(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原動機を搭載する車両本体の後方に連結される耕耘部により圃場の耕耘を行う作業機用放射線計測システムであって、
前記耕耘部の前方に位置する圃場表面の放射線量を計測する第１放射線量計測部と、
前記耕耘部の後方に位置する圃場表面の放射線量を計測する第２放射線量計測部と、
前記第１放射線量計測部の第１計測値と、前記第２放射線量計測部の第２計測値の比較結果に基づいて、前記比較結果を出力する比較結果出力部と、
を備える放射線計測システム。
【請求項２】
前記比較結果に基づいて、耕耘制御量の補正値を算出して出力する補正量出力部をさらに備える、請求項１に記載の放射線計測システム。
【請求項３】
前記補正量出力部は、前記第１計測値が前記第２計測値以上である場合に、前記耕耘部による圃場の耕耘深さが深くなるようにし、前記第１計測値が前記第２計測値より小さい場合に、前記耕耘部による圃場の耕耘深さが浅くなるように前記補正値を出力する、請求項２に記載の放射線計測システム。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の放射線計測システムと、原動機を搭載する車両本体と、当該車両本体の後方に連結される耕耘部と、当該耕耘部による耕耘制御量を決定する作業機制御部と、前記耕耘部による耕耘深さを制御するための制御アクチュエータとを備え、
前記作業機制御部は、前記制御アクチュエータの動作量を制御することにより前記耕耘部による圃場の耕耘深さを決定し、
前記補正量出力部は、前記作業機制御部により制御する前記制御アクチュエータの動作量を補正する作業車両。
【請求項５】
前記補正量出力部が出力する補正値に基づいて、前記作業機制御部による耕耘制御量を補正する制御量補正部をさらに備える、請求項４に記載の作業車両。
【請求項６】
前記作業機制御部は、前記耕耘部の回転速度又は前記車両本体の走行速度をさらに制御する、請求項４又は５に記載の作業車両。
【請求項７】
原動機を搭載する車両本体と、前記車両本体の後方に連結され、回転又は牽引される耕耘部により圃場の耕耘を行う作業機と、前記耕耘部による耕耘制御量を決定する作業機制御部と備える作業車両を制御する制御装置であって、
前記耕耘部による耕耘前の圃場表面の放射線量と、前記耕耘部による耕耘後の圃場表面の放射線量の比較結果に基づいて、前記比較結果を出力する比較結果出力部を備える、作業車両の制御装置。
【請求項８】
前記耕耘部の前方に位置して前記車両本体に取り付けられた第１放射線量計測部が検出する第１計測値と、前記耕耘部の後方に位置して前記車両本体に取り付けられた第２放射線量計測部が検出する第２計測値とに基づいて、前記耕耘制御量の補正値を算出する補正量出力部をさらに備える、請求項７に記載の作業車両の制御装置。
【請求項９】
前記補正量出力部が出力する補正値に基づいて、前記作業機制御部による耕耘制御量を補正する制御量補正部をさらに備える、請求項８に記載の作業車両の制御装置。
【請求項１０】
原動機を搭載する車両本体の後方に連結される耕耘部により圃場の耕耘を行う場合の圃場耕耘適否判定方法であって、
前記耕耘部による耕耘前の圃場表面の放射線量を第１計測値として取得するステップと、
前記耕耘部による耕耘後の圃場表面であって前記第１計測値を計測した位置と同一位置における放射線量を第２計測値として取得するステップと、
前記第１計測値と前記第２計測値とを比較するステップと、
前記第１計測値と前記第２計測値との比較結果を出力するステップと、
を備える、圃場耕耘適否判定方法。
【請求項１１】
前記第１計測値と前記第２計測値の比較結果に基づいて、耕耘制御量の補正値を算出し、出力するステップをさらに備える、請求項１０に記載の圃場耕耘適否判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線計測システムに関し、特に、圃場の耕耘を行う作業車両用放射線計測システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
作業車両としてのトラクタは、ディーゼルエンジン等の原動機を搭載する車両本体と、車両本体の後方に連結され、回転又は牽引される耕耘部により圃場の耕耘を行う作業機とを備え、油圧シリンダなどの昇降制御手段を用いて車両本体に対して作業機を昇降させることにより、耕耘部による耕耘深さを制御するように構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような作業車両では、耕耘部による目標耕耘深さを予め設定するための耕耘深さ設定手段と、耕耘深さ設定手段の制御量に応じて昇降制御手段を駆動させるための駆動調節機構を備えている。
【０００４】
一方、近年は圃場における放射線量を低下させるために、作業車両によって圃場を耕すことが行われている。しかし、前述のような作業車両では、目的に応じて目標耕耘深さを設定するだけであって、圃場の状態を検出して耕耘深さ設定を補正することができない。特に、放射線は目に見えないことから、圃場表面の放射線量を考慮して予め耕耘深さを設定することは困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１８７９８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、圃場の耕耘を行う作業機において圃場を耕す前後の圃場表面の放射線量に応じて耕耘制御量を調整することを可能とする放射線計測システム、このような放射線計測システムを備える作業車両、及び圃場耕耘適否判定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下に、課題を解決するための手段として複数の態様を説明する。これら態様は、必要に応じて任意に組み合わせることができる。
