JPH0530819A - Mud surface detector for paddy field - Google Patents

Mud surface detector for paddy field

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Publication number
JPH0530819A
JPH0530819A JP21268591A JP21268591A JPH0530819A JP H0530819 A JPH0530819 A JP H0530819A JP 21268591 A JP21268591 A JP 21268591A JP 21268591 A JP21268591 A JP 21268591A JP H0530819 A JPH0530819 A JP H0530819A
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JP
Japan
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planting
sensor
mud
control
fuzzy
Prior art date
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Pending
Application number
JP21268591A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoru Okada
田 悟 岡
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Yanmar Co Ltd
Original Assignee
Yanmar Agricultural Equipment Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide the title detector, a contact-type sensor for detecting paddy surface capable of easily, accurately detect the paddy surface state such as air, water, or mud. CONSTITUTION:A vibration-type mud surface sensor 48 designed to bring its vibration surface 48a into contact with paddy surface is provided, and based on the change in the pressure due to vibratory action detected by said sensor 48, the paddy surface state is detected.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば田植機にあって
植付深さの一定制御を行うときなどに用いられる水田用
泥面検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a paddy field mud level detection device for use in a rice transplanter, for example, when performing constant control of planting depth.

【0002】[0002]

【従来の技術】水面下の泥面位置を検出するこの種検出
装置としては、例えば特開昭64−20017号公報の
超音波センサを用いたものや、特開平1−181715
号公報の感圧センサを用いたものがある。
2. Description of the Related Art As this kind of detecting device for detecting the position of the mud surface below the water surface, for example, an ultrasonic sensor disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 64-20017 or Japanese Patent Laid-Open No. 1-181715 is used.
There is one using a pressure-sensitive sensor disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし乍らこのような
超音波センサや感圧式センサでもって泥面を直接的に検
出しようとした場合、極めて検出精度の高いものを必要
として、その分誤検出も多くこれら検出に基づく植付深
さ制御を不安定なものにする欠点があった。
However, when it is attempted to directly detect the mud surface with such an ultrasonic sensor or a pressure-sensitive sensor, an extremely high detection accuracy is required, and accordingly false detection is performed. There are many drawbacks that make the planting depth control based on these detections unstable.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】したがって本発明は、田
面に振動面を接触させる振動形泥面センサを設け、該泥
面センサで検出される振動作用圧の大小変化に基づいて
田面状態を検知することによって、より正確な泥面の検
出を可能とさせて、植付深さ制御を高精度なものとさせ
るようにしたものである。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, the present invention provides a vibrating mud surface sensor for bringing a vibrating surface into contact with a paddy surface, and detects the paddy surface state based on a change in the magnitude of the vibration acting pressure detected by the mud surface sensor. By doing so, the mud surface can be detected more accurately, and the planting depth control can be made highly accurate.

【0005】[0005]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳述
する。図1は植付部の側面説明図、図2は乗用田植機の
側面図、図3は同平面図を示し、図中(1)は作業者が
搭乗する走行車であり、エンジン(2)を搭載する車体
フレーム(3)後端をミッションケース(4)に連設さ
せ、前記ミッションケース(4)の前部両側にアクスル
ケース(5)を介して水田走行用前輪(6)を支持させ
ると共に、前記ミッションケース(4)の後部両側に伝
動ケース(7)を連設し、前記伝動ケース(7)後端部
に水田走行用後輪(8)を支持させる。そして前記エン
ジン(2)等を覆うボンネット(9)両側に予備苗載台
(10)を取付けると共に、ステップ(11)を形成す
る車体カバー(12)によって前記伝動ケース(7)等
を覆い、前記車体カバー(12)上部に運転席(13)
を取付け、その運転席(13)の前方で前記ボンネット
(9)後部に操向ハンドル(14)を設ける。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view of a planting section, FIG. 2 is a side view of a riding rice transplanter, and FIG. 3 is a plan view thereof. In the figure, (1) is a traveling vehicle on which an operator rides, and an engine (2). The rear end of the vehicle body frame (3) on which the vehicle is mounted is connected to the mission case (4), and the front wheels (6) for traveling the paddy field are supported on both sides of the front part of the mission case (4) through the axle case (5). At the same time, a transmission case (7) is continuously provided on both sides of the rear portion of the transmission case (4), and a rear wheel (8) for traveling a paddy field is supported at a rear end portion of the transmission case (7). Then, a spare seedling stand (10) is attached to both sides of the hood (9) that covers the engine (2) and the like, and the transmission case (7) and the like are covered by a vehicle body cover (12) forming a step (11). Driver's seat (13) above the body cover (12)
A steering handle (14) is provided at the rear of the hood (9) in front of the driver's seat (13).

