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JP7670285B2 - Harvesting Machine - Google Patents
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Description

本発明は、収穫機に関する。 The present invention relates to a harvester.

例えば特許文献1に開示された収穫機では、圃場の作物(文献では「植立穀稈」)を収穫する収穫部(文献では「刈取部」)の現状対地高さが検出される。収穫部の現状対地高さは、収穫部の底部に設けられた板状の接地部によって検出される。 For example, in the harvester disclosed in Patent Document 1, the current height above ground of the harvesting section (referred to as the "cutting section" in the document) that harvests crops in a field (referred to as the "planted culms" in the document) is detected. The current height above ground of the harvesting section is detected by a plate-shaped contact section provided at the bottom of the harvesting section.

特開2021-23119号公報JP 2021-23119 A

しかし、特許文献1に開示された収穫機に備えられた接地部は、接地部の真下における圃場面に対する対地高さを検出するに過ぎず、収穫部の前方に位置する圃場面に対する対地高さを検出できない。このため、収穫部の前端部が圃場面に対して高過ぎたり低過ぎたりする状況の検出が遅れがちとなる。 However, the ground contact part provided on the harvester disclosed in Patent Document 1 only detects the ground height relative to the field surface directly below the ground contact part, and cannot detect the ground height relative to the field surface located in front of the harvesting part. This means that there is a tendency for delays in detecting situations where the front end of the harvesting part is too high or too low relative to the field surface.

本発明の目的は、収穫部の前方における圃場面に対する収穫部の現状対地高さを好適に検出できる収穫機を提供することにある。 The object of the present invention is to provide a harvester that can effectively detect the current height of the harvesting section relative to the ground surface in front of the harvesting section.

本発明による収穫機では、機体に上下昇降可能に支持され、圃場の作物を収穫する収穫部と、前記収穫部に設けられ、作業走行中に、前記収穫部の前方に位置する圃場面を撮像対象として撮像する撮像装置と、前記撮像装置によって撮像された撮像画像に基づいて、前記撮像画像に写っている前記撮像対象の位置情報を算出する位置算出部と、複数の前記撮像画像の夫々における前記撮像対象の前記位置情報の経時的な変化分に基づいて前記撮像対象における平面部分を特定する平面特定部と、複数の前記撮像画像の夫々における前記撮像対象の前記位置情報の経時的な変化分に基づいて前記平面部分と前記撮像装置との距離を算出する距離算出部と、前記距離に基づいて圃場面に対する前記収穫部の現状対地高さを算出する高さ算出部と、が備えられていることを特徴とする。 The harvesting machine according to the present invention is characterized in that it comprises a harvesting unit that is supported on a body so as to be able to rise and fall vertically and harvests crops in the field; an imaging device that is provided on the harvesting unit and that captures images of the field scene located in front of the harvesting unit during work travel; a position calculation unit that calculates position information of the image capture target depicted in an image capture by the imaging device based on the image capture; a plane identification unit that identifies a planar portion of the image capture target based on changes over time in the position information of the image capture target in each of the multiple image captures; a distance calculation unit that calculates the distance between the planar portion and the imaging device based on changes over time in the position information of the image capture target in each of the multiple image captures; and a height calculation unit that calculates the current ground height of the harvesting unit relative to the field scene based on the distance.

