JPH01269406A - 作業用車両の自動操向装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は未作業域と既作業域との境界を倣いガイドとし
て、コンバイン、田植機、杭打機等の作業用車両を自動
的に操向せしめる作業用車両の自動操向装置に関する。

〔従来技術〕

作業用車両である田植機は、走行機体と該機体の後部に
連結された植付部とからなり、走行機体を走行させつつ
、植付部に搭載した苗株を、該植付部に装備された植付
爪の動作により、所定の間隔にて田面上に植付けるもの
である。

ところで、苗株相互間の植付は間隔が過度に狭いと、苗
株の生育不良を招来する虞があり、逆に植付は間隔が過
度に広いと、単位面積当たりの収穫量が少なくなるため
、苗株の植付けは、適正な植付は間隔にて行われること
が望ましい。田植機においては、前記植付爪が走行機体
の走行速度と同期して動作するようになっており、走行
機体の進行方向の植付は間隔は、走行速度の如何に拘わ
らず、自動的に前記適正値に保たれるが、走行機体の進
行方向と直交する方向の植付は間隔（以下条間隔という
）を前記適正値に保つためには、未作業域と既作業域と
の境界である既に植付けられた苗株の列条に沿って走行
機体を操向さ゛せつつ植付けを行わせる必要がある。そ
こで条間隔を前記適正値に保った状態で植付は作業が行
えるように、走行機体を前記苗株の列条に沿って自動的
に操向せしめる自動操向装置を装備した田植機がある。

この自動操向装置の一例として、特開昭５３−１２７１
１３号に開示されている発明がある。これは、現状の植
付は条に隣接する既植苗の列条に赤外線を照射し、走行
機体の側部に左右方向に並設した複数個の受光素子から
なるセンサにより前記既植苗からの反射光を受光する場
合に、これらのセンサの内、前記の列条の直上に位置す
るセンサにより前記反射光の受光がなされることを利用
し、所定のセンサにより常に受光がなされるように操向
制御を行うことにより、既植苗の列条に対する走行機体
の相対位置を適正位置に保つものであり、前記所定のセ
ンサよりも左側（又は右側）に位置するセンサにより受
光がなされた場合には、走行機体の相対位置が右（又は
左）にずれていると判断しで、このずれを解消すべく、
左方向（又は右方向）に所要量の操舵を行う構成となっ
ている。

しかしながら前記発明においては、赤外線の苗株の列条
からの反射波の時系列的検出値を操向制御に用いている
ため、前記菌株の列条が僅かでも不規則となっていると
、前輪操舵装置に不必要動作を指令し、その動きがハン
チング的挙動を示し、植えられた苗が不規則となり、ま
たセンサから発せられた赤外線が前記苗株の列条から逸
脱する虞があった。これを解決するために２次元的に境
界である前記苗株の列条を撮像するビデオカメラ等を用
いて自動操向する装置が開示されている（特開昭６２−
６１５０９号公ｆｉ１）。前記公報に開示された発明は
、機体横側方に向かって突出された支持クレームの先端
部に、機体構外側方に隣接する既植苗列を斜め上方から
撮像するように設けたビデオカメラを用いて苗株の列条
を撮像し、その画像情報の緑色成分と青色成分との色差
を演算し、この色差の画像情報を設定闇値に基づいて２
値化し、２値化された画素の座標毎にその座標を通過す
る線分を極座標系で表わされるハフ値とその角度として
定義し、同一ハフ値をとる頻度を計数し゛、その最大値
のハフ値及びその角度から線分を特定し、その線分を苗
列とみなすものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら前記発明においては、ビデオカメラが苗列
を斜上方から撮像するように設けであるので、撮像され
た画像の上部即ち進行方向前方と下部即ち後方とでは撮
像範囲に差異が生じ、画像が歪むという難点があった。

従って歪みのある画像を２値化し、その近イ以直線を求
め、得られた近位直線のハフ値及び角度により、自動操
向すると、操舵装置に必要操舵量より大きな操舵量を与
えハンチングを生じさせる虞があった。

