JP3443865B2 - Fruit harvester - Google Patents

Fruit harvester

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JP3443865B2
JP3443865B2 JP07379293A JP7379293A JP3443865B2 JP 3443865 B2 JP3443865 B2 JP 3443865B2 JP 07379293 A JP07379293 A JP 07379293A JP 7379293 A JP7379293 A JP 7379293A JP 3443865 B2 JP3443865 B2 JP 3443865B2
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JP
Japan
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cucumber
image
vegetables
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誠一 有馬
直 近藤
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Iseki and Co Ltd
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Iseki and Co Ltd
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  • Harvesting Machines For Specific Crops (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】この発明は、収穫対象の果菜類を
画像処理を行って識別し収穫する果菜収穫機に関する。 【0002】 【従来の技術】従来は、果菜類がきゅうりであり、この
きゅうりの検出は、栽培された植条に沿って自走しなが
ら、きゅうりの形状はカメラで撮像され、この撮像によ
って得られる検出画像信号を2値化して2値化画像が作
成され、この2値化画像の輪郭の縦と横との比が算出さ
れ、この算出した比によってきゅうりであるか、又は葉
であるかが判定されて、きゅうりを検出するように設け
ていた。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】果菜収穫機で、例えば
果菜類がきゅうりであり、このきゅうりを検出して収穫
するときは、栽培された植条に沿って自走しながら、き
ゅうりの形状はカメラで撮像され、この撮像によって得
られる検出された画像信号を2値化して2値化画像が作
成され、この2値化画像の輪郭の縦と横との比が算出さ
れ、この算出した比によってきゅうりであるか、又はき
ゅうり以外の葉であるかが判定され、きゅうりのみが収
穫される。 【0004】このきゅうり収穫作業のときに、カメラで
きゅうりを撮像のときに、きゅうりと葉とが重なった状
態で撮像されると、2値化画像はきゅうりと葉とが一体
になった画像となり、このため縦・横の比が変ってきゅ
うりがきゅうりでないと誤検出されることがあったが、
これを解消しようとするものである。 【0005】 【課題を解決するための手段】この発明は、設定範囲の
横幅部を縦方向に設定範囲連続して有する果菜類を収穫
する果菜収穫機であって、該果菜類を含む所定範囲を撮
像するカメラ3と、該カメラ3により撮像された画像を
2値化する2値化処理手段と、該2値化処理手段により
得られた2値化画像を形成する縦横の画素中にある画素
群について横方向の画素数を数えるカウント手段及び縦
方向の画素数を数えるカウント手段と、該カウント手段
により横方向に設定範囲内に数えられる画素が縦方向に
設定範囲内に数えられるときその画素群を収穫対象の果
菜類と判定する判定手段と、該判断手段によって収穫対
象の果菜類と判断された画像群に相当する果菜類を取り
込んで収穫する収穫部とを備えたことを特徴とする果菜
収穫機の構成とする。 【0006】 【発明の作用】果菜収穫機で、きゅうりを検出して収穫
するときは、栽培した植条に沿って自走しながら、所定
範囲をカメラ3で撮像し、この撮像によって検出された
画像信号を2値化し2値化画素群一部に横方向の幅
が一定範囲内になるラインが縦方向に連続して所定数以
上存在することによって、該画素群が収穫対象物のきゅ
うりであると判定される。又上記以外のときはきゅうり
以外の茎や葉と判定される。これらの判定によってきゅ
うりのみが収穫される。 【0007】 【発明の効果】本件発明は、上記のように構成した果菜
収穫機としたものであるから、果菜類が葉と重なり果菜
類全体の縦横比を示さない状態で撮像されても、適確に
収穫対象の果菜類を判定して収穫することができる。 【0008】 【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図例は、果菜収穫機1を示す図であり、例えば
果菜類のきゅうり2の形状をカメラ3で撮像して、この
撮像した画像を2値化し、この2値化画像によって収穫
対象物のきゅうり2であるか否かを検出する検出方式に
