(57)【要約】【課題】  田植機の画像処理装置において、田面に植え付けられた苗と同じような色相を備えたものが田面に映っても、これを削除（無視）して、田面に植え付けられた苗に相当する画素を判断することができるように構成する。【解決手段】  撮影された画像の画素において、赤成分、緑成分及び青成分、彩度Ｓに基づいて、田面に植え付けられた苗に相当する画素を判断する。【選択図】        図３
2006254861.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
田面に植え付けられた苗を撮影する撮影手段と、
前記撮影手段によって撮影された画像の画素において、赤成分、緑成分及び青成分、彩
度に基づいて、田面に植え付けられた苗に相当する画素を判断する処理手段とを備えてあ
る田植機の画像処理装置。
【請求項２】
赤成分の濃度よりも緑成分の濃度が大、青成分の濃度よりも赤成分の濃度が大で、且つ
、彩度が設定値よりも大の画素に基づいて、田面に植え付けられた苗に相当する画素を判
断するように、前記処理手段を構成してある請求項１に記載の田植機の画像処理装置。
【請求項３】
青成分の濃度を設定だけ増加させる補助処理手段を備えてある請求項２に記載の田植機
の画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、田面に植え付けられた苗を撮影して、苗の存在を検出する田植機の画像処理
装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
田植機において走行しながら植付作業を行う場合に、前回の植付行程において田面に植
え付けられた苗が、機体の横側に列状に並んでいる。例えば特許文献１では、前回の植付
行程において、田面に植え付けられた苗（特許文献１の図７のＴｎ）を撮影することによ
り、撮影された画像の画素において、赤成分、緑成分及び青成分の画素情報に基づいて、
田面に植え付けられた苗に相当する画素を判断している。このように前回の植付行程にお
いて、田面に植え付けられた苗を検出することにより、田面に植え付けられた苗に沿って
機体が自動的に走行するように構成している。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１４６１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
田面に植え付けられた苗を撮影する場合、多くの外乱も一緒に撮影されてしまう。この
場合、特許文献１のように、赤成分、緑成分及び青成分の画素情報に基づいて、田面に植
え付けられた苗に相当する画素を判断するように構成すると、多くの外乱を削除（無視）
することができるのであるが、例えば田面に樹木等が映ったような場合、樹木等も田面に
植え付けられた苗と同じような色相を備えていることがあるので、田面に映った樹木等を
削除（無視）することが困難なものになることがある。
【０００５】
本発明は田植機の画像処理装置において、例えば田面に樹木等が映ったような場合のよ
うに、田面に植え付けられた苗と同じような色相を備えたものが田面に映っても、これを
削除（無視）して、田面に植え付けられた苗に相当する画素を判断することができるよう
に構成することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
［Ｉ］
（構成）
本発明の第１特徴は田植機の画像処理装置において次のように構成することにある。
田面に植え付けられた苗を撮影する撮影手段。撮影手段によって撮影された画像の画素
において、赤成分、緑成分及び青成分、彩度に基づいて、田面に植え付けられた苗に相当
する画素を判断する処理手段を備える。
【０００７】
（作用）
田面に植え付けられた苗を撮影する場合、田面に植え付けられた苗と同じような色相を
備えたもの（樹木等）が田面に映っても、これらの彩度は一般に田面に植え付けられた苗
の彩度とは異なることが多い。
本発明の第１特徴によると、赤成分、緑成分及び青成分に加えて、彩度に基づいて、田
面に植え付けられた苗に相当する画素を判断しているので、田面に植え付けられた苗と同
