JPH01243909A - 移植機の自動操向装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は植付は済の苗株の列条を倣いガイドとして、移
植機を自動的に操向せしめる移植機の自動操向装置に関
する。

〔従来技術〕

田植機は、走行機体と該機体の後部に連結された植付部
とからなり、走行機体を走行させつつ、植付部に搭載し
た苗株を、該植付部に装備された植付爪の動作により、
所定の間隔にて田面上に植付けるものである。

ところで、苗株相互間の植付は間隔が過度に狭いと、苗
株の生育不良を招来する虞があり、逆に植付は間隔が過
度に広いと、単位面積当たりの収ＷＬ量が少なくなるた
め、苗株の植付けは、適正な植付は間隔にて行われるこ
とが望ましい。田植機においては、前記植付爪が走行機
体の走行速度と同期して動作するようになっており、走
行機体の進行方向の植付は間隔は、走行速度の如何に拘
わらず、自動的に前記適正値に保たれるが、走行機体の
進行方向と直交する方向の植付は間隔（以下条間隔とい
う）を前記適正値に保つためには、既に植付けられた苗
株の列条に沿って走行機体を操向させつつ植付けを行わ
せる必要がある。そこで条間隔を前記適正値に保った状
態で植付は作業が行えるように、走行機体を前記苗株の
列条に沿って自動的に操向せしめる自動操向装置を装備
した田植機がある。

この自動操向装置の一例として、特開昭５３−１２７１
１３号に開示されている発明がある。これは、現状の植
付は条に隣接する既植苗の列条に赤外線を照射し、走行
機体の側部に左右方向に並設した複数個の受光素子から
なるセンサにより前記既植苗からの反射光を受光する場
合に、これらのセンサの内、前記の列条の直上に位置す
るセンサにより前記反射光の受光がなされることを利用
し、所定のセンサにより常に受光がなされるように操向
制御を行うことにより、既植苗の列条に対する走行機体
の相対位置を適正位置に保つものであり、前記所定のセ
ンサよりも左側（又は右側）に位置するセンサにより受
光がなされた場合には、走行機体の相対位置が右（又は
左）にずれていると判断して、このずれを解消すべく、
左方向（又は右方向）に所要量の操舵を行う構成となっ
ている。

しかしながら前記発明においては、赤外線の苗株の列条
からの反射波の時系列的検出値を操向制御に用いている
ため、前記苗株の列条が僅かでも不規則となっていると
、前輪操舵装置に不必要動作を指令し、その動きがハン
チング的挙動を示し、植えられた苗が不規則となり、ま
たセンサから発せられた赤外線が前記苗株の列条から逸
脱する虞があった。これを解決するために２次元的に前
記苗株の列間を描像するビデオカメラ等を用いて自動操
向する装置が開示されている（特開昭６２−６１５０９
号公報）。前記公報に開示された発明は、ビデオカメラ
を用いて苗株の列条を撮像し、その画像情報の緑色成分
と青色成分との色差を演算し、この色差の画像情報を設
定闇値に基づいて２値化し、２値化された画素の座標毎
にその座標を通過する線分を極座標系で表わされるハフ
値とその角度として定義し、同一ハフ値をとる頻度を係
数し、その最大値のハフ値及びその角度から線分を特定
し、その線分を苗列とみなすものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら前記発明においては、前記角度を機体の進
行方向に設けた基準線と線分とのなす角とし、前記ハフ
値を前記基準線の所定位置と前記線分との左右方向距離
としており、前記線分が基準線に対して前記所定位置よ
り前方で大きく傾いて交差している場合、前記ハフ値と
前記角度とは異なる方向の操舵情報となる。例えば、前
記線分が左に傾いて基準線と交差している場合、ハフ値
は右に操向する情報となり、角度は左に操向する情報と
なるので、その優先順位を読取ることができない。従っ
て前輪のみの操向ではその両方の値を同時にＯに近づけ
るのは困難であり、前記発明の如く４輪操舵が必要とな
る。

