JPH07114495B2 - Grain culm identification method in harvester - Google Patents

Grain culm identification method in harvester

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JPH07114495B2
JPH07114495B2 JP61141608A JP14160886A JPH07114495B2 JP H07114495 B2 JPH07114495 B2 JP H07114495B2 JP 61141608 A JP61141608 A JP 61141608A JP 14160886 A JP14160886 A JP 14160886A JP H07114495 B2 JPH07114495 B2 JP H07114495B2
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Japan
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grain culm
harvester
image
image data
grain
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俊樹 平野
渉 中川
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Yanma Agricultural Equipment Co Ltd
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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、収穫機に設けたイメージセンサを用いて穀稈
を識別する方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for identifying a grain culm using an image sensor provided in a harvester.

〔従来技術〕[Prior art]

ホトダイオード,CCD(harge oupled evice,電荷
結合素子)等を用いてなるイメージセンサは、被検出物
の大きさ,位置等多くの情報を非接触にて検出できると
いう優れた特質を有しており、しかも半導体技術の進歩
により、性能の良いものが比較的安価に入手可能となっ
ているため、種々の産業分野において、制御用センサと
して広く普及し始めている。
Photodiodes, CCD (C harge C oupled D evice, charge-coupled device) image sensor made using such has excellent properties that the size of the detected object, the position and many other information can be detected in a non-contact In addition, due to the progress of semiconductor technology, high performance products have become available at a relatively low cost, and they have started to be widely used as control sensors in various industrial fields.

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

収穫機において、刈取部から脱穀部までの搬送経路中の
穀稈を撮像すべくイメージセンサを設け、該穀稈の稈長
を検出して扱深さ制御を行ったり、また収穫機の進行方
向前方に植立した穀稈列を撮像すべくイメージセンサを
設け、該穀稈列に対する機体の相対位置を検出して操向
制御を行う等、種々の制御用センサとしてのイメージセ
ンサの適用例が考えられる。
In the harvester, an image sensor is provided to image the grain culm in the transport route from the mowing unit to the threshing unit, the culm length of the grain culm is detected to control the handling depth, and the forward direction of the harvester. An image sensor is provided in order to image the grain culm row planted in the plant, and steering control is performed by detecting the relative position of the airframe with respect to the grain culm row, and application examples of the image sensor as various control sensors are considered. To be

ところで収穫機は、その用途の関係上、屋外において運
転されるものが主であり、しかも農繁期には昼夜兼行に
て運転されることも多々あるため、その制御用センサと
して用いるイメージセンサは、昼間には自然光下にて、
また夜間には照明下にて撮像対象物を撮像することにな
る。
By the way, the harvester is mainly operated outdoors due to its use, and in many cases it is also operated day and night in the agricultural season, so the image sensor used as the control sensor is used during the daytime. Under natural light,
In addition, at night, the object to be imaged is imaged under illumination.

しかしながら、前述の如く収穫機の操向制御用センサと
してイメージセンサを用いた場合には、該センサの撮像
対象物である穀稈列は、自然光下においては背景に対し
て暗く撮像され、照明下においては逆に背景に対して明
るく撮像されるため、イメージセンサからの画像信号の
処理方法を昼夜を問わず同一とすると、夜間において穀
稈列に対する機体の相対位置が誤検出される虞があり、
更に、例えば薄暮時又は降雨時等においては、自然光の
光量が不足するため、自然光下におけるイメージセンサ
の撮像結果から穀稈列と背景とを判別することが困難と
なり、機体の相対位置が誤検出される虞がある。
However, when the image sensor is used as the steering control sensor of the harvester as described above, the grain culm, which is the imaging target of the sensor, is imaged dark against the background under natural light and is not illuminated. In contrast, since the image is picked up brightly against the background, if the processing method of the image signal from the image sensor is the same regardless of day or night, there is a possibility that the relative position of the aircraft with respect to the grain culm may be erroneously detected at night. ,
Furthermore, for example, at dusk or during rainfall, the amount of natural light is insufficient, making it difficult to distinguish between the grain culm row and the background from the image pickup result of the image sensor under natural light, and the relative position of the aircraft is erroneously detected. May be

以上、いずれの場合においてもイメージセンサの検出結
果に基づいて操向制御が正しく行えなくなるという難点
があった。
As described above, in any case, there is a problem that steering control cannot be performed correctly based on the detection result of the image sensor.

