JPS5931614A - 果実収穫装置 - Google Patents

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】 本発明は、みかんやりんごやその他の果実を摘み取るた
めの果実収穫装置に関するものである。

従来から果実の収穫作業は手作業で行なわれ未だ機械化
が進んでいないのが現状である。しかるに、果実の収穫
作業は多くの人手を要するのみならず、意外に重労働を
伴うためにその機械化が強く望まれている。

本発明はかかる実情に鑑みてなされたものであって、そ
の目的は、果実収穫作業に於ける重労働から作業者を解
放し、その作業を人間に代ってほぼ自動的に行う装置を
提供することにある。

この目的を達成するために、本発明は、果実を探索して
その位置を検出するための手段と果実摘取部を移動はせ
る手段とを有すると共に、該果実摘取部が該果実の摘取
可能位置に移動されるように、該検出手段により検出さ
れた該果実の位置に基づいて該移動手段を制御する制御
手段が具備されていることを特徴とする果実収穫装置を
構成したものである。

かかる特徴構成を有する本発明の果実収穫装置によれば
、指定された果実を自動的に摘み取れるものであるから
、作業者を従来のような重労働からほぼ完全に解放する
ことができ、しかも、果実を１つ１つ摘み取れるもので
あるから本発明による装置ＩｔＶＪ、単一種類の果実の
収穫作業にしか適用できないというものではなく、種々
の果実について利用できる高い汎用性を有する以下、図
面に基づいて実施例を説明する。

（１１全体構成 第１図及び第２図は夫々本発明の実施例である果実収穫
装置の外観を示し、第１図は乗用型果実収穫装置の一実
施例を示し、他方、第２図は、機体とは分離して設置さ
れるモニタ装＠（８１からの指令に基づいて動作する遠
隔操作型果実収穫装置の一実施例を示している。

そして、第１図の乗用型果実収穫装置は果樹の下側に位
置して収穫作業を行う様に構成されたもので、りんごの
様に５果樹が比較的大きい場合に適し、他方、第２図の
遠隔操作型果実収穫装置は、みかんの様に果樹が小さく
斜立する果樹間が狭い場合でも作業できる様に枠体型の
本体ｉｌ＋が構成され、本体（１）が果樹をまたぐ状態
で作業を行うべく構成されている。

これら果実収穫装置の機体はいずれも任意の場所に移動
できる様に走行装置（２）が設はシ゛ｆれた本体（１）
、果実の位置を検出するために本体（１）に設置された
位置検出装＠　ｆｉｌ　、及び摘取装置（４１から構成
されている。

この摘取部［［４１はいずれも多自由度を有する多関節
アーム（１１１及び、そのアーム（５）の先端に装着さ
れた摘取部（６）から構成され、摘取部（８）がこの多
関節アーム（６）によって果実を摘み取り可能な位置へ
移動されるように構成されている。この移動手段である
多関節アーム（５）としては、第１図に示す様な油圧駆
動式のリンク構造のもの、また、第２図に示す様な電動
式で高剛性構造のもの、その他、多数の関節を有する柔
構造のもの等、任意の多自由度−多関節アームが利用で
きる。

アーム（６）先端の摘取部（６１で摘み取った果実を、
該アーム（６）の移動によって所定の箇所に設けられた
収納部へ輸送することも可能であるが、第１図及び祐２
図に示す果実収穫装置では、収穫作業の能率向上のため
に、摘取部（６）からは、伸縮性及び可撓性を有する輸
送筒体（７）が本体（１）に連設され、この輸送筒体（
７１を通して、果実を本体（１）内の収納部（図示せず
）に輸送する様に構成されている。また第１図に示すも
のでは、この様な輸送筒体（７）をアーム（６）の内部
に設けることで、アーム（６）の移動に輸送筒体（７）
が支障になることを防止し、かつ、そのことによってア
ーム（５）の取り付は位置の選択性を広げるものである
。

また第１図、第２図に示されるＦＢＩはテレビカメラ（
９）等を用いて構成される果実の位置検出装置の一実施
例であるが、その詳細な構成並びに操作については後述
する。

前記走行装置（２１は、傾斜地にも適用できる様に本体
（１）に対して上下動するな如、またはアクトリガー等
の補助装置を設けるなり等の構成にすることも可能であ
る。

（ｎ）　　摘取部の構造 前記摘取部［８１ｉｊ：、第３図に示す様に、円筒形の
捕捉部ααを有し、この捕捉部（１ｏ）に速やかに果実
を捕捉できる様に、この捕捉部＋１０＋の上部開口には
上方に向かって拡がる誘導部ｆｉｌ＋が配設されると共
に、この上部開口から空気を吸引をすべく構成されてい
る。

