JP2014233235A - 農作物排出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】農作物の排出作業を円滑に行え、作業性を向上させることが可能な農作物排出装置を提供する。
【解決手段】農作物排出装置１００は、穀粒が排出オーガ１７の排出口１７ａから容器内へ排出されるときの排出口１７ａの目標位置を算出する排出口位置算出手段１３２と、排出口１７ａの移動可能範囲を算出して、排出口１７ａの目標位置が、排出口１７ａの移動可能範囲内に存在しているか否かを判定する判定手段１３６と、を備える。また、判定手段１３６は、排出口１７ａの移動可能範囲を、排出オーガ１７の可動範囲に基づいて算出する。
【選択図】図５

Description

本発明は、農作物排出装置に関する。

従来、排出オーガから穀粒を排出するコンバインの技術は公知である（例えば、特許文献１）。

特許文献１に記載のコンバインは、容器に容器内を撮影可能なカメラを設けている。そして、当該コンバインは、排出オーガの排出口が容器の直上方に存在している状態で、カメラによって撮影された画像の分析結果に基づいて排出オーガの排出口を移動制御する。
これにより、穀粒を容器の全体に空隙無く均一に収納することが可能となる。

しかし、この前段階では、作業者は、コンバインを容器の近くへ移動させて、コンバインの容器に対する位置決めを行い、そして、コンバインの操縦部から、容器の位置を目視で確認して、そして、手動で排出オーガ用の操作具を操作して、排出オーガの排出口を容器の直上方まで移動させていた。そして、作業者は、排出オーガの排出口が容器の直上方まで到達したか否かを目視で確認して、排出オーガの排出口が容器まで届いていないときには、コンバインを移動させて、コンバインの容器に対する位置決めを再度行っていた。このとき、コンバインの操作が作業者の感覚に頼って行われていたため、作業者の熟練度によっては、作業時間がかかり、作業性が低下するおそれがあった。

特開２００８−１８２９４５号公報

本発明は、農作物の排出作業を円滑に行え、作業性を向上させることが可能な農作物排出装置を提供する。

請求項１に記載の農作物排出装置は、
収穫した農作物を機体外部へ排出する排出手段を有し、前記排出手段には農作物の排出口及び関節が設けられ、前記関節を動かすことにより前記排出口を移動させることができる走行型収穫機に関して、前記排出手段の排出口から容器内へ農作物を排出させるための農作物排出装置であって、
農作物が前記排出手段の排出口から前記容器内へ排出されるときの前記排出口の目標位置を算出する排出口位置算出手段と、
前記排出口の移動可能範囲を算出して、前記排出口の目標位置が、前記排出口の移動可能範囲内に存在しているか否かを判定する判定手段と、
を備える。

請求項２に記載の農作物排出装置においては、
前記走行型収穫機はコンバインであり、前記排出手段は前記コンバインの排出オーガである。

請求項３に記載の農作物排出装置においては、
前記判定手段は、前記排出口の移動可能範囲を、前記排出手段の関節の可動範囲に基づいて算出する。

請求項４に記載の農作物排出装置においては、
前記走行型収穫機には、水平面に対する前記走行型収穫機の機体の傾斜角度を変更可能な機体傾斜機構が設けられ、
前記判定手段は、前記排出口の移動可能範囲を、前記排出手段の関節の可動範囲と、前記機体傾斜機構による前記機体の傾斜可能範囲と、に基づいて算出する。

請求項５に記載の農作物排出装置においては、
前記判定手段により、前記排出口の目標位置が、前記排出口の移動可能範囲内に存在していないと判定された場合には、前記排出口の目標位置が前記排出口の移動可能範囲内に存在する、前記走行型収穫機の機体の目標位置を算出する機体位置算出手段と、
前記機体を、前記機体の目標位置へ移動させる機体制御手段と、
を備える。

請求項６に記載の農作物排出装置においては、
前記判定手段により、前記排出口の目標位置が、前記排出口の移動可能範囲内に存在していないと判定された場合には、前記排出口の目標位置が前記排出口の移動可能範囲内に存在する、前記走行型収穫機の機体の目標位置を算出する機体位置算出手段と、
前記機体の動作を制御する機体制御手段と、
前記機体制御装置に接続される操作具と、
を備え、
前記機体制御手段は、前記操作具が操作されることによって、前記機体を、前記機体の目標位置へ移動させる。

請求項７に記載の農作物排出装置においては、
前記判定手段により、前記排出口の目標位置が、前記排出口の移動可能範囲内に存在していないと判定された場合には、前記排出口の目標位置が前記排出口の移動可能範囲内に存在する、前記走行型収穫機の機体の目標位置を算出する機体位置算出手段と、
前記機体の目標位置に関する情報を表示する表示手段と、
を備える。

請求項１に記載の農作物排出装置によれば、判定手段により、排出手段の排出口の目標位置が、排出口の移動可能範囲内に存在しているか否かが判定される。これにより、作業者が、排出手段を手動で操作して、排出手段の排出口を移動させて、排出口が容器まで届いているか否かを目視で確認する作業を行う必要がなくなる。これにより、農作物の排出作業を円滑に行え、作業性を向上させることが可能となる。