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、収穫
機の穀稈識別用センサとしてイメージセンサを用いる場
合に、昼夜の別なく正確な穀稈の識別が可能な方法を提
供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such circumstances, and when an image sensor is used as a grain culm identification sensor of a harvester, it is possible to provide a method capable of accurately identifying grain culm day and night. To aim.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明に係る収穫機における穀稈識別方法は、収穫機に
装備したイメージセンサにて収穫機の走行方向前方の既
作業域及び未作業域を含む領域を撮像した画像の画像信
号を2値下処理し、2値化後の画像データに基づいて穀
稈を識別する方法において、前記イメージセンサで得た
撮像視野の画像データについてその明るさの平均値を求
め、この平均値を基準値と比較し、基準値よりも低い場
合に収穫機に設けてある照明を点灯し、前記照明が点灯
された後は、前記2値化後の画像データを反転すること
を特徴とする。
The grain culm identification method in the harvester according to the present invention uses the image sensor mounted on the harvester to binarize an image signal of an image obtained by capturing an area including a working area and a non-working area in front of the traveling direction of the harvester. In the method of processing and identifying a grain culm based on image data after binarization, an average value of brightness of image data of an imaging field of view obtained by the image sensor is obtained, and this average value is compared with a reference value. However, when the value is lower than the reference value, the illumination provided in the harvester is turned on, and after the illumination is turned on, the binarized image data is inverted.

〔実施例〕〔Example〕

以下本発明をその実施例を示す図面に基づいて説明す
る。本実施例においては、本発明に係る収穫機における
穀稈識別方法(以下本発明方法という)について説明す
る。
The present invention will be described below with reference to the drawings showing an embodiment thereof. In this example, a grain culm identification method (hereinafter referred to as the method of the present invention) in a harvester according to the present invention will be described.

第1図はイメージセンサを用いてなる穀稈識別センサを
装備した収穫機の外観斜視図、第2図は収穫機の略示平
面図とともに示す刈取作業の模式図、第3図は操向制御
系のブロック図である。
FIG. 1 is an external perspective view of a harvester equipped with a grain culm identification sensor using an image sensor, FIG. 2 is a schematic view of a harvesting work together with a schematic plan view of the harvester, and FIG. 3 is steering control. It is a block diagram of a system.

図において1は走行クローラであり、その上側には脱穀
部2,運転席DS等が搭載され、これらにより本体部3が構
成されており、本体部3の前側には分草板4,穀稈引起装
置5等にて構成された刈取部6が昇降自在に取付けられ
ている。
In the figure, 1 is a traveling crawler, on the upper side of which a threshing section 2, a driver's seat DS, etc. are mounted, and a main body section 3 is constituted by these, and on the front side of the main body section 3, a weed board 4, a grain culm A mowing unit 6 including a raising device 5 and the like is attached so as to be able to move up and down.

走行クローラ1は本体部3の左右に夫々設けてあり、収
穫機のエンジンにより、夫々の図示しないクラッチを介
して駆動されるようになっている。
The traveling crawlers 1 are provided on the left and right sides of the main body 3, respectively, and are driven by the engine of the harvester via respective clutches (not shown).

これらのクラッチは第3図に示すクラッチシリンダ10l,
10rにより各別に係脱されるようになしてあり、クラッ
チシリンダ10lが作動すると、右側の走行クローラ1の
クラッチが離脱されて機体は左操向し、クラッチシリン
ダ10rが作動すると、左側の操向クローラ1のクラッチ
が離脱されて機体は右操向する。
These clutches are clutch cylinders 10l, shown in FIG.
It is designed to be engaged and disengaged separately by 10r. When the clutch cylinder 10l operates, the clutch of the right running crawler 1 is disengaged and the aircraft turns left. When the clutch cylinder 10r operates, the left steering The clutch of the crawler 1 is disengaged and the aircraft steers to the right.