この誘導部（１１）は物体が接触した方向を検出して信
号を発する接触センサーの機能を自”すべく構成さね、
＋！’Ｉ”Ｎ１１＃″ｌ後述するが、この（Ｒ′号に基
づいて前記アーム１ｌｉｌを制御して捕捉部（１０）に
果実が導入される様にアーム（６）先端の摘収都（６）
を移動させるものである。更に、摘取ｉ（Ｓ＋６１が果
実に接近する際にその周囲の葉などを吹き払うべく、誘
導部（１１）の周囲には」一方に開口した排気口０９１
が設けられている。

また、前記誘導部（ＩＩ）は！ｌＩＪ記のように接触セ
ンサー（１１ａ）としての機能を併せ有するように、下
方向にわずかに回動可能に構成された複数の接触部材（
１１８）・・から構成され、各々の接触部材（ｌｌ＆）
・−の果実との接当に基づく回動が検出されるべく、各
々の接触部材ｃｌｌ＆）　・−には夫々スイッチ（１ｌ
　ｂ）　　・拳が付設されている。

この接触センサー（１１０）としてはこの構成に限らず
、タッチセンサー等の接触センサーを誘導部（１１）の
内壁に装着したものでもよい。

この様な構成によって捕捉部［１０１に導入された果実
のホゾを切断すべく、捕捉部（１０）の上端部にホゾ切
断カッター（１２１が設けられている。

このカッター０２１の構造は、＠４図に示すＡ様に外部
リングギアＱ３１に噛合し、夫々軸芯（３）周りこの外
部リングギア０３１の中心は捕捉部（１０）の上部間［
〕の中心に一致すべく配置されると共に、この外部リン
グギアα（を回転させるエアモータ圃が捕捉部（１０）
に装着されている。いま、この外部リングギア（＋３）
がエアモータαＩ５）によって矢印方向に回転させられ
ると各々の刃０４１は捕捉部（１０１に固定の前記軸芯
（Ｘｊ周り矢印方向に回動し、このとき互いの交叉点が
中心に集まりホゾを切断する。

従って、ホゾは捕捉部（１０）の上部開口の中心部に寄
せられて切断されるために果実に無理な力が作用せず果
実をいためることがなく、また、ホゾの逃げを防止して
確実に切断できるものである。

カッタｆ１２１によるホゾ切断に必要な位置決めはカッ
タ（１２＋の刃０４１のすぐ下側に設けられた複数の光
センサ〇−・・からの信号に基づいて後述）制御方法で
行なわ力る。

これら光センサθｉｌｌ　ｅ　＠は発光部（１６３）及
び受光部（１６ｂ）の対から成る構造を有し、いずれの
センナ（ｌｆｉ）　ｅ−もその光が捕捉部（ｌＯ）の」
二部開口の中心から夫々、略ホゾの太さ程度−側力に片
寄って開口を横切るように配置されている。従って、果
実がカッタ（１２１の位置にある場合には全ての光が遮
断されるが、ホゾがカッタ（Ｉ２１の位置にある場合に
は、細いために少なくとも一部の光は遮断されず、この
事に基づいて、これら光センサ゛α６）参―からの信号
に基づいて、カッタθ２の位置にホゾが来る様に摘取部
（６）の位置決めが行なわれる。

捕捉部（１０）の下部には前記同様の光センサ（１η・
・が、上下に所定の間隔を置いて、その光が捕捉部１１
αの中心軸を通る様に設けられていて、前記光センサα
６）・φからの信号に基づいて位置決めを行った時に果
実の底部の位置を検出することで、その大きさを検出す
ることが可能な様に構成されている。これらセンサ０１
）・・け果実の大きさ検出の目的で設けられたものであ
るが、果実が確実に捕捉部＋１０１　Ｋ入っているこＬ
を確認するためにも利用することができる。

前述の様に捕捉部（１０）の底部の開口と本体（ＩＩ側
の収納部とは可撓性並びに伸縮性を有する輸送筒体（７
１で連結さり、でいて、ホゾが切断されることで摘み取
られた果実は、前記捕捉部＋ｌ［］ｌから吸引された空
気及び自重によって、この輸送筒体（７１を通って収納
部に輸送される。

