JP2593166B2 - Seedling row detecting device in agricultural work machine - Google Patents

Seedling row detecting device in agricultural work machine

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JP2593166B2
JP2593166B2 JP62322184A JP32218487A JP2593166B2 JP 2593166 B2 JP2593166 B2 JP 2593166B2 JP 62322184 A JP62322184 A JP 62322184A JP 32218487 A JP32218487 A JP 32218487A JP 2593166 B2 JP2593166 B2 JP 2593166B2
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英機 神山
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Yanma Agricultural Equipment Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、圃場に既に植付けられて略一直線の列状に
並ぶ、いわゆる植付苗列に対して略並行状に田植機等の
農作業機を走行できるようにする自動操向のための植付
苗列検出装置の構造に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to an agricultural work machine such as a rice transplanter which is already planted in a field and is arranged in a substantially straight line. The present invention relates to a structure of a planting row detecting device for automatic steering that enables the vehicle to travel.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来から田植機により圃場に苗を植付ける場合、田植
機にその進行方向左右に適宜間隔で植付機構を設け、田
植機の進行につれて上下回動する植付機構にて苗載台の
苗マットを適宜株数ごとに分割しながら圃場面に植付け
るので、圃場面には、田植機の進行方向に沿って適宜の
苗植付間隔で、植付け苗箇所が並ぶと同時に、進行方向
に対して左右方向に適宜間隔で複数列にて植付けられる
ことは周知である。
Conventionally, when planting seedlings in a field with a rice transplanter, the rice transplanter is provided with planting mechanisms at appropriate intervals on the left and right in the traveling direction, and the seedling mat on the seedling table is rotated by the planting mechanism that rotates up and down as the rice transplanter advances. Are planted in the field scene while dividing them by the number of plants as appropriate, so that in the field scene, at the appropriate seedling planting intervals along the traveling direction of the rice transplanter, It is well known that a plurality of rows are planted at appropriate intervals in a direction.

そして、圃場に既に植付けられた植付苗列と略並行状
に田植機を走行できるようにする自動操向装置の先行技
術として、特開昭62−61509号公報では、前進させる田
植機に搭載したカラービデオカメラにて、前記隣接した
部分の植付苗列のうちの適宜範囲を撮像し、この撮像画
面情報を2値化処理して各植付け苗箇所に対応する領域
を抽出して後、ハフ(Hough)変換等の処理により前記
複数の領域からなる列から直線を近似計算し、この計算
上の仮想直線と撮像画面の縦横中心線等の任意の基準線
及び基準点に対する横ずれ及び傾斜のずれを一定の許容
範囲内に納まるように機体の操向制御を実行することを
提案している。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-61509 discloses a prior art of an automatic steering device that enables a rice transplanter to run in a direction substantially parallel to a seedling row already planted in a field. With the color video camera obtained, an appropriate range of the planted seedling row in the adjacent portion is imaged, and the imaged screen information is binarized to extract a region corresponding to each planted seedling location. A straight line is approximately calculated from the row composed of the plurality of regions by a process such as Hough transformation, and a virtual straight line on this calculation and an arbitrary reference line such as a vertical and horizontal center line of the imaging screen and a lateral shift and inclination with respect to a reference point are calculated. It has been proposed to execute the steering control of the aircraft so that the deviation falls within a certain allowable range.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

前記先行技術においては、撮像手段による撮像画面に
は圃場面と既にある植付苗列しか撮像されていないので
あるから、撮像手段自体の田植機の機体に対する取付け
位置の隔たりや取付け角度を検出できない。
In the prior art, since only the field scene and the existing seedling row are imaged on the imaging screen of the imaging means, the gap and the mounting angle of the mounting position of the imaging means itself with respect to the body of the rice transplanter cannot be detected. .

