JPH09154314A - 田植機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ビデオカメラで撮影した画像に基づいて、既
植苗列を容易に識別して操向操作を可能にする。 【解決手段】 走行機体に備えたカメラの撮像範囲を複
数条の苗列を含むよう設定すると共に、カメラで撮影さ
れた複数条の苗列のうち特定の苗列のみを選択してディ
スプレイ２９に表示する処理手段３０を備え、既植苗を
基準にして苗植付に適切な距離を保って走行機体が走行
した際にディスプレイ２９に表示された苗列Ｌが該ディ
スプレイ２９の所定の表示域内に表示されるようカメラ
２８とディスプレイ２９の表示域を設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、走行機体に備えた
カメラで撮影された既植苗列の画像を表示するディスプ
レイを備えた田植機の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記のように構成された田植機と
して実開昭６２‐１８７５１５号公報に示されるものが
存在し、この従来例ではディスプレイ（モニターテレ
ビ）に映し出される既植苗列に基づいてステアリングを
行うよう構成されている。

【０００３】又、これに類似する技術として、ビデオカ
メラで撮影した既植苗列の画像情報を処理し、その処理
結果に基づいて既植苗と走行機体との相対距離を判別し
て自動的に操向操作を行うことで既植苗と、その後に植
付けた苗との距離を適切な値にするものも提案されてい
る（例えば、特開昭６２‐６１５０９号公報、特開平２
‐１３１５０２号公報）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】又、前述した従来例の
ように、画像処理情報に基づいて操向操作を自動的に行
うものでは、自動走行を行っている際に既植苗列を誤っ
て選択した場合、あるいは、既植苗列がカメラの撮影範
囲から外れた場合に適正な苗列を選択する制御動作が技
術的に困難であるばかりでなく、低廉に構成することも
難しく改善の余地がある。特に、従来例のように自動的
な操向制御を行うよう構成されたものでも畦に接近した
際に苗植付装置を上昇させて機体を旋回させる操作、こ
の旋回の終了時に苗植付装置を下降させて条合わせ行う
操作等は作業者が機体に搭乗した行わねばならず、従来
例のような自動的な操向制御を積極的に行わずに作業者
の簡便な操作で既植苗列と植付苗列との距離が適切にな
るように走行機体を操向操作し得る技術が望まれてい
る。

【０００５】本発明の目的は、簡単な構成で既植苗列と
植付られた苗列との距離を適切に維持し得る田植機を構
成する点にある。。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の特徴は冒
頭に記したように、走行機体に備えたカメラで撮影され
た既植苗列の画像を表示するディスプレイを備えた田植
機において、前記カメラの撮像範囲を複数条の苗列を含
むよう設定すると共に、このカメラで撮影された複数条
の苗列のうち特定の苗列のみを選択してディスプレイに
表示する処理手段を備え、既植苗を基準にして苗植付に
適切な距離を保って走行機体が走行した際にディスプレ
イに表示された苗列が該ディスプレイの所定の表示域に
表示されるようカメラとディスプレイの表示域との関係
を設定してある点にあり、その作用は次の通りである。

【０００７】本発明の第２の特徴は、前記カメラで撮影
された画像を、前記処理手段で処理した後、ディスプレ
イに表示する処理の周期を変更自在に構成すると共に、
走行機体の走行速度が増大するほど、前記処理の周期を
短くする変更手段を備えている点にあり、その作用は次
の通りである。

【０００８】本発明の第３の特徴は、走行機体の操向方
向を制御するアクチュエータを備えると共に、前記ディ
スプレイに表示される苗列の位置が予め設定された表示
域から外れる位置まで該苗列と走行機体との相対位置関
係が変化した際には、前記アクチュエータを駆動して前
記苗列を前記表示域内へ戻す方向への操向操作を行う補
正手段を備えている点にあり、その作用は次の通りであ
る。

【０００９】本発明の第４の特徴は、走行機体の操向方
向を制御するアクチュエータを備えると共に、前記ディ
スプレイに表示される苗列の位置が、操向操作を行わな
いで走行した場合に予め設定された表示域から外れるこ
とを予想した際には、前記アクチュエータを駆動して前
記苗列を前記表示域の中央側に移動させる方向に操向操
作を行う補正手段を備えている点にあり、その作用は次
の通りである。