本体（１）側に設けら７″ｌた空気を吸引するエアポン
プ０弱の排気は前記輸送筒体（７）に一体的に保持させ
た排気通路■を通して前記誘導部の排気口（Ｉ（支）並
びに前記カッタ（１２＋を駆動するエアモータ（＋５）
へ導びかれでいる。エアモータＯ荀に排気を送る排気通
路■には電磁弁１２１１　、０１１が設けられていてこ
れら電磁弁ｆ２１１　、１２１（に計算機から信号を送
り、エアモータＧωの動作を必要に応じて制御する様に
構成されている。この様に本実施例では排気を利用して
ホゾ切断用のカッタα力を動作させる様に構成しである
が、エアモータに代え空気シリンダでもよく、更に電動
モータ等の別の駆動源を用いてカッタａ２）を動作させ
ることもできる。

また、０１１記誘導部（１１）の接触部材（１１ａ）を
対象果実に合わせて適宜適当な剛性を有する材料Ｃ例え
ばゴム）を選択するとＬによって果実の摘み取り作業を
ｆａ１４に行ない得る。

また、排気の一部を捕捉部（ｌＯ）の上部開口の内部に
噴出させることによって、果実が捕捉部（至）の開口に
対してその中央になる様に構成してもよい。

（叩　アームの制御 前記アーム（５）は計算機によって制御されるべく構成
されたものであり、その制卸用計算機にはアームＦｌｉ
ｌの先端部を与えられた座標の位置まで移動させるルー
チンや、先端部を与えられた量だけ移動させるといった
基本的動作を行うルーチンを用意することによって、所
謂ロボット言語を用いてプログラミング可能に構成され
ている。このロボット言語の構造はアーム（６）の制御
方式と共に従来構成と同様のものを利用することができ
る。

また、この計算機は、複数のセンサーからの信号を取り
込み、これら信号に基づいて制御の変更を行うことが可
能に構成されており、前記接触部材ｒｌｌ＆）及びその
スイッチｒｌｌｂ）から成る接触センサｒｌ　１　ｏ）
　　・・及び、捕捉部（ｌＯ）の光センナＱａ）　、　
Ｑη・−の信号が計算機に取り込まれ、これらセンサか
らの信号に基づく制御が行なわれるべく構成されている
。

この計算機によるアーム（６）の制御は第５図（イ）及
び第５図（ロ）に示すシーケンスに従って行なわれる。

まず第５図（イ）の（’＋）　、　（ｉｉ）に示す様に
摘み取るべき果実の位置を記憶媒体であるメモリから読
み出し、その位置から所定距離真下の位置ＩＲＩに摘取
部（６）を移動させる。この果実の位ｍｔ−を後述する
手段によってあらかじめ測定され、摘み取るべき順序を
決定し、その順序に配列し直してメモリーに記憶してあ
り、この果実の摘み取り段階ではメモリから順に読み出
すたけである。

次に（ｉｉｉｌから（踊までの段階に制御が移り、前記
Ｉ溝部ｆｌｌ＋の接触センサ（１１Ｃ）・・からの信号
に基づいて、果実に接触した接触センサ（１１ｏ）・・
側に摘取部１８）を移動させることで、前記捕捉部（ｌ
αが果実の真下に移動する様にその水平位置を調節しな
がら徐々に摘取部ｆｉｌを上昇させる。

この上昇の際に捕捉部（６）の上部開口に設けられた光
センサ−（ｌｉｅｓが全て光が遮断された信号を発する
と（Ｖｌ）の段階でこれを検出して制御を（ＸＩで示さ
れる段階に移す。一方、これら光センサ−（＋６１　拳
・が前記メモリから読み出された高さを通過しても前記
の通光の信号が発せられない場合には、制ａは（Ｖｉｌ
の段階から（ｖｉｌｉ）　、　（＋ｘ）、の段階に移り
、その果実の収穫動作を中止して次の果実の収穫動作に
移る。もしく＋ｉｉ）から（Ｖｉｉ）の段階で果実の底
部が捕捉部（ｌＯ）の入口である上部開口に入れば前記
の様に上部開口に設けられた光センサ（１６１・・から
信号が発し、制御が（３）の段階に移る。そこで以下の
シーケンスでは、捕捉部１１０１　Ｋ入ったものが果実
かどうかを確認して、果実と確認された時のみ前記カッ
タ０２）をｗ１作させて摘み収りを行うべく構成しであ
る。

この果実確認の方法は、捕捉部（１０）の上部開口に設
けられた光センサーα鶴拳・が前記信号を発した後、こ
れら光センサＱ（２）・・うち所定個数のものが光が通
過するときの伯８を発するまでの間に摘取部（６）が上
昇する距離を測定して、この距離が所定の範囲にあると
きのみ果実が捕捉部α０）に入シ、そのホゾがこれら光
センサθ０・・相当位置に至ったものと認定してカッタ
Ｏ２を動作させ摘み取り動作を行うものである。

