JP2000161952A - 地面高さデータ化装置 - Google Patents
地面高さデータ化装置Info
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- JP2000161952A JP2000161952A JP10341393A JP34139398A JP2000161952A JP 2000161952 A JP2000161952 A JP 2000161952A JP 10341393 A JP10341393 A JP 10341393A JP 34139398 A JP34139398 A JP 34139398A JP 2000161952 A JP2000161952 A JP 2000161952A
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- height
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 圃場の各領域の高さを容易に把握できる装置
を合理的に構成する。 【解決手段】 圃場において走行車体3が走行する際に
レベルセンサSに対するレーザ光Lの入射位置から圃場
の高さを計測し、この計測データを主メモリに書込み、
この主メモリからの計測結果を立体画像で液晶モニタ3
5に表示する制御装置を備えた。
を合理的に構成する。 【解決手段】 圃場において走行車体3が走行する際に
レベルセンサSに対するレーザ光Lの入射位置から圃場
の高さを計測し、この計測データを主メモリに書込み、
この主メモリからの計測結果を立体画像で液晶モニタ3
5に表示する制御装置を備えた。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、地面高さデータ化
装置に関し、詳しくは、地上に設置した発信部から水平
方向に発信されたレーザ光等の基準光線に基づいて地面
の高さ変化を計測する技術に関する。
装置に関し、詳しくは、地上に設置した発信部から水平
方向に発信されたレーザ光等の基準光線に基づいて地面
の高さ変化を計測する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】上記のように構成された地面高さデータ
化装置として特開平8‐54232号公報に示されるも
のが存在し、この従来例では、地表面のレベル変化に追
従して上下に変位するよう地表面に接触しながら転動す
る車輪等の接地体を備えた支柱の上端に受光器を備え、
これらをトラクタの後端に連結すると共に、トラクタの
走行時には、畦に設置した発光器から水平方向に発信さ
れるレーザ光が受光器に入射する位置に基づいてレーザ
光を基準にした地表面の高さを計測して、記憶装置に記
憶し、この記憶装置に記憶した地表面高さの平均値を求
めて表示するように構成されている。
化装置として特開平8‐54232号公報に示されるも
のが存在し、この従来例では、地表面のレベル変化に追
従して上下に変位するよう地表面に接触しながら転動す
る車輪等の接地体を備えた支柱の上端に受光器を備え、
これらをトラクタの後端に連結すると共に、トラクタの
走行時には、畦に設置した発光器から水平方向に発信さ
れるレーザ光が受光器に入射する位置に基づいてレーザ
光を基準にした地表面の高さを計測して、記憶装置に記
憶し、この記憶装置に記憶した地表面高さの平均値を求
めて表示するように構成されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】広い地面を均平化する
作業時には、ブレード等の整地装置の均平目標高さを設
定する必要性から設定地面の高さの平均値を得ることも
望まれるが、作業能率を高める観点から地面に各領域毎
の高さや、隣接する領域のレベル差を把握することも必
要となる。具体的には、従来の技術のように地表面高さ
の平均値をブレード等の整地装置の均平目標高さを設定
して作業を行うことになるが、高い地面レベルの領域か
ら低い地面レベルの領域に向かって車体を走行させる際
には良好な作業形態となるものであるが、逆方向に車体
を走行させた際には走行の初期には土砂と殆ど送ること
が出来ないばかりか、走行の終了近くになると地面の土
砂を高い地面レベルの側に送ることになり作業が無駄に
なる。この不都合を解消するには地面のレベル変化の傾
向を予め把握しておくことが必要となる。本発明の目的
は、地面の各領域の高さを容易に把握できる装置を合理
的に構成する点にある。
作業時には、ブレード等の整地装置の均平目標高さを設
定する必要性から設定地面の高さの平均値を得ることも
望まれるが、作業能率を高める観点から地面に各領域毎
の高さや、隣接する領域のレベル差を把握することも必
要となる。具体的には、従来の技術のように地表面高さ
の平均値をブレード等の整地装置の均平目標高さを設定
して作業を行うことになるが、高い地面レベルの領域か
ら低い地面レベルの領域に向かって車体を走行させる際
には良好な作業形態となるものであるが、逆方向に車体
を走行させた際には走行の初期には土砂と殆ど送ること
が出来ないばかりか、走行の終了近くになると地面の土
砂を高い地面レベルの側に送ることになり作業が無駄に
なる。この不都合を解消するには地面のレベル変化の傾
向を予め把握しておくことが必要となる。本発明の目的
は、地面の各領域の高さを容易に把握できる装置を合理
的に構成する点にある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の第1の特徴(請
求項1)は、地上に設置した発信部から水平方向に発信
された基準光線を受信する受信部を走行車体に備えると
共に、この受信部に対する基準光線の入射位置に基づい
て基準光線に対する地面の相対高さを求める高さ計測手
段と、走行車体の走行に伴って高さ計測手段からの計測
結果を保持する記憶手段と、この記憶手段に保持された
計測結果を走行車体が走行した領域に対応して出力する
処理手段とを備えている点にあり、その作用、及び、効
果は次の通りである。
求項1)は、地上に設置した発信部から水平方向に発信
された基準光線を受信する受信部を走行車体に備えると
共に、この受信部に対する基準光線の入射位置に基づい
て基準光線に対する地面の相対高さを求める高さ計測手
段と、走行車体の走行に伴って高さ計測手段からの計測
