(57)【要約】【課題】本発明は、比較的廉価な自動制御で圃場を直進で走行して機体操縦者の操縦を補助する自律走行コンバインを具現することを課題とする。【解決手段】機体前方の圃場に植生する穀稈株Ｋの位置を認識する株位置認識手段７を設け、少なくとも左右二条分の株位置を検出して左右二条の株出現タイミングが一致するように機体の走行方向を自動制御して直進走行することを特徴とする自律走行コンバインとする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機体前方の圃場に植生する穀稈株（Ｋ）の位置を認識する株位置認識手段（７）を設け、少なくとも左右二条分の株位置を検出して左右二条の株出現タイミングが一致するように機体の走行方向を自動制御して直進走行することを特徴とする自律走行コンバイン。
【請求項２】
前記株位置認識手段（７）は、圃場面に向かって照射する超音波発信器（７Ａ）と反射超音波を検出する超音波受信器（７Ｂ）であることを特徴とする請求項１に記載の自律走行コンバイン。
【請求項３】
前記株位置認識手段（７）は、太陽光或いは照明光が前記穀稈株で反射した反射光を検出する反射光検出器（７Ｃ）であることを特徴とする請求項１に記載の自律走行コンバイン。
【請求項４】
前記機体の前部で昇降する刈取装置（６）に前記株位置認識手段（７）を設けたことを特徴とする請求項１に記載の自律走行コンバイン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自律走行して収穫作業を行う自律走行コンバインに関する。
【背景技術】
【０００２】
作業者が操縦操作を行わず自律走行するコンバインは、下記の特許文献に記載されている（特許文献１、２参照）。
【０００３】
これらの自律走行コンバインは、機体の前方を映す電子カメラを設け、映した圃場の画像を解析して走行装置を自動制御しながら穀稈を刈取装置で刈り取って収穫作業を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２１１４３３号公報
【特許文献２】特開２０１６−１０３７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記自律走行コンバインは、機体に取り付けた電子カメラが映した機体前方の圃場画像を分析して障害物を避けながら自動操縦しているが、電子カメラで映した画像の分析による自動制御は高度な制御となって製造コストが高価になるという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記従来の課題に鑑みて、比較的廉価な自動制御で圃場を直進で走行して機体操縦者の操縦を補助する自律走行コンバインを具現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記従来の自律走行コンバインの課題は、次の技術手段により解決される。
【０００８】
請求項１の発明は、機体前方の圃場に植生する穀稈株Ｋの位置を認識する株位置認識手段７を設け、少なくとも左右二条分の株位置を検出して左右二条の株出現タイミングが一致するように機体の走行方向を自動制御して直進走行することを特徴とする自律走行コンバインとする。
【０００９】
請求項２の発明は、株位置認識手段７は、圃場面に向かって照射する超音波発信器７Ａと反射超音波を検出する超音波受信器７Ｂであることを特徴とする請求項１に記載の自律走行コンバインとする。
【００１０】
請求項３の発明は、株位置認識手段７は、太陽光或いは照明光が穀稈株で反射した反射光を検出する反射光検出器７Ｃであることを特徴とする請求項１に記載の自律走行コンバインとする。
【００１１】
請求項４の発明は、機体の前部で昇降する刈取装置６に株位置認識手段７を設けたことを特徴とする請求項１に記載の自律走行コンバインとする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明で、株位置認識手段７は穀稈株Ｋの存在を検出するものであるために圃場を写す電子カメラのような精密な装置でなく廉価であるが、その株位置認識手段７で左右二条分の穀稈株Ｋの位置を検出して走行方向を穀稈株Ｋの植生条に沿わせて走行させるので、制御システムも簡略化して自律走行コンバインの製造コストを低減出来る。
【００１３】
請求項２の発明で、請求項１の効果に加えて、株位置認識手段７が超音波を利用した超音波発信器７Ａと超音波受信器７Ｂで穀稈株Ｋの検出が確実である。
【００１４】
請求項３の発明で、請求項１の効果に加えて、株位置認識手段７が特別な装置が必要ない太陽の光や前照灯などの光を利用しているために、特に自律走行コンバインの製造コストを低減出来る。
【００１５】
請求項４の発明で、請求項１の効果に加えて、株位置認識手段７を穀稈株Ｋの高さに合わせて昇降する刈取装置６に設けているので、穀稈株Ｋとの間隔が一定になり、穀稈株Ｋの検出が確実になる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】自律走行コンバインの刈取収穫作業を説明する側面図である。
【図２】左右株センサの検出パターン図である。
【図３】コンバインの前圃場を示す平面図である。
【図４】株センサの作用側面図である。
