JPH09201109A - 作業車の方向検出装置、走行状態表示装置、及び走行制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 未処理作業地と処理済作業地との境界に沿っ
て列状に形成した処理済作業領域（作物）の列方向を迅
速に検出し、その列方向に対する走行状態を画面表示
し、又、その処理済作業領域の列方向に沿って作業車を
自動走行させる。 【解決手段】 未処理作業地と処理済作業地との境界に
沿って走行する作業車側にて、機体横幅方向に並ぶ複数
列の処理済作業領域を機体前後方向の所定範囲に亘って
捉える画面で撮像する撮像手段Ｓ１が少なくとも処理済
作業領域を撮像した撮像画像を、画面鉛直方向に沿う軸
芯周りに設定角度間隔で回転させ、その設定角度間隔毎
の各回転位置の撮像画像において、機体横幅方向に沿う
画面座標軸の各位置における機体前後方向に沿う画面座
標軸全幅に亘っての処理済作業領域Ｔの各存在量のうち
の極大値を求め、各回転位置のうちで上記存在量の極大
値が最大となる回転位置に対応する方向を処理済作業領
域Ｔの列方向とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、未処理作業地と、
処理済作業領域が未処理作業地との境界の長手方向に沿
う列状で、且つ、その処理済作業領域の列が境界の長手
方向と交差する方向に間隔を隔てて複数列並ぶように形
成されている処理済作業地との境界に沿って走行する作
業車に、機体横幅方向に並ぶ前記複数列の処理済作業領
域を機体前後方向の所定範囲に亘って捉える画面にて撮
像する撮像手段と、その撮像手段にて少なくとも前記処
理済作業領域を撮像した撮像画像情報に基づいて、前記
処理済作業領域の列方向を求める画像処理手段とが設け
られた作業車の方向検出装置、並びに、この方向検出装
置にて検出された処理済作業領域の列方向に対する走行
状態を表示する走行状態表示装置、及び、この処理済作
業領域の列方向に沿って自動走行させるための走行制御
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記作業車の方向検出装置では、例え
ば、作物としての株単位の苗を既植作業地（処理済作業
地に相当）に隣接させて設定間隔毎に植え付けるため
に、未植作業地（未処理作業地に相当）と既植作業地と
の境界に沿って走行する植付け作業車（田植え機等）
を、列状の既植苗（処理済作業領域に相当）の列方向に
沿って走行させる際の制御情報を得るために、撮像画面
内で各苗に対応して抽出した複数個の作物領域の情報に
基づいて、その苗列の方向に対応する線分を例えばハフ
変換等を利用した直線近似や曲線近似処理にて求めてい
た（例えば、特開平６‐１４９３６２号公報参照）

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術（例えばハフ変換）では、処理済作業領域に対応
して抽出された画面内の作物領域を構成する各画素につ
いて、他の作物領域の画素とを結ぶように多数の直線を
引きながら、それらの直線のうちで最も頻度の高いもの
を苗列の方向として求める処理に長い時間がかかるため
に、作物列の方向検出が迅速にできないという不具合が
あった。

【０００４】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であって、その目的は、上記従来技術の不具合を解消す
べく、作業車が未処理作業地と処理済作業地との境界に
沿って走行しながら、未処理作業地内に列状に形成した
処理済作業領域の列方向を迅速に検出できるようにし、
そして、その列方向に対する走行状態を例えば手動操縦
している作業者等に対して画面表示したり、あるいは、
その処理済作業領域の列方向に沿って作業車を自動走行
させるように制御することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の構成によれ
ば、複数列の処理済作業領域が、未処理作業地と処理済
作業地との境界の長手方向に沿って且つその境界の長手
方向と交差する方向に間隔を隔てて並ぶように形成さ
れ、上記境界に沿って走行する作業車側の撮像手段によ
って、その機体横幅方向に並ぶ複数列の処理済作業領域
を機体前後方向の所定範囲に亘って捉える画面にて少な
くともその複数列の処理済作業領域が撮像された撮像画
像を、画面鉛直方向に沿う軸芯周りに設定角度間隔で回
転させ、その設定角度間隔で回転された各回転位置の撮
像画像において、機体横幅方向に沿う画面座標軸の各位
置における機体前後方向に沿う画面座標軸全幅に亘って
の処理済作業領域の各存在量のうちの極大値を求め、上
記各回転位置のうちで前記存在量の極大値が最大となる
回転位置に対応する方向を前記処理済作業領域の列方向
として求める。

【０００６】従って、機体横幅方向に沿う画面座標軸の
各位置毎に、画面内の処理済作業領域に対応する情報つ
まり画素等の情報を機体前後方向に沿う画面座標軸全幅
に亘って加算して処理済作業領域の存在量を求めるとい
う比較的簡単な演算処理が主な画像処理の内容であり、
後は、その各存在量うちの極大値の判別及びその各極大
値のうちの最大値の判別を行うための簡単な比較処理に
よって、処理済作業領域の方向検出ができるので、従来
のように（例えばハフ変換）、画面内の処理済作業領域
に対応する各画素同士を結んで、処理済作業領域の列方
向に対応する可能性のあるすべての線分を求めるととも
に、その線分のうちで最も確度の高い線分を判別する処
理のような複雑な画像処理が不要となり、もって、処理
済作業領域の方向検出が迅速にできる作業車の方向検出
装置が得られる。

