JP2015146748A - Electric working vehicle - Google Patents

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敏史 平松
Toshifumi Hiramatsu
敏史 平松
惠一 林
Keiichi Hayashi
惠一 林
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric working vehicle which can remove grass between rows of crops by autonomous travel and can be produced at a low cost.SOLUTION: An electric working vehicle 1 includes a left-and-right pair of travel units 20, a left-and-right pair of travel motors 26 for driving the travel units 20 respectively, a weeder 30 for removing grass, and a control unit 70 in which an autonomous travel program for autonomous travel is stored and can remove grass by autonomous travel. The electric working vehicle 1 also includes an imaging device 50 capable of capturing images of the surroundings of the electric working vehicle 1. The control unit 70 identifies crops on the basis of color information in images captured by the imaging device 50 and travels autonomously between rows of crops and removes grass.

Description

本発明は、左右一対の走行装置と、該それぞれの走行装置を駆動する左右一対の走行モータと、除草をするための除草装置と、自律走行をするための自律走行プログラムを格納した制御部とを備え、自律走行で除草が可能な電動作業車両に関する。   The present invention includes a pair of left and right traveling devices, a pair of left and right traveling motors that drive the respective traveling devices, a weeding device for weeding, and a control unit that stores an autonomous traveling program for autonomous traveling. And an electric work vehicle capable of weeding by autonomous traveling.

水田の除草方法には、除草剤による除草、作業員の人力による除草、手押し型や乗車型の除草作業機による除草、合鴨農法などの動物による除草などがある。近年は、環境に与える負荷の低減や安全な食料の供給などの理由から、除草剤を用いない除草が要望されている。   As paddy field weeding methods, weeding with herbicides, weeding by workers, weeding with hand-held or riding-type weeding machines, weeding with animals such as Aigamo farming methods, and the like. In recent years, there has been a demand for herbicides that do not use herbicides for reasons such as reducing environmental burdens and supplying safe food.

しかし、作業員の人力による除草は、重労働であり作業員への負担が非常に重い。また、除草作業機による除草は、高価な除草作業機の購入にコストがかかる。また、作業員が除草作業機を操作しながら除草するため、作業員は除草作業に拘束されるので作業効率が悪い。動物による除草は、除草にむらができるとともに、飼育費用や飼育に係る作業が増加してしまう。   However, weeding by workers is heavy labor and the burden on workers is very heavy. In addition, weeding with a weeding machine is costly to purchase an expensive weeding machine. Further, since the worker performs weeding while operating the weeding machine, the worker is restrained by the weeding work, so the work efficiency is poor. Weeding with animals can cause unevenness in weeding, and increases the cost of breeding and work related to breeding.

そこで、上記の課題を解決するために、自律走行によって除草をする水田除草ロボットが提案されている。例えば、稲株が通過可能なスペースを中央部に有した本体と、本体の下部に設けられた一対又は複数対の車輪と、車輪のそれぞれを駆動する複数の駆動部と、本体の下部に設けられた一対又は複数対のフロートと、本体の前部に設けられて稲株を検出する検出手段と、稲株が前記スペース内の中心部を通過するように駆動部を介し車輪の回転を制御する制御装置とを有するものがある(特許文献1)。ここで、特許文献1では、接触または非接触のセンサで稲株を検出するものである。また、稲株の検出をカメラによって撮像した画像から検出するものもある(非特許文献1)。   In order to solve the above problems, paddy field weeding robots have been proposed that perform weeding by autonomous running. For example, a main body having a space through which rice plants can pass, a pair or a plurality of wheels provided at the lower part of the main body, a plurality of driving units for driving the wheels, and a lower part of the main body. One or more pairs of floats, detection means provided at the front of the main body for detecting rice stock, and control of wheel rotation via the drive unit so that the rice stock passes through the center of the space Some have a control device (Patent Document 1). Here, in patent document 1, a rice strain is detected with a contact or non-contact sensor. In addition, there is one that detects the detection of rice stock from an image captured by a camera (Non-Patent Document 1).

特開2011−120573号公報JP 2011-120573 A

田畑克彦、他4名、「水田用小型除草ロボット(アイガモロボット)の開発」、岐阜県情報技術研究所研究報告 第10号Katsuhiko Tabata and 4 others, “Development of small weeding robot for paddy field (Aigamo robot)”, Gifu Prefectural Institute of Information Technology Research Report No. 10

しかしながら、特許文献1と非特許文献1において、水田除草ロボットは、正面視逆U字形状であり、機体の中央部を苗が通過し、苗の両側に走行装置を備える構成である。したがって、これらの水田除草ロボットの構造は複雑であるとともに大きく、その製造コストが高くなるという問題がある。また、苗は機体の中央部を通過するため、苗が成長した際には、苗と水田除草ロボットが接触して苗を傷つけるという問題もある。   However, in Patent Document 1 and Non-Patent Document 1, the paddy weeding robot has a reverse U-shape when viewed from the front, and has a configuration in which a seedling passes through the center of the machine body and travel devices are provided on both sides of the seedling. Therefore, the structure of these paddy field weeding robots is complicated and large, and there is a problem that the manufacturing cost is high. In addition, since the seedling passes through the center of the aircraft, there is a problem that when the seedling grows, the seedling and the paddy weeding robot come into contact with each other and damage the seedling.

そこで、本発明の目的は、自律走行によって作物の条間の除草作業ができ、低コストで製造可能な電動作業車両を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an electric work vehicle that can perform weeding work between crop strips by autonomous traveling and can be manufactured at low cost.

上記課題を解決するために、本発明の電動作業車両は、
左右一対の走行装置と、
該それぞれの走行装置を駆動する左右一対の走行モータと、
除草をするための除草装置と、
自律走行をするための自律走行プログラムを格納した制御部とを備え、
自律走行で除草が可能な電動作業車両において、
前記電動作業車両の周辺を撮像可能な撮像装置を備え、
前記制御部は、前記撮像装置によって撮像された画像の色情報に基づいて作物を識別し、
前記作物の条間を自律走行して除草をすることを特徴とする。
In order to solve the above problems, an electric work vehicle according to the present invention includes:
A pair of left and right traveling devices;
A pair of left and right traveling motors for driving the respective traveling devices;
A weeding device for weeding,
A control unit storing an autonomous traveling program for autonomous traveling,
In an electric work vehicle that can be weeded autonomously,
An imaging device capable of imaging the periphery of the electric work vehicle,
The control unit identifies a crop based on color information of an image captured by the imaging device,
It is characterized by weeding by autonomously running between the crop streaks.

また、左右一対の走行装置と、
該それぞれの走行装置を駆動する左右一対の走行モータと、
除草をするための除草装置と、
自律走行をするための自律走行プログラムを格納した制御部とを備え、
自律走行で除草が可能な電動作業車両において、
前記電動作業車両の周辺を撮像可能な撮像装置を備え、
前記制御部は、前記撮像装置によって撮像された画像の色情報に基づいて走行可能領域を識別し、
前記走行可能領域を自律走行して除草をすることを特徴とする。
A pair of left and right traveling devices;
A pair of left and right traveling motors for driving the respective traveling devices;
A weeding device for weeding,
A control unit storing an autonomous traveling program for autonomous traveling,
In an electric work vehicle that can be weeded autonomously,
An imaging device capable of imaging the periphery of the electric work vehicle,
The control unit identifies a travelable area based on color information of an image captured by the imaging device,
Weeding is carried out autonomously in the travelable area.

更に、前記撮像装置を保護する無色透明な保護カバーと、
前記保護カバーの外側面の付着物を除去する除去装置とを備え、
前記撮像装置は、前記保護カバー越しに前記電動作業車両の周辺を撮像可能であり、
前記制御部は、前記画像の色情報に基づいて前記保護カバーの外側面の付着物を識別し、前記除去装置を作動させることを特徴とする。
Furthermore, a colorless and transparent protective cover for protecting the imaging device;
A removal device for removing deposits on the outer surface of the protective cover,
The imaging device is capable of imaging the periphery of the electric work vehicle through the protective cover,
The controller is configured to identify deposits on the outer surface of the protective cover based on the color information of the image and to operate the removing device.

更に、前記保護カバーは、円筒形状であり、該保護カバーの内部に前記撮像装置を配設し、
前記除去装置は、前記保護カバーの外周面に当接するワイパーと、前記保護カバーを円筒軸を軸として回動する回動装置とから構成され、
前記保護カバーを回動し、前記ワイパーによって該保護カバーの外周面に付着した付着物を除去することを特徴とする。
Furthermore, the protective cover has a cylindrical shape, and the imaging device is disposed inside the protective cover.
The removing device includes a wiper that contacts the outer peripheral surface of the protective cover, and a rotating device that rotates the protective cover about a cylindrical axis.
The protective cover is rotated, and the adhered matter adhered to the outer peripheral surface of the protective cover is removed by the wiper.

更に、前記制御部は、前記画像の色情報に基づいて農地の境界を識別し、該境界内を自律走行させることを特徴とする。   Further, the control unit identifies a farmland boundary based on the color information of the image, and autonomously travels within the boundary.

更に、前記電動作業車両の周辺の障害物を検出する障害物検出センサを備えることを特徴とする。   Furthermore, an obstacle detection sensor for detecting an obstacle around the electric work vehicle is provided.

更に、前記除草装置は、車両後部に設けられたレーキであり、左右方向を軸として回動自在であることを特徴とする。   Furthermore, the weeding device is a rake provided at the rear of the vehicle, and is characterized in that it can rotate about the horizontal direction as an axis.

更に、前記レーキに加わる荷重を検出する荷重センサと、前記レーキを左右方向を軸として回動する回動装置とを備えることを特徴とする。   Furthermore, a load sensor that detects a load applied to the rake, and a rotation device that rotates the rake about the left-right direction are provided.

更に、警報装置を備えることを特徴とする。   Furthermore, an alarm device is provided.

更に、通信装置を備えることを特徴とする。   Furthermore, the communication apparatus is provided.

本発明の電動作業車両によれば、左右一対の走行装置と、該それぞれの走行装置を駆動する左右一対の走行モータと、除草をするための除草装置と、自律走行をするための自律走行プログラムを格納した制御部とを備え、自律走行で除草が可能な電動作業車両において、前記電動作業車両の周辺を撮像可能な撮像装置を備え、前記制御部は、前記撮像装置によって撮像された画像の色情報に基づいて作物を識別し、前記作物の条間を自律走行して除草をする。   According to the electric work vehicle of the present invention, a pair of left and right traveling devices, a pair of left and right traveling motors that drive the respective traveling devices, a weeding device for weeding, and an autonomous traveling program for autonomous traveling An electric working vehicle capable of weeding by autonomous traveling, and an imaging device capable of imaging the periphery of the electric working vehicle, wherein the control unit is configured to capture an image captured by the imaging device. A crop is identified based on the color information, and weeds by autonomously running between the strips of the crop.

これにより、簡易な構成と制御によって作物の条間の自律走行が可能となる。したがって、自律走行によって作物の条間の除草作業ができ、低コストで製造可能な電動作業車両を提供できる。   Thereby, the autonomous running between the strips of the crop is possible with a simple configuration and control. Therefore, it is possible to provide an electric working vehicle that can be weeded between crop strips by autonomous traveling and can be manufactured at low cost.

また、本発明の電動作業車両によれば、左右一対の走行装置と、該それぞれの走行装置を駆動する左右一対の走行モータと、除草をするための除草装置と、自律走行をするための自律走行プログラムを格納した制御部とを備え、自律走行で除草が可能な電動作業車両において、前記電動作業車両の周辺を撮像可能な撮像装置を備え、前記制御部は、前記撮像装置によって撮像された画像の色情報に基づいて走行可能領域を識別し、前記走行可能領域を自律走行して除草をする。   According to the electric work vehicle of the present invention, a pair of left and right traveling devices, a pair of left and right traveling motors that drive the respective traveling devices, a weeding device for weeding, and an autonomous for traveling autonomously. An electric work vehicle capable of weeding by autonomous running, and having an imaging device capable of imaging the periphery of the electric work vehicle, the control unit being imaged by the imaging device A travelable area is identified based on the color information of the image, and autonomous travel is performed in the travelable area to perform weeding.

これにより、簡易な構成と制御によって作物や障害物のない領域(走行可能領域)の自律走行が可能となる。したがって、自律走行によって作物の条間の除草作業ができ、低コストで製造可能な電動作業車両を提供できる。   Thereby, it is possible to autonomously travel in an area (a travelable area) free from crops and obstacles with a simple configuration and control. Therefore, it is possible to provide an electric working vehicle that can be weeded between crop strips by autonomous traveling and can be manufactured at low cost.

更に、本発明の電動作業車両によれば、前記撮像装置を保護する無色透明な保護カバーと、前記保護カバーの外側面の付着物を除去する除去装置とを備え、前記撮像装置は、前記保護カバー越しに前記電動作業車両の周辺を撮像可能であり、前記制御部は、前記画像の色情報に基づいて前記保護カバーの外側面の付着物を識別し、前記除去装置を作動させるので、保護カバーの外側面に土や虫などが付着しても、これら付着物を除去することができる。したがって、付着物よる撮像不良(画像への付着物の写りこみ)を回避して自律走行を継続させることができ、除草作業の効率が向上する。   Furthermore, according to the electric work vehicle of the present invention, it is provided with a colorless and transparent protective cover that protects the imaging device, and a removal device that removes deposits on the outer surface of the protective cover, and the imaging device includes the protection device. The periphery of the electric work vehicle can be imaged through the cover, and the control unit identifies the deposit on the outer surface of the protective cover based on the color information of the image and activates the removing device. Even if dirt or insects adhere to the outer surface of the cover, these deposits can be removed. Therefore, it is possible to continue the autonomous traveling while avoiding the imaging failure due to the attached matter (reflection of the attached matter to the image), and the efficiency of the weeding work is improved.

更に、本発明の電動作業車両によれば、前記保護カバーは、円筒形状であり、該保護カバーの内部に前記撮像装置を配設し、前記除去装置は、前記保護カバーの外周面に当接するワイパーと、前記保護カバーを円筒軸を軸として回動する回動装置とから構成され、前記保護カバーを回動し、前記ワイパーによって該保護カバーの外周面に付着した付着物を除去するので、保護カバーの外側面に土や虫などが付着しても、これら付着物を除去することができる。したがって、付着物よる撮像不良(画像への付着物の写りこみ)を回避して自律走行を継続させることができ、除草作業の効率が向上する。また、除去装置は簡易な構成であるため、低コストで製造することができる。   Furthermore, according to the electric work vehicle of the present invention, the protective cover has a cylindrical shape, the imaging device is disposed inside the protective cover, and the removing device contacts the outer peripheral surface of the protective cover. It is composed of a wiper and a rotating device that rotates the protective cover about a cylindrical axis, and rotates the protective cover, so that the adhered matter adhered to the outer peripheral surface of the protective cover is removed by the wiper. Even if dirt or insects adhere to the outer surface of the protective cover, these deposits can be removed. Therefore, it is possible to continue the autonomous traveling while avoiding the imaging failure due to the attached matter (reflection of the attached matter to the image), and the efficiency of the weeding work is improved. Moreover, since the removal device has a simple configuration, it can be manufactured at a low cost.

