(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも複数のボタンとスティックからなる無線操縦機に接続されて遠隔操縦が可能な無線操縦式播種機を制御するためのモニタリングシステムにおいて、
前記播種機に一つ以上取り付けられ、周囲と播種部位を撮影するカメラと、前記播種機の位置と移動距離をリアルタイムで測定するＧＰＳとを備える検出モジュール；
前記操縦機と播種機にそれぞれ搭載され、前記検知モジュールの検出信号と播種機の運転信号を送受信する通信モジュール；
前記操縦機に受信される検出信号を読み取り可能な検知情報に符号化し、作業者の操作情報を播種機が認識する運転信号に復号化する演算モジュール；
前記検知情報を作業者が設定した基準情報と比較して運転状態を分析し、前記運転状態に応じて警告音と警告灯を出力する安全モジュール；及び
前記操縦機に取り付けられ、検知情報に基づいて播種機の周囲を表示する注視項目と、作動状態を表示する計測項目に区画されて編成された画像を出力する表示モジュール；を含んでなることを特徴とする、無線操縦式播種機制御用モニタリングシステム。
【請求項２】
前記検出モジュールは、播種機の前方と後方に取り付けられ、妨害物を測定する超音波検知器と、播種機に一つ以上取り付けられ、ローリング、ヨーイング、ピッチングを検知する一つ以上の勾配検知器と、播種機のＥＣＵに接続され、バッテリーと燃料量を検知するＯＢＤ端末とをさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の無線操縦式播種機制御用モニタリングシステム。
【請求項３】
前記操縦機の通信モジュールは、プライベートネットワークで農村振興庁サーバに接続され、作業者の要求に応じて、作物ごとに畝サイズ、株間隔、発芽温度、栽培温度、季節別種まき時期・収穫時期、種子の数、条間距離、株間距離を含む生育情報を受信することを特徴とする、請求項１に記載の無線操縦式播種機制御用モニタリングシステム。
【請求項４】
前記演算モジュールは、カメラが撮影した播種機の前方映像と後方映像とを合成し、前記前後方合成映像に播種機の実物写真、又は播種機を三次元的にモデリングしたオブジェクトをオーバーレイさせ、勾配検知器の検知情報をオーバーレイされた播種機に反映して実際の走行状態を拡張現実又は仮想現実映像に符号化することを特徴とする、請求項２に記載の無線操縦式播種機制御用モニタリングシステム。
【請求項５】
前記演算モジュールは、作業者の選択に応じて、合成映像を空から垂直に見下ろす視角で播種機の走行方向に合わせて表示する航空ビュー映像、及び地形地物と共に播種機の走行方向に合わせて表示するバードビュー映像に符号化することを特徴とする、請求項４に記載の無線操縦式播種機制御用モニタリングシステム。
【請求項６】
前記安全モジュールは、播種部位を撮影するカメラの映像を分析して種子排出と種子植えを判断し、不良播種の部位に対して写真と共にＧＰＳの位置情報を記録することを特徴とする、請求項１に記載の無線操縦式播種機制御用モニタリングシステム。
【請求項７】
前記表示モジュールの注視項目は、左側に、播種機の前方映像を表示する前方フィールドと、前方フィールドの下端に播種機の後方映像を表示する後方フィールドから編成され、前記計測項目は、播種機のバッテリー電源状態を示す電圧フィールドと、播種機の燃料量又は作動可能な時間を示す燃料フィールドと、播種機の角度を示す姿勢フィールドと、播種機の走行方向と速度を示す方向フィールドと、播種機の移動距離及び面積を示す移動フィールドから設定パターンに編成されたことを特徴とする、請求項５に記載の無線操縦式播種機制御用モニタリングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも複数のボタンとスティックからなる無線操縦機に接続されて遠隔操縦が可能な無線操縦式播種機を制御するためのモニタリングシステムに係り、より具体的には、運転に必要な視野を確保することができる映像、位置及び播種機の点検情報を操縦機に出力することにより、作業者が播種現場で播種機を注視しなくても任意の場所で安全な運転と共に播種機のメンテナンスが容易であるのはもとより、不良播種に対する可視可聴警報を通報し、各種情報及び播種量と施肥量との合算を記録した情報を遠隔で伝送して出力することにより、全般的な播種作業の完成度を最大化することができる無線操縦式播種機制御用モニタリングシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、穀物や野菜などを栽培するために種子を植えることを「播種」という。既存の播種作業はヒトが直接種を農地に播く方式で行われたが、今日、農業技術の発展により、播種作業を自動的に行う播種機が開発、普及されている。このため、播種機の運行が困難な特殊地域を除いては、ほとんどすべての地域で播種機を用いて播種が行われている。
【０００３】
ここで、播種機は、作業者が運転する耕運機、トラクター、管理機などの農業機械に取り付けて使用する取付式播種機と、作業者が直接播種機を運転する自走式播種機に区分することができる。取付式播種機は、農業機械の運用が容易であるほどに農地が広く、まっすぐな地形で播種作業を行う際に主に利用され、自走式播種機は、農業機械の運用が困難であるほどに面積が狭い農地や地形が良くない農地などで播種作業を行う際に利用される。
【０００４】
一方、近年では、青壮年層の営農に対する忌避現象により、農村は自然に営農可能な人手の構造が高齢化され、農業機械をほとんど高齢者が運転するようになった。
【０００５】
つまり、取付式播種機を用いて播種作業を行う場合には、高齢者が農業機械を運転する過程で、運転技術及び操作不注意により事故が頻繁に発生するという問題がある。
特に、耕運機や管理機などは、運転過程で運転技術と共に少なくない労働が必要であるが、高齢者の場合に耕運機や管理機を簡単に操作するための筋力が不足して円滑な操作が容易ではないという問題もある。
【０００６】