【０００７】請求項２の構成によれば、請求項１におい
て、撮像手段の撮像面がその撮像方向に沿う軸芯周りに
回転されて、複数列の処理済作業領域を撮像した撮像画
像が画面鉛直方向に沿う軸芯周りに設定角度間隔で回転
される。

【０００８】従って、例えば、上記撮像画像を画面鉛直
方向に沿う軸芯周りでに回転させるのを回転演算処理に
て行うのに比べて、複雑な画像処理装置が不要となり、
撮像手段の撮像面を回転させるだけの単純な装置構成で
足り、もって、請求項１の構成を簡素な手段で実現する
際の好適な手段が得られる。

【０００９】請求項３の構成によれば、請求項１におい
て、撮像手段の撮像画像に対して画面座標軸を回転させ
る演算処理がなされて、複数列の処理済作業領域を撮像
した撮像画像が画面鉛直方向に沿う軸芯周りに設定角度
間隔で回転される。

【００１０】従って、例えば、上記撮像画像を画面鉛直
方向に沿う軸芯周りに回転させるために撮像手段の撮像
面を回転させるものでは、機械的な作動による遅れが生
じるために迅速な処理ができないのに比べて、機械的な
作動ではなく電気的な演算処理によって高速に処理で
き、もって、請求項１の構成を迅速な処理条件で実現す
る際の好適な手段が得られる。

【００１１】請求項４の構成によれば、請求項１、２又
は３において、未処理作業地としての未植作業地に対し
て、機体進行方向に設定植付け間隔を隔て且つ機体横幅
方向に設定植付け幅を隔てる状態で、処理済作業領域を
形成する複数個の作物が植え付けられ、前記設定角度間
隔で回転された各回転位置の撮像画像において、その機
体進行方向に沿って列状に並ぶ複数個の作物夫々に対応
する複数個の作物領域を抽出するとともに、機体横幅方
向に沿う画面座標軸の各位置における機体前後方向に沿
う画面座標軸全幅に亘っての前記作物領域の各存在量の
うちの極大値、及び、機体前後方向に沿う画面座標軸の
各位置における機体横幅方向に沿う画面座標軸全幅に亘
っての前記作物領域の各存在量のうちの極大値を夫々求
め、前記各回転位置のうちで前記両極大値が最大となる
回転位置に対応する方向を前記作物の列方向として求め
る。

【００１２】従って、機体横幅方向に沿う画面座標軸の
各位置毎に機体前後方向に沿う画面座標軸全幅に亘って
の処理済作業領域の存在量を求めるとともに、機体前後
方向に沿う画面座標軸の各位置毎に機体横幅方向に沿う
画面座標軸全幅に亘っての処理済作業領域の存在量を求
め、その両存在量の情報に基づいて処理済作業領域の列
方向の検出を行うので、上記機体横幅方向に沿う画面座
標軸の各位置毎での存在量の情報だけに基づいて処理済
作業領域の列方向の検出を行うのに比べて、その検出確
度を高めることができ、もって、請求項１、２又は３の
構成の好適な手段が得られる。

【００１３】請求項５の構成によれば、請求項１、２、
３又は４において、列状の処理済作業領域を含む作業地
を斜め下向きに撮像した撮像手段の撮像画像が、鉛直下
向きに撮像した状態の画像に変換され、その変換後の撮
像画像情報に基づいて処理済作業領域の列方向が求めら
れる。

【００１４】従って、作業地を斜め下向きに撮像する場
合の画像歪みを補正して画像処理を適正に行いながら、
作業地を斜め下向きに撮像することで、鉛直下向きに撮
像するのに比べて、より広い範囲に存在する処理済作業
領域の画像情報を得て、その多くの処理済作業領域の情
報に基づいてその列方向検出の確度を高めることがで
き、もって、請求項１、２、３又は４の構成の好適な手
段が得られる。

【００１５】請求項６の構成によれば、請求項１、２、
３、４又は５記載の作業車の方向検出装置において撮像
手段の撮像画像を処理して求めた処理済作業領域の列方
向に対する機体前後方向の変位を示す画像と、上記撮像
画像とが、画像表示手段の同一画面上に表示される。

【００１６】従って、例えば作業車を手動で操縦する作
業者が、実際の作業地の状態を見て処理済作業地内の列
状の処理済作業領域に対する機体前後方向の変位状態を
判断するのに比べて、表示画面上において作業地の実際
の撮像画像に重ねて表示された上記変位の画像から容易
且つ的確に判断でき、もって、機体を上記境界に沿って
適切な状態で走行するように手動操向させる際に好適な
作業車の走行状態表示装置が得られる。

【００１７】請求項７の構成によれば、請求項１、２、
３、４又は５記載の作業車において、撮像手段の撮像画
像を処理して求めた処理済作業領域の列方向に対する機
体前後方向の変位情報に基づいて、つまりその変位を打
ち消すように走行装置が自動的に操向操作されて、作業
車が上記処理済作業領域の列方向つまり未処理作業地と
処理済作業地との境界に沿って走行するように操向制御
される。