更に、本発明の電動作業車両によれば、前記制御部は、前記画像の色情報に基づいて農地の境界を識別し、該境界内を自律走行させるので、農地の境界の位置情報を必要とせず、農地内の自立走行が可能となる。   Furthermore, according to the electric work vehicle of the present invention, the control unit identifies the boundary of the farmland based on the color information of the image, and autonomously travels within the boundary. Therefore, the position information of the boundary of the farmland is required. Therefore, it is possible to run independently in the farmland.

更に、本発明の電動作業車両によれば、前記電動作業車両の周辺の障害物を検出する障害物検出センサを備えるので、障害物との衝突を回避でき、電動作業車両の故障を防止できる。また、電動作業車両と作物との衝突を確実に回避でき、作物を傷つけることを防止できる。   Furthermore, according to the electric work vehicle of the present invention, since the obstacle detection sensor for detecting an obstacle around the electric work vehicle is provided, a collision with the obstacle can be avoided and a failure of the electric work vehicle can be prevented. In addition, the collision between the electric work vehicle and the crop can be reliably avoided, and the crop can be prevented from being damaged.

更に、本発明の電動作業車両によれば、前記除草装置は、車両後部に設けられたレーキであり、左右方向を軸として回動自在であるので、簡易な構成で除草が可能であり、電動作業車両の製造コストを低減できる。また、凹凸がある地面であっても、レーキがこの凹凸に対応して回動するため、除草のむらを低減することができ、より確実に除草することができる。   Furthermore, according to the electric work vehicle of the present invention, the weeding device is a rake provided at the rear part of the vehicle and is rotatable about the left and right direction, so that weeding is possible with a simple configuration. The manufacturing cost of the work vehicle can be reduced. Moreover, even if the terrain has unevenness, the rake rotates corresponding to the unevenness, so that weeding unevenness can be reduced and weeding can be performed more reliably.

更に、本発明の電動作業車両によれば、前記レーキに加わる荷重を検出する荷重センサと、前記レーキを左右方向を軸として回動する回動装置とを備えるので、レーキの地面への引っかかりを検出することができ、レーキを回動させることで引っ掛かりを取除くことができる。したがって、レーキの土への引っ掛かりによる電動作業車両の自律走行の停止を防止し、自律走行を継続させることができ、除草作業の効率が向上する。また、電動作業車両に過度の負荷が加わることを防止し、電動作業車両の故障を低減できる。   Furthermore, according to the electric work vehicle of the present invention, since the load sensor that detects the load applied to the rake and the rotation device that rotates the rake about the left-right direction as an axis, the rake is caught on the ground. It can be detected and can be removed by rotating the rake. Therefore, it is possible to prevent the autonomous traveling of the electric work vehicle from being stopped due to the rake being caught on the soil, and to continue the autonomous traveling, thereby improving the efficiency of the weeding work. Moreover, it can prevent that an excessive load is added to an electric work vehicle, and can reduce the failure of an electric work vehicle.

更に、本発明の電動作業車両によれば、警報装置を備えるので、電動作業車両の不具合などを周囲に明示告知することができる。したがって、電動作業車両の不具合などを早期に発見でき、除草作業の効率が向上する。   Furthermore, according to the electric work vehicle of the present invention, since the alarm device is provided, it is possible to clearly notify the surroundings of a malfunction or the like of the electric work vehicle. Therefore, the malfunction of the electric work vehicle can be detected at an early stage, and the efficiency of the weeding work is improved.

更に、本発明の電動作業車両によれば、通信装置を備えるので、電動作業車両の遠隔操作が可能となる。また、離れた場所から作物の状態や電動作業車両の作動状態を確認することが可能となる。したがって、作業員の作業量を低減することができるとともに、除草作業の効率が向上する。   Furthermore, according to the electric work vehicle of the present invention, since the communication device is provided, the electric work vehicle can be remotely operated. Moreover, it becomes possible to confirm the state of the crop and the operating state of the electric work vehicle from a remote place. Therefore, the work amount of the worker can be reduced and the efficiency of the weeding work is improved.

本発明の実施形態に係る電動作業車両の一例としての、水田除草ロボットを示す左側面図である。It is a left view which shows the paddy field weeding robot as an example of the electric work vehicle which concerns on embodiment of this invention. 図1の平面図である。It is a top view of FIG. 保護カバーの斜視図である。It is a perspective view of a protective cover. 保護カバーと除去装置とを説明するための平面図である。It is a top view for demonstrating a protective cover and a removal apparatus. 制御の処理フローの一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the processing flow of control. 撮像装置によって撮像された画像の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the image imaged by the imaging device. 図6における画像に画像分割処理を施した画像を示す概略図である。It is the schematic which shows the image which performed the image division process on the image in FIG. 画像分割処理を施した画像における判定点を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the determination point in the image which performed the image division process. 畦の直前で撮像された画像の一例に画像分割処理を施した画像を示す概略図である。It is the schematic which shows the image which performed the image division process to an example of the image imaged just before the eyelid. 別の苗の条間へ移動する際の旋回を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the turning at the time of moving to the space | interval of another seedling. 画像分割処理を施した画像における別の判定点を説明するための図である。It is a figure for demonstrating another determination point in the image which performed the image division process. 制御の処理フローの一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the processing flow of control. 撮像装置によって撮像された画像の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the image imaged by the imaging device. 図13における画像に別の画像分割処理を施した画像を示す概略図である。It is the schematic which shows the image which performed another image division process on the image in FIG. 本発明の別の実施形態に係る水田除草ロボットの一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of the paddy field weeding robot which concerns on another embodiment of this invention.

以下、図面を参照しつつ、本発明を実施するための最良の形態について詳述する。なお、この明細書において、「前」とは電動作業車両の前進方向を、「後」とは後進方向を、「左右」とはそれぞれ、前進方向に向かって「左右」を、「上下」とはそれぞれ、電動作業車両の「上下」方向を意味するものとする。図1は、本発明の実施形態に係る電動作業車両の一例としての、水田除草ロボットを示す左側面図である。図2は、図1の平面図である。図3は、斜め上方から見た保護カバーの斜視図である。図4は、保護カバーと除去装置を説明するための平面図である。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In this specification, “front” refers to the forward direction of the electric work vehicle, “rear” refers to the reverse direction, “left / right” refers to “left / right”, “up / down”, respectively. Each means the “up and down” direction of the electric work vehicle. FIG. 1 is a left side view showing a paddy weeding robot as an example of an electric work vehicle according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view of FIG. FIG. 3 is a perspective view of the protective cover as viewed obliquely from above. FIG. 4 is a plan view for explaining the protective cover and the removing device.

図1,図2に示されるように、水田除草ロボット(電動作業車両)1は、機体10と、左右一対の走行装置20(20R,20L)と、それぞれの走行装置20R,20Lを駆動する左右一対の走行モータ26(26R,26L)と、除草装置30とを備える。また、水田除草ロボット1は、水田除草ロボット1の周辺を撮像可能な撮像装置50と、バッテリー60と、警報装置65と、制御部70なども備える。走行モータ26、撮像装置50、警報装置65などは、制御部70の制御下で動作する。   As shown in FIGS. 1 and 2, a paddy weeding robot (electric work vehicle) 1 includes a body 10, a pair of left and right traveling devices 20 (20R, 20L), and left and right driving the respective traveling devices 20R, 20L. A pair of traveling motors 26 (26R, 26L) and a weeding device 30 are provided. The paddy weeding robot 1 also includes an imaging device 50 that can capture the periphery of the paddy weeding robot 1, a battery 60, an alarm device 65, a control unit 70, and the like. The travel motor 26, the imaging device 50, the alarm device 65, and the like operate under the control of the control unit 70.

機体10は、主に樹脂から構成されたものであり、機体下部11と、機体下部11の上方に配設された機体上部12とからなる。機体下部11は、前後方向に長尺な略直方体であり、前部は側面視先細り形状であり、底部は船底形状をしている。そして、水田除草ロボット1において、この機体下部11がフロートの役割を果たし、水田での走行時に、機体10に浮力を与える。機体上部12は、前後方向に長尺な略直方体である。機体上部12の前部は、撮像装置50を保護する無色透明な保護カバー40を備え、撮像装置50は保護カバー40越しに機体10の前方が撮像可能である。   The airframe 10 is mainly composed of a resin, and includes an airframe lower part 11 and an airframe upper part 12 disposed above the airframe lower part 11. The body lower part 11 is a substantially rectangular parallelepiped elongated in the front-rear direction, the front part has a tapered shape in side view, and the bottom part has a ship bottom shape. In the paddy weeding robot 1, the lower body 11 serves as a float, and gives buoyancy to the body 10 when traveling in the paddy field. The machine body upper part 12 is a substantially rectangular parallelepiped elongated in the front-rear direction. A front portion of the upper body 12 includes a colorless and transparent protective cover 40 that protects the imaging device 50, and the imaging device 50 can image the front of the aircraft 10 through the protective cover 40.

走行装置20(20R,20L)は、クローラ式の走行装置であって、左右で対称形状である。走行装置20は、駆動輪21と、二つの従動輪22と、3つの補助ローラ23と、クローラベルト24と、取付フレーム25などから構成される。クローラベルト24は、駆動輪21、2つの従動輪22、3つの補助ローラ23に外接するように掛け回されている。そして、機体10に備える左右一対の走行モータ26R,26Lが、左右の駆動輪21R,21Lをそれぞれ独立して回転させる。つまり、左右一対の走行モータ26R,26Lが、左右の走行装置20R,20Lをそれぞれ独立して駆動させる。なお、走行モータ26は、不図示のギヤを介して左右の走行装置20と連結している。また、走行モータ26の電力は、機体10に備えるバッテリー60から供給される。   The traveling device 20 (20R, 20L) is a crawler traveling device and has a symmetrical shape on the left and right. The traveling device 20 includes a drive wheel 21, two driven wheels 22, three auxiliary rollers 23, a crawler belt 24, an attachment frame 25, and the like. The crawler belt 24 is wound around the drive wheel 21, the two driven wheels 22, and the three auxiliary rollers 23. Then, the pair of left and right traveling motors 26R and 26L provided in the body 10 rotate the left and right drive wheels 21R and 21L independently. That is, the pair of left and right traveling motors 26R and 26L drive the left and right traveling devices 20R and 20L independently of each other. The traveling motor 26 is connected to the left and right traveling devices 20 via gears (not shown). Further, the electric power of the traveling motor 26 is supplied from a battery 60 provided in the machine body 10.

左右の走行装置20R,20Lをそれぞれ独立して駆動させることで、水田除草ロボット1の前進、後進、旋回等を行うことができる。前進と後進時には、左右の走行装置20R,20Lを同一方向かつ同一速度で駆動させる。旋回時には、右の走行装置20Rと、左の走行装置20Lとを異なる速度で駆動させる。また、右の走行装置20Rと、左の走行装置20Lとを前後逆方向に駆動させることで、ゼロターンが可能となる。   By independently driving the left and right traveling devices 20R and 20L, the paddy field weeding robot 1 can be moved forward, backward, turned, and the like. During forward and reverse travel, the left and right traveling devices 20R and 20L are driven in the same direction and at the same speed. At the time of turning, the right traveling device 20R and the left traveling device 20L are driven at different speeds. In addition, a zero turn is possible by driving the right traveling device 20R and the left traveling device 20L in the reverse direction.

なお、走行装置20は、上述の構成に限定されるものではなく、水田除草ロボット1を走行可能(前進、後進、旋回など)とするものであればよい。例えば、前後左右の4つの車輪から構成されるものであってもよく、前の左右の2つの車輪を従動輪とし、後の左右の2つの車輪を2つの走行モータ26R,26Lによってそれぞれ駆動する駆動輪とする構成であってもよい。また、車輪の外周端部に複数のフィンを備え、このフィンによって水を掻くことができる構成としてもよい。   The traveling device 20 is not limited to the above-described configuration, and may be any device that enables the paddy weeding robot 1 to travel (forward, reverse, turn, etc.). For example, it may be composed of four wheels on the front, rear, left and right. The front left and right wheels are driven wheels, and the rear left and right wheels are driven by two travel motors 26R and 26L, respectively. The structure which makes it a drive wheel may be sufficient. Moreover, it is good also as a structure which equips the outer periphery edge part of a wheel with a some fin and can scrape water with this fin.

除草装置30は、レーキであり、5つのアーム31と、回動シャフト32と、左右の取付アーム33などから構成され、機体10の後部に備えられる。アーム31は、側面視において、略L字形状である。アーム31の一端は先細り形状であり、他端には貫通穴を備える。5つのアーム31の貫通穴には、回動シャフト32が挿通される。この回動シャフト32は、左右の取付アーム33のそれぞれの上端に固定される。左右の取付アーム33のそれぞれの下端は、機体10(機体下部11)の後端に取り付けられる。したがって、5つのアーム31は、それぞれの一端が機体10に左右方向を軸として回動自在に支持される。なお、5つのアーム31は、機体10の左右方向に略等間隔で整列して位置している。また、5つのアーム31の先細り形状の先端は、下方を向いている。このアーム31の先細り形状の先端がアーム31の自重によって水田の土に突き刺さる。そして、除草装置30は、水田除草ロボット1が前進することで、水田の土を掘り起こして除草する。   The weeding device 30 is a rake, and includes five arms 31, a rotating shaft 32, left and right mounting arms 33, and the like, and is provided at the rear portion of the body 10. The arm 31 is substantially L-shaped in a side view. One end of the arm 31 is tapered, and the other end is provided with a through hole. A rotation shaft 32 is inserted into the through holes of the five arms 31. The rotating shaft 32 is fixed to the upper ends of the left and right mounting arms 33. The lower ends of the left and right attachment arms 33 are attached to the rear ends of the airframe 10 (the airframe lower part 11). Accordingly, one end of each of the five arms 31 is supported by the body 10 so as to be rotatable about the left-right direction as an axis. The five arms 31 are aligned in the left-right direction of the body 10 at substantially equal intervals. Further, the tapered tips of the five arms 31 face downward. The tapered tip of the arm 31 pierces the paddy soil by the weight of the arm 31. And the weeding apparatus 30 digs up the soil of a paddy field and weeds by the paddy field weeding robot 1 moving forward.

上述のように、除草装置30は簡易な構成のレーキであり、低コストで製造可能である。また、アーム31は、機体10に左右方向を軸として回動自在に支持されているため、地面に凹凸があっても、この凹凸に対応して回動するため、除草のむらを低減することができ、より確実に除草することができる。   As described above, the weeding device 30 is a rake having a simple configuration and can be manufactured at low cost. In addition, since the arm 31 is supported by the body 10 so as to be rotatable about the left-right direction as an axis, even if there is unevenness on the ground, the arm 31 rotates corresponding to the unevenness, so that weeding unevenness can be reduced. And weeding more reliably.

