JPH0619541A - 自動走行作業車用の終端検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 畦際に沿う作業行程の走行後における終端判
断を誤り無く行う。 【構成】 撮像画面の機体進行方向に並ぶ複数ラインの
夫々において機体進行方向と交差する方向に並ぶ複数の
領域のうちで非作業地Ｎに対応する領域Ｋａを抽出する
領域抽出手段１００と、領域Ｋａの数が設定数以上とな
るラインの機体進行方向での位置情報に基づいて非作業
地Ｎと機体進行方向の手前側で隣接する作業地Ｍとの第
１境界Ｎｚを検出する第１境界検出手段１０１と、第１
境界Ｎｚの機体進行方向での位置情報に基づいて作業行
程の終端を判断する判断手段１０４と、非作業地Ｎと機
体進行方向に交差する方向で隣接する作業地Ｍとの第２
境界Ｎｋを検出する第２境界検出手段１０２と、第２境
界Ｎｋの位置よりも作業地Ｍ側に位置する領域Ｋａのみ
を選別する選別手段１０３とが設けられ、第１境界検出
手段１０１は選別処理後の領域Ｋａに基づいて第１境界
Ｎｚの検出を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、機体進行方向前方側を
撮像する撮像手段と、その撮像手段の撮像画像情報に基
づいて、機体進行方向に並ぶ複数ラインの夫々において
機体進行方向と交差する方向に並ぶ複数の領域のうちで
非作業地に対応する領域を抽出する領域抽出手段と、前
記複数ラインのうちで前記領域抽出手段によって抽出さ
れた前記領域の数が設定数以上となるラインの機体進行
方向での位置情報に基づいて、前記非作業地とこれに機
体進行方向の手前側で隣接する作業地との第１境界を検
出する第１境界検出手段と、この第１境界検出手段によ
って検出された前記第１境界の機体進行方向に沿った前
記撮像手段の画面座標軸上での位置情報に基づいて作業
行程の終端を判断する判断手段とが設けられた自動走行
作業車用の終端検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の自動走行作業車用の終端検出装
置は、例えば、自動走行作業車としての田植え機によっ
て、作業地としての圃場に互いに平行に並ぶように設定
された複数の作業行程（以下圃場行程と呼ぶ）に沿って
往復走行させながら、苗を圃場の全面に列状に株単位で
設定間隔毎に植え付けるものに適用される。そして、従
来では、機体進行方向の前方側で圃場に隣接する非作業
地としての畦と圃場との第１境界を検出するために、機
体進行方向前方側を撮像するテレビカメラ等の撮像手段
の撮像画像情報において、例えば畦の大部分を占める草
と圃場の水面や泥面等の色情報の差に基づいて畦に対応
して抽出された領域の機体進行方向と交差する撮像画面
の各走査ライン上での数が設定数（例えば各走査ライン
での領域の数の３／４）以上であれば、そのラインは進
行方向前方側の畦であると判断され、それらの畦と判断
されたラインのうちで最も圃場寄りつまり手前側のライ
ンを上記第１境界として検出していた。そして、上記検
出された第１境界の進行方向に沿った画面座標軸上での
位置が、例えば進行方向の手前側である画面下端部から
所定間隔（例えば画面全縦方向幅の１／４）以内であれ
ば、圃場行程の終端に到達したと判断するように構成さ
れていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では、進行方向に交差する方向で圃場に隣接する
畦との境界（第２境界と呼ぶ）つまり畦際に沿った圃場
行程を走行させた後に、進行方向前方側の畦との前記第
１境界を検出する場合においては、その第１境界を確実
に検出できないおそれがあった。具体的に説明すれば、
図５（イ）（ロ）に示すように、機体進行方向の左側方
の畦に沿って走行させる場合を考えると、この左側方の
畦と前方側の畦がつながった部分では前方側の畦は画面
の全幅に存在せず左側が切れている。従って、その畦に
対応して抽出される領域の数は全幅に畦が存在したとき
の数より少なくなり、この場合には、前方側の畦に対応
する領域の各走査ライン上での数が前記設定数（例えば
各走査ラインでの領域の数の３／４）以上にならないの
で、上記設定数によっては前方側の畦を検出することが
できない。そこで、前記設定数を少なくして進行方向前
方側の畦を極力検出できるようにすることが考えられる
が、この場合には、前記設定数を少なくしすぎると、図
５（ホ）に示すように左側方の畦に対応する領域が比較
的多く抽出されている場合には、前方側の畦に対応する
領域の数と左側方の畦に対応する領域の数が同程度にな
ることがあり、この場合には、左側方の畦が前方側の畦
と誤って検出されて例えば画面の最下端が前記第１境界
と誤検出され、従って、この第１境界の検出に基づく作
業行程の終端判断を誤ることになる。

