JPS6379490A - Processing method for picture signal of image - Google Patents

Processing method for picture signal of image

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JPS6379490A
JPS6379490A JP14160886A JP14160886A JPS6379490A JP S6379490 A JPS6379490 A JP S6379490A JP 14160886 A JP14160886 A JP 14160886A JP 14160886 A JP14160886 A JP 14160886A JP S6379490 A JPS6379490 A JP S6379490A
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Toshiki Hirano
平野 俊樹
Wataru Nakagawa
渉 中川
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Yanmar Co Ltd
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Yanmar Agricultural Equipment Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To obtain correct control information irrespective of day and night by lighting or putting out an illumination according to the brightness of the picture quality of an image sensor and inverting binarized picture data at the time of lighting. CONSTITUTION:A conduct sensor is constituted of a CCD(charge coupled device) 71 having the number of picture elements of nXm and an optical lens 72 and the output is applied to the A/D converter 81 of a picture signal processing part 8. The respective picture elements of the CCD71 stores a charge according to the intensity of light and irradiated on the surface and an irradiating time, the picture signal from the CCD71 is defined to be picture data of four bits according to the level in the A/D converter 81 and stored in a video memory 82. A prescribed operation is executed in an arithmetic control part 83 to output a level control signal according to the relative position of a airframe to string lines of the crop stalk to a conduct control part 9 and output a signal for lighting or putting out a projector 70 according to the brightness of the visual field for picking up an image of the conduct sensor 7.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、農業機械の各種制御用センサとしてイメージ
センサを用いる場合における、該センサからの画像信号
処理方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for processing image signals from an image sensor when the image sensor is used as a sensor for controlling various types of agricultural machinery.

〔従来技術〕[Prior art]

ホトダイオード、  COD(Charge  Cou
pled  −Device。
Photodiode, COD (Charge Cou
pled-Device.

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1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。
Image sensors using charge-coupled devices (charge-coupled devices) have the excellent property of being able to detect a large amount of information, such as the size and position of an object, without contact. Since good quality sensors are now available at relatively low prices, they are beginning 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〕[Problem that the invention seeks to solve]

このようなイメージセンサは、農業機taにおける各種
の制御用センサとしても適用でき、例えば収穫機におい
て、刈取部から脱穀部までの搬送経路中の殻稈を撮像す
べくイメージセンサを設置す、該殻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
立した殻稈列を撮像すべくイメージセンサを設け、該殻
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通用
例が考えられる。
Such an image sensor can also be applied as a variety of control sensors in agricultural machines. For example, in a harvester, an image sensor is installed to image the culm in the conveyance path from the reaping section to the threshing section. The culm length of the shell culm is detected to control the handling depth, and an image sensor is installed to image the row of shell culms planted in front of the harvester in the direction of travel, and the relative position of the machine relative to the row of shell culms is detected. Image sensors can be used as various control sensors, such as steering control.

ところで農業機械は、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欠け
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。しかしながら、例えば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殻稈列は、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@信号の処理方法を昼夜を問わず同一とすると、夜
間において殻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殻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。
By the way, agricultural machinery is mainly operated outdoors due to its purpose, and is often operated at intervals of day and night during the busy farming season, so image sensors used as control sensors are At night, the object to be imaged is imaged under natural light, and at night under illumination. However, for example, when an image sensor is used as a sensor for steering control of a harvester as described above, the culm row, which is the object to be imaged by the sensor, is imaged darkly against the background under natural light, and under illumination. On the other hand, the image below is captured brightly against the background, so if the processing method of the image @ signal from the image sensor is the same regardless of day or night, there is a risk that the relative position of the aircraft with respect to the culm row will be incorrectly detected at night. Furthermore, at dusk or during rain, the amount of natural light is insufficient, making it difficult to distinguish between the culm row and the background from the image sensor imaging results under natural light, making it difficult to determine the relative position of the aircraft. There is a risk of false detection.