じような色相を備えたものが田面に映っても、田面に植え付けられた苗と同じような色相
を備えたものを、彩度により削除（無視）することができる。
【０００８】
（発明の効果）
本発明の第１特徴によると、田植機の画像処理装置において、赤成分、緑成分及び青成
分に加えて、彩度に基づくことにより、田面に植え付けられた苗と同じような色相を備え
たものが田面に映っても、これを削除（無視）することができるようになって、田面に植
え付けられた苗の判断性能を向上させることができた。
【０００９】
［ＩＩ］
（構成）
本発明の第２特徴は、本発明の第１特徴の田植機の画像処理装置において次のように構
成することにある。
赤成分の濃度よりも緑成分の濃度が大、青成分の濃度よりも赤成分の濃度が大で、且つ
彩度が設定値よりも大の画素に基づいて、田面に植え付けられた苗に相当する画素を判断
するように、処理手段を構成する。
【００１０】
（作用）
本発明の第２特徴によると、本発明の第１特徴と同様に前項［Ｉ］に記載の「作用」を
備えており、これに加えて以下のような「作用」を備えている。
田面に植え付けられた苗は一般に、赤成分、緑成分及び青成分のうち、緑成分の濃度が
最大で、青成分の濃度よりも赤成分の濃度が大きなものとなっていることが多い。これに
より、本発明の第２特徴のように、赤成分の濃度よりも緑成分の濃度が大で、青成分の濃
度よりも赤成分の濃度が大である画素に基づくことによって、田面に植え付けられた苗に
相当する画素を絞ることが可能になる。
【００１１】
さらに、田面に植え付けられた苗と同じような色相を備えたものが田面に映った場合、
これらの彩度は一般に田面に植え付けられた苗の彩度よりも小さいことが多い（例えば、
田面に樹木等が映る場合、樹木が田面から離れていることが多いからと考えられる）。こ
れにより、本発明の第２特徴のように、彩度が設定値よりも大である画素に基づくことに
よって、前述のように田面に植え付けられた苗に相当する画素を絞りながら、田面に植え
付けられた苗と同じような色相を備えた画素を削除（無視）することができる。
【００１２】
（発明の効果）
本発明の第２特徴によると、本発明の第１特徴と同様に前項［Ｉ］に記載の「発明の効
果」を備えており、これに加えて以下のような「発明の効果」を備えている。
本発明の第２特徴によると、田面に植え付けられた苗に絞りながら、田面に植え付けら
れた苗と同じような色相を備えたものを削除（無視）することができるようになって、田
面に植え付けられた苗の判断性能を向上させることができた。
【００１３】
［ＩＩＩ］
（構成）
本発明の第３特徴は、本発明の第２特徴の田植機の画像処理装置において次のように構
成することにある。
青成分の濃度を設定だけ増加させる補助処理手段を備える。
【００１４】
（作用）
本発明の第３特徴によると、本発明の第２特徴と同様に前項［Ｉ］［ＩＩ］に記載の「
作用」を備えており、これに加えて以下のような「作用」を備えている。
田面においては、田面に植え付けられた苗の部分以外の部分や、田面に映った樹木等の
部分以外の部分は、無彩色であることが多いので、前項［ＩＩ］に記載の本発明の第２特
徴によっては、田面の無彩色の部分は田面に植え付けられた苗の画素とは判断されない。
しかし、太陽光が田面で反射したり、上空の雲が田面に映ったり、田面の下方に位置する
泥面が田面に映ったりすると、僅かに赤成分の濃度よりも緑成分の濃度が大で、僅かに青
成分の濃度よりも赤成分の濃度が大となることがある。
【００１５】
本発明の第３特徴によると、青成分を設定だけ増加させると、僅かに赤成分の濃度より
も青成分の濃度が大となったり、僅かに緑成分の濃度よりも青成分の濃度が大となったり
する状態を現出することができるので（僅かに赤成分の濃度よりも緑成分の濃度が大で、
僅かに青成分の濃度よりも赤成分の濃度が大となるような状態の発生を抑えることができ
るので）、太陽光が田面で反射したり、上空の雲が田面に映ったり、田面の下方に位置す
る泥面が田面に映ったりしても、これを削除（無視）することができるようになる。
この場合、田面に植え付けられた苗においては、赤成分及び緑成分は充分な濃度を備え
ているので、青成分の濃度が設定だけ増加されても、赤成分の濃度よりも緑成分の濃度が
