JPS62275603A - コンバイン等の走向制御方式 - 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】 ３、発明の詳細な説明 産業上の利用分野 この発明はコンバイン等の走向制御方式に関し、コンバ
イン、トラクタ、田植機、等に利用できるものである。

従来の技術、および発明が解決しようとする問題点 従来例えばコンバインを、未作業地の殻稈と既制御する
ため、殻稈等と非接触形態で境界部を規準しながら検出
するイメージセンサ−等を用いた場合、作業機体の進行
方向前後への傾斜動によってイメージセンサ−等の境界
部規準距離が遠近に変動するので正しい境界部の位置検
出が困難であった・ 問題点を解決するための手段 この発明は、未作業地と既作業地との境界部（イ）を規
準しながら作業機体（１）の走行方向をこの境界部（イ
）に沿わせて制御する境界センサー（２）と、この境界
センサー（２）の規準距離の変化を検出してこの境界セ
ンサー（２）の検出境界出力値を補正する補正装置（３
）とを設けてなるコンバイン等の走向制御方式の構成と
した。

発明の作用、および効果 境界センサー（２）が未作業地と既作業地との境界部（
イ）を規準しながら作業機体（１）を境界部（イ）に沿
わせて制御進行させて作業を行なうとき、機体（１）の
前後揺動等によって境界セ＋ｌ棒−ｔつ）小相通石輪滅
墳聾亦ルｚ４櫃ム　鴇正装置（３）が、境界センサー（
２）の変化した検出境界出力値を補正して機体（１）の
走行方向を狂わせることなく境界部（イ）に沿わせて制
御進行させ必要な作業を続行することができる。

実施例 尚１図例において作業機体（１）はコンバインを例示し
、未作業地である立毛殻稈群（ロ）と、既作業地である
刈取跡地（ハ）の圃場地面との境界を境界部（イ）とし
、この境界部（イ）に沿ってコンバインが刈取進行する
場合について説明する。

作業機体（１）のコンバインは、走行装置（４）上側に
脱穀部（５）を搭載し、その−備前部に操縦部（６）を
設けると共に、脱穀部（５）前側に刈取部（７）を設け
、原動機から走行装置（４）並びに各作業部へ伝動構成
している。

境界センサー（２）は、リニヤ−イメージセンサ−カメ
ラで構成し、作業機体（１）の脱穀部（５）上部に設け
、その規準方向を、コンバインが前後方向に水平姿勢状
態にある場合において前斜下方向の一定距＃（ニ）を規
準するように設けている。

また、リニヤ−イメージセンサ−カメラは、Ｃ０Ｄ（電
荷結合素子）カメラとし、コンバインの進行方向に対す
る左右方向の一線（ホ）を規準すべくＣＣＤ　（例えば
５１２ビツト）の列方向を設け、規準位置からの太陽光
線の反射光をレンズ等の光学系を通過させてＣＯＤに受
光させ、各素子の電圧の差異によって部分的明暗を検出
し、カメラの制ＪＣＰＵ　（８）によって二値化した明
暗の複数の暗部（へ）のうちから、所定幅（ト）の範囲
にある暗部（へ）を該境界部（イ）と判断すべく構成し
ている。

補正袋と（３）は、作業機体（１）の前後方向の傾斜角
を測定した測定値を電気信号に変えて出力し、該制御Ｃ
ＰＵ　（８）に入力しうる傾斜センサー（９）と、制御
１ｃＰＵ　（８）のプログラムとで構成している。この
プログラムは、機体（１）の傾斜角によって所定の（標
準）規準距離（ニ）に対し、傾斜センサ（９）が検知す
る前後への傾斜角度と規準距離との関係を予め制ＪＣＰ
Ｕ　（８）に記憶させ、これと比較して該暗部（へ）幅
を補正すべく構成している。また、走行制御するＣｒｔ
ｙ　（８）の出力は、境界センサー（２）のＣＣＤ（例
えば５１２ビー、ト）素子の、左から右へ勤１ＮＮｏ５
１２ビットの中間すなわちＮｏ２５６ビツト近傍に該境
界部（イ）と判断できた所定幅（ト）の暗部（へ）が位
置した場合を正常の直進可能の作業機体（１）の進行方
向にあるとし、該暗部（へ）が左右何れかに偏移した場
合に出力すべくプログラム構成している。

（チ）は境界センサー（２）の左右方向の可視範囲、（
す）は、ＣＯＤ素子の全ビット幅、（ヌ）は電圧、（ル
）は、傾斜センサー（９）の傾斜検出値、（オ）は境界
センサー（２）の検出暗部（へ）幅補正値である。

境界センサー（２）のカメラの左右方向可視範囲（チ）
は、近距離を規準する程狭く遠距離程広い範囲を見るも
のであるが、遠近例れの場合でも同じＣＯＤの全ビット
幅（す）に縮尺してセンシ、ソゲするものであるから遠
方を規準する程境界部（イ）の暗部（へ）はＣＣＤ上で
縮めて狭く検出する。また、近距離を見る場合には逆に
標準の規準距離（ニ）の場合より各暗部は広く検出され
て境界部（イ）の暗部（へ）と他とが判別しにくくなる
場合がある。また、暗部（へ）は、立毛殻稈群（ロ）に
おいても殻稈種部の状態によっては条間等に存在して検
出され、刈取跡地（ハ）においてもコンバインの脱穀排
塵物や排藁等が散布される中の圃場土面の露出部等が暗
部（へ）として検出されるものである。