即ち、（３）の段階では上昇距離の測定を開始する。次
の（×１）の段階では捕捉部（６１の上部開口に設けら
れた光センサ（ｌ・・・が光が通過するときの償Ｊｉｊ
を発したときに割込みがかかる様にするためのものであ
る。

摘取部（６１は（刈）で示されるシーケンスに基づいて
、アーム（５）によって上昇させられる。この上昇の際
に前記割込みが入る上第５図（ロ）に示すシーケンスに
制御を移し、上昇すｐ、離を調べた後所定範囲内の上列
−距離であれば、カッタＯｚを動作させるものである。

一方所定距離」−昇しても割込みがかからない場合には
制御が（袖）　、　（×：ｖ）に示されるシーケンスに
移り、その果実の収穫動作全中止ｌ−摘収部（６）を最
初の位置ｔＲ１に戻１−た後次の果実の収穫動作に移る
。

即ち、前記割込みによって第５図（ロ）のシーケンスに
制御が移ると（ｘ＆）の段階で摘取部（６）が果実の大
きさ程度Ｖｃｅ定された量上昇したかを誌べ、その量に
至っていない時には、（ＸＸｉｉ　）のシーケンスを経
て１ａ記第５図（イ）の（ｉｉｉ’）で示される段階に
制卸を移し、捕捉部（６）への果実の導入からヤリ直す
ｄこの様に上何指（ｉ−調べることによって捕捉部（６
）に葉などの異物が入ることによる誤動作を防止してい
る。

さて、前記所定飢の上昇があった場合には、果実が捕捉
部（６）に入ったものとし、て、第５図（ロ）（７）　
（ｙ、ｖｒ）から（Ｘｘｉ　）で示されるシーケンスに
制御が移り、まず摘取部（６１の移動を停止し、捕捉部
（６１の下部に設′けられた前記光センサい・・によっ
て大きさを検出し２だ後カッタ（１２）を動作させ果実
を摘み収る。ぞしで摘取部（６）を最初の位置ｔＲ１に
戻し、その果実の収穫動作を終え、次の果実の収穫動作
に移る梯に構成さｉｌている。

尚、捕捉部（１０）の下部に設けられた光センサ−０′
７）・・によって検出さ涯た大きさは選別に用いられる
ものであるが、誤動作防止のために利用することも可能
である。即ち、これら光ヤンサ０７）・・によって果実
か捕捉部（１０）内にあるかどうかを調べ、あることが
検出されたときのみ前記（ｉＶ）　　位置検出装置 第６図（イ）に示すものは位置検出装置の一実施例の原
理図であって、テレビカメラ（８）及びレーザ光源器か
ら構成され、第６図（ロ）のシーケンスに基づいて動作
する。

テレビカメラ（９）は、その光軸ｆｔｌが第１横軸芯０
Ｉｌｌ）に直交した状態全裸ってその軸芯（’ＥＩＸ）
周りに図外のモータにより回転駆動可能に構成されると
共に、スポット光線発射装置としてのレーザ光源＠もそ
の光軸（ｒｌが＠２横軸芯Ｃりに直交した状ｆａを保っ
てその軸芯（Ｅｌ　ｍ）局りに図外のモータにより回転
駆動可能に構成されている。また、これらテレビカメラ
（９）およびレーザ光源器は上下軸芯Ｑｎａ）周りにも
図外のモータにょ多回転駆動可能に構成されている。

これら両横軸芯Ｃす、＠りは、互いに平行状態で、第１
横軸芯■りとテレビカメラ（９）の＾軸ｆｔｌと上下軸
芯■りとけ同一点で交叉し、また第２横軸芯■りとレー
ザ光源のと上下軸芯（Ｅりとけ同一点で交叉する様に配
されている。これら両横軸芯（ト）す＃　Ｑ”　”）は
平行状態を保ったまま上下軸芯（Ｅり周りに回転すると
共に第２横軸芯（’ｇ１１）は上記状態を保ったまま上
下軸芯（邊）上を移動する様に構成されている。

従って、テレビカメラ（９）及びレーザ光源ｅｚハ、そ
れらの光軸ｉｔ）　、　（ｒｌが常に同一平面上にあっ
て、この平面は上下軸芯（Ｅり周りに回転すると共に、
光軸（ｔ）　、　（ｒｌはその平面内で回動し平行の場
合を除き一点で交叉する。