またハフ値が角度の増加に従い大きくなるので、角度が
大きくなると苗列に対する追従が悪くなる虞があった。

本発明は斯かる事情に鑑みなされたものであり、ハフ値
とその角度との優先順位を読み取れるようにハフ値を求
めることにより、走行機体の進行方向が基準となる苗列
に対して大きく傾いていても、優先順位によりその操向
情報を読取り、苗列に対する追従をよくすると共に、前
輪操舵だけの操向制御で精度のよい自動操向装置を提供
することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る移植機の自動操向装置は、植付は済の苗株
の列条に倣い自動操向する移植機の自動操向装置装置に
おいて、前記苗株の列条を撮像する苗列撮像装置と、該
苗列描像装置にて描像された画像を抽出する２値化手段
と、２値化された画素を直線近似する手段と、該手段に
より求められた線分と画像における機体の進行方向に設
定してある基準線とのなす角度及び前記基準線に設けた
基準点と前記線分との距離の進行方向と直交する方向の
成分を算出する手段と、前記角度及び成分を操向情報と
して用い自動操向する手段とを具備することを特徴とす
る。

〔作用〕

本発明においては、ハフ値を基準点と苗列の線分との最
短距離の進行方向と直交する方向の成分として求めてお
り、基準線と線分とのなす角度が大きい場合ハフ値が小
さくなるので、その場合は線分と基準線とのなす角度を
優先して自動操向する。

〔実施例〕

以下本発明をその実施例を示す図面に基づいて詳述する
。第１図は本発明に係る田植機の自動操向装置（以下本
発明装置という）を装備した乗用田植機の側面図、第２
図はその平面図である。

図においてＡは、左右各一対の前輪１．　１及び後端２
，２に支持された走行機体であり、該走行機体Ａは、そ
の前部に搭載した動力部３にて発生された動力を、図示
しない主クラッチ、変速機等の伝動機構を介して後輪２
．２に伝達し、該後輪２．２の回転により、田面上を自
走する。

またＢは、走行機体Ａの後部に装着された３点リンク機
構４の後端部に、該機構４の昇降動作に伴って、走行機
体Ａに対して昇降自在となるように取付られた植付部で
あり、該植付部Ｂは、６条植えの田植機の場合、第２図
に示す如く、その後端部の左右両側に一対の植付爪７．
７を備え、左右方向に互いに適長離隔させて並設された
３組の苗植装置６．６，６、該苗植装置６，６．６の上
側に左右方向への摺動自在に取付けられた苗載台８、及
び苗植装置６，６．６の下側に、左右方向に互いに適長
離隔させて、前後方向に揺動自在に取付けられた３個の
フロート９，９．９等から構成されている。而して、３
点リンク機横４の動作により田面上に降下された植付部
Ｂは、走行機体Ａに牽引されて、フロート９，９．９の
作用により田面上を滑走しつつ、苗植装置６，６．６の
夫々の植付爪７．７・・・の動作により、苗載台８上に
載置されこれに沿って滑動落下する苗マットを、苗載台
８の最下部において、数珠づつの苗株に切り分け、田面
上に列条をなして植付ける。

走行機体Ａの、前輪１．１の中心よりもやや前方の左右
両側には、一対のマーカ取付杆１０ａ、１０ａの基端部
が、水平面内での回動自在に取付けてあり、該取付杆１
０ａ、　１０ａの下方に向けて屈曲された先端部には、
容易に視認可能なように、黄色のプラスチックにて円柱
状に成形されたマーカ１０．１０が、田面の上方に適長
離隔させて夫々固着されている。マーカ取付杆１０ａ、
　１０ａは夫々の先端部を、第１図及び第２図に示す如
く、左前方又は右前方に突出させた位置と、走行機体Ａ
の下部に収納された位置とのいずれか一方の位置にて選
択的に拘束できるようにしてあり、左側（又は右側）の
取付杆１０ａが突出位置にある場合に、この先端の前記
マーカ１０を、走行機体Ａの左側（又は右側）の既植苗
の列条に一致させることにより、植付部Ｂにより植付け
られる苗株と、前記既植苗の列条との間の条間隔を所定
値に保つことができる。

また、走行機体Ａの、後輪２．２の上端よりもやや前上
方の左右両側には、その先端部を左右に突出させて、セ
ンサ取付杆２１Ｌ、２１Ｒが固着してあり、該取付杆２
１Ｌ、　２１Ｒの先端部には、苗列１最像装置２０Ｌ、
２０Ｒが取付けである。第３図は苗列撮像装置２０Ｌの
取付状態を示す拡大側面図、第４図はその平面図である
。

苗列撮像装置２０Ｌは、カラービデオカメラ２０Ｌａを
用い、走行機体の進行方向に対して前下方辷そのレンズ
部の中心を向け、その取付位置から所定距離前下方の田
面上に前行程で植えられた苗列のうちの最外側の４株程
度の苗株を撮像できるようにその前後方向の取付角度を
設定され、その視野内にて撮像された画像を後述する画
像処理部２２に伝達する。

