JPH09168315A - 作業車の境界検出装置、走行状態表示装置、及び走行制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 撮像画面において未処理作業地又は処理済作
業地側を的確に判別して未処理作業地と処理済作業地と
の境界検出を適正に行い、そして、その検出境界に対す
る走行状態を画面表示したり、その検出境界に沿って自
動走行させる。 【解決手段】 未処理作業地と処理済作業地との境界に
沿って走行する作業車Ｖに、境界箇所を撮像する撮像手
段Ｓ１と、その撮像画像情報に基づいて撮像画像の機体
横幅方向に沿う画面方向の何れの側が未処理作業地又は
処理済作業地側であるかを、例えば撮像画面を機体横幅
方向に沿う画面方向の両側に分割した各分割画面におい
て画面に対する処理済作業地に対応する処理済領域の面
積比が大である側を処理済作業地側であると判別して特
定し、その特定情報と撮像画像情報とに基づいて境界に
対応する線分Ｌを求める画像処理手段とが設けられ、
又、走行状態表示用の画像表示手段、及び自動走行用の
制御手段が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、未処理作業地と処
理済作業地との境界に沿って走行する作業車に、前記境
界箇所を撮像する撮像手段と、その撮像手段の撮像画像
情報及びその撮像画像の機体横幅方向に沿う画面方向の
何れの側が未処理作業地又は処理済作業地側であるかを
特定する作業地特定情報に基づいて、前記境界に対応す
る線分を求める画像処理手段とが設けられた作業車の境
界検出装置、並びに、この境界検出装置にて検出された
境界に対する走行状態を表示する走行状態表示装置、及
び、この検出境界に沿って自動走行させるための走行制
御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記作業車の境界検出装置では、例え
ば、作物としての株単位の苗を既植作業地（処理済作業
地に相当）に隣接させて設定間隔毎に植え付ける植付け
作業車（田植え機等）を、既植苗列に沿ってつまり未植
作業地（未処理作業地に相当）と既植作業地との境界に
沿って走行させる際の制御情報を得るために、撮像画面
内で各苗に対応して抽出した複数個の作物領域の情報に
基づいて、境界に対応する線分を例えばハフ変換等を利
用した直線近似や曲線近似処理にて求めているが、この
処理を行うのに必要となる、現在の画面において機体横
幅方向に沿う画面方向の何れの側が既植側又は未植側で
あるかを特定する情報（以下、作業地特定情報ともい
う）は、例えば走行開始時の初期値を作業者が圃場を見
て手動設定し、その後は圃場の端部等にて旋回して向き
変更するのに伴って上記初期値を切り換えて、既植側又
は未植側を判断するようにしていた（例えば、特開平６
‐１４９３６２号公報参照）。

【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、走行開始時に既植側又は未植側の情報を作
業者が手動設定する作業が面倒であるとともに、走行開
始後に、旋回時の角度の条件等によっては作業地特定情
報の切り換えをミスするおそれがあり、その結果、既植
作業地と未植作業地との境界検出が適正にできない場合
があった。

【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、上記従来技術の不具合を解消す
べく、例えば走行開始時に作業者が上記作業地特定情報
を手動設定する作業を不要としながら、走行開始後にお
いても未処理作業地又は処理済作業地側についての情報
を正確に得て上記境界検出を適正に行い、そして、その
検出境界に対する走行状態を手動操縦している作業者が
判断できるように画面表示したり、あるいは、その検出
境界に沿って作業車を自動走行させるようにすることで
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の構成によれ
ば、未処理作業地と処理済作業地との境界に沿って走行
する作業車側の撮像手段がその境界箇所を撮像した撮像
画像情報に基づいて、その撮像画像の機体横幅方向に沿
う画面方向の何れの側が未処理作業地又は処理済作業地
側であるかが特定され、その作業地特定情報と撮像手段
の撮像画像情報とに基づいて、上記境界に対応する線分
が求められる。

【０００６】従って、画面方向の何れの側が未処理作業
地又は処理済作業地側であるかの情報を撮像画像情報そ
のものから判別するので、従来のように例えば走行開始
時に作業者が圃場を見て未処理作業地又は処理済作業地
側を初期設定する作業を不要としながら、走行開始後に
おいても、従来のように旋回に伴う向き変更に伴って切
り換える場合には、旋回時の角度条件等によっては正確
な切り換えが行われないという不具合もなく、未処理作
業地又は処理済作業地側についての正確な情報を得て、
その両作業地の境界検出を適正に行うことができる作業
車の境界検出装置が得られる。

【０００７】請求項２の構成によれば、請求項１におい
て、撮像画像情報に基づいて処理済作業地に対応する処
理済領域が抽出され、撮像画面を機体横幅方向に沿う画
面方向の両側に分割した各分割画面において画面に対す
る上記処理済領域の面積比が大である側が処理済作業地
側であると判別され、あるいは、撮像画像情報に基づい
て未処理作業地に対応する未処理領域が抽出され、撮像
画面を機体横幅方向に沿う画面方向の両側に分割した各
分割画面において画面に対する上記未処理領域の面積比
が大である側が未処理作業地側であると判別される。