各軸芯（ト）す、Ｑｒｉす、（］ｌ［ｌり周りの基準か
らの回転角ωす、ωす、ωりは各軸芯に設けられた第１
、第２、第３０−タリエンコーダｉ　、　ｉｌ　、　Ｕ
によって検出される様に構成されている。

更に制御用コンソール（図示せず）からテレビカメラ（
９）を第１横軸芯（ト）ｌ）周りに任意に回転させるこ
とが可能に構成されると共に、この検出装ｆｌ　Ｃａｌ
を制卸する計算機にレーザ光源■の移動、位置検出、作
業の終了及び、レーザ光源■のオフセットである第２横
軸芯（ト）り周りの回転角の指示が行なえる様に構成さ
れている。

第６図（ロ）のフローチャートに示される橡にレーザ光
源の移動を指令すると計算機はレーザ光源＋２２１を所
定の順序で移動させ、その光軸（ｒｌにあるレーザ光源
を移動させる。この所定の順序として、本実施例では、
１回の指令毎に上下軸芯（ト）り周りの所定範囲を一定
角度ずつ回転し、所定範囲の回転が終ると次にレーザ光
源ｃ２２）をこの軸芯Ｃり上を一定距離ずつ所定範囲内
で上昇し、その位置で再度前と同じく回転するよう設定
されている。従って光軸（ｒｌ上のレーザ光線はこの移
動指令毎に移動し、特定の探索範囲内で一定間隔で発射
される。

つまわ、作業者はレーザ光線を移動させる毎にテレビカ
メラ（９）を第１横軸芯ωり周りに回転させてレーザ光
線が照射している果′！４ｔＡ）をその画面の基準点に
捕えることでその座標を入力できる。即ち、この画面は
光学的Ｋ　（８１で示される模式画面と同一であって、
この基準点はテレビカメラ【９１の光軸ｉｔ）に相当し
ておジ、このときの各軸ωす、（’［！ｌ−）、（ト）
り周りの回転角ω１）、ωつ。

ω３）及びテレビカメラ（８）からレーザ光源のまでの
距離（山を検出して果実の座標を算出する様に構成され
ている。

即ち、第６図（ロ）ｉＣ示される様に、位置検出指令が
出されると、計算機は前記各情報ωす、ωす、ωす、（
ｄ）を収り込んで果実−の位置の座標を三角側蓋の原理
及び円筒座標を利用して算出する。次に算出された座標
を基にして前記摘取装置１４）がその座標に届くかどう
かを判断する。届かない場合にはその事を作業者に知ら
せるべく表示を行うのみであり、他方届く場合にはその
座標を記憶するものであるが、それまで検出された位置
と下記の如き所定の比較を行って摘み取り順序を決定し
、その順序に配列上で並ぶ様にソーティングを行って記
憶する。この順序は下方のもの程順位が優先し、次に近
くのもの程順位が高く設定されている。従って、摘み取
り時には下のものから順に摘み取られると共に、はぼ同
じ高さのものは近くのものから摘み取られる様に構成さ
れている。

ここで、レーザ光源のオフセット角ωりについて説明す
ると、この量を変化させることで果実の探索範囲を変更
することが可能であると共に、前方の葉などの障害物に
レーザ光線が当る場合に、この量の変化させこれを回避
するため〕 第７図（イ）に示すものは果実の位置検出装置の８１実
施例の機構の原理図であって、第７図（ロ）Ｋ示される
シーケンスに基づいて動作する様に構成されたものであ
る。

即ち、テレビカメラ（９）は第１横軸芯■り周妙に図外
のモータによ多回転駆動可能に構成されると共に、その
光軸（１）はとの軸芯のりに垂直に交叉する様に調節さ
れている。他方、スポット光線発射装置としてのレーザ
光源のも同様に第２横軸芯０り周シに図外のモータによ
り回転駆動可能に構成されると共にし゛−ザ光線に一致
する光軸（ｒｌはこの軸芯（Ｂ＠）に垂直に交叉する様
に調節されている。また、これらテレビカメラ（９１お
よびレーザ光源のは上下軸芯（ト）ａＥｌりにも図外の
モータにより回転駆動可能に構成されている。

