JP6749720B1 - 農作物収穫システム、及び農作物収穫装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本実施形態における農作物収穫システム100は、例えば図1に示すように、農作物収穫装置1と、駆動機構Rとを備える。農作物収穫装置1は、駆動機構Rを制御する。農作物収穫装置1は、駆動機構Rに内蔵されるほか、例えば通信網4を介して駆動機構Rに接続されてもよい。農作物収穫装置1は、例えば通信網4を介して端末2やサーバ3に接続される。
駆動機構Rとして、例えば公知のロボット(例えばロボットアーム)が用いられる。駆動機構Rは、支持機構1aと、切断機構1bとを有する。支持機構1a及び切断機構1bは、例えば複数設けられてもよい。駆動機構Rは、例えば撮像部1cと、アーム部1dと、走行部1eと、本体部1fとの少なくとも何れかをさらに有してもよい。
次に、図3を参照して、本実施形態における農作物収穫装置1の一例を説明する。図3(a)は、本実施形態における農作物収穫装置1の構成の一例を示す模式図であり、図3(b)は、本実施形態における農作物収穫装置1の機能の一例を示す模式図である。
取得部11は、農作物9や収穫物91等を撮像した画像を取得する。取得部11は、例えば撮像部1cにより撮像された画像を取得するほか、例えば端末2等を介して画像を取得してもよい。取得部11は、例えば動画を取得してもよい。取得部11は、例えば図3(c)に示すように、農作物画像取得部11aと、支持位置特定部11bとを有する。
農作物画像取得部11aは、農作物9及び収穫物91を撮像した農作物画像を取得する。農作物画像取得部11aは、例えば撮像部1cにより撮像された農作物画像を取得する。農作物画像取得部11aは、例えば撮像部1cより撮像された動画を受信してもよい。この場合、農作物画像取得部11aは、動画に収穫物91が撮像されているか否かを判断し、収穫物91が撮像されている部分を、農作物画像として取得してもよい。この場合、収穫物91を特定するための特徴情報を予め設定しておくことで、公知の画像認識技術によって、上記判断を実現することができる。
支持位置特定部11bは、農作物画像に基づき、収穫物91の位置を特定する支持位置情報を生成する。支持位置特定部11bは、例えば予め設定された収穫物91の特徴情報、及び農作物9の特徴情報に基づき、公知の画像認識技術を用いて収穫物91の位置を特定し、支持位置情報を生成する。
制御部12は、支持機構1a、及び切断機構1bの駆動を制御し、例えば必要に応じてアーム部1d、及び走行部1eを制御する。制御部12は、例えば図3(d)に示すように、支持部12aと、移動部12bと、切断箇所特定部12cと、切断部12dとを有する。
支持部12aは、支持位置情報に基づき、収穫物91を支持するように支持機構1aを制御する。支持部12aは、例えば必要に応じて、アーム部1d及び走行部1eの少なくとも何れかを制御したあと、支持機構1aを制御してもよい。この場合、支持機構1aを収穫物91に近づけた上で支持することができる。
移動部12bは、支持機構1aを移動させる。支持機構1aを移動させる向き及び距離は、予め設定された条件に基づいて実行される。支持機構1aを移動させる向きは、地面に対して水平の向きのほか、地面と交わる向きでもよい。なお、例えば支持機構1aを、1つの向きに移動させたあと、異なる向きに移動させてもよい。
切断箇所特定部12cは、第1負荷情報、及び第2負荷情報から差分情報を算出する。切断箇所特定部12cは、例えば第2負荷情報に含まれる計測値から、第1負荷情報に含まれる計測値を差し引いた結果を、差分情報として算出する。切断箇所特定部12cは、差分情報に基づき、収穫物91に接続された接続部92の位置を特定する接続位置情報を生成する。
切断部12dは、接続位置情報に基づき、切断機構1bを用いて接続部92を切断する。切断部12dは、例えば必要に応じて、アーム部1dを制御したあと、切断機構1bを制御してもよい。この場合、切断機構1bを接続部92に近づけた上で切断することができる。
出力部13は、例えば駆動機構Rの駆動を実行するための情報を、駆動機構Rに出力する。出力部13は、例えば制御部12において生成された上記情報を、I/F105を介して駆動機構Rに出力する。出力部13は、例えば通信網4を介して接続された端末2等に対し、各種情報を出力する。
記憶部14は、保存部104に保存された各種情報を必要に応じて取出す。記憶部14は、取得部11、及び制御部12により取得又は生成された各種情報を、保存部104に保存する。
端末2として、例えば農作物収穫装置1と同様に電子機器で具現化されたものが用いられる。端末2には、例えば上述した農作物収穫装置1の少なくとも一部の機能を有してもよい。即ち、農作物収穫システム100では、端末2を介して駆動機構Rを制御してもよい。
