JPS63102610A - 果菜類用作業機の誘導装置 - Google Patents
果菜類用作業機の誘導装置Info
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- JPS63102610A JPS63102610A JP24816786A JP24816786A JPS63102610A JP S63102610 A JPS63102610 A JP S63102610A JP 24816786 A JP24816786 A JP 24816786A JP 24816786 A JP24816786 A JP 24816786A JP S63102610 A JPS63102610 A JP S63102610A
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Landscapes
- Harvesting Machines For Specific Crops (AREA)
- Load-Engaging Elements For Cranes (AREA)
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。
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〕
本発明は、作業対象果菜類を吸着するバキュームパッド
、前記作業対象果菜類の位置する方向を検出する視覚装
置、及び、前記視覚装置による検出情報に基づいて前記
バキュームパッドを作業対象果菜類に向けて誘導する誘
導手段を備えた果菜類用作業機の誘導装置に関する。
、前記作業対象果菜類の位置する方向を検出する視覚装
置、及び、前記視覚装置による検出情報に基づいて前記
バキュームパッドを作業対象果菜類に向けて誘導する誘
導手段を備えた果菜類用作業機の誘導装置に関する。
上記この種の果菜類用作業機の誘導装置は、作業対象果
菜類を吸着するバキュームパッドを、いわゆる視線追従
式にて誘導するようにしたものである。
菜類を吸着するバキュームパッドを、いわゆる視線追従
式にて誘導するようにしたものである。
そして、従来では、上記視覚装置を、バキュームパッド
を作業果菜類に向けてアプローチさせるためのアームの
基端部等の作業機側に設けてあったので、°視覚装置の
視線方向と、バキュームパッドの実際のアプローチ方向
との間にずれが生じる状態となるものであった。従って
、従来では、視覚装置にて検出された果菜類の位置する
方向に向けてバキュームパッドを誘導するためには、上
記ずれに応じてバキュームパッドの向きを修正しながら
、視覚装置による検出方向に向けてアプローチさせるよ
うにしていた。
を作業果菜類に向けてアプローチさせるためのアームの
基端部等の作業機側に設けてあったので、°視覚装置の
視線方向と、バキュームパッドの実際のアプローチ方向
との間にずれが生じる状態となるものであった。従って
、従来では、視覚装置にて検出された果菜類の位置する
方向に向けてバキュームパッドを誘導するためには、上
記ずれに応じてバキュームパッドの向きを修正しながら
、視覚装置による検出方向に向けてアプローチさせるよ
うにしていた。
つマリ、バキュームパッドのアプローチ開始位置が、作
業対象果菜類と視覚装置による検出方向とを結ぶ視線上
に位置するように向き変更した後、その視線に沿って直
進させるようにしていた。
業対象果菜類と視覚装置による検出方向とを結ぶ視線上
に位置するように向き変更した後、その視線に沿って直
進させるようにしていた。
しかしながら、上記従来構成においては、バキュームパ
ッドのアプローチ開始位置を修正して誘導する必要があ
るために、誘導手段の構成が複雑になる不利があった。
ッドのアプローチ開始位置を修正して誘導する必要があ
るために、誘導手段の構成が複雑になる不利があった。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、そ
の目的は、作業対象果菜類に向けてバキュームパッドを
アプローチさせるに、視覚装置による検出方向に向けて
そのまま誘導できるようにして、誘導手段の構成を簡素
化することにある。
の目的は、作業対象果菜類に向けてバキュームパッドを
アプローチさせるに、視覚装置による検出方向に向けて
そのまま誘導できるようにして、誘導手段の構成を簡素
化することにある。
本発明による果菜類用作業機の誘導装置の特徴構成は、
前記視覚装置を、その撮像視野方向が前記バキュームパ
ッドの前後方向を向く状態で、前記バキュームパッドの
内部に設けてある点にあり、その作用並びに効果は以下
の通りである。
前記視覚装置を、その撮像視野方向が前記バキュームパ
ッドの前後方向を向く状態で、前記バキュームパッドの
内部に設けてある点にあり、その作用並びに効果は以下
の通りである。
すなわち、バキュームパッドの内部に視覚装置を設けて
あるので、バキュームパッドの向きと視覚装置の撮像視
野方向とを一致させることができる。つまり、視覚装置
による作業対象果菜類の位置する検出方向の座標系と、
バキュームパッドを誘導するための座標系とを一致させ
ることができるので、バキュームパッドをその初期位置
から直ちに検出方向に向けてアプローチを開始させるこ
とができる。
あるので、バキュームパッドの向きと視覚装置の撮像視
野方向とを一致させることができる。つまり、視覚装置
による作業対象果菜類の位置する検出方向の座標系と、
バキュームパッドを誘導するための座標系とを一致させ
ることができるので、バキュームパッドをその初期位置