本発明は斯かる事栖に鑑みなされたものであり、境界描
像−装置で撮像された画像情報の機体の進行方向及びそ
れと直交する方向に生しる歪みを補正し、撮像された画
像を実際の苗株の植え付は状態に近づけることにより、
その画像から得られる操向情報の精度を向上させると共
にそれによりハンチングの発生を防止し得る自動操向装
置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る作業用車両の自動操向装置は、未作業域と
既作業域との境界に倣い自動操向する作業用車両の自動
操向装置装置において、機体の前下方にある前記境界を
撮像すべくなした取付角度で、前記機体に取り付けられ
た境界撮像装置と、該境界撮像装置により撮像された画
像情報の機体の進行方向及びそれと直交する方向に生じ
る歪みを、前記取付角度に応じて補正する歪補正手段と
、該歪補正手段により補正された画像情報の前記境界に
関する情報を操向情報として用い自動操向する手段とを
具備することを特徴とする。

〔作用〕

本発明においては、境界撮像装置により撮像された画像
情報の機体の進行方向及びそれと直交する方向に生じる
歪みを、境界撮像装置の取イ」角度に応じて補正してい
るので、補正された画像情報から得られた境界に関する
情報が向上する。

〔実施例〕

以下本発明をその実施例を示す図面に基づいて詳述する
。第１図は本発明に係る田植機の自動操向装置（以下本
発明装置という）を装備した乗用田植機の側面図、第２
図はその平面図である。

図においてＡは、左右各一対の前輪１．１及び後輪２，
２に支持された走行機体であり、該走行機体Ａば、その
前部に搭載した動力部３にて発生された動力を、図示し
ない主クラッチ、変速機等の伝動機構を介して後輪２．
２に伝達し、該後輪２．２の回転により、田面上を自走
する。

またＢは、走行機体Ａの後部に装着された３点リンク機
構４の後端部に、該機構４の昇降動作に伴って、走行機
体Ａに対して昇降自在となるように取付られた植付部で
あり、該植付部Ｂは、６条植えの田植機の場合、第２図
に示す如く、その後端部の左右両側に一対の植付爪７．
７を備え、左右方向に互いに適長離隔させて並設された
３組の苗植装置６，６．６、該苗植装置６，６．６の上
側に左右方向への摺動自在に取付けられた苗載台８、及
び苗植装置６．６．６の下側に、左右方向に互いに適長
離隔さゼで、前後方向に揺動自在に取付けられた３個の
フロート９．９．９等から構成されている。而して、３
点リンク機構４の動作により田面上に降下された植付部
Ｂは、走行機体Ａに牽引されて、フロー）９，９．９の
作用により田面上を滑走しつつ、苗植装Ｗ６．６．６の
夫々の植付爪７，７・・・の動作により、苗載台８」二
に載置されこれに沿って滑動落下する苗マットを、苗載
台８の最下部において、数珠づつの菌株に切り分け、田
面上に列条をなして植付ける。

走行機体Ａの、前輪１．１の中心よりもやや前方の左右
両側には、一対のマーカ取付杆１０ａ、１０ａの基端部
が、水平面内での回動自在に取付けてあり、該取付杆１
０ａ、　１０ａの下方に向けて屈曲された先端部には、
容易に視認可能なように、黄色のプラスチ・７りにて円
柱状に成形されたマーカ１０．１０が、田面の上方に適
長離隔させて夫々固着されている。マーカ取付杆１０ａ
、　１０ａは夫々の先端部を、第１図及び第２図に示す
如く、左前方又は右前方に突出させた位置と、走行機体
Ａの下部に収納された位置とのいずれか一方の位置にて
選択的に拘束できるようにしてあり、左側（又は右側）
の取付杆１０ａが突出位置にある場合に、この先端の前
記マーカ１０を、走行機体Ａの左側（又は右側）の既植
苗の列条に一致させることにより、植付部Ｂにより植付
けられる苗株と、前記既植苗の列条との間の条間隔を所
定値に保つことができる。

また、走行機体Ａの、後輪２．２の上端よりもやや前上
方の左右両側には、その先端部を左右に突出させて、セ
ンサ取付杆２１Ｌ、　２１Ｒが固着してあり、該取付杆
２１Ｌ、　２１Ｒの先端部には、境界撮像装置である苗
列撮像装置２ＯＬ、２０Ｒが取付けである。

第３図は苗列撮像装置２ＯＬの取付状態を示す拡大側面
図、第４図はその平面図である。

苗列撮像装置２ＯＬは、カラービデオカメラ２０１、ａ
を用い、走行機体の進行方向に対して前下方にそのレン
ズ部の中心を向け、その取付位置から所定距離前下方の
田面上に前行程で植えられた未作業域と既作業域との境
界である苗列のうちの最外側の４株程度の苗株を撮像で
きるようにその前後方向の取付角度を設定され、その視
野内にて撮像された画像を後述する画像処理部２２に伝
達する。従ってその撮像された画像は第４図に実線で示
す台形状の視野が矩形状の撮像画面に表示され進行方向
前方の視野はど圧縮されると共に進行方向に圧縮された
形で画面表示される。