ついて説明する。 【0009】前記果菜収穫機1は、電動式の走行部4上
には、きゅうり2収穫用のマニピュレ−タ5、収穫する
きゅうり2の形状を、例えば波長850nm及び550
nmの光を基に撮像する多板式CCDカメラ3,3、き
ゅうり2の位置を検出する位置センサ6よりなる視覚機
構7を設けた構成としている。前記果菜収穫機1を使用
する栽培圃場は、斜めに設けた支持体8にきゅうり2の
樹体9を支持させて生育させる。 【0010】前記マニピュレ−タ5は、対面する樹体9
の傾斜とほぼ平行となるように傾斜させた傾斜枠10
と、該傾斜枠10のガイドレ−ル11に沿って昇降自在
に装着した基台12と、該基台12の上に水平状に回動
自在に設けた本体13と、該マニピュレ−タ5に設けた
関節型を形成するア−ム14と、該ア−ム14の先端部
に設けたきゅうり2を挟持して切断するハンド装置15
とからなる構成である。 【0011】前記傾斜枠10は、ヒンジ16を用いて走
行部4に装着させ、背面側を支持リンク17で支えてい
る。該支持リンク17の下端部は、支持板18の長孔1
9の任意位置へ装着され、この装着位置を調節して該傾
斜枠10の傾斜角度を任意に調節することのできる構成
としている。マニピュレ−タ5の各部を作動させること
により、ハンド装置15を収穫対象とするきゅうり2を
挟持して、このきゅうり2の果柄を切断する構成として
いる。 【0012】前記視覚機構7は、図1及び図3の如く、
前部にはカメラ用レンズ20を設け、このカメラ用レン
ズ20の後側には分光器21′を設け、この分光器2
1′の前部にはハ−フミラ−21を設け、このハ−フミ
ラ−21下側及び後側には各反射盤(A)22a,
(B)22b,(C)22cを設け、該各反射盤(A)
22a,(B)22b後側に波長850nm用の干渉フ
ィルタ(A)23aを設け、該反射盤(C)22c後側
には波長550nm用の干渉フィルタ(B)23bを設
け、これら干渉フィルタ(A)23a,(B)23b後
側には多板式CCDカメラ3,3を夫々設けた構成であ
り、波長850nm及び550nmのときの光で所定範
囲を撮像する構成としている。 【0013】又前記視覚機構7は、各多板式CCDカメ
ラ3,3の視野内を水平及び垂直に走査して、対象物の
きゅうり2までの距離を測定する位置センサ6及び該各
多板式CCDカメラ3,3で撮像した画像を取り込むと
きの照度を検出する照度センサ24等よりなる構成であ
る。該各多板式CCDSカメラ3,3、該位置センサ6
及び照度センサ24が検出する各種検出は、制御装置2
5の入力回路26を経てCPU27へ入力され、このC
PU27で分析処理されて、各種指令が出力回路28を
経て指令され、マニピュレ−タ5等を作動する構成であ
り、該制御装置25は該視覚機構7内に設けた構成とし
ている。 【0014】次に、以上のように構成する本発明実施例
の2値化画像からのきゅうりの検出方式の制御は、図4
のフロ−チャ−トを参照に説明する。きゅうり2の収穫
作業が開始され(ステップ101)、撮像されて2値化
された各2値化画像にラベリングされて、ラベリングさ
れた各2値化画像の画素数が計算され(ステップ10
2)、各ラベルの画素数(Gx)が、(Gx)≧300
か検出され(ステップ103)、NOと検出されると削
除され(ステップ104)、ステップ102へ戻る構成
である。又YESと検出されると画像のフェレ長比(F
A)が計算され(ステップ105)、このフェレ長比
(FA)は図5の如く画像の垂直方向(縦方向)長さ
(fv)と水平方向(横方向)長さ(fh)との比がf
v/fhで計算される。計算されたフェレ長比(FA)
が、(FA)≧2.2か検出され(ステップ106)、
YESと検出されるときゅうり2であると判定される構
成である(ステップ107)。NOと検出されると水平
方向切片長(LA)が計算され(ステップ108)、水
平方向ラインの画素数(Li)が、5≦(Li)≦20
か検出され(ステップ109)、5及び20は画像の水
平方向ラインの画素数である。YESと検出されると|
(Li+1)−(Li)|≦2か検出され、水平方向ラ
インの上下の画素数の差が2か、又は2以下であるか検
出され(ステップ110)。カウント数(Gx)=Gx
+1か(ステップ111)、カウント数(Gx)が、
(Gx)≧30か検出され、ステップ110で検出され
た上下の画素数の差が2か、又は2以下かが30画素以
上続いたか検出され(ステップ112)、YESと検出
されるとFLAG=1できゅうり2であると判定される
構成である。(ステップ107)。NOと検出されると
FLAG=0できゅうり2以外の茎及び葉であると判定
される構成である。FLAGとは、図6の如く検出さ
れ、所定の水平方向ラインの画素数(Li)の第(i)
番目の水平方向の幅(画素数)5ドット以上20ドット
以下のライン(縦方向画素数)が30ライン以上連続し
て存在すれば、FLAG=1と検出され、存在しなけれ
ばFLAG=0と検出される。所定の画素段(i)=E
NDか検出され(ステップ113)、YESと検出され
ると削除される構成である(ステップ114)。NOと
検出されると(i)=(i)+1とされ(ステップ11
5)、ステップ108へ進む構成である。 【0015】ステップ109及びステップ110でNO
と検出されるとカウント数(Gx)=0とされ(ステッ
プ116)、ステップ113へ進む構成としている。図