【００１８】従って、例えば、作業者が手動にて操向操
作して機体が境界に沿って走行している場合に、他の作
業（植付け作業車における苗補給等）を行うために操縦
用のハンドル等から一時的に手を放しても、機体を境界
に沿って自動走行させることができ、もって、作業性に
優れた作業車の走行制御装置が得られる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る作業車の方向
検出装置、走行状態表示装置及び走行制御装置を、作業
車としての田植え機（植付け作業車）が植付け作業しな
がら圃場内を走行する場合について、図面に基づいて説
明する。

【００２０】図１及び図２に示すように、操向操作自在
な走行装置としての前輪１Ｆ及び後輪１Ｒを備えた作業
車Ｖの機体後部側に、作物としての苗Ｔを圃場に植え付
けるための苗植え付け装置２が昇降自在に設けられ、作
業車Ｖは、未植作業地（未処理作業地に相当）と既植作
業地（処理済作業地に相当）との境界に沿って走行しな
がら、その未植作業地に対して、機体進行方向に設定植
付け間隔を隔て、且つ、機体横幅方向に設定植付け幅を
隔てる状態で複数個の苗Ｔを植え付ける植付け作業車に
構成されている。そして、処理済作業領域としての複数
個の苗Ｔが上記境界の長手方向に沿う列状で、且つ、そ
の苗Ｔの列が境界の長手方向と交差する方向に間隔を隔
てて複数列並ぶように形成される。

【００２１】作業車Ｖの機体前部側に、既植作業地と未
植作業地との境界箇所に撮像方向を向けて、機体横幅方
向に並ぶ前記複数列の苗Ｔを機体前後方向の所定範囲に
亘って捉える画面にて撮像する撮像手段としてのテレビ
カメラＳ１が設けられ、このテレビカメラＳ１は、作業
地を斜め下向きに撮像する状態で、機体横外側方に向か
って突出された支持部材４の先端部に取り付けられてい
る。又、テレビカメラＳ１の撮像画像をその画面鉛直方
向に沿う軸芯周りに設定角度間隔で回転させる画像回転
手段Ｋとして、テレビカメラＳ１の撮像面をその撮像方
向に沿う軸芯周りに回転させる撮像面回転手段としての
画像回転用モータ１８（図４参照）及び図示しない回転
機構が設けられている。

【００２２】そして、圃場の一端側から他端側に向かう
複数個の作業行程が、機体横幅方向に平行に並ぶ状態で
設定され、各作業行程では、作業者が、後述のテレビモ
ニター１３の表示画面を見ながら作業車Ｖを手動操向さ
せたり（尚、この場合、境界に位置する苗Ｔｎが画面左
右中央を画面上下方向に通る走行基準線Ｌａ上に並ぶと
きに適正操向状態となるように設定されている）、ある
いは、上記苗列の方向に対する機体前後方向の変位情報
に基づいて作業車Ｖが自動的に操向制御される。尚、作
業車Ｖは、一行程走行する毎に圃場に対する走行方向が
反転して、作業車Ｖに対する苗Ｔの位置が左右反転する
ことから、前記テレビカメラＳ１は、作業車Ｖの左右夫
々に各一個が設けられ、使用する側のテレビカメラＳ１
を後述のように切り換え制御する。図１では、苗Ｔの位
置が作業車Ｖの左側であり、左側のテレビカメラＳ１の
撮像情報が使われる。

【００２３】前記作業車Ｖの構成について説明すれば、
図３に示すように、エンジンＥの出力が変速装置５を介
して前輪１Ｆ及び後輪１Ｒの夫々に伝達され、変速装置
５の変速操作状態を検出する変速状態検出用ポテンショ
メータＲ３と、変速装置５を変速操作するための変速用
電動モータ６及び手動変速用のアクセルペダル１７とが
設けられている。尚、図中、Ｓ２は変速装置５の出力回
転数に基づいて走行距離を検出するための距離センサで
ある。

【００２４】前輪１Ｆ及び後輪１Ｒが、夫々油圧シリン
ダ７Ｆ，７Ｒによって各別にステアリング操作されるよ
うに構成され、前後輪１Ｆ，１Ｒのステアリング角度を
検出するステアリング角検出用ポテンショメータＲ１，
Ｒ２と、手動操縦用のハンドル１６と、そのハンドル１
６の操作角を検出するハンドル操作角検出用ポテンショ
メータＲ０と、検出ステアリング角が目標ステアリング
角になるように油圧シリンダ７Ｆ，７Ｒを作動させる電
磁操作式の制御弁８Ｆ，８Ｒとが設けられている。尚、
前後輪１Ｆ，１Ｒを同位相で且つ同角度に操向する平行
ステアリング形式、前後輪１Ｆ，１Ｒを逆位相で且つ同
角度に操向する４輪ステアリング形式、前輪１Ｆのみを
操向する２輪ステアリング形式の三種類のステアリング
形式を、図示しない切換スイッチによって選択使用でき
るようになっている。但し、各作業行程に沿って自動走
行する時は、２輪ステアリング形式が選択される。