から直ちに検出方向に向けてアプローチを開始させるこ
とができる。
従って、バキュームパッドの向きと視覚装置の描像視野
方向とを一致させることができるので、検出方向に対す
る視線追従を良好に行うことができる。もって、誘導手
段を、その誘導精度を向上させながらも、簡素化できる
に至った。
方向とを一致させることができるので、検出方向に対す
る視線追従を良好に行うことができる。もって、誘導手
段を、その誘導精度を向上させながらも、簡素化できる
に至った。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第4図に示すように、ブーム(1)を昇降及び旋回自在
に車体(2)に取り付け、前記ブーム(1)に補助ブー
ム(3)を水平方向に揺動自在に取り付け、そして、果
実収穫用の作業ハンド(H)を備えた作業用マニプレー
タ(4)を、前記補助ブーム(3)の先端部に取り付け
て、果実収穫用の作業機を構成しである。尚、図中、(
5)はブーム昇降用油圧シリンダ、(6)はブーム旋回
用電動モータ、(7)は補助ブーム揺動用電動モータ、
(K)は収穫した果実を収納する箱である。
に車体(2)に取り付け、前記ブーム(1)に補助ブー
ム(3)を水平方向に揺動自在に取り付け、そして、果
実収穫用の作業ハンド(H)を備えた作業用マニプレー
タ(4)を、前記補助ブーム(3)の先端部に取り付け
て、果実収穫用の作業機を構成しである。尚、図中、(
5)はブーム昇降用油圧シリンダ、(6)はブーム旋回
用電動モータ、(7)は補助ブーム揺動用電動モータ、
(K)は収穫した果実を収納する箱である。
前記作業用マニプレータ(4)は、多関節型の伸縮アー
ム(8)と、その伸縮アーム(8)の先端部に取り付け
た作業ハンド(H)とからなる、そして、前記伸縮アー
ム(8)は、電動モータ(9a)にて縦軸芯(X)周り
で旋回操作され、且つ、電動モータ(9b)にて水平軸
芯(Y)周りで揺動操作されると共に、電動モータ(9
C)Eで伸縮操作されるように構成しである。
ム(8)と、その伸縮アーム(8)の先端部に取り付け
た作業ハンド(H)とからなる、そして、前記伸縮アー
ム(8)は、電動モータ(9a)にて縦軸芯(X)周り
で旋回操作され、且つ、電動モータ(9b)にて水平軸
芯(Y)周りで揺動操作されると共に、電動モータ(9
C)Eで伸縮操作されるように構成しである。
前記作業ハンド(H)について説明すれば、第1図及び
第2図に示すように、軟質ゴム製のバキュームパッド(
10)を、その吸引口がハンド前方側を向(状態で、通
気管(11)の先端部に外嵌層し、前記通気管(11)
の基部に、通気用の分岐管(12)を設け、その分岐管
(12)に、伸縮自在な蛇腹式ホース(13)を接続し
てあり、そして、前記分岐管(12)の基端部を、前記
伸縮アーム(8)の先端部にボルト止着しである。但し
、前記蛇腹式ホース(13)は、第5図に示すように、
吸気用ポンプ(14)に配管接続されている。
第2図に示すように、軟質ゴム製のバキュームパッド(
10)を、その吸引口がハンド前方側を向(状態で、通
気管(11)の先端部に外嵌層し、前記通気管(11)
の基部に、通気用の分岐管(12)を設け、その分岐管
(12)に、伸縮自在な蛇腹式ホース(13)を接続し
てあり、そして、前記分岐管(12)の基端部を、前記
伸縮アーム(8)の先端部にボルト止着しである。但し
、前記蛇腹式ホース(13)は、第5図に示すように、
吸気用ポンプ(14)に配管接続されている。
又、前記バキュームパッド(10)に吸着される状態で
捕捉された果実の果梗、いわゆる柄を切断する納期断装
置、及び、捕捉部ケース(15)を設けてある。
捕捉された果実の果梗、いわゆる柄を切断する納期断装
置、及び、捕捉部ケース(15)を設けてある。
前記捕捉部ケース(15)について説明すれば、第1図
〜第3図に示すように、ハンド前後方向にスライド移動
自在に前記通気管(11)に外嵌支持される基端部分(
15a)と、その先端側上部に止着される上部カバ一部
分(15b)と、前記基端部分(15a)の先端側下部
に止着される下部カバ一部分(15c)とからなり、そ
して、捕捉部ケース(15)をスライド操作する出退操
作用のエアシリンダ(16)を、前記基端部分(15a
)と前記分岐管(12)との間に介装しである。もって
、前記バキュームパッド(10)の吸引口が前記捕捉部
ケース(15)よりも前方側に位置する状態と、前記バ
キュームパッド(10)に吸着された果実を前記捕捉部
ケース(15)の内部に取り込む状態とに切り換え自在
に構成しである。
〜第3図に示すように、ハンド前後方向にスライド移動
自在に前記通気管(11)に外嵌支持される基端部分(
15a)と、その先端側上部に止着される上部カバ一部
分(15b)と、前記基端部分(15a)の先端側下部
に止着される下部カバ一部分(15c)とからなり、そ
して、捕捉部ケース(15)をスライド操作する出退操
作用のエアシリンダ(16)を、前記基端部分(15a
)と前記分岐管(12)との間に介装しである。もって
、前記バキュームパッド(10)の吸引口が前記捕捉部
ケース(15)よりも前方側に位置する状態と、前記バ
キュームパッド(10)に吸着された果実を前記捕捉部
ケース(15)の内部に取り込む状態とに切り換え自在
に構成しである。
前記上部カバ一部分(15b)及び下部カバ一部分(1
5c)について説明を加えれば、それらによってハンド
外周部を覆うように半球状に形成してあり、前記バキュ
ームパッド(10)の吸引口に対向する箇所に、一つの
果実を通過させることができる大きさの果実通過用の開
