JP2740268B2 - Image information binarization processing device in steering control of traveling work machine - Google Patents

Image information binarization processing device in steering control of traveling work machine

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JP2740268B2
JP2740268B2 JP1155052A JP15505289A JP2740268B2 JP 2740268 B2 JP2740268 B2 JP 2740268B2 JP 1155052 A JP1155052 A JP 1155052A JP 15505289 A JP15505289 A JP 15505289A JP 2740268 B2 JP2740268 B2 JP 2740268B2
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  • Guiding Agricultural Machines (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、圃場に列状に植立された稲、麦、大豆等の
当該列に沿って走行機体を走行させて刈取り脱穀する等
のいわゆる汎用コンバインまたは普通形コンバイン等の
収穫機や、芝仮刈機等の走行作業車両において、刈取り
等の作業地の状態を撮像して得られるカラー画像情報を
2値化し、その2値画像のデータを自動操舵制御に利用
するための、当該カラー画像情報の2値化処理装置に関
するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a method of cutting and threshing by running a traveling machine along a row of rice, wheat, soybean, etc., planted in a row in a field. In a harvester such as a so-called general-purpose combine or a normal combine, or a traveling work vehicle such as a lawn mower, binarization of color image information obtained by imaging a state of a work place such as mowing is performed. The present invention relates to a color image information binarization processing device for using data for automatic steering control.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

圃場に植立した稲列に沿ってコンバインを前進走行さ
せ、当該稲列を複数条づつ刈取るように、当該コンバイ
ンを自動操舵走行させるに際して、未刈取地と既刈取地
との境界線を検出する技術として、本出願人は、特願昭
63−263794号において、カラー撮像手段をコンバインに
搭載し、該カラー撮像手段にて未刈取り地であるサンプ
リング領域での3原色の色成分から、未刈取り地と既刈
取り地とを区別するための所定の2値化しきい値条件式
を作成する一方、作業走行時におけるコンバインの進行
前方向の未刈取地と既刈取地との両範囲にわたって撮像
し、このカラー画像データの3原色成分を抽出し、前記
2値化しきい値条件式を満足するか否かを判断して、未
刈取り地と既刈取り地との境界線を検出する技術を提案
した。
Detects the boundary between uncut and already-cut areas when the combine is automatically steered so that the combine is moved forward along the row of rice planted in the field and the row of rice is cut in multiple rows. As a technology to do this, the applicant has
No. 63-263794, a color image pickup means is mounted on a combine, and the color image pickup means uses the three primary color components in a sampling area which is an uncut area to distinguish between an uncut area and a previously cut area. While a predetermined binarized threshold condition expression is created, an image is taken over both the uncut area and the already-cut area in the forward direction of the combine during traveling, and the three primary color components of the color image data are extracted. Proposed a technique of determining whether or not the binarized threshold condition expression is satisfied, and detecting a boundary between an uncut area and a previously-cut area.

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

この先行技術における2値化しきい値条件式は、未刈
取り地のサンプリング領域における3つの色成分ごと
に、各々が所定の偏差を含む3つの不等式として設定し
たものでありる。
The binarized threshold condition expression in the prior art is set as three inequalities each including a predetermined deviation for each of the three color components in the sampling area of the uncut area.

換言すれば、検査すべき個所における3つの色成分の
レベルが、各々前記3つの不等式の範囲に入っていると
き(不等式を満足するとき)には未刈取り地と判断し、
不等式を満足しないときには既刈取り地と判断するもの
であった。
In other words, when the levels of the three color components at the location to be inspected are within the ranges of the three inequalities (when the inequalities are satisfied), it is determined that the ground has not been cut.
When the inequality was not satisfied, it was determined that the land was already cut.

そして、識別すべき個所が他の個所と全く色が異なる
ような場合、例えば未刈取り地では緑色または黄色が強
いが、既刈取り地では地面の色(黒色や灰色)で両者の
色の区別のつき易い場合では、前記のように各色成分ご
とに独立して求めた2値化しきい値条件式でも両者の判
別は可能である。
If the location to be identified is completely different in color from the other locations, for example, green or yellow is strong in an uncut area, but the color of the ground is different (black or gray) in an already-cut area. In the case where it is easy to make a distinction, it is possible to discriminate between the two even with the binarized threshold condition formula obtained independently for each color component as described above.