【００２５】マイクロコンピュータ利用の制御装置１２
が設けられ、この制御装置１２に、前記ステアリング角
検出用ポテンショメータＲ１，Ｒ２、ハンドル操作角検
出用ポテンショメータＲ０、変速状態検出用ポテンショ
メータＲ３、距離センサＳ２、及び、自動走行モードを
起動する自動走行スイッチ１５からの各信号が入力さ
れ、制御装置１２からは、前記変速用電動モータ６、及
び、制御弁８Ｆ，８Ｒに対する駆動信号が出力されてい
る。そして、制御装置１２は、自動走行スイッチ１５が
オンした自動走行モードでは、変速装置５が予め設定さ
れた設定走行速度に対応する操作状態となるように変速
用電動モータ６を駆動し、且つ、前後輪１Ｆ，１Ｒが設
定操舵角になるように制御弁８Ｆ，８Ｒを駆動し、ま
た、自動走行スイッチ１５がオフした手動走行モードで
は、前後輪１Ｆ，１Ｒがハンドル１６にて指示された操
作角になるように制御弁８Ｆ，８Ｒを駆動する。尚、手
動走行モードでは、上記アクセルペダル１７を作業者が
操作して変速させる。

【００２６】図４に示すように、圃場面における苗Ｔ等
から反射光は、水面等からの直接反射光が入射しないよ
うにするための偏光フィルタ及び可視光の入射を阻止す
るための可視光カットフィルタからなる光フィルタ１４
を透過した後、前記テレビカメラＳ１に入射している。
つまり、テレビカメラＳ１からは、圃場面における苗Ｔ
等についての赤外光による赤外画像がアナログ画像情報
として得られる（図１０（イ）参照）。尚、この画像
は、テレビカメラＳ１が圃場の前方側を斜め下向きに撮
像しているために、遠方側の画像ほど距離が縮んで見え
ている。

【００２７】次に、前記テレビカメラＳ１の撮像情報を
処理して苗Ｔの列方向及びそれに対する機体方向の変位
を求めるための制御構成（図３、図４のＧ）について説
明すると、テレビカメラＳ１からのアナログ画像信号を
処理して苗Ｔに対応する苗領域Ｔａの２値化された情報
であるデジタル画像信号（図１０（ロ）参照）を出力す
るビデオ信号処理部９と、そのデジタル画像信号を予め
設定された画素密度（３２×３２画素／１画面）に対応
した画像データとして記憶する画像メモリ１１と、画像
メモリ１１内の画像データを処理して、遠方側の画像ほ
ど距離が縮んでいる画像の歪みを補正した画像に変換し
ながら上記苗Ｔの列方向を求めるとともに、ビデオ信号
処理部９に対して左右のテレビカメラＳ１の切換や画像
取り込み信号等の制御信号を出力する画像処理部１０と
が設けられている。又、この画像処理部１０からは、前
記画像回転用モータ１８に対する駆動信号が出力される
とともに、前記テレビカメラＳ１の撮像面の撮像方向に
沿う軸芯周りの回転角を検出する画像回転角検出用ポテ
ンショメータＲ４の検出情報が入力されている。

【００２８】以上より、ビデオ信号処理部９、画像処理
部１０、及び画像メモリ１１を利用して、前記テレビカ
メラＳ１にて少なくとも複数個の苗Ｔを撮像した撮像画
像情報に基づいて、苗Ｔの列方向を求める画像処理手段
ＧＳが構成され、この画像処理手段ＧＳが、前記テレビ
カメラＳ１の撮像画像情報に基づいて、機体進行方向に
沿って列状に並ぶ複数個の苗Ｔ夫々に対応する複数個の
苗領域Ｔａ（作物領域に相当）を抽出するように構成さ
れる。又、画像処理部１０及び画像メモリ１１を利用し
て、前記テレビカメラＳ１の撮像画像を鉛直下向きに撮
像した状態の画像に変換する画像変換手段１０１が構成
される。

【００２９】又、画像処理部１０は、前記求めた苗Ｔの
列方向に対する機体前後方向の変位（角度ずれθｓ）を
判別して、その判別情報を前記制御装置１２に出力する
とともに、液晶パネル等にて構成されたテレビモニター
１３を表示駆動させている。つまり、このテレビモニタ
ー１３が、前記画像処理手段ＧＳにて求めた苗Ｔの列方
向に対する機体前後方向の変位を示す画像及びテレビカ
メラＳ１の撮像画像を同一画面上に表示する画像表示手
段に対応し、画像処理部１０を利用して、上記テレビモ
ニター１３を表示作動させる表示制御手段１０２が構成
され、又、前記制御装置１２を利用して、苗Ｔの列方向
に対する機体前後方向の変位情報に基づいて前後輪１
Ｆ，１Ｒを操向制御する制御手段１００が構成されてい
る。

【００３０】そして、前記画像処理手段ＧＳは、画像回
転手段Ｋによって（つまり画像回転用モータ１８を作動
させて）設定角度間隔で回転された各回転位置の撮像画
像において、機体横幅方向に沿う画面座標軸の各位置に
おける機体前後方向に沿う画面座標軸全幅に亘っての前
記処理済作業領域（具体的には、苗領域Ｔａが対応す
る）の各存在量のうちの極大値を求め、前記各回転位置
のうちで前記存在量の極大値が最大となる回転位置に対
応する方向を前記処理済作業領域つまり苗Ｔの列方向と
して求めるように構成されている。