これに対し、自走式播種機を用いて播種作業を行う場合には、高齢者が日照量の多い日中に長時間播種機を操作しながら播種作業を行わなければならないので、相当の体力消耗に起因する困難さが伴うという問題がある。
もちろん、体力消耗による播種作業の困難を解消するために、外部作業者を雇用することもあるが、これは、大部分の農家の困難な経済状況を考慮すると、別途の人件費がかかるという点において解決策だとは認められない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】韓国登録実用新案公報第２０−０４１０２９５号（考案の名称：種子播種機及び播種機組立体）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明は、上述した従来の問題点を根本的に解決するためのもので、その目的は、無線操縦によって遠隔制御が可能なＲＣ台車に播種部を設置して播種作業の遠隔実行可能に改善するとともに、運転に必要な視野を確保することができる映像、位置及び播種機の点検情報を操縦機に出力することにより、作業者が播種現場で播種機を注視しなくても任意の場所で安全な運転と共に播種機のメンテナンスが容易であるのはもとより、不良播種に対する可視可聴警報を通報し、各種情報及び播種量と施肥量との合算を記録した情報を遠隔で伝送して出力することにより、全般的な播種作業の便宜性と完成度を最大化することができる無線操縦式播種機制御用モニタリング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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、少なくとも複数のボタンとスティックからなる無線操縦機に接続されて遠隔操縦が可能な無線操縦式播種機を制御するためのモニタリングシステムにおいて、前記播種機に一つ以上取り付けられ、周囲と播種部位を撮影するカメラと、前記播種機の位置と移動距離をリアルタイムで測定するＧＰＳとを備える検出モジュール；前記操縦機と播種機にそれぞれ搭載され、前記検知モジュールの検出信号と播種機の運転信号を送受信する通信モジュール；前記操縦機に受信される検出信号を読み取り可能な検知情報に符号化し、作業者の操作情報を播種機が認識する運転信号に復号化する演算モジュール；前記検知情報を作業者が設定した基準情報と比較して運転状態を分析し、前記運転状態に応じて警告音と警告灯を出力する安全モジュール；及び前記操縦機に取り付けられ、検知情報に基づいて播種機の周囲を表示する注視項目と、作動状態を表示する計測項目に区画されて編成された画像を出力する表示モジュール；を含んでなることを特徴とする。
このとき、本発明に係る前記検出モジュールは、播種機の前方と後方に取り付けられ、妨害物を測定する超音波検知器と、播種機に一つ以上取り付けられ、ローリング、ヨーイング、ピッチングを検知する一つ以上の勾配検知器と、播種機のＥＣＵに接続され、バッテリーと燃料量を検知するＯＢＤ端末とをさらに備えることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る前記操縦機の通信モジュールは、プライベートネットワークで農村振興庁サーバに接続され、作業者の要求に応じて、作物ごとに畝サイズ、株間隔、発芽温度、栽培温度、季節別種まき時期・収穫時期、種子の数、条間距離、株間距離などの生育情報を受信することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る前記演算モジュールは、カメラが撮影した播種機の前方映像と後方映像とを合成し、前記前後方合成映像に播種機の実物写真、及び播種機を三次元的にモデリングしたオブジェクトをオーバーレイさせ、勾配検知器の検知情報をオーバーレイされた播種機に反映して実際の走行状態を拡張現実又は仮想現実映像に符号化することを特徴とする。
また、本発明に係る前記演算モジュールは、作業者の選択に応じて、合成映像を空から垂直に見下ろす視角で播種機の走行方向に合わせて表示する航空ビュー映像、又は鳥の目の高さで地形地物と共に播種機の走行方向に合わせて表示するバードビュー映像に符号化することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る前記安全モジュールは、播種部位を撮影するカメラの映像を分析して種子排出と種子植えを判断し、不良播種の部位に対して写真と共にＧＰＳの位置情報を記録することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る前記表示モジュールの注視項目は、左側に、播種機の前方映像を表示する前方フィールドと、前方フィールドの下端に播種機の後方映像を表示する後方フィールドから編成され、前記計測項目は、右側に、周波数感度状態を示す連結フィールドと、播種機のバッテリー電源状態を示す電圧フィールドと、播種機の燃料量又は作動可能な時間を示す燃料フィールドと、播種機の角度を示す姿勢フィールドと、播種機の走行方向と速度を示す方向フィールドと、播種機の移動距離又は面積を示す移動フィールドから設定パターンに編成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
以上の構成及び作用で説明したように、本発明は、次の効果を提供する。
【００１５】
第一に、無線操縦によって遠隔制御が可能なＲＣ台車に播種部を設置して播種作業の遠隔実行を可能にすることにより、播種作業の利便性及び効率性を向上させるとともに労働力を削減し、ＲＣ台車の走行速度と連動して正確な播種を行うことができる。
【００１６】
第二に、播種機の運転に必要な視野を確保することができる映像と位置を操縦機に出力することにより、作業者が播種現場で播種機を継続的に注視しなくても任意の場所で運転が可能であって、作業者の健康状態に関係なく作業が可能である。
【００１７】
第三に、運転と播種に必要な情報を誰でも分かりやすく表示するとともに、作業を自動的に設定することができるように実現して、熟練度に関係なく誰でも容易かつ便利に制御することができ、設定に応じて自律運転が可能であって無人作業も可能である。