大、青成分の濃度よりも赤成分の濃度が大と言う状態が崩されることはない。
【００１６】
（発明の効果）
本発明の第３特徴によると、本発明の第２特徴と同様に前項［Ｉ］［ＩＩ］に記載の「
発明の効果」を備えており、これに加えて以下のような「発明の効果」を備えている。
本発明の第３特徴によると、太陽光が田面で反射したり、上空の雲が田面に映ったり、
田面の下方に位置する泥面が田面に映ったりしても、これを削除（無視）することができ
るようになって、田面に植え付けられた苗の判断性能を向上させることができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１及び図２に示すように、右及び左の前輪１、右及び左の後輪２を備えた機体の後部
に、リンク機構３及びリンク機構３を昇降駆動する油圧シリンダ４が備えられ、リンク機
構３の後部に６条植型式の苗植付装置５が支持されて、作業車の一例である乗用型の田植
機が構成されている。苗植付装置５に右及び左の支持フレーム６が固定されて右及び左の
横外方に延出されており、右及び左の支持フレーム６にＣＣＤ型式のカメラ７（撮影手段
に相当）が固定されている。
【００１８】
図１及び図２に示すように、前回の植付行程において、田面に植え付けられた苗Ａ１，
Ａ２が、機体の右又は左の横側に列状に並んでいる。田面に植え付けられた苗Ａ１（機体
の直ぐ隣の列）の上方付近に、右及び左のカメラ７が位置しており、右及び左のカメラ７
が斜め前方下方に向けられている。これにより、右及び左の一方のカメラ７は、右及び左
の一方の前輪１の直前から前方の所定の範囲を撮影して、田面に植え付けられた苗Ａ１（
機体の直ぐ隣の列）及び田面に植え付けられた苗Ａ２（機体の隣の隣の列）を撮影するの
であり、右及び左の他方のカメラ７は苗を撮影しない。右及び左の一方の前輪１の直前か
ら前方の所定の範囲は、樹木の映り込みや朝日及び夕日の映り込みが少なく、右及び左の
前輪１による波の影響が少ない。
【００１９】
右（左）のカメラ７で撮影した画像が以下の説明のように処理されて、田面に植え付け
られた苗Ａ１（機体の直ぐ隣の列）に相当する線分Ｌ１、及び田面に植え付けられた苗Ａ
２（機体の隣の隣の列）に相当する線分Ｌ２が設定されるのであり、田面に植え付けられ
た苗Ａ１（機体の直ぐ隣の列）に相当する線分Ｌ１に沿って機体が走行するように、右及
び左の前輪１が自動的に操向操作される。
【００２０】
次に、右（左）のカメラ７で撮影した画像の処理について順番に説明する。
図４に示すように、右（左）のカメラ７で撮影した画像において、画像の上下方向（画
像の上側が機体の前側で、画像の下側が機体の後側）と交差する分割線Ｅ１により、画像
が１０個の領域Ｂ１に分割される。この場合、分割線Ｅ１により画像を１０個の領域Ｂ１
に分割するのではなく、分割線Ｅ１による画像の分割数を１０個から多くしたり少なくし
たりすることは、任意に変更可能である。
【００２１】
図３及び図４に示すように、領域Ｂ１の各々において、赤成分、緑成分及び青成分のう
ち、赤成分の濃度よりも緑成分の濃度が大で、青成分の濃度よりも赤成分の濃度が大であ
る画素（図３に示す範囲Ｄ１に属する画素）が抽出され、この画素のうち彩度Ｓが設定値
Ｓ０よりも大の画素が、田面に植え付けられた苗Ａ１（機体の直ぐ隣の列）及び田面に植
え付けられた苗Ａ２（機体の隣の隣の列）に相当する画素と判断されて抽出される。この
場合、設定値Ｓ０は大小に任意に変更可能である（処理手段に相当）。
【００２２】
薄い青色のフィルタ（図示せず）が右及び左のカメラ７に取り付けられており、青成分
の濃度が設定だけ増加させられている（右及び左のカメラ７の前部に取り付けられる防水
用の風防を、薄い青色のものに構成してもよい）。この場合、フィルタや風防の青色の濃
度は任意に変更可能である（補助処理手段に相当）。
【００２３】
図４に示すように、画面の左右方向（画像の右側が機体の右側で、画像の左側が機体の
左側）に沿って、抽出された画素が連続的に存在する部分Ｃ１があると、図５に示すよう
に、抽出された画素が連続的に存在する部分Ｃ１が削除（無視）される。
【００２４】
領域Ｂ１の各々において、抽出された画素に基づいてフィルタリング処理が行われて、