【００３１】次に、図５〜図９に示すフローチャートに
基づいて、前記制御装置１２及び画像処理手段ＧＳの制
御作動を説明しながら、その制御構成について詳述す
る。制御がスタートすると、メインフロー（図５）で
は、テレビカメラＳ１の情報に基づく苗列検出処理を行
い、次に、自動走行モードか手動走行モードかを判断し
て、手動走行モードは、走行状態表示処理を行い、自動
走行モードでは、前記変位（角度ずれθｓ）情報に基づ
く方向制御処理を行う。

【００３２】苗列検出処理（図６）では、先ず、テレビ
カメラＳ１の撮像方向軸芯周りの回転角ａｎｇを、図１
２に示すように、機体前後方向を０基準としたときの最
大角度ａｎｇ ｍａｘだけ一方側（マイナス側とする）
に回転させた初期角度（−ａｎｇ ｍａｘ）に設定して
から、テレビカメラＳ１の撮像画像を取り込み（図１０
（イ））、この画像に対して、ノイズ除去のためのフィ
ルタ処理と、設定閾値で２値化して苗Ｔに対応する苗領
域Ｔａを抽出する処理と、図１０（ロ）に示すような微
小な偽の苗領域Ｔａ’を除去するための縮体・膨張処理
を行い、さらに、前記遠近補正処理を行って、図１０
（ハ）に示す苗領域Ｔａ画像（苗領域Ｔａの画素は１、
それ以外は０の画素値である）を得る。尚、図では、３
列状態で８個の苗領域Ｔａ１〜８が抽出されている。

【００３３】次に、画面内の全画素について、図１１に
示すように、機体横幅方向に対応する画面左右（ｘ軸）
及び機体前後方向に対応する画面上下（ｙ軸）の両方向
で画素値を度数として積算して、苗領域Ｔａのｘｙ両方
向各位置での存在量を求めるためのＸＹ投影処理（図
７）と、それら各存在量のうちのｘ軸方向での最大度数
及びｙ軸方向の最大度数を夫々求める最大度数検出処理
（図８）とを行い、そのｘ軸方向での最大度数を回転角
ａｎｇにおけるｘ軸方向の極大値Ｘｍａｘ〔ａｎｇ〕と
し又ｙ軸方向での最大度数を回転角ａｎｇにおけるｙ軸
方向で極大値Ｙｍａｘ〔ａｎｇ〕として求める。

【００３４】次に、図１２に示すように、テレビカメラ
Ｓ１の回転角ａｎｇをプラス側の最大角度（ａｎｇ ｍ
ａｘ）に達するまで設定角度（ａｎｇ ｓｔｅｐ）づつ
増加させながら、各回転角ａｎｇにおいて、上記撮像画
像の取り込みから、ｘｙ各軸方向での極大値Ｘｍａｘ
〔ａｎｇ〕，Ｙｍａｘ〔ａｎｇ〕を求めるフローまでを
繰り返す。そして、最後に、各回転角ａｎｇにおける極
大値Ｘｍａｘ〔ａｎｇ〕のうちの最大値を判別して、そ
の最大値に対応する上記回転角ａｎｇの方向を苗Ｔの植
付け方向（列方向）とする植え付け方向検出処理（図
９）を行う。

【００３５】ＸＹ投影処理（図７）では、積算用レジス
ターＸｄｅｇ〔ｘ〕及びＹｄｅｇ〔ｙ〕の値をクリアし
てから、図１１に示すように、画面の左上端の座標軸の
原点（０，０）に位置する画素から出発して、先ず、ｙ
＝０のｘ軸に沿うライン上の画素（ｘ＝０〜３１〔ｘ
ｍａｘ〕）の値ｄａｔａを画面左端から右端に向かって
順次調べて、画素値が１であれば、その画素のｘ座標値
に対応する積算用レジスターＸｄｅｇ〔ｘ〕及びそのｙ
座標値（ｙ＝０）に対応する積算用レジスターＹｄｅｇ

〔０〕の各値を１つ加算し、画素値が０であれば、上記
積算は行わない。以下、同様にして、ｙ＝１〜３１〔ｙ
ｍａｘ〕の各ｘ軸に沿うライン上の画素の値ｄａｔａ
を画面左端から右端に向かって順次調べて、画素値が１
である場合だけ、その画素のｘ座標値に対応する積算用
レジスターＸｄｅｇ〔ｘ〕及びそのｙ座標値に対応する
積算用レジスターＹｄｅｇ〔ｙ〕の各値を１つ加算する
処理を繰り返す。

