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JP7587503B2 - Harvester and its automatic operation method - Google Patents
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JP7587503B2 - Harvester and its automatic operation method - Google Patents

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Description

本発明は、農業機械の自動運転の分野に関し、特にハーベスター及びその自動運転方法に関する。 The present invention relates to the field of automatic operation of agricultural machinery, and in particular to a harvester and its automatic operation method.

ハーベスターは、稲、麦などの農作物の実及び藁を収穫する作物収穫機械であり、また、草刈り機、野菜や果物などの他の農作物を収穫する機械設備を含む。穀物ハーベスターは、農作物を刈る一体化機械であり、1回の作業によって、刈り、脱穀を行い、穀物を貯蔵室に集めてから、コンベアを介して搬送車に輸送することができる。果物や野菜類の収穫機械は、1回の作業によって、農地内の野菜や果物を刈り、収穫し果実を茎と分離処理し、次に分類処理を行うことができる。 Harvesters are crop harvesting machines that harvest the berries and straw of crops such as rice and wheat, and also include mowers and machinery and equipment for harvesting other crops such as vegetables and fruit. Grain harvesters are integrated crop harvesting machines that can cut and thresh crops in one operation, collect the grain in a storage room, and then transport it to a carrier vehicle via a conveyor. Fruit and vegetable harvesting machines can cut and harvest vegetables and fruit in a field, separate the fruit from the stems, and then sort it in one operation.

ハーベスターは、収穫作業の実行時に、農作物の高さ、成熟状況、実の充実度などの状況に応じて、前記ハーベスターの作業パラメータを調整するように、圃場における農作物と圃場作業エリアとを常に観察する必要がある。農業機械設備が農地内において作業する時に、農地の作業状況及び農地内の作物の成長状況をリアルタイムに判断し、農業機械設備の運転を操作し、作業システムの複雑な運転状況を調整する必要がある。現在、専門技術を持つ機械操作者しか行うことができない。農業機械設備は、農地内において作業する時に、農地の作業済み領域、未作業領域、及び境界範囲などの多くの要素を配慮して、作業時には、農作物の状況に応じて車両の運転をリアルタイムに調整し、作業のパラメータを調整する必要がある。運転中において、複雑な作業環境を考慮する必要があるため、従来技術の農業機械は、操作者がリアルタイムな農地作物の情報に応じて前記農業機械設備の運転を調整する必要がある。手動で操作することで、前記農業機械設備の作業を制御すると、判断誤差が生じる確率が高く、機械設備が作業中において故障する確率が高い。 When performing harvesting work, the harvester needs to constantly observe the crops in the field and the field work area so as to adjust the work parameters of the harvester according to the height, maturity, fullness, etc. of the crops. When agricultural machinery works in the field, it is necessary to judge the work status of the field and the growth status of the crops in the field in real time, operate the operation of the agricultural machinery, and adjust the complex operation status of the work system. Currently, only machine operators with specialized skills can do this. When agricultural machinery works in the field, it is necessary to take into account many factors such as the worked area, unworked area, and boundary range of the field, and adjust the operation of the vehicle in real time according to the status of the crops during work and adjust the work parameters. Since it is necessary to take into account the complex work environment during operation, the conventional agricultural machinery requires the operator to adjust the operation of the agricultural machinery according to real-time information on the crops on the field. When the work of the agricultural machinery is controlled by manual operation, there is a high probability of judgment errors occurring and a high probability of the machinery breaking down during work.

この従来技術のハーベスターに、以下の少なくとも1つの欠陥が存在する。先ず、ハーベスターは、作業時に、ハーベスター本体自体の振動及び農地土地の凹凸により、前記ハーベスター本体が上下に揺れるため、前記ハーベスター本体に設けられたカメラ装置が安定した位置の画像を撮影できなくなってしまう。従って、前記撮像装置によって取得された画像は、ぼやけており、インテリジェント作業及び自動運転に情報支援を提供することができない。また、従来技術の撮像装置は、前記ハーベスター本体に固定して取り付けられるように設けられ、単一方向の画像、例えば、前記ハーベスターの前方の画像しか取得できず、状況に応じて前記撮像装置の撮影方向及び位置を調整することができない。また、従来技術の移動撮像装置又は固定撮像装置、例えば、無人機の撮像装置又は農地に固定される撮像装置は、前記ハーベスターの周囲の画像を撮影した後に前記ハーベスター本体に伝送し、前記ハーベスター本体が前記撮像装置によって撮影された画像を読み取る。画像撮影がよく映らない問題はある程度解決されたが、画像は、撮像装置自体又は無人機の位置を基準として撮影され、前記ハーベスター自体の視点から画像を取得することはできない。従って、取得された画像はよく認識されない。 This conventional harvester has at least one of the following defects. First, during operation, the harvester body shakes up and down due to the vibration of the harvester body itself and the unevenness of the farmland, so the camera device installed on the harvester body cannot capture images in a stable position. Therefore, the images captured by the imaging device are blurred and cannot provide information support for intelligent work and automatic driving. In addition, the imaging device of the conventional technology is fixedly attached to the harvester body, and can only capture images in a single direction, for example, an image in front of the harvester, and cannot adjust the shooting direction and position of the imaging device according to the situation. In addition, the mobile imaging device or fixed imaging device of the conventional technology, for example, an imaging device of a drone or an imaging device fixed to farmland, captures images around the harvester and then transmits them to the harvester body, and the harvester body reads the images captured by the imaging device. Although the problem of poor image capture has been resolved to some extent, images are captured based on the position of the imaging device itself or the drone, and images cannot be captured from the perspective of the harvester itself. Therefore, the captured images are not easily recognizable.

従来技術の農業機械設備は、作業時に、通常、設定された作業経路の不正確さにより、作業に誤差が生じ、ひいては機械故障に至る。また、PTKを用いる衛星測位は、農業機械に対する性能要求が高く、必要な製造コストとメンテナンスコストが比較的高いため、このような従来の自動運転の測位方式は、従来の農業機械設備の自動運転モードには適用されない。
<先行技術文献>
<特許文献>
<特許文献1> 特開2018-101860号公報
<特許文献2> 特開2014-171457号公報
In the agricultural machinery of the prior art, the inaccuracy of the set working path usually causes errors in the work, which leads to machine failure. In addition, the satellite positioning using PTK has high performance requirements for the agricultural machinery, and the manufacturing and maintenance costs are relatively high, so such a conventional automatic driving positioning method is not applicable to the automatic driving mode of the conventional agricultural machinery.
<Prior Art Literature>
<Patent Documents>
<Patent Document 1> JP 2018-101860 A
<Patent Document 2> JP 2014-171457 A

本発明の1つの主な利点は、ハーベスター及びその自動運転方法を提供することであり、前記ハーベスターは、撮影した少なくとも1つの視覚的画像に基づいて、前記画像中の農地領域を認識する。 One main advantage of the present invention is to provide a harvester and method for automatic operation thereof, in which the harvester recognizes an area of farmland in at least one captured visual image based on the image.

本発明の別の利点は、ハーベスター及びその自動運転方法を提供することであり、前記ハーベスターは、撮影した少なくとも1つの視覚的画像に基づいて前記画像中の作物の種類、高さ、成熟状況などの作物情報を認識する。 Another advantage of the present invention is to provide a harvester and method for automatic operation thereof, in which the harvester recognizes crop information, such as type, height, and maturity of the crop in at least one captured visual image based on the captured visual image.

本発明の別の利点は、ハーベスター及びその自動運転方法を提供することであり、前記ハーベスターは、前記視覚的画像に基づいて前記視覚的画像中の未作業領域、作業済み領域、及び農地境界領域を認識することで、認識した前記領域に基づいて、ハーベスターの走行経路を制御する。 Another advantage of the present invention is to provide a harvester and an automatic driving method thereof, in which the harvester recognizes unworked areas, worked areas, and farmland boundary areas in the visual image based on the visual image, and controls the travel path of the harvester based on the recognized areas.

本発明の別の利点は、ハーベスター及びその自動運転方法を提供することであり、前記ハーベスターは、前記視覚的画像に基づいて前記画像中の作物の情報を認識し、前記画像中の認識情報に基づいてハーベスターの作業パラメータを調整し、前記ハーベスターの作業品質、効率を向上させる。 Another advantage of the present invention is to provide a harvester and an automatic operation method thereof, in which the harvester recognizes crop information in the visual image based on the image, and adjusts the operation parameters of the harvester based on the recognized information in the image, thereby improving the operation quality and efficiency of the harvester.

本発明の別の利点は、ハーベスター及びその自動運転方法を提供することであり、前記ハーベスターの画像取得装置は、雲台撮像装置であり、前記雲台撮像装置は、振れ防止撮影機能を有し、前記ハーベスターが視覚的画像を取得する精度、安定性を向上させる。 Another advantage of the present invention is to provide a harvester and an automatic operation method thereof, in which the image acquisition device of the harvester is a camera-head imaging device, and the camera-head imaging device has an anti-shake imaging function, thereby improving the accuracy and stability of the harvester's visual image acquisition.

本発明の別の利点は、ハーベスター及びその自動運転方法を提供することであり、前記画像取得装置は、前記ハーベスターのハーベスター本体に設けられ、前記ハーベスターは、前記画像取得装置によって、前記ハーベスター本体の周囲の画像を撮影する。 Another advantage of the present invention is to provide a harvester and an automatic operation method thereof, in which the image capture device is provided on the harvester body of the harvester, and the harvester captures images of the surroundings of the harvester body using the image capture device.

本発明の別の利点は、ハーベスター及びその自動運転方法を提供することであり、前記画像取得装置は、前記ハーベスターのハーベスター本体に設けられ、前記画像取得装置は、前記ハーベスター本体に設けられ、前記ハーベスター本体の視野位置を基準として、少なくとも1つの視覚的画像又は視覚的映像を撮影することで、撮影した映像情報に基づいて前記ハーベスター本体の周囲の情報を認識する。 Another advantage of the present invention is to provide a harvester and an automatic operation method thereof, in which the image acquisition device is provided on the harvester body of the harvester, and the image acquisition device is provided on the harvester body, and captures at least one visual image or visual video based on the field of view position of the harvester body, thereby recognizing information about the surroundings of the harvester body based on the captured video information.

本発明の別の利点は、ハーベスター及びその自動運転方法を提供することであり、前記画像取得装置は、前記ハーベスター本体の位置を基準として、調整されながら、異なる角度及び異なる方向の画像を撮影することで、前記ハーベスター本体の異なる方向の画像を取得する。 Another advantage of the present invention is to provide a harvester and an automatic operation method thereof, in which the image capture device captures images at different angles and in different directions while being adjusted based on the position of the harvester body, thereby capturing images of the harvester body in different directions.

本発明の別の利点は、ハーベスター及びその自動運転方法を提供することであり、前記画像取得装置は、機械雲台カメラ又は電子雲台カメラであり、前記画像取得装置によって前記視覚的画像の安定性が向上される。 Another advantage of the present invention is to provide a harvester and an automatic operation method thereof, wherein the image capture device is a mechanical or electronic camera, and the image capture device enhances the stability of the visual image.

本発明の別の利点は、ハーベスター及びその自動運転方法を提供することであり、前記ハーベスターの経路計画システムは、現在の車両の測位情報、画像処理システムによって認識された情報及びナビゲーションシステムの情報に基づいて経路を自動的に計画する。 Another advantage of the present invention is to provide a harvester and an automatic driving method thereof, in which a route planning system of the harvester automatically plans a route based on current vehicle positioning information, information recognized by an image processing system, and information from a navigation system.

本発明の別の利点は、ハーベスター及びその自動運転方法を提供することであり、前記ハーベスターは、前記視覚的画像によって認識された前記領域に基づいて、前記ハーベスターの走行経路及び作業経路を計画する。 Another advantage of the present invention is to provide a harvester and an automated operation method thereof, in which the harvester plans a travel path and a work path for the harvester based on the area recognized by the visual image.

本発明の別の利点は、ハーベスター及びその自動運転方法を提供することであり、前記ハーベスターの画像取得装置は、周囲の農地の前記視覚的画像をリアルタイムに取得し、前記ハーベスター計画の経路ナビゲーション情報をリアルタイムに更新する。 Another advantage of the present invention is to provide a harvester and method for automated operation thereof, in which an image capture device of the harvester captures the visual images of the surrounding farmland in real time and updates the route navigation information of the harvester plan in real time.

本発明の別の利点は、ハーベスター及びその自動運転方法を提供することであり、前記ハーベスターは、前記画像取得装置によって画像をリアルタイムに撮影し、前記視覚的画像中の前記領域を認識し、領域の変化に応じて、前記ハーベスターの作業経路をリアルタイムに更新又は調整し、前記ハーベスターの作業品質を向上させる。 Another advantage of the present invention is to provide a harvester and an automatic operation method thereof, in which the harvester captures an image in real time using the image capture device, recognizes the area in the visual image, and updates or adjusts the work path of the harvester in real time in response to changes in the area, thereby improving the work quality of the harvester.

本発明の別の利点は、ハーベスター及びその自動運転方法を提供することであり、前記ハーベスターの前記画像処理システムは、取得された前記視覚的画像情報に基づいて、画像分割技術を用いて画像中の前記未作業領域、前記作業済み領域、及び前記農地境界領域を認識し、隣接する2つの領域の境界を分割する。 Another advantage of the present invention is to provide a harvester and an automatic operation method thereof, in which the image processing system of the harvester recognizes the unworked area, the worked area, and the farmland boundary area in the image using image segmentation techniques based on the acquired visual image information, and segments the boundary between two adjacent areas.

本発明の別の利点は、ハーベスター及びその自動運転方法を提供することであり、前記ハーベスターの前記画像処理システムが取得された前記視覚的画像情報に基づいて、画像分割技術を用いて画像中の農作物の種類、高さ、実の充実度などの植物情報を認識することで、前記ハーベスターの作業システムが農作物の情報に基づいて作業パラメータを調整する。 Another advantage of the present invention is to provide a harvester and an automatic operation method thereof, in which the image processing system of the harvester uses image segmentation technology to recognize plant information such as the type, height, and fruit fullness of the crop in the image based on the acquired visual image information, and the operation system of the harvester adjusts operation parameters based on the crop information.

本発明の別の利点は、ハーベスター及びその自動運転方法を提供することであり、前記ハーベスターの前記画像処理システムが取得された画像情報に基づいて前記画像中の領域境界を認識することで、前記経路計画システムが認識された前記領域境界に基づいて車両走行経路を計画する。 Another advantage of the present invention is to provide a harvester and an automatic driving method thereof, in which the image processing system of the harvester recognizes area boundaries in the image based on acquired image information, and the route planning system plans a vehicle driving route based on the recognized area boundaries.

本発明の別の利点は、ハーベスター及びその自動運転方法を提供することであり、前記ハーベスターにとって、高精度な衛星測位が不要であり、自動運転機械の生産製造難度を低減させるとともに、機械のメンテナンスコストを低減させる。 Another advantage of the present invention is that it provides a harvester and an automatic operation method thereof, which does not require highly accurate satellite positioning for the harvester, reducing the difficulty of producing and manufacturing an automatic operation machine and reducing the maintenance costs of the machine.

本発明の別の利点は、ハーベスター及びその自動運転方法を提供することであり、前記ハーベスターは、前記画像処理システムによって出力された領域分割情報に基づいて、経路計画を行うことで、自動運転及び自動運転作業を実現する。 Another advantage of the present invention is that it provides a harvester and an automatic driving method thereof, in which the harvester realizes automatic driving and automatic driving operations by performing route planning based on the area segmentation information output by the image processing system.

本発明の他の利点及び特徴は、以下の詳細な説明にて、十分に示され、添付の特許請求の範囲に特に示された手段及び装置の組み合わせによって実現される。 Other advantages and features of the present invention are set forth fully in the following detailed description and are realized by the combination of means and apparatus particularly pointed out in the appended claims.

本発明の一態様によれば、前述目的、その他の目的及び利点を実現できる本発明のハーベスターであって、
ハーベスター本体と、
前記ハーベスター本体に設けられ、前記ハーベスター本体の周囲の画像を撮影する少なくとも1つの画像取得装置と、
前記画像取得装置によって撮影された画像に基づいて前記映像中の農地情報を認識する画像処理システムと、を含み、
前記ハーベスター本体は、前記画像処理システムによって認識された前記農地情報に基づいて運転を自動的に制御する。
According to one aspect of the present invention, the above objects and other objects and advantages are attained by a harvester of the present invention, comprising:
A harvester body;
At least one image capture device provided on the harvester body for capturing images of the surroundings of the harvester body;
an image processing system that recognizes farmland information in the video based on the image captured by the image capture device;
The harvester body automatically controls its operation based on the farmland information recognized by the image processing system.