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
があり、これは扱深さ制御等の収1機における他の制御
または収穫機以外の農業機械における各種の制御のため
の制御用センサとしてイメージセンサを用いる場合にお
いても同様である。
In either case, the problem is that the steering control cannot be performed correctly based on the detection results of the image sensor. The same applies when an image sensor is used as a control sensor for various types of control.

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、農業
機械の制御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制御情報を得ることができるイ
メージセンサの画像信号処理方法を提供することを目的
とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an image signal processing method for an image sensor that can obtain accurate control information regardless of day or night when an image sensor is used as a sensor for controlling agricultural machinery. The purpose is to provide.

[問題点を解決するための手段〕 本発明に係るイメージセンサの画像信号処理方法は、自
然光下における撮像により得られる画像信号と、照明下
における撮像により得られる画像信号とに対して、その
処理方法を変更しようとするものであり、農業機械に装
備したイメージセンサにて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各種制御
を実行する場合のイメージセンサの画像信号処理方法に
おいて、前記イメージセンサの画像の明るさに応じて照
明を点灯又は消灯する一方、照明が点灯されている場合
には、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。
[Means for Solving the Problems] The image signal processing method for an image sensor according to the present invention includes processing for an image signal obtained by imaging under natural light and an image signal obtained by imaging under illumination. This is an attempt to change the method, and the image signal of the image captured by the image sensor installed on agricultural machinery is
In an image signal processing method for an image sensor in which various controls are performed based on image data after digitization processing and binarization, lighting is turned on or off depending on the brightness of the image of the image sensor, while; The method is characterized in that when the lighting is on, the binarized image data is inverted.

〔実施例〕〔Example〕

以下本発明をその実、雄側を示す図面に基づいて説明す
る。本実施例においては、本発明に係るイメージセンサ
の画像信号処理方法(以下本発明方法という)に従って
その画像信号の処理が行われるイメージセンサを、収f
lt&’31の操向制御装置における操向センサとして
用いる場合について説明する。第1図はイメージセンサ
を用いてなる操向センサを装備した収穫機の外観斜視図
、第2図は収JN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。
The present invention will be explained below based on drawings showing the male side of the invention. In this example, an image sensor whose image signal is processed according to the image signal processing method for an image sensor according to the present invention (hereinafter referred to as the method of the present invention) is used.
A case will be described in which the present invention is used as a steering sensor in a steering control device of lt&'31. Fig. 1 is an external perspective view of a harvester equipped with a steering sensor using an image sensor, Fig. 2 is a schematic diagram of reaping work shown together with a schematic plan view of the JN harvester, and Fig. 3 is a steering control FIG. 2 is a block diagram of the system.

図において1は走行うローラであり、その上(Ill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
.殻稈引起装置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, reference numeral 1 denotes a running roller, on which a threshing section 2, a driver's seat DS, etc. are mounted, and these constitute a main body 3. On the front side of the main body 3, a grass dividing plate 4
.. A reaping section 6 composed of a culm lifting device 5 and the like is attached so as to be movable up and down.

走行うローラ1は本体部3の左右に夫々設けてあり、収
11131のエンジンにより、夫々の図示しないクラ・
7チを介して駆動されるようになっている。
The rollers 1 that run are provided on the left and right sides of the main body 3, and are powered by a 11131 engine that drives the respective cranks (not shown).
It is designed to be driven through 7 channels.

これらのクラッチは第3図に示すクラッチシリンダ10
j!、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101が作動すると、右側の走行う
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F!Iimされて機体は右操向する。
These clutches have a clutch cylinder 10 shown in FIG.
j! , 10r are engaged and disengaged separately, and when the clutch cylinder 101 is actuated, the clutch of the roller 1 running on the right side is disengaged and the aircraft is steered to the left. The clutch of steering crawler 1 is F! Iim and the aircraft steers to the right.