【００３６】最大度数検出処理（図８）では、最大度数
用レジスターＸｍａｘ及びＹｍａｘの値をクリアしてか
ら、先ず、ｘ方向での前記積算用レジスターＸｄｅｇ
〔ｘ〕の各値をｘ＝０から３１〔ｘ ｍａｘ〕まで、ｘ
方向での最大度数用レジスターＸｍａｘの値と順次比較
して、Ｘｄｅｇ〔ｘ〕の値がＸｍａｘの値よりも大きい
場合だけ、その積算用レジスターＸｄｅｇ〔ｘ〕の値で
最大度数用レジスターＸｍａｘの値を置き換える。次
に、上記と同様にして、ｙ方向での前記積算用レジスタ
ーＹｄｅｇ〔ｙ〕の各値をｙ＝０から３１〔ｙ ｍａ
ｘ〕まで、ｙ方向での最大度数用レジスターＹｍａｘの
値と順次比較して、Ｙｄｅｇ〔ｙ〕の値がＹｍａｘの値
よりも大きい場合だけ、その積算用レジスターＹｄｅｇ
〔ｙ〕の値で最大度数用レジスターＹｍａｘの値を置き
換える。尚、上記各最大度数用レジスターＸｍａｘ及び
Ｙｍａｘの最終の値が、夫々その回転角ａｎｇにおける
前記極大値Ｘｍａｘ〔ａｎｇ〕及びＹｍａｘ〔ａｎｇ〕
に相当する。

【００３７】植え付け方向検出処理（図９）では、最大
値レジスターＭＡＸ、及び、最大値のときの回転角記憶
用の回転角レジスターｍａｘ ａｎｇの各値をクリア
し、回転角ａｎｇをマイナス側の最大角度（−ａｎｇ
ｍａｘ）に設定してから、各設定回転角度位置での前記
ｘ軸方向での極大値Ｘｍａｘ〔ａｎｇ〕を上記最大値レ
ジスターＭＡＸの値と順次比較して、極大値Ｘｍａｘ
〔ａｎｇ〕の値が最大値レジスターＭＡＸの値よりも大
きい場合だけ、その極大値Ｘｍａｘ〔ａｎｇ〕の値で最
大値レジスターＭＡＸの値を置き換えるとともに、その
ときの回転角ａｎｇの値を回転角レジスターｍａｘ ａ
ｎｇに記憶する処理を、回転角ａｎｇがプラス側の最大
角度ａｎｇ ｍａｘになるまで繰り返す。そして、最後
に回転角レジスターｍａｘ ａｎｇに記憶されている回
転角ａｎｇの方向を、苗Ｔの植付け方向（列方向）とす
る。

【００３８】そして、図１０（ニ）に示すように、前記
テレビモニター１３の画面に、上記求めた苗Ｔの列方向
に対応する直線Ｌｎと、画面左右中央の上下方向を示す
基準線Ｌａを表示し、さらに、その両線がなす角度を、
苗Ｔの列方向に対する機体前後方向の変位（角度ずれθ
ｓ）として示す。

【００３９】一方、作業車Ｖを苗列の方向に沿うように
方向制御して自動走行させる場合には、前記傾き角θｓ
を零に近づけるように、２輪ステアリング形式で操向操
作することになる。尚、作業車Ｖが作業行程の終端部に
達したか否かは、撮像画面内での苗領域Ｔａの画素の積
算値が設定値以下になったときに、苗Ｔが存在しない行
程終端部に達したと判断し、自動停止する。

【００４０】〔別の実施の形態〕上記の実施の形態で
は、苗Ｔの列方向を求めるのに、機体横幅方向に沿う画
面座標軸の各位置における苗Ｔつまり苗領域Ｔａの存在
量のみを使ったが、機体横幅方向及び機体前後方向の各
方向に沿う画面座標軸の各位置における苗領域Ｔａの存
在量を使うようにしてもよい。つまり、この場合は、前
記画像処理手段ＧＳは、画像回転手段Ｋによって設定角
度間隔で回転された各回転位置の撮像画像において、機
体横幅方向に沿う画面座標軸の各位置における機体前後
方向に沿う画面座標軸全幅に亘っての苗領域Ｔａの各存
在量のうちの極大値、及び、機体前後方向に沿う画面座
標軸の各位置における機体横幅方向に沿う画面座標軸全
幅に亘っての苗領域Ｔａの各存在量のうちの極大値を夫
々求め、前記各回転位置のうちで前記両極大値が最大と
なる回転位置に対応する方向を前記苗Ｔの列方向として
求めるように構成される。

【００４１】具体的には、植え付け方向検出処理（図９
参照）において、ｘ軸及びｙ軸両方向のでの極大値Ｘｍ
ａｘ〔ａｎｇ〕，Ｙｍａｘ〔ａｎｇ〕から夫々の最大値
を求めるように処理することになる。つまり、先ず、図
９に示すフローによってｘ軸方向の極大値Ｘｍａｘ〔ａ
ｎｇ〕に対する処理を行って、最後に回転角レジスター
ｍａｘ ａｎｇに記憶されている回転角ａｎｇの方向
を、ｘ軸方向の極大値Ｘｍａｘ〔ａｎｇ〕が最大になる
ときの回転角Ｘａｎｇとして保持した後、図９と同じフ
ロー（但し、Ｘｍａｘ〔ａｎｇ〕をＹｍａｘ〔ａｎｇ〕
に読み換える）を、ｙ軸方向の極大値Ｙｍａｘ〔ａｎ
ｇ〕に対して適用して、最後に回転角レジスターｍａｘ
ａｎｇに記憶されている回転角ａｎｇの方向を、ｙ軸
方向の極大値Ｙｍａｘ〔ａｎｇ〕が最大になるときの回
転角Ｙａｎｇとして保持する。そして、両方の回転角Ｘ
ａｎｇ，Ｙａｎｇが一致すれば、その回転角の方向を苗
Ｔの列方向とするが、両者がずれている場合には、例え
ば両方の回転角Ｘａｎｇ，Ｙａｎｇの平均値の方向を苗
Ｔの列方向とする。