前記＠１横軸芯０りと第２横軸芯（■りは共に上下軸芯
ω−）に直交すると共に夫々独立にこの上下軸芯（ト）
り周りに回転出来る様に構成され、両横軸芯ｏａｌ）　
、　（ｖ２）のこの上下軸芯ω５）固りの回転角（φす
、（ψりは同一方位を基準として夫々ロータリエンコー
ダ哨、（至）によって（倉出される様に構成されている
。ｋに、テレビカメラ（９）の第１横軸芯（ｕＩ）崗す
の回転角（ψり及びレーザ光源（２２）の第２横軸芯０
［１すＦｒ’ｉｌ　リの回転角（汐つもまたそれぞれの
ロータリエンコーダ（ｚｉ＋　、　婦）によって検出さ
れる様に構成され石と共にこれら軸芯（ト）す、（Ｗす
、＠り周りの回転６−計算機によって各モータ（図示せ
ず）を制御することで行なわれる。

また、テレビカメラ＋ｉｌ＋及びレーザ光源器は夫々第
　図（イ）に示される様に上下軸芯ωす、第１横軸芯ω
り及びテレビカメラ（９）の光軸（１３が一点で交叉し
、上下軸芯（ト）す、第２横軸芯（Ｅｌｌ）及びレーザ
光源２２１の光軸＋ｒ＋が一点で交叉する様にその取付
位置が調節されている。

このテレビカメラ（８１の向きは計算機の制御を受け、
この計算機に第７図（ロ）のフローチャートに示される
様に制御用コンソール（図示せず）からの信号によって
順次所定の方向にこのテレビカメラ（９）を向ける様に
構成されている。このコンソールはテレビカメラ（９）
のモニタテレビ（図示せず）の画面（模式的に＋８１で
示す）上の座標をライトベンで入力できる様に構成され
ておシ、この座標は計算機に与えられ、計算機はこの１
ｊｉｌｉ面（８１上の点に相当する直線（ｙｌのテレビ
カメラ（９）の光軸（１）からの振れ角成分（ψ５）　
、　（’ｌ’りを算出し、その角に相当する上下軸（ト
）り周りの補正角度（ψりを算出する。即ち、補助直線
（Ｚ）はテレビカメラ（９）の光軸＋ｔｌと第１横軸芯
（ト）りとで決まる平面上にあって、この半面と上下軸
芯（Ｗりに垂直な平面との交線ｆｉｌけ第１横軸芯（Ｉ
ｎｌ）に平行であり、従って、補正角（φ８）は ψａ′ｊ＝　Ａｒｃｔ＆ｎ　（ｔａ＄／ｓｉｎ’）’ａ
）となり、直線（ｙｌと上下軸芯ωりのなす角（ｐりは
ＣＰ”ｌ　＝Ａｒｃｓ釦　（ｓｉｎｆＢ　ｓｅａψｓ／
ｓｅａψリ　　　と７ｊｈ。

次に、計算機は、前記計算された角度（ψりに基づいて
レーザ光源＠の光軸ｔｒ＋が直線（ｙ）と上下軸芯（Ｅ
りとによって決定される平面内にくる様に、レーザ光源
器を上下軸芯（Ｅり周りに回転させる七共に、第２横軸
芯のり周りにあらかじめ定められた所定の位ＩＷまで回
転させる。このときレーザ光源器の上下軸芯：Ｃり周り
の基準方位からの角度はＬＩ）ｍ（＝ψｌ−ψ８）であ
る。

次に、計算機は画面＋Ｓｉ上の指定された点の明るさ及
び色調を映像信号から収り出して記憶する。

次に、第７図（ロ）のフローチャートの（ＩＶ）で示さ
れる段階に移り、画面（８１の指定された点の映像信号
を監視しガがらレーザ光源■を第２横軸芯Ｃり周りに徐
々に回転させる。より詳しくは、レーザ光源−をわずか
な一定量回転させる毎に映像信号の変化を調べ、その映
像信号の所定の変化を検出１〜た時のレーザ光源器の第
２横軸芯（Ｅ　ｌ）　ｆｓりの角（ｆ４）ｔｌ−ロータ
リエンコーダ（至）によって検出し、前記直線（ｙｌの
上下軸芯Ｃりに対する角（ｔつ、上下軸芯（ト）り周り
の角（Ｙり及び第２軸芯（’１ｕｌｌ］８１りの角度（
ψりより三角測置の原理及び円筒座標に基づいて座標を
計算する様に構成されている。

そこで作業婚は、テレビカメラ（９）の向きを変更する
毎にモニタテレビの画面に映る果実（４）をラ−ｆ　）
ペンで指定するとレーザ光源＠け前記の様に動くので果
実囚にレーザ光線が照射されることになる。この時には
モニタテレビの画面の指定された点の映像信号ＶＣ変化
が生じ、その果実の座標が計算機に入力される。