クラッチシリンダ1.OI!、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■、油
タンクT等にて構成されている。電磁方向切換弁■は4
ボ一ト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10j’(又はクラッチシリンダ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101)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、前述の如く左側く又は右側)
の走行りローラ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Sj!、Srがともに消磁さ
れている場合には、クラッチシリンダ10I!、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
ロンドがともに退入して、左右の走行うローラ1は等速
度にて駆動され、機体は直進する。
Clutch cylinder 1. OI! , 10r is constituted by a hydraulic pump P, an electromagnetic directional control valve (2), an oil tank T, and the like. Solenoid directional valve ■ is 4
The button is a three-position switchable type, and when the solenoid Sl (or solenoid Sr) is excited, pressure oil from the hydraulic pump P is supplied to the oil chamber of the clutch cylinder 10j' (or clutch cylinder 10r). Then, the piston rod advances and the oil chamber of the clutch cylinder 10r (or clutch cylinder 101) communicates with the oil tank T, and the piston rod retracts and moves to the left or right side as described above.
The traveling roller 1 stops and the aircraft steers left (or right). Solenoid Sj again! , Sr are both demagnetized, the clutch cylinder 10I! , 10r
Both oil chambers communicate with the oil tank T, these piston ronds move in and out, and the left and right running rollers 1 are driven at a constant speed, so that the aircraft moves straight.

さてイメージセンサを用いてなる操向センサ7は、収穫
機前方の圃面上に植立した未刈の殻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である。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の上部に前記操向センサ7と並設しである。
Now, the steering sensor 7, which uses an image sensor, is as shown by the two-dot chain line in FIG. In order to image the area within the imaging field of view A, a sensor is placed at a position near the driver's seat DS at the top of the reaping section 6.
It is installed slightly forward and downward. Further, 70 is a floodlight for irradiating the entire imaging field of view A with light, and is installed above the reaping section 6 in parallel with the steering sensor 7.

操向センサ7は例えばnxmの画素数を有するCCD 
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。
The steering sensor 7 is, for example, a CCD having a pixel count of nxm.
71, is composed of an optical lens 72 and the like for forming an image of the object on the photosensitive surface of the CCD 71, and its output is sent to an A/D converter 81, a video memory 82, and an arithmetic control section 83. The image signal processing unit 8 is provided with an image signal processing unit 8 consisting of:

 CCU 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1債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 7
1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/ディジクル変換
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ビツトの画像データ
として格納される。
Each pixel of the CCU 71 accumulates charges corresponding to the intensity and irradiation time of the light irradiated onto its surface, and each pixel accumulates charges according to the intensity and irradiation time of the light irradiated on its surface, and each pixel accumulates charges depending on the intensity and irradiation time of the light irradiated on its surface, and each pixel accumulates charges depending on the intensity and irradiation time of the light irradiated on its surface. The A/D converter 81 of the image signal processing unit 8 sends image signals of a level corresponding to the charge stored in the pixels in the order in which the direction of movement of the aircraft is the main scanning direction and the direction orthogonal thereto is the sub-scanning direction. Output to. and CCD 7
The image signal from 1 is converted into an analog/digital signal by the A/D converter 81 in, for example, 16 steps according to its level, and stored in the video memory 82 from "0000" representing the darkest part to "1111" representing the brightest part. The image data is stored as 4-bit image data.

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l&ifする演算を行って、殻稈の列条に
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、操向センサ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 arithmetic control unit 83 using a microcomputer is
Reads the image data stored in the video memory 82, performs an l&if operation from this data, and outputs a control signal to the steering control unit 9 at a level corresponding to the relative position of the aircraft with respect to the rows of shell culms. Depending on the brightness of the imaging visual field A of the steering sensor 7, a signal is output to the floodlight 70 to turn it on or off.