走行機体Ａの右側に位置する苗列撮像装置２ＯＲは前記
左側の苗列撮像装置２０Ｌと同様に取付けられている。

走行機体Ａの後部には運転席ＤＳが設けてあり、該運転
席ＤＳの左側には、前記変速機の変速段の変更及び前記
主クラッチの係脱を行うための主変速レバ１１が、また
運転席ＯＳの右側には、作業選択レバ１２が夫々配設さ
れている。

第５図は、作業選択レバ１２の取付位置近傍の上方から
の拡大平面図である。作業選択レバ１２は、その下部を
走行機体Ａの適宜位置に枢支してある一方、走行機体Ａ
の上部に固設された案内板１３に前後方向を長手方向と
して形成された案内孔Ｉ４にその中途部を挿通させてあ
り、該孔１４に沿って、これを前後方向又は左右方向に
回動操作し、所定の係止位置にて係止せしめることによ
り、種々の作業状態を選択できるようにしたものである
。

即ち、該レバ１２を前記案内孔１４の後半部（第５図に
おいては右半部）において、前後方向に回動操作するこ
とにより、前記３点リンク機構４の図示しない昇降用油
圧シリンダへの圧油の送給方向を切換え、該シリンダの
動作により植付部Ｂが走行機体Ａに対して上昇又は下降
し、前記後半部の中途部に右向きに分岐形成された係止
部１４ａに係止せしめることにより、植付部Ｂが適宜の
高さ位置にて停止するようになっている。また、前記作
業選択レバ１２を案内孔１４の前半部に回動操作するこ
とにより、図示しない植付はクラッチが係合され、動力
部３からの動力が伝達されて、植付部Ｂがその動作を開
始するようになっており、該レバ１２を案内孔１４の最
前部に係止させた場合には、植付部Ｂの動作速度が高速
となり、案内孔１４の前半部の中途部に係止させた場合
には、植付部Ｂの動作速度が低速となる。更に、前記２
個所の係止位置の夫々において、案内孔１４に左右に分
岐形成された横孔１４ｂ、　１４ｃに沿って、作業選択
レバ１２を右又は左に回動操作することにより、右側又
は左側の前記マーカ１０が突出されると同時に、逆側の
マーカ１０が収納されるようになっている。

第６図は前輪１．１の操舵機構の模式的平面図である。

図において３０は、その長手方向を左右方向として走行
機体への下部に水平に固着されたフロントアクスルであ
り、該フロントアクスル３０の左、右両端部には、左、
右の前輪１．１を夫々軸支するナックルアーム３２，３
２が、キングピン３１，３１を介して水平面内での回動
自在に枢支されている。また、前記フロントアクスル３
０の上面の適宜位置には、枢軸３３が上向きに立設され
ており、該枢軸３３には、第６図に示す如き変形丁字形
の平面形状を有する回動部材３４が、丁字形の交叉部を
水平面内での回動自在に枢支して取付けられている。該
回動部材３４の丁字形の縦線に相当する部分は、前方に
突出させてあり、その端部は、各別のリンク部材３５．
３６を介して前記ナックルアーム３２，３２の前端部と
夫々連結させである。また、回動部材３４の丁字形の横
線に相当する部分の右側の端部は、その基端部を走行機
体Ａの前部に水平面内での回動自在に枢支してなる操向
シリンダ４０のピストンロッド４０ａの先端部に、また
左側の端部は、前記操向シリンダ４０への圧油の送給方
向を切換える方向切換弁４１のスプール４１ａの一端部
に夫々係止してある。該方向切換弁４１は、４ポ一ト３
位置切換式であり、運転席ＯＳの前部に配設された前輪
操舵用のハンドル１５が左又は右方向に回動操作された
場合に、これに応動して鉛直面内にて回動し、その下部
が後又は前方向に移動する回動アーム１６の下端部に、
前記スプール４１ａの他端部を係止させて配設されてい
る。

本発明装置の油圧回路は、前記操向シリンダ４０、前記
方向切換弁４１、動力部３から駆動力を伝達されて回転
する油圧ポンプＰ、及び４ポ一ト３位置切換式の電磁方
向切換弁ｖ等から構成されており、油圧ポンプＰからの
圧油は、分配弁４２により２方向に分岐され、一方が方
向切換弁４１を経て、また他方が電磁方向切換弁Ｖを経
て、夫々操向シリンダ４０に送給されるようになしてあ
る。