結果を保持する記憶手段と、この記憶手段に保持された
計測結果を走行車体が走行した領域に対応して出力する
処理手段とを備えている点にあり、その作用、及び、効
果は次の通りである。
【0005】本発明の第2の特徴(請求項2)は請求項
1において、前記受信部が、走行車体に昇降自在に備え
た整地用の作業装置に備えられ、整地作業時には発信部
から水平方向に発信された基準光線を受信部の所定位置
で受信するよう整地用の作業装置を昇降制御する際に用
いられる受信部で兼用されている点にあり、その作用、
及び、効果は次の通りである。
1において、前記受信部が、走行車体に昇降自在に備え
た整地用の作業装置に備えられ、整地作業時には発信部
から水平方向に発信された基準光線を受信部の所定位置
で受信するよう整地用の作業装置を昇降制御する際に用
いられる受信部で兼用されている点にあり、その作用、
及び、効果は次の通りである。
【0006】本発明の第3の特徴(請求項3)は請求項
1において、前記記憶手段が、走行車体の走行時に設定
時間毎、あるいは、走行車体が設定距離を走行する毎に
高さ計測手段からの計測結果を保持するように構成され
ている点にあり、その作用、及び、効果は次の通りであ
る。
1において、前記記憶手段が、走行車体の走行時に設定
時間毎、あるいは、走行車体が設定距離を走行する毎に
高さ計測手段からの計測結果を保持するように構成され
ている点にあり、その作用、及び、効果は次の通りであ
る。
【0007】本発明の第4の特徴(請求項4)は請求項
1において、前記処理手段が、前記記憶手段に保持され
た計測結果を走行車体が走行した領域に対応してディス
プレイに対し立体画像で出力するよう構成されている点
にあり、その作用、及び、効果は次の通りである。
1において、前記処理手段が、前記記憶手段に保持され
た計測結果を走行車体が走行した領域に対応してディス
プレイに対し立体画像で出力するよう構成されている点
にあり、その作用、及び、効果は次の通りである。
【0008】本発明の第5の特徴(請求項5)は請求項
1において、前記処理手段が、前記記憶手段に保持され
た計測結果を走行車体が走行した領域に対応した立体画
像としてプリント出力するよう構成されている点にあ
り、その作用、及び、効果は次の通りである。
1において、前記処理手段が、前記記憶手段に保持され
た計測結果を走行車体が走行した領域に対応した立体画
像としてプリント出力するよう構成されている点にあ
り、その作用、及び、効果は次の通りである。
【0009】本発明の第6の特徴(請求項6)は請求項
1において、前記処理手段が、前記記憶手段に保持され
た計測結果に基づいて走行車体が走行した領域の地面の
平均的な高さを求める演算処理を行うよう構成されてい
る点にあり、その作用、及び、効果は次の通りである。
1において、前記処理手段が、前記記憶手段に保持され
た計測結果に基づいて走行車体が走行した領域の地面の
平均的な高さを求める演算処理を行うよう構成されてい
る点にあり、その作用、及び、効果は次の通りである。
【0010】〔作用〕上記第1の特徴によると、計測を
行う場合には、計測対象の地面で走行車体を走行させる
ことで、計測手段が受信部に対する基準光線の入射位置
に基づいて、その地面の高さを計測するものとなり、
又、この計測結果が記憶手段に保持される。そして、こ
の計測手段による計測が行われた後には、処理手段が記
憶手段に保持された計測結果に基づいて、走行車体が走
行した領域に対応した計測結果を処理手段が出力するも
のとなる。つまり、走行車体が走行した地面の各領域の
高さ情報を把握できるものとなるのである。
行う場合には、計測対象の地面で走行車体を走行させる
ことで、計測手段が受信部に対する基準光線の入射位置
に基づいて、その地面の高さを計測するものとなり、
又、この計測結果が記憶手段に保持される。そして、こ
の計測手段による計測が行われた後には、処理手段が記
憶手段に保持された計測結果に基づいて、走行車体が走
行した領域に対応した計測結果を処理手段が出力するも
のとなる。つまり、走行車体が走行した地面の各領域の
高さ情報を把握できるものとなるのである。
【0011】上記第2の特徴によると、車体に対して専
用のセンサを備えることなく、地面を整地するための整
地用の作業装置を昇降制御するためのセンサを兼用化す
ることでコストの低減、構造の簡素化が可能となる。
用のセンサを備えることなく、地面を整地するための整
地用の作業装置を昇降制御するためのセンサを兼用化す
ることでコストの低減、構造の簡素化が可能となる。
【0012】上記第3の特徴によると、車体が設定時間
走行する毎、あるいは、車体が設定距離走行する毎に計
測手段からの計測結果を記憶手段に保持するので、決め
られた単位で分割した地面の領域毎の高さを容易に把握
できるものとなる。
走行する毎、あるいは、車体が設定距離走行する毎に計
測手段からの計測結果を記憶手段に保持するので、決め
られた単位で分割した地面の領域毎の高さを容易に把握
できるものとなる。
【0013】上記第4の特徴によると、処理手段が計測
結果をディスプレイに対して立体画像で出力するので、
作業者はディスプレイに対する出力内容に基づいて地面
のレベルを視覚的に把握できるものとなる。
結果をディスプレイに対して立体画像で出力するので、
作業者はディスプレイに対する出力内容に基づいて地面
のレベルを視覚的に把握できるものとなる。
【0014】上記第5の特徴によると、処理手段が計測
結果を立体画像でプリント出力するので、作業者はプリ
ントされた結果に基づいて地面のレベルを視覚的に把握
できるものとなる。
結果を立体画像でプリント出力するので、作業者はプリ
ントされた結果に基づいて地面のレベルを視覚的に把握
できるものとなる。
【0015】上記第6の特徴によると、処理手段が記憶
手段に保持された計測結果に基づいて、走行車体が走行
した領域の地面の平均的な高さを演算処理によって求め
るので均平作業時の目標高さを容易に設定できるものと
なる。
手段に保持された計測結果に基づいて、走行車体が走行
した領域の地面の平均的な高さを演算処理によって求め
るので均平作業時の目標高さを容易に設定できるものと
なる。
【0016】〔発明の効果〕従って、地面に走行車体を
走行させるだけで各領域の高さが自動的に計測され出力
されることによって、地面の各領域の地面の高さを的確
に把握できる装置が合理的に構成されたのである(請求
