JP2900591B2 - Unmanned harvester - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ハウス等の施設栽培で使用される無人収穫
機に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to an unmanned harvester used in facility cultivation such as a house.

［従来の技術］ ハウス内を畝に沿って走行しつつ、成熟した果実を自
動的に収穫するようにした無人収穫機が開発されてい
る。[Related Art] Unmanned harvesters have been developed that automatically harvest mature fruits while traveling along ridges in a house.

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来の無人収穫機は、収穫機に設けられている開
始／停止スイッチを直接操作することにより作業を開始
したり終了したりするようになっていた。例えばトマ
ト、キュウリ等の農作物の収穫は早朝から行なうのが一
般的で、従来は無人収穫機のスイッチを入れるために農
家の人が早朝にハウス等に出向かなければならなかっ
た。[Problems to be Solved by the Invention] In the above-mentioned conventional unmanned harvester, work is started or ended by directly operating a start / stop switch provided on the harvester. For example, it is common to harvest crops such as tomatoes and cucumbers early in the morning. Conventionally, a farmer had to go to a house or the like early in the morning to switch on an unmanned harvester.

無人収穫機が自動的に収穫作業を開始、終了するよう
になれば、早朝からハウス等に出向く必要がなくなり便
利である。本発明はこれを実現しようとするものであ
る。If the unmanned harvester automatically starts and finishes the harvesting work, it is convenient because it is not necessary to go to a house or the like in the early morning. The present invention seeks to achieve this.

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するために、本発明は次のような構成
とした。[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration.

すなわち、本発明にかかる無人収穫機は、所定の経路
に沿って自走しつつ、該経路沿いに植えられている作物
の果実等を自動的に収穫する無人収穫機であって、収穫
作業開始時刻を設定できる作業開始時刻設定手段と、収
穫作業終了時刻を設定できる終了時刻設定手段と、作業
が終了すると所定の待機位置と帰還する帰還手段と、作
業時間内に収穫作業を終えた範囲を記憶する記憶手段と
を備えていることを特徴としている。That is, the unmanned harvester according to the present invention is an unmanned harvester that automatically harvests fruits and the like of the crops planted along the predetermined route while self-propelled along the predetermined route. Work start time setting means that can set the time, end time setting means that can set the harvest work end time, return means that returns to a predetermined standby position when the work is completed, and a range in which the harvest work has been completed within the work time. Storage means for storing.

［作用］ 作業開始時刻設定手段によって設定された収穫作業開
始時刻になると自動的に収穫作業を開始し、終了時刻設
定手段によって設定された収穫作業終了時刻になると自
動的に収穫作業を停止するとともに、帰還手段によって
所定の待機位置に帰還する。適当に時刻を見計らって作
付場所に出向けば、すでに収穫作業を終えた無人収穫機
が待機位置に帰還しているので、すぐに出荷作業を行な
える。また、作業時間内に収穫作業を終えた作付範囲が
記憶手段に記憶されているので、次回作業時に、未収穫
の範囲に対し円滑に収穫作業を開始できる。[Operation] The harvesting work is automatically started when the harvesting work start time set by the work start time setting means is reached, and the harvesting work is automatically stopped when the harvesting work end time set by the end time setting means is reached. , Return to the predetermined standby position by the return means. If the time is appropriately set before going to the planting area, the unmanned harvester that has already completed the harvesting operation has returned to the standby position, so that the shipping operation can be performed immediately. Further, since the cropping range for which the harvesting work has been completed within the working time is stored in the storage means, the harvesting work can be started smoothly for the unharvested range at the next work.