口部(26)を開口するようにしである。又、前記上部
カバ一部分(15b)の前記開口部(26)に近接する
部分に、果実の柄が挿通するスリット状溝(27)を形
成してあり、もって、後述の如く果実を収穫する際に、
前記バキュームパッド(10)にて吸着された収穫対象
果実のみを前記捕捉部ケース(15)内に取り込めるよ
うに、且つ、その取り込み時に柄をスムーズに移動させ
ることができるようにしである(第8図(ハ)参照)。
5c)について説明を加えれば、それらによってハンド
外周部を覆うように半球状に形成してあり、前記バキュ
ームパッド(10)の吸引口に対向する箇所に、一つの
果実を通過させることができる大きさの果実通過用の開
口部(26)を開口するようにしである。又、前記上部
カバ一部分(15b)の前記開口部(26)に近接する
部分に、果実の柄が挿通するスリット状溝(27)を形
成してあり、もって、後述の如く果実を収穫する際に、
前記バキュームパッド(10)にて吸着された収穫対象
果実のみを前記捕捉部ケース(15)内に取り込めるよ
うに、且つ、その取り込み時に柄をスムーズに移動させ
ることができるようにしである(第8図(ハ)参照)。
。
又、前記下部カバ一部分(15b)の下部後方側に、前
記捕捉部ケース(15)内に保持される柄を切断された
果実を排出するための開口部を形成すると共に、果実を
下方側に排出するためのシャッタ(29)を、開閉用の
エアシリンダ(30)にて開閉自在に、前記捕捉部ケー
ス(15)の基端部分(15a)の下部に止着しである
。
記捕捉部ケース(15)内に保持される柄を切断された
果実を排出するための開口部を形成すると共に、果実を
下方側に排出するためのシャッタ(29)を、開閉用の
エアシリンダ(30)にて開閉自在に、前記捕捉部ケー
ス(15)の基端部分(15a)の下部に止着しである
。
前記納期断装置について説明すれば、第1[fflに示
すように、帯板状で且つ半円弧状のバリカン型のカッタ
(17)及び帯板状で且つ半円弧状の柄支持部材(18
)夫々の両端を、横軸芯周りで揺動自在に前記捕捉部ケ
ース(15)の基端部分(15a)に枢着して、前記カ
ッタ(17)及び柄支持部材(18)夫々を、前記捕捉
部ケース(15)内に捕捉した果実の柄をそれらの間で
支持すべ(ハンド前方側に突出させる状態と、それらの
間に果実を導入する通路を形成すべくハンド後方側に退
避させる状態とに切り換えるように、出退揺動自在にし
である。
すように、帯板状で且つ半円弧状のバリカン型のカッタ
(17)及び帯板状で且つ半円弧状の柄支持部材(18
)夫々の両端を、横軸芯周りで揺動自在に前記捕捉部ケ
ース(15)の基端部分(15a)に枢着して、前記カ
ッタ(17)及び柄支持部材(18)夫々を、前記捕捉
部ケース(15)内に捕捉した果実の柄をそれらの間で
支持すべ(ハンド前方側に突出させる状態と、それらの
間に果実を導入する通路を形成すべくハンド後方側に退
避させる状態とに切り換えるように、出退揺動自在にし
である。
そして、前記力フタ(17)及び柄支持部材(18)を
揺動操作する電動モータ(19)、及び、前記カッタ(
17)のスライド駆動用エアシリンダ(20)を設け、
もって、突出側への揺動、つまり、起立作動に伴って、
前記力フタ(17)と柄支持部材(18)との間に柄を
支持し、支持した柄を前記カッタ(17)のスライド作
動により切断するようにしである(第8図参照)。
揺動操作する電動モータ(19)、及び、前記カッタ(
17)のスライド駆動用エアシリンダ(20)を設け、
もって、突出側への揺動、つまり、起立作動に伴って、
前記力フタ(17)と柄支持部材(18)との間に柄を
支持し、支持した柄を前記カッタ(17)のスライド作
動により切断するようにしである(第8図参照)。
但し、前記カッタ(17)及び柄支持部材(18)を、
差動機構(21)を介して前記電動モータ(19)に連
動連結してあり、前記カッタ(17)及び柄支持部材(
18)の何れか一方が先に柄に接当した場合において、
先に接当したカッタ(17)又は柄支持部材(18)の
起立作動を停止させた状態で、他方側の柄支持部材(1
8)又はカッタ(17)を引き続き起立作動できるよう
にしである。つまり、前記カッタ(17)及び柄支持部
材(18)夫々の突出位置を、捕捉した果実の柄の位置
に合わせて自動変更できるようにしである。
差動機構(21)を介して前記電動モータ(19)に連
動連結してあり、前記カッタ(17)及び柄支持部材(
18)の何れか一方が先に柄に接当した場合において、
先に接当したカッタ(17)又は柄支持部材(18)の
起立作動を停止させた状態で、他方側の柄支持部材(1
8)又はカッタ(17)を引き続き起立作動できるよう
にしである。つまり、前記カッタ(17)及び柄支持部
材(18)夫々の突出位置を、捕捉した果実の柄の位置
に合わせて自動変更できるようにしである。
又、後述の如く、前記作業ハンド(H,)の各部の作動
を制御するための各種センサを設けてある。
を制御するための各種センサを設けてある。
第1図及び第2図に示すように、前記バキュームパッド
(11)に果実が吸着されたことを怒知する負圧センサ
(S+)を、前記分岐管(12)の上部に付設しである
。
(11)に果実が吸着されたことを怒知する負圧センサ
(S+)を、前記分岐管(12)の上部に付設しである
。
第1図〜第3図に示すように、前記作業ハンド(H)つ
まり前記バキュームパーノド(10)が収穫対象果実に
対して設定距離内に接近したことを検出する光反射式の
近接センサ(S2)、及び、収穫対象果実の位置する方
