(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナによって受信されたＧＰＳ衛星からの電波と基準局で受信されたＧＰＳ衛星からの電波によって得られるデータを演算することにより現在位置を検出し、この検出された現在位置と、慣性航法装置で測定された位置、速度、姿勢データをそれぞれ航法フィルタに入力することにより高精度の現在位置、速度及び姿勢を検出する位置、速度及び姿勢検出手段と上記位置、速度及び姿勢検出手段により検出された現在位置が予め設定されている経路データをたどるように稲刈り機の位置を制御する制御手段とを備えた稲刈り機と、
アンテナによって受信されたＧＰＳ衛星からの電波と基準局で受信されたＧＰＳ衛星からの電波によって得られるデータを演算することにより現在位置を検出し、この検出された現在位置と慣性航法装置で測定された位置データとに基づいて高精度の現在位置を検出する位置検出手段と上記位置検出手段により検出された現在位置を記憶する外部記憶手段とを備えた田植え機とを備え、
田植え時に上記田植え機のたどった経路を上記外部記憶手段に記憶させておき、稲の刈り取り時に上記外部記憶手段に記憶させておいた位置データを上記稲刈り機の経路データとして稲刈りを自動的に行なうようにしたことを特徴とする屋外作業自動化システム。
【請求項２】
アンテナによって受信されたＧＰＳ衛星からの電波と基準局で受信されたＧＰＳ衛星からの電波との位相差を演算することにより現在位置を検出し、この検出された現在位置と、慣性航法装置で測定された位置、速度、姿勢データをそれぞれ航法フィルタに入力することにより高精度の現在位置、速度及び姿勢を検出する位置、速度及び姿勢検出手段と、上記位置、速度及び姿勢検出手段により検出された現在位置が予め設定されている経路データをたどるように稲刈り機の位置を制御する制御手段と中央管制所とのデータ送受信を行なう送受信手段とを備えた稲刈り機と、
アンテナによって受信されたＧＰＳ衛星からの電波と基準局で受信されたＧＰＳ衛星からの電波との位相差を演算することにより現在位置を検出し、この検出された現在位置と慣性航法装置で測定された位置データとに基づいて高精度の現在位置を検出する位置検出手段と上記中央管制所とのデータ送受信を行なう送受信手段とを備えた田植え機と、
データの送受信を行なう送受信手段と、複数又は単数の田植え及び刈り取りを統括して制御する制御部及び各種データを記憶する記憶手段を備えた中央管制所とを備え、
田植え時に上記田植え機のたどった経路を上記中央管制所に送信して、中央管制所の記憶手段に記憶させておき、刈り取り時にその記憶手段に記憶させておいた位置データを上記稲刈り機の経路データとして上記稲刈り機に送信して、稲刈りを自動的に行なうようにしたことを特徴とする屋外作業自動化システム。
【請求項３】
上記中央管制所は複数の田圃の田植え情報を記憶し、刈り取り時に複数の田圃で複数の稲刈り機を同時に又は連続的に作動させて稲刈りを行なわせるように制御する制御機能を備えていることを特徴とする請求項２記載の屋外作業自動化システム。
【請求項４】
アンテナによって受信されたＧＰＳ衛星からの電波と基準局で受信されたＧＰＳ衛星からの電波との位相差を演算することにより現在位置を検出し、この検出された現在位置と、慣性航法装置で測定された位置、速度、姿勢データをそれぞれ航法フィルタに入力することにより高精度の現在位置、速度及び姿勢を検出する位置、速度及び姿勢検出手段と、上記位置、速度及び姿勢検出手段により検出された現在位置が予め設定されている経路データをたどるように農機具の位置を制御する制御手段とを備えた農機具とを有し、
予め田圃の形状を測定しておき、その田圃形状データをもとにして上記経路データを自動的に生成し、農機具の位置を自動的に制御して農作業を自動的に行なうようにしたことを特徴とする屋外作業自動化システム。
【請求項５】
上記農機具は田植え機、稲刈り機、田植え前に使う農機具であることを特徴とする請求項４記載の屋外作業自動化システム。
【請求項６】