走行機体への右側に位置する苗列撮像装置２ＯＲは前記
左側の苗列撮像装置２０Ｌと同様に取イ」げられている
。

走行機体Ａの後部には運転席ＤＳが設けてあり、該運転
席ＤＳの左側には、前記変速機の変速段の変更及び前記
主クラッチの係脱を行うための主変速レバ１１が、また
運転席ａＳの右側には、作業選択レバ１２が夫々配設さ
れている。

第５図は、作業選択レバ１２の取付位置近傍の上方から
の拡大平面図である。作業選択レバ１２ハ、その下部を
走行機体への適宜位置に枢支しである一方、走行機体Ａ
の上部に固設された案内板１３に前後方向を長平方向と
して形成された案内孔１４にその中途部を挿通させてあ
り、該孔１４に沿って、これを前後方向又は左右方向に
回動操作し、所定の係止位置にて係止せしめることによ
り、種々の作業状態を選択できるようにしたものである
。

即ち、該レバ１２を前記案内孔１４の後半部（第５図に
おいては右半部）において、前後方向に回動操作するこ
とにより、前記３点リンク機構４の図示しない昇降用油
圧シリンダへの圧油の送給方向を切換え、該シリンダの
動作により植付部Ｂが走行機体Ａに対して上昇又は下降
し、前記後半部の中途部に右向きに分岐形成された係止
部１４ａに係止せしめることにより、植付部Ｂが適宜の
高さ位置にて停止するようになっている。また、前記作
業選択レバ１２を案内孔１４の前半部に回動操作するこ
とにより、図示しない植付はクラッチが係合され、動力
部３からの動力が伝達されて、植付部Ｂがその動作を開
始するようになっており、該レバ１２を案内孔１４の最
前部に係止させた場合には、植付部Ｂの動作速度が高速
となり、案内孔１４の前半部の中途部に係止させた場合
には、植付部Ｂの動作速度が低速となる。更に、前記２
個所の係止位置の夫々において、案内孔１４に左右に分
岐形成された横孔１４ｂ、　１４ｃに沿って、作業選択
レバ１２を右又は左に回動操作することにより、右側又
は左側の前記マーカ１０が突出されると同時に、逆側の
マーカ１０が収納されるようになっている。

第６図は前輪１，１の操舵機構の模式的平面図である。

図において３０は、その長平方向を左右方向として走行
機体Ａの下部に水平に固着されたフロン１−アクスルで
あり、該フロントアクスル３０の左、右両端部には、左
、右の前輪１．１を夫々軸支する一ナックルアーム３２
．３２が、キングピン３１．３１を介して水平面内での
回動自在に枢支されている。また、前記フロントアクス
ル３０の上面の適宜位置には、枢軸３３が上向きに立設
されており、該枢軸３３には、第６図に示す如き変形丁
字形の平面形状を有する回動部材３４が、丁字形の交叉
部を水平面内での回動自在に枢支して取付けられている
。該回動部材３４の丁字形の縦線に相当する部分は、前
方に突出させてあり、その端部は、各別のリンク部材３
５．３６を介して前記ナックルアーム３２．３２の前端
部と夫々連結させである。また、回動部材３４の丁字形
の横線に相当する部分の右側の端部は、その基端部を走
行機体Ａの前部に水平面内での回動自在に枢支してなる
操向シリンダ４０のビス１−ンロソド４０ａの先端部に
、また左側の端部は、前記操向シリンダ４０への圧油の
送給方向を切換える方向切換弁４１のスプール４１ａの
一端部に夫々係止しである。該方向切換弁４１は、４ボ
一ト３位置切換式であり、運転席ＤＳの前部に配設され
た前輪操舵用のハンドル１５が左又は右方向に回動操作
された場合に、これに応動して鉛直面内にて回動し、そ
の下部が後又は前方向に移動する回動アーム１６の下端
部に、前記スプール４１ａの他端部を係止させて配設さ
れている。

本発明装置の油圧回路は、前記操向シリンダ４０、前記
方向切換弁４１、動力部３から駆動力を伝達されて回転
する油圧ポンプＰ、及び４ボ一ト３位置切換式の電磁方
向切換弁Ｖ等から構成されており、油圧ポンプＰからの
圧油は、分配弁４２により２方向に分岐され、一方が方
向切換弁４１を経て、また他方が電磁方向切換弁■を経
て、夫々操向シリンダ４０に送給されるようになしであ
る。

