JP2608998B2 - Fruit and vegetable harvester guidance device - Google Patents

Fruit and vegetable harvester guidance device

Info

Publication number
JP2608998B2
JP2608998B2 JP7770191A JP7770191A JP2608998B2 JP 2608998 B2 JP2608998 B2 JP 2608998B2 JP 7770191 A JP7770191 A JP 7770191A JP 7770191 A JP7770191 A JP 7770191A JP 2608998 B2 JP2608998 B2 JP 2608998B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fruit
hand
vacuum pad
approach
center
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP7770191A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH04311312A (en
Inventor
上田  吉弘
正昭 西中
淳 増留
弘 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kubota Corp
Original Assignee
Kubota Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kubota Corp filed Critical Kubota Corp
Priority to JP7770191A priority Critical patent/JP2608998B2/en
Publication of JPH04311312A publication Critical patent/JPH04311312A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2608998B2 publication Critical patent/JP2608998B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、収穫対象を吸着するバ
キュームパッドを本体部に対して向き変更自在に且つ設
定向きに復帰付勢された状態で備えたハンドと、前記バ
キュームパッドの前記本体部に対する向きを検出する検
出手段と、前記収穫対象を撮像する撮像手段と、その撮
像手段の情報を処理して前記収穫対象の色に対応した特
定色領域と、その特定色領域内において明るさが設定値
より大なるハイライト領域とを求める画像処理手段と、
前記画像処理手段の情報に基づいて前記収穫対象に接近
するように前記バキュームパッドを前記ハイライト領域
にアプローチさせ且つそのアプローチで前記収穫対象を
吸着できない場合には前記検出手段の情報に基づいて前
記バキュームパッドが設定向きから向きを変更さた方
向に前記ハンドの位置を修正して再アプローチさせる制
御手段とが設けられている果菜類収穫機の誘導装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hand provided with a vacuum pad for adsorbing an object to be harvested in a state in which the vacuum pad can be changed in direction relative to a main body and is urged to return to a set direction, and the main body of the vacuum pad. Detecting means for detecting the orientation with respect to the section, imaging means for imaging the harvest target, a specific color area corresponding to the color of the harvest target by processing information of the imaging means, and brightness within the specific color area Image processing means for obtaining a highlight area where is larger than the set value;
Approaching the harvest target based on the information of the image processing means
In the direction the of the vacuum pad on the basis of the information of the detecting means if it can not adsorb the harvesting target the vacuum pad and its approach to reach the highlight region is changed orientation from the setting direction to The present invention relates to a fruit and vegetable harvester guidance device provided with a control means for correcting the position of the hand and re-approaching the hand .

【0002】[0002]

【従来の技術】前記アプローチにおいて、バキュームパ
ッドが果実等の収穫対象に接当したとき、誘導方向に誤
差があるとバキュームパッドの縁端部に接当することに
なるためバキュームパッドの向きが変更されることにな
る。そこで、その情報に基づいて誘導方向の誤差を検出
して、ハンドの位置を修正することにより、再アプロー
チにおける誘導方向を補正することができる。
2. Description of the Related Art In the above-mentioned approach, when the vacuum pad contacts an object to be harvested such as fruit, if there is an error in the guiding direction, the pad contacts the edge of the vacuum pad. Will be done. Therefore, by detecting an error in the guiding direction based on the information and correcting the position of the hand, the guiding direction in the re-approach can be corrected.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、再
アプローチにおいて再撮像処理等を行うことなく迅速に
再誘導を開始することができるので、収穫作業の効率を
高めることができる。しかし、収穫対象の一部が葉など
によって遮蔽されている場合には、誘導方向が正確であ
っても葉などが邪魔になり、収穫対象の吸着が的確に出
来ない等の理由によりうまく収穫出来ない虞があった。
本発明の目的は、上記従来欠点を解消して収穫作業の効
率の低下を招くことなく収穫対象を確実に収穫できる果
菜類収穫機の誘導装置を得る点にある。
In the above-mentioned prior art, the re-guidance can be started immediately without performing the re-imaging process or the like in the re-approach, so that the efficiency of the harvesting operation can be improved. However, when a part of the harvest target is shielded by leaves, etc., even if the guiding direction is accurate, the leaves may be in the way, and the harvest target may not be properly adsorbed. There was no fear.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional drawbacks and to provide a fruit and vegetable harvesting machine guidance device capable of reliably harvesting a target to be harvested without lowering the efficiency of the harvesting operation.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明による果菜類収穫機の誘導装置の特徴構成
は、前記再アプローチで前記収穫対象を吸着できない場
合には、前記撮像手段の再撮像情報に基づいて前記画像
処理手段が前記特定色領域の特定方向における中央部又
は重心に対する前記ハイライト領域の位置ズレを求め、
前記制御手段が前記ハンドを前記特定色領域の特定方向
における中央部又は重心に対して前記ハイライト領域が
位置ズレしている方向とは反対側に偏位した方向から前
記ハイライト領域に再度アプローチさせるように構成さ
れていることである。
In order to achieve this object, the feature of the guidance device for a fruit and vegetable harvester according to the present invention is that if the target to be harvested cannot be adsorbed by the re-approach, the imaging means is re-started. Based on imaging information, the image processing means calculates a position shift of the highlight area with respect to a center or a center of gravity of the specific color area in a specific direction,
The control means moves the hand in a specific direction of the specific color area.
The highlight region is located at the center or center of gravity of
The configuration is such that the highlight area is approached again from a direction deviated to the opposite side to the direction of the positional deviation .