アンテナによって受信されたＧＰＳ衛星からの電波と基準局で受信されたＧＰＳ衛星からの電波との位相差を演算することにより現在位置を検出し、この検出された現在位置と、慣性航法装置で測定された位置、速度、姿勢データをそれぞれ航法フィルタに入力することにより高精度の現在位置、速度及び姿勢を検出する位置、速度及び姿勢検出手段と上記位置、速度及び姿勢検出手段により検出された現在位置が予め設定されている経路データをたどるように農機具の位置を制御する制御手段とデータを送受信する送受信手段とを備えた農機具と、
データの送受信を行なう送受信手段と田植えを統括して制御する制御部及び各種データを記憶する記憶手段を備えた中央管制所とを備え、
予め複数の田圃の形状を測定しておき、上記中央管制所はその田圃形状データをもとにして上記経路データを自動的に生成し、複数の農機具に送信して複数の田圃での農作業を自動的に行なうようにしたことを特徴とする屋外作業自動化システム。
【請求項７】
上記農機具は田植え機、稲刈り機、田植え前に使う農機具であることを特徴とする請求項６記載の屋外作業自動化システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は農業あるいは林業の屋外作業を無人化／省力化することができる屋外作業自動化システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より農作業の田植えや稲の刈り取り等の屋外作業は農業従事者には大変な作業であった。
【０００３】
そこで、そのような農作業を軽減するために農作業の軽減化を計ることが要求されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、その目的は農業あるいは林業の屋外作業を無人化／省力化することができる屋外作業自動化システムを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係わる屋外作業自動化システムは、アンテナによって受信されたＧＰＳ衛星からの電波と基準局で受信されたＧＰＳ衛星からの電波によって得られるデータを演算することにより現在位置を検出し、この検出された現在位置と、慣性航法装置で測定された位置、速度、姿勢データをそれぞれ航法フィルタに入力することにより高精度の現在位置、速度及び姿勢を検出する位置、速度及び姿勢検出手段と上記位置、速度及び姿勢検出手段により検出された現在位置が予め設定されている経路データをたどるように稲刈り機の位置を制御する制御手段とを備えた稲刈り機と、アンテナによって受信されたＧＰＳ衛星からの電波と基準局で受信されたＧＰＳ衛星からの電波によって得られるデータを演算することにより現在位置を検出し、この検出された現在位置と慣性航法装置で測定された位置データとに基づいて高精度の現在位置を検出する位置検出手段と上記位置検出手段により検出された現在位置を記憶する外部記憶手段とを備えた田植え機とを備え、田植え時に上記田植え機のたどった経路を上記外部記憶手段に記憶させておき、稲の刈り取り時に上記外部記憶手段に記憶させておいた位置データを上記稲刈り機の経路データとして稲刈りを自動的に行なうようにしたことを特徴とする。
【０００６】
請求項２に係わる屋外作業自動化システムは、アンテナによって受信されたＧＰＳ衛星からの電波と基準局で受信されたＧＰＳ衛星からの電波との位相差を演算することにより現在位置を検出し、この検出された現在位置と、慣性航法装置で測定された位置、速度、姿勢データをそれぞれ航法フィルタに入力することにより高精度の現在位置、速度及び姿勢を検出する位置、速度及び姿勢検出手段と、上記位置、速度及び姿勢検出手段により検出された現在位置が予め設定されている経路データをたどるように稲刈り機の位置を制御する制御手段と中央管制所とのデータ送受信を行なう送受信手段とを備えた稲刈り機と、アンテナによって受信されたＧＰＳ衛星からの電波と基準局で受信されたＧＰＳ衛星からの電波との位相差を演算することにより現在位置を検出し、この検出