クラッチシリンダ10l,10rへの圧油の送給を行う油圧回
路は、油圧ポンプP,電磁方向切換弁V,油タンクT等にて
構成されている。電磁方向切換弁Vは4ポート3位置切
換式であり、そのソレノイドSl(又はソレノイドSr)が
励磁された場合には、クラッチシリンダ10l(又はクラ
ッチシリンタ10r)の油室に油圧ポンプPからの圧油が
送給されて、そのピストンロッドが進出しクラッチシリ
ンダ10r(又はクラッチシリンダ10l)の油室は油タンク
Tに連通して、そのピストンロッドが退入し、前述の如
く左側(又は右側)の走行クローラ1が停止して、機体
は左操向(又は右操向)する。またソレノイドSl,Srが
ともに消磁されている場合には、クラッチシリンダ10l,
10rの油室がともに油タンクTに連通し、これらのピス
トンロッドがともに退入して、左右の走行クローラ1は
等速度にて駆動され、機体は直進する。
The hydraulic circuit for supplying pressure oil to the clutch cylinders 10l, 10r is composed of a hydraulic pump P, an electromagnetic directional control valve V, an oil tank T and the like. The electromagnetic directional control valve V is a 4-port, 3-position switchable type, and when its solenoid Sl (or solenoid Sr) is excited, the electromagnetic pump from the hydraulic pump P enters the oil chamber of the clutch cylinder 10l (or clutch cylinder 10r). The pressure oil is fed, the piston rod advances, the oil chamber of the clutch cylinder 10r (or clutch cylinder 10l) communicates with the oil tank T, and the piston rod retreats to the left side (or the right side) as described above. ) The traveling crawler 1 is stopped, and the aircraft is left-handed (or right-handed). If both solenoids Sl and Sr are demagnetized, the clutch cylinder 10l,
Both the oil chambers of 10r communicate with the oil tank T, these piston rods both retract, the left and right traveling crawlers 1 are driven at a constant speed, and the machine body moves straight.

さてイメージセンサを用いてなる穀稈識別センサ7は、
収穫機前方の圃面上に植立した未刈の穀稈の列条をその
一部に含む、第2図に2点鎖線にて示す如き撮像視野A
内を撮像すべく、刈取部6上部の運転席DS寄りの位置
に、やや前下方に向けて取付けてある。また70は前記撮
像視野A全体に光を照射するための投光器であり、刈取
部6の上部に前記穀稈識別センサ7と並設してある。
Now, the grain culm identification sensor 7 using the image sensor,
An imaging field of view A as shown by a chain double-dashed line in FIG. 2 including a row of uncut grain culms planted on the field surface in front of the harvester as a part thereof.
In order to capture an image of the inside, it is attached at a position near the driver's seat DS on the upper part of the reaping unit 6 and slightly toward the lower front. Reference numeral 70 denotes a light projector for irradiating the entire imaging visual field A with light, which is provided in parallel with the grain culm identification sensor 7 on the upper part of the cutting unit 6.

穀稈識別センサ7は、例えばn×mの画素数を有するCC
D 71、該CCD 71の感光面上に対象物の像を結像させるた
めの光学レンズ72等にて構成されており、その出力はA/
D変換器81とビデオメモリ82と演算制御部83とからなる
画像信号処理部8に与えられている。CCD 71の各画素
は、その表面上に照射された光の強さ及び照射時間に応
じた電荷を蓄積しており、演算制御部83から所定の時間
間隔にてクロックパルスが与えられる都度、各画素に蓄
積された電荷に応じたレベルの画像信号を、機体の進行
方向を主走査方向とし、それに直交する方向を副走査方
向とする順に画像信号処理部8のA/D変換器81に出力す
る。そしてCCD 71からの画像信号はA/D変換器81にて、
そのレベルに応じて、例えば16段階にアナログ/デイジ
タル変換され、ビデオメモリ82に最暗部を表す“0000"
から最明部表す“1111"までの4ビットの画像データと
して格納される。
The grain culm identification sensor 7 has, for example, a CC having a number of pixels of n × m.
D 71, an optical lens 72 for forming an image of an object on the photosensitive surface of the CCD 71, and the output is A /
It is provided to the image signal processing unit 8 including the D converter 81, the video memory 82, and the operation control unit 83. Each pixel of the CCD 71 accumulates electric charges according to the intensity of the light irradiated on its surface and the irradiation time, and each time a clock pulse is given at a predetermined time interval from the arithmetic control unit 83, each pixel is stored. The image signal of the level corresponding to the electric charge accumulated in the pixel is output to the A / D converter 81 of the image signal processing unit 8 in the order in which the traveling direction of the machine body is the main scanning direction and the direction orthogonal thereto is the sub scanning direction. To do. And the image signal from CCD 71 is A / D converter 81,
According to the level, for example, analog / digital conversion is performed in 16 steps, and "0000" representing the darkest part in the video memory 82.
Is stored as 4-bit image data from "1111" to the brightest part.

