JP2010179075A - 魚体注射位置検出装置及び魚体注射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来の魚の健康状態の維持や病気の予防のために魚体にワクチンを注射する注射作業は人手に頼っていたため、熟練しているものでないと魚体の最適な注射位置からわずかに離れた位置に注射してしまうことや、魚種が変わった場合に作業者のミスにより誤った位置に注射してしまうという問題があった。
【解決手段】 本発明の魚体注射位置検出装置は、撮像手段により撮像した魚体の画像から魚体形状検出手段により魚体の外形形状を検出して魚体の大きさおよび載置されている姿勢を検出し、これから注射位置演算手段により、魚体の大きさおよび載置されている姿勢から最適な注射位置を演算して求めることを可能にしたものであり、上記の魚体注射位置検出装置を搭載した魚体注射装置は、異なる魚種であっても、あるいはサイズの違いがある場合あっても最適な注射位置にワクチン注射を施すことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、養殖されている魚体へのワクチン注射作業において、魚種あるいは魚体のサイズに関わりなく魚体に対する最適な注射位置を自動的に検出することができる魚体注射位置検出装置及び前記魚体注射位置検出装置を備えた魚体注射装置に関する。

魚類の養殖作業において、魚の健康状態の維持や病気の予防のために魚体にワクチン注射を施すことが行われている。魚体へのワクチン注射作業は稚魚の時点で施されるのが一般的であり、麻酔薬を混入した水槽内に魚体を入れて麻酔し、手作業で魚体に注射している。

同一の魚類であってもそのサイズが異なると最適な注射位置は異なるために、手作業で魚体にワクチン注射を施す場合には、熟練しているものでないと魚体の最適な注射位置からわずかに離れた位置に注射してしまい、十分な薬剤の効果が期待できないという問題がある。

また、魚種が異なると注射位置は全く異なる。例えば鯛の場合は、体長の中心付近で背びれに近い個所であり、ブリの場合は体長の中心付近で腹であるという具合に魚種によって異なる位置に注射する必要がある。その結果、魚類ごとに最適な注射位置を覚えなければならず作業者の負担になるとともに、作業者のミスにより誤った位置に注射してしまうという不具合がある。

一方、特開２００３−１５９２６５号公報に開示されているように注射装置を用いて魚体に注射する方法も提案されており、注射針と魚体を支持する支持台とが相対的に移動可能に構成されているために、魚体の任意の位置に注射することを可能にしている。この注射装置は同じ魚種の同じ大きさの魚体に対しては効率的に作業できるとともにかつ確実性を備える装置であるが、異なる魚類に対しては注射位置を設定し直す必要があり、手間がかかるという問題があった。また、同じ魚種であってもサイズが異なる場合にも注射位置を設定し直す必要があるという問題があった。

特開２００３−１５９２６５号公報

本発明は上記問題点を鑑み、魚の種類に関わらず、又魚体のサイズが異なる場合であっても自動的に最適な注射位置を検出する注射位置検出装置及び前記注射位置検出装置を備えた魚体注射装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１の解決手段は、魚体を撮像する撮像手段と、前記撮像手段で撮像した画像から魚体の形状を検出する魚体形状検出手段と、魚体の最適注射位置を演算する注射位置演算手段とから構成されることを特徴とする。

上記の第１の解決手段によれば、撮像手段により魚体を撮像し、この撮像画像から魚体形状検出手段により魚体の外形形状を検出して魚体の大きさおよび載置されている姿勢を検出し、注射位置演算手段により、魚体の大きさおよび載置されている姿勢から最適な注射位置を演算して求める。即ち、魚種あるいは魚体のサイズ及び載置されている姿勢に関わらず最適な注射位置を検出することができる。

本発明の第２の解決手段は、第１の解決手段の魚体注射位置検出装置であって、前記魚体形状検出手段は、前記撮像手段により得られた画像と前記魚体形状検出手段に格納されている魚類の形状情報とをパターンマッチングさせることにより、前記魚体の大きさ及び載置されている姿勢の情報を得ることを特徴としており、前記魚体の大きさ及び載置されている魚体の姿勢の情報を得ることができる。