項1)。又、この計測作業の後に地面の均平作業が行わ
れることが多いので、受信部の兼用化によって計測作業
も均平化作業も同じ装置類を用いて行えると共に、コス
ト的にも構造的にも無理のないものとなり(請求項
2)、決まった単位で分割された領域毎の地面の高さを
把握することで高さの判断に間違いが無く容易となると
共に、(請求項3)、地面の高さを確認する場合でも数
字や文字と比較して視覚的に高低差も容易に判別できる
ものとなり(請求項4)、地面の各領域の高さが紙等に
プリントされるので、例えば、均平作業時にプリントさ
れた出力結果を確認することも容易となり(請求項
5)、地面を均平化する作業時に目標高さを設定する際
に特別な計算を行わずに済むものとなった(請求項
5)。
走行させるだけで各領域の高さが自動的に計測され出力
されることによって、地面の各領域の地面の高さを的確
に把握できる装置が合理的に構成されたのである(請求
項1)。又、この計測作業の後に地面の均平作業が行わ
れることが多いので、受信部の兼用化によって計測作業
も均平化作業も同じ装置類を用いて行えると共に、コス
ト的にも構造的にも無理のないものとなり(請求項
2)、決まった単位で分割された領域毎の地面の高さを
把握することで高さの判断に間違いが無く容易となると
共に、(請求項3)、地面の高さを確認する場合でも数
字や文字と比較して視覚的に高低差も容易に判別できる
ものとなり(請求項4)、地面の各領域の高さが紙等に
プリントされるので、例えば、均平作業時にプリントさ
れた出力結果を確認することも容易となり(請求項
5)、地面を均平化する作業時に目標高さを設定する際
に特別な計算を行わずに済むものとなった(請求項
5)。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図1に示すように、前車輪1及び
後車輪2を備えた走行車体3の前部にエンジン4を搭載
すると共に、走行車体3の後部位置にエンジン4からの
動力を前後車輪1,2に伝えるミッションケース5を備
え、走行車体3の中央位置にステアリングハンドル6と
運転座席7とを備え、走行車体3の後端位置にリンク機
構8を介して昇降自在に作業装置としての整地ブレード
9を連結して農用トラクタを構成する。
に基づいて説明する。図1に示すように、前車輪1及び
後車輪2を備えた走行車体3の前部にエンジン4を搭載
すると共に、走行車体3の後部位置にエンジン4からの
動力を前後車輪1,2に伝えるミッションケース5を備
え、走行車体3の中央位置にステアリングハンドル6と
運転座席7とを備え、走行車体3の後端位置にリンク機
構8を介して昇降自在に作業装置としての整地ブレード
9を連結して農用トラクタを構成する。
【0018】ミッションケース5の上部にはリフトシリ
ンダ10を配置してあり、このリフトシリンダ10で昇
降操作される左右一対のリフトアーム11と前記リンク
機構8とをリフトロッド12を介して連結することでリ
フトシリンダ10の作動で整地ブレード9を昇降自在に
構成してあり、リフトアーム11の基端部には該リフト
アーム11の揺動量からロータリ耕耘装置9の対車体高
さを計測するポテンショメータ型のリフトアームセンサ
13を備え、整地ブレード9の上面には支柱14を介し
て高さ制御用の受信部としてのレベルセンサSを備えて
いる。
ンダ10を配置してあり、このリフトシリンダ10で昇
降操作される左右一対のリフトアーム11と前記リンク
機構8とをリフトロッド12を介して連結することでリ
フトシリンダ10の作動で整地ブレード9を昇降自在に
構成してあり、リフトアーム11の基端部には該リフト
アーム11の揺動量からロータリ耕耘装置9の対車体高
さを計測するポテンショメータ型のリフトアームセンサ
13を備え、整地ブレード9の上面には支柱14を介し
て高さ制御用の受信部としてのレベルセンサSを備えて
いる。
【0019】又、運転座席7の側部には整地ブレード9
の昇降制御を行うポジションレバー15を配置してあ
り、このポジションレバー15の基端部には該レバー1
5の操作位置を計測するポテンショメータ形のポジショ
ン設定器16を備えている。そして、ポジション制御モ
ードで整地ブレード9を昇降制御する際には、ポジショ
ンレバー15を人為操作することで該レバー15の設定
位置と対応する位置までリフトアーム11が昇降したこ
とをリフトアームセンサ13で計測するまでリフトシリ
ンダ10を駆動する制御が行われるものとなっている。
の昇降制御を行うポジションレバー15を配置してあ
り、このポジションレバー15の基端部には該レバー1
5の操作位置を計測するポテンショメータ形のポジショ
ン設定器16を備えている。そして、ポジション制御モ
ードで整地ブレード9を昇降制御する際には、ポジショ
ンレバー15を人為操作することで該レバー15の設定
位置と対応する位置までリフトアーム11が昇降したこ
とをリフトアームセンサ13で計測するまでリフトシリ
ンダ10を駆動する制御が行われるものとなっている。
【0020】前記レベルセンサSは図2に示すように、
樹脂製の縦長筒状の本体ケース18の内部に多数のフォ
トダイオード、フォトトランジスタ等の受光素子を5ミ
リメートルの分解能で備えた600ミリメートル程度の
縦長姿勢の受光部19を複数個配置することで水平方向
の何れの方向からの光線も受光できるよう構成され、こ
のレベルセンサSの本体ケース18は前記支柱14に対
して上下方向に固定位置が調節できるように構成されて
いる。そして、このレベルセンサSでは受光部19の上
下方向の全領域が受信域Zとなり、この受信域Zの中間
位置に対して後述するように入射目標位置Aが設定され
るものとなる。
樹脂製の縦長筒状の本体ケース18の内部に多数のフォ
トダイオード、フォトトランジスタ等の受光素子を5ミ
リメートルの分解能で備えた600ミリメートル程度の
縦長姿勢の受光部19を複数個配置することで水平方向
の何れの方向からの光線も受光できるよう構成され、こ
のレベルセンサSの本体ケース18は前記支柱14に対
して上下方向に固定位置が調節できるように構成されて
いる。そして、このレベルセンサSでは受光部19の上
下方向の全領域が受信域Zとなり、この受信域Zの中間
位置に対して後述するように入射目標位置Aが設定され
るものとなる。
【0021】図1に示すように、前記レベルセンサSが
受信するための基準光線としてのレーザ光Lを水平方向