【0006】また、図中(15)は多条植え用の苗載台
(16)並びに複数の植付爪(17)などを具備する植
付部であり、前高後低の合成樹脂製の前傾式苗載台(1
6)を下部レール(18)及びガイドレール(19)を
介して植付ケース(20)に左右往復摺動自在に支持さ
せると共に、一方向に等速回転させるロータリケース
(21)を前記植付ケース(20)に支持させ、該ケー
ス(21)の回転軸芯を中心に対称位置に一対の植付ア
ームである爪ケース(22)(22)を配設し、その爪
ケース(22)先端に植付爪(17)(17)を取付け
る。また前記植付ケース(20)の前側にローリング支
点軸(23)を介して支持フレーム(24)を設け、ト
ップリンク(25)及びロワーリンク(26)を含む三
点リンク機構(27)を介して走行車(1)後側に支持
フレーム(24)を連結させ、前記リンク機構(27)
を介して植付部(15)を昇降させる昇降シリンダ(2
8)をロワーリンク(26)に連結させ、前記前後輪
(6)(8)を走行駆動して略定速で移動すると同時
に、左右に往復摺動させる苗載台(16)から一株分の
苗を植付爪(17)によって取出し、連続的に苗植え作
業を行うように構成する。
Reference numeral (15) in the drawing denotes a planting section provided with a seedling table (16) for multi-row planting, a plurality of planting claws (17), etc. Forward tilting seedling stand (1
6) is supported by the planting case (20) via the lower rail (18) and the guide rail (19) so as to be slidable left and right, and at the same time, the rotary case (21) is rotated at a constant speed in one direction. The nail case (22) (22), which is a pair of planting arms, is disposed in a symmetrical position about the rotation axis of the case (20) and is supported by the case (20). Attach the planting claws (17) (17) to the. A support frame (24) is provided on the front side of the planting case (20) via a rolling fulcrum shaft (23), and a three-point link mechanism (27) including a top link (25) and a lower link (26) is provided. The link frame (27) by connecting a support frame (24) to the rear side of the traveling vehicle (1).
Lifting cylinder (2) that lifts and lowers the planting part (15) via the
8) is connected to the lower link (26), and the front and rear wheels (6) and (8) are driven to move and move at a substantially constant speed, and at the same time, the stock is placed from the seedling stand (16) that slides back and forth to the left and right. The seedlings are picked up by the planting claws (17), and the seedlings are continuously planted.

【0007】また、図中(29)は走行変速レバー、
(30)は植付昇降レバー、(31)は植付け感度調節
レバー、(32)は走行クラッチペダル、(33)(3
3)は左右ブレーキペダル、(34)…は田面均平用フ
ロートであり、植付深さ調節リンク(35)などを介し
て植付ケース(20)下側に前記フロート(34)…を
支持する。
Further, reference numeral (29) in the figure denotes a traveling speed change lever,
(30) is a planting lift lever, (31) is a planting sensitivity adjusting lever, (32) is a traveling clutch pedal, and (33) (3
3) is a left and right brake pedal, (34) ... is a float for leveling the field, and supports the float (34) ... under the planting case (20) via a planting depth adjusting link (35) and the like. To do.

【0008】図4にも示す如く、前記支持フレーム(2
4)の上端に一体連設する中央縦フレーム(35)と、
苗載台(16)の左右両側を支持する苗載支柱(36)
(36)間に、ローリング制御用アクチュエータである
油圧横往復型のローリングシリンダ(37)を介設する
もので、前記フレーム(35)の固定ブラケット(3
8)に支軸(39)を介しローリングシリンダ(37)
を取付けると共に、該シリンダ(37)の左右移動自在
なピストンロッド(40)両端を、左右の支柱(36)
(36)間の連結杆(41)にアーム(42)及び自在
継手(43)を介して連結させて、前記シリンダ(3
7)に油圧ポンプ(44)からの油圧を供給する電磁弁
(45)を動作させてのピストンロッド(40)の左右
移動時、支点軸(23)を中心として植付部(15)を
左右に揺動させてこの水平維持を図るように構成してい
る。
As shown in FIG. 4, the support frame (2
4) A central vertical frame (35) integrally connected to the upper end of 4),
Seedling support columns (36) that support the left and right sides of the seedling mounting table (16)
A hydraulic horizontal reciprocating rolling cylinder (37), which is a rolling control actuator, is interposed between the (36) and the fixing bracket (3) of the frame (35).
8) Rolling cylinder (37) via support shaft (39)
While mounting the cylinder (37), attach both ends of the left and right piston rods (40) to the left and right columns (36).
The cylinder (3) is connected to the connecting rod (41) between the (36) via the arm (42) and the universal joint (43).
When the piston rod (40) is moved left and right by operating the solenoid valve (45) that supplies the hydraulic pressure from the hydraulic pump (44) to 7), the planting part (15) is moved left and right about the fulcrum shaft (23). It is structured so as to swing horizontally to maintain this level.