7〜図9の(イ)図ノイズクリアとラベリングを行った
画像から、きゅうり2を認識した画像が(ロ)図であ
り、又(ハ)図は特徴量を算出してきゅうり2か否か判
定する。 【0016】次に、雑音成分消去の制御は、図10のフ
ロ−チャ−トを参照に説明する。スタ−トされ(ステッ
プ201)、2値化画像の水平方向の中央部画素(f
0)位置が探索され(ステップ202)、中央部画素の
周囲が8分割されて、これら8分割された区郭に、図1
1の如く夫々点数が付されて探索され(ステップ20
3)、1の数がカウントされ(ステップ204)、カウ
ント≧4か検出され(ステップ205)、YESと検出
されると中央部画素(f0)=1か(ステップ20
6)、全画素を探索したか検出され(ステップ20
7)、YESと検出されると終了とする構成である(ス
テップ208)。ステップ205でNOと検出されると
中央部画素(f0)=0か(ステップ209)、ステッ
プ207へ進む構成である。ステップ207でNOと検
出されるとステップ202へ戻る構成としている。 【0017】次に、ラベリング制御は、図12のフロ−
チャ−トを参照に説明する。スタ−トされ(ステップ3
01)、2値化画像の水平方向の中央部画素位置が探索
され(ステップ302)、画素の探索順序は、図13の
如く行われる。fiは水平方向の画素を示し、fjは垂
直方向の画素を示し、又fijは中央部画素を示す。中
央部画素(fij)=1か検出され(ステップ30
3)、NOと検出されるとステップ302へ戻る構成で
ある。YESと検出されると隣接点が全て0であるか検
出され(ステップ304)、YESと検出されるとfi
jに新ラベルが付され(ステップ305)、ステップ3
02へ戻る構成である。NOと検出されると隣接点が全
て同じラベルか検出され(ステップ306)、NOと検
出されるとfijに最前ラベルとされ(ステップ30
7)、その他と最前ラベルとは同一ラベルであると記録
され(ステップ308)、前画素を探索したか検出され
(ステップ309)、NOと検出されるとステップ30
2へ戻り、YESと検出されると連結ラベルの書き替え
され(ステップ310)、終了する構成としている(ス
テップ311)。ステップ306でYESと検出される
とfijに同ラベルとされ(ステップ312)、ステッ
プ309へ進む構成としている。 【0018】次に2値化画像の中心線の抽出制御は、図
14のフロ−チャ−トを参照に説明する。スタ−トされ
(ステップ401)、ラベルが検索され(ステップ40
2)、fiは水平方向の画素を示し、fjは垂直方向の
画素を示し、又fijは中央部画素を示す。画素fi、
j‐1=0・fi、j=ラベルか検出され(ステップ4
03)、NOと検出されるとステップ402へ戻り、Y
ESと検出されるとj=j+1か(ステップ404)、
fi、j‐1=ラベル・fi、j=0か検出され(ステ
ップ405)、NOと検出されるとステップ404へ戻
り、YESと検出されると両端画像の中心点(S)とさ
れ(ステップ406)、j=終了か検出され(ステップ
407)、NOと検出されるとj=j+1か(ステップ
408)、ステップ402へ戻る構成である。YESと
検出されるとi=終了か検出され(ステップ409)、
NOと検出されるとi=i+1か(ステップ410)、
ステップ402へ戻る構成であり、YESと検出される
と終了する構成としている(ステップ411)。 【0019】次に、2値化画像の中心線の方向性計算
は、図15のフロ−チャ−トを参照に説明する。スタ−
トされ(ステップ501)、中心点(S)の開始点を探
索され(ステップ502)、反時計回りで探索され(ス
テップ503)、中央部画素(fi)=Sか検出され
(ステップ504)、YESと検出されるとカウント数
(Cg)=Cg+1か(ステップ505)、中央部画素
(f0)に追跡済マ−クされ(ステップ506)、水平
方向の画素(fi)を中央部画素(f0)に変換され
(ステップ507)、ステップ503へ戻る構成であ
る。ステップ504でNOと検出されるとfi=f8、
又はfi=追跡済マ−クか検出され(ステップ50
8)、NOと検出されるとステップ503へ戻る構成で
あり、YESと検出されるとCg≧5か検出され(ステ
ップ509)、YESと検出されると上下端の座標が記
録され(ステップ510)、結合中心線長さ(T)=|
xe−xt|/ye−ytか(ステップ511)、結合
中心線長さ(T)≦0.42(tan22.5゜=0.
42)か検出され(ステップ512)、YESと検出さ
れると全中心線探索したか検出され(ステップ51
3)、YESと検出されると終了する構成である(ステ
ップ514)。NOと検出されるとステップ502へ戻
る構成である。ステップ509及びステップ512でN
Oと検出されると中心線が削除され(ステップ51
5)、ステップ502へ戻る構成としている。 【0020】次に、中心線の結合制御は、図16のフロ
−チャ−トを参照に説明する。スタ−トされ(ステップ
601)、中心線下端を探索され(ステップ602)、
下方の中心線上端を探索され(ステップ603)、下方
に中心線があるか検出され(ステップ604)、NOと
検出されると中心線の画素数計算され(ステップ60
5)、画素数(ドット数)≧画郭の位置によって変更さ
れる中心線を形成する基準画素数hiか検出され(ステ
