特許 7261680 コンバイン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-04-12

(45)【発行日】2023-04-20

(54)【発明の名称】コンバイン

(51)【国際特許分類】

   A01F 12/60 20060101AFI20230413BHJP

   A01D 67/00 20060101ALI20230413BHJP

   A01D 69/00 20060101ALI20230413BHJP

   A01D 41/12 20060101ALI20230413BHJP

【ＦＩ】

A01F12/60

A01D67/00 G

A01D69/00 301

A01D41/12 B

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2019130097

(22)【出願日】2019-07-12

(65)【公開番号】P2021013330

(43)【公開日】2021-02-12

【審査請求日】2022-05-31

(73)【特許権者】

【識別番号】000001878

【氏名又は名称】三菱マヒンドラ農機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100085394

【弁理士】

【氏名又は名称】廣瀬 哲夫

(74)【代理人】

【識別番号】100165456

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 佑子

(74)【代理人】

【識別番号】100206106

【弁理士】

【氏名又は名称】廣瀬 郁夫

(72)【発明者】

【氏名】木村 敦

(72)【発明者】

【氏名】石橋 俊之

【審査官】星野 浩一

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－２８９７１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０１００７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０４２８３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０３８５４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１６８３２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１２２３３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－０１３３３１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ０１Ｆ １２／６０

Ａ０１Ｄ ６７／００

Ａ０１Ｄ ６９／００

Ａ０１Ｄ ４１／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

穀粒を貯留する穀粒タンクと、
前記穀粒タンクの上部に設置され、前記穀粒タンク内に堆積した穀粒の表層を撮影するカメラと、
前記カメラの撮像を表示するモニタと、を備えるコンバインであって、
前記カメラが備えるズーム調整手段を制御する制御部と、
前記穀粒タンク内に堆積した穀粒の高さを検出する穀粒高さ検出手段と、を備え、
前記制御部は、堆積した穀粒の表層のうち所定面積の撮像が前記モニタに継続的に表示されるように、前記穀粒高さ検出手段の検出高さに基づいて前記ズーム調整手段を制御するものであって、
前記カメラおよび穀粒高さ検出手段は、穀粒タンクの上部に設置されていて、穀粒タンクに貯留した穀粒の表層に対するカメラの撮影方向および穀粒高さ検出手段の検出方向が穀粒の貯留高さに拘わらず何れも鉛直下方向となるように構成され、
前記撮像される所定面積は、穀粒の検出高さの変化に拘わらず前記モニタに表示される穀粒の大きさが略一定になるよう表示される面積であることを特徴とするコンバイン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、穀粒タンク内を撮影するカメラを備えたコンバインに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、穀粒タンクにカメラを備え、穀粒タンク内を撮影した映像をモニタに表示させるコンバインが開示されている。また、特許文献２には、穀粒タンク内の穀粒を撮像し、撮像した画像を処理して穀粒の状態や異物の混入を検査する検査装置を備えるコンバインが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００２－３３５７４２号公報

【文献】特開２０１３－２７３４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１のコンバインでは、穀粒タンク内の所定範囲を撮影するに過ぎないので、穀粒タンク内の穀粒の堆積状態は把握できるものの、穀粒の詳細な状態（例えば、穀粒の色、汚れ、病気、損傷、夾雑物の割合など）を把握することは困難であった。一方、特許文献２のコンバインでは、穀粒の詳細な状態を把握可能と思われるが、穀粒タンクに大掛かりな検査装置を設置する必要がある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、穀粒を貯留する穀粒タンクと、前記穀粒タンクの上部に設置され、前記穀粒タンク内に堆積した穀粒の表層を撮影するカメラと、前記カメラの撮像を表示するモニタと、を備えるコンバインであって、前記カメラが備えるズーム調整手段を制御する制御部と、前記穀粒タンク内に堆積した穀粒の高さを検出する穀粒高さ検出手段と、を備え、前記制御部は、堆積した穀粒の表層のうち所定面積の撮像が前記モニタに継続的に表示されるように、前記穀粒高さ検出手段の検出高さに基づいて前記ズーム調整手段を制御するものであって、前記カメラおよび穀粒高さ検出手段は、穀粒タンクの上部に設置されていて、穀粒タンクに貯留した穀粒の表層に対するカメラの撮影方向および穀粒高さ検出手段の検出方向が穀粒の貯留高さに拘わらず何れも鉛直下方向となるように構成され、前記撮像される所定面積は、穀粒の検出高さの変化に拘わらず前記モニタに表示される穀粒の大きさが略一定になるよう表示される面積であることを特徴とするコンバインである。