に送り出す発信部としてレーザ灯台Tが構成され、この
レーザ灯台Tは三脚21に支持される本体22にビーム
状のレーザ光Lを水平方向に発信する発光源(図示せ
ず)を備えると共に、該本体22内の反射鏡、あるい
は、プリズムを縦向き軸芯Y周りで回転させて発光源か
らのビーム状のレーザ光Lを旋回させる電動モータ(図
示せず)を備えている。尚、このレーザ灯台Tはレーザ
光Lを1分あたり600回旋回させる(600rpm)
もの、あるいは、1分あたり300回旋回させる(30
0rpm)ものとの何れかが使用される。
受信するための基準光線としてのレーザ光Lを水平方向
に送り出す発信部としてレーザ灯台Tが構成され、この
レーザ灯台Tは三脚21に支持される本体22にビーム
状のレーザ光Lを水平方向に発信する発光源(図示せ
ず)を備えると共に、該本体22内の反射鏡、あるい
は、プリズムを縦向き軸芯Y周りで回転させて発光源か
らのビーム状のレーザ光Lを旋回させる電動モータ(図
示せず)を備えている。尚、このレーザ灯台Tはレーザ
光Lを1分あたり600回旋回させる(600rpm)
もの、あるいは、1分あたり300回旋回させる(30
0rpm)ものとの何れかが使用される。
【0022】図4に示すように、農用トラクタには、処
理手段としてマイクロプロセッサを有した制御装置24
を備えており、この制御装置24には前記レベルセンサ
S、ダイヤル25で回動操作されるポテンショメータ型
のレベル設定器26、ダイヤル27で操作されるポテン
ショメータ型の感度設定器28、前記ポジション設定器
16、リフトアームセンサ13、前記ステアリングハン
ドル6の操作量を計測するステアリングセンサ29、前
車輪1あるいは後車輪2の回転量から走行距離を計測す
る距離センサ30、計測開始スイッチ31、計測終了ス
イッチ32,サンプリング設定スイッチ33、レベル制
御スイッチ34夫々からの信号の入力系が形成されると
共に、前記リフトシリンダ10を制御する電磁操作形の
制御弁V、液晶モニタ35夫々に対する出力系が形成さ
れている。又、制御弁Vは電磁ソレノイドに供給される
電流値に対応した開度を得る、所謂、電磁比例型のもの
が用いられ、該制御装置24は制御弁Vの電磁ソレノイ
ド(図示せず)に供給する間歇信号のデューティ比を変
更してPWM式に供給電力を調節し得るよう構成されて
いる。又、制御装置24にはバッファメモリMbと記憶
手段としての主メモリMmとを備えている。尚、ダイヤ
ル類、スイッチ類はステアリングハンドル6の前方位置
のパネルに配置され、このパネルの上方位置に液晶モニ
タ35(ディスプレイの一例)が備えられている。
理手段としてマイクロプロセッサを有した制御装置24
を備えており、この制御装置24には前記レベルセンサ
S、ダイヤル25で回動操作されるポテンショメータ型
のレベル設定器26、ダイヤル27で操作されるポテン
ショメータ型の感度設定器28、前記ポジション設定器
16、リフトアームセンサ13、前記ステアリングハン
ドル6の操作量を計測するステアリングセンサ29、前
車輪1あるいは後車輪2の回転量から走行距離を計測す
る距離センサ30、計測開始スイッチ31、計測終了ス
イッチ32,サンプリング設定スイッチ33、レベル制
御スイッチ34夫々からの信号の入力系が形成されると
共に、前記リフトシリンダ10を制御する電磁操作形の
制御弁V、液晶モニタ35夫々に対する出力系が形成さ
れている。又、制御弁Vは電磁ソレノイドに供給される
電流値に対応した開度を得る、所謂、電磁比例型のもの
が用いられ、該制御装置24は制御弁Vの電磁ソレノイ
ド(図示せず)に供給する間歇信号のデューティ比を変
更してPWM式に供給電力を調節し得るよう構成されて
いる。又、制御装置24にはバッファメモリMbと記憶
手段としての主メモリMmとを備えている。尚、ダイヤ
ル類、スイッチ類はステアリングハンドル6の前方位置
のパネルに配置され、このパネルの上方位置に液晶モニ
タ35(ディスプレイの一例)が備えられている。
【0023】このトラクタでは、前記整地ブレード9を
圃場面から離間するレベルで、かつ、レーザ灯台Tから
のレーザ光Lを前記レベルセンサSで受信するレベルに
維持した状態で圃場に走行車体3を走行させ、この走行
時に前記レベルセンサSによって計測されるレーザ光L
に基づいて圃場面全体のレベルの状態を計測する計測制
御と、レーザ灯台Tからのレーザ光Lを前記レベルセン
サSの入射目標位置Aで受信するよう前記整地ブレード
9を昇降作動させて圃場面を均平化する昇降制御とを行
うよう制御装置24の制御動作が設定されている。
圃場面から離間するレベルで、かつ、レーザ灯台Tから
のレーザ光Lを前記レベルセンサSで受信するレベルに
維持した状態で圃場に走行車体3を走行させ、この走行
時に前記レベルセンサSによって計測されるレーザ光L
に基づいて圃場面全体のレベルの状態を計測する計測制
御と、レーザ灯台Tからのレーザ光Lを前記レベルセン
サSの入射目標位置Aで受信するよう前記整地ブレード
9を昇降作動させて圃場面を均平化する昇降制御とを行
うよう制御装置24の制御動作が設定されている。
【0024】つまり、計測制御は図5のフローチャート
に示すように設定され、この制御では計測開始スイッチ
31の操作によって開始されると共に、この計測開始ス
イッチ31のON操作時における走行車体3の走行方向
を示すコードデータを制御装置24に備えられた主メモ
リ(図示せず)に書込む処理を行うと共に、この処理の
後にレベルセンサSに対するレーザ光Lの入射位置を示
すデータ(計測データ)を制御装置24に備えられたバ
ッファメモリMbに順次書込む処理を行い、前記距離セ
ンサ30によって設定された距離だけ走行車体3が走行
したことが判別される毎に、バッファメモリMbに対し
て最後に書込まれた計測データを主メモリMmに書込む
処理を行い(#101〜#105ステップ)、次に、ス
テアリングハンドル6で走行車体3の旋回を行う操作が
行われたことをステアリングセンサ29からの信号に基
づいて判別した場合には、方向変換後の走行方向を示す
コードデータを主メモリMmに書込む処理を行い、これ
らの処理を計測終了スイッチ32が操作されるまで繰り
返して行い、計測終了スイッチ32が操作された際には
画像化処理ルーチンを実行することで主メモリMmに書
込まれたデータを立体化して前記液晶モニタ35に出力