【0005】[0005]

【作用】収穫対象が葉などに遮蔽されていない場合に
は、バキュームパッドを撮像画像内の収穫対象に対応す
る特定色領域のハイライト領域にアプローチさせて収穫
対象に接近させる。そして、そのアプローチで収穫対象
を吸着できない場合には、バキュームパッドの向きから
誘導方向の誤差を検出して、バキュームパッドが設定向
きから向きを変更された方向にハンドの位置を修正して
再アプローチさせることにより的確に収穫出来ると考え
られる。他方、収穫対象の一部が葉などによって遮蔽さ
れている場合には、葉などを避けて収穫作動する必要が
ある。ところで、一部が葉などによって遮蔽されている
場合、ハイライト領域は特定色領域の特定方向における
中央部又は重心よりも葉などのある方向に位置ズレする
ことになる。そこで、再アプローチで収穫対象を吸着で
きない場合には、ハンドが上記特定色領域の特定方向に
おける中央部又は重心に対して前記ハイライト領域が位
置ズレしている方向とは反対側に偏位した方向からアプ
ローチさせることにより葉などに邪魔されることなく収
穫作動を実行することが可能となる。
[Function] When the target to be harvested is not shielded by leaves or the like, the vacuum pad corresponds to the target to be harvested in the captured image.
Harvest by approaching the highlight area of a specific color area
Get closer to subject. And with that approach
If the vacuum pad cannot be sucked, an error in the guiding direction is detected from the direction of the vacuum pad , and the vacuum pad is
It is considered that the harvest can be accurately performed by correcting the hand position in the direction in which the direction has been changed from the beginning and causing the hand to approach again. On the other hand, when a part of the harvest target is shielded by leaves or the like, it is necessary to perform harvesting operation while avoiding the leaves or the like. By the way, when a part is shielded by a leaf or the like, the highlight area is shifted in a certain direction such as a leaf or the like from the center or the center of gravity of the specific color area in the specific direction. Therefore, if the harvest target cannot be adsorbed by the re-approach, the hand moves in the specific direction of the specific color area.
The highlight area is positioned with respect to the center or center of gravity
It is possible to perform the harvesting operation without being disturbed like leaves by approaches from a direction offset to the side opposite to the direction indicated by location shift.

【0006】[0006]

【発明の効果】バキュームパッドの向きから誘導方向の
誤差を検出して、再アプローチさせることにより再アプ
ローチを迅速に実行できる。又、再アプローチで収穫対
象を吸着できない場合のみ再撮像情報に基づいて葉など
を避けて収穫作動するようになっている。従って、収穫
作業の効率の低下を最小限に止めながらも収穫対象を確
実に収穫できる果菜類収穫機の誘導装置を得られるに至
った。
According to the present invention, an error in the guiding direction is detected from the direction of the vacuum pad, and the approach is performed again. Further, only when the target to be harvested cannot be adsorbed by the re-approach, the harvesting operation is performed while avoiding the leaves based on the re-imaging information. Therefore, it is possible to obtain a fruit and vegetable harvesting machine guidance device that can reliably harvest the target to be harvested while minimizing the decrease in the efficiency of the harvesting operation.

【0007】[0007]

【実施例】以下、本発明を果実収穫機の誘導装置に適用
した場合における実施例を図面に基づいて説明する。図
6に示すように、左右一対の走行車輪1を前後に備えた
車体Vに、ブーム2が昇降駆動並びに旋回駆動自在に取
り付けられ、そのブーム2の先端部に、補助ブーム3が
水平方向に揺動駆動自在に取り付けられ、そして、果実
収穫用のハンドHを備えた作業用マニプレータ4が、補
助ブーム3の先端部に取り付けられている。尚、図中、
5はブーム昇降用油圧シリンダ、6はブーム旋回用油圧
シリンダ、7は補助ブーム揺動用油圧シリンダである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is applied to a guidance device for a fruit harvester will be described below with reference to the drawings. As shown in FIG. 6, a boom 2 is attached to a vehicle body V having a pair of left and right running wheels 1 at the front and rear so as to be able to move up and down and swing. An auxiliary boom 3 is provided at the tip of the boom 2 in a horizontal direction. A work manipulator 4, which is swingably driven and has a fruit harvesting hand H, is attached to the tip of the auxiliary boom 3. In the figure,
Reference numeral 5 denotes a hydraulic cylinder for lifting and lowering the boom, 6 denotes a hydraulic cylinder for turning the boom, and 7 denotes a hydraulic cylinder for swinging the auxiliary boom.