【０００４】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であって、その目的は、畦際に沿って作業行程を走行さ
せた後に進行方向前方側の畦と圃場との第１境界を検出
して作業行程の終端を判断する場合において、第１境界
の検出を確実に行って前記終端の判断を誤り無く行うこ
とにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明による自動走行作
業車用の終端検出装置の特徴構成は、前記領域抽出手段
にて抽出された領域情報に基づいて、前記非作業地とこ
れに機体進行方向に交差する方向で隣接する前記作業地
との第２境界を検出する第２境界検出手段と、前記領域
抽出手段によって抽出された前記領域のうちで、前記第
２境界検出手段によって検出された前記第２境界の位置
よりも前記作業地側に位置する領域のみを選別する選別
手段とが設けられ、前記第１境界検出手段は、前記選別
手段によって選別処理された前記領域に基づいて、前記
第１境界の前記検出処理を実行するように構成されてい
る点にある。

【０００６】

【作用】本発明の特徴構成によれば、非作業地である例
えば畦に対応して抽出された領域のうちで、畦とこれに
機体進行方向に交差する方向で隣接する作業地である例
えば圃場との第２境界の位置よりも圃場側に位置する領
域のみが選別され、この選別された領域にのみ基づいて
圃場と機体進行方向の前方側で隣接する畦との第１境界
が検出されるので、機体進行方向に交差する方向で隣接
する畦による領域の情報が上記第１境界の検出において
排除される。これにより、機体進行方向に並ぶ各ライン
において機体進行方向の前方側で隣接する畦による領域
の情報のウエイトが大きくなり、このウエイトが大きく
なった領域の数が設定数以上であるかどうかによって機
体進行方向の前方側の畦に対応するラインが確実に判別
され、例えばこれらの畦と判別されたラインの最も手前
側のラインを第１境界として検出する。そして、上記検
出された第１境界の画面座標軸上での位置情報、例えば
進行方向の手前側である画面下端部から所定間隔以内に
位置していること等、に基づいて作業行程の終端を判断
することになる。

【０００７】

【発明の効果】従って、本発明によれば、畦際に沿った
作業行程の走行後に進行方向前方側の畦と圃場との第１
境界を検出して作業行程の終端を判断する場合におい
て、第１境界の検出を確実に行って前記終端の判断を誤
り無く行うことができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明を自動走行作業車としての田植
え機によって非作業地としての畦Ｎに隣接する作業地と
しての圃場Ｍに苗を植え付けたあと、その圃場行程の終
端を検出するための装置に適用した場合の実施例を、図
面に基づいて説明する。

【０００９】図８及び図９に示すように、前輪１Ｆ及び
後輪１Ｒの何れをもステアリング操作自在に構成された
機体Ｖの後方に、苗植え付け装置２が昇降自在に設けら
れ、その苗植え付け装置２によって複数個の苗Ｔが６列
状に並んだ状態で植え付けられる。そして、機体進行方
向前方側の圃場Ｍ及びこれに隣接する畦Ｎを撮像する撮
像手段としてのカラー式のイメージセンサＳ１が、前記
機体Ｖの前方側に設けられている。

【００１０】前記イメージセンサＳ１の取り付け構造に
ついて説明すれば、前記機体Ｖの横外側方に向かって突
出された支持部材４の先端部に、前記機体Ｖに対して機
体横外側方に隣接する畦Ｎ及び圃場Ｍを機体進行方向に
向かって斜め上方から撮像するように設けられている。
つまり、畦Ｎとこれに機体進行方向に交差する方向で隣
接する圃場Ｍとの第２境界つまり畦際Ｎｋに対して、前
記機体Ｖが適正に沿っている状態において、畦際Ｎｋに
対応する線分Ｌが、前記イメージセンサＳ１の撮像視野
の中央を前後方向に通る走行基準線Ｌａと一致するよう
にしてある。又、前記イメージセンサＳ１は、機体Ｖの
左右夫々に各１個が設けられ、使用する側のセンサを左
右切り換え可能になっている。