マイクロコンピュータを用いてなる演算制御部83は、ビ
デオメモリ82に格納された画像データを読出し、このデ
ータから後述する演算を行って、穀稈の列条に対する機
体の相対位置に応じたレベルの制御信号を操向制御部9
に出力するとともに、穀稈識別センサ7の撮像視野Aの
明るさに応じて、前記投光器70に、これを点灯又は消灯
させる信号を出力する。
The operation control unit 83 using a microcomputer reads out the image data stored in the video memory 82, performs the operation described later from this data, and controls the level according to the relative position of the machine to the row of grain stems. Signal control unit 9
And outputs a signal to the light projector 70 to turn it on or off according to the brightness of the imaging field A of the grain culm identification sensor 7.

操向制御部9の出力側には、前記電磁方向切換弁Vのソ
レノイドSl,Srが図示しない励磁回路を介して接続され
ており、操向制御部9は、前記演算制御部83からの入力
信号のレベルが所定値以上である場合に、ソレノイドSl
を励磁させるべく対応する出力ポートをハイレベルと
し、機体の左操向させ、また前記入力信号のレベルが前
記所定値より小である他の所定値以下である場合に、ソ
レノイドSrを励磁させるべく対応する出力ポートをハイ
レベルとし、機体を右操向させて、収穫機の操向制御を
行う。
The solenoids Sl, Sr of the electromagnetic directional control valve V are connected to the output side of the steering control unit 9 via an exciting circuit (not shown), and the steering control unit 9 receives the input from the arithmetic control unit 83. If the signal level is above a specified value, the solenoid Sl
To turn the corresponding output port to a high level to turn the aircraft to the left, and to excite the solenoid Sr when the level of the input signal is equal to or less than another predetermined value that is less than the predetermined value. The corresponding output port is set to high level and the aircraft is steered to the right to control the steering of the harvester.

第4図は前記演算制御部83の制御内容を示すフローチャ
ートであり、以下本図に従って本発明方法について説明
する。
FIG. 4 is a flowchart showing the control contents of the arithmetic control unit 83, and the method of the present invention will be described below with reference to this drawing.

収穫機は、刈取部6を動作させつつ圃面上に走行して、
該刈取部6にて圃面上に植立する穀稈を刈り取る。この
間穀稈識別センサ7は、前述の如く撮像視野A内の穀稈
の列条を、背景となる圃面とともに上方から撮像する。
第5図,第6図は夫々穀稈識別センサ7の撮像結果を示
す模式図であり、第5図は収穫機が穀稈列に対して正規
の位置を保って走行している場合の撮像結果を示し、第
6図は正規の位置と比較して左、即ち穀稈列側に寄って
走行している場合の撮像結果を示している。
The harvester runs on the field while operating the mowing unit 6,
At the mowing unit 6, grain culms to be planted on the field are mowed. During this time, the grain culm identification sensor 7 images the rows of grain culms in the imaging visual field A from above together with the field surface as a background, as described above.
FIG. 5 and FIG. 6 are schematic diagrams showing the imaging results of the grain culm identification sensor 7, respectively, and FIG. 5 is an image when the harvester is traveling while maintaining a regular position with respect to the grain culm row. The results are shown in FIG. 6, which shows the imaging results when the vehicle is traveling to the left, that is, the grain row side, as compared with the normal position.