ここで、除草装置30は、上述の構成に限定されるものではなく、水田除草ロボット1の前進にともなって除草することができるものであればよい。例えば、5つのアーム31が、一体として機体10に左右方向を軸として回動自在に支持される構成であってもよい。アーム31の一端を回動シャフト32に固設し、この回動シャフト32を取付アーム33によって回動自在に支持する構成であってもよい。また、アーム31の数は5つに限定されるものではない。アーム31の数や配設位置は、苗の条間に応じて適宜設計するものである。   Here, the weeding device 30 is not limited to the above-described configuration, and any device that can be weeded as the paddy weeding robot 1 moves forward may be used. For example, the five arms 31 may be integrally supported by the body 10 so as to be rotatable about the left-right direction as an axis. One end of the arm 31 may be fixed to the rotating shaft 32, and the rotating shaft 32 may be rotatably supported by the mounting arm 33. Further, the number of arms 31 is not limited to five. The number and arrangement positions of the arms 31 are appropriately designed according to the spacing between the seedlings.

保護カバー40は、図3に示すように、円板上の上部41と、上部41の周縁から垂下される円筒形状の胴部42とからなる。上部41の上面には、胴部42の円筒軸と同軸である、プーリ43と回動シャフト44とが形成されている。また、上部41には、上下方向に貫通した複数の貫通穴45が形成されている。保護カバー40は、回動シャフト44により、円筒軸を軸として機体10に回動自在に支持される。   As shown in FIG. 3, the protective cover 40 includes an upper part 41 on a circular plate and a cylindrical body part 42 depending from the periphery of the upper part 41. A pulley 43 and a rotation shaft 44 that are coaxial with the cylindrical axis of the body portion 42 are formed on the upper surface of the upper portion 41. The upper portion 41 has a plurality of through holes 45 penetrating in the vertical direction. The protective cover 40 is rotatably supported by the machine body 10 about a cylindrical axis by a rotation shaft 44.

機体10の内部には、図4に示すように、保護カバー40を、円筒軸を軸として回動させる電動モータ46を備える。より詳細には、電動モータ46の駆動軸には、プーリ47が固設され、プーリ43とプーリ47との間には無端体であるベルト48が張架される。また、機体10は、保護カバー40の胴部42の外周面に当接する円筒軸方向に延設した2つのワイパー49R,49Lを備える(図3参照)。2つのワイパー49R,49Lは、機体10の前部であって、左右対称の位置に配設されており、2つのワイパー49R,49Lと、2つのワイパー49R,49Lの間に位置する保護カバー40の胴部42の外周面は、機体10の外側に露出している。なお、保護カバー40と機体10との間には適宜不図示のシール部材が設けられており、機体10と保護カバー40の内部には水や土などが浸入しない構成となっている。   As shown in FIG. 4, an electric motor 46 that rotates the protective cover 40 about the cylindrical axis is provided inside the machine body 10. More specifically, a pulley 47 is fixed to the drive shaft of the electric motor 46, and an endless belt 48 is stretched between the pulley 43 and the pulley 47. The airframe 10 also includes two wipers 49R and 49L extending in the cylindrical axis direction that abuts on the outer peripheral surface of the body portion 42 of the protective cover 40 (see FIG. 3). The two wipers 49R and 49L are disposed in the left and right symmetrical positions in the front part of the airframe 10, and the protective cover 40 positioned between the two wipers 49R and 49L and the two wipers 49R and 49L. The outer peripheral surface of the body portion 42 is exposed to the outside of the body 10. A sealing member (not shown) is appropriately provided between the protective cover 40 and the machine body 10 so that water, soil, or the like does not enter the machine body 10 and the protective cover 40.

撮像装置50は、保護カバー40の内部であって、機体10に取り付けられる。つまり、保護カバー40が円筒軸を軸として回動しても、撮像装置50は回動しない構成である。撮像装置50は、無色透明な保護カバー40の胴部42越しに機体10の前方が撮像可能である。なお、保護カバー40は無色透明であるため、撮像装置50が保護カバー40の胴部42越しに撮像しても、撮像された画像には保護カバー40の影響は出ない。撮像装置50の撮像方向は、図4における矢印方向であり、2つのワイパー49R,49Lの間から機体10の前方を撮像する。   The imaging device 50 is attached to the body 10 inside the protective cover 40. That is, even if the protective cover 40 rotates about the cylindrical axis, the imaging device 50 does not rotate. The imaging device 50 can image the front of the airframe 10 through the body 42 of the colorless and transparent protective cover 40. Since the protective cover 40 is colorless and transparent, even if the imaging device 50 captures an image through the body 42 of the protective cover 40, the captured image is not affected by the protective cover 40. The imaging direction of the imaging device 50 is the arrow direction in FIG. 4, and images the front of the body 10 from between the two wipers 49 </ b> R and 49 </ b> L.

ここで、撮像装置50の撮像方向に位置する保護カバー40の胴部42の外周面は、機体10の外側に露出しているため、この外周面に土や虫などが付着することがある。そして、土や虫などが付着した状態で撮像装置50が撮像した場合、撮像された画像にはこれらの付着物が写りこみ、機体10の前方が明確に撮像されないことがある。このような場合には、上述の電動モータ46を駆動することで、保護カバー40を円筒軸を軸として回動させる。保護カバー40が回動することで、ワイパー49R,49Lによって、保護カバー40の胴部42の外周面に付着した土や虫などを除去することができる。したがって、電動モータ46とワイパー49R,49Lとは、保護カバー40の胴部42の外周面の付着物を除去する除去装置の役割を果たす。   Here, since the outer peripheral surface of the trunk portion 42 of the protective cover 40 positioned in the imaging direction of the imaging device 50 is exposed to the outside of the machine body 10, soil, insects, or the like may adhere to the outer peripheral surface. When the imaging device 50 captures an image with dirt, insects, or the like attached thereto, the attached image may appear in the captured image, and the front of the machine body 10 may not be clearly imaged. In such a case, the protective cover 40 is rotated about the cylindrical shaft by driving the electric motor 46 described above. By rotating the protective cover 40, dirt and insects attached to the outer peripheral surface of the body portion 42 of the protective cover 40 can be removed by the wipers 49R and 49L. Therefore, the electric motor 46 and the wipers 49R and 49L serve as a removing device that removes deposits on the outer peripheral surface of the body portion 42 of the protective cover 40.

また、保護カバー40に形成された貫通穴45は、保護カバー40の内部と機体10の内部とを連通するものであり、保護カバー40の内部に空気が篭もりにくくしている。そして、この貫通穴45は、保護カバー40の内面に結露が発生することを防止している。したがって、撮像装置50は、この結露の影響を受けることなく、機体10の前方が撮像可能である。なお、保護カバー40の内面に結露が発生することを防止できればよく、その結露防止機構はどのようなものであってもよい。例えば、貫通穴45に替わって、保護カバー40の胴部42に結露防止用の電熱線を設けてもよい。しかし、保護カバー40は回動するので、この電熱線の配線が複雑化してしまう。したがって、より簡単な構成である貫通穴45によって結露を防止することが好ましい。   Further, the through hole 45 formed in the protective cover 40 communicates the inside of the protective cover 40 and the inside of the machine body 10, and makes it difficult for air to stay inside the protective cover 40. The through hole 45 prevents condensation from forming on the inner surface of the protective cover 40. Therefore, the imaging device 50 can image the front of the machine body 10 without being affected by the condensation. In addition, what is necessary is just to be able to prevent that dew condensation generate | occur | produces on the inner surface of the protective cover 40, and the dew condensation prevention mechanism may be what kind. For example, instead of the through hole 45, a heating wire for preventing condensation may be provided on the body portion 42 of the protective cover 40. However, since the protective cover 40 rotates, the wiring of the heating wire becomes complicated. Therefore, it is preferable to prevent dew condensation by the through hole 45 having a simpler configuration.

警報装置65は、機体10の上部に配設され、水田除草ロボット1が異常状態であるとき(例えば、自律走行が不可能となったとき)に、周囲に異常を知らせるものである。警報装置65は特に限定されるものではなく、周囲に異常を知らせることが可能なものであればよい。例えば、音や光によって周囲に異常を知らせるものである、警報音発生装置やランプ点滅装置などであってもよい。なお、水田除草ロボット1は警報装置65を備えない構成であっても良いが、水田除草ロボット1は作物としての苗の条間を走行するため、苗が邪魔をして水田除草ロボット1が発見しにくい場合がある。したがって、警報装置65を備えるのが好ましく、音と光の両方によって周囲に異常を知らせるものであることが好ましい。また、警報装置65を備えることで、水田除草ロボット1が異常状態であることを早期に認識することができ、水田除草ロボット1の異常状態である時間を短くすることができ、除草作業の効率が向上する。   The alarm device 65 is arranged on the upper part of the machine body 10, and notifies the surroundings of an abnormality when the paddy weeding robot 1 is in an abnormal state (for example, when autonomous traveling becomes impossible). The alarm device 65 is not particularly limited as long as it can notify the surroundings of an abnormality. For example, an alarm sound generating device or a lamp blinking device that notifies an abnormality to the surroundings by sound or light may be used. The paddy weeding robot 1 may be configured not to include the alarm device 65, but the paddy weeding robot 1 travels between the streak of seedlings as crops. It may be difficult to do. Therefore, it is preferable to provide the alarm device 65, and it is preferable to notify the surroundings of abnormality by both sound and light. Also, by providing the alarm device 65, it can be recognized early that the paddy weeding robot 1 is in an abnormal state, the time during which the paddy weeding robot 1 is in an abnormal state can be shortened, and the efficiency of the weeding work can be reduced. Will improve.

制御部70は、機体10内部に配置され、不図示の演算部や記憶部などから構成され、各装置を制御するものである。また、制御部70は、自律走行をするための自律走行プログラムや、後述する撮像装置50によって撮像された画像の画像処理をするための画像処理プログラムなどを有している。そして、制御部70によって、画像処理や走行モータ26の制御を行い、水田除草ロボット1を自律走行させる。   The control part 70 is arrange | positioned inside the body 10 and is comprised from a calculation part, a memory | storage part, etc. which are not shown in figure, and controls each apparatus. In addition, the control unit 70 includes an autonomous traveling program for autonomous traveling, an image processing program for performing image processing of an image captured by the imaging device 50 described later, and the like. Then, the control unit 70 controls the image processing and the traveling motor 26 to cause the paddy weeding robot 1 to autonomously travel.

また、水田除草ロボット1は、制御部70に接続した不図示の通信装置を備える。通信装置は無線で情報の送受信を行うものであって、不図示の外部操作装置と情報の送受信を行う。外部操作装置は、作業員が水田除草ロボット1の遠隔操作を行うものであり、水田除草ロボット1と情報の送受信が可能な構成である。   The paddy weeding robot 1 includes a communication device (not shown) connected to the control unit 70. The communication device transmits and receives information wirelessly, and transmits and receives information to and from an external operation device (not shown). The external operation device is for a worker to remotely operate the paddy weeding robot 1 and is capable of transmitting and receiving information to and from the paddy weeding robot 1.

なお、外部操作装置は、撮像装置50によって撮像された画像をモニターによって確認することができる構成であり、作業員は水田から離れた場所でも苗の状態を確認することができる。したがって、作業員は水田まで移動する必要がなく、作業員の作業量を低減することができる。また、外部操作装置は、警報装置65が作動したことを作業員に知らせる構成であり、水田除草ロボット1が異常状態であることを水田から離れた場所にいる作業員に知らせることができる。したがって、水田除草ロボット1が異常状態である時間を短くすることができ、除草作業の効率が向上する。また、水田除草ロボット1を回収する際、外部操作装置によって警報装置65を動作させることで、苗などによって隠れている水田除草ロボット1を容易に発見することができる。ここで、水田除草ロボット1は、外部操作装置によって操作を行わない構成であってもよいが、これらの理由から、外部操作装置によって操作を行う構成の方が好ましい。   Note that the external operation device is configured to be able to confirm an image captured by the image capturing device 50 with a monitor, and an operator can confirm the state of the seedling even at a location away from the paddy field. Therefore, the worker does not need to move to the paddy field, and the amount of work for the worker can be reduced. Further, the external operation device is configured to notify the worker that the alarm device 65 has been activated, and can notify the worker who is away from the paddy field that the paddy weeding robot 1 is in an abnormal state. Therefore, the time during which the paddy weeding robot 1 is in an abnormal state can be shortened, and the efficiency of the weeding work is improved. Further, when the paddy weeding robot 1 is collected, the paddy weeding robot 1 hidden by a seedling or the like can be easily found by operating the alarm device 65 by an external operation device. Here, the paddy weeding robot 1 may be configured not to be operated by the external operation device, but for these reasons, the configuration of performing the operation by the external operation device is preferable.

次に、水田除草ロボット1の自律走行について説明する。水田除草ロボット1は、撮像装置50によって撮像された画像に基づいて作物としての苗を識別し、この識別した苗の条間を自律走行するものである。図5には、水田除草ロボット1の自律走行における制御の処理フローの一例を説明するための図を示す。   Next, the autonomous traveling of the paddy field weeding robot 1 will be described. The paddy field weeding robot 1 identifies a seedling as a crop based on an image captured by the imaging device 50, and autonomously travels between the identified seedling strips. In FIG. 5, the figure for demonstrating an example of the processing flow of control in the autonomous running of the paddy field weeding robot 1 is shown.

まず、水田除草ロボット1を、苗の条間であって、進行方向が苗の条方向と並行になるように配置し、外部操作装置で自律走行開始の指示をし、水田除草ロボット1の自律走行を開始する(START)。   First, the paddy weeding robot 1 is arranged between the seedling streaks so that the traveling direction is parallel to the seedling streak direction, and an external operation device is instructed to start autonomous traveling. The running is started (START).

自律走行が開始された水田除草ロボット1は、撮像装置50によって水田除草ロボット1の前方を撮像する(ステップS1)。撮像された画像の一例の概略図を図6に示す。ここで、図6では、苗80と水田(農地)の境界としての畦81を示し、直線L1は画像の左右方向の中心線であり、水田除草ロボット1の左右方向の中心から前方に延びる直線と一致する。つまり、直線L1は、水田除草ロボット1の前進時の走行方向を示すものとなる。   The paddy weeding robot 1 that has started autonomous traveling images the front of the paddy weeding robot 1 with the imaging device 50 (step S1). A schematic diagram of an example of a captured image is shown in FIG. Here, FIG. 6 shows a cocoon 81 as a boundary between the seedling 80 and a paddy field (farmland), and a straight line L1 is a center line in the horizontal direction of the image, and a straight line extending forward from the center in the horizontal direction of the paddy field weeding robot 1. Matches. That is, the straight line L1 indicates the traveling direction when the paddy weeding robot 1 moves forward.

次に、制御部70は、この画像に、色に基づいて複数の領域に分割する公知の画像分割処理を施す(ステップS2)。本発明の実施形態では、画像分割処理の一例であるフラッドフィル(Flood Fill)処理を施す。分割する際の色は、苗の色(緑色)と、水田を区画している盛り土である畦の色(茶色)と、保護カバー40の外周面に土や虫などが付着した際に画像に写りこむ色(黒色)と、それ以外の色である。ここで、保護カバー40の外周面に付着した付着物は、撮像装置50との距離が近いため、黒色として撮像される。つまり、ここでの画像分割処理は、苗の色と畦の色と付着物の色の3種類のみに基づく領域の分割であり、比較的簡易なものである。なお、画像分割処理は、苗と畦と付着物との領域を抽出して分割可能であればよく、その画像処理方法は特に限定されるものではない。また、色の閾値は適宜設計するものである。   Next, the control unit 70 performs a known image division process for dividing the image into a plurality of regions based on the color (step S2). In the embodiment of the present invention, a flood fill process, which is an example of an image division process, is performed. The colors used for the division are the color of the seedling (green), the color of the straw that fills the paddy field (brown), and soil or insects attached to the outer peripheral surface of the protective cover 40. The reflected color (black) and other colors. Here, the adhering matter adhering to the outer peripheral surface of the protective cover 40 is imaged as black because the distance to the imaging device 50 is short. That is, the image division processing here is a region division based on only three types of seedling color, cocoon color, and attached color, and is relatively simple. Note that the image dividing process is not particularly limited as long as it is possible to extract and divide the areas of the seedling, the cocoon, and the attached matter. The color threshold is designed as appropriate.