本発明によると、撮像装置が収穫部に設けられ、撮像装置は収穫部の前方に位置する圃場面を撮像対象として撮像する。そして、撮像画像に基づいて撮像対象の位置情報が算出され、撮像装置と、撮像対象における平面部分との距離に基づいて、収穫部の現状対地高さが算出される。つまり、本発明であれば、収穫部の前方に位置する圃場面に対する現状対地高さの算出が可能となる。このため、特許文献1に開示された手法と比較して、収穫部の前端部が圃場面に対して高過ぎたり低過ぎたりする状況が早く検出される。これにより、収穫部の前方における圃場面に対する収穫部の現状対地高さを好適に検出できる収穫機が実現される。
また、圃場面における平面部分では、圃場面における凹凸部分と比較して、圃場面に対する収穫部の現状対地高さを精度良く算出し易い。平面部分は撮像対象の位置情報に基づいて特定されるが、本構成であれば、撮像対象の位置情報が複数の撮像画像から得られるため、圃場面に対する収穫部の現状対地高さが一層精度よく算出される。
According to the present invention, an imaging device is provided in the harvesting section, and the imaging device captures an image of a field scene located in front of the harvesting section as an imaging target. Then, position information of the imaging target is calculated based on the captured image, and the current ground height of the harvesting section is calculated based on the distance between the imaging device and a flat portion of the imaging target. In other words, the present invention makes it possible to calculate the current ground height with respect to the field scene located in front of the harvesting section. Therefore, compared to the method disclosed in Patent Document 1, a situation in which the front end of the harvesting section is too high or too low with respect to the field scene is detected earlier. This realizes a harvester that can suitably detect the current ground height of the harvesting section with respect to the field scene in front of the harvesting section.
In addition, in flat areas of the field scene, it is easier to calculate the current ground height of the harvesting part relative to the field scene with high accuracy compared to uneven areas of the field scene. Flat areas are identified based on the position information of the imaging target, but with this configuration, the position information of the imaging target is obtained from multiple captured images, so the current ground height of the harvesting part relative to the field scene can be calculated with even higher accuracy.

本発明において、前記位置情報は、前記撮像装置を基準点とした座標であると好適である。 In the present invention, it is preferable that the position information is coordinates with the imaging device as a reference point.

本構成であれば、撮像装置によって撮像された撮像画像に写っている撮像対象が座標として管理され、撮像装置と撮像対象との距離の算出が容易に可能となる。 With this configuration, the object captured in the image captured by the imaging device is managed as coordinates, making it easy to calculate the distance between the imaging device and the object.

本発明において、前記現状対地高さと予め設定された前記収穫部の目標対地高さとに基づいて、前記収穫部の対地高さが前記目標対地高さに近づくように前記収穫部の昇降制御を実行する収穫高さ制御部が備えられていると好適である。 In the present invention, it is preferable to provide a harvest height control unit that controls the elevation of the harvesting unit so that the ground height of the harvesting unit approaches the target ground height based on the current ground height and a preset target ground height of the harvesting unit.

本構成によって、収穫部の前方における圃場面に応じて収穫部の対地高さを好適に調整できる。 This configuration allows the height of the harvesting unit above the ground to be appropriately adjusted depending on the field conditions in front of the harvesting unit.

本発明において、前記撮像装置は、前記収穫部の下部に備えられていると好適である。 In the present invention, it is preferable that the imaging device is provided below the harvesting section.

作業走行中、収穫部の前方には圃場の作物が植立している。本構成であれば、撮像装置が収穫部の上部に備えられる構成と比較して、撮像装置による圃場面の撮像が容易になる。 When the vehicle is traveling to work, crops are planted in the field in front of the harvesting unit. With this configuration, it is easier for the imaging device to capture images of the field scene compared to a configuration in which the imaging device is provided above the harvesting unit.

収穫機の全体側面図である。FIG. 2 is an overall side view of the harvester. 収穫機の全体平面図である。FIG. 制御系のブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of a control system. 撮像画像に基づいて平面部分を特定することの説明図である。11A and 11B are diagrams illustrating how a flat portion is identified based on a captured image. 収穫高さ制御の一例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing an example of harvest height control.

〔収穫機の基本構成〕
図1及び図2には、収穫機の一例として自脱型コンバインを示している。図1及び図2に示すように、本コンバインには、走行機体1が備えられている。走行機体1には、クローラ走行装置2と、クローラ走行装置2に支持される機体フレーム3と、が備えられている。走行機体1の前方に収穫部4が設けられている。収穫部4は、揺動軸芯Xまわりに走行機体1に上下昇降可能に支持され、圃場の作物(植立穀稈S、図4参照)を収穫する。
コンバインは、クローラ走行装置2で前進しながら、機体前方の作物を収穫部4で次々に収穫する。走行機体1の前部に運転キャビン5が設けられ、運転キャビン5は収穫部4の後方に位置する。
[Basic configuration of the harvester]
Figures 1 and 2 show a head-feeding combine as an example of a harvester. As shown in Figures 1 and 2, this combine is equipped with a traveling body 1. The traveling body 1 is equipped with a crawler traveling device 2 and a body frame 3 supported by the crawler traveling device 2. A harvesting unit 4 is provided in front of the traveling body 1. The harvesting unit 4 is supported by the traveling body 1 around a swing axis X so as to be able to move up and down, and harvests crops (planted culms S, see Figure 4) in the field.
The combine harvester moves forward on the crawler travel device 2, while harvesting crops in front of the machine body one after another with the harvesting section 4. A driver's cabin 5 is provided at the front of the travel body 1, and the driver's cabin 5 is located behind the harvesting section 4.

