JPH0714300B2 - 収穫機の扱深さ自動調節装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は脱穀部に送給される穀稈の扱深さを、その稈長
の検出結果に基づいて調節する収穫機の扱深さ自動調節
装置に関する。

〔従来技術〕

収穫機における扱深さ自動調節装置は、脱穀部に送給さ
れる穀稈の長短を、脱穀部の入口側に設けた稈長センサ
にて検出し、この稈長センサが長稈を検出した場合には
縦搬送チェインを浅扱ぎ側へ、また短稈を検出した場合
には深扱ぎ側へ夫々傾動させて、送給される穀稈の稈長
に応じて扱深さを自動調節する。

従来の稈長センサは、穀稈の送給方向と直交する方向に
複数個並設された検出杆と、これらの検出杆への穀稈の
当接により各別に動作する複数個のリミットスイッチと
からなり、このリミットスイッチのオンオフ状態により
穀稈の長短を検出している。

また、それとは別に穀稈搬送路中における穀稈の穂先部
に光を照射し、穂先部からの反射光量によって脱穀部に
対する搬送穀稈の扱深さ位置を検出して脱穀部の扱深さ
を制御するようにした、コンバインにおける扱深さ調節
装置が、例えば特開昭58-51816号に示されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このような従来の扱深さ自動調節装置においては、穀稈
の当接により動作する稈長センサを用いており、例えば
わらくず等のからみつきによりその検出杆が動かなくな
り、リミットスイッチが誤動作して、穀稈の長短を誤検
出する虞があり、そのような場合には適正な扱深さ調節
が行えなくなるという難点があった。また、特開昭58-5
1816号に示されている、コンバインにおける扱深さ調節
装置は、穀稈の穂先に光を照射して、その反射光量に関
連して扱深さを調節するため、穀稈の成育状態により穀
稈からの反射光量が異なることが起こり得、その場合は
扱深さを適正に安定に調節できなくなる虞れがある。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、穀稈
の長短を誤検出することがなく、常に適正な扱深さでの
脱穀処理が行える扱深さ自動調節装置を提供することを
目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係る収穫機の扱深さ自動調節装置は、刈取部か
ら脱穀部に搬送される穀稈の稈長を検出し、その検出結
果に基づいて扱深さを調節する収穫機の扱深さ自動調節
装置において、刈取部から脱穀部までの搬送経路中の穀
稈を撮像する撮像装置と、該撮像装置の異時点における
複数の撮像画像データを差分処理する手段と、差分処理
後の画像データを用いて算出される穀稈の稈長に基づい
て扱深さを調節する手段とを具備することを特徴とす
る。

〔作用〕

即ち刈取部にて刈取られた穀稈が脱穀部に送給されるま
での間に、前記撮像装置にて該穀稈を所定時間間隔にて
撮像し、その撮像結果間において差分処理を行って得ら
れる画像データから前記穀稈の稈長を算出して、該稈長
に対して適正な扱深さが得られるように扱深さ調節を行
う。

〔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、本発明に係る扱深さ自動調節装置（以下
本発明装置という）を装備した収穫機の外観斜視図であ
り、第２図は縦搬送チェインの駆動機構の略示正面図で
ある。

図において１は、脱穀部２を搭載してなる本体部であ
り、該本体部１の前側には刈刃3,穀稈引起装置４等で構
成された刈取部５が昇降自在に取付けられている。該刈
取部５の後側には、刈取られた穀稈を後上方へ搬送する
縦搬送チェイン10が、その終端部を脱穀部２の扱口に沿
って延設された穀稈挾扼移送装置11の始端部に臨ませて
設けられている。

そして、刈取部５にて刈取られた穀稈は、図示しない下
部搬送装置を経て縦搬送チェイン10にて脱穀部２の前部
まで搬送されて穀稈挾扼移送装置11に受継がれ、該装置
11にてその穂先側を扱口から脱穀部２の扱室2a内に挿入
した状態で移送される間に、扱室2aに設けた扱胴2bにて
脱穀処理されるようになっている。

前記縦搬送チェイン10は、第２図に示す如く、本体部１
の前部に立設した支柱12の上端部に、その左側（第２図
においては右側）中央部を回動自在に枢支して取付けら
れており、その右側下部に突設されたブラケット10aに
は、駆動モータ13の回転に応じて進退する駆動アーム14
の先端部が回動自在に枢支されている。

而して駆動モータ13が正転（又は逆転）して、駆動アー
ム14が進出（又は退入）した場合には、縦搬送チェイン
10は支柱12の枢支点を枢軸として、前方より見て反時計
廻り（又は時計廻り）に回動されるようになっている。

そして、縦搬送チェイン10が反時計廻り（又は時計廻
り）に回動されると、該チェイン10にて搬送中の穀稈
は、穀稈挾扼移送装置11に受継がれる際、該装置11に
て、より株本側（又は穂先側）を挾扼されることにな
り、扱室2a内への挿入長が長く（又は短く）なって前記
穀稈は深扱ぎ（又は浅扱ぎ）状態にて脱穀処理される。