【０００８】
本発明の一見地に係る放射線計測システムは、原動機を搭載する車両本体の後方に連結される耕耘部により圃場の耕耘を行う作業機用放射線計測システムであって、第１放射線量計測部と、第２放射線量計測部と、比較結果出力部とを備える。
第１放射線量計測部は、耕耘部の前方に位置する圃場表面の放射線量を計測する。第２放射線量計測部は、耕耘部の後方に位置する圃場表面の放射線量を計測する。比較結果出力部は、第１放射線量計測部の第１計測値と、第２放射線量計測部の第２計測値の比較結果に基づいて、比較結果を出力する。
車両本体に搭載される原動機は、ディーゼルエンジン、ガソリンエンジン、モータ（電動機）、その他エネルギー源を機械的エネルギーに変換するものである。
この場合、作業機の耕耘部により耕耘する前の圃場表面の放射線量と、耕耘した後の圃場の放射線量を比較して、その比較結果を、車両本体の操作者に通知することで、耕耘制御量を補正するための操作を行うことを促すことができる。例えば、この計測システムの筐体や作業車両に、液晶表示装置、ＬＥＤその他のランプで構成される表示部、音声や警告音などを発音可能なスピーカなどを設けておき、比較結果出力部から出力される比較結果に基づいて、所定の表示を行うように構成できる。
【０００９】
ここで、比較結果出力部の比較結果に基づいて、耕耘制御量の補正値を算出して出力する補正量出力部をさらに備えることができる。
この場合、作業機の耕耘部により耕耘する前の圃場表面の放射線量と、耕耘した後の圃場表面の放射線量に応じて、作業機制御部の耕耘制御量を補正するための補正値を出力する。計測システムの筐体や車両本体の所定の表示部などに耕耘制御量の補正値を表示することにより、作業車両の操作者が所定の操作を行って耕耘制御量の調整することが可能となる。
【００１０】
補正量出力部は、第１計測値が前記第２計測値以上である場合に、耕耘部による圃場の耕耘深さが深くなるようにし、第１計測値が前記第２計測値より小さい場合に、耕耘部による圃場の耕耘深さが浅くなるように補正値を出力することができる。
この場合、耕耘前の圃場表面に放射能が多くある場合には、耕耘深さを深くすることにより、放射線量が低い深層の土壌と表層の土壌とを攪拌して圃場表面の放射線量の減少を図ることができる。また、耕耘部による耕耘前の圃場表面の放射線量より、耕耘直後の圃場表面の放射線量の方が高い値を示す場合には、表層にあった放射能が以前の耕耘により深層に移動していることが考えられる。このような場合には、深い土中に放射線量の高い土壌が含まれていると見なされることから、耕耘部による耕耘深さを浅くして、耕耘後の圃場表面の放射線量が耕耘前の圃場表面の放射線量と同程度になるように制御を行う。このようにして、耕耘後の圃場表面における放射線量がなるべく少なくなるように、耕耘深さを設定することができる。
【００１１】
本発明の他の見地による作業車両は、前述したような放射線計測システムと、原動機を搭載する車両本体と、その車両本体の後方に連結される耕耘部と、その耕耘部による耕耘制御量を決定する作業機制御部と、耕耘部による耕耘深さを制御するための制御アクチュエータとを備え、作業機制御部は、制御アクチュエータの動作量を制御することにより耕耘部による圃場の耕耘深さを決定し、補正量出力部は、作業機制御部により制御する制御アクチュエータの動作量を補正するように構成できる。
この場合、制御アクチュエータの動作量を適切に調整して、耕耘部による耕耘前の圃場表面の放射線量と、耕耘後の圃場表面放射線量とに基づいて、最適な耕耘深さとなるように設定することが可能となる。
【００１２】
補正量出力部が出力する補正値に基づいて、作業機制御部による耕耘制御量を補正する制御量補正部をさらに備えるように構成できる。
この場合、耕耘前後の圃場表面の放射線量に基づいて、耕耘制御量を自動的に補正することが可能である。
また、作業機制御部は、耕耘部の回転速度又は車両本体の走行速度をさらに制御することができる。
耕耘部の回転速度又は車両本体の走行速度により、耕耘される土の粗さを適切なものとし、圃場表層における放射線量を適切なものとすることができる。
【００１３】
本発明の他の見地に係る制御装置は、原動機を搭載する車両本体と、車両本体の後方に連結され、回転又は牽引される耕耘部により圃場の耕耘を行う作業機と、耕耘部による耕耘制御量を決定する作業機制御部と備える作業車両を制御する制御装置であって、耕耘部による耕耘前の圃場表面の放射線量と、耕耘部による耕耘後の圃場表面の放射線量との比較結果に基づいて、この比較結果を出力する比較結果出力部を備える。
この場合、耕耘部による耕耘前後の圃場表面の放射線量の比較結果を、作業車両の操作者に通知して、耕耘制御量が適切になるように操作することを促すことが可能となる。
【００１４】
ここで、耕耘部の前方に位置して車両本体に取り付けられた第１放射線量計測部が検出する第１計測値と、耕耘部の後方に位置して車両本体に取り付けられた第２放射線量計測部が検出する第２計測値とに基づいて、耕耘制御量の補正値を算出する補正量出力部をさらに備える構成とすることができる。
この場合、作業車両の前後に位置して第１放射線量計測部と第２放射線量計測部とを配置し、作業機による作業を実行しながら圃場表面の放射線量を計測して、これに応じて耕耘制御量にフィードバック制御を行うことが可能となる。
【００１５】
補正量出力部が出力する補正値に基づいて、作業機制御部による耕耘制御量を補正する制御量補正部をさらに備える構成とすることができる。
この場合、耕耘制御量の補正値に基づいて自動的にフィードバック制御を行い、耕耘制御量を適切に設定することが可能となる。
【００１６】
