JPH09201110A - 作業車の方向検出装置、走行状態表示装置、及び走行制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 未処理作業地と処理済作業地との境界に沿っ
て設定間隔を隔てる列状で且つその列が境界の長手方向
と交差する方向に上記設定間隔よりも大なる間隔を隔て
て複数列並ぶように形成した処理済作業領域（作物）の
列方向を迅速に検出し、その列方向に対する走行状態を
画面表示し、又、その処理済作業領域の列方向に沿って
作業車を自動走行させる。 【解決手段】 境界に沿って走行する作業車Ｖに、直線
状に並置され且つ処理済作業領域Ｔの光を受光したとき
の方がそれ以外よりも出力が大な複数個の受光素子を備
える光検出部と、作業地の像を光検出部上に結像させる
光学系と、作業地の像を光学系の光軸周りで回転させる
回転手段と、設定角度間隔毎の各回転位置において複数
個の受光素子の出力のうちの極大値を求め、その極大値
が最大となる回転位置に対応する方向を処理済作業領域
Ｔの列方向として求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、処理済作業地に、
処理済作業領域が未処理作業地との境界の長手方向に沿
って設定間隔を隔てる列状で、且つ、その処理済作業領
域の列が前記境界の長手方向と交差する方向に前記設定
間隔よりも大なる間隔を隔てて複数列並ぶように形成さ
れており、処理済作業地と未処理作業地との境界に沿っ
て走行する作業車に、機体横幅方向に並ぶ前記複数列の
処理済作業領域の列方向を検出する列方向検出手段が設
けられた作業車の方向検出装置、並びに、この方向検出
装置にて検出された処理済作業領域の列方向に対する走
行状態を表示する走行状態表示装置、及び、この処理済
作業領域の列方向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】上記作業車の方向検出装置では、例え
ば、既植作業地（処理済作業地に相当）に隣接する未植
作業地（未処理作業地に相当）内に、処理済作業領域と
しての作物の苗を未植作業地と既植作業地との境界に沿
って列状に設定植付け間隔を隔て、且つ、その苗列が境
界長手方向と交差する方向に上記植付け間隔よりも大な
る間隔（植付け幅）を隔てる状態で植付けるときに、植
付け作業車（田植え機等）を未植作業地と既植作業地と
の境界方向つまり苗列の方向に沿って走行させるための
制御情報を得るために、従来では、テレビカメラ等の撮
像手段で上記作業地を撮像した撮像画面内で各苗に対応
して複数個の作物領域を抽出し、その複数個の作物領域
の情報に基づいて、苗列の方向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、例えばハフ変換のように、作物に対応して
抽出された画面内の作物領域を構成する各画素につい
て、他の作物領域の画素とを結ぶように多数の直線を引
きながら、それらの直線のうちで最も頻度の高いものを
苗列の方向として求めるという複雑で且つ長い処理時間
の画像処理を行っているために、作物列の方向検出が迅
速にできないという不具合があった。

【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、作業車を未処理作業地と処理済作業地との境界に
沿って走行させながら、未処理作業地内に列状に形成し
た処理済作業領域の列方向を、複雑で且つ長い処理時間
を要する画像処理を行うことなく迅速に検出できるよう
にし、そして、その列方向に対する走行状態を例えば手
動操縦している作業者等に対して画面表示したり、ある
いは、その処理済作業領域の列方向に沿って作業車を自
動走行させることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の構成によれ
ば、未処理作業地との境界の長手方向に沿って設定間隔
を隔てる列状で処理済作業地に形成された処理済作業領
域の列が、上記境界の長手方向と交差する方向に上記境
界の長手方向における設定間隔よりも大なる間隔を隔て
て複数列並ぶように形成され、上記境界に沿って走行す
る作業車において、機体横幅方向に並ぶ上記複数列の処
理済作業領域を含み且つ各列において複数個の処理済作
業領域を含む範囲の作業地の像を、所定方向に沿って所
定分解能で直線状に並置され且つ処理済作業領域の光を
受光したときの方がそれ以外の領域の光を受光したとき
よりも出力が大となる複数個の受光素子を備える光検出
部上に光学系で結像し、その光検出部上に結像された作
業地の像を光学系の光軸周りで設定角度間隔毎に回転さ
せるとともにその回転位置を検出し、その設定角度間隔
毎の各回転位置において複数個の受光素子の出力のうち
の極大値を求め、その各回転位置における受光素子の出
力の極大値が最大となる回転位置に対応する方向を処理
済作業領域の列方向として検出する。ここで、複数個の
受光素子の並置方向と複数列の処理済作業領域の列が並
ぶ方向とが一致する回転位置で、上記受光素子の出力の
極大値が最大となり、この位置での受光素子の並置方向
に交差する方向が処理済作業領域の列方向になる。