前述の如く、方向切換弁４１のスプール４１ａは、回動
アーム１６の下端部に係止してあり、ハンドル１５が右
方向に回動操作され、回動アーム１６が第６図における
時計廻りに回動した場合、前記スプール４１ａは該アー
ム１６の下端部によって押圧され、方向切換弁４１を通
過した圧油が操向シリンダ４０の進出側油室に送給され
、ピストンロッド４０ａが進出する結果、前記回動部材
３４が第６図における時計廻りに回動し、該部材３４の
前端に係止したリンク部材３５．３６を介して、ナック
ルアーム３２．３２と共に、前輪１，１は右に操舵され
る。また前記ハンドル１５が左方向に回動操作された場
合、方向切換弁４１を通過した圧油が操向シリンダ４０
の退入側油室に送給され、ピストンロッド４０ａが退入
する結果、操舵機構が前述の場合と逆方向に動作して前
輪１．１は左に操舵される。

また、前記電磁方向切換弁Ｖのソレノイドｌ（又はソレ
ノイドＳｒ）が励磁された場合には、油圧ポンプＰから
の圧油が、該弁■を通過して操向シリンダ４０の退入側
（又は進出側）油室に送給され、この圧油によりピスト
ンロッド４０ａが退入（又は進出）する結果、前記ハン
ドル１５が左方向（又は右方向）に回動操作された場合
と同様に、前記回動部材３４が第６図における時計廻り
（又は反時計廻り）に回動し、該部材３４の前端に係止
したリンク部材３５．３６を夫々介して、ナックルアー
ム３２，３２と共に左右の前輪１．１は左（又は右）に
操舵される。

このようにして操舵される前輪１．１の操舵角を検出す
べく、前記キングピン３１．３１の一方に、該ピン３１
の回動位置に応じた電位を出力するポテンショメータを
用いてなる操舵角センサ３８が装着されている。該操舵
角センサ３８は、直進に対して右に操向されているとき
は負の電位を出力し、また左に操向されているときは正
の電位を夫々出力する。

またハンドル１５に操作力が加えられていない場合には
、電磁方向切換弁Ｖを通過した圧油による油圧シリンダ
４０の動作により回動部材３４の回動位置が変化したと
きにおいても、方向切換弁４１は、スプール４１ａに設
けたばねの作用によりその中立位置をとるようにしてあ
り、これと共にハンドル１５は直進走行状態に復帰する
ようになっている。

そしてハンドル１５に連結されたステアリングコラム１
５ａの基端部には、該ハンドル１５が直進状態から右又
は左方向に回動操作された場合にオンする手動操舵検出
スイッチ５４（第７図参照）が配設しである。

さて、第７図は本発明装置の要旨である制御系のブロッ
ク図であり、第８図は画像処理部の構成を示すブロック
図である。図において５０はマイクロプロセッサを用い
てなる操向制御部であり、該制御部５０の入カポ−）ａ
＋には画像処理部２２の出力が与えられている。画像処
理部２２はマイクロブ０セツサを用いてなり、その分解
能は縦横夫々２５６画素を有している。また画像処理部
２２は作業選択レバ１２が案内孔１４の前記横孔１４ｂ
もしくは横孔１４ｃに沿って左方向又は右方向に回動操
作され、左側又は右側の前記マーカ１０が突出された場
合に切換ねり、左右の苗列撮像装置２０１．２ＯＲを選
択する選択スイッチ２２１　、ＮＴＳＣ方式のビデオカ
メラ人力信号をこの画像処理部の画素毎に赤色、緑色、
青色の各色信号Ｒ，Ｇ、Ｂに分離するＮＴＳＣデコーダ
からなるカメラ入力信号変換部２２２、分離された赤、
緑、青の各色信号Ｒ，Ｇ、Ｂに基づき、後述する演算に
より画像情報を２値化する２値化演算部、２値化された
画素のうち所定の画素間距離を有する画素を抽出する画
素抽出部２２６、抽出された画素により直線近似を行う
ハフ変換部２２７及び直線近似された線分の傾き及び距
離を補正する歪補正部２２８の順で接続されてなり、前
記２値化演算部２２５、画素抽出部２２６、ハフ変換部
２２７、歪補正部２２８での演算は前記マイクロプロセ
ッサに搭載したソフトウェアにより行われている。また
歪補正部２２８及びカメラ入力信号変換部２２２は画像
情報演算結果及び直線近似結果等の各種情報をビデオ信
号出力に変換するモニタ出力信号変換部２２３に接続さ
れ、変換されたビデオ信号により前記各種情報を表示す
るカラーモニタ２２４がモニタ出力信号変換部２２３に
接続されている。そして歪補正部２２８からの出力が操
向制御部５０の入力ポートａ＋　に与えられる。