本発明のさらに他の見地による圃場耕耘適否判定方法は、原動機を搭載する車両本体の後方に連結される耕耘部により圃場の耕耘を行う場合の耕耘適否判定方法であって、耕耘部による耕耘前の圃場表面の放射線量を第１計測値として取得するステップと、耕耘部による耕耘後の圃場表面であって第１計測値を計測した位置と同一位置における放射線量を第２計測値として取得するステップと、第１計測値と第２計測値とを比較して比較結果を出力するステップとを備える。
この場合、作業機の耕耘部により耕耘する前の圃場表面の放射線量と、耕耘した後の圃場表面の放射線量に応じて、その比較結果を作業車両の操作者に通知して、耕耘制御量の補正を促すことが可能である。
【００１７】
第１計測値と第２計測値の比較結果に基づいて、耕耘制御量の補正値を算出し、出力するステップをさらに備える構成とすることができる。
この場合、耕耘前後の圃場表面の放射線量に基づいて、耕耘制御量の補正量を通知して、耕耘制御量を補正することを促すことが可能である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る放射線計測システムでは、圃場表面の放射線量に応じて耕耘制御量を調整することを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、第１実施形態に係る放射線計測システムを搭載する作業車両の側面図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る放射線計測システムを搭載する作業車両の平面図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係る放射線計測システムを搭載する作業車両の制御ブロック図である。
【図４】図４は、圃場表面の放射線量の計測についての説明図である。
【図５】図５は、圃場の放射線量に基づいて耕耘深さの補正を行う制御フローチャートである。
【図６】図６は、放射線量の計測値に応じて耕耘深さの制御量をフィードバックする際の説明図である。
【図７】図７は、放射線計測システムの機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（１）第１実施形態
（１−１）作業車両の概要
図１は、本発明の第１実施形態に係る放射線計測システムを搭載する作業車両の側面図であり、図２は、本発明の第１実施形態に係る放射線計測システムを搭載する作業車両の平面図である。
この第１実施形態では、作業車両としてのトラクタに放射線計測システムを搭載したものに基づいて説明する。ここでは、本発明に係る放射線計測システムの機能を、一般的な作業車両の構成の一部と兼用したものを例示している。
【００２１】
トラクタ１（作業車両の一例）は、車両本体２（車両本体の一例）と、作業機３（作業機の一例）とを備えている。
【００２２】
車両本体２は、左右一対の前車輪２２と、左右一対の後車輪２３とを備えている。車両本体２の前部には原動機２１（原動機の一例）を搭載しており、この原動機２１の駆動力が車軸を介して後車輪２３及び／又は前車輪２２に伝達されて、車両本体２が前後方向に走行可能となっている。原動機２１は、ディーゼルエンジン、ガソリンエンジン、モータ（電動機）、その他エネルギー源を力学的エネルギーに変換する装置で構成することができる。
車両本体２の上面には、操縦者が着席可能な座席２４、回転操作により車両本体２の走行方向を制御するためのハンドル２５、ブレーキ、アクセル、クラッチなどの操作ペダル類２６、車両本体２の変速及び作業機３の制御を行うための操作レバー類２７などが設けられている。操作レバー類２７としては、車両本体２の変速を行うための主変速レバー、作業機の目標耕耘深さを設定する耕耘深さ設定ダイヤル、作業機の変速を行うＰＴＯ変速レバーなどを含むことができる。
【００２３】
車両本体２には、原動機２１からの駆動力を変速して後車輪２３及び／又は前車輪２２に伝達するためのミッションケース２８を備えている。車両本体２が全輪駆動である場合、ミッションケース２８からの駆動力は前車輪２２及び後車輪２３にそれぞれ伝達される。また、車両本体２が後輪駆動である場合には、後車輪２３を支持する車軸にミッションケース２８からの駆動力が伝達される。また、車両本体２が前輪駆動である場合には、前車輪２２を支持する車軸にミッションケース２８からの駆動力が伝達される。
【００２４】
作業機３は、ミッションケース２８の後部に設けられる一対の下部リンク３１と上部リンク３２からなるリンク機構を介して車両本体２と連結される。
作業機３は、横長筒状のメインビーム３３、メインビーム３３の左右両側に取り付けられたチェーンケース３４と軸受板３５、チェーンケース３４と軸受板３５に軸支された回転軸に放射状に取り付けられた複数の耕耘部３６（耕耘部の一例）、前端部がメインビーム３３に取り付けられた耕耘深さ調節フレーム３７、上部リンク３２の後端部とメインビーム３３とを連結する上部リンクフレーム３８、上部リンクフレーム３８に取り付けられ、アクチュエータ先端が耕耘深さ調節フレーム３７に取り付けられた耕耘深さ調整軸３９などを含む。
【００２５】
耕耘部３６の回転軸は、チェーンケース３４及び軸受板３５に回転可能に支持され、メインビーム３３下方において耕耘部３６を図１の反時計回りに回転させる。
ミッションケース２８には、原動機２１の駆動力を耕耘部３６の回転駆動のために取り出すためのＰＴＯ（Power take-off）シャフト４０が設けられている。ＰＴＯシャフト４０からの駆動力は、ベベルギア（図示せず）、メインビーム内に内蔵された回転軸（図示せず）、チェーンケース３４内に内蔵されたスプロケット及びチェーン（図示せず）などを介して耕耘部３６の回転軸に伝達される。
【００２６】
上部リンクフレーム３８の前端部は上部リンク３２の後端に回転可能に連結され、上部リンクフレーム３８の前後方向の中間部はメインビーム３３と回転可能に連結されている。耕耘深さ調節フレーム３７の前端側はメインビーム３３に一体的に連結されている。
