JPH0430716A

JPH0430716A - 果実収穫用ロボット

Info

Publication number: JPH0430716A
Application number: JP13656490A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Arima; 誠一有馬
Original assignee: Iseki and Co Ltd; Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Current assignee: Iseki and Co Ltd; Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Priority date: 1990-05-24
Filing date: 1990-05-24
Publication date: 1992-02-03

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、果実にかけた袋を利用して収穫する果実収
穫ロボットに関し、リンゴなどの収穫に利用できる。

〔経来技術〕

征来のこの種果実収穫機にあっては、例えば、時開３＋
７−２−６５７２５号公報に示されているように、果菜
類を捕捉する作業用ハンドの前方に、予め複数個に区画
された作業範囲が設定され、一つの作業範囲内にある果
菜類が位置する方向を求める画像処理手段と、その画像
処理手段の情報に基づいて前記作業用ハンドをｌｌｉ？
７記果菜の位置する方向に向けて誘導するハンド誘導手
段と、前記画像処理手段の情報に基づいて、前記撮像手
段が撮像する作業範囲内に果菜類が存在しない場合には
、前記撮像手段の撮像視野をつぎの作業範囲に変更する
作業範囲変更手段とが設けられた果菜類収穫機の誘導装
置に関するものがある。

〔発明が解決しようとする課題〕

果実を撮像手段によって色に基づき検出しようとすると
、その果実は、背景の葉、幹、枝などと区別できる色で
あることが必要である。

Ｗ来のこの種撮像手段を用いて色に基づき、果実を識別
してその画像情報に基づき収穫ハンドを誘導する場合、
正確な誘導ができずしばしば空収穫をおこす欠陥があっ
た。

一方、果実は、これを病虫害から守るために袋かけ作業
を行うのが一般的である。

そこで、この発明は、果実にかける袋に工夫を施して樹
木、葉などからなる背景の色と異なる色調の袋を構成し
、収穫機に搭載した撮像手段によって収穫しようとする
果実をＬＫ　識して画像情報として果実の位置を正確に
制御装置に送信できるようにぜんとするにある。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、上述した課題を解決するために、次の如き
技術的手段を講する。すなわち、走行装置１を持つ車台
２上に先端部分に撮像手段３と。

果実収穫ハンド４とを有する収穫リンク装置５を設け、
該収穫リンク装置５は前記果実収穫ハンド４を果実の方
向に誘導できる裸数個のアーム６と関節部７とから構成
し、前記撮像手段３はその撮像範囲内に果実にかけた袋
８が存在するときその袋８を撮像信号として制御装置９
に送る構成とし、前記アーム６と関加′Ｊ部７とからな
る収穫リンク装置５は上記制御装置９からの制御信号に
基づき回動して前記果実収穫ハンド４を袋８をかけた果
実に接近できる構成とし、該収穫用ハンド４には袋８の
係止孔１２を係止できる係止装置１２を有する構成とし
た果実収穫用ロボットである。

〔作用・効果〕

まず、袋８は、実施例の構成においては、赤色に着色し
て成育初期の果実にかぶせて肥培管理を十分行いながら
育てる。

そして、果実は、収穫の適期になると果実収穫機を操作
して収穫作業に移る。

そのとき、果実収穫機は、収穫リンク装置５の各アーム
６を樹木の果実の高さ程度に伸長して走行装置１を訃動
しながら前進させて収穫作業を始める。

すると、樹木４−の果実は、収穫リンク装置５の前部上
方に取り付けている撮像手段３であるイメージセンサ−
１０の撮像−ｆ能な範囲内に入ってくると、そのイメー
ジセンサ−１０によって撮像される。

このとき、果実は、これにかけられた袋か背景の色調と
異なるために果実（袋）の位置を比較的ｆｌｆｌ’ｌｉ
に撮像できる。

このようにして、イメージセンサ−１０は、撮像した画
像を画像信号として制御装置９に送信することになる。

つぎに、制御装置９は、果実収穫ハンド４と果実との距
離を計算して各関節部７毎に装動されているモーター１
１に信号として指令する。

すると、各アーム６は、関節の回動に起因して上ト方向
の伸縮と、前後方向の移動とを行いながら果実に近づき
収穫リンク装置５の上部の縦方向の軸を中心とする平曲
内の同動が加わって果実収穫ハンド４を果実に近づける
。