また操向制御部５０の入力ポートａ２には、前記操舵角
センサ３８の出力電位が与えられており、該人力ボート
ａ２に入力される信号は、操向制御部５０の入力インタ
フェースにて所定の処理を施され、前端１，１の現状の
操舵角に対応するディジタルデータＤとして、操向制御
部５０のＣＰＵに取込まれるようになっている。

また操向制御部５０の入カポ−）ａ３には、運転席ＤＳ
に着座した作業者による手動操作可能な位置に配設され
、自動操向を行わせる場合に、オンされる自動スイッチ
５１が接続されており、該スイッチ５１がオンされた場
合に、入力ポートａ３はハイレベルに転じる。

入力ボートａ、には、作業選択レバ１２が案内孔１４前
半部の回動位置にある場合にオンする植付はスイッチ５
２が接続されており、操向制御部５０は、該スイッチ５
２のオンに伴って入力ポートａ４がハイレベルになるこ
とにより、植付部Ｂが動作していることを認識する。

入力ポートａ、には、主変速レバ１１の操作により主ク
ラッチが係合された場合にオンする主タラソチスイソチ
５３が接続されており、操向制御部５０は、該スイッチ
５３のオンに伴って入力ポートａ５がハイレベルになる
ことにより、走行機体へが走行していることを認識する
。

更に操向制御部５０の入カポ−）ａａには、前述の如く
配設された手動操作検出スイッチ５４が接続されており
、該スイッチ５４がオンされた場合に入力ポートａ６が
ハイレベルに転じるようになしである。

一方、操向制御部５０の化カポ−）ｂ＋　は、電磁方向
切換弁ＶのソレノイドＳｊ２とボディーアースの間に介
装したスイッチングトランジスタ６ｏに接続されており
、同様に、出力ボートｂ２は、ソレノイドＳｒとボディ
ーアースの間に介装したスイッチングトランジスタ６１
に接続されている。そして出力ポートｂ＋　　（又は出
力ポートｂ２）がハイレベルとなった場合には、スイッ
チングトランジスタ６０（又は同６１）が動作して、ソ
レノイド５７２（又は同Ｓｒ）に励磁電流が流れるよう
になっている。

操向制御部５０の出力ポートｂ３は、操向制御が行われ
ていることを作業者に報知せしめるための自動ランプ６
２に、また出力ポートｂ４は、前記苗列撮像装置２０Ｌ
、２０Ｒのいずれかにより既植苗が検出されており、操
向制御が適正に行われていることを作業者に報知せしめ
るための苗検出ランプ６３に夫々接続されており、出力
ポートｂ３．ｂ４のハイレベル出力に応して各ランプが
点灯するようになっている。

また、出力ポートｂ５．ｂ６ば、各種警報出力のための
警報ランプ６４．警報ブザ６５に夫々接続されており、
出力ポートｂ５のハイレベル出力に応じて警報ランプ６
４が点灯し、化カポ−）ｂ６のハイレベル出力に応じて
警報ブザ６５が鳴動するようになっている。

操向制御部５０、苗列撮像装置２０Ｌ、２０Ｒ及びソレ
ノイド３４７．Ｓｒは、前記操舵角センサ３８及び各ス
イッチと共に、いずれもエンジン始動用のキースイッチ
７０を介して電源に接続されており、該スイッチ７０が
オンされている場合にのみ夫々の動作を行うことができ
る。

さて以上の如く構成された操向制御部５０の動作内容に
ついて、本発明装置を装備した乗用田植機による植付は
作業手順と共に説明する。

運転席ＤＳに着座した作業者により自動スイッチ５１が
オン操作され、入力ポートａ３がハイレベルに転じると
、操向制御部５０は、出力ポートｂ、を断続的にハイレ
ベルとし、自動ランプ６２を点滅せしめて、制御動作の
準備段階にあることを作業者に報知する。