候補画素が抽出され、図５に示すように、領域Ｂ１の各々において、抽出された候補画素
のうち最上位から４個の候補画素Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４が選択される（最上位から４個
の候補画素Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４以外の候補画素が削除される）。次に図６に示すよう
に、候補画素Ｇ１〜Ｇ４に基づいて、ハフ変換により候補画素Ｇ１〜Ｇ４に沿った線分Ｌ
１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５が設定される。この場合、最上位から４個ではなく、最上位
から３個や５個のように、任意の個数の候補画素を選択するように構成することが可能で
ある。
【００２５】
図６に示すように、画像の上下方向（画像の上側が機体の前側で、画像の下側が機体の
後側）と交差する分割線Ｅ２により、画像が４個の領域Ｂ２１，Ｂ２２，Ｂ２３，Ｂ２４
に分割される。線分Ｌ１〜Ｌ５の各々において、領域Ｂ２１で線分Ｌ１〜Ｌ５に属する候
補画素Ｇ１〜Ｇ４の数Ｎ１、領域Ｂ２２で線分Ｌ１〜Ｌ５に属する候補画素Ｇ１〜Ｇ４の
数Ｎ２、領域Ｂ２３で線分Ｌ１〜Ｌ５に属する候補画素Ｇ１〜Ｇ４の数Ｎ３、及び領域Ｂ
２４で線分Ｌ１〜Ｌ５に属する候補画素Ｇ１〜Ｇ４の数Ｎ４が求められる。これにより、
図６から図７に示すように、線分Ｌ１〜Ｌ５の各々において、候補画素Ｇ１〜Ｇ４の数Ｎ
１〜Ｎ４の合計が設定よりも少ない線分Ｌ５が削除（無視）される。
【００２６】
次に線分Ｌ１〜Ｌ４の各々において、評価値Ｍ１が、
Ｍ１＝Ｎ４×（Ｎ１＋Ｎ２＋Ｎ３）
の式に基づいて求められ、図７から図８に示すように、線分Ｌ１〜Ｌ４のうち評価値Ｍ
１が最上位から所定個数の線分Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３が選択される（線分Ｌ１〜Ｌ４のうち評
価値Ｍ１が最上位から所定個数以外の線分Ｌ４が削除される）。
【００２７】
図９に示すように、前の時点の画像において、田面に植え付けられた苗Ａ１（機体の直
ぐ隣の列）に相当する線分Ｌ１１、及び田面に植え付けられた苗Ａ２（機体の隣の隣の列
）に相当する線分Ｌ１２が設定されている場合、線分Ｌ１１，Ｌ１２の各々において、画
像の中央からの位置Ｆ１１，Ｆ１２及び画像に対する角度Ｈ１１，Ｈ１２が求められる。
同様に図８に示す線分Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の各々において、画像の中央からの位置Ｆ１，Ｆ
２，Ｆ３及び画像に対する角度Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３が求められ、線分Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に属
する候補画素Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３の数（Ｎ１＋Ｎ２＋Ｎ３＋Ｎ４）が求められる。
【００２８】
これにより図８及び図９に示すように、線分Ｌ１と線分Ｌ１１，Ｌ１２とにおいて、
Ｊ１＝位置偏差（Ｆ１−Ｆ１１）×角度偏差（Ｈ１−Ｈ１１）
Ｊ２＝位置偏差（Ｆ１−Ｆ１２）×角度偏差（Ｈ１−Ｈ１２）
の式に基づいてＪ１，Ｊ２が求められるのであり、線分Ｌ１の評価値Ｍ２が次の式で求
められる。
Ｍ２＝線分Ｌ１に属する候補画素Ｇ１の数（Ｎ１＋Ｎ２＋Ｎ３＋Ｎ４）／（Ｊ１及びＪ
２のうちの小さいもの）
【００２９】
同様に図８及び図９に示すように、線分Ｌ２と線分Ｌ１１，Ｌ１２とにおいて、
Ｊ１＝位置偏差（Ｆ２−Ｆ１１）×角度偏差（Ｈ２−Ｈ１１）
Ｊ２＝位置偏差（Ｆ２−Ｆ１２）×角度偏差（Ｈ２−Ｈ１２）
の式に基づいてＪ１，Ｊ２が求められるのであり、線分Ｌ２の評価値Ｍ２が次の式で求
められる。
Ｍ２＝線分Ｌ２に属する候補画素Ｇ２の数（Ｎ１＋Ｎ２＋Ｎ３＋Ｎ４）／（Ｊ１及びＪ
２のうちの小さいもの）
【００３０】
同様に図８及び図９に示すように、線分Ｌ３と線分Ｌ１１，Ｌ１２とにおいて、
Ｊ１＝位置偏差（Ｆ３−Ｆ１１）×角度偏差（Ｈ３−Ｈ１１）