本発明の一実施例によれば、前記ハーベスターは、前記画像処理システムによって認識された前記農地情報に基づいて、少なくとも1つの走行計画経路を計画する経路計画システムをさらに含み、前記ハーベスター本体は、前記経路計画システムにより計画された前記走行計画経路に従って運転を制御する。 According to one embodiment of the present invention, the harvester further includes a route planning system that plans at least one travel plan route based on the farmland information recognized by the image processing system, and the harvester body controls operation according to the travel plan route planned by the route planning system.

本発明の一実施例によれば、前記画像処理システムは、画像分割認識技術を用いて前記画像中の農地の情報を認識し、認識した情報に基づいて前記画像中の農地領域を計画する。 According to one embodiment of the present invention, the image processing system recognizes farmland information in the image using image segmentation recognition technology, and plans the farmland area in the image based on the recognized information.

本発明の一実施例によれば、前記画像処理システムが画像分割認識技術を用いて前記画像中の農作物情報を認識することによって、前記ハーベスター本体が認識された情報に基づいて作業パラメータを自動的に調整する。 According to one embodiment of the present invention, the image processing system uses image segmentation recognition technology to recognize crop information in the image, and the harvester body automatically adjusts operation parameters based on the recognized information.

本発明の一実施例によれば、前記画像取得装置は、振れ防止雲台撮像装置であり、前記ハーベスター本体に搭載され、前記ハーベスター本体の位置を基準として、前記ハーベスター本体の周囲の画像を写真撮影する。 According to one embodiment of the present invention, the image capture device is a shake-proof camera head imaging device that is mounted on the harvester body and photographs an image of the surroundings of the harvester body based on the position of the harvester body.

本発明の一実施例によれば、前記画像取得装置は、機械的振れ防止雲台装置であり、雲台と少なくとも1つのビデオカメラとを含み、前記雲台により前記ビデオカメラが前記ハーベスター本体に取り付けられ、前記ビデオカメラは、前記雲台に設けられ、平衡状態を維持するように、前記雲台を介して支持される。 According to one embodiment of the present invention, the image capture device is a mechanical shake-proof head device, and includes a head and at least one video camera, the video camera is attached to the harvester body by the head, and the video camera is mounted on the head and supported via the head so as to maintain a balanced state.

本発明の一実施例によれば、前記画像取得装置は、電子雲台装置であり、レンズの視点及びズームを制御し、それにより、前記画像取得装置のレンズの撮影振れを防止する。 According to one embodiment of the present invention, the image capture device is an electronic camera head device that controls the viewpoint and zoom of the lens, thereby preventing camera shake of the lens of the image capture device.

本発明の一実施例によれば、前記画像取得装置は、前記ハーベスター本体の前部、前記ハーベスター本体の最上部、前記ハーベスター本体の左側、右側、又は前記ハーベスター本体の後部に設けられる。 According to one embodiment of the present invention, the image capture device is provided at the front of the harvester body, at the top of the harvester body, on the left side of the harvester body, on the right side of the harvester body, or at the rear of the harvester body.

本発明の一実施例によれば、前記画像処理システムは、
前記画像を複数のピクセル領域に分割し、各前記ピクセル領域が少なくとも1つの画素ユニットを含む画像分割モジュールと、
前記ピクセル領域の前記画素ユニットに基づいて、ピクセル領域のそれぞれに対応する特徴を抽出する特徴化モジュールと、
前記ピクセル領域の特徴に基づいて前記画像の領域を認識して区画する領域区画モジュールと、をさらに含む。
According to one embodiment of the present invention, the image processing system comprises:
an image segmentation module for segmenting the image into a plurality of pixel regions, each pixel region including at least one pixel unit;
a characterization module for extracting features corresponding to each of the pixel regions based on the pixel units of the pixel regions;
and a region partitioning module for recognizing and partitioning regions of the image based on characteristics of the pixel regions.

本発明の一実施例によれば、前記ハーベスターは、測位装置と、ナビゲーションシステムとをさらに含み、前記測位装置及び前記ナビゲーションシステムは、前記ハーベスター本体に設けられ、前記測位装置は、前記ハーベスター本体の位置情報を取得し、前記ナビゲーションシステムは、前記穀物処理本体にナビゲーション情報を提供する。 According to one embodiment of the present invention, the harvester further includes a positioning device and a navigation system, the positioning device and the navigation system are provided in the harvester body, the positioning device acquires position information of the harvester body, and the navigation system provides navigation information to the grain processing body.

本発明の一実施例によれば、前記経路計画システムは、
前記農地の境界領域を設定して前記農地の作業領域及び前記作業境界を得る作業領域設定モジュールと、
走行経路計画モジュールと、をさらに含み、前記画像処理システムは、前記前記ハーベスター本体の測位情報に基づいて、前記画像の領域計画情報、及び前記ナビゲーションシステムのナビゲーション情報を認識し、少なくとも1つの走行計画経路を得る。
According to one embodiment of the present invention, the route planning system comprises:
a working area setting module for setting a boundary area of the farmland to obtain a working area and the working boundary of the farmland;
and a driving route planning module, wherein the image processing system recognizes area planning information of the image and navigation information of the navigation system based on positioning information of the harvester body, to obtain at least one driving planned route.

本発明の一実施例によれば、前記ハーベスター本体は、車両本体と、前記車両本体に設けられる少なくとも1つの作業システムと、運転制御システムとを含み、前記車両本体は、前記作業システムを駆動して運転させ、前記運転制御システムは、前記車両本体の運転及び前記作業システムの作業パラメータを制御する。 According to one embodiment of the present invention, the harvester body includes a vehicle body, at least one work system provided on the vehicle body, and an operation control system, the vehicle body drives and operates the work system, and the operation control system controls the operation of the vehicle body and the work parameters of the work system.

本発明の一実施例によれば、前記運転制御システムは、前記画像処理システムによって認識され前記画像取得装置によって撮影された画像の情報を取得し、前記車両本体の走行経路を自動的に制御し、前記作業システムの作業パラメータを制御することで、無人自動運転及び刈り作業を実現する。 According to one embodiment of the present invention, the driving control system acquires information on images recognized by the image processing system and captured by the image capture device, automatically controls the travel path of the vehicle body, and controls the work parameters of the work system, thereby achieving unmanned automatic driving and mowing work.

本発明の他の態様によれば、本発明は、ハーベスターの自動運転方法をさらに提供し、前記自動運転方法は、
少なくとも1つの画像を取得し、前記画像中の農地領域及び農地境界を認識するステップ(a)と、
前記認識情報に基づいて、少なくとも1つの走行計画経路を計画するステップ(b)と、
前記ハーベスター本体を制御して前記走行計画経路に従って自動的に走行させるステップ(c)と、を含む。
According to another aspect of the present invention, there is further provided an automatic operation method for a harvester, the automatic operation method comprising:
(a) acquiring at least one image and recognizing farmland areas and farmland boundaries in said image;
(b) planning at least one travel plan route based on the recognition information;
and (c) controlling the harvester body to automatically travel along the travel planned route.

本発明の一実施例によれば、上記自動運転方法のステップ(a)は、前記画像中の農地内の農作物に対応する情報を認識するステップをさらに含み、前記農作物の情報は、農作物種類、農作物の高さ、実の充実度などの情報を含む。 According to one embodiment of the present invention, step (a) of the autonomous driving method further includes a step of recognizing information corresponding to the crops in the farmland in the image, the information on the crops including the type of crop, the height of the crop, the fullness of the fruit, etc.

本発明の一実施例によれば、上記自動運転方法ステップ(b)は、
前記画像の農地に対応する領域及び境界を認識・区画するステップ(b.1)と、
認識された前記領域に基づいて、少なくとも1つの走行計画経路を計画するステップ(b.2)と、をさらに含む。
According to one embodiment of the present invention, the autonomous driving method step (b) comprises:
(b.1) recognizing and demarcating areas and boundaries of said image corresponding to agricultural fields;
and (b.2) planning at least one driving plan route based on the recognized area.

本発明の一実施例によれば、上記自動運転方法のステップ(b.1)は、画像分割技術を用いて前記画像を分割し、前記画像の領域を認識・区画するステップをさらに含む。 According to one embodiment of the present invention, step (b.1) of the autonomous driving method further includes a step of segmenting the image using an image segmentation technique and recognizing and partitioning regions of the image.

本発明の一実施例によれば、上記自動運転方法のステップ(b)では、前記画像処理システムは、画像分割技術を用いて前記画像情報を分割し、前記画像の領域を、前記未作業領域、前記作業済み領域、及び前記農地境界領域に認識・区画する。 According to one embodiment of the present invention, in step (b) of the autonomous driving method, the image processing system uses an image segmentation technique to segment the image information and recognize and divide the image area into the unworked area, the worked area, and the farmland boundary area.

本発明の一実施例によれば、前記自動運転方法のステップ(b.1)は、
前記画像を複数の前記ピクセル領域に分割し、前記ピクセル領域の画素値をアレイに正規化するステップと、
アレイのそれぞれに対応する前記ピクセル領域の特徴を抽出するステップと、
前記ピクセル領域に対応する特徴に基づいて、前記画像の分類ラベルを出力するステップと、をさらに含む。
According to one embodiment of the present invention, step (b.1) of the autonomous driving method comprises:
Dividing the image into a plurality of said pixel regions and normalizing pixel values of said pixel regions into an array;
extracting features of the pixel regions corresponding to each of the arrays;
and outputting a classification label for the image based on features corresponding to the pixel regions.

本発明の一実施例によれば、上記自動運転方法のステップ(b.2)は、前記ハーベスター本体の測位情報、前記画像の領域計画情報、及び前記ナビゲーションシステムのナビゲーション情報に基づいて、前記走行計画経路を計画するステップをさらに含む。 According to one embodiment of the present invention, step (b.2) of the autonomous driving method further includes a step of planning the driving plan route based on positioning information of the harvester body, area planning information of the image, and navigation information of the navigation system.

本発明の一実施例によれば、上記自動運転方法は、前記画像処理システムによって認識された領域区画及び領域境界範囲が前の領域境界範囲と一致するか否かを比較し、一致しない場合、前記画像に対応する領域区画及び領域境界範囲を調整し、一致する場合、領域区画及び境界範囲を不変に維持するステップ(b.3)をさらに含む。 According to one embodiment of the present invention, the autonomous driving method further includes a step (b.3) of comparing whether the area division and area boundary range recognized by the image processing system match the previous area boundary range, adjusting the area division and area boundary range corresponding to the image if they do not match, and maintaining the area division and boundary range unchanged if they match.

本発明の一実施例によれば、上記自動運転方法は、前記画像の認識情報に基づいて、前記ハーベスター本体の作業システムの作業パラメータを調整するステップ(d)をさらに含む。 According to one embodiment of the present invention, the automatic driving method further includes a step (d) of adjusting the operation parameters of the operation system of the harvester body based on the image recognition information.

以下の説明及び図面についての理解を通して、本発明のさらなる目的及び利点は、十分に示される。 Further objects and advantages of the present invention will become apparent through a consideration of the following description and drawings.

本発明のこれら目的、他の目的、特徴及び利点は、以下の詳細な説明、図面及び特許請求の範囲を通して十分に示される。 These and other objects, features and advantages of the present invention will be fully explained through the following detailed description, drawings and claims.

本発明の第1の好適な実施例によるハーベスターのシステムの模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a harvester system according to a first preferred embodiment of the present invention; 本発明の上記好適な実施例による前記ハーベスターが画像を取得する模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram of the harvester acquiring images according to the preferred embodiment of the present invention; 本発明の上記好適な実施例による前記ハーベスターによって取得された1つの画像の模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram of one image captured by the harvester according to the preferred embodiment of the present invention; 本発明の上記好適な実施例による前記ハーベスターによって取得された別の画像の模式図である。FIG. 13 is a schematic diagram of another image captured by the harvester according to the preferred embodiment of the present invention. 本発明の上記好適な実施例による前記ハーベスターによって取得された別の画像の模式図である。FIG. 13 is a schematic diagram of another image captured by the harvester according to the preferred embodiment of the present invention. 本発明の上記好適な実施例による前記ハーベスターの画像処理システムが前記画像領域を分割して認識する模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing how the image processing system of the harvester according to the preferred embodiment of the present invention divides and recognizes the image area. 本発明の上記好適な実施例による前記ハーベスターの前記画像処理システムが前記画像領域を分割する模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram of the image processing system of the harvester according to the preferred embodiment of the present invention dividing the image region; 本発明の上記好適な実施例による前記ハーベスターの前記画像処理システムのブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of the image processing system of the harvester according to the preferred embodiment of the present invention. 本発明の上記好適な実施例による前記ハーベスターの前記画像処理システムが前記画像領域特徴を抽出して認識する模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram of the image processing system of the harvester according to the preferred embodiment of the present invention extracting and recognizing the image region features. 本発明の上記好適な実施例による前記ハーベスターの前記画像処理システムによって出力された前記画像の領域分割の模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram of region segmentation of the image output by the image processing system of the harvester according to the preferred embodiment of the present invention. 本発明の上記好適な実施例による前記ハーベスターの前記画像処理システムによって出力された前記画像の領域分割の境界線の分割変化の模式図である。FIG. 13 is a schematic diagram of the division changes of boundary lines of the region division of the image output by the image processing system of the harvester according to the preferred embodiment of the present invention. 本発明の上記好適な実施例による前記ハーベスターの自動運転シーンの模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram of an automatic operation scene of the harvester according to the preferred embodiment of the present invention. 本発明の上記好適な実施例による前記ハーベスターの経路計画システムの模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram of the harvester path planning system according to the preferred embodiment of the present invention; 本発明の上記好適な実施例による前記ハーベスターの前記経路計画システムによって生成された農地経路の計画模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram of a farmland path plan generated by the path planning system of the harvester according to the preferred embodiment of the present invention; 本発明の上記好適な実施例による前記ハーベスターの前記経路計画システムが走行経路を調整する模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram of the route planning system of the harvester adjusting a travel route according to the preferred embodiment of the present invention; 本発明の第2の好適な実施例による画像取得装置付きのハーベスターの全体構造の模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram of the overall structure of a harvester with an image capture device according to a second preferred embodiment of the present invention; 本発明の上記好適な実施例による前記ハーベスターの前記画像取得装置が画像を撮影する模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram of the image capture device of the harvester according to the preferred embodiment of the present invention taking images. 本発明の上記好適な実施例による前記ハーベスターの前記画像取得装置の構造模式図であり、前記画像取得装置は、機械雲台装置として実施される。FIG. 2 is a structural schematic diagram of the image capture device of the harvester according to the preferred embodiment of the present invention, the image capture device being implemented as a mechanical pan head device. 本発明の上記好適な実施例による前記ハーベスターの前記画像取得装置の取り付け位置の模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram of the mounting position of the image capture device of the harvester according to the preferred embodiment of the present invention. 本発明の上記好適な実施例による前記ハーベスターの画像処理システムが前記画像取得装置によって撮影された画像中の農地領域を認識する模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram of the image processing system of the harvester according to the preferred embodiment of the present invention recognizing farmland areas in images captured by the image capture device; 本発明の上記好適な実施例による前記ハーベスターの画像処理システムが前記画像取得装置によって撮影された画像中の農作物を認識する模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram of the image processing system of the harvester according to the preferred embodiment of the present invention recognizing agricultural crops in images captured by the image capture device; 本発明の上記好適な実施例による前記ハーベスターの前記画像取得装置の別の任意選択的な実施の形態の模式図であり、前記画像取得装置は、電子雲台装置として実施される。FIG. 2 is a schematic diagram of another optional embodiment of the image capture device of the harvester according to the preferred embodiment of the present invention, wherein the image capture device is implemented as an electronic camera head device.

以下の説明は、当業者が本発明を実施できるように、本発明を開示するために使用される。以下の説明における好ましい実施形態は単なる例であり、当業者は他の明白な変形を想到することができる。以下の説明で定義される本発明の基本原理は、他の実施形態、変形形態、改善形態、同等形態、及び本発明の精神及び範囲から逸脱しない他の技術的解決策に適用することができる。 The following description is used to disclose the present invention so that those skilled in the art can practice the present invention. The preferred embodiments in the following description are merely examples, and other obvious variations may occur to those skilled in the art. The basic principles of the present invention defined in the following description may be applied to other embodiments, modifications, improvements, equivalents, and other technical solutions that do not deviate from the spirit and scope of the present invention.