しかし、コンバインにおける刈取作業において、刈り
取った穀稈(排藁)を短く切り刻んで既刈取り地に放出
しばらまくような作業を実行していると、未刈取り地に
おける稲等の植立した穀稈の色と、刈取り後の排藁の色
が同色系統であるので、カラー撮像手段によって得られ
たカラー画像情報による未刈取り地の色成分の値と既刈
取り地の色成分の値とが近似しているので、前記の各色
成分ごとに独立して求めた2値化しきい値条件式では、
前記両者の領域を区別しずらいという問題があった。
However, when performing harvesting work in the combine harvester, such as cutting chopped cereal stalks (straw straw) and releasing them to the already-cut area, the cultivation of planted cereal culms such as rice in the uncut area is not possible. Since the color and the color of the straw after cutting are of the same color system, the value of the color component of the uncut area and the value of the color component of the already cut area are approximated by the color image information obtained by the color imaging means. Therefore, in the above-described binarized threshold condition expression obtained independently for each color component,
There is a problem that it is difficult to distinguish the two regions.

本願発明はこの問題を解決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.

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

この目的を達成するため、本発明は、走行作業機に搭
載したカラー撮像手段にて圃場等の未刈取り地と既刈取
り地とにわたる作業面を撮像し、そのカラー画像情報か
ら未刈取り地と既刈取り地とに区別するための2値化処
理する画像処理装置において、カラー画像情報から青色
成分信号値(B)と赤色成分信号値(R)と緑色成分信
号値(G)との3原色信号値を抽出する信号値抽出手段
と、前記各信号値から、〔B/(R+G)〕,〔R/(B+
G)〕,〔G/(B+R)〕なる3つの色成分比率を演算
する演算手段と、未刈取り地のサンプリング領域におけ
る前記3つの色成分比率と作業面における前記3つの色
成分比率とを各々比較判断して未刈取り地と既刈取り地
とに区別する2値化しきい値を決定する判別手段とから
成るように構成したものである。
In order to achieve this object, the present invention provides a color image pickup device mounted on a traveling work machine, which captures an image of a work surface between an uncut area and an already-cut area, such as a field, and reads the uncut area and the already-cut area from the color image information. An image processing apparatus for performing a binarization process for distinguishing between a reaping area and a three primary color signal of a blue component signal value (B), a red component signal value (R), and a green component signal value (G) from color image information. Signal value extracting means for extracting a value, and [B / (R + G)], [R / (B +
G)], calculating means for calculating three color component ratios of [G / (B + R)], and calculating the three color component ratios in the sampling area of the uncut area and the three color component ratios in the work surface, respectively. And a determining means for determining a binarization threshold value for comparing and judging the uncut area and the already-cut area.

〔実施例〕〔Example〕

次に本発明を汎用コンバインに適用した実施例につい
て説明すると、走行作業機であるコンバイン1は走行機
体2の下面に左右一対の履帯式の走行装置3,3を備え、
走行機体2の前進方向に向かって右側前部には座席付き
の操縦部4を配設し、その後方にはエンジン(図示せ
ず)及び穀粒蓄積用のタンク5を備え、走行機体2の左
側には、円周外面にダブルピッチのスクリュー板と適宜
個数の扱歯とを植設した前後長手の扱胴6a等を内蔵した
脱穀部6と、その下方に受け網8と、シーブ等による揺
動選別装置9と、唐箕フアン10の風による風選別装置と
を備える。
Next, a description will be given of an embodiment in which the present invention is applied to a general-purpose combine. A combine 1 that is a traveling work machine includes a pair of right and left crawler-type traveling devices 3, 3 on a lower surface of a traveling machine body 2,
A steering unit 4 with a seat is disposed at a front right portion of the traveling body 2 in the forward direction of the traveling body 2, and an engine (not shown) and a tank 5 for accumulating grains are provided at the rear thereof. On the left side, a threshing unit 6 with a built-in front and rear longitudinal handling cylinder 6a and the like in which a double-pitch screw plate and an appropriate number of teeth are implanted on the outer peripheral surface, a receiving net 8 below, a sheave, etc. The apparatus includes an oscillating sorting device 9 and a wind sorting device based on the wind of Karamino Juan 10.