【0009】また、前記植付ケース(20)の略中央に
1つの振り子式のローリング検出用水平センサ(46)
を、また本機側の車体フレーム(3)に機体が左右に回
動するときの角速度を検出する圧電形ローリング角速度
センサ(47)をそれぞれ設けて、これら各センサ(4
6)(47)でもって、植付部(15)の左右傾きと、
この傾き時に発生する角速度を検出するように構成して
いる。
Further, one pendulum type horizontal sensor (46) for rolling detection is provided in the center of the planting case (20).
And a piezoelectric rolling angular velocity sensor (47) for detecting the angular velocity when the machine body rotates left and right on the body frame (3) on the machine side.
6) With (47), the right and left inclination of the planting part (15),
The angular velocity generated at the time of this inclination is detected.

【0010】さらに、中央の植付ケース(20)の左右
両側に田面状態を検出する左右2つの振動形泥面センサ
(48)を設けるもので、植付ケース(20)側に固定
連結するギヤケース(49)に泥面センサ(48)の支
持アーム(50)を上下動自在に支持させると共に、上
下位置調節用モータ(51)にラックピニオン機構(5
2)を介して前記支持アーム(50)を連動連結させ
て、前記植付爪(17)の最下点から泥面センサ(4
8)の振動面(48a)までの距離(d)を前記モータ
(51)の駆動でもって調節可能とするように構成して
いる。
Further, two right and left vibrating mud surface sensors (48) for detecting the rice field condition are provided on both left and right sides of the central planting case (20), and a gear case fixedly connected to the planting case (20) side. The support arm (50) of the mud level sensor (48) is movably supported by (49), and the rack and pinion mechanism (5) is attached to the vertical position adjusting motor (51).
The support arm (50) is interlockingly connected via the (2), and the mud level sensor (4) is moved from the lowest point of the planting claw (17).
The distance (d) to the vibrating surface (48a) of 8) can be adjusted by driving the motor (51).

【0011】図5乃至図6に示す如く、前記泥面センサ
(48)は、両面に電極(a)(b)が形成された圧電
セラミックス薄板(53)を、薄い金属振動板(54)
に貼り合せた圧電振動子(55)を用いたもので、電極
(a)(b)間である主電極(55a)と共通電極(5
5b)間に電圧が印加され、圧電セラミックス薄板(5
3)は径方向に伸縮して振動子(55)全体がたわみ振
動を行うとき、共通電極(55b)と帰還電極(55
c)間に発生する圧電セラミックスの歪(振動の振幅)
に応じた電荷である帰還出力電圧を検出することによっ
て、前記振動面(48a)が空気・水・泥の何れと接触
状態にあるかの判別を行うように構成したものである。
As shown in FIGS. 5 to 6, the mud surface sensor (48) includes a piezoelectric ceramic thin plate (53) having electrodes (a) and (b) formed on both sides thereof, and a thin metal vibrating plate (54).
A piezoelectric vibrator (55) bonded to the main electrode (55a) and the common electrode (5) between the electrodes (a) and (b) are used.
5b) voltage is applied to the piezoelectric ceramic thin plate (5
3) expands and contracts in the radial direction, and when the whole vibrator (55) vibrates flexibly, the common electrode (55b) and the return electrode (55)
Distortion of piezoelectric ceramics generated during c) (amplitude of vibration)
By detecting a feedback output voltage which is a charge according to the above, it is configured to determine whether the vibrating surface (48a) is in contact with air, water or mud.

【0012】そして、前記昇降シリンダ(28)を操作
する電磁弁(56)と、ローリングシリンダ(37)の
電磁弁(45)の駆動制御を行う制御回路(57)に、
自動スイッチ(58)と、植付レバースイッチ(59)
と、前記各センサ(46)(47)(48)を入力接続
させて、泥面センサ(48)の検出に基づいて植付部
(15)の植深制御を行うと共に、水平センサ(46)
と角速度センサ(47)の検出に基づいてファジィ推論
を用いての植付部(15)の水平制御を行うように構成
している。
A solenoid valve (56) for operating the lifting cylinder (28) and a control circuit (57) for controlling the drive of the solenoid valve (45) of the rolling cylinder (37) are provided with:
Automatic switch (58) and lever switch with plant (59)
And the respective sensors (46) (47) (48) are input-connected to control the planting depth of the planting section (15) based on the detection of the mud surface sensor (48) and the horizontal sensor (46).
The fuzzy inference is used for horizontal control of the planting part (15) based on the detection of the angular velocity sensor (47).