サーバ3には、例えば上述した各種情報が記憶される。サーバ3には、例えば通信網4を介して送られてきた各種情報が蓄積される。サーバ3には、例えば保存部104と同様の情報が保存され、通信網4を介して1つ以上の農作物収穫装置1と各種情報の送受信が行われてもよい。即ち、農作物収穫装置1は、保存部104の代わりにサーバ3を用いてもよい。
通信網4は、例えば農作物収穫装置1等が通信回路を介して接続されるインターネット網等である。通信網4は、いわゆる光ファイバ通信網で構成されてもよい。また、通信網4は、有線通信網のほか、無線通信網等の公知の通信網で実現してもよい。
次に、本実施形態における農作物収穫システム100の動作の一例について説明する。図5は、本実施形態における農作物収穫システム100の動作の一例を示すフローチャートである。
農作物画像取得手段S110は、農作物9及び収穫物91を撮像した農作物画像を取得する。例えば農作物画像取得部11aは、撮像部1cにより撮像された農作物画像を取得する。農作物画像取得部11aは、設定された周期で農作物画像を取得するほか、例えば撮像部1cにより収穫物91が認識されたときに、農作物画像を取得してもよい。農作物画像取得部11aは、例えば記憶部14を介して、取得した農作物画像を保存部104に保存する。
支持位置特定手段S120は、農作物画像に基づき、収穫物91の位置を特定する支持位置情報を生成する。例えば支持位置特定部11bは、予め保存部104に保存された収穫物91の特徴情報を用いて、収穫物91の位置を特定する。
支持手段S130は、支持位置情報に基づき、収穫物91を支持するように支持機構1aを制御し、第1負荷情報を取得する。例えば支持部12aは、支持位置情報に基づき、走行部1eを制御し、支持機構1aと収穫物91との距離を近づけてもよい。また、支持部12aは、例えば支持位置情報に基づき、アーム部1dを制御し、支持機構1aと収穫物91との距離を近づけてもよい。なお、例えば走行部1e及びアーム部1dを制御したあと、再度農作物画像取得手段S110、及び支持位置特定手段S120を実施してもよい。これにより、支持機構1aにより収穫物91を支持できる確率を高めることができる。
移動手段S140は、支持機構1aを移動させ、第2負荷情報を取得する。例えば移動部12bは、支持機構1aを移動させる。なお、移動部12bは、例えばアーム部1d及び走行部1eを移動させることで、農作物9に対する支持機構1aの相対位置を移動させてもよい。
切断箇所特定手段S150は、第1負荷情報、及び第2負荷情報から算出された差分情報に基づき、収穫物91に接続された接続部92の位置を特定する接続位置情報を生成する。例えば切断箇所特定部12cは、第1負荷情報、及び第2負荷情報から差分情報を算出する。差分情報を算出する方法として、公知の演算方法を用いることができる。
切断手段S160は、接続位置情報に基づき、切断機構1bを用いて接続部92を切断する。例えば切断部12dは、支持機構1aの位置を固定した状態で、切断機構1bを用いて接続部92を切断する。切断部12dは、例えばアーム部1dを制御したあと、切断機構1bを制御してもよい。
次に、本実施形態における農作物収穫システム100の第1変形例について説明する。上述した実施形態と、第1変形例との違いは、農作物画像に含まれる収穫物91の品質を判定する点である。なお、上述した実施形態と同様の内容については、説明を省略する。
判定部11cは、農作物画像に含まれる収穫物91の品質を判定する。判定対象となる収穫物91の品質として、「摘み取り可能」又は「摘み取り不可」等の収穫時期に関する内容を示すほか、例えば「正常」又は「異常あり」等のような欠陥の有無に関する内容を示してもよい。また、収穫物91の品質を判定した結果として、上記内容を示すほか、例えば「虫食い」、「腐敗」、「規格外の形状」等の異常要因を示してもよく、例えば「虫食いが発生している可能性 75%」等のような、確率を用いた結果を示してもよい。
次に、本実施形態における農作物収穫システム100の動作の第1変形例について説明する。図6(b)は、本実施形態における農作物収穫システム100の動作の第1変形例を示すフローチャートである。
判定手段S111は、農作物画像に含まれる収穫物91の品質を判定する。例えば判定部11cは、農作物画像取得部11aにより取得された農作物画像を対象として、収穫物91の品質を判定する。
1a :支持機構
1b :切断機構
1c :撮像部
1d :アーム部
1e :走行部
1f :本体部
2 :端末
3 :サーバ
4 :通信網
9 :農作物
10 :筐体
11 :取得部
