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公開番号2025086139
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-06
出願番号2023199990
出願日2023-11-27
発明の名称制御装置、作業用車両および制御方法
出願人国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構
代理人個人
主分類A01B 59/00 20060101AFI20250530BHJP(農業;林業;畜産;狩猟;捕獲;漁業)
要約【課題】人為的な作業の増加を抑制しつつ、マーク部材の撮影結果に基づく撮影画像の分析の際に、マーク部材の汚れに起因してマークの状態が正常に検出されないという事態が発生することを抑制する。
【解決手段】制御装置300は、作業機200と作業用車両50との接続の確立に関する接続確立条件が成立したことを検出する機能と、作業機200と作業用車両50との接続の解除に関する接続解除条件が成立したことを検出する機能と、接続確立条件が成立したことを検出した場合、シャッター部材266を閉状態へと移行させ、接続解除条件が成立したことを検出した場合、シャッター部材266を開状態へと移行させる機能とを有する制御部301を備える
【選択図】図10
特許請求の範囲【請求項１】
所定の態様のマークが記録されたマーク部材を備える作業機、および、前記作業機を接続可能であり、前記マーク部材の撮影に用いられるカメラを備える作業用車両に関する処理を実行する制御装置であって、
前記作業機には、前記マークが隠れるように保護部材が前記マーク部材を覆う閉状態と、前記マーク部材の前記マークが露出するように前記保護部材が開放された開状態とに変位可能なシャッター部材が設けられ、
前記作業機と前記作業用車両との接続の確立に関する接続確立条件が成立したことを検出する機能と、前記作業機と前記作業用車両との接続の解除に関する接続解除条件が成立したことを検出する機能と、前記接続確立条件が成立したことを検出した場合、前記シャッター部材を前記閉状態へと移行させ、前記接続解除条件が成立したことを検出した場合、前記シャッター部材を前記開状態へと移行させる機能とを有する制御部を備える
ことを特徴とする制御装置。
続きを表示（約 1,900 文字）【請求項２】
前記作業機と前記作業用車両との接続に際して、前記作業用車両の駆動力を前記作業機に伝達する動力伝達経路の接続が行われ、
前記接続確立条件は、前記動力伝達経路の接続が確立したことという条件である
ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記作業機と前記作業用車両との接続に際して、前記作業用車両の駆動力を伝達するスプライン軸が前記作業機に向かって移動し、前記作業機のスプラインスリープ軸に結合するという処理が行われ、前記スプライン軸と前記スプラインスリープ軸とが完全に結合したときに、前記動力伝達経路の接続が完了し、
前記作業用車両には、前記スプライン軸が、前記スプラインスリープ軸との完全な結合が実現される位置に至ったことを検出するセンサが設けられ、
前記制御部は、前記センサの検出結果に基づいて前記スプライン軸が当該位置に至ったことを検出したときに前記接続確立条件が成立したと判定する
ことを特徴とする請求項２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記作業機と前記作業用車両との接続に際して、前記作業用車両の駆動力を前記作業機に伝達する動力伝達経路の接続が行われ、
前記接続解除条件は、前記動力伝達経路の接続が確立した後に、当該接続が解除されたことという条件である
ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項５】
前記作業機と前記作業用車両との接続に際して、前記作業用車両の駆動力を伝達するスプライン軸が前記作業機に向かって移動し、前記作業機のスプラインスリープ軸に結合するという処理が行われ、前記スプライン軸と前記スプラインスリープ軸とが完全に結合したときに、前記動力伝達経路の接続が確立し、
前記作業用車両には、前記スプライン軸が、前記スプラインスリープ軸との結合が完全に解除される位置に至ったことを検出するセンサが設けられ、
前記制御部は、前記センサの検出結果に基づいて前記スプライン軸が当該位置に至ったことを検出したときに前記接続解除条件が成立したと判定する
ことを特徴とする請求項４に記載の制御装置。
【請求項６】
前記作業機と前記作業用車両との接続に際して、前記作業機と前記作業用車両との間での電気系または油圧系の接続が行われ、