請求項２に記載の農作物排出装置によれば、判定手段により、排出オーガの排出口の目標位置が、排出口の移動可能範囲内に存在しているか否かが判定される。これにより、作業者が、排出オーガを手動で操作して、排出オーガの排出口を移動させて、排出口が容器まで届いているか否かを目視で確認する作業を行う必要がなくなる。これにより、コンバインの穀粒排出作業を円滑に行え、作業性を向上させることが可能となる。

請求項３に記載の農作物排出装置によれば、判定手段により、排出口の目標位置が排出口の移動可能範囲内に存在していると判定されたときには、排出手段を操作して、排出口を排出口の目標位置まで移動させることが可能となる。

請求項４に記載の農作物排出装置によれば、判定手段により、排出口の目標位置が排出口の移動可能範囲内に存在していると判定された場合には、排出手段を操作するか、さらに、機体傾斜機構により機体を傾斜させることによって、排出口を排出口の目標位置まで移動させることが可能となる。

請求項５に記載の農作物排出装置によれば、作業者が感覚に頼って、走行型収穫機の容器に対する位置決めを行う必要がなくなり、作業者の熟練度の影響を受けることが抑制され、作業性を向上させることが可能となる。

請求項６に記載の農作物排出装置によれば、作業者が感覚に頼って、走行型収穫機の容器に対する位置決めを行う必要がなくなり、作業者の熟練度の影響を受けることが抑制され、作業性を向上させることが可能となる。
また、作業者が操作具を操作しなければ、機体が機体の目標位置へ移動しないように構成することで、作業者にとって思いがけずに機体が動きだしてしまうことが防げる。

請求項７に記載の農作物排出装置によれば、作業者は、表示手段に表示される情報を頼りにして、機体を、機体の目標位置まで移動させることが可能となる。これにより、作業者が感覚のみに頼って走行型収穫機の容器に対する位置決めを行う必要がなくなり、作業者の熟練度の影響を受けることが抑制され、作業性を向上させることが可能となる。

コンバインの側面図。 排出オーガの構造を示す図。 排出オーガの先端の斜視図。 （ａ）搬送車の上面図、（ｂ）搬送車の側面図、（ｃ）マーカーの正面図。 コンバインの制御機構の構成を示すブロック図。 制御フローを示すフローチャート。 （ａ）機体を搬送車に横付けした状態を示す図、（ｂ）機体を搬送車に横付けした状態を示す図。 （ａ）排出オーガから容器内に穀粒を排出している状態を示す上面図、（ｂ）図８（ａ）の一部拡大斜視図。 （ａ）機体の目標位置を示す上面図、（ｂ）機体が機体の目標位置まで移動した状態を示す上面図。 撮像手段の取り付け位置の変形例を示す上面図。 排出口の移動可能範囲の変形例を示す上面図。

農作物排出装置１００は、コンバイン１の排出オーガ１７から容器６１内へ穀粒を排出させるためのものである。

以下では、コンバイン１について説明し、農作物排出装置１００の説明は後述する。

図１に示すように、コンバイン１は、エンジン３、走行部４、刈取部５、脱穀部６、選別部７、穀粒排出部８、及び排藁処理部９を備える。
コンバイン１は、エンジン３の動力を、走行部４、刈取部５、脱穀部６、選別部７、穀粒排出部８、及び排藁処理部９に伝達して、これらの各部を駆動させる。

走行部４は、機体２の下部に設けられる。走行部４は、エンジン３からの動力を変速する変速機構（ＨＳＴ等）３ａ、及び左右一対のクローラを有するクローラ式走行装置１０を備える。
クローラ式走行装置１０は、エンジン３の動力を伝達されて駆動する。これにより、機体２が走行する。

刈取部５は、機体２の前部に昇降可能に設けられる。刈取部５は、分草具１１、引起部１２、刈取搬送部１３及び切断部１４を有する。
刈取部５は、圃場の穀稈を分草具１１により分草し、分草後の穀稈を引起部１２により引き起こし、引起後の穀稈を刈取搬送部１３により後方へ搬送しつつ切断部１４により切断し、切断後の穀稈を刈取搬送部１３により脱穀部６に向けてさらに後方へ搬送する。

脱穀部６は、機体２の左上側に配置される。脱穀部６は、フィードチェン、扱胴、及び処理胴を有する。
脱穀部６は、刈取部５から搬送されてきた刈取後の穀稈を前記フィードチェンにより受け継いで後方へ搬送し、その搬送中の穀稈を前記扱胴により脱穀し、脱穀後の処理物を選別部７に向けて下方へ漏下させる。
また、脱穀部６は、前記扱胴により脱穀されなかった未処理物を、扱室から送塵口を介して処理室に搬送して、前記処理胴により処理する。そして、前記処理胴による処理物は、選別部７へ落下する過程で処理胴網により選別される。なお、前記扱室内の未処理物はその移動速度（滞留時間）を送塵弁により調節される。前記処理胴網から受樋へと落下した処理物は、リターンコンベアにより前方に搬送され、前記リターンコンベアの前端に設けられた排気口から選別部７に投入される。

