JPS6274204A - 除草機 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、畝上に間隔を保って植えられた作物間の草を
除Ｗｉｌｌる除草機に関する。

〔従来の技術〕

農作業に用いる除草機としては、従来から除草部を回転
させることにより草を切り倒すものがあった。

〔発明が解決しようとザる問題点〕

しかし、このような除草機では、畝上に間隔を保って植
えられた作物間の草を除草する場合、誤って作物を切り
倒さないように作業者が細心の注意を払う必要があり、
作業者にかかる負担は大きく、作業能率を向上させるこ
とが難しい。

本発明の目的は、畝上に植えられた作物を検出し、除草
部が作物の位置に達すると自動的にその作動を停止づる
ようにして、作業者に（１担をかけることなく作物間の
華のみを確実に除草することができる除草機を提供する
ことにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、第１図で示すように、畝上１上に間隔を保っ
て植えられた作物１２間の菜を除草する除９機１３に関
り゛るもので、畝上１に沿って走行する走行体１４と、
この走行体１４に設けられ作動時数１１１の草を除草す
る除草部１５ど、この除草部１５より進行方向前方に所
定間隔Ｘｉａ間して前記走行体１４に設けられ前記作物
１２と対向するように配置された作物検出用のカメラ１
６と、このカメラ１６により撮像されたものが作物１２
か否かを判別し作物１２であればその検出位置および大
きさを記憶しておく記憶手段１７と、前記走行体１４が
前記記憶されているカメラ１６による検出位置から予め
設定しである前記所定間隔Ｘに相当する距離走行するこ
とにより前記記憶されている作物１２の大きさに相当す
る間前記除草爪１５を作物１２から外れた位置に停止さ
せる除草爪停止手段１８とを備えたものである。

３作用） 本発明は、走行体１４が畝上１に沿って走行することに
よりカメラ１６が畝上１上を撮像し、この撮像されたも
のが作物１２と判別されると、この作物１２の検出位置
と大きさとをメモリし、走行体１４の走行により除草部
１５が作物１２の位置に達すると、前記メモリ内容によ
り除草部１５の作動を作物１２の大きさに相当する開停
止させており、誤って作物１２を切り倒づことなく、作
物１２間の草を確実に除草するものである。

〔実滴例］ 以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明づ
る。

第１図および第２図において、除草機１３の走行体１４
は畝上１の両側に沿って転動づる前後の車輪２１を持っ
ており、本体部は畝上１の上方に位置する。

そして本体部に内蔵された図示しないエンジンにより発
進停止用の主クラッチ込車速変速用の変速装置、この変
速装置と左右の車輪２１間に介在するかじ取りクラッチ
を介して車輪２１を駆動し、走行体１４を畝上１に沿っ
て走行させる。

除草部１５は、走行体１４の後部に構成された除草部２
２に設けられており、第３図に示づ如く、畝上１に対し
左右に設けられた一対のロータ２３に取付けられている
。なお、ロータ２３に対する除草部１５の取付は状態は
、第４図ｒ示ず如く、ロータ２３の回転中心に対しある
位置だけずれた位置に取ト１ける。

また、左右のロータ２３は、その回転駆動軸２４に対し
、畝上１の傾きに沿って傾けてあり、さらに除草部１５
は畝上１の中心部に互いにラップするように構成しであ
る。このため回転作動時に畝上１上に代車が生じること
はなく、確実な除草が行なわれる。

また、左右のロータ２３の回転駆動ｌｌｌｌｌ１２４に
は図示しない原ｉ１１機との間にクラッチ２５が設けて
あり、かつ図示していないが、ブレーキも設けである。

そして、これらクラッチ２５およびプレー−１により伯
動停止時には、除草部１５が作物１２を中心どして走行
体１４の走行方向と平行となるように、寸なわら作物１
２から外れた位置に停止するように制御される。

作物検出用のカメラ１６は、第１図で示すように、走行
体１４の前部の前記除草部１５から所定間隔×離間した
位置に作物１２の上面と対向するように設けられる。こ
のカメラ１６としては、例えば公知のＣＣＤイメージセ
ン（）を使用する。すなわら、第５図で示すように、光
源１６ａから光を投光し、作物１２によって反射された
光をイメージセンサ１６ｂに結＠ツ゛るもので、イメー
ジセンサ１６ｂの各素子からは明暗に応じた信号が得ら
れる。