【００１８】
第四に、不良播種に対する可視可聴警報を通報し、各種情報及び播種量と施肥量との合算を記録した情報を遠隔で伝送して出力することにより、播種履歴による生産管理を容易にし且つ全般的な播種作業の完成度を最大化することができている。
第五に、農村振興庁から作物の生育条件を収集して誰でも分かりやすく告知することにより、収集された情報に基づいて生育環境を造成することができるので、全般的な作物の生産を促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係るモニタリングシステムを全体的に示す斜視図である。
【図２】本発明に係るモニタリングシステムを全体的に示すブロック図である。
【図３】本発明に係るモニタリングシステムの実現状態を示す参考図である。
【図４】本発明に係るモニタリングシステムの実現状態を示す参考図である。
【図５】本発明に係るモニタリングシステムの実現状態を示す参考図である。
【図６】本発明に係るモニタリングシステムの実現状態を示す参考図である。
【図７】本発明に係るモニタリングシステムの播種機を様々な角度から示す構成図である。
【図８】本発明に係るモニタリングシステムの播種機を様々な角度から示す構成図である。
【図９】本発明に係るモニタリングシステムの播種機を様々な角度から示す構成図である。
【図１０】播種機の要部である播種モジュールを切開して示す断面構成図である。
【図１１】播種機の要部である播種モジュールを切開して示す断面構成図である。
【図１２】播種機の要部である播種モジュールを切開して示す断面構成図である。
【図１３】播種機の要部である播種モジュールを切開して示す断面構成図である。
【図１４】播種機の要部である播種モジュールを切開して示す断面構成図である。
【図１５】本発明の播種機の要部であるＲＣ台車の変形を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照して、本発明の構成及びこれによる作用、効果について一括的に説明する。
【００２１】
本明細書及び請求の範囲に使用された用語又は単語は、通常的且つ辞典的な意味に限定されてはならず、発明者は、自分の発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則に立脚して、本発明の技術的思想に符合する意味と概念で解釈されなければならない。よって、本明細書に記載された実施形態及び図面に示された構成は、本発明の好適な一実施形態に過ぎず、本発明の技術的思想をすべて代弁するものではない。このため、本出願時点においてこれらを代替することが可能な様々な均等物及び変形例があり得ることを理解すべきである。
【００２２】
本発明は、少なくとも複数のボタンとスティックからなる無線操縦機Ｃに接続されて遠隔操作が可能な無線操縦式播種機Ｍを制御するためのモニタリングシステムに関し、図１及び図２に示すように、検出モジュールＳ１０、通信モジュールＳ２０、演算モジュールＳ３０、安全モジュールＳ４０及び表示モジュールＳ５０を主要構成とする無線操縦式播種機制御用モニタリングシステムである。
【００２３】
本発明のモニタリングシステムは、無線操縦によって遠隔制御が可能なＲＣ台車に播種部を設置して播種作業の遠隔実行可能に改善するとともに、運転に必要な視野を確保することができる映像と位置を操縦機に出力することにより、作業者が播種現場で播種機を注視しなくても任意の場所で運転可能に実現して播種作業の利便性と効率性を大幅に向上させることを主要要旨とする。
【００２４】
検出モジュールＳ１０は、遠隔運転に必要な播種機Ｍの情報を測定するものであって、図１及び図２に示すように、カメラＳ１１とＧＰＳＳ１２を備える。カメラＳ１１は、播種機Ｍに一つ以上取り付けられ、周囲と播種部位を撮影し、ＧＰＳＳ１２は、播種機Ｍに取り付けられ、位置と移動距離をリアルタイムで測定する。
【００２５】
すなわち、カメラＳ１１は、播種機ＭをなすＲＣ台車１の前端と播種部５の後端に少なくとも一つ取り付けられ、前後方を撮影する。もちろん、安全かつ正確な運転のために、ＲＣ台車１又は播種部５の両側にカメラを一つ以上取り付けて左右を撮影することが良い。ＧＰＳＳ１２は、後述する通信モジュールＳ２０と共に播種機Ｍに取り付けられ、衛星信号による三角測量で現在位置と移動距離を測定する。
【００２６】
ここで、カメラＳ１１は、図１３に示すように、播種部５の装着部５３の一側に取り付けられ、播種部位を撮影する。すなわち、後述する播種ローラ５５によって排出される種子と共に、畝に生成された播種溝への落下位置を撮影して、作業者の目視確認又は画像解析を用いた自動確認によって正しい播種を誘導する。
【００２７】
このとき、検出モジュールＳ１０は、超音波検知器Ｓ１３、勾配検知器Ｓ１４及びＯＢＤ端末Ｓ１５をさらに備えるのが良い。超音波検知器Ｓ１３は、カメラＳ１１と共に播種機Ｍの前方と後方に取り付けられ、妨害物を測定し、勾配検知器Ｓ１４は、ＧＰＳＳ１２のように通信モジュールＳ２０と共に播種機Ｍに取り付けられ、ローリング、ヨーイング、ピッチングなどの姿勢を測定する。
【００２８】
ＯＢＤ端末Ｓ１５は、播種機Ｍの電子制御装置であるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）のＯＢＤ（Ｏｎ  Ｂｏａｒｄ  Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ）１６ピン診断コネクタに接続され、バッテリーと燃料量を測定する。もちろん、播種機Ｍの電子制御装置を構成していない場合、バッテリーと燃料量をそれぞれ測定するバッテリー検知器と燃料量検知器を別途に構成することができる。
【００２９】
