自動操舵システムの
慣性計測装置(IMU)

自動操舵システムの慣性計測装置(IMU)とは?

自動化技術が進化する現代、農業機械でも自動操舵システムが重要な役割を果たしています。農業機械の自動操舵を高精度かつ、安定的にするために搭載されているのが慣性計測装置(IMU)です。

慣性計測装置(IMU:Inertial Measurement Unit)は、物体の加速度や角速度を計測するための装置で、これにより自動操舵システムは現在の位置情報や移動方向を把握することができます。

角速度センサー(ジャイロセンサー)3軸、加速度センサー3軸、そして温度センサーを備えた高度なユニットで構成されており、三次元空間内での直進運動と回転運動を正確に計測します。具体的には、加速度センサーがm/s²単位で並進運動を検出し、一方ジャイロセンサーが°/s単位で回転運動を検出します。

慣性計測装置(IMU)は高精度で高い安定性を誇ることから、農業機械以外にもさまざまなところで活用されています。

  • ドローンの姿勢制御
  • アンテナ制振・カメラ制振
  • 製造機械の異常振動検知やロボットアームの姿勢制御

加速度センサー
(ジャイロセンサー)の種類

加速度センサー(ジャイロセンサー)は主に3種類で、それぞれ精度が異なります。精度の高い順に並べると、以下のようになります。

  • リングレーザー方式(Ring laser gyroscope)
  • ファイバーオプティカル方式(Fiber Optical Gyroscope)
  • MEMS方式(Micro Electro Mechanical)

加速度センサー(ジャイロセンサー)の種類を知ることで、慣性計測装置(IMU)の精度を測ることができます。

慣性計測装置(IMU)と
センサデバイスの違い

慣性計測装置(IMU)は、農業機械などの動きを把握し、推測や制御を目的とするシステムです。また、出力データの誤差を低減させる能力に長けており、高精度なデータを提供することが可能です。

一方で、センサデバイスは物理的な状況や変化を電気信号などの情報に変換する装置のことを指します。センサデバイスは温度、圧力、湿度、距離、速度、明るさなどの多様な要素を測定することが可能です。

ただし、センサデバイスで出力されたデータは慣性計測装置(IMU)ほどの精度ではなく、性能については慣性計測装置(IMU)の方が優れているといわれています。

慣性計測装置(IMU)はエラーを出す?

慣性計測装置(IMU)は精密な装置であり信頼性は高いものの、エラーを起こすこともあります。慣性計測装置(IMU)で考えられるエラーは以下の3つです。

  • 進路方向が取得できていない
  • 慣性計測装置(IMU)の通信障害
  • 電圧の不足

エラーが起きてしまった場合は、取扱説明書に記載ある対応、またはメーカーや代理店へ相談が必要です。

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THREE SELECTIONS
日本で認知度の高いメーカー3社を紹介
初めての導入でも安心のメーカーとして、2023年1月時点日本でよく検索されている、認知度の高い自動操舵システムメーカーTOP3をピックアップしました。
認知度の高いメーカーを選ぶことで、「補助金対象になる可能性が高い」「YouTube に情報が豊富にあり、いざというときも調べられる」「誰もが導入しやすい製品」というメリットがあるため、特に初めて導入する方はおすすめです。
これら3メーカーには、「選ばれる理由」があります。ぜひ参考にしてみてください。
低価格
選ばれている

FJDynamics

FJDynamic
画像引用元:FAG公式HP
(https://www.fagcorp.com/fjd-smart-kit)
特徴
  • 99万円~(税込)(※1)と業界トップレベルの安さだから、世界で2万台の導入実績(※2)を誇る。
  • 年数回の機能アップデートが無料で、常に最新の機能を搭載できる。

代理店公式HPから
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安定性
選ばれている

ニコン・トリンブル

ニコン・トリンブル
画像引用元:ニコン・トリンブル公式HP
(https://www.nikon-trimble.co.jp/info/news_detail.html?infoid=149)
特徴
  • 独自の位置情報補正システムで、電波が不安定な場所でも使用可能
  • 補正情報バックアップ機能搭載によりネットワーク切断後20分間継続作業が可能

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汎用性
選ばれている

トプコン

トプコン
画像引用元:トプコン公式HP
(https://www.topcon.co.jp/positioning/products/product/agri/TOPCON_Ag-system_merit_J.html)
特徴
  • 生育センサー搭載で、作物の状態に合わせて散布機での肥料量を自動調整(※3)できる。
  • スマート農業促進が評価され「2021 年度ロボット大賞」受賞(※4)

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2022/11/24時点、Googleで「自動操舵システム」と検索し、表示された自動操舵システムメーカーと、農林水産省公式HP(https://www.maff.go.jp/j/kanbo/smart/forum/R2smaforum/mattingu/system.html)に記載されているメーカー11社の中から、2022年10月時点、「社名 自動操舵」というキーワードをGoogleキーワードプランナーで調べた結果、月間検索数が多かったメーカー上位3社を認知度が高いメーカーとして紹介。

(※1)別途代理店による取付費用10万円(税込)~。業界トップレベルの安さとは、当サイト編集チームが11メーカーを調べた結果最安値だったため。
(※2)2023年1月調査時点
(※3)オプション機能。
(※4)参照元:ロボット大賞公式HP(https://robotaward.jp/archive/2020/)

3大メーカーがまるわかり
機能早見表
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製品名 FJD農機自動操舵システム ・Trimble GFX-750+Autopilot Motor Drive or EZ-Pilot Pro
・Trimble GFX-350+Autopilot Motor Drive or EZ-Pilot Pro
XD/AGS-2-SET・AES-35
初期費用 99万円(税込)
取付10万円~(税込)
2,500,000円前後(税不明) 記載なし
補正情報精度 ≤±2.5cm ±2~3㎝
作業により±15~30㎝、±20~30㎝の場合もあり。
±2~3㎝
速度 0.7km~12km/h
(オプション:0.1km/h~)
0.1km/h~
※EZ-Pilot Proは1.6km/h以上で自動操舵をサポート
0.1km/h~25km/h
FJDynamics
ニコン・トリンブル
トプコン
対応可能経路 直線、ピポット、平行カーブ、自動ターンA+ライン 自動旋回機能(オプション) 直進、枕地旋回、0.5m~小旋回性能(オプション)
オプション ・wifiカメラ
・物理ボタン
・ホール型センサー
・FAG独自RTK基地局
・Bluetoothボタン
自動旋回機能 NextSwath ・ホイールアングルセンサー(低速調整)
・枕地旋回機能
・可変施肥機(散布マップ作成)
・Xlinks(ISOBUS非対応作業機でも制御可能)
ISOBUS対応
アップデート費用 無料 無料 無料
サポート体制 チャットサポート・遠隔サポート・訪問サポート 購入者専用サイトにて対応 フリーダイヤルコールセンター(平日9時-17時)
保証期間 最大2年保証
※有償にて5年間延長保証にも対応。
3年保証
※有償にて5年間延長保証にも対応
1年保証
導入実勢数 世界中で2万台以上
国内2000台
(2023年1月調査時点)
累計販売台数1万台突破
(2023年1月調査時点)
記載なし