【０００６】従って、複数個の受光素子を直線状に並置
した光検出部上に結像させた作業地の像を光学系の光軸
周りで回転させながら、複数個の受光素子の出力情報を
比較判定するという簡単な演算処理によって処理済作業
領域の方向検出ができるので、従来の例えばハフ変換の
ように、撮像画像情報に基づいて処理済作業領域の列方
向に対応する可能性のあるすべての線分を求めるととも
に、その線分のうちで最も確度の高い線分を判別する処
理のような複雑で且つ長い処理時間を要する画像処理を
行うことなく、迅速に処理済作業領域の方向検出ができ
る作業車の方向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、複数個の処理済作業領域が上記境界の長手方向に沿
って設定間隔を隔て、その境界の長手方向に交差する方
向に沿って上記設定間隔よりも大きい間隔を隔てて列状
に形成されている作業地の像を、機体横幅方向及び機体
前後方向夫々に沿って所定分解能で直線状に並置された
複数個の受光素子を備える光検出部上に光学系で結像
し、その光検出部上に結像された作業地の像を光学系の
光軸周りで設定角度間隔毎に回転させるとともにその回
転位置を検出し、その設定角度間隔毎の各回転位置にお
いて機体横幅方向及び機体前後方向夫々に沿う各複数個
の受光素子の出力のうちの夫々の極大値を求め、その各
回転位置における機体横幅方向及び機体前後方向の受光
素子の出力の各極大値が最大となる回転位置に対応する
方向を処理済作業領域の列方向として求める。

【０００８】従って、複数個の処理済作業領域が前記境
界の長手方向つまり機体前後方向に沿って列状に形成さ
れて処理済作業領域の列が機体横幅方向に並ぶととも
に、複数個の処理済作業領域が境界の長手方向に交差す
る方向つまり機体横幅方向に沿って列状に形成されて処
理済作業領域の列が機体前後方向にも並ぶような場合
に、その機体横幅方向及び機体前後方向の両方向に並ぶ
処理済作業領域の列方向を検出するので、機体横幅方向
に並ぶ処理済作業領域の列方向の検出だけを行うのに比
べて、その列方向検出の確度を高めることができ、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、受光素子の並置方向に交差する方向に収縮さ
れた前記作業地の像が、受光素子の並置方向に交差する
方向に短い幅に形成された複数個の受光素子の検出幅内
に収まる状態で光検出部上に結像される。

【００１０】従って、受光素子をその並置方向に交差す
る方向に収縮させずに作業地の像を受光素子の検出幅内
に収めようとすると、広い検出幅が必要になって受光素
子が高価なものになるのに比べて、狭い検出幅でよいの
で受光素子を安価に作ることができ、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１、２又
は３において、光学系の光軸方向を作業地に対して斜め
下向きに向く状態に設定して取り込んだ作業地の像が、
光軸方向を作業地に対して鉛直下向きに向けた状態の像
に変換されて光検出部上に結像される。

【００１２】従って、作業地を斜め下向きに見る場合の
画像歪みを補正して処理済作業領域の列方向検出処理を
より適切に行いながら、作業地を斜め下向きに見ること
で、鉛直下向きに見るのに比べて、より広い範囲に存在
する多くの処理済作業領域を捉えて、その多くの処理済
作業領域を検出対象として列方向検出の確度を高めるこ
とができ、もって、請求項１、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１、２、
３又は４記載の作業車の方向検出装置にて求めた処理済
作業領域の列方向に対する機体前後方向の変位を示す画
像と、上記作業車に設けた撮像手段で撮像した撮像画像
とが、画像表示手段の同一画面上に表示される。

【００１４】従って、例えば作業車を手動で操縦する作
業者が、実際の作業地の状態を見て処理済作業地内の処
理済作業領域の列に対する機体前後方向の変位状態を判
断するのに比べて、表示画面上において作業地の実際の
撮像画像に重ねて表示された上記変位の画像から容易且
つ的確に判断でき、もって、機体を上記境界に沿って適
切な状態で走行するように手動操向させる際に好適な作
業車の走行状態表示装置が得られる。