さて、本発明の特徴となっている撮像装置６は脱穀部２
の前側に固着されている。第３図は、収穫機前部の略示
平面図とともに示す本発明装置の制御系のブロック図で
ある。

撮像装置６は、例えばｎ×ｍの画素数を有するCCD （Ch
arge Coupled Device,電荷結合素子）60と、該CCD60の
感光面に対象物を結像させるための光学レンズ61等にて
構成され、縦搬送チェイン10にて搬送される穀稈をその
一部に含み、穀稈の搬送方向と平行になし、第３図に２
点鎖線にて示す如き矩形の撮像視野Ａ内を撮像すべく固
着されており、その出力信号はA/D変換器71とビデオメ
モリ72a,72bと演算制御ブロック73とからなる信号処理
部７に与えられている。

該撮像装置６は、CCD60の各画素における明るさに応じ
たレベルを有する画像信号を、穀稈の搬送方向を主走査
方向として出力する。前記演算制御部73は、撮像装置６
にΔｔなる時間間隔にてトリガ信号を出力しており、該
信号をトリガとして撮像装置６から信号処理部７へ入力
された画像信号は、A/D変換器71にて所定のしきい値を
基準として明暗２値化された後、ビデオメモリ72a,72b
にΔｔ時間毎に交番的に与えられ、これらに明部を表す
“1"と暗部を表わす“0"とからなる画像データとして格
納される。

演算制御部73は、ビデオメモリ72a,72bから画像データ
を読込み、これらのデータから後述する演算を行なっ
て、撮像視野Ａ内を移動する穀稈の長に応じたレベルの
出力を扱深さ制御部８に与える。扱深さ制御部８の出力
側には、前記駆動モータ13が図示しない駆動回路を介し
て接続されており、扱深さ制御部８は演算制御部73から
の入力信号のレベルが所定値以上である場合、換言すれ
ば穀稈の稈長が長い場合には駆動モータ13を逆転させる
べく動作して、前述の如く縦搬送チェイン10を浅扱ぎ側
に回動させ、前記入力信号のレベルが前記所定値よりも
小である他の所定値以下である場合、換言すれば穀稈の
稈長が短い場合には駆動モータ13を所定時間正転させる
べく動作して、縦搬送チェイン10を深扱側に回動させ、
扱深さを適正値に自動調節する。

第４図は演算制御部73の制御内容を示すフローチャート
であり、以下本図に従ってその制御内容を、収穫機の動
作とともに説明する。

刈取部５を動作させつつ機体を走行させることにより、
圃面上に植立している穀稈は刈刃３にて刈取られ、刈取
られた穀稈は順次縦搬送チェイン10にて脱穀部２の前部
まで搬送され、その後穀稈挾扼移送装置11に受継がれ
て、該装置11にて穂先側を扱室2a内に挿入された状態で
後方に移送されつつ、扱胴2bにて脱穀される。

この間撮像装置６は、撮像視野Ａ内を搬送される穀稈を
撮像し、その結果を、前述の如くΔｔなる時間間隔にて
信号処理部７へ入力する。第５図，第６図は、夫々時刻
t,時刻ｔ＋Δｔにおける撮像結果を示す模式図である。

前記時間Δｔは第６図に示す如く、撮像視野Ａの刈取側
端部から脱穀側端部まで穀稈が移動するのに要する時間
に比較して十分小さく設定されており、第６図において
撮像された穀稈の大部分は第５図において撮像された穀
稈と同一のものである。また撮像視野Ａ内の穀稈は背景
に比較して明るく撮像されるため、第5,6図にハッチン
グを施して示す穀稈の存在する部分は、A/D変換器71に
て２値化された後、ビデオメモリ72a又は72bに“1"とし
て、その他の背景の部分は“0"として夫々格納される。
更にビデオメモリ72a,72bには、２値化された画像信号
がΔｔ時間毎に交番的に与えられるため、例えば第５図
に示す時刻ｔにおける撮像結果から得られた１フレーム
分の画像データがビデオメモリ72aに格納されたとする
と、第６図に示す時刻ｔ＋Δｔにおける撮像結果から得
られる１フレーム分の画像データはビデオメモリ72bに
格納されることになる。

さて演算制御部73は、まずビデオメモリ72a及び72bに格
納されている異時点における画像データをΔｔ時間毎に
同時に読込み、それらを差分処理し、その結果として得
られる画像データを自身のメモリに書込む。例えばビデ
オメモリ72aから読込んだ時刻ｔにおける画像データ
と、ビデオメモリ72bから読込んだ時刻ｔ＋Δｔにおけ
る画像データとの間にて差分処理を行うと、その結果
は、第５図と第６図を重畳した第７図において、ハッチ
ングを施して示す部分のみが“1"、他の部分が全て“0"
である画像データとなる。前述の如く第５図及び第６図
において撮像された穀稈は、その大部分が同一の穀稈で
あり、第６図における穀稈の像は、第５図における穀稈
の像をΔｔ時間に相当する搬送距離だけ脱穀側に移動さ
せたものであるから、これらを重畳した第７図において
ハッチングを施して示した部分、即ち前記メモリ“1"な
る画像データとして格納される部分は、撮像視野Ａ内を
搬送される穀稈と背景との境界線に略相当する部分とな
る。換言すれば、演算制御部73において、異時点におけ
る画像データを差分処理すると、撮像視野Ａ内の穀稈と
背景との境界部分のみが“1"、他の全ての部分が“0"と
なる画像データとなる。