［実施例］ 第１図は本発明にかかる無人収穫機の１実施例をあら
わし、この無人収穫機１は、電動式の四輪車両２に収穫
用マニピュレータ３と収穫物を収容するキャリア４が具
備されている。マニピュレータ３は、車両２に対し旋回
自在かつ昇降自在に設けられた旋回ブーム10と、該旋回
ブームの先端部に上下に回動自在に取り付けられたアー
ム11と、該アームの先端部に変向可能に取り付けられた
ロボットハンド12とで構成きれ、該ロボットハンドには
摘果用のカッタ14、果実探索用のイメージセンサカメラ
15等が設けられている。また、車両２には、バッテリー
６、制御装置７等が内蔵されている。FIG. 1 shows an embodiment of an unmanned harvester according to the present invention. In this unmanned harvester 1, an electric four-wheeled vehicle 2 includes a harvesting manipulator 3 and a carrier 4 for accommodating a harvested product. Provided. The manipulator 3 is provided with a swivel boom 10 provided to be able to swivel and move up and down with respect to the vehicle 2, an arm 11 attached to the tip of the swivel boom so as to be rotatable up and down, And a robot hand 12 attached so as to be capable of being attached. The robot hand includes a fruit cutting cutter 14 and an image sensor camera for searching for fruits.
15 mags are provided. The vehicle 2 has a built-in battery 6, a control device 7, and the like.

この無人収穫機１の制御装置７は、第２図に示すよう
に、相互通信される走行制御部7aと収穫制御部7bとから
なり、これら両制御部に以下の各機器類が接続されてい
る。As shown in FIG. 2, the control device 7 of the unmanned harvester 1 includes a traveling control unit 7a and a harvest control unit 7b that are communicated with each other, and the following devices are connected to both control units. I have.

走行用装置20は、車両２の推進とステアリング操作を
行なうための装置である。カメラ制御装置21は、イメー
ジセンサカメラ15の絞りやピント合せ機溝を駆動するた
めの装置である。また、マニピュレータ用モータ・アク
チュエータ22は、マニピュレータの旋回ブーム10、アー
ム11、ロボットハンド12、カッタ14等を駆動するモータ
やアクチュエータである。The traveling device 20 is a device for performing propulsion and steering operation of the vehicle 2. The camera control device 21 is a device for driving the aperture of the image sensor camera 15 and the groove of the focusing device. The manipulator motor / actuator 22 is a motor or an actuator that drives the turning boom 10, the arm 11, the robot hand 12, the cutter 14, and the like of the manipulator.

マップ入力器24は、この収穫機が使用される圃場（例
えば第３図に示すハウス40）のマップを走行制御部7aに
入力するためのものである。株間入力器25は、株間Ｌ
（第４図を参照）を走行制御部7aに入力するためのもの
で、例えば第５図に示すような入力部となっている。図
中の25aは設定値が表示する表示部、25b,25cは設定値を
調節し直す増減キーである。普通、株間Ｌは40cm程度で
ある。位置認識センサ26は、各畝（41,…）に設けられ
ている畝番号表示器（42,…）からの信号を読み取って
現在地を検出するためのセンサである。The map input unit 24 is for inputting a map of a field (for example, a house 40 shown in FIG. 3) in which the harvester is used to the travel control unit 7a. The stock input device 25 is a stock L
(See FIG. 4) to the travel control unit 7a, for example, an input unit as shown in FIG. In the figure, reference numeral 25a denotes a display for displaying the set value, and 25b and 25c denote increase / decrease keys for resetting the set value. Usually, the inter-stock L is about 40 cm. The position recognition sensor 26 is a sensor for detecting a current position by reading a signal from a ridge number display (42,...) Provided on each ridge (41,...).