運転キャビン5の下方には、エンジン(図示省略)が設けられている。運転キャビン5の後方に穀粒貯留タンク6が設けられ、穀粒貯留タンク6は脱穀処理後の穀粒を貯留する。穀粒貯留タンク6の左隣に脱穀装置7が設けられ、脱穀装置7は収穫部4からの刈取穀稈を脱穀処理する。これにより、コンバインは作業走行を可能なように構成されている。穀粒貯留タンク6に穀粒排出装置8が接続され、穀粒排出装置8は穀粒貯留タンク6内の穀粒を排出する。 An engine (not shown) is provided below the driver's cabin 5. A grain storage tank 6 is provided behind the driver's cabin 5, and stores grains after threshing. A threshing device 7 is provided to the left of the grain storage tank 6, and threshes the stalks harvested from the harvesting section 4. This allows the combine to travel while working. A grain discharge device 8 is connected to the grain storage tank 6, and discharges the grains in the grain storage tank 6.

収穫部4は、複数刈り仕様(本実施形態では、六条刈り仕様)に構成されている。収穫部4に、複数(本実施形態では、七つ)の分草具9と、引き起こし部10と、刈刃装置11と、搬送部12と、が備えられている。分草具9は植立穀稈S(図4参照、以下同じ)を分草する。引き起こし部10は、分草具9によって分草された植立穀稈Sを引き起こす。刈刃装置11は、引き起こし部10によって引き起こされた植立穀稈Sの株元を切断する。搬送部12は、刈刃装置11によって切断された刈取穀稈を機体後方に向けて搬送する。複数の分草具9のうち、機体右端の分草具9に対して二つ隣(機体右端から三個目)の分草具9に撮像装置13が設けられている。つまり、収穫部4の下部に撮像装置13が備えられている。撮像装置13は、いわゆる単眼カメラであって、収穫部4の前方における圃場面をカラー画面で撮像するように構成されている。 The harvesting section 4 is configured for multiple cutting (six-row cutting in this embodiment). The harvesting section 4 is equipped with multiple (seven in this embodiment) weed-dividing tools 9, a raising section 10, a cutting blade device 11, and a conveying section 12. The weed-dividing tool 9 divides the planted culms S (see FIG. 4, the same below). The raising section 10 raises the planted culms S divided by the weed-dividing tool 9. The cutting blade device 11 cuts the base of the planted culms S raised by the raising section 10. The conveying section 12 conveys the harvested culms cut by the cutting blade device 11 toward the rear of the machine body. Of the multiple weed-dividing tools 9, the imaging device 13 is provided on the weed-dividing tool 9 two tools away (the third from the right end of the machine body) from the weed-dividing tool 9 on the right end of the machine body. In other words, the imaging device 13 is provided at the bottom of the harvesting section 4. The imaging device 13 is a so-called monocular camera, and is configured to capture images of the field scene in front of the harvesting unit 4 on a color screen.

図2に示す例では、未刈の植立穀稈Sを丸印で示し、既刈の残稈をバツ印で示している。二つの分草具9の間に未刈の植立穀稈Sが位置する状態でコンバインが前進走行することによって、収穫部4は前方の植立穀稈Sを収穫する。撮像装置13は、機体右端から三個目の分草具9に設けられている。このため、撮像装置13によって撮像される撮像画像は、図4の画像P1~画像P3のようになる。図4の画像P1~画像P3では、左右に未刈の植立穀稈Sが写され、左右の植立穀稈Sの間に圃場面が写されている。 In the example shown in FIG. 2, uncut planted culms S are indicated by circles, and cut residual culms are indicated by crosses. When the combine moves forward with the uncut planted culms S located between the two weed splitters 9, the harvesting section 4 harvests the planted culms S in front. The imaging device 13 is mounted on the third weed splitter 9 from the right end of the machine. Therefore, the images captured by the imaging device 13 are as shown in images P1 to P3 in FIG. 4. In images P1 to P3 in FIG. 4, uncut planted culms S are captured on the left and right, and a field scene is captured between the planted culms S on the left and right.