ップ606)、YESと検出されると上端画素にきゅう
り2マ−クされ(ステップ607)、y軸中心線との距
離が計算され(ステップ608)、全中心線を探索した
か検出され(ステップ609)、YESと検出されると
終了とする構成である(ステップ610)。NOと検出
されるとステップ602へ戻る構成である。ステップ6
06でNOと検出されるとステップ609へ進む構成と
している。ここで同じ形状及び大きさのきゅうり2であ
っても多板式CCDカメラ3の光軸中心からの離れ度合
により、2値化画像上の大きさ(中心線長さ)が異なっ
てしまう。このため前記の基準画素数hiを適宜変更す
る必要がある。 【0021】ステップ604でYESと検出されると同
一ラベル内の中心線か検出され(ステップ611)、N
Oと検出されると上下中心線間に画像があるか検出され
(ステップ612)、NOと検出されるとステップ60
3へ戻る構成であり、YESと検出されると連結線の方
向性が計算され(ステップ613)、結合中心線長さ
(T)≦所定値(d)か検出され(ステップ614)、
YESと検出されると連結可能マ−クされ(ステップ6
15)、全下方中心線を探索したか検出され(ステップ
616)、YESと検出されるとTminの連結線と結
合され(ステップ617)、ステップ603へ戻る構成
である。ステップ614でNOと検出されるとステップ
616へ進む構成である。又ステップ616でNOと検
出されると他の下方中心線へ結合され(ステップ61
8)、ステップ613へ戻る構成としている。 【0022】以下、上記実施例の作用について説明す
る。野菜収穫機1で、例えば果菜類がきゅうり2であ
り、このきゅうり2を検出して収穫するときは、栽培さ
れた植条に沿って、この果菜収穫機1を自走させなが
ら、きゅうり2の形状は、視覚機構7の多板式CCDカ
メラ3,3で、所定の波長の光で撮像される。 【0023】この撮像によって得られる検出された画像
信号がCPU27へ入力されて2値化されて2値化画像
が作成され、この2値化画像は各画素の集合体で形成さ
れた各画素群の縦方向及び横方向の各々最大長さのフェ
レ長比率が算出され、この算出したフェレ長比率と所定
値とが比較され、算出したフェレ長比率が所定値以上で
あると検出されるか、又は各画素の水平方向の幅(画素
個数)が一定範囲内であり、この一定範囲内の垂直ライ
ン(画素個数)が連続して所定値以上を示す部分が、各
画素群の一部に有ると検出されると、収穫対象物である
きゅうり2であると判定される。又上記以外のときはき
ゅうり2以外の茎や葉であると判定される。これらの判
定によってきゅうり2のみが収穫される。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention, the fruits and vegetables of the harvest target
The present invention relates to a fruit vegetable harvesting machine that identifies and harvests by performing image processing . [0002] Conventionally, fruit and vegetables are cucumbers. In the detection of cucumbers, the shape of the cucumbers is imaged by a camera while self-propelled along the cultivated plantations, and the image is obtained by this imaging. The detected image signal is binarized to generate a binarized image, the ratio between the height and width of the outline of the binarized image is calculated, and whether the image is a cucumber or a leaf is calculated based on the calculated ratio. Is set to detect cucumbers
I was [0003] In a fruit vegetable harvesting machine, for example, fruits and vegetables are cucumbers. When the cucumbers are detected and harvested, the cucumbers are self-propelled along the cultivated plantations. Is captured by a camera, a detected image signal obtained by the imaging is binarized to generate a binarized image, and the ratio between the height and width of the outline of the binarized