【発明の効果】

【0006】

請求項１の発明によれば、堆積した穀粒の表層のうち所定面積の撮像がモニタに継続的に表示されるので、穀粒の詳細な状態を把握できる。また、穀粒タンクに大掛かりな検査装置を設置する必要がないので、部品点数の増加やコストアップも抑制できる。また、制御部は、穀粒高さ検出手段の検出高さに基づいてカメラのズーム調整手段を制御するので、カメラ自体を昇降させない簡単な構成とできる。しかも所定面積は、モニタに穀粒が所定の大きさで表示される面積なので、モニタ表示に基づいて穀粒の詳細な状態を高精度に把握できる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明の第１実施形態に係るコンバインの側面図である。

【図2】本発明の第１実施形態に係るコンバインの平面図である。

【図3】本発明の第１実施形態に係るコンバインの穀粒タンクを示す正面図である。

【図4】本発明の第１実施形態に係るコンバインの操縦部を示す平面図である。

【図5】本発明の第１実施形態に係るコンバインのモニタ表示画面を示す図であり、（ａ）は全体表示モードのモニタ表示画面を示す図、（ｂ）は所定表示モードのモニタ表示画面を示す図である。

【図6】本発明の第１実施形態に係るコンバインの制御構成を示すブロック図である。

【図7】本発明の第１実施形態に係るコンバインの撮像切換え制御を示すフローチャートである。

【図8】本発明の第２実施形態に係るコンバインの穀粒タンクを示す正面図である。

【図9】本発明の第３実施形態に係るコンバインの穀粒タンクを示す正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１及び図２において、１はコンバインであって、該コンバイン１は、穀稈を刈り取る刈取部２と、刈り取った穀稈から穀粒を脱穀して選別する脱穀部３と、選別済みの穀粒を貯留する穀粒タンク４と、穀粒タンク４内の穀粒を機外に搬出する排出オーガ５と、脱穀済みの排稈を後処理する後処理部６と、作業者が乗車する操縦部７と、クローラ式の走行部８と、を備える。

【0009】

図３に示すように、穀粒タンク４の一側部（脱穀部３側）には、揚穀筒９が立設されている。揚穀筒９は、脱穀部３で選別された穀粒を揚上搬送し、穀粒タンク４内に放出する。穀粒タンク４の底部左右中央位置には、前後方向に沿って螺旋搬送体１０が配置されている。穀粒タンク４内に貯留される穀粒は、穀粒タンク４の底部に設けられるガイド傾斜面４ａに沿って螺旋搬送体１０に集められ、螺旋搬送体１０の回転駆動に応じて穀粒タンク４外に排出される。螺旋搬送体１０によって穀粒タンク４外に排出された穀粒は、螺旋搬送体１０と連動する排出オーガ５に引き継がれ、排出オーガ５の先端部に設けられる穀粒排出口５ａまで搬送される。

