JP2004008187A

JP2004008187A - 散布作業車

Info

Publication number: JP2004008187A
Application number: JP2002170288A
Authority: JP
Inventors: Toshiki Minaishi; 南石　俊樹; Takashi Yamada; 山田　隆史; Akihiro Kubo; 久保　昭博; Kenji Monzen; 門前　健二; Kazuto Ando; 安藤　和登; Yuji Yamaguchi; 山口　雄司
Original assignee: Yanmar Agricultural Equipment Co Ltd; Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2002-06-11
Filing date: 2002-06-11
Publication date: 2004-01-15

Abstract

【課題】ＧＰＳ装置を採用した走行位置制御により自律走行される散布作業車において、上述の如く自律走行を行う散布作業車による散布作業中に、耕盤の硬軟により車輪が沈降したり、耕盤に生じた凹凸により車高が変化したりして、薬液の噴霧口であるノズルの作物に対する位置が変化してしまうことがあり、散布過多や散布ムラの原因となることが予想される。
【解決手段】ＧＰＳ装置と、内界センサ１２２と、株倣いセンサ２０１とを搭載し、自律的に作業を行う農業用作業車において、ＧＰＳ装置により得られた移動点（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と昇降リンク装置３７の回動角から対車両ブーム高Ｈ_Ｋを算出し、対地車両高Ｈ_Ｇの変化に応じて対車両ブーム高Ｈ_Ｋを変更制御することにより対作物ブーム高Ｈ_Ｎを略一定に保持した。
【選択図】　　　図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自律的に作業を行う農業用作業車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、走行車両の自律走行式ガイドレス誘導制御技術として、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）装置、ジャイロ、視覚認識装置などを用いて、自車の位置を決定し、車載コンピュータ内に記憶されたレイアウトマップを利用して、目標経路を走行する技術が知られている。
自律走行を行う走行車両としては、耕耘機を備えたトラクタや、散布機を搭載した散布作業機などの農業作業車が知られている。このような農業用作業車は、圃場内の作業開始地点まではオペレータが農業用作業車を運転する。そして、オペレータは作業開始地点に到達後、該作業車から降りて圃場の外に退出し、作業車は自律走行・作業を開始する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述の如く自律走行を行う散布作業車による散布作業中に、耕盤の硬軟により車輪が沈降したり、耕盤に生じた凹凸により車高が変化したりして、薬液の噴霧口であるノズルの作物に対する高さ（位置）が変化してしまうことがあり、散布過多や散布ムラの原因となることが予想される。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００５】
即ち、請求項１においては、薬液を、走行車両に対し昇降リンク装置を介して昇降可能に設けたブームに備えたノズルより噴霧する散布作業車であって、ＧＰＳ装置や内界センサ等により自律走行及び自律散布作業を可能としたものにおいて、昇降リンク装置に設けた回動検出手段により検出した対車両ブーム高と、ＧＰＳ装置により検出した車両の所定位置の座標と、設定した対作物ブーム高とから、対作物ブーム高を一定に保持するよう制御するものである。
【０００６】
請求項２においては、薬液タンク内の薬液を、走行車両に対し昇降リンク装置を介して昇降可能に設けたブームに備えたノズルより噴霧する散布作業車であって、ＧＰＳ装置や内界センサ等により自律走行及び自律散布作業を可能としたものにおいて、ＧＰＳ装置により検出した車両高さ位置より、圃場凹凸データマップを作成するものである。