選別部７は、機体２の左下側に配置される。選別部７は、揺動選別装置、風選別装置、及び穀粒搬送装置（一番コンベア、揚動装置、二番コンベア、及び二番還元装置）、エンジン３の動力を前記穀粒搬送装置に伝達する選別ベルトを有する。
選別部７は、脱穀部６から落下してきた処理物を前記揺動選別装置により揺動選別し、揺動選別後のものを前記風選別装置により風選別し、風選別後のもののうち、一番物を前記一番コンベアにより前記揚動装置へ搬送して、つづいて前記揚動装置により穀粒排出部８のグレンタンク１５へ搬送する。
また、選別部７は、二番物を前記二番コンベアにより前記二番還元装置へ搬送して、つづいて前記二番還元装置により脱穀部６の扱室又は前記揺動選別装置の上方空間へ搬送する。その後、二番物は、脱穀されて、又は脱穀されずに、前記揺動選別装置及び風選別装置により再選別される。

穀粒排出部８は、グレンタンク１５、穀粒センサ１６、排出オーガ１７、及びスクリューコンベアを有する。グレンタンク１５は、機体２の右後側に配置されており、グレンタンク１５にはグレンタンク１５内の穀粒の収容量を検出する穀粒センサ１６が設けられている。グレンタンク１５には排出オーガ１７が接続されている。排出オーガ１７は、機体２上部にて、グレンタンク１５の後部から前方へ突出している。排出オーガ１７の先端には、穀粒を排出するための排出口１７ａが形成されている。グレンタンク１５及び排出オーガ１７には、前記スクリューコンベアが内設されている。前記スクリューコンベアは、テンションプーリ状のオーガクラッチ１９を介してエンジン３に接続されており、エンジン３の動力を伝達されて駆動する。オーガクラッチ１９には、オーガクラッチ１９の入切を行うためのアクチュエータ（モータ）２１が接続されている。
グレンタンク１５内の穀粒は前記スクリューコンベアにより排出オーガ１７内を搬送されて、排出オーガ１７の排出口１７ａから機体２外部へ排出される。

排藁処理部９は、機体２の後側に配置される。排藁処理部９は、排藁搬送装置２２、及び排藁切断装置２３を有する。
排藁処理部９は、脱穀部６から搬送されてきた脱穀済みの排稈を、排藁として排藁搬送装置２２により後方へ搬送して機体２の外部へ排出し、又は排藁切断装置２３へ搬送し、排藁を排藁切断装置２３へ搬送した場合には、排藁切断装置２３により切断した後に機体２の外部へ排出する。

コンバイン１には、水平面に対する機体２の傾斜角度を変更することができる機体傾斜機構２４（図５参照）と、機体２の傾斜角度を検出する傾斜センサが設けられている。機体傾斜機構２４は、走行部４及び機体２の間に設けられる傾斜アクチュエータ（油圧シリンダ）を有しており、前記傾斜アクチュエータを駆動させることで、機体２を前後左右に傾斜させる。

機体２の前側には操縦部２０が設けられている。操縦部２０には、運転席、ハンドル、走行レバー、変速レバー、機体傾斜機構２４に接続される傾斜操作レバー等の各種操作具が設けられている。

以下では、排出オーガ１７及びその周辺の構成について説明する。

図２に示すように、排出オーガ１７には、四つの関節Ｊ１〜Ｊ４が設けられている。関節Ｊ１〜Ｊ４は、排出オーガ１７の先端へ向かって、第一関節Ｊ１、第二関節Ｊ２、第三関節Ｊ３、第四関節Ｊ４の順に配置されている。排出オーガ１７の先端には、排出口１７ａが形成されている。

第一関節Ｊ１は回転関節（ねじり関節）であり、第二関節Ｊ２は回転関節（曲げ関節）であり、第三関節Ｊ３は直動関節であり、第四関節Ｊ４は回転関節（曲げ関節）である。
なお、本実施形態では、第四関節Ｊ４は、排出オーガ１７の排出口１７ａの向きを変えるための関節である。第四関節Ｊ４の回転角度θ_４は、排出オーガ１７から穀粒排出を行わない場合は０度、行う場合は排出口１７ａが下方を向く９０度に固定されていることとする。
なお、排出オーガ１７に関しては、その関節が複数の回転関節で構成され、直動関節（第三関節Ｊ３）を有さないものであってもよい。

図２には、コンバイン１と排出オーガ１７の運動学モデルが示されている。
コンバイン１は、圃場座標系ΣＯ_ｆ−ｘ_ｆｙ_ｆｚ_ｆにおいて、ｘｙ平面上を動くクローラ台車で、その位置座標は［^ｆｘ_ν ^ｆｙ_ν］^Ｔ、方向は^ｆθ_ν、で示される。