image is calculated. It is determined whether the cucumber is a cucumber or a leaf other than the cucumber based on the calculated ratio, and only the cucumber is harvested. [0004] In this cucumber harvesting operation, when the cucumber is picked up with a leaf when the cucumber is picked up with a camera, the binarized image is an image in which the cucumber and the leaf are integrated. Because of this, the vertical / horizontal ratio changed, and cucumber was sometimes incorrectly detected as not cucumber.
This is intended to be solved. SUMMARY OF THE INVENTION [0005] The present invention provides a method for setting
Harvest fruits and vegetables that have a continuous width in the set range in the vertical direction
Vegetable harvester that captures a predetermined area including the fruits and vegetables.
A camera 3 for imaging, and an image captured by the camera 3
Binarization processing means for binarization, and the binarization processing means
Pixels in vertical and horizontal pixels forming the obtained binarized image
Counting means for counting the number of pixels in the horizontal direction for the group and vertical
Counting means for counting the number of pixels in a direction, and the counting means
The pixels counted within the setting range in the horizontal direction are
When counted within the setting range, the pixel group is
Judging means for judging a vegetable;
The fruits and vegetables corresponding to the group of images judged to be elephant fruits and vegetables are collected.
And a harvesting unit for harvesting.
The structure of the harvester . When a cucumber is detected and harvested by a fruit and vegetable harvester, a predetermined area is imaged by the camera 3 while traveling along the cultivated plantations, and the image is detected by the image pickup. binarizing the image signal, the presence or predetermined number of lines transverse width in a portion of the binarized pixel group is within a predetermined range continuously in the longitudinal direction, the pixel group of crop object Cucumber is determined. In cases other than the above, it is determined that the stem or leaf is other than cucumber. With these determinations, only cucumber is harvested. [0007] The present invention relates to a fruit vegetable constituted as described above.