【0010】

穀粒タンク４には、カメラ１１と穀粒貯留高さセンサ１２（穀粒高さ検出手段の一例）が設けられている。カメラ１１は、穀粒タンク４の上部に設置され、穀粒タンク４の底部や、穀粒タンク４内に堆積した穀粒の表層を撮影する。カメラ１１は、広角と望遠との間で撮像を無段階又は段階的にズーム調整するズーム調整機能（ズーム調整手段の一例）を備える。ズーム調整機能としては、レンズを機械的に移動させて焦点距離を変化させる光学ズーム機能と、撮像の一部を切り出して拡大するデジタルズーム機能とが知られているが、撮像の解像度を重視するのであれば、光学ズーム機能を選択することが好ましく、コストを重視するのであれば、デジタルズーム機能を選択することが好ましい。また、光学ズーム機能及びデジタルズーム機能を備え、可能な限り光学ズーム機能でズーム調整を行い、光学ズーム機能によるズーム調整範囲を越えたら、デジタルズーム機能でズーム調整を行うようにしてもよい。

【0011】

穀粒貯留高さセンサ１２は、穀粒タンク４内に貯留（堆積）した穀粒の高さを検出する。本実施形態の穀粒貯留高さセンサ１２は、例えば、穀粒タンク４の上部から底部に向けて検出波を出射し、その反射波に基づいて穀粒の貯留高さを検出するミリ波レーダ、赤外線センサ、超音波センサなどを用いて構成される。
そしてカメラ１１、穀粒貯留高さ検知センサ１２が、図３に示すように穀粒タンク４の上部に隣接する状態で設置されることで、該カメラ１１および穀粒高さ検出手段１２は、穀粒タンク４に貯留した穀粒の表層に対するカメラの撮影方向および穀粒高さ検出手段の検出方向が穀粒の貯留高さに拘わらず何れも鉛直下方向となるように構成されている。

【0012】

図４に示すように、操縦部７は、作業者が座る座席１３と、座席１３を囲むように配置される各種の操作具及び表示具を備える。操作具には、メイン電源スイッチ及びエンジン始動具を兼ねるキースイッチ１４（図６参照）と、操向操作具及び刈取部昇降操作具を兼ねるマルチステアリングレバー１５と、走行動力を無断階に変速操作する主変速レバー１６と、主変速レバー１６の変速レンジを段階的に切換える副変速レバー１７と、が含まれる。また、表示具には、タッチパネル付きの液晶表示パネルからなるモニタ１８が含まれる。

【0013】

モニタ１８は、後述する映像コントローラ１９（制御部の一例）及びモニタＥＣＵ２０（図６参照）により制御され、各種の情報を表示する。具体的には、図５の（ａ）及び（ｂ）に示すように、モニタ１８の左側に表示される４つの表示選択ボタン１８ａ～１８ｄのタッチ操作に応じて、設定画面、カメラ画面、シンプル画面及び通常画面のいずれかを表示する。設定画面は、各種の設定を確認又は変更するための画面であり、カメラ画面は、カメラ１１の撮像を表示する画面であり、シンプル画面は、作業走行中に必要最低限の情報を表示する画面であり、通常画面は、シンプル画面よりも多くの情報を表示する画面である。

【0014】

図５の（ａ）及び（ｂ）に示すように、カメラ画面には、モニタ１８の左側に表示される４つの表示選択ボタン１８ａ～１８ｄの他、モニタ１８の中央部に表示されるカメラ画像１８ｅや、モニタ１８の右側に表示される書換ボタン１８ｆ、遠ボタン１８ｇ（望遠側）、近ボタン１８ｈ（広角側）、モード切換えボタン１８ｉ及び満杯警報１８ｊが含まれる。

【0015】

映像コントローラ１９は、カメラ画像１８ｅの表示モードとして、全体表示モードと所定表示モードを備える。図５の（ａ）に示すように、全体表示モードは、モニタ１８に穀粒タンク４内の所定範囲が表示されるようにカメラ１１のズーム調整機能（ズーム倍率）を制御する。具体的には、カメラ１１のズーム調整機能を広角側に調整し、穀粒タンク４内の底部全体をモニタ１８に表示させる。このような全体表示モードによれば、モニタ１８の表示画像に基づいて穀粒タンク４内の穀粒の貯留状況を把握できる。