【0008】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られ
たハンドHとからなる。そして、伸縮アーム8は、電動
モータ9aにて縦軸芯Y周りで旋回操作され、且つ、電
動モータ9bにて横軸芯X周りで揺動操作され、さらに
電動モータ9cにて伸縮操作されるように構成されてい
る。
The working manipulator 4 comprises an articulated telescopic arm 8 and a hand H attached to the distal end of the telescopic arm 8. The telescopic arm 8 is turned around the vertical axis Y by the electric motor 9a, rocked around the horizontal axis X by the electric motor 9b, and further expanded and contracted by the electric motor 9c. It is configured as follows.

【0009】ハンドHについて説明すれば、図7及び図
8に示すように、その先端部に、収穫対象としての果実
Fを吸着するためのバキュームパッド10と、そのバキ
ュームパッド10の吸引口10aに吸着された果実Fを
覆うための捕捉部ケース12と、その捕捉部ケース12
内に取り込んだ果実Fの柄部分を上下方向に挾み込んだ
状態で切断する柄切断装置13とが設けられている。
The hand H will be described. As shown in FIGS. 7 and 8, a vacuum pad 10 for adsorbing a fruit F to be harvested and a suction port 10a of the vacuum pad 10 are provided at the tip of the hand H. A capturing unit case 12 for covering the adsorbed fruit F, and the capturing unit case 12
A handle cutting device 13 is provided for cutting the handle portion of the fruit F taken therein while vertically sandwiching the handle portion.

【0010】バキュームパッド10について説明を加え
ると、バキュームパッド10は蛇腹状に形成されて、本
体部としての通気管11に対して向き変更自在に且つ前
方向きに復帰付勢された状態で取り付けられている。
又、先端部の吸引口10aと夫々ワイヤ22を介して連
結された3個のエアシリンダ21と、3個の近接スイッ
チS4とが通気管11に取り付けられている。各エアシ
リンダ21と近接スイッチS4とは、夫々交互に同一円
周上に60度ごとに配設されている。又、吸引口10a
の近接スイッチS4に対向する位置に夫々突起部10b
が設けられ、近接スイッチS4が夫々突起部10bを検
出することにより吸引口10aの通気管11に対する後
退移動を各別に検出するようになっている。つまり、近
接スイッチS4がバキュームパッド10の通気管11に
対する向きを検出する検出手段に対応している。ところ
で、3個のエアシリンダ21を同時に出退させることに
より、吸引口10aを前方向きにした状態で通気管11
に対して出退させることができる。又、1個或いは2個
のエアシリンダ21を引退させ、且つ、他のエアシリン
ダ21を伸長させることによりバキュームパッド10の
通気管11に対する向きを変更できるようになってい
る。図中、S1は作業用ハンドHが向いた方向に位置す
る果実Fを撮像する撮像手段としてのカラー式のイメー
ジセンサ、S2は作業用ハンドHが作業対象果実Fに対
して設定距離内に接近したことを検出する赤外光利用の
反射式近接センサであって、それら両センサS1,S2
はアプローチや果実収穫の邪魔にならないようにするた
めに、バキュームパッド10の内部に設けられている。
又、15はイメージセンサS1の撮像処理に同期して作
業用ハンドHの前方側を設定光量で照光するための照光
装置であって、一般的には、いわゆるストロボ発光装置
が用いられることになる。
The vacuum pad 10 will be described in more detail. The vacuum pad 10 is formed in a bellows shape, and is attached to the ventilation pipe 11 as a main body so as to be able to change its direction and to be biased to return forward. ing.
Also, three air cylinders 21 and three proximity switches S4, which are respectively connected to the suction port 10a at the distal end portion via wires 22, are attached to the ventilation pipe 11. The air cylinders 21 and the proximity switches S4 are alternately arranged on the same circumference every 60 degrees. Also, the suction port 10a
The protrusions 10b are respectively located at positions facing the proximity switch S4.
Are provided, and the proximity switch S4 detects the protrusions 10b, respectively, so that the retreating movement of the suction port 10a with respect to the ventilation pipe 11 is separately detected. That is, the proximity switch S4 corresponds to a detection unit that detects the direction of the vacuum pad 10 with respect to the ventilation pipe 11. By moving the three air cylinders 21 at the same time, the suction pipe 10a with the suction port 10a facing forward is formed.
You can leave. The direction of the vacuum pad 10 with respect to the ventilation pipe 11 can be changed by retreating one or two air cylinders 21 and extending the other air cylinders 21. In the figure, S1 is a color image sensor as an imaging means for imaging a fruit F located in a direction to which the work hand H is directed, and S2 is a work hand H approaching the work target fruit F within a set distance. A reflection-type proximity sensor utilizing infrared light for detecting that the two sensors S1 and S2
Is provided inside the vacuum pad 10 so as not to hinder the approach and fruit harvesting.
Reference numeral 15 denotes an illuminating device for illuminating the front side of the working hand H with a set amount of light in synchronization with the imaging process of the image sensor S1, and a so-called strobe light emitting device is generally used. .