当業者は、本発明の説明において、「縦方向」、「横方向」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「頂」、「底」、「内」、「外」などのような用語により示される方位又は位置関係は、図面に示される方位又は位置関係に基づくものであり、本発明の説明及び記載の簡単化のために過ぎず、示される装置又は要素が特定方位を有したり、特定方位で構成又は操作されたりすることを指示又は示唆するものではなく、よって、上記用語は、本発明対する限定としては理解されない。 Those skilled in the art will understand that in the description of the present invention, the orientations or positional relationships indicated by terms such as "longitudinal," "lateral," "upper," "lower," "front," "rear," "left," "right," "vertical," "horizontal," "top," "bottom," "inside," "outside," and the like are based on the orientations or positional relationships shown in the drawings, are merely for the purpose of simplifying the description and explanation of the present invention, and do not indicate or suggest that the devices or elements shown have a particular orientation or are configured or operated in a particular orientation, and therefore the above terms should not be understood as limitations on the present invention.

「1つ」という用語は、「少なくとも1つ」または「1つまたは複数」として理解されるべきである。すなわち、一実施形態では、要素の数は1であり得る、そして別の実施形態では、要素の数は複数にすることができ、「1つ」という用語は数の制限として理解することはできない。 The term "one" should be understood as "at least one" or "one or more." That is, in one embodiment, the number of elements may be one, and in another embodiment, the number of elements may be multiple, and the term "one" should not be understood as a numerical limitation.

本発明の明細書の添付図面の図1~図9を参照すると、本発明の第1の好適な実施例によるハーベスター及びその自動運転方法は、以下の説明に開示されて記載され、前記ハーベスターは、穀物処理機能を有する農作物ハーベスター機械、野菜、果物収穫機械、草刈機械、及びその他の種類の刈り装置などとして実施されてもよい。本発明に記載のハーベスターのタイプは、例示的なものに過ぎず、限定するものではないことが理解され得る。前記ハーベスターは、周囲の少なくとも1つの画像を取得し、前記画像中の農地領域タイプを視覚的に認識処理し、前記画像中の農地の各種の領域のタイプ及び境界を分割する。 Referring to Figures 1 to 9 of the accompanying drawings of the present specification, a harvester and its automatic operation method according to a first preferred embodiment of the present invention are disclosed and described in the following description, and the harvester may be implemented as a crop harvester machine with grain processing function, a vegetable, fruit harvesting machine, a grass cutting machine, and other types of cutting devices. It can be understood that the types of harvesters described in the present invention are merely exemplary and not limiting. The harvester obtains at least one image of the surroundings, visually recognizes and processes farmland area types in the image, and segments the types and boundaries of various areas of the farmland in the image.

前記ハーベスターにより分割された農地の領域タイプは、少なくとも1つの作業済み領域100と、少なくとも1つの未作業領域200と、少なくとも1つの農地境界領域300とを含み、前記ハーベスターにより分割された領域タイプに基づいて、ナビゲーションシステムが車両の走行経路を計画し、無人自動運転及び無人自動運転作業を実現する。 The area types of the farmland divided by the harvester include at least one worked area 100, at least one unworked area 200, and at least one farmland boundary area 300, and the navigation system plans the vehicle's driving route based on the area types divided by the harvester, thereby realizing unmanned automatic driving and unmanned automatic driving operations.

なお、自動運転自動車が自動運転モードで車両の走行経路を認識して取得するには、正確な車両測位情報を取得する必要があり、通常、高精度な衛星測位情報を必要とし、前記自動運転自動車が高速運転状態で自動運転機能を実現するには、道路に存在する障害物情報、道路車両情報、及び道路通行人などの情報を常に更新する必要がある。本発明の前記ハーベスターによって取得された画像は、農地内の農作物穀物に対応する画像データ情報であり、前記画像は、車両の現在位置を基準として取得された前記車両の周辺の画像である。前記ハーベスターにとっては、超高精度な衛星測位情報を不要とし、一般的なメートルレベル精度の衛星測位(GPS測位又は北斗測位など)のみがあればよい。よって、前記ハーベスターによって取得されて処理された画像は、自動運転自動車と異なるため、前記ハーベスターによって形成された経路計画及び運転モードも同じではない。本発明の前記ハーベスターが前記農地の領域を視覚的に認識する機能及び自動運転機能は、自動運転自動車の認識モードと異なることが理解され得る。 In addition, in order for an autonomous vehicle to recognize and acquire the vehicle's driving route in autonomous driving mode, it is necessary to acquire accurate vehicle positioning information, which usually requires highly accurate satellite positioning information. In order for the autonomous vehicle to realize the autonomous driving function in a high-speed driving state, it is necessary to constantly update information such as obstacle information on the road, road vehicle information, and road pedestrians. The image acquired by the harvester of the present invention is image data information corresponding to the agricultural crop grains in the farmland, and the image is an image of the surroundings of the vehicle acquired based on the current position of the vehicle. The harvester does not require ultra-high accuracy satellite positioning information, and only general satellite positioning with meter-level accuracy (such as GPS positioning or Beidou positioning) is required. Therefore, since the image acquired and processed by the harvester is different from that of an autonomous vehicle, the route plan and driving mode formed by the harvester are also not the same. It can be understood that the function of the harvester of the present invention to visually recognize the area of the farmland and the autonomous driving function are different from the recognition mode of an autonomous vehicle.

図1及び図2に示すように、前記ハーベスターは、周辺の少なくとも1つの画像を取得し、取得した前記画像に基づいて認識し、前記農地に対応する領域タイプ及び領域間の境界線を分割する。前記ハーベスターは、固定点の写真撮影、ビデオ撮像、移動中の写真撮影などにより、前記ハーベスターの周辺の前記画像を取得する。前記ハーベスターが画像を取得する形態は、例示的なものに過ぎず、限定するものではないことが理解され得る。前記ハーベスターは、ハーベスター本体10と少なくとも1つの画像取得装置20とを含み、前記画像取得装置20は、前記ハーベスター本体10の周辺の少なくとも1つの画像を取得する。 As shown in Figures 1 and 2, the harvester acquires at least one image of the surroundings, and based on the acquired image, recognizes and divides the area type and the boundary between the areas corresponding to the farmland. The harvester acquires the image of the surroundings of the harvester by taking fixed point photographs, video recording, photographs on the move, etc. It can be understood that the manner in which the harvester acquires the image is merely exemplary and not limiting. The harvester includes a harvester body 10 and at least one image acquisition device 20, and the image acquisition device 20 acquires at least one image of the surroundings of the harvester body 10.

好ましくは、前記画像取得装置20は、前記ハーベスター本体10に設けられ、写真を撮影するか又はビデオを撮影することで、前記ハーベスター本体10の周辺の前記画像を取得する。さらに好ましくは、前記画像取得装置20は、前記ハーベスター本体10の前方に設けられ、前記ハーベスター本体10の前方の画像をリアルタイムに取得することができ、前記ハーベスター本体10は、前記画像取得装置20によって撮影された画像情報から認識して分割された領域に基づいて、走行経路を設定する。なお、前記画像取得装置20によって撮影された画像は、前記ハーベスター本体10の視野範囲内の画像である。つまり、前記画像取得装置20は、ハーベスター本体10の視野方向の画像を取得し、前記ハーベスター本体10に取り付けられた取り付け位置に応じて、前記ハーベスター本体10の走行方向を調整する。 Preferably, the image acquisition device 20 is provided on the harvester body 10 and acquires the image of the periphery of the harvester body 10 by taking a photograph or a video. More preferably, the image acquisition device 20 is provided in front of the harvester body 10 and can acquire an image in front of the harvester body 10 in real time, and the harvester body 10 sets a travel route based on an area recognized and divided from the image information captured by the image acquisition device 20. Note that the image captured by the image acquisition device 20 is an image within the field of view of the harvester body 10. In other words, the image acquisition device 20 acquires an image in the field of view of the harvester body 10 and adjusts the travel direction of the harvester body 10 according to the mounting position of the harvester body 10.

また、前記画像取得装置20は、前記ハーベスター本体10の走行方向での天地の視野を撮影し、前記画像は、撮影された二次元平面画像又は三次元立体画像であってもよい。前記画像取得装置20によって撮影された画像のタイプは、例示的なものに過ぎず、限定するものではないことが理解され得る。 The image capture device 20 also captures a view of the top and bottom in the direction of travel of the harvester body 10, and the image may be a captured two-dimensional planar image or a three-dimensional stereoscopic image. It can be understood that the types of images captured by the image capture device 20 are merely exemplary and not limiting.

なお、本発明の第1の好適な実施例では、前記ハーベスター本体10は、穀物ハーベスター機械として実施され、制御されながら、農地の未作業領域200まで走行して刈り作業を行い、前記未作業領域200内の水稲、コムギ、トウモロコシなどの農作物を刈る。前記ハーベスター本体10は、前記画像取得装置20によって取得された画像から分割された領域に基づいて畑において自動運転し、無人自動運転を行う。前記ハーベスター本体10のタイプは、例示的なものに過ぎず、限定するものではないことが理解され得る。 In the first preferred embodiment of the present invention, the harvester body 10 is implemented as a grain harvester machine, and while being controlled, travels to an unworked area 200 of farmland to perform harvesting work, and harvests crops such as rice, wheat, and corn in the unworked area 200. The harvester body 10 automatically drives in the field based on an area segmented from an image acquired by the image acquisition device 20, and performs unmanned automatic driving. It can be understood that the type of the harvester body 10 is merely illustrative and not limiting.

図3A~図3Cに示すように、前記画像取得装置20は、前記ハーベスター本体10の走行中において、前記ハーベスター本体10の周辺の画像をリアルタイムに取得する。図3Aは、前記ハーベスター本体10が穀物ハーベスターである場合、前記画像取得装置20によって撮影された前記画像を示す。前記穀物が収穫されたか否かに応じて、農地内の領域を少なくとも1つの未刈取領域100aと、少なくとも1つの刈取済領域200aと、少なくとも1つの農地境界領域300aとに分割し、前記刈取済領域200aは、農作物が刈られた領域であり、前記刈取済領域200a内の元の農作物が刈られた。前記未刈取領域100aは、農作物が生きている領域であり、前記未刈取領域100aには、農作物が成長している。前記農地境界領域300aは、農地内に、農作物を仕切りする畝、農地の周辺の外境界、及び農地内に存在する障害物領域であり、前記農地境界領域300aには、農作物が植えられていない。 As shown in Figures 3A to 3C, the image acquisition device 20 acquires images of the surroundings of the harvester body 10 in real time while the harvester body 10 is traveling. Figure 3A shows the image captured by the image acquisition device 20 when the harvester body 10 is a grain harvester. Depending on whether the grain has been harvested or not, the area within the farmland is divided into at least one uncut area 100a, at least one cut area 200a, and at least one farmland boundary area 300a, and the cut area 200a is an area where crops have been cut, and the original crops within the cut area 200a have been cut. The uncut area 100a is an area where crops are alive, and crops are growing in the uncut area 100a. The farmland boundary area 300a is the ridges that separate the crops within the farmland, the outer boundary around the farmland, and obstacle areas that exist within the farmland, and no crops are planted in the farmland boundary area 300a.

図3Bは、前記ハーベスター本体10が草刈機械である場合、前記画像取得装置20によって撮影された前記画像を示す。前記穀物が植えられているか否かに応じて、農地内の領域を少なくとも1つの未刈取領域100bと、少なくとも1つの刈取済領域200bと、少なくとも1つの農地境界領域300bとに分割し、前記未刈取領域100bは、農作物が刈られていない領域を表し、前記刈取済領域200bは、農作物が植えられた領域を表し、前記農地境界300bは、植えられた農作物を仕切りする畝、農地の周辺の外境界、及び農地内に存在する障害物領域である。 Figure 3B shows the image captured by the image capture device 20 when the harvester body 10 is a grass cutting machine. Depending on whether the grain is planted or not, the area within the farmland is divided into at least one uncut area 100b, at least one cut area 200b, and at least one farmland boundary area 300b, where the uncut area 100b represents an area where the crops have not been cut, the cut area 200b represents an area where the crops are planted, and the farmland boundary 300b represents the ridges separating the planted crops, the outer boundary around the farmland, and the obstacle area present within the farmland.

図3Cは、前記ハーベスター本体10が根茎類植物又は果物の収穫機械、例えば、野菜ハーベスター機械である場合、前記画像取得装置20によって撮影された前記画像を示す。前記穀物に薬液がスプレーされたか否かに応じて、農地内の領域を少なくとも1つの未収穫領域100cと、少なくとも1つの収穫済み領域200cと、少なくとも1つの農地境界領域300cとに分割する。前記未収穫領域100cは、農作物が収穫されていない領域を表し、前記収穫済み領域200cは、収穫済みの農作物領域を表し、前記農地境界300bは、植えられた農作物を仕切りする畝、農地の周辺の外境界、及び農地内に存在する障害物領域である。 Figure 3C shows the image captured by the image capture device 20 when the harvester body 10 is a harvesting machine for root-stalk plants or fruits, for example, a vegetable harvester machine. Depending on whether the crops have been sprayed with a chemical solution or not, the area in the field is divided into at least one unharvested area 100c, at least one harvested area 200c, and at least one field boundary area 300c. The unharvested area 100c represents an area where crops have not been harvested, the harvested area 200c represents an area where crops have been harvested, and the field boundary 300b represents the ridges separating planted crops, the outer boundary around the field, and obstacle areas present in the field.

図1及び図4に示すように、前記画像取得装置20によって取得された画像から、画像分割認識技術を用いて前記未作業領域100、前記作業済み領域200、及び前記農地境界領域300が認識され、前記領域間の境界線が区別される。前記ハーベスターは、画像処理システム30をさらに含み、前記画像処理システム30は、前記画像取得装置20によって取得された前記農地の前記画像に基づいて、画像分割認識技術を用いて画像から前記未作業領域100、前記作業済み領域200、及び前記農地境界領域300を認識する。 As shown in Figures 1 and 4, the unworked area 100, the worked area 200, and the farmland boundary area 300 are recognized from the image acquired by the image acquisition device 20 using image segmentation recognition technology, and the boundaries between the areas are distinguished. The harvester further includes an image processing system 30, which recognizes the unworked area 100, the worked area 200, and the farmland boundary area 300 from the image based on the image of the farmland acquired by the image acquisition device 20 using image segmentation recognition technology.

前記画像処理システム30は、画像分割認識技術を用いて前記画像中の領域及び境界を、前記ハーベスター本体10の走行前方の前記農地の領域及び境界として認識することが理解され得る。前記ハーベスター本体10は、前記画像処理システム30によって画像分割認識技術で認識した前記領域及び境界に基づいて、制御されながら、農地内の未作業領域を走行して作業する。例えば、前記ハーベスター機械の前端に設けられた前記画像取得装置20によって、ハーベスター機械の前方の農地の画像が取得され、前記画像取得装置20によって撮影された画像は、前記画像処理システム30によって分割されて認識され、前記ハーベスター機械の走行方向での農地における前記未作業領域100、前記作業済み領域200、及び前記農地境界領域300が認識されて分割される。前記ハーベスター本体10すなわちハーベスター機械のホストコンピュータは、前記画像処理システム30によって認識された領域及び境界に基づいて、車両走行経路及び刈り作業を計画する。 It can be understood that the image processing system 30 uses image segmentation recognition technology to recognize the areas and boundaries in the image as the areas and boundaries of the farmland ahead of the harvester body 10. The harvester body 10 travels and works in unworked areas of the farmland while being controlled based on the areas and boundaries recognized by the image processing system 30 using image segmentation recognition technology. For example, an image of the farmland ahead of the harvester machine is acquired by the image acquisition device 20 provided at the front end of the harvester machine, and the image captured by the image acquisition device 20 is segmented and recognized by the image processing system 30, and the unworked area 100, the worked area 200, and the farmland boundary area 300 in the farmland in the traveling direction of the harvester machine are recognized and segmented. The harvester body 10, i.e., the host computer of the harvester machine, plans a vehicle travel route and mowing work based on the areas and boundaries recognized by the image processing system 30.