【００１５】請求項６の構成によれば、請求項１、２、
３又は４記載の作業車の方向検出装置にて求めた処理済
作業領域の列方向に対する機体前後方向の変位情報に基
づいて、その変位を打ち消すように走行装置が自動的に
操向操作されて、作業車が上記処理済作業領域の列方向
つまり未処理作業地と処理済作業地との境界に沿って走
行するように操向制御される。

【００１６】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。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る作業車の方向
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。

【００１８】図１及び図２に示すように、既植作業地
（処理済作業地に相当）に、処理済作業領域としての複
数個の作物の苗Ｔが、未植作業地（未処理作業地に相
当）との境界Ｌの長手方向に沿って設定間隔を隔てる列
状で、且つ、その複数個の苗Ｔの列が前記境界Ｌの長手
方向と交差する方向に前記設定間隔よりも大なる間隔を
隔てて複数列並ぶように形成され、又、操向操作自在な
走行装置としての前輪１Ｆ及び後輪１Ｒを備えた植付け
用の作業車Ｖの機体後部側に、上記苗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てい
る。

【００１９】作業車Ｖの機体前部側に、進行方向前方側
の既植作業地と未植作業地との境界箇所に検出方向を向
けて、機体横幅方向に並ぶ複数列の苗Ｔを含み、且つ、
各列において複数個の苗Ｔを含む図１のＡで示す範囲の
作業地の像を入力する検出用カメラＳ１が機体横外側方
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
れている。

【００２０】上記検出用カメラＳ１には、図５に示すよ
うに、所定方向に沿って（後述の回転前は機体横幅方向
に沿う状態）所定分解能で直線状に並置され、且つ、そ
の受光面に設けた緑色のカラーフィルター１９ｂによっ
て苗Ｔの光を受光したときの方がそれ以外の泥面等の領
域の光を受光したときよりも出力が大となる複数個（例
えば、３２個）の受光素子１９ａを備える光検出部１９
と、前記範囲Ａの作業地の像を光検出部１９上に結像さ
せる光学系ＫＧを構成する結像レンズ２０とが設けられ
ている。上記複数個の受光素子１９ａの各出力信号はマ
ルチプレクサ２５に並列入力され、後述の検出処理部１
０（図４参照）からのセンサ切換信号によって上記複数
個の受光素子１９ａの各出力信号のうちの１つが順次選
択されて出力されるように構成されている。

【００２１】前記複数個の受光素子１９ａは、その並置
方向に交差する方向（図５で、紙面の垂直方向）に短い
検出幅に形成されている。そして、前記光学系ＫＧは、
結像レンズ２０と受光素子１９ａとの間に設けた円筒型
レンズ２１によって、前記作業地の像を複数個の受光素
子１９ａの並置方向に交差する方向（図５で、紙面の垂
直方向）に収縮させて複数個の受光素子１９ａの検出幅
内に収めるように構成されている。尚、図４に示すよう
に、検出用カメラＳ１の前側には、水面等からの直接反
射光の入射を阻止するための偏光フィルタ１４が設けら
れている。

【００２２】上記結像レンズ２０つまり光学系ＫＧの光
軸方向は、作業地に対して斜め下向きに向く状態に設定
されている。そのため、作業地の像は遠方側（画面の上
方側）ほど距離が縮んでいる（図１０（イ）参照）。そ
こで、この遠近歪みを補正するために、図５に示すよう
に、結像レンズ２０と前記円筒型レンズ２１との間に、
凸部が連なる方向（図５で、紙面の垂直方向）に沿って
曲率半径が連続的に変化する第２の円筒型レンズ２４を
画面上方側がその曲率半径が大きい側に対応する状態で
配置し、その画面上下位置での画面左右方向への収縮作
用の違い（曲率半径が小さいほど強い）によって画面上
方側ほど下方側に比べて左右の距離を広げて、前記作業
地の像を光軸方向が作業地に対して鉛直下向きに向いた
状態の像に変換して光検出部１９上に結像させている
（図１０（ロ）参照）。

【００２３】又、前記検出用カメラＳ１には、図５に示
すように、前記境界付近の作業地を撮像する撮像手段と
しての二次元式のＣＣＤ撮像素子２３が設けられてい
る。つまり、前記結像レンズ２０からの光がハーフミラ
ー２２によって一部分岐されて、作業地の像が上記ＣＣ
Ｄ撮像素子２３上に結像され、このＣＣＤ撮像素子２３
から上記作業地の画像信号（図１０（イ）参照）が出力
されている。