次に、算出された座標を基にして前記摘取装置（４）が
その座標に届くかどうかを判断する。届かない場合には
その事を作業者に知らせるべく表示を行うのみであり、
他方届く場合にはその座標を記憶するものであるが、そ
れまで検出された位置と下記の如き所定の比較を行って
摘み取り順序を決定し、その順序に配列上で並ぶ様にソ
ーティングを行って記憶する。この順序は下方のもの程
順位が優先し、次ｒａ＜のもの程順位が高く設定されて
いる。従って摘み取り時には下のものから順に摘み収ら
れると共に、はぼ同じ高さのものは肛〈のものから摘み
収られる様に構成されている。

第８図（イ）に示すものは果実の位置検出装置の更１−
ト１つ実施例の機構の原理図であって、＠ε図（ロ）に
示されるシーケンスに基づいて動作し、テレビカメラ（
９）と赤外線測距装置０３１とは光学的に同一点に設け
らｈ１テレビカメラ（９）で映し出される画面上の点を
指定することで、赤外線測距装＠ｃｉ’ｓは指定された
点に対応する方向に自動的に向いてその方向にある対象
物までの距離を測定する様に構成されている。

即ち、テレビカメラ（９）と、その−Ｅ方の反射鏡Ｕ又
はプリズムは佑１構軸芯（Ｅｌ）周りに回転可能に構成
されると共にその」：方に配された反射鏡１２４１　若
しくはプリズムによってその光軸ｆｔＱ　＃″ｉ第１横
軸芯Ｑ［ｌｌ）と画直に交叉する直線ｆｔ１方向に折り
曲げられる。

この第１横軸芯（］ｆｌｌ）ｉｊ上下軸芯０りに垂直に
交叉すると共に、こい上下軸芯（Ｅり周りに回転可能に
構成されていて、テレビカメラ［ｆＪｌ及び反射鏡−）
はこの第１横軸芯（’Ｈ１ｉ）と共に上下軸芯Ｃり周漫
に回転する。他方、ｆＦＪ１横軸芯ω工）と上下軸芯（
Ｅりとの交点に設けられた赤外線測距装置（２にはその
光軸ｆｒｌが第２横軸芯（Ｅりに垂直に交叉し、第２横
軸芯（ト）り周りに回転自在に構成されると共に、この
第２横軸芯（Ｅ２）は−上下軸芯０３）に垂＠に交叉し
、上下軸芯（ＨＩｌｌ）８りに回転する様に構成されて
いる。従って赤外線測距装置卿は第２横軸芯０ に回転する。

本体（図示せず）に固定の基準線（Ｘ）からの第１横軸
芯（Ｅｌ）の上下軸芯（Ｋ３）ｌＢｊｄりの回転角（η
）は第１０−タリエンコーダ腑で、上下軸芯（ト）りに
垂直な平面を基準としてテレビカメラ（９）の光軸であ
る直線（ｔ）の第１横軸芯ＣＥｏ周シの回転角（’ｆり
は第２０−タリエンコーダい）で検出される様に構成さ
れている。一方、第２横軸芯（Ｅりの上下軸芯ωり周り
の回転角（アｆｌ）は第１横軸芯個りを基準として第３
０−タリエンコーダ＠は第１横軸芯（ト）ｌ）に連結し
５ている。第２横軸芯これら各軸芯■す、０８す、０］
］り周りのテレビカメラ（９）及び赤外線測距装置（２
３１の回転はパルスモータ（図示せず）によって行なわ
れこれらパルスモータは計算機から出力されるパルスに
よって回転する。

従って、テレビカメラ１Ｂ＋の向きは計算機によって制
卸されるものであるが、この計算機は第８図（ロ）のフ
ローチャートに示される様に、制御用コンソール（図示
せず）からテレビカメラ（９１の回転指令信号が入力さ
れる毎に順次所定の方向にテレビカメラ（９）を向ける
様は構成されている。

このコンソールはテレビカメラ（９）からの映像を映す
モニタテレビ（図示せず）を有し、その画面上の点をラ
イトベンで指定することによって、その点座標を計算機
に入力することが出来る様に構成されて丸・す、計算機
はテレビカメラ（９）の光軸である直線ｆｔｌの回転角
（プリ、（プリ及び指定された点の座標に基づいて、そ
の点に対応する方向に赤外線測距装ａｔ１２３１の光軸
１ｒ）を向ける（２ｙ） 様に構成されている。