従って、既にある植付苗列に対する機体の傾きや横ず
れを一定範囲内に納めるべく操行制御するに際しては、
例えば機体の左右中心線に対する撮像画面の基準線の傾
き及び該機体の左右中心線に対する撮像画面の基準点の
偏差を、予めデータとして入力する一方、撮像画面の縦
横中央点と縦中央線等の基準に対して前記計算された仮
想線の傾きや横ずれを、再度前記データに対する傾きや
偏差として計算しなおす必要があり、操向自動制御のた
めの画像処理演算時間が長くなると云う問題がある。
Therefore, when controlling the operation to keep the inclination and lateral displacement of the aircraft with respect to the existing seedling row within a certain range,
For example, the inclination of the reference line of the imaging screen with respect to the left and right center lines of the aircraft and the deviation of the reference point of the imaging screen with respect to the left and right center lines of the aircraft are input in advance as data, while the vertical and horizontal center points and the vertical center line of the imaging screen are input. It is necessary to recalculate the calculated inclination and lateral displacement of the virtual line with respect to the reference as the inclination and deviation with respect to the data, and there is a problem in that the image processing operation time for automatic steering control becomes longer.

また、撮像手段は機体の任意の箇所に任意の姿勢で取
付けすることができるのであるから、その取付け位置及
び取付け角度の誤差があるときや、撮像手段の取替え作
業後の再調整などに際してそのデータを一々入力するこ
とは手間も掛かり、事実上不可能であった。
Further, since the image pickup means can be attached to an arbitrary position of the body in an arbitrary posture, the data is used when there is an error in the attachment position and the attachment angle or when readjustment after replacing the image pickup means. Entering each one was time-consuming and virtually impossible.

また、苗植え作業後の適宜時期に施肥または薬剤散布
する管理機は、前記既に植付けられた植付苗列に沿って
進行させつつ作業を実行することがあるので、このよう
な農作業機に自動操向装置を搭載する場合にも前記と同
様の問題が生じるのであった。
In addition, since the management machine for applying fertilizer or spraying the chemical at an appropriate time after the seedling planting operation may perform the operation while proceeding along the already planted seedling row, the agricultural machine may be automatically operated. When the steering device is mounted, the same problem as described above occurs.

本発明は、この問題を解消することを目的とするもの
である。
An object of the present invention is to solve this problem.

〔問題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

そこで本発明は、圃場を走行する田植機等の農作業機
に、その側方に沿って既に植付けられた植付苗列のうち
複数の植付け苗箇所を撮像する撮像手段を設け、該撮像
手段による画像情報から各植付け苗箇所を領域として特
定する2値化手段と、2値化した前記各対象領域の列か
ら仮想線を近似する仮想線計算手段とにより植付苗列の
仮想線を決定する一方、前記撮像手段による撮像画面中
には、前記植付苗列の仮想線に対する基準に設定するた
めの農作業機の機体の一部を撮像し、この基準と前記仮
想線との誤差を計算する画像処理装置を備えた構成とし
たものである。
Therefore, the present invention provides an agricultural work machine such as a rice transplanter running in a field, with an imaging means for imaging a plurality of planted seedling locations in a planted seedling row already planted along the side thereof, and A virtual line of a planted seedling row is determined by binarizing means for specifying each planted seedling portion as an area from image information and virtual line calculating means for approximating a virtual line from the binarized row of each target area. On the other hand, in the imaging screen by the imaging means, an image of a part of the body of the agricultural work machine for setting as a reference for the virtual line of the planted seedling row is taken, and an error between this reference and the virtual line is calculated. This is a configuration provided with an image processing device.

〔発明の作用・効果〕[Functions and effects of the invention]

この構成によれば、撮像画面中に撮像された農作業機
の機体の一部の任意の箇所を基準にすれば、農作業機の
機体に対する撮像手段自体の取付け位置や取付け角度な
どを変更しても、撮像画面中の前記基準を基礎にして仮
想線との傾きや隔たりを計算すれば良く、計算された仮
想線と基準に対する傾きと横ずれ等の偏差が一義的に特
定できるから、撮像手段手段の位置合わせや取付け作業
が至極簡単となる。
According to this configuration, if an arbitrary position of a part of the body of the agricultural work machine imaged in the imaging screen is used as a reference, even if the mounting position or the mounting angle of the imaging unit itself with respect to the body of the farm work machine is changed, It is sufficient to calculate the inclination and the difference between the virtual line and the reference based on the reference in the imaging screen, and the deviation of the calculated virtual line from the reference and the inclination with respect to the reference can be uniquely specified. Positioning and mounting work is extremely simple.