【図５】株位置認識手段の別実施例を示す側面図である。
【図６】制御ブロック図である。
【図７】グレンタンクの容量計測の第一実施例図である。
【図８】グレンタンクの容量計測の第二実施例図である。
【図９】制御装置とタブレットの連携図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の自律走行コンバインの実施形態を図面に示す実施例で説明する。
【００１８】
図１は、自律走行コンバイン１を用いた刈取収穫状態を示す図で、コンバイン１はクローラ走行装置５で走行し、キャビン２に搭乗した作業者が機体前部の刈取装置６の刈刃を穀稈の株元に沿わせるよう昇降制御しながら穀稈株Ｋを刈り取って脱穀機４で穀粒を脱穀・選別してグレンタンク３に貯留する。
【００１９】
刈取装置６には先端に株位置認識手段７を設けたセンサアーム８を穀稈株Ｋ上に伸ばしている。株位置認識手段７は図４に示す如く、超音波発信器７Ａと超音波受信器７Ｂで、超音波発信器７Ａで発信した超音波が穀稈株Ｋで反射して超音波受信器７Ｂに受信され、図２の如く、穀稈株Ｋの位置がパルスとして検出される。
【００２０】
超音波発信器７Ａと超音波受信器７Ｂは刈取装置６の刈幅の左右に設けられ、図３の如く、左穀稈条ＺＬと右穀稈条ＺＲの穀稈株Ｋを検出するが、左右穀稈条ＺＬ、ＺＲには田植機で苗が同一ピッチで植え付けられて穀稈株Ｋが成長しているために、コンバイン１が穀稈条に沿って走行すると左右の超音波受信器７Ｂが同期してパルスを受信するようになるので、このパルスが同期するようにクローラ走行装置５を制御すると、機体が穀稈条に沿って走行することになる。
【００２１】
なお、図５に示すように、株位置認識手段７として太陽光や照明光が穀稈株Ｋで反射する反射光を検出する光受信器７Ｃとしてパルスを検出するようにしても良く、株位置認識手段７を取り付けるセンサアーム８を刈取装置６でなく脱穀機４側から前方へ伸ばして設けても良い。グレンタンク３を刈取装置６に設けると穀稈株Ｋと株位置認識手段７との間隔を一定に維持し穀稈検出パルスの強さが安定する利点があり、センサアーム８を脱穀機４側に設けると圃場面と株位置認識手段７の距離が刈取装置６の昇降で変動することが無い。
【００２２】
図５は、自動制御のブロック図で、制御装置１０に超音波受信器７Ｂの受信信号とクローラ走行装置５の車速センサ１１の車速信号が入力し、クローラ走行装置５に走行制御信号が出力されて、前記の左右穀稈条ＺＬ、ＺＲに沿った走行となるように制御される。
【００２３】
また、穀稈株Ｋの検出タイミングと走行速度から株間隔を算出して、最適扱ぎ深さを演算することで、扱ぎ深さを自動調整するようにすることも出来る。
【００２４】
図７は、グレンタンク３内の前内側面に超音波発信素子１３Ａを設け、左右内側面と後側面に超音波受信素子１３Ｂ、１３Ｃを設けた構成で、超音波の反響パターンから空き容量を計測して収量を逆算するようにしている。これでコンバイン１の機体が揺れても正確な収量を計測できる。
【００２５】
図８は、グレンタンク３内の壁面に音波受信素子１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄを設けて、エンジン１５からの音反響パターンから空き容量を計測して収量を逆算するようにしている。
【００２６】
図示を省略するが、通信機能を持たせたコンバイン１を使用して、広い地域に分散した圃場を移動しながらコンバイン１で収穫作業をする場合に、圃場周辺の路上を走行する車の位置情報とワイパーの作動状況を無線で入手して、リアルタイムで収穫予定圃場の降雨状況を読み取り、巡回作業ルートを作成して降雨圃場を避けて収穫したり、ワイパーの作動強度から地域毎の雨量を判断して今後の降雨圃場予測を立てたりして、効率的な収穫計画を作成することが可能になる。
【００２７】
図９は、コンバイン１の制御装置１０と作業者が持っているタブレット２４との連携を示すもので、制御装置１０は刈脱レバー位置センサ２０とエンジンファンＨＳＴポジションセンサ２１からの入力で、ファンＨＳＴ正転リレー２２とファンＨＳＴ逆転リレー２３を制御して、刈脱レバーを入れて作業中にラジエータの空冷ファンを定期的に正逆転してラジエータの目詰りを防止する。
【００２８】
また、タブレット２４のＧＰＳ機能による位置情報に路上位置と畔際位置と圃場位置を登録しておき、逐次作業者が持ったタブレット２４の位置つまり機体位置を制御装置１０に送る。
【００２９】
そして、コンバイン１が路上位置と畔際位置にあることを検出した場合は、刈脱レバーを入りにしても空冷ファンを逆回転させず低速回転に制御することで藁屑や塵埃を路上に撒き散らさず低騒音になるようにする。
【００３０】
なお、タブレット２４と制御装置１０が通信できない場合は、空冷ファンを逆回転させず低速回転に制御することで藁屑や塵埃を機体外に撒き散らさず低騒音になるようにする。
【符号の説明】
【００３１】
Ｋ  穀稈株
１  コンバイン
６  刈取装置
７  株位置認識手段
７Ａ  超音波発信器
７Ｂ  音波受信器
７Ｃ  反射光検出器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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