収穫作業中は、マップ入力器24と株間入力器25のデー
タと位置認識センサ26からの信号に基づいて走行用装置
20を制御し、所定の経路に沿って収穫機１が移動する。
そして、収穫機１がある株44（Ａ）の前に停止すると、
イメージセンサカメラ15に撮影された像を処理すること
により果実を探索識別し、これに基づいて旋回ブーム1
0、アーム11を駆動してロボットハンド12を果実に接近
させ、カッタ14にて摘果する。摘果された果実はキャリ
ア４に入れられる。第６図に示す制御に基づいて１株分
の収穫可能な果実を全て収穫し終えると、株間入力器25
によって入力された株間Ｌだけ前進する。この間は果実
の探索が停止されるので、移動を迅速に行なえる。な
お、第４図に図示した如く、株44の正面に収穫機１が停
止したならば、イメージセンサカメラ15でその株全体を
視覚的にカバーすることができる。次の株44（Ｂ）の前
に到達すると、前記と同様に収穫作業を開始する。During the harvesting operation, the traveling device is operated based on the data of the map input device 24 and the inter-stock input device 25 and the signal from the position recognition sensor 26.
20 is controlled, and the harvester 1 moves along a predetermined route.
And when the harvester 1 stops before a certain strain 44 (A),
By processing the image taken by the image sensor camera 15, fruits are searched and identified, and based on this, the turning boom 1
0. The arm 11 is driven so that the robot hand 12 approaches the fruit, and the fruit is picked by the cutter 14. The harvested fruit is put into the carrier 4. When all the harvestable fruits for one plant have been harvested based on the control shown in FIG.
Moves forward by the inter-stock L input. During this time, the search for fruit is stopped, so that the movement can be performed quickly. As shown in FIG. 4, when the harvester 1 stops in front of the plant 44, the entire plant can be visually covered by the image sensor camera 15. When reaching the next strain 44 (B), the harvesting operation is started in the same manner as described above.

次に、予約作業時に使用する設定器について説明す
る。作業開始時刻設定器27で任意の時刻を設定しておく
と、その時刻になると収穫機ｌが自動的に収穫作業を開
始する。作業終了時刻設定器28で任意の時刻を入力して
おくと、その時刻になると収穫機１が自動的に収穫作業
を終了するとともに、前記走行用装置20を制御して所定
の待機位置（ホ一ム46）に自動的に帰還する。また、作
業終了時刻になっていなくても、キャリア４が収穫物で
満杯になった場合も待機位置に帰還するようにしてお
く。さらに、作業開始位置設定器29でマップ内の任意の
位置を設定しておくと、その位置から収穫作業が開始さ
れるようになる。これら作業開始時刻、作業終了時刻お
よび作業開始位置の設定値は、例えば第７図に示す如く
表示装置30に表示される。図中の30aは開始時刻を表示
する表示部、30bは終了時刻を表示する表示部、30cは作
業開始の畝番号を表示する表示部、30dは予約時刻入力
用のキー群である。Next, a setting device used at the time of reservation work will be described. If an arbitrary time is set by the work start time setting device 27, the harvester 1 automatically starts the harvesting work at that time. If an arbitrary time is input in the work end time setting device 28, the harvester 1 automatically ends the harvest work at that time, and controls the traveling device 20 to set a predetermined standby position (e). Automatically return to I-46). Even if the work end time has not been reached, even when the carrier 4 is full of harvest, the carrier 4 returns to the standby position. Furthermore, if an arbitrary position in the map is set by the operation start position setting device 29, the harvesting operation is started from that position. The set values of the work start time, work end time, and work start position are displayed on the display device 30, for example, as shown in FIG. In the figure, 30a is a display unit for displaying a start time, 30b is a display unit for displaying an end time, 30c is a display unit for displaying a row number of work start, and 30d is a key group for inputting a reserved time.

また、収穫数カウンタ32は前記作業開始時刻から作業
終了時刻の間に収穫した収穫物の数を積算して記憶する
装置、畝数カウンタ33は前記作業開始時刻から作業終了
時刻の間に収穫作業を済ませた畝の数を積算して記憶す
る装置である。記憶した収穫数および畝数は、例えば第
８図に示す如く表示装置34に表示される。収穫数および
畝数の記憶手段であるカウンタ32,33の制御は第９図の
フローチャートに示される。Further, the harvest number counter 32 is a device that accumulates and stores the number of harvested products between the work start time and the work end time, and the row number counter 33 completes the harvest work between the work start time and the work end time. It is a device that accumulates and stores the number of ridges. The stored harvest number and row number are displayed on the display device 34 as shown in FIG. 8, for example. The control of the counters 32 and 33 as storage means for the number of harvests and the number of ridges is shown in the flowchart of FIG.