そして、撮像画面に機体が撮像されない場合のよう
に、一旦撮像画面の固定的な基準を基礎に仮想線を計算
した後、撮像手段と機体との幾何学的関係のデータを元
に前記仮想線の傾き等を補正する演算を実行するのに比
べて大幅に画像処理のための演算時間の短縮化が図れる
と共に、撮像手段の取付け誤差を考慮する必要が無くな
り、より一層操向制御が正確にできるという効果を有す
るのである。
Then, as in the case where the body is not imaged on the imaging screen, once the virtual line is calculated based on the fixed reference of the imaging screen, the virtual line is calculated based on the data of the geometrical relationship between the imaging means and the body. The calculation time for image processing can be greatly reduced as compared to executing the calculation for correcting the inclination of the camera, and it is not necessary to consider the mounting error of the imaging means, and the steering control can be performed more accurately. It has the effect of being able to do it.

〔実施例〕〔Example〕

以下本発明を田植機に適用した実施例について説明す
ると、図において1はフレーム2の前部左右両側の前車
輪3,3と後部左右両側の後車輪4,4にて支持された走行機
体で、この走行機体1の後部には、苗載台5と複数の植
付機構6とから成る多条植え式の苗植装置7が、リンク
機構8を介して上下昇降可能に装着されている。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a rice transplanter will be described. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a traveling body supported by front wheels 3, 3 on the front left and right sides of a frame 2 and rear wheels 4, 4 on the rear left and right sides. A multi-row planting seedling plant 7 including a seedling mounting table 5 and a plurality of planting mechanisms 6 is mounted on a rear portion of the traveling body 1 via a link mechanism 8 so as to be able to move up and down.

走行機体1のフレーム2の上面に搭載したエンジン9
の動力は、クラッチ10及びミッションケース11を介して
前後両車輪3,4に伝達する一方、このミッションケース1
1から突出するPTO軸12を介して前記苗植装置7に動力伝
達する。なお、符号13はクラッチ10のON・OFF用アクチ
ェータ、14は走行変速用アクチェータ、15はPTO軸変速
用アクチェータである。
Engine 9 mounted on the upper surface of frame 2 of traveling body 1
Is transmitted to the front and rear wheels 3 and 4 via a clutch 10 and a transmission case 11, while the transmission case 1
Power is transmitted to the seedling plant 7 via a PTO shaft 12 protruding from 1. Reference numeral 13 denotes an actuator for ON / OFF of the clutch 10, 14 denotes an actuator for traveling speed change, and 15 denotes an actuator for PTO shaft speed change.

前記走行機体1の上面には、操縦座席16の前方にステ
アリングギヤボックス17を設け、該ステアリングギヤボ
ックス17から立設したステアリングコラム18の上端に、
当該ステアリングコラム18内に挿通したステアリング軸
19に対する操縦ハンドル20を取付けている。
On the upper surface of the traveling body 1, a steering gear box 17 is provided in front of a control seat 16, and at the upper end of a steering column 18 erected from the steering gear box 17,
Steering shaft inserted into the steering column 18
A steering handle 20 for 19 is installed.

符号21は左右両端にナックル22,22を介して前輪2,2を
装着し、内部にミッションケース11からの動力伝達機構
を収納した左右長手の伝動ケースで、該伝動ケース21
を、それに取付く平面視コ字型のブラケット21aと、前
記フレーム2の下面左右中央部の支持部材21bに回動自
在に支持された揺動軸21cとを介して連結して左右上下
揺動できるように構成されている。
Reference numeral 21 denotes a left and right longitudinal transmission case in which front wheels 2, 2 are mounted via knuckles 22, 22 on both left and right ends and a power transmission mechanism from the transmission case 11 is housed inside.
Is connected via a bracket 21a having a U-shape in plan view to be attached thereto and a swing shaft 21c rotatably supported by a support member 21b at the center of the lower surface of the frame 2 at the left and right. It is configured to be able to.