【０００８】従って、画面内における処理済領域又は未
処理作業地を抽出しながら、例えばその処理済領域又は
未処理領域の形状や向き等を認識して処理済作業地又は
未処理作業地側を判別するものでは、パターン認識に時
間を要するのに比べて、画面に対する処理済領域又は未
処理領域の面積比を求めるという比較的単純な処理によ
って迅速且つ適切に処理済作業地又は未処理作業地側を
判別することができ、もって、請求項１の構成の好適な
手段が得られる。

【０００９】請求項３の構成によれば、請求項１又は２
において、撮像手段の機体に対する適正撮像位置での撮
像画像に前記境界箇所が撮像されていない場合には、撮
像手段の撮像画像に前記境界箇所が撮像されるまで、そ
の撮像手段の撮像方向が上記適正撮像位置からこの適正
撮像位置を中央側に含む状態で機体横幅方向に沿って変
更され、その境界箇所が撮像されている撮像画像に基づ
いて前記作業地特定情報が求められる。

【００１０】従って、作業車の向きが前記境界の方向に
対して大きく傾いたために、機体に対する適正撮像位置
での撮像画像に、未処理作業地と処理済作業地との境界
箇所が撮像されていない場合でも、撮像画像に境界箇所
が撮像されるまで撮像方向を変更したことの情報から、
機体横幅方向に沿う画面方向の何れが未処理作業地又は
処理済作業地側であるかが特定でき、もって、請求項１
又は２の構成の好適な手段が得られる。

【００１１】請求項４の構成によれば、請求項２又は３
において、撮像手段の機体前後方向に沿う画面方向の各
位置において機体横幅方向に沿う画面方向で最も未処理
作業地側に隣接する処理済領域が求められ、その機体前
後方向に沿って列状に並ぶ処理済領域を結ぶように直線
近似して境界に対応する線分が求められ、あるいは、撮
像手段の機体前後方向に沿う画面方向の各位置において
機体横幅方向に沿う画面方向で最も処理済作業地側に隣
接する未処理領域が求められ、その機体前後方向に沿っ
て列状に並ぶ未処理領域を結ぶように直線近似して境界
に対応する線分が求められる。

【００１２】従って、例えば、撮像画面内のすべての処
理済又は未処理領域の情報を処理すると、処理時間がか
かり過ぎるのに比べて、境界付近に位置する領域の情報
のみを使って処理対象情報量を減らしながら、しかも、
比較的狭い範囲ではほぼ直線状である境界に対応する線
分を直線近似することにより、境界検出を迅速且つ適切
に行うことができ、もって、請求項２又は３の構成の好
適な手段が得られる。

【００１３】請求項５の構成によれば、請求項２、３又
は４において、未処理作業地としての未植作業地に対し
て、機体進行方向に設定植付け間隔を隔て、且つ、機体
横幅方向に設定植付け幅を隔てる状態で複数個の作物が
植え付けられ、その複数個の作物夫々に対応する複数個
の作物領域が処理済領域として抽出され、その抽出され
た複数個の作物領域の情報に基づいて、前記作業地特定
情報が求められるとともに、境界に対応する線分が求め
られる。

【００１４】従って、処理済領域である作物領域を互い
に設定距離を置いて確実に分離した複数個の領域として
抽出し、その個別に分離した作物領域を結んで境界に対
応する線分を的確に求めることができるので、例えば処
理済領域が連続する変形タイプの領域の場合には、その
処理済領域の情報に基づいて境界に対応する線分を的確
に求めるのが容易でないという不具合もなく、作物の植
付け作業車の境界検出に特に適する請求項２、３又は４
の構成の好適な手段が得られる。

【００１５】請求項６の構成によれば、作業車側の画像
表示手段の同一画面上に、境界箇所を撮像した撮像画像
と、請求項１、２、３、４また５において求めた未処理
作業地と処理済作業地との境界に対応する線分と、機体
前後方向に対する上記線分の変位を示す画像とが表示さ
れる。

【００１６】従って、例えば、作業者が実際の作業地を
見て境界と機体前後方向とのずれ状態を判断するのに比
べて、作業者が上記表示画像から境界と機体の向きとの
ずれを容易且つ的確に判断でき、もって、機体が境界に
沿って適切な状態で走行するように手動操向させること
ができる作業車の走行状態表示装置が得られる。

【００１７】請求項７の構成によれば、作業車が未処理
作業地と処理済作業地との境界に沿って走行するよう
に、請求項１、２、３、４また５において求めた境界に
対応する線分の機体前後方向に対する変位情報に基づい
て、つまりその変位を打ち消すように走行装置が自動的
に操向操作される。