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341.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SZを励磁させるべく対応する出力ボートをハイ
レベルとし、機体を左操向させ、また前記入力信号のレ
ベルが前記所定値よりも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
ボ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。
On the output side of the steering control section 9, a solenoid 341. of the electromagnetic directional control valve V is connected. Sr is connected via an excitation circuit (not shown), and when the level of the input signal from the arithmetic control section 83 is equal to or higher than a predetermined value, the steering control section 9 outputs a corresponding output to excite the solenoid SZ. The boat is set to a high level, the aircraft is steered to the left, and when the level of the input signal is below another predetermined value that is smaller than the predetermined value, the corresponding output boat is set to a high level in order to energize the solenoid Sr. level and steer the aircraft to the right to control the harvester's steering.

第4図は前記演算制御部830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 section 830, and the method of the present invention will be explained below with reference to this figure.

収穫機は、刈取部6を動作させつつ圃面上を走行して、
該刈取部6にて圃面上に植立する殻稈を刈り取る。この
間操向センサ7は、前述の如く撮像視野A内の殻稈の列
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図は人々操向センサ7の撮像結果を示す模式図
であり、第5図は収穫機が殻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、即ち殻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 reaping part 6,
The cutting section 6 cuts off the culms planted on the field surface. During this time, the steering sensor 7 images the rows of culms within the imaging field of view A from above together with the field surface serving as the background, as described above. Fifth
6 are schematic diagrams showing the imaging results of the people steering sensor 7, and FIG. 5 shows the imaging results when the harvester is traveling while maintaining its normal position with respect to the husk row. , FIG. 6 shows the imaging results when the vehicle is traveling to the left, that is, closer to the culm row side than 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
を示す指標り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D1.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り、を基準とし
て明暗2値化して、明部を表す“1”と暗部を表す“0
”とからなる2値画像データDiJ’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 a register that stores an index indicating whether or not the light projector 70 is lit. The register contains 1 if the floodlight 70 is lit;
When the light is off, 0 is stored. Next, the arithmetic control unit 83 generates image data D1.corresponding to each pixel of the CCD 71. After resetting the register that stores the total S, the image data DiJ stored in the video memory 82 is sequentially read, and these are added to calculate the value of S, while these are set to a predetermined threshold value, and the value is set as a reference. It is converted into light and dark binarized as "1" representing the bright part and "0" representing the dark part.
” are sequentially written into the memory in the arithmetic control unit 83 as binary image data DiJ'.

このようにしてビデオメモリ82に格納されたnxml
IIi]の画像データD1.の合計Sを求めた後、これ
をnxmにて除算して撮像視野A内の明るさの平均値D
aを算出する。この値Daは当然撮像視野人が明るい場
合には大きい値となり、暗い場合には小さい値となる。
nxml stored in the video memory 82 in this way.
IIi] image data D1. After calculating the sum S, divide this by nxm to obtain the average brightness D within the imaging field of view A.
Calculate a. This value Da naturally takes a large value when the imaging field of view is bright, and takes a small value when it is dark.

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Dコと夫々比較しDaがD2以下である場合に
は、投光1s70を点灯せしめるべ(対応する出力ボー
トをハイレベルに転じ、前記[旨標しを1として、先に
求めた2値画像データD、′4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。
Therefore, the average value Da should be compared with the preset brightness reference values D2 and D, respectively, and if Da is less than D2, the light emitting 1s70 should be turned on (the corresponding output boat should be set to high level). On the other hand, the next image data is read from the video memory 82 again without performing steering control based on the previously obtained binary image data D, '4, with the [marker set to 1].

一方DaがD3以上である場合には、投光器7゜を消灯
せしめるべく対応する出力ボートをローレベルに転じ、
前記指標りを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、J’に基づ
く操向制御を行うべく次の段階に進む。
On the other hand, if Da is greater than or equal to D3, the corresponding output port is set to low level in order to turn off the floodlight 7°,
When the index is set to 0 and Da is a value between D2 and D3, the output to the projector 70 is not changed, and both are based on the previously obtained binary image data D and J'. Proceed to the next stage to perform steering control.