〔制御系の構成〕
図3に、本発明による収穫機の制御系を示す。コンバインの制御系は、制御ユニット20、及び、この制御ユニット20との間で車載LANなどの配線網を通じて信号通信(データ通信)を行う各種入出力機器等によって構成されている。制御ユニット20は、多数のECUと呼ばれる電子制御ユニットからなる。制御ユニット20は、撮像装置13から撮像画像のデータを入力するように構成されている。また、制御ユニット20は、収穫部4の昇降制御用の信号を出力する。制御ユニット20に、位置算出部21と、平面特定部22と、距離算出部23と、高さ算出部24と、収穫高さ制御部25と、目標収穫高さ設定部26と、が備えられている。
[Control system configuration]
3 shows a control system of the harvester according to the present invention. The control system of the combine harvester is composed of a control unit 20 and various input/output devices that perform signal communication (data communication) with the control unit 20 through a wiring network such as an on-board LAN. The control unit 20 is composed of a large number of electronic control units called ECUs. The control unit 20 is configured to input captured image data from the imaging device 13. The control unit 20 also outputs a signal for controlling the elevation of the harvesting section 4. The control unit 20 is equipped with a position calculation section 21, a plane identification section 22, a distance calculation section 23, a height calculation section 24, a harvest height control section 25, and a target harvest height setting section 26.

上述したように、撮像装置13は分草具9に設けられ、撮像装置13は収穫部4の前方を撮像する。このため、収穫部4が圃場の植立穀稈Sを収穫するとき、撮像装置13は、図4に示すような、植立穀稈Sと、二条分の植立穀稈Sの条間における地面と、を撮像する。つまり、撮像装置13は、コンバインの作業走行中に、収穫部4の前方に位置する圃場面を撮像対象として経時的に撮像する。撮像装置13によって撮像された撮像画像は、経時的に位置算出部21へ送られる。 As described above, the imaging device 13 is provided on the weed splitter 9, and the imaging device 13 captures images in front of the harvesting unit 4. Therefore, when the harvesting unit 4 harvests the planted culms S in the field, the imaging device 13 captures images of the planted culms S and the ground between the two rows of the planted culms S, as shown in FIG. 4. In other words, the imaging device 13 captures images of the field scene located in front of the harvesting unit 4 over time while the combine is traveling. The images captured by the imaging device 13 are sent to the position calculation unit 21 over time.

撮像装置13によって撮像された撮像画像の例として、図4に画像P1~画像P3を示す。画像P1~画像P3はコンバインの作業走行中に撮像されている。画像P2は画像P1よりも後の時間に撮像され、画像P3は画像P2よりも後の時間に撮像されている。画像P1~画像P3の夫々に、撮像対象の一例として物体A(特定の物ではなく、圃場面の一部分である場合も含む)が写っている。位置算出部21は、撮像装置13によって撮像された撮像画像に基づいて、撮像画像に写っている物体Aの位置情報を算出する。 Images P1 to P3 are shown in FIG. 4 as examples of images captured by the imaging device 13. Images P1 to P3 were captured while the combine was working. Image P2 was captured at a later time than image P1, and image P3 was captured at a later time than image P2. Each of images P1 to P3 shows object A (which may not be a specific object, but may be part of a field scene) as an example of an imaged subject. The position calculation unit 21 calculates the position information of object A captured in the captured image based on the image captured by the imaging device 13.

画像P1~画像P3の夫々で物体Aの画面上の位置情報が異なる。位置算出部21は、画像P1~画像P3の夫々に対して、例えばORB(Oriented FAST and Rotated BRIEF)等の公知のマッチング処理を行って物体Aを検出し、物体Aの画面上の位置情報の変化分に基づいて、撮像装置13を基準点とした物体Aの三次元座標を算出する。つまり、位置算出部21は、物体Aの位置情報として、複数の撮像画像に基づいて撮像装置13を基準点とした物体Aの三次元座標を算出する。 Images P1 to P3 each have different position information of object A on the screen. The position calculation unit 21 detects object A by performing a known matching process, such as ORB (Oriented FAST and Rotated BRIEF), on each of images P1 to P3, and calculates the three-dimensional coordinates of object A with the imaging device 13 as the reference point based on the change in the position information of object A on the screen. In other words, the position calculation unit 21 calculates the three-dimensional coordinates of object A with the imaging device 13 as the reference point based on multiple captured images as the position information of object A.