【００１８】従って、例えば、作業者が手動にて操向操
作して機体が境界に沿って走行している場合に、他の作
業（植付け作業車における苗補給等）を行うために操縦
用のハンドル等から一時的に手を放しても、機体を境界
に沿って自動走行させることができ、もって、作業性に
優れた作業車の走行制御装置が得られる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る作業車の境界
検出装置、走行状態表示装置及び走行制御装置を、作業
車としての田植え機（植付け作業車）が植付け作業しな
がら圃場内を走行する場合について、図面に基づいて説
明する。

【００２０】図１及び図２に示すように、前輪１Ｆ及び
後輪１Ｒを備えた作業車Ｖの機体後部側に、作物として
の苗Ｔを圃場に植え付けるための苗植え付け装置２が昇
降自在に設けられ、作業車Ｖは、未処理作業地としての
未植作業地に対して、機体進行方向に設定植付け間隔を
隔て、且つ、機体横幅方向に設定植付け幅を隔てる状態
で複数個の苗Ｔを植え付けて、処理済作業地としての既
植作業地を形成するように構成されている。

【００２１】作業車Ｖの機体前部側に、上記複数個の苗
Ｔが列状に植え付けられた既植作業地と未植作業地との
境界箇所を撮像する撮像手段としてのテレビカメラＳ１
が設けられ、このテレビカメラＳ１は、機体横外側方に
隣接する境界箇所を斜め上方から撮像するように、機体
横外側方に向かって突出された支持部材４の先端部に取
り付けられ、作業車Ｖが機体進行方向つまり機体前後方
向に沿う苗列に適正に沿っている状態において、未植作
業地に隣接する苗Ｔｎの列方向つまり境界に対応する線
分Ｌが、テレビカメラＳ１の撮像画面の中央を前後方向
に通る走行基準線分Ｌａと一致する状態となるように設
定してある。

【００２２】そして、圃場の一端側から他端側に向かう
複数個の作業行程が、機体横幅方向に平行に並ぶ状態で
設定され、各作業行程では、前記既植苗Ｔｎに対応する
線分Ｌが画面内の走行基準線分Ｌａに一致するように、
作業者が、後述のテレビモニター１３の表示画面を見な
がら作業車Ｖを手動操向させたり、あるいは、上記線分
Ｌの走行基準線分Ｌａに対するずれ情報に基づいて作業
車Ｖが自動的に操向制御される。尚、作業車Ｖは、一行
程走行する毎に圃場に対する走行方向が反転して、作業
車Ｖに対する前記境界の位置が左右反転することから、
前記テレビカメラＳ１は、作業車Ｖの左右夫々に各一個
が設けられ、使用する側のテレビカメラＳ１を後述のよ
うに切り換え制御する。尚、図１では、境界の位置が作
業車Ｖの左側であり、左側のテレビカメラＳ１の撮像情
報が使われる。

【００２３】前記作業車Ｖの構成について説明すれば、
図３に示すように、エンジンＥの出力が変速装置５を介
して前輪１Ｆ及び後輪１Ｒの夫々に伝達され、その変速
装置５の変速操作状態を検出する変速状態検出用ポテン
ショメータＲ３と、その変速装置５を変速操作するため
の変速用電動モータ６及び手動変速用のアクセルペダル
１７とが設けられている。尚、図中、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。

【００２４】操向操作自在な走行装置としての前輪１Ｆ
及び後輪１Ｒが、夫々油圧シリンダ７Ｆ，７Ｒによって
各別にステアリング操作されるように構成され、前後輪
１Ｆ，１Ｒのステアリング角度を検出するステアリング
角検出用ポテンショメータＲ１，Ｒ２と、手動操縦用の
ハンドル１６と、そのハンドル１６のよる操作角を検出
するハンドル操作角検出用ポテンショメータＲ０と、検
出ステアリング角が目標ステアリング角になるように前
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とが設けられている。尚、前後輪１Ｆ，
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、前後輪１Ｆ，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のみを操向す
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、図示しない切換スイッチによって選択使用できるよ
うになっている。但し、各作業行程に沿って自動走行す
る時は、２輪ステアリング形式が選択される。

【００２５】マイクロコンピュータ利用の制御装置１２
が設けられ、この制御装置１２に、前記ステアリング角
検出用ポテンショメータＲ１，Ｒ２、ハンドル操作角検
出用ポテンショメータＲ０、変速状態検出用ポテンショ
メータＲ３、距離センサＳ２、及び、自動走行モードを
起動する自動走行スイッチ１５からの各信号が入力さ
れ、制御装置１２からは、前記変速用電動モータ６、及
び制御弁８Ｆ，８Ｒに対する駆動信号が出力されてい
る。そして、制御装置１２は、自動走行スイッチ１５が
オンした自動走行モードでは、変速装置５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
用電動モータ６を駆動し、且つ、前後輪１Ｆ，１Ｒが設
定操舵角になるように制御弁８Ｆ，８Ｒを駆動し、ま
た、自動走行スイッチ１５がオフした手動走行モードで
は、前後輪１Ｆ，１Ｒがハンドル１６にて指示された操
作角になるように制御弁８Ｆ，８Ｒを駆動する。尚、手
動走行モードでは、上記アクセルペダル１７を作業者が
操作して変速させる。