さて、第5図及び第6図にハンチングを施して示す殻稈
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Di
’Jは、殻稈列の存在する部分において“0′、背景の
部分においてl”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殻稈列と
の間の明暗の差が減少し、2値画像デーク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
殻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
人を照明する投光器70を点灯して撮像視野A内の光量
不足を補い、背景と殻稈列の判別を容易にする。また前
記基準値Dコは、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t)a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、殻稈列と背景との判別に支
障を来すことはない。
Now, the part of the culm row shown by hunting in Figs. 5 and 6 is imaged darkly compared to the background under natural light due to diffuse reflection of light, and the image data after binarization Di
'J is "0" in the part where the culm row exists and is "l" in the background part. However, when the amount of natural light is insufficient, such as at dusk or during rain, the difference in brightness between the background and the culm row decreases, making it difficult to distinguish them using the binary image data D,′. becomes. The reference value D2 is set to a value slightly larger than the limit brightness at which it becomes difficult to distinguish between the background and the culm row, and as mentioned above, the average brightness value Da within the imaging field of view A is less than or equal to D2. If this happens, the floodlight 70 that illuminates the person in the imaging field of view is turned on to compensate for the lack of light in the imaging field of view A, making it easier to distinguish between the background and the culm row. Further, the reference value D is set to a value slightly larger than the brightness within the imaging field of view A obtained by lighting the floodlight 70 when the average brightness value Da becomes equal to D2. Even if the floodlight 70 is turned off when the average brightness value t)a becomes D3 or higher, the brightness within the imaging field of view A is maintained at the reference value D2 or higher using natural light, and the difference between the culm row and the background is It does not interfere with discrimination.

このように操向センサ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D1′、によ
る殻稈列と背景との判別が容易に行える。
In this way, the floodlight 70 is turned on and off depending on the brightness of the image captured by the steering sensor 7, so the brightness within the imaging field of view A is always maintained at an appropriate level, regardless of day or night. It is possible to easily distinguish between the culm row and the background using the binary image data D1', which will be explained below.

さて前述の如く、自然光下においては殻稈列の部分が背
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7oがら殻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図にハツチングを施して示す殻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D1′、
は、殻稈列の部分において1″、背景の部分においてo
″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Iであるが0であるか、即ち
投光器70が点灯されているが否かを調べ、Lが1であ
る場合には、2値画像データD i’j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 i’J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′O”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D1
′、も、自然光下における撮像結果と同様、殻稈列の部
分が“0”、背景の部分が“loとなり、自然光下にお
ける操向センサ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。
Now, as mentioned above, under natural light, the part of the culm row is imaged darkly compared to the background, but under illumination by the floodlight 70, the distance from the floodlight 7o to the upper surface of the culm row, and the distance from the floodlight 70 to the background Due to the difference in distance to the field surface, contrary to the imaging results under natural light, the hatched portions of the culm rows shown in Figures 5 and 6 are imaged brighter than the background. Image data D1' after binarization,
is 1″ in the culm row part and o in the background part.
'' and is written in the memory in the arithmetic control unit 83.The arithmetic control unit 83 compares Da with D2 and D3, and after performing the above processing, determines whether L is I or 0. That is, it checks whether the floodlight 70 is lit or not, and if L is 1, it subtracts the binary image data D i'j from "1" and writes the result into its own memory, When L is 0, the image data D i'J is left as it is and the process proceeds to the next step. In this way, when L is 1, the binary image data "1" becomes "0". , and ′O” is “1”
Binary image data D1 obtained from the imaging result under illumination when the light source 70 is turned on and the floodlight 70 is turned on.
Similarly to the imaging results under natural light, the culm row part is "0" and the background part is "lo", and the imaging results of the steering sensor 7 under natural light and the imaging results under illumination are shown below. It can be processed using the same method as shown in .