するものとなっている(#106〜#108,#200
ステップ)。尚、レベルセンサSの受光部に対するレー
ザ光Lの入射位置に基づいて地面レベルを求める処理を
行うプログラムで計測手段が構成されている。
に示すように設定され、この制御では計測開始スイッチ
31の操作によって開始されると共に、この計測開始ス
イッチ31のON操作時における走行車体3の走行方向
を示すコードデータを制御装置24に備えられた主メモ
リ(図示せず)に書込む処理を行うと共に、この処理の
後にレベルセンサSに対するレーザ光Lの入射位置を示
すデータ(計測データ)を制御装置24に備えられたバ
ッファメモリMbに順次書込む処理を行い、前記距離セ
ンサ30によって設定された距離だけ走行車体3が走行
したことが判別される毎に、バッファメモリMbに対し
て最後に書込まれた計測データを主メモリMmに書込む
処理を行い(#101〜#105ステップ)、次に、ス
テアリングハンドル6で走行車体3の旋回を行う操作が
行われたことをステアリングセンサ29からの信号に基
づいて判別した場合には、方向変換後の走行方向を示す
コードデータを主メモリMmに書込む処理を行い、これ
らの処理を計測終了スイッチ32が操作されるまで繰り
返して行い、計測終了スイッチ32が操作された際には
画像化処理ルーチンを実行することで主メモリMmに書
込まれたデータを立体化して前記液晶モニタ35に出力
するものとなっている(#106〜#108,#200
ステップ)。尚、レベルセンサSの受光部に対するレー
ザ光Lの入射位置に基づいて地面レベルを求める処理を
行うプログラムで計測手段が構成されている。
【0025】具体的には、この計測制御では図9に示す
ように圃場Pにおいて耕起作業と同様に走行車体3を直
進走行させると共に、この圃場Pでの直進走行時に距離
センサ30で走行車体3が設定距離だけ走行したことが
判別される毎(サンプリングタイミング毎)に主メモリ
Mmのアドレスをインクリメントして前述の計測データ
の書込み制御が行われるものとなっている。又、この設
定距離とは、前記サンプリング設定スイッチ33の操作
で任意に設定できるものとなっており(例えば、2メー
トルや10メートルのような数値)、精度の高い計測を
行う場合には設定距離を短い値に設定するものとなる。
そして、走行車体3が枕地に達し車体3を旋回させて反
転させた場合には、前述のように走行方向に対応するコ
ードデータ(順方向と逆方向との2値の何れか)が主メ
モリMmに書込まれることになるが、このコードデータ
が主メモリMmに書込まれるので、画像処理時に該主メ
モリMmからデータを読出した際には、コードデータと
コードデータとの間に計測データが挟み込まれた形態と
して現れるものとなり、このコードデータを基準にして
走行方向が容易に判別できるものとなっている。尚、こ
のコードデータは計測データでは用いられない値が割り
当てられている。
ように圃場Pにおいて耕起作業と同様に走行車体3を直
進走行させると共に、この圃場Pでの直進走行時に距離
センサ30で走行車体3が設定距離だけ走行したことが
判別される毎(サンプリングタイミング毎)に主メモリ
Mmのアドレスをインクリメントして前述の計測データ
の書込み制御が行われるものとなっている。又、この設
定距離とは、前記サンプリング設定スイッチ33の操作
で任意に設定できるものとなっており(例えば、2メー
トルや10メートルのような数値)、精度の高い計測を
行う場合には設定距離を短い値に設定するものとなる。
そして、走行車体3が枕地に達し車体3を旋回させて反
転させた場合には、前述のように走行方向に対応するコ
ードデータ(順方向と逆方向との2値の何れか)が主メ
モリMmに書込まれることになるが、このコードデータ
が主メモリMmに書込まれるので、画像処理時に該主メ
モリMmからデータを読出した際には、コードデータと
コードデータとの間に計測データが挟み込まれた形態と
して現れるものとなり、このコードデータを基準にして
走行方向が容易に判別できるものとなっている。尚、こ
のコードデータは計測データでは用いられない値が割り
当てられている。
【0026】又、バッファメモリMbはレベルセンサS
からの計測データが連続して入力されるものであるが、
前述の処理ではバッファメモリMbの最後のデータのみ
を主メモリに書込む処理を行うためレベルセンサSから
の全てのデータを記憶する容量を必要としないものとな
っているが、バッファメモリMbに充分な容量とマイク
ロプロセッサの処理速度に余裕がある場合にはレベルセ
ンサSからのサンプリング周期内の全データをバッファ
メモリMbに記憶しておき、サンプリングのタイミング
でバッファメモリMbの全のデータの平均値を求め、主
メモリMmに書込むよう処理形態を設定することも可能
である。
からの計測データが連続して入力されるものであるが、
前述の処理ではバッファメモリMbの最後のデータのみ
を主メモリに書込む処理を行うためレベルセンサSから
の全てのデータを記憶する容量を必要としないものとな
っているが、バッファメモリMbに充分な容量とマイク
ロプロセッサの処理速度に余裕がある場合にはレベルセ
ンサSからのサンプリング周期内の全データをバッファ
メモリMbに記憶しておき、サンプリングのタイミング
でバッファメモリMbの全のデータの平均値を求め、主
メモリMmに書込むよう処理形態を設定することも可能
である。
【0027】又、画像化処理ルーチン(#200ステッ
プ)は図6のフローチャートに概要を示すことが可能で
あり、この制御では、先ず、主メモリMmのデータに基
づいて走行車体3が走行した領域を求める処理を行う。
具体的には、最初のコードデータと次のコードデータと
の間の計測データの数に前記設定距離を乗じた値を走行
車体3が最初に直進走行した行程の距離に設定し、圃場
Pにおいて、この直進走行方向と直交する方向への距離
は、走行車体3が最初に走行した行程と次に走行車体3
が走行した行程の間隔(任意に設定された値)に行程の
数を乗じた値となる。次に、このように求めた領域(矩
形とは限らない)を作画領域に決定し、この作画領域の
平面座標(x,y)と主メモリMmの各計測データとの
対応関係を決定し、夫々の平面座標(x,y)に高さデ
ータ(z)をセットして立体座標データ(x,y,z)
を決定する。このように立体座標データ(x,y,z)
が決定された後には夫々の立体座標(x,y,z)を結