次いで作業者は、作業選択レバ１２を前方に回動操作し
て植付部Ｂを田面上に降下せしめ、更に走行機体Ａの走
行速度に応じて植付部Ｂの動作速度を選択し、作業選択
レバ１２を前記案内孔１４前半部の所定の係止位置まで
回動操作する。このレバ操作により、前記植付はスイッ
チ５２がオンされて入力ポートａ４がハイレベルに転じ
ると、操向制御部５０は、出力ポートｂ３を連続的にハ
イレベルとし、自動ランプ６２を点灯させ、以後その制
御動作を開始する。

さて作業者は、作業選択レバ１２を所定の係止位置にて
係止せしめた後、例えば、倣いガイドとなる既植苗の列
条が走行機体Ａの左側にある場合には、該レバ１２を左
方向に回動操作して、左側のマーカ１０を機体Ａの左側
に突出させる。

作業者は、左側に突出された前記マーカ１０を視認しつ
つ、これが、前行程において植付けた苗株の列条の内、
最も右側に位置する列条の直上に位置するようにハンド
ル１５を操作して、走行機体Ａの大略の位置決めを行っ
た後、更に、苗検出ランプ６３を視認しつつ、これが点
灯されるまでハンドル】５を操作して、走行機体Ａの初
期位置設定を行えば、その後は、前記列条中に所定の間
隅にて植付けられている苗が、苗列撮像装置２ＯＬによ
っ′ζ連続的に撮像され、この撮像結果に基づく画像処
理部２２及び操向制御部５０の後述の動作により、所定
の基準位置Ｍ（本実施例においてはカラービデオカメラ
２０Ｌａの撮像範囲の中心線）に前記苗が常に位置する
ように走行機体Ａは自動操向される。

第９図は画像処理部の制御内容を示すフローチャートで
あり苗列撮像装置２ＯＬによって既植苗が撮像されると
、画像処理部２２は、カラービデオカメラ２０Ｌａの画
像情報であるビデオカメラ入力信号を設定タイミング毎
に取り込みカメラ入力信号変換部２２２にて赤色信号、
緑色信号、青色信号の各色信号Ｒ，Ｇ、Ｂに分離する。

これを全ての画素について行うのであるが、縦横２５６
画素×２５６画素＝６５．５３６画素について行うと計
算時間に多大な時間を要するので、縦横３２画素Ｘ３２
画素−１０２４画素について行う。即ち８画素毎にサン
プリングして前記各信号Ｒ，Ｇ、Ｂを分離する（ステッ
プ１）。

次に分離された各画素の各色信号Ｒ，Ｇ、Ｂにより下記
条件式を用い、画像情報を２値化演算部２２５で２値化
し、苗による画素を抽出する（ステップ２）。

Ｇ＞ＲかつＧ＞ＢかつＧ＞０．３８（Ｒ＋Ｇ　＋Ｂ）・
・・（１１上記条件式（１）は各色信号Ｒ，Ｇ、Ｂの値
を闇値を用いず２値化するために発明されたものであり
、これにより時刻毎に変化する外乱光の明暗等の外部条
件に応じた闇値の変更が不要となった。

次に得られた２値化画像の抽出及び直線近似の手段につ
いて説明する。第１０図は２値化された画像を撮像範囲
内に表示した模式図であり、撮像範囲の中心Ｏを原点と
し進行方向をｙ軸止方向とし、また左右方向をＸ軸方向
となしている。またＭは前記基準位置を示し、本実施例
ではｙ軸と一致している。さらにａ　−ｇは２値化され
た画像を示しており、各画像ａ、ｂ・・・の添字は各画
素を示している。

画像ａ、ｂ・・・が２値化されると、第１０図左上より
３２　Ｘ　３２画素を走査し、上から順に画素αを抽出
する（第１０閣では画素ａ１）。次に抽出された画素α
と下記の条件の範囲にある画素βを全て抽出する（ステ
ップ３）。

いま画素αのｘ、ｙ座標を夫々Ｘ　（ｙ　＋　　’Ｊ　
ｕ　’画素βのｘ、　　ｙ座標を夫々Ｘβ＋　　ＶＢと
すると、条件式を下記の如く設定する。

１ｘ、−ｘβ１≦４　　　　　　　　　・・・（２）ｙ
ヶーｙｓ≧８　　　　　　　　　　・・・（３）一般に
既植苗に倣う田植作業を行う場合、田植機の進行方向に
対して既植苗の苗列の傾きは小さく、また苗株毎の画像
に表われた直線成分は苗株の長さはほぼ一定長以下なの
で、ある一定画素以下となる。これらのことより前記条
件式（２）にて傾きの小さな画素を抽出し、条件式（３
）にて同一苗株を抽出するのを防止し、苗株の直線成分
が近僚直線に影響を与えないようにしている。本実施例
では上記条件式＋２１．　＋３１にて画素ｂ１〜ｂ５．
ｄ、〜ｄ４が抽出され、画素ＣＩ　〜”４’＋　　ｅ＋
＋　”Ｚ＋　ｆＩ、ｆ２゜ｇ＋、ｇｚは抽出されない。