図7には、図6における画像にこの画像分割処理を施した画像を示す概略図を示す。図7において、説明の便宜上、苗が写っている領域82を右上がりの斜め線のハッチングとし、畦が写っている領域83を縦線のハッチングとして表す。なお、図6は保護カバー40の外周面に付着物がない状態で撮像されたものであり、図7には黒色の領域はない。   FIG. 7 is a schematic diagram showing an image obtained by performing this image division process on the image in FIG. In FIG. 7, for convenience of explanation, a region 82 in which a seedling is shown is hatched with an upward-sloping diagonal line, and a region 83 in which a cocoon is reflected is represented as a vertical line hatching. Note that FIG. 6 is an image taken with no deposit on the outer peripheral surface of the protective cover 40, and FIG. 7 does not have a black region.

水田除草ロボット1は、この画像分割処理によって識別された苗が写っている領域82と畦が写っている領域83以外の領域84を走行可能領域として自律走行する。ここで、保護カバー40の外周面に付着物がある場合、この付着物の写りこみによって苗や畦が明確に撮像されない。そこで、保護カバー40の外周面の付着物の有無を画像分割処理された画像(図7)を用いて判定する(ステップS3)。   The paddy field weeding robot 1 autonomously travels using a region 84 other than the region 82 in which the seedlings identified by the image dividing process and the region 83 in which the cocoons are reflected as a travelable region. Here, when there is a deposit on the outer peripheral surface of the protective cover 40, a seedling or a cocoon is not clearly imaged due to the reflection of the deposit. Therefore, the presence / absence of deposits on the outer peripheral surface of the protective cover 40 is determined using an image (FIG. 7) that has been subjected to image division processing (step S3).

この付着物の判定は、画像分割処理された画像全体における、付着物が写りこんだ領域、つまり、黒色の領域全体の大きさによって判定する。黒色の領域全体が、画像全体に対して、5パーセント以上の大きさの場合、保護カバー40の外周面に付着物があるものとする。   The determination of the attached matter is made based on the size of the region where the attached matter is reflected, that is, the entire black region in the entire image subjected to the image division processing. When the entire black area is 5% or more in size with respect to the entire image, it is assumed that there is a deposit on the outer peripheral surface of the protective cover 40.

したがって、黒色の領域全体が、画像全体に対して、5パーセント以上の大きさの場合、電動モータ46を駆動させ、保護カバー40を円筒軸を軸として回動させ、ワイパー49R,49Lによって保護カバー40の外周面の付着物を除去する(ステップ4)。ここで、保護カバー40の回動方向、回動角度は、保護カバー40の大きさなどに基づいて適宜設定するものである。なお、保護カバー40は、図4における時計回りと反時計回りとの両方向に順次回動させることが望ましい。このような構成にすることで付着物はワイパー49R,49Lによって異なる方向から拭き取られるため、より確実に付着物を除去することが可能となる。そして、撮像装置50によって水田除草ロボット1の前方を撮像し(ステップS1)、ステップS2、ステップS3を繰り返す。   Therefore, when the entire black area is 5% or more of the entire image, the electric motor 46 is driven, the protective cover 40 is rotated about the cylindrical axis, and the protective covers are provided by the wipers 49R and 49L. The deposits on the outer peripheral surface of 40 are removed (step 4). Here, the rotation direction and rotation angle of the protective cover 40 are appropriately set based on the size of the protective cover 40 and the like. It is desirable that the protective cover 40 is sequentially rotated in both the clockwise and counterclockwise directions in FIG. With such a configuration, the deposits are wiped off from different directions by the wipers 49R and 49L, so that the deposits can be more reliably removed. And the front of the paddy weeding robot 1 is imaged by the imaging device 50 (step S1), and step S2 and step S3 are repeated.

なお、このステップS4を連続して繰り返した場合には、その連続して繰り返した回数を記憶する。この回数が所定の回数、例えば5回となった場合に警報装置65を作動させる。ステップS4では保護カバー40の外周面の付着物を除去するが、連続してステップS4を繰り返す場合、この付着物が除去できない状態である。したがって、水田除草ロボット1は前方を明瞭に撮像することができず、自律走行が不可能な状態であることを、警報装置65によって周囲に知らせる。   In addition, when this step S4 is repeated continuously, the number of times of repetition is stored. When this number of times reaches a predetermined number, for example, 5 times, the alarm device 65 is activated. In step S4, the deposits on the outer peripheral surface of the protective cover 40 are removed. However, when step S4 is repeated continuously, the deposits cannot be removed. Therefore, the paddy weeding robot 1 cannot clearly capture the front, and informs the surroundings by the alarm device 65 that autonomous traveling is impossible.

ここで、上述の保護カバー40の外周面の付着物の有無の判定に用いる黒色の領域全体の大きさの閾値は限定されるものではない。しかし、黒色の領域全体の大きさの閾値は、少なくとも画像全体に対して1パーセント以上かつ10パーセント以下であることが好ましい。1パーセント未満でる場合、細かい付着物であっても付着物の除去を行うため、自律走行が度々中断されることになり、除草作業の効率が低下してしまう。10パーセントを超える場合、明瞭な画像を撮像することができずに、後述する自律走行の制御で不具合が発生し、苗の条間を自律走行できない場合がある。   Here, the threshold value of the size of the entire black region used for the determination of the presence / absence of adhering matter on the outer peripheral surface of the protective cover 40 is not limited. However, it is preferable that the threshold value of the size of the entire black region is at least 1 percent and at most 10 percent with respect to the entire image. If it is less than 1 percent, even if it is a fine deposit, the deposit is removed, so that the autonomous traveling is frequently interrupted and the efficiency of the weeding work is reduced. If it exceeds 10 percent, a clear image cannot be taken, a problem may occur in the autonomous running control described later, and autonomous running between the seedling strips may not be possible.

また、保護カバー40の外周面の付着物の有無の判定は上述の方法に限定されるものではない。例えば、複数ある黒色の領域のそれぞれの大きさを演算し、黒色の領域のいずれかの大きさが所定の大きさより大きい場合に、保護カバー40の外周面に付着物があると判定してもよい。また、これらを組み合わせて判定してもよい。   Moreover, the determination of the presence or absence of the deposit on the outer peripheral surface of the protective cover 40 is not limited to the above method. For example, the size of each of the plurality of black areas is calculated, and if any of the black areas is larger than a predetermined size, it is determined that there is an attachment on the outer peripheral surface of the protective cover 40 Good. Moreover, you may determine combining these.

黒色の領域全体が、画像全体に対して、5パーセント未満の大きさの場合、保護カバー40の外周面に付着物がないものとし、画像分割処理を施した画像に基づく自律走行の制御のステップに移行する。ここで、水田除草ロボット1は、苗の条間を走行するため、水田除草ロボット1の左右の側方には苗の条が位置している。したがって、画像分割処理された画像(図7)を用いて、水田除草ロボット1と、水田除草ロボット1の左右側方に位置する苗の条との関係を認識し、その関係に基づいて自律走行するように制御する。   When the entire black area is less than 5% of the entire image, it is assumed that there is no deposit on the outer peripheral surface of the protective cover 40, and the autonomous running control step based on the image subjected to the image division processing Migrate to Here, since the paddy weeding robot 1 travels between the seedling strips, the seedling strips are positioned on the left and right sides of the paddy weeding robot 1. Therefore, using the image (FIG. 7) subjected to image division processing, the relationship between the paddy weeding robot 1 and the seedling strips located on the left and right sides of the paddy weeding robot 1 is recognized, and autonomous traveling is performed based on the relationship. Control to do.

図8に示すように、画像分割処理された画像(図7)の左右方向の中心線の直線L1上であり、上下方向の中央やや下方(画像の最下端から距離Hの位置)の点を判定点Pとする。この判定点Pは、水田除草ロボット1の前進時の走行方向上に対応する。また、判定点Pの画像における上下方向の位置は、水田除草ロボット1との距離に対応する。つまり、この判定点Pがどの領域内に位置しているかによって、水田除草ロボット1の前方の状況を判定することが可能である。ここでの判定点Pは、水田除草ロボット1の直前(約50cm前方)に対応している。なお、判定点Pの位置は上述の位置に限定されるものではなく、適宜設定するものである。   As shown in FIG. 8, a point that is on the straight line L1 of the center line in the horizontal direction of the image (FIG. 7) subjected to the image division process and slightly below the center in the vertical direction (position at a distance H from the lowest end of the image) The determination point is P. This determination point P corresponds to the traveling direction when the paddy weeding robot 1 moves forward. The vertical position in the image of the determination point P corresponds to the distance from the paddy weeding robot 1. That is, it is possible to determine the situation in front of the paddy weeding robot 1 depending on which region the determination point P is located in. The determination point P here corresponds to immediately before the paddy field weeding robot 1 (about 50 cm forward). Note that the position of the determination point P is not limited to the above-described position, and is set as appropriate.

したがって、画像分割処理された画像に対し、判定点Pがどの領域内に位置しているかを判定する(ステップS5)。判定点Pが領域84内に位置している場合、水田除草ロボット1は、苗または畦が直前にない場所に位置していることが分かる。ここで、水田除草ロボット1は苗の条間を走行するため、このような場合、水田除草ロボット1は苗の条間に位置していることが分かる。なお、判定点Pが領域82内に位置している場合、水田除草ロボット1は苗の直前に位置していることが分かる。また、判定点Pが領域83内に位置している場合、水田除草ロボット1は畦の直前に位置していることが分かる。また、判定点Pが黒色の領域内に位置している場合、水田除草ロボット1の直前がどのような状況であるかは判断できない。   Therefore, it is determined in which region the determination point P is located with respect to the image subjected to the image division processing (step S5). When the determination point P is located in the region 84, it can be seen that the paddy weeding robot 1 is located in a place where there is no seedling or pod immediately before. Here, since the paddy weeding robot 1 travels between the seedling strips, it can be seen that the paddy weeding robot 1 is located between the seedling strips. In addition, when the determination point P is located in the area | region 82, it turns out that the paddy field weeding robot 1 is located just before a seedling. Moreover, when the determination point P is located in the area | region 83, it turns out that the paddy field weeding robot 1 is located just before the paddy. Moreover, when the determination point P is located in the black region, it cannot be determined what the situation is immediately before the paddy weeding robot 1.

まず、上述のステップS5で、判定点Pが領域84内に位置している場合について説明する。このとき、水田除草ロボット1は苗の条間に位置しているため、水田除草ロボット1を前進走行させる(ステップS6)。ここで、水田除草ロボット1を前進走行させる際、苗の条に沿って前進させる必要がある。したがって、水田除草ロボット1を前進走行させる前に、水田除草ロボット1と、水田除草ロボット1の左右側方に位置する苗(苗の条)との位置関係を画像から把握する。   First, the case where the determination point P is located within the region 84 in step S5 described above will be described. At this time, since the paddy weeding robot 1 is located between the seedling strips, the paddy weeding robot 1 is caused to travel forward (step S6). Here, when the paddy weeding robot 1 travels forward, it needs to be advanced along the seedling strip. Therefore, before the paddy weeding robot 1 travels forward, the positional relationship between the paddy weeding robot 1 and seedlings (seedling strips) located on the left and right sides of the paddy weeding robot 1 is grasped from the image.

画像分割処理された画像(図8)において、判定点Pを通り、直線L1と直交する線を直線L2とする。直線L1の右側における直線L2と領域82の縁との交点であって、判定点Pに最も近い点を点QRとする。点Pと点QRとの距離はWRである。直線L1の左側における直線L2と領域82の縁との交点であって、判定点Pに最も近い点を点QLとする。判定点Pと点QLとの距離はWLである。   In the image (FIG. 8) subjected to the image division process, a line passing through the determination point P and orthogonal to the straight line L1 is defined as a straight line L2. A point that is the intersection of the straight line L2 on the right side of the straight line L1 and the edge of the region 82 and is closest to the determination point P is defined as a point QR. The distance between the point P and the point QR is WR. A point that is the intersection of the straight line L2 on the left side of the straight line L1 and the edge of the region 82 and closest to the determination point P is defined as a point QL. The distance between the determination point P and the point QL is WL.

水田除草ロボット1は、苗の条間に位置しているため、この距離WR,WLから水田除草ロボット1と水田除草ロボット1の左右側方の苗の条との位置関係が分かる。距離WRが所定の値より小さい場合、水田除草ロボット1は右側の苗の条の近くに位置していることが分かる。距離WLが所定の値より小さい場合、水田除草ロボット1は左側の苗の条の近くに位置していることが分かる。なお、距離WR,WLに対する上述の所定の値は、苗の条間の幅と、撮像装置50の撮像方向とによって変わるものであり、適宜設定するものである。   Since the paddy weeding robot 1 is located between the seedling strips, the positional relationship between the paddy weeding robot 1 and the seedling strips on the left and right sides of the paddy weeding robot 1 can be known from the distances WR and WL. When the distance WR is smaller than the predetermined value, it can be seen that the paddy weeding robot 1 is located near the right seedling streak. When the distance WL is smaller than the predetermined value, it can be seen that the paddy weeding robot 1 is located near the left seedling streak. Note that the above-described predetermined values for the distances WR and WL vary depending on the width of the seedling streak and the imaging direction of the imaging device 50, and are set as appropriate.

したがって、距離WRと距離WLが所定の値より大きい場合、水田除草ロボット1と左右側方の苗の条との間にはスペースがあるため、水田除草ロボット1を前進走行させる(ステップS61)。   Therefore, when the distance WR and the distance WL are larger than the predetermined values, since there is a space between the paddy weeding robot 1 and the left and right side seedling strips, the paddy weeding robot 1 is caused to travel forward (step S61).

距離WRが所定の値より小さい場合、水田除草ロボット1は右側の苗の条の近くに位置しているため、水田除草ロボット1を所定角度だけ左に旋回走行またはゼロターンさせた後に前進走行させる(ステップS62)。   When the distance WR is smaller than the predetermined value, the paddy weeding robot 1 is located near the right seedling streak, and therefore the paddy weeding robot 1 is turned left by a predetermined angle or is made to move forward after being zero-turned ( Step S62).

距離WLが所定の値より小さい場合、水田除草ロボット1は左側の苗の条の近くに位置しているため、水田除草ロボット1を所定角度だけ右に旋回走行またはゼロターンさせた後に前進走行させる(ステップS63)。つまり、ステップS62,S63では、水田除草ロボット1の向きを変更した後に前進走行させる。   When the distance WL is smaller than the predetermined value, the paddy weeding robot 1 is located near the left seedling streak, and therefore the paddy weeding robot 1 is turned forward by a predetermined angle to the right or is made to travel forward (zero turn) ( Step S63). That is, in steps S62 and S63, the direction of the paddy weeding robot 1 is changed and the vehicle is allowed to travel forward.