操向装置26は前記伝動ケース15の片側から立設する回
動支点軸23に水平回動自在に装着された平面視L字型の
ステアリングアーム24、該ステアリングアーム24に連結
する左右一対のタイロッド25,25、油圧シリンダ26、操
舵制御弁27ならびに該操舵制御弁27を操作するステアリ
ングギアボックス7の前後揺動自在なピットマンアーム
28から成る。
The steering device 26 has an L-shaped steering arm 24 in a plan view mounted on a rotation fulcrum shaft 23 erected from one side of the transmission case 15 so as to be horizontally rotatable, and a pair of left and right tie rods connected to the steering arm 24. 25, 25, a hydraulic cylinder 26, a steering control valve 27, and a pitman arm capable of swinging back and forth of a steering gear box 7 for operating the steering control valve 27.
Consists of 28.

前記ステアリングアーム24におけるフレーム4の前後
方向に延びるアーム部24aには、前記左右一対のタイロ
ッド25,25の一端を各々球関節を介して連結し、該両タ
イロッド25,25を伝動ケース15に略沿わせて走行機体1
の進行左右に延ばし、その各他端を前記各ナックル22,2
2から前方に延びるナックルアーム29,29に揺動自在に連
結する。
One end of each of the pair of left and right tie rods 25, 25 is connected to an arm portion 24a of the steering arm 24 extending in the front-rear direction of the frame 4 via a ball joint, and the two tie rods 25, 25 are substantially attached to the transmission case 15. Running aircraft 1 along
Of the knuckle 22 and 2
It is swingably connected to knuckle arms 29, 29 extending forward from 2.

前記ステアリングアーム24からフレーム2の側面に向
かって内向きに延びるアーム部の支軸30には、制御弁27
を球関節を介して後向きに連結する一方、該操舵制御弁
27の後端のスプールと前記ピットマンアーム28とを連杆
31を介して連結する。
A control valve 27 is provided on a support shaft 30 of an arm portion extending inward from the steering arm 24 toward the side surface of the frame 2.
Is connected backward through a ball joint, while the steering control valve
Link the spool at the rear end of 27 with the pitman arm 28
Connect via 31.

また、フレーム2の外側面に略平行状に沿って配設す
る油圧シリンダ26の後端を前記支軸30に球関節を介して
連結する一方、ピストンロッド26aの前端を球関節を介
してフレーム2外側面から突出するブラケット横軸32に
連結する。
The rear end of a hydraulic cylinder 26 disposed substantially parallel to the outer surface of the frame 2 is connected to the support shaft 30 via a ball joint, while the front end of the piston rod 26a is connected to the frame via a ball joint. 2 Connected to the bracket horizontal shaft 32 projecting from the outer surface.

前記操舵制御弁27と油圧シリンダ26とを各々油圧ホー
スにて繋ぐ一方、エンジン5により駆動される油圧ポン
プ33から電磁ソレノイド式制御弁27に油圧を送る。
While the steering control valve 27 and the hydraulic cylinder 26 are each connected by a hydraulic hose, hydraulic pressure is sent from a hydraulic pump 33 driven by the engine 5 to an electromagnetic solenoid type control valve 27.

そして、前記操舵ハンドル10の回動角度に対応して揺
動するピットマンアーム28により、制御弁27のスプール
を進退動させて油圧シリンダ26におけるピストンロッド
26aを出没動させ、ステアリングアーム24の回動に応じ
て、左右両前車輪2,2の向きを変える。
The spool of the control valve 27 is moved forward and backward by the pitman arm 28 that swings in accordance with the rotation angle of the steering handle 10 to move the piston rod in the hydraulic cylinder 26.
26a is moved in and out, and the directions of the left and right front wheels 2, 2 are changed in accordance with the rotation of the steering arm 24.