Because it is a harvester, fruits and vegetables overlap with leaves and fruits
Even if the image is captured without showing the aspect ratio of the whole class,
Fruits and vegetables to be harvested can be determined and harvested. An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The example of the figure is a diagram showing a fruit and vegetable harvesting machine 1. For example, a shape of a fruit and vegetable cucumber 2 is imaged by a camera 3, and the imaged image is binarized. A detection method for detecting whether the number is 2 will be described. In the fruit and vegetable harvesting machine 1, the shape of the cucumber 2 for harvesting the cucumber 2 and the shape of the cucumber 2 to be harvested, for example, at wavelengths of 850 nm and
A visual mechanism 7 composed of multi-plate CCD cameras 3 and 3 for imaging based on light of nm and a position sensor 6 for detecting the position of the cucumber 2 is provided. In a cultivation field using the fruit and vegetable harvester 1, the cucumber 2 tree 9 is grown on a support 8 provided diagonally. The manipulator 5 includes a facing tree 9
Frame 10 inclined so as to be substantially parallel to the inclination of
A base 12 mounted on the inclined frame 10 so as to be able to move up and down along a guide rail 11, a main body 13 provided on the base 12 so as to be rotatable horizontally, and the manipulator 5. An arm 14 forming an articulated shape provided, and a hand device 15 for holding and cutting the cucumber 2 provided at the tip of the arm 14
It is a configuration consisting of The inclined frame 10 is mounted on the traveling section 4 using a hinge 16, and the back side is supported by a support link 17. The lower end of the support link 17 is provided with a long hole 1 of a support plate 18.
9 is mounted at an arbitrary position, and the mounting position is adjusted so that the inclination angle of the inclined frame 10 can be arbitrarily adjusted. By operating each part of the manipulator 5, the cucumber 2 to be harvested with the hand device 15 is sandwiched, and the fruit of the cucumber 2 is cut. The visual mechanism 7 is, as shown in FIGS. 1 and 3,
A camera lens 20 is provided at the front, and a spectroscope 21 'is provided at the rear side of the camera lens 20.
A half mirror 21 is provided at the front of 1 ', and each reflector (A) 22a,
(B) 22b and (C) 22c are provided, and each of the reflectors (A)
An interference filter (A) 23a for a wavelength of 850 nm is provided on the rear side of 22a and (B) 22b, and an interference filter (B) 23b for a wavelength of 550 nm is provided on the rear side of the reflector (C) 22c. A) 23a and (B) 23b are provided with multiple CCD cameras 3 and 3 at the rear side, respectively, and are configured to image a predetermined range with light at wavelengths of 850 nm and 550 nm. The visual mechanism 7 scans the field of view of each of the multi-plate CCD cameras 3 and 3 horizontally and vertically to measure the distance to the cucumber 2 of the object, and the respective multi-plate CCD cameras. The illuminance sensor 24 detects the illuminance when the images captured by the cameras 3 and 3 are captured. Each of the multi-plate CCDS cameras 3 and 3 and the position sensor 6
And various detections detected by the illuminance sensor 24 are performed by the control device 2
5 to the CPU 27 via the input circuit 26,
The PU 27 analyzes and processes various commands through the output circuit 28 to operate the manipulator 5 and the like. The control device 25 is provided in the visual mechanism 7. Next, the control of the cucumber detection method from the binarized image in the embodiment of the present invention configured as described above is shown in FIG.
This will be described with reference to the flowchart of FIG. The cucumber 2 harvesting operation is started (step 101), the imaged and binarized binarized images are labeled, and the number of pixels of each labeled binarized image is calculated (step 10).