距離WRと距離WLが所定の値より小さい場合、後述する異常モードへ移行する(ステップS64)。   When the distance WR and the distance WL are smaller than the predetermined values, the process proceeds to an abnormal mode to be described later (step S64).

ここで、旋回やゼロターンの所定角度は限定されるものではないが、5°以上かつ30°以下であることが好ましい。角度が5°未満である場合、水田除草ロボット1の向きがあまり変更されない。また、角度が30°を越えるである場合、水田除草ロボット1の向きが変更されすぎ、前進走行させると向きを変更した側(ステップS62が選択されたときは左側、ステップS63が選択されたときは右側)にある苗の条に近づくようになってしまう。   Here, the predetermined angle of turning or zero turn is not limited, but is preferably 5 ° or more and 30 ° or less. When the angle is less than 5 °, the orientation of the paddy weeding robot 1 is not changed much. Also, if the angle exceeds 30 °, the direction of the paddy weeding robot 1 is changed too much, and when it is run forward, the direction is changed (left side when step S62 is selected, when step S63 is selected) Will approach the seedling strip on the right).

また、所定角度は、距離WR,WLの値に基づくものであってもよい。つまり、水田除草ロボット1と水田除草ロボット1の左右側方の苗の条との距離によって、所定角度を変更する構成としてもよい。このような構成にすることで、水田除草ロボット1をより正確に苗の条に沿って前進させることができる。   The predetermined angle may be based on the values of the distances WR and WL. That is, the predetermined angle may be changed according to the distance between the paddy weeding robot 1 and the left and right seedling strips of the paddy weeding robot 1. With this configuration, the paddy weeding robot 1 can be advanced more accurately along the seedling strip.

ステップS61,S62,S63が選択されている場合には、所定の時間だけ前進した後、撮像装置50によって水田除草ロボット1の前方を撮像し(ステップS1)、ステップS2〜S5を繰り返す。なお、所定の時間は特に限定されるものではなく、例えば1秒である。所定の時間が長いと前進時に苗に当接する可能性が増加し、所定の時間が短いと制御部70の演算負荷が増加するため、適宜設定するものである。なお、所定の時間に替わって、所定の距離だけ前進した後に、ステップS1を行う構成としてもよい。   When Steps S61, S62, and S63 are selected, after moving forward for a predetermined time, the front of the paddy weeding robot 1 is imaged by the imaging device 50 (Step S1), and Steps S2 to S5 are repeated. The predetermined time is not particularly limited and is, for example, 1 second. If the predetermined time is long, the possibility of coming into contact with the seedling at the time of advance increases, and if the predetermined time is short, the calculation load of the control unit 70 increases. In addition, it is good also as a structure which replaces with predetermined time and performs step S1 after advancing a predetermined distance.

上述の異常モードとは、水田除草ロボット1が前進できない状態のことを表す。ステップS64において、距離WRと距離WLが所定の値より小さい場合、水田除草ロボット1が苗の条間に位置していない、苗が倒れている、苗の条間の幅が狭いなどの異常状態であることが分かる。このような状態で水田除草ロボット1を前進させると、苗と接触し、水田除草ロボット1が走行不能状態(前進、後進、旋回等ができない状態)となる場合がある。また、水田除草ロボット1の前進によって苗を傷つけてしまう場合がある。そこで、水田除草ロボット1を所定角度だけゼロターンさせる(ステップS7)。このようにすることで水田除草ロボット1の向きを変更する。そして、撮像装置50によって水田除草ロボット1の前方を撮像し(ステップS1)、ステップS2〜S5を繰り返す。   The abnormal mode described above represents a state in which the paddy weeding robot 1 cannot move forward. In step S64, when the distance WR and the distance WL are smaller than the predetermined values, the paddy weeding robot 1 is not located between the seedling strips, the seedling has fallen, or the width between the seedling strips is narrow. It turns out that it is. When the paddy weeding robot 1 is moved forward in such a state, the paddy weeding robot 1 may come into contact with the seedlings, and the paddy weeding robot 1 may be unable to travel (a state in which it cannot move forward, reverse, or turn). Further, the seedling may be damaged by the advance of the paddy weeding robot 1. Therefore, the paddy weeding robot 1 is zero-turned by a predetermined angle (step S7). By doing so, the orientation of the paddy weeding robot 1 is changed. And the front of the paddy weeding robot 1 is imaged by the imaging device 50 (step S1), and steps S2 to S5 are repeated.

なお、このステップS7を連続して繰り返した場合には、その連続して繰り返した回数を記憶する。この回数が所定の回数、例えば5回となった場合に警報装置65を作動させる。ステップS7では水田除草ロボット1がゼロターンして向きを変更するが、連続してステップ5を繰り返す場合、水田除草ロボット1は向きを変更しても前進できない状態である。したがって、このような水田除草ロボット1の自律走行が不可能な状態であることを、警報装置65によって周囲に知らせる。   In addition, when this step S7 is repeated continuously, the number of times of repeating the same is stored. When this number of times reaches a predetermined number, for example, 5 times, the alarm device 65 is activated. In step S7, the paddy weeding robot 1 makes a zero turn and changes the direction. However, when step 5 is repeated continuously, the paddy weeding robot 1 cannot move forward even if the direction is changed. Therefore, the alarm device 65 informs the surroundings that such a paddy weeding robot 1 is in an incapable autonomous running.

ここで、上述のゼロターン時における所定角度は限定されるものではないが、10°以上かつ50°以下であることが好ましい。角度が10°未満である場合、水田除草ロボット1の向きがあまり変更されず、状況があまり変わらない。また、角度が50°を超える場合、水田除草ロボット1の向きが変更されすぎ、状況が大きく変わりすぎてしまう。   Here, the predetermined angle at the time of the above-described zero turn is not limited, but is preferably 10 ° or more and 50 ° or less. When the angle is less than 10 °, the orientation of the paddy weeding robot 1 is not changed so much and the situation is not changed much. Moreover, when an angle exceeds 50 degrees, the direction of the paddy field weeding robot 1 is changed too much, and the situation will change too much.

なお、ステップS7は、水田除草ロボット1の向きを変更することで前進できない状態から前進できる状態にするためのものであり、向きの変更はゼロターンによるものに限定されない。例えば、所定時間後進した後に所定角度だけゼロターンさせる構成であってもよい。   Note that step S7 is for changing the direction of the paddy weeding robot 1 from a state where it cannot move forward to a state where it can move forward, and the change of direction is not limited to that by zero turn. For example, the configuration may be such that a predetermined angle is zero-turned after traveling backward for a predetermined time.

次に、上述のステップS5で、判定点Pが領域82内に位置している場合について説明する。このとき、水田除草ロボット1は苗の直前に位置している。したがって、水田除草ロボット1が前進できない状態であるため、上述の異常モードとして、水田除草ロボット1を所定角度だけゼロターンさせる(ステップS7)。このようにすることで水田除草ロボット1の向きを変更する。そして、撮像装置50によって水田除草ロボット1の前方を撮像し(ステップS1)、ステップS2〜S5を繰り返す。なお、所定の回数連続してステップS7を繰り返した場合、水田除草ロボット1は自律走行が不可能な状態であるため、警報装置65を作動させ、周囲に知らせる。   Next, the case where the determination point P is located in the region 82 in step S5 described above will be described. At this time, the paddy weeding robot 1 is located immediately before the seedling. Therefore, since the paddy weeding robot 1 cannot move forward, the paddy weeding robot 1 is zero-turned by a predetermined angle as the abnormal mode described above (step S7). By doing so, the orientation of the paddy weeding robot 1 is changed. And the front of the paddy weeding robot 1 is imaged by the imaging device 50 (step S1), and steps S2 to S5 are repeated. In addition, when step S7 is repeated a predetermined number of times, the paddy weeding robot 1 is in a state where it cannot autonomously travel, so the alarm device 65 is activated to notify the surroundings.

次に、上述のステップS5で、判定点Pが領域83内に位置している場合について説明する。このとき、水田除草ロボット1は、畦の直前に位置している。つまり、水田除草ロボット1は、苗の条の終端近傍に位置している。そこで、水田除草ロボット1をこれまで走行していた苗の条間から、別の苗の条間へ移動させる(ステップS8)。   Next, the case where the determination point P is located in the region 83 in step S5 described above will be described. At this time, the paddy weeding robot 1 is located immediately before the paddy. That is, the paddy weeding robot 1 is located near the end of the seedling strip. Therefore, the paddy weeding robot 1 is moved from the space between the seedlings that have been traveling so far to another space between the seedlings (step S8).

水田除草ロボット1が畦の直前であるときに撮像された画像に上述の画像分割処理を施した画像の概略図を図9に示す。図9において、判定点Pは領域83内に位置している。直線L2の下側における直線L1と領域83の縁との交点であって、判定点Pに最も近い点を点QDとする。判定点Pと点QDとの距離はHDである。   FIG. 9 shows a schematic diagram of an image obtained by subjecting the image taken when the paddy weeding robot 1 is just before the paddy to the above-described image division processing. In FIG. 9, the determination point P is located in the region 83. A point that is the intersection of the straight line L1 on the lower side of the straight line L2 and the edge of the region 83 and is closest to the determination point P is defined as a point QD. The distance between the determination point P and the point QD is HD.

ここで、図10に示すように、水田除草ロボット1は畦の直前の地点Rに位置しており(画像を撮像した地点)、上述の画像分割処理をした画像(図9)における距離HDに基づいて、畦81と水田除草ロボット1との位置関係(距離D)が分かる。なお、図10における矢印は、水田除草ロボット1の走行方向を示す。また、苗の条間の幅WPは苗の植え付け時に決まるものでおおよそ一定である。したがって、水田除草ロボット1を所定距離D1だけ前進させ(ステップS81)、地点Sに位置させる。ステップS81は、このステップS81が終了した時に畦81との距離を予め決められた所定の距離D2にするためのものである。そして、水田除草ロボット1を前進させる所定距離D1は、上述の距離HDから算出される。   Here, as shown in FIG. 10, the paddy weeding robot 1 is located at a point R immediately before the paddy (the point where the image was captured), and the distance HD in the image (FIG. 9) subjected to the above-described image division processing. Based on this, the positional relationship (distance D) between the ridge 81 and the paddy field weeding robot 1 is known. Note that the arrows in FIG. 10 indicate the traveling direction of the paddy weeding robot 1. Further, the width WP between the seedling streaks is determined at the time of seedling planting and is approximately constant. Therefore, the paddy weeding robot 1 is moved forward by a predetermined distance D1 (step S81) and is positioned at the point S. Step S81 is for setting the distance from the ridge 81 to a predetermined distance D2 determined in advance when step S81 is completed. The predetermined distance D1 for moving the paddy weeding robot 1 forward is calculated from the distance HD described above.

次に、水田除草ロボット1を所定の旋回半径R1で180°左または右旋回させ(ステップS82)(図10では左旋回)、地点Tに位置させる。この所定の旋回半径R1は苗の条間の幅WPの半分である。ここで、ステップS81の終了時における、水田除草ロボット1と畦81との距離は常に一定の距離D2となるため、一定の旋回半径で旋回走行することで、隣の苗の条間に移動することが可能となる。そして、旋回走行後に、撮像装置50によって水田除草ロボット1の前方を撮像し(ステップS1)、ステップS2〜S5を繰り返す。   Next, the paddy weeding robot 1 is turned 180 ° left or right by a predetermined turning radius R1 (step S82) (left turning in FIG. 10) and is positioned at the point T. This predetermined turning radius R1 is half of the width WP between the seedling strips. Here, since the distance between the paddy weeding robot 1 and the ridge 81 is always a constant distance D2 at the end of step S81, it moves between adjacent seedlings by turning at a constant turning radius. It becomes possible. Then, after turning, the front of the paddy weeding robot 1 is imaged by the imaging device 50 (step S1), and steps S2 to S5 are repeated.

ここで、ステップS82で左または右のどちらの旋回をしたかを記憶する。また、ステップS82で左または右のどちらの旋回をするかは、記憶されている直前のステップS82の旋回方向に依存するものであり、直前のステップS82の旋回方向とは反対方向に旋回させる。このように旋回方向を順次反対方向にすることで、順次異なる隣の苗の条間に移動することが可能となる。図10においては、右の苗の条間から左側の苗の条間へと順次移動していく。   Here, it is stored whether the left or right turn is made in step S82. Whether to turn left or right in step S82 depends on the stored turning direction of immediately preceding step S82, and is turned in the direction opposite to the turning direction of immediately preceding step S82. In this way, by sequentially turning the turning direction in the opposite direction, it is possible to move between different seedling strips sequentially. In FIG. 10, the right seedlings move sequentially from the right seedling streak to the left seedling streak.

なお、ステップS8は、水田除草ロボット1をこれまで走行していた苗の条間から、別の苗の条間へ移動させることができればよく、上述の処理フローに限定されるものではない。例えば、右または左の旋回に替わって、ゼロターンを用いて直角に2回曲がる旋回であってもよい。   In addition, step S8 should just be able to move the paddy weeding robot 1 to the space | interval of another seedling from the space | interval of the seedling which was drive | working until now, and is not limited to the above-mentioned process flow. For example, instead of a right or left turn, a turn that turns twice at a right angle using a zero turn may be used.

次に、上述のステップS5で、判定点Pが黒色の領域内に位置している場合について説明する。このとき、保護カバー40の外周面の付着物によって水田除草ロボット1の直前がどのような状況であるかは判断できない。したがって、保護カバー40の外周面の付着物を除去するため、上述のステップS4へ移行し(ステップS9)、付着物を除去する。そして、撮像装置50によって水田除草ロボット1の前方を撮像し(ステップS1)、ステップS2〜S5を繰り返す。なお、所定の回数連続してステップS9を繰り返した場合、水田除草ロボット1は自律走行が不可能な状態であるため、警報装置65を作動させ、周囲に知らせる。   Next, a description will be given of the case where the determination point P is located in the black region in step S5 described above. At this time, it is impossible to determine the situation immediately before the paddy weeding robot 1 due to the deposits on the outer peripheral surface of the protective cover 40. Therefore, in order to remove the deposit on the outer peripheral surface of the protective cover 40, the process proceeds to step S4 described above (step S9), and the deposit is removed. And the front of the paddy weeding robot 1 is imaged by the imaging device 50 (step S1), and steps S2 to S5 are repeated. If Step S9 is repeated for a predetermined number of times, the paddy weeding robot 1 is in a state where it cannot autonomously travel, so the alarm device 65 is activated to notify the surroundings.

水田除草ロボット1の自律走行を終了する場合は、外部操作装置で自律走行終了の指示をし、水田除草ロボット1の自律走行を終了する(END)。なお、ステップS4,S7S9において、警報装置65を所定の時間作動させた後、自律走行を終了する構成としてもよい。   When the autonomous traveling of the paddy weeding robot 1 is to be terminated, an instruction to terminate autonomous traveling is given by an external operation device, and the autonomous traveling of the paddy weeding robot 1 is terminated (END). In addition, in step S4, S7S9, it is good also as a structure which complete | finishes autonomous driving | running | working, after operating the alarm device 65 for the predetermined time.