【００２７】
耕耘深さ調整軸３９は、上部リンクフレーム３８に取り付けられており、アクチュエータ先端が耕耘深さ調節フレーム３７に連結されている。このことにより、耕耘深さ調整軸３９のアクチュエータ（制御アクチュエータの一例）の動作量に応じて、耕耘深さ調節フレーム３７とメインビーム３３の傾斜角度が変化し、下部リンク３１及び上部リンク３２に支持されている作業機３全体の傾斜角度が変化する。このことにより、耕耘部３６の耕耘深さが変更される。
【００２８】
車両本体２の前部には、第１支持部材４１を介して第１放射線量計測部４２（第１放射線量計測部の一例）が取り付けられている。第１放射線量計測部４２は、通常の放射線測定器を適用することが可能であり、車両本体２が前方移動している間、耕耘部３６による耕耘前の圃場表面の放射線量を計測する。第１放射線量計測部４２として用いられる放射線測定器は、種々のものを採用することができ、例えば、ＧＭ管（ガイガーミュラー計数管）、ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ、ＣｓＩ（Ｔｌ）シンチレータ、ＬａＢｒ３（Ｃｅ）シンチレータ、ＣｄＴｅ（ＣｄＺｎＴｅ）半導体、Ｇｅ半導体、Ｓｉ（Ｌｉ）半導体、Ｈｅ３シンチレータ、Ｌｉ６シンチレータ、電離箱のうちのいずれかを用いることが可能である。
【００２９】
車両本体２の後部には、第２支持部材４３を介して第２放射線量計測部４４（第２放射線量計測部の一例）が取り付けられている。第２放射線量計測部４４は、通常の放射線測定器を適用することが可能であり、車両本体２が前方移動している間、耕耘部３６による耕耘後の圃場表面の放射線量を計測する。第２放射線量計測部４４として用いられる放射線測定器は、第１放射線量計測部４２と同様に、種々のものを採用することができ、例えば、ＧＭ管（ガイガーミュラー計数管）、ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ、ＣｓＩ（Ｔｌ）シンチレータ、ＬａＢｒ３（Ｃｅ）シンチレータ、ＣｄＴｅ（ＣｄＺｎＴｅ）半導体、Ｇｅ半導体、Ｓｉ（Ｌｉ）半導体、Ｈｅ３シンチレータ、Ｌｉ６シンチレータ、電離箱のうちのいずれかを用いることが可能である。好ましくは、第１放射線量計測部４２と第２放射線量計測部４４とは、同一の放射線測定器を用いることが好ましい。
【００３０】
第１放射線量計測部４２と第２放射線量計測部４４の取付位置は、耕耘部３６の接地位置を挟んで前後に対称となる位置とすることができる。第１放射線量計測部４２と第２放射線量計測部４４の位置が近い場合には、耕耘する前後の圃場表面の放射線量が相互に干渉することから、ある程度距離を離すことが好ましい。また、圃場の同一地点において表面の放射線量を比較したい場合、第１放射線量計測部４２と第２放射線量計測部４４との距離を大きくすると、タイムラグが大きくなることから、比較結果をフィードバックしても制御効率が悪くなるおそれがある。このことから、第１放射線量計測部４２と第２放射線量計測部４４の取付位置を適度に設定することが好ましい。車両本体２の先端位置に第１放射線量計測部４２を取り付ける場合、耕耘部３６の接地位置から車両本体２の先端までの距離が例えば１．５ｍであれば、第２支持部材４３の先端が耕耘部３６の接地位置から１．５ｍとなるようにし、この第２支持部材４３の先端に第２放射線量計測部４４を取り付けることができる。
【００３１】
耕耘部３６は、車両本体２の走行方向に直交する方向（車両本体２の側方）に所定の幅を有している。第１放射線量計測部４２及び第２放射線量計測部４４を車両本体２の幅方向に複数設けることも可能である。この場合、左右方向の放射線量のばらつきに応じて、耕耘部３６による耕耘深さを左右で異なるように制御することも可能であり、また左右方向の平均値に基づいて耕耘部３６による耕耘深さを設定することも可能である。
【００３２】
車両本体２は、各部の制御を行うための制御部４５を備えており、ハンドル２５、操作ペダル類２６、操作レバー類２７などの操作量、各種センサからの検出信号に基づいて、原動機２１、作業機３の各部の制御を行うための制御信号を生成する。第１放射線量計測部４２と第２放射線量計測部４４の計測値についても、制御部４５に送信される。
【００３３】
（１−２）作業車両の制御ブロック
図３は、第１実施形態による放射線計測システムを搭載する作業車両の制御ブロック図である。
車両本体２に設けられる制御部４５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどのコンピュータシステムで構成され、作業車両として制御部と、本実施形態による放射線計測システムの制御部とを兼ね備える構成として説明する。制御部４５は、車両本体２の走行を制御する機能を有する車両制御部５０１、耕耘部３６による耕耘制御量を決定する機能を有する作業機制御部５０２（作業機制御部の一例）、第１放射線量計測部の第１計測値と、第２放射線量計測部の第２計測値を比較してその比較結果を出力する比較結果出力部５０３（比較結果出力部の一例）、第１計測値と第２計測値の比較結果に基づいて耕耘制御量の補正値を算出して出力する補正量出力部５０４（補正量出力部の一例）、補正量出力部５０４が出力する補正値に基づいて、作業機制御部５０２による耕耘制御量を補正する制御量補正部５０５（制御量補正部の一例）を備えている。
【００３４】
制御部４５には、ハンドル２５の操舵量に関する制御信号、操作ペダル類２６の操作に関する制御信号、操作レバー類２７の操作に関する制御信号、車速センサ５１１からの車速に関する検出信号、耕耘深さ設定器５１３からの耕耘深さに関する設定信号、第１放射線量計測部４２からの第１計測値に関する検出信号、第２放射線量計測部４４からの第２計測値に関する検出信号が入力される。