【0011】捕捉部ケース12は、ハンド前後方向にス
ライド移動自在に通気管11に外嵌支持される基端部分
12aと、その先端側上部に止着される上部カバー12
bと、同じく先端側下部に止着される下部カバー12c
とからなる。そして、バキュームパッド10が果実Fを
吸着するまではアプローチの邪魔にならないようにハン
ド後方側に引退させ、且つ、バキュームパッド10が果
実Fを吸着した後は、吸着された果実Fを覆うようにハ
ンド前方側に突出させるようになっている。下部カバー
12cの下部後方側にシャッタ25が設けられ、開閉用
のエアシリンダ23によって開閉できるようになってい
る。又、横軸芯回りに揺動自在な樹脂製のレバー24
と、そのレバー24の揺動を検出する近接スイッチS5
とがシャッタ25に備えてある。レバー24は、起立姿
勢に復帰付勢すべく下部のみ金属で形成され、柄を切断
された果実Fがシャッタ25上に落下することにより倒
伏姿勢に揺動するようになっている。前記近接スイッチ
S5はレバー24が倒伏姿勢のときにONする。もっ
て、果実Fの柄の切断を検出できるようになっている。
The catching case 12 has a base end portion 12a which is slidably movable in the front-rear direction of the hand and which is externally supported on the ventilation pipe 11, and an upper cover 12 which is fixed to an upper portion on the tip side.
b, and a lower cover 12c similarly fastened to the lower part on the tip side
Consists of Until the vacuum pad 10 adsorbs the fruit F, it is retracted to the rear side of the hand so as not to hinder the approach, and after the vacuum pad 10 adsorbs the fruit F, it covers the adsorbed fruit F. The hand is designed to protrude forward. A shutter 25 is provided on the lower rear side of the lower cover 12c, and can be opened and closed by an air cylinder 23 for opening and closing. Also, a resin lever 24 that can swing around the axis of the horizontal axis.
And a proximity switch S5 for detecting the swing of the lever 24.
Are provided in the shutter 25. The lever 24 is made of metal only at the lower portion so as to urge it to return to the standing posture, and swings to the lying posture by falling the fruit F having the handle cut onto the shutter 25. The proximity switch S5 is turned on when the lever 24 is in the lying posture. Thus, cutting of the handle of the fruit F can be detected.

【0012】柄切断装置13は、果実Fの柄を切断する
バリカン型の刃体13aと、その刃体13aに果実Fの
柄を下方側から押圧支持する柄支持部材13bとからな
る。
The handle cutting device 13 includes a clipper-shaped blade 13a for cutting the handle of the fruit F, and a handle support member 13b for pressing and supporting the handle of the fruit F from below on the blade 13a.

【0013】但し、詳述はしないが、ハンドHには、捕
捉部ケース12を出退操作するためのアクチュエータや
柄切断装置13を駆動するためのアクチュエータ等の収
穫作動用の各種空圧式のアクチュエータや,バキューム
パッド10に果実Fを吸着したことを検出する負圧セン
サS3、捕捉部ケース12の出退位置検出用のセンサ、
及び、柄切断装置13の駆動状態検出用のセンサ等の各
種センサ類が設けられることになる。
Although not described in detail, the hand H includes various pneumatic actuators for harvesting operation, such as an actuator for moving the catching unit case 12 out and back and an actuator for driving the handle cutting device 13. And a negative pressure sensor S3 for detecting that the fruit F is adsorbed to the vacuum pad 10, a sensor for detecting the retracting position of the capturing unit case 12,
In addition, various sensors such as a sensor for detecting the driving state of the handle cutting device 13 are provided.