前記画像処理システム30は、画像分割認識技術を用いて、前記画像取得装置20によって提供された画像中の農作物の種類、農作物の高さ、農作物の実の充実度などの情報を認識することが理解され得る。前記画像処理システム30は、認識した前記画像中の農作物の種類、農作物の高さに基づいて、農作物が刈られたか否かを判断し、認識した前記画像中の農作物の実の充実度情報に基づいて、作業パラメータを調整することができる。つまり、前記画像処理システム30は、前記画像取得装置20によって提供された画像に基づいて農地の領域タイプ及び境界を認識することができ、農地内の農作物の種類、高さ、実の充実度、農作物の成熟状況などを認識することもできる。 It can be understood that the image processing system 30 uses image segmentation recognition technology to recognize information such as the type of crop, the height of the crop, and the fullness of the fruit of the crop in the image provided by the image acquisition device 20. The image processing system 30 can determine whether the crop has been cut or not based on the type of crop and the height of the crop recognized in the image, and adjust work parameters based on the fullness of the fruit of the crop recognized in the image. In other words, the image processing system 30 can recognize the area type and boundaries of the farmland based on the image provided by the image acquisition device 20, and can also recognize the type, height, fullness of the fruit, and ripeness of the crop in the farmland.

なお、前記画像処理システム30は、閾値に基づいた分割方法、領域に基づいた分割方法、エッジに基づいた分割方法及び特定の理論に基づいた分割方法などのいずれかの分割認識方法を選択して、前記画像取得装置20によって取得された画像を分割して認識することによって、前記画像中の領域及び境界を認識する。好ましくは、前記画像処理システム30は、深層学習アルゴリズムを用いて前記画像を分割して認識し、前記画像に対して領域分割及び境界の画定を行う。つまり、前記画像処理システム30は、深層学習アルゴリズムを用いて、前記画像中の対応する農地の領域及び境界を認識することで、前記ハーベスター本体は、認識して分割された領域及び境界に従って走行して作業する。さらに好ましくは、前記画像処理システム30は、深層学習アルゴリズムが畳み込みニューラルネットワークアルゴリズムの画像分割認識技術を用いて、画像から対応する農地内の前記未作業領域100、作業済み領域200、及び前記農地境界領域300を認識する。 The image processing system 30 selects one of the segmentation recognition methods, such as a threshold-based segmentation method, an area-based segmentation method, an edge-based segmentation method, and a segmentation method based on a specific theory, to segment and recognize the image acquired by the image acquisition device 20, thereby recognizing the areas and boundaries in the image. Preferably, the image processing system 30 uses a deep learning algorithm to segment and recognize the image, and performs area segmentation and boundary definition for the image. In other words, the image processing system 30 uses a deep learning algorithm to recognize the area and boundary of the corresponding farmland in the image, and the harvester body travels and works according to the recognized and segmented area and boundary. More preferably, the image processing system 30 uses an image segmentation recognition technique of a convolutional neural network algorithm in the deep learning algorithm to recognize the unworked area 100, the worked area 200, and the farmland boundary area 300 in the corresponding farmland from the image.

なお、前記画像処理システム30が用いる処理アルゴリズムは、例示的なものに過ぎず、限定するものではない。従って、前記画像処理システム30は、さらに、他のアルゴリズムを用いて、取得された画像を分割して認識することで、画像中の農地領域及び境界を認識してもよい。 The processing algorithm used by the image processing system 30 is merely illustrative and not limiting. Therefore, the image processing system 30 may further use other algorithms to segment and recognize the acquired image, thereby recognizing farmland areas and boundaries in the image.

図5A及び図6に示すように、前記画像処理システム30は、前記画像取得装置20によって取得された前記画像を複数のピクセル領域301に分割し、各前記ピクセル領域の301に少なくとも1つの画素ユニットが含まれる。前記画像は、前記ハーベスター本体10の周囲の領域に対応することに応じて、前記画像の前記ピクセル領域301は、撮影された農地内の特定領域の農地又は農作物の画像情報に対応する。分割されて形成された各前記ピクセル領域301に対して正規化処理を行うことで、前記ピクセル領域301の前記画素ユニットを画素値に対応する数値又はアレイに正規化することが理解され得る。つまり、前記画像処理システム30は、画像の特徴を抽出し、領域を分割するために、分割した前記ピクセル領域301を対応する数値又はアレイに正規化する。 5A and 6, the image processing system 30 divides the image acquired by the image acquisition device 20 into a plurality of pixel regions 301, each of which includes at least one pixel unit. Since the image corresponds to the area around the harvester body 10, the pixel regions 301 of the image correspond to image information of a particular area of farmland or crops in the photographed farmland. It can be understood that the pixel units of the pixel regions 301 are normalized to a numerical value or array corresponding to a pixel value by performing a normalization process on each of the divided pixel regions 301. In other words, the image processing system 30 normalizes the divided pixel regions 301 to a corresponding numerical value or array in order to extract image features and divide the area.

前記画像処理システム30は、各前記ピクセル領域301に対応するアレイに基づいて、前記ピクセル領域301に対応する画像特徴を抽出する。前記画像処理システム30は、前記ピクセル領域301に対応する前記アレイに基づいて、前記ピクセル領域301に対応する画像特徴を得る。前記画像処理システム30は、二次元畳み込みニューラルネットワークなどの畳み込みニューラルネットワークアルゴリズムを用いる場合、前記畳み込みニューラルネットワークの入力層に、前記ピクセル領域301に対応する二次元アレイ又は三次元アレイを入力する。前記畳み込みニューラルネットワークの隠れ層は、入力層のアレイに対して特徴抽出を行い、特徴抽出後に特徴選択及び情報フィルタリングを行う。前記畳み込みニューラルネットワークは、前記アレイに対応する特徴に基づいて、それぞれ前記未作業領域100、作業済み領域200、及び前記農地境界領域300に対応する前記ピクセル領域301の分類ラベルを出力する。 The image processing system 30 extracts image features corresponding to the pixel regions 301 based on the arrays corresponding to each pixel region 301. The image processing system 30 obtains image features corresponding to the pixel regions 301 based on the arrays corresponding to the pixel regions 301. When the image processing system 30 uses a convolutional neural network algorithm such as a two-dimensional convolutional neural network, a two-dimensional array or a three-dimensional array corresponding to the pixel regions 301 is input to the input layer of the convolutional neural network. The hidden layer of the convolutional neural network performs feature extraction on the array in the input layer, and performs feature selection and information filtering after feature extraction. The convolutional neural network outputs classification labels of the pixel regions 301 corresponding to the unworked area 100, the worked area 200, and the farmland boundary area 300, respectively, based on the features corresponding to the arrays.

図6及び図7に示すように、前記画像処理システム30は、前記ピクセル領域301に対応するアレイの特徴を抽出することによって、前記ピクセル領域301に対応する領域特徴を認識する。前記ピクセル領域301に対応する特徴は、主に、農作物の株の高さ特徴、農地内の農作物の株の間隔、農作物の色、農地土地の色、農作物種類特徴、農地土地の特徴、農作物の実の充実度、農作物の実の数などを含む。前記画像処理システム30は、抽出した特徴に基づいて、ピクセル領域301に対応する分類ラベルを出力し、前記分類ラベルは、前記特徴情報に基づいて、前記ピクセル領域301に対応する領域タイプ及び境界線をマーキングする。 As shown in FIG. 6 and FIG. 7, the image processing system 30 recognizes region features corresponding to the pixel region 301 by extracting features of an array corresponding to the pixel region 301. The features corresponding to the pixel region 301 mainly include crop stalk height features, spacing of crop stalks in the field, crop color, field land color, crop type features, field land features, crop fruit fullness, number of crop fruits, etc. The image processing system 30 outputs a classification label corresponding to the pixel region 301 based on the extracted features, and the classification label marks the region type and boundary line corresponding to the pixel region 301 based on the feature information.

図5Bに示すように、前記画像処理システム30は、画像分割モジュール31と、特徴化モジュール32と、領域区画モジュール33とを含む。前記画像分割モジュール31は、前記画像取得モジュール20によって撮影された画像、及び画像を分割処理して形成された複数の前記ピクセル領域301を取得し、各前記ピクセル領域301は、少なくとも1つの画素ユニットを対応して含む。前記特徴化モジュール32は、深層学習アルゴリズムを用いて前記ピクセル領域301に対応する特徴タイプを抽出し、特徴を選択し、情報をフィルタリングする。前記領域区画モジュール33は、前記特徴化モジュール32によって抽出された前記ピクセル領域301に対応する特徴に基づいて、前記画像を区画することで、前記未作業領域100、作業済み領域200、及び前記農地境界領域300に対応する分類ラベルを生成する。 As shown in FIG. 5B, the image processing system 30 includes an image segmentation module 31, a characterization module 32, and an area partitioning module 33. The image segmentation module 31 acquires an image captured by the image acquisition module 20 and a plurality of pixel areas 301 formed by segmenting the image, each of which includes at least one pixel unit. The characterization module 32 uses a deep learning algorithm to extract feature types corresponding to the pixel areas 301, select features, and filter information. The area partitioning module 33 partitions the image based on the features corresponding to the pixel areas 301 extracted by the characterization module 32, thereby generating classification labels corresponding to the unworked area 100, the worked area 200, and the farmland boundary area 300.

好ましくは、前記画像分割モジュール31は、前記画像を複数の前記ピクセル領域301に分割し、各前記ピクセル領域301の大きさ、形状及び範囲が同じである。前記画像分割モジュール31は、さらに、前記画像画素閾値の大きさに基づいて分割してもよく、つまり、前記画像分割モジュール31によって分割された前記ピクセル領域301の大きさ、形状及び範囲が異なってもよいことが理解され得る。前記画像処理システム30の前記特徴化モジュール32が畳み込みニューラルネットワークアルゴリズムを用いる場合、前記画像分割モジュール31によって分割された前記ピクセル領域301は、単一の画素ユニットであることがさらに好ましい。 Preferably, the image segmentation module 31 segments the image into a plurality of pixel regions 301, each of which has the same size, shape and extent. It can be understood that the image segmentation module 31 may further segment based on the magnitude of the image pixel threshold, i.e., the pixel regions 301 segmented by the image segmentation module 31 may have different sizes, shapes and extents. When the characterization module 32 of the image processing system 30 uses a convolutional neural network algorithm, it is further preferred that the pixel regions 301 segmented by the image segmentation module 31 are single pixel units.

前記特徴化モジュール32は、ピクセル処理モジュール321と、特徴抽出モジュール322と、特徴出力モジュール323とを含み、前記ピクセル処理モジュール321は、前記ピクセル領域301内の画素ユニットに対応するアレイを処理する。つまり、前記ピクセル処理モジュール321は、前記ピクセル領域301を処理しやすいアレイに正規化する。前記特徴抽出モジュール322は、前記ピクセル処理モジュール321によって処理された前記ピクセル領域301のアレイを入力した後に、前記アレイに対応する特徴タイプを抽出し、特徴を選択し、情報をフィルタリングし、使用可能なデータを残し、干渉データを排除し、さらに特徴抽出結果がより正確になる。前記特徴出力モジュール323は、前記特徴抽出モジュール322によって抽出された特徴を出力し、前記領域区画モジュール33を介して、前記特徴出力モジュール323によって出力された特徴を組み合わせ、対応する領域の前記分類ラベルを生成する。 The characterization module 32 includes a pixel processing module 321, a feature extraction module 322, and a feature output module 323. The pixel processing module 321 processes an array corresponding to a pixel unit in the pixel region 301. That is, the pixel processing module 321 normalizes the pixel region 301 into an array that is easy to process. After inputting the array of the pixel region 301 processed by the pixel processing module 321, the feature extraction module 322 extracts a feature type corresponding to the array, selects features, filters information, keeps usable data, and eliminates interference data, so that the feature extraction result is more accurate. The feature output module 323 outputs the features extracted by the feature extraction module 322, and combines the features output by the feature output module 323 through the region partition module 33 to generate the classification label of the corresponding region.

前記領域区画モジュール33は、前記特徴化モジュール32によって抽出された前記ピクセル領域301に対応する特徴に基づいて、前記画像に対応する各領域を分割し、領域境界を設定する。従って、前記領域区画モジュール33は、領域分割モジュール331と、境界区画モジュール332とをさらに含み、前記領域分割モジュール331は、前記ピクセル領域301の特徴に基づいて異なる領域を分割し、前記境界区画モジュール332は、前記領域に対応する境界範囲を分割することで、領域の範囲を確認する。 The region partitioning module 33 divides each region corresponding to the image based on the features corresponding to the pixel regions 301 extracted by the characterization module 32, and sets region boundaries. Therefore, the region partitioning module 33 further includes a region division module 331 and a boundary division module 332, where the region division module 331 divides different regions based on the features of the pixel regions 301, and the boundary division module 332 confirms the range of the regions by dividing the boundary ranges corresponding to the regions.

前記画像取得装置20は、前記ハーベスターの前記ハーベスター本体10の走行中において、前記ハーベスター本体10の前方の視野範囲内の画像をリアルタイムに取得する。そして、前記画像処理システム30は、前記画像取得装置20によって撮影された画像をリアルタイムに取得し、画像分割認識技術を用いて、農地に対応する前記画像の領域分割及び領域境界範囲を認識する。前記画像処理システム30によって認識された領域分割及び領域境界範囲が前の領域境界範囲と一致しない場合、前記画像に対応する領域分割及び領域境界範囲を調整する。 The image acquisition device 20 acquires images in real time within the field of view in front of the harvester body 10 while the harvester body 10 of the harvester is traveling. The image processing system 30 then acquires images captured by the image acquisition device 20 in real time, and recognizes the area division and area boundary range of the image corresponding to the farmland using image division recognition technology. If the area division and area boundary range recognized by the image processing system 30 do not match the previous area boundary range, the area division and area boundary range corresponding to the image are adjusted.

図8に示すように、前記ハーベスター本体10は、走行及び作業中において、振動や走行方向のずれなどの問題が不可避に発生する。前記ハーベスター本体10の走行方向がずれたり、車両が振動するため、領域分割が変わったりする場合、前記画像処理システム30は、前記画像に対応する領域分割及び領域境界範囲をリアルタイムに更新する。 As shown in FIG. 8, problems such as vibration and deviation in running direction inevitably occur during running and operation of the harvester body 10. When the running direction of the harvester body 10 deviates or the vehicle vibrates, causing the area division to change, the image processing system 30 updates the area division and area boundary range corresponding to the image in real time.

図1に示すように、前記ハーベスターは、測位装置40と、ナビゲーションシステム50とをさらに含み、前記測位装置40は、前記ハーベスター本体10の位置測位情報を取得するために、前記ハーベスター本体10に設けられる。好ましくは、前記測位装置40は、GPS又は北斗測位装置などの衛星測位情報を用いて前記ハーベスター本体10の位置情報を取得する。前記ナビゲーションシステム50は、前記ハーベスター本体10に設けられ、前記ハーベスター本体10の走行をナビゲーションすることによって、前記ハーベスター本体10は、前記測位装置40の測位情報及び前記画像処理システム30で得られた領域計画情報、及び前記ナビゲーションシステム50のナビゲーション情報に基づいて、無人自動運転及び作業を実現する。 As shown in FIG. 1, the harvester further includes a positioning device 40 and a navigation system 50, and the positioning device 40 is provided in the harvester body 10 to acquire positioning information of the harvester body 10. Preferably, the positioning device 40 acquires the position information of the harvester body 10 using satellite positioning information such as GPS or a Beidou positioning device. The navigation system 50 is provided in the harvester body 10, and by navigating the travel of the harvester body 10, the harvester body 10 realizes unmanned automatic driving and operation based on the positioning information of the positioning device 40, the area planning information obtained by the image processing system 30, and the navigation information of the navigation system 50.

前記画像処理システム30が前記画像に基づいて得た農地の領域分割及び領域境界範囲情報などが前記ナビゲーションシステム50にリアルタイムに更新され、前記ナビゲーションシステム50のナビゲーション情報が更新されることが理解され得る。好ましくは、前記ナビゲーションシステム50は、慣性組み合わせナビゲーションシステムとして実施される。前記ナビゲーションシステム50のタイプは、例示的なものに過ぎず、限定するものではないため、その他のタイプのナビゲーション装置として実施されてもよいことが理解され得る。 It can be understood that the farmland area division and area boundary range information obtained by the image processing system 30 based on the image is updated in real time to the navigation system 50, and the navigation information of the navigation system 50 is updated. Preferably, the navigation system 50 is implemented as an inertial combined navigation system. It can be understood that the type of the navigation system 50 is merely exemplary and not limiting, and may be implemented as other types of navigation devices.