11a :農作物画像取得部
11b :支持位置特定部
11c :判定部
12 :制御部
12a :支持部
12b :移動部
12c :切断箇所特定部
12d :切断部
13 :出力部
14 :記憶部
91 :収穫物
92 :接続部
100 :農作物収穫システム
101 :CPU
102 :ROM
103 :RAM
104 :保存部
105 :I/F
106 :I/F
107 :I/F
110 :内部バス
111 :操作部
R :駆動機構
S110 :農作物画像取得手段
S111 :判定手段
S112 :撮像手段
S120 :支持位置特定手段
S130 :支持手段
S140 :移動手段
S150 :切断箇所特定手段
S160 :切断手段
Claims (5)
- 農作物に実った収穫物を摘み取る農作物収穫システムであって、
前記収穫物を支持する支持機構と、
前記農作物と、前記収穫物との間の接続部を切断する切断機構と、
前記農作物及び前記収穫物を撮像した農作物画像を取得する農作物画像取得手段と、
前記農作物画像に基づき、前記収穫物の位置を特定する支持位置情報を生成する支持位置特定手段と、
前記支持位置情報に基づき、前記収穫物を支持するように前記支持機構を制御し、前記収穫物から前記支持機構に作用する負荷を示す第1負荷情報を取得する支持手段と、
前記支持機構を移動させ、前記収穫物から前記支持機構に作用する負荷を示す第2負荷情報を取得する移動手段と、
前記第1負荷情報、及び前記第2負荷情報から算出された差分情報に基づき、前記収穫物に接続された前記接続部の位置を特定する接続位置情報を生成する切断箇所特定手段と、
前記接続位置情報に基づき、前記切断機構を用いて前記接続部を切断する切断手段と、
を備えること
を特徴とする農作物収穫システム。 - 前記農作物画像取得手段は、前記農作物画像に含まれる前記収穫物の品質を判定する判定手段を含むこと
を特徴とする請求項1記載の農作物収穫システム。 - 予め取得された過去の農作物画像と、前記農作物画像に紐づく前記収穫物の品質を示す品質参照情報との間における連関性が記憶されたデータベースをさらに備え、
前記判定手段は、前記データベースを参照し、前記収穫物の品質を判定すること
を特徴とする請求項2記載の農作物収穫システム。 - 収穫物を摘み取る農作物収穫システムであって、
前記収穫物を支持する支持機構と、
前記収穫物に接続された接続部を切断する切断機構と、
前記収穫物を撮像する撮像部と、
前記撮像部を介して前記収穫物を撮像した画像を取得する画像取得手段と、
前記画像に基づき、前記収穫物の位置を特定する支持位置情報を生成する支持位置特定手段と、
前記支持位置情報に基づき、前記収穫物を支持するように前記支持機構を制御し、前記収穫物から前記支持機構に作用する負荷を示す第1負荷情報を取得する支持手段と、
前記支持機構を移動させ、前記収穫物から前記支持機構に作用する負荷を示す第2負荷情報を取得する移動手段と、
前記第1負荷情報、及び前記第2負荷情報から算出された差分情報に基づき、前記収穫物に接続された前記接続部の位置を特定する接続位置情報を生成する切断箇所特定手段と、
前記接続位置情報に基づき、前記切断機構を用いて前記接続部を切断する切断手段と、
を備えること
を特徴とする農作物収穫システム。 - 農作物に実った収穫物を摘み取る農作物収穫装置であって、
前記収穫物を支持する支持機構、及び前記農作物と、前記収穫物との間の接続部を切断する切断機構の駆動を制御する制御部と、
前記農作物及び前記収穫物を撮像した農作物画像を取得する農作物画像取得部と、
前記農作物画像に基づき、前記収穫物の位置を特定する支持位置情報を生成する支持位置特定部と、
を備え、
前記制御部は、
前記支持位置情報に基づき、前記収穫物を支持するように前記支持機構を制御し、前記収穫物から前記支持機構に作用する負荷を示す第1負荷情報を取得する支持部と、
前記支持機構を移動させ、前記収穫物から前記支持機構に作用する負荷を示す第2負荷情報を取得する移動部と、
前記第1負荷情報、及び前記第2負荷情報から算出された差分情報に基づき、前記収穫物に接続された前記接続部の位置を特定する接続位置情報を生成する切断箇所特定部と、
前記接続位置情報に基づき、前記切断機構を用いて前記接続部を切断する切断部と、
を有すること
を特徴とする農作物収穫装置。
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JP2020091271A JP6749720B1 (ja) | 2020-05-26 | 2020-05-26 | 農作物収穫システム、及び農作物収穫装置 |
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