次いで演算制御部83は、自身のメモリから2値画(象
データD1′、を順次読出し、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MB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。
Next, the arithmetic control unit 83 sequentially reads out the binary image (image data D1') from its own memory, and
”, the area of the bright part in the imaging visual field A, that is, the plane MB of the background part, is obtained, and a control signal of a level corresponding to this size is output to the steering control unit 9,
Reads the next image data Dij from the video memory 82,
Repeat the same process.

さて操向センサ7は刈取部6上部に固定されているので
、収f!機の左右への移動に応じて移動し、収1機が正
規の走行位置から刈取るべき殻稈列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!!!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
■のソレノイドSrを励磁すべく動作して、収穫機は殻
稈列から離隔すべく右に操向される。
Now, since the steering sensor 7 is fixed to the upper part of the reaping part 6, the steering sensor 7 is fixed to the upper part of the reaping part 6, so the steering sensor 7 is fixed to the upper part of the reaping part 6, so the steering sensor 7 is fixed to the upper part of the reaping part 6, so the steering sensor 7 is fixed to the upper part of the reaping part 6, so it is possible to reduce As the machine moves left and right, when the machine approaches the row of culms to be harvested from its normal running position, the surface of the background part within the imaging field of view A as shown in Figure 6. ! ! ! B becomes small, and as a result, the level of the control signal output from the arithmetic control section 83 to the steering control section 9 becomes small.As mentioned above, the steering control section 9 switches the solenoid Sr of the electromagnetic directional control valve (2). Acting to excite, the harvester is steered to the right away from the row of culms.

一方、収穫機が殻稈列に対して遠ざかった場合には、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■のソレノイドSIlを
励磁すべく動作して、収穫機は殻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, although not shown, the area B of the portion other than the grain culm row within the imaging field of view A becomes larger, contrary to the case in Fig. 6, and as a result, Since the level of the control signal from the calculation control section 83 increases,
The steering control section 9 operates to energize the solenoid SI1 of the electromagnetic directional control valve (2), and the harvester is steered to the left in order to approach the culm row.

このように、前記背景の部分の面aBは、収穫機の殻稈
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殻稈の列条に対し
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。
In this way, the plane aB of the background part has a value corresponding to the relative position of the harvester with respect to the row of culms, and the steering control unit 9 operates based on a control signal of a level corresponding to this size. The harvester travels over the field while being steered and controlled so as to always maintain a constant relative position to the rows of shell culms planted on the field.

なお本実施例においては、収穫機の走行制御における適
用例について説明したが、収穫機における扱深さ制御等
の他の各種制御及び他の農業機械における各種の制御に
おいても本発明方法が通用可能であるのは言うまでもな
い。
In this example, an example of application to travel control of a harvester has been described, but the method of the present invention can also be applied to various other controls such as handling depth control in a harvester and various controls in other agricultural machinery. Needless to say, it is.