以上に対応して、前記ハーベスターの前記ハーベスター本体10は、車両本体11と、前記車両本体11に設けられた作業システム12と、運転制御システム13とを含み、前記作業システム12は、前記車両本体11により駆動されながら、刈り作業などの穀物処理作業を行う。前記運転制御システム13は、前記車両本体11の走行及び前記作業システム12の作業を制御する。なお、前記運転制御システム13は、無人運転モードと、操作運転モードとを有する。前記ハーベスターの前記無人運転モードでは、前記運転制御システム13は、前記車両本体11が自動的に運転し、前記作業システム12が作業するように制御する。一方、ハーベスターの前記操作運転モードでは、前記運転制御システムは、運転者が手動で操作することで、前記車両本体11の運転を操作し、前記作業システムの作業を制御することを可能とする。 In response to the above, the harvester body 10 of the harvester includes a vehicle body 11, a work system 12 provided on the vehicle body 11, and a driving control system 13, and the work system 12 performs grain processing work such as harvesting work while being driven by the vehicle body 11. The driving control system 13 controls the travel of the vehicle body 11 and the work of the work system 12. The driving control system 13 has an unmanned driving mode and an operational driving mode. In the unmanned driving mode of the harvester, the driving control system 13 controls the vehicle body 11 to automatically drive and the work system 12 to work. On the other hand, in the operational driving mode of the harvester, the driving control system allows the driver to manually operate the vehicle body 11 and control the work of the work system.

本発明の第1の好適な実施例では、前記ハーベスターは、ハーベスター機械であり、前記作業システム12は、刈り作業機械として実施される。前記運転制御システム13は、前記車両本体11の走行及び前記作業システム12の作業を制御する。つまり、前記運転制御システム13は、前記車両本体11の走行中において、前記作業システム12の作業パラメータの調整を制御する。前記運転制御システム13は、前記画像処理システム30によって認識された前記画像中の農作物の種類、農作物の高さ、実の充実度、農作物の茎の直径などの情報を取得し、取得した前記情報に基づいて、前記作業システム12の作業パラメータを調整し、例えば、前記作業システム12の作業速度、作業幅、作業高さを調整し、後処理のパラメータなどを調整する。 In a first preferred embodiment of the present invention, the harvester is a harvester machine, and the work system 12 is implemented as a harvesting work machine. The driving control system 13 controls the travel of the vehicle body 11 and the work of the work system 12. In other words, the driving control system 13 controls the adjustment of the work parameters of the work system 12 while the vehicle body 11 is traveling. The driving control system 13 acquires information such as the type of crop, the height of the crop, the fullness of the fruit, and the diameter of the stem of the crop in the image recognized by the image processing system 30, and adjusts the work parameters of the work system 12 based on the acquired information, for example, adjusting the work speed, work width, and work height of the work system 12, and adjusting post-processing parameters, etc.

本発明の明細書の添付図面の図9は、農地における、前記ハーベスターの無人運転及び刈り作業の実施の形態を示す。前記ハーベスター本体10の前記運転制御システム13は、前記無人運転モードでは、前記測位装置40によって提供された前記車両本体11の測位情報、前記ナビゲーションシステム50によって提供されたナビゲーション情報、及び前記画像処理システム30によって提供された領域認識情報を取得し、さらに前記車両本体11を制御して前記農地の前記未作業領域100に走行させ、穀物の刈り作業を行わせる。前記画像取得装置20は、前記ハーベスター本体10の走行及び作業中において、前記車両本体11の走行前方の前記画像をリアルタイムに取得し、前記画像処理システム30は、画像分割認識技術を用いて前記画像から領域範囲及び境界範囲を認識する。前記画像処理システム30によって得られた領域分割及び境界範囲が前の領域分割及び境界範囲と一致しない場合、前記運転制御システム13が新しいナビゲーション情報を取得して走行及び作業経路を調整するために、前記画像処理システム30は、元の領域分割及び境界範囲を置き換え、前記ナビゲーションシステム50のナビゲーションデータを更新する。 9 of the attached drawings of the specification of the present invention shows an embodiment of the unmanned operation and harvesting work of the harvester on farmland. In the unmanned operation mode, the operation control system 13 of the harvester body 10 acquires the positioning information of the vehicle body 11 provided by the positioning device 40, the navigation information provided by the navigation system 50, and the area recognition information provided by the image processing system 30, and further controls the vehicle body 11 to travel to the unworked area 100 of the farmland and perform the harvesting work. The image acquisition device 20 acquires the image of the area ahead of the vehicle body 11 in real time while the harvester body 10 is traveling and working, and the image processing system 30 recognizes the area range and boundary range from the image using image segmentation recognition technology. If the area division and boundary range obtained by the image processing system 30 do not match the previous area division and boundary range, the image processing system 30 replaces the original area division and boundary range and updates the navigation data of the navigation system 50 so that the driving control system 13 obtains new navigation information and adjusts the driving and work paths.

図10~図11Bに示すように、前記ハーベスターは、前記測位装置40によって取得された前記ハーベスター本体10の位置情報、前記画像処理システム30によって認識された前記画像の領域計画情報、及び前記ナビゲーションシステム50のナビゲーション情報に基づいて、少なくとも1つの計画経路を生成する。前記ハーベスター本体10の前記運転制御システム13は、生成された前記計画経路に従って、前記車両本体11の走行及び前記作業システム12の作業を制御する。従って、前記ハーベスターは、前記ハーベスター本体10に対して少なくとも1つの車両走行経路を計画する経路計画システム60をさらに含む。前記経路計画システム60は、前記測位装置40の測位情報、前記画像処理システム30によって認識された前記画像の領域計画情報、及び前記ナビゲーションシステム50のナビゲーション情報を取得し、取得した情報に基づいて、前記車両本体11の走行経路を計画する。 As shown in Figures 10 to 11B, the harvester generates at least one planned route based on the position information of the harvester body 10 acquired by the positioning device 40, the area planning information of the image recognized by the image processing system 30, and the navigation information of the navigation system 50. The driving control system 13 of the harvester body 10 controls the travel of the vehicle body 11 and the work of the work system 12 according to the generated planned route. Therefore, the harvester further includes a route planning system 60 that plans at least one vehicle travel route for the harvester body 10. The route planning system 60 acquires the positioning information of the positioning device 40, the area planning information of the image recognized by the image processing system 30, and the navigation information of the navigation system 50, and plans a travel route for the vehicle body 11 based on the acquired information.

図11A及び図11Bに示すように、前記経路計画システム60は、前記農地内の対応する少なくとも1つの作業領域601及び作業境界602を認識又は設定し、前記作業領域601が前記ハーベスターの最も広い作業範囲であり、前記運転制御システム13は、前記車両本体11を制御して前記作業境界602の範囲内において走行させる。前記作業領域601及び前記作業境界602については、前記画像処理システム30は、画像中の前記農地境界領域300を認識することで、前記作業領域601の最も広い領域範囲及び境界を認識してもよいことが理解され得る。又は、前記経路計画システム60は、前記ハーベスターの前記作業領域601を設定してもよい。 11A and 11B, the route planning system 60 recognizes or sets at least one corresponding work area 601 and work boundary 602 in the farmland, the work area 601 being the widest working range of the harvester, and the driving control system 13 controls the vehicle body 11 to travel within the range of the work boundary 602. It can be understood that, regarding the work area 601 and the work boundary 602, the image processing system 30 may recognize the widest range and boundary of the work area 601 by recognizing the farmland boundary area 300 in the image. Alternatively, the route planning system 60 may set the work area 601 of the harvester.

前記経路計画システム60は、前記作業領域601の最外側における前記作業境界602に基づいて、少なくとも1つの走行経路を計画する。前記経路計画システム60は、前記作業領域601の幅が前記作業システム12の作業幅より広い場合、「回」字状の走行経路、又は、「S」字状の走行経路を計画する。前記経路計画システム60により計画された走行経路の形態は、例示的なものに過ぎず、限定するものではないことが理解され得る。従って、その他の形態の走行経路も適用される。 The path planning system 60 plans at least one travel route based on the work boundary 602 at the outermost side of the work area 601. When the width of the work area 601 is wider than the work width of the work system 12, the path planning system 60 plans a "circle"-shaped travel route or an "S"-shaped travel route. It can be understood that the form of the travel route planned by the path planning system 60 is merely exemplary and not limiting. Therefore, other forms of travel routes are also applicable.

好ましくは、前記車両本体11が前記作業領域601の遠い境界まで走行すると、前記経路計画システム60は、現在の未作業領域100の範囲に基づいて、少なくとも1つの走行経路を再計画する。つまり、前記車両本体11が前記作業領域601の遠い境界まで走行すると、前記経路計画システム60は、前記車両本体11に対して前記作業領域601及び前記作業境界602を更新し、更新した前記作業領域601に基づいて新しい走行経路を計画する。 Preferably, when the vehicle body 11 travels to the far boundary of the working area 601, the route planning system 60 re-plans at least one travel route based on the extent of the current unworked area 100. In other words, when the vehicle body 11 travels to the far boundary of the working area 601, the route planning system 60 updates the working area 601 and the working boundary 602 for the vehicle body 11, and plans a new travel route based on the updated working area 601.

前記運転制御システム13は、前記車両本体11を制御し、前記経路計画システム60により計画された走行経路に従って走行させ、前記作業システム12を制御して前記作業領域401の最外側における農作物を刈らせることが理解され得る。つまり、前記運転制御システム13は、前記作業システム12が前記作業境界602に従って前記未作業領域100内の作物を刈るように制御する。 It can be understood that the driving control system 13 controls the vehicle body 11 to travel according to the travel route planned by the route planning system 60, and controls the work system 12 to mow the crops on the outermost side of the work area 401. In other words, the driving control system 13 controls the work system 12 to mow the crops in the unworked area 100 according to the work boundary 602.

図10に示すとおり、前記ハーベスターの前記経路計画システム60は、作業領域設定モジュール61と、走行経路計画モジュール62と、経路調整モジュール63とを含む。前記作業領域設定モジュール61は、前記画像処理システム30によって認識された前記画像中の前記農地の境界領域に基づいて前記農地の作業領域601及び前記作業境界602を得るか、又は、前記ハーベスター本体10が前記農地において作業する前記作業領域601及び前記作業境界602を設定する。前記ハーベスター本体10の作業により、未作業領域100及び前記作業済み領域200が変わっているため、前記作業領域設定モジュール61は、前記作業領域601の範囲及び前記作業境界602の境界線をリアルタイムに更新することで、新しい前記未作業領域100、及び前記作業済み領域200を生成する。 As shown in FIG. 10, the route planning system 60 of the harvester includes a work area setting module 61, a travel route planning module 62, and a route adjustment module 63. The work area setting module 61 obtains the work area 601 and the work boundary 602 of the farmland based on the boundary area of the farmland in the image recognized by the image processing system 30, or sets the work area 601 and the work boundary 602 in which the harvester body 10 works on the farmland. Because the unworked area 100 and the worked area 200 have changed due to the work of the harvester body 10, the work area setting module 61 generates new unworked area 100 and worked area 200 by updating the range of the work area 601 and the boundary line of the work boundary 602 in real time.

前記走行経路計画モジュール62は、前記ハーベスター本体10の測位情報、前記画像処理システム30によって認識された前記画像の領域計画情報、及び前記ナビゲーションシステム50のナビゲーション情報に基づいて、少なくとも1つの走行計画経路603を得、前記運転制御システム13は、前記車両本体11を前記走行計画経路603に従って走行するように制御する。前記経路調整モジュール63は、前記画像処理システム30によって認識された前記画像の農作物の情報に基づいて、前記ハーベスター本体10の走行方向を調整し、前記走行計画経路603とほぼ重なったり、平行したりする車両走行経路604を形成する。画像中の農作物の刈り範囲を調整すべきであることを前記画像処理システム30が認識した場合、前記経路調整モジュール63によって生成された前記車両走行経路が前記走行計画経路603から外れる。 The travel route planning module 62 obtains at least one travel planned route 603 based on the positioning information of the harvester body 10, the area planning information of the image recognized by the image processing system 30, and the navigation information of the navigation system 50, and the driving control system 13 controls the vehicle body 11 to travel according to the travel planned route 603. The route adjustment module 63 adjusts the travel direction of the harvester body 10 based on the information of the agricultural crops in the image recognized by the image processing system 30, and forms a vehicle travel route 604 that is approximately overlapping or parallel to the travel planned route 603. If the image processing system 30 recognizes that the mowing range of the agricultural crops in the image should be adjusted, the vehicle travel route generated by the route adjustment module 63 deviates from the travel planned route 603.

本発明の明細書の添付図面の図12~図16Bを参照すると、本発明の第2の好適な実施例による画像取得装置付きのハーベスターは、以下の記載に説明される。前記ハーベスターは、ハーベスター本体10と、少なくとも1つの画像取得装置20とを含み、前記画像取得装置20は、前記ハーベスター本体10に設けられ、前記ハーベスター本体10が位置する農地の画像又はビデオ映像を撮影することによって、前記ハーベスター本体10は、前記画像取得装置20によって撮影された画像又は映像情報に基づいて、走行方向及び/又は作業パラメータを制御する。前記画像取得装置20は、前記ハーベスター本体10の位置を基準として、前記ハーベスター本体10が位置する農地の周囲の農地情報を撮影する。前記画像取得装置20は、視野範囲内の画像、例えば、運転者の視野内の画像を取得し、撮影した前記画像に基づいて前記ハーベスター本体10の運転パラメータを調整し、例えば、走行経路、走行速度、作業パラメータなどを調整することが理解され得る。 With reference to Figs. 12 to 16B of the attached drawings of the specification of the present invention, a harvester with an image capture device according to a second preferred embodiment of the present invention is described below. The harvester includes a harvester body 10 and at least one image capture device 20, which is provided on the harvester body 10 and captures images or video images of the farmland on which the harvester body 10 is located, so that the harvester body 10 controls the running direction and/or work parameters based on the image or video information captured by the image capture device 20. The image capture device 20 captures farmland information around the farmland on which the harvester body 10 is located, based on the position of the harvester body 10. It can be understood that the image capture device 20 captures images within a field of view, for example, images within the field of view of the driver, and adjusts the operating parameters of the harvester body 10 based on the captured images, for example, adjusting the running path, running speed, work parameters, etc.

なお、前記画像取得装置20が前記ハーベスター本体10に搭載され、前記画像取得装置20が取得した画像及び映像情報が前記ハーベスター本体10に伝送され、前記ハーベスター本体10が前記情報に基づいて運転パラメータを調整する。前記画像取得装置20は、前記ハーベスター本体10に搭載され、ハーベスター本体10が振れても、明瞭な映像を撮影する。つまり、前記画像取得装置20は、振れ防止撮像装置であり、撮影中において前記ハーベスター本体10自体の機械的振動及び地面の凹凸に起因する振れを回避することができる。前記ハーベスター本体10は、前記画像取得装置20によって撮影された画像情報に基づいて、操作者が操作することで走行経路及び作業パラメータを制御し、又は、走行経路及び作業パラメータを自動的に制御し、前記ハーベスターの運転作業を実現する。つまり、前記ハーベスター本体10は、前記画像取得装置20によって撮影された画像情報に基づいて運転及び作業パラメータを調整し、正確な作業/又は無人自動運転作業を実現する。 The image acquisition device 20 is mounted on the harvester body 10, and the image and video information acquired by the image acquisition device 20 is transmitted to the harvester body 10, and the harvester body 10 adjusts the operating parameters based on the information. The image acquisition device 20 is mounted on the harvester body 10, and captures clear images even if the harvester body 10 shakes. In other words, the image acquisition device 20 is an anti-shake imaging device, and can avoid vibration caused by mechanical vibration of the harvester body 10 itself and unevenness of the ground during shooting. The harvester body 10 controls the travel path and work parameters by the operator's operation based on the image information captured by the image acquisition device 20, or automatically controls the travel path and work parameters, thereby realizing the operation of the harvester. In other words, the harvester body 10 adjusts the operation and work parameters based on the image information captured by the image acquisition device 20, and realizes accurate work/or unmanned automatic driving work.

好ましくは、本発明の第2の好適な実施例では、前記画像取得装置20は、振動しても又は振れても、安定した画像又は映像を撮影する雲台撮像装置として実施される。 Preferably, in a second preferred embodiment of the present invention, the image capture device 20 is implemented as a camera-head imaging device that captures stable images or videos even when vibrated or shaken.