ぶ平面を描画し、このように描画された画像に等高線を
描き、等高線に基づいて等しいレベルの域を弁別するた
めの表示処理を行って、液晶モニタ35に出力すると共
に、この圃場Pの「均平化時の高さ」を演算で求めて、
その数値を液晶モニタ35に出力するものとなっている
(#201〜#205ステップ)。
プ)は図6のフローチャートに概要を示すことが可能で
あり、この制御では、先ず、主メモリMmのデータに基
づいて走行車体3が走行した領域を求める処理を行う。
具体的には、最初のコードデータと次のコードデータと
の間の計測データの数に前記設定距離を乗じた値を走行
車体3が最初に直進走行した行程の距離に設定し、圃場
Pにおいて、この直進走行方向と直交する方向への距離
は、走行車体3が最初に走行した行程と次に走行車体3
が走行した行程の間隔(任意に設定された値)に行程の
数を乗じた値となる。次に、このように求めた領域(矩
形とは限らない)を作画領域に決定し、この作画領域の
平面座標(x,y)と主メモリMmの各計測データとの
対応関係を決定し、夫々の平面座標(x,y)に高さデ
ータ(z)をセットして立体座標データ(x,y,z)
を決定する。このように立体座標データ(x,y,z)
が決定された後には夫々の立体座標(x,y,z)を結
ぶ平面を描画し、このように描画された画像に等高線を
描き、等高線に基づいて等しいレベルの域を弁別するた
めの表示処理を行って、液晶モニタ35に出力すると共
に、この圃場Pの「均平化時の高さ」を演算で求めて、
その数値を液晶モニタ35に出力するものとなっている
(#201〜#205ステップ)。
【0028】又、この画像化処理ルーチン(#200ス
テップ)の処理で得られた画像の一例として図8に示す
ものを挙げることが可能であり、この例では、走行車体
3が20メートル走行する毎に高さデータのサンプリン
グを行っている。尚、同図で「0」となるレベルは計測
開始時にレベルセンサSにレーザ光Lが入射した高さで
ある。
テップ)の処理で得られた画像の一例として図8に示す
ものを挙げることが可能であり、この例では、走行車体
3が20メートル走行する毎に高さデータのサンプリン
グを行っている。尚、同図で「0」となるレベルは計測
開始時にレベルセンサSにレーザ光Lが入射した高さで
ある。
【0029】このように圃場面の高さの計測が終了した
後には、前述の処理によって得られた「均平化時の高
さ」を目標高さに設定して制御を開始するものとなる。
つまり、「均平化時の高さ」の値が例えば、マイナス1
0センチメートルである場合には、最も容易な設定形態
として画像化されたデータからマイナス10センチメー
トルとなる圃場Pの位置に走行車体3を停車させ、ポジ
ションレバー15の操作でこの地面に整地ブレード9を
接触させると共に、この状態でレベルセンサSの上下方
向の中央に設定された入射目標A(図3(イ)を参照)
に対してレーザ灯台Tからのレーザ光Lが入射するよう
支柱14に対するレベルセンサSの固定位置を設定する
調節を行い、この調節の後にレベル制御スイッチ34を
ON操作することで均平化の制御が開始されるものとな
っており、この制御は図7のフローチャートに示すよう
に、感度設定器28の設定位置に基づいて制御感度を設
定し、レベルセンサSに対するレーザ光Lの入射位置を
決定し、この入射位置と不感帯とを比較して入射位置が
不感帯の域内にある場合にのみ、整地ブレード9の昇降
方向を設定すると共に、制御目標と入射位置との偏差に
対応して制御弁Vの目標開度を設定して制御弁Vの電磁
ソレノイドを駆動する制御をレベル制御スイッチ34が
OFF操作されるまで継続するものとなっている(#3
01〜#308ステップ)。
後には、前述の処理によって得られた「均平化時の高
さ」を目標高さに設定して制御を開始するものとなる。
つまり、「均平化時の高さ」の値が例えば、マイナス1
0センチメートルである場合には、最も容易な設定形態
として画像化されたデータからマイナス10センチメー
トルとなる圃場Pの位置に走行車体3を停車させ、ポジ
ションレバー15の操作でこの地面に整地ブレード9を
接触させると共に、この状態でレベルセンサSの上下方
向の中央に設定された入射目標A(図3(イ)を参照)
に対してレーザ灯台Tからのレーザ光Lが入射するよう
支柱14に対するレベルセンサSの固定位置を設定する
調節を行い、この調節の後にレベル制御スイッチ34を
ON操作することで均平化の制御が開始されるものとな
っており、この制御は図7のフローチャートに示すよう
に、感度設定器28の設定位置に基づいて制御感度を設
定し、レベルセンサSに対するレーザ光Lの入射位置を
決定し、この入射位置と不感帯とを比較して入射位置が
不感帯の域内にある場合にのみ、整地ブレード9の昇降
方向を設定すると共に、制御目標と入射位置との偏差に
対応して制御弁Vの目標開度を設定して制御弁Vの電磁
ソレノイドを駆動する制御をレベル制御スイッチ34が
OFF操作されるまで継続するものとなっている(#3
01〜#308ステップ)。
【0030】尚、この制御時に感度設定器28を「標
準」位置にセットした場合には図3(イ)に示すように
入射目標位置Aを基準に所定幅の不感帯Uが形成され、
この状態から感度設定器28を「敏」の側に操作した場
合には図3(ロ)に示すように不感帯Uの幅が狭くな
り、又、レベル設定器26を「標準」位置にセットした
場合には図3(イ)に示すように受光域Zの上下方向の
中間位置Hに入射目標位置Aがセットされ、この位置か
らレベル設定器26を「深」側に操作した場合には入射
目標位置Aが上方に変位するよう制御動作が設定されて
いる。
準」位置にセットした場合には図3(イ)に示すように
入射目標位置Aを基準に所定幅の不感帯Uが形成され、
この状態から感度設定器28を「敏」の側に操作した場
合には図3(ロ)に示すように不感帯Uの幅が狭くな
り、又、レベル設定器26を「標準」位置にセットした
場合には図3(イ)に示すように受光域Zの上下方向の
中間位置Hに入射目標位置Aがセットされ、この位置か
らレベル設定器26を「深」側に操作した場合には入射
目標位置Aが上方に変位するよう制御動作が設定されて
いる。
【0031】又、#302ステップで入射位置を決定す
るに、雨粒や霧による光線の散乱によって受光部19の
複数の位置で同時にレーザ光Lを受光した場合には検出
誤差を最小する目的から図10に示すように入射目標位