次の画素α（第１０図では画素ａ２）について同じよう
に条件式（２１（３１を用いて画素βを抽出し、この動
作を画素βが抽出不可となるまで繰返す（ステップ４）
。

次にハフ変換部２２７にて画素αと抽出された画素βと
を結ぶ線分を算出し、その線分の数ｎ、その線分と中心
０との距離ρ８．ρ２・・・及びその角度θ１．θ２・
・・を求める（ステップ５）。

次に求められた距離ρｆ、ρ２・・・及び角度θ９．θ
２・・・の夫々の平均値を求め、求められた距離をρ。

角度をθとすると、このρが求めるハフ値となりθがそ
の角度となる。そして、このハフ値ρ及び角度θの算出
を設定タイミング毎に行う　（ステップ６）　　−次に
歪補正部２２８にて、ハフ変換部２２７で算出されたハ
フ値ρとその角度θを一例として以下に述ぺる手順で補
正し、補正ハフ値ρ。及び補正角度θ。を算出する（ス
テップ７）。

第１１図は補正のためのテストパターンの撮像画面を示
す模式図であり、歪補正部２２８には工場出荷前に工場
内にて水平面に描いた格子状のテストパターンを撮像し
その画像により、画像上端即ち進行方向前方及び画像下
端部即ち進行方向後方での画像横長さとテストパターン
の横長さとの各別の全割合Ｒｕ、Ｒｄ及び撮像されたテ
ストパターンの上下長により画像の上下長即ち進行方向
の画像の長さＲρを求め、ステップ６で求めたハフ値ρ
及び角度θで求めた線分の画像上端及び下端での位置ρ
ｕ、ｊ！ｄに基づきハフ値ρ及び角度θを補正する。

例えばテストパターンの格子縞のピッチを１０ｃｍとし
、画面の縦横を夫々１２ｃｍ　Ｘ　１６ｃｍとすると、
前記各全割合Ｒｕ、Ｒｄ及び画像長さＲ１は以下の如く
なり、これらの値を歪補正部２２８は予め記憶している
。

ここでステップ６で求めたハフ値ρが５ｃｍ、角度θが
１０°とすると、 Ｑｄ　＝ＯＰ　６　Ｘｔａｎθ−４６０Ｊ次に求めた位
置！Ｕ及びｆｄに前記全割合Ｒｕ、Ｒｄを乗し、補正上
部及び下部位置Ｃｕ、Ｃｃｌを求め、補正ハフ値ρ。及
び補正角度θ。を求める。

前述の各全割合Ｒｕ、Ｒｄ及び画像長さ１１ｐ、ばビデ
オカメラ２０Ｌａ　、　２０Ｒａの取付角度が変更する
毎に歪補正部２２８に再度書き込み記憶させる。

画像処理部２２が設定タイミング毎にハフ値ρ。

及び角度θ。を算出するとその値が操向制御部５０に出
力される（ステップ８） このように本実施例においては、３２画素にて画像をサ
ンプリングし色信号を分離しているので演算速度を高速
化でき、２値化を闇値を使用せずに行っているので、外
乱光等の明暗による闇値の変更等の設定動作を不要とな
し、また２値化した画素のうち所定の範囲画素距離を有
する画素を抽出し、直線近似しているので、苗列の直線
成分の画素及びノイズ等の苗以外の画素に直線近似が影
響を受けることがない。

操向制御部５０は補正ハフ値ρ。及び補正角度θ。

が画像処理部２２の歪補正部２２８から入力されると、
補正角度θ。と同じ設定タイミングで入力された前記操
舵角センサ３８のディジタルデータＤとを比較し、その
差Ｕと補正ハフ値Ｐｏとに基づき操向操作指示ＭＳを予
め操向制御部５０に記憶させた数式又は数表により算出
し、操向操作指示量Ｓに応じて操向制御部５０の出力ポ
ートｂＩ又はｂ２にハイレベル出力を与え、ソレノイド
ＳＩｌ又は同Ｓｒを励磁し自動操向する。前記補正角度
θ。正のとき左に、負のとき右に操向するように設定し
ており、また前記ディジタルデータＤは直進に対して右
に操向されているときは負、左に操向しているときは正
としているので、前記操向操作指示量Ｓが正のとき（又
は負のとき）は出力ポートｂ、（又はｂｚ）がハイレベ
ル出力され、ソレノイドｓｌ　（又はＳｒ）が励磁され
、走行機体Ａは左に（又は右に）操向制御されることに
なる。そしてこの自動操向制御が各設定タイミング毎に
行なわれる。