【００１１】前記機体Ｖの構成について説明すれば、図
１に示すように、エンジンＥの出力が変速装置５を介し
て前記前輪１Ｆ及び前記後輪１Ｒの夫々に伝達され、前
記変速装置５による変速操作状態が予め設定された設定
走行速度に対応する操作状態となるように、変速状態検
出用ポテンショメータＲ₃ が設けられ、そして、その変
速状態検出用ポテンショメータＲ₃ の検出情報に基づい
て、変速用電動モータ６を駆動するように構成されてい
る。

【００１２】又、前記前輪１Ｆ及び前記後輪１Ｒは、夫
々油圧シリンダ７Ｆ，７Ｒによって各別にパワーステア
リング操作されるように構成され、車輪のステアリング
操作に連動するステアリング角検出用ポテンショメータ
Ｒ₁ ，Ｒ₂ による検出ステアリング角が目標ステアリン
グ角となるように、前記油圧シリンダ７Ｆ，７Ｒを作動
させる電磁操作式の制御弁８Ｆ，８Ｒを駆動するように
構成されている。

【００１３】従って、前輪１Ｆ及び後輪１Ｒを同位相で
且つ同角度に操向する平行ステアリング形式、前輪１Ｆ
及び後輪１Ｒを逆位相で且つ同角度に操向する４輪ステ
アリング形式、及び、前輪１Ｆのみを向き変更する２輪
ステアリング形式の三種類のステアリング形式を選択使
用できるようになっている。但し、前記イメージセンサ
Ｓ１の撮像情報に基づいて自動的に操向操作する時に
は、前記２輪ステアリング形式を用いると共に、１つの
圃場行程を終了して次の圃場行程に移動する時には、前
記４輪ステアリング形式や平行ステアリング形式を用い
るようになっている。尚、図１中、Ｓ２は前記変速装置
５の出力回転数に基づいて走行距離を検出するための距
離センサである。

【００１４】次に、前記イメージセンサＳ１の撮像情報
に基づいて、前記畦際Ｎｋに対応する線分Ｌの算出、及
び、前記畦際Ｎｋに沿っての圃場行程の終端の検出を行
うための制御構成について説明する。図１に示すよう
に、前記イメージセンサＳ１は、三原色情報Ｒ，Ｇ，Ｂ
を各別に出力するように構成され、そして、畦Ｎの大部
分を占める草Ｋの色成分を含む緑色情報Ｇから草Ｋの色
成分を含まない青色情報Ｂを減算して２値化することに
より、前記畦Ｎに対応する領域Ｋａを抽出するように構
成されている（図４（イ）（ロ）参照）。

【００１５】上記領域Ｋａの抽出について説明を加えれ
ば、イメージセンサＳ１から出力される三原色情報のう
ちの緑色情報Ｇと青色情報Ｂとの強度について、草Ｋが
存在する部分、泥及び土面に対応する部分、自然光を反
射する水面部分夫々に対して考察すると、草Ｋが存在す
る部分では、緑色情報Ｇの強度が大で、且つ、青色情報
Ｂの強度が小となる。又、泥及び土面に対応する部分で
は、緑色情報Ｇ及び青色情報Ｂのいずれの強度も小とな
る。さらに、水面部分では、緑色情報Ｇ及び青色情報Ｂ
のいずれの強度も大となる。そこで、緑色情報Ｇから青
色情報Ｂを減算した信号レベルの大きさにより、水面で
反射される自然光の影響並びに泥及び土面に対応する画
像情報を除去するのである。つまり、前記緑色情報Ｇか
ら青色情報Ｂを減算した信号レベルが設定閾値以上のレ
ベルになる部分を抽出して２値化することにより、草Ｋ
に対応した領域Ｋａの情報を抽出できるのである。

【００１６】そして、前記緑色情報Ｇから前記青色情報
Ｂをアナログ信号の状態で減算する減算器９、その減算
器９の出力を予め設定された設定閾値に基づいて２値化
して前記領域Ｋａに対応する２値化情報を出力するコン
パレータ１０、そのコンパレータ１０の出力信号を予め
設定された画素密度（横軸３２画素×縦軸３２画素／１
画面に設定してある）に対応した画素情報として記憶す
る画像メモリ１１、及び、この画像メモリ１１に記憶さ
れた情報に基づいて前記畦際Ｎｋに対応する線分Ｌを直
線や曲線に近似する情報を求めると共にその情報に基づ
いて走行制御を実行し、且つ、進行方向前方側に画面横
方向に沿って位置する畦Ｎの位置情報に基づいて圃場行
程の終端を検出するマイクロコンピュータ利用の制御装
置１２の夫々が設けられている。