上述のような処理フローに基づくことで、水田除草ロボット1は、撮像装置50によって撮像された画像の色情報に基づいて苗を識別し、苗の条間を自律走行して除草をすることが可能となる。なお、この自律走行は、水田除草ロボット1の位置を検出して自律走行をさせる(例えば、GPSシステムや方位センサなどを用いる)必要が無く、画像のみに基づく簡易な制御である。また、自律走行の制御は、画像分割処理をした画像における特定の領域間の距離によって行われるものであり、簡易な演算と処理フローになる。したがって、水田除草ロボット1は、低コストで製造することが可能である。また、水田除草ロボット1は、苗の条間を走行するものであって、その横幅は条間よりも狭く小型な構成であるとともに、苗が成長した場合であっても水田除草ロボット1と苗が接触することはなく、苗を傷つけることがない。また、画像の色情報に基づいて水田の境界である畦を識別し、水田内を自律走行することが可能となる。したがって、自律走行させる水田の畦の位置情報を必要としないため、汎用性が高い。また、保護カバーの外側面に土や虫などが付着しても、これら付着物を除去することができ、付着物よる撮像不良を回避し、自律走行を継続させることができ、除草作業の効率が向上する。また、除去装置は簡易な構成であるため、低コストで製造することができる。   Based on the processing flow as described above, the paddy weeding robot 1 can identify seedlings based on the color information of the image captured by the imaging device 50, and autonomously travel between the streak strips to perform weeding. It becomes possible. Note that this autonomous traveling is simple control based only on an image without the need to detect the position of the paddy weeding robot 1 and perform autonomous traveling (for example, using a GPS system or a direction sensor). In addition, the autonomous running control is performed based on the distance between specific areas in the image subjected to the image division process, and a simple calculation and processing flow are obtained. Therefore, the paddy weeding robot 1 can be manufactured at low cost. Further, the paddy weeding robot 1 travels between the seedling streaks, and its lateral width is narrower and smaller than that of the streak, and the paddy weeding robot 1 and the seedlings even when the seedlings grow. Will not touch and will not damage the seedlings. Further, it is possible to identify the paddy that is the boundary of the paddy field based on the color information of the image and to autonomously travel in the paddy field. Therefore, since the position information of the paddy paddy that is autonomously driven is not required, the versatility is high. In addition, even if dirt or insects adhere to the outer surface of the protective cover, these deposits can be removed, imaging defects caused by the deposits can be avoided, autonomous driving can be continued, and the efficiency of weeding work can be continued. Will improve. Moreover, since the removal device has a simple configuration, it can be manufactured at a low cost.

なお、撮像装置50によって撮像した画像に画像分割処理をした画像に基づく水田除草ロボット1の自律走行(ステップS2〜S9)は、上述の構成に限定されるものではなく、例えば、判定点Pを複数設けた構成であってもよい。図11に示すように、上述の判定点Pを中心として、その周りに新たな判定点P1〜P6を設け、6つの判定点P1〜P6と苗が写っている領域82との位置関係も考慮して自律走行する構成としてもよい。   Note that the autonomous traveling (steps S2 to S9) of the paddy weeding robot 1 based on an image obtained by performing image division processing on the image captured by the imaging device 50 is not limited to the above-described configuration. A plurality of configurations may be provided. As shown in FIG. 11, new determination points P1 to P6 are provided around the above-described determination point P, and the positional relationship between the six determination points P1 to P6 and the region 82 where the seedling is shown is also taken into consideration. Then, it may be configured to autonomously travel.

このような構成にすることで、より確実に苗の条間を走行することが可能となる。また、水田の凹凸によって機体10が傾斜した場合であっても、各判定点P1〜P6における苗が写っている領域や畦が写っている領域との位置関係から機体10が傾斜していることを認識することが可能である。したがって、このような状況においても苗の条間を走行することが可能となる。   With such a configuration, it is possible to more reliably travel between seedling strips. In addition, even if the airframe 10 is inclined due to the unevenness of the paddy field, the airframe 10 is inclined due to the positional relationship with the area where the seedlings are reflected and the areas where the wrinkles are reflected at each of the determination points P1 to P6. Can be recognized. Therefore, it is possible to travel between the seedlings even in such a situation.

ここで、上述の説明では、画像分割処理によって苗の領域を識別した画像に基づいて自律走行するものであったが、これに限定されるものではない。画像分割処理によって特定の領域を識別し、この特定の領域を識別した画像に基づいて自律走行するものであればよい。例えば、画像分割処理によって水田除草ロボット1が走行可能な領域を識別し、この走行可能な領域を識別した画像に基づいて自律走行するものであってもよい。   Here, in the above description, the vehicle autonomously travels based on the image in which the seedling region is identified by the image division process, but the present invention is not limited to this. Any specific region may be identified by image segmentation processing and autonomously traveling based on an image identifying the specific region. For example, an area where the paddy weeding robot 1 can travel is identified by image division processing, and autonomous traveling may be performed based on an image identifying the travelable area.

次に、水田除草ロボット1が、撮像装置50によって撮像された画像に基づいて走行可能な領域を識別し、この走行可能領域を自律走行する一例について説明する。ここで、走行可能領域は水田の土の領域とし、この識別した水田の土の領域(走行可能領域)を自律走行する。図12には、この場合の水田除草ロボット1の自律走行における制御の処理フローの一例を説明するための図を示す。なお、上述の画像分割処理によって苗の領域を識別した画像に基づく自律走行と同様の内容については説明を省略する。   Next, an example will be described in which the paddy weeding robot 1 identifies a travelable region based on an image captured by the imaging device 50 and autonomously travels in this travelable region. Here, the travelable area is a paddy soil area, and the identified paddy soil area (runnable area) autonomously travels. In FIG. 12, the figure for demonstrating an example of the processing flow of control in the autonomous driving | running | working of the paddy field weeding robot 1 in this case is shown. In addition, description is abbreviate | omitted about the content similar to the autonomous running based on the image which identified the area | region of the seedling by the above-mentioned image division process.

まず、水田除草ロボット1を、苗の条間であって、進行方向が苗の条方向と並行になるように配置し、外部操作装置で自律走行開始の指示をし、水田除草ロボット1の自律走行を開始する(START)。   First, the paddy weeding robot 1 is arranged between the seedling streaks so that the traveling direction is parallel to the seedling streak direction, and an external operation device is instructed to start autonomous traveling. The running is started (START).

自律走行が開始された水田除草ロボット1は、撮像装置50によって水田除草ロボット1の前方を撮像する(ステップS21)。撮像された画像の一例の概略図を図13に示す。ここで、図13は、上述の図6と同じであり、直線L3,L4は直線L1と直交する線である。また、直線L3と直線L4は、撮像された画像を、上下方向に3つの領域A1,A2,A3に、略3等分に分割する線である。   The paddy weeding robot 1 that has started autonomous traveling images the front of the paddy weeding robot 1 with the imaging device 50 (step S21). A schematic diagram of an example of a captured image is shown in FIG. Here, FIG. 13 is the same as FIG. 6 described above, and the straight lines L3 and L4 are lines orthogonal to the straight line L1. Further, the straight line L3 and the straight line L4 are lines that divide the captured image into three regions A1, A2, and A3 in the vertical direction and are divided into approximately three equal parts.

次に、制御部70は、この画像に、色に基づいて複数の領域に分割する公知の画像分割処理を施す(ステップS22)。本発明の実施形態では、画像分割処理の一例であるフラッドフィル(Flood Fill)処理を施す。分割する際の色は、水田の土の色(濃い茶色)と、水田を区画している盛り土である畦の色(茶色)と、保護カバー40の外周面に土や虫などが付着した際に画像に写りこむ色(黒色)と、それ以外の色である。つまり、ここでの画像分割処理は、水田の土の色と畦の色と付着物の色の3種類のみに基づく領域の分割であり、比較的簡易なものである。なお、画像分割処理は、水田の土と畦と付着物との領域を抽出して分割可能であればよく、その画像処理方法は特に限定されるものではない。また、画像処理を施す領域は、画像の下方の領域A1と画像の中央の領域A2とである。したがって、画像処理を施す範囲が画像全体ではないため、画像処理における制御部70の演算負荷を低減することができる。   Next, the control unit 70 performs a known image division process for dividing the image into a plurality of regions based on the color (step S22). In the embodiment of the present invention, a flood fill process, which is an example of an image division process, is performed. The color when dividing is the color of the soil of the paddy field (dark brown), the color of the straw that fills the paddy field (brown), and when the soil or insects adhere to the outer peripheral surface of the protective cover 40 The color that appears in the image (black) and other colors. That is, the image division processing here is a region division based on only three types of soil color, paddy color, and deposit color of paddy fields, and is relatively simple. Note that the image dividing process is not particularly limited as long as it is possible to extract and divide the area of paddy soil, paddy, and attached matter. The areas to be subjected to image processing are an area A1 below the image and an area A2 at the center of the image. Therefore, since the image processing range is not the entire image, the calculation load of the control unit 70 in the image processing can be reduced.

図14には、図13における画像にこの画像分割処理を施した画像を示す概略図を示す。図14において、説明の便宜上、水田の土が写っている領域85(85A,85B,85C,85D,85E,85F)を右下がりの斜め線のハッチングとして表す。なお、図13は保護カバー40の外周面に付着物がない状態で撮像されたものであり、図14には黒色の領域はない。   FIG. 14 is a schematic diagram showing an image obtained by performing this image division process on the image in FIG. In FIG. 14, for convenience of explanation, a region 85 (85A, 85B, 85C, 85D, 85E, 85F) in which the paddy soil is reflected is represented as hatching with a downward slanting line. Note that FIG. 13 was taken in a state where there was no deposit on the outer peripheral surface of the protective cover 40, and FIG. 14 does not have a black region.

次に、この画像分割処理を施した画像(図14)に基づいて、上述のステップS3と同様に、保護カバー40の外周面の付着物の有無を判定する(ステップS23)。そして、保護カバー40の外周面に付着物があると判定された場合、上述のステップS4と同様に保護カバー40の外周面の付着物を除去し(ステップ24)、水田除草ロボット1の前方を撮像し(ステップS21)、ステップS22、ステップS23を繰り返す。   Next, based on the image subjected to the image division processing (FIG. 14), the presence / absence of adhered matter on the outer peripheral surface of the protective cover 40 is determined (step S23) in the same manner as in step S3 described above. If it is determined that there is an adhering substance on the outer peripheral surface of the protective cover 40, the adhering substance on the outer peripheral surface of the protective cover 40 is removed in the same manner as in step S4 described above (step 24), and the paddy field weeding robot 1 is moved forward. An image is taken (step S21), and step S22 and step S23 are repeated.

一方、保護カバー40の外周面に付着物がないと判定された場合、画像分割処理を施した画像に基づく自律走行の制御のステップに移行する。水田除草ロボット1は、前方の水田の土の領域を走行可能領域として自律走行する。ここで、水田除草ロボット1は、苗の条間を走行するため、水田除草ロボット1の左右の側方には苗の条が位置しており、水田除草ロボット1の直前には苗が位置していない。したがって、画像分割処理された画像(図14)に基づいて、水田除草ロボット1と、水田除草ロボット1の前方の水田の土(走行可能領域)との関係を認識し、その関係に基づいて自律走行するように制御する。   On the other hand, when it is determined that there is no deposit on the outer peripheral surface of the protective cover 40, the process proceeds to a step of autonomous traveling control based on the image subjected to the image division processing. The paddy weeding robot 1 autonomously travels using the soil area of the paddy field ahead as a travelable area. Here, since the paddy weeding robot 1 travels between the seedling streaks, the seedling streak is located on the left and right sides of the paddy weeding robot 1, and the seedling is located just before the paddy weeding robot 1. Not. Accordingly, the relationship between the paddy weeding robot 1 and the soil (runnable area) of the paddy field in front of the paddy weeding robot 1 is recognized based on the image that has been subjected to image division processing (autonomous operation), and autonomously based on the relationship. Control to run.

画像分割処理された画像(図14)の上下方向に分割された領域A1,A2,A3は、水田除草ロボット1からの距離に対応する。領域A1には、水田除草ロボット1の直前の状況が撮像されており、領域A2は、領域A1よりも前方の状況が撮像されており、領域A3は、領域A2よりも前方の状況が撮像されている。そこで、領域A1,A2における水田の土が写っている領域85(走行可能領域)と畦が写っている領域83とがどのように分布しているかに基づいて、水田除草ロボット1の直前とその前方の状況を判断する。なお、画像の上下方向の分割方法は、上述の3つの領域A1,A2,A3に限定されるものではなく、撮像装置50によって撮像される周囲の範囲に基づいて適宜設定するものである。例えば、領域A1を左右方向に更に3つに分割し、その中央の領域を新たな領域A1としてもよい。   Regions A1, A2, and A3 divided in the vertical direction of the image (FIG. 14) subjected to the image division processing correspond to the distance from the paddy weeding robot 1. The situation immediately before the paddy weeding robot 1 is imaged in the area A1, the situation ahead of the area A1 is imaged in the area A2, and the situation ahead of the area A2 is imaged in the area A3. ing. Therefore, based on how the region 85 (travelable region) in which the soil of the paddy field is reflected in the regions A1 and A2 and the region 83 in which the paddy is reflected is distributed immediately before the paddy weeding robot 1 and its Determine the situation ahead. Note that the vertical division method of the image is not limited to the above-described three regions A1, A2, and A3, and is appropriately set based on the surrounding range imaged by the imaging device 50. For example, the area A1 may be further divided into three in the left-right direction, and the center area may be set as a new area A1.

まず、画像分割処理された画像であって、水田除草ロボット1の直前の状況が撮像されている領域A1において、領域85や領域83がどのように分布しているかを判定する(ステップS25)。なお、領域85や領域83の分布は、領域85や領域83の領域A1に対する大きさによって判定する。   First, it is determined how the area 85 and the area 83 are distributed in the area A1 in which the situation immediately before the paddy field weeding robot 1 is imaged in the image that has been subjected to image division processing (step S25). The distribution of the region 85 and the region 83 is determined based on the size of the region 85 and the region 83 with respect to the region A1.

そして、このステップS25で、領域A1内の水田の土が写っている領域85(図14では85A)の大きさが領域A1に対して80パーセント以上である場合、水田除草ロボット1は走行可能領域に位置しており、その直前は走行可能領域であることが分かる。また、領域85の大きさが領域A1に対して80パーセント未満である場合、水田除草ロボット1の直前には走行可能領域がないことが分かる。つまり、水田除草ロボット1は、畦の直前に位置しているか、苗やその他の障害物の直前に位置していることが分かる。   If the size of the region 85 (85A in FIG. 14) where the soil of the paddy field in the region A1 is 80% or more of the region A1 in this step S25, the paddy weeding robot 1 is in the travelable region. It can be seen that it is a travelable area immediately before. Further, when the size of the area 85 is less than 80% of the area A1, it can be seen that there is no travelable area immediately before the paddy weeding robot 1. That is, it can be seen that the paddy weeding robot 1 is located immediately before the cocoon or just before the seedling or other obstacle.