【0013】本実施例は上記の如く構成するものにし
て、前記泥面センサ(48)の検出に基づいて昇降シリ
ンダ(28)の電磁弁(56)を操作しての植深制御に
あっては、図7に示す如く該センサ(48)からの帰還
出力つまり振動子(55)の振幅の大きさが振動面(4
8a)の空気・水・泥の接触状態や密度の違いにによっ
て変化することを利用して、空気・水・泥の何れに接触
しているかを判別するもので、前記泥面センサ(48)
の出力特性は例えば 空気>水>泥 の順となり、泥面
の硬さには圃場により一定範囲(D)のバラツキがある
ため、該センサ(48)の設定レベル(C)を水と泥面
との境界の水より若干低いレベルに維持するように植付
部(15)の昇降制御を行うものであり、この際泥面よ
り一定深さに苗が植付けられるように植付爪(17)の
最下点から振動面(48a)までの距離(d)の調節設
定が予め行われるものである。
This embodiment is configured as described above, and is for controlling the planting depth by operating the solenoid valve (56) of the lifting cylinder (28) based on the detection of the mud level sensor (48). As shown in FIG. 7, the feedback output from the sensor (48), that is, the magnitude of the amplitude of the vibrator (55) is the vibration surface (4
The mud surface sensor (48) is used to determine which of air, water and mud is in contact by utilizing the fact that the contact state of air, water and mud of 8a) and the difference in density change.
The output characteristics are, for example, in the order of air>water> mud, and the hardness of the mud surface varies within a certain range (D) depending on the field. Therefore, the setting level (C) of the sensor (48) is The height of the planting part (15) is controlled so as to maintain it at a level slightly lower than the water at the boundary with the planting claws (17) so that seedlings can be planted at a certain depth from the mud surface. The distance (d) from the lowest point to the vibrating surface (48a) is adjusted and set in advance.

【0014】以下、図8乃至図9のフローチャートを参
照してこの制御を説明する。今自動スイッチ(58)が
オンで、植付レバースイッチ(59)がオンのとき自動
制御が開始されるもので、前記泥面センサ(48)が設
定レベル(A)を検出するとき植付部(15)は現状位
置を維持すると共に、設定レベル(A)より以上或いは
以下を検出するとき植付部(15)を深植側或いは浅植
側とする昇降制御が行われる。そして次に、前記水平セ
ンサ(46)及び角速度センサ(47)で検出される傾
斜角度θと角速度Vの値に応じて、植付部(15)の左
右修正量(S)をファジィ推論より求め、前記ローリン
グシリンダ(37)をこの修正指示量(S0)駆動させ
て植付部(15)を水平に維持するファジィ水平制御が
行われ、この制御後植付レバースイッチ(59)がオン
のとき前述同様の植深制御と水平制御が繰返し行われる
と共に、該スイッチ(59)がオフのとき、植付部(1
5)を上昇させてこの上昇位置で左右水平に中央復帰さ
せるローリングシリンダ(37)の駆動制御が行われる
ものである。
This control will be described below with reference to the flow charts of FIGS. When the automatic switch (58) is on and the planting lever switch (59) is on, automatic control is started. When the mud level sensor (48) detects the set level (A), the planting section In (15), the current position is maintained, and when the above or below the set level (A) is detected, the raising / lowering control is performed so that the planting section (15) is on the deep planting side or the shallow planting side. Then, next, the lateral correction amount (S) of the planting part (15) is obtained by fuzzy inference according to the values of the inclination angle θ and the angular velocity V detected by the horizontal sensor (46) and the angular velocity sensor (47). When the rolling cylinder (37) is driven by the correction instruction amount (S0) to perform the fuzzy horizontal control for keeping the planting part (15) horizontal, and after this control, the planting lever switch (59) is turned on. The same planting depth control and horizontal control as described above are repeatedly performed, and when the switch (59) is off, the planting section (1
Drive control of the rolling cylinder (37) is performed in which 5) is raised and the center is horizontally returned to the left and right at this raised position.

【0015】次に図9のサブルーチンフローチャートを
参照して、ファジィ制御を説明する。今、傾斜角度θと
角速度Vとの検出値が読み込まれると(ステップ1)、
ステップ2では前記検出値θ、Vの具体値を−5から+
5までの整数による11区分に割り当てる(領域化す
る)。例えば傾斜角度θを示す場合、負号(−)を左下
り傾斜とし、正号(+)は右下り傾斜とすると、θが−
1度〜+1度の範囲を「0」の範囲とし、以下1.4 度づ
つの区分で−8度から+8度までの値を合計11区分と
し、〔−5、−4、−3、−2、−1、0、1、2、
3、4、5〕とする(図11乃至図12参照)。
Next, fuzzy control will be described with reference to the subroutine flowchart of FIG. Now, when the detected values of the tilt angle θ and the angular velocity V are read (step 1),
In step 2, the specific values of the detected values θ and V are changed from −5 to +
Allocate to 11 divisions by integers up to 5 (areaize). For example, in the case of indicating the inclination angle θ, if the negative sign (−) is the left downward slope and the positive sign (+) is the right downward slope, θ is −
The range from 1 degree to +1 degree is the range of "0", and the value from -8 degrees to +8 degrees is a total of 11 categories in the following 1.4 degree divisions, [-5, -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2,
3, 4, 5] (see FIGS. 11 to 12).

【0016】そして、θ、V共に、−5から+5までの
領域の値に対するメンバーシップ関数の重みを、読み取
り専用メモリ(ROM)から読出したデータから求め
る。
Then, for both θ and V, the weight of the membership function with respect to the value in the region from −5 to +5 is obtained from the data read from the read-only memory (ROM).