【００１７】つまり、前記減算器９及び前記コンパレー
タ１０を利用して、前記イメージセンサＳ１による撮像
画像情報に基づいて、機体進行方向に並ぶ複数ライン
（画面横座標軸であるｘ軸に平行な３２本のライン）の
夫々において機体進行方向と交差する方向（ｘ軸方向）
に並ぶ複数の領域のうちで草Ｋが大部分を占める畦Ｎに
対応する領域Ｋａを抽出する領域抽出手段１００が構成
され、又、前記制御装置１２を利用して、前記領域抽出
手段１００によって抽出された前記領域Ｋａの情報に基
づいて、前記畦際Ｎｋ（第２境界）を検出する第２境界
検出手段１０２が構成されている。上記第２境界検出手
段１０２について具体的に説明すれば、前記領域Ｋａの
中で、上記３２本の各ライン（ｙ座標＝１〜３２）上に
おいて、連続する画素の個数が所定個数（例えば画面横
幅の１／４に対応する個数つまり８個）以上で、且つ、
最も前記圃場Ｍ側に寄って位置する画素列Ｋｒのみを選
別し、これらの選別された各画素列Ｋｒにおいて最も圃
場Ｍ側に寄って位置する点として抽出した代表点Ｐの情
報に基づいて、前記畦際Ｎｋに対応する線分Ｌを求める
ように構成されている。

【００１８】又、前記制御装置１２を利用して、前記複
数ライン（３２ライン）のうちで前記領域抽出手段１０
０によって抽出された前記領域Ｋａの数が設定数（例え
ば画面横幅の３／４に対応する画素数）以上となるライ
ンの機体進行方向（画面ｙ軸）での位置情報に基づい
て、進行方向前方側に画面横方向に沿って位置する畦Ｎ
とこれに手前側で隣接する圃場Ｍとの第１境界Ｎｚを、
例えば上記設定数以上となるラインのうちで最も手前側
に位置するラインとして検出する第１境界検出手段１０
１が構成されている。

【００１９】又、前記制御装置１２を利用して、前記領
域抽出手段１００によって抽出された前記領域Ｋａのう
ちで、前記第２境界検出手段１０２によって検出された
前記畦際Ｎｋ（第２境界）に対応する線分Ｌの位置より
も前記圃場Ｍ側に位置する領域Ｋａのみを選別する選別
手段１０３が構成されている。そして、前記第１境界検
出手段１０１は、前記選別手段１０３によって選別処理
された前記領域Ｋａに基づいて、前記第１境界Ｎｚの前
記検出処理を実行するように構成されている。従って、
この場合には、前記設定数は上記線分Ｌの位置から圃場
Ｍ側方向の画面端までの横幅に対応する画面の画素数
（本来の画面の画素数３２より少なくなる）が基準とな
り、例えばその画素数の３／４に設定される。

【００２０】更に、前記制御装置１２を利用して、前記
第１境界検出手段１０１によって検出された前記第１境
界Ｎｚの機体進行方向に沿った前記イメージセンサＳ１
の画面座標軸（ｙ軸）上での位置情報に基づいて作業行
程（即ち圃場行程）の終端を判断する判断手段１０４が
構成されている。具体的に説明すれば、例えば、前記第
１境界Ｎｚに対応する前記ラインが進行方向の手前側に
なる画面下端位置から画面縦方向全幅（ライン数で言う
と３２ライン）の１／４（８ライン）以内に位置してい
るときに、終端に到達したと判断するのである。

【００２１】次に、図２に示すフローチャートに基づい
て、前記制御装置１２の動作を説明しながら、前記畦際
Ｎｋの検出処理について詳述すれば、機体Ｖが設定距離
を走行する毎、又は、設定時間毎に、前記イメージセン
サＳ１による撮像処理が実行され、この撮像処理の後、
前記領域抽出手段１００によって前記畦Ｎに対応する領
域Ｋａが抽出されることになる（図４（イ），（ロ）参
照）。尚、図では、畦Ｎ側だけでなく圃場Ｍにも草Ｋに
対応する領域Ｋａが抽出されているが、これは圃場Ｍ上
に存在する浮き草等によるものである。