【0016】

図５の（ｂ）に示すように、所定表示モードは、堆積した穀粒の表層のうち所定面積（所定幅）の撮像がモニタ１８に継続的に表示されるように、穀粒貯留高さセンサ１２の検出高さに基づいてカメラ１１のズーム調整機能を制御する。言い換えると、穀粒タンク４内に堆積した穀粒の高さ変化に拘わらず、モニタ１８に表示される穀粒の大きさが略一定になるようにカメラ１１のズーム調整機能を制御する。

【0017】

例えば、図３に示すように、所定表示モードにおけるカメラ１１の撮像対象範囲（撮像対象幅）をαとし、穀粒タンク４内の穀粒貯留高さをｉとすると、穀粒貯留高さが初期値ｉ０のときの撮像対象範囲α０と、穀粒貯留高さが第１中間値ｉ１（ｉ１＞ｉ０）のときの撮像対象範囲α１と、穀粒貯留高さが第２中間値ｉ２（ｉ２＞ｉ１）のときの撮像対象範囲α２とは略等しい。このような所定表示モードによれば、モニタ１８の表示画像に基づいて穀粒の詳細な状態（例えば、穀粒の色、汚れ、病気、損傷、夾雑物の割合など）を高精度に把握できる。

【0018】

遠ボタン１８ｇ及び近ボタン１８ｈは、各表示モードの表示画像を手動でズーム調整するための操作手段であり、遠ボタン１８ｇをタッチ操作すると、表示画像が望遠側にズーム調整され、近ボタン１８ｈをタッチ操作すると、表示画像が広角側にズーム調整される。例えば、所定表示モードにおいて、現在の表示画像では穀粒の状態を視認しにくい場合、遠ボタン１８ｇをタッチ操作すると、表示画像が望遠側にズーム調整され、穀粒が拡大表示される。書換ボタン１８ｆは、手動調整されたズーム倍率（撮影距離）を外部記憶装置２１（図６参照）に記憶させるための操作具であり、次回の作業時に外部記憶装置２１からズーム倍率を読み出すことで、好みのズーム倍率でカメラ画像を表示させることが可能になる。モード切換えボタン１８ｉは、全体表示モードと所定表示モードを切換えるための操作手段であり、満杯警報１８ｊは、穀粒タンク４内の穀粒貯留高さが所定高さ以上となった場合に警報表示を行うための警報手段である。

【0019】

つぎに、上記のような全体表示モード及び所定表示モードを実現する制御構成（ハードウェア）及び制御手順（ソフトウェア）について、図６及び図７を参照して説明する。なお、以下の説明において、ｉは現在の穀粒貯留高さ、Ｔは現在の撮影距離（ズーム倍率）、Ｈは穀粒タンク４内の全体高さ、ｌは撮影距離補正値とする。

【0020】

図６に示すように、映像コントローラ１９は、前述した各種の入力機器及び出力機器に接続され、入力機器からの入力信号に応じて出力機器を制御する。図７に示す撮像切換え制御のフローチャートは、前述した全体表示モード及び所定表示モードを実現するために映像コントローラ１９が実行する制御手順であり、映像コントローラ１９は、まず、キースイッチ１４のオン操作に伴う起動時に、モニタ１８の表示モードとして全体表示モードを初期設定する（Ｓ１）。つぎに、映像コントローラ１９は、穀粒貯留高さセンサ１２の検出高さを入力し、現在の穀粒貯留高さｉにセットする（Ｓ２）。

【0021】

続いて、映像コントローラ１９は、各表示モードの切換えを判断する（Ｓ３、Ｓ４）。映像コントローラ１９は、初期設定直後、及び所定表示モードから全体表示モードへの切換え操作時にステップＳ３をＹＥＳと判断し、全体表示モードから所定表示モードへの切換え操作時にステップＳ４をＹＥＳと判断する。そして、映像コントローラ１９は、ステップＳ３をＹＥＳと判断すると、撮影距離Ｔに最広角側の値を設定して全体表示モードの表示を行う一方（Ｓ５）、ステップＳ４をＹＥＳと判断すると、撮影距離ＴにＨ－ｉを設定して所定表示モードの表示を行う（Ｓ６）。