また、制御部４５は、原動機駆動部５１２、ミッションケース２８、耕耘深さ調整軸３９、表示部５１４等に接続されている。
【００３５】
制御部４５は、ハンドル２５の操舵量に関する制御信号、操作ペダル類２６の操作に関する制御信号、操作レバー類２７の操作に関する制御信号、車速センサ５１１からの車速に関する検出信号などが入力され、これら信号に基づいて、原動機駆動部５１２に送信する制御信号を生成することで、車両制御部５０１の機能を実現する。
【００３６】
制御部４５は、耕耘深さ設定器５１３で設定される耕耘深さに関する制御信号に基づいて、耕耘部３６による耕耘深さを決定し、耕耘深さ調整軸３９のアクチュエータの動作量を送信する。また、制御部４５は、第１放射線量計測部４２の第１計測値、第２放射線量計測部４４の第２計測値が入力され、この第１計測値及び第２計測値を比較し、その比較結果を表示部５１４に表示する。表示部５１４は、車両本体２に設けられる液晶表示装置、ＬＥＤなどのランプ類、音声や警告音を発音可能なスピーカなどで構成することができ、比較結果に基づいて適切な耕耘制御量となるような操作を操作者に促すことができる。
また、第１計測値と第２計測値の比較結果に基づいて耕耘制御量の補正値を算出する場合には、この補正値を表示部５１４を介して操作者に通知することも可能である。このとき、制御部４５は、表示部５１４に表示される耕耘制御量の補正値に基づいて、操作者に所定の操作を促す表示を行うように構成できる。また、制御部４５は、算出された補正値に基づいて、耕耘深さ調整軸３９のアクチュエータの動作量を送信するように構成できる。
【００３７】
（１−３）耕耘深さの制御
図４は、圃場表面の放射線量の計測についての説明図である。
トラクタ１の車両本体２には、耕耘部３６が回転可能に支持された作業機３が牽引されており、耕耘部３６が接地位置Ｐ１における耕耘を行うものとする。
車両本体２の前端位置に取り付けられた第１放射線量計測部４２と、車両本体２の後方に第２支持部材４３を介して取り付けられた第２放射線量計測部４４とは、耕耘部３６の接地位置Ｐ１から等距離（Ｌ／２）に取り付けられているものとする。このとき、第１放射線量計測部４２は、第１計測位置Ｐ０における圃場表面の放射線量を計測しており、第２放射線量計測部４４は、第１計測位置Ｐ０から距離Ｌだけ離れた第２計測位置Ｐ２における圃場表面の放射線量を計測しているものとする。
この状態から、第１放射線量計測部４２と第２放射線量計測部４４との距離Ｌだけトラクタ１が走行すると、図の点線位置まで進行することとなる。
このとき、第１放射線量計測部４２は、第１計測位置Ｐ０から距離Ｌだけ先に進んだ位置にあり、第２放射線量計測部４４が第１計測位置Ｐ０の位置にある。
【００３８】
制御部４５は、第１放射線量計測部４２の第１計測値及び第２放射線量計測部４４の第２計測値を取得して、それぞれ所定の記憶領域に格納し、同一計測位置における第１計測値と第２計測値を比較する。
例えば、第１放射線量計測部４２が第１計測位置Ｐ０において計測した計測値を第１計測値Ａとする。その後、車両本体２が距離Ｌだけ進行して、第２放射線量計測部４４が第１計測位置ＰＯにおいて計測した計測値を第２計測値Ｂとする。
【００３９】
図５は、圃場耕耘適否判定方法の制御フローチャートである。
ステップＳ５０１において、制御部４５は、各種パラメータの初期設定を行う。耕耘深さ設定器５１３による耕耘深さの設定がされている場合には、これに合わせて耕耘深さ調整軸３９のアクチュエータの動作量を設定する。また、耕耘深さ設定器５１３による設定がなく、デフォルトでの耕耘深さが決まっている場合には、制御部４５は、デフォルト値による耕耘深さを設定し、これに対応して耕耘深さ調整軸３９のアクチュエータの動作量を設定する。また、車両本体２の走行速度、耕耘部３６の回転速度についても、制御部４５は、操作ペダル類２６、操作レバー類２７の操作量に基づく制御量に設定する。耕耘部３６の回転速度についてデフォルト値が予め設定されている場合には、制御部４５は、このデフォルト値に基づいて所定の回転速度に設定する。制御部４５は、設定された車両本体２の走行速度及び耕耘部３６の回転速度に基づいて、ミッションケース２８を制御し、前車輪２２、後車輪２３に駆動力を伝達するための変速ギア及びＰＴＯシャフト４０に駆動力を伝達するための変速ギアを所定位置に制御する。
【００４０】
ステップＳ５０２において、制御部４５は、車両本体２及び作業機３の各部を制御して耕耘作業を開始する。
【００４１】
ステップＳ５０３において、制御部４５は、第１放射線量計測部４２から第１計測値Ａを取得する。制御部４５は、第１放射線量計測部４２が計測する圃場表面の放射線量を所定の時間間隔で取得して、記憶装置に格納するように構成することができ、特に、図４に示すように、測定位置を特定した圃場表面の耕耘前の放射線量を第１計測値Ａとして記憶させる。制御部４５は、第１計測値Ａと計測位置データとしてＧＰＳ（Global Positioning System）データを関係付けて記憶装置に格納することができる。
【００４２】
ステップＳ５０４において、制御部４５は、第２放射線量計測部４４から第２計測値Ｂを取得する。制御部４５は、第２放射線量計測部４４が計測する圃場表面の放射線量を所定の時間間隔で取得して、記憶装置に格納するように構成することができ、特に、図４に示すように、測定位置を特定した圃場表面の耕耘前の放射線量を第２計測値Ｂとして記憶させる。制御部４５は、第２計測値Ｂについても、第１計測値Ａと同様に、計測位置データとしてＧＰＳ（Global Positioning System）データを関係付けて記憶装置に格納することができる。
【００４３】