された現在位置と慣性航法装置で測定された位置データとに基づいて高精度の現在位置を検出する位置検出手段と上記中央管制所とのデータ送受信を行なう送受信手段とを備えた田植え機と、データの送受信を行なう送受信手段と、複数又は単数の田植え及び刈り取りを統括して制御する制御部及び各種データを記憶する記憶手段を備えた中央管制所とを備え、田植え時に上記田植え機のたどった経路を上記中央管制所に送信して、中央管制所の記憶手段に記憶させておき、刈り取り時にその記憶手段に記憶させておいた位置データを上記稲刈り機の経路データとして上記稲刈り機に送信して、稲刈りを自動的に行なうようにしたことを特徴とする。
【０００７】
請求項３に係わる屋外作業自動化システムは、請求項２記載の中央管制所は複数の田圃の田植え情報を記憶し、刈り取り時に複数の田圃で複数の稲刈り機を同時に又は連続的に作動させて稲刈りを行なわせるように制御する制御機能を備えていることを特徴とする。
【０００８】
請求項４に係わる屋外作業自動化システムは、アンテナによって受信されたＧＰＳ衛星からの電波と基準局で受信されたＧＰＳ衛星からの電波との位相差を演算することにより現在位置を検出し、この検出された現在位置と、慣性航法装置で測定された位置、速度、姿勢データをそれぞれ航法フィルタに入力することにより高精度の現在位置、速度及び姿勢を検出する位置、速度及び姿勢検出手段と、上記位置、速度及び姿勢検出手段により検出された現在位置が予め設定されている経路データをたどるように農機具の位置を制御する制御手段とを備えた農機具とを有し、予め田圃の形状を測定しておき、その田圃形状データをもとにして上記経路データを自動的に生成し、農機具の位置を自動的に制御して農作業を自動的に行なうようにしたことを特徴とする。
【０００９】
請求項５に係わる屋外作業自動化システムの農機具は田植え機、稲刈り機、田植え前に使用する農機具であることを特徴とする。
【００１０】
請求項６に係わる屋外作業自動化システムは、アンテナによって受信されたＧＰＳ衛星からの電波と基準局で受信されたＧＰＳ衛星からの電波との位相差を演算することにより現在位置を検出し、この検出された現在位置と、慣性航法装置で測定された位置、速度、姿勢データをそれぞれ航法フィルタに入力することにより高精度の現在位置、速度及び姿勢を検出する位置、速度及び姿勢検出手段と上記位置、速度及び姿勢検出手段により検出された現在位置が予め設定されている経路データをたどるように農機具の位置を制御する制御手段とデータを送受信する送受信手段とを備えた農機具と、データの送受信を行なう送受信手段と田植えを統括して制御する制御部及び各種データを記憶する記憶手段を備えた中央管制所とを備え、予め複数の田圃の形状を測定しておき、上記中央管制所はその田圃形状データをもとにして上記経路データを自動的に生成し、複数の農機具に送信して複数の田圃での農作業を自動的に行なうようにしたことを特徴とする。
【００１１】
請求項７に係わる屋外作業自動化システムは、田植え機、稲刈り機、田植え前に使う農機具であることを特徴とする。
【００１５】
【作用】
請求項１において、田植え時に田植え機のたどった経路を外部記憶手段に記憶させておき、稲の刈り取り時に外部記憶手段に記憶させておいた位置デ−タを上記稲刈り機の経路デ−タとして稲刈りを自動的に行なうようにしている。
【００１６】
請求項２において、田植え時に田植え機のたどった経路を中央管制所に送信して、中央管制所の記憶手段に記憶させておき、刈り取り時にその記憶手段に記憶させておいた位置デ−タを上記稲刈り機の経路デ−タとして稲刈り機に送信し、稲刈りを自動的に行なうようにしている。
【００１７】
請求項３において、請求項２の中央管制所は複数の田圃の田植え情報を記憶し、刈り取り時に複数の田圃で稲刈りを行なわせるようにしている。
【００１８】
請求項４において、予め田圃の形状を測定しておき、その田圃形状デ−タをもとにして田植え機の経路デ−タを自動的に生成し、農機具の位置を自動的に制御して農作業を自動的に行なうようにしている。