【０００７】
請求項３においては、薬液タンク内の薬液を、走行車両に対し昇降リンク装置を介して昇降可能に設けたブームに備えたノズルより噴霧する散布作業車であって、ＧＰＳ装置や内界センサ等により自律走行及び自律散布作業を可能としたものにおいて、作物高を検出する作物高検出センサをブームに設け、作物とノズルとの距離を略一定に保持するようブーム高を制御するものである。
【０００８】
請求項４においては、請求項３に記載の散布作業車において、前記ＧＰＳ装置により検出した車両の所定位置の座標と該座標に対応するブーム高のデータを記憶し、取出し可能とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の一実施例に係る散布作業車の全体的な構成を示した側面図、図２は同じく平面図、図３は自律走行機構を示す模式図、図４は自律走行機構を示すブロック図である。
図５は最適ブーム高制御を行う散布作業車の側面図、図６は同じく正面図、図７は凹凸マップの一例を示す図、図８は車両の沈下を示す側面図である。
図９は作物高検出センサを用いた最適ブーム高制御を行う散布作業車の側面図、図１０は撮影装置を装備した散布作業車の側面図、図１１はＧＰＳ機能及び撮影機能を搭載した携帯電話を装備した散布作業車を示す側面図である。
【００１０】
まず、本実施例に係る散布作業車１について、図１及び図２を用いて説明する。
散布作業車１は乗用型の走行車両２２と、該走行車両２２の前部及び側部に配設されたブーム部３５と、該走行車両の後部に配設されたポンプ部３６と、該ポンプ部３６の前部に配設された薬液タンク２４等で構成されている。
【００１１】
前記走行車両２２の前端より後方へ向けて、左右一対のメインフレーム６Ｌ・６Ｒが平行に水平方向に延設され、該メインフレーム６Ｌ・６Ｒの前部下方にはフロントアクスルケース９２Ｆを介して前輪７・７が支承され、後部下方にはリアアクスルケース９２Ｒを介して後輪８・８が支承されている。
また、メインフレーム６Ｌ・６Ｒ上であって走行車両２２前部にはエンジン９を被覆するボンネット１０が配設されている。該ボンネット１０後方のカバー上に操作パネル１１が設けられており、該操作パネル１１の上方には操向ハンドル１２が設けられて、操作パネル１１及び操向ハンドル１２等で散布作業車１の操縦部を構成している。
【００１２】
また、メインフレーム６Ｌ・６Ｒ後部上には薬液タンク２４が配設されており、該薬液タンク２４の前部中央には運転席１４が形成されて、該薬液タンク２４によって側部と後部を取り囲まれるように載置されている。そして、薬液タンク２４とボンネット１０の間にはステップ１３が設けられ、該ステップ１３に乗降するための乗降ステップ５６・５６がメインフレーム６Ｌ・６Ｒに取り付けられている。
【００１３】
前記ブーム部３５は、薬液を散布するための複数のノズル２３・２３・・・を有するブーム４０と、該ブーム４０の昇降や展開を行うための機構より構成されている。
ブーム４０は走行車両２２の前方に位置する前方ブーム４１と、該前方ブーム４１の両端に枢支され、折畳み可能に側方に延設されている左右の側方ブーム４２Ｌ・４２Ｒから構成されている。そして、該ブーム４０には薬液を散布するための複数のノズル２３・２３・・・が一定間隔をおいて配設されている。
そして、前方ブーム４１と側方ブーム４２Ｌ・４２Ｒの間には、それぞれブーム開閉用シリンダ４３・４３が介装され、該ブーム開閉用シリンダ４３・４３を伸縮させることによって、側方ブーム４２Ｌ・４２Ｒを前方ブーム４１と略一直線となるよう左右水平方向へ延設した作業位置と、前後方向で後ろ上がりに位置させた収納位置に回動可能としている。
【００１４】
また、平行リンクにより前方ブーム４１とメインフレーム６Ｌ・６Ｒの前部の間が連結され、該平行リンクの一方とメインフレーム６Ｌ・６Ｒの間にブーム昇降用シリンダ３８・３８を介装し、該ブーム昇降用シリンダ３８・３８を伸縮させることによってブーム４０を上下昇降可能とした昇降リンク装置３７が構成されている。
