JP7227100B2 - 農作業機及びスマートフォン用アプリケーションプログラム - Google Patents

Description

本発明は、乗用田植機などの農作業機及びスマートフォン用アプリケーションプログラムに関する。

乗用田植機などの農作業機では、前行程で圃場に引いた線（圃場側指標）や遠方にある目標物（圃場側指標）にセンターマスコットを重ね合わせて走行することで、精度の良い直進走行が可能になる。また、特許文献１に示されるように、機体に設けられるカメラで圃場側指標（既植苗列など）撮影し、圃場側指標に沿って走行するように操舵機構を自動制御する自動直進制御も提案されている。

特開２００６－２５４８５１号公報

しかしながら、前行程で圃場に引いた線や遠方にある目標物にセンターマスコットを重ね合わせて走行する際、作業者の視点が左右にずれると、圃場側指標と機体側指標とが相対的にずれて見えるので、ステアリングハンドルを誤操作し、直進性が低下する虞がある。また、自動直進制御を行う農作業機では、カメラなどを設置する必要があるので、コストが上昇してしまう。

本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、運転席の前方に操作パネルを備える農作業機であって、少なくとも一方の面にカメラを有し、かつ少なくとも他方の面にディスプレイを有するスマートフォンと、前記操作パネルの近傍に設けられ、前記スマートフォンを支持するスマートフォン支持台と、前記ディスプレイの表示を制御する表示制御手段と、をさらに備え、前記スマートフォン支持台は、前記カメラが機体前方を向き、かつ前記ディスプレイが前記運転席側を向く姿勢で前記スマートフォンを支持し、前記表示制御手段は、前記カメラが撮影した機体前方の画像と、前記ディスプレイ上の絶対位置に表示される指標と、を前記ディスプレイに合成表示するものであり、前記ディスプレイは、タップ操作位置を検出するタッチパネルを備え、前記表示制御手段は、前記ディスプレイ上のタップ操作位置に前記指標を表示させることを特徴とする。
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の農作業機であって、前記スマートフォンは、アプリケーションプログラムを有し、前記アプリケーションプログラムは、前記スマートフォンを前記表示制御手段として動作させることを特徴とする。
また、請求項３の発明は、請求項１または２に記載の農作業機であって、操舵機構を自動制御して機体を直進させる自動直進制御手段をさらに備え、前記自動直進制御手段は、前記スマートフォンから機体前方の画像データと前記指標の位置データとを取得、又は、前記カメラが撮影した機体前方の画像に含まれる圃場側指標と前記指標とのズレ量データを取得し、該取得データに基づいて前記操舵機構を自動制御することを特徴とする。
また、請求項４の発明は、スマートフォン用アプリケーションプログラムであって、スマートフォンを、請求項１～３のいずれかに記載の表示制御手段として動作させることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、カメラが撮影した機体前方の画像と、ディスプレイ上の絶対位置に表示される指標（機体側指標）と、をディスプレイに合成表示するので、作業者の視点のずれに拘わらず、圃場側指標と機体側指標との絶対的な位置関係を認識することができ、その結果、作業者の視点のずれに起因するステアリングハンドルの誤操作を防止し、直進性を向上させることができる。また、スマートフォンのカメラ及びディスプレイを利用するので、コストの上昇も抑制できる。
しかも表示制御手段は、ディスプレイ上のタップ操作位置に指標を表示させるので、機体に対するスマートフォンの取付位置のずれを許容できる。
また、請求項２の発明によれば、アプリケーションプログラムがスマートフォンを表示制御手段として動作させるので、安価に構成できる。
また、請求項３の発明によれば、自動直進制御手段は、スマートフォンから機体前方の画像データと指標の位置データとを取得、又は、前記カメラが撮影した機体前方の画像に含まれる圃場側指標と前記指標とのズレ量データを取得し、該取得データに基づいて操舵機構を自動制御するので、専用のカメラを設置することなく自動直進制御を行うことができる。
また、請求項４の発明によれば、アプリケーションプログラムがスマートフォンを表示制御手段として動作させるので、安価に構成できる。