置Aに応じて重みをつけ、演算処理を行っている。つま
り、受光部19の上下方向の中央位置の「重み」が最大
となり上下両端位置の「重み」が最小となるよう特性K
を設定してあり、例えば、点aと点bとで同時にレーザ
光L,Lを検出した際には点aに対応する特性位置Ka
と、特性位置Kbとで形成される三角形の領域Mを求
め、この領域の面積を2分割する位置に対応する点cを
レーザ光Lの入射位置に決定する処理が行われている。
尚、同時に3箇所以上の箇所にで受光した場合には、複
数の領域の面積を2分割する位置を求め、更に、このよ
うに求めた位置が形成する領域の面積を2分割する位置
を求める等の処理によって入射位置を決定することにな
る。
るに、雨粒や霧による光線の散乱によって受光部19の
複数の位置で同時にレーザ光Lを受光した場合には検出
誤差を最小する目的から図10に示すように入射目標位
置Aに応じて重みをつけ、演算処理を行っている。つま
り、受光部19の上下方向の中央位置の「重み」が最大
となり上下両端位置の「重み」が最小となるよう特性K
を設定してあり、例えば、点aと点bとで同時にレーザ
光L,Lを検出した際には点aに対応する特性位置Ka
と、特性位置Kbとで形成される三角形の領域Mを求
め、この領域の面積を2分割する位置に対応する点cを
レーザ光Lの入射位置に決定する処理が行われている。
尚、同時に3箇所以上の箇所にで受光した場合には、複
数の領域の面積を2分割する位置を求め、更に、このよ
うに求めた位置が形成する領域の面積を2分割する位置
を求める等の処理によって入射位置を決定することにな
る。
【0032】このように構成したので、均平作業に先立
って走行車体3に対してレベルセンサSの位置を設定
し、このレベルセンサSでレーザ灯台Tからのレーザ光
Lを受信するようレーザ灯台Tの高さをセットする等の
簡単な設定を行った後に、走行車体3を圃場Pに走行さ
せるだけで、圃場Pの全面のレベル変化を計測し、液晶
モニタ35に対して出力し得るものとなり、この出力に
よって圃場Pのレベル変化を視覚的に容易に把握できる
ものとしており、この計測と同時に「均平化時の高さ」
も把握できるものとなっている。そして、均平作業を行
う場合には、「均平化時の高さ」を均平作業の目標高さ
に設定するだけで、作業時には整地ブレード9の高さが
多少変動しても制御装置24がレーザ光Lをレベルセン
サSの入射目標位置Aで受信するよう制御弁Vを操作し
て自動的に整地ブレード9の昇降を行う結果、広い圃場
を精度高く、かつ、能率良く水平面に整地できるものと
なっている。特に、液晶モニタ35に出力された画像に
基づいて高いレベルの方向から低いレベルの方向へ走行
車体3を走行させる判断を即時に行える等、作業能率を
容易に向上させ得るものとなっている。
って走行車体3に対してレベルセンサSの位置を設定
し、このレベルセンサSでレーザ灯台Tからのレーザ光
Lを受信するようレーザ灯台Tの高さをセットする等の
簡単な設定を行った後に、走行車体3を圃場Pに走行さ
せるだけで、圃場Pの全面のレベル変化を計測し、液晶
モニタ35に対して出力し得るものとなり、この出力に
よって圃場Pのレベル変化を視覚的に容易に把握できる
ものとしており、この計測と同時に「均平化時の高さ」
も把握できるものとなっている。そして、均平作業を行
う場合には、「均平化時の高さ」を均平作業の目標高さ
に設定するだけで、作業時には整地ブレード9の高さが
多少変動しても制御装置24がレーザ光Lをレベルセン
サSの入射目標位置Aで受信するよう制御弁Vを操作し
て自動的に整地ブレード9の昇降を行う結果、広い圃場
を精度高く、かつ、能率良く水平面に整地できるものと
なっている。特に、液晶モニタ35に出力された画像に
基づいて高いレベルの方向から低いレベルの方向へ走行
車体3を走行させる判断を即時に行える等、作業能率を
容易に向上させ得るものとなっている。
【0033】〔別実施の形態〕本発明は上記実施の形態
以外に、例えば、図11に示すように、計測データを走
行車体3の制御装置24の主メモリに保存しておき、車
体側の通信端末38から車体外のコンピュータ39の通
信端末40に対してIrDA等によるデータ通信によっ
て計測データを送り、この計測データに基づいてコンピ
ュータ39に高さデータを転送してディスプレイ41に
対して立体画像として出力するよう構成することが可能
であり、又、立体画像をプリンタ42によってプリント
アウトすることも可能である。この別実施の形態の場合
にはコンピュータ39が処理手段に対応する。
以外に、例えば、図11に示すように、計測データを走
行車体3の制御装置24の主メモリに保存しておき、車
体側の通信端末38から車体外のコンピュータ39の通
信端末40に対してIrDA等によるデータ通信によっ
て計測データを送り、この計測データに基づいてコンピ
ュータ39に高さデータを転送してディスプレイ41に
対して立体画像として出力するよう構成することが可能
であり、又、立体画像をプリンタ42によってプリント
アウトすることも可能である。この別実施の形態の場合
にはコンピュータ39が処理手段に対応する。
【0034】又、本発明では、走行車体3の走行方向、
走行距離を判別するに、人工衛星を用いた測地手段とし
ての所謂、GPSを用いて走行車体3の位置を判別する
と共に、この判別結果に基づいて走行車体3が所定距離
走行する毎にサンプリングを行うよう制御動作を設定す
ることが可能であり、レベルセンサSからの高さデータ
を記憶するタイミングを走行速度と時間との組合せによ
って設定することや、作業者がスイッチを人為的に操作
することでサンプリングを行うよう制御動作を設定する
ことも可能である。
走行距離を判別するに、人工衛星を用いた測地手段とし
ての所謂、GPSを用いて走行車体3の位置を判別する
と共に、この判別結果に基づいて走行車体3が所定距離
走行する毎にサンプリングを行うよう制御動作を設定す
ることが可能であり、レベルセンサSからの高さデータ
を記憶するタイミングを走行速度と時間との組合せによ
って設定することや、作業者がスイッチを人為的に操作
することでサンプリングを行うよう制御動作を設定する
ことも可能である。
【0035】又、本発明では、計測作業と同時に液晶モ
ニタ35に対して計測した領域の圃場Pの高さを立体画
像で表示するよう制御動作を設定することも可能であ
り、このように制御動作を設定した場合には計測作業の