【００２２】次に、画面ｙ座標軸のｙ＝１〜３２での各
水平走査ライン毎に、先ず、所定個数（例えば８個）以
上の連続する画素数で、最も圃場Ｍ側に寄って位置する
画素列Ｋｒが選別される。従って、所定個数以上の連続
する画素数の画素列Ｋｒが存在しなければ、その水平走
査ラインでは選別される画素列Ｋｒはない。そして、圃
場Ｍ上に存在する浮き草等による領域Ｋａはその画素数
が通常前記所定個数より少ないので、上記選別処理によ
って、浮き草等に対応する領域Ｋａは除去される。次
に、前記選別された各画素列Ｋｒにおいて最も圃場Ｍ側
に寄って位置する画素を代表点Ｐとして抽出する（図４
（ハ）参照）。

【００２３】そして、画面座標軸の水平走査ラインの全
て（３２本）について、上記選別処理と代表点抽出処理
が終了したら、画面座標軸のｙ軸つまり進行方向で隣接
する代表点Ｐの水平走査ライン上での位置が画面横幅の
１／４（画素数で８）以上異なっているような不連続箇
所が存在するか否かを調べる。上記不連続箇所がなけれ
ば圃場行程の終端には接近していないと判断されるの
で、前記抽出された代表点Ｐに基づいて前記線分Ｌを演
算処理して求めることになる。ここでは、ハフ変換処理
によって求めるように構成している。尚、上記不連続箇
所が存在した場合には、後述の終端検出処理を行うこと
になる。

【００２４】ハフ変換について説明すれば図６に示すよ
うに、前記イメージセンサＳ１の撮像視野の中心（ｘ＝
１６，ｙ＝１６）を通るｘ軸を極座標系における基準線
として、前記各代表点Ｐを通る複数本の直線を、下記
（ｉ）式に基づいて前記ｘ軸に対して０乃至１８０度の
範囲において予め複数段階に設定された傾きθと、原点
つまり上記撮像視野中心に対応する画面中央からの距離
ρとの組み合わせとして求める。 ρ＝ｙ・sinθ＋ｘ・cosθ ……(ｉ)

【００２５】そして、前記代表点Ｐの全てについて、前
記複数段階に設定された傾きθの値が１８０度に達する
まで、前記パラメータ（ρ，θ）の組み合わせに対応す
る各直線の頻度を計数するための二次元ヒストグラムを
加算する処理を繰り返す。全代表点Ｐに対する直線の頻
度の計数が完了すると、前記二次元ヒストグラムに加算
された値から、最大頻度となる前記傾きθと前記距離ρ
の組み合わせを求めることにより、最大頻度となる一つ
の直線Ｌｘを決定し、その直線Ｌｘを、前記イメージセ
ンサＳ１の撮像面において前記畦際Ｎｋに対応する線分
Ｌを直線近似した情報として求める。

【００２６】次に、前記撮像面における直線Ｌｘを、予
め実測した地表面での前記イメージセンサＳ１の撮像視
野Ａの形状と大きさの記憶情報と、前記最大頻度の直線
Ｌｘが通る撮像面での画素の位置ａ，ｂ，ｃ（図７参
照) とに基づいて、地表面における直線Ｌの情報に変換
する。すなわち、図７に示すように、前記撮像視野Ａの
横幅方向中央を前後方向に通る走行基準線Ｌａに対する
傾きψと、横幅方向での位置δとの値として設定される
地表面上における直線Ｌの情報に変換することになる。

【００２７】説明を加えれば、前記畦際Ｎｋに対応する
直線Ｌに交差する方向となる前記撮像視野Ａの前後位置
（ｙ＝０及びｙ＝３２）での２辺の長さｌ₀ ，ｌ₃₂、画
面中央（ｘ＝１６，ｙ＝１６となる画素位置）における
前記撮像視野Ａの横幅方向での長さｌ₁₆、及び、前記前
後２辺間の距離ｈの夫々を予め実測して、前記制御装置
１２に記憶させておくことになる。