そして、果実収穫ハンド４は、果実にがけた袋８の係止
装置１２にフック１３を挿通して係止し、その状態です
イフ１４が契出して切断収穫するものである。

このようにして、果実収穫ハンド装置４は、果実を係］
１−すると各関節部７の１９１切によってアーム６が１
〜方のキャリヤ１５に達して果実をその中に放出する。

以ｊ−のように、この発明によれば、成育中の果実を害
虫などから保ルするためにかける袋を、茸類の色と異な
る色調の色に着色して構成し、収穫時期になると、収６
機のイメージセンサ−が果実にかけているこの袋をＬ？
誠して果実の位置を正確に検出できる。

提来のように、果実を、背景の樹木や葉など混同するこ
とがほとんどなく正確に区ｇ’ｉ　シて果実収穫ハンド
を制御できる特徴がある。

〔実施例〕

車台１は、１動モーター１６を設けた走行装置１を有し
、そのＵ動子−ター１６の正逆転によって前後進ができ
る構成としている。

なお、このｔ＋Ｖ　ＩＪ＋モーター１６は、方向センサ
２６の情報に基づき制御される構成としている。

そして、収穫リンク装置５は、重合２１こ設けた取付枠
１７に第１アーム６ａ、第２アーム６ｂ、第３アーム６
ｃ、第４アーム６ｄの順にそれぞれ電動モーター１１ａ
、ｌｌｂ、ｌｌｃ、１１ｄ。

１１ｅ、ｌｌｆ、ｌ１ｇを介して枢着連結し関節部７と
している。

なお、電動モーターｌｉｄは、縦軸を回転軸として駆動
する構成としている。

そして、これら各電動モーター１１ａ、ｌｌｂ。

１１ｃ、ｌｉｄ、ｌｉｅ、ｌｌｆ、１１ｇは、後述する
制御装置９から信号を受けて正逆回転でき各アーム６を
制御できる構成としている。

しかも、各関節部７は、上述の電動モーター１１ととも
にポテンショメーター２７かあるいはエンコーダ２８の
いずれか一方を設は作動量を制御装置９に送る構成とし
ている。

果実収穫ハンド４は、上部に撮像手段３であるイメージ
センサ−１０を設けて前方の画像を撮る構成とし、近傍
にはナイフ１４を設け、その下方にはフック１３を取り
付けているなお、２９は近接センサーである。

そして、イメージセンサ−１ｏは、撮像範囲内に入って
きた対象物を色によって撮らえ制御装置９に画像信号と
して送る構成としている。

キャリヤ１５は、第１図に示すように、囲枠１８内に上
下可能に装備した底板１９を昇降リンク２０によって支
持する構成としてし）る。そして。

昇降リンク２０は、その下部を昇降モーター２２に連結
したねじ軸２１に螺合し、投入された果実の量に応じて
底板１９を下方に下げる構成としている。　転倒防止装
置２３は、車台２の下方に作動リンク２４によって支持
した転調防止プレート２５を接地できる構成にしている
。

すなわち、この転調防止プレート２５は、果実収穫ハン
ド４を先端部に持つ収穫リンク装置５が上昇すると車体
２の安定を確保するために接地できる構成としている。

つぎに、袋８は、成育初期の果実にかけるもので徒来か
ら慣用されており、収穫適期にイメージセンサ−１０で
撮像したとき背景と識別できる色例えば１．＃、色に着
色している。

そして、袋８は、上部開口部分にばね材を用いて果実に
装着するとばね圧によって取付ができる構成とし、側部
に係市装置１２を設けている。

なお、イメージセンサ−１０は、天然光をカッ１−する
ためにフィルターを設けた構成とし、ストロボによる反
射光のみを認識できるようにすると袋８の係止孔１２の
位置を検出するのに都合がよい。