また、コンバイン１の排出オーガ１７は、四つの関節Ｊ１〜Ｊ４を備える、４自由度マニピュレータとみなすことができる。排出オーガ１７は、コンバイン１の質量中心位置Ｏ_νから［ρ_ｍｃｏｓθ_ｍ ρ_ｍｓｉｎθ_ｍ］^Ｔだけずれた位置Ｏ_０に設けられている。４自由度の関節Ｊ１〜Ｊ４は、第三関節Ｊ３のみ直動関節で、それ以外の関節Ｊ１・Ｊ２・Ｊ４は回転関節である。各関節Ｊ１〜Ｊ４の関節変数は、それぞれθ_１、θ_２、ｄ_３、θ_４とし、排出オーガ１７の基端（排出オーガ１７と機体２との連結部）から第二関節Ｊ２までの高さをｈとする。

コンバイン１（機体２）の座標系ΣＯ_ν−ｘ_νｙ_νｚ_νから見た排出オーガ１７の先端位置（排出口１７ａの位置）は、下記（数１）で示される。

これより、排出オーガ１７の目標先端位置（排出口１７ａの目標位置）が与えられた場合の各関節Ｊ１〜Ｊ４の目標値を求める逆運動学問題は、下記（数２）で示される。
なお、第四関節Ｊ４は、排出口１７ａを下方に向けるため、θ_４＝−π／２、とする。

図５に示すように、排出オーガ１７の各関節Ｊ１〜Ｊ４には、各関節Ｊ１〜Ｊ４を動かすためのアクチュエータ３１・３２・３３・３４がそれぞれ接続されている。アクチュエータ３１・３２・３３・３４は、例えば、油圧シリンダやモータで構成される。各アクチュエータ３１・３２・３３・３４は、各関節Ｊ１〜Ｊ４を動かして、排出オーガ１７先端位置（排出口１７ａの位置）を変更する。各アクチュエータ３１・３２・３３・３４には、各関節Ｊ１〜Ｊ４の関節変数θ_１・θ_２・ｄ_３・θ_４を検出するためのセンサ４１・４２・４３・４４がそれぞれ接続されている。

以下では、農作物排出装置１００について説明する。
農作物排出装置１００は、撮像手段１１０と、マーカー１２１と、制御装置１３０と、を備える。

図３に示すように、撮像手段（カメラ）１１０は、排出オーガ１７の先端寄りの箇所に取り付けられている。撮像手段１１０は、排出オーガ１７と一体移動するように構成されている。
撮像手段１１０は、排出オーガ１７から下方を撮像する姿勢に固定されている。このように構成することで、排出オーガ１７の先端が高い位置に移動されると、撮像手段１１０が排出オーガ１７の下方を広範囲に撮像できるようになる。その結果、撮像手段１１０の画像内に、後述するマーカー１２１が写り込みやすくなり、マーカー１２１が見つかりやすくなる。

グレンタンク１５内の穀粒は、排出オーガ１７の排出口１７ａから、容器（穀粒タンク）６１内へ排出される。
図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、容器６１は、搬送車６０の荷台に載置されている。搬送車６０の操縦部の屋根には、板状部材が配置されており、前記板状部材の上面にはマーカー１２１が描かれている。これにより、マーカー１２１が容器６１に対して定位置に配置された状態となっている。
マーカー１２１は、容器６１の直前方に存在しており、容器６１の近傍にて上向きに配置されている。

図４（ｃ）に示すように、マーカー１２１は、前記板状部材の縁側部１２１ａを黒塗りにして、内側部１２１ｂを白塗りにして、内側部１２１ｂ（白塗り部分）に黒文字で「Ａ」と表示した外観を有している。
図４（ｃ）に示すように、マーカー１２１に対する前後左右方向は、文字「Ａ」の向きを基準にして設定されている。

図５に示すように、制御装置１３０は、排出口位置制御手段１３１、排出口位置算出手段１３２、位置情報記憶手段１３３、判定手段１３６、穀粒排出量制御手段１３７、機体位置算出手段１３８、及び機体制御手段１３９を有している。

排出口位置制御手段１３１には、アクチュエータ３１・３２・３３・３４が接続されている。排出口位置制御手段１３１は、アクチュエータ３１・３２・３３・３４を操作することによって、排出オーガ１７の動作を制御して、排出口１７ａを移動させることが可能である。
排出口位置制御手段１３１には、センサ４１・４２・４３・４４が接続されている。排出口位置制御手段１３１は、各センサ４１・４２・４３・４４から各関節Ｊ１〜Ｊ４の関節変数θ_１・θ_２・ｄ_３・θ_４に関する情報を取得することが可能である。
排出口位置制御手段１３１には、機体傾斜機構２４が接続されている。排出口位置制御手段１３１は、機体傾斜機構２４の傾斜アクチュエータを操作して、機体２を前後左右に傾斜させることが可能である。
排出口位置制御手段１３１には、穀粒排出操作具２５が接続されている。穀粒排出操作具２５は、作業者が穀粒排出作業を開始するときに操作する操作具であり、例えば、ボタンやレバーで構成される。穀粒排出操作具２５は、操縦部２０に設けられている。作業者が、穀粒排出操作具２５を操作すると、穀粒排出操作具２５から排出口位置制御手段１３１に信号が送信されるように構成されている。