【００２４】図４に示すように、検出用カメラＳ１に入
力して光学系ＫＧによって光検出部１９上に結像された
作業地の像をその光学系ＫＧの光軸周りで設定角度間隔
毎の回転位置に回転させる回転手段として、検出用カメ
ラＳ１をその光軸周りに回転させるカメラ回転用モータ
１８が設けられ、さらに、カメラ回転用モータ１８によ
って回転された前記回転位置つまり検出用カメラＳ１の
光軸周りの回転角を検出する回転位置検出手段として、
カメラ回転角検出用ポテンショメータＲ４が設けられて
いる。図１０（ロ）に回転前の作業地の像を、図１０
（ハ）に所定角度回転された作業地の像を示す。

【００２５】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、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を手動操向したり
（この場合、図１に示すように、境界Ｌに位置する苗Ｔ
ｎがモニター１３の表示画面左右中央を上下方向に通る
走行基準線Ｌａ上に並ぶときに適正操向状態となる）、
あるいは、上記苗列の方向に対する機体前後方向の変位
情報に基づいて作業車Ｖが上記苗列の方向に沿うように
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
対する苗Ｔの位置が左右反転することから、前記検出用
カメラＳ１は、作業車Ｖの左右夫々に各一個が設けら
れ、使用する側の検出用カメラＳ１を後述のように切り
換えて使用する。図１では、苗Ｔの位置が作業車Ｖの左
側であり、左側の検出用カメラＳ１が使われる。

【００２６】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、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、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。

【００２７】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１
６の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、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。

【００２８】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。

【００２９】次に、前記検出用カメラＳ１の検出情報を
処理して苗Ｔの列方向及びそれに対する機体方向の変位
を求める等の処理を行う処理装置Ｇについて説明する。
図４に示すように、前記検出用カメラＳ１にて順次選択
される各受光素子１９ａに対応する受光量信号が入力さ
れるとともにそれをデジタルの受光量信号に変換するＡ
／Ｄ変換部９と、このＡ／Ｄ変換部９から出力される複
数個の受光素子１９ａの各受光量信号を比較してその最
大値を求める比較処理部１１と、上記Ａ／Ｄ変換部９に
対して左右のカメラ切換及びセンサ切換信号と上記受光
量信号の取り込み制御信号とを出力する検出処理部１０
とが設けられている。又、この検出処理部１０からは、
前記検出用カメラＳ１に対するセンサ切換信号、及び、
前記カメラ回転用モータ１８に対する駆動信号が出力さ
れるとともに、検出処理部１０には、前記カメラ回転角
検出用ポテンショメータＲ４の検出情報、及び、前記左
右のＣＣＤ撮像素子２３の画像信号が入力されている。

【００３０】上記Ａ／Ｄ変換部９、検出処理部１０及び
比較処理部１１を利用して、前記光検出部１９（複数個
の受光素子１９ａ）及び前記カメラ回転角検出用ポテン
ショメータＲ４の検出情報に基づいて、設定角度間隔毎
の各回転位置において前記複数個の受光素子１９ａの出
力のうちの極大値を求め、その各回転位置における前記
受光素子１９ａの出力の極大値が最大となる回転位置に
対応する方向を前記苗Ｔの列方向として求める演算手段
ＧＳが構成されるとともに、機体横幅方向に並ぶ前記複
数列の苗Ｔの列方向を検出する列方向検出手段１０２
が、処理装置Ｇを利用して、前記光検出部１９と、前記
光学系ＫＧと、前記カメラ回転用モータ１８と、前記カ
メラ回転角検出用ポテンショメータＲ４と、前記演算手
段ＧＳとから構成される。上記演算手段ＧＳの処理につ
いて具体例を説明すると、図１０（ロ）及び（ハ）の各
下側に複数個の受光素子１９ａの出力値の分布Ｊを連続
曲線で示すが、（ロ）では受光素子１９ａの並置方向
（図の横方向）が苗列方向と直交していないので極大値
が小さく、（ハ）では受光素子１９ａの並置方向（図の
横方向）が苗列方向と直交するのでその極大値が最大に
なる。従って、図１０（ハ）の回転位置に対応する方向
が苗列方向になる。

【００３１】又、検出処理部１０は、前記求めた苗Ｔの
列方向に対する機体前後方向の変位（角度ずれθｓ）を
判別して、その判別情報を前記制御装置１２に出力する
とともに、液晶パネル等にて構成されたテレビモニター
１３を表示駆動させている。つまり、このテレビモニタ
ー１３が、前記列方向検出手段１０２にて求めた苗Ｔの
列方向に対する機体前後方向の変位を示す画像及び前記
ＣＣＤ撮像素子２３の撮像画像を同一画面上に表示する
画像表示手段に対応し、検出処理部１０を利用して、上
記テレビモニター１３を表示作動させる表示制御手段１
０１が構成されている。又、前記制御装置１２を利用し
て、上記求めた苗Ｔの列方向に対する機体前後方向の変
位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。