通信モジュールＳ２０は、図１及び図２に示すように、操縦機Ｃと播種機Ｍにそれぞれ搭載され、検出モジュールＳ１０の検出信号と播種機Ｍの運転信号を送受信する。このような通信モジュールＳ２０は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＺｉｇＢｅｅ、Ｗｉ−Ｆｉなどの根拠として通信モデムと、プライベートネットワークに接続される遠距離通信モデムのうちのいずれか又は複合的に構成できる。
【００３０】
このとき、操縦機Ｃの通信モジュールＳ２０は、プライベートインターネット網を介して農村振興庁農事路サーバに接続され、生育情報を収集する。すなわち、農村振興庁に開示された生育情報を収集し、設定シーケンスに基づいて後述の表示モジュールＳ５０へ出力する。
例えば、作業者の要求に応じて、図３に示すように、大根、ニンジン、豆、ねぎ、トウモロコシ、玉ねぎなどの作物別播種情報を選択可能な画像として出力されるように実現することができる。もし作業者が大根を選択すると、図４に示すように、大根の畝サイズ、株間隔、発芽温度、栽培温度、季節別種まき時期・収穫時期、種子の数、条間距離、株間距離などの生育情報を出力することを特徴とする。
【００３１】
この他にも、作物別栽培スケジュールが表示されたカレンダーとして出力されるように実現することができ、作業者の携帯端末と連動して文字やアラームなどで告知されるように実現することができる。
【００３２】
演算モジュールＳ３０は、図１及び図２に示すように、操縦機Ｃに受信される検出信号を読み取り可能な検知情報に符号化し、作業者の操作情報を播種機Ｍが認識する運転信号に復号化する。このような演算モジュールＳ３０は、操縦機Ｃ又は播種機Ｍに搭載でき、通信モジュールＳ２０と共に操縦機Ｃと播種機Ｍの両方に搭載できる。
【００３３】
すなわち、演算モジュールＳ３０は、検出モジュールＳ１０から出力される、或いは通信モジュールＳ２０から入力される機械信号を、作業者が理解可能な文字や数字、絵コードに符号化する。逆に、作業者が操作する運転情報を、播種機Ｍをなすアクチュエータが認識可能なデジタル又はアナログ信号に復号化して検出モジュールＳ１０又は通信モジュールＳ２０へ出力する。
【００３４】
演算モジュールＳ３０は、安全モジュールＳ４０と表示モジュールＳ５０を実現するソフトウェアをリアルタイムで処理する。すなわち、後述する表示モジュールＳ５０は、播種機Ｍの遠隔運転のために、図５に示すように、カメラＳ１１が撮影した播種機Ｍの前方映像と後方映像をモニターへ出力する。
【００３５】
ここで、作業者の要求に応じて、容易かつ簡単な遠隔運転を図るナビゲーションモードに切り替えることができる。すなわち、カメラＳ１１が撮影した播種機Ｍの前方映像と後方映像を単一の映像に合成し、図６に示すように、前後方の合成画像に播種機Ｍの実物写真、又は播種機Ｍを三次元的にモデリングしたオブジェクトをオーバーレイさせる。
【００３６】
勾配検知器Ｓ１４の検知情報をオーバーレイされた播種機Ｍに反映して、実際の走行状態を拡張現実又は仮想現実映像に符号化する。もちろん、前述したように、カメラＳ１１が播種機Ｍの両側に取り付けられた場合、側方映像も含む。
このとき、作業者の選択に応じて、合成映像を、図６（ａ）のように空から垂直に見下ろす視角で播種機Ｍの走行方向に合わせて表示する航空ビュー、図６（ｂ）のように鳥の目の高さで地形地物と共に播種機Ｍの走行方向に合わせて表示するバードビュー映像に符号化する。
【００３７】
ここで、バードビューは、遠近感が必要であり、撮影された映像も遠近感があって、別途の処理過程なしに映像の撮影方向に応じて単一の映像に合成すればよい。しかし、航空ビューは、撮影された映像を逆投影に変換して遠近感を除去する過程が必要である。
このような航空ビューとバードビューは、作業者の要求に応じて表示モジュールＳ５０に同時に出力することができ、これと共に地図アプリケーションと連動してＧＰＳＳ１２による位置に基づいて道案内を実現することもできる。
【００３８】
安全モジュールＳ４０は、図１及び図２に示すように、検知情報を作業者が設定した基準情報と比較して運転状態を分析し、運転状態に応じて警告音と警告灯を出力する。すなわち、安全モジュールＳ４０は、入力される検知情報が基準情報に不十分であるか或いはオーバーする場合、エラーと判断して、作業者が直ちに認識することができるように警告音と警告灯を出力させる。もちろん、エラーと判断された場合、播種機Ｍの運転を直ちに停止させることもできる。
【００３９】
例えば、播種機Ｍが正しい方向に走行しないか或いは走行方向に妨害物がある場合、作業者が直ちに認知することができる警告音と警告灯を出力する。播種部位を撮影するカメラＳ１１の映像を分析して、種子排出と種子植えが正しく行われない場合にも、警告音と警告灯を出力する。
【００４０】
もし警告音と警告灯を出力したにも拘らず、作業者から別途の信号がない場合には、自動的に妨害物を回避するか或いは運転を停止させることができる。不良播種の部位に対して写真と共にＧＰＳＳ１２の位置情報を記録して迅速な解決を誘導する。
【００４１】
このように不良播種に対する可視可聴警報を通報し、各種情報及び播種量と施肥量との合算を記録した情報を遠隔で伝送して出力することにより、播種履歴による生産管理を容易にし且つ全般的な播種作業の完成度を最大化することができる。
【００４２】
表示モジュールＳ５０は、図１及び図２に示すように、操縦機Ｃに取り付けられ、検知情報を画像として表示する。すなわち、表示モジュールＳ５０は、タッチ入力が可能なモニターであって、基本的に注視項目Ｓ５１と計測項目Ｓ５５に区画されて編成された画像を出力する。すなわち、注視項目Ｓ５１は、播種機Ｍに取り付けられたカメラＳ１１の撮影映像を表示し、計測項目Ｓ５５は、播種機Ｍの作動状態を表示する。
【００４３】
ここで、注視項目Ｓ５１は、図５に示すように、左側に、播種機Ｍの前方映像を表示する前方フィールドＳ５１ａと、前方フィールドＳ５１ａの下端に播種機Ｍの後方映像を表示する後方フィールドＳ５１ｂから編成される。もちろん、前方フィールドＳ５１ａと後方フィールドＳ５１ｂには、図６に示すように、前述した航空ビューとバードビューで表示することができる。
【００４４】