【0014】果実収穫の手順について説明を加えると、
捕捉部ケース12をハンド後方側に引退させてバキュー
ムパッド10の吸引口10aが捕捉部ケース12よりも
前方側に突出する状態で、作業用ハンドHを予め設定さ
れたアプローチ開始位置に位置させ、且つ、収穫対象と
なる果実Fが位置する方向に向けて、イメージセンサS
1にて撮像処理する。そして、図5(A)及び(B)
示すように、その撮像画像情報を画像処理した情報に基
づいて、果実Fの色に対応した特定色領域F1と、その
特定色領域F1内において明るさが設定値より大なるハ
イライト領域F2と、ハイライト領域F2の重心W2と
を求める。このハイライト領域F2の重心W2に向けて
ハンドHをアプローチさせることになる。アプローチ方
向が決定した後は、作業用ハンドHが決定されたアプロ
ーチ方向に向かって直線的に移動するように、各電動モ
ータ9a,9b,9cを作動させると共に、近接センサ
S2が果実Fを感知するに伴って、バキュームパッド1
0を吸引作動させて収穫対象果実Fを吸着させ、そし
て、捕捉部ケース12を突出させて、その内側に果実F
を取り込んだ後、柄を切断して収穫させることになる。
但し、近接センサS2が作動した後、ハンドHを近接セ
ンサS2が作動する設定距離分、前方側に移動させる間
に負圧センサS3が作動しない場合には収穫失敗と判断
させて、前記設定距離を手前側に後退させた位置から、
近接スイッチS4の検出情報に基づいて、バキュームパ
ッド10が前方向きから向きを変更さた方向に所定距
離だけハンドHの位置を修正して再アプローチさせる。
さらに、前記アプローチで果実Fを吸着できず且つバキ
ュームパッド10の前方向きからの向き変更を検出でき
ない場合、及び、再アプローチで果実Fを吸着できない
場合には、前記設定距離を手前側に後退させた位置か
ら、再撮像し、その撮像情報に基づいて、アプローチ方
向を修正して再度アプローチさせるである。アプロー
チ方向の修正について説明を加えると、図5(C)に示
すように、特定色領域F1の重心W1と、ハイライト領
域F2の重心W2とを求め、特定色領域F1の重心W1
に対してハイライト領域F2の重心W2に位置ズレがあ
る場合には、その位置ズレとは反対側に偏位した方向を
アプローチとするのである。
To explain the procedure of harvesting fruits,
The work hand H is positioned at a preset approach start position in a state in which the capture unit case 12 is retracted to the hand rear side and the suction port 10a of the vacuum pad 10 projects forward from the capture unit case 12, In addition, the image sensor S is directed toward the direction in which the fruit F to be harvested is located.
At 1, an imaging process is performed. Then, as shown in FIG. 5 (A) and (B), based on the captured image information to the image processing information, the specific color area F1 corresponding to the color of the fruit F, brightness in the specific color region F1 A highlight area F2 whose value is larger than a set value and a center of gravity W2 of the highlight area F2 are obtained. The hand H approaches the center of gravity W2 of the highlight area F2. After the approach direction is determined, the electric motors 9a, 9b, 9c are operated so that the working hand H moves linearly toward the determined approach direction, and the proximity sensor S2 detects the fruit F. The vacuum pad 1
0 is sucked to adsorb the fruit F to be harvested, and the catching unit case 12 is protruded so that the fruit F
After taking in, the handle will be cut and harvested.
However, if the negative pressure sensor S3 does not operate while the hand H is moved forward by the set distance at which the proximity sensor S2 operates after the proximity sensor S2 is operated, it is determined that the harvest has failed, and the set distance is determined. From the position where it is retracted to the near side,
Based on the detection information of the proximity switch S4, the position of the hand H is corrected by a predetermined distance in the direction in which the direction of the vacuum pad 10 has been changed from the front direction, and the approach is made again.
Further, when the fruit F cannot be sucked by the approach and the change in the direction of the vacuum pad 10 from the front cannot be detected, and when the fruit F cannot be sucked by the re-approach, the set distance is retracted to the near side. from the position, and re-imaging, on the basis of the imaging information, but to approach again to modify the approach direction. Adding described approach direction correction, as shown in FIG. 5 (C), calculated as the centroid W1 of specific color area F1, and the center of gravity W2 for the highlight area F2, the center of gravity of the specific color area F1 W1
In contrast, if there is a position shift at the center of gravity W2 of the highlight area F2, the approach deviated to the opposite side to the position shift is used as the approach.