本発明の一実施形態に係る乗用田植機の全体側面図である。 本発明の一実施形態に係る乗用田植機の全体平面図である。 本発明の一実施形態に係る乗用田植機の運転席側から見た操作パネル部の正面図である。 本発明の一実施形態に係る乗用田植機の要部側面図である。 本発明の一実施形態に係る乗用田植機のスマートフォン使用状態（センターマスコットあり）を示す図であり、運転席側から見た正面図である。 本発明の一実施形態に係る乗用田植機のスマートフォン使用状態（センターマスコットなし）を示す図であり、運転席側から見た正面図である。 本発明の一実施形態に係る表示制御手段（スマートフォン用アプリケーションプログラム）の制御手順を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る乗用田植機の自動直進制御を行うための制御構成を示すブロック図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１及び図２において、Ｐは乗用田植機（農作業車の一例）であって、該乗用田植機Ｐは、走行機体１と、走行機体１の後部に昇降リンク機構２を介して昇降可能に連結される植付作業機３とを備える。

植付作業機３は、マット苗を載置する苗載台４と、苗載台４から苗を掻き取って圃場に植え付ける植付機構５と、次行程に植付走行の指標となる線Ｌ（圃場側指標）を引く左右一対のマーカ６とを備える。各マーカ６は、左右外側方に振り出されて次行程に線Ｌを引く作用姿勢と、苗載台４の側部に沿って収納される収納姿勢とに回動可能であり、枕地旋回毎に左右のマーカ６を交互に振り出すことにより、次行程に植付作業走行の指標となる線Ｌ（図６参照）が引かれる。

走行機体１は、エンジン（図示せず）が搭載されるエンジン搭載部７と、エンジン動力で駆動され、かつステアリングハンドル８の操作に応じて操舵される左右の前輪９と、エンジン動力で駆動される左右の後輪１０と、エンジン搭載部７の後方に設けられる操縦部１１とを備える。

図１～図４に示すように、操縦部１１は、作業者が座る運転席１２と、運転席１２の前方に設けられる操作パネル１３とを備える。操作パネル１３には、前述したステアリングハンドル８の他、走行主変速レバー１４やエンジンコントロールレバー１５が配置されている。また、操縦部１１の前方左右中央位置（本実施形態では、機体前端部左右中央位置）には、機体側指標となるセンターマスコット１６が設けられている。作業者は、植付作業走行に際し、前行程で圃場に引いた線Ｌとセンターマスコット１６が重なるように操舵しながら走行することで、前行程で植え付けた苗と所定の間隔を維持しつつ、精度の良い直進走行が可能になる。

図３～図６に示すように、操作パネル１３の近傍には、スマートフォン１７を支持するスマートフォン支持台１８が設けられている。スマートフォン１７は、少なくとも一方の面にカメラ１７ａを有し、かつ少なくとも他方の面にカメラ１７ａの撮影画像を表示可能なディスプレイ１７ｂを有する。

スマートフォン支持台１８は、カメラ１７ａが機体前方を向き、かつディスプレイ１７ｂが運転席１２側を向く姿勢でスマートフォン１７を支持する。具体的に説明すると、本実施形態のスマートフォン支持台１８は、ベースフレーム１９、左右の支持バー２０、スライドバー２１及びスマートフォン装着具２２を備える。

ベースフレーム１９は、正面視冂字状のフレーム部材であり、操作パネル１３の上方で左右方向に沿う横フレーム部１９ａと、横フレーム部１９ａの左右両端部から下方に延出して走行機体１の固定される左右の縦フレーム部１９ｂとを備える。本実施形態では、ボンネット２３の回動支軸２４と、ボンネット２３内に設けられるフレーム（図示せず）に対してベースフレーム１９（縦フレーム部１９ｂの下端部）を取り付けている。

左右の支持バー２０は、ベースフレーム１９（横フレーム部１９ａの左右両端部）に立設される。スライドバー２１は、左右の支持バー２０の上端部間に架設される。スマートフォン装着具２２は、スライドバー２１にスライド自在に支持されるスライド支持部２２ａと、スライド支持部２２ａから上方に延在し、スマートフォン１７を横向きの姿勢で挟持状に支持可能なフォルダ部２２ｂと、スライド支持部２２ａ及びフォルダ部２２ｂを任意のスライド位置で固定可能なノブボルト２２ｃとを備える。このようなスマートフォン支持台１８によれば、カメラ１７ａが機体前方を向き、かつディスプレイ１７ｂが運転席１２側を向く姿勢でスマートフォン１７を支持するだけでなく、支持されるスマートフォン１７の左右位置を作業者の好みなどに応じて任意に調節することが可能になる。