【００１０】〔作用〕上記第１の特徴によると、カメラ
で撮影される複数条の既植苗列のうち特定の苗列だけが
処理手段によってディスプレイに表示されると共に、こ
のように表示される苗列をディスプレイに所定の表示域
に表示されるよう作業者が機体を操向操作することで、
操向機体が既植苗を基準にして苗植付に適切な距離を保
って走行できるものとなる。つまり、ディスプレイには
特定の既植苗列だけが表示されるので、他の苗列を誤認
することが無くディスプレイの所定位置に対して既植苗
列を導入する操作が単純化して操作が簡便なものとな
り、作業者が既植苗列を見失うこともない。

【００１１】上記第２の特徴によると、走行機体の走行
速度が増大するほど変更手段によってディスプレイに表
示される画像が切換わる周期が短くなり、操向操作の遅
れの発生を抑制し得るものとなる。

【００１２】上記第３の特徴によると、作業者の操向操
作が遅れた場合のようにディスプレイの表示域から既植
苗列が外れた場合に補正手段がアクチュエータを駆動し
て戻す方向への操向操作を行うので、既植苗列を基準に
した植付苗列の位置を大きく乱すこともない。つまり、
この制御では所定の広がりを有する表示域内で既植苗列
の位置が変動した程度では操向制御を行わず、この表示
域から既植苗列が外れると、戻す方向に操向操作するの
でディスプレイに表示された情報と制御内容とが一致す
ると共に、制御動作が頻繁に行われることが無く、作業
者に煩雑な操作を強いることも無い。

【００１３】上記第４の特徴によると、作業者の操向操
作が遅れた場合のようにディスプレイの表示域から既植
苗列が外ようとした場合には事前に補正手段がアクチュ
エータを駆動して戻す方向への操向操作を行うので、既
植苗列を基準にした植付苗列の位置を適正に維持できる
ものとなる。つまり、この制御では表示域から既植苗列
が外れる以前に戻す方向に操向操作するのでディスプレ
イに表示された情報と制御内容とが一致すると共に作業
者に煩雑な操作を強いることも無い。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１に示すように、ステアリング
操作される駆動型の前車輪１、及び、駆動型の後車輪２
を備えた走行機体３の前部にエンジン４を搭載すると共
に、この走行機体３の後部にエンジン４からの動力が伝
えられる静油圧式の無段変速装置５を配置し、この無段
変速装置５の後面に該無段変速装置５からの動力が直接
伝えられるミッションケース６を連結し、無段変速装置
５からの動力が伝動軸７を介して伝えられる前車輪用の
差動ケース８を配置し、又、走行機体３の中央部に運転
座席９を配置し、走行機体３の後端部に対しリフトシリ
ンダ１０で駆動昇降するリンク機構１１を介して苗植付
装置Ａを連結して田植機を構成する。

【００１５】前記苗植付装置Ａは苗載せ台１２に載置さ
れたマット状苗Ｗを植付爪を有した植付アーム１３が１
株ずつ切り出して圃場面Ｓに植え付ける動作を行うもの
であり、下部位置には圃場面Ｓに接触する複数の整地フ
ロート１４を備えて複数条植え用に構成されている。

【００１６】前記運転座席９の右側部に苗植付装置Ａの
昇降制御とミッションケース６に内蔵した植付クラッチ
Ｃの入り切り操作とを行う昇降レバー１５を備え、又、
運転座席９の前方位置のステアリングハンドル１６の左
側部には無段変速装置５を変速操作する主変速レバー１
７を備え、運転座席９の左側部には前記ミッションケー
ス６の内部のギヤ変速系を変速操作する副変速レバー１
８を備えている。又、主変速レバー１７の基端部には該
レバー１７の操作位置を計測するポテンショメータ型の
変速レバーセンサ１９を備え、植付クラッチＣの近傍位
置には植付クラッチＣの状態を判別する植付クラッチス
イッチ２０を備えている。