本発明の第2の好適な実施例では、前記画像取得装置20は、機械雲台装置であり、前記ハーベスター本体10に機械的接続されるように搭載され、機械的振れ防止により、画像の振れ防止撮影を実現する。前記画像取得装置20のタイプは、例示的なものに過ぎず、限定するものではないことが理解され得る。従って、その他のタイプの構造及び取り付け形態も適用される。 In a second preferred embodiment of the present invention, the image capture device 20 is a mechanical pan head device, which is mounted so as to be mechanically connected to the harvester body 10, and realizes image shake prevention by mechanical shake prevention. It can be understood that the type of the image capture device 20 is merely exemplary and not limiting. Therefore, other types of structures and mounting configurations are also applicable.

図12~図14に示すように、前記画像取得装置20は、雲台21と少なくとも1つのビデオカメラ22とを含み、前記雲台21により前記ビデオカメラ22が前記ハーベスター本体10に取り付けされ、前記雲台21により前記ビデオカメラ22の取り付け位置が固定される。前記雲台21の底端が前記ハーベスター本体10に搭載され、前記ハーベスター本体10を介して前記雲台21が固定され、前記雲台21の上端が前記ビデオカメラ22に接続されるように設けられる。前記ビデオカメラ22は、前記雲台21により支持されることで、平衡状態を維持し、安定して画像を撮影し又は映像する。前記ビデオカメラ22は、前記雲台21の支持作用下で前記ハーベスター本体10の周囲の画像又は映像を撮影し、前記雲台21の取り付け位置を基準として前記ハーベスター本体10の視野範囲内の画像を撮影する。前記画像取得装置20の前記ビデオカメラ22は、前記ハーベスター本体10の位置を基準とし、写真撮影することで、少なくとも1つの視覚的画像を取得することが理解され得る。つまり、前記画像取得装置20の前記ビデオカメラ22は、前記ハーベスター本体10の視野範囲内において前記画像を取得し、それにより、撮像装置20の位置及びハーベスター本体10の位置が変わったため、画像データが不正確になってしまう問題を回避する。 12 to 14, the image acquisition device 20 includes a camera platform 21 and at least one video camera 22, and the video camera 22 is attached to the harvester body 10 by the camera platform 21, and the mounting position of the video camera 22 is fixed by the camera platform 21. The bottom end of the camera platform 21 is mounted on the harvester body 10, and the camera platform 21 is fixed via the harvester body 10, and the top end of the camera platform 21 is connected to the video camera 22. The video camera 22 maintains a balanced state by being supported by the camera platform 21, and stably captures or films images. The video camera 22 captures images or videos around the harvester body 10 under the supporting action of the camera platform 21, and captures images within the field of view of the harvester body 10 based on the mounting position of the camera platform 21. It can be understood that the video camera 22 of the image capture device 20 captures at least one visual image by taking a photograph based on the position of the harvester body 10. In other words, the video camera 22 of the image capture device 20 captures the image within the field of view of the harvester body 10, thereby avoiding the problem of inaccurate image data due to changes in the position of the imaging device 20 and the position of the harvester body 10.

なお、自動運転自動車が自動運転モードで車両の走行経路を認識して取得するには、正確な車両測位情報を取得する必要があり、通常、高精度な衛星測位情報を必要とし、前記自動運転自動車が高速運転状態で自動運転機能を実現するためには、道路に存在する障害物情報、道路車両情報、及び道路通行人などの情報をリアルタイムに更新する必要がある。本発明の前記ハーベスターによって取得された画像は、農地内の農作物穀物に対応する画像データ情報であり、前記画像は、車両の現在位置を基準として取得された前記車両の周辺の画像である。前記ハーベスターにとっては、超高精度な衛星測位情報を不要とし、一般的なメートルレベル精度の衛星測位(GPS測位又は北斗測位など)のみがあればよい。よって、前記ハーベスターによって取得されて処理された画像は、自動運転自動車と異なるため、前記ハーベスターによって形成された経路計画及び運転モードも同じではない。本発明のハーベスターが前記農地の領域を視覚的に認識する機能及び自動運転機能は、自動運転自動車の認識モードと異なることが理解され得る。 In addition, in order for an autonomous vehicle to recognize and acquire the vehicle's driving route in autonomous driving mode, it is necessary to acquire accurate vehicle positioning information, which usually requires highly accurate satellite positioning information. In order for the autonomous vehicle to realize the autonomous driving function in a high-speed driving state, it is necessary to update information such as obstacle information on the road, road vehicle information, and road pedestrians in real time. The image acquired by the harvester of the present invention is image data information corresponding to the agricultural crop grains in the farmland, and the image is an image of the surroundings of the vehicle acquired based on the current position of the vehicle. The harvester does not require ultra-high accuracy satellite positioning information, and only general satellite positioning with meter-level accuracy (such as GPS positioning or Beidou positioning) is required. Therefore, the image acquired and processed by the harvester is different from that of an autonomous vehicle, and the route plan and driving mode formed by the harvester are also not the same. It can be understood that the function of the harvester of the present invention to visually recognize the area of the farmland and the autonomous driving function are different from the recognition mode of an autonomous vehicle.

前記画像取得装置20の前記雲台21は、雲台固定部材211と少なくとも1つの雲台移動部材212とをさらに含み、前記雲台移動部材212は、前記雲台固定部材211に可動に接続される。前記雲台固定部材211は、前記ハーベスター本体10に固定して設けられ、前記ビデオカメラ22は、前記雲台移動部材212に取り付けられる。前記雲台21の前記雲台移動部材212が前記ビデオカメラ22を可動に支持することで、前記ハーベスター本体10が振れても、前記ビデオカメラ22が相対位置の安定性を維持し、それにより、明瞭な画像を撮る。 The tripod head 21 of the image acquisition device 20 further includes a tripod head fixing member 211 and at least one tripod head moving member 212, and the tripod head moving member 212 is movably connected to the tripod head fixing member 211. The tripod head fixing member 211 is fixedly provided on the harvester body 10, and the video camera 22 is attached to the tripod head moving member 212. The tripod head moving member 212 of the tripod head 21 movably supports the video camera 22, so that even if the harvester body 10 shakes, the video camera 22 maintains a stable relative position, thereby taking clear images.

つまり、前記ハーベスター本体10が振動したり、又は、振れたりし、例えば、農地内において刈り作業を行うときに、機械的に振動したり又は振れたりする場合、前記雲台21の前記雲台固定部材211は、前記ハーベスター本体10とともに振動し、前記雲台21の前記雲台移動部材212は、前記雲台固定部材211に対して移動し、前記雲台固定部材211が生じた振動を中和し、それにより、前記ビデオカメラ22の位置安定性を維持する。詳しくは、前記雲台移動部材212は、前記運動固定部材211の上下方向、左右方向、及び前後方向の振れ又は振動を中和し、前記ビデオカメラ22の写真撮影位置の安定性を維持し、さらに安定した画像情報を撮影する。 In other words, when the harvester body 10 vibrates or swings, for example, mechanically vibrates or swings when harvesting in farmland, the camera head fixing member 211 of the camera head 21 vibrates together with the harvester body 10, and the camera head moving member 212 of the camera head 21 moves relative to the camera head fixing member 211, neutralizing the vibrations caused by the camera head fixing member 211, thereby maintaining the positional stability of the video camera 22. In more detail, the camera head moving member 212 neutralizes the shaking or vibrations of the motion fixing member 211 in the up-down, left-right, and front-back directions, maintaining the stability of the photographing position of the video camera 22, and capturing more stable image information.

図14に示すように、前記画像取得装置20の前記ビデオカメラ22は、前記雲台21の前記雲台移動部材212に設けられ、前記雲台21の前記雲台移動部材212に固定して又は可動に取り付けられる。好ましくは、前記ビデオカメラ22は、前記運動移動部材212に可動に設けられ、前記雲台移動部材212の上端に対して回転可能であり、異なる視野方向の画像を撮影する。任意選択的には、前記ビデオカメラ22は、前記雲台移動部材212の上端に固定して取り付けられ、前記雲台21の固定及び支持作用下で、指定された視野範囲内の画像を撮影し、例えば、前記ハーベスター本体10の前方視野内の画像を撮影する。 As shown in FIG. 14, the video camera 22 of the image acquisition device 20 is provided on the head moving member 212 of the head 21 and is fixedly or movably attached to the head moving member 212 of the head 21. Preferably, the video camera 22 is movably provided on the moving member 212 and is rotatable with respect to the upper end of the head moving member 212 to capture images in different viewing directions. Optionally, the video camera 22 is fixedly attached to the upper end of the head moving member 212 and captures images within a specified viewing range under the fixed and supported action of the head 21, for example, capturing images within the forward viewing field of the harvester body 10.

前記ビデオカメラ22は、ビデオカメラ本体221と少なくとも1つのビデオカメラ駆動装置222とを含み、前記ビデオカメラ駆動装置222は、異なる方向の視野の画像を撮影させるように、前記ビデオカメラ本体221を駆動して移動させる。前記ビデオカメラ本体221は、前記雲台移動部材212に可動に設けられ、前記ビデオカメラ駆動装置222の駆動作用下で上下方向に回転可能であり、それにより、前記ハーベスター本体10の遠く及び近くの農地及び農作物の画像を撮影する。前記ビデオカメラ本体221は、前記ビデオカメラ駆動装置222で駆動されて下へ回転するとき、前記ハーベスター本体10の近くの画像を撮影することによって、前記画像中の農作物の情報を明瞭に認識することが理解され得る。前記ビデオカメラ本体221は、前記ビデオカメラ駆動装置222で駆動されて上へ回転するとき、前記ハーベスター本体10の遠くの画像を撮影することによって、前記画像から前記農地の作業領域及び農地境界領域を認識する。 The video camera 22 includes a video camera body 221 and at least one video camera driving device 222, and the video camera driving device 222 drives and moves the video camera body 221 so as to capture images of fields of view in different directions. The video camera body 221 is movably mounted on the pan head moving member 212 and can rotate up and down under the driving action of the video camera driving device 222, thereby capturing images of farmland and crops far and near the harvester body 10. It can be seen that when the video camera body 221 is driven by the video camera driving device 222 to rotate downward, it captures an image near the harvester body 10, thereby clearly recognizing information of the farmland in the image. When the video camera body 221 is driven by the video camera driving device 222 to rotate upward, it captures an image far from the harvester body 10, thereby recognizing the work area and farmland boundary area of the farmland from the image.

前記ビデオカメラ駆動装置222は、前記ビデオカメラ本体221を駆動して左右方向に回転させることで、前記ビデオカメラ本体221に前記ハーベスター本体10の左側及び右側の画像を撮影させることによって、前記農地の未作業領域100、作業済み領域200、及び農地境界領域300を認識する。 The video camera driving device 222 drives the video camera body 221 to rotate it left and right, causing the video camera body 221 to capture images of the left and right sides of the harvester body 10, thereby recognizing the unworked area 100, the worked area 200, and the farmland boundary area 300 of the farmland.

本発明の明細書の添付図面の図15は、前記画像取得装置20が前記ハーベスター本体10に取り付けられるいくつかの任意選択的な取り付け形態及び取り付け位置を示す。本発明の第2の好適な実施例では、前記ハーベスターの前記画像取得装置20は、前記ハーベスター本体10の前側位置、最上部、左側、右側、及び後部位置などに設けられる。前記画像取得装置20の取り付け位置によって、撮影された画像が異なり、前記画像から認識された情報も同じではないことが理解され得る。前記ハーベスター本体10の前側に設けられた前記画像取得装置20は、前記ハーベスター本体10の前方の画像を撮影する。前記ハーベスターは、前へ走行して作業するとき、前記ハーベスター本体10の前側における前記画像取得装置20が前記ハーベスター本体10の作業状況を撮影することによって、撮影された作業状況に応じて、前記ハーベスター本体10の走行経路、作業パラメータなどを調整することが理解され得る。 Figure 15 of the accompanying drawings of the present specification shows some optional mounting forms and mounting positions of the image capture device 20 attached to the harvester body 10. In a second preferred embodiment of the present invention, the image capture device 20 of the harvester is provided at the front position, top, left side, right side, rear position, etc. of the harvester body 10. It can be understood that the captured image is different and the information recognized from the image is not the same depending on the mounting position of the image capture device 20. The image capture device 20 provided at the front side of the harvester body 10 captures an image in front of the harvester body 10. It can be understood that when the harvester travels forward to work, the image capture device 20 at the front side of the harvester body 10 captures the working situation of the harvester body 10, and adjusts the travel path, working parameters, etc. of the harvester body 10 according to the captured working situation.

前記ハーベスター本体10の後側に設けられる前記画像取得装置20は、前記ハーベスター本体10の後方の画像を撮影し、前記ハーベスターが前へ走行して作業する時に、前記作業済み領域200の画像を撮影する。前記ハーベスター本体10の後側における前記画像取得装置20によって撮影された前記作業済み領域200の画像を認識することで、前記ハーベスター本体10の刈り作業が合格するか否かを認識し、前記ハーベスター本体10の作業パラメータを調整しやすくなる。また、前記ハーベスター本体10は、前記ハーベスター本体10の後側に設けられる前記画像取得装置20によって撮影された画像によって、作業済み領域200の農作物が完全に刈られたか否か、農作物の実が残られたか否かなどを認識する。前記ハーベスター本体10は、前記画像から認識した情報に基づいて作業パラメータを調整し、さらに刈り作業を改善する。なお、後進走行際、前記画像取得装置20によって撮影された画像は、運転者にバックガイド映像を提供する。 The image capture device 20 provided at the rear of the harvester body 10 captures an image of the rear of the harvester body 10, and captures an image of the worked area 200 when the harvester travels forward to work. By recognizing the image of the worked area 200 captured by the image capture device 20 at the rear of the harvester body 10, it is possible to recognize whether the harvester body 10 has passed the harvesting work, and it is easy to adjust the work parameters of the harvester body 10. In addition, the harvester body 10 recognizes whether the crops in the worked area 200 have been completely harvested and whether the fruits of the crops remain, etc., based on the image captured by the image capture device 20 provided at the rear of the harvester body 10. The harvester body 10 adjusts the work parameters based on the information recognized from the image, and further improves the harvesting work. In addition, when traveling backward, the image captured by the image capture device 20 provides the driver with a back guide image.

前記ハーベスター本体10の最上部に設けられた前記画像取得装置20は、前記ハーベスター本体10の遠くの画像を撮影することで、前記画像に基づいて農地の作業領域、農地境界領域などを認識する。好ましくは、前記ハーベスター本体10の最上部に設けられた前記画像取得装置20は、回転可能な雲台ビデオカメラである。 The image capture device 20 installed at the top of the harvester body 10 captures images of the harvester body 10 at a distance, and recognizes the work area of the farmland, the border area of the farmland, etc. based on the images. Preferably, the image capture device 20 installed at the top of the harvester body 10 is a rotatable pan-head video camera.

また、前記ハーベスター本体10の左側又は右側に設けられた前記画像取得装置20は、前記ハーベスター本体10の左側又は右側の画像を撮影する。前記ハーベスター本体10の左側又は右側の画像に基づいて、前記画像中の農地内の農作物状況を認識することで、前記未作業領域100、前記作業済み領域200、及び前記農地境界領域300を認識する。 The image acquisition device 20 provided on the left or right side of the harvester body 10 captures an image of the left or right side of the harvester body 10. Based on the image of the left or right side of the harvester body 10, the unworked area 100, the worked area 200, and the farmland boundary area 300 are recognized by recognizing the state of the farm crops in the image.

図12及び図14に示すように、前記ハーベスターは、画像処理システム30と、測位装置40と、ナビゲーションシステム50とをさらに含み、前記画像処理システム30、前記測位装置40、及び前記ナビゲーションシステム50は、前記ハーベスター本体10に設けられる。前記測位装置40は、前記ハーベスター本体10の位置情報を取得し、取得した位置情報を前記ハーベスター本体10に伝送する。前記ナビゲーションシステム50は、前記測位装置40の測位情報に基づいて前記ハーベスター本体10にナビゲーション情報を提供する。前記画像処理システム30は、前記画像取得装置20によって取得された前記農地の前記画像に基づいて、画像から前記未作業領域100、前記作業済み領域200、及び前記農地境界領域300を認識する。 As shown in Figures 12 and 14, the harvester further includes an image processing system 30, a positioning device 40, and a navigation system 50, and the image processing system 30, the positioning device 40, and the navigation system 50 are provided in the harvester body 10. The positioning device 40 acquires position information of the harvester body 10 and transmits the acquired position information to the harvester body 10. The navigation system 50 provides navigation information to the harvester body 10 based on the positioning information of the positioning device 40. The image processing system 30 recognizes the unworked area 100, the worked area 200, and the farmland boundary area 300 from the image based on the image of the farmland acquired by the image acquisition device 20.