排出口位置算出手段１３２は、排出オーガ１７の排出口１７ａから穀粒が排出されるときの排出口１７ａの目標位置Ｐを算出するものである。排出口位置算出手段１３２が排出口１７ａの目標位置Ｐを算出するときの手順についての詳細な説明は後述する。
排出口位置算出手段１３２には、撮像手段１１０が接続されている。排出口位置算出手段１３２は、撮像手段１１０により撮像された画像のデータを取得することが可能である。

位置情報記憶手段１３３には、マーカー１２１と、排出口１７ａの目標位置Ｐと、の所定の位置関係に関する情報が記憶されている。この情報は、以下の手順で記憶される。
作業者は、予め、マーカー１２１と、排出口１７ａの目標位置Ｐと、の位置関係を決めておく。具体的には、作業者は、例えば、マーカー１２１から後方向にｍメートル、上方向にｎメートル離れた位置を、排出口１７ａの目標位置Ｐに設定するといったことを、予め決めておく（図４（ａ）及び図４（ｂ）参照）。そして、作業者は、この予め決めておいた、マーカー１２１と、排出口１７ａの目標位置Ｐと、の位置関係に関する情報（前記所定の位置関係に関する情報）を、位置情報記憶手段１３３に記憶させておく。

判定手段１３６は、排出口１７ａの移動可能範囲Ｒを算出して、そして、排出口位置算出手段１３２により算出された排出口１７ａの目標位置Ｐが、排出口１７ａの移動可能範囲Ｒ内に存在しているか否かを判定する。
判定手段１３６は、排出口１７ａの移動可能範囲Ｒを、排出オーガ１７の関節Ｊ１〜Ｊ３の可動範囲に基づいて算出する。言い換えれば、判定手段１３６は、排出口１７ａの移動可能範囲Ｒを、各関節Ｊ１〜Ｊ３の関節変数θ_１・θ_２・ｄ_３の取りうる値の範囲に基づいて算出する。関節変数θ_１・θ_２・ｄ_３の取りうる値の範囲は、予め決められている。

穀粒排出量制御手段１３７には、アクチュエータ２１に接続されている。穀粒排出量制御手段１３７は、アクチュエータ２１を操作して、オーガクラッチ１９の入切操作を行うことで、前記スクリューコンベアの動作を制御して、排出オーガ１７の排出口１７ａからの穀粒の排出・停止を切り換えることが可能である。
穀粒排出量制御手段１３７には、穀粒センサ１６が接続されている。穀粒排出量制御手段１３７は、穀粒センサ１６から、グレンタンク１５内の穀粒の収容量に関する情報を取得することが可能である。

機体位置算出手段１３８は、判定手段１３６により、排出口１７ａの目標位置Ｐが、排出口１７ａの移動可能範囲Ｒ内に存在していないと判定された場合に、排出口１７ａの目標位置Ｐが排出口１７ａの移動可能範囲Ｒ内に存在する機体２の目標位置Ｑを算出するものである。機体位置算出手段１３８が、機体２の目標位置Ｑを算出するときの手順についての詳細な説明は後述する。

機体制御手段１３９は、変速機構３ａ、ブレーキ機構等に接続されており、機体２の移動・停止を制御することが可能である。

以下では、穀粒の排出作業が行われるときの手順ステップＳ１〜Ｓ１２について、図６を参照して説明する。

ステップＳ１において、作業者は、圃場内において刈取作業によってグレンタンク１５内に穀粒を収納した後、圃場外に駐車された搬送車６０に対して、コンバイン１（機体２）を圃場内から横付けする（図７（ａ）及び図７（ｂ）参照）。そして、作業者は、穀粒排出操作具２５を操作する。これにより、排出口位置制御手段１３１が穀粒排出操作具２５から信号を受信する。

ステップＳ２において、排出口位置制御手段１３１は、穀粒排出操作具２５から信号を受信すると、アクチュエータ３１・３２・３３を操作して、排出オーガ１７の関節Ｊ１〜Ｊ３を駆動させて、排出オーガ１７の先端を移動させる。
なお、本実施形態では、機体２が搬送車６０に対して並列に停止される（横付けされる）ことを前提としている。そして、排出口位置制御手段１３１は、穀粒排出操作具２５から信号を受信すると、排出オーガ１７の先端を側方（搬送車６０側）へ移動させるようにプログラミングされていることとする。また、このとき、排出口位置制御手段１３１は、排出オーガ１７の先端をなるべく高い位置へ移動させて、撮像手段１１０の撮像範囲を広げて、撮像手段１１０の画像内に、マーカーが写り込みやすい状態にするように構成されている。なお、機体２が搬送車６０に対して後付けされることを前提としている場合には、排出口位置制御手段１３１が、穀粒排出操作具２５から信号を受信すると、排出オーガ１７の先端を後方に移動させるように構成すればよい。