前述の如く、方向切換弁４１のスプール４１ａは、回動
アーム１６の下端部に係止してあり、ハンドル１５が右
方向に回動操作され、回動アーム１６が第６図における
時計廻りに回動した場合、前記スプール４１ａは該アー
ム１６の下端部によって押圧され、方向切換弁４１を通
過した圧油が操向シリンダ４ｏの進出側油室に送給され
、ピストンロフト４０ａが進出する結果、前記回動部材
３４が第６図における時計廻りに回動し、該部材３４の
前端に係止したリンク部材３５．３６を介して、ナック
ルアーム３２，３２と共に、前輪１．１は右に操舵され
る。また前記ハンドル１５が左方向に回動操作された場
合、方向切換弁４１を通過した圧油が操向シリンダ４ｏ
の退入側油室に送給され、ピストンロッド４０ａが退入
する結果、操舵機構が前述の場合と逆方向に動作して前
輪１，１は左に操舵される。

また、前記電磁方向切換弁■のソレノイドＳＲ（又はソ
レノイドＳｒ）が励磁された場合には、油圧ポンプＰか
らの圧油が、該弁■を通過して操向シリンダ４０の退入
側（又は進出側）油室に送給され、この圧油によりピス
トン口・ノド４０ａが退入（又は進出）する結果、前記
ノ１ンドル１５が左方向（又は右方向）に回動操作され
た場合と同様に、前記回動部材３４が第６図における時
計廻り（又番よ反時計廻り）に回動し、該部材３４の前
端に係止したリンク部材３５．３６を夫々介して、ナ・
ノクルアーム３２，３２と共に左右の前輪１．１は左（
又は右）に操舵される。

このようにして操舵される前輪１．１の操舵角を検出す
べく、前記キングピン３１，３１の一方Ｇこ、該ピン３
１の回動位置に応じた電位を出力するポテンショメータ
を用いてなる操舵角センサ３８が装着されている。該操
舵角センサ３８は、直進に対して右に操向されていると
きは負の電位を出力し、また左に操向されているときは
正の電位を夫々出力する。

またハンドル１５に操作力が加えられていない場合には
、電磁方向切換弁Ｖを通過した圧油による油圧シリンダ
４０の動作により回動部材３４の回動位置が変化したと
きにおいても、方向切換弁４１は、スプール４１ａに設
けたばねの作用によりその中立位置をとるようにしてあ
り、これと共にハンドル１５は直進走行状態に復帰する
ようになっている。

そしてハンドル１５に連結されたステアリングコラム１
５ａの基端部には、該ハンドル１５が直進状態から右又
は左方向に回動操作された場合にオンする手動操舵検出
スイッチ５４（第７図参照）が配設してある。

さて、第７図は本発明装置の要旨である制１ｆｆｌ系の
ブロック図であり、第８図は画像処理部の構成を示すブ
ロック図である。図において５０はマイクロプロセッサ
を用いてなる操向制御部であり、該制御部５０の入力ポ
ートａ＋には画像処理部２２の出力が与えられている。

画像処理部２２はマイクロプロセッサを用いてなり、そ
の分解能は縦横夫々２５６画素を有している。また画像
処理部２２は作業選択レバ１２が案内孔１４の前記横孔
１４ｂもしくは横孔１４ｃに沿って左方向又は右方向に
回動操作され、左側又は右側の前記マーカ１０が突出さ
れた場合に切換わり、左右の苗列撮像装置２０Ｌ、　２
ＯＲを選択する選択スイッチ２２１　、ＮＴＳＣ方式の
ビデオカメラ入力信号をこの画像処理部の画素毎に赤色
、緑色、青色の各色信号Ｒ，Ｇ、Ｂに分離するＮＴＳＣ
デコーダからなるカメラ入力信号変換部２２２、分離さ
れた赤、緑、青の各色信号Ｒ，Ｇ、　Ｂに基づき、後述
する演算により画像情報を２値化する２値化演算部２２
５．２値化された画素のうち所定の画素間距離を有する
画素を抽出する画素抽出・部２２６、抽出された画素に
より直線近似を行うハフ変換部２２７の順で接続されて
なり、前記２値化演算部２２５、画素抽出部２２６、ハ
フ変換部２２７は前記マイクロプロセ・ノサによりその
演算を行っている。またハフ変換部２２７及びカメラ入
力信号変換部２２２は画像情報演算結果及び直線近似結
果等の各種情報をビデオ信号出力゛に変換するモニタ出
力信号変換部２２３に接続され、変換されたビデオ信号
により前記各種情報を表示するカラーモニタ２２４がモ
ニタ出力信号変換部２２３に接続されている。そしてハ
フ変換部２２７からの出力が操向制御部５０の入力ボー
トａＩに与えられる。