【0017】次いで、ステップ3では、ファジィ推論に
よるファジィ規則にあてはめ、さらにステップ4で植付
部(15)の姿勢制御のための修正量Sのメンバーシッ
プ関数の表を参照して、MAX-MINIMUM 法の演算を実行
し、ステップ5で修正指示量S0を重心法で求め、ステ
ップ6で前記指示量S0に対応してアクチュエータであ
るローリングシリンダ(37)への出力信号を出して、
植付部(15)の左右姿勢を略水平とするように制御す
るのである。
Next, in step 3, the fuzzy rule based on fuzzy inference is applied, and in step 4, the table of the membership function of the correction amount S for posture control of the planting part (15) is referred to MAX-MINIMUM. Then, the correction instruction amount S0 is obtained by the center of gravity method in step 5, and in step 6, an output signal to the rolling cylinder (37) which is an actuator is output corresponding to the instruction amount S0.
The right and left posture of the planting part (15) is controlled to be substantially horizontal.

【0018】即ち、ファジィ推論は一般に、制御アルゴ
リズムを、制御のための複数の情報の入力変数例えば、
2つの入力変数(x、y)と制御機器への出力(操作
量)zのあいまい関係として記述するものであり、例え
ば、「もしxが小さく、yが大きいならば、zは中にす
る。」のように、制御アルゴリズムは(もし……であれ
ば、……にせよ)(if-then)形式のファジィ規則で表現
され、今、このファジィ規則を、姿勢制御に応用するに
あたり、本実施例では、図10に示す17通りの規則に
て表現し、規則の「if」の部分である傾斜角度θと角速
度Vとを前件部とし、「then」の部分である修正量Sを
後件部とする。
That is, the fuzzy inference generally uses a control algorithm as an input variable of a plurality of information for controlling, for example,
It is described as an ambiguous relationship between two input variables (x, y) and an output (manipulation amount) z to the control device. For example, "if x is small and y is large, z is set to the inside. The control algorithm is expressed by (if-then ...) fuzzy rules in the form of (if-then). Now, when applying this fuzzy rule to attitude control, In the example, it is expressed by 17 rules shown in FIG. 10, the inclination angle θ and the angular velocity V which are the “if” part of the rule are the antecedent parts, and the correction amount S which is the “then” part is the latter part. The subject section.

【0019】また、入力変数θ、V及び出力変数Sが各
々取るファジィ変数を、整数の領域に離散化した離散型
ファジィ変数で示すこととし、図11から図13までに
示す。
Further, the fuzzy variables taken by the input variables θ, V and the output variable S are shown as discrete fuzzy variables discretized into integer regions, which are shown in FIGS. 11 to 13.

【0020】これらのファジィ変数はラベルとしての
「大きく右」、「小さく右」、「0」、「小さく左」、
「大きく左」の5種類とする。
These fuzzy variables are "large right", "small right", "0", "small left", as labels.
There are five types of "large left".

【0021】なおこの場合、これらのあいまいな領域で
あるファジィ変数の領域は、入力変数の全体集合の要素
(メンバー)が領域(変域)に含まれる度合(グレー
ド)を与えることにより定義されるもので、このグレー
ドを与える関数をメンバーシップ関数といい、例えば、
θのファジィ変数の領域は、傾斜角度θの全体集合の要
素(メンバー)が領域(変域)に含まれる度合(グレー
ド)を与えることにより定義され、実施例では、各変域
におけるグレードは0から10までの整数で表わす。
In this case, the fuzzy variable area, which is an ambiguous area, is defined by giving the degree (grade) in which the elements (members) of the entire set of input variables are included in the area (domain). The function that gives this grade is called the membership function. For example,
The region of the fuzzy variable of θ is defined by giving the degree (grade) in which the elements (members) of the whole set of the inclination angle θ are included in the region (domain), and in the embodiment, the grade in each domain is 0. It is represented by an integer from 1 to 10.

【0022】そして、ファジィ制御における推論法は次
のように行う。例えば、θとVとの2入力の組の前件部
((1)から(17)まで)に対する出力S(後件部)
の場合を考えると、まず、各々の入力θの前件部の値に
対応するメンバーシップ関数の図表(図11)から、メ
ンバーシップ関数A(θi)を求め、入力Gの前件部の
値に対応するメンバーシップ関数の図表(図12)から
メンバーシップ関数A(Vi)の値を求める。各入力
θ、Vの領域に対するラベルは複数取りうることが分か
るから、そのラベルの組合せのうち、((1)から(1
7)までのうち)i番目の規則におけるメンバーシップ
関数A(θi)とA(Vi)の値を図10から求め、そ
の入力θi、Viとの組による適合度ωi=A(θi)
*A(Vi)を求める。ここで、*はmini(ファジィ集
合における交わり、以下同じ)の記号である。
The reasoning method in fuzzy control is as follows. For example, the output S (consequent part) for the antecedent part ((1) to (17)) of a two-input set of θ and V
Considering the case of, first, the membership function A (θi) is obtained from the chart (FIG. 11) of the membership function corresponding to the value of the antecedent part of each input θ, and the value of the antecedent part of the input G is obtained. The value of the membership function A (Vi) is obtained from the membership function chart (FIG. 12) corresponding to. Since it can be seen that there can be a plurality of labels for the regions of each input θ and V, among the combinations of the labels, ((1) to (1
The values of the membership functions A (θi) and A (Vi) in the i-th rule (up to 7) are obtained from FIG. 10, and the goodness of fit ωi = A (θi) depending on the set of the inputs θi and Vi.
* Calculate A (Vi). Here, * is a symbol of mini (intersection in a fuzzy set, the same applies hereinafter).