計測項目Ｓ５５は、注視項目Ｓ５１の右側に、連結フィールドＳ５５ａ、電圧フィールドＳ５５ｂ、燃料フィールドＳ５５ｃ、姿勢フィールドＳ５５ｄ、方向フィールドＳ５５ｅ、移動フィールドＳ５５ｆが上下に羅列されるように編成される。
【００４５】
すなわち、連結フィールドＳ５５ａは、周波数感度状態を棒グラフで表わし、電圧フィールドＳ５５ｂは、播種機Ｍのバッテリー電源状態を単位別の数値で表わし、燃料フィールドＳ５５ｃは、播種機Ｍの燃料量や作動可能な時間を単位又はパーセントの数値で表わし、姿勢フィールドＳ５５ｄは、播種機Ｍの角度を単位別の数値又はオブジェクトで表わし、移動フィールドＳ５５ｆは、播種機Ｍの移動距離又は面積を単位別の数値で表す。
【００４６】
したがって、作業者は、無線操縦機Ｃに取り付けられた表示モジュールＳ５０を介して、密閉された室内場所でも現場で直接運転するように高精度で安定な操縦が可能であり、映像分析を適用して初歩者でも容易に運転が可能であり、設定に応じて自律走行も可能である。
以下、本発明のモニタリングシステムで播種機Ｍを運転する過程について説明する。
まず、作業者は、無線操縦機Ｃの電源と播種機Ｍの電源をＯＮ状態に切り替える。ここで、播種機Ｍは、常時待機状態を維持しており、無線操縦機Ｃの電源に応じて自動的にＯＮ／ＯＦＦに切り替えることができる。
【００４７】
無線操縦機Ｃと播種機Ｍの電源がオンになると、通信モジュールＳ２０が接続状態を確認して安全モジュールＳ４０と表示モジュールＳ５０に示す。すなわち、接続状態が円滑な場合には、通信良好ランプを点灯し、接続状態が不良な場合には、通信不良ランプを点灯する。
検出モジュールＳ１０からの信号を介して無線操縦機Ｃのバッテリー、播種機Ｍのバッテリー及び播種機Ｍのエンジンスロットル位置を出力及び自己点検する。もし正しい状態と確認されない場合には、エラーランプを点灯する。
【００４８】
次いで、作業者は、無線操縦機Ｃで播種機Ｍのエンジンを稼動する。ここで、検出モジュールＳ１０による始動失敗と確認されると、設定回数だけ再始動を繰り返す。始動が成功すると、設定シーケンスに基づいて走行又は播種作業に必要な信号を呼び出して入力を受ける。
例えば、作業者が播種作業を開始するためには、前述した播種情報を設定した後、作業を開始する。ここで、作業者は、表示モジュールＳ５０を介して播種現場を確認して運転及び播種状況を肉眼で観察する。もちろん、必要に応じて、播種設定の後に自律運転でも播種が可能である。
【００４９】
一方、本発明のモニタリングシステムが適用される播種機Ｍについて説明する。
本発明の播種機Ｍは、図７乃至図１５に示すように、無線操縦機Ｃによって遠隔操縦されるＲＣ台車１と、ＲＣ台車１に連結設置され、播種作業を行う播種部５とから構成される。
まず、ＲＣ台車１は、図７乃至図１０に示すように、メインフレーム１１、サブフレーム１２、エンジン１３、発電機１９、バッテリー１４、駆動部１５、ダンパー部１６、電動シリンダ２０１及びブレードＶから構成される。
【００５０】
メインフレーム１１は、板状をしてＲＣ台車１の中心部に設けられ、サブフレーム１２は、四角枠状をしてメインフレーム１１の上部に隔設される。エンジン１３は、ガソリンタイプ又はディーゼルタイプであって、メインフレーム１１の上部に設置される。ここで、メインフレーム１１の上部には、エンジン１３へ燃料を供給する燃料筒Ｆが設置される。
【００５１】
発電機１９は、メインフレーム１１の上部に設置され、エンジン１３から回転力の供給を受けるように連係されて電気を発生し、バッテリー１４は、サブフレーム１２に設置され、エンジン１３の動力を受けた発電機１９によって充電される。
【００５２】
駆動部１５は、サブフレーム１２の両側にそれぞれ前後に配置され、バッテリー１４の電力で車輪１５２を駆動して走行動力を生産する。ここで、駆動部１５は、バッテリー１４から提供される電力によって正、逆回転及び回転数制御可能に駆動される車輪モータ１５１を備え、車輪１５２は、車輪モータ１５１に設けられた駆動軸と結合され、車輪モータ１５１から提供される動力によって回転する。すなわち、サブフレーム１２の両側にそれぞれ前後に配置される各駆動部１５の車輪１５２の回転が独立して制御され、ＲＣ台車１の前進、後進、旋回などの様々な方式の走行が可能になる。
【００５３】
このとき、駆動部１５は、図１５に示すように、サブフレーム１２の両側面に前後に設置される車輪１５２同士を連結するキャタピラ１５３をさらに備えてもよい。キャタピラ１５３は、サブフレーム１２の両側面に前後に設置される車輪１５２同士を連結することにより、車輪１５２が駆動されるとき、車輪１５２の駆動力を地面に伝達してＲＣ台車１の走行が行われながらも車輪１５２によって地面が深く凹みながら車輪の跡が生じることを防止することができる。そして、小さな回転半径でも作業が可能であるとともに、傾いたところでも効率の良い走行が可能である。
【００５４】
ダンパー部１６は、メインフレーム１１とサブフレーム１２との間に設置されて衝撃を緩和する。このようなダンパー部１６は、メインフレーム１１とサブフレーム１２との間に設置されて衝撃を緩和するために、ダンピングロッド１６１、ガイドブッシュ１６２及びスプリング１６３から構成される。ダンピングロッド１６１は、メインフレーム１１の上面から垂直上方に突設され、ガイドブッシュ１６２は、ダンピングロッド１６１が貫通するようにサブフレーム１２に垂直に設けられる。
【００５５】
スプリング１６３は、ダンピングロッド１６１の上端部に設けられた係止段１６１ａとガイドブッシュ１６２の上端部との間に設置される。よって、サブフレーム１２から離隔して設けられたメインフレーム１１の荷重がスプリング１６３の弾性力によって支持され、メインフレーム１１の底面が地面に触れることが防止される。ＲＣ台車１の走行時に発生するメインフレーム１１の振動がスプリング１６３によって緩和される。
【００５６】