さらに、前方ブーム４１の左右略中央が昇降リンク装置３７に対して左右傾倒可能に支持され、該前方ブーム４１と昇降リンク装置３７の間にブーム水平制御用シリンダ３９を介装して、走行車両２２が傾いてもブーム４０が略水平姿勢を保持するようブーム４０を水平制御する構成としている。
【００１５】
前記ポンプ部３６は、エンジン９から動力を得て薬液タンク２４内の薬液をノズル２３・２３・・・へ圧送する噴霧ポンプ４と、該噴霧ポンプ４から吐出される薬液の制御に関わる散布量制御装置３等で構成されている。
噴霧ポンプ４は、走行車両２２の後部に延設したサブフレーム５２Ｌ・５２Ｒ上に支持部材を介して該噴霧ポンプ４のクランクケースに内装されたクランク軸が車両前後方向に位置するよう配設され、該クランクケースの右上部にはエアチャンバや安全弁等が設けられている。
また、散布量制御装置３は、流量制御弁や、該流量制御弁の開閉に関わるモータ等より構成され、噴霧ポンプ４のクランクケース周囲に配設されている。
【００１６】
上述の如く構成される散布作業車１は、ブーム４０を広げた状態で走行車両２２により圃場を走行すると同時に、薬液タンク２４内の薬液が、ポンプ部３６により調量されるとともにブーム部３５に圧送されてブーム４０に設けられたノズル２３・２３・・・から散布され、薬液散布作業を行う。
そして、散布作業車１は、操縦者が車両に搭乗して操向ハンドル１２や操作レバー等を操作して操向する手動走行モードと、操縦者が車両に搭乗せずにＧＰＳ装置（グローバル・ポジショニング・システム）を利用して車両の位置情報を得て自律操向プログラムにより圃場を走行しながら薬液散布作業を行う自律走行モードをスイッチ等で選択することが可能に構成されている。
【００１７】
次に、前記散布作業車１のＧＰＳ装置を利用した自律走行について説明する。
図３及び図４に示す如く、ＧＰＳ装置は、主に、散布作業車１本体に搭載される移動局ユニット１０３と、水田などの圃場の近くに設置される基準局ユニット１０４からなる。該基準局ユニット１０４は地面に固定された基準局の役割を果たし、移動局ユニット１０３は位置を求めようとする移動局（観測点）として機能する。
【００１８】
図１、図２及び図５に示す如く、前記ＧＰＳ装置のうち移動局ユニット１０３は、散布作業車１に立設された正面視門型のフレーム１０５に取り付けられたＧＰＳアンテナ１０８の他、ＧＰＳ受信部１０９、制御装置１４１に具備される処理部１１０及び無線部１１３、操作パネル１１に具備される操作部１１１、表示部１１２、などで構成される。
ＧＰＳアンテナ１０８で受信されたＧＰＳ衛星からの電波信号は、ケーブルでＧＰＳ受信部１０９を経て制御装置１４１の処理部１１０に送信される。
制御装置１４１に設けられた無線部１１３は、基準局ユニット１０４及び操縦者が携帯する無線操作手段１３３と、移動局ユニット１０３とが無線交信するためのものである。
【００１９】
そして、前記制御装置１４１はＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等で構成され、ＣＰＵは制御・演算手段として、ＲＡＭ及びＲＯＭは記録・読出手段として機能している。該制御装置１４１には操作パネル１１、内界センサ１２２、ステアリング駆動アクチュエータ２１９・クラッチアクチュエータ・アクセルアクチュエータ等を操作する制御回路等が接続されて、散布作業車１の操向制御や、散布制御を行っている。
前記ステアリング駆動アクチュエータ２１９は制御装置１４１の制御を受けて駆動され、自律走行時に操向ハンドル１２に連結したステアリング軸１２ａを回動させる。
前記内界センサ１２２は、速度、姿勢、エンジン回転数、ステアリングの操舵角など、散布作業車１を自律走行させる上で必要な情報を検知するためのセンサ類を指す。より具体的には、エンジン回転数センサ、車速センサ、操舵角センサ、方位センサ、ロール傾斜センサ、ピッチ傾斜センサなどである。これら内界センサ１２２からの検知信号は、制御装置１４１に送信される。
【００２０】
操作パネル１１に設けられた操作部１１１は、手動走行時における散布量等の設定や、自律走行の設定や、ＧＰＳの初期設定などを行うためのインターフェースである。