【００２６】図４に示すように、圃場面における苗Ｔ等
から反射光は、水面等からの直接反射光が入射しないよ
うにするための偏光フィルタ及び可視光の入射を阻止す
るための可視光カットフィルタからなる光フィルタ１４
を透過した後、前記テレビカメラＳ１に入射している。
つまり、テレビカメラＳ１からは、圃場面における苗Ｔ
等についての赤外光による赤外画像がアナログ画像情報
として得られる（図９（イ）参照）。尚、この画像は、
テレビカメラＳ１が圃場の前方側を斜め下向きに撮像し
ているために、遠方側の画像ほど距離が縮んで見えてい
る。

【００２７】次に、前記テレビカメラＳ１の撮像情報に
基づいて、前記境界に対応する線分Ｌ及びそれに対する
機体の変位を求めるための制御構成（図３及び図４の
Ｇ）について説明すると、上記テレビカメラＳ１からの
アナログ画像信号を処理して、苗Ｔに対応する苗領域Ｔ
ａの情報が２値化されたデジタル画像信号（図９
（ロ）、又はこの（ロ）の画像に対して前記遠近歪みの
除去処理を行った図９（ハ）参照）を出力するビデオ信
号処理部９と、そのデジタル画像信号を予め設定された
画素密度（３２×３２画素／１画面）に対応した画像デ
ータとして記憶する画像メモリ１１と、画像メモリ１１
内の画像データを処理して上記苗領域Ｔａのうちで未植
作業地に隣接する苗領域Ｔａを判別し、この苗領域Ｔａ
を結ぶようにして前記線分Ｌを求める（図９（ニ）参
照）とともに、ビデオ信号処理部９に対して左右のテレ
ビカメラＳ１の切換や画像取り込み信号等の制御信号を
出力する画像処理部１０とが設けられている。そして、
画像処理部１０は、前記走行基準線Ｌａに対する線分Ｌ
の変位状態を判別して、その判別情報を制御装置１２に
出力している。図中、１３は、テレビカメラＳ１の撮像
画像や画像処理部１０の処理結果を表示するための液晶
パネル等にて構成されたテレビモニターである。

【００２８】以上より、上記ビデオ信号処理部９を利用
して、テレビカメラＳ１の撮像画像情報に基づいて前記
複数個の苗Ｔ夫々に対応する複数個の苗領域Ｔａ（作物
領域に相当）を処理済作業地に対応する処理済領域とし
て抽出する作物領域抽出手段１０１が構成され、又、画
像メモリ１１及び画像処理部１０を利用して、上記作物
領域抽出手段１０１にて抽出された複数個の苗領域Ｔａ
の情報に基づいて、テレビカメラＳ１の撮像画像の機体
横幅方向に沿う画面方向の何れの側が未植作業地又は既
植作業地側であるかを特定する前記作業地特定情報及び
前記境界に対応する線分Ｌを求める演算手段１０２が構
成されている。つまり、この作物領域抽出手段１０１及
び演算手段１０２によって、テレビカメラＳ１の撮像画
像情報及び前記作業地特定情報に基づいて、前記線分Ｌ
を求める画像処理手段ＧＳが構成され、この画像処理手
段ＧＳが、テレビカメラＳ１の撮像画像情報に基づいて
上記作業地特定情報を求めるように構成される。

【００２９】上記作業地特定情報を求める構成について
説明すると、演算手段１０２は、図９（ハ）に示すよう
に、テレビカメラＳ１の撮像画面を機体横幅方向に沿う
画面方向の両側に分割した（図では、左右に２等分し
た）各分割画面ＧＬ，ＧＲにおいて画面に対する苗領域
Ｔａの面積比が大である側（図では、左側の分割画面Ｇ
Ｌでの面積比の方が大であるから左側）を既植作業地側
であると判別する。

【００３０】そして、演算手段１０２は、図９（ニ）に
示すように、テレビカメラＳ１の機体前後方向に沿う画
面方向（図では、上下方向）の各位置において、機体横
幅方向に沿う画面方向で最も未植作業地側に隣接する苗
領域Ｔａを求め、その機体前後方向に沿って列状に並ぶ
苗領域Ｔａを結ぶように、後述するハフ変換処理によっ
て直線近似して前記線分Ｌを求める。