また、イメージセンサ−１０は、上述のようにフィルタ
ーをかけておいて、スリット状の光を発する機構を併設
すると撮像対象物の立体的形状を認識できるものとなる
。

すなわち、スリット光を用いる構成にすると、撮像対象
物にスリット光があたると、平な部分と球状（立体的）
の部分との差があられれて葉と果実との認識が容易とな
る。

つぎに収穫作業について説明する。

まず、果実の成育の初期における袋かけ作業に際し、上
述した赤色に着色した袋８を果実にかけて栽培する。

そして、果実が成長し収穫の適期に達すると。

収穫作業を開始するが、以ドにその作業を説明する。

車台２は、１動モーター１６を１動して走行装置１を伝
動し、果樹園内を前進する。

このとき、収穫リンク装置５は、制御装置９からの制御
信号によって、上部の果実収穫ハンド４に設けているイ
メージセンサ−１０の高さを果実レベルにあわせるため
各アーム６の関節部７が作動してＦ、ｙする。

このようにして、イメージセンサ−１０は１画面内に目
標位置をとらえながら進み、果実にかけた袋８を撮像す
るとそれを画像信号として制御装置９に送る。

この画′像信号は、イメージセンサ−１０が前述のとお
り着色した袋の赤色を背景の色と区別して認識し、間接
的に果実の位置を知ることになるものである。

このようにして、果実の位置が制御装置９に認滅される
と、制御装置９は、その果実と果実収穫ハンド４との距
離を計算して各電動モーター１１ａ〜ｌ１ｇに制御信号
を発する。

それにともなって、各アーム６ａ〜ｌｉｄは、角度変更
がされ、電動モーターｌｉｄによって平面的に回転され
て果実収穫ハンド４を果実に接近させる。

このように果実収穫ハンド４が果実まで所定距離に接近
すると、フローチャート図に示すように係止装置１２（
Ｏリング）を検出するためにストロボ光による画像入力
を行う。

そして、果実収穫ハンド４は、制御装置９からの制御信
号に基づき係止装置１２（Ｏリング）にアプローチする
。

そして、果実は、フック１３が袋８の係止装置１２に挿
入されると同時にナイフ１４がとびだして果柄部分が切
断されハンド４に保持される。

このようにして果実は、切り取られると保持された状態
で上方に運ばれてキャリヤ１５に収納される。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の実施例を示すものであって、第１図は
１部を断面して、バす側面図、第２図は制御構成のブロ
ック図、第３図は制御作動のフロチャート、第４図は作
用図、第５図は作用図、第６図は作用図、第７図は別実
施例の作用図、第８図は全体斜面図である。符号の説明２・・・車台４・・・果実収穫ハンド６・・・アーム６ｂ・・・第２アーム６ｄ・・・第４アーム８・・・袋１０・・・イメージセンサ− １１ａ・・・電動モーターｌｉｅ・・・電動モーターｌｉｅ・・電動モーター１１ｇ・・・電動モータート・走行装置３・・・撮像手段５・・・収穫リンク装置６ａ・・・第１アーム６ｃ・・・第３アーム７・・・関節部９・・制御装置１１・・・電動モーター１１ｂ・・・電動モーターｌｉｄ・・電動モーター１１ｆ−電動モーター１２・・・係１ヒ装首１４・・ナイフ１６・・電動モーター１８・−・囲枠２０　昇降リンク２２　・屓−降モータ２４・・作動リンク２６・・方向センサ２８・・エンコーダ１３・・・フック１５・・キャリヤ１７・・・取付枠１９・・底板２１・・ねじ軸２３・・転倒防止装置ｔ２５・・転倒防止プレート２７・・・ポテンショメータ２９・・・近接センサー

Claims

【特許請求の範囲】

（１）走行装置１を持つ車台２上に先端部分に撮像手段
３と、果実収穫ハンド４とを有する収穫リンク装置５を
設け、該収穫リンク装置５は前記果実収穫ハンド４を果
実の方向に誘導できる複数個のアーム６と関節部７とか
ら構成し、前記撮像手段３はその撮像範囲内に果実にか
けた袋８が存在するときその袋８を撮像信号として制御
装置９に送る構成とし、前記アーム６と関節部７とから
なる収穫リンク装置５は上記制御装置９からの制御信号
に基づき回動して前記果実収穫ハンド４を袋８をかけた
果実に接近できる構成とし、該収穫用ハンド４には袋８
の係止孔１２を係止できる係止装置１２を有する構成と
した果実収穫用ロボット