一方、走行機体2の前面には、前記脱穀部6の全部開
口に連通する角筒状のフイーダハウス11を昇降用油圧シ
リンダ12を介して走行機体に対して昇降自在に装着して
あり、該フイーダハウス11の内部には、左右長手の搬送
板を左右一対のチエンに適宜間隔で取付けたチエンコン
ベヤ13を配設し、このチエンコンベヤ13にて後述の刈取
部15からの刈取穀稈を前記脱穀部6に搬送するものであ
る。
On the other hand, a rectangular tubular feeder house 11 communicating with the entire opening of the threshing unit 6 is mounted on the front surface of the traveling body 2 via a hydraulic cylinder 12 for elevation so as to be able to move up and down with respect to the traveling body. In the interior of 11, a chain conveyor 13 in which left and right transport plates are attached to a pair of left and right chains at appropriate intervals is disposed, and the chain conveyor 13 removes the harvested grain culm from the cutting unit 15 described below to the threshing unit. 6.

符号7aは、二番樋(図示せず)からの穀粒を脱穀部6
に還元するように搬送する二番還元筒、符号7bは前記タ
ンク5内の穀粒を外部に排出するための排出筒である。
The reference numeral 7a designates a grain from a second gutter (not shown) for the threshing unit 6
Reference numeral 7b denotes a discharge cylinder for discharging the grains in the tank 5 to the outside.

刈取部15は、走行機体2の全幅にわたって左右に延び
るバケット状のプラットホーム17と、該プラットホーム
17に走行機体2の全幅にわたって設けたタインバー18付
きのリール19とから成り、プラットホーム17の下面側に
は同じく左右長手のバリカン状の刈刃20を有し、プラッ
トホーム17の底板上方には、矢印方向に回転する横長の
掻き込み用のオーガ22を備えてあり、伝動部を介して前
記リール19及びオーガ22を回転駆動し、且つ刈刃20を駆
動する。
The reaping section 15 includes a bucket-shaped platform 17 extending left and right over the entire width of the traveling body 2,
17 comprises a reel 19 with a tine bar 18 provided over the entire width of the traveling body 2, and has a clipper-shaped cutting blade 20 which is also left and right on the lower surface side of the platform 17, and an arrow above the bottom plate of the platform 17. The auger 22 has a horizontally long scraping auger 22 that rotates in the direction, and drives the reel 19 and the auger 22 to rotate and drives the cutting blade 20 via a transmission unit.

なお、符号23は刈取部15の左右両端から前向きに突出
する分草体であり、また、前記リール19は、穀稈の倒伏
状態等に応じて前後移動調節及び上下揺動調節自在に構
成されている。
Reference numeral 23 denotes a weeding body projecting forward from both the left and right ends of the reaper 15, and the reel 19 is configured to be capable of adjusting the forward and backward movement and the up and down swing according to the falling state of the grain culm and the like. I have.

符号24は、第1図等に示すように、圃場に適宜間隔に
て縦横に植立した被検出物である稲の穀稈で、この縦横
に適宜間隔で植立した穀稈24に向かってコンバイン1を
前進させてこれらを刈取るものである。
Reference numeral 24 denotes a grain culm of rice, which is an object to be detected, which is planted vertically and horizontally at appropriate intervals in a field, as shown in FIG. The combine 1 is moved forward to mow them.

第3図は、本考案の制御手段のブロック図を示し、符
号25は中央制御装置(CPU)、26は読み出し専用メモリ
(ROM)、27は読み書き可能メモリ(RAM)、28は収穫機
1の走行距離を計測する走行距離計である。
FIG. 3 shows a block diagram of the control means of the present invention, wherein reference numeral 25 denotes a central control unit (CPU), 26 denotes a read-only memory (ROM), 27 denotes a readable / writable memory (RAM), and 28 denotes a harvester 1 This is an odometer that measures the mileage.

符号31は方位設定器で、収穫機1を予め進行方向に向
けたときの地磁気センサー等の方位検出器30について読
み込んだ方位(目標方位)を手動にてセットすることが
できるものであり、目標方位は修正され得る。
Reference numeral 31 denotes an azimuth setting device which can manually set the azimuth (target azimuth) read from the azimuth detector 30 such as a geomagnetic sensor when the harvester 1 is oriented in advance in the traveling direction. The orientation can be modified.

比較器32は前記方位検出器30にて設定した目標方位
と、収穫機が自動走行している状態において方位設定器
31にて検出された現実の方位との差異を比較するもので
ある。
The comparator 32 has a target azimuth set by the azimuth detector 30 and an azimuth setting device in a state where the harvester is running automatically.
This is to compare the difference from the actual azimuth detected at 31.