【００２８】そして、前記撮像面における直線Ｌｘが、
前記撮像視野Ａの前後位置での２辺に対応するｘ軸に交
差する画素の位置ａ，ｂ（ｙ＝０，ｙ＝３２となる位
置）のｘ座標の値Ｘ₀,Ｘ₃₂と、前記直線Ｌｘが画面中央
を通るｘ軸に交差する画素の位置ｃのｘ座標の値Ｘ₁₆と
を、上記（ｉ）式を変形した下記（ii）式から求めるこ
とになる。 Ｘｉ＝（ρ−Ｙｉ・sinθ）／cosθ ……（ii） 但し、Ｙｉは、夫々０，１６，３２を代入する。

【００２９】そして、上記（ii）式にて求められたｘ軸
での座標値に基づいて、下記(iii)式及び（iv）式か
ら、前記走行基準線Ｌａに対する横幅方向での位置δ
と、傾きψとを求め、求めた位置δと傾きψとの値を、
地表面において前記畦際Ｎｋに対応する直線Ｌの位置情
報として算出することになる。

【００３０】

【数１】

【００３１】次に、図３に示すフローチャートに基づい
て、前記終端検出処理について説明する。この場合は、
例えば、図５（イ）に示すように、機体Ｖの左側方に位
置する畦際Ｎｋに沿って走行しているときにその畦Ｎが
進行方向前方側で進行方向に交差する畦Ｎにつながって
圃場Ｍが区画されているような場合であり、前記畦Ｎに
対応して領域Ｋａを抽出した結果が図５（ロ）に示され
る。図では、畦Ｎ上の草Ｋの状態によって各水平走査ラ
インでの領域Ｋａの連続する画素数が変化し、又、畦Ｎ
だけでなく圃場Ｍにも浮き草等による領域Ｋａが抽出さ
れている。更に、前記と同様に、各水平走査ライン上に
おいて、所定個数（例えば８個）以上の連続する画素数
で、最も圃場Ｍ側に寄って位置する画素列Ｋｒが選別さ
れ（この処理で、圃場Ｍ上の浮き草等による領域Ｋａは
除去される）、この選別された各画素列Ｋｒにおいて最
も圃場Ｍ側に寄って位置する画素が代表点Ｐとして抽出
される（図５（ハ）参照）。そして、前方側の畦Ｎの手
前端に隣接する代表点Ｐの位置の不連続（ｘ座標値でｘ
_z の大きさ）が存在することが示されている。

【００３２】終端検出処理では、先ず、上記隣接する代
表点位置の不連続が存在する水平走査ラインよりも手前
側にある代表点Ｐのみを選別し、これら選別された代表
点Ｐに基づいて、前記畦際Ｎｋ（第２境界）を、前記と
同様に、ハフ変換処理によって求める。つまり、最大頻
度となる前記傾きθと前記距離ρの組み合わせによって
一つの直線Ｌｘを決定し、その直線Ｌｘを、前記イメー
ジセンサＳ１の撮像面において前記畦際Ｎｋに対応する
線分Ｌを直線近似した情報として求める（図６参照）

【００３３】次に、上記直線近似して求めた第２境界つ
まり線分Ｌの位置よりも圃場側に位置する前記領域Ｋａ
のみを選別する。そして、この選別された領域Ｋａにつ
いて、縦軸を画面座標軸の各水平走査ラインの位置に、
又、横軸を各水平走査ラインでの前記領域Ｋａの画素数
ｈ_w に設定したヒストグラム（尚、これを水平ヒストグ
ラムと呼ぶ）を算出する（図５（ニ）参照）。ここで、
横軸の最大値Ｈ_W は前記線分Ｌの位置と画面右端との間
隔の画面座標値をとる。そして、上記画素数ｈ _w が下式
（ｖ）を満たし且つ最も手前側に位置する領域Ｋａの水
平ライン位置を、前方側の畦Ｎとこれに機体進行方向の
手前側で隣接する圃場Ｍとの第１境界Ｎｚとして判別す
る。 （ｈ_w ／Ｈ_W ）＞３／４……（ｖ）

【００３４】そして、上記第１境界Ｎｚの位置する水平
走査ラインと画面下端との間隔ｖ_dと画面縦方向幅ＶD
との比ｖ_d ／ＶD が下式（vi）を満たせば終端であると
判断する。 （ｖ_d ／ＶD ）＞１／４……（vi）