【００１９】
請求項５において、農機具は田植え機、稲刈り機、田植え前に使う農機具である。
【００２０】
請求項６において、予め複数の田圃の形状を測定しておき、中央管制所はその田圃形状デ−タをもとにして、農機具の経路デ−タを生成し、複数の農機具に送信して複数の田圃での農作業を自動的に行なうようにしている。
【００２１】
請求項７において、農機具は田植え機、稲刈り機、田植え前に使う農機具である。
【００２５】
【実施例】
以下図面を参照して本発明の第１実施例に係わる農業における作業自動化システムについて説明する。図１は農業における作業自動化システムのシステム構成図、図２は第１実施例の動作を説明するためのフロ−チャ−トである。
【００２６】
図１において、一点破線１１は農機具（田植え機、刈り取り機）を示している。この農機具として稲刈り機を想定している。農機具にはＧＰＳ（Gloval Positioning System ）衛星からのマイクロ波電波（搬送波）を受信するＧＰＳアンテナが設置されている。このＧＰＳアンテナを介して受信されたマイクロ波電波はＧＰＳ受信機１２に入力される。このＧＰＳ受信機１２は受信したマイクロ波電波の位相を測定する測定回路も備えている。
【００２７】
このＧＰＳ受信機１２で測定されたマイクロ波電波の位相はディファレンシャルＧＰＳ演算部１３に入力される。このディファレンシャルＧＰＳ演算部１３には後述する基準局との間でデ−タの送受を行うアンテナ１４が接続されている。ディファレンシャルＧＰＳ演算部１３はＧＰＳ受信機１２から出力されるマイクロ波電波の位相とアンテナ１４を介して受信されたディファレンシャルＧＰＳの基準局で検出されたのマイクロ波電波の位相がそれぞれ入力される。このディファレンシャルＧＰＳ演算部１３は基準局Ａ及び農機具１１のＧＰＳアンテナでそれぞれ受信されたマイクロ波電波の位相差を演算することにより農機具１１の位置デ−タＤｐ１（緯度、経度、高度）を求めている。
【００２８】
また、１５はＩＮＳ（慣性航法装置）である。このＩＮＳ１５は航空機等に搭載されている速度、位置及び姿勢計測のための装置である。前述したディファレンシャルＧＰＳ演算部１３で演算された位置デ−タＤｐ１及びこのＩＮＳ１５により計測された農機具の位置デ−タＤｐ２、速度デ−タＤｖ、姿勢デ−タＤａは航法フィルタ１６にそれぞれ入力される。
【００２９】
この航法フィルタ１６は例えばカルマンフィルタにより構成されており、入力される２つの位置デ−タＤｐ１及びＤｐ２は航法フィルタ１６を介して厳密な位置デ−タＤｐに変換される。つまり、この位置デ−タＤｐが農機具の位置デ−タＤｐとされる。
【００３０】
この航法フィルタ１６から出力される位置デ−タＤｐは比較部１７の−端子に入力される。この比較部１７の＋端子には目標とする経路デ−タＭｐを記憶する記憶部１８からの経路デ−タが入力されている。
【００３１】
この比較部１７は農機具１１の位置デ−タＤｐと経路デ−タＭｐとを比較し、その差信号ΔＤを制御ロジック１９に出力する。
【００３２】
また、航法フィルタ１６を介して出力される速度デ−タＤｖ、姿勢デ−タＤａも制御ロジック１９に入力されている。この制御ロジック１９は入力される位置デ−タＤｐ、速度デ−タＤｖ、姿勢デ−タＤａに基づいて最適な制御形態を演算し、アクセル制御信号Ｓａ、ブレ−キ制御信号Ｓｂ、ステアリング制御信号Ｓｓ、その他の制御信号Ｓｒをそれぞれアクチュエ−タ２０〜２３に出力する。
【００３３】
アクチュエ−タ２０〜２３は農機具１１のアクセル２４、ブレ−キ２５、ステアリング２６、その他の走行装置２７に出力する。
【００３４】