ステップＳ５０５において、制御部４５は、第１計測値Ａが第２計測値Ｂを超えているか否かを判定する。制御部４５は、例えば、図４の第１計測位置Ｐ０における第１計測値Ａ及び第２計測値Ｂを比較して、第１計測値Ａ＞第２計測値Ｂであるか否かを判定する。制御部４５は、第１計測値Ａ及び第２計測値Ｂについてその計測位置情報とともに記憶装置に格納している場合には、第２計測値Ｂを取得した際に同一位置における第１計測値を記憶装置から読み出して、第１計測値Ａ＞第２計測値Ｂであるか否かの判定を行う。また、制御部４５は、第１計測値Ａ及び第２計測値Ｂについてその計測時刻情報とともに記憶装置に格納している場合には、第２計測値Ｂを取得した際に、その時の車両本体２の速度と第１放射線量計測部４２及び第２放射線量計測部４４の距離Ｌに基づいて第１計測位置Ｐ０を第１放射線量計測部４２が通過した時刻における第１計測値Ａを記憶装置から読み出して、第１計測値Ａ＞第２計測値Ｂであるか否かの判定を行う。例えば、秒速３ｍで走行中のトラクタ１において、第１放射線量計測部４２と第２放射線量計測部４４との距離Ｌが３ｍであれば、制御部４５は、１秒前に取得した第１計測値Ａと現在の第２計測値Ｂとを比較する。
【００４４】
制御部４５は、第１計測値Ａ＞第２計測値Ｂであると判断した場合には、ステップＳ５０６に移行し、そうでない場合にはステップＳ５０７に移行する。
ステップＳ５０６において、制御部４５は、第１計測値と第２計測値との比較結果を出力する。表示部５１４として、液晶表示装置が設けられている場合には、第１計測値Ａ＞第２計測値Ｂである旨の比較結果を表示し、耕耘部３６の耕耘深さを深くすることを促す表示を行うことができる。また、表示部５１４として、ＬＥＤなどのランプ類で構成される場合には、例えば、耕耘部３６の耕耘深さを深くすることを促すランプを点灯することができる。表示部５１４として、音声または警告音などを発音可能なスピーカで構成される場合には、耕耘部３６の耕耘深さを深くすることを促す音声または警告音を発音することが可能である。
制御部４５は、耕耘制御量の補正値を算出する機能を備えている場合には、耕耘部３６による耕耘深さＤの値を増加するように、補正値を算出する。
図６は、放射線量の計測値に応じて耕耘深さの制御量をフィードバックする際の説明図である。
【００４５】
（ａ）第１計測値Ａ＞第２計測値Ｂの場合
耕耘部３６による耕耘前の圃場表面の放射線量である第１計測値Ａが、耕耘部３６による耕耘後の圃場表面の放射線量である第２計測値Ｂよりも大きい場合には、耕耘深さをさらに深くすることによって、圃場表面における放射線量を小さくできるものと考えられる。
例えば、放射性物質が飛来して圃場表面に積もった直後であれば、図６（ａ）に示すように、圃場表面の放射線量が大きくなり、土中の放射線量は小さくなると考えられる。この場合、耕耘部３６により耕耘深さＤ１の耕耘作業を行うと、耕耘前の第１計測値Ａよりも耕耘後の第２計測値Ｂの方が小さくなるものと考えられる。図６（ａ）に示すように、Ｄ１＜Ｄ２の場合に、耕耘深さＤ１をさらに深い耕耘深さＤ２に設定することによって、さらに深層の土壌を攪拌することとなり、耕耘後の圃場表面の放射線量をさらに小さくすることができる。したがって、第２計測値Ｂができるだけ小さくなって、Ａ／Ｂが最大値となることが好ましい。
【００４６】
第１計測値Ａと第２計測値Ｂとの比較判定は連続的に行うことが可能であり、第１計測値Ａ＞第２計測値Ｂの状態が継続すれば、耕耘深さＤの値は次第に大きくなっていく。しかしながら、作業機３の機械的な限界に基づいて、耕耘部３６による耕耘深さには予め設定された最大値が存在することから、この予め設定された耕耘深さＤの最大値に基づいて、Ａ／Ｂの値にも最大値が存在する。制御部４５は、第１計測値Ａ＞第２計測値Ｂである場合に、Ａ／Ｂの値が最大値となるように、耕耘深さＤを決定することができる。
ステップＳ５０７において、制御部４５は、第１計測値Ａが第２計測値Ｂよりも小さいか否かを判定する。制御部４５は、第１計測値Ａ＜第２計測値Ｂであると判断した場合には、ステップＳ５０８に移行し、そうでない場合にはステップＳ５０９に移行する。
ステップＳ５０８において、制御部４５は、第１計測値と第２計測値との比較結果を出力する。表示部５１４として、液晶表示装置が設けられている場合には、第１計測値Ａ＜第２計測値Ｂである旨の比較結果を表示し、耕耘部３６の耕耘深さを浅くすることを促す表示を行うことができる。また、表示部５１４として、ＬＥＤなどのランプ類で構成される場合には、例えば、耕耘部３６の耕耘深さを浅くすることを促すランプを点灯することができる。表示部５１４として、音声または警告音などを発音可能なスピーカで構成される場合には、耕耘部３６の耕耘深さを浅くすることを促す音声または警告音を発音することが可能である。
制御部４５は、耕耘制御量の補正値を算出する機能を備えている場合には、耕耘部３６による耕耘深さＤの値が減少するように、補正値を算出する。
【００４７】
（ｂ）第１計測値Ａ＜第２計測値Ｂの場合
耕耘部３６による耕耘前の圃場表面の放射線量である第１計測値Ａが、耕耘部３６による耕耘後の圃場表面の放射線量である第２計測値Ｂよりも小さい場合には、耕耘深さを浅くすることによって、圃場表面における放射線量を小さくできるものと考えられる。
【００４８】
例えば、放射性物質が飛来して圃場表面に積もった後、１又は複数回の耕耘作業が既に行われている場合には、図６（ｂ）に示すように、圃場表面に積もった放射性物質は攪拌された土中に存在している。耕耘直後であれば、圃場表面の放射線量と土中の放射線量は同等であると考えられるが、前回の耕耘から時間が経過している場合には、雨や風により表層の放射性物質が洗い流されて、圃場表面の放射線量は減少している。また、土中の所定箇所に放射性物質が集まってホットスポットが形成されているような場合には、耕耘深さを深くすることで、表層の放射線量が増加する。
このように、第１計測値Ａ＜第２計測値Ｂとなるような場合には、制御部４５は耕耘部３６による耕耘深さＤ１を、浅い耕耘深さＤ２に設定する（Ｄ１＞Ｄ２）。