まず、ステップS25で、領域85の大きさが領域A1に対して80パーセント以上である場合について説明する。このとき、水田除草ロボット1は走行可能領域に位置しており、その直前は走行可能領域であるため、水田除草ロボット1を前進走行させる(ステップS26)。ここで、水田除草ロボット1を前進走行させる際、前方の走行可能領域内を前進させる必要がある。したがって、水田除草ロボット1を前進走行させる前に、水田除草ロボット1の前方における走行可能領域の分布を画像から把握する。   First, the case where the size of the region 85 is 80% or more with respect to the region A1 in step S25 will be described. At this time, since the paddy weeding robot 1 is located in the travelable area and immediately before it is the travelable area, the paddy weeding robot 1 is moved forward (step S26). Here, when the paddy weeding robot 1 travels forward, it is necessary to move forward in the travelable area. Therefore, before the paddy weeding robot 1 travels forward, the distribution of the travelable area in front of the paddy weeding robot 1 is grasped from the image.

画像分割処理された画像(図14)であって、領域A1よりも前方の状況が撮像されている領域A2において、複数ある走行可能領域85B,85C,85D,85E,85Fのそれぞれの大きさを演算し、その領域の大きさが最大のものを選び出す。ここで、図14において、大きさが最大のものは領域85Bである。次に、この大きさが最大である領域85Bの図心Gを演算するとともに、図心Gから直線L1までの最短距離GLを算出する。   In the image A that has been subjected to the image division processing (FIG. 14), the size of each of the plurality of travelable regions 85B, 85C, 85D, 85E, and 85F in the region A2 in which the situation ahead of the region A1 is captured is shown. Operate and select the one with the largest area size. Here, in FIG. 14, the region 85B has the largest size. Next, the centroid G of the region 85B having the maximum size is calculated, and the shortest distance GL from the centroid G to the straight line L1 is calculated.

そして、距離GLに基づいて水田除草ロボット1を旋回走行またはゼロターンさせて、直線L1が図心Gと一致するようにして前方へ走行させる。つまり、水田除草ロボット1を、図心Gに対応する位置の方向に向けて、所定の時間だけ走行させる(ステップS261)。そして、水田除草ロボット1の前方を撮像し(ステップS21)、ステップS22〜S25を繰り返す。   Then, based on the distance GL, the paddy weeding robot 1 is turned or zero-turned so that the straight line L1 runs forward so that the straight line L1 coincides with the centroid G. That is, the paddy weeding robot 1 is moved for a predetermined time in the direction of the position corresponding to the centroid G (step S261). And the front of the paddy field weeding robot 1 is imaged (step S21), and steps S22 to S25 are repeated.

ここで、距離GLが所定の値より大きい場合には、上述の最大の領域を選出した際に、前方の走行可能領域である領域85Bではなく、領域85C,85D,85E,85F(隣の苗の条間の水田の土や、苗の隙間から見える水田の土など)が選出されていることが考えられる。ここで、水田除草ロボット1は、苗の条間を走行し、水田除草ロボット1の左右側方には苗が位置する。したがって、水田除草ロボット1の前方には、これまで走行してきた走行可能領域と連続した走行可能領域があり、通常はこのような状態は起こらない。しかし、苗の倒れこみや、水田除草ロボット1の苗の条に対する向きが並行でないなどによって、このようなことが稀に発生する。   Here, when the distance GL is larger than a predetermined value, when the above-mentioned maximum area is selected, the area 85C, 85D, 85E, and 85F (adjacent seedlings) are not used instead of the area 85B that is the forward travelable area. It is considered that the paddy soil between the two strips and the paddy soil seen from the gap between the seedlings is selected. Here, the paddy weeding robot 1 travels between the streak of seedlings, and the seedlings are located on the left and right sides of the paddy weeding robot 1. Therefore, in front of the paddy field weeding robot 1, there is a travelable area that is continuous with the travelable area that has been traveled so far, and such a situation does not normally occur. However, this rarely occurs due to the fall of the seedling or the orientation of the paddy weeding robot 1 relative to the seedling strip is not parallel.

このような状態で、選出された領域の図心Gに対応する位置の方向に向けて走行させた場合、水田除草ロボット1は左右側方に位置する苗に接近してしまうことがある。したがって、距離GLが所定の値より大きい場合、異常モードへ移行する(ステップ262)。ここで、この異常モードは上述の異常モード(ステップS7)と同様であり、水田除草ロボット1を所定角度だけゼロターンさせる(ステップS27)ものである。そして、水田除草ロボット1の向きを変更した後、水田除草ロボット1の前方を撮像し(ステップS21)、ステップS22〜S25を繰り返す。   In such a state, when traveling toward the position corresponding to the centroid G of the selected region, the paddy weeding robot 1 may approach the seedlings located on the left and right sides. Therefore, when the distance GL is larger than the predetermined value, the process shifts to the abnormal mode (step 262). Here, this abnormal mode is the same as the above-described abnormal mode (step S7), and the paddy weeding robot 1 is zero-turned by a predetermined angle (step S27). And after changing the direction of the paddy weeding robot 1, the front of the paddy weeding robot 1 is imaged (step S21), and steps S22 to S25 are repeated.

次に、ステップS25で、領域85の大きさが領域A1に対して80パーセント未満であって、畦が写っている領域83の大きさが領域A1に対して20パーセント未満である場合について説明する。このとき、水田除草ロボット1の直前は走行可能領域ではなく、また直前に畦が位置している状態でもない。つまり、水田除草ロボット1の直前に苗や障害物などが位置しており、水田除草ロボット1が前進できない状態であることが分かる。そこで、異常モードとして、水田除草ロボット1を所定角度だけゼロターンさせる(ステップS27)。そして、水田除草ロボット1の向きを変更した後、水田除草ロボット1の前方を撮像し(ステップS21)、ステップS22〜S25を繰り返す。   Next, a case where the size of the region 85 is less than 80% with respect to the region A1 and the size of the region 83 with the wrinkles is less than 20% with respect to the region A1 in step S25 will be described. . At this time, the area immediately before the paddy weeding robot 1 is not a travelable area, and the paddy is not positioned immediately before. That is, it can be seen that seedlings, obstacles, and the like are located immediately before the paddy weeding robot 1 and the paddy weeding robot 1 cannot move forward. Therefore, as an abnormal mode, the paddy weeding robot 1 is zero-turned by a predetermined angle (step S27). And after changing the direction of the paddy weeding robot 1, the front of the paddy weeding robot 1 is imaged (step S21), and steps S22 to S25 are repeated.

次に、ステップS25で、領域85の大きさが領域A1に対して80パーセント未満であって、畦が写っている領域83の大きさが領域A1に対して20パーセント以上である場合について説明する。このとき、水田除草ロボット1は、畦の直前に位置している。つまり、水田除草ロボット1は、苗の条の終端近傍に位置している。そこで、上述のステップS8と同様に、水田除草ロボット1をこれまで走行していた苗の条間から、別の苗の条間へ移動させる(ステップS28)。   Next, the case where the size of the region 85 is less than 80% of the region A1 and the size of the region 83 in which the wrinkle is reflected is 20% or more of the region A1 in step S25 will be described. . At this time, the paddy weeding robot 1 is located immediately before the paddy. That is, the paddy weeding robot 1 is located near the end of the seedling strip. Therefore, similarly to step S8 described above, the paddy weeding robot 1 is moved from the seedling streak that has been traveling to another seedling streak (step S28).

このステップS28は、上述のステップS8と同様であって、距離HDの替わりに、領域83の最下端と画像の最下端(領域A1の最下端)との距離を用いて、水田除草ロボット1を前進、旋回またはゼロターンさせ、隣の苗の条間に移動させる。そして、水田除草ロボット1の前方を撮像し(ステップS21)、ステップS22〜S25を繰り返す。   This step S28 is the same as step S8 described above, and the paddy weeding robot 1 is moved using the distance between the lowermost end of the region 83 and the lowermost end of the image (the lowermost end of the region A1) instead of the distance HD. Move forward, turn or zero turn and move between adjacent seedling strips. And the front of the paddy field weeding robot 1 is imaged (step S21), and steps S22 to S25 are repeated.

なお、上述の領域の大きさの閾値や所定の距離や時間などは、適宜設計するものであって、上述の値に限定されるものではない。   It should be noted that the above-described threshold value of the area size, the predetermined distance, the time, and the like are designed as appropriate, and are not limited to the above-described values.

上述のような処理フローに基づくことで、水田除草ロボット1は、撮像装置50によって撮像された画像の色情報に基づいて走行可能領域としての水田の土を識別し、走行可能領域を自律走行して除草をすることが可能となる。なお、この自律走行は、水田の土の領域以外は走行しないこととなる。したがって、苗やその他、石などを障害物として避けるように自律走行することが可能となる。また、画像分割処理は画像の一部であるとともに、自律走行の処理フローも簡便である。したがって、自律走行の制御が簡易な演算と処理フローになり、水田除草ロボット1は、低コストで製造することが可能である。   Based on the processing flow as described above, the paddy weeding robot 1 identifies the soil of the paddy field as the travelable area based on the color information of the image captured by the imaging device 50, and autonomously travels in the travelable area. Can be weeded. In addition, this autonomous traveling will not travel except in the soil area of the paddy field. Therefore, it is possible to autonomously travel so as to avoid seedlings and other stones as obstacles. Further, the image division processing is a part of the image, and the processing flow of the autonomous running is simple. Therefore, the control of autonomous traveling becomes a simple calculation and processing flow, and the paddy weeding robot 1 can be manufactured at low cost.

また、水田除草ロボット1の構成は上述の構成に限定されるものではない。例えば、機体10の傾きを検出する傾斜センサ、例えば、ジャイロセンサを備える構成としてもよい。この傾斜センサによって画像を撮像した際の機体10の傾きを検出することができる。
画像に検出した傾きの補正を加え、この補正された画像に基づく自律走行をさせることができるため、より正確に苗の条間を自律走行することが可能となる。
Further, the configuration of the paddy field weeding robot 1 is not limited to the above-described configuration. For example, it is good also as a structure provided with the inclination sensor which detects the inclination of the body 10, for example, a gyro sensor. The inclination of the airframe 10 when an image is captured by this inclination sensor can be detected.
Since correction of the detected inclination can be added to the image and autonomous running based on the corrected image can be performed, it is possible to more autonomously run between the seedling streaks.

また、除草装置30のアーム31に加わる荷重を検出する検出センサと、このアーム31を左右方向を軸として回動する回動装置とを備える構成としてもよい。上述の除草装置30において、アーム31の一端を回動シャフト32に固設し、この回動シャフト32を取付アーム33によって回動自在に支持する構成とする。そして、図10に示すように回動装置としてのモータ35とギヤボックス36を備える。モータ35の回動軸は、ギヤボックス36内の不図示のギヤを介して回動シャフト32と連結させる。したがって、モータ35によって、アーム31を左右方向を軸として回動することができる。   Moreover, it is good also as a structure provided with the detection sensor which detects the load added to the arm 31 of the weeding apparatus 30, and the rotation apparatus which rotates this arm 31 centering on the left-right direction. In the above-described weeding device 30, one end of the arm 31 is fixed to the rotating shaft 32, and the rotating shaft 32 is rotatably supported by the mounting arm 33. And as shown in FIG. 10, the motor 35 and gear box 36 as a rotation apparatus are provided. The rotation shaft of the motor 35 is connected to the rotation shaft 32 via a gear (not shown) in the gear box 36. Therefore, the arm 31 can be rotated about the left-right direction by the motor 35.

このような構成において、不図示の荷重センサが検出した値が所定値を超える場合、アーム31を左右方向を軸として上方に回動させた後、所定の時間前進させる。その後、アーム31を左右方向を軸として下方に回動させ、アーム31の先端を地面に当接させる。このように水田除草ロボット1を作動させると、アーム31が土に引っ掛かった場合に、その引っ掛かりを取除くことが可能となる。したがって、アーム31の土への引っ掛かりによる水田除草ロボット1の自律走行の停止を防止し、自律走行を継続させることができ、除草作業の効率が向上する。また、水田除草ロボット1に過度な負荷が加わることを防止し、水田除草ロボットの故障を低減できる。   In such a configuration, when a value detected by a load sensor (not shown) exceeds a predetermined value, the arm 31 is rotated upward about the left-right direction and then moved forward for a predetermined time. Thereafter, the arm 31 is rotated downward about the left-right direction, and the tip of the arm 31 is brought into contact with the ground. When the paddy weeding robot 1 is operated as described above, when the arm 31 is caught on the soil, the catch can be removed. Therefore, stop of the autonomous traveling of the paddy field weeding robot 1 due to the arm 31 being caught on the soil can be prevented and the autonomous traveling can be continued, and the efficiency of the weeding work is improved. Moreover, it is possible to prevent an excessive load from being applied to the paddy weeding robot 1 and to reduce the malfunction of the paddy weeding robot.

なお、荷重センサが検出した値が所定値を超える場合の水田除草ロボット1の作動は、上述の作動に限定されるものではない。アーム31の土への引っ掛かりを取除くことが可能となる作動であればよい。例えば、アーム31を左右方向を軸として上方に回動させるともとに、同時に後進させてもよい。このような作動とすることで、アーム31の土への引っ掛かりをより確実に取除くことが可能となる。   Note that the operation of the paddy field weeding robot 1 when the value detected by the load sensor exceeds a predetermined value is not limited to the above-described operation. Any operation that enables removal of the arm 31 from the soil may be used. For example, the arm 31 may be rotated upward with the left-right direction as an axis and may be moved backward at the same time. By setting it as such an operation | movement, it becomes possible to remove more reliably the hook of the arm 31 to the soil.

また、水田除草ロボット1は、水田除草ロボット1の周辺の障害物を検出する障害物検出センサを備える構成であってもよい。障害物検出センサは、水田除草ロボット1の周辺の障害物を検出することができればよく、例えば、赤外線センサや超音波センサなどである。水田除草ロボット1に赤外線センサを備え、この赤外線センサによって前方に向けて赤外線を照射するとともに反射する赤外線を検出する。   The paddy weeding robot 1 may be configured to include an obstacle detection sensor that detects obstacles around the paddy weeding robot 1. The obstacle detection sensor only needs to be able to detect an obstacle around the paddy field weeding robot 1, and is, for example, an infrared sensor or an ultrasonic sensor. The paddy weeding robot 1 is provided with an infrared sensor, and the infrared sensor irradiates the infrared ray forward and detects the reflected infrared ray.

このような構成にすることで、走行方向の前方にある障害物、例えば、作業員、苗、畦などを検出することが可能となる。そして、障害物を検出した際、水田除草ロボット1に回避動作(停止、後進、旋回など)をさせることができる。したがって、水田除草ロボット1の故障や苗の傷つけなどを防止することができる。また、上述の苗の条間から別の苗の条間へ移動する際、この赤外線センサによって畦と水田除草ロボット1との距離をより正確に検出することができ、別の苗の条間への移動をより確実に行うことが可能となる。   By adopting such a configuration, it becomes possible to detect obstacles ahead of the traveling direction, such as workers, seedlings, and cocoons. Then, when an obstacle is detected, the paddy weeding robot 1 can perform an avoidance operation (stop, reverse, turn, etc.). Therefore, it is possible to prevent the paddy weeding robot 1 from being damaged or the seedling being damaged. Moreover, when moving from the above-mentioned seedling streak to another seedling streak, the distance between the paddy and the paddy weeding robot 1 can be detected more accurately by this infrared sensor. Can be moved more reliably.