この油圧シリンダ26は、後述の植付苗列検出装置37か
らの信号に応じて出力信号を出す自動操向・走行用の中
央制御装置35にて作動する電磁ソレノイド式の操舵制御
弁34によっても駆動され、その際前輪3の舵取り角度
は、回動支点軸23に取付くポテンショメータ36にてステ
アリングアーム24の回動角度を検出することにより実行
される。
The hydraulic cylinder 26 is also controlled by an electromagnetic solenoid type steering control valve 34 operated by an automatic steering / running central control device 35 that outputs an output signal in accordance with a signal from a planting seedling detection device 37 described later. When driven, the steering angle of the front wheel 3 is executed by detecting the turning angle of the steering arm 24 with a potentiometer 36 attached to the turning fulcrum shaft 23.

なお、前記クラッチ10のON・OFF用アクチェータ13、
走行変速用アクチェータ14、PTO軸変速用アクチェータ1
5も中央制御装置35にて作動する。
Incidentally, an actuator 13 for ON / OFF of the clutch 10,
Actuator 14 for traveling speed change, actuator 1 for PTO shaft speed change
5 is also operated by the central controller 35.

植付苗列検出装置37は、対象を撮像する撮像手段40
と、撮像された画像を処理して必要な情報(データ)を
出すための画像処理装置41とからなる。
The planting seedling row detection device 37 includes an imaging unit 40 for imaging the target.
And an image processing device 41 for processing a captured image and outputting necessary information (data).

撮像手段40は、カラービデオカメラのように検出対象
を撮像してその撮像画面42の撮像情報を電気信号として
出力できるものであり、二次元MOS撮像素子や二次元CCD
撮像素子を内臓した撮像手段40では、レンズを通して結
ばれた像は、その結像面に二次元的アレイ状に配列され
た各光電素子にて感知されて撮像画面42の情報を電気信
号として出力できるものである。
The imaging means 40 can image a detection target like a color video camera and output imaging information of the imaging screen 42 as an electric signal, and can be a two-dimensional MOS imaging device or a two-dimensional CCD.
In the image pickup means 40 having an image pickup device, an image formed through a lens is sensed by each photoelectric element arranged in a two-dimensional array on the image forming surface, and information on the image pickup screen 42 is output as an electric signal. You can do it.

以下において、1枚の撮像画面42を構成するための表
示要素を画素といい、換言すれば1枚の撮像画面を微小
面積の素片に分割したときの各素片が画素となる。前記
二次元撮像素子では各撮像素子が1つの画素に対応し、
通常1枚の画面を256×256の画素にて標本化する。
Hereinafter, a display element for forming one imaging screen 42 is referred to as a pixel. In other words, each element obtained by dividing one imaging screen into elements having a small area is a pixel. In the two-dimensional image sensor, each image sensor corresponds to one pixel,
Normally, one screen is sampled using 256 × 256 pixels.

そして、本実施例では、後述の基準を設定するため
に、機体の一部、特に隣接した植付苗列に近い側の前車
輪3の一部を撮像手段40による撮像画面42内に入るよう
に、ステップモータ等のセンサー姿勢修正手段43にて撮
像手段41の向きを設定するのである。
Then, in this embodiment, in order to set a reference described later, a part of the body, in particular, a part of the front wheel 3 on the side close to the adjacent planted seedling row is set in the imaged screen 42 by the imaging means 40. Then, the direction of the imaging means 41 is set by the sensor posture correcting means 43 such as a step motor.

画像処理装置41は、前記撮像手段40にて撮像された撮
像画面42のデータを読み込み、そのデータから植付けら
れた苗箇所(NAE)を他の圃場の泥面から抽出する2値
化の後、2値化した前記各対象領域(A)の位置を特定
し、次いで画像処理装置41に組み込まれたソフトによる
予め定められた計算手法により、前記特定された対象領
域(A)の中心または重心位置データから、ハフ変換や
最小二乗法等による直線近似または曲線近似の仮想線計
算手段を使って、植付苗列の仮想線Kを決定し、この仮
想線Kと基準との傾き及び横ずれ等の偏差(誤差)を計
算するものである。
The image processing device 41 reads the data of the imaging screen 42 imaged by the imaging means 40, and after binarization for extracting the seedling locations (NAE) planted from the data from the mud surface of another field, The position of each binarized target area (A) is specified, and then the center or the center of gravity of the specified target area (A) is calculated by a predetermined calculation method using software incorporated in the image processing device 41. From the data, the virtual line K of the planting seedling row is determined by using a virtual line calculating means of a straight line approximation or a curve approximation by a Hough transform, a least square method, or the like, and the inclination and the lateral deviation of the virtual line K with the reference are determined. The deviation (error) is calculated.