すなわち、ＲＣ台車１が不均一な路面を走行することにより、サブフレーム１２の振動がメインフレーム１１に伝達されると、メインフレーム１１が上下に振動する。ここで、メインフレーム１１に設けられたダンピングロッド１６１とサブフレーム１２に設けられたガイドブッシュ１６２との間に設置されたスプリング１６３の弾性力によって、メインフレーム１１の上下振動が吸収されて緩和される。
【００５７】
電動シリンダ２０１は、メインフレーム１１とサブフレーム１２との間に介在され、メインフレーム１１を昇降させる役割を果たす。このような電動シリンダ２０１は、ロッド２０１ａが前方を向くようにサブフレーム１２に固定される。サブフレーム１２に回動するように取り付けられたリンク組立体が構成されるが、リンク組立体の上端部２０２はロッド２０１ａにヒンジ連結され、リンク組立体の下端部２０３はメインフレーム１１にヒンジ連結される。
【００５８】
したがって、ロッド２０１ａが前進すると、リンク組立体の回動によって、メインフレーム１１は後進しながら下降する。逆に、ロッド２０１ａが後進すると、リンク組立体の逆回動によって、メインフレーム１１は前進しながら上昇する。
【００５９】
ここで、メインフレーム１１が前後進しながら昇降することは、リンク組立体の回動によるものであって、他の構成に干渉されないように調整される。そして、電動シリンダ２０１の電源はバッテリー１４から印加を受けるように構成される。
【００６０】
ブレードＶは、メインフレーム１１の下方に露出され、エンジン１３から回転力の供給を受けるように連係され、除草作業を行う。このようなブレードＶは、エンジン１３に取り付けられて回転するシャフト（図示せず）が回転できるようにメインフレーム１１に支持され、メインフレーム１１の下方に突出するシャフトに固定される。
【００６１】
ただし、急傾斜地でメインフレーム１１と一緒に傾くエンジン１３とシャフトとの直結による撓みや破断などの変形を防止し、正しい動力伝達を誘導するために、ブレードＶとエンジン１３との間にユニバーサルジョイント又はＶ−ＢＥＬＴプーリを構成することにより、さまざまな環境でも安全な作業を誘導することが好ましい。
【００６２】
次いで、播種部５は、図１０乃至図１４に示すように、フロントフレーム５０、サイドフレーム５１、播種モジュール５２、駆動手段５９、及び締固めローラ６０で構成される。
フロントフレーム５０は、ＲＣ台車１の後方に連設され、サイドフレーム５１は、フロントフレーム５０の両側から後方に突設される。
【００６３】
播種モジュール５２は、両側のサイドフレーム５１の間に設置される連結棒５１１に一定の間隔で多数設置される。このような播種モジュール５２は、播種を行うために、装着部５３、ホッパー５４、播種ローラ５５、ローラスプロケット５６、犂５７、及び覆土鎮圧手段５８を備える。
【００６４】
装着部５３は、両側のサイドフレーム５１の間に設置される少なくとも複数の連結棒５１１が貫通して連結棒５１１によって支持され、ホッパー５４は、装着部５３の上部に設置され、播種用種子を貯蔵する。
【００６５】
ここで、ホッパー５４は、内部に貯蔵される播種用種子の残量を確認し且つ自然光又は紫外線による酸化を防止するために、耐候性に優れた透明な合成樹脂材で製造され、装着部５３に着脱可能に結合される。
【００６６】
播種ローラ５５は、ホッパー５４の内部に回転可能に設置され、外周面に種子排出溝５５１が放射状に設けられ、回転することにより、種子排出溝５５１の内部に流入した種子をホッパー５４の外へ排出する。
【００６７】
ここで、種子排出溝５５１の大きさと形状は、播種する種子の種類に応じて異なるが、一度で播種が行われる種子の大きさと形状に対応する半球形、楕円形、粒子形などの多様な形態で形成する。例えば、種子が球体からなる場合、種子排出溝５５１は、球体からなる単一の種子が投入されるように種子の大きさと形状に対応する半球形に形成される。
【００６８】
このとき、播種ローラ５５は、電気伝導性の合成樹脂で形成して、摩擦によって発生する静電気を回転軸５５３を介して放出するようにすることが好ましい。電気伝導性の合成樹脂で製造され、ホッパー５４の内部に設置された播種ローラ５５が回転することにより、播種ローラ５５の外周面とホッパー５４の内部に貯蔵された種子との摩擦による摩擦帯電によって播種ローラ５５に静電気が発生する。
【００６９】
すなわち、播種ローラ５５は、電気伝導性の合成樹脂で製造され、電気抵抗が非常に低く、伝導性に優れるため、播種ローラ５５から発生した静電気は、播種ローラ５５の中心部に結合された金属材の回転軸５５３を介して装着部５３へ流れ、装着部５３の下部に設置された金属材の犂５７を介して地面へ放出される。
【００７０】
したがって、ホッパー５４内の種子が、静電気によって播種ローラ５５の外周面、又は播種ローラ５５の外周面に設けられた種子排出溝５５１に付着することを防止して、播種ローラ５５の回転過程で種子排出溝５５１に投入された種子の自然落下が円滑になることにより、静電気による播種不良防止で正確な株間及び点播間隔を維持することができる。
【００７１】
ローラスプロケット５６が播種ローラ５５の回転軸５５３の外側端部に設置され、駆動手段５９を介して動力の伝達を受けて回転軸５５３に伝達することにより、播種ローラ５５が回転して種子が排出される。
【００７２】
犂５７は、装着部５３の下部に昇降可能に設置され、畝の上面に所定の深さで播種溝を形成することにより、播種ローラ５５によって排出される種子が播種溝に落下しながら播種が行われる。
【００７３】
このような犂５７は、播種機の進行方向に沿って畝の上面に播種溝を形成しながら、播種ローラ５５から放出される静電気を地面へ放出するために金属材で製造され、装着部５３の下部に昇降可能に結合される。
【００７４】
すなわち、犂５７は、上端部に結合棒５７１を上方に突設して結合棒５７１を装着部５３の一側結合孔５３１の下部から上方に投入し、装着部５３の前方で結合孔５３１に対して直角方向に固定ボルト５７２を螺合して結合棒５７１の外周面を加圧固定することにより、固定ボルト５７２を緩めたり締めたりして犂５７の高さを調節することができる。
【００７５】