好ましくは、前記画像処理システム30は、画像分割認識技術を用いて画像から前記未作業領域100、前記作業済み領域200、及び前記農地境界領域300を認識する。前記画像処理システム30は、その他の形態で前記画像中の領域及び境界情報を認識してもよいことが理解され得る。従って、本発明の第2の好適な実施例では、前記画像処理システム30が画像を認識する形態は、例示的なものに過ぎず、限定するものではない。 Preferably, the image processing system 30 recognizes the unworked area 100, the worked area 200, and the farmland boundary area 300 from the image using image segmentation recognition technology. It can be understood that the image processing system 30 may recognize area and boundary information in the image in other forms. Therefore, in the second preferred embodiment of the present invention, the form in which the image processing system 30 recognizes the image is merely exemplary and not limiting.

図16A及び図16Bに示すように、前記画像処理システム30は、前記画像取得装置20によって撮影された前記ハーベスター本体10の周囲の画像に基づいて、前記画像中の農地領域、農地境界を認識し、農地内の農作物の種類、農作物の高さ、実の充実度、茎の太さ及び大きさなどの情報を認識する。 As shown in Figures 16A and 16B, the image processing system 30 recognizes the farmland area and farmland boundaries in the image based on the image of the surroundings of the harvester body 10 captured by the image acquisition device 20, and recognizes information such as the type of crop in the farmland, the height of the crop, the fullness of the fruit, and the thickness and size of the stem.

なお、前記画像処理システム30は、閾値に基づいた分割方法、領域に基づいた分割方法、エッジに基づいた分割方法及び特定の理論に基づいた分割方法などのいずれかの分割認識方法を選択し、前記画像取得装置20によって取得された画像を分割して認識することで、前記画像中の領域及び境界を認識する。好ましくは、前記画像処理システム30は、深層学習アルゴリズムを用いて、前記画像を分割して認識し、前記画像に対して領域分割及び境界の画定を行う。つまり、前記画像処理システム30は、深層学習アルゴリズムを用いて前記画像中の対応する農地の領域及び境界を認識することで、前記ハーベスター本体10は、認識して分割された領域及び境界に従って走行して作業する。さらに好ましくは、前記画像処理システム30は、深層学習アルゴリズムが畳み込みニューラルネットワークアルゴリズムの画像分割認識技術を用いて、画像から対応する農地内の前記未作業領域100、作業済み領域200、及び前記農地境界領域300を認識する。 The image processing system 30 selects one of the segmentation recognition methods, such as a segmentation method based on a threshold, a segmentation method based on an area, a segmentation method based on an edge, or a segmentation method based on a specific theory, and segments and recognizes the image acquired by the image acquisition device 20 to recognize the areas and boundaries in the image. Preferably, the image processing system 30 uses a deep learning algorithm to segment and recognize the image, and performs area segmentation and boundary definition for the image. In other words, the image processing system 30 uses a deep learning algorithm to recognize the area and boundary of the corresponding farmland in the image, and the harvester body 10 travels and works according to the recognized and segmented area and boundary. More preferably, the image processing system 30 uses an image segmentation recognition technique of a convolutional neural network algorithm in the deep learning algorithm to recognize the unworked area 100, the worked area 200, and the farmland boundary area 300 in the corresponding farmland from the image.

なお、前記画像処理システム30が用いる処理アルゴリズムは、例示的なものに過ぎず、限定するものではない。従って、前記画像処理システム30は、さらに、他のアルゴリズムを用いて、取得された画像を分割して認識し、画像中の農地領域及び境界を認識してもよい。 The processing algorithms used by the image processing system 30 are merely illustrative and not limiting. Therefore, the image processing system 30 may further use other algorithms to segment and recognize the acquired image and to recognize farmland areas and boundaries in the image.

前記画像処理システム30は、前記ハーベスター本体10に設けられた画像プロセッサであり、前記画像プロセッサは、前記画像取得装置20によって撮影された画像又は映像を受信し、前記画像又は映像中の情報を認識する。前記ハーベスター本体10は、前記画像処理システム30によって認識された情報に応じて操作することで、走行経路を制御し、作業パラメータを調節することが理解され得る。 The image processing system 30 is an image processor provided in the harvester body 10, and the image processor receives images or videos captured by the image acquisition device 20 and recognizes information in the images or videos. It can be understood that the harvester body 10 controls the travel path and adjusts the work parameters by operating in accordance with the information recognized by the image processing system 30.

図12及び図14に示すように、前記ハーベスター本体10は、車両本体11と、前記車両本体11に設けられた作業システム12と、運転制御システム13とをさらに含み、前記作業システム12は、前記車両本体11に伝動接続され、前記車両本体11は、前記作業システム12を動作駆動し、前記作業システム12を駆動して農作物刈り作業を行わせる。前記運転制御システム13は、前記車両本体11の走行を制御し、前記作業システム12の作業を制御する。なお、前記運転制御システム13は、無人運転モードと、操作運転モードとを有する。前記ハーベスターの前記無人運転モードでは、前記運転制御システム13は、前記車両本体11が自動的に運転し、前記作業システム12が作業するように制御する。一方、ハーベスターの前記操作運転モードでは、前記運転制御システムは、運転者が手動で操作することで、前記車両本体11の運転を操作し、前記作業システムの作業を制御することを可能とする。 12 and 14, the harvester body 10 further includes a vehicle body 11, a work system 12 provided on the vehicle body 11, and an operation control system 13. The work system 12 is connected to the vehicle body 11, and the vehicle body 11 drives the work system 12 to perform crop harvesting work. The operation control system 13 controls the travel of the vehicle body 11 and controls the work of the work system 12. The operation control system 13 has an unmanned operation mode and an operation operation mode. In the unmanned operation mode of the harvester, the operation control system 13 controls the vehicle body 11 to automatically operate and the work system 12 to operate. On the other hand, in the operation operation mode of the harvester, the operation control system allows the driver to manually operate the vehicle body 11 and control the work of the work system.

本発明の第2の好適な実施例では、前記運転制御システム13は、前記車両本体11の走行及び前記作業システム12の刈り作業を制御する。つまり、前記運転制御システム13は、前記車両本体11の走行中において、前記作業システム12の作業パラメータの調整を制御する。前記運転制御システム13は、前記画像処理システム30によって認識された前記画像中の農作物の種類、農作物の高さ、実の充実度、農作物の茎の直径大きさなどの情報を取得し、取得した前記情報に基づいて前記作業システム12の作業パラメータを調整し、例えば、前記作業システム12の作業速度、作業幅、作業高さを調整し、後処理のパラメータなどを調整する。 In a second preferred embodiment of the present invention, the driving control system 13 controls the travel of the vehicle body 11 and the mowing work of the work system 12. In other words, the driving control system 13 controls the adjustment of the work parameters of the work system 12 while the vehicle body 11 is traveling. The driving control system 13 acquires information such as the type of crop, the height of the crop, the degree of fruit fullness, and the diameter size of the stem of the crop in the image recognized by the image processing system 30, and adjusts the work parameters of the work system 12 based on the acquired information, for example, adjusting the work speed, work width, work height of the work system 12, and adjusting post-processing parameters, etc.

前記作業システム12は、少なくとも1つの刈り装置121と、少なくとも1つの輸送装置122と、少なくとも1つの後処理装置123をさらに含み、前記輸送装置122は、前記刈り装置121によって刈られた作物を受け、前記後処理装置123が前記作物に対して後処理を行うために、前記作物を前記後処理装置123まで輸送するように構成されている。前記作業システムの前記刈り装置121、前記輸送装置122、及び前記後処理装置123は、それぞれ前記車両本体11に伝動して設けられて接続され、前記車両本体11は、前記作業システム12の前記刈り装置121、前記輸送装置122、及び前記後処理装置123を駆動して運転させて作業させる。前記後処理装置123は、作物が刈られた後の後続処理装置として実施され、例えば、前記ハーベスターが穀物ハーベスターの場合、脱穀装置として実施され、前記ハーベスターが草刈機械の場合、梱包装置として実施され、前記ハーベスターが野菜や果物の収穫機械である場合、野菜や果物のスクリーニング、貯蔵装置として実施されることが理解され得る。 The work system 12 further includes at least one mowing device 121, at least one transport device 122, and at least one post-processing device 123, and the transport device 122 is configured to receive the crops cut by the mowing device 121 and transport the crops to the post-processing device 123 so that the post-processing device 123 performs post-processing on the crops. The mowing device 121, the transport device 122, and the post-processing device 123 of the work system are each provided and connected to the vehicle body 11 by transmission, and the vehicle body 11 drives the mowing device 121, the transport device 122, and the post-processing device 123 of the work system 12 to operate and work. The post-treatment device 123 is implemented as a subsequent treatment device after the crop is harvested. For example, if the harvester is a grain harvester, it is implemented as a threshing device. If the harvester is a grass cutting machine, it is implemented as a packing device. If the harvester is a vegetable or fruit harvesting machine, it is implemented as a vegetable or fruit screening and storage device.

前記運転制御システム13は、前記画像処理システム30によって認識された前記画像情報に基づいて、前記刈り装置121の幅、刈り高さ、及び刈り速度を制御する。農地内の農作物の密度が高い場合、前記画像取得装置20によって撮影された前記農地内の農作物の情報が前記画像処理システム30によって認識され、前記運転制御システム13は、前記画像処理システム30によって認識された前記画像情報に基づいて、前記刈り装置121の刈り幅を縮み、刈り高さを向上させ、及び刈り速度を低減させるなどのうちのいずれかの作業パラメータを制御することが理解され得る。 The driving control system 13 controls the width, cutting height, and cutting speed of the mower 121 based on the image information recognized by the image processing system 30. When the density of crops in the farmland is high, the information of the crops in the farmland photographed by the image acquisition device 20 is recognized by the image processing system 30, and it can be understood that the driving control system 13 controls any of the work parameters of the mower 121, such as reducing the cutting width, increasing the cutting height, and reducing the cutting speed, based on the image information recognized by the image processing system 30.

前記運転制御システム13は、前記画像処理システム30によって認識された前記画像情報に基づいて、前記輸送装置122の輸送速度、輸送パワーなどを制御する。農地内の農作物の茎が粗く、農作物の高さが高く、密度が高い場合、前記画像取得装置20によって撮影された前記農地内の農作物の情報が前記画像処理システム30によって認識され、前記運転制御システム13は、前記画像処理システム30によって認識された前記画像情報に基づいて、前記輸送装置122の輸送速度、輸送パワーなどの作業パラメータを向上させるように制御することが理解され得る。 The driving control system 13 controls the transport speed, transport power, etc. of the transport device 122 based on the image information recognized by the image processing system 30. When the stems of the crops in the farmland are coarse, and the crops are tall and dense, the information of the crops in the farmland photographed by the image acquisition device 20 is recognized by the image processing system 30, and it can be understood that the driving control system 13 controls the transport device 122 to improve work parameters such as the transport speed and transport power based on the image information recognized by the image processing system 30.

前記運転制御システム13は、前記画像処理システム30によって認識された前記画像情報に基づいて、前記後処理装置123の後処理パラメータを制御する。前記画像情報とは、農地内の農作物の実の充実度、実の大きさ、水分含有量、湿度、農作物の実の種類などが挙げられる。前記画像処理システム30は、前記農地内の前記農作物の農作物情報を認識し、前記運転制御システム13は、前記画像処理システム30によって認識された前記画像情報に基づいて前記後処理装置の後処理パラメータ、例えば、吹きパワー、後処理チャンバーの回転速度などのパラメータを調整することが理解され得る。 The operation control system 13 controls the post-processing parameters of the post-processing device 123 based on the image information recognized by the image processing system 30. The image information includes the fullness of the fruit of the crop in the farmland, the size of the fruit, the moisture content, the humidity, the type of the fruit of the crop, etc. It can be understood that the image processing system 30 recognizes the crop information of the crop in the farmland, and the operation control system 13 adjusts the post-processing parameters of the post-processing device, such as the blowing power and the rotation speed of the post-processing chamber, based on the image information recognized by the image processing system 30.

本発明の明細書の添付図面の図17を参照し、本発明の第2の好適な実施例による前記ハーベスターの画像取得装置20Aの別の任意選択的な実施の形態は、以下の記載に説明される。前記画像取得装置20Aは、本任意選択的な実施の形態では、ビデオカメラの内部においてレンズの視点及びズームを制御することで、レンズの写真撮影を実現し、振れを防止する。 With reference to FIG. 17 of the accompanying drawings of the present specification, another optional embodiment of the image capture device 20A of the harvester according to the second preferred embodiment of the present invention is described in the following description. In this optional embodiment, the image capture device 20A realizes lens photography and prevents shake by controlling the lens viewpoint and zoom inside a video camera.

以上に対応して、前記画像取得装置20Aは、カメラ取り付け手段21Aと少なくとも1つのビデオカメラ22Aとを含み、前記カメラ取り付け手段21Aにより前記ビデオカメラ22Aが前記ハーベスター本体10に搭載される。前記カメラ取り付け手段21Aの底端が前記ハーベスター本体10に搭載され、前記ハーベスター本体10を介して前記カメラ取り付け手段21Aが固定され、前記カメラ取り付け手段21Aの上端が前記ビデオカメラ22Aに接続されるように設けられる。前記ビデオカメラ22Aは、前記カメラ取り付け手段21Aにより支持されることで、平衡状態を維持し、安定して画像を撮影し又は映像する。前記ビデオカメラ22Aは、前記カメラ取り付け手段21Aの支持作用で前記ハーベスター本体10の周囲の画像又は映像を撮影し、前記ビデオカメラ22Aは、前記カメラ取り付け手段21Aの取り付け位置を基準として、前記ハーベスター本体10の視野範囲内の画像を撮影する。 In response to the above, the image acquisition device 20A includes a camera mounting means 21A and at least one video camera 22A, and the video camera 22A is mounted on the harvester body 10 by the camera mounting means 21A. The bottom end of the camera mounting means 21A is mounted on the harvester body 10, the camera mounting means 21A is fixed via the harvester body 10, and the upper end of the camera mounting means 21A is connected to the video camera 22A. The video camera 22A maintains a balanced state by being supported by the camera mounting means 21A, and stably captures or films images. The video camera 22A captures images or videos of the surroundings of the harvester body 10 with the support action of the camera mounting means 21A, and the video camera 22A captures images within the field of view of the harvester body 10 based on the mounting position of the camera mounting means 21A.

前記画像取得装置20Aの前記ビデオカメラ22Aは、前記ハーベスター本体10の位置を基準として、写真撮影することで少なくとも1つの視覚的画像を取得する。つまり、前記画像取得装置20Aの前記ビデオカメラ22Aは、前記ハーベスター本体10の視野範囲内において前記画像を取得し、それにより、撮像装置20Aの位置及びハーベスター本体10位置が変わったため、画像データが不正確になってしまう問題を回避することが理解され得る。 The video camera 22A of the image capture device 20A captures at least one visual image by taking a photograph based on the position of the harvester body 10. In other words, it can be seen that the video camera 22A of the image capture device 20A captures the image within the field of view of the harvester body 10, thereby avoiding the problem of image data becoming inaccurate due to changes in the position of the imaging device 20A and the harvester body 10 position.

本発明の他の態様によれば、本発明は、ハーベスターの自動運転方法をさらに提供し、前記自動運転方法は、
少なくとも1つの画像を取得し、前記画像中の農地領域及び農地境界を認識するステップ(a)と、
前記認識情報に基づいて、少なくとも1つの走行計画経路603を計画するステップ(b)と、
前記ハーベスター本体10を制御して前記走行計画経路603に従って自動的に走行させるステップ(c)と、を含む。
According to another aspect of the present invention, there is further provided an automatic operation method for a harvester, the automatic operation method comprising:
(a) acquiring at least one image and recognizing farmland areas and farmland boundaries in said image;
(b) planning at least one travel plan route 603 based on the recognition information;
and (c) controlling the harvester body 10 to automatically travel along the travel plan route 603.