【００１７】又、走行機体３の前部位置の左右両側部に
は、その先端部が圃場面Ｓに突入する作用姿勢と、圃場
面Ｓから上方に持ち上がる非作用姿勢とに切換自在なラ
インマーカ２１を備え、機体前端位置の左右方向での中
央位置にマスコットポール２２を備えている。

【００１８】尚、この田植機では前記整地フロート１４
を横向き姿勢の軸芯周りで揺動自在に支持すると共に、
この複数の整地フロート１４のうち左右方向での中央位
置に配置したフロートの揺動姿勢を計測するセンサ（図
示せず）からの信号と設定器（図示せず）からの信号が
釣り合うよう前記リフトシリンダ１０を駆動することで
苗植付装置Ａの対圃場面の高さを維持する自動昇降制御
系を備え、又、苗植付装置Ａを上限まで上昇させた際に
前記左右のラインマーカ２１を非作用姿勢に切換えて非
作用姿勢に保持する操作系と、非作用姿勢のラインマー
カ２１を作用姿勢に切換操作する操作系とを備えてい
る。

【００１９】この田植機ではステアリングハンドル１６
の操向操作量を計測するポテンショメータ型のステアリ
ングセンサ２３を備えると共に、図２に示すように、前
車輪１の操向操作系２４に駆動力を伝えるアクチュエー
タとして油圧式のステアリングシリンダ２５を備え、こ
の操向操作系２４の操向作動量を計測する操向センサ２
６を備え、この操向制御を電気的に行う制御装置（図３
を参照）を備えることで操向操作を電気的に制御できる
よう構成してある。又、走行機体３の両側部には機体前
方に撮影範囲を設定し、かつ、平面視において苗植付装
置Ａによる苗の植付位置より１条分外側に張出した位置
となるよう支持アーム２７を介してビデオカメラ２８を
配置して、既植苗列を基準にして適正な位置に苗を植え
付けるよう機体３を走行させた場合には既植苗側のカメ
ラ２８の撮影域の左右方向での中央位置に既植苗列が撮
影されるように構成してあり、又、運転座席９の前方位
置には、このビデオカメラ２８で撮影された画像が出力
されるディスプレイ２９を備え、機体３にはビデオカメ
ラ２８で撮影した画像を処理すると共に、機体３の操向
を制御する処理手段としての制御装置３０を備えてい
る。

【００２０】図３に示すように、前記制御装置３０はマ
イクロプロセッサを備えて構成されると共に、前記左右
のビデオカメラ２８からの画像信号の入力系と、何れの
ビデオカメラ２８を使用するか選択する選択スイッチ３
１と、前記植付クラッチＣの状態を判別する前記植付ク
ラッチスイッチ２０と、主変速レバー１７の設定位置を
判別する前記変速レバーセンサ１９と、ステアリングハ
ンドル１６の操作量を計測するステアリングセンサ２３
とからの入力系が形成され、又、前記ディスプレイ２９
に対する出力系、前記ステアリングシリンダ２５を制御
する電磁弁３２に対する出力系、及び、操向操作系２４
の作動量をフィードバックする前記操向センサ２６から
の入力系が形成され、該制御装置３０での画像処理、及
び、ステアリング操作の処理を以下に説明する。

【００２１】つまり、作業時に苗植付装置Ａを整地フロ
ート１４が接地する作業高さまで下降させ、既植苗列に
沿って機体３を走行させる場合には圃場面Ｓにラインマ
ーカ２１で形成されたマーカ溝を基準にする、あるい
は、目視で既植苗から設定距離離間した位置に苗植付装
置Ａの苗植付位置を設定するよう人為的にステアリング
操作を行って機体３の姿勢を制御するものであり、この
姿勢制御を行ってビデオカメラ２８とディスプレイ２９
とを作動させた場合には、図５に示す如く、ビデオカメ
ラ２８の撮像範囲の左右方向での中央位置に既植苗Ｙの
列（苗列Ｌ）の端部の列が位置するものとなる。尚、図
５の表示内容は画像処理を行わなかった場合を想定した
ものであって、ディスプレイ２９に対しては後述する処
理によって単一の既植苗列のみが表示されるものとな
る。