次に、上記のように構成された本発明の第１実施例の動作について説明する。農業の自動化の一つとして稲刈りを自動化する処理について図２のフロ−チャ−トを参照しながら説明する。まず、農業自動化システムの立ち上げを行う（ステップＳ１）。つまり、ディファレンシャルＧＰＳの基準局Ａの正確な位置を計測する処理が基準局Ａで行われる（ステップＳ１）。次に、田植えの際に田植え機がたどった経路を記憶する処理が行われる（ステップＳ２）。具体的には、刈取りを自動化したい田圃に田植え機を持ってくる。そして、田圃の入り口で数分間静止し、ディファレンシャルＧＰＳの干渉測位で位置を１cm程度の精度で計測し、記録しておく。そして、田植え機を１ｍだけ動かして精密に位置を測定する。現在位置を正確に求めたら、ＩＮＳ１５の初期値とする。ＩＮＳ１５には機械の姿勢デ−タの初期値も必要となるので、最初に計測した１ｍ動かす前のデ−タと比較して田植え機がどちらを向いているかを算出する。初期設定が終わると、そして、作業者が田植え機に乗り込んで、田植えを開始する。そして、ＩＮＳ１５で計測された位置デ−タに基づいて田植え機のたどった経路を適当な間隔で記録し、例えばフロッピ−ディスクのような外部記憶装置に記憶する。ところで、田植え機を動かしている間、時折、田植え機を停止させてディファレンシャルＧＰＳの干渉測位で位置を精密に計測し、ＩＮＳ１５のドリフトを補正する。
【００３５】
以下、刈り取り機を用いて刈り取り作業を行う作業について説明する。まず、刈り取り機の条数は田植え機の条数と同じであるかを判定する（ステップＳ３）。このステップＳ３の判定で刈り取り機の条数と田植え機の条数とは同じであると判定されると、前述したステップＳ２で記憶したフロッピ−ディスクを取り出して稲刈り機のフロッピ−ディスク装置に装着する。このフロッピ−ディスクに記憶された田植え機のたどった経路は図１の記憶部１８に転送される。
【００３６】
そして、稲刈り機を田圃の入り口へ移動させる（ステップＳ５）。田圃の入り口の位置及び入り口までの経路も前述したフロッピ−ディスクに記憶されているので、無人で稲刈り機を移動させることができる。
【００３７】
そして、記憶部１８に記憶されているデ−タの示す経路に従って、稲刈り機が稼働されて、稲の刈り取りが行われる。この時、刈り取り機の進むべき進路は離散的なポイントで与えられるため、適当な補間方法を使用して連続的な進路の目標とされる。
【００３８】
このようにして、稲の刈り取り処理が行われる。そして、集荷に関しては刈り取り機を大型化して内蔵させたり、適当な量が刈り取り機にたまったら、自動的に集荷場へ移動させるようにプログラムしておくことにより、集荷を行う（ステップＳ６）。つまり、刈り取った稲が適当な量溜まったら、田圃上に置くと共に、その置いた位置を精密に計測しておき、後で無人の輸送車に拾わせるようにしても良い。このように、刈り取った稲が置いてある場所が正確に分かるので、収集作業を確実にしかも効率良く行なうことができる。
【００３９】
このようにして、１つの田圃の稲刈りが終了すると次の作業に移動する（ステップＳ７）。つまり、他の田圃の稲刈りに移動する。
【００４０】
他の作業がなければ、作業は終了する。
【００４１】
なお、ステップＳ３の判定で「ＮＯ」と判定、つまり刈り取り機の条数と田植え機の条数とが異なっていると判定された場合には、刈り取り機の作業経路の生成を行う。田植え時にフロッピ−ディスクに記憶されている作業経路のデ−タから、稲がどの範囲に植えられているかを判定し、刈り取りのための手順設定の規則（農業従事者のノウハウの明文化によるアルゴリズム）を使用して刈り取りの経路を設定する（ステップＳ９）。
【００４２】
以下、ステップＳ５以降の処理が同様にして行われる。
【００４３】
中央管制所が無い場合には、以上のようにして稲刈りの自動化処理が行われる。
【００４４】
次に、図３乃至図５を参照して中央管制所がある場合の稲の自動刈り取り作業について説明する。図３はは中央管制所がある場合の農機具のシステム構成図である。図３において、図１と同一部分には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。なお、記憶部１８に記憶される経路デ−タはアンテナ１８ａを介して中央監視所のアンテナ４７ａとデ−タを送受信可能である。
【００４５】