【００４９】
第１計測値Ａと第２計測値Ｂとの比較判定は連続的に行うことが可能であり、第１計測値Ａ＜第２計測値Ｂの状態が継続すれば、耕耘深さＤの値は次第に小さくなっていく。耕耘深さＤ＝０になれば、耕耘部３６による耕耘作業がなされないことから、第１計測値Ａ＝第２計測値Ｂの状態となる。耕耘深さＤ＝０になる前に第１計測値Ａ＝第２計測値Ｂの状態となれば、制御部４５は、その時の耕耘深さＤの値を維持して耕耘作業を継続することとなる。
したがって、制御部４５は、第１計測値Ａ＜第２計測値Ｂである場合にも、Ａ／Ｂの値が最大値である「１」に近づくように、耕耘深さＤの値を制御する。
【００５０】
（ｃ）第１計測値Ａ＝第２計測値Ｂの場合
第１計測値Ａ＝第２計測値Ｂの場合、制御部４５は、ステップＳ５０５において第１計測値Ａ＞第２計測値Ｂでないと判定し、ステップＳ５０７において第１計測値Ａ＜第２計測値Ｂでないと判定する。この場合、制御部４５は、耕耘制御量のフィードバック制御を行わず、比較結果を表示しない構成とすることができる。
【００５１】
図６（ｃ）に示すように、既に耕耘作業が行われた結果、圃場の表層付近の土壌と、土中の土壌を攪拌しても、耕耘作業の前後における圃場表面の放射線量に大きく変わりがないことが考えられる。また、圃場表面及び土中に放射物質が存在しない場合にも、第１計測値Ａ＝第２計測値Ｂとなる。
このような場合には、制御部４５は、耕耘部３６による耕耘深さの制御にフィードバックしないようにする。
【００５２】
ステップＳ５０９において、制御部４５は、耕耘深さ調整軸３９のアクチュエータの動作量を制御して、耕耘深さを制御する。制御部４５は、ステップＳ５０６又はステップＳ５０８において、第１計測値Ａ及び第２計測値Ｂに基づく耕耘深さＤの値を補正しており、この耕耘深さＤの値に基づいて、耕耘深さ調整軸３９のアクチュエータの動作量を制御する。図１に示す例では、耕耘深さ調整軸３９のアクチュエータを伸長させることによって、耕耘部３６の耕耘深さを深くすることができ、耕耘深さ調整軸３９のアクチュエータを収縮させることによって、耕耘部３６の耕耘深さを浅くすることができる。なお、第１計測値と第２計測値の比較結果を表示して、耕耘制御量の補正を行う操作を促す場合には、このステップＳ５０９は省略することができる。
【００５３】
ステップＳ５１０において、制御部４５は、耕耘作業の終了か否かを判定する。操作レバー類２７の操作により、耕耘部３６が接地しない位置に設定された場合には、制御部４５は耕耘作業が終了した判定してこの処理を終了し、そうでない場合にはステップＳ５０３に移行する。
【００５４】
第１実施形態に係る放射線計測システムを搭載する作業車両によれば、耕耘部３６による耕耘前後における圃場表面の放射線量を計測し、その計測値に応じて耕耘深さを補正している。したがって、圃場表面の放射線量と、土中の放射線量とに応じた適切な耕耘深さを実現することが可能となり、耕耘後の圃場表面の放射線量を極力減少するように構成できる。
【００５５】
第１計測値Ａと第２計測値Ｂの値は、Ａ／Ｂの値が最大値となるように、耕耘深さＤの値を制御することが可能であり、このことにより、耕耘後の圃場表面の放射線量を極力減少させることが可能となる。
【００５６】
（２）他の実施形態
（２−１）フィードバック制御の対象
第１実施形態では、耕耘深さ調整軸３９のアクチュエータの動作量を制御することによって、耕耘部３６の耕耘深さＤを制御しているが、耕耘部３６に駆動力を伝達するミッションケース２８を制御して、耕耘部３６の回転速度を変速するように構成することができる。
【００５７】
耕耘部３６の回転速度を加速すれば、耕耘後の土の攪拌状態が細かくなり、逆に減速すれば、耕耘後の土の攪拌状態は粗くなる。したがって、第１計測値Ａ＞第２計測値Ｂの場合には、ＰＴＯシャフト４０を介して耕耘部３６に伝達される駆動力が大きくなるように、ミッションケース２８内のギアを制御する。このことによって、耕耘後の土の攪拌状態が細かくなって、耕耘後の放射線量である第２計測値Ｂをより小さくすることが可能となる。
【００５８】
また、第１計測値Ａ＜第２計測値Ｂの場合には、ＰＴＯシャフト４０を介して耕耘部３６に伝達される駆動力が小さくなるように、ミッションケース２８内のギアを制御する。このことにより、耕耘後の土の攪拌状態が粗くなって、土中に含まれている放射性物質が表層に上がる確率が小さくなって、耕耘後の放射線量である第２計測値Ｂをより小さくすることができる。
このような構成は、耕耘部３６の耕耘深さＤの制御と併用して用いることも可能である。
【００５９】
また、車両本体２の走行速度を減速することによって、耕耘後の土の攪拌状態を細かくなり、逆に加速することによって、耕耘後の攪拌状態を粗くなる。したがって、第１計測値Ａ＞第２計測値Ｂの場合には、ミッションケース内のギアの制御、又は原動機駆動部５１２の制御を行って、車両本体２の走行速度を減速する。このことによって、耕耘後の土の攪拌状態が細かくなって、耕耘後の放射線量である第２計測値Ｂをより小さくすることが可能となる。
【００６０】
また、第１計測値Ａ＜第２計測値Ｂの場合には、ミッションケース内のギアの制御、又は原動機駆動部５１２の制御を行って、車両本体２の走行速度を加速する。このことによって、耕耘後の土の攪拌状態が粗くなって、耕耘後の放射線量である第２計測値Ｂをより小さくすることが可能となる。
【００６１】
このような構成は、耕耘部３６の耕耘深さＤの制御、及び前述した耕耘部３６の回転速度の制御と併用して用いることも可能である。
【００６２】
（２−２）耕耘部の配置
第１実施形態に係る放射線計測システムを搭載する作業車両において、耕耘部３６を備える作業機３と同様の構成でなる作業機を、第２放射線量計測部４４の後方にさらに備える構成とすることができる。