向を検出する視覚装置としてのイメージセンサ(S3)
を、それらの検出方向が前記バキュームパッド(10)
の吸引口前方側を向く状態で、前記バキュームパッド(
10)の内部に設けると共に、前記上部カバ一部分(1
5b)の後部に、前記イメージセンサ(S、)による撮
像処理に同期して設定光量で発光するストロボ装置(2
8)を設けてあり、周囲の明るさに拘らず適正光量で撮
像処理できるようにしである。
まり前記バキュームパーノド(10)が収穫対象果実に
対して設定距離内に接近したことを検出する光反射式の
近接センサ(S2)、及び、収穫対象果実の位置する方
向を検出する視覚装置としてのイメージセンサ(S3)
を、それらの検出方向が前記バキュームパッド(10)
の吸引口前方側を向く状態で、前記バキュームパッド(
10)の内部に設けると共に、前記上部カバ一部分(1
5b)の後部に、前記イメージセンサ(S、)による撮
像処理に同期して設定光量で発光するストロボ装置(2
8)を設けてあり、周囲の明るさに拘らず適正光量で撮
像処理できるようにしである。
又、第1図及び第2図に示すように、前記カッタ(17
)及び柄支持部材(18)の揺動位置を検出するポテン
ショメータ(S4)を、前記差動機構(21)に連動連
結してあり、前記カンタ(17)及び柄支持部材(18
)の起立作動完了や引退作動完了を検出できるようにし
である。
)及び柄支持部材(18)の揺動位置を検出するポテン
ショメータ(S4)を、前記差動機構(21)に連動連
結してあり、前記カンタ(17)及び柄支持部材(18
)の起立作動完了や引退作動完了を検出できるようにし
である。
前記近接センサ(Sz)について説明すれば、発光部や
受光部及びそれらに対する信号処理部等を収納するセン
サ本体(22)を、前記分岐管(12)の後方上部に保
持させると共に、そのセンサ本体(22)から繰り出さ
れる投受光用の光ファイバ(23)を、前記分岐管(1
2)及び通気管(11)の内部を通して前記バキューム
パッド(10)の内部に延出し、そして、近接センサ(
S2)の検出作用面としての前記の光ファイバ(23)
の延出端を、前記イメージセンサ(S3)支持用のホル
ダ(24)にて、ハンド前方側を向(状態で、前記イメ
ージセンサ(S3)の上部に支持させである。
受光部及びそれらに対する信号処理部等を収納するセン
サ本体(22)を、前記分岐管(12)の後方上部に保
持させると共に、そのセンサ本体(22)から繰り出さ
れる投受光用の光ファイバ(23)を、前記分岐管(1
2)及び通気管(11)の内部を通して前記バキューム
パッド(10)の内部に延出し、そして、近接センサ(
S2)の検出作用面としての前記の光ファイバ(23)
の延出端を、前記イメージセンサ(S3)支持用のホル
ダ(24)にて、ハンド前方側を向(状態で、前記イメ
ージセンサ(S3)の上部に支持させである。
次に、前記収穫用の作業ハンド()l)を、自動的に収
穫対象果実に向けてアプローチさせると共に、捕捉した
果実の柄を切断して収穫するための制御手段の構成につ
いて説明する。
穫対象果実に向けてアプローチさせると共に、捕捉した
果実の柄を切断して収穫するための制御手段の構成につ
いて説明する。
第5図に示すように、前記イメージセンサ(S3)から
の撮像情報に基づいて収穫対象果実の位置する方向を求
めるための画像処理手段、前記作業ハンド(H)を収穫
対象果実に向けて誘導する誘導手段、並びに、前記捕捉
部ケース(15)内に捕捉された果実の柄を切断して収
穫するために各部の作動を制御する収穫作動制御手段等
を構成する制御装置(32)を設けてある。つまり、前
記制御装置(32)に、前記イメージセンサ(S3)か
らの撮像情報、前記負圧センサ(S+)や近接センサ(
S2)の検出情報、並びに、前記ポテンショメータ(S
4)の検出情報夫々を入力しである。
の撮像情報に基づいて収穫対象果実の位置する方向を求
めるための画像処理手段、前記作業ハンド(H)を収穫
対象果実に向けて誘導する誘導手段、並びに、前記捕捉
部ケース(15)内に捕捉された果実の柄を切断して収
穫するために各部の作動を制御する収穫作動制御手段等
を構成する制御装置(32)を設けてある。つまり、前
記制御装置(32)に、前記イメージセンサ(S3)か
らの撮像情報、前記負圧センサ(S+)や近接センサ(
S2)の検出情報、並びに、前記ポテンショメータ(S
4)の検出情報夫々を入力しである。
そして、それら情報、及び、予め記憶された情報に基づ
いて、前記ブーム昇降用のシリンダ(5)の駆動用コン
トローラ(33)、前記ブーム旋回用モータ(6)の駆
動用コントローラ(34)、前記補助ブーム揺動用モー
タ(7)の駆動用コントローラ(35)、前記伸縮アー
ム(8)の各電動モータ(9a) 、 (9b) 、
(9c)の駆動用コントローラ(36a)。
いて、前記ブーム昇降用のシリンダ(5)の駆動用コン
トローラ(33)、前記ブーム旋回用モータ(6)の駆
動用コントローラ(34)、前記補助ブーム揺動用モー
タ(7)の駆動用コントローラ(35)、前記伸縮アー
ム(8)の各電動モータ(9a) 、 (9b) 、
(9c)の駆動用コントローラ(36a)。
(36b) 、 (36c)、前記捕捉部ケース(15
)の出退操作用エアシリンダ(16)に対する制御弁(
37)、前記カッタ(17)の操作用エアシリンダ(2
0)に対する制御弁(38)、前記力フタ(17)及び
柄支持部材(18)の起伏操作用電動モータ(19)の
駆動用コントローラ(39)、前記バキュームパッド(
10)の吸引作動制御用の制御弁(40)、前記シャッ