符号33は超音波を利用する等した非接触型の穀稈検出
センサーで、発信器と受信器との対からなる穀稈検出セ
ンサー33は、前記刈取部5における分草体23の内側方等
に横向きに装着してあり、刈取部5におけるプラットホ
ーム17の左右幅内に位置する植立した穀稈のうち分草体
23に対してもっとも近い位置の穀稈に向けて発信した超
音波の反射音を受信器で受け、発信から受信迄の時間の
多少により、分草体23の側方から走行機体の進行方向と
略直角の横方向に位置する穀稈迄の検出距離を検出し、
および穀稈により超音波が遮られるのを利用して穀稈の
有無を判別するものである。
Numeral 33 is a non-contact type cereal stalk detection sensor using ultrasonic waves or the like, and the cereal stalk detection sensor 33 composed of a pair of a transmitter and a receiver is provided on the inside of the weeding body 23 in the cutting unit 5. Of the planted cereal stems that are mounted sideways and are located within the left and right widths of the platform 17 in the mowing part 5,
The receiver receives the reflected sound of the ultrasonic wave transmitted toward the grain culm closest to 23, and depending on the time from transmission to reception, the traveling direction of the traveling aircraft from the side of the weeding body 23 Detects the detection distance to the grain stem located in the horizontal direction at a right angle,
In addition, the presence or absence of a grain culm is determined by utilizing the fact that ultrasonic waves are blocked by the grain culm.

符号34、35は、前記中央制御装置25からの出力信号
(操向指令)に応じて右側または左側の走行装置3、3
への動力伝達をOFFにする操向クラッチを作動させる油
圧切換弁等の電磁ソレノイドで、該操向クラッチは手動
レバー(図示せず)によっても操作できる。
Reference numerals 34 and 35 denote right and left traveling devices 3 and 3 according to an output signal (steering command) from the central control device 25.
An electromagnetic solenoid such as a hydraulic switching valve that operates a steering clutch that turns off power transmission to the steering clutch. The steering clutch can also be operated by a manual lever (not shown).

カラー情報を得るためのカラー撮像手段36は、対象を
検出するに際して、いわゆるカラー用ビデオカメラのご
とく撮像画面(結像面)がx−y平面のように縦横の拡
がりを持つ二次元的な平面を有するいわるエリアセンサ
ーであり、例えば、二次元MOS撮像素子や二次元CCD撮像
素子を内臓したものでは、レンズを通して結ばれた像
は、その結像面に二次元的に配列された各撮像素子(光
電素子)にて感知されて撮像画面の光学情報を電気信号
として出力できるものである。
The color imaging means 36 for obtaining color information is a two-dimensional plane having an image plane (imaging plane) extending vertically and horizontally like an xy plane when detecting an object. For example, in the case of incorporating a two-dimensional MOS image sensor or two-dimensional CCD image sensor, the image formed through the lens is a two-dimensional array on the image plane. The optical information of the imaging screen can be output as an electric signal by being sensed by an element (photoelectric element).

カラー撮像手段36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(R)、緑白成分(G)、
青色成分(B)との各色成分の信号にて圃場面の特徴を
抽出することができる。
The color imaging means 36 includes a red component (R) and a green-white component according to an RGB color system [a color light of red (R), green (G), and blue (B) is used as primary color light and white is obtained by adding light]. (G),
The features of the field scene can be extracted from the signal of each color component with the blue component (B).

符号37は前記カラー撮像手段36からの出力信号をアナ
ログ信号からデジタル信号に変換するA/D変換器、符号3
8は撮像された1画面ごとに画像情報を記憶させる画像
メモリで、該画像メモリ38では、例えば64×64ドット
(縦×横)についてのカラー情報を赤色成分(R)、緑
色成分(G)、青色成分(B)の色信号のレベルとして
64階調(0〜63)で抽出して記憶される。
Reference numeral 37 denotes an A / D converter that converts an output signal from the color imaging unit 36 from an analog signal to a digital signal.
Reference numeral 8 denotes an image memory for storing image information for each captured image. The image memory 38 stores color information for, for example, 64 × 64 dots (vertical × horizontal) in a red component (R) and a green component (G). , As the level of the color signal of the blue component (B)
It is extracted and stored in 64 gradations (0 to 63).

2値化処理装置39は、前記サンプル画像情報にて得ら
れた前記3色成分からなるサンプルデータを基準とする
2値化のしきい値を決定するための2値化条件式作成手
段である演算を実行すると共に、後の自動走行時の検出
画像情報にて得られた前記3色成分からなる検出色成分
データが所定の前記2値化条件式を満足するか否かを判
別する判別手段である。
The binarization processing device 39 is a binarization conditional expression creating means for determining a binarization threshold based on the sample data composed of the three color components obtained from the sample image information. Determining means for executing an arithmetic operation and determining whether or not the detected color component data composed of the three color components obtained from the detected image information at the time of automatic driving later satisfies the predetermined binarization condition expression; It is.