2) The number of pixels (Gx) of each label is (Gx) ≧ 300
Is detected (step 103), and if NO is detected, it is deleted (step 104) and the process returns to step 102. If YES is detected, the Feret length ratio of the image (F
A) is calculated (step 105), and the Feret length ratio (FA) is the ratio between the vertical (vertical) length (fv) and the horizontal (horizontal) length (fh) of the image as shown in FIG. Is f
Calculated as v / fh. Feret length ratio (FA) calculated
Is detected whether (FA) ≧ 2.2 (step 106),
When YES is detected, it is determined that the cucumber is the cucumber 2 (step 107). If NO is detected, the horizontal intercept length (LA) is calculated (step 108), and the number of pixels (Li) of the horizontal line is 5 ≦ (Li) ≦ 20.
Is detected (step 109), 5 and 20 are the number of pixels in the horizontal line of the image. If YES is detected |
It is detected whether (Li + 1) − (Li) | ≦ 2, and it is detected whether the difference between the number of pixels above and below the horizontal line is 2 or less (step 110). Count number (Gx) = Gx
+1 (step 111), the count number (Gx) is
(Gx) ≧ 30 is detected, and it is detected whether the difference between the number of upper and lower pixels detected in step 110 is 2 or less than 2 or more than 30 pixels continue (step 112). If YES is detected, FLAG = 1 is a configuration that is determined to be cucumber 2. (Step 107). If NO is detected, FLAG = 0 and it is determined that the stem and leaf are other than cucumber 2. The FLAG is detected as shown in FIG. 6 and is the (i) -th pixel number (Li) of a predetermined horizontal line.
If a line (the number of pixels in the vertical direction) having a horizontal width (number of pixels) of 5 to 20 dots is present continuously for 30 or more lines, FLAG = 1 is detected. Is detected. Predetermined pixel stage (i) = E
ND is detected (step 113), and is deleted when YES is detected (step 114). If NO is detected, (i) = (i) +1 is set (step 11).
5), the structure proceeds to step 108. NO at steps 109 and 110
Is detected, the count number (Gx) is set to 0 (step 116), and the process proceeds to step 113. FIGS. 7A to 9B are images in which the cucumber 2 is recognized from the images on which noise clearing and labeling have been performed, and FIGS. Is determined. Next, control of noise component elimination will be described with reference to the flowchart of FIG. Starting (step 201), the central pixel (f) in the horizontal direction of the binarized image
0) The position is searched (step 202), the periphery of the central pixel is divided into eight, and these eight divided sections are
A search is made with a score attached, such as 1 (step 20).
3) The number 1 is counted (step 204), and it is detected whether count ≧ 4 (step 205). If YES is detected, the central pixel (f0) = 1 (step 20).
6) It is detected whether all the pixels have been searched (step 20).
7), the process is terminated when YES is detected (step 208). If NO is detected in step 205, the central pixel (f0) is set to 0 (step 209), or the process proceeds to step 207. When NO is detected in step 207, the process returns to step 202. Next, the labeling control is performed according to the flow chart of FIG.
This will be described with reference to the chart. Start (Step 3)
01) The horizontal central pixel position of the binarized image is searched (step 302), and the search order of the pixels is performed as shown in FIG. fi indicates a horizontal pixel, fj indicates a vertical pixel, and fij indicates a central pixel. It is detected whether the central pixel (fij) = 1 (step 30).
3) If NO is detected, the process returns to step 302. If YES is detected, it is detected whether all adjacent points are 0 (step 304). If YES, fi is detected.
j is assigned a new label (step 305), and step 3
02. If NO is detected, it is detected whether all adjacent points have the same label (step 306). If NO is detected, fij is set as the first label (step 30).
7) The other and the foremost label are recorded as the same label (step 308), and it is detected whether or not the previous pixel has been searched (step 309).
Returning to step 2, if YES is detected, the concatenated label is rewritten (step 310), and the process ends (step 311). If YES is detected in step 306, fij is given the same label (step 312), and the process proceeds to step 309. Next, the control for extracting the center line of the binarized image will be described with reference to the flowchart of FIG. The process is started (step 401), and the label is searched (step 40).