【００３１】そして、図９（ホ）に示すように、前記テ
レビモニター１３を利用して、前記テレビカメラＳ１の
撮像画像と、前記求めた線分Ｌと、機体前後方向に対す
る前記線分Ｌの変位つまり前記走行基準線Ｌａの方向
（画面上下方向）に対する角度ずれθｓを示す画像とを
同一画面上に表示する画像表示手段が構成されている。
従って、作業者は、上記テレビモニター１３の表示画面
を見て作業車Ｖを手動操向させることになる。又、前記
制御装置１２を利用して、前記線分Ｌの機体前後方向に
対する変位（上記角度ずれθｓ）の情報に基づいて前後
輪１Ｆ，１Ｒを操向制御する制御手段１００が構成され
ている。つまり、角度ずれθｓが零になるように操向制
御される。

【００３２】次に、図５〜図８に示すフローチャートに
基づいて、前記制御装置１２及び画像処理手段ＧＳによ
る制御作動について説明する。制御がスタートすると、
メインフロー（図５）では、テレビカメラＳ１の情報に
基づく苗列検出処理を行い、次に、自動走行モードか手
動走行モードかを判断して、手動走行モードは、走行状
態表示処理を行い、自動走行モードでは、前記変位（角
度ずれθｓ）情報に基づく方向制御処理を行う。

【００３３】苗列検出処理（図６）では、先ず、設定距
離を走行する毎又は設定時間毎に、テレビカメラＳ１か
らの撮像画像を取り込み（図９（イ））、この画像に対
して、ノイズ除去のためのフィルタ処理と、設定閾値で
２値化して苗Ｔに対応する作物領域Ｔａを抽出する処理
と、図９（ロ）に示すような微小な偽の作物領域Ｔａ’
を除去するための縮体・膨張処理を行い、さらに、前記
遠近補正処理を行って、図９（ハ）に示す作物領域Ｔａ
画像を得る。尚、図では、３列状態で８個の作物領域Ｔ
ａ１〜Ｔａ８が抽出されている状態を示す。

【００３４】次に、画面を左右に２分割し、左右の各画
面で苗領域Ｔａの面積比を求める。具体的には、図１０
に示すように、各画面において、縦３２画素×横１６画
素（合計５１２画素）のうちで苗領域Ｔａに対応する画
素（画素値が’１’）の数を計数する。従って、面積比
は、（苗領域Ｔａの画素数）／５１２になる。ここで
は、その苗領域Ｔａの画素数ＳＬ，ＳＲそのものの大小
を比較して、左側の画面での画素数ＳＬが右側の画面で
の画素数ＳＲよりも大きければ、画面左側が既植作業地
であり、逆に右側の画面での画素数ＳＲが左側の画面で
の画素数ＳＬよりも大きければ、画面右側が既植作業地
であると判断される。そして、画面左側が既植作業地で
あれば、画面横方向で最も右寄りの苗領域Ｔａつまり既
植作業地の右端点の画素を判別し、画面右側が既植作業
地であれば、画面横方向で最も左寄りの苗領域Ｔａつま
り既植作業地の左端点の画素を判別することになる。

【００３５】次に、上記端点の画素判別について、図１
０に示す右端点の画素検出の場合を、図７のフローに従
って説明する。図１０に示すように、画面内には、８個
の苗領域Ｔａ１〜Ｔａ８があり、それぞれが値“１”の
画素から成っており、この苗領域Ｔａ以外の画素データ
は“０”である。図において、撮像画面の左上端を座標
軸の原点（０，０）として、画面右向きに沿ってｘ軸、
画面下向きに沿ってｙ軸とする。ここにおいて、未植作
業地は既述のように画面右側つまりｘ軸のプラス方向に
なっているので、ｙ＝０〜３１の座標値でｘ軸に平行な
３２本の各ラインにおいて、画面左側の画素（ｘ＝０）
から右向きに順番に画素値（ｄａｔａ）を判定して最も
右側に位置する値“１”の画素を検出すれば、図１１に
示すように、この画素の位置ｔｅｒｍ〔ｙ〕が未植作業
地に隣接する既植作業地の右端点の画素位置になる。

【００３６】又、左端点の画素検出の場合のフローを図
８に示すが、この場合は、ｙ＝０〜３１の座標値でｘ軸
に平行な３２本の各ラインにおいて、画面右側の画素
（ｘ＝３１）から左向きに順番に画素値（ｄａｔａ）を
判定して最も左側に位置する値“１”の画素を検出すれ
ば、この画素の位置ｔｅｒｍ〔ｙ〕が未植作業地に隣接
する既植作業地の左端点の画素位置になる。

【００３７】尚、実際には、上記処理において、上記ｘ
軸に平行な各ラインで最も右側又は左側に位置する画素
の判定のみでは、未植作業地側に隣接する端点よりも既
植側（例えば、図１０のｘ＝１１、ｙ＝２）に位置する
画素を判定する場合があるので、更に、例えば画面左端
よりの距離の違いを使って、これらの画素を除去する必
要がある。