いま、テレビカメラ（９）の光軸ｉｔ）が第Ｓ図（イ）
に示される方向にあり、上下軸芯（Ｅ３）及び第１横軸
芯の工）周カの回転角が夫々（プリ、Ｑりであったとす
る。そのときの画面ｆ′ｉ第８図（イ）に模式的に（８
１で示されている。この画面＋８１は反射鏡（財）の像
であり、光学的に破線で示される画像（鎖である。そこ
で画面（聞上の点（４）が指定されるとその座標から直
ちにその座標に対応する方向の直線（ｒｌがテレビカメ
ラ（９１の光軸ｆｔ、となす角（プリ及び（９７りが検
出される。ここで前記構成により直線ｆｙ）と直線ｉｔ
）を含む平面は第１横軸芯のりを含んでいる。

こうして計算機は赤外線測距装置のを指定された点に対
応する方向に向けるように上下軸芯ω３）及び第２横軸
芯０り周りに赤外線測距装置ｒ２３を回転させるべく各
パルスモータにパルスヲ送る。ここで夫々の、ロータリ
エンコーダｉ、ａｓ、面、＠はそれぞれの軸芯回りの実
際の回転角（ｑす、０す、（アり　、　（’／”）を検
出しパルスモータのｈ１ 誤ｗ、Ｉ　ｆ’ｌ’をイ疹正１°イ）ために用いられる
。

次ｅこ、計算機ｅ−１反射鏡Ｑ鉛を赤外線測距袋筒のの
光軸（ｌ・）から移動びせ、距離計測を行う。

赤外線測距装置７ｔ２３１は、原理的には通常カメラ等
に利用されるものと同様に構成さノ１、赤外線を発射し
てその往復時間を計測するものであるが、数礪の１＊度
が出る様に時間針側はＯ０１〜０．２士）　［１θＣの
精度で行う様に構成しである。

こうして、本体に対する赤外線測距装置ムの」二°−ト
軸芯（Ｅりの周りの角及び」二下軸芯（Ｂりを基準とし
た第２軸芯（ト）す１＾１り角及び対象果実までの距１
■しより極座標に基ついて果実囚の位ｆ〜”の座標を検
出する。

次に、算出されｋｗｉ標を基にしてｌｔ［記摘取装蝋（
４）がその座標に届くかどうかを判別する。届か々い場
合にはその′＠ｆを作業者に知らせるべく表示を行うの
みであり、他力届く場合にはその座標を記憶するもので
あるが、それまで検出さねた位ｒｌと下ハ１シのｔｌｌ
］き所定の比較を行って摘み収り順序を決定し、そのｌ
１１１Ｉ序に配列上で並ぶ様にソーティングを行って記
憶する。この順序は下方のもの程順位が優先し、次に近
くのもの程順位か高く設定されている。従って摘み収り
時には１ｚのものから順に４薗みＩｉＸられると共に、
はぼ同じ高さのものは剋〈のものから（薗み収られる様
に構成されている。

そこで作業者は、テレビカメラ（９）の向きを変更する
毎にモニタテレビの画面に映る果実（２）をライトベン
で指示するのみでその果実の座標が計算機に入力され、
その画面の果実を全て指示し終る苺にテレビカメラの向
きを変えて摘み取れるすべての果実の座標を入力するこ
とができ

【図面の簡単な説明】

図面は本発明にに係る果実収穫装置の実施例全示し、第
１図及び第２図はそれぞれ果実収穫装置の全体斜示図、
第８図は捕収部の縦断面図、第４図は第８図のＩＶ　−
ＩＶ　４１．矢視図であり、第す図（イ〕、（ロ）はア
ームの制御シーケンスヲ示スフローチャート、第６図（
イ〕、（ロ）は位置検出装置の一実施例の原理図、並び
に、その制御シーケンスヲ示すフローチャート、である
。　そして、第７図（イ）、（ロ）および第８図（イＪ
、１０）は夫々位置検出装置の別実施例を示す図である
。 囚・・・・・・果実、（３）・・・・・・位置検出手段
、（６）・・・・・・果実摘取部移動手段、（８）・・
・・・・果夾摘手部、（９）・・・・・・テレビカメラ
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■　果実囚を探索してその位置を検出するための手段（
   ３）と果実摘取部（６）を移動させる手段（５）とを有
   すると共ｆ、該果実摘取部（６１が該果実（４）の摘取
   可能位置に移動されるように、該検出手段（３）により
   検出された該果実（４）の位置（基づいて該移動手段（
   ５）を制御する制御手段が具備されていることを特徴さ
   する果実収穫装置。 ■　前記検出手段（３）はテレビカメラ（９１とそのモ
   ニタテレビとを有することを特徴とする特許Ｍ求の範囲
   第０項に記載の果実収穫装置。