ステップＳ３において、排出口位置算出手段１３２は、撮像手段１１０により撮像された画像のデータを取得して、当該画像に対して二値化処理を行い、そして、当該画像内のマーカー１２１を特定する。

ステップＳ４において、排出口位置算出手段１３２は、前記画像内のマーカー１２１を特定すると、機体２に対するマーカー１２１の位置（機体２の座標系ΣＯ_ν−ｘ_νｙ_νｚ_νから見たマーカー１２１の位置）を算出する。マーカー１２１の位置は以下のように算出される。
排出口位置算出手段１３２は、撮像手段１１０により撮像されたマーカー１２１の文字「Ａ」の画像と、予め記憶されているマーカー１２１の文字「Ａ」の形状・サイズ等に関する情報と、を比較することで、撮像手段１１０とマーカー１２１との位置関係、及び文字「Ａ」の向きを算出する。そして、排出口位置算出手段１３２は、上記算出した撮像手段１１０とマーカー１２１との位置関係に関する情報と、予め記憶されている撮像手段１１０の取り付け位置に関する情報に基づいて、機体２に対するマーカー１２１の位置を算出する。なお、撮像手段により撮像された画像内の、特定の物体（マーカー１２１）の位置を算出する画像処理解析技術については公知であるため詳細な説明は省略する。

ステップＳ５において、排出口位置算出手段１３２は、算出したマーカー１２１の位置に対して所定の位置関係を有する位置を、排出口１７ａの目標位置Ｐとして算出する。
前記所定の位置関係に関する情報は、位置情報記憶手段１３３に記憶されているものである。
本実施形態では、位置情報記憶手段１３３には、排出口１７ａの目標位置Ｐを、マーカー１２１から後方向にｍメートル、上方向にｎメートル離れた位置に設定する旨の情報が記憶されていることとする（図４（ａ）及び図４（ｂ）参照）。
排出口位置算出手段１３２は、前記所定の位置関係に関する情報を位置情報記憶手段１３３から取得して、この取得した情報を用いて、排出口１７ａの目標位置Ｐを算出する。排出口位置算出手段１３２は、排出口１７ａの目標位置Ｐを、機体２の座標系ΣＯ_ν−ｘ_νｙ_νｚ_νから見た値で算出する。

ステップＳ６において、判定手段１３６は、排出口１７ａの移動可能範囲Ｒを算出する、上記したように、判定手段１３６は、排出口１７ａの移動可能範囲Ｒを、排出オーガ１７の関節Ｊ１〜Ｊ３の可動範囲に基づいて算出する。本実施形態では、マーカー１２１のｎメートル上方の位置での、排出口１７ａの移動可能範囲Ｒが算出される。判定手段１３６は、排出口１７ａの移動可能範囲Ｒを、機体２の座標系ΣＯ_ν−ｘ_νｙ_νｚ_νから見た値で算出する。

ステップＳ７において、判定手段１３６は、排出口１７ａの目標位置Ｐが、排出口１７ａの移動可能範囲Ｒ内に存在しているか否かを判定する。

図７（ａ）に示すように、判定手段１３６により、排出口１７ａの目標位置Ｐが、排出口１７ａの移動可能範囲Ｒ内に存在していると判定された場合には（ステップＳ７、Ｙｅｓ）、ステップＳ８に移行する。
図７（ｂ）に示すように、判定手段１３６により、排出口１７ａの目標位置Ｐが、排出口１７ａの移動可能範囲Ｒ内に存在していないと判定された場合には（ステップＳ７、Ｎｏ）、ステップＳ１１に移行する。

ステップＳ８において、排出口位置制御手段１３１は、各関節Ｊ１〜Ｊ３の関節変数θ_１・θ_２・ｄ_３の目標値θ_１’・θ_２’・ｄ_３’を算出する。
関節変数θ_１・θ_２・ｄ_３の目標値θ_１’・θ_２’・ｄ_３’は、排出口１７ａが、排出口１７ａの目標位置Ｐに存在するときの関節変数θ_１・θ_２・ｄ_３の値である。
排出口位置制御手段１３１は、上記（数２）を用いて、関節変数θ_１・θ_２・ｄ_３の目標値θ_１’・θ_２’・ｄ_３’を算出する。

ステップＳ９において、排出口位置制御手段１３１は、各関節Ｊ１〜Ｊ３の関節変数θ_１・θ_２・ｄ_３が目標値θ_１’・θ_２’・ｄ_３’になるように、各アクチュエータ３１・３２・３３を操作する。これにより、排出オーガ１７の排出口１７ａが、排出口１７ａの目標位置Ｐ（容器６１の直上方）へ移動される（図８（ａ）及び図８（ｂ）参照）。
このとき、排出口位置制御手段１３１は、センサ４１・４２・４３の検出値が目標値θ_１’・θ_２’・ｄ_３’になったか否かを確認することによって、排出オーガ１７の排出口１７ａが、排出口１７ａの目標位置Ｐに到達したか否かを判断する。