符号40は前記副制御装置39に対する読み出し専用メモ
リ(ROM)、41は読み書き可能メモリ(RAM)である。
Reference numeral 40 denotes a read-only memory (ROM) for the sub-control device 39, and 41 denotes a readable / writable memory (RAM).

次にこの構成による2値化処理を第6図に示すフロー
チャートに従って説明すると、テイーチング走行時にお
いて、スタート及びステップSの初期値設定に続き、第
4図に示すように符号Hで示す排藁がばらまかれた進行
方向右側の既作業地(K1)と左側の未作業地(M1)とに
跨る適宜範囲をカラー撮像手段36にて撮像すると、第5
図に示すように撮像画面43には、その右側略半分の範囲
に既作業地の画像(K)が、左略半分の範囲には未作業
地の画像(M)が各々写る。
Next, the binarization processing according to this configuration will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 6. In the teaching running, after the start and the initial value setting of step S, as shown in FIG. When the color imaging unit 36 takes an image of an appropriate range extending between the scattered work area (K1) on the right side and the unworked area (M1) on the left in the traveling direction,
As shown in the figure, on the imaging screen 43, an image (K) of a work place is shown in a substantially half area on the right side, and an image (M) of an unworked place is shown in a half area on the left side.

撮像画面43における左略半分の画面のうち、点線で囲
む適宜範囲をサンプル領域(SAMP)として採用すれば、
この部分では未作業地のみ(例えば、穀稈が立植してい
る範囲のみ)のカラー情報としてのサンプル画像情報が
得られることになる。
If an appropriate range surrounded by a dotted line is adopted as a sample area (SAMP) in a screen approximately half left on the imaging screen 43,
In this part, sample image information is obtained as color information of only the unworked land (for example, only the area where the cereal stem is planted).

ステップS2では、前記サンプル領域(SAMP)における
全画素または複数の箇所の画素をサンプリングし、この
サンプルデータをA/D変換器37を介して画像メモリ38に
記憶させる。
In step S2, all or a plurality of pixels in the sample area (SAMP) are sampled, and the sample data is stored in the image memory 38 via the A / D converter 37.

即ち、ステップS2では、前記サンプル領域(SAMP)ご
と、そのサンプルデータから赤色成分(R)、緑色成分
(G)、青色成分(B)の3色成分に分解してそのレベ
ルR,G,B,を読み込み、記憶させる。
That is, in step S2, for each of the sample areas (SAMP), the sample data is decomposed into three color components of a red component (R), a green component (G), and a blue component (B), and the levels R, G, B are obtained. Is read and stored.

ステップS3では、前記3つの色成分ごとに、各色成分
を他の2つの色成分に対する比率として求めた成分比率
を計算する。
In step S3, a component ratio is calculated for each of the three color components as a ratio of each color component to the other two color components.

ここで、 である。here, It is.

次に、前記ステップS3にて得られたサンプルデータか
ら、サンプル領域における3色成分の各色成分比率の平
均値及び標準偏差を計算する。
Next, from the sample data obtained in step S3, the average value and the standard deviation of the respective color component ratios of the three color components in the sample area are calculated.

ここで、ravは赤色成分の色成分比率Rsの平均値であ
り、gavは緑色成分の色成分比率Gsの平均値、bavは青色
成分の色成分比率Bsの平均値を各々示し、rv,gv,bvは、
同じく前記サンプル領域ごとにおける各色成分の色成比
率の標準偏差であり、 (nはサンプル数を示す。)である。
Here, rav is the average value of the color component ratio Rs of the red component, gav is the average value of the color component ratio Gs of the green component, bav is the average value of the color component ratio Bs of the blue component, and rv, gv , bv
Similarly, the standard deviation of the color formation ratio of each color component for each sample area, (N indicates the number of samples).

さらに、ステップS5では、2値化しきい値条件式のた
めのの上限値と下限値とを予め演算しておく。
Further, in step S5, an upper limit value and a lower limit value for the binarized threshold condition expression are calculated in advance.