また、操作パネル１１に設けられた表示部１１２は、制御装置１４１の処理部１１０におけるデータ処理の状況や、操作部１１１により入力された各種設定を表示する。また、後述するが、車両に撮影装置を備えたときには、表示部１１２に設けられたモニタに画像が写し出されるようにすることもできる。
【００２１】
基準局ユニット１０４も移動局ユニット１０３と略同じ構成であり、ＧＰＳアンテナ１１４、ＧＰＳ受信部１１５、処理部１１６、操作部１１７、表示部１１８、無線部１１９などで構成される。なお、処理部１１６、操作部１１７、表示部１１８、無線部１１９は無線操作手段１３３に具備されている。
【００２２】
無線操作手段１３３は操縦者が携帯し、散布作業車１から離れた位置から各種の操作を行うためのものである。より具体的には、散布作業車１の自律走行の開始・停止、エンジンの停止、側方ブーム４２Ｌ・４２Ｒの開閉、ブーム４０の昇降などを該無線操作手段１３３により行うことができるよう構成されている。
【００２３】
次に、散布作業車１における自律走行システムを説明する。
自律走行システムは、前述のＧＰＳ装置の他、自律走行プログラムや、散布作業車１の種々の情報を検出する内界センサ１２２、株倣いセンサ２０１、自律走行・作業をするための自律操作手段１２４などからなる。
【００２４】
ある時刻にＧＰＳ衛星１２５からの電波信号は、散布作業車１に設けられた移動局ユニット１０３のＧＰＳアンテナ１０８により受信され、ＧＰＳ受信部１０９を経て制御装置１４１の処理部１１０に送信される。
一方、前記ＧＰＳ衛星１２５から同時刻に発信された電波信号は、圃場付近に設置された基準局ユニット１０４のＧＰＳアンテナ１１４によっても受信され、ＧＰＳ受信部１１５を経て制御装置１４１に送信される。さらに、無線操作手段１３３の無線部１１９から、制御装置１４１の無線部１１３に無線送信される。
【００２５】
制御装置１４１の処理部１１０では、前記基準局ユニット１０４において受信された電波信号と、移動局ユニット１０３の位置計算結果とを比較対照し、同時刻に発信された電波信号がＧＰＳアンテナ１０８及びＧＰＳアンテナ１１４で受信されたときの位相差や、複数のＧＰＳ衛星１２５・１２５・・・からの電波信号情報に基づき、移動局ユニット１０３と基準局ユニット１０４との対車両位置を計算して、移動局ユニット１０３の位置計算を行う。上記の計算は処理部１１０に格納された自律走行プログラムにより行われる。
【００２６】
さらに、内界センサ１２２、株倣いセンサ２０１からの検知信号、及びＧＰＳ装置による散布作業車１の位置情報に基づき、散布作業車１の速度、姿勢、エンジン回転数、ステアリングの操舵角などを自律操作するための信号が自律操作手段１２４に送信される。
該自律操作手段１２４は、より具体的には、ステアリング駆動アクチュエータ２１９やステアリング駆動電磁弁（図示せず）、ブーム昇降用シリンダ３８、ブーム開閉用シリンダ４３、ブーム水平制御用シリンダ３９、アクセルアクチュエータ、主クラッチ用アクチュエータなどである。
【００２７】
上述の自律走行システムでは、ＧＰＳ装置により散布作業車１の自律走行制御を行うのみならず、ＧＰＳ装置により得られた位置データを利用して、圃場のデータを作成している。
【００２８】
上述の如く、ＧＰＳ装置では同時刻に発信された電波信号がＧＰＳアンテナ１０８及びＧＰＳアンテナ１１４で受信されたときの位相差や、複数のＧＰＳ衛星１２５・１２５・・・からの電波信号情報に基づき、移動局ユニット１０３と基準局ユニット１０４との対車両位置を計算して、移動局ユニット１０３の位置計算を行っている。このようにして得られた移動局ユニット１０３のＧＰＳアンテナ１０８の位置を移動点（Ｘ，Ｙ，Ｚ）とする。
【００２９】
散布作業車１は、散布作業中に算出された移動点（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の情報を、無線操作手段１３３に送信し、これらがメモリに記憶され蓄積される。図８に示す如く、ＧＰＳアンテナ１０８の高さ変動、すなわち、Ｚ成分の変動Ｇ_１は、散布作業車１の車輪が走行する圃場の高さ変動Ｇ_０でもあり、移動点（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の情報により圃場の凹凸マップを作成することができる。凹凸マップは、例えば、図７に示すようなものである。