また操向制御部５０の入力ポートａ２には、前記操舵角
センサ３８の出力電位が与えられており、該入力ポート
ａ２に入力される信号は、操向制御部５０の入力インタ
フェースにて所定の処理を施され、前輪１．１の現状の
操舵角に対応するディジタルデータＤとして、操向制御
部５０のＣＰＵに取込まれるようになっている。

また操向制御部５０の入力ボートａ、には、運転席ＤＳ
に着座した作業者による手動操作可能な位置に配設され
、自動操向を行わせる場合に、オンされる自動スイッチ
５１が接続されており、該スイッチ５１がオンされた場
合に、人力ポートａｚはハイレベルに転じる。

入力ポートａｉには、作業選択レバ１２が案内孔１４前
半部の回動位置にある場合にオンする植付はスイッチ５
２が接続されており、操向制御部５０は、該スイッチ５
２のオンに伴って入力ポートａ４がハイレベルになるこ
とにより、植付部Ｂが動作していることを認識する。

入力ポートａｓには、主変速レバ１１の操作により主ク
ラッチが係合された場合にオンする主クラツチスイッチ
５３が接続されており、操向制御部５０は、該スイッチ
５３のオンに伴って入力ポートａ。

がハイレベルになることにより、走行機体Ａが走行して
いることを認識する。

更に操向制御部５０の入力ポートａ６には、前述の如く
配設された手動操作検出スイッチ５４が接続されており
、該スイッチ５４がオンされた場合に入力ボートａ、が
ハイレベルに転じるようになしてある。

一方、操向制御部５０の出力ポートｂ１は、電磁方向切
換弁ＶのソレノイドＳ１とボディーアースの間に介装し
たスイッチングトランジスタ６０に接続されており、同
様に、出力ポートｂ！は、ソレノイドＳｒとボディーア
ースの間に介装したスイッチングトランジスタ６１に接
続されている。そして出力ポートｂｌ　　（又は出力ポ
ートｂ２）がハイレベルとなった場合には、スイッチン
グトランジスタ６０（又は同６１）が動作して、ソレノ
イドＳＲ（又は同Ｓｒ）に励磁電流が流れるようになっ
ている。

操向制御８部５０の出力ポートｂ３は、操向制御が行わ
れていることを作業者に報知せしめるための自動ランプ
６２に、また出力ポートｂ４は、前記ｗ副撮像装置２Ｏ
Ｌ、２０Ｒのいずれかにより既植苗が検出されており、
操向制御が適正に行われていることを作業者に報知せし
めるための苗検出ランプ６３に夫々接続されており、出
力ポートｂ３．ｂ４のハイレベル出力に応じて各ランプ
が点灯するようになっている。

また、出力ポートｂｓ、ｂｈは、各種警報出力のための
警報ランプ６４．警報ブザ６５に夫々接続され、ており
、出力ポートｂＳのハイレベル出力に応じて警報ランプ
６４が点灯し、出カポ−）ｂ＆のハイレベル出力に応じ
て警報ブザ６５が鳴動するようになっている。

操向制御部５０、苗列逼像装置２０Ｌ、　２０Ｒ及びソ
レノイドＳｊ！、Ｓｒは、前記操舵角センサ３８及び各
スイッチと共に、いずれもエンジン始動用のキースイッ
チ７０を介して電源に接続されており、該スイッチ７０
がオンされている場合にのみ夫々の動作を行うことがで
きる。

さて以上の如く構成された操向制御部５０の動作内容に
ついて、本発明装置を装備した乗用田植機による植付は
作業手順と共に説明する。

運転席Ｏ５に着座した作業者により自動スイッチ５１が
オン操作され、入力ポートａｚがハイレベルに転じると
、操向制御部５０は、出力ポートｂ３を断続的にハイレ
ベルとし、自動ランプ６２を点滅せしめて、制御動作の
準備段階にあることを作業者に報知する。

