。
【００３７】
記憶部２１は、測定部１２により測定した穀粒の蛋白質の測定データ（成分情報）及び位置情報取得部１３により取得したコンバイン１の位置情報等の各種データを格納する記憶媒体であり、例えば、ハードディスクやフラッシュメモリーである。記憶部２１は、無線又は有線の通信手段や取外し可能なメモリを介して測定部１２及び位置情報取得部１３か情報を取得可能である。
【００３８】
圃場評価部２２は、対象とする圃場の刈り取りを終えた後、記憶部２１に記憶された測定データ及び位置情報の履歴を取り出して、当該圃場における穀物の成分分布を生成可能である。具体的には、圃場評価部２２はコンピュータにより作動するアプリケーションプログラムである。
【００３９】
このように構成された外部装置２０を含めた穀物測定装置１０を備えたコンバイン１は、穀物の刈り取りを行っていきながら、又は刈り取り終了後に、測定部１２により測定された穀粒の蛋白質の測定データと位置情報を、外部装置２０の記憶部２１に記憶し、圃場評価部２２にて評価する。
【００４０】
次に、図２を参照すると、穀物測定装置１０における穀物測定方法を示すフローチャートが示されており、以下同フローチャートに沿って穀物測定方法について説明する。
【００４１】
まず、ステップＳ１として、穀物測定装置１０は、刈取判定部１１によりコンバイン１の駆動部２から駆動信号を受信する。
【００４２】
続いて、ステップＳ２として、刈取判定部１１がコンバイン１が穀物を刈り取る状態であるか否か、具体的にはステップＳ１にて受信した駆動信号から刈取部３が刈取位置にあるか否かを判定する。当該判別結果が真（Ｙｅｓ）である場合は、ステップＳ３に進む。
【００４３】
ステップＳ３では、測定部１２が第２の搬送部６を通る穀粒の蛋白質を測定し、測定したデータを記憶部１３に記憶して、当該ルーチンをリターンする。
【００４４】
一方、上記ステップＳ２の判定結果が偽（Ｎｏ）である場合、即ち刈取部３が待機位置にあり刈取不可能な位置にある場合はステップＳ４に進む。
【００４５】
ステップＳ４では、測定部１２はこのとき測定データを破棄し、記憶部２１に対して記憶を行なわず、当該ルーチンをリターンする。
【００４６】
以上のように、穀物測定装置１０は、刈取判定部１１によりコンバイン１が穀物を刈り取る状態であることが判定されたときにのみ、測定部１２により測定したデータを記憶部２１に残し、刈り取りを行わないときに測定した不要なデータは破棄する。これにより、刈り取りを行っていないときの不要なデータ（ノイズ）は蓄積されないため、当該圃場の穀物の成分測定についての測定精度を向上させることができる。また、記憶部２１に記憶される測定結果のデータ容量も抑えることができ、後で不要なデータを取り除く等の作業を軽減でき、データ処理の作業効率を向上させることができる。
【００４７】
特に本実施形態では、刈取判定部は、刈取部を昇降する駆動部に駆動信号に基づいて刈取部３の刈取位置と待機位置とを判定しており、容易に刈り取り状態を判定することができる。
【００４８】
また、穀物測定装置１０は、位置情報取得部１３も備え、測定部１２により測定した穀物の蛋白質の測定データとともに位置情報も記憶部２１に記憶していくことで、位置情報と蛋白質データとを対応付けを行うことができるようになる。
【００４９】
そして、このような穀物測定装置１０を備えたコンバイン１は、穀物の刈り取り及び収穫とともに、刈り取った穀物（穀粒）の蛋白質を効率的に測定することができる。
【００５０】
さらに、圃場評価部２２を備えた圃場管理システムによれば、このコンバイン１により収穫を行った圃場に対し、記憶部２１に記憶された位置情報の履歴と穀物の蛋白質データの履歴から、当該圃場における穀物の蛋白質に基づく肥沃度マップ等の評価データを生成することができる。
【００５１】
以上のことから本実施形態に係る穀物測定装置、コンバイン、圃場管理システムによれば、穀物測定の測定精度及びデータ処理の効率を向上させることができる。
【００５２】
以上で本発明の一実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。
【００５３】
上記実施形態では、刈取判定部１１は駆動部２の駆動信号に基づき、刈取部３の刈取位置及び待機位置を判定しているが、刈取部の刈り取り状態の判定手段はこれに限られるものではない。例えば、刈取部に刈取位置を直接検出するセンサを設けて、そのセンサから刈取可能位置を判定してもよい。
【００５４】
さらに、図３には刈取判定部の第１変形例が、図４には刈取判定部の第２変形例が示されている。なお、上記実施形態と同様の要素については同じ符号を付しており、説明の簡略化のため位置情報取得部と圃場評価部を省略している。
【００５５】
図３に示す第１変形例では、第２の搬送部６に穀粒の衝突を検出する衝突センサ１５が設けられており、刈取判定部１１’は当該衝突センサ１４と接続されている。コンバイン１が穀物を刈り取り、第２の搬送部６に実際に穀粒が搬送されると、穀粒が衝突センサ１４に衝突し刈取判定部１１’にその信号が送られる。刈取判定部１１’は当該信号を受信したときにコンバイン１が穀物を刈り取る状態にあると判定する。
【００５６】
図４に示す第２変形例では、第２の搬送部６の搬送通路にカメラ１５が設けられており、刈取判定部１１’’は当該カメラ１５と接続されている。当該カメラ１５は搬送通路内を動画又は定期的に静止画を撮影する。刈取判定部１１’’はカメラ１５により撮影された画像（動画像又は静止画像）を画像解析することで、穀粒の流れを検知する。そして、刈取判定部１１’’は穀粒が流れている場合に、コンバイン１が穀物を刈り取る状態にあると判定する。
【００５７】
このように刈取判定部の第１変形例及び第２変形例によれば、刈取部の位置に関わらず、実際に第２の搬送部を穀粒が通過していることを判定し、そのときの測定結果のみを残すことができることから、より高精度で効率的な穀物測定を行うことができる。なお、刈取判定部は、上記実施形態のような駆動部に基づく判定、第１変形例のような衝突センサに基づく判定、及び第２変形例のような画像に基づく判定を、複数組み合わせてもよい。
【００５８】
また、上記実施形態、第１変形例、及び第２変形例では、記憶部２１及び圃場評価部２２がコンバイン１の外部に設けられているが、この構成に限られるものではない。例えば、コンバイン内の穀物測定装置に少なくとも記憶部を有しており、圃場評価部を外部に設けてもよいし、記憶部と圃場評価部の両方をコンバイン内の穀物測定装置に設けてもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１  コンバイン
２  駆動部
３  刈取部
４  第１の搬送部
５  脱穀部
６  第２の搬送部
７  貯留部
１０  穀物測定装置
１１、１１’、１１’’  刈取判定部
１２  測定部
１３  位置情報取得部
１４  衝突センサ
１５  カメラ
２０  外部装置
２１  記憶部
２２  圃場評価部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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