【００３５】尚、ここで、終端と判断されなかった場合
には、畦際Ｎｋに沿っての操向制御用の情報を求めるた
めに、前記と同様に、撮像画面上での第２境界つまり線
分Ｌを、予め実測した地表面での前記イメージセンサＳ
１の撮像視野Ａの形状と大きさの記憶情報と、前記線分
Ｌが通る撮像面での画素の位置ａ，ｂ，ｃ（図７参照)
とに基づいて、地表面における直線Ｌの情報に変換す
る。

【００３６】以上より、前記機体Ｖを機体進行方向に沿
う畦際Ｎｋに沿って自動走行させるための操向制御にお
いては、前記直線Ｌの前記走行基準線Ｌａに対する傾き
ψと横幅方向での位置δとを共に零に近づけるように、
２輪ステアリング形式で操向操作することになる。

【００３７】前記操向制御について説明すれば、前記直
線Ｌの前記走行基準線Ｌａに対する傾きψと横幅方向で
の位置δ夫々の値、及び、前記前輪１Ｆの現在のステア
リング角φの値とから、下記（vii）式に基づいて、前
記前輪１Ｆの目標操向角θｆを設定し、そして、前記前
輪用のステアリング角検出用ポテンショメータＲ₁ にて
検出される現在のステアリング角φが、目標操向角θｆ
に対して設定不感帯内に維持されるように、前記前輪用
油圧シリンダ７Ｆの制御弁８Ｆを駆動することになる。 θf＝Ｋ₁・δ＋Ｋ₂・ψ＋Ｋ₃ ・φ ……（vii） 尚、Ｋ₁，Ｋ₂，Ｋ₃ は、操向特性に応じて予め設定され
た定数である。

【００３８】前記のように、イメージセンサＳ１の画像
情報から圃場行程の終端が判断されたときには、次の
（この場合は畦Ｎとは反対側の）圃場行程の始端に向け
てターンさせる。このターン制御の概要について説明す
れば、前記苗植え付け装置２による植え付け作業を中断
してから、前記２輪ステアリング形式から前記４輪ステ
アリング形式に切り換えると共に、設定時間の間最大切
り角に維持することにより次の圃場行程側に１８０度方
向転換させる。この際に、前の行程で使用した前記イメ
ージセンサＳ１とは反対側のイメージセンサＳ１に切り
換え、その画像情報から次の圃場行程に隣接する前の圃
場行程の既植苗Ｔの位置を検出しながら、次の圃場行程
における機体横幅方向での位置を修正させて、ターンを
終了することになる。尚、ターン終了後は、前記２輪ス
テアリング形式に復帰させて、次の圃場行程での操向制
御を再開することになる。

【００３９】〔別実施例〕上記実施例では、撮像手段と
してカラー式のイメージセンサＳ１を用いて、緑色情報
Ｇから青色情報Ｂを減算して設定閾値に基づいて２値化
することにより、草Ｋが大部分を占める畦Ｎに対応する
領域Ｋａを抽出するように構成した場合を例示したが、
例えば、三原色情報Ｒ，Ｇ，Ｂの全部を用いて、それら
の比が草Ｋの色に対応する設定比率範囲となる領域を前
記領域Ｋａとして抽出するようにしてもよく、あるい
は、前記撮像手段として白黒式のイメージセンサＳ１を
用いて、草Ｋと泥面等の他の箇所の明度信号を適当な閾
値設定に基づいて２値化することにより、簡便な装置で
領域を抽出するようにしてもよく、領域抽出手段１００
の具体構成は、各種変更できる。

【００４０】又、上記実施例では、画面座標軸（ｙ軸）
の各水平走査ライン（ｙ＝１〜３２）のうちから第１境
界Ｎｚに対応するラインを判別する際に、第１境界Ｎｋ
から圃場Ｍ側の画面端までの画面横幅の３／４に対応す
る画素数を設定数との大小により判別するようにした
が、その設定数は上記画面横幅の３／４に限らず、例え
ば２／３や４／５等状況に応じて第１境界検出手段１０
１の構成は適宜変更することができる。

【００４１】又、上記実施例では、ハフ変換を利用して
第２境界（畦際Ｎｋ）に対応する線分Ｌを直線近似する
ようにした場合を例示したが、例えば、最小二乗法等を
用いて直線近似あるいは曲線近似した情報を求めること
もできるものであって、第２境界検出手段１０２の具体
構成は、各種変更できる。