スマートフォン１７には、スマートフォン１７を後述する表示制御手段として機能させる専用アプリケーションプログラムがインストールされている。以下、表示制御手段について、図５～図７を参照して説明する。

表示制御手段は、カメラ１７ａが撮影した機体前方の画像と、ディスプレイ１７ｂ上の絶対位置に表示される指標１７ｃ（機体側指標）とをディスプレイ１７ｂに合成表示させる。このような表示制御手段によれば、作業者の視点のずれに拘わらず、圃場側指標と機体側指標との絶対的な位置関係を認識することができるので、作業者の視点のずれに起因するステアリングハンドル８の誤操作を防止し、直進性を向上させることができる。また、スマートフォン１７のカメラ１７ａ及びディスプレイ１７ｂを利用するので、専用のカメラやディスプレイを設ける場合に比べ、コストの上昇も抑制できる。

また、ディスプレイ１７ｂは、タップ操作位置を検出するタッチパネルを備え、表示制御手段は、ディスプレイ１７ｂ上のタップ操作位置に指標１７ｃを表示させる。このような表示制御手段によれば、走行機体１に対するスマートフォン１７の取付位置のずれを許容できる。例えば、図６に示すように、カメラ１７ａが走行機体１の左右中心に位置するようにスマートフォン１７が取り付けられている場合は、ディスプレイ１７ｂの左右中心をタップ操作して指標１７ｃを表示させるが、カメラ１７ａが走行機体１の左右中心から左右いずれかにオフセットするようにスマートフォン１７が取り付けられている場合は、ディスプレイ１７ｂに表示される指標１７ｃの左右位置をオフセット方向に応じて変更することにより、走行機体１に対するスマートフォン１７の取付位置のずれを許容することが可能になる。

図７は、表示制御手段の制御手順を示すフローチャートである。図７に示すように、表示制御手段は、カメラ１７ａの撮影画像をディスプレイ１７ｂに表示させつつ（Ｓ１）、タッチパネルのタップ操作を判断する（Ｓ２）。ここでタップ操作なしと判断した場合は、前回のタップ操作位置、又はデフォルト位置（例えば、画面中央位置）に指標１７ｃを合成表示させる一方（Ｓ３）、タップ操作ありと判断した場合は、今回のタップ操作位置に指標１７ｃを合成表示させる（Ｓ４）。

図８に示すように、本実施形態の乗用田植機Ｐは、制御部３０を備える。制御部３０の入力側には、前述した表示制御手段を備えるスマートフォン１７と、走行モードを選択する走行モード選択スイッチ３１と、前輪９の操舵角を検出する操舵角センサ３２とが接続される一方、制御部３０の出力側には、図示しない操舵機構を介して前輪９を操舵可能な操舵モータ３３が接続されている。

制御部３０は、ソフトウェアとハードウェアの協働により実現される機能構成として自動直進制御手段を備える。自動直進制御手段は、前輪９の操舵機構を自動制御して走行機体１を直進させる制御機能である。本実施形態の自動直進制御手段は、スマートフォン１７から機体前方の画像データと指標１７ｃの位置データとを取得し、該取得データに基づいて操舵機構を自動制御する。このような自動直進制御手段によれば、専用のカメラを設置することなく、また、スマートフォン１７に負担をかけずに自動直進制御を行うことができる。

なお、自動直進制御手段は、カメラ１７ａが撮影した機体前方の画像に含まれる圃場側指標（線Ｌ）と指標１７ｃとのズレ量データを取得し、該取得データに基づいて操舵機構を自動制御するようにしてもよい。