演算制御部83は、投光器70が点灯されているか否かを示
す指標Lを格納するレジスタをリセットする。該レジス
タには、投光器70が点灯されている場合には1、消灯さ
れている場合には0が格納されるようになっている。次
いで演算制御部83はCCD 71の各画素に対応する画像デー
タDijの合計Sを格納するレジスタをリセットした後、
ビデオメモリ82に格納された画像データDijを順次読込
み、これらを加算して前記Sの値を算出する一方、これ
らを所定のしきい値D1を基準として明暗2値化して、明
部を表す“1"と暗部と表す“0"とからなる2画像データ
▲D として演算制御部83内のメモリに順次書込
む。
The arithmetic control unit 83 resets the register that stores the index L indicating whether or not the projector 70 is turned on. The register stores 1 when the projector 70 is turned on and 0 when the projector 70 is turned off. Next, the arithmetic control unit 83 resets the register for storing the total S of the image data D ij corresponding to each pixel of the CCD 71,
The image data D ij stored in the video memory 82 are sequentially read, these are added to calculate the value of S, while these are binarized based on a predetermined threshold value D 1 to create a bright portion. Two image data ▲ D ' ij consisting of "1" represented and "0" represented in the dark area are sequentially written in the memory in the arithmetic control unit 83.

このようにしてビデオメモリ82に格納されたn×m個の
画像データDijの合計Sを求めた後、これをn×mにて
除算して撮像視野A内の明るさの平均値Daを算出する。
この値Daは当然撮像視野Aが明るい場合には大きい値と
なり、暗い場合には小さい値となる。そこで、該平均値
Daを予め設定された明るさの基準値D2及びD3と夫々比較
し、DaがD2以下である場合には、投光器70を点灯せしめ
るべく対応する出力ポートをハイレベルに転じ、前記指
標Lを1として、先に求めた2値画像データ▲D
に基づく操向制御を行うことなく、再びビデオメモリ
82から次の画像データを読込む。
In this way, after the total S of the n × m image data D ij stored in the video memory 82 is obtained, this is divided by n × m to obtain the average brightness Da in the imaging visual field A. calculate.
This value Da naturally has a large value when the imaging visual field A is bright, and has a small value when it is dark. Therefore, the average value
Da is compared with preset brightness reference values D 2 and D 3, respectively, and when Da is D 2 or less, the corresponding output port is turned to the high level to turn on the projector 70, and the index The binary image data ▲ D ' i ▼ obtained previously with L set to 1.
Video memory without steering control based on j
Read the next image data from 82.

一方DaがD3以上である場合には、投光器70を消灯せしめ
るべく対応する出力ポートをローレベルに転じ、前記指
標Lを0として、またDaがD2とD3との間の値である場合
には、投光器70への出力を変更することなく、ともに先
に求めた2値画像データ▲D に基づく操向制御
を行うべく次の段階に進む。
On the other hand, when Da is equal to or greater than D 3 , the corresponding output port is turned to low level to turn off the projector 70, the index L is set to 0, and Da is a value between D 2 and D 3. In this case, without changing the output to the projector 70, the process proceeds to the next stage in order to carry out the steering control based on the previously obtained binary image data ▲ D ' ij .