ここで、赤色成分に対する上限値Rsh=rav+rv、下限
値Rsl=rav−rv、緑色成分に対する上限値Gsh=gav+g
v、下限値Gsl=gav−gv、青色成分に対する上限値Bsh=
bav+bv、下限値Bsl=bav−bvである。
Here, the upper limit Rsh = rav + rv for the red component, the lower limit Rsl = rav-rv, and the upper limit Gsh = gav + g for the green component.
v, lower limit Gsl = gav−gv, upper limit Bsh = blue component
bav + bv, lower limit value Bsl = bav−bv.

なお、圃場における適宜複数のサンプリング箇所で、
前記のサンプリングを実行して、そのサンプルデータの
平均値から各々2値化条件式を求めるようにしても良い
し、一つの圃場に対して一つの2値化条件式で代表させ
るようにしても良い。
In addition, at a plurality of sampling points as appropriate in the field,
The above-described sampling may be performed to calculate a binarization conditional expression from an average value of the sample data, or one field may be represented by one binarization conditional expression. good.

次に無人自動走行に入り、ステップS6ではその自動走
行中、適宜時間間隔(中央制御装置25に内臓のクロック
にて測定する)または適宜走行距離(走行距離計28にて
測定する)ごとに、圃場の既刈取り地と未刈取り地との
両者に跨る適宜範囲をカラー撮像手段36にて撮像して、
A/D変換器37を介して画像メモリ38に検出画像情報とし
て記憶させる。
Next, unmanned automatic running is started. In step S6, during the automatic running, at appropriate time intervals (measured by a clock built into the central control device 25) or at appropriate mileage (measured by the odometer 28), The color imaging means 36 images an appropriate range over both the already-cutted and un-cutted fields in the field,
The detected image information is stored in the image memory 38 via the A / D converter 37.

この場合、前記一つの検出画像情報(一つの画面)に
おける画面中の予め定められた複数箇所の各標本点ごと
に赤色成分(Rx)、緑色成分(Gx)、青色成分(Bx)の
レベルを検出し、読み込む。
In this case, the levels of the red component (Rx), the green component (Gx), and the blue component (Bx) are set for each of a plurality of predetermined sample points in the screen in the one piece of detected image information (one screen). Detect and read.

ステップS7では、前記各標本点ごとに、各色成分の色
成分比率を演算する。
In step S7, the color component ratio of each color component is calculated for each sample point.

ここで、Rxs=〔Rx/(Gx+Bx)〕、 Gxs=〔Gx/(Rx+Bx)〕、 Bxs=〔Bx/(Gx+Rx)〕である。Here, Rxs = [Rx / (Gx + Bx)], Gxs = [Gx / (Rx + Bx)], and Bxs = [Bx / (Gx + Rx)].

ステップS8では、前記標本点ごとに、対応する2値化
条件式(A)が満足するか否かを判別する。
In step S8, it is determined whether or not the corresponding binarization condition expression (A) is satisfied for each sample point.

ここで、2値化条件式(A)の例として、 Rsh(=rav+rv)>Rxs>Rsl(=rav−rv) …… Gsh(=gav+gv)>Gxs>Gsl(=gav−gv) …… Bsh(=bav+bv)>Bxs>Bsl(=bav−bv) …… の3つの不等式を同時に満足している(yes)と
きには、未刈取り地であるとして、2値のレベルval=
1とし(ステップS9)、前記不等式のいずれか一つでも
満足していない(no)のときには、2値のレベルVal=
0とする(ステップS10)。
Here, as an example of the binarization conditional expression (A), Rsh (= rav + rv)>Rxs> Rsl (= rav-rv)... Gsh (= gav + gv)>Gxs> Gsl (= gav-gv) Bsh (= Bav + bv)>Bxs> Bsl (= bav−bv) When the following three inequalities are simultaneously satisfied (yes), the binary level val =
1 (step S9), and when any one of the inequalities is not satisfied (no), the binary level Val =
It is set to 0 (step S10).

なお、前記2値のレベルValの「1」と「0」とを前
記と逆になるようにしても良いのは当然である。
It goes without saying that the binary levels Val may be reversed from "1" and "0".

前記2値化しきい値決定のための条件式の他の実施例
として、未刈取り地におけるサンプリング領域と既刈取
り地におけるサンプリング領域とにおいて各々前記
(1)と同じく色成分比率を求め、その各領域における
色成分比率から、各々平均値と標準偏差を演算する。そ
して、未刈取り地における2値化しきい値の上限と下限
とを各色成分について以下ようにする。
As another embodiment of the conditional expression for determining the binarization threshold value, a color component ratio is obtained in each of a sampling area in an uncut area and a sampling area in a already-cut area as in (1) above. The average value and the standard deviation are calculated from the color component ratios in. Then, the upper limit and the lower limit of the binarization threshold value in the uncut area are set as follows for each color component.