【００４２】又、上記実施例では、第１境界Ｎｚの機体
進行方向に沿った前記撮像手段Ｓ１の画面座標軸（ｙ
軸）上での位置情報に基づいて作業行程（即ち圃場行
程）の終端を判断する際の判断基準として、前記第１境
界Ｎｚに対応するラインが画面下端位置から画面縦方向
全幅（ライン数で言うと３２ライン）の１／４（８ライ
ン）以内に位置しているかどうかを判断するようにした
が、この判断基準は上記画面縦方向全幅の１／４（８ラ
イン）に限らず、撮像手段Ｓ１の画面倍率や撮像角度等
の装置状況に応じて判断手段１０４の構成は適宜変更す
ることができる。

【００４３】又、上記実施例では、本発明を自動走行作
業車としての田植え機に適用して、作業地としての圃場
Ｍとこれに隣接する非作業地としての畦Ｎとの第１境界
（終端検出用）及び第２境界（走行制御用）を検出し、
第２境界に沿って自動走行させながら終端の検出に伴い
旋回させるようにした場合を例示したが、本発明は、芝
刈り機等の他の自動走行作業車にも適用できるものであ
って、その際の作業地Ｍ及び非作業地Ｎの種類や機体の
走行系の構成等、各部の具体構成、並びに、検出された
作業地Ｍと非作業地Ｎとの前記第１境界（終端検出用）
及び第２境界（走行制御用）の情報の利用形態は、各種
変更できる。

【００４４】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】制御構成のブロック図

【図２】畦際検出処理のフローチャート

【図３】終端検出処理のフローチャート

【図４】画像処理の説明図

【図５】画像処理の説明図

【図６】ハフ変換の説明図

【図７】撮像視野における機体進行方向と近似直線の関
係を示す説明図

【図８】田植え機の概略平面図

【図９】田植え機の概略側面図

【符号の説明】

Ｓ１ 撮像手段 Ｎ 非作業地 Ｋａ 領域 Ｍ 作業地 Ｎｚ 第１境界 Ｎｋ 第２境界 １００ 領域抽出手段 １０１ 第１境界検出手段 １０２ 第２境界検出手段 １０３ 選別手段 １０４ 判断手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機体進行方向前方側を撮像する撮像手段
   （Ｓ１）と、その撮像手段（Ｓ１）の撮像画像情報に基
   づいて、機体進行方向に並ぶ複数ラインの夫々において
   機体進行方向と交差する方向に並ぶ複数の領域のうちで
   非作業地（Ｎ）に対応する領域（Ｋａ）を抽出する領域
   抽出手段（１００）と、前記複数ラインのうちで前記領
   域抽出手段（１００）によって抽出された前記領域（Ｋ
   ａ）の数が設定数以上となるラインの機体進行方向での
   位置情報に基づいて、前記非作業地（Ｎ）とこれに機体
   進行方向の手前側で隣接する作業地（Ｍ）との第１境界
   （Ｎｚ）を検出する第１境界検出手段（１０１）と、こ
   の第１境界検出手段（１０１）によって検出された前記
   第１境界（Ｎｚ）の機体進行方向に沿った前記撮像手段
   （Ｓ１）の画面座標軸上での位置情報に基づいて作業行
   程の終端を判断する判断手段（１０４）とが設けられた
   自動走行作業車用の終端検出装置であって、 前記領域抽出手段（１００）にて抽出された領域情報に
   基づいて、前記非作業地（Ｎ）とこれに機体進行方向に
   交差する方向で隣接する前記作業地（Ｍ）との第２境界
   （Ｎｋ）を検出する第２境界検出手段（１０２）と、前
   記領域抽出手段（１００）によって抽出された前記領域
   （Ｋａ）のうちで、前記第２境界検出手段（１０２）に
   よって検出された前記第２境界（Ｎｋ）の位置よりも前
   記作業地（Ｍ）側に位置する領域（Ｋａ）のみを選別す
   る選別手段（１０３）とが設けられ、 前記第１境界検出手段（１０１）は、前記選別手段（１
   ０３）によって選別処理された前記領域（Ｋａ）に基づ
   いて、前記第１境界（Ｎｚ）の前記検出処理を実行する
   ように構成されている自動走行作業車用の終端検出装
   置。