第６図は上記検出原理を示しており、ａ−１はイメージ
センサ１６ｂの素子、１〜１１はイメージセンサ１６ｂ
のスキャンタイミングを表わす。図示のように走行体１
４の走行距離に合わせて、ある一定の距離ごとに光源１
６ａからの反射光を入力する（スキャンする）。このス
キャン毎にイメージセンサ１６ｂの各素子ａ−１は反射
光の「明」または「暗Ｊに応じた信号を出力するので、
詳細は後述するが、これら各素子ａ〜ｌの「明」信号数
を基に、作物１２であるか否かの判断および作物の投影
面積（大きさ）等を求めることができる。前記スキャン
タイミングは、走行体１４に設けられでいる移ｆＪ＋距
離検出センサ２１（第７図に図示）から（１−しる一定
走行距離毎のパルスに同期させて行なえばよい。このよ
うにすれば、走行体１４の速度が変化しても一定の距離
毎にスキャンが行なわれるため、作物１２の投影面積に
誤差が生じることはない。

第１図に戻って、走行体１４の前端（図示右端）には、
移動方向検出センサ２８を設ける。この移動方向検出セ
ン＃ｆ２８は、光学式または接触式のものを用い、走行
体１４の移動方向を検出する。すなわち、作物１２が走
行体１４の幅方向中心にあるか、走行体１４がずれてい
るかを判断する。

第７図は制御部の概略構成を示しており、航速した作物
検出用のカメラ１６、移動距離検出セン１ノ２７、移動
方向検出センｌ：１−２８からのｆＡ号は、コントロー
ラ２９に入力される。このコントローラ２９は、演算部
および記憶部を持つもので、データ入力部１３０によっ
て予め設定しである各種データ（作物の大きさや株間の
距離、その他）と、入力部を介して入力される前記各種
センサ等からの入力信号とを阜に所定の演惇を行ない、
その結果を出力部を介して除草部２２や走行体１４のか
じ取り部３１に出力し、これらを制御２０する。

そして、第１図で示した作物の位置および大ぎさの記憶
手段１７および除草爪停十手段１８は、上記コントロー
ラ２９の機能として達成される。

上記構成において、走行体１４の走行に伴い、移動距離
検出センサ２７からは、第８図で示ずように一定の移動
距離毎にパルスが出力される。コントローラ２９は上記
パルスの出力に同期して作物検出用のカメラ１６である
ＣＣＤイメージセンサ１６ｂをスキャンさせる。この結
果、第６図で示すように、イメージセンサ１６ｂの各索
子ａ−１からは、各スキャンタイミング１〜１１毎に反
射光の「明」　「暗」に応じた信号が出力される。コン
トローラ２９では、各スキャンタイミング毎に、すなわ
ち前記パルスが１」レベルの間、イメージセンサ１６ｂ
の［明１の信号を出力した素子数をカウントし、これを
Ｗｎとする。そして、このカウント値柿を作物１２の最
少の幅として予め設定しである値Ｗｓと比較ザる。なお
、Ｗｓの値はデータ入力装置３０により予め設定される
もので、作物１２の大きさや種類に応じて変更すること
ができる。

上記比較の結果、Ｗｎ≧ＵＳであれば、このスキャンタ
イミングにより検出した位置の物体は「作物であろう」
として、前記Ｗｎの値を記憶装置に記憶させる。この動
作は、移動距離検出セン＋ｊ２７からのパルスが生じる
毎に行なう。

上記動作により、［明Ｊの素子数Ｗｓがある距離の間Ｏ
になると、１個の物体の検出が完了したと判断する。上
記ある距離とは移動距離検出センサ２７のパルス数で設
定する。この値もデータ入力装置３０により予め設定さ
れる値であり、林間の距離に応じて変更できる。

このようにして１個の物の検出が完了したと判断された
時点で、この物体が作物１２か否かの判断を行なう。こ
の判断は、予め設定しである作物１２の投影面積の最小
値ＳＳど、［作物であろう１と記憶している一〇の値の
和との比較で行なう。