ステップＳ１０において、穀粒排出量制御手段１３７は、オーガクラッチ１９を入状態にして、排出オーガ１７の排出口１７ａから穀粒Ｋを排出させる（図８（ａ）及び図８（ｂ）参照）。

ステップＳ１１において、機体位置算出手段１３８は、機体２の目標位置Ｑを算出する（図９（ａ）参照）。機体位置算出手段１３８は、機体２の目標位置Ｑを、機体２の座標系ΣＯ_ν−ｘ_νｙ_νｚ_νから見た値で算出する。
機体２の目標位置Ｑは、排出口１７ａの目標位置Ｐが、排出口１７ａの移動可能範囲Ｒ内に存在するときの、機体２の位置である。従って、機体２が現在の位置ｑから目標位置Ｑまで移動したときには、排出口１７ａの目標位置Ｐが、排出口１７ａの移動可能範囲Ｒ内に存在することとなる（図９（ｂ）参照）。
なお、機体２の目標位置Ｑを具体的にどの位置にするか、すなわち、機体２を容器６１（排出口１７ａの目標位置Ｐ）に、どの程度近づけさせるかについては設計事項であり、作業環境、排出オーガ１７の関節Ｊ１〜Ｊ３の可動範囲、容器６１の形状等に応じて適宜決定される。

ステップＳ１２において、機体制御手段１３９は、機体２を、現在の位置ｑから機体２の目標位置Ｑまで移動させる（図９（ａ）及び図９（ｂ）参照）。
その後は、上記ステップＳ３〜Ｓ１０の手順に従って、穀粒の排出作業が行われる。

以上のように、上記ステップＳ７に示すように、判定手段１３６により、排出オーガ１７の排出口１７ａの目標位置Ｐが、排出口１７ａの移動可能範囲Ｒ内に存在しているか否かが判定される。これにより、作業者が、排出オーガ１７を手動で操作して、排出オーガ１７の排出口１７ａを移動させて、排出口１７ａが容器６１まで届いているか否かを目視で確認する作業を行う必要がなくなる。これにより、穀粒排出作業を円滑に行え、作業性を向上させることが可能となる。

また、上記ステップＳ１２に示すように、機体制御手段１３９により、機体２が、機体２の目標位置Ｑまで移動されるので、作業者が感覚に頼って、コンバイン１の容器６１に対する位置決めを行う必要がなくなる。これにより、作業者の熟練度の影響を受けることが抑制され、作業性を向上させることが可能となる。

なお、撮像手段１１０を機体２に取り付けてもよい。
図１０に示すように、例えば、撮像手段１１０を、機体２の側部に取り付ける。そして、マーカー１２１を、搬送車６０の側部に取り付けて、横向きに配置する。そして、機体２が搬送車６０の側方に停止された（横付けされた）ときに、撮像手段１１０の画像内にマーカー１２１が写り込むように構成してもよい。
また、機体２が搬送車６０に対して後付けされる場合には、撮像手段１１０を、機体２の後部に取り付けて、撮像手段１１０により機体２の後方を撮像するように構成すればよい。

また、上記ステップＳ６に示すように、本実施形態では、判定手段１３６が、排出口１７ａの移動可能範囲Ｒを、排出オーガ１７の関節Ｊ１〜Ｊ３の可動範囲のみに基づいて算出するように構成したが、これに限定されない。図１１に示すように、判定手段１３６が、排出口１７ａの移動可能範囲Ｒ’を、排出オーガ１７の関節Ｊ１〜Ｊ３の可動範囲と、機体傾斜機構２４による機体２の傾斜可能範囲と、に基づいて算出するように構成してもよい。
これにより、排出口１７ａの移動可能範囲Ｒ’がより広くなる（Ｒ’＞Ｒ）。
従って、排出口１７ａの目標位置Ｐが、排出口１７ａの移動可能範囲Ｒ外に存在していたとしても、排出口１７ａの移動可能範囲Ｒ’内に存在している場合には、排出口位置制御手段１３１が、機体傾斜機構２４により機体２を傾斜させることによって、排出口１７ａを目標位置Ｐまで移動させることが可能となる。なお、この場合において、機体２が搬送車６０に対して横付けされる場合には、排出口位置制御手段１３１は、機体２を左右方向に傾斜させることとなり、これに対し、機体２が搬送車６０に対して後付けされる場合には、排出口位置制御手段１３１は、機体２を前後方向に傾斜させることとなる。