タ(29)の開閉用エアシリンダ(30)に対する制御
弁(41)、並びに、前記イメージセンサ(S、)及び
ストロボ装!(28)の夫々に、作動指令を出力して、
収穫対象果実の位置する方向を検出すること、前記作業
ハンド(++)を収穫対象果実に向けてアプローチさせ
ること、果実を収穫すること、及び、収穫した果実を所
定の位置にて排出すること、夫々を自動的に行わせるよ
うに構成しである。
)の出退操作用エアシリンダ(16)に対する制御弁(
37)、前記カッタ(17)の操作用エアシリンダ(2
0)に対する制御弁(38)、前記力フタ(17)及び
柄支持部材(18)の起伏操作用電動モータ(19)の
駆動用コントローラ(39)、前記バキュームパッド(
10)の吸引作動制御用の制御弁(40)、前記シャッ
タ(29)の開閉用エアシリンダ(30)に対する制御
弁(41)、並びに、前記イメージセンサ(S、)及び
ストロボ装!(28)の夫々に、作動指令を出力して、
収穫対象果実の位置する方向を検出すること、前記作業
ハンド(++)を収穫対象果実に向けてアプローチさせ
ること、果実を収穫すること、及び、収穫した果実を所
定の位置にて排出すること、夫々を自動的に行わせるよ
うに構成しである。
但し、前記イメージセンサ(S3)の撮像視野範囲は、
前記車体(2)の移動、ブーム(1)の旋回や昇降、補
助ブーム(3)の水平揺動、並びに、前記伸縮アーム(
8)の補助ブーム(3)に対する旋回や前後揺動によっ
て、前記作業ハンド(H)つまりバキュームパッド(1
0)の向きを変更することにより設定することとなる。
前記車体(2)の移動、ブーム(1)の旋回や昇降、補
助ブーム(3)の水平揺動、並びに、前記伸縮アーム(
8)の補助ブーム(3)に対する旋回や前後揺動によっ
て、前記作業ハンド(H)つまりバキュームパッド(1
0)の向きを変更することにより設定することとなる。
次に、第6図(イ)、(σ)に示すフローチャートに基
づいて、前記制御装置(32)の動作を説明する。
づいて、前記制御装置(32)の動作を説明する。
先ず、前記バキュームパッド(10)を、予め設定され
た初期位置に位置する状態で、且つ、収穫対象果実が位
置する所定範囲の方向を向くようにセントした後、前記
ストロボ装Z (28)を発光させて、前記イメージセ
ンサ(S3)にて撮像処理する。次に、その撮像画像情
報を取り込んで、枝や葉等の背景を除去して対象果実の
みに対応した画像情報を抽出する画像処理を行って、収
穫対象果実の位置する方向を求める。
た初期位置に位置する状態で、且つ、収穫対象果実が位
置する所定範囲の方向を向くようにセントした後、前記
ストロボ装Z (28)を発光させて、前記イメージセ
ンサ(S3)にて撮像処理する。次に、その撮像画像情
報を取り込んで、枝や葉等の背景を除去して対象果実の
みに対応した画像情報を抽出する画像処理を行って、収
穫対象果実の位置する方向を求める。
技や葉等の背景を除去して対象果実のみに対応した画像
情報を抽出する画像処理について説明を加えれば、前記
イメージセンサ(S、)による撮像画像情報(第7図(
イ)参照)を果実の色に基づいて2値化することにより
、果実(F)のみに対応する領域(Fo)を抽出し、そ
の領域(Fo)の重心(Po)の位置を求めることによ
り、収穫対象果実の位1する方向を、前記重心(Po)
が位置する画像上の座標値に基づいて求めることとなる
(第7図(n)参照)。
情報を抽出する画像処理について説明を加えれば、前記
イメージセンサ(S、)による撮像画像情報(第7図(
イ)参照)を果実の色に基づいて2値化することにより
、果実(F)のみに対応する領域(Fo)を抽出し、そ
の領域(Fo)の重心(Po)の位置を求めることによ
り、収穫対象果実の位1する方向を、前記重心(Po)
が位置する画像上の座標値に基づいて求めることとなる
(第7図(n)参照)。
次に、求められた方向、つまり、アプローチ開始位置に
おける前記バキュームパッド(10)の位置と前記イメ
ージセンサ(S3)の撮像視野中心が一致していること
から、前記重心(Po)の座標値に基づいて、前記バキ
ュームパッド(10)の吸引口が前記重心(Po)の位
置する方向つまり収穫対象果実側に向かう状態を維持さ
せながら、前記作業ハンド(H)を収穫対象果実の位置
する方向に向けて高速移動する状態でアプローチさせる
。
おける前記バキュームパッド(10)の位置と前記イメ
ージセンサ(S3)の撮像視野中心が一致していること
から、前記重心(Po)の座標値に基づいて、前記バキ
ュームパッド(10)の吸引口が前記重心(Po)の位
置する方向つまり収穫対象果実側に向かう状態を維持さ
せながら、前記作業ハンド(H)を収穫対象果実の位置
する方向に向けて高速移動する状態でアプローチさせる
。
但し、前記イメージセンサ(S、)による撮像画像情報
から複数個の収穫対象果実が認識された場合は、前記イ
メージセンサ(S3)による撮像処理時に、前記ストロ
ボ装置(28)を発光させるので、距離が近いものほど
明るく見えることとなることから、前記果実の色のみに
対応する領域(Fo)夫々の平均的な明るさの差に基づ
いて明るいものほど先にアプローチするようにしたり、
あるいは、下側に位置するものほど先にアプローチする
ように、アプローチ順序を設定することとなる。つまり
、バキュームパッド(10)に近いものや捕捉しやすい
位置にあるものほど先に収穫することとなる。
から複数個の収穫対象果実が認識された場合は、前記イ
メージセンサ(S3)による撮像処理時に、前記ストロ
ボ装置(28)を発光させるので、距離が近いものほど
明るく見えることとなることから、前記果実の色のみに