Ｗｎｌ　＋　Ｗｎ２　＋＋　＋＋　Ｗｎｎ≧ＳＳ上式が
満足されれば物体は作物１２であると判断する。なお、
作物の投影面積の最小値Ｓｓはデータ入力装置３０によ
って設定された値であり、作物１２の大きさに合して変
更できる。

上記結果、作物１２であると判断した場合、最初に「作
物であろう」と記憶しであるメモリからＩ４ｎ−〇にな
るまでの間にあるメモリ全てを作物であるとする。

ここで記憶装置のメモリ構成は次の通りである。

すなわら、イメージせンサ１６ｂから除Ｖ爪１５（ロー
タ２３の中心）までの所定間隔がＸであｄため記憶装置
のメモリ数は、第８図で示すように上記所定間隔Ｘを移
動距離検出センサ２７のパルスで分割した数（Ａ〜０）
となる。このメモリＡ〜０は上記パルスと同期していて
走行体１４の進行方向とは反対にシフトし、全体として
はループ状になっている。第８図では、メモリはＡから
Ｏ方向にシフ１−シ、Ｏのメモリはデータを演算部に出
力するとＡのメモリの次に廻る。

第８図の場合、コン１〜ローラ２９が前述のように作物
１２であると判断した場合、７Ｈ初に［作物であろうＪ
と記憶しであるメモリから−ｎ＝Ｑになるまでの間にあ
るメモリ全て（ハツチング部分）を作物として記憶させ
る。さらにその最初と最後のメモリの前後にオフセット
値としである数のメ［りを作物であるとして記憶させて
おく。その他は作物でないためメモリはクリアーしてお
く。このように作物１２であるとしたメモリは、Ｗｎの
値に関係なくづべて°゛１″にし、非作物のメ［りは０
″として記憶する。

これらの結果、イメージゼン１６ｂが作物１２を検出し
、それをメモリに記憶させると、走行体１４の進行に伴
ってそれがシフトされ、除草風１５が作物１２の位置に
達すると、すなわら所定間隔Ｘに相当する距離移動する
と、シフトされた情報が演専部に渡され、除草爪１５の
作動が停止制ｒＩ！Ｊされる。

この停止状態は、作物１２として記憶された全てのメヒ
リがシフトされるまで、すなわら作物１２の大きさに相
当する間継続する。この間除草風１５は作物１２から外
れた位置に停止しているので、走行体１４の進行により
作物１２が切り倒されることはない。

このようにして除草爪１５が作物１２の位置を通過する
と、メ［りからシフトされてくる内容は非作物となるの
で、除草爪１５は再び回転し、畝上１上の草を除草する
。

次に、作物検出用のカメラを２台用いる場合を説明する
。第１図にＪ３いて、１６は前ｊ！シた作物検出用のカ
メラであり、これを以下第１のノノメラと呼ぶ。このほ
かに同種のカメラ１６＾を１記第１のカメラ１６から間
隔Ｒ離間した進行方向後方に設ける。このカメラ１６Ａ
を以下第２のカメラと呼ぶ。

この第２のカメラ１６Ａのスキャンも第１のカメラ１６
と同様に移Ｈ）距離検出センサ２１から生じる一定距離
毎のパルスに同期して行なう。そして作物１２であるか
否かの判断も同様に行ない、作物１２と判断された場合
は、第８図の場合と同様にメモリに記憶される。第１図
に４３ける３　！ｉ　Ｌｔ、これら第１のカメラ１６お
よび第２のカメラ１６Ａで検出され記憶さ−れた同一作
物１２の検出（１２置のずれを検出するずれ検出手段で
ある。

ここで走行体１４が通常の走行状態であれば、第１のカ
メラ１６で作物１２を検出した場合、この第１のカメラ
１６から間隔Ｒだけ後方に位置する第２のカメラ１６Ａ
も走行体１４がこの間隔Ｒに相当する距離移動すれば、
同じ作物１２を同じ検出位置でとらえることができる。

この場合、前記ずれ検出手段３５は雨検出位置のずれは
無いと判断づる。

これに対し走行体１４の走行中に車輪２１の空温り等が
生じると、第７図の移動距離検出センサ２７からのパル
スによりコントローラ２９で判断される移動距離と、実
際の移動距離との間に差が生じる。