本実施例において、撮像された画像をカラー画像にて
構成するときには、RGB表色系〔赤色(R),緑色
(G),青色(B)の色光を原色光とし、加光により白
が得られる〕による赤色成分、緑色成分、青色成分との
各色成分の信号にて圃場面の特徴を抽出し、この三色成
分の信号出力の総和(R+G+B=1)に対する緑色
(G)成分の信号出力比率が所定の値以上のときを苗と
判別してその領域(A)を画面42の他の箇所から分割
(Segmentation)して特定する2値化処理を実行する。
この2値化処理においては前記前車輪3の領域3Aも特定
する。
In the present embodiment, when a captured image is composed of a color image, RGB color system [red (R), green (G), and blue (B) color light is used as primary color light, and white is obtained by adding light. To extract the features of the field scene from the signals of the respective red, green and blue color components, and output the signal of the green (G) component with respect to the sum (R + G + B = 1) of the signal outputs of the three color components When the ratio is equal to or greater than a predetermined value, the binarization process is performed in which the region (A) is identified as a seedling, and the area (A) is segmented from another portion of the screen 42 and specified.
In this binarization process, the area 3A of the front wheel 3 is also specified.

その他、画像において色信号のうち緑色成分から青色
成分を引いた色差画像データ(G−B)が一定以上の出
力である箇所を苗と判断する色差処理による2値化を実
行しても良い。
In addition, binarization may be executed by a color difference process of judging a portion where the color difference image data (GB) obtained by subtracting the blue component from the green component of the color signal in the image is equal to or more than a predetermined value as a seedling.

次に前記2値化により特定された複数の領域(A)か
ら、植付苗列の仮想線Kを特定する仮想線計算手段の一
つとして、いわゆるハフ変換演算装置について説明する
と、前記2値化された画像情報の複数個の植付け苗箇所
(NAE)に対応する領域(A)の座標を記憶させ、各領
域(A)の座標毎にその座標を通過する線分を演算し、
この複数の線分を極座標系で表現される所定の式からハ
フ値(ρ)及び角度(θ0)として定義する処理(ハフ
変換処理)を行い、同一ハフ値(ρ)をとる頻度を二次
元ヒストグラムとして計数し、その最大値となるハフ値
(ρ)及び角度(θ0)から、植付苗列の線分を特定す
るものである。
Next, a so-called Hough transform operation device will be described as one of virtual line calculation means for specifying a virtual line K of a planted seedling row from a plurality of areas (A) specified by the binarization. Storing the coordinates of the areas (A) corresponding to the plurality of planted seedling locations (NAE) in the image information, and calculating a line segment passing through the coordinates for each coordinate of each area (A);
A process (Hough transform process) for defining the plurality of line segments as a Hough value (ρ) and an angle (θ0) from a predetermined expression expressed in a polar coordinate system is performed, and the frequency of taking the same Hough value (ρ) is two-dimensional. It is counted as a histogram, and the line segment of the planted seedling row is specified from the Hough value (ρ) and the angle (θ0) that are the maximum values.

他の仮想線計算手段としては、一般によく知られるよ
うに、最小二乗誤差推定による仮想線の決定演算装置に
よる手法がある。
As another virtual line calculation means, as is generally well known, there is a method using a virtual line determination calculation device based on least square error estimation.