【００４２】前記画像回転手段Ｋとして、前記撮像手段
（テレビカメラＳ１）の撮像面を回転させる手段（モー
タ１８等）ではなく、撮像手段（テレビカメラＳ１）の
撮像画像に対して画面座標軸を回転させる演算処理（こ
の処理をアフィン変換と呼ぶ）を行う回転演算手段１０
３にて構成してもよい。例えば、図１４に示すように、
画面中心を原点として右方向をｘ軸に上方向をｙ軸にし
たｘｙ座標軸で表される画面座標軸を、画面に向かって
右周りに角度θ回転させると、元のｘｙ座標軸での点
（ｘ，ｙ）が、回転後のＸＹ座標軸での点（Ｘ，Ｙ）と
して、下記の式のように求まる。従って、撮像画像上の
全ての点（ｘ，ｙ）を下式に代入して、元の画像を角度
θ回転させた画像の点（Ｘ，Ｙ）を得ることができる。

【００４３】

【数１】Ｘ＝ｃｏｓθ・ｘ−ｓｉｎθ・ｙ Ｙ＝ｓｉｎθ・ｘ＋ｃｏｓθ・ｙ

【００４４】具体的には、この回転演算手段１０３は、
図４に示すように、前記画像処理部１０及び画像メモリ
１１を利用して構成される。又、このときの処理フロー
を図１２に示すが、遠近補正後の画像に対して上記回転
演算処理を行い、その回転演算処理された画像に対して
ＸＹ投影処理からのフローを行う。

【００４５】上記の実施の形態では、撮像手段としてテ
レビカメラＳ１を用いて可視光をカットした赤外線によ
る撮像画像を得て、その赤外線画像を２値化して作物
（苗Ｔ）に対応する作物領域Ｔａを抽出するようにした
が、例えば、三原色情報Ｒ，Ｇ，Ｂによるカラー画像を
撮像するカラー式のテレビカメラを用い、そのカラー画
像において作物と背景（泥田）との色の違いによって作
物領域Ｔａを抽出するようにしてもよい。

【００４６】上記の実施の形態では、撮像手段（テレビ
カメラＳ１）が、境界付近の処理済作業領域（苗Ｔ）と
未処理作業地とを含む範囲を撮像しているが、境界より
も処理済作業地内において処理済作業領域（苗Ｔ）のみ
を撮像するようにしてもよい。

【００４７】上記の実施の形態では、撮像手段（テレビ
カメラＳ１）が、作業地を斜め下向きに撮像するように
したが、鉛直下向きに撮像するようにしてもよい。この
場合には、遠近歪みを補正する処理が不要になる。

【００４８】上記の実施の形態では、作業車が植付け作
業車であって、未処理作業地としての未植作業地に対し
て複数個の作物Ｔを列状に植え付ける場合を例示した
が、これ以外に、未処理作業地としての未刈作業地に成
育した作物や草等を刈り取って既刈作業地を形成する刈
取収穫機や芝刈り機等の刈取作業車、あるいは、未処理
作業地としての耕耘前作業地を耕して耕耘済作業地を形
成する耕耘作業車等であってもよい。そして、刈取作業
車の場合には、植付け作業車とは逆に、処理済作業領域
が作物や草が存在しない領域に対応する。又、耕耘作業
車の場合には、処理済作業領域が耕された作業地に対応
し、この場合は、耕されていない作業地の光反射率が耕
された作業地よりも高いことで区別して抽出処理がなさ
れる。

【００４９】上記の実施の形態では、手動操向用の情報
として画像表示手段１３に表示され、又、自動走行用の
操向制御情報として使用される変位情報を、処理済作業
領域（苗Ｔ）の方向に対する機体前後方向の角度ずれθ
ｓとして求めたが、角度ずれとともに、例えば境界に位
置する処理済作業領域（苗Ｔｎ）に対する機体横幅方向
での位置ずれを求めるようにしてもよい。尚、上記変位
情報（角度ずれθｓ）等を車体側で表示させずに、例え
ば遠隔操縦するためのリモコン装置に表示させて、地上
側の作業者がその画面を見て手動操向操作するようにし
てもよい。

【００５０】走行装置は、上記の実施の形態のような車
輪式の走行装置以外に、例えばクローラ走行装置等であ
ってもよい。

【００５１】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】植付け作業車の概略平面図

【図２】同概略側面図

【図３】制御構成のブロック図

【図４】制御構成のブロック図

【図５】制御作動のフローチャート

【図６】制御作動のフローチャート

【図７】制御作動のフローチャート

【図８】制御作動のフローチャート

【図９】制御作動のフローチャート

【図１０】画像処理の説明図

【図１１】画像処理の説明図

【図１２】画像処理の説明図

【図１３】別の実施の形態の制御作動のフローチャート

【図１４】別の実施の形態の画像回転処理の説明図

【符号の説明】

Ｔ 処理済作業領域 Ｔ 作物 Ｓ１ 撮像手段 ＧＳ 画像処理手段 Ｋ 画像回転手段 １８ 撮像面回転手段 １０３ 回転演算手段 Ｔａ 作物領域 １０１ 画像変換手段 １３ 画像表示手段 １０２ 表示制御手段 １Ｆ，１Ｒ 走行装置 １００ 制御手段