【0023】そして、i番目の規則に対応する推論結果
を図13から求め、そのメンバーシップ関数B(si)
から適合度wiB(si)=ωi*B(si)を求め
る。
Then, the inference result corresponding to the i-th rule is obtained from FIG. 13, and its membership function B (si)
Then, the goodness of fit wiB (si) = ωi * B (si) is obtained.

【0024】次に、前記と同様に、入力θ、Vの前件部
の値に対応するj番目の規則におけるメンバーシップ関
数A(θj)とA(Vj)の値を前記図11及び図12
から求め、その適合度 ωj=A(θj)*A(Vj)
を求める。
Next, similarly to the above, the values of the membership functions A (θj) and A (Vj) in the j-th rule corresponding to the values of the antecedent parts of the inputs θ and V are shown in FIGS.
And the goodness of fit ωj = A (θj) * A (Vj)
Ask for.

【0025】次にj番目の規則に対応する推論結果を図
9から求め、そのメンバーシップ関数B(sj)から適
合度wjB(sj)=ωj*B(sj)を求める(図1
2参照)。
Next, the inference result corresponding to the j-th rule is obtained from FIG. 9, and the goodness of fit wjB (sj) = ωj * B (sj) is obtained from the membership function B (sj) (FIG. 1).
2).

【0026】この複数の後件部が、例えばi番目、j番
目、k番目、l番目の4通りの場合には、この4つの規
則による全体の推論結果S0は、wiB(si)、wj
B(sj)、wkB(sk)、wlB(si)とから、
B*=wiB(si)UwjB(sj)UwkB(s
k)UwlB(sl)を作り(Uは和集合の記号)、ま
た、B*のメンバーシップ関数の重心として求めるので
ある。
When the consequent parts of the plurality are, for example, i-th, j-th, k-th, and l-th, the total inference result S0 by these four rules is wiB (si), wj.
From B (sj), wkB (sk), and wlB (si),
B * = wiB (si) UwjB (sj) UwkB (s
k) UwlB (sl) is created (U is a symbol of union), and is calculated as the center of gravity of the membership function of B *.

【0027】この制御を実際の数値をあてはめ説明する
と、今、傾斜角度θと角速度Vとを検出し、θの領域
「0」、Vの領域が「−3」であるとする。
This control will be described by applying actual numerical values. Now, it is assumed that the inclination angle θ and the angular velocity V are detected, and the region of θ is “0” and the region of V is “−3”.

【0028】まず、図11から、領域「0」における縦
枠をみると、ラベルとして「小さく右」における「5」
と、「0」における「10」と、「小さく左」における
「5」とに跨っているので、この3つのファジィ変数の
ラベルを取り得ることが判る。
First, looking at the vertical frame in the area "0" from FIG. 11, the label "5" in "small right" is displayed.
Since it spans "10" in "0" and "5" in "small left", it can be understood that the labels of these three fuzzy variables can be taken.

【0029】角速度Vについては、図12の領域「−
3」の区分に該当する縦枠部分を見ると、ラベル「0」
における「3」と「小さく左」における「8」と、「大
きく左」における「5」とに跨っているので、この三つ
のファジィ変数を採用できる可能性が有り得る。
For the angular velocity V, the area "-" in FIG.
Looking at the vertical frame corresponding to the category of "3", the label "0"
It is possible that these three fuzzy variables can be adopted, because they span “3” in “3”, “8” in “small left”, and “5” in “large left”.

【0030】しかして、θとVとのデータの組によるフ
ァジィの規則は、図10から探し出せば、(1)、
(3)、(4)、(5)、(6)、(9)、(11)、
(17)の8つの規則が対応し、この8つの規則に対応
する後件部Sのラベルは各々「0(中立)」、「小さく
右上げ」、「小さく左上げ」、「小さく左上げ」、
「0」、「小さく左上げ」、「大きく左上げ」、「大き
く左上げ」になることが判る。
However, the fuzzy rule based on the data set of θ and V is (1), if found from FIG.
(3), (4), (5), (6), (9), (11),
The eight rules of (17) correspond, and the labels of the consequent part S corresponding to these eight rules are "0 (neutral)", "small right up", "small left up", and "small left up", respectively. ,
It can be seen that the values are "0", "small left raising", "large left raising", and "large left raising".