次いで作業者は、作業選択レバ１２を前方に回動操作し
て植付部Ｂを田面上に降下せしめ、更に走行機体Ａの走
行速度に応じて植付部Ｂの動作速度を選択し、作業選択
レバ１２を前記案内孔１４前半部の所定の係止位置まで
回動操作する。このレバ操作により、前記植付はスイッ
チ５２がオンされて入力ポートａ４がハイレベルに転じ
ると、操向制御部５０は、出力ポートｂ、を連続的にハ
イレベルとし、自動ランプ６２を点灯させ、以後その制
御動作を開始する。

さて作業者は、作業選択レバ１２を所定の係止位置にて
係止せしめた後、例えば、倣いガイドとなる既植苗の列
条が走行機体Ａの左側にある場合には、該レバ１２を左
方向に回動操作して、左側のマーカ１０を機体Ａの左側
に突出させる。

作業者は、左側に突出された前記マーカ１０を視認しつ
つ、これが、前行程において植付けた苗株の列条の内、
最も右側に位置する列条の直上に位置するようにハンド
ル１５を操作して、走行機体Ａの大略の位置決めを行っ
た後、更に、苗検出ランプ６３を視認しつつ、これが点
灯されるまでハンドル１５を操作して、走行機体Ａの初
期位置設定を行えば、その後は、前記列条中に所定の間
隔にて植付けられている苗が、苗列撮像装置２０Ｌによ
って連続的に撮像され、この描像結果に基づく画像処理
部２２及び操向制御部５０の後述の動作により、所定の
基準位置Ｓ（本実施例においてはカラービデオカメラ２
０ＬａＯ逼像範囲の中心線）に前記面が常に位置するよ
うに走行機体Ａは自動操向される。

第９図は画像処理部の制御内容を示すフローチャートで
あり苗列撮像装置２ＯＬによって既植苗が撮像されると
、画像処理部２２は、カラービデオカメラ２０Ｌａの画
像情報であるビデオカメラ入力信号を設定タイミング毎
に取り込みカメラ人力信号変換部２２２にて赤色信号、
緑色信号、青色信号の各色信号Ｒ，Ｇ、Ｂに分離する。

これを全ての画素について行うのであるが、縦横２５６
画素×２５６画素＝６５．５３６画素について行うと計
算時間に多大な時間を要するので、縦横３２画素×３２
画素＝　１０２４０２４画素て行う。即ち８画素毎にサ
ンプリングして前記各信号Ｒ，Ｇ、Ｂを分離する（ステ
ップ１）。

次に分離された各画素の各色信号Ｒ，Ｇ、Ｂにより下記
条件式を用い、画像情報を２値化演算部２２５で２値化
し、苗による画素を抽出する（ステップ２）。

Ｇ＞ＲかつＧ＞ＢかつＧ　＞０．３８（Ｒ＋Ｂ＋Ｇ）・
・・（１）上記条件式（１１は各色信号Ｒ，Ｇ、Ｂの値
を闇値を用いず２値化するために発明されたものであり
、これにより時刻毎に変化する外乱光の明暗等の外部条
件に応じた闇値の変更が不要となった。

次に得られた２値化画像の抽出及び直線近似の手段につ
いて説明する。第１０図は２値化された画像を描像範囲
内に表示した模式図であり、描像範囲の中心Ｏを原点と
し進行方向をｙ軸止方向とし、また左右方向をＸ軸方向
となしている。またＳは前記基準位置を示し、本実施例
ではｙ軸と一致している。さらにａ−ｇは２値化された
画像を示しており、各画像ａ、ｂ・・・の添字は各画素
を示している。

画像ａ、ｂ・・・が２値化されると、第１Ｏ図左上より
３２　Ｘ　３２画素を走査し、上から順に画素αを抽出
する（第１０図では画素ａｌ）。次に抽出された画素α
と下記の条件の範囲にある画素βを全て抽出する（ステ
ップ３）。

いま画素αのｘ、ｙ座標を夫々Ｘ　、＋　　Ｙ　ａ　’
画素βのｘ、ｙ座標を夫々Ｘβ、ｙβとすると、条件式
を下記の如く設定する。

ｌ　ｘ、−ｘβ１≦４　　　　　　　　　・・・（２）
ｙｅｔ−ｙａ≧８　　　　　　　　　　・・・（３）一
般に既植苗に倣う田植作業を行う場合、田植機の進行方
向に対して既植苗の苗列の傾きは小さく、また苗株毎の
画像に表われた直線成分は苗株の長さはほぼ一定長以下
なので、ある一定画素以下となる。これらのことより前
記条件式（２）にて傾きの小さな画素を抽出し、条件式
（３）にて同一苗株を抽出するのを防止し、苗株の直線
成分が近似直線に影響を与えないようにしている。本実
施例では上記条件式（２）、　（３）にて画素ｂ＋　”
ｂｓ、ｄ＋　−ｄ。