このような条件下でコンバインの走行制御をする作用を
第６図によって説明する。境界センサー（２）のカメラ
からの入力電圧信号を所定の基準電圧レベルで２値化変
換すると共に、積分回路で平均レベル算出を行ないこれ
をＡ／Ｄ変換し、これらによって暗レベル幅算出をする
。また傾斜センサー（９）の入力信号をＡ／Ｄ変換し、
この信号によって先に算出した暗レベル幅補正を行なう
、この補正は、予め実測した機体（１）の傾斜角度と規
準距離との関係、および規準距離と暗レベル幅（へ）と
の関係データをＣＰＵ　（８）に記憶させておき、適合
した補正値によって補正するものである。次に、補正済
み暗レベル幅（へ）と境界部（イ）としての暗レベル所
定幅（ト）と比較して境界検出を行ない、検出した境界
のＣＣＤ上での位置と、直進可能の場合の境界暗部の所
定位置との比較すなわち境界方向偏移比較を行ない、左
右何れかへの偏移を検出した場合に方向制御出力をする
ものである。方向制御出力で操縦装置の操縦杆を、ソレ
ノイド等によって操作し走行方向を修正制御するもので
ある。このようにしてコンバインを境界部（イ）に沿わ
せて精度高く方向制御することができる。

また、図例にように傾斜センサー（９）を設けて境界セ
ンサー（２）の検出暗部（へ）の幅を補正することによ
り、面ＣＣＤカメラより安価な図例の１ｃｃＤカメラで
、作業機体（１）の走行制御が安価にできる。

尚、境界センサー（２）は、規準部の色によって境界部
（イ）を判別するカラーＣＣＤカメラでもよい。

第７図、第８図は別の実施例を示すもので、境界センサ
ー（２）のカメラ取付部にステッピングモーター（１０
）を設け、傾斜センサー（９）の傾斜検出によって、境
界センサー（２）の規準距離（ニ）を一定に保つべく、
第８図に示すように作業機体（１）のコンバインが、後
傾（ワ）のときには後傾（ワ）値に応じたステッピング
モーター（１０）の回動角（ヨ）を与えてカメラを下向
方向に向け、また、前傾（夕）の場合は前傾（夕）値に
応じてカメラを上向方向（し）に回動角（ソ）を与える
べく構成した方式である。これによって作業機体（１）
が前後に傾斜してもカメラが機体（１）に対する角度を
変化させ同−規準部Ｉａ（ニ）を規準して検出する境界
暗部（へ）幅が安定するので、制１ｃＰＵ　（８）側で
の補正が不要になり、プログラムが簡単になる。

尚また。他の実施例として第４図の（ｂ）図に示す境界
センサー（２）の信号（電圧）のグラフにおいて、最も
明るい場所を示す最大レベル（ツ）、最暗部を示す最小
レベル（ネ）、および平均の明るさを示すレベルを平均
レベル（す）とし。

先づ、平均レベル（ア）によって電気的に２値化したも
のが（Ｃ）図とし、０図において暗部（へ）の最も幅の
広いものが、境界部（イ）と判断する所定幅（ト）に達
しないときには短時間の間隔に所定複数のｎ回検出を繰
返し、α＝（最大レベル−最小レベル）／ｎで示すαを
ＣＰＵ　（８）で演′Ｊｔ算出し、平均レベル＋α（う
）、平均レベル＋２α、平均レベル＋３α、・・・のよ
うに境界部（イ）の暗部（へ）を検出するまで２値化レ
ベルを順次大きくして補正する方式のＣＰＵ　（８）の
プログラムだけによる補正方式である。これによると、
境界部（イ）のレベル差（明暗の差）が小さい場合でも
？値化レベルを小さな増分で変化させることができるの
で、境界部（イ）を精度よく検出できる。また、境界部
（イ）の明暗のレベル差が大きい場合には２値化レベル
の増分αが大きくなるので、早く境界部（イ）を検出で
きる。

【図面の簡単な説明】

図は、この発明の一実施例を示すもので、第１図は平面
図、第２図、第３図は側面図、第４図の（ａ）図は作用
説明正面図、（ｂ）図は境界センサー出力グラフ、（Ｃ
）図、（ｄ）図は（ｂ）図の二値化グラフ、第５図は作
用説明図、第６図は制御作用説明図、第７図、第８図は
別の実施例の作用説明図である。 図中、符号（１）は作業機体、（２）は境界センサー、
（３）は補正装置、（８）は制御ＣＰＵ、（９）は傾斜
センサー、（１ｏ）はステッピングモーターを示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 未作業地と既作業地との境界部（イ）を規準しながら作
   業機体（１）の走行方向をこの境界部（イ）に沿わせて
   制御する境界センサー（２）と、この境界センサー（２
   ）の規準距離の変化を検出してこの境界センサー（２）
   の検出境界出力値を補正する補正装置（３）とを設けて
   なるコンバイン等の走向制御方式。