さて、第5図及び第6図にハッチングを施して示す穀稈
列の部分は、光の乱反射のため、自然光下においては背
景に比較して暗く撮像され、2値化後の画像データ▲D
は、穀稈列に存在する部分において“0"、背景
の部分において“1"となる。ところが薄暮時,降雨時等
の如く、自然光の光量が不足する場合には背景と穀稈列
との間の明暗の差が減少し、2値画像データ▲D
にてこれらの判別が困難となる。前記基準値D2は、背
景と穀稈列との判別が困難となる限界の明るさよりも若
干大きい値に設定してあり、前述の如く撮像視野A内の
明るさの平均値DaがD2以下となった場合には、撮像視野
Aを照明する投光器70を点灯して撮像視野A内の光量不
足を補い、背景と穀稈列の判別を容易にする。また前記
基準値D3は、明るさの平均値DaがD2に等しくなった時、
投光器70を点灯して得られる撮像視野A内の明るさより
も若干大きい値に設定してあり、前述の如く明るさの平
均値DaがD3以上となった場合に投光器70を消灯しても自
然光にて撮像視野A内の明るさは前記基準値D2以上に保
たれ、穀稈列と背景との判別に支障を来すことはない。
By the way, the part of the grain culm row shown by hatching in FIGS. 5 and 6 is imaged darker than the background under natural light due to diffuse reflection of light, and image data after binarization ▲ D
Ij is “0” in the portion existing in the grain culm row and “1” in the background portion. However, when the amount of natural light is insufficient, such as during twilight or during rainfall, the difference in brightness between the background and the grain culm decreases, and the binary image data ▲ D i
It is difficult to judge these at j . The reference value D 2 is set to a value slightly larger than the limit brightness that makes it difficult to distinguish the background from the grain culm, and as described above, the average value Da of the brightness in the imaging visual field A is D 2 In the following cases, the projector 70 that illuminates the imaging visual field A is turned on to compensate for the insufficient light amount in the imaging visual field A, and the background and the grain line can be easily distinguished. Further, the reference value D 3 is, when the average value Da of brightness becomes equal to D 2 ,
The value is set to a value slightly larger than the brightness in the imaging field of view A obtained by turning on the projector 70, and even if the projector 70 is turned off when the average brightness value Da becomes D 3 or more as described above. The brightness in the imaging visual field A is maintained at the reference value D 2 or more by natural light, and there is no hindrance to the discrimination between the grain culm row and the background.

このように穀稈識別センサ7にて撮像される画像の明る
さに応じて、投光器70の点灯及び消灯が行われるので、
撮像視野A内の明るさは、昼夜の別なく常に適度の明る
さに保たれ、以下に説明する2値画像データ▲D
による穀稈列と背景との判別が容易に行える。
In this way, the light projector 70 is turned on and off according to the brightness of the image picked up by the grain culm identification sensor 7,
The brightness in the imaging visual field A is always kept at a proper brightness regardless of day and night, and binary image data ▲ D i ▼ described below is used.
It is possible to easily distinguish the grain culm row from the background by j .

さて前述の如く、自然光下においては穀稈列の部分が背
景に比較して暗く撮像されるが、投光器70による照明下
においては、投光器70から穀稈列上面までの距離と、投
光器70から背景となる圃面までの距離との差により、自
然光下における撮像結果とは逆に、第5図及び第6図に
ハッチングを施して示す穀稈列の部分は背景に比較して
明るく撮像され、2値化後の画像データ▲D
は、穀稈列の部分において“1"、背景の部分において
“0"となり、演算制御部83内のメモリに書込まれてい
る。演算制御部83は、DaをD2及びD3と比較し、前述の処
理を行った後、Lが1であるか0であるか、即ち投光器
70が点灯されているか否かを調べ、Lが1である場合に
は、2値画像データ▲D を“1"から減算して、
その結果を自身のメモリに書込み、Lが0である場合に
は、画像データ▲D を現状のままとして次の段
階に進む。このようにすると、Lが1である場合の2値
画像データ“1"は“0"に、また“0"は“1"に反転され、
投光器70が点灯されている場合の、照明下における撮像
結果から得られる2値画像データ▲D も、自然
光下における撮像結果と同様、穀稈列の部分が“0"、背
景の部分が“1"となり、自然光下における穀稈識別セン
サ7の撮像結果と、照明下における撮像結果とを以下に
示す如く同一の方法にて処理できる。次いで演算制御部
83は、自身のメモリから2値画像データ▲D
順次読出し、この画像データ中の“1"なるデータの数を
計数して、撮像視野Aにおける明部の面積、即ち背景の
部分の面積Bを求め、この大きさに応じたレベルの制御
信号を操向制御部9に出力した後、ビデオメモリ82から
次の画像データDijを読込み、同様の処理を繰返す。
As described above, under natural light, the part of the grain culm is imaged darker than the background, but under illumination by the projector 70, the distance from the projector 70 to the upper surface of the grain culm and the background from the projector 70. Due to the difference with the distance to the field surface, contrary to the imaging result under natural light, the part of the grain culm shown by hatching in FIGS. 5 and 6 is imaged brighter than the background, Image data after binarization ▲ D ' i
j is "1" in the grain culm row portion and "0" in the background portion, and is written in the memory in the arithmetic control unit 83. The arithmetic control unit 83 compares Da with D 2 and D 3, and after performing the above-described processing, determines whether L is 1 or 0, that is, the projector.
It is checked whether 70 is lit, and if L is 1, subtract binary image data ▲ D ij from “1”,
The result is written in its own memory, and when L is 0, the image data ▲ D ' ij is left as it is and the process proceeds to the next stage. By doing this, the binary image data "1" when L is 1 is inverted to "0", and "0" is inverted to "1".
The binary image data ▲ D ij obtained from the imaged result under illumination when the light projector 70 is turned on also has a grain culm row portion of “0”, as in the imaged result under natural light. The portion becomes "1", and the image pickup result of the grain culm identification sensor 7 under natural light and the image pickup result under illumination can be processed by the same method as described below. Then arithmetic control unit
The 83 sequentially reads the binary image data ▲ D ij from its own memory, counts the number of data “1” in this image data, and determines the area of the bright portion in the imaging visual field A, that is, the background area. After obtaining the area B of the portion and outputting a control signal of a level corresponding to this size to the steering control unit 9, the next image data D ij is read from the video memory 82 and the same processing is repeated.