叙述の如く構成された本実施形態によれば、運転席１２の前方に操作パネル１３を備える乗用田植機Ｐであって、少なくとも一方の面にカメラ１７ａを有し、かつ少なくとも他方の面にディスプレイ１７ｂを有するスマートフォン１７と、操作パネル１３の近傍に設けられ、スマートフォン１７を支持するスマートフォン支持台１８と、ディスプレイ１７ｂの表示を制御する表示制御手段とを備え、スマートフォン支持台１８は、カメラ１７ａが機体前方を向き、かつディスプレイ１７ｂが運転席１２側を向く姿勢でスマートフォン１７を支持し、表示制御手段は、カメラ１７ａが撮影した機体前方の画像と、ディスプレイ１７ｂ上の絶対位置に表示される指標１７ｃとをディスプレイ１７ｂに合成表示させるので、作業者の視点のずれに拘わらず、圃場側指標（線Ｌ）と機体側指標（指標１７ｃ）との絶対的な位置関係を認識することができ、その結果、作業者の視点のずれに起因するステアリングハンドル８の誤操作を防止し、直進性を向上させることができる。また、スマートフォン１７のカメラ１７ａ及びディスプレイ１７ｂを利用するので、コストの上昇も抑制できる。

また、ディスプレイ１７ｂは、タップ操作位置を検出するタッチパネルを備え、表示制御手段は、ディスプレイ１７ｂ上のタップ操作位置に指標１７ｃを表示させるので、走行機体１に対するスマートフォン１７の取付位置のずれを許容できる。

また、スマートフォン１７は、アプリケーションプログラムを有し、アプリケーションプログラムは、スマートフォン１７を表示制御手段として動作させるので、表示制御手段を安価に構成できる。

また、乗用田植機は、操舵機構を自動制御して機体を直進させる自動直進制御手段をさらに備え、自動直進制御手段は、スマートフォン１７から機体前方の画像データと指標１７ｃの位置データとを取得し、該取得データに基づいて操舵機構を自動制御するので、専用のカメラを設置することなく、また、スマートフォン１７に負担をかけずに自動直進制御を行うことができる。

１ 走行機体
３ 植付作業機
６ マーカ
８ ステアリングハンドル
９ 前輪
１０ 後輪
１１ 操縦部
１２ 運転席
１３ 操作パネル
１６ センターマスコット
１７ スマートフォン
１７ａ カメラ
１７ｂ ディスプレイ
１７ｃ 指標
１８ スマートフォン支持台
３０ 制御部
３１ 走行モード選択スイッチ
３２ 操舵角センサ
３３ 操舵モータ

Claims (4)

1. 運転席の前方に操作パネルを備える農作業機であって、
   少なくとも一方の面にカメラを有し、かつ少なくとも他方の面にディスプレイを有するスマートフォンと、
   前記操作パネルの近傍に設けられ、前記スマートフォンを支持するスマートフォン支持台と、
   前記ディスプレイの表示を制御する表示制御手段と、をさらに備え、
   前記スマートフォン支持台は、前記カメラが機体前方を向き、かつ前記ディスプレイが前記運転席側を向く姿勢で前記スマートフォンを支持し、
   前記表示制御手段は、前記カメラが撮影した機体前方の画像と、前記ディスプレイ上の絶対位置に表示される指標と、を前記ディスプレイに合成表示するものであり、
   前記ディスプレイは、タップ操作位置を検出するタッチパネルを備え、
   前記表示制御手段は、前記ディスプレイ上のタップ操作位置に前記指標を表示させることを特徴とする記載の農作業機。
2. 前記スマートフォンは、アプリケーションプログラムを有し、
   前記アプリケーションプログラムは、前記スマートフォンを前記表示制御手段として動作させることを特徴とする請求項１に記載の農作業機。
3. 操舵機構を自動制御して機体を直進させる自動直進制御手段をさらに備え、
   前記自動直進制御手段は、前記スマートフォンから機体前方の画像データと前記指標の位置データとを取得、又は、前記カメラが撮影した機体前方の画像に含まれる圃場側指標と前記指標とのズレ量データを取得し、該取得データに基づいて前記操舵機構を自動制御することを特徴とする請求項１または２に記載の農作業機。
4. スマートフォン用アプリケーションプログラムであって、
   スマートフォンを、請求項１～３のいずれかに記載の表示制御手段として動作させることを特徴とするスマートフォン用アプリケーションプログラム。

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