【００３０】
凹凸マップから、圃場の軟弱地を推測することができる。圃場は予め耕耘作業で均された状態で作物の植付作業が行われるため、凹凸マップに示される誤差範囲外の凹凸のある箇所では、土地の硬軟により散布作業車１の車輪が地中に沈下したことが予測される。よって、凹凸マップによる情報から、来期の耕耘作業時に、軟弱地の補強や、盛り土等の均平整備を行い圃場の整備効率・能率を向上させることができる。その結果、水田での水位のばらつきを低減させることができて田植え時の植付深さを安定させることができ、機械の走行を安定化させ、作業が安定して行えるため作物の収穫率や生育能率の向上が期待される。
【００３１】
また、移動点（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の高さ変動、すなわち、Ｚ成分の変動の検出を基に、薬剤が吐出されるノズル２３・２３・・・を設けたブーム４０の高さ位置を散布作業に適した位置に保持されるように最適ブーム高保持制御している。
【００３２】
前述の如くブーム４０は昇降リンク装置３７を介して車両本体側に昇降可能に取り付けられており、ブーム４０は昇降リンク装置３７に具備されるブーム昇降用シリンダ３８のシリンダアームの伸縮により昇降駆動される。
ブーム昇降用シリンダ３８の制御回路は、制御装置１４１に電気的に接続されており、制御装置１４１からの信号によりブーム昇降用シリンダ３８のシリンダアームの伸縮が制御されている。そして、昇降リンク装置３７を構成するリンクに設けられた回動角検出手段６０により、リンクの回動を検出することにより、車両に対するブーム４０の高さである対車両ブーム高Ｈ_Ｋを算出して、さらに、該対車両ブーム高Ｈ_ＫとＧＰＳ装置により決定される移動点（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の情報によりブーム４０の座標（Ｘ_ＢＯＯＭ，Ｙ_ＢＯＯＭ，Ｚ_ＢＯＯＭ）を算出できるようにしている。なお、本実施例では前方ブーム４１の左右略中央をブーム４０の座標（Ｘ_ＢＯＯＭ，Ｙ_ＢＯＯＭ，Ｚ_ＢＯＯＭ）としている。
【００３３】
ブーム昇降用シリンダ３８のシリンダアームの伸縮駆動は、該対車両ブーム高Ｈ_Ｋとシリンダアーム長との関係を決定するマップが予め記憶されており、該マップに基づいて行われる。なお、対車両ブーム高Ｈ_ＫはＧＰＳアンテナ１０８から、ブーム４０までの高さ方向（Ｚ方向）の距離とする。
【００３４】
次に、前記最適ブーム高保持制御について説明する。
なお、作物高Ｈ_Ｃは、地面から作物の散布目標高さまでの距離とし、作物高Ｈ_Ｃに対し最適なノズル位置となるブーム４０の作物高Ｈ_Ｃからの距離が対作物ブーム高Ｈ_Ｎとする。
【００３５】
対作物ブーム高Ｈ_Ｎは散布する薬剤の種類や作物の状態により変更することが好ましい。また、散布作業車１が走行する地面の状態（例えば、地の硬軟）により、対地車両高Ｈ_Ｇは変化する。
対地車両高Ｈ_Ｇの変化は、ＧＰＳ装置によって決定されるＧＰＳアンテナ１０８の移動点（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の高さ方向（Ｚ方向）の情報より検出することができる。対地車両高Ｈ_Ｇが変化したにも関わらず、対車両ブーム高Ｈ_Ｋを一定のまま散布作業を続けたのでは、対作物ブーム高Ｈ_Ｎが変化して良好な散布状態が崩れることになる。
そこで、対地車両高Ｈ_Ｇの変化に応じて、対車両ブーム高Ｈ_Ｋを変更することで、対作物ブーム高Ｈ_Ｎを略一定に保持することによって、散布ムラや過剰散布することなく良好に薬液が散布されるようにして、薬効を均一化させ、作用ムラを低減させることができるようにしている。
【００３６】
散布作業車１による散布作業を開始する前に、設定手段１４２（図４）により予め、散布作業車１が圃場のある一点に存在するときのＧＰＳアンテナ１０８の座標を基準点（Ｘ_ｓｅｔ，Ｙ_ｓｅｔ，Ｚ_ｓｅｔ）として設定登録し、該基準点（Ｘ_ｓｅｔ，Ｙ_ｓｅｔ，Ｚ_ｓｅｔ）において散布作業車１のブーム４０が散布作業に最適なブーム高さを最適対車両ブーム高Ｈ_Ｋｓｅｔとして設定登録する。最適対車両ブーム高Ｈ_Ｋｓｅｔは作物高Ｈ_Ｃから対作物ブーム高Ｈ_Ｎだけ上方であり、この制御において、作物高Ｈ_Ｃから対作物ブーム高Ｈ_Ｎは一定であるとされる。