【００３２】次に、図６〜図９に示すフローチャートに
基づいて、前記制御装置１２及び処理装置Ｇの制御作動
を説明しながら、その制御構成について詳述する。制御
がスタートすると、メインフロー（図６）では、検出用
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
行モードで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７）では、先ず、検出用
カメラＳ１の光軸周りの回転角ａｎｇを、図１２に示す
ように、前記受光素子１９ａの並置方向が機体横幅方向
に合ったときを０基準方向として最大角度ａｎｇ ｍａ
ｘだけ一方側（マイナス側とする）に回転させた初期角
度（−ａｎｇ ｍａｘ）に設定してから、前記各受光素
子１９ａ（例えば３２個）の受光量データｄａｔａ
〔ｘ〕（ｘ＝０〜３１）を取り込み、次に、それら各受
光量データｄａｔａ〔ｘ〕のうちの極大値を判別する極
大値判別処理（図８）を行ってＸｍａｘ〔ａｎｇ〕に記
憶する。

【００３４】次に、図１２に示すように、検出用カメラ
Ｓ１の回転角ａｎｇをプラス側の最大角度（ａｎｇ ｍ
ａｘ）に達するまで設定角度（ａｎｇ ｓｔｅｐ）づつ
増加させながら、各回転角ａｎｇにおいて、上記受光量
データｄａｔａ〔ｘ〕の取り込みから極大値Ｘｍａｘ
〔ａｎｇ〕の記憶までのフローを繰り返す。そして、最
後に、各回転角ａｎｇにおける極大値Ｘｍａｘ〔ａｎ
ｇ〕のうちの最大値を判別して、その最大値に対応する
回転角ａｎｇの方向を苗Ｔの植付け方向（列方向）とす
る植え付け方向検出処理（図９）を行う。

【００３５】極大値判別処理（図８）では、極大値用レ
ジスターＸｍａｘの値をクリアしてから、前記各受光量
データｄａｔａ〔ｘ〕の値（ｘ＝０から３１まで）を順
次極大値用レジスターＸｍａｘの値と比較して、ｄａｔ
ａ〔ｘ〕の値がＸｍａｘの値よりも大きい場合だけ、そ
のｄａｔａ〔ｘ〕の値でレジスターＸｍａｘの値を置き
換える。そして、極大値用レジスターＸｍａｘの最終の
値が、その回転角ａｎｇにおける前記極大値Ｘｍａｘ
〔ａｎｇ〕になる。

【００３６】植え付け方向検出処理（図９）では、最大
値レジスターＭＡＸの値、及び最大値のときの回転角を
記憶する回転角レジスターｍａｘ ａｎｇの値をクリア
し、回転角ａｎｇをマイナス側の最大角度（−ａｎｇ
ｍａｘ）に設定してから設定角度（ａｎｇ ｓｔｅｐ）
づつ増加させながら、各回転角度位置での前記極大値Ｘ
ｍａｘ〔ａｎｇ〕を上記最大値レジスターＭＡＸの値と
順次比較し、極大値Ｘｍａｘ〔ａｎｇ〕の値が最大値レ
ジスターＭＡＸの値よりも大きい場合だけ、その極大値
Ｘｍａｘ〔ａｎｇ〕の値で最大値レジスターＭＡＸの値
を置き換えるとともに、そのときの回転角ａｎｇの値を
回転角レジスターｍａｘ ａｎｇに記憶する処理を、回
転角ａｎｇがプラス側の最大角度ａｎｇ ｍａｘになる
まで繰り返す。そして、最後に回転角レジスターｍａｘ
ａｎｇに記憶されている回転角ａｎｇの方向を、苗Ｔ
の植付け方向（列方向）とする。

【００３７】そして、走行状態表示処理では、図１１に
示すように、前記テレビモニター１３の画面に、上記求
めた苗Ｔの列方向に対応する直線Ｌｎと、画面左右中央
の上下方向を示す基準線Ｌａを表示し、さらに、その両
線がなす角度を、苗Ｔの列方向に対する機体前後方向の
変位（角度ずれθｓ）として示す。