【００２２】このようにビデオカメラ２８の撮像範囲の
左右方向の中央位置に既植苗列Ｌが位置する状態に達す
ると、図９のフローチャートに示すように、選択スイッ
チ３１の操作によって作業者が左右のうちの一方のカメ
ラ２８を選択する操作を必要とし、この操作で選択され
たカメラ２８からの撮像信号が入力されると、まず、変
速レバーセンサ１９からの信号に基づいてＡ／Ｄ変換の
レイトを設定する（＃１０１〜＃１０３ステップ）。こ
のＡ／Ｄ変換のレイトは撮影対象の明るさをダイナミッ
クレンジとしたビット数の設定と、画面の縦横の分割数
の設定を意味するものであり、変速レバーセンサ１９で
求められた走行速度が高速であるほどビット数、画面の
分割数を少なくして処理速度の高速化を図り、走行速度
が低速であるほどビット数、画面の分割数を多くして精
度の高い処理を行えるようになっている。尚、この＃１
０３ステップで請求項２に記載したように、走行速度が
増大するほど表示を行う処理の周期を短くする変更手段
Ｆが構成されている。

【００２３】次に、入力された画像信号をＲ，Ｇ，Ｂ
（赤，緑，青）の三色に分解して夫々の色における明る
さをＡ／Ｄ変換（量子化）し、ハフ変換を行う等の処理
を行って撮影された圃場面Ｓ上における既植苗Ｙの全て
の位置を判別し、更に、夫々の位置を結ぶ仮想直線を設
定して既植苗列Ｌを抽出する処理を行う。この処理によ
って得られた複数の苗列Ｌのうち図４に示す如く、撮影
領域の中央に設定された目標ラインＴを基準に形成され
る所定幅の目標表示域Ｅに位置するものが表示対象とな
る苗列Ｌであり（カメラと既植苗との位置関係から一義
的に決まる）、この苗列Ｌを抽出対象として記憶特定す
る処理を行って抽出された苗列Ｌのみをディスプレイ２
９に出力する（画像処理を行っていない状態の苗を映し
出す）処理を行う（＃１０４〜＃１０６ステップ）。
尚、ディスプレイ２９に出力される苗列Ｌは画像処理に
よって得られた苗の位置を示すための点状のマーク等を
表示する形態であって良く、苗列を示す直線を表示する
形態であっても良い。

【００２４】次に、ディスプレイ２９に出力された苗列
Ｌの画像が図７に示す如く、目標表示域Ｅから外れた場
合、あるいは、図８に示す如く、外れることが予想され
た場合には目標表示域内に苗列Ｌを表示する方向に向け
て制御装置３０が自動的にステアリング操作を行う処理
を行う（＃２００ステップ）。この処理で請求項２、３
の補正手段Ｇが構成され、この処理では図１０のフロー
チャートに示すように、植付クラッチＣが入り状態にあ
る場合にのみ機能するものであり、苗列Ｌが目標表示域
Ｅの内部に存在しない場合には目標表示域内に向かう側
にステアリング操作を行い、又、前述のように既植苗列
Ｌが目標表示域内に存在する場合でも、該苗列Ｌのライ
ンの目標ラインＴに対する傾斜角度を求め、この角度が
所定角度より大きい場合には比較的短時間のうちに苗列
Ｌが目標表示域から外れることが予想されるので、目標
ラインＴに対する苗列Ｌの傾斜角度が小さくなる側にス
テアリング操作を行うものとなっている（＃２０１〜＃
２０６ステップ）。

【００２５】このように、この田植機では機体３を旋回
して植付を開始する際に既植苗列と機体３との関係を適
正に設定するだけで、ディスプレイ２９に対して目標と
する既植苗列Ｌのみが表示されるので、他の苗列が表示
されるものと比較して苗列Ｌの識別が容易で機体３の走
行方向の人為的な修正を楽に行えるものとなり、又、走
行速度を増大させた場合にも時間遅れの状態でディスプ
レイ２９に対して苗列Ｌが表示されることがなく、又、
植付クラッチＣが入り操作されて作業状態にある場合に
は走行方向を自動的に修正することも可能なので作業者
が操向操作を積極的に行わずに済むものとなる。