本発明の第３の解決手段は、第１又は第２の解決手段の魚体注射位置検出装置であって、前記注射位置演算手段は、前記魚体形状検出手段により得られた魚体の大きさ及び載置されている姿勢の情報と、前記注射位置演算手段に格納されている最適注射位置情報とから最適注射位置を演算することを特徴としており、前記魚体への最適注射位置を高い精度で演算することができる。

本発明の第４の解決手段は、第１乃至第３の解決手段の魚体注射位置検出装置であって、さらに魚体の形状情報及び魚体注射位置情報を登録する情報登録手段を備えることを特徴としており、複数の魚類に関してパターンマッチングに必要な魚体の外形形状データ及び最適注射位置に関するデータを登録することが可能であり、新たな魚種に対しても容易に対応することができる。

本発明の第５の解決手段は、薬剤供給機構を備えた注射手段と、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の魚体注射位置検出装置とを備えることを特徴としており、魚体の種類あるいは大きさに関わらず魚体の最適な位置に注射することができる。

上述したように本発明の魚体注射位置検出装置は、撮像手段により撮像した魚体の画像から魚体形状検出手段により魚体の外形形状を検出して魚体の大きさおよび載置されている姿勢を検出し、これらのデータと注射位置演算手段に格納されている最適な注射位置のデータから最適な注射位置を演算して求めるものである。

本発明の魚体注射位置検出装置によれば、魚種あるいは魚体のサイズや載置されている姿勢に関わらず最適な注射位置を検出することが可能であり、作業者の経験やカンに頼らず、安定した注射作業を実現できるという効果が得られる。

図をもって本発明の魚体注射位置検出装置及び魚体注射装置について詳細に説明する。なお、本発明は本実施例によって限定されるものではない。

図１は本発明の実施例の魚体注射位置検出装置１の構成を示す説明図であり、撮像手段２、魚体形状検出手段６、注射位置演算手段７を主要部分として構成される。

撮像手段２は、２次元ＣＣＤ素子あるいは２次元ＣＭＯＳ素子などの撮像素子を備えた２次元画像を撮像できる撮像手段であり、撮像対象である魚体５を撮像する。なお、撮像手段２と撮像対象である魚体を相対移動可能な構成にすれば、ラインセンサ素子を撮像素子とする所謂ラインセンサカメラを用いて撮像することが可能となる。

照明手段３はドーム状の形状をした枠体の開口部（図１の下方部）に発光部３ａが円環状に形成されている照明手段であり、魚体５を散乱光で照明する。ドーム状の枠体の内面は微細な凹凸が設けられていて発光部３ａから発せられた照明光はドーム状の枠体の内面で反射して様々な方向に照射する散乱光となる。魚体５の表面には様々な方向から照明光が入射し、その結果魚体表面の画像を鮮明に撮像することができる。照明手段３の発光部３ａには蛍光灯あるいはＬＥＤなどの発光手段を用いることができる。撮像手段２は照明手段３の上方に配置され、照明手段３のドーム状枠体の頭頂部に設けられている窓を通して魚体５を撮像する。

支持台４は、撮像する魚体５を載置する手段であり、魚体５を撮像する位置と魚体を支持台４に載置する位置との間を移動できるように構成するのが望ましいが、支持台４が予め撮像手段２の撮像エリアに配置されていて魚体５を直接に載置する構成としてもよい。また中央部が最も深く外縁部に対して中央部に向かって徐々に低くなる形状に形成することにより、魚体を安定して支持できるように構成する。さらに、外形の形状を損なわないように魚体５を保持する図示しない保持手段を設けることにより、撮像時の魚体の位置及び姿勢を一定姿勢に維持する必要がある。

魚体形状検出手段６は、撮像手段２で撮像された画像から魚体５の外形形状及び載置姿勢の情報を得る手段であり、魚体形状検出手段６に予め格納されている魚種ごとの形状のデータと撮像手段２で得られた画像とからパターンマッチングにより魚体５の外形形状及び載置姿勢の情報を得る。

注射位置演算手段７は、魚体形状検出手段６で得られた魚体５の外形形状及び載置姿勢と注射位置演算手段７に予め格納されている最適注射位置のデータとから最適注射位置を演算する手段であり、最適注射位置は、座標変換を施すことで最適注射位置の座標を演算する。