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 未処理作業地と、処理済作業領域（Ｔ）
   が未処理作業地との境界の長手方向に沿う列状で、且
   つ、その処理済作業領域（Ｔ）の列が境界の長手方向と
   交差する方向に間隔を隔てて複数列並ぶように形成され
   ている処理済作業地との境界に沿って走行する作業車
   に、機体横幅方向に並ぶ前記複数列の処理済作業領域
   （Ｔ）を機体前後方向の所定範囲に亘って捉える画面に
   て撮像する撮像手段（Ｓ１）と、その撮像手段（Ｓ１）
   にて少なくとも前記処理済作業領域（Ｔ）を撮像した撮
   像画像情報に基づいて、前記処理済作業領域（Ｔ）の列
   方向を求める画像処理手段（ＧＳ）とが設けられた作業
   車の方向検出装置であって、 前記撮像手段（Ｓ１）の撮像画像をその画面鉛直方向に
   沿う軸芯周りに設定角度間隔で回転させる画像回転手段
   （Ｋ）が設けられ、 前記画像処理手段（ＧＳ）は、前記画像回転手段（Ｋ）
   によって設定角度間隔で回転された各回転位置の撮像画
   像において、機体横幅方向に沿う画面座標軸の各位置に
   おける機体前後方向に沿う画面座標軸全幅に亘っての前
   記処理済作業領域（Ｔ）の各存在量のうちの極大値を求
   め、前記各回転位置のうちで前記存在量の極大値が最大
   となる回転位置に対応する方向を前記処理済作業領域
   （Ｔ）の列方向とするように構成されている作業車の方
   向検出装置。
2. 【請求項２】 前記画像回転手段（Ｋ）が、前記撮像手
   段（Ｓ１）の撮像面をその撮像方向に沿う軸芯周りに回
   転させる撮像面回転手段（１８）にて構成されている請
   求項１記載の作業車の方向検出装置。
3. 【請求項３】 前記画像回転手段（Ｋ）が、前記撮像手
   段（Ｓ１）の撮像画像に対して画面座標軸を回転させる
   演算処理を行う回転演算手段（１０３）にて構成されて
   いる請求項１記載の作業車の方向検出装置。
4. 【請求項４】 前記作業車が、未処理作業地としての未
   植作業地に対して、機体進行方向に設定植付け間隔を隔
   て、且つ、機体横幅方向に設定植付け幅を隔てる状態で
   複数個の作物（Ｔ）を植え付けて、その複数個の作物
   （Ｔ）を前記処理済作業領域（Ｔ）として形成する植付
   け作業車であり、 前記画像処理手段（ＧＳ）が、前記撮像手段（Ｓ１）の
   撮像画像情報に基づいて、機体進行方向に沿って列状に
   並ぶ前記複数個の作物（Ｔ）夫々に対応する複数個の作
   物領域（Ｔａ）を抽出し、且つ、 前記画像回転手段（Ｋ）によって設定角度間隔で回転さ
   れた各回転位置の撮像画像において、機体横幅方向に沿
   う画面座標軸の各位置における機体前後方向に沿う画面
   座標軸全幅に亘っての前記作物領域（Ｔａ）の各存在量
   のうちの極大値、及び、機体前後方向に沿う画面座標軸
   の各位置における機体横幅方向に沿う画面座標軸全幅に
   亘っての前記作物領域（Ｔａ）の各存在量のうちの極大
   値を夫々求め、前記各回転位置のうちで前記両極大値が
   最大となる回転位置に対応する方向を前記作物（Ｔ）の
   列方向として求めるように構成されている請求項１、２
   又は３記載の作業車の方向検出装置。
5. 【請求項５】 前記撮像手段（Ｓ１）が、作業地を斜め
   下向きに撮像するように構成され、 前記撮像手段（Ｓ１）の撮像画像を鉛直下向きに撮像し
   た状態の画像に変換する画像変換手段（１０１）が設け
   られている請求項１、２、３又は４記載の作業車の方向
   検出装置。
6. 【請求項６】 請求項１、２、３、４又は５記載の作業
   車の方向検出装置における、前記画像処理手段（ＧＳ）
   にて求めた前記処理済作業領域（Ｔ）の列方向に対する
   機体前後方向の変位を示す画像及び前記撮像手段（Ｓ
   １）の撮像画像を同一画面上に表示する画像表示手段
   （１３）と、その画像表示手段（１３）を表示作動させ
   る表示制御手段（１０２）とが設けられている作業車の
   走行状態表示装置。
7. 【請求項７】 請求項１、２、３、４又は５記載の作業
   車に、操向操作自在な走行装置（１Ｆ，１Ｒ）と、前記
   画像処理手段（ＧＳ）にて求めた前記処理済作業領域
   （Ｔ）の列方向に対する機体前後方向の変位情報に基づ
   いて前記走行装置（１Ｆ，１Ｒ）を操向制御する制御手
   段（１００）とが設けられている作業車の走行制御装
   置。