したがって、播種溝の形成が必要な場合には、犂５７が畝の表面に適正な深さだけ投入されるように犂５７の高さを適切に調節して固定することにより、播種機の進行方向に沿って畝の上面に播種溝を形成するとともに、播種ローラ５５から放出されて動力伝達軸５９３と金属製の装着部５３を介して流れる静電気を、地面に接触する犂５７を介して地面へ最終放出することにより、播種ローラ５５から発生した静電気の放出が円滑に行われる。
【００７６】
一方、播種溝の形成が不要な場合には、犂５７の高さを最大限に高めて固定することにより、犂５７と地面との接触を防止し、これにより播種機の移動が容易になる。
【００７７】
覆土鎮圧手段５８は、犂５７の後方に弾設され、播種ローラ５５から排出されて播種溝に落下した種子を土で覆うことにより、播種が完了する。このような覆土鎮圧手段５８は、連結板５８１、覆土板５８２及びトーションスプリング５８３で構成される。
【００７８】
連結板５８１は、犂５７の一側に一端部がヒンジピンで枢着される。覆土板５８２は、両側端部が地面に接するように下方に撓んだ形状をし、上部に結合板５８２ａを突設して連結板５８１の他端部に角度調節可能にボルトナットで結合される。
【００７９】
トーションスプリング５８３は、ヒンジピンに嵌めて設置されるが、一端部は犂５７に固定され、他端部は連結板５８１に固定され、覆土板５８２を地面に弾力的に密着させる。すなわち、播種機が進行しながら犂５７によって畝の上面に播種溝が形成されると、トーションスプリング５８３の弾性力が作用して回動する連結板５８１の他端部に設置された覆土板５８２が畝の上面に弾力的に密着しながら、播種機の進行によって播種溝の両側の土を中央にかき集めて播種溝を覆うことにより、播種溝に落下した種子が土で覆われながら播種が完了する。
【００８０】
ここで、トーションスプリング５８３の弾性力による連結板５８１の弾力回動の際に連結板５８１の過度な回動を防止するために、連結板５８１がヒンジ結合される犂５７の一側には、連結板５８１を支える受け台５７３を備えることが好ましい。
【００８１】
駆動手段５９は、サイドフレーム５１に設置されて播種モジュール５２を駆動するために、駆動モータ５９１、駆動スプロケット５９２、動力伝達軸５９３、従動スプロケット５９４、及びローラチェーン５９５で構成される。
【００８２】
駆動モータ５９１は、サイドフレーム５１の一側に設置され、締固めローラ６０に設置されたエンコーダ６０１から提供される締固めローラ６０の回転数に連動して駆動される。駆動スプロケット５９２は、駆動モータ５９１の駆動軸に設置され、動力伝達軸５９３は、両側のサイドフレーム５１の間に設置された多数の播種モジュール５２に設けられる装着部５３を同時に貫通するように設置される。
【００８３】
このとき、動力伝達軸５９３には、一定の間隔で多数のチェーンスプロケット５９３ａが設置され、各チェーンスプロケット５９３ａには、各播種モジュール５２の播種ローラ５５の回転軸５５３に設置されたローラスプロケット５６に動力を伝達するローラチェーン５９３ｂがそれぞれ設置されることにより、動力伝達軸５９３の回転によって全ての播種モジュール５２の播種ローラ５５が同時に同一の回転速度で回転する。従動スプロケット５９４は、動力伝達軸５９３の一端部に設置される。
【００８４】
ローラチェーン５９５が駆動スプロケット５９２と従動スプロケット５９４とを連結するように設置されることにより、締固めローラ６０の回転数に連動して駆動される駆動モータ５９１によって動力伝達軸５９３が回転し、全ての播種モジュール５２の播種ローラ５５が同時に同一の回転速度で回転する。
【００８５】
締固めローラ６０は、サイドフレーム５１の後方で地面との摩擦によって回転可能に設置され、播種部が進行するにつれて播種モジュール５２によって種子が播種された後、種子に土が覆われた畝を締固めローラ６０の荷重による圧力で締め固める。このような締固めローラ６０の一側には、締固めローラ６０の回転数を検知して駆動モータ５９１の制御部に提供するエンコーダ６０１が設置される。ここで、締固めローラ６０は、外周面に放射状にスパイクを形成することにより、地面との摩擦による回転の際に滑ることなく正確な回転が行われるようにすることが好ましい。
【００８６】
一方、播種ローラ５５の一側には、播種ローラ５５から発生する静電気の放出有無を検知し、その検出信号を通信モジュールＳ２０へ出力する静電気放出検知手段５５２をさらに備えてもよい。前述したように、装着部５３の一側には、播種ローラ５５によって最終的に排出され、地面の播種溝に播種が行われる種子の状態を撮影するカメラＳ１１が装着される。
また、ホッパー５４の一側には、振動を発生する振動手段５４１をさらに備えてもよい。一例として、振動手段５４１は、図１３に示すように、播種ローラ５５の回転軸５５３の一側に振動モータ５４１ａを備えて播種ローラ５５が振動するようにすることができる。すなわち、振動モータ５４１ａによって播種ローラ５５が振動すると、ホッパー５４の内部に貯蔵された播種用種子が、播種ローラ５５の外周面に放射状に設けられた種子排出溝５５１に投入されるとき、種子の正確な投入が可能になる。
【００８７】
ここで、播種ローラ５５の外周面に設けられた種子排出溝５５１は、播種が行われる種子の大きさと形状に対応する形態で設けられる。このため、播種用種子が貯蔵されたホッパー５４の下部で播種ローラ５５が回転するとき、ホッパー５４の内部に貯蔵された種子のうち、播種ローラ５５に隣接する種子のいずれかが種子排出溝５５１に挿入されるのである。
ところが、種子の形状が長い楕円形からなる場合には、播種ローラ５５の種子排出溝５５１に種子が正確に投入されず、部分的に架けられた状態で播種ローラ５５の回転によって移送され、結果として、種子排出溝５５１からホッパー５４の内部に再び離脱して播種が行われない場合が発生する。
【００８８】
したがって、種子排出溝５５１に種子が正確に投入されずに部分的に架けられる場合、振動手段５４１によって播種ローラ５５が振動すると、種子排出溝５５１に部分的に架けられた種子が種子排出溝５１に正確に投入されるか或いは完全に離脱して他の隣接する種子が再び種子排出溝５５１に投入されるので、播種ローラ５５によるホッパー５４内の種子の排出がより正確に行われる。