が抽出され、画素Ｃｌ−Ｃ４，ｅ１ｅ２．ｒＩ、ｆ２゜
ｇ＋、ｇｚは抽出されない。次の画素α（第１０図では
画素ａｚ）について同じように条件式（２１，＋３１を
用いて画素βを抽出し、この動作を画素βが抽出不可と
なるまで繰返す（ステップ４）。

次にハフ変換部２２７にて画素αと抽出された画素βと
を結ぶ直線を算出し、その直線の数、その直線と中心０
との距離ρ１□ρ２・・・及びその角度θ、。

θ２・・・を求める（ステップ５）。

次に求められた距離ρ１．ρ２・・・及び角度θ１．θ
２・・・の夫々の平均値を求め、求められた距離をρ。

角度をθとすると、このρが求めるハフ値となりθがそ
の角度となる。そして、このハフ値ρ及び角度θの算出
を設定タイミング毎に演算する（ステップ６）。

画像処理部２２が設定タイミング毎にハフ値ρ及び角度
θを算出するとその値が操向制御部５０に出力される（
ステップ７）。

このように本実施例においては、３２画素にて画像をサ
ンプリングし色信号を分離しているので演算速度を高速
化でき、２値化を闇値を使用せずに行っているので、外
乱光等の明暗による闇値の変更等の設定動作を不要とな
し、また２値化した画素のうち所定の範囲画素距離を有
する画素を抽出し、直線近似しているので、苗列の直線
成分の画素及びノイズ等の苗取外の画素に直線近似が影
響を受けることがない。

通常ハフ値を用いる自動操向制御では得られた画像上の
ハフ値ρ及び角度θを圃面上のハフ値ρ。

及び角度θ。（第４図参照）に喚算し、それにより求め
た目標操舵角と操舵角センサ３８で得られたディジタル
データＤとを比較して操向制御するのであるが、前記自
動操向制御では圃面上へのハフ値の換算に多くの計算を
必要とするので、本実施例ではハフ値ρ及び角度θの値
に応じた操向指示量を各別に設定し、それに基づき自動
操向を行う。

第１表は距離ρとそれに応じた距離操向指示量Ｓ、との
関係の１例を０、また第２表は角度θと、それに応じた
角度操向指示ｉｔ　ｓ　ａとの関係の１例を示したもの
である。

第１表 第２表 求めた距離操向指示ｌｉ　ｓ　、−と角度操向指示量Ｓ
６との平均を求め実操向指示１ｓを求める。

次に以上の事を実施例と従来例とで比較して説明する。

第１１図は本発明の実施例のハフ値と従来例のハフ値と
の１例を示すグラフであり、縦軸に進行方向を、また横
軸に左右方向を示し、実線は直線近似された苗列を示し
ている。

従来例のハフ値ρ′と実施例のハフ値ρとの関係は ρ＝ρ’　ｃｏｓ”θ　　・・・（５）となり、第１１
図ではρ′＝８、θ＝３０°の場合を示しており、この
場合 となる。

次に各ハフ値ρ、ρ′と角度θとに対応する距離及び角
度操向指示量Ｓ、、Ｓ、・、Ｓａを求め、実施例と従来
例の実操向指示量ｓ、ｓ’を求めると、 上記（７）式の如（なる。（７）式からも明らかな如（
従来例では苗列の線分に対する追従が実施例と比べ悪く
なる。

即ち従来例では角度θが大きくなるほど、）１フ値ρ′
が太き（なるが、実施例では角度θが大きくなるほど、
ハフ値ρは小さくなる。

従って本発明では角度θが大きい場合には角度θの値が
主に実操向指示量Ｓに影響を与えるが、従来例では角度
θとハフ値ρが同等に実操向指示量Ｓ′に影響を与える
。

次に得られた実操向指示１ｓと前記ディジタルデータＤ
とを比較し、その差Ｕ　（Ｕ＝Ｓ−Ｄ）に応じて操向制
御部５０の出力ポートｂ１又はｂ２にハイレベル出力を
与え、ソレノイドＳＲ又は同Ｓｒを励磁し自動操向する
。前記実操向指示量Ｓが正のとき左に、負のとき右に操
向するように設楚しており、また前記ディジタルデータ
Ｄは直進に対して右に操向されているときは負、左に操
向しているときは正としているので、前記差Ｕが正のと
き（又は負のとき）は出力ポートｂｔ　　（又はｂｚ）
がハイレベル出力され、ソレノイドＳｌ　　（又はＳｒ
）が励磁され、走行機体Ａは左に（又は右に）操向制御
されることになる。そしてこの自動操向制御が各設定タ
イミング毎に行なわれる。