図３において、３１はモニタ装置である。このモニタ装置３１は農機具の燃料残量、故障、水温、油温をモニタする農機具の状態モニタ３２、農機具の周囲の映像を撮影する例えば赤外線カメラであるモニタカメラ３３、気象情報を検出する気象情報センサ３４より構成されている。農機具の状態モニタ３２、モニタカメラ３３、気象情報センサ３４の出力はデ−タフレ−ム生成部３５に入力される。このデ−タフレ−ム生成部３５は農機具の状態モニタ３２から出力される農機具の燃料残量、故障、水温、油温及びモニタカメラ３３で撮影された農機具の周囲の映像及び気象情報センサ３４から出力される気象情報に基づいてデ−タフレ−ムを生成して送信部３６に出力する。
【００４６】
送信部３６にはアンテナ３７が接続されている。該デ−タフレ−ムはアンテナ３７を介して後述する中央管制所のアンテナ４８ａに送信される。
【００４７】
図４を参照して中央管制所の詳細な構成について説明する。図４において、４１はディファレンシャルＧＰＳの基準局である。この基準局１１にはＧＰＳ用アンテナ４３、農機具１１とのデ−タをやり取りするためのアンテナ４４が接続されている。この中央管制所は本農業自動化システムを統括的に制御するもので、マイクロコンピュ−タ及びその周辺回路より構成されているもので、そのマイクロコンピュ−タは符号４１で示したブロック内で示した機能を有している。つまり、植え付けや刈り取りなどの順序を決定する耕作順序決定アルゴリズム４５、耕作順序決定アルゴリズム４５で決定された植え付け、刈り取りなどの順序に基づいてどの機械をどこの田圃で使用するかを決定する耕作機械アサインアルゴリズム４６、耕作機械アサインアルゴリズム４６で決定されたどの機械をどこの田圃で使用するかのデ−タ及び記憶手段５０に記憶されている田圃デ−タ、前年あるいは前前年の農機具の運転経路デ−タ、耕作経路決定ノウハウに基づいて耕作経路生成する耕作経路生成のためのアルゴリズム４７、モニタ装置３１から伝送される農機具の状態モニタ３２、モニタカメラ３３、気象情報センサ３４の出力を受信してモニタデ−タを整理するモニタデ−タ整理機能を備えている。該モニタデ−タは前述した耕作機械アサインアルゴリズム４６及びディスプレイ４９に出力される。
【００４８】
次に、上記のように構成された本発明の第２実施例の動作について説明する。農業の自動化の一つとして稲刈りを自動化する処理について図５のフロ−チャ−トを参照しながら説明する。まず、農業自動化システムの立ち上げを行う（ステップＳ１１）。つまり、ディファレンシャルＧＰＳの基準局４２の正確な位置を計測する処理が基準局４２で行われる。そして、農機具の出発点の位置を正確に記憶する。次に、田植えの際に田植え機がたどった経路を記憶する処理が行われる（ステップＳ１２）。具体的には、刈取りを自動化したい田圃に田植え機を持ってくる。そして、田圃の入り口で数分間静止し、ディファレンシャルＧＰＳの干渉測位で位置を１cm程度の精度で計測し、記録しておく。そして、田植え機を１ｍだけ動かして精密に位置を測定する。現在位置を正確に求めたら、ＩＮＳ１５の初期値とする。ＩＮＳ１５には機械の姿勢デ−タの初期値も必要となるので、最初に計測した１ｍ動かす前のデ−タと比較して田植え機がどちらを向いているかを算出する。初期設定が終わると、そして、作業者が田植え機に乗り込んで、田植えを開始する。そして、ＩＮＳ１５で計測された位置デ−タに基づいて田植え機のたどった経路を適当な間隔で記録し、例えばフロッピ−ディスクのような外部記憶装置に記憶するかあるいは中央管制所４１に送信する。ところで、田植え機を動かしている間、時折、田植え機を停止させてディファレンシャルＧＰＳの干渉測位で位置を精密に計測し、ＩＮＳ１５のドリフトを補正する。
【００４９】
以下、刈り取り機を用いて刈り取り作業を行う作業について説明する。まず、刈り取り機の条数は田植え機の条数と同じであるかを判定する（ステップＳ１３）。このステップＳ１３の判定で刈り取り機の条数と田植え機の条数とは同じであると判定されると、中央管制所４１から送信された田植え機のたどった経路デ−タを受信し図１の記憶部１８に転送される。
【００５０】