このため第１のカメラ１６が作物１２を検出した場合、
本来なら前記間隔Ｒに相当するパス出力後に、第２のカ
メラ１６八が作物１２を検出するはずであるが、実際に
は車輪２１の空廻りに相当する距離分、パルスが余分に
出力された後、第２のカメラＩＯＡによって作物１２が
検出される。前記ずれ検出手段３５は、上述した実際の
移動ｒｌｊ１に７・１応するパルス数と、間隔Ｒに対応
するパルス数との差を検出位置のずれどして検出する。

このずれ吊は、前記除草用１５の停止制御に当り、補正
値として加えられる。すなわら、第１のカメラ１Ｇが作
物１２を検出した後、第１のカメラ１６と除草用１５と
の所定間隔Ｘに上記ずれ吊（車輪の空廻り分）を加えた
距離、走行体１４が移動することにより除草用１５が停
止制御されるように補正を加える。このようにすれば、
車輪２１の空廻りが生じても除草用１５を作物１２に対
し正確な位置で停止制御することができる。

なお、上記説明では、作物検出用のカメラ１６゜１６＾
としてＣＯＤイメージセンサを例示したが、他の例えば
テレビカメラのようなものを用いてもよい。

〔発明の効宋〕

以上のように本発明によれば、以上に間隔を保って植え
られた作物間の堕を陥部するに当り、カメラにより作物
を検出し、その位置および大きさを記憶しておくことに
より、除草用が作物にかからず、草のみを確実に除草す
るように自動的に制御部ることができ、作業音の負担を
軽減して作業能率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による除や機の一実施例を承り側面図、
第２図は第１図で示した除草機の平面図、第３図は第１
図に示した除草部の作動状態を示Ｊ正面図、第４図は第
３図に示した除草用［−］−夕の平面図、第５図は第１
図で示した作物検出用のカメラの検出例を示す側面図、
第６図は第５図のカメラによる作物の検出原理の説明図
、第７図は本発明における制御部の構成を示すブロック
図、第８図は本発明に用いる記憶装置の記憶状態を示づ
図である。 １１・・畝、１２・・作物、１３・・除草機、１４・・
走行体、１５・・除草用、１６．１６Ａ　・・作物検出
用のカメラ、１７・・作物の位置および大きさ記憶手段
、１８・・除草用停止手段、３５・・ずれ検出手段。 Ｐ＄７Ｆ；Ｊ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）畝上に間隔を保って植えられた作物間の草を除草
   する除草機において、 畝に沿って走行する走行体と、 この走行体に設けられ作動時畝上の草を除草する除草爪
   と、 この除草爪より進行方向前方に所定間隔離間して前記走
   行体に設けられ前記作物と対向するように配置された作
   物検出用のカメラと、 このカメラにより撮像されたものが作物か否かを判別し
   作物であればその検出位置および大きさを記憶しておく
   記憶手段と、 前記走行体が前記記憶されているカメラによる検出位置
   から予め設定してある前記所定間隔に相当する距離走行
   することにより前記記憶されている作物の大きさに相当
   する間前記除草爪を作物から外れた位置に停止させる除
   草爪停止手段と、を備えたことを特徴とする除草機。
2. （２）畝上に間隔を保って植えられた作物間の草を除草
   する除草機において、 畝に沿って走行する走行体と、 この走行体に設けられ作動時畝上の草を除草する除草爪
   と、 この除草爪より進行方向前方に所定間隔離間して前記走
   行体に設けられ前記作物と対向するように配置された作
   物検出用の第１のカメラおよびこの第１のカメラより後
   方に離間して設けられた作物検出用の第２のカメラと、 これら第１および第２のカメラにより撮像されたものが
   作物か否かを判別し作物であればその検出位置および大
   きさを記憶しておく記憶手段と、前記第１のカメラと第
   ２のカメラとによる同一作物に対する検出位置のずれを
   検出するずれ検出手段と、 前記走行体が前記記憶されている第１のカメラによる検
   出位置から予め設定しである前記所定間隔を前記ずれ量
   で補正した距離走行することにより前記記憶されている
   作物の大きさに相当する間前記除草爪を作物から外れた
   位置に停止させる除草爪停止手段と、 を備えたことを特徴とする除草機。