【0022】

また、映像コントローラ１９は、ステップＳ３、Ｓ４の判断結果がいずれもＮＯの場合、遠ボタン１８ｇ及び近ボタン１８ｈによるマニュアルのズーム操作を判断する（Ｓ７）。映像コントローラ１９は、この判断結果がＮＯの場合、現状の表示モードを維持するが（Ｓ８）、判断結果がＹＥＳの場合は、遠ボタン１８ｇ及び近ボタン１８ｈのいずれが操作されたかを判断する（Ｓ９、Ｓ１０）。そして、映像コントローラ１９は、遠ボタン１８ｇが操作されたと判断した場合、撮影距離ＴにＨ－ｉ＋ｌを設定して任意設定表示を行う一方（Ｓ１１）、近ボタン１８ｈが操作されたと判断した場合、撮影距離ＴにＨ－ｉ－ｌを設定して任意設定表示を行う（Ｓ１２）。

【0023】

映像コントローラ１９は、上記の処理が終わったら、撮影距離Ｔに基づいてカメラ１１のズーム調整を行うとともに（Ｓ１３）、書換ボタン１８ｆの操作を判断し（Ｓ１４）、この判断結果がＹＥＳの場合は、外部記憶装置２１に記憶されている撮影距離Ｔを今回手動調整された撮影距離Ｔに書き換える（Ｓ１５）。そして、映像コントローラ１９は、上記のステップＳ２～ステップＳ１５を繰り返し実行する

【0024】

叙述の如く構成された本実施形態によれば、穀粒を貯留する穀粒タンク４と、穀粒タンク４の上部に設置され、穀粒タンク４内に堆積した穀粒の表層を撮影するカメラ１１と、カメラ１１の撮像を表示するモニタ１８と、を備えるコンバイン１であって、カメラ１１が備えるズーム調整機能を制御する映像コントローラ１９と、穀粒タンク４内に堆積した穀粒の高さを検出する穀粒貯留高さセンサ１２と、を備え、映像コントローラ１９は、堆積した穀粒の表層のうち所定面積の撮像がモニタ１８に継続的に表示されるように、穀粒貯留高さセンサ１２の検出高さに基づいてカメラ１１のズーム調整機能を制御するので、穀粒の詳細な状態を把握できる。また、穀粒タンク４に大掛かりな検査装置を設置する必要がないので、部品点数の増加やコストアップも抑制できる。また、映像コントローラ１９は、穀粒貯留高さセンサ１２の検出高さに基づいてカメラ１１のズーム調整機能を制御するので、カメラ１１自体を昇降させない簡単な構成とできる。

【0025】

また、所定面積は、モニタ１８に穀粒が所定の大きさで表示される面積なので、モニタ表示に基づいて穀粒の詳細な状態を高精度に把握できる。

【0026】

つぎに、本発明の他の実施形態について、図８及び図９を参照して説明する。ただし、前記実施形態と共通の構成については、前記実施形態と同じ符号を用い、詳細な説明を省略する場合がある。

【0027】

図８に示すように、本発明の第２実施形態は、カメラ１１Ａを昇降させるカメラ昇降機構３０（カメラ昇降手段の一例）を備える点と、映像コントローラ（図示せず）がカメラ昇降機構３０を制御する点と、穀粒貯留高さセンサ１２Ａ（穀粒高さ検出手段の一例）が静電容量センサを用いて構成される点が前記実施形態と相違している。

【0028】

カメラ昇降機構３０は、穀粒タンク４内に立設され、カメラ１１Ａを昇降可能に支持する昇降レール３１と、ベルトやチェーンを介して連結されるカメラ１１Ａを昇降させる昇降モータ（図示せず）とを備える。なお、昇降レール３１は、穀粒タンク３の内壁に上下方向に沿って配置してもよいし、穀粒タンク４内に立設したフレームに沿って配置してもよい。