前記接続確立条件は、電気系または油圧系の接続が確立したことという条件である
ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項７】
前記作業機のコネクタと、前記作業用車両のコネクタとが接続されることによって、前記作業機と前記作業用車両との間での電気系または油圧系の接続が行われ、
前記作業機または前記作業用車両には、前記作業機のコネクタと前記作業用車両のコネクタとの接続の確立を検出するセンサが設けられ、
前記制御部は、前記センサの検出結果に基づいて前記作業機のコネクタと前記作業用車両のコネクタとの接続の確立を検出したときに前記接続確立条件が成立した判定する
ことを特徴とする請求項６に記載の制御装置。
【請求項８】
前記作業機と前記作業用車両との接続に際して、前記作業機と前記作業用車両との間での電気系または油圧系の接続が行われ、
前記接続解除条件は、電気系または油圧系の接続が確立した後に、当該接続が解除されたことという条件である
ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項９】
前記作業機のコネクタと、前記作業用車両のコネクタとが接続されることによって、前記作業機と前記作業用車両との間での電気系または油圧系の接続が行われ、
前記作業機または前記作業用車両には、前記作業機のコネクタと前記作業用車両のコネクタとの接続の解除を検出するセンサが設けられ、
前記制御部は、前記センサの検出結果に基づいて前記作業機のコネクタと前記作業用車両のコネクタとの接続の解除を検出したときに前記接続確立条件が成立した判定する
ことを特徴とする請求項８に記載の制御装置。
【請求項１０】
前記作業機と前記作業用車両との接続に際して、ロック機構によって、前記作業機と前記作業用車両との物理的な接続のロックが行われ、
前記接続確立条件は、前記ロック機構によって前記作業機と前記作業用車両との物理的な接続のロックが行われたことという条件である
ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業用車両およびこれに接続可能な作業機に関する処理を実行可能な制御装置、当該作業用車両、および、当該制御装置による制御方法に関する。
続きを表示（約 3,100 文字）【背景技術】
【０００２】
現在、車体の後部に作業機が接続されて使用される作業用車両が広く普及している。作業用車両には、いわゆるトラクタが含まれる。作業用車両に接続される作業機は一例として、肥料散布機、ロータリ（耕うん機）、プラウまたは播種機である。作業用車両は、各種作業を飛躍的に効率化できるため広く普及している。ここで、作業用車両をある作業に使用するためには、事前にその作業に応じた作業機を作業用車両に接続する必要がある。そして現状、作業用車両に作業機を接続する作業は、基本的には人手によって行われている。一般に、この作業は難易度が高く、この作業を完遂するのに人間による相当な労力が必要である。更には、この作業中に少なからず人間が関与する事故が発生している。以上を踏まえ、近年、作業用車両への作業機の接続の自動化に関する研究が進められている。
【０００３】
この自動化に関し、特許文献１には、以下の技術が開示されている。すなわち作業機２００に、大域ターゲット２２１ａ、２２１ｂおよび詳細ターゲット２２２（以下、これらターゲットをまとめて「マーク」という）が記録された標定用ターゲット部２２０（マーク部材）が設けられる。また、作業用車両１００には、カメラ１４０が設けられる。そして、作業用車両１００と作業機２００との接続に際し、カメラ１４０によって標定用ターゲット部２２０（マーク部材）が撮影される。制御コンピュータ１２０は、カメラ１４０の撮影結果に基づく撮影画像を分析し、当該撮影画像に記録されたマークの状態を検出し、当該状態に基づいて作業用車両１００に対する作業機２００の相対的な状態（位置および姿勢を含む）を検出する。更に制御コンピュータ１２０は、当該状態に基づいて、作業機２００を作業用車両１００に接続するために必要な作業用車両１００の作業機２００に対する移動経路を設定する。更に制御コンピュータ１２０は、移動経路に沿った作業用車両１００の移動を実行すると共に、作業用車両１００と作業機２００との接続に関する各種処理を行って、当該接続を実現する。特許文献１には、以上の技術が開示されている。特許文献１の技術によれば、作業用車両への作業機の接続の自動化を実現できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２３－６５０６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら特許文献１の技術には以下の問題があった。