【0015】次に、イメージセンサS1による撮像画像
情報等の検出情報に基づいて、果実Fのアプローチ順序
を決定すると共に、果実Fに向けてハンドHを誘導する
ための制御構成について説明する。図1に示すように、
マイクロコンピュータ利用の制御装置16が設けられ、
その制御装置16に、前記各センサS1,S2,S3,
S4,S5が接続されている。そして、制御装置16
は、予め設定記憶された情報及び各種の入力情報に基づ
いて前記エアシリンダ21、前記各油圧シリンダ5、
6、7や各電動モータ9a,9b,9cの作動を制御す
るように構成されている。即ち、制御装置16を利用し
、前記イメージセンサS1の情報を処理して前記特定
色領域F1と前記ハイライト領域F2とを求めるととも
に、前記再撮像情報に基づいて前記特定色領域F1の重
心W1に対する前記ハイライト領域F2の位置ズレを求
める画像処理手段100が構成され、又、制御装置16
を利用して、前記画像処理手段100の情報に基づい
て、果実Fに接近するようにバキュームパッド10をハ
イライト領域F2にアプローチさせ且つそのアプローチ
で果実Fを吸着できない場合には近接スイッチS4の情
報に基づいてバキュームパッド10が設定向き(前方向
き)から向きを変更された方向にハンドHの位置を修正
して再アプローチさせるとともに、上記再アプローチで
果実Fを吸着できない場合には、ハンドHを特定色領域
F1の特定方向における重心W1に対してハイライト領
域F2が位置ズレしている方向とは反対側に偏位した方
向からハイライト領域F2に再度アプローチさせる制御
手段101が構成されている。
Next, a description will be given of a control configuration for determining the approach order of the fruit F and guiding the hand H toward the fruit F based on detection information such as captured image information by the image sensor S1. As shown in FIG.
A control device 16 using a microcomputer is provided,
In the control device 16, the sensors S1, S2, S3,
S4 and S5 are connected. And the control device 16
The air cylinder 21, the hydraulic cylinders 5, and the hydraulic cylinders 5, based on information set and stored in advance and various types of input information.
It is configured to control the operation of the electric motors 6 and 7 and the electric motors 9a, 9b and 9c. That is, using the control device 16, the information of the image sensor S1 is processed and the identification is performed.
In addition to obtaining the color area F1 and the highlight area F2,
The overlapping of the specific color area F1 based on the re-imaging information
Finding the displacement of the highlight area F2 with respect to the center W1
Image processing means 100 for controlling
Using the information of the image processing means 100
The vacuum pad 10 so as to approach the fruit F.
Approach to the illuminated area F2 and its approach
If the fruit F cannot be adsorbed by the switch, the information of the proximity switch S4
The vacuum pad 10 is set to the set direction (forward
Correct the position of the hand H in the direction whose direction has changed from
And re-approach,
When the fruit F cannot be adsorbed, the hand H is moved to the specific color area.
Highlight area for center of gravity W1 in specific direction of F1
If the area F2 is displaced to the opposite side to the direction of misalignment
Control means 101 is configured to approach the highlight area F2 again from the opposite side.

【0016】次に、図2乃至図4に示すフローチャート
に基づいて制御装置16の動作を説明する。先ず、ハン
ドHを、予め設定されたアプローチ開始位置にセット
し、全エアシリンダ21を引退させた状態で撮像処理
し、その撮像画像情報を画像処理する。つまり、画像中
の果実Fの特定色領域F1と、ハイライト領域F2と、
特定色領域F1の重心W1と、ハイライト領域F2の重
心W2とを求める。そして、ハイライト領域F2の大き
さに基づいて、大きさが最も大きいものの重心W2が位
置する方向に向けてハンドHを移動させるように、ハン
ドHのアプローチ方向を決定して伸縮アーム8を伸長さ
せることになる。このとき、全エアシリンダ21は突出
作動させておく。伸縮アーム8の伸長を開始した後は、
近接センサS2の情報に基づいて、ハンドHが収穫対象
果実Fに対して前記設定距離手前側まで接近したか否か
を判別し、前記設定距離内に接近するに伴って、伸縮ア
ーム8の伸長速度を低速に切り換えると共に、バキュー
ムパッド10の吸引作動を開始して、更に負圧センサS
3がON作動するまでハンドHを果実側に移動させる。
負圧センサS3がON作動して果実吸着を検出すると、
伸縮アーム8を停止させて、収穫作動を開始させること
になる。但し、近接センサS2がON作動してから設定
距離移動する間に負圧センサS3が作動しない場合に
は、収穫失敗と判断する。このとき、近接スイッチS4
の少なくとも1つがON作動していた場合には、ハンド
Hを近接センサS2がON作動した位置まで一旦戻し
て、前述のように、ハンドHの位置を修正して再アプロ
ーチさせるのである。さらに、近接スイッチS4がいず
れもON作動していない場合、及び、再アプローチで果
実Fを収穫できない場合には、前記設定距離を手前側に
後退させた位置から、再撮像処理を行い、前記位置ズレ
を求める。そして、その位置ズレとは反対側に偏位した
方向から再度アプローチするのである。果実を収穫でき
た場合には、捕捉部ケース12内に柄を切断された果実
Fを保持する状態で、作業用ハンドHをアプローチ開始
位置まで戻して、果実Fを排出することになる。収穫し
た果実Fを排出した後は、作業終了か否かを判別して、
作業終了でない場合には、作業用ハンドHをアプローチ
開始位置に再セットして撮像処理させ、そして、残りの
果実Fに対するアプローチ順序を決定して、決定された
アプローチ方向に向けて作業用ハンドHを誘導する各処
理を繰り返すことになる。
Next, the operation of the control device 16 will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. First, the hand H is set at a preset approach start position, an image pickup process is performed with all the air cylinders 21 retired, and the picked-up image information is image-processed. That is, the specific color area F1 of the fruit F in the image, the highlight area F2,
The center of gravity W1 of the specific color area F1 and the center of gravity W2 of the highlight area F2 are obtained. Then, based on the size of the highlight area F2, the approach direction of the hand H is determined and the telescopic arm 8 is extended so as to move the hand H toward the direction in which the center of gravity W2 is located, albeit the largest. Will be. At this time, all the air cylinders 21 are operated to protrude. After starting the extension of the telescopic arm 8,
Based on the information of the proximity sensor S2, it is determined whether or not the hand H has approached the harvest target fruit F to the near side of the set distance, and as the hand H approaches within the set distance, the extension of the telescopic arm 8 is extended. The speed is switched to a low speed, and the suction operation of the vacuum pad 10 is started.
The hand H is moved to the fruit side until 3 is turned on.
When the negative pressure sensor S3 is turned ON to detect fruit adsorption,
The extension arm 8 is stopped, and the harvesting operation is started. However, if the negative pressure sensor S3 does not operate during the set distance movement after the proximity sensor S2 is turned ON, it is determined that the harvest has failed. At this time, the proximity switch S4
If at least one of the two has been turned ON, the hand H is temporarily returned to the position where the proximity sensor S2 has been turned ON, and the position of the hand H is corrected and approached again as described above. Further, when none of the proximity switches S4 is turned ON, and when the fruit F cannot be harvested by re-approaching, re-imaging processing is performed from the position where the set distance is retracted to the near side, and Ask for the gap. Then, approach again from the direction deviated to the opposite side to the positional deviation. When the fruit can be harvested, the work hand H is returned to the approach start position and the fruit F is discharged in a state in which the fruit F with the handle cut in the capturing unit case 12 is held. After discharging the harvested fruit F, it is determined whether or not the work is completed.
If the work is not completed, the work hand H is reset to the approach start position to perform the imaging process, and the approach order for the remaining fruits F is determined, and the work hand H is directed toward the determined approach direction. Is repeated.