【００３８】次に、上記未植作業地に隣接する既植作業
地の端点の画素を結んだ線分Ｌを、ハフ変換処理により
直線近似して求める。先ず、図１２に示すように、テレ
ビカメラＳ１の撮像画面の中心を通るｘ軸を極座標系に
おける基準線として、上記右端点検出された作物領域Ｔ
ａ１，Ｔａ２，Ｔａ３の各画素を通る複数本の直線を、
下記（ｉ）式に基づいて、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
点つまり撮像画面中央からの距離ρとの組み合わせとし
て求める。

【００３９】

【数１】ρ＝ｙ・sin θ＋ｘ・cos θ ……（ｉ）

【００４０】そして、一つの画素について、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、求
めた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した後、前記作物領域Ｔａ１，
Ｔａ２，Ｔａ３の各画素を通る複数種の直線の頻度を、
全画素毎に計数し、その各画素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、最大頻度となる傾きθと距離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を前記境界に対応する線分Ｌの画面
上での直線近似したものとする。最後に、この直線Ｌｘ
が画面中央を前後方向に通る走行基準線Ｌａに対してな
す傾き角θｓを求めて角度ずれとする。

【００４１】従って、前記作業車Ｖを境界（機体進行方
向に並ぶ既植苗Ｔの列）に沿って自動走行させるための
方向制御においては、直線Ｌｘの走行基準線Ｌａに対す
る傾き角θｓを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。尚、テレビカメラＳ１
の撮像情報に基づいて、作業行程の終端部に達したか否
かも判別するように構成されている。具体的には、図１
３に示すように、機体横幅方向に並ぶ複数個の苗領域Ｔ
ａの画素の夫々を機体横幅方向に結ぶ線分を直線近似
（ハフ変換）にて求め、その直線近似した直線の撮像画
面の左右両端部夫々での画面上端からの距離Ｐ１，Ｐ２
の値を、作業行程終端部までの距離に対応する位置情報
として求める。そして、その距離Ｐ１，Ｐ２の平均した
値が、設定値以上になると、作業行程終端部に走行した
と判断することになる。尚、自動走行モードでは、作業
行程終端部に走行すると設定距離走行後に自動停止す
る。

【００４２】〔別実施形態〕上記実施例では、撮像手段
としてテレビカメラＳ１を用いて可視光をカットした赤
外線による撮像画像を得て、その赤外線画像を２値化し
て作物（苗Ｔ）に対応する作物領域Ｔａを抽出するよう
にしたが、例えば、三原色情報Ｒ，Ｇ，Ｂによるカラー
画像を撮像するカラー式のテレビカメラを用い、そのカ
ラー画像において作物と背景（泥田）との色の違いによ
って作物領域Ｔａを抽出するようにしてもよい。

【００４３】画像処理手段ＧＳが、未処理作業地側又は
処理済作業地側を特定する作業地特定情報を求めるの
に、上記実施例とは逆に、撮像手段Ｓ１の情報に基づい
て未処理作業地（未植作業地）に対応する未処理領域、
つまり、作物領域Ｔａでない画素（値０）の領域を抽出
し、撮像手段Ｓ１の撮像画面を機体横幅方向に沿う画面
方向の両側に分割した各分割画面において画面に対する
未処理領域の面積比が大である側を未処理作業地側であ
ると判別するようにしてもよい。尚、撮像画面を機体横
幅方向に沿う画面方向の両側に分割するのは、２等分に
限らない。又、上記のように面積比による構成以外に
て、撮像画像情報に基づいて作業地特定情報を求めるよ
うにしてもよい。

【００４４】又、画像処理手段ＧＳが、前記線分Ｌを求
めるのに、撮像手段Ｓ１の機体前後方向に沿う画面方向
の各位置において、上記実施例とは逆に、機体横幅方向
に沿う画面方向で最も処理済作業地側に隣接する未処理
領域を求め、その機体前後方向に沿って列状に並ぶ未処
理領域を結ぶように直線近似して前記線分Ｌを求めるよ
うにしてもよい。

【００４５】次に、作業車Ｖの機体の向きが前記境界の
方向に対して大きく傾いて、撮像手段Ｓ１の撮像画面内
がすべて未処理作業地（未植作業地）であったり、ある
いは、すべて処理済作業地（既植作業地）であったりし
て、境界箇所が撮像されていないときには、画像処理手
段ＧＳによる境界の検出ができなくなる。そこで、この
ような画像状態に対する解決手段が構成されている。つ
まり、図１４に示すように、撮像手段としての前記テレ
ビカメラＳ１の撮像方向を、機体に対する適正撮像位置
（図の実線で示す位置）を中央側に含む状態で機体横幅
方向に沿って変更する撮像方向変更手段としての電動モ
ータ１８が設けられ、前記画像処理手段ＧＳは、テレビ
カメラＳ１の前記適正撮像位置での撮像画像に前記境界
箇所が撮像されていない場合には、テレビカメラＳ１の
撮像画像に前記境界箇所が撮像されるまでその撮像方向
を前記適正撮像位置から機体横幅方向に沿って変更させ
るように前記電動モータ１８を作動させるように構成さ
れている。尚、上記撮像画像に前記境界箇所が撮像され
ていないことは、画面内での前記苗領域Ｔａの情報量が
下限設定量よりも少ない（すべて未植作業地の状態）
か、逆に、上限設定量よりも多い（すべて既植作業地の
状態）かによって判断する。