撮像手段２で得られた画像や注射位置演算手段７で得られた演算された最適注射位置はモニタ９で確認することができる。

データ登録手段８は、魚体形状検出手段６及び注射位置演算手段７にデータが登録されていない魚種について新たなデータを作成し魚体形状検出手段６及び注射位置演算手段７に保管する手段である。

本発明の魚体注射位置検出装置の注射位置の検出する手順を図２に示すフローチャートでもって説明する。

注射位置を検出する魚体５を支持台４に載置し、図示しない保持手段により魚体５を保持した状態で支持台４を撮像手段２の撮像エリアに配置する。支持台４が予め撮像手段２の撮像エリアに配置されていて場合は、魚体５を支持台４に載置すれば撮像手段２の撮像エリアに配置されることになる。

魚体５は撮像手段２が撮像するのに十分な光量で照明手段３により照明されており、撮像手段２でもって魚体５の画像を撮像し、画像データを魚体形状検出手段６に送る。

魚体形状検出手段６は、魚体形状検出手段６に予め格納されている魚種ごとの形状のデータから指定された魚種のデータを取り出し、そのデータと撮像手段２で得られた画像とからパターンマッチングにより魚体５の外形形状及び載置姿勢を検出する。

注射位置演算手段７は、魚体形状検出手段６で得られた魚体５の外形形状及び載置姿勢のデータを用いて注射位置演算手段７に予め格納されている魚体の外形形状データ及び最適注射位置のデータに座標変換を施すことにより最適注射位置の座標を演算する。

注射位置演算手段７によって求められた最適注射位置の位置に注射手段１０でもって魚体５に注射を施す。注射手段１０は図１において魚体注射位置検出装置１の左側に配置されており、魚体５へ注射する際に支持台４の上方に移動して注射作業を行う。

注射作業の方法はこれに限るものではなく、支持台４を注射手段１０の位置に移動させて注射作業を行ってもよい。あるいは、支持台４を用いずに魚体を搬送コンベアにより間欠移動する構成とし、魚体注射位置検出装置１で静止画を撮像し、注射位置を演算し、注射手段１０を検出位置へ移動し、魚体押え具１４により魚体５を固定し、注射する構成としてもよい。この構成では、魚体注射位置検出装置１で撮像する魚体数を複数とすることも可能であり、検出した最適注射位置の複数のデータを注射手段１０に送り、順次注射作業を行うことができる。

次に新規に魚種の外形及び注射位置データを登録する手順について図３のフローチャートを用いて説明する。最初に登録する魚体を支持台４に載置し、撮像手段２を用いて魚体の画像を撮像し、モニタ９に表示された画像に魚体全体を含むように登録データ範囲を指定する。

次にモニタ９に表示された画像の上に魚種に応じた最適注射位置を指示する。これで魚体全体を含む登録データ範囲に対して最適注射位置の座標が特定される。即ち登録データ範囲の基準点（例えば登録データ範囲の中心点）から最適注射位置までの横方向距離及び横方向距離が確定する。これらのデータがデータ登録手段８に登録保管される。

データ登録手段８によって登録データのうち、魚体のサイズ及び魚体の載置されている姿勢情報はパターンマッチングを行う際に使用される。また、データ登録手段８の最適注射位置の登録データは、注射位置演算手段７で最適注射位置を演算する際に基準点（画面中心点）からの距離を演算するのに用いられる。

本発明の魚体注射装置は、上述した魚体注射位置検出装置１と薬剤供給機構を備えた注射手段と魚体を載置する支持台とから構成される。図１では注射手段１０を魚体注射位置検出装置１に隣接した位置に配置し、注射位置が検出された支持台４に載置された魚体に直ちに注射作業を実施できるように配置した例である。本発明の注射装置は、魚体注射位置検出装置１により最適注射位置を検出することができるので、異なる魚種であっても、あるいはサイズの違いがある場合あっても最適な注射位置にワクチン注射を施すことができる。

図４に魚体注射装置の別の実施例を示す。魚体５は搬送コンベア１２で直接に搬送される。搬送コンベア１２のライン上に魚体注射位置検出装置１（図４には図示せず）及び注射手段１１を配置する。魚体注射位置検出装置１は図１に示すものを用いる。注射手段１１は注射器１３及び魚体押え具１４は３次元を自在に移動可能なロボット１５のハンド部に装着されている。また、注射器１３は魚体に近接できるように移動可能に形成されている。