一方、前記２値化演算部２２５により、２値化が不能の
場合、又は画素抽出部２２６にて画素が抽出不能の場合
、操向制御部５０は、その制御動作を直ちに停止すると
共に、出力ポートｂ、、ｂ、をハイレベルとして、警報
ランプ６４を点灯させ、警報ブザ６５を鳴動させて作業
者に自動操向が不可能であることを報知する。

また操向制御部５０は、前述の如き制御動作を行ってい
る間にその入力ポートａ６のレベルを常時監視しており
、該入力ポートａ６がハイレベルに転した場合には、作
業者によりハンドル１５の手動操作がなされたと判断し
、この操作による操舵を優先すべく、操向制御動作を直
ちに停止する。そしてこの停止は、ハンドル１５の操作
が終了し、前記入力ポートａ６がローレベルに復帰して
から所定時間経過後に解除され、これ以後、操向制御部
５０は前述の制御動作を継続して行う。

尚本実施例では苗列撮像装置としてカラービデオカメラ
を用いたが、本発明はこれに限るものではなく、菌株を
検出でき、それを２値化できる撮像装置であれば何でも
よい。

また本実施例では基準位置を撮像範囲の進行方向の中心
線とし、ハフ値及びその角度を撮像範囲の中心点から求
めたが、本発明はこれに限るものではなく、その基準位
置は撮像範囲であればとこでもよ（、ハフ値及び角度を
求める点も撮像範囲であればどごでもよい。

さらに本実施例では画像歪の補正を線分の算出後に行な
っているが、本発明はこれに限るものではなく、その歪
補正は２値化前２２値化後等いずれの段階でもよい。

さらにまた前述の全割合Ｒｕ、Ｒｄ画像長さＲｒばテス
トパターンによらず取付角度と対応する数表を予め歪補
正部に記憶さセ、取付角度の変更毎にその角度を再設定
するようにしてもよい。

また本実施例では田植機に本発明装置を適用したが、本
発明はごれに限るものではなく、コンバイン、杭打機等
の他の作業用車両にも適用可能であることは言うまでも
ない。

〔効果〕

以上詳述した如く、本発明装置においては、その取イ」
角度を機体の前下方に向けた境界撮像装置である苗列撮
像装置で撮像された画像情報を機体の進行方向及びそれ
と直交する方向の歪のを補正して求めた画像情報により
自動操向しているので、操向情報の精度を向上させると
共に操向情報が実際の植付り状態と近いのでハンチング
の発生を防止できる等価れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置を装備した乗用田植機の側面図、第
２図はその平面図、第３図は苗列撮像装置の拡大側面図
、第４図はその平面図、第５図は作業選択レバの操作位
置説明のための平面図、第６図は前輪の操舵機構の模式
的平面図、第７回は本発明装置の構成を示すブロック図
、第８財は画像処理部の構成を示すブロック図、第９図
は画像処理部の制御内容を示すフローチャート、第１０
図は撮像範囲内の２値化された画像を示す模式図、第１
１図はテストパターンの撮像画像を示す模式図である。 Ａ・・・走行機体　　Ｂ・・・植付部　　１・・・前輪
２・・・後輪　　１０・・・マーカ　　１２・・・作業
選択レバ２０Ｌ、２０Ｒ・・・苗列撮像装置　　２２・
・・画像処理部２２８・・・歪補正部　　３８・・・操
舵角センサ５０・・・操向制御部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、未作業域と既作業域との境界に倣い自動操向する作
   業用車両の自動操向装置装置において、 機体の前下方にある前記境界を撮像すべくなした取付角
   度で、前記機体に取り付けられた境界撮像装置と、 該境界撮像装置により撮像された画像情報の機体の進行
   方向及びそれと直交する方向に生じる歪みを、前記取付
   角度に応じて補正する歪補正手段と、 該歪補正手段により補正された画像情報の前記境界に関
   する情報を操向情報として用い自動操向する手段と を具備することを特徴とする作業用車両の自動操向装置
   。