赤色成分について: 上限Rshm(=rav+rv)、 下限Rslm(=rav−rv) 緑色成分について: 上限Gshm(=gav+gv)、 下限Gslm(=gav−gv) 青色成分について: 上限Bshm(=bav+bv)、 下限Bslm(=bav−bv) とし、同様に既刈取り地における2値化しきい値の上限
と下限とを、 赤色成分について: 上限Rshk、下限Rslk 緑色成分について: 上限Gshk、下限Gslk 青色成分に付いて: 上限Bshk、下限Bslk とするとき、各色成分ごとについて、未刈取り地におけ
る2値化しきい値の上限と下限とで挟まれる値の範囲と
既刈取り値における2値化しきい値の上限と下限とで挟
まれる値の範囲とを比較し、前記範囲が互いに重複しな
いような色成分を選択し、この色成分についての2値化
しきい値決定の条件式(A1)を以下のように設定する。
For red component: upper limit Rshm (= rav + rv), lower limit Rslm (= rav-rv) For green component: upper limit Gshm (= gav + gv), lower limit Gslm (= gav-gv) For blue component: upper limit Bshm (= bav + bv), lower limit Bslm (= bav−bv), and similarly, the upper and lower limits of the binarization threshold in the already cut area are as follows: for the red component: upper limit Rshk, lower limit Rslk For the green component: upper limit Gshk, lower limit Gslk : When the upper limit Bshk and the lower limit Bslk are set, for each color component, the range of the value between the upper limit and the lower limit of the binarization threshold in the uncut area, the upper limit and the lower limit of the binarization threshold in the already cut value, and Are compared with each other, and a color component whose ranges do not overlap each other is selected, and a conditional expression (A1) for determining a binarization threshold value for this color component is set as follows.

例えば、赤色成分について選択できたとして、Rshm>
Rxs>Rslmのとき「1」とし、その他のときには「0」
とするか、Rshk>Rxs>Rslkとなるとき「0」とし、そ
の他のときには「1」とするものである。
For example, assuming that the red component can be selected, Rshm>
"1" when Rxs> Rslm and "0" otherwise
Or “0” when Rshk>Rxs> Rslk, and “1” otherwise.

このように2値化処理を実行して得た境界線をハフ変
換等にて仮想直線として求め、その仮想直線に沿って走
行機体1が進行するように電磁ソレノイド34,35を作動
させれば、未刈取り地と既刈取り地との境界に沿ってコ
ンバインを走行させて刈取り脱穀作業を実行できるので
ある。
The boundary line obtained by executing the binarization process as described above is obtained as a virtual straight line by Hough transform or the like, and the electromagnetic solenoids 34 and 35 are operated so that the traveling body 1 advances along the virtual straight line. The cutting and threshing operation can be performed by running the combine along the boundary between the uncut area and the already-cut area.

なお、サンプリングデータの採取は始めの一回限りだ
けに限定されず、自動走行時における画像取込みごとに
未刈取り地部分のサンプリング領域のデータを基準に次
回の走行時の2値化条件式を作成し、順次この2値化条
件式を更新するようにしても良いのである。
Note that sampling of sampling data is not limited to one time only at the beginning, and a binarization conditional expression for the next run is created based on the data of the sampling area in the uncut area for each image capture during automatic running. Then, the binarization condition expression may be sequentially updated.

〔発明の作用及び効果〕[Functions and Effects of the Invention]

この未刈取り地と既刈取り地との差異のように、同系
色であって、各色成分の信号レベルの値が互い似かよっ
ているときには、従来のごとく3原色の各色成分の信号
レベル単独で判別した場合には、未刈取り地と既刈取り
地との各色成分の差異は殆ど出てこない。
As in the difference between the uncut area and the already-cut area, when the signal levels of the similar colors are similar to each other, the signal level of each color component of the three primary colors is determined solely as in the related art. In this case, the difference of each color component between the uncut area and the already-cut area hardly appears.