【００８９】
このとき、振動モータ５４１ａは、ホッパー５４の一側に設置してホッパー５４を振動させることにより、ホッパー５４の下部に設置される播種ローラ５５による種子の挿入と排出の精度を向上させることも可能である。
【００９０】
他の例として、振動手段５４１は、図１４に示すように、回動軸５４１ｂ、作動バー５４１ｃ及び振動板５４１ｄで構成できる。回動軸５４１ｂは、ホッパー５４の内部に位置するように、両端部がホッパー５４の両側壁に回転可能に設置される。
【００９１】
作動バー５４１ｃは、一端部が回動軸５４１ｂの外側端部に固設され、他端部は播種ローラ５５の回転軸５５３の外側端部に設置されたローラスプロケット５６の歯溝５６１の内部に投入される摺動ローラ５４１ｅを設置することにより、播種ローラ５５の回転により昇降回動する。
【００９２】
振動板５４１ｄは、ホッパー５４の内部に設置されるが、一端部は回動軸５４１ｂに固設され、作動バー５４１ｃによる回動軸５４１ｂの所定角度の往復回転によってホッパー５４の内部に一定の空間確保で貯蔵された種子を上下にはたく。
【００９３】
したがって、駆動手段５９によってローラスプロケット５６が回転すると、作動バー５４１ｃの一端部に設置された摺動ローラ５４１ｅがローラスプロケット５６の歯溝５６１でローラスプロケット５６の外径だけ昇降することにより、作動バー５４１ｃの他端部が結合された回動軸５４１ｂが所定の角度で正、逆回転を繰り返す。
【００９４】
ここで、回動軸５４１ｂは、ホッパー５４の内部に設置され、回動軸５４１ｂの外周面の一側には、ホッパー５４の内部に設置される振動板５４１ｄの一端部が固設されることにより、回転軸５４１ｂが所定の角度で正、逆回転するとき、回転軸５４１ｂと共に振動板５４１ｄが所定の角度で往復回転するにつれて、ホッパー５４の内部に２重仕切りで一定の空間貯蔵された種子を上下にはたくことにより、ホッパー５４の内部で種子同士が凝集することを防止して種子の円滑な挿入、排出による適切な播種が行われる。このような振動手段５４１によってホッパー５４内の種子詰まりが防止され、ホッパー５４内の種子を定量的に供給することができる。
【００９５】
本発明は、記載された実施形態に限定されるものではなく、本発明の思想及び範囲を逸脱することなく様々な修正及び変形を加え得るのは、当該技術の分野における通常の知識を有する者にとって自明である。よって、それらの変形例又は修正例も本発明の特許請求の範囲に属すると理解すべきである。
【符号の説明】
【００９６】
Ｃ    無線操縦機
Ｍ    播種機
Ｓ１０    検出モジュール
Ｓ１１    カメラ
Ｓ１２    ＧＰＳ
Ｓ１３    超音波検知器
Ｓ１４    勾配検知器
Ｓ１５    ＯＢＤ端末
Ｓ２０    通信モジュール
Ｓ３０    演算モジュール
Ｓ４０    安全モジュール
Ｓ５０    表示モジュール
Ｓ５１    注視項目
Ｓ５１ａ    前方フィールド
Ｓ５１ｂ    後方フィールド
Ｓ５５    計測項目
Ｓ５５ａ    連結フィールド
Ｓ５５ｂ    電圧フィールド
Ｓ５５ｃ    燃料フィールド
Ｓ５５ｄ    姿勢フィールド
Ｓ５５ｅ    方向フィールド
Ｓ５５ｆ    移動フィールド
１    ＲＣ台車
１１    メインフレーム
１２    サブフレーム
１３    エンジン
Ｆ    燃料筒
１４    バッテリー
１５    駆動部
１９    発電機
１５１    車輪モータ
１５２    車輪
１５３    キャタピラ
１６    ダンパー部
１６１    ダンピングロッド
１６２    ガイドブッシュ
１６３    スプリング
１６１ａ    係止段
２０１    電動シリンダ
２０１ａ    ロッド
２０２    上端部
２０３    下端部
Ｖ    ブレード
５    播種部
５０    フロントフレーム
５１    サイドフレーム
５２    播種モジュール
５３    装着部
５４    ホッパー
５５    播種ローラ
５６    ローラスプロケット
５７    犂
５８    覆土鎮圧手段
５９    駆動手段
６０    締固めローラ
５１１    連結棒
５５１    種子排出溝
５５３    回転軸
５７１    結合棒
５３１    結合孔
５７２    固定ボルト
５９３    動力伝達軸
５８１    連結板
５８２    覆土板
５８３    トーションスプリング
５８２ａ    結合板
５７３    受け台
５９１    駆動モータ
５９２    駆動スプロケット
５９３    動力伝達軸
５９４    従動スプロケット
５９５    ローラチェーン
５９３ａ    チェーンスプロケット
５９３ｂ    ローラチェーン
６０１    エンコーダ
５５２    静電気放出検知手段
５４１    振動手段
５４１ａ    振動モータ
５４１ｂ    回動軸
５４１ｃ    作動バー
５４１ｄ    振動板
５６１    歯溝
５４１ｅ    摺動ローラ
【図１】
0006904604.tif 000002
【図２】
0006904604.tif 000003
【図３】
0006904604.tif 000004
【図４】
0006904604.tif 000005
【図５】
0006904604.tif 000006
【図６】
0006904604.tif 000007
【図７】
0006904604.tif 000008
【図８】
0006904604.tif 000009
【図９】
0006904604.tif 000010
【図１０】
0006904604.tif 000011
【図１１】
0006904604.tif 000012
【図１２】
0006904604.tif 000013
【図１３】
0006904604.tif 000014
【図１４】
0006904604.tif 000015
【図１５】
0006904604.tif 000016