第１実施形態に係る作業車両では、第２放射線量計測部４４が耕耘部３６よりも後方に配置されていることから、耕耘部３６が既に通過した地点における第１計測値Ａと第２計測値Ｂに基づくフィードバック制御が行われている。
【００６３】
第２放射線量計測部４４の後方に設けられる作業機の耕耘部に対して、第１計測値Ａと第２計測値Ｂに基づくフィードバック制御を行うことにより、耕耘後の圃場表面の放射線量をさらに減少することが可能となる。
【００６４】
（２−３）その他
直近の圃場表面の放射線量データが存在する場合には、これを用いて耕耘部３６の耕耘深さＤを制御することも可能である。この場合には、ＧＰＳデータと放射線量データに基づいて、耕耘前の圃場表面の放射線量データを特定することができ、第１放射線量計測部４２の構成を省略することができる。
また、耕耘前の圃場表面の放射線量データから経験的に耕耘深さＤを決定することができる場合には、第２放射線量計測部４４を省略することも可能である。
制御量補正部５０５の構成は省略することも可能である。この場合、補正量出力部５０４から出力される耕耘制御量の補正値に基づいて、操作者が耕耘制御量の制御を行うための操作を行うことを促す表示を表示部５１４に表示するようにする。
表示部５１４は、車両本体２のハンドル２５近傍などに配置される液晶表示装置やＬＥＤなどのランプ類で構成することが可能であり、その他音声や警告音などを出力するスピーカで構成することも可能である。
【００６５】
（３）放射線計測システム
放射線計測システムを作業車両とは別体で構成することができる。この場合、図１に示されるトラクタ１に搭載されるものとし、トラクタ１の所定位置（ハンドル２５の近傍、制御部４５の近傍、座席２４の下方、ミッションケース２８の近傍など）に搭載することができる。
車両本体２の前部には、第１支持部材４１を介して第１放射線量計測部４２が取り付けられ、車両本体２の後部には、第２支持部材４３を介して第２放射線量計測部４４が取り付けられているものとする。
【００６６】
図７は、放射線計測システムの概略構成を示す機能ブロック図である。
放射線計測システムは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどのコンピュータシステムで構成される制御部７０を備えている。
制御部７０には、第１放射線量計測部４２及び第２放射線量計測部４４が接続されており、第１放射線量計測部４２の第１計測値、第２放射線量計測部４４の第２計測値が入力される。
【００６７】
制御部７０は、ＲＯＭまたはハードディスクに格納されたプログラムに従って、比較結果出力部７１及び補正量出力部７２の機能を実現する。比較結果出力部７１は、第１放射線量計測部の第１計測値と、第２放射線量計測部の第２計測値を比較してその比較結果を出力する機能を有する。補正量出力部７２は、第１計測値と第２計測値の比較結果に基づいて耕耘制御量の補正値を算出して出力する機能を有する。
制御部７０には、例えば筐体に取り付けられる液晶表示装置，ＬＥＤ等のランプ類、音声や警告音を発音するスピーカなどで構成される表示部７３が接続される。
【００６８】
制御部７０は、第１放射線量計測部４２の第１計測値、第２放射線量計測部４４の第２計測値を比較し、その比較結果を表示部７３に表示する。例えば、制御部７０は、耕耘部３６による耕耘前の圃場表面の放射線量である第１計測値が、耕耘後の圃場表面の放射線量である第２計測値よりも大きい場合には、表示部７３にその旨の表示を行って、耕耘部３６による耕耘深さがさらに深くなるように耕耘制御量の補正を操作者に促す。また、制御部７０は、耕耘部３６による耕耘前の圃場表面の放射線量である第１計測値が、耕耘後の圃場表面の放射線量である第２計測値よりも小さい場合には、表示部７３にその旨の表示を行って、耕耘部３６による耕耘深さが浅くなるように耕耘制御量の補正を操作者に促す。
【００６９】
また、補正量出力部７２により、第１計測値と第２計測値の比較結果に基づいて耕耘制御量の補正値を算出する場合には、この補正値を表示部７３を介して操作者に通知することも可能である。このとき、制御部７０は、表示部７３に表示される耕耘制御量の補正値に基づいて、操作者に所定の操作を促す表示を行うように構成できる。
補正量出力部７２の構成は、省略することが可能である。
比較結果出力部７１から出力される第１計測値と第２計測値との比較結果を、車両本体２に搭載される表示部に表示するように構成することも可能であり、この場合、表示部７３を省略することが可能である。
【００７０】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組合せ可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、耕耘作業を行う作業車両に搭載して、圃場耕耘適否判定を行うことが可能である。
【符号の説明】
【００７２】
１        トラクタ
２        車両本体
３        作業機
２１      原動機
３６      耕耘部
４２      第１放射線量計測部
４４      第２放射線量計測部
７０      制御部
７１      比較結果出力部
７２      補正量出力部
７３      表示部
５０２    作業機制御部
５０３    比較結果出力部
５０４    補正量出力部
５０５    制御量補正部
【図１】
0005931582.tif 000002
【図２】
0005931582.tif 000003
【図３】
0005931582.tif 000004
【図４】
0005931582.tif 000005
【図５】
0005931582.tif 000006
【図６】
0005931582.tif 000007
【図７】
0005931582.tif 000008