【００３８】一方、作業車Ｖを苗列の方向に沿うように
自動走行させる方向制御処理では、前記傾き角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、作業車Ｖが作業行程の終端部に達し
たか否かは、前記複数個の受光素子１９ａの受光量デー
タの合計値が設定値以下になったときに、苗Ｔが存在し
ない行程終端部に達したと判断し、自動停止する。

【００３９】〔別の実施の形態〕上記の実施の形態で
は、光検出部１９が、複数個の受光素子１９ａとして、
１つの方向（待機状態では、機体横幅方向）に並置した
ものを用いたが、機体横幅方向及び機体前後方向夫々に
沿って（つまり並置方向が直交する状態で）並置された
一対の複数個の受光素子１９ａを備えるように構成して
もよい。具体的には、図１３に示すように、図５の構成
で、機体横幅方向に沿う受光素子１９ａを備えた光検出
部１９Ａに加えて、機体前後方向に沿う受光素子１９ａ
を備えた光検出部１９Ｂが設けられ、その光検出部１９
Ｂに結像レンズ２０からの光を分岐するハーフミラー２
７が、遠近補正用の円筒型レンズ２４の後方に配置され
る。さらに、上記両方向に沿う各複数個の受光素子１９
ａの出力信号が夫々のマルチプレクサ２５Ａ，２５Ｂに
並列入力され、検出処理部１０からのセンサ切換信号に
よって上記複数個の受光素子１９ａの各出力信号のうち
の１つが順次選択されて出力されるとともに、その２つ
のマルチプレクサ２５Ａ，２５Ｂの２出力がマルチプレ
クサ２６に入力され、そのうちの１つが、検出処理部１
０からのセンサ切換信号によって選択されるように構成
されている。

【００４０】そして、上記一対の複数個の受光素子１９
ａを設ける場合は、前記演算手段ＧＳは、前記光学系Ｋ
Ｇの光軸周りでの設定角度間隔毎の各回転位置において
機体横幅方向及び機体前後方向夫々に沿う各複数個の受
光素子１９ａの出力のうちの夫々の極大値を求め、その
各回転位置における前記両方向の受光素子１９ａの出力
の各極大値が夫々最大となる回転位置に対応する方向を
前記処理済作業領域つまり苗Ｔの列方向として求めるこ
とになる。具体的には、苗列検出処理（図７）におい
て、受光量データとして、機体横幅方向（以下、ｘ方向
とする）に沿う複数個の受光素子１９ａのデータｄａｔ
ａ〔ｘ〕（ｘ＝０〜３１）とともに、機体前後方向（以
下、ｙ方向とする）に沿う複数個の受光素子１９ａのデ
ータｄａｔａ〔ｙ〕（ｙ＝０〜３１）が取り込まれ、そ
の受光量データｄａｔａ〔ｙ〕についての極大値Ｙｍａ
ｘ〔ａｎｇ〕が、図８の極大値判別処理にて判別される
（但し、図８中で、ｘをｙに、Ｘｍａｘ〔ａｎｇ〕をＹ
ｍａｘ〔ａｎｇ〕に読み換える）。さらに、植え付け方
向検出処理（図９参照）において、両方向での極大値Ｘ
ｍａｘ〔ａｎｇ〕，Ｙｍａｘ〔ａｎｇ〕の夫々の最大値
を求める。つまり、先ず、図９に示すフローによってｘ
方向での極大値Ｘｍａｘ〔ａｎｇ〕に対する処理を行っ
て、最後に回転角レジスターｍａｘ ａｎｇに記憶され
ている回転角ａｎｇの方向を、ｘ方向の極大値Ｘｍａｘ
〔ａｎｇ〕が最大になるときの回転角Ｘａｎｇとして保
持した後、図９と同じフロー（但し、Ｘｍａｘ〔ａｎ
ｇ〕をＹｍａｘ〔ａｎｇ〕に読み換える）を、ｙ方向の
極大値Ｙｍａｘ〔ａｎｇ〕に対して適用して、最後に回
転角レジスターｍａｘ ａｎｇに記憶されている回転角
ａｎｇの方向を、ｙ方向の極大値Ｙｍａｘ〔ａｎｇ〕が
最大になるときの回転角Ｙａｎｇとして保持する。そし
て、両方の回転角Ｘａｎｇ，Ｙａｎｇが一致すれば、そ
の回転角の方向を苗Ｔの列方向とするが、両者がずれて
いる場合には、例えば両方の回転角Ｘａｎｇ，Ｙａｎｇ
の平均値の方向を苗Ｔの列方向とする。