搬送コンベア１２で搬送されてくる魚体５は魚体注射位置検出装置１において注射位置の検出が行われる。魚体注射位置検出装置１において検出された最適注射位置の情報は注射手段１１に送られ、ロボット１５を作動させることで、魚体５が魚体押え具１４によって位置決めされる。次いで注射器１３を魚体５に近接する方向に移動し、注射作業を行う。図４に示す搬送コンベアを用いて構成では、魚体注射位置検出装置１において複数の魚体の画像を撮像し、複数の最適注射位置を検出することが可能であり、このデータを用いて注射手段１１で魚体５に順次注射を施すことが可能である。

魚体押え具１４によって魚体５を固定する際には、魚体注射位置検出装置１において検出された魚体５の姿勢を変えることなく魚体５を固定する必要があり、魚体押え具１４は可撓性を有し、かつ魚体５を押さえる際に魚体５の姿勢を変えることのない程度の保持力を備えることが望ましい。

従来の魚の健康状態を維持や病気の予防のために魚体にワクチン注射する注射装置は人手に頼っていたため、熟練しているものでないと魚体の最適な注射位置からわずかに離れた位置に注射してしまうことや、魚種が変わった場合に作業者のミスにより誤った位置に注射してしまうという問題があった。

また、従来の注射装置は同じ魚種の同じ大きさの魚体に対しては効率かつ確実性を有する装置であるが、異なる魚類や、魚体のサイズが異なる場合には注射位置に設定し直す必要があり、手間がかかるという問題があった。

本発明の魚体注射位置検出装置は、撮像手段により撮像した魚体の画像から魚体形状検出手段により魚体の外形形状を検出して魚体の大きさおよび載置されている姿勢を検出し、これから注射位置演算手段により、魚体の大きさおよび載置されている姿勢から最適な注射位置を演算して求めることを可能にしたものである。また、上記の魚体注射位置検出装置を搭載した魚体注射装置は、異なる魚種であっても、あるいはサイズの違いがある場合あっても最適な注射位置にワクチン注射を施すことができる。

この結果、魚種あるいは魚体のサイズや載置されている姿勢に関わらず最適な注射位置を検出することを可能にするとともに、作業者の経験やカンに頼らず、安定した注射作業を実現できるという効果が期待できるものであり、産業への寄与は大なるものがある。

本実施例の魚体注射位置検出装置及び魚体注射装置の構成を示す説明図である。 本実施例の魚体注射位置を検出する手順を示すフローチャートである。 本実施例の魚体データを登録する手順を示すフローチャートである。 魚体注射装置の異なる実施例を示す説明図である。

１ 魚体注射位置検出装置
２ 撮像手段
３ 照明手段
３ａ 発光部
４ 支持台
５ 魚体
６ 魚体形状検出手段
７ 注射位置演算手段
８ データ登録手段
９ モニタ
１０ 注射手段
１１ 注射手段（図４の実施例）
１２ 搬送コンベア
１３ 注射器
１４ 魚体押え具
１５ ロボット

Claims (5)

1. 魚体を撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段で撮像した画像から魚体の形状を検出する魚体形状検出手段と、
   魚体の最適注射位置を演算する注射位置演算手段と
   から構成されることを特徴とする魚体注射位置検出装置。
2. 前記魚体形状検出手段は、前記撮像手段により得られた画像と前記魚体形状検出手段に格納されている魚体情報とをパターンマッチングさせることにより、前記魚体の大きさ及び載置されている姿勢の情報を得ることを特徴とする請求項１に記載の魚体注射位置検出装置。
3. 前記注射位置演算手段は、前記魚体形状検出手段により得られた魚体の大きさ及び載置されている姿勢の情報と、前記注射位置演算手段に格納されている最適注射位置情報とから最適注射位置を演算することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の魚体注射位置検出装置。
4. さらに魚体の形状情報及び魚体注射位置情報を登録する情報登録手段を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の魚体注射位置検出装置。
5. 薬剤供給機構を備えた注射手段と、
   請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の魚体注射位置検出装置と
   を備えることを特徴とする魚体注射装置。

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