【0017】〔別実施例〕上記実施例では、本発明を果
実収穫用作業機の誘導装置に適用した場合を例示した
が、本発明は、トマト等の野菜用収穫機等、各種の果菜
類用作業機に適用できるものであって、ハンドHの具体
構成等、各部の具体構成は各種変更できる。尚、特許請
求の範囲の項に図面との対照を便利にする為に符号を記
すが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定され
るものではない。
[Other Embodiments] In the above embodiment, the case where the present invention is applied to a guidance device of a fruit harvesting work machine has been exemplified. However, the present invention is directed to various fruit vegetables such as a harvester for vegetables such as tomatoes. The specific configuration of each part such as the specific configuration of the hand H can be variously changed. In the claims, reference numerals are provided for convenience of comparison with the drawings, but the present invention is not limited to the configuration shown in the attached drawings.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】制御構成のブロック図FIG. 1 is a block diagram of a control configuration.

【図2】制御作動のフローチャートFIG. 2 is a flowchart of a control operation;

【図3】制御作動のフローチャートFIG. 3 is a flowchart of a control operation.

【図4】制御作動のフローチャートFIG. 4 is a flowchart of a control operation.

【図5】画像処理の説明図FIG. 5 is an explanatory diagram of image processing.

【図6】収穫機の概略側面図FIG. 6 is a schematic side view of a harvester.

【図7】ハンドの要部側面図FIG. 7 is a side view of a main part of the hand.

【図8】ハンドの要部正面図FIG. 8 is a front view of a main part of the hand.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 バキュームパッド 11 本体部 100 画像処理手段 101 制御手段 S1 撮像手段 S4 検出手段 H ハンド F1 特定色領域 F2 ハイライト領域 W1 中央部又は重心 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Vacuum pad 11 Main part 100 Image processing means 101 Control means S1 Imaging means S4 Detecting means H Hand F1 Specific color area F2 Highlight area W1 Central part or center of gravity