次いで演算制御部73は、この画像データを前記副走査方
向に、即ち第７図における上下方向に順次読出し、ｍ本
の副走査線上に並ぶｎ個の２値化された画像データが
“0"から“1"に遷移する位置ai（ｉ＝1,…,m）、及びそ
の後“1"から“0"に遷移する位置bi（ｉ＝1,…,m）を夫
々求め（第８図参照）、穀稈と背景との境界位置ciをこ
れらの平均値として次式により算出する。

ci＝（ai＋bi）/2 そして各副走査線上における穀稈の稈長liを、このciの
値と副走査方向の画素数ｎとにより次式により算出す
る。

li＝ｎ−ci 次いで演算制御部73は、撮像視野Ａ内を移動する穀稈の
稈長平均値ｌを、各副走査線上において求めた稈長liの
合計Ｌと主走査方向の画素数ｍとにより次式により算出
する。

ｌ＝L/m 但し そして演算制御部73は撮像視野Ａ全域にわたるこの稈長
平均値ｌに応じたレベルの信号を扱深さ制御部８に出力
し、次いで時刻ｔ＋Δｔ及びｔ＋２Δｔにおける撮像結
果から得られる画像データをビデオメモリ72b及び72aか
ら読出し、再び同様の処理を行う。

このように演算制御部73は、撮像装置６にてΔｔ時間毎
に撮像される撮像視野Ａ内の穀稈の稈長（本実施例にお
いては稈長平均値ｌ）を算出し、その算出結果に応じた
レベルの信号を扱深さ制御部８に出力して、扱深さ制御
部８は該信号のレベルに応じて前述の如く動作するの
で、脱穀部２に送給される穀稈は適正な扱深さにて脱穀
処理される。

なお、差分処理された画像データから稈長を算出する手
順は撮像視野Ａ全域にわたって平均化を行わず、例えば
撮像視野Ａの一部において平均化を行って稈長平均値ｌ
を算出してもよく、また所定の副走査線上において前述
の如く求めた稈長liを用いて扱深さ制御を行うようにし
てもよい。

〔効果〕

以上詳述した如く本発明装置においては、刈取部から脱
穀部までの搬送経路中の穀稈を撮像する撮像装置を穀稈
の稈長センサとして用いており、穀稈に当接することな
く稈長が検出されるので、従来装置のようにわらくず等
のからみつきによる誤検出の虞がなく、常に適正な扱深
さ調節が行える。

また撮像結果から得られる異時点における画像データを
差分処理することにより撮像視野内の穀稈と背景との境
界が強調されるので、該境界の検出、即ち稈長の検出が
容易に行える等、優れた効果を奏する。

なお撮像装置の取付位置は本実施例に示す位置に限ら
ず、刈取部から脱穀部までの搬送経路中の穀稈をその搬
送方向と平行な撮像視野内において撮像できる位置であ
れば、どのような位置に取付けてもよいことは言うまで
もない。更にまた、本発明は穀稈の穂先部に光を照射
し、その反射光量により、脱穀部の扱深さを調整するも
のでないから、穀稈の成育状態により穀稈からの反射光
量が変化した場合でも、扱深さ調節を誤る虞れが全くな
く、常に適正に安定して扱深さを調節することができ
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すものであり、第１図は本
発明装置を装備した収穫機の外観斜視図、第２図は縦搬
送チェインの駆動機構の略示正面図、第３図は本発明装
置の制御系のブロック図、第４図は演算制御部の制御内
容を示すフローチャート、第５図及び第６図は夫々時刻
ｔ及び時刻ｔ＋Δｔにおける撮像結果を示す模式図、第
７図は第５図と第６図との間にて差分処理を行った結果
を示す模式図、第８図は第７図の一部拡大図である。 ２……脱穀部、５……刈取部、６……撮像装置、７……
信号処理部、８……扱深さ制御部、10……縦搬送チェイ
ン、73……演算制御部、Ａ……撮像視野

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】刈取部から脱穀部に搬送される穀稈の稈長
   を検出し、その検出結果に基づいて扱深さを調節する収
   穫機の扱深さ自動調節装置において、 刈取部から脱穀部までの搬送経路中の穀稈を撮像する撮
   像装置と、 該撮像装置の異時点における複数の撮像画像データを差
   分処理する手段と、 差分処理後の画像データを用いて算出される穀稈の稈長
   に基づいて扱深さを調節する手段と を具備することを特徴とする収穫機の扱深さ自動調節装
   置。