【００３７】
まず、基準局ユニット１０４及び移動局ユニット１０３のＧＰＳアンテナ１０８・１１４により検出された情報からＧＰＳ装置により移動点（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の座標が算出される。移動点（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の座標と基準点（Ｘ_ｓｅｔ，Ｙ_ｓｅｔ，Ｚ_ｓｅｔ）の座標からＺ方向成分を比較して、Ｚ方向の移動量ΔＺ（ΔＺ＝Ｚ_ｓｅｔ−Ｚ）を算出する。移動量ΔＺは基準点（Ｘ_ｓｅｔ，Ｙ_ｓｅｔ，Ｚ_ｓｅｔ）から移動点（Ｘ，Ｙ，Ｚ）へ移動した散布作業車１の対地車両高Ｈ_Ｇの変化量となる。
次に、移動量ΔＺが不感帯にあるか否かを判断する（−ΔＺ_０≦ΔＺ≦＋ΔＺ_０）。不感帯の範囲内にあれば、対車両ブーム高Ｈ_Ｋは変更しない。
【００３８】
移動量ΔＺが不感帯の範囲にないときは、対車両ブーム高Ｈ_Ｋを変更する。対車両ブーム高Ｈ_Ｋは対地車両高Ｈ_Ｇの移動量ΔＺと同量変更される。
移動量ΔＺに対応するブーム昇降用シリンダ３８のシリンダアームの操作量は予め制御装置１４１に記憶されたマップに基づいて決定され、制御装置１４１より操作信号が送信される。
【００３９】
上述の最適ブーム高保持制御では、地面からブーム４０の距離を検出するために専用のセンサを設けずとも、対作物ブーム高Ｈ_Ｎが一定になるようにブーム高を制御することができる。
【００４０】
次に、最適ブーム高保持制御の第二形態について説明する。
ここでは、作物高Ｈ_Ｃを検出する作物高検出センサ６１を用いて、作物高Ｈ_Ｃの変化に応じてノズル位置が散布効率の最も良くなる位置になるように対車両ブーム高Ｈ_Ｋを変更制御して、対作物ブーム高Ｈ_Ｎを略一定に保持できるようにしている。さらに、作物高検出センサ６１によって得られた作物高Ｈ_Ｃの情報と、ＧＰＳ装置によって得られたブーム位置座標（Ｘ_ＢＯＯＭ，Ｙ_ＢＯＯＭ，Ｚ_ＢＯＯＭ）を関連付けて、ともに記録手段に記録するようにしている。
【００４１】
上述の如く測定され記録された作物高Ｈ_Ｃのデータより作物の生育状態を知ることができる。同一時期に播種、或いは、移植された作物の生育にばらつきが生じるのは、作物の生育に影響を与える他条件（気象・水管理・施肥等）が同一であるならば、地力の差が原因であると推測される。そこで、散布作業時に作物高Ｈ_Ｃの測定データを作物の位置座標（Ｘ_Ｃ，Ｙ_Ｃ，Ｚ_Ｃ）とを関連付けて記録することで、圃場の各位置での作物高Ｈ_Ｃデータマップを作成することができ、追肥位置の決定や翌年の基肥量調整のために利用することができる。
【００４２】
図９に示す如く、ブーム４０のうち前方ブーム４１にステー２０７を介して作物高検出センサ６１を設けている。作物高検出センサ６１は、昇降リンク装置３７によりブーム４０と一体となって上下昇降される。
本実施例では、作物高検出センサ６１として、上下に配置された二組のフォトセンサ（上センサ６１ａ・下センサ６１ｂ）を利用している。下センサ６１ｂは、ブーム４０より対作物ブーム高Ｈ_Ｎだけ下方に取り付けられている。上センサ６１ａ及び下センサ６１ｂは、それぞれにおいてセンサ６１ａ・６１ｂから略水平方向に発光するとともに、作物により反射された反射光を検出しており、上センサ６１ａで反射光が検出されず、且つ、下センサ６１ｂで反射光を検出した位置における下センサ６１ｂの高さ位置を作物高Ｈ_Ｃと判断する。なお、センサ６１ａ・６１ｂでの検出値に不感帯を設定することによって、センサ６１ａ・６１ｂで作物の密集しはじめる高さを確実に検出することができるようにしている。また、センサ６１ａ・６１ｂは上下取付位置を変更可能として、作物やノズル等に合わせて高さを調節できるようにしている。
【００４３】