【0029】

穀粒貯留高さセンサ１２Ａは、穀粒タンク３の内壁に上下方向に沿って配置される電極１２ａを有し、穀粒の貯留高さに応じて変化する電極１２ａの静電容量に基づいて穀粒の貯留高さを検出する。なお、第２実施形態の穀粒貯留高さセンサ１２Ａは、静電容量式に限定されず、前記実施形態のようにミリ波レーダ、赤外線センサ、超音波センサなどを用いてもよい。

【0030】

映像コントローラは、堆積した穀粒の表層のうち所定面積の撮像がモニタ１８に継続的に表示されるように、穀粒貯留高さセンサ１２Ａの検出高さに基づいてカメラ昇降機構３０を制御する。具体的には、堆積した穀粒の表層と一定の距離を保つようにカメラ１１Ａを昇降させる。このような本発明の第２実施形態によれば、前記実施形態と同様に、堆積した穀粒の表層のうち所定面積の撮像がモニタ１８に継続的に表示されるので、穀粒の詳細な状態を把握できる。また、カメラ１１Ａとしては、ズーム調整機能を持たない安価なものを用いることができる。

【0031】

図９に示すように、本発明の第３実施形態は、上下方向に所定の間隔で並ぶ複数のカメラ１１Ｂを備える点と、映像コントローラ（図示せず）が複数のカメラ１１Ｂの撮像をモニタ１８に切替表示させる点と、穀粒貯留高さセンサ１２Ｂ（穀粒高さ検出手段の一例）が上下方向に所定の間隔で並ぶ複数の圧力センサ１２ｂを用いて構成される点が前記実施形態と相違している。

【0032】

複数のカメラ１１Ｂは、穀粒タンク３の内壁に上下方向に並べて配置してもよいし、穀粒タンク４内に立設したフレームに上下方向に並べて配置してもよい。

【0033】

穀粒貯留高さセンサ１２Ｂが備える複数の圧力センサ１２ｂは、カメラ１１Ｂと同様に、穀粒タンク３の内壁に上下方向に並べて配置してもよいし、穀粒タンク４内に立設したフレームに上下方向に並べて配置してもよい。また、圧力センサ１２ｂ同士の間隔は、カメラ１１Ｂ同士の間隔と一致することが望ましい。
なお、第３実施形態の穀粒貯留高さセンサ１２Ｂは、圧力センサ方式に限定されず、前記実施形態のようにミリ波レーダ、赤外線センサ、超音波センサ、静電容量センサなどを用いてもよい。

【0034】

映像コントローラは、堆積した穀粒の表層のうち所定面積の撮像がモニタ１８に継続的に表示されるように、穀粒貯留高さセンサ１２Ｂの検出高さに基づいて複数のカメラ１１Ｂの撮像をモニタ１８に切替表示させる。例えば、下側から順番に、１番目の圧力センサ１２ａが穀粒を検出していない状態では、１番目のカメラ１１Ｂの撮像をモニタ１８に表示し、１番目の圧力センサ１２ａが穀粒を検出したら、２番目のカメラ１１Ｂの撮像をモニタ１８に表示し、２番目の圧力センサ１２ａが穀粒を検出したら、３番目のカメラ１１Ｂの撮像をモニタ１８に表示し、といった切換えパターンでモニタ１８に表示するカメラ画像を切換える。このような本発明の第３実施形態によれば、前記実施形態と同様に、堆積した穀粒の表層のうち所定面積の撮像がモニタ１８に継続的に表示されるので、穀粒の詳細な状態を把握できる。また、カメラ１１Ｂとしては、ズーム調整機能を持たない安価なものを用いることができる。

【0035】

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。

【符号の説明】

【0036】

１ コンバイン
３ 穀粒タンク
１１，１１Ａ，１１Ｂ カメラ
１２，１２Ａ，１２Ｂ 穀粒貯留高さセンサ
１８ モニタ
１９ 映像コントローラ
３０ カメラ昇降機構

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】