さて穀稈識別センサ7は刈取部6上部に固定されている
ので、収穫機の左右への移動に応じて移動し、収穫機が
正規の走行位置から刈取るべき穀稈列側に近寄った場合
(未作業域側に近寄った場合)には、第6図に示す如く
撮像視野A内における背景部分の面積Bは小となり、そ
の結果、操向制御部9に演算制御部83から出力される制
御信号のレベルが小さくなるため、前述した如く操向制
御部9は、電磁方向切換弁VのソレノイドSrを励磁すべ
く動作して、収穫機は穀稈列から離隔すべく右に操向さ
れる。
By the way, since the grain culm identification sensor 7 is fixed to the upper part of the mowing unit 6, it moves according to the movement of the harvester to the left and right, and when the harvester approaches the grain culm row side to be mowed from the regular traveling position. As shown in FIG. 6, the area B of the background portion in the imaging visual field A becomes small (when approaching the non-working area side), and as a result, the calculation control unit 83 outputs it to the steering control unit 9. Since the level of the control signal becomes small, the steering control section 9 operates so as to excite the solenoid Sr of the electromagnetic directional control valve V as described above, and the harvester is steered to the right so as to be separated from the grain culm row. It

一方、収穫機が穀稈列に対して遠ざかった場合(未作業
域側から既作業域側に移動した場合)には、図示はしな
いが、第6図の場合とは逆に撮像視野A内における穀稈
列以外の部分の面積B大となり、その結果演算制御部83
からの制御信号のレベルが大きくなるため、操向制御部
9は電磁方向切換弁VのソレノイドSlを励磁すべく動作
して、収穫機は穀稈列に近寄るべく左に操向される。
On the other hand, when the harvester moves away from the grain culm row (when it moves from the unworked area side to the already worked area side), it is not shown in the drawing, but in the imaging field of view A contrary to the case of FIG. The area B of the portion other than the grain culm row becomes large, and as a result, the calculation control unit 83
Since the level of the control signal from V becomes large, the steering control unit 9 operates to excite the solenoid Sl of the electromagnetic directional control valve V, and the harvester is steered to the left so as to approach the grain row.

このように、前記背景の部分の面積Bは、収穫機の穀稈
列に対する相対位置に対応する値となり、この大きさに
応じたレベルの制御信号に基づいて操向制御部9は動作
するので、収穫機は圃面上に植立する穀稈の列条に対し
て、常に一定の相対位置を保つように操向制御されつつ
圃面上を走行することになる。
As described above, the area B of the background portion has a value corresponding to the relative position of the harvester with respect to the grain culm row, and the steering control unit 9 operates based on the control signal of the level corresponding to this value. The harvesting machine travels on the field while being steered and controlled so as to always maintain a constant relative position with respect to the rows of grain stalks planted on the field.