また、上記ステップＳ１２に示すように、本実施形態では、機体位置算出手段１３８により機体２の目標位置Ｑが算出されると、機体制御手段１３９が機体２を目標位置Ｑまで移動させるように構成したが、これに限定されない。
例えば、機体位置算出手段１３８により機体２の目標位置Ｑが算出された後に、操縦部２０の操作具（例えば、走行レバー）が操作されることによって、機体制御手段１３９が機体２を目標位置Ｑまで移動させるように構成してもよい。すなわち、機体位置算出手段１３８により機体２の目標位置Ｑが算出されても、作業者が前記操作具を操作するまでは機体２が停止しているように構成してもよい。これにより、作業者の意思によって、機体２が目標位置Ｑへ移動するタイミングを決定できるので、作業者にとって思いがけずに機体２が動きだしてしまうことが防げる。
また、操縦部２０に表示手段２７を設けて、表示手段２７に機体位置算出手段１３８を接続する（図５参照）。そして、機体位置算出手段１３８により算出された機体２の目標位置Ｑに関する情報が、表示手段２７に表示されるように構成してもよい。この機体２の目標位置Ｑに関する情報は、例えば、図９（ａ）に示すような、機体２の現在の位置ｑと、機体２の目標位置Ｑを示すような位置情報や、「（機体２を目標位置Ｑまで移動させるためには）機体２をｘメートル前進させて下さい」といった文字情報である。これにより、作業者は、表示手段２７に表示される情報を頼りにして、機体２を、機体２の目標位置Ｑまで移動させることが可能となる。これにより、作業者が感覚のみに頼ってコンバイン１の容器６１に対する位置決めを行う必要がなくなり、作業者の熟練度の影響を受けることが抑制され、作業性を向上させることが可能となる。なお、作業者が、機体２を操作して、機体２が目標位置Ｑに到達したときに、音声や音が発生するように構成してもよい。

なお、本実施形態の農作物排出装置は、コンバインの穀粒排出作業以外にも採用することが可能である。
本実施形態の農作物排出装置は、収穫した農作物（例えば、人参、じゃがいも等）を機体外部へ排出する排出手段を有し、前記排出手段には農作物の排出口及び関節が設けられ、前記関節を動かすことにより前記排出口を移動させることができる走行型収穫機により、収穫した農作物を前記排出手段の排出口から容器へ排出する作業を行う場合にも採用できる。
これにより、上記した農作物排出装置を採用してコンバインの穀粒排出作業を行う場合と、同様の効果を奏する。

１ コンバイン
２ 機体
１７ 排出オーガ
１７ａ 排出口
６１ 容器
１００ 農作物排出装置
１１０ 撮像手段
１２１ マーカー
１３２ 排出口位置算出手段
１３６ 判定手段

Claims (7)

1. 収穫した農作物を機体外部へ排出する排出手段を有し、前記排出手段には農作物の排出口及び関節が設けられ、前記関節を動かすことにより前記排出口を移動させることができる走行型収穫機に関して、前記排出手段の排出口から容器内へ農作物を排出させるための農作物排出装置であって、
   農作物が前記排出手段の排出口から前記容器内へ排出されるときの前記排出口の目標位置を算出する排出口位置算出手段と、
   前記排出口の移動可能範囲を算出して、前記排出口の目標位置が、前記排出口の移動可能範囲内に存在しているか否かを判定する判定手段と、
   を備えることを特徴とする、
   農作物排出装置。
2. 前記走行型収穫機はコンバインであり、前記排出手段は前記コンバインの排出オーガであることを特徴とする、
   請求項１に記載の農作物排出装置。
3. 前記判定手段は、前記排出口の移動可能範囲を、前記排出手段の関節の可動範囲に基づいて算出することを特徴とする、
   請求項１又は請求項２に記載の農作物排出装置。
4. 前記走行型収穫機には、水平面に対する前記走行型収穫機の機体の傾斜角度を変更可能な機体傾斜機構が設けられ、
   前記判定手段は、前記排出口の移動可能範囲を、前記排出手段の関節の可動範囲と、前記機体傾斜機構による前記機体の傾斜可能範囲と、に基づいて算出することを特徴とする、
   請求項１又は請求項２に記載の農作物排出装置。
5. 前記判定手段により、前記排出口の目標位置が、前記排出口の移動可能範囲内に存在していないと判定された場合には、前記排出口の目標位置が前記排出口の移動可能範囲内に存在する、前記走行型収穫機の機体の目標位置を算出する機体位置算出手段と、
   前記機体を、前記機体の目標位置へ移動させる機体制御手段と、
   を備えることを特徴とする、
   請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の農作物排出装置。
6. 前記判定手段により、前記排出口の目標位置が、前記排出口の移動可能範囲内に存在していないと判定された場合には、前記排出口の目標位置が前記排出口の移動可能範囲内に存在する、前記走行型収穫機の機体の目標位置を算出する機体位置算出手段と、
   前記機体の動作を制御する機体制御手段と、
   前記機体制御装置に接続される操作具と、
   を備え、
   前記機体制御手段は、前記操作具が操作されることによって、前記機体を、前記機体の目標位置へ移動させることを特徴とする、
   請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の農作物排出装置。
7. 前記判定手段により、前記排出口の目標位置が、前記排出口の移動可能範囲内に存在していないと判定された場合には、前記排出口の目標位置が前記排出口の移動可能範囲内に存在する、前記走行型収穫機の機体の目標位置を算出する機体位置算出手段と、
   前記機体の目標位置に関する情報を表示する表示手段と、
   を備えることを特徴とする、
   請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の農作物排出装置。