【００４１】上記の実施の形態では、受光素子１９ａが
処理済作業領域（苗Ｔ）の光を受光したときの方がそれ
以外の領域（泥面等）の光を受光したときよりも出力が
大となるために、受光面側に緑色のフィルター１９ｂを
設けるようにしたが、これに限るものではなく、例え
ば、上記緑色のフィルター１９ｂに代えて、可視光をカ
ットして赤外光を透過させる可視光カットフィルターで
もよい。

【００４２】上記の実施の形態では、光学系ＫＧが、境
界付近の処理済作業領域（苗Ｔ）と未処理作業地とを含
む範囲（図１のＡ）の像を光検出部１９上に結像させて
いるが、境界Ｌよりも処理済作業地側の処理済作業領域
（苗Ｔ）のみを含む作業地の像を結像させるようにして
もよい。

【００４３】前記回転手段１８としては、前記検出用カ
メラＳ１全体を光軸周りに回転させるカメラ回転用モー
タ１８に限るものではなく、例えば、固定した光学系Ｋ
Ｇに対して光検出部１９（１９Ａ，１９Ｂ）を光軸周り
に回転させるようにしてもよく、要するに、光学系ＫＧ
によって光検出部上に結像された作業地の像を光学系Ｋ
Ｇの光軸周りで設定角度間隔毎の回転位置に回転させる
手段であればよい。

【００４４】回転位置検出手段は、カメラ回転角検出用
ポテンショメータＲ４以外に、例えば、回転に連動して
パルスを発生するエンコーダの情報を計数処理して回転
角を判別する手段でもよい。

【００４５】上記の実施の形態では、複数個の受光素子
１９ａをその並置方向に交差する方向に短い検出幅に形
成し、且つ、光学系ＫＧを、作業地の像を上記複数個の
受光素子１９ａの並置方向に交差する方向に収縮させて
各受光素子１９ａの検出幅内に収めるように構成した
が、これに限るものではない。例えば、複数個の受光素
子１９ａを、結像レンズ２０にて結像される像と同じ幅
の検出幅に形成してもよく、この場合には、上記収縮用
の円筒型レンズ２１等が不要になる。

【００４６】上記の実施の形態では、光学系ＫＧの光軸
方向が、作業地に対して斜め下向きに向く状態に設定し
たが、鉛直下向きに向く状態に設定してもよい。この場
合には、遠近歪みを補正するための手段（円筒型レンズ
２４等）が不要になる。

【００４７】上記の実施の形態では、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
て複数個の処理済作業領域としての作物の苗Ｔを列状に
植え付ける場合を例示したが、これ以外に、例えば、未
処理作業地としての未刈作業地に成育した作物等を刈り
取る刈取作業車であってもよい。そして、刈取作業車の
場合には、植付け作業車と同様に、処理済作業領域とし
ての作物を検出対象とすることになる。

【００４８】上記の実施の形態では、手動操向用の情報
として画像表示手段１３に表示され、又、自動走行用の
操向制御情報として使用される変位情報を、処理済作業
領域（苗Ｔ）の方向に対する機体前後方向の角度ずれθ
ｓとして求めたが、角度ずれとともに、例えば境界Ｌに
位置する処理済作業領域（苗Ｔｎ）に対する機体横幅方
向での位置ずれを求めるようにしてもよい。尚、上記変
位情報（角度ずれθｓ）等を車体側で表示させずに、例
えば遠隔操縦するためのリモコン装置に表示させて、地
上側の作業者がその画面を見て手動操向操作するように
してもよい。

【００４９】走行装置は、上記の実施の形態のような車
輪式の走行装置１Ｆ，１Ｒ以外に、例えばクローラ走行
装置等であってもよい。

【００５０】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】検出用カメラの構成を示す透視側面図

【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】制御作動のフローチャート

【図１０】列方向検出処理の説明図

【図１１】走行状態の表示画面

【図１２】画像処理の説明図

【図１３】別の実施の形態の列方向検出手段の要部を示
す透視側面図

【図１４】別の実施形態の列方向検出処理の説明図

【符号の説明】

Ｔ 処理済作業領域 １０２ 列方向検出手段 １９ａ 受光素子 １９ 光検出部 ＫＧ 光学系 １８ 回転手段 Ｒ４ 回転位置検出手段 ＧＳ 演算手段 ２３ 撮像手段 １３ 画像表示手段 １０１ 表示制御手段 １Ｆ，１Ｒ 走行装置 １００ 制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０６Ｔ 7/00 Ｇ０６Ｆ 15/62 ４００