上記自動運転方法ステップでは、前記運転制御システム13は、前記画像処理システム30によって認識された領域情報及び農地境界に基づいて、前記ハーベスター本体10の運転及び作業を制御する。 In the above-mentioned automatic driving method step, the driving control system 13 controls the driving and operation of the harvester body 10 based on the area information and farmland boundaries recognized by the image processing system 30.

上記自動運転方法のステップ(a)は、前記画像中の農地内の農作物に対応する情報を認識するステップをさらに含み、前記農作物の情報は、農作物種類、農作物の高さ、実の充実度などの情報を含む。 Step (a) of the above-mentioned autonomous driving method further includes a step of recognizing information corresponding to the crops in the farmland in the image, the crop information including information on the crop type, crop height, fruit fullness, etc.

上記自動運転方法ステップ(b)は、
前記画像の農地に対応する領域及び境界を認識・区画するステップ(b.1)と、
認識された前記領域に基づいて、少なくとも1つの走行計画経路603を計画するステップ(b.2)と、をさらに含む。
The above-mentioned automatic driving method step (b)
(b.1) recognizing and demarcating areas and boundaries of said image corresponding to agricultural fields;
and (b.2) planning at least one driving plan route 603 based on the recognized area.

上記自動運転方法のステップ(b.1)は、画像分割技術を用いて前記画像を分割し、前記画像の領域を認識・区画するステップをさらに含む。 Step (b.1) of the above-mentioned autonomous driving method further includes a step of segmenting the image using an image segmentation technique and recognizing and partitioning regions of the image.

上記自動運転方法のステップ(a)では、前記ハーベスター本体10の位置及び走行方向に応じて、前記ハーベスター本体10の周囲の画像情報をリアルタイムに撮影する。つまり、前記画像取得装置20は、前記ハーベスター本体10の近くの画像をリアルタイムに撮影する。 In step (a) of the above-mentioned automatic driving method, image information of the surroundings of the harvester body 10 is captured in real time according to the position and traveling direction of the harvester body 10. In other words, the image acquisition device 20 captures images in the vicinity of the harvester body 10 in real time.

上記自動運転方法のステップ(b)では、前記画像処理システムは、画像分割技術を用いて前記画像情報を分割し、前記画像の領域を、前記未作業領域100、前記作業済み領域200、及び前記農地境界領域300に認識・区画する。これに応じて、前記自動運転方法のステップ(b.1)は、
前記画像を複数の前記ピクセル領域301に分割し、前記ピクセル領域301の画素値をアレイに正規化するステップと、
アレイのそれぞれに対応する前記ピクセル領域301の特徴を抽出するステップと、
前記ピクセル領域301に対応する特徴に基づいて、前記画像の分類ラベルを出力するステップと、をさらに含む。
In step (b) of the autonomous driving method, the image processing system uses an image segmentation technique to segment the image information, and recognizes and divides the image into the unworked area 100, the worked area 200, and the farmland boundary area 300. Accordingly, step (b.1) of the autonomous driving method includes:
Dividing the image into a plurality of pixel regions 301 and normalizing pixel values of the pixel regions 301 into an array;
extracting features of the pixel regions 301 corresponding to each of the arrays;
and outputting a classification label for the image based on the features corresponding to the pixel region 301.

前記分類ラベルは、前記未作業領域100、前記作業済み領域200、及び前記農地境界領域300に対応することが理解され得る。 It can be understood that the classification labels correspond to the unworked area 100, the worked area 200, and the farmland boundary area 300.

上記自動運転方法のステップ(b.2)は、前記ハーベスター本体10の測位情報に基づいて、前記画像処理システム30が前記画像の領域計画情報、及び前記ナビゲーションシステム50のナビゲーション情報を認識し、前記走行計画経路603を取得するステップをさらに含む。 Step (b.2) of the above-mentioned automatic driving method further includes a step in which the image processing system 30 recognizes area planning information of the image and navigation information of the navigation system 50 based on the positioning information of the harvester body 10, and acquires the driving plan route 603.

上記自動運転方法のステップ(b.2)は、前記画像処理システム30によって認識された前記画像中の農作物の情報に基づいて前記ハーベスター本体10の走行方向を調整し、車両走行経路604を形成するステップをさらに含む。 Step (b.2) of the above-mentioned automatic driving method further includes a step of adjusting the traveling direction of the harvester body 10 based on the information of the agricultural crop in the image recognized by the image processing system 30, and forming a vehicle traveling path 604.

上記自動運転方法は、前記画像処理システム30によって認識された領域区画及び領域境界範囲が前の領域境界範囲と一致するか否かを比較し、一致しない場合、前記画像に対応する領域区画及び領域境界範囲を調整し、一致する場合、領域区画及び境界範囲を不変に維持するステップ(b.3)をさらに含む。 The above-mentioned autonomous driving method further includes a step (b.3) of comparing whether the area division and area boundary range recognized by the image processing system 30 match the previous area boundary range, adjusting the area division and area boundary range corresponding to the image if they do not match, and maintaining the area division and boundary range unchanged if they match.

以上に対応して、上記方法ステップ(c)では、前記運転制御システム13は、前記ハーベスター本体10の測位情報、前記画像処理システム30によって得られた前記農地の領域計画情報、及び前記ナビゲーション情報に基づいて、前記ハーベスター本体10の前記車両本体11を走行制御する。 In response to the above, in the above method step (c), the driving control system 13 controls the travel of the vehicle body 11 of the harvester body 10 based on the positioning information of the harvester body 10, the area planning information of the farmland obtained by the image processing system 30, and the navigation information.

上記自動運転方法は、前記画像の認識情報に基づいて、前記ハーベスター本体10の作業システム12の作業パラメータを調整するステップ(d)をさらに含む。 The above-mentioned automatic operation method further includes a step (d) of adjusting the operation parameters of the operation system 12 of the harvester body 10 based on the image recognition information.

上記の説明及び図面に示された本発明の実施例は、例に過ぎず、本発明を限定するものではないことは、当業者にとって理解され得る。本発明の目的は、完全かつ効果的に実現されている。本発明の機能および構造原理は、実施例において示され、説明されており、本発明の実施形態は、上記原理から逸脱することなく、任意の変形または修正が可能である。 It can be understood by those skilled in the art that the embodiments of the present invention described above and shown in the drawings are merely examples and are not intended to limit the present invention. The objectives of the present invention have been fully and effectively achieved. The functions and structural principles of the present invention have been shown and explained in the examples, and the embodiments of the present invention are susceptible to any variation or modification without departing from the above principles.

Claims (13)

ハーベスター本体と、
前記ハーベスター本体に設けられ、前記ハーベスター本体の周囲の画像を撮影する少なくとも1つの画像取得装置と、
前記画像取得装置によって撮影された画像に基づいて映像中の農地情報を認識する画像処理システムと、を含み、
前記画像処理システムは、
前記画像を複数のピクセル領域に分割し、各前記ピクセル領域が少なくとも1つの画素ユニットを含む画像分割モジュールと、
前記ピクセル領域の前記画素ユニットに基づいて、前記ピクセル領域の画素値をアレイに正規化し、アレイのそれぞれに対応する前記ピクセル領域の特徴を抽出して、前記特徴を選択する特徴化モジュールと、
前記ピクセル領域の特徴に基づいて前記画像の領域を認識して区画する領域区画モジュールと、を含
前記画像処理システムは、前記画像分割モジュールによって前記画像中の農地を異なる領域に分割し、前記農地情報は、前記画像に対応する領域区画及び領域境界範囲を備え、 前記画像処理システムは、前記画像取得装置によって撮影された画像をリアルタイムに取得し、認識された領域区画及び領域境界範囲が以前の領域境界範囲と一致するか否かを比較し、一致しない場合、前記画像に対応する領域区画及び領域境界範囲を調整し、一致する場合、領域区画及び領域境界範囲を不変に維持し、
前記ハーベスター本体は、前記画像処理システムによって認識された前記農地情報に基づいて運転を自動的に制御する、ことを特徴とするハーベスター。
A harvester body;
At least one image capture device provided on the harvester body for capturing images of the surroundings of the harvester body;
and an image processing system that recognizes farmland information in the image based on the image captured by the image capture device,
The image processing system includes:
an image segmentation module for segmenting the image into a plurality of pixel regions, each pixel region including at least one pixel unit;
a characterization module for normalizing pixel values of the pixel regions into arrays based on the pixel units of the pixel regions, extracting features of the pixel regions corresponding to each of the arrays, and selecting the features ;
a region partitioning module for recognizing and partitioning regions of the image based on characteristics of the pixel regions;
The image processing system divides the farmland in the image into different areas by the image segmentation module, and the farmland information includes an area division and an area boundary range corresponding to the image; the image processing system acquires images captured by the image acquisition device in real time, and compares whether the recognized area division and area boundary range are consistent with the previous area boundary range, and if not consistent, adjusts the area division and area boundary range corresponding to the image; if consistent, keeps the area division and area boundary range unchanged;
A harvester characterized in that the harvester body automatically controls operation based on the farmland information recognized by the image processing system.
前記画像処理システムによって認識された前記農地情報に基づいて、少なくとも1つの走行計画経路を計画する経路計画システムをさらに含み、
前記ハーベスター本体は、前記経路計画システムにより計画された前記走行計画経路に従って運転を制御する、請求項1に記載のハーベスター。
Further comprising a route planning system that plans at least one travel route based on the farmland information recognized by the image processing system;
The harvester according to claim 1 , wherein the harvester body controls operation according to the travel plan route planned by the route planning system.
前記画像処理システムが画像分割認識技術を用いて前記画像中の農作物情報を認識することによって、前記ハーベスター本体が認識された情報に基づいて作業パラメータを自動的に調整する、請求項2に記載のハーベスター。 The harvester of claim 2, wherein the image processing system uses image segmentation recognition technology to recognize crop information in the image, and the harvester body automatically adjusts operation parameters based on the recognized information. 前記画像取得装置は、前記ハーベスター本体の前部、前記ハーベスター本体の最上部、前記ハーベスター本体の左側、右側、又は前記ハーベスター本体の後部に設けられる、請求項1に記載のハーベスター。 The harvester according to claim 1, wherein the image capture device is provided at the front of the harvester body, at the top of the harvester body, on the left side of the harvester body, on the right side of the harvester body, or at the rear of the harvester body. 測位装置と、ナビゲーションシステムとをさらに含み、前記測位装置及び前記ナビゲーションシステムは、前記ハーベスター本体に設けられ、前記測位装置は、前記ハーベスター本体の位置情報を取得し、前記ナビゲーションシステムは、前記ハーベスター本体にナビゲーション情報を提供する、請求項2に記載のハーベスター。 The harvester of claim 2, further comprising a positioning device and a navigation system, the positioning device and the navigation system being provided in the harvester body, the positioning device acquiring position information of the harvester body, and the navigation system providing navigation information to the harvester body. 前記経路計画システムは、
前記農地の境界領域を設定して前記農地の作業領域及び作業境界を得る作業領域設定モジュールと、
走行経路計画モジュールと、をさらに含み、
前記経路計画システムは、前記ハーベスター本体の測位情報前記画像処理システムが認識した前記画像の領域計画情報、及び前記ナビゲーションシステムのナビゲーション情報に基づいて、少なくとも1つの走行計画経路を得る、請求項5に記載のハーベスター。
The path planning system comprises:
a working area setting module for setting a boundary area of the farmland to obtain a working area and a working boundary of the farmland;
A travel route planning module,
The harvester according to claim 5 , wherein the route planning system obtains at least one travel planned route based on positioning information of the harvester body , area planning information of the image recognized by the image processing system, and navigation information of the navigation system.
前記ハーベスター本体は、車両本体と、前記車両本体に設けられる少なくとも1つの作業システムと、運転制御システムとを含み、前記車両本体は、前記作業システムを駆動して運転させ、前記運転制御システムは、前記車両本体の運転及び前記作業システムの作業パラメータを制御する、請求項1に記載のハーベスター。 The harvester according to claim 1, wherein the harvester body includes a vehicle body, at least one work system provided on the vehicle body, and an operation control system, the vehicle body drives and operates the work system, and the operation control system controls the operation of the vehicle body and the work parameters of the work system. 前記運転制御システムは、前記画像処理システムによって認識され前記画像取得装置によって撮影された画像の情報を取得し、前記車両本体の走行経路を自動的に制御し、前記作業システムの作業パラメータを制御することで、無人自動運転及び刈り作業を実現する、請求項7に記載のハーベスター。 The harvester according to claim 7, wherein the driving control system acquires information about images recognized by the image processing system and captured by the image capture device, automatically controls the travel path of the vehicle body, and controls the work parameters of the work system, thereby realizing unmanned automatic driving and mowing work. ハーベスターの自動運転方法において、
少なくとも1つの画像を取得し、前記画像中の農地領域及び農地境界を認識するステップ(a)と、
認識情報に基づいて、少なくとも1つの走行計画経路を計画するステップ(b)と、
ハーベスター本体を制御して前記走行計画経路に従って自動的に走行させるステップ(c)と、を含み、
前記ステップ(b)は、
画像分割技術を用いて前記画像を分割し、前記画像の農地に対応する領域及び境界を認識・区画するステップ(b.1)と、
認識された前記領域に基づいて、少なくとも1つの走行計画経路を計画するステップ(b.2)と、
画像処理システムによって認識された領域区画及び領域境界範囲が以前の領域境界範囲と一致するか否かを比較し、一致しない場合、前記画像に対応する領域区画及び領域境界範囲を調整し、一致する場合、領域区画及び領域境界範囲を不変に維持するステップ(b.3)と、をさらに含み、
前記ステップ(b.1)は、
前記画像を複数のピクセル領域に分割し、前記ピクセル領域の画素値をアレイに正規化するステップと、
アレイのそれぞれに対応する前記ピクセル領域の特徴を抽出するステップと、
前記ピクセル領域に対応する特徴に基づいて、前記画像の分類ラベルを出力するステップと、をさらに含む、ことを特徴とするハーベスターの自動運転方法。
In the automatic operation method of a harvester,
(a) acquiring at least one image and recognizing farmland areas and farmland boundaries in said image;
(b) planning at least one driving plan route based on the recognition information;
and (c) a step of controlling the harvester body to automatically travel along the travel planned route,
The step (b)
(b.1) segmenting the image using image segmentation techniques to identify and demarcate areas and boundaries of the image corresponding to agricultural fields;
(b.2) planning at least one travel plan route based on the recognized area;
(b.3) comparing whether the area division and area boundary range recognized by the image processing system are consistent with the previous area boundary range, and if they are not consistent, adjusting the area division and area boundary range corresponding to the image, and if they are consistent, keeping the area division and area boundary range unchanged;
The step (b.1) comprises:
Dividing the image into a number of pixel regions and normalizing pixel values of the pixel regions into an array;
extracting features of the pixel regions corresponding to each of the arrays;
and outputting a classification label for the image based on features corresponding to the pixel region.
前記ステップ(a)は、前記画像中の農地内の農作物に対応する情報を認識するステップをさらに含み、前記農作物の情報は、農作物種類、農作物の高さ、および実の充実度などの植物情報を含む、請求項9に記載の自動運転方法。 The autonomous driving method according to claim 9, wherein step (a) further includes a step of recognizing information corresponding to the crops in the farmland in the image, and the information on the crops includes plant information such as the type of crop, the height of the crop, and the degree of fruit fullness. 前記ステップ(b)では、画像処理システムは、画像分割技術を用いて前記画像を分割し、前記画像の領域を、未作業領域、作業済み領域、及び農地境界領域に認識・区画する、請求項9に記載の自動運転方法。 The autonomous driving method according to claim 9, wherein in step (b), the image processing system uses an image segmentation technique to segment the image, and recognizes and divides the areas of the image into an unworked area, a worked area, and a farmland boundary area. 前記ステップ(b.2)は、前記ハーベスター本体の測位情報、前記画像の領域計画情報、及びナビゲーションシステムのナビゲーション情報に基づいて、前記走行計画経路を計画するステップをさらに含む、請求項9に記載の自動運転方法。 The autonomous driving method according to claim 9, wherein step (b.2) further includes a step of planning the driving plan route based on positioning information of the harvester body, area planning information of the image, and navigation information of a navigation system. 前記画像の認識情報に基づいて、前記ハーベスター本体の作業システムの作業パラメータを調整するステップ(d)をさらに含む、請求項に記載の自動運転方法。 The automatic driving method according to claim 9 , further comprising the step (d) of adjusting work parameters of a work system of the harvester body based on the image recognition information.
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