散布作業の開始時には、一旦ブーム４０を最高位置まで上昇させてから降下させる。ブーム４０の降下開始時は、作物高検出センサ６１の上センサ６１ａ及び下センサ６１ｂとも反射光が検出されない状態であり、ブーム４０の降下中に、下センサ６１ｂにより初めて作物の存在が検出された高さでブーム４０の降下が停止され、このときの下センサ６１ｂの高さが作物高Ｈ_Ｃとされ、作物高Ｈ_Ｃから対作物ブーム高Ｈ_Ｎだけ上方にブーム４０に取り付けられたノズル２３・２３・・・が位置することになる。
【００４４】
散布作業中には、常に作物高検出センサ６１の上センサ６１ａ及び下センサ６１ｂによる反射光の検出が行われ、作物高Ｈ_Ｃが変化すると、該作物高Ｈ_Ｃの変化に応じてブーム４０が上下昇降制御されて対作物ブーム高Ｈ_Ｎが一定に保持されるようにしている。
作物高Ｈ_Ｃが高くなって上センサ６１ａ及び下センサ６１ｂで作物の存在が検出されれば、ブーム４０は上昇駆動され、上センサ６１ａが作物の存在を検出しなくなった点でブームの上昇が停止される。また、作物高Ｈ_Ｃが低くなって上センサ６１ａ及び下センサ６１ｂで作物の存在が検出されなくなれば、ブーム４０は降下駆動され、下センサ６１ｂが作物の存在を検出した点でブーム４０の降下が停止される。
【００４５】
散布作業中は、ＧＰＳ装置で取得した移動点（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の座標と、回動角検出手段６０により得られたリンクの回動量と散布作業車１のサイズからブーム４０に取り付けられた作物高検出センサ６１の下センサ６１ｂの位置座標（Ｘ_Ｃ，Ｙ_Ｃ，Ｚ_Ｃ）が算出され、記録手段により記録される。下センサ６１ｂの高さ位置は、すなわち、作物高Ｈ_Ｃであり（Ｚ_Ｃ＝Ｈ_Ｃ）、下センサ６１ｂの位置座標（Ｘ_Ｃ，Ｙ_Ｃ，Ｚ_Ｃ）のデータにより、圃場における作物高Ｈ_Ｃのデータマップを作成することができる。
【００４６】
さらに、詳細に作物の生育状況を画像として捉えるためには、撮影装置６２を搭載することもできる。
図１０に示す如く、撮影装置６２をブーム４０にステー６３を介して取り付けている。該撮影装置６２ではブーム４０前方に位置する作物を撮影し、得られた画像は操作パネル１１及び無線操作手段１３３に設けられたモニタで見ることができ、さらに、記録手段により記録される。画像には、ＧＰＳ装置で取得した移動点（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の座標と、回動角検出手段６０により得られたリンクの回動量と散布作業車１のサイズから算出された撮影装置６２の位置座標（Ｘ_Ｐ，Ｙ_Ｐ，Ｚ_Ｐ）が、関連付けられた状態で記録され、画像とともに撮影場所を、また、撮影場所とともに画像を読み出すことができるようにしている。
【００４７】
上述の如く撮影装置６２により得られた画像から作物の葉色等を確認することができる。そして、画像に関連付けられた撮影装置６２の座標から圃場内の葉色不良等を生じている場所が検出され、これらの情報は追肥位置の決定や来年の基肥量調整に利用することができる。また、病虫害や雑草の確認もできる。
【００４８】
また、撮影装置６２とＧＰＳアンテナ１０８の代わりに、撮影機能及びＧＰＳ機能を搭載した携帯電話６４を利用することができる。
図１１に示す如く、ブーム４０のうち前方ブーム４１にステー６５を介して携帯電話６４が取り付けられている。携帯電話６４には電源供給及び情報取出のためのケーブル６６が着脱可能に接続されている。携帯電話６４に搭載されたＧＰＳ機能を利用して、該ＧＰＳ機能で受信した位置情報が制御装置１４１に伝達される。また、携帯電話６４の撮影機能を利用して撮影されたブーム４０前方の映像情報が制御装置１４１に伝達されてＲＡＭに記憶されるか、無線装置を介して無線操作手段１３３に伝達されてＲＡＭに記憶される。さらに、携帯電話６４の撮影機能により得られた映像情報は、電話通信機能を利用して、他のパソコン等に送信することもできる。
【００４９】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成したので、以下に示すような効果を奏する。
【００５０】