即ち、この手法は、複数の領域の集合 {座標(Xi,Yi)〔i=1,2,3,‥‥,N)} が与えられているとき、求める関数 F(x)=a0+a1x+a2x2+a3x3+‥‥+anxn とすると、 が最小となるような関数F(x)を求める問題に帰着
し、この場合、関数F(x)を予め直線、二次曲線等の
多次曲線と仮定しておけばよい。
In other words, this approach, a set of a plurality of regions {coordinates (Xi, Yi) [i = 1,2,3, ‥‥, N) } when a given, determined function F (x) = a0 + a1x + a2x 2 + a3x 3 + ‥‥ + anx n , Is reduced to the problem of finding a function F (x) that minimizes .in this case, the function F (x) may be assumed in advance to be a multi-dimensional curve such as a straight line or a quadratic curve.

次にこのようにして求められた仮想線Kと基準との傾
き及び横ずれ等の誤差を計算するにあたり、第5図のよ
うに前記撮像手段40にて撮像された画面中の前車輪3
を、第6図のように2値化にて特定した領域3Aの上角を
基準点Oとするものであり、このとき、X−Y直交座標
系にて前記基準点Oの座標(0,0)とするとき、この座
標を通るY軸(縦軸)を基準線として前記仮想線Kの傾
き角度(θ)を計算する一方、基準点Oを通るX軸(横
軸)と仮想線Kとの交点から基準点O迄の距離として横
ずれ距離(δ)を計算する。
Next, when calculating the error such as the inclination and the lateral shift between the virtual line K and the reference obtained in this manner, the front wheel 3 in the screen imaged by the imaging means 40 as shown in FIG.
Is defined as the reference point O with the upper angle of the area 3A specified by the binarization as shown in FIG. 6, and at this time, the coordinates (0, 0), the inclination angle (θ) of the virtual line K is calculated using the Y axis (vertical axis) passing through the coordinates as a reference line, while the X axis (horizontal axis) passing through the reference point O and the virtual line K Is calculated as the distance from the intersection with the reference point O to the reference point O.

そして、第8図のフローチャートに従う画像処理装置
41の計算にて、前記仮想線Kの傾き角度(θ)及び横ず
れ距離(δ)が誤差の許容範囲内であるか否かを判別
し、誤差の許容範囲外であるときには、中央制御装置35
に出力信号を出し、操舵制御弁34の電磁ソレノイドを作
動させ、ステアリング機構におけるステアリングアーム
24の回動角度を変える油圧シリンダ26を駆動させて修正
操舵し、所定の誤差の許容範囲に納まるように自動操舵
制御を実行するのである。この場合、ステアリングアー
ム24の回動角度を検出するポテンショメータ36にて前車
輪3が既に進行方向に対して右または左に傾く操舵角度
を有しているか否かの判断を実行して、植付苗列と並行
状態に進行する収束制御に役立てることができる。
Then, an image processing apparatus according to the flowchart of FIG.
In the calculation of 41, it is determined whether or not the inclination angle (θ) and the lateral displacement distance (δ) of the virtual line K are within the allowable range of the error.
Output signal to actuate the electromagnetic solenoid of the steering control valve 34, and the steering arm in the steering mechanism
The corrective steering is performed by driving the hydraulic cylinder 26 that changes the rotation angle of the 24, and the automatic steering control is executed so as to fall within a predetermined error tolerance. In this case, it is determined whether or not the front wheel 3 has a steering angle that inclines rightward or leftward with respect to the traveling direction by a potentiometer 36 that detects the rotation angle of the steering arm 24. It can be used for convergence control that progresses in parallel with the row of seedlings.

前記隣接した植付苗列に近い側の前車輪3の一部を撮
像手段40による撮像画面42内に入れ、この前車輪3の2
値化により特定された領域3Aを基準にするとき、第7図
のように操舵によって撮像画面42内で傾斜角度(θ1)
が変化することを、当該領域3Aの縦方向縁に沿う直線3
A′の適宜時間ごとの変化として把握するように構成す
れば、仮想線Kと前記直線3A′とのなす角度(θ2)の
時間的変動をも考慮に入れたデータを出力できるから、
前記ポテンショメータ36を廃止できる。
A part of the front wheel 3 on the side close to the adjacent planting seedling row is put in an image screen 42 by the imaging means 40, and the front wheel 3
When the area 3A specified by the binarization is used as a reference, the tilt angle (θ1) in the imaging screen 42 by steering as shown in FIG.
Changes along the straight line 3 along the vertical edge of the area 3A.
If it is configured to grasp the change of A 'as appropriate with time, data can be output in consideration of the temporal change of the angle (θ2) between the virtual line K and the straight line 3A'.
The potentiometer 36 can be eliminated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