【００４６】以下、具体的に説明すると、テレビカメラ
Ｓ１は、その撮像方向（前方斜め下向き）に直交し且つ
機体前後方向に沿う面内で前方側に傾いた状態の縦軸芯
周りに回転されて、図１５に示すように、機体に対する
設定適正位置の画像Ｇ１の次に先ず左側方向に変更さ
れ、この左側の画像Ｇ２にも境界箇所が撮像されていな
いときに、逆の右側方向に変更されて右側の画像Ｇ３が
撮像される（尚、この３つの画像Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３は、
横方向に連続するように上記回転量が設定されてい
る）。ここで、図１５（イ）の場合は、設定適正位置の
画像Ｇ１及び左側位置での画像Ｇ２がすべて既植作業地
であるが、右側位置での画像Ｇ３には境界が撮像されて
いる。図１５（ロ）の場合は、設定適正位置の画像Ｇ１
はすべて未植作業地であるが、左側位置での画像Ｇ２に
は境界が撮像されており、右側位置での画像Ｇ３は撮像
されない。そして、境界が撮像されるまで撮像方向を設
定適正位置から左右何れの側に回転させたの情報より、
機体に対する境界の位置が判別される。さらに、上記境
界が撮像された画像に対して、前述（図９（ハ）（ニ）
参照）のように、画面を左右に分割して、左右いずれが
既植作業地側であるかを判別する処理を行う。

【００４７】そして、手動走行モードでは、テレビカメ
ラＳ１の画面には、上記境界が撮像されていないので、
その境界箇所が画面の左右何れ側であるかの情報や、機
体を境界に沿って走行させるための操向情報等を、例え
ば図１５（イ）の状態の場合には、「境界は右側です。
ステアリングを右側に切って下さい。」等のような指示
を前記テレビモニター１３に表示する。又、自動走行モ
ードでは、上記境界の位置する側に機体の向きが変更さ
れるように、前輪１Ｆを自動的にステアリング操作す
る。

【００４８】上記実施例では、作業車が植付け作業車で
あって、未処理作業地としての未植作業地に対して複数
個の作物Ｔを植え付けて、処理済作業地としての既植作
業地を形成する場合を例示したが、これ以外に、未処理
作業地としての未刈作業地に成育した作物や草等を刈り
取って、処理済作業地としての既刈作業地を形成する刈
取収穫機や芝刈り機等の刈取作業車、あるいは、未処理
作業地としての耕耘前作業地を耕して処理済作業地とし
ての耕耘済作業地を形成する耕耘作業車等であってもよ
い。

【００４９】そして、刈取作業車の場合には、上記植付
け作業車とは逆に、未処理領域が作物や草の領域に対応
し、処理済領域が作物や草が存在しない領域に対応する
ように抽出処理がなされる。又、耕耘作業車の場合に
は、未処理領域が耕されていない作業地に対応し、処理
済領域が耕された作業地に対応し、そして、この両領域
は、耕されていない作業地の方の光反射率が、耕された
作業地よりも高いことによって区別して抽出処理がなさ
れる。

【００５０】上記実施例では、画像処理手段ＧＳが、線
分Ｌを直線近似して求めるのにハフ変換を利用した場合
を例示したが、ハフ変換以外に、例えば、最小二乗法等
を用いてもよい。又、線分Ｌを直線近似ではなく曲線近
似して求めてもよい。

【００５１】上記実施例では、手動操向用の情報として
画像表示手段１３に表示したり、ありは、自動走行用の
操向制御情報として使う変位θｓを、機体前後方向に対
する境界に対応する線分Ｌの角度ずれとして求めたが、
角度ずれとともに、機体横幅方向における位置ずれを求
めるようにしてもよい。

【００５２】走行装置は、上記実施例のような車輪式の
走行装置以外に、例えばクローラ走行装置等であっても
よい。

【００５３】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】植付け作業車の概略平面図

【図２】同概略側面図

【図３】制御構成のブロック図

【図４】制御構成のブロック図

【図５】制御作動のフローチャート

【図６】制御作動のフローチャート

【図７】制御作動のフローチャート

【図８】制御作動のフローチャート

【図９】画像処理の説明図

【図１０】画像処理の説明図

【図１１】画像処理の説明図

【図１２】ハフ変換の説明図

【図１３】作業行程終端部での終端検出の説明図

【図１４】別実施形態での撮像方向の変更状態を示す概
略平面図

【図１５】別実施形態での画像処理の説明図

【符号の説明】

Ｓ１ 撮像手段 Ｌ 線分 ＧＳ 画像処理手段 １８ 撮像方向変更手段 Ｔ 作物 Ｔａ 作物領域 １０１ 作物領域抽出手段 １０２ 演算手段 １３ 画像表示手段 １Ｆ，１Ｒ 走行装置 １００ 制御手段