なお、画像P1~画像P3の夫々の撮像タイミングにおいて、圃場における撮像装置13の位置は異なる。撮像装置13の位置の変化分は、例えば衛星測位システム(GNSS)や慣性計測センサ(IMU)や車速センサ等を用いて検出可能である。位置算出部21は、物体Aの画面上の位置情報の変化分と、撮像装置13の位置の変化分と、に基づいて撮像装置13を基準点とした物体Aの三次元座標を算出しても良い。 The position of the imaging device 13 in the field is different at the time when each of images P1 to P3 is captured. The change in the position of the imaging device 13 can be detected, for example, using a global navigation satellite system (GNSS), an inertial measurement sensor (IMU), a vehicle speed sensor, etc. The position calculation unit 21 may calculate the three-dimensional coordinates of object A with the imaging device 13 as the reference point based on the change in the position information on the screen of object A and the change in the position of the imaging device 13.

画像P1~画像P3には、物体Aの他にも、圃場面や植立穀稈Sにおける多数の撮像対象が存在し、これら多数の撮像対象が点群データとして位置算出部21に取り込まれる。これらの点群データの夫々において三次元座標が位置算出部21によって算出される。これらの点群データは、位置算出部21から平面特定部22へ送られる。 In addition to object A, images P1 to P3 contain many other captured objects in the field scene and planted stalks S, and these many captured objects are input to the position calculation unit 21 as point cloud data. The position calculation unit 21 calculates three-dimensional coordinates for each of these point cloud data. These point cloud data are sent from the position calculation unit 21 to the plane identification unit 22.

平面特定部22は、位置算出部21から送られた多数の点群データに基づいて、公知のRANSAC(ランダム・サンプル・コンセンサス)という技術を用いて、撮像対象における平面部分F、即ち圃場面を特定する。図3に示される例では、画像P1~画像P3に基づいて、画像PFに示されるような、植立穀稈Sの条間における平面部分Fが特定される。つまり、多数の撮像対象から物体Aを含む多数の点群データが取得されるが、これらの点群データのうち、平面部分Fに示される部分の点群データが、インライア(inlier)の点群データとして特定される。このように、平面特定部22は、複数の撮像画像から得られた位置情報に基づいて平面部分Fを特定する。平面特定部22の特定結果は、距離算出部23へ送られる。 Based on the multiple point cloud data sent from the position calculation unit 21, the plane identification unit 22 identifies the plane portion F in the imaged object, i.e., the field scene, using a known technique called RANSAC (random sample consensus). In the example shown in FIG. 3, the plane portion F between the rows of the planted culm S as shown in image PF is identified based on images P1 to P3. In other words, multiple point cloud data including object A are acquired from multiple imaged objects, and among these point cloud data, the point cloud data of the portion shown in the plane portion F is identified as inlier point cloud data. In this way, the plane identification unit 22 identifies the plane portion F based on the position information obtained from the multiple captured images. The identification result of the plane identification unit 22 is sent to the distance calculation unit 23.

距離算出部23は、平面部分Fに示される部分の点群データに含まれる三次元座標に基づいて、平面部分Fと撮像装置13との距離Dを算出する。距離算出部23の算出結果は高さ算出部24へ送られる。そして高さ算出部24は、距離Dに基づいて圃場面に対する前記収穫部の現状対地高さHを算出する。 The distance calculation unit 23 calculates the distance D between the planar portion F and the imaging device 13 based on the three-dimensional coordinates included in the point cloud data of the portion shown on the planar portion F. The calculation result of the distance calculation unit 23 is sent to the height calculation unit 24. The height calculation unit 24 then calculates the current ground height H of the harvesting part relative to the field scene based on the distance D.