対応する領域(Fo)夫々の平均的な明るさの差に基づ
いて明るいものほど先にアプローチするようにしたり、
あるいは、下側に位置するものほど先にアプローチする
ように、アプローチ順序を設定することとなる。つまり
、バキュームパッド(10)に近いものや捕捉しやすい
位置にあるものほど先に収穫することとなる。
そして、アプローチ開始後に、前記近接センサ(S2)
が収穫対象果実に対して設定距離内に接近したことを検
出するに伴って、前記伸縮アーム(8)の作動を停止さ
せて前記作業ハンド()I)のアプローチを一旦停止さ
せた後、前記作業ハンド(H)を、予め設定しである所
定距離(本実施例では、約200mmに設定しである)
を、後退させて、前記イメージセンサ(S3)の受光量
が飽和しないように、且つ、撮像距離に対する光量変化
が大きくなるように、前記後退距離と近接センサ(S2
)の作動距離とに基づいて、前記ストロボ装置(28)
の光量を予め設定された光量に減光して再発光させなが
ら、再撮像処理する(第8図(イ)参照)。
が収穫対象果実に対して設定距離内に接近したことを検
出するに伴って、前記伸縮アーム(8)の作動を停止さ
せて前記作業ハンド()I)のアプローチを一旦停止さ
せた後、前記作業ハンド(H)を、予め設定しである所
定距離(本実施例では、約200mmに設定しである)
を、後退させて、前記イメージセンサ(S3)の受光量
が飽和しないように、且つ、撮像距離に対する光量変化
が大きくなるように、前記後退距離と近接センサ(S2
)の作動距離とに基づいて、前記ストロボ装置(28)
の光量を予め設定された光量に減光して再発光させなが
ら、再撮像処理する(第8図(イ)参照)。
但し、アプローチ距離が前記伸縮アーム(8)をその最
大伸長位置まで突出した位置に相当する設定値以上にな
っても、前記近接センサ(S2)が作動しない場合は、
収穫不能であると判断して、前記伸縮アーム(8)を短
縮させて、作業ハンド(H)をアプローチ開始位置まで
戻す。
大伸長位置まで突出した位置に相当する設定値以上にな
っても、前記近接センサ(S2)が作動しない場合は、
収穫不能であると判断して、前記伸縮アーム(8)を短
縮させて、作業ハンド(H)をアプローチ開始位置まで
戻す。
そして、再撮像処理された画像情報を再度画像処理する
ことにより、前記果実の色のみに対応した一つの領域(
Fo)を再抽出し、そして、その再抽出された領域(F
o)内において、最も明るくみえるハイライト部分(P
l)(第7図(ハ)参照)を抽出し、前記バキュームパ
ッド(10)を、そのハイライト部分に向けてアプロー
チさせるように、アプローチ方向を修正して、前記近接
センサ(S2)が再度ONするまで、低速移動する状態
でアプローチを再開する。
ことにより、前記果実の色のみに対応した一つの領域(
Fo)を再抽出し、そして、その再抽出された領域(F
o)内において、最も明るくみえるハイライト部分(P
l)(第7図(ハ)参照)を抽出し、前記バキュームパ
ッド(10)を、そのハイライト部分に向けてアプロー
チさせるように、アプローチ方向を修正して、前記近接
センサ(S2)が再度ONするまで、低速移動する状態
でアプローチを再開する。
但し、前記ハイライト部分(P、)が、再抽出された領
域(Fo)内において複数個ある場合(第7図(ハ)中
、破線で示す)は、複数個の果実が平面的に隣接して生
っていると判別して、例えば、左方や下方等、予め設定
された方向に位置するものに対してアプローチするよう
に、一つのハイライト部分(p+)のみを選択すること
となる。
域(Fo)内において複数個ある場合(第7図(ハ)中
、破線で示す)は、複数個の果実が平面的に隣接して生
っていると判別して、例えば、左方や下方等、予め設定
された方向に位置するものに対してアプローチするよう
に、一つのハイライト部分(p+)のみを選択すること
となる。
尚、複数個の果実が前後方向に隣接して生っている場合
は、前記ストロボ装置(28)による反射光量が、後方
側に位置する果実よりも前方側に位置する果実からのほ
うが大になるために、後方側に位置する果実に対する位
置情報が自動的に除去されて、複数個の果実が隣接して
いても、前記ハイライト部分(p、)は一つのみ抽出さ
れることとなり、前記作業ハンド(H)に対して手前側
に位置する一つの果実に対応する位置のみが自動的に抽
出されることとなる。
は、前記ストロボ装置(28)による反射光量が、後方
側に位置する果実よりも前方側に位置する果実からのほ
うが大になるために、後方側に位置する果実に対する位
置情報が自動的に除去されて、複数個の果実が隣接して
いても、前記ハイライト部分(p、)は一つのみ抽出さ
れることとなり、前記作業ハンド(H)に対して手前側
に位置する一つの果実に対応する位置のみが自動的に抽
出されることとなる。
前記近接センサ(S2)が再度ONするに伴って、前記
バキュームパッド(10)の吸引作動を開始すると共に
、前記作業ハンド(H)をそのまま低速移動させて前進
させる。
バキュームパッド(10)の吸引作動を開始すると共に
、前記作業ハンド(H)をそのまま低速移動させて前進
させる。
前記バキュームパッド(10)の吸引作動開始後に、作
業ハンド(H)を設定距離(例えば、前記近接センサ(
S2)の作動距離に対応した距離)だけ収穫対象果実側
に前進移動させ(第8図(+1)参照)、前記負圧セン
サ(Sl)の検出情報に基づいて、果実を吸着したか否
かを判別し、所望通り吸着している場合は、前記バキュ
ームパッド(10)を停止させ、且つ、それと同時に、