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 弘 大阪府堺市石津北町64番地 株式会社ク ボタ 堺製造所内 (56)参考文献 特開 平4−88916(JP,A) 特開 平4−88917(JP,A) ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Hiroshi Suzuki 64, Ishizukita-cho, Sakai-shi, Osaka Kubota Sakai Works Co., Ltd. (56) References JP-A-4-88916 (JP, A) JP-A-4- 88917 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 収穫対象を吸着するバキュームパッド
(10)を本体部(11)に対して向き変更自在に且つ
設定向きに復帰付勢された状態で備えたハンド(H)
と、前記バキュームパッド(10)の前記本体部(1
1)に対する向きを検出する検出手段(S4)と、前記
収穫対象を撮像する撮像手段(S1)と、その撮像手段
(S1)の情報を処理して前記収穫対象の色に対応した
特定色領域(F1)と、その特定色領域(F1)内にお
いて明るさが設定値より大なるハイライト領域(F2)
とを求める画像処理手段(100)と、前記画像処理手
段(100)の情報に基づいて前記収穫対象に接近する
ように前記バキュームパッド(10)を前記ハイライト
領域(F2)にアプローチさせ且つそのアプローチで前
記収穫対象を吸着できない場合には前記検出手段(S
4)の情報に基づいて前記バキュームパッド(10)が
設定向きから向きを変更さた方向に前記ハンド(H)
位置を修正して再アプローチさせる制御手段(10
1)とが設けられている果菜類収穫機の誘導装置であっ
て、 前記再アプローチで前記収穫対象を吸着できない場合に
は、前記撮像手段(S1)の再撮像情報に基づいて前記
画像処理手段(100)が前記特定色領域(F1)の特
定方向における中央部又は重心(W1)に対する前記ハ
イライト領域(F2)の位置ズレを求め、前記制御手段
(101)が前記ハンド(H)を前記特定色領域(F
1)の特定方向における中央部又は重心(W1)に対し
て前記ハイライト領域(F2)が位置ズレしている方向
とは反対側に偏位した方向から前記ハイライト領域(F
2)に再度アプローチさせるように構成されている果菜
類収穫機の誘導装置。
1. A hand (H) having a vacuum pad (10) for adsorbing an object to be harvested in a state in which the direction of the vacuum pad (10) can be freely changed with respect to a main body (11) and returned to a set direction.
And the main body (1) of the vacuum pad (10).
1) a detecting unit (S4) for detecting an orientation, an imaging unit (S1) for imaging the harvest target, and a specific color region corresponding to the color of the harvest target by processing information of the imaging unit (S1). (F1) and a highlight area (F2) in which the brightness is larger than a set value in the specific color area (F1).
Image processing means (100) for obtaining the following, and approaching the harvest target based on information of the image processing means (100)
As described above, when the vacuum pad (10) approaches the highlight area (F2) and the harvest target cannot be absorbed by the approach, the detection means (S
4) The hand (H) moves in a direction in which the vacuum pad (10) has changed its direction from a set direction based on the information of (4).
Control means (10) for correcting the position of
1) is a guidance device for a fruit and vegetable harvester, wherein when the harvesting target cannot be adsorbed by the re-approach, the image processing means based on the re-imaging information of the imaging means (S1). (100) obtains a position shift of the highlight area (F2) with respect to a center or a center of gravity (W1) of the specific color area (F1) in a specific direction, and the control means (101) controls the hand (H) to Specific color area (F
With respect to the center or center of gravity (W1) in the specific direction of 1)
From the direction in which the highlight area (F2) is displaced to the opposite side to the direction in which the highlight area (F2) is misaligned.
A guidance device for a fruit and vegetable harvester that is configured to make approach 2) again.
JP7770191A 1991-04-10 1991-04-10 Fruit and vegetable harvester guidance device Expired - Lifetime JP2608998B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7770191A JP2608998B2 (en) 1991-04-10 1991-04-10 Fruit and vegetable harvester guidance device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7770191A JP2608998B2 (en) 1991-04-10 1991-04-10 Fruit and vegetable harvester guidance device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04311312A JPH04311312A (en) 1992-11-04
JP2608998B2 true JP2608998B2 (en) 1997-05-14

Family

ID=13641205

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7770191A Expired - Lifetime JP2608998B2 (en) 1991-04-10 1991-04-10 Fruit and vegetable harvester guidance device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2608998B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH04311312A (en) 1992-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH074097B2 (en) Fruit and vegetable harvesting equipment
JP2608998B2 (en) Fruit and vegetable harvester guidance device
JP2574950B2 (en) Fruit and vegetable harvester guidance device
JP2548828B2 (en) Fruit and vegetable harvester guidance device
JP2641645B2 (en) Fruit and vegetable harvester guidance device
JP2813697B2 (en) Image processing device for fruit and vegetable harvester
JP2608999B2 (en) Fruit harvesting equipment
JP2548829B2 (en) Fruit and vegetable harvester guidance device
JP2603767B2 (en) Fruit and vegetable harvesting hand
JP2637636B2 (en) Fruit harvesting method for fence tailored fruit trees
JPH078176B2 (en) Work machine guidance device
JPH04365415A (en) Hand for harvesting fruit vegetables
JPH0716340B2 (en) Guidance device for fruit and vegetable harvesting equipment
JPH0488917A (en) Guiding device of fruit vegetable harvester
JPH0421443B2 (en)
JPH0695849B2 (en) Guidance device for working machines for fruits and vegetables
JPH078177B2 (en) Fruit and vegetable harvester guidance device
JPH02152780A (en) Guide for working machine
JPH0367647B2 (en)
JPH0796193B2 (en) Telescopic control device for articulated arm
JPH0714298B2 (en) Fruit and vegetable harvesting equipment
JPH0316428Y2 (en)
JPS6324815A (en) Hand for harvesting fruits
JPS633719A (en) Fruits harvesting apparatus
JPH074099B2 (en) Guidance device for fruit tree working machine