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 未処理作業地と処理済作業地との境界に
   沿って走行する作業車に、前記境界箇所を撮像する撮像
   手段（Ｓ１）と、その撮像手段（Ｓ１）の撮像画像情報
   及びその撮像画像の機体横幅方向に沿う画面方向の何れ
   の側が未処理作業地又は処理済作業地側であるかを特定
   する作業地特定情報に基づいて、前記境界に対応する線
   分（Ｌ）を求める画像処理手段（ＧＳ）とが設けられた
   作業車の境界検出装置であって、 前記画像処理手段（ＧＳ）は、前記撮像手段（Ｓ１）の
   撮像画像情報に基づいて前記作業地特定情報を求めるよ
   うに構成されている作業車の境界検出装置。
2. 【請求項２】 前記画像処理手段（ＧＳ）は、前記撮像
   手段（Ｓ１）の情報に基づいて処理済作業地に対応する
   処理済領域又は未処理作業地に対応する未処理領域を抽
   出し、前記撮像手段（Ｓ１）の撮像画面を機体横幅方向
   に沿う画面方向の両側に分割した各分割画面において画
   面に対する処理済領域又は未処理領域の面積比が大であ
   る側を処理済作業地又は未処理作業地側であると判別す
   る判別処理を実行して、前記作業地特定情報を求めるよ
   うに構成されている請求項１記載の作業車の境界検出装
   置。
3. 【請求項３】 前記撮像手段（Ｓ１）の撮像方向を、機
   体に対する適正撮像位置を中央側に含む状態で機体横幅
   方向に沿って変更する撮像方向変更手段（１８）が設け
   られ、 前記画像処理手段（ＧＳ）は、前記撮像手段（Ｓ１）の
   前記適正撮像位置での撮像画像に前記境界箇所が撮像さ
   れていない場合には、前記撮像手段（Ｓ１）の撮像画像
   に前記境界箇所が撮像されるまで前記撮像手段（Ｓ１）
   の撮像方向を前記適正撮像位置から機体横幅方向に沿っ
   て変更させるように前記撮像方向変更手段（１８）を作
   動させるように構成されている請求項１又は２記載の作
   業車の境界検出装置。
4. 【請求項４】 前記画像処理手段（ＧＳ）は、前記撮像
   手段（Ｓ１）の機体前後方向に沿う画面方向の各位置に
   おいて、機体横幅方向に沿う画面方向で最も未処理作業
   地側に隣接する処理済領域又は最も処理済作業地側に隣
   接する未処理領域を求め、その機体前後方向に沿って列
   状に並ぶ処理済領域又は未処理領域を結ぶように直線近
   似して前記線分（Ｌ）を求めるように構成されている請
   求項２又は３記載の作業車の境界検出装置。
5. 【請求項５】 前記作業車が、未処理作業地としての未
   植作業地に対して、機体進行方向に設定植付け間隔を隔
   て、且つ、機体横幅方向に設定植付け幅を隔てる状態で
   複数個の作物（Ｔ）を植え付けて、処理済作業地として
   の既植作業地を形成する植付け作業車であり、 前記画像処理手段（ＧＳ）が、前記撮像手段（Ｓ１）の
   撮像画像情報に基づいて前記複数個の作物（Ｔ）夫々に
   対応する複数個の作物領域（Ｔａ）を処理済領域として
   抽出する作物領域抽出手段（１０１）と、その作物領域
   抽出手段（１０１）にて抽出された複数個の作物領域
   （Ｔａ）の情報に基づいて、前記作業地特定情報及び前
   記線分（Ｌ）を求める演算手段（１０２）とから構成さ
   れている請求項２、３又は４記載の作業車の境界検出装
   置。
6. 【請求項６】 前記境界箇所を撮像している前記撮像手
   段（Ｓ１）の撮像画像と、請求項１、２、３、４又は５
   記載の作業車の境界検出装置にて求めた前記線分（Ｌ）
   と、機体前後方向に対する前記線分（Ｌ）の変位を示す
   画像とを同一画面上に表示する画像表示手段（１３）が
   設けられている作業車の走行状態表示装置。
7. 【請求項７】 操向操作自在な走行装置（１Ｆ，１Ｒ）
   と、請求項１、２、３、４又は５記載の作業車の境界検
   出装置にて求めた前記線分（Ｌ）の機体前後方向に対す
   る変位情報に基づいて前記走行装置（１Ｆ，１Ｒ）を操
   向制御する制御手段（１００）とが設けられている作業
   車の走行制御装置。