途中においても圃場の高さ変化を正確把握できるものと
なる。
ニタ35に対して計測した領域の圃場Pの高さを立体画
像で表示するよう制御動作を設定することも可能であ
り、このように制御動作を設定した場合には計測作業の
途中においても圃場の高さ変化を正確把握できるものと
なる。
【図1】農用トラクタとレーザ灯台とを示す側面図
【図2】レベルセンサの側面図
【図3】受光部の入射目標と不感帯とを示す図
【図4】制御系のブロック回路図
【図5】計測制御のフローチャート
【図6】画像化処理ルーチンのフローチャート
【図7】均平作業のフローチャート
【図8】画像化処理ルーチンで得られた立体画像を示す
図
図
【図9】圃場での農用トラクタの走行形態を示す平面図
【図10】レーザ光の入射位置を決定するための重みつ
けの特性を示す図
けの特性を示す図
【図11】別実施の形態の概略図
3 走行車体 9 作業装置 35 ディスプレイ L 基準光線 Mm 記憶手段 S 受信部 T 発信部
Claims (6)
- 【請求項1】 地上に設置した発信部から水平方向に発
信された基準光線を受信する受信部を走行車体に備える
と共に、この受信部に対する基準光線の入射位置に基づ
いて基準光線に対する地面の相対高さを求める高さ計測
手段と、走行車体の走行に伴って高さ計測手段からの計
測結果を保持する記憶手段と、この記憶手段に保持され
た計測結果を走行車体が走行した領域に対応して出力す
る処理手段とを備えている地面高さデータ化装置。 - 【請求項2】 前記受信部が、走行車体に昇降自在に備
えた整地用の作業装置に備えられ、整地作業時には発信
部から水平方向に発信された基準光線を受信部の所定位
置で受信するよう整地用の作業装置を昇降制御する際に
用いられる受信部で兼用されている請求項1記載の地面
高さデータ化装置。 - 【請求項3】 前記記憶手段が、走行車体の走行時に設
定時間毎、あるいは、走行車体が設定距離を走行する毎
に高さ計測手段からの計測結果を保持するように構成さ
れている請求項1記載の地面高さデータ化装置。 - 【請求項4】 前記処理手段が、前記記憶手段に保持さ
れた計測結果を走行車体が走行した領域に対応してディ
スプレイに対し立体画像で出力するよう構成されている
請求項1記載の地面高さデータ化装置。 - 【請求項5】 前記処理手段が、前記記憶手段に保持さ
れた計測結果を走行車体が走行した領域に対応した立体
画像としてプリント出力するよう構成されている請求項
1記載の地面高さデータ化装置。 - 【請求項6】 前記処理手段が、前記記憶手段に保持さ
れた計測結果に基づいて走行車体が走行した領域の地面
の平均的な高さを求める演算処理を行うよう構成されて
いる請求項1記載の地面高さデータ化装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10341393A JP2000161952A (ja) | 1998-12-01 | 1998-12-01 | 地面高さデータ化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10341393A JP2000161952A (ja) | 1998-12-01 | 1998-12-01 | 地面高さデータ化装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000161952A true JP2000161952A (ja) | 2000-06-16 |
Family
ID=18345725
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10341393A Pending JP2000161952A (ja) | 1998-12-01 | 1998-12-01 | 地面高さデータ化装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000161952A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017209032A (ja) * | 2016-05-24 | 2017-11-30 | 小橋工業株式会社 | 作業機操作プログラム |
JP2019088204A (ja) * | 2017-11-13 | 2019-06-13 | 小橋工業株式会社 | 表示方法 |
WO2020203614A1 (ja) * | 2019-04-04 | 2020-10-08 | 株式会社トプコン | 測量ロボットおよび測量ロボットシステム |
CN114838654A (zh) * | 2022-05-20 | 2022-08-02 | 南昌大学 | 基于北斗的地表及深层三维空间变形监测装置 |
JP7462661B2 (ja) | 2019-02-08 | 2024-04-05 | トプコン ポジショニング システムズ, インク. | 基準レーザの追跡システムおよび方法 |
-
1998
- 1998-12-01 JP JP10341393A patent/JP2000161952A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017209032A (ja) * | 2016-05-24 | 2017-11-30 | 小橋工業株式会社 | 作業機操作プログラム |
JP2019088204A (ja) * | 2017-11-13 | 2019-06-13 | 小橋工業株式会社 | 表示方法 |
JP7162323B2 (ja) | 2017-11-13 | 2022-10-28 | 小橋工業株式会社 | 表示方法 |
JP7462661B2 (ja) | 2019-02-08 | 2024-04-05 | トプコン ポジショニング システムズ, インク. | 基準レーザの追跡システムおよび方法 |
WO2020203614A1 (ja) * | 2019-04-04 | 2020-10-08 | 株式会社トプコン | 測量ロボットおよび測量ロボットシステム |
CN114838654A (zh) * | 2022-05-20 | 2022-08-02 | 南昌大学 | 基于北斗的地表及深层三维空间变形监测装置 |
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