前日に作業開始時刻設定器27および作業終了時刻設定
器28で作業開始時刻と作業終了時刻を設定しておけば、
翌朝、所定の時刻になると収穫機１が自動的に収穫作業
を開始および終了し、終了後はホーム46に帰ってくる。
したがって、適当な時刻を見計ってハウス40へ行けば、
１日分の収穫作業を終えた収穫機１がホ−ム46に停車し
ており、ただちに出荷作業にかかることができる。ま
た、畝数カウンタ34の記憶内容より当日の作業終了位置
を知ることができるので、翌日の作業開始位置を確認す
るために広いハウス40内を見廻る手間が省ける。翌日は
当日未収穫の部分から収穫作業を開始するように作業開
始位設定器29で設定すればよい。If the work start time and work end time are set by the work start time setting device 27 and the work end time setting device 28 the day before,
The following morning, at a predetermined time, the harvester 1 automatically starts and ends the harvesting work, and returns to the home 46 after the end.
Therefore, if you go to House 40 at an appropriate time,
The harvesting machine 1 that has finished harvesting for one day is stopped at the home 46, and can immediately start shipping. Further, since the work end position of the current day can be known from the stored content of the row number counter 34, the trouble of looking around the large house 40 to confirm the work start position of the next day can be omitted. The next day may be set by the work start position setting device 29 so that the harvest work is started from the unharvested part on the day.

なお、畝数カウンタ34により畝単位で収穫作業終了個
所を記憶する代りに、株単位で収穫終了個所を記憶する
ようにすると、より正確に作業情況を把握できる。この
ためには、第10図に示すように、個々の株44,…ごとに
番号札48,…を付け、これを位置検出センサ26で順次検
知していくようにすればよい。It should be noted that, instead of storing the end of the harvesting operation in units of ridges by the ridge number counter 34, if the end of harvesting is stored in units of stock, the work situation can be grasped more accurately. For this purpose, as shown in FIG. 10, a number tag 48,... May be attached to each individual stock 44,.

また、第11図に示す収穫制御部7b′は、熟度基準設定
器36により入力されるデータに基づいて果実の熟度を複
数段楷に区分けし、高熟度のものから優先的に収穫する
ように構成されている。熟度の判定方法としては、イメ
ージセンサカメラ15の撮像を色素に分析し、その比率か
ら判定すればよい。例えばトマトの場合であれば赤の色
素が多いほど熟度が高いと判定され、第12図に示す如
く、赤の色素と青の色素の比率に応じてレベルI,II,III
の熟度に区分けされる。レベルＩは収穫可能で高熟度、
レベルIIは収穫可能であるが低熟度、レベルIIIは未熟
で収穫不可とする。第１回目の収穫作業ではレベルＩの
ものだけを収穫し、全域を回ってなおかつキャリア６に
余裕がある場合はレベルIIのものを収穫するようにす
る。例えば第13図に示すように、ひとつの房に熟度の異
なる複数個の果実Ａ（レベルＩ）,B（同II）,C（同II
I）,D（同III）が実っている場合、A,B両方をすると最
盛期にはその日のうちに高熟度のものを全て収穫できな
いことがある。そのような収穫し残されたものは過熟と
なり、商品価値が低下してしまう。しかしながら、この
制御装置７′で制御すれば、１回目の収穫作業ではＡだ
けを収穫し、２回目の収穫作業でＢを収穫するというよ
うに高熟度のものから順に収穫するようになるので、過
熟を防止できるとともに、常に高熟度の果実を商品とし
て提供できるのである。Further, the harvest control unit 7b 'shown in FIG. 11 sorts the ripeness of fruits into a plurality of stages based on the data input by the ripeness standard setting unit 36, and preferentially harvests fruits having a high ripeness. It is configured to be. As a method of judging the degree of maturity, it is sufficient to analyze the image taken by the image sensor camera 15 into pigments and judge them from the ratio. For example, in the case of tomato, it is determined that the more the red pigment is, the higher the ripeness is, and as shown in FIG. 12, the levels I, II, and III are determined according to the ratio of the red pigment to the blue pigment.
Is classified into maturity. Level I is harvestable, high ripeness,
Level II is harvestable but low maturity, Level III is immature and unharvestable. In the first harvesting operation, only the level I is harvested, and if the entire area is covered and the carrier 6 has room, the level II is harvested. For example, as shown in FIG. 13, a plurality of fruits A (level I), B (same II), and C (same II) having different ripeness
When both I) and D (III) are fulfilled, if both A and B are performed, it may not be possible to harvest all high-ripe ones during the peak season. Such unharvested products become overripe and their commercial value is reduced. However, if controlled by the control device 7 ', only the A is harvested in the first harvesting operation, and the B is harvested in the second harvesting operation, so that the harvesting is performed in order of high ripeness. In addition, overripeness can be prevented, and fruits with high ripeness can always be provided as products.