図面の本発明の実施例を示し、第1図は乗用型田植機の
平面図、第2図は側面図、第3図は操向装置の要部平面
図、第4図は操向・走行自動制御装置のブロック図と油
圧回路を含む作用説明図、第5図は撮像画面の図、第6
図は2値化された撮像画面における説明図、第7図は他
の実施例の撮像画面における説明図、第8図は概略フロ
ーチャート図である。 1……走行機体、2……フレーム、3,4……車輪、5…
…苗載台、6……植付機構、7……苗植装置、8……リ
ンク機構、9……エンジン、11……ミッションケース、
17……ステアリングギヤボックス、20……操縦ハンド
ル、NAE……植付け苗箇所、K……仮想線、23……回動
支点軸、24……ステアリングアーム、26……油圧シリン
ダ、34……操舵制御弁、35……中央制御装置、36……ポ
テンショメータ、40……撮像手段、41……画像処理装
置、42……撮像画面、A,3A……領域。
1 is a plan view of a riding type rice transplanter, FIG. 2 is a side view, FIG. 3 is a plan view of a main part of a steering device, and FIG. 4 is steering and traveling. FIG. 5 is a block diagram of an automatic control device and an operation explanatory diagram including a hydraulic circuit, FIG.
FIG. 7 is an explanatory diagram of a binarized imaging screen, FIG. 7 is an explanatory diagram of an imaging screen of another embodiment, and FIG. 8 is a schematic flowchart. 1 ... traveling body, 2 ... frame, 3,4 ... wheels, 5 ...
… Seedling stand, 6… Planting mechanism, 7… Seedling plant, 8… Link mechanism, 9… Engine, 11… Mission case,
17 ... steering gear box, 20 ... steering handle, NAE ... planting seedling location, K ... virtual line, 23 ... rotating fulcrum shaft, 24 ... steering arm, 26 ... hydraulic cylinder, 34 ... steering Control valve, 35 central control device, 36 potentiometer, 40 imaging means, 41 image processing device, 42 imaging screen, A, 3A area.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】圃場を走行する田植機等の農作業機に、そ
の側方に沿って既に植付けられた植付苗列のうち複数の
植付け苗箇所を撮像する撮像手段を設け、該撮像手段に
よる画像情報から各植付け苗箇所を領域として特定する
2値化手段と、2値化した前記各対象領域の列から仮想
線を近似する仮想線計算手段とにより植付苗列の仮想線
を決定する一方、前記撮像手段による撮像画面中には、
前記植付苗列の仮想線に対する基準に設定するための農
作業機の機体の一部を撮像し、この基準と前記仮想線と
の誤差を計算する画像処理装置を備えたことを特徴とす
る農作業機における植付苗列検出装置。
An image pickup means for picking up an image of a plurality of planted seedling locations in a row of planted seedlings already planted along a side thereof is provided on an agricultural work machine such as a rice transplanter running on a field. A virtual line of the planted seedling row is determined by binarizing means for specifying each planted seedling location as an area from the image information and virtual line calculating means for approximating a virtual line from the binarized row of the target area. On the other hand, during the imaging screen by the imaging means,
An agricultural work, comprising: an image processing device that captures an image of a part of a body of a farm working machine for setting a reference to a virtual line of the planted seedling row and calculates an error between the reference and the virtual line. Seedling row detection device in the machine.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108363960A (en) * 2018-01-24 2018-08-03 青岛理工大学 A kind of wheat seeding cuts root fertilizer automatically to row image-recognizing method

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108363960A (en) * 2018-01-24 2018-08-03 青岛理工大学 A kind of wheat seeding cuts root fertilizer automatically to row image-recognizing method

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