前記捕捉部ケース(15)を前方側に突出させて、収穫
対象果実を、前記捕捉部ケース(15)内に取り込んで
、果実が前記納期断装置の作動範囲内に位置する状態と
なるようにする(第8図(ハ)参照)。
業ハンド(H)を設定距離(例えば、前記近接センサ(
S2)の作動距離に対応した距離)だけ収穫対象果実側
に前進移動させ(第8図(+1)参照)、前記負圧セン
サ(Sl)の検出情報に基づいて、果実を吸着したか否
かを判別し、所望通り吸着している場合は、前記バキュ
ームパッド(10)を停止させ、且つ、それと同時に、
前記捕捉部ケース(15)を前方側に突出させて、収穫
対象果実を、前記捕捉部ケース(15)内に取り込んで
、果実が前記納期断装置の作動範囲内に位置する状態と
なるようにする(第8図(ハ)参照)。
但し、前記負圧センサ(Sl)が作動しない場合は、収
穫不能であると判断して、前記捕捉部ケース(15)を
後方側に退避させると共に、前記バキュームパッド(1
0)の吸引作動を停止させて、前記伸縮アーム(8)を
短縮させて、作業ハンド(H)をアプローチ開始位置ま
で戻す。
穫不能であると判断して、前記捕捉部ケース(15)を
後方側に退避させると共に、前記バキュームパッド(1
0)の吸引作動を停止させて、前記伸縮アーム(8)を
短縮させて、作業ハンド(H)をアプローチ開始位置ま
で戻す。
前記捕捉部ケース(15)内に果実を取り込んだ後は、
前記カッタ(17)及び柄支持部材(18)を前方側に
向けて起立作動させるべく、前記起伏操作用のモータ(
19)を正転駆動する。そして、前記ポテンショメータ
(S4)による検出情報に基づいて、その起立作動完了
位置の手前側の中間位置で起立作動を一旦停止させると
共に、前記バキュームパッド(10)の吸引作動を停止
させ、作業ハンド(H)全体を、果実に対して手前側下
方に向けて設定距離を後退させることにより、捕捉され
た果実に対して前記力フタ(17)が接触する状態とな
るように、つまり、前記カッタ(17)にて切断される
柄の長さが極力短くなるように、カッタ(17)に対す
る柄の位置を補正する(第8図(ニ)参照)。
前記カッタ(17)及び柄支持部材(18)を前方側に
向けて起立作動させるべく、前記起伏操作用のモータ(
19)を正転駆動する。そして、前記ポテンショメータ
(S4)による検出情報に基づいて、その起立作動完了
位置の手前側の中間位置で起立作動を一旦停止させると
共に、前記バキュームパッド(10)の吸引作動を停止
させ、作業ハンド(H)全体を、果実に対して手前側下
方に向けて設定距離を後退させることにより、捕捉され
た果実に対して前記力フタ(17)が接触する状態とな
るように、つまり、前記カッタ(17)にて切断される
柄の長さが極力短くなるように、カッタ(17)に対す
る柄の位置を補正する(第8図(ニ)参照)。
その後は、前記ポテンショメータ(s4)による検出情
報に基づいて、起立作動が完了するまで、引き続き前記
カッタ(17)及び柄支持部材(18)を前方側に向け
て起立作動させ、果実の柄を前記力フタ(17)と柄支
持部材(18)との間に挟み込む状態で保持させて、前
記力フタ(17)にて柄を切断する(第8図(ネ)参照
)。
報に基づいて、起立作動が完了するまで、引き続き前記
カッタ(17)及び柄支持部材(18)を前方側に向け
て起立作動させ、果実の柄を前記力フタ(17)と柄支
持部材(18)との間に挟み込む状態で保持させて、前
記力フタ(17)にて柄を切断する(第8図(ネ)参照
)。
但し、前記カッタ(17)及び柄支持部材(18)が、
その起立作動完了位置や中間位置に達するに要する設定
時間経過しても、その位置まで起立作動したことを検出
できない場合は、収穫不能と判断して、前記ポテンショ
メータ(S4)による検出情報に基づいて、前記力フタ
(17)及び柄支持部材(18)を、その引退完了位置
まで後方側に引退作動させると共に、前記捕捉部ケース
(15)をハンド(H)後方側に引退させて、前記バキ
ュームパッド(10)の吸引口が前記捕捉部ケース(1
5)の開口部(26)の前方側に突出する状態となる初
期位置に復帰させた後、前記伸縮アーム(8)を短縮し
て、アプローチ開始位置まで戻すこととなる。
その起立作動完了位置や中間位置に達するに要する設定
時間経過しても、その位置まで起立作動したことを検出
できない場合は、収穫不能と判断して、前記ポテンショ
メータ(S4)による検出情報に基づいて、前記力フタ
(17)及び柄支持部材(18)を、その引退完了位置
まで後方側に引退作動させると共に、前記捕捉部ケース
(15)をハンド(H)後方側に引退させて、前記バキ
ュームパッド(10)の吸引口が前記捕捉部ケース(1
5)の開口部(26)の前方側に突出する状態となる初
期位置に復帰させた後、前記伸縮アーム(8)を短縮し
て、アプローチ開始位置まで戻すこととなる。
柄を切断した後は、前記捕捉部ケース(15)内に果実
を保持する状態を維持しながら、前記伸縮アーム(8)
を短縮させて、作業用ハンド(H)を所定位置まで戻し
た後、前記シャッタ(29)を下方に向けて開けること
により、収穫した果実を、車体(2)の脇に置いである
前記収納用の箱(K)に排出する。
を保持する状態を維持しながら、前記伸縮アーム(8)
を短縮させて、作業用ハンド(H)を所定位置まで戻し
た後、前記シャッタ(29)を下方に向けて開けること
により、収穫した果実を、車体(2)の脇に置いである
前記収納用の箱(K)に排出する。
収穫した果実を排出した後は、前記ポテンショメータ(
S4)による検出情報に基づいて、前記カッタ(17)
及び柄支持部材(18)を、その引退完了位置まで後方