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明にかかる無人
収穫機は、作業開始時刻と終了時刻設が予約できるとと
もに、作業開始位置が指定でき、しかも作業終了後は勝
手に所定の待機場所に帰ってくので、予め必要事項を設
定しておけば後は収穫作業を任せきりにすることができ
るようになった。このため、早朝より作付場所に出向き
必要がなくなり、農家の人が朝をゆっくりと過せるよう
になった。[Effects of the Invention] As is apparent from the above description, the unmanned harvester according to the present invention can reserve the work start time and the end time, can designate the work start position, and can determine the work start after the work is completed. I returned to the waiting area, so I could leave the harvesting work to me if I set the necessary items in advance. As a result, it is no longer necessary to go to the planting area early in the morning, and farmers can spend the morning slowly.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第１図は本発明の１実施例である無人収穫機の側面図、
第２図は制御装置のブロック図、第３図はハウスの平面
図、第４図は作業状態を示すハウス内要部の平面図、第
５図は株間入力器の説明図、第６図は収穫作業のフロー
チャート、第７図および第８図は表示装置の説明図、第
９図はカウント制御のフローチャート、第10図は番号札
の取付状態を示す説明図、第11図は異なる制御装置のブ
ロック図、第12図は色素分析結果の熟度レベルとの関係
を示す図、第13図は果実の実っている状態を示す説明図
である。 １……無人収穫機、２……車両、３……マニピュレー
タ、４……キャリア、7,7′……制御装置、25……株間
入力器、27……作業開始時刻設定器、28……作業終了時
刻設定器、29……作業開始位置設定器、32……収穫物カ
ウンタ、33……畝数カウンタ、36……熟度基準設定器。FIG. 1 is a side view of an unmanned harvester according to one embodiment of the present invention,
2 is a block diagram of the control device, FIG. 3 is a plan view of the house, FIG. 4 is a plan view of a main part in the house showing a working state, FIG. 5 is an explanatory view of a stock input device, and FIG. 7 and 8 are explanatory diagrams of the display device, FIG. 9 is a flowchart of the count control, FIG. 10 is an explanatory diagram showing the state of attaching the number tag, and FIG. 11 is a diagram of a different control device. FIG. 12 is a block diagram showing the relationship between the results of the pigment analysis and the ripeness level, and FIG. 13 is an explanatory diagram showing the fruit growing state. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Unmanned harvester, 2 ... Vehicle, 3 ... Manipulator, 4 ... Carrier, 7, 7 '... Control device, 25 ... Inter-stock input device, 27 ... Work start time setting device, 28 ... Work end time setting device, 29: Work start position setting device, 32: Harvest counter, 33: Row number counter, 36: Ripeness standard setting device.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】所定の経路に沿って自走しつつ、該経路沿
いに植えられている作物の果実等を自動的に収穫する無
人収穫機であって、収穫作業開始時刻を設定できる作業
開始時刻設定手段と、収穫作業終了時刻を設定できる終
了時刻設定手段と、作業が終了すると所定の待機位置に
帰還する帰還手段と、作業時間内に収穫作業を終えた範
囲を記憶する記憶手段とを備えた無人収穫機。1. An unmanned harvester for automatically harvesting fruits and the like of a crop planted along a predetermined route while self-propelled along a predetermined route, wherein a start time of a harvest operation can be set. Time setting means, end time setting means capable of setting a harvest work end time, return means for returning to a predetermined standby position when the work is completed, and storage means for storing a range in which the harvest work has been completed within the work time. Unmanned harvester equipped.