〔効果〕〔effect〕

以上詳述した如く本発明の方法においては、収穫機にお
ける穀稈識別手段としてイメージセンサを用いる場合
に、イメージセンサの画像の明るさが不足して、明部と
暗部との判別が困難である場合に照明が点灯されるの
で、昼夜の別なくイメージセンサにて穀稈を正確に検出
出来ることは勿論、また照明が点灯されている場合に、
イメージセンサからの画像信号を2値化した後、2値化
後の画像データを反転するので、昼間の自然光下におけ
る撮像結果と、夜間の照明下における撮像結果とから得
られる画像信号を同一の方法にて処理して正確な穀稈の
識別が可能となり、昼夜の別なく収穫作業を行える等優
れた効果を奏する。
As described above in detail, in the method of the present invention, when the image sensor is used as the grain culm identifying means in the harvester, the brightness of the image of the image sensor is insufficient, and it is difficult to distinguish between the bright part and the dark part. In this case, since the lighting is turned on, it is possible to accurately detect the grain culm by the image sensor regardless of day and night, and when the lighting is turned on,
After binarizing the image signal from the image sensor, the binarized image data is inverted, so that the image signal obtained from the imaging result under natural light in the daytime and the imaging result under illumination at night are the same. It is possible to accurately identify the grain culm by processing by the method, and there is an excellent effect that the harvesting work can be performed day and night.

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

図面は本発明の一実施例を示すものであり、第1図はイ
メージセンサを穀稈識別センサとして装備した収穫機の
外観斜視図、第2は刈取作業の模式図、第3図は操向制
御系のブロック図、第4図は演算制御部の制御内容に示
すフローチャート、第5図及び第6図は穀稈識別センサ
の撮像結果を示す模式図である。 1……走行クローラ、6……刈取部、7……穀稈識別セ
ンサ、8……画像信号処理部、9……操向制御部10l,10
r……クラッチシリンダ、70……投光器、83……演算制
御部、A……撮像視野
The drawings show one embodiment of the present invention. FIG. 1 is an external perspective view of a harvester equipped with an image sensor as a grain culm identification sensor, a second is a schematic view of a cutting operation, and FIG. FIG. 4 is a block diagram of the control system, FIG. 4 is a flow chart showing the control contents of the arithmetic control unit, and FIGS. 5 and 6 are schematic diagrams showing the imaging results of the grain culm identification sensor. 1 ... Traveling crawler, 6 ... Mowing section, 7 ... Grain identification sensor, 8 ... Image signal processing section, 9 ... Steering control section 10l, 10
r ... Clutch cylinder, 70 ... Emitter, 83 ... Arithmetic control unit, A ... Imaging field of view

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】収穫機に装備したイメージセンサにて収穫
機の走行方向前方の既作業域及び未作業域を含む領域を
撮像した画像の画像信号を2値化処理し、2値化後の画
像データに基づいて穀稈を識別する方法において、 前記イメージセンサで得た撮像視野の画像データについ
てその明るさの平均値を求め、この平均値を基準値と比
較し、基準値よりも低い場合に収穫機に設けてある照明
を点灯し、前記照明が点灯された後は、前記2値化後の
画像データを反転することを特徴とする収穫機における
穀稈識別方法。
1. A binarized image signal of an image obtained by picking up an area including an already-worked area and an unworked area in front of the traveling direction of the harvester by an image sensor mounted on the harvester, and binarized the image signal. In a method for identifying a grain culm based on image data, the average value of the brightness of the image data of the imaging field of view obtained by the image sensor is obtained, and the average value is compared with a reference value, and when it is lower than the reference value. A method for identifying a grain culm in a harvesting machine, comprising: turning on an illumination provided on the harvester, and inverting the binarized image data after the illumination is turned on.
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JPS60239189A (en) * 1984-05-12 1985-11-28 Kubota Ltd Method for separating and identifying object

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