ここで、障害物検出センサは、上述の撮像装置50と同様に、保護カバー40の内部であって、機体10に取り付けられることが望ましい。このような構成にすることで、保護カバー40の胴部42の外周面に付着した土や虫などを除去することができ、付着物の影響を受けることなく障害物を検出することが可能となり、障害物の検出精度が向上する。   Here, it is desirable that the obstacle detection sensor is attached to the body 10 inside the protective cover 40 similarly to the imaging device 50 described above. With this configuration, it is possible to remove dirt, insects, and the like attached to the outer peripheral surface of the body portion 42 of the protective cover 40, and it is possible to detect an obstacle without being affected by the attached matter. The obstacle detection accuracy is improved.

また、水田除草ロボット1は、バッテリー60の蓄電量を検出するバッテリーセンサを備える構成であってもよい。そして、このバッテリーセンサが検出した値が所定値を下回る場合、警報装置65を作動させる。このような構成にすることで、バッテリー60の電力不足による水田除草ロボット1の自律走行の停止を防止し、自律走行を継続させることができ、除草作業の効率が向上する。   The paddy weeding robot 1 may be configured to include a battery sensor that detects the amount of electricity stored in the battery 60. When the value detected by the battery sensor falls below a predetermined value, the alarm device 65 is activated. With this configuration, it is possible to prevent the autonomous traveling of the paddy field weeding robot 1 from being stopped due to insufficient power of the battery 60 and to continue the autonomous traveling, thereby improving the efficiency of the weeding work.

また、水田除草ロボット1は、GPSシステムや方位センサなどを用いて、水田除草ロボット1の位置を検出する構成としてもよい。このような構成にすることで、水田内を効率的に自律走行させることが可能となる。しかし、自律走行を画像と位置に基づく制御によって行うため、制御システムが複雑となり製造コストが高くなってしまうことがあるため、あまり好ましくない。   The paddy weeding robot 1 may be configured to detect the position of the paddy weeding robot 1 using a GPS system, a direction sensor, or the like. By adopting such a configuration, it is possible to efficiently autonomously travel within the paddy field. However, since autonomous running is performed by control based on images and positions, the control system becomes complicated and the manufacturing cost may increase, which is not preferable.

また、上述の保護カバー40の外周面の付着物を除去する構成(保護カバー40,電動モータ46,ワイパー49R,49L)は、特に限定されるものではない。保護カバーによって撮像装置50を保護するとともに、撮像の障害物となる、保護カバーの外側面に付着した付着物を除去できる構成であればよい。   Moreover, the structure (protective cover 40, electric motor 46, wiper 49R, 49L) which removes the deposit | attachment of the outer peripheral surface of the above-mentioned protective cover 40 is not specifically limited. Any structure may be used as long as it can protect the imaging device 50 with the protective cover and can remove the deposits attached to the outer surface of the protective cover, which are obstacles to imaging.

例えば、上述の保護カバー40を機体10に固定し、ワイパー49が保護カバー40の胴部42の外周面に当接しながら円筒軸を軸として回動する構成であってもよい。このような構成にすることで、保護カバー40の機体10の内部に位置する部分は不要であり、保護カバー40を小さくすることができる。また、作動するのは外部に備えるワイパーのみであり、保護カバー40と機体10との間のシールが容易に行える。   For example, the above-described protective cover 40 may be fixed to the airframe 10 and the wiper 49 may rotate about the cylindrical axis while contacting the outer peripheral surface of the body portion 42 of the protective cover 40. With such a configuration, the portion of the protective cover 40 located inside the body 10 is unnecessary, and the protective cover 40 can be made small. Further, only the wiper provided on the outside operates, and the seal between the protective cover 40 and the airframe 10 can be easily performed.

また、上述の保護カバー40を機体10に固定し、保護カバー40の胴部42の外周面に沿って周方向に延設したワイパーを設け、このワイパーを外周面に当接しながら上下方向にスライド移動させる構成であってもよい。このような構成にすることで、保護カバー40の機体10の内部に位置する部分は不要であり、保護カバー40を小さくすることができる。また、作動するのは外部に備えるワイパーのみであり、保護カバー40と機体10との間のシールが容易に行える。   Further, the above-described protective cover 40 is fixed to the airframe 10, and a wiper extending in the circumferential direction is provided along the outer peripheral surface of the body portion 42 of the protective cover 40. It may be configured to be moved. With such a configuration, the portion of the protective cover 40 located inside the body 10 is unnecessary, and the protective cover 40 can be made small. Further, only the wiper provided on the outside operates, and the seal between the protective cover 40 and the airframe 10 can be easily performed.

また、図15に示すように、保護カバー40の外周面に水を噴射して付着を除去する噴射ノズル90を備える構成であってもよい。このような構成にするすることで、より確実に保護カバー40の外周面の付着物を除去することができる。   Moreover, as shown in FIG. 15, the structure provided with the injection nozzle 90 which injects water to the outer peripheral surface of the protective cover 40 and removes adhesion may be sufficient. By setting it as such a structure, the deposit | attachment of the outer peripheral surface of the protective cover 40 can be removed more reliably.

なお、水田除草ロボット1は、このような保護カバーの外側面の付着物を除去する除去装置を備えない構成であってもよい。しかし、水田除草ロボット1は水田を自律走行するものであって、苗の条間を走行可能な小さなものである。したがって、クローラ式の走行装置20によって土が飛び跳ねやすいとともに、保護カバー40は地面に近い位置にあるので、保護カバー40には土が付着しやすく、このような除去装置を備える構成の方が好ましい。   The paddy weeding robot 1 may have a configuration that does not include such a removing device that removes deposits on the outer surface of the protective cover. However, the paddy weeding robot 1 autonomously travels in the paddy field and is a small robot that can travel through the streak of seedlings. Therefore, the crawler-type traveling device 20 makes it easy for the soil to jump, and the protective cover 40 is located close to the ground. Therefore, the protective cover 40 tends to adhere to the soil, and a configuration including such a removing device is preferable. .

また、撮像装置50は、少なくとも水田除草ロボット1の前方を撮像可能なものであればよく、特に限定されるものではない。例えば、撮像装置50は、上下左右に撮像方向を変更可能な構成であってもよく、この撮像方向を電動モータなどによって変更可能とする構成であってもよい。また、撮像装置50は、上下方向にスライド移動可能な支持部材を介して機体10に取り付けられる構成であってもよく、機体10の上方から水田除草ロボット1の前方を撮像可能とする構成であってもよい。このような構成にすることで、水田除草ロボット1の方向を変えることなく、様々な方向から苗を撮像することが容易となる。   The imaging device 50 is not particularly limited as long as it can capture at least the front of the paddy weeding robot 1. For example, the imaging device 50 may be configured to change the imaging direction vertically and horizontally, and may be configured to be able to change the imaging direction using an electric motor or the like. In addition, the imaging device 50 may be configured to be attached to the body 10 via a support member that is slidable in the vertical direction, and is configured to be able to image the front of the paddy weeding robot 1 from above the body 10. May be. With such a configuration, it becomes easy to image seedlings from various directions without changing the direction of the paddy weeding robot 1.

さらに、撮像装置50は、1つに限定されるものではない。例えば、撮像装置50を4つの撮像装置から構成し、水田除草ロボット1の前方、後方、左右側方が撮像可能となるようにしてもよい。この4つの撮像装置によって撮像された画像(水田除草ロボット1の前方、後方、左右側方の画像)に基づいて自律走行させることが可能となる。したがって、より正確に苗の条間を自律走行することが可能となる。また、水田除草ロボット1の方向を変えることなく、複数の方向から苗を撮像することが容易に行え、苗の状態をより細かく確認することができる。   Furthermore, the imaging device 50 is not limited to one. For example, the imaging device 50 may be configured by four imaging devices so that the front, rear, and left and right sides of the paddy field weeding robot 1 can be imaged. It is possible to autonomously travel based on images captured by the four imaging devices (front, rear, and left and right side images of the paddy weeding robot 1). Therefore, it is possible to autonomously travel between the seedling strips more accurately. In addition, it is possible to easily image seedlings from a plurality of directions without changing the direction of the paddy weeding robot 1, and the state of the seedlings can be confirmed in more detail.

ここで、上述のような、外側面の付着物を除去する除去装置を備えた保護カバーは、外部の状況を保護カバー越しに撮像や検知するあらゆる装置の保護に適用可能であるとともに、その使用は電動作業車両としての水田除草ロボットに限定されるものではない。例えば、トラクタ、田植機、コンバインなどの農業作業車両や自動車などのあらゆる車両にも適用しうる。   Here, the protective cover provided with the removing device for removing the adhering matter on the outer surface as described above can be applied to the protection of any device that images and detects the external situation through the protective cover, and its use. Is not limited to a paddy weeding robot as an electric work vehicle. For example, the present invention can be applied to any vehicle such as an agricultural work vehicle such as a tractor, a rice transplanter, or a combiner, or an automobile.

また、本発明は上述の例に限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内であらゆる形態を取ることができる。   Further, the present invention is not limited to the above-described examples, and can take various forms within a range not departing from the gist of the invention.

本発明の水田除草ロボットは、水田の除草を行うものに限定されるものではなく、作物が複数の列を形成して植えられたあらゆる農地の除草をする電動作業車両に適用しうる。   The paddy field weeding robot of the present invention is not limited to the paddy field weeding, and can be applied to an electric work vehicle for weeding any farmland in which crops are planted in a plurality of rows.

1 水田除草ロボット(電動作業車両)
10 機体
20 走行装置
26 走行モータ
30 除草装置
40 保護カバー
50 撮像装置
60 バッテリー
65 警報装置
70 制御部
80 苗(作物)
1 Paddy weeding robot (electric work vehicle)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Airframe 20 Traveling device 26 Traveling motor 30 Weeding device 40 Protective cover 50 Imaging device 60 Battery 65 Alarm device 70 Control part 80 Seedling (crop)

Claims (10)

左右一対の走行装置と、
該それぞれの走行装置を駆動する左右一対の走行モータと、
除草をするための除草装置と、
自律走行をするための自律走行プログラムを格納した制御部とを備え、
自律走行で除草が可能な電動作業車両において、
前記電動作業車両の周辺を撮像可能な撮像装置を備え、
前記制御部は、前記撮像装置によって撮像された画像の色情報に基づいて作物を識別し、
前記作物の条間を自律走行して除草をすることを特徴とする、電動作業車両。
A pair of left and right traveling devices;
A pair of left and right traveling motors for driving the respective traveling devices;
A weeding device for weeding,
A control unit storing an autonomous traveling program for autonomous traveling,
In an electric work vehicle that can be weeded autonomously,
An imaging device capable of imaging the periphery of the electric work vehicle,
The control unit identifies a crop based on color information of an image captured by the imaging device,
An electric work vehicle characterized in that weeds are autonomously driven between the crop streaks.
左右一対の走行装置と、
該それぞれの走行装置を駆動する左右一対の走行モータと、
除草をするための除草装置と、
自律走行をするための自律走行プログラムを格納した制御部とを備え、
自律走行で除草が可能な電動作業車両において、
前記電動作業車両の周辺を撮像可能な撮像装置を備え、
前記制御部は、前記撮像装置によって撮像された画像の色情報に基づいて走行可能領域を識別し、
前記走行可能領域を自律走行して除草をすることを特徴とする、電動作業車両。
A pair of left and right traveling devices;
A pair of left and right traveling motors for driving the respective traveling devices;
A weeding device for weeding,
A control unit storing an autonomous traveling program for autonomous traveling,
In an electric work vehicle that can be weeded autonomously,
An imaging device capable of imaging the periphery of the electric work vehicle,
The control unit identifies a travelable area based on color information of an image captured by the imaging device,
An electric work vehicle characterized in that weeding is carried out autonomously in the travelable area.
前記撮像装置を保護する無色透明な保護カバーと、
前記保護カバーの外側面の付着物を除去する除去装置とを備え、
前記撮像装置は、前記保護カバー越しに前記電動作業車両の周辺を撮像可能であり、
前記制御部は、前記画像の色情報に基づいて前記保護カバーの外側面の付着物を識別し、前記除去装置を作動させることを特徴とする、請求項1または2に記載の電動作業車両。
A colorless and transparent protective cover for protecting the imaging device;
A removal device for removing deposits on the outer surface of the protective cover,
The imaging device is capable of imaging the periphery of the electric work vehicle through the protective cover,
3. The electric work vehicle according to claim 1, wherein the control unit identifies deposits on an outer surface of the protective cover based on color information of the image and activates the removing device. 4.
前記保護カバーは、円筒形状であり、該保護カバーの内部に前記撮像装置を配設し、
前記除去装置は、前記保護カバーの外周面に当接するワイパーと、前記保護カバーを円筒軸を軸として回動する回動装置とから構成され、
前記保護カバーを回動し、前記ワイパーによって該保護カバーの外周面に付着した付着物を除去することを特徴とする、請求項3に記載の電動作業車両。
The protective cover has a cylindrical shape, and the imaging device is disposed inside the protective cover.
The removing device includes a wiper that contacts the outer peripheral surface of the protective cover, and a rotating device that rotates the protective cover about a cylindrical axis.
The electric work vehicle according to claim 3, wherein the protective cover is rotated, and the adhered matter adhered to the outer peripheral surface of the protective cover is removed by the wiper.
前記制御部は、前記画像の色情報に基づいて農地の境界を識別し、該境界内を自律走行させることを特徴とする、請求項1ないし4のいずれかに記載の電動作業車両。   The electric work vehicle according to any one of claims 1 to 4, wherein the control unit identifies a farmland boundary based on color information of the image and autonomously travels within the boundary. 前記電動作業車両の周辺の障害物を検出する障害物検出センサを備えることを特徴とする、請求項1ないし5のいずれかに記載の電動作業車両。   The electric work vehicle according to any one of claims 1 to 5, further comprising an obstacle detection sensor that detects an obstacle around the electric work vehicle. 前記除草装置は、車両後部に設けられたレーキであり、左右方向を軸として回動自在であることを特徴とする、請求項1ないし6のいずれかに記載の電動作業車両。   The electric working vehicle according to any one of claims 1 to 6, wherein the weeding device is a rake provided at a rear portion of the vehicle and is rotatable about a left-right direction as an axis. 前記レーキに加わる荷重を検出する荷重センサと、
前記レーキを左右方向を軸として回動する回動装置とを備えることを特徴とする、請求項7に記載の電動作業車両。
A load sensor for detecting a load applied to the rake;
The electric work vehicle according to claim 7, further comprising: a rotation device that rotates the rake about the left-right direction as an axis.
警報装置を備えることを特徴とする、請求項1ないし8のいずれかに記載の電動作業車両。   The electric work vehicle according to claim 1, further comprising an alarm device. 通信装置を備えることを特徴とする、請求項1ないし9のいずれかに記載の電動作業車両。   The electric work vehicle according to claim 1, further comprising a communication device.
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