Ｊ２＝位置偏差（Ｆ３−Ｆ１２）×角度偏差（Ｈ３−Ｈ１２）
の式に基づいてＪ１，Ｊ２が求められるのであり、線分Ｌ３の評価値Ｍ２が次の式で求
められる。
Ｍ２＝線分Ｌ３に属する候補画素Ｇ３の数（Ｎ１＋Ｎ２＋Ｎ３＋Ｎ４）／（Ｊ１及びＪ
２のうちの小さいもの）
【００３１】
以上のようにして求められた線分Ｌ１の評価値Ｍ２、線分Ｌ２の評価値Ｍ２及び線分Ｌ
３の評価値Ｍ２により、線分Ｌ１と線分Ｌ１１とが互いに接近し、線分Ｌ２と線分Ｌ１２
とが互いに接近しており、線分Ｌ３が線分Ｌ１１，Ｌ１２から離れたものであると判断さ
れる。これにより、線分Ｌ１が線分Ｌ１１を引き続いたものであり、線分Ｌ２が線分Ｌ１
２を引き続いたものであると判断できるのであり、線分Ｌ３は線分Ｌ１１，Ｌ１２を引く
続いたものではないと判断できて、線分Ｌ３が削除（無視）される。
従って、図１０に示すように、田面に植え付けられた苗Ａ１（機体の直ぐ隣の列）に相
当する線分Ｌ１、及び田面に植え付けられた苗Ａ２（機体の隣の隣の列）に相当する線分
Ｌ２が設定される。
【００３２】
例えば図１１に示すように、田面に植え付けられた苗Ａ２（機体の隣の隣の列）に相当
する線分Ｌ２が設定されて、田面に植え付けられた苗Ａ１（機体の直ぐ隣の列）に相当す
る線分Ｌ１が設定されなかった場合に、図１２に示すように前の時点の画像において、田
面に植え付けられた苗Ａ１（機体の直ぐ隣の列）に相当する線分Ｌ１１が設定されていれ
ば、図１０に示すように、線分Ｌ１１が田面に植え付けられた苗Ａ１（機体の直ぐ隣の列
）に相当する線分Ｌ１として設定される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】乗用型の田植機の全体側面図
【図２】乗用型の田植機の全体平面図
【図３】田面に植え付けられた苗（機体の直ぐ隣の列）及び田面に植え付けられた苗（機体の隣の隣の列）に相当する画素が判断されて抽出される場合の色成分及び彩度の状態を示す図
【図４】画像において、田面に植え付けられた苗（機体の直ぐ隣の列）及び田面に植え付けられた苗（機体の隣の隣の列）に相当する画素が判断されて抽出された状態を示す図
【図５】画像において、抽出された候補画素のうち最上位から４個の候補画素が選択された状態を示す図
【図６】画像において、ハフ変換により候補画素に沿った線分が設定された状態を示す図
【図７】画像において、候補画素が少ない線分が削除された状態を示す図
【図８】画像において、線分のうち評価値が最上位から所定個数の線分が選択された状態を示す図
【図９】前の時点の画像において、田面に植え付けられた苗（機体の直ぐ隣の列）に相当する線分、及び田面に植え付けられた苗（機体の隣の隣の列）に相当する線分が設定された状態を示す図
【図１０】画像において、田面に植え付けられた苗（機体の直ぐ隣の列）に相当する線分、及び田面に植え付けられた苗（機体の隣の隣の列）に相当する線分が設定された状態を示す図
【図１１】画像において、田面に植え付けられた苗（機体の隣の隣の列）に相当する線分が設定されて、田面に植え付けられた苗（機体の直ぐ隣の列）に相当する線分が設定されなかった状態を示す図
【図１２】前の時点の画像において、田面に植え付けられた苗（機体の直ぐ隣の列）に相当する線分、及び田面に植え付けられた苗（機体の隣の隣の列）に相当する線分が設定された状態を示す図
【符号の説明】
【００３４】
７          撮影手段
Ａ１，Ａ２  苗
Ｓ          彩度
Ｓ０        設定値
【図１】
2006254861.tif 000003
【図２】
2006254861.tif 000004
【図３】
2006254861.tif 000005
【図４】
2006254861.tif 000006
【図５】
2006254861.tif 000007
【図６】
2006254861.tif 000008
【図７】
2006254861.tif 000009
【図８】
2006254861.tif 000010
【図９】
2006254861.tif 000011
【図１０】
2006254861.tif 000012
【図１１】
2006254861.tif 000013
【図１２】
2006254861.tif 000014