すなわち作業機が作業用車両に接続された後、作業用車両は、基本的には、その作業機の種類に応じた作業に使用されることになる。例えば作業機が肥料散布機である場合には、肥料散布機たる作業機が作業用車両に接続された後、当該作業機によって肥料の散布（施肥）が行われることになる。このように作業用車両に接続された作業機によって作業が行われると、その作業の過程で、マーク部材（特許文献１の標定用ターゲット部２２０に相当）が汚れることがある。例えば、作業機が肥料散布機の場合、繰出し機構によって粉砕され空中に飛散した粉塵（ダスト）がマーク部材に付着し、マーク部材が汚れることがある。そして、作業機による作業の過程でマーク部材が汚れた場合、マーク部材がカメラによって撮影されて生成された撮影画像の分析の際に、マーク部材の汚れおよびこれに伴うマークの視認性の悪化に起因して、マークの状態が正常に検出されず、作業機の状態が正常に検出されないという事態が発生し得る。特許文献１には以上の問題があった。なお、この問題は、作業用車両と作業機とを接続させる度に、人手でマーク部材を清掃することをルール化することによって解決可能ではあるものの、このようにした場合、人為的な作業が増加することになり、接続の自動化が目的とする「労力の低減」に悪影響がある。
【０００６】
本発明は、このような問題を解決するために成されたものであり、人為的な作業の増加を抑制しつつ、マーク部材の撮影結果に基づく撮影画像の分析の際に、マーク部材の汚れに起因してマークの状態が正常に検出されないという事態が発生することを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記した課題を解決するために、本発明は、以下の構成を備える。すなわち、作業機に、マークが隠れるように保護部材がマーク部材を覆う閉状態と、マーク部材のマークが露出するように保護部材が開放された開状態とに変位可能なシャッター部材が設けられる。そして本発明は、作業機と作業用車両との接続の確立に関する接続確立条件が成立したことを検出する機能と、作業機と作業用車両との接続の解除に関する接続解除条件が成立したことを検出する機能と、接続確立条件が成立したことを検出した場合、シャッター部材を閉状態へと移行させ、接続解除条件が成立したことを検出した場合、シャッター部材を開状態へと移行させる機能とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
作業機と作業用車両との接続が確立されたということは、それ以後、作業機が作業用車両に接続された状態で作業に使用され得る状態となったということである。また、作業機と作業用車両とが接続されている状態では、作業用車両の相対的な状態の検出が必要になることはなく、マーク部材のマークが露出していない状態となっても何ら問題ない。以上を踏まえ、本発明によれば、作業機と作業用車両との接続の確立に関する接続確立条件が成立した場合には、自動でシャッター部材が閉状態となる。このため、何ら不具合を発生させることなく、作業機の作業中にマーク部材が汚れることが抑制される。
【０００９】
また作業機と作業用車両との接続が解除されたということは、それ以後、作業機と作業用車両との接続が行われ得る状態となったということであり、マークが露出した状態を維持する必要がある。一方で、この状態では、作業機が本来の目的で使用されることはなく、作業機の作業に伴う汚れがマーク部材に発生することはない。以上を踏まえ、本発明によれば、作業機と作業用車両との接続の解除に関する接続解除条件が成立した場合には、自動でシャッター部材が開状態となる。このため、作業用車両と作業機とが接続されていない状態において、マーク部材の汚れを発生させることなくマークが露出した状態を維持できる。そして、本発明によれば作業機による作業中はシャッター部材が閉状態となり、これによって作業中にマーク部材が汚れることが抑制される。このため、作業用車両と作業機とが接続されていない状態において露出したマークについては、マーク部材の汚れに起因する視認性の悪化が発生していない。従って、マーク部材の撮影結果に基づく撮影画像の分析の際に、マーク部材の汚れに起因してマークの状態が正常に検出されないという事態が発生することが抑制される。この効果は、人手でマーク部材を清掃するといった特別な人為的な作業を伴うことなく実現される。
【００１０】
以上の通り本発明によれば、人為的な作業の増加を抑制しつつ、マーク部材の撮影結果に基づく撮影画像の分析の際に、マーク部材の汚れに起因してマークの状態が正常に検出されないという事態が発生することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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