目標対地高さHTは目標収穫高さ設定部26によって設定される。目標収穫高さ設定部26は、例えば制御ユニット20の内部に組み込まれた記憶装置(不図示)に予め記憶された値を目標対地高さHTとして設定する構成であっても良いし、人為的操作によって設定された値を目標対地高さHTとして設定する構成であっても良い。 The target ground height HT is set by the target harvest height setting unit 26. The target harvest height setting unit 26 may be configured to set a value stored in advance in a storage device (not shown) built into the control unit 20 as the target ground height HT, for example, or may be configured to set a value set by manual operation as the target ground height HT.

収穫高さ制御部25は、現状対地高さHと目標対地高さHTとに基づいて、収穫部4の対地高さが目標対地高さHTに近づくように昇降制御を実行する。ここで、昇降制御とは、収穫部4の昇降アクチュエータ(不図示)の駆動を制御することを意味する。収穫高さ制御部25は昇降制御を自動的に実行する。なお、収穫高さ制御部25は、昇降制御を自動的に実行しなくても良く、例えば、手動による昇降制御をアシストするものであっても良い。つまり、収穫高さ制御部25は、現状対地高さHと予め設定された収穫部4の目標対地高さHTとに基づいて、収穫部4の対地高さが目標対地高さHTに近づくように収穫部4の昇降制御を実行すれば良い。 The harvest height control unit 25 performs lifting control based on the current ground height H and the target ground height HT so that the ground height of the harvesting unit 4 approaches the target ground height HT. Here, lifting control means controlling the drive of the lifting actuator (not shown) of the harvesting unit 4. The harvest height control unit 25 automatically performs lifting control. Note that the harvest height control unit 25 does not have to perform lifting control automatically, and may, for example, assist manual lifting control. In other words, the harvest height control unit 25 only needs to perform lifting control of the harvesting unit 4 based on the current ground height H and the preset target ground height HT of the harvesting unit 4 so that the ground height of the harvesting unit 4 approaches the target ground height HT.

例えば、平面部分Fと隆起部分Gとが存在する圃場を図5に示す。隆起部分Gは、平面部分Fに対してコンバインの進行方向手前側に位置する。平面部分Fは図5において太線で示している。コンバインは、隆起部分Gを乗り越えてから平面部分Fにおける植立穀稈Sを収穫する。コンバインが隆起部分Gを乗り越える際に、コンバインの機体全体が前上がりに傾斜し、平面部分Fに対する収穫部4の現状対地高さHが隆起部分Gの高さ分だけ高くなる。このため、平面部分Fのうち隆起部分Gと隣接する領域では、残稈高さが高くなる。後の耕耘等を考慮すると、圃場の残稈高さは出来るだけ低い方が望ましい。 For example, Figure 5 shows a farm field with a flat portion F and a raised portion G. The raised portion G is located in front of the flat portion F in the direction of travel of the combine. The flat portion F is indicated by a thick line in Figure 5. The combine harvests the planted stalks S on the flat portion F after climbing over the raised portion G. When the combine harvester climbs over the raised portion G, the entire body of the combine is tilted upward at the front, and the current height H of the harvesting section 4 above the ground relative to the flat portion F becomes higher by the height of the raised portion G. For this reason, the stalk height becomes higher in the area of the flat portion F adjacent to the raised portion G. Considering subsequent tillage, it is desirable for the stalk height in the field to be as low as possible.

図5に示す例では、コンバインが隆起部分Gを乗り越える際に、平面部分Fと撮像装置13との距離Dが距離算出部23によって算出される。そして、高さ算出部24が距離Dに基づいて現状対地高さHを算出する。図5に示す現状対地高さHは、目標対地高さHTよりも高くなっている。このため、収穫高さ制御部25は、収穫部4の平面部分Fに対する対地高さを低くするように、収穫部4を下降制御する。このため、収穫部4は、図5の破線で示される状態から図5の実線で示される状態となるように降下する。 In the example shown in FIG. 5, when the combine harvester climbs over the raised portion G, the distance calculation unit 23 calculates the distance D between the flat portion F and the imaging device 13. The height calculation unit 24 then calculates the current ground height H based on the distance D. The current ground height H shown in FIG. 5 is higher than the target ground height HT. Therefore, the harvest height control unit 25 controls the lowering of the harvesting unit 4 so as to lower the ground height of the harvesting unit 4 relative to the flat portion F. Therefore, the harvesting unit 4 descends from the state shown by the dashed line in FIG. 5 to the state shown by the solid line in FIG. 5.