そして、稲刈り機を田圃の入り口へ移動させる（ステップＳ１５）。田圃の入り口の位置及び入り口までの経路も前述したフロッピ−ディスクに記憶されているので、無人で稲刈り機を移動させることができる。
【００５１】
そして、記憶部１８に記憶されているデ−タの示す経路に従って、稲刈り機が稼働されて、稲の刈り取りが行われる。この時、刈り取り機の進むべき進路は離散的なポイントで与えられるため、適当な補間方法を使用して連続的な進路の目標とされる。
【００５２】
このようにして、稲の刈り取り処理が行われる。そして、集荷に関しては刈り取り機を大型化して内蔵させたり、適当な量が刈り取り機にたまったら、自動的に集荷場へ移動させるようにプログラムしておくことにより、集荷を行う（ステップＳ１６）。
【００５３】
このようにして、１つの田圃の稲刈りが終了すると次の作業に移動する（ステップＳ７）。つまり、他の田圃の稲刈りに移動する。
【００５４】
このような作業中に作業を中断させて、以下に述べる処理を行う（ステップＳ１８）。作業中は刈り取り機は周囲の状況（気象、画像デ−タ）および機械の状態（燃料や潤滑油などの状態、各種の故障モニタデ−タ）を中央監視所４１に送信している。このデ−タ（気象状況や機械のモニタデ−タ）や画像（障害物）に基づき、自動または監視所内のオペレ−タの判断により給油や修理などのための作業を中断している。給油操作などは給油所の位置を正確に測定しておき、そこまでの経路デ−タを与えれば、自動的に実行でき、その後は作業に復帰する。  他の作業がなければ、作業は終了する（ステップＳ１９）。
【００５５】
なお、ステップＳ１３の判定で「ＮＯ」と判定、つまり刈り取り機の条数と田植え機の条数とが異なっていると判定された場合には、刈り取り機の作業経路の生成を行う。田植え時にフロッピ−ディスクに記憶されている作業経路のデ−タから、稲がどの範囲に植えられているかを判定し、刈り取りのための手順設定の規則（農業従事者のノウハウの明文化によるアルゴリズム）を使用して刈り取りの経路を設定する（ステップＳ２０）。
【００５６】
以下、ステップＳ１５以降の処理が同様にして行われる。
【００５７】
以上のようにして中央管制所がある場合に稲刈りを自動化することができる。次に、本発明の第３実施例について図６を参照して説明する。この第３実施例では、田植えの自動化を計った自動化システムである。この田植えの自動化システムのシステム構成図は図３及び図４と同じであるので、その詳細な構成は省略する。
【００５８】
次に、図６を参照して田植えの自動化システムの動作について説明する。まず、前年の田植え時の経路デ−タがすでにあるかが判定される（ステップＳ２１）。このステップＳ２１の判定で「ＮＯ」、つまり前年の経路デ−タがないと判定された場合には田圃形状デ−タの作成処理が行われる（ステップＳ３２）。つまり、中央管制所４１がある場合を想定しているので、基準局４２との相対位置をディファレンシャルＧＰＳにより計測する。具体的には、計測したい田圃に位置測定装置（ディファレンシャルＧＰＳとＩＮＳとを複合化したもの装置）を持ってくる。そして、田圃の入り口で数分間静止し、ディファレンシャルＧＰＳの干渉測位で位置を１cm程度の精度で計測し、記録しておく。そして、位置測定装置を１ｍだけ動かして精密に位置を測定する。現在位置を正確に求めたら、ＩＮＳの初期値とする。ＩＮＳには機械の姿勢デ−タの初期値も必要となるので、最初に計測した１ｍ動かす前のデ−タと比較して位置測定装置がどちらを向いているかを算出する。初期設定が終わると、そして、位置測定装置を動かして、田圃の計測を開始する。そして、ＩＮＳで計測された位置デ−タに基づいて位置計測装置がたどった経路を適当な間隔で記録し、中央管制所に送信する。ところで、位置測定装置を動かしている間、時折、位置測定装置を停止させてディファレンシャルＧＰＳの干渉測位で位置を精密に計測し、ＩＮＳのドリフトを補正する。該当する田圃（畑）の形状が矩形でない場合には、多角形で近似するようにする。
【００５９】