〔効果〕〔effect〕

以上詳述した如く本発明方法においては、農業機械の各
種制御用センサ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・ジセンサを制御用センサとして用い
ることができ、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必要な制御情報を
得ることができ、昼夜の別なく適切な制御が行える等連
れた効果を奏する。
As detailed above, in the method of the present invention, when an image sensor is used as a sensor for controlling various types of agricultural machinery,
The light is turned on when the image sensor image is not bright enough and it is difficult to distinguish between bright and dark areas, so the image sensor can be used as a control sensor regardless of day or night. When the lights are on, the image signal from the image sensor is binarized, and then the binarized image data is inverted, so the imaging results under daytime natural light and the imaging results under nighttime lighting are different. The necessary control information can be obtained by processing the image signals obtained from the two using the same method, and this provides additional effects such as being able to perform appropriate control regardless of whether it is day or night.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図面は本発明の一実施例を示すものであり、第1図は本
発明方法に従うイメージセンサを操向センサとして装備
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
制御内容を示すフローチャート、第5図及び第6図は操
向センサの撮像結果を示す模式図である。 1・・・走行うローラ  6・・・刈取部  7・・・
操向センサ  8・・・画像信号処理部  9・・・操
向制御部10β、10r・・・クラッチシリンダ  7
0・・・投光器83・・・演算制御部  A・・・撮像
視野山 願 人 ヤンマー農機株式会社 代理人 弁理士 河 野  登 夫 潴 2I¥1 慟  便] 顎 5 圓 段  イリ植 第 6 図 手続補正書(方式) 昭和62年10月30日 昭和61年特許願第141608号 2、発明の名称 イメージセンサの画像信号処理方法 3、補正をする者 事件との関係 特許用11i人 所在地 大阪市北区茶屋町1番32号 名 称 (685)ヤンマー農機株式会社代表者山岡淳
男 4、代理人 住 所 ■543大阪市天王寺区四天王寺1丁目14番
22号 日進ビル207号 7、補正の内容 明細書筒17頁5行目に「第2は」とあるのを「第2図
は」と訂正する。 以上
The drawings show one embodiment of the present invention, and FIG. 1 is an external perspective view of a harvester equipped with an image sensor according to the method of the present invention as a steering sensor, FIG. 2 is a schematic diagram of reaping work, and FIG. 3 4 is a block diagram of the steering control system, FIG. 4 is a flowchart showing the control contents of the arithmetic control section, and FIGS. 5 and 6 are schematic diagrams showing the imaging results of the steering sensor. 1...Roller that runs 6...Reaping part 7...
Steering sensor 8... Image signal processing section 9... Steering control section 10β, 10r... Clutch cylinder 7
0... Floodlight 83... Arithmetic control unit A... Imaging field of vision Yamanoya Yanmar Agricultural Machinery Co., Ltd. agent Patent attorney Noboru Kawano 2I ¥1 慟 下] Jaw 5 Round step Illustrated Figure 6 Procedure Written amendment (method) October 30, 1988 Patent Application No. 141608 2, Title of the invention Image signal processing method for image sensor 3, Relationship with the case of the person making the amendment Location of the 11i person for patent Location Kita, Osaka City 1-32 Chayamachi, Ward Name (685) Yanmar Agricultural Machinery Co., Ltd. Representative Atsuo Yamaoka 4, Agent Address ■543 Nisshin Building 207-7, 1-14-22 Shitennoji, Tennoji-ku, Osaka City Details of amendments In the 5th line of page 17 of the bookshelf, the text ``The second one'' has been corrected to ``The second figure is''. that's all

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、農業機械に装備したイメージセンサにて撮像した画
像の画像信号を2値化処理し、2値化後の画像データに
基づいて各種制御を実行する場合のイメージセンサの画
像信号処理方法において、 前記イメージセンサの画像の明るさに応じ て照明を点灯又は消灯する一方、照明が点灯されている
場合には、前記2値化後の画像データを反転することを
特徴とするイメージセンサの画像処理方法。
[Claims] 1. An image sensor for performing binarization processing on an image signal of an image captured by an image sensor installed in an agricultural machine and executing various controls based on the binarized image data. The image signal processing method is characterized in that a light is turned on or off depending on the brightness of the image of the image sensor, and when the light is turned on, the binarized image data is inverted. An image processing method for image sensors.
JP61141608A 1986-06-17 1986-06-17 Grain culm identification method in harvester Expired - Lifetime JPH07114495B2 (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6332411A (en) * 1986-07-24 1988-02-12 井関農機株式会社 Direction control unit of combine
JP2011072259A (en) * 2009-09-30 2011-04-14 Yanmar Co Ltd Combine harvester

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JPS60239189A (en) * 1984-05-12 1985-11-28 Kubota Ltd Method for separating and identifying object

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