図5では、収穫部4が降下した後における平面部分Fと撮像装置13との距離dが距離算出部23によって算出される。距離dは、収穫部4の降下前において算出された距離Dよりも短い。そして、高さ算出部24が距離dに基づいて、収穫部4が降下した後における現状対地高さhを算出する。図5では、目標対地高さHTが一点鎖線で示されている。現状対地高さhは、図5に示している現状対地高さHよりも低くなっており、図5に示している現状対地高さHよりも目標対地高さHTに近いものとなっている。 In FIG. 5, the distance calculation unit 23 calculates the distance d between the flat portion F and the imaging device 13 after the harvesting unit 4 has descended. The distance d is shorter than the distance D calculated before the harvesting unit 4 descends. The height calculation unit 24 then calculates the current ground height h after the harvesting unit 4 has descended based on the distance d. In FIG. 5, the target ground height HT is shown by a dashed line. The current ground height h is lower than the current ground height H shown in FIG. 5, and is closer to the target ground height HT than the current ground height H shown in FIG. 5.

また、コンバインが隆起部分Gを乗り越えた直後、コンバインの機体全体が前下がりに傾斜し、平面部分Fに対する収穫部4の現状対地高さHが目標対地高さHTよりも低くなる場合が考えられる。この場合、収穫高さ制御部25は、収穫部4の平面部分Fに対する対地高さを高くするように、収穫部4を上昇制御する。これにより、収穫部4の先端が圃場面に突き刺さる虞が軽減される。 In addition, immediately after the combine harvester passes over the raised portion G, the entire body of the combine harvester may tilt downward toward the front, causing the current ground height H of the harvesting section 4 relative to the flat portion F to be lower than the target ground height HT. In this case, the harvesting height control unit 25 controls the harvesting section 4 to rise so as to increase the ground height of the harvesting section 4 relative to the flat portion F. This reduces the risk of the tip of the harvesting section 4 piercing the field surface.

〔別実施形態〕
本発明は、上述の実施形態に例示された構成に限定されるものではなく、以下、本発明の代表的な別実施形態を例示する。
[Another embodiment]
The present invention is not limited to the configurations exemplified in the above-described embodiments, and other representative embodiments of the present invention will be described below.

(1)上述の実施形態に示した撮像装置13は、いわゆる単眼カメラであるが、撮像装置13はステレオカメラであっても良い。この構成であっても、平面特定部22は、複数の撮像画像から得られた位置情報に基づいて平面部分Fを特定できる。 (1) The imaging device 13 shown in the above embodiment is a so-called monocular camera, but the imaging device 13 may be a stereo camera. Even in this configuration, the plane surface identification unit 22 can identify the plane portion F based on position information obtained from multiple captured images.

(2)上述の実施形態では、位置算出部21によって算出される撮像対象の位置情報は、撮像装置13を基準点とした座標である。この実施形態に限定されず、撮像対象の位置情報は、例えば収穫部4の任意の位置(収穫部4の底部など)を基準点とした座標であっても良い。 (2) In the above embodiment, the position information of the imaging target calculated by the position calculation unit 21 is coordinates with the imaging device 13 as the reference point. This is not limited to the embodiment, and the position information of the imaging target may be, for example, coordinates with an arbitrary position of the harvesting unit 4 (such as the bottom of the harvesting unit 4) as the reference point.

(3)上述の実施形態では、機体右端の分草具9に対して二つ隣(機体右端から三個目)の分草具9に撮像装置13が設けられている。この実施形態に限定されず、撮像装置13は、どの分草具9に設けられても良い。例えば、図2に示すような既刈の残稈が写っても問題なければ、撮像装置13は機体右端の分草具9に設けられても良い。また、撮像装置13は、例えば引き起こし部10の前部に設けられても良い。 (3) In the above embodiment, the imaging device 13 is provided on the weed dividing tool 9 two tools away (the third from the right end of the machine body) from the weed dividing tool 9 on the right end of the machine body. This embodiment is not limited to this, and the imaging device 13 may be provided on any weed dividing tool 9. For example, if there is no problem with capturing images of the remaining stalks that have already been cut, as shown in FIG. 2, the imaging device 13 may be provided on the weed dividing tool 9 on the right end of the machine body. The imaging device 13 may also be provided, for example, in front of the raising unit 10.