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理済作業地に、処理済作業領域（Ｔ）
   が未処理作業地との境界の長手方向に沿って設定間隔を
   隔てる列状で、且つ、その処理済作業領域（Ｔ）の列が
   前記境界の長手方向と交差する方向に前記設定間隔より
   も大なる間隔を隔てて複数列並ぶように形成されてお
   り、処理済作業地と未処理作業地との境界に沿って走行
   する作業車に、機体横幅方向に並ぶ前記複数列の処理済
   作業領域（Ｔ）の列方向を検出する列方向検出手段（１
   ０２）が設けられた作業車の方向検出装置であって、 前記列方向検出手段（１０２）は、 所定方向に沿って所定分解能で直線状に並置され、且
   つ、前記処理済作業領域（Ｔ）の光を受光したときの方
   がそれ以外の領域の光を受光したときよりも出力が大と
   なる複数個の受光素子（１９ａ）を備える光検出部（１
   ９）と、 前記複数列の処理済作業領域（Ｔ）を含み、且つ、各列
   において複数個の前記処理済作業領域（Ｔ）を含む範囲
   の作業地の像を前記光検出部（１９）上に結像させる光
   学系（ＫＧ）と、 前記光学系（ＫＧ）によって前記光検出部（１９）上に
   結像された前記作業地の像を前記光学系（ＫＧ）の光軸
   周りで設定角度間隔毎の回転位置に回転させる回転手段
   （１８）と、 前記回転手段（１８）によって回転された前記回転位置
   を検出する回転位置検出手段（Ｒ４）と、 前記光検出部（１９）及び前記回転位置検出手段（Ｒ
   ４）の検出情報に基づいて、前記設定角度間隔毎の各回
   転位置において前記複数個の受光素子（１９ａ）の出力
   のうちの極大値を求め、その各回転位置における前記受
   光素子（１９ａ）の出力の極大値が最大となる回転位置
   に対応する方向を前記処理済作業領域（Ｔ）の列方向と
   して求める演算手段（ＧＳ）とから構成されている作業
   車の方向検出装置。
2. 【請求項２】 前記光検出部（１９）が、前記複数個の
   受光素子（１９ａ）として、機体横幅方向及び機体前後
   方向夫々に沿って並置された一対の複数個の受光素子
   （１９ａ）を備え、 前記演算手段（ＧＳ）は、前記設定角度間隔毎の各回転
   位置において機体横幅方向及び機体前後方向夫々に沿う
   各複数個の受光素子（１９ａ）の出力のうちの夫々の極
   大値を求め、その各回転位置における前記両方向の受光
   素子（１９ａ）の出力の各極大値が夫々最大となる回転
   位置に対応する方向を前記処理済作業領域（Ｔ）の列方
   向として求めるように構成されている請求項１記載の作
   業車の方向検出装置。
3. 【請求項３】 前記複数個の受光素子（１９ａ）が、そ
   の並置方向に交差する方向に短い検出幅に形成され、 前記光学系（ＫＧ）は、前記作業地の像を前記複数個の
   受光素子（１９ａ）の並置方向に交差する方向に収縮さ
   せて前記複数個の受光素子（１９ａ）の検出幅内に収め
   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
   方向検出装置。
4. 【請求項４】 前記光学系（ＫＧ）の光軸方向が、作業
   地に対して斜め下向きに向く状態に設定され、 前記光学系（ＫＧ）は、前記作業地の像を光軸方向が作
   業地に対して鉛直下向きに向いた状態の像に変換して前
   記光検出部（１９）上に結像させるように構成されてい
   る請求項１、２又は３記載の作業車の方向検出装置。
5. 【請求項５】 請求項１、２、３又は４記載の作業車
   に、前記境界付近の作業地を撮像する撮像手段（２３）
   が設けられ、 請求項１、２、３又は４記載の作業車の方向検出装置に
   おける、前記列方向検出手段（１０２）にて求めた前記
   処理済作業領域（Ｔ）の列方向に対する機体前後方向の
   変位を示す画像及び前記撮像手段（２３）の撮像画像を
   同一画面上に表示する画像表示手段（１３）と、その画
   像表示手段（１３）を表示作動させる表示制御手段（１
   ０１）とが設けられている作業車の走行状態表示装置。
6. 【請求項６】 請求項１、２、３又は４記載の作業車
   に、操向操作自在な走行装置（１Ｆ，１Ｒ）と、前記列
   方向検出手段（１０２）にて求めた前記処理済作業領域
   （Ｔ）の列方向に対する機体前後方向の変位情報に基づ
   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。