【0031】これらのメンバーシップ関数を、図10〜
図13を参照して、ファジィ規則(1)については、図
14の(1)、(2)、(3)に示し、(3)のファジ
ィ規則については図15の(1)、(2)、(3)に示
し、(4)のファジィ規則については図16の(1)、
(2)、(3)に示す。他のファジィ規則も同様にして
求められるので、図解は省略する。
These membership functions are shown in FIG.
Referring to FIG. 13, the fuzzy rule (1) is shown in (1), (2) and (3) of FIG. 14, and the fuzzy rule of (3) is shown in (1) and (2) of FIG. , (3), and regarding the fuzzy rule of (4), (1) of FIG.
Shown in (2) and (3). Other fuzzy rules are obtained in the same manner, so illustrations are omitted.

【0032】この場合、例えば、(1)のファジィ規則
については、θとVの各々のωiの値を比較すると、θ
に関しては「0」の箇所の値が「10」であり、Vに関
しては「−3」の箇所の値が「3」であり、この「3」
が最小値であるので、この最小値を採用し、修正量Sの
適合度ωiは、図14の(3)のように高さ「3」より
下の部分である太線で囲まれた領域となる。
In this case, for example, regarding the fuzzy rule of (1), when the values of ωi of θ and V are compared,
Is 0, the value at the position of “0” is “10”, and the value of V is at the position of “−3” is “3”.
Is the minimum value, the minimum value is adopted, and the conformity ωi of the correction amount S is the area surrounded by the thick line which is a portion below the height “3” as shown in (3) of FIG. Become.

【0033】同様に、(3)、(4)の規則における各
後件部Sにおけるメンバーシップ関数は、図15の
(3)、図16の(3)、に示す太線で囲まれた領域と
なる。
Similarly, the membership function in each consequent part S in the rules (3) and (4) is the area surrounded by the thick line shown in (3) of FIG. 15 and (3) of FIG. Become.

【0034】同様にして、他の(5)、(6)、
(9)、(11)、(17)の規則についても、θとV
の各々のωの値を比較して最小の側を採用し、これらか
ら各後件部Sにおけるメンバーシップ関数の領域を求め
る。
Similarly, other (5), (6),
Regarding the rules of (9), (11), and (17), θ and V
The values of ω are compared and the minimum side is adopted, and the region of the membership function in each consequent part S is obtained from these.

【0035】次いで、前記8つの規則による全体の推論
結果の修正指示量S0は、前記各後件部Sにおけるメン
バーシップ関数の最小の領域の和集合を求め(これをMA
X-MINIMUM 法という)、8つのSのメンバーシップ関数
を重ねたときの最外側の区域で囲まれた面積部分の重心
として求め(これを重心法という)、その左右方向の座
標位置を修正指示量とする(図17参照)。このとき、
重複する面積部分を加算しない。
Then, the correction instruction amount S0 of the whole inference result by the above eight rules is obtained by calculating the union of the minimum regions of the membership function in each consequent part S (this is MA
X-MINIMUM method), is obtained as the center of gravity of the area surrounded by the outermost area when the membership functions of 8 S are overlapped (this is called the center of gravity method), and the horizontal coordinate position is instructed to be corrected. The amount (see FIG. 17). At this time,
Do not add overlapping area parts.

【0036】この実施例では、修正指示量S0は略1.07
となる。この数値に応じて、制御回路(57)から出力
信号を出し、ローリング制御用のアクチュエータである
ローリングシリンダ(37)を作動させて、植付部(1
5)が左右水平姿勢となるように修正するのである。
In this embodiment, the correction instruction amount S0 is approximately 1.07.
Becomes According to this numerical value, an output signal is output from the control circuit (57) to activate the rolling cylinder (37) which is an actuator for rolling control, and the planting section (1
5) is corrected so that the posture is horizontal.

【0037】また、前記各ファジィ推論におけるメンバ
ーシップ関数は、前述の「離散型(段階型)」に代え
て、ファジィ理論で良く知られた「釣鐘型」や「三角
型」を採用しても良いのである。
Further, the membership function in each of the fuzzy inferences may be replaced by the above-mentioned "discrete type (step type)", and "well-bell type" or "triangular type" well known in fuzzy theory may be adopted. It's good.

【0038】このように、傾斜角度と傾斜角速度とを前
件部(入力部)とし、植付部(15)の左右傾斜の修正
量を後件部(出力部)とするファジィ制御を実行する
と、従来の通常の傾斜角度と加速度と場合により傾斜速
度を考慮した数値制御(入力の検出値を変数とする数式
の関係を使用した制御)に比べて、曖昧さを有するが故
に精密さは欠けるが、迅速で且つ円滑な(ぎくしゃくし
ない)動きの制御を実現させることができるのである。
As described above, when the fuzzy control is performed in which the inclination angle and the inclination angular velocity are used as the antecedent section (input section) and the correction amount of the lateral inclination of the planting section (15) is used as the consequent section (output section). , Compared to conventional numerical control that considers the tilt angle and acceleration and tilt speed in some cases (control that uses a mathematical relationship with the detected value of the input as a variable), it is ambiguous but lacks precision. However, it is possible to realize a quick and smooth (not jerky) movement control.