(4)上述の実施形態では、撮像装置13は、収穫部4の前方における圃場面をカラー画面で撮像するが、グレースケール値を有するグレースケール画像で圃場面を撮像する構成であっても良い。 (4) In the above embodiment, the imaging device 13 captures the field scene in front of the harvesting unit 4 using a color screen, but it may also be configured to capture the field scene using a grayscale image having grayscale values.

なお、上述の実施形態(別実施形態を含む、以下同じ)で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能である。また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。 The configurations disclosed in the above-mentioned embodiments (including other embodiments, the same applies below) can be applied in combination with configurations disclosed in other embodiments, so long as no contradiction occurs. Furthermore, the embodiments disclosed in this specification are merely examples, and the present invention is not limited to these embodiments, and can be modified as appropriate within the scope of the purpose of the present invention.

本発明は、自脱型コンバイン以外に、全稈投入型のコンバイン、トウモロコシ収穫機、飼料収穫機等にも適用できる。 In addition to head-feeding combines, the present invention can also be applied to whole-culm-feeding combines, corn harvesters, forage harvesters, etc.

1 :走行機体
4 :収穫部
13 :撮像装置
21 :位置算出部
22 :平面特定部
23 :距離算出部
24 :高さ算出部
25 :収穫高さ制御部
D :平面部分と撮像装置との距離
F :平面部分
HT :目標対地高さ
Hd :現状対地高さ
1: Traveling machine body 4: Harvesting unit 13: Imaging device 21: Position calculation unit 22: Plane identification unit 23: Distance calculation unit 24: Height calculation unit 25: Harvesting height control unit D: Distance between plane portion and imaging device F: Plane portion HT: Target ground height Hd: Current ground height

Claims (4)

機体に上下昇降可能に支持され、圃場の作物を収穫する収穫部と、
前記収穫部に設けられ、作業走行中に、前記収穫部の前方に位置する圃場面を撮像対象として撮像する撮像装置と、
前記撮像装置によって撮像された撮像画像に基づいて、前記撮像画像に写っている前記撮像対象の位置情報を算出する位置算出部と、
複数の前記撮像画像の夫々における前記撮像対象の前記位置情報の経時的な変化分に基づいて前記撮像対象における平面部分を特定する平面特定部と、
複数の前記撮像画像の夫々における前記撮像対象の前記位置情報の経時的な変化分に基づいて前記平面部分と前記撮像装置との距離を算出する距離算出部と、
前記距離に基づいて圃場面に対する前記収穫部の現状対地高さを算出する高さ算出部と、が備えられている収穫機。
A harvesting unit that is supported on the machine body so as to be capable of ascending and descending and harvests crops in a field;
An imaging device provided in the harvesting unit that captures an image of a field scene located in front of the harvesting unit during work travel;
a position calculation unit that calculates position information of the imaging target shown in the captured image based on the captured image captured by the imaging device;
a plane identifying unit that identifies a plane portion of the imaging target based on a change over time in the position information of the imaging target in each of the plurality of captured images;
a distance calculation unit that calculates a distance between the planar portion and the imaging device based on a change over time in the position information of the imaging target in each of the plurality of captured images ;
A harvester is provided with a height calculation unit that calculates the current ground height of the harvesting unit relative to a field scene based on the distance.
前記位置情報は、前記撮像装置を基準点とした座標である請求項1に記載の収穫機。 The harvester according to claim 1, wherein the position information is coordinates with the imaging device as a reference point. 前記現状対地高さと予め設定された前記収穫部の目標対地高さとに基づいて、前記収穫部の対地高さが前記目標対地高さに近づくように前記収穫部の昇降制御を実行する収穫高さ制御部が備えられている請求項1または2に記載の収穫機。 A harvester as described in claim 1 or 2, which is provided with a harvest height control unit that controls the lifting and lowering of the harvesting unit so that the ground height of the harvesting unit approaches the target ground height based on the current ground height and a predetermined target ground height of the harvesting unit. 前記撮像装置は、前記収穫部の下部に備えられている請求項1からの何れか一項に記載の収穫機。 The harvester according to claim 1 , wherein the imaging device is provided under the harvesting section.
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