なお、中央管制所４１がない場合には、ＧＰＳレシ−バのような適当な測量機具を用いて田圃（畑）の形状を測定する。この場合も前述したようにディファレンシャルＧＰＳとＩＮＳとを併用した位置測定装置で測定し、位置測定装置に備えられた例えば、フロッピ−ディスクのような外部記憶装置に記録する。
【００６０】
次に、田植えの経路デ−タを生成する（ステップＳ３３）。田圃（畑）の形状が判明しているので、適切なル−ルを適用することにより、田植え時の経路（コマンドとして田植え機に送る位置デ−タの列）を生成している。
【００６１】
以下、ステップＳ３４以降に移って田植え作業を行う。まず、田植え機の始動を行う（ステップＳ３４）。つまり、田植えが始動できるようにセットされた田植え機を移動させる。そして、中央管制所４１で複数の田圃の田植え機を制御して田植えを行う場合には、どの田植え機をどの田圃で使用するかは中央管制所４１で判断して田植え機に指示する。
【００６２】
そして、田植えの無人による実施がなされる（ステップＳ３５）。つまり、前年の田植え経路または新たに作成した田植えのための経路を中央管制所４１からの送信デ−タに従って、田植え機を操作する。この際、田植え経路デ−タ（コマンド）は離散的な値で与えられているため、連続的な経路デ−タが必要な場合には、適当な補間方法を用いて連続的な経路デ−タとすれば良い。
【００６３】
次に、作業の中断を行う（ステップＳ３６）。田植え機の状態（燃料残量、油温や故障モニタ）のモニタや気象条件のモニタなどは第２実施例で説明したものと同じであり、これらデ−タに基づいて、適宜作業の中断、復帰の処理を行っている。
【００６４】
そして、田植えが終了すると、中央管制所４１の作業は終了する（ステップＳ３７）。
【００６５】
以上は田植えの自動化について述べたが、稲刈り機を用いた稲刈りやトラクタを用いた田起こしや代掻きにも適用可能である。
【００６６】
なお、田植え時に稲を植えた位置を記憶しておき、稲が植えていない位置の植物を刈り取る作業を行うようにすれば、草取り作業も自動化することができる。さらに、林業において、植林時に植木１本１本の位置をＧＰＳレシ−バを使用して記憶しておき、木が植えられていない場所の植物を無人草刈り機を用いて刈り取るようにしても良い。また、枝打ちロボット移動用のロボットをすでに記憶されている植木の位置デ−タに基づいて移動させていき、隣接する植木にわたって枝打ちを自動的に行なうことができる。
【００６７】
上記実施例では基準局を設置しディファレンシャルＧＰＳにより位置を計測するようにしたが、基準局を設けずに通常のＧＰＳ航法により位置を計測するようにしても良い。さらに、ＧＰＳ航法に限らず他の衛星航法を用いるようにしても良い。
【００６８】
本発明は稲作のみならず、麦などの作物の刈り取りにも同様にして適用することができる。
【００６９】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、農業あるいは林業の屋外作業を無人化／省力化することができる農業における作業自動化システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係わる農業における屋外作業自動化システムのシステム構成図。
【図２】第１実施例の動作を説明するためのフロ−チャ−ト。
【図３】中央管制所がある場合の農機具のシステム構成図。
【図４】中央管制所の詳細な構成を示すブロック図。
【図５】第２実施例の動作を説明するためのフロ−チャ−ト。
【図６】本発明の第３実施例の動作を説明するためのフロ−チャ−トである。
【符号の説明】
１１…農機具、１２…ＧＰＳ受信機、１３…ＧＰＳ演算部、１５…ＩＮＳ、  １６…航法フィルタ、１７…比較部、１８…記憶部、１９…制御ロジック、    ２０〜２３…アクチュエ−タ、２４…アクセル、２５…ブレ−キ、２６…ステアリング、２７…走行装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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