このように、本実施例においては、２値化演算部２２６
にて２値化された画素と所定距離を有する画素を抽出し
てハフ変換しているので、苗株の直線成分、ノイズ等に
よる画素等の影響を受けずに精度の高い直線近似か可能
となると共に、ハフ値ρを苗列の線分と基準点Ｏとの最
短距離の左右方向成分として求めているので、角度θが
大きくなっても苗列への追従が精度よく行われる。

一方、前記２値化演算部２２５により、２値化が不能の
場合、又は画素抽出部２２６にて画素が抽出不能の場合
、操向制御部５０は、その制御動作を直ちに停止すると
共に、出力ポートｂ１．ｂ、をハイレベルとして、警報
ランプ６４を点灯させ、警報ブザ６５を鳴動させて作業
者に自動操向が不可能であることを報知する。

また操向制御部５０は、前述の如き制御動作を行ってい
る間にその人カポ−）ａｌｌのレベルを常時監視してお
り、該入力ポートａ６がハイレベルに転じた場合には、
作業者によりハンドル１５の手動操作がなされたと判断
し、この操作による抛舵を優先すべく、操向制御動作を
直ちに停止する。そしてこの停止は、ハンドル１５の操
作が終了し、前記人力ボートａｈがローレベルに復帰し
てから所定時間経過後に解除され、これ以後、操向制御
部５０は前述の制御動作を継続して行う。

尚本実施例では苗列盪像装置としてカラービデオカメラ
を用いたが、本発明はこれに限るものではなく、苗株を
検出でき、それを２値化できる撮像装置であれば何でも
よい。

また本実施例では基準位置を撮像範囲の進行方向の中心
線とし、ハフ値及びその角度を撮像範囲の中心点から求
めたが、本発明はこれに限るものではなく、その基準位
置はＩ層像範囲であればどこでもよく、ハフ値及び角度
を求める点も撮像範囲であればどこでもよい。

〔効果〕

以上詳述した如く、本発明装置においては、ハフ値の算
出を苗列を示す線分と基準点との距離の左右方向の方向
成分により行っているので、苗列と走行機体の進行方向
とのなす角度が大きくなっても、ハフ値が大きくならず
、ハフ値とその角度との優先順位が明らかに読取れ、苗
列に対する追従がよくなると共に、前輪操舵だけの操向
制御で精度のよい自動操向が可能となる等価れた効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置を装備した乗用田植機の側面図、第
２図はその平面図、第３図は苗列損保装置の拡大側面図
、第４図はその平面図、第５図は作業選択レバの操作位
置説明のための平面図、第６図は前輪の操舵機構の模式
的平面図、第７図は本発明装置の構成を示すブロック図
、第８図は画像処理部の構成を示すブロック図、第９図
は画像処理部の制御内容を示すフローチャート、第１０
図は撮像範囲内の２値化された画像を示す模式図、第１
１図は本発明の実施例のハフ値と従来例のハフ値とを示
すグラフである。 Ａ・・・走行機体　　Ｂ・・・植付部　　１・・・前輪
２・・・後輪　　１０・・・マーカ　　１２・・・作業
選択レバ２ＯＬ、２ＯＲ・・・苗列逼像装置　　２２・
・・画像処理部３８・・・操舵角センサ　　５０・・・
操向制御動作　許　出願人　　ヤンマー農機株式会社代
理人　弁理士　　河　　野　　登　　夫第　５　回 第　Ｇ　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、植付け済の苗株の列条に倣い自動操向する移植機の
   自動操向装置装置において、 前記苗株の列条を撮像する苗列撮像装置と、該苗列撮像
   装置にて撮像された画像を抽出する２値化手段と、 ２値化された画素を直線近似する手段と、 該手段により求められた線分と画像における機体の進行
   方向に設定してある基準線とのなす角度及び前記基準線
   に設けた基準点と前記線分との距離の進行方向と直交す
   る方向の成分を算出する手段と、 前記角度及び成分を操向情報として用い自動操向する手
   段 とを具備することを特徴とする移植機の自動操向装置。