即ち、請求項１に示す如く、薬液を、走行車両に対し昇降リンク装置を介して昇降可能に設けたブームに備えたノズルより噴霧する散布作業車であって、ＧＰＳ装置や内界センサ等により自律走行及び自律散布作業を可能としたものにおいて、昇降リンク装置に設けた回動検出手段により検出した対車両ブーム高と、ＧＰＳ装置により検出した車両の所定位置の座標と、設定した対作物ブーム高とから、対作物ブーム高を一定に保持するよう制御するので、ブーム高検出専用のセンサを設けることなくブーム高を検出することができ、良好な散布状態を保持することができる。
【００５１】
請求項２に示す如く、薬液タンク内の薬液を、走行車両に対し昇降リンク装置を介して昇降可能に設けたブームに備えたノズルより噴霧する散布作業車であって、ＧＰＳ装置や内界センサ等により自律走行及び自律散布作業を可能としたものにおいて、ＧＰＳ装置により検出した車両高さ位置より、圃場凹凸データマップを作成するので、圃場の状態を知ることができ、圃場管理に利用することができる。
【００５２】
請求項３に示す如く、薬液タンク内の薬液を、走行車両に対し昇降リンク装置を介して昇降可能に設けたブームに備えたノズルより噴霧する散布作業車であって、ＧＰＳ装置や内界センサ等により自律走行及び自律散布作業を可能としたものにおいて、作物高を検出する作物高検出センサをブームに設け、作物とノズルとの距離を略一定に保持するようブーム高を制御するので、対作物ブーム高を保持することで良好な散布状態を保持することができ散布ムラや過散布を防止することができる。
【００５３】
請求項４に示す如く、請求項３に記載の散布作業車において、前記ＧＰＳ装置により検出した車両の所定位置の座標と該座標に対応するブーム高のデータを記憶し、取出し可能とするので、圃場の各ポイントにおける作物の生育状態を把握することが可能となり、また、圃場の状態を知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る散布作業車の全体的な構成を示した側面図。
【図２】同じく平面図。
【図３】自律走行機構を示す模式図。
【図４】自律走行機構を示すブロック図。
【図５】最適ブーム高制御を行う散布作業車の側面図。
【図６】同じく正面図。
【図７】凹凸マップの一例を示す図。
【図８】車両の沈下を示す側面図。
【図９】作物高検出センサを用いた最適ブーム高制御を行う散布作業車の側面図。
【図１０】撮影装置を装備した散布作業車の側面図。
【図１１】ＧＰＳ機能及び撮影機能を搭載した携帯電話を装備した散布作業車を示す側面図。
【符号の説明】
１　散布作業車
７　前輪
２２　走行車両
２３　ノズル
２４　薬液タンク
３７　昇降リンク装置
３８　ブーム昇降用シリンダ
４０　ブーム
４１　前方ブーム
４２Ｌ・４２Ｒ　側方ブーム
６０　回動角検出手段
６１　作物高検出センサ
１０３　（ＧＰＳ）移動局ユニット
１０４　（ＧＰＳ）基準局ユニット
１０８　ＧＰＳアンテナ
１４１　制御装置

Claims

薬液を、走行車両に対し昇降リンク装置を介して昇降可能に設けたブームに備えたノズルより噴霧する散布作業車であって、ＧＰＳ装置や内界センサ等により自律走行及び自律散布作業を可能としたものにおいて、
昇降リンク装置に設けた回動検出手段により検出した対車両ブーム高と、ＧＰＳ装置により検出した車両の所定位置の座標と、設定した対作物ブーム高とから、対作物ブーム高を一定に保持するよう制御することを特徴とする散布作業車。
薬液タンク内の薬液を、走行車両に対し昇降リンク装置を介して昇降可能に設けたブームに備えたノズルより噴霧する散布作業車であって、ＧＰＳ装置や内界センサ等により自律走行及び自律散布作業を可能としたものにおいて、
ＧＰＳ装置により検出した車両高さ位置より、圃場凹凸データマップを作成することを特徴とする散布作業車。
薬液タンク内の薬液を、走行車両に対し昇降リンク装置を介して昇降可能に設けたブームに備えたノズルより噴霧する散布作業車であって、ＧＰＳ装置や内界センサ等により自律走行及び自律散布作業を可能としたものにおいて、
作物高を検出する作物高検出センサをブームに設け、作物とノズルとの距離を略一定に保持するようブーム高を制御することを特徴とする散布作業車。
請求項３に記載の散布作業車において、
前記ＧＰＳ装置により検出した車両の所定位置の座標と該座標に対応するブーム高のデータを記憶し、取出し可能とすることを特徴とする散布作業車。