側に引退作動させると共に、前記捕捉部ケース(15)
をハンド(H)後方側に引退させて、前記バキュームパ
ッド(10)の吸引口が前記捕捉部ケース(15)の開
口部(26)の前方側に突出する状態となる初期位置に
復帰させて、一つの果実に対する収穫作動を終了する。
S4)による検出情報に基づいて、前記カッタ(17)
及び柄支持部材(18)を、その引退完了位置まで後方
側に引退作動させると共に、前記捕捉部ケース(15)
をハンド(H)後方側に引退させて、前記バキュームパ
ッド(10)の吸引口が前記捕捉部ケース(15)の開
口部(26)の前方側に突出する状態となる初期位置に
復帰させて、一つの果実に対する収穫作動を終了する。
本発明を実施するに、作業ハンド(H)の具体構成、作
業ハンド()l)を収穫対象に向けて誘導するために備
えさせる伸縮アーム(8)の具体構成等、各部の構成は
各種変更できる。
業ハンド()l)を収穫対象に向けて誘導するために備
えさせる伸縮アーム(8)の具体構成等、各部の構成は
各種変更できる。
又、上記実施例では、果実を収穫する場合について例示
したが、トマト等の野菜の収穫作業にも適用できる。又
、収穫作業以外の作業にも適用できるものであって、本
発明は、上記実施例のみに限定されるものではない。
したが、トマト等の野菜の収穫作業にも適用できる。又
、収穫作業以外の作業にも適用できるものであって、本
発明は、上記実施例のみに限定されるものではない。
尚、特許請求の範囲の項に図面との対象を便利にするた
めに符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構
造に限定されるものではない。
めに符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構
造に限定されるものではない。
図面は本発明に係る果菜類用作業機の誘導装置の実施例
を示し、第1図は作業ハンドの切欠側面図、第2図は同
切欠平面図、第3図は同正面図、第4図は果菜類用作業
機の全体側面図、第5図は制御構成を示すブロック図、
第6図(イ) 、 ([+)は制御装置の動作を示すフ
ローチャート、第7図(イ) 、 (o) 、 (71
)は画像処理の説明図、第8図(イ)、(D)、(ハ)
、(ニ)、(ネ)は収穫作動の説明図である。 (10)・・・・・・バキュームパッド、(S3)・・
・・・・視覚装置、(32)・・・・・・誘渾手段。
を示し、第1図は作業ハンドの切欠側面図、第2図は同
切欠平面図、第3図は同正面図、第4図は果菜類用作業
機の全体側面図、第5図は制御構成を示すブロック図、
第6図(イ) 、 ([+)は制御装置の動作を示すフ
ローチャート、第7図(イ) 、 (o) 、 (71
)は画像処理の説明図、第8図(イ)、(D)、(ハ)
、(ニ)、(ネ)は収穫作動の説明図である。 (10)・・・・・・バキュームパッド、(S3)・・
・・・・視覚装置、(32)・・・・・・誘渾手段。
Claims (1)
- 作業対象果菜類を吸着するバキュームパッド(10)、
前記作業対象果菜類の位置する方向を検出する視覚装置
(S_3)、及び、前記視覚装置(S_3)による検出
情報に基づいて前記バキュームパッド(10)を作業対
象果菜類に向けて誘導する誘導手段(32)を備えた果
菜類用作業機の誘導装置であって、前記視覚装置(S_
3)を、その撮像視野方向が前記バキュームパッド(1
0)の前後方向を向く状態で、前記バキュームパッド(
10)の内部に設けてある果菜類用作業機の誘導装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24816786A JPS63102610A (ja) | 1986-10-18 | 1986-10-18 | 果菜類用作業機の誘導装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24816786A JPS63102610A (ja) | 1986-10-18 | 1986-10-18 | 果菜類用作業機の誘導装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63102610A true JPS63102610A (ja) | 1988-05-07 |
Family
ID=17174212
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24816786A Pending JPS63102610A (ja) | 1986-10-18 | 1986-10-18 | 果菜類用作業機の誘導装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63102610A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101323682B1 (ko) * | 2011-11-28 | 2013-10-31 | 안동대학교 산학협력단 | 과실수확기구 |
-
1986
- 1986-10-18 JP JP24816786A patent/JPS63102610A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101323682B1 (ko) * | 2011-11-28 | 2013-10-31 | 안동대학교 산학협력단 | 과실수확기구 |
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