【００２６】〔別実施の形態〕本発明は上記実施の形態
以外に、例えば、左右のカメラの選択を行うに、苗植付
装置の上端まで上昇させた後に、該苗植付装置を作業高
さまで下降させた際に一方のカメラを選択すると共に、
次に苗植付装置の昇降操作を行った場合に他方のカメラ
を選択するように構成することも可能であり、圃場面の
既植苗の位置を判別するための処理手段は前述した画像
処理に限らない。

【００２７】

【発明の効果】従って、ディスプレイに表示された苗列
の画像に基づいて既植苗列を容易に識別して該既植苗列
と植付られた苗列との距離を適切に維持し得る田植機を
構成できた（請求項１）。又、画像処理を行うものであ
りながら走行速度が増大した場合でもディスプレイに表
示される画像に基づく走行操作が可能となり（請求項
２）、作業者が操向操作を行えなかった場合でも自動的
に操向操作を行って現在植付ている苗列を大きく乱すこ
とがなく（請求項３）、苗列が大きく乱れる以前に現在
植付ている苗列を修正して作業者の修正操作を殆ど行わ
ずに済むものとなる（請求項４）。

【００２８】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】田植機の全体側面図

【図２】カメラの配置等を示す田植機の概略平面図

【図３】制御系のブロック回路図

【図４】ディスプレイ内の目標ライン等を示す図

【図５】ディスプレイへの表示を想定した苗列を示す図

【図６】ディスプレイに対して目標ラインに沿った苗列
を表示した状態の図

【図７】ディスプレイに対して表示域から外れた苗列を
表示した状態の図

【図８】ディスプレイに対して目標ラインから外れた苗
列を表示した状態の図

【図９】主の制御動作のフローチャート

【図１０】操向方向補正ルーチンのフローチャート

【符号の説明】

３ 走行機体 ２５ アクチュエータ ２８ カメラ ２９ ディスプレイ ３０ 処理手段 Ｅ 表示域 Ｆ 変更手段 Ｇ 補正手段 Ｌ 苗列

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行機体（３）に備えたカメラ（２８）
   で撮影された既植苗列の画像を表示するディスプレイ
   （２９）を備えた田植機であって、 前記カメラ（２８）の撮像範囲を複数条の苗列を含むよ
   う設定すると共に、このカメラ（２８）で撮影された複
   数条の苗列のうち特定の苗列のみを選択してディスプレ
   イ（２９）に表示する処理手段（３０）を備え、既植苗
   を基準にして苗植付に適切な距離を保って走行機体
   （３）が走行した際にディスプレイ（２９）に表示され
   た苗列が該ディスプレイ（２９）の所定の表示域（Ｅ）
   に表示されるようカメラ（２８）とディスプレイ（２
   ９）の表示域（Ｅ）との関係を設定してある田植機。
2. 【請求項２】 前記カメラ（２８）で撮影された画像
   を、前記処理手段（３０）で処理した後、ディスプレイ
   （２９）に表示する処理の周期を変更自在に構成すると
   共に、走行機体（３）の走行速度が増大するほど、前記
   処理の周期を短くする変更手段（Ｆ）を備えている請求
   項１記載の田植機。
3. 【請求項３】 走行機体（３）の操向方向を制御するア
   クチュエータ（２５）を備えると共に、前記ディスプレ
   イ（２９）に表示される苗列（Ｌ）の位置が前記表示域
   （Ｅ）から外れる位置まで該苗列（Ｌ）と走行機体
   （３）との相対位置関係が変化した際には、前記アクチ
   ュエータ（２５）を駆動して前記苗列（Ｌ）を前記表示
   域内へ戻す方向への操向操作を行う補正手段（Ｇ）を備
   えている請求項１記載の田植機。
4. 【請求項４】 走行機体（３）の操向方向を制御するア
   クチュエータ（２５）を備えると共に、前記ディスプレ
   イ（２９）に表示される苗列（Ｌ）の位置が、操向操作
   を行わないで走行した場合に予め設定された表示域
   （Ｅ）から外れることを予想した際には、前記アクチュ
   エータ（２５）を駆動して前記苗列（Ｌ）を前記表示域
   （Ｅ）の中央側に移動させる方向に操向操作を行う補正
   手段（Ｇ）を備えている請求項１記載の田植機。