【0039】而して該実施例の場合、前記泥面センサ
(48)を用いることによって中央位置のセンサフロー
ト(34)の廃止が可能とできるばかりでなく、前記水
平センサ(46)と角速度センサ(47)の組合せでも
って全フロート(34)の廃止も可能とすることができ
るものである。
Therefore, in the case of the embodiment, not only the central position sensor float (34) can be eliminated by using the mud level sensor (48) but also the horizontal sensor (46) and the angular velocity sensor. With the combination of (47), it is possible to eliminate all floats (34).

【0040】なお、前記泥面センサ(48)の設置数は
多い程検出精度は向上する。また、前述実施例における
ファジィ水平制御にあっては、修正指示量S0のみを求
めて制御を行う構成を示したが、同時に制御速度も求め
て左右傾斜の修正時、最適速度に修正速度も変化するこ
とによって、制御をより高精度なものとさせることがで
きる。
The greater the number of the mud level sensors (48) installed, the higher the detection accuracy. Further, in the fuzzy horizontal control in the above-described embodiment, the configuration is shown in which only the correction instruction amount S0 is obtained for control, but at the same time, the control speed is also obtained, and the correction speed changes to the optimum speed when correcting the left and right inclination. By doing so, the control can be performed with higher accuracy.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上実施例からも明らかなように本発明
は、田面に振動面(48a)を接触させる振動形泥面セ
ンサ(48)を設け、該泥面センサ(48)で検出され
る振動作用圧の大小変化に基づいて田面状態を検知する
ものであるから、前記泥面センサ(48)の振動面(4
8a)に接触させる田面の軟硬状態の正確な検出を容易
に可能とさせることができるもので、この結果植深の絶
対値制御を可能とさせ、従来の植深制御に用いられるセ
ンサフロートの廃止も可能にできる顕著な効果を奏す
る。
As is apparent from the above embodiments, according to the present invention, a vibrating mud surface sensor (48) for contacting the vibrating surface (48a) with the rice field is provided and detected by the mud surface sensor (48). Since the rice field condition is detected based on the magnitude change of the vibration acting pressure, the vibration surface (4) of the mud surface sensor (48) is detected.
8a) makes it possible to easily detect the soft and hard condition of the paddy field that comes into contact with it, and as a result, it becomes possible to control the absolute value of the vegetation depth. It has a remarkable effect that it can be abolished.

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

【図1】植付部の側面説明図である。FIG. 1 is a side view of a planting section.

【図2】田植機の全体側面図である。FIG. 2 is an overall side view of a rice transplanter.

【図3】田植機の全体平面図である。FIG. 3 is an overall plan view of a rice transplanter.

【図4】水平制御の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of horizontal control.

【図5】泥面センサの説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of a mud level sensor.

【図6】制御回路図である。FIG. 6 is a control circuit diagram.

【図7】泥面センサの出力特性図である。FIG. 7 is an output characteristic diagram of a mud level sensor.

【図8】フローチャートである。FIG. 8 is a flowchart.

【図9】フローチャートである。FIG. 9 is a flowchart.

【図10】ファジィ規則の説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of a fuzzy rule.

【図11】傾斜角度θのメンバーシップ関数を示す説明
図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a membership function of a tilt angle θ.

【図12】角速度Vのメンバーシップ関数を示す説明図
である。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a membership function of an angular velocity V.

【図13】修正量Sのメンバーシップ関数を示す説明図
である。
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a membership function of a correction amount S.

【図14】ファジィ規則(1) の場合のメンバーシップ関
数の説明図である。
FIG. 14 is an explanatory diagram of a membership function in the case of fuzzy rule (1).

【図15】ファジィ規則(3) の場合のメンバーシップ関
数の説明図である。
FIG. 15 is an explanatory diagram of a membership function in the case of fuzzy rule (3).

【図16】ファジィ規則(4) の場合のメンバーシップ関
数の説明図である。
FIG. 16 is an explanatory diagram of a membership function in the case of fuzzy rule (4).

【図17】MAX-MINIMUM 法と面積重心法の説明である。FIG. 17 is an explanation of the MAX-MINIMUM method and the area centroid method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

(48) 泥面センサ (48a) 振動面 (48) Mud surface sensor (48a) Vibration surface

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】 田面に振動面を接触させる振動形泥面セ
ンサを設け、該泥面センサで検出される振動作用圧の大
小変化に基づいて田面状態を検知するように構成したこ
とを特徴とする水田用泥面検出装置。
Claim: What is claimed is: 1. A vibrating mud surface sensor for contacting a vibrating surface with a rice field surface is provided, and the rice field state is detected based on a change in the magnitude of the vibration acting pressure detected by the mud surface sensor. A mud level detection device for paddy fields, which is configured.
JP21268591A 1991-07-29 1991-07-29 Mud surface detector for paddy field Pending JPH0530819A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7660022B2 (en) 2005-01-12 2010-02-09 Seiko Epson Corporation Electro-optical device, image printing apparatus, and method of manufacturing electro-optical device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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