また分母に3原色の色成分の総和を取り、それに対す
る各色成分の比率を求めるときには、明度を無視する形
となるだけであって、未刈取り地と既刈取り地との色成
分の差異が小さいときには、その差異を強調して判別す
ることはできない。
In addition, when the sum of the three primary color components is taken as the denominator and the ratio of each color component to that is obtained, the brightness is simply ignored, and the difference between the color components between the uncut and the already cut is small. Sometimes, the difference cannot be emphasized and discriminated.

しかし、本発明では、赤色成分の色成分比率Rs=〔R/
(B+G)〕、緑色成分の色成分比率Gs=〔G/(B+
R)〕、青色成分の色成分比率Bs=〔B/(R+G)〕と
いうように、他の二つの色成分に対する一つの色成分の
比率を求めて、これを基礎にして2値化しきい値を決定
するので、未刈取り地と既刈取り地とで各色成分の差異
が微小であっても、その差異を強調した形で結果を得る
ことができるので、同系色の二つの領域で区別が付き易
くなるのである。
However, in the present invention, the color component ratio of the red component Rs = [R /
(B + G)], a green component color component ratio Gs = [G / (B +
R)], the ratio of one color component to the other two color components, such as the color component ratio Bs = [B / (R + G)] of the blue component, is calculated based on the ratio. Therefore, even if the difference of each color component is small between the uncut area and the already-cut area, the result can be obtained in a form that emphasizes the difference, so that the two areas of the same color can be distinguished. It becomes easier.

さらに、2値化処理の際のしきい値を決定する手段と
して、予め圃場内を走行機体が走行して、未作業地の画
像情報をサンプリングして、その3色成分の色成分比率
を基礎にして2値化条件式を作成するので、撮像状況に
応じてしきい値を最適なものに設定できることになり、
未作業地と既作業地との境界線の区別を明確に判別でき
る。
Further, as means for determining a threshold value in the binarization process, a traveling body travels in advance in a field, samples image information of an unworked place, and uses a color component ratio of the three color components as a basis. Since the binarization condition expression is created, the threshold value can be set to an optimum value according to the imaging situation.
It is possible to clearly distinguish the boundary between the unworked land and the already worked land.

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

図面は本発明の実施例を示し、第1図はコンバインの平
面図、第2図は側面図、第3図は本発明装置のブロック
図、第4図は撮像状態の説明図、第5図は撮像画面の説
明図、第6図はフローチャートである。 1……コンバイン、3,3……走行装置、15……刈取部、2
5……中央制御装置、36……カラー撮像手段、37……A/D
変換器、38……画像メモリ、39……2値化処理装置。
1 shows an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a plan view of a combine, FIG. 2 is a side view, FIG. 3 is a block diagram of the apparatus of the present invention, FIG. FIG. 6 is an explanatory diagram of an image pickup screen, and FIG. 6 is a flowchart. 1 ... combine, 3,3 ... traveling device, 15 ... reaper, 2
5 Central control unit 36 Color imaging means 37 A / D
Converter 38 image memory 39 binarization processing device.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】走行作業機に搭載したカラー撮像手段にて
圃場等の未刈取り地と既刈取り地とにわたる作業面を撮
像し、そのカラー画像情報から未刈取り地と既刈取り地
とに区別するための2値化処理する画像処理装置におい
て、カラー画像情報から青色成分信号値(B)と赤色成
分信号値(R)と緑色成分信号値(G)との3原色信号
値を抽出する信号値抽出手段と、前記各信号値から、
〔B/(R+G)〕,〔R/(B+G)〕,〔G/(B+
R)〕なる3つの色成分比率を演算する演算手段と、未
刈取り地のサンプリング領域における前記3つの色成分
比率と作業面における前記3つの色成分比率とを各々比
較判断して未刈取り地と既刈取り地とに区別する2値化
しきい値を決定する判別手段とから成ることを特徴とす
る走行作業機の操舵制御における画像情報の2値化処理
装置。
An image of a work surface between an uncut area and an already-cut area such as a field is imaged by a color image pickup means mounted on a traveling work machine, and the uncut area and the already-cut area are distinguished from the color image information. Signal value for extracting three primary color signal values of a blue component signal value (B), a red component signal value (R), and a green component signal value (G) from the color image information Extracting means, from each of the signal values,
[B / (R + G)], [R / (B + G)], [G / (B +
R)], and the three color component ratios in the sampling area of the uncut area and the three color component ratios in the work plane are determined by comparing the three color component ratios in the sampling area of the uncut area. A binarization processing device for image information in steering control of a traveling work machine, comprising: a determination unit that determines a binarization threshold value that is distinguished from a previously cut area.
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