2), fi indicates horizontal pixels, fj indicates vertical pixels, and fij indicates central pixels. Pixel fi,
j-1 = 0.fi, j = label is detected (step 4
03), if NO is detected, the flow returns to step 402, and Y
If ES is detected, j = j + 1 (step 404),
fi, j-1 = label fi, j = 0 is detected (step 405), and if NO is detected, the process returns to step 404. If YES is detected, the center point (S) of the both-end image is set (step 405). 406), j = end is detected (step 407), and if NO is detected, j = j + 1 (step 408), and the process returns to step 402. If YES is detected, it is detected whether i = end (step 409),
If NO is detected, i = i + 1 (step 410),
The configuration returns to step 402, and ends when YES is detected (step 411). Next, the calculation of the direction of the center line of the binarized image will be described with reference to the flowchart of FIG. Star
(Step 501), a start point of the center point (S) is searched (step 502), a search is made in a counterclockwise direction (step 503), and it is detected whether or not the center pixel (fi) = S (step 504). If YES is detected, the count number (Cg) is equal to Cg + 1 (step 505), the tracked mark is set to the center pixel (f0) (step 506), and the horizontal pixel (fi) is set to the center pixel (f0). ) (Step 507), and returns to step 503. If NO is detected in step 504, fi = f8,
Or fi = tracked mark is detected (step 50)
8) If NO is detected, the process returns to step 503. If YES is detected, Cg ≧ 5 is detected (step 509), and if YES is detected, the coordinates of the upper and lower ends are recorded (step 510). ), Bond center line length (T) = |
xe-xt | / ye-yt (step 511), or the length of the bonding center line (T) ≦ 0.42 (tan22.5 ゜ = 0.
42) is detected (step 512), and if YES is detected, it is detected whether all center lines have been searched (step 51).
3), the configuration ends when YES is detected (step 514). When NO is detected, the process returns to step 502. N in steps 509 and 512
When O is detected, the center line is deleted (step 51).
5) Return to step 502. Next, the connection control of the center lines will be described with reference to the flowchart of FIG. The process is started (step 601), and the lower end of the center line is searched (step 602).
The upper end of the lower center line is searched (step 603), and it is detected whether there is a lower center line (step 604). If NO is detected, the number of pixels of the center line is calculated (step 60).
5) The number of pixels (the number of dots) ≧ the reference pixel number hi forming the center line that is changed according to the position of the image is detected (step 606). If YES is detected, the top pixel is marked with cucumber 2 marks. (Step 607), the distance from the y-axis center line is calculated (Step 608), and it is detected whether or not all the center lines have been searched (Step 609). If YES is detected, the process is terminated (Step 610). . When NO is detected, the process returns to step 602. Step 6
If NO is detected in step 06, the process proceeds to step 609. Here, even if the cucumbers 2 have the same shape and size, the size (center line length) on the binarized image differs depending on the degree of separation from the optical axis center of the multi-plate CCD camera 3. Therefore, it is necessary to appropriately change the reference pixel number hi. If "YES" is detected in the step 604, a center line in the same label is detected (step 611).
If O is detected, it is detected whether there is an image between the upper and lower center lines (step 612), and if NO is detected, step 60 is performed.
3, when YES is detected, the directionality of the connection line is calculated (step 613), and it is detected whether or not the coupling center line length (T) ≦ predetermined value (d) (step 614),
If YES is detected, a linkable mark is made (step 6).
15) It is detected whether or not all the lower center lines have been searched (step 616), and if YES is detected, it is connected to the connecting line of Tmin (step 617), and the process returns to step 603. When NO is detected in step 614, the process proceeds to step 616. If NO is detected in step 616, the lower center line is connected (step 61).
8), the structure returns to step 613. The operation of the above embodiment will be described below. In the vegetable harvesting machine 1, for example, cucumber 2 is a cucumber, and when the cucumber 2 is detected and harvested, while the cucumber 2 is self-propelled along the cultivated plantations, The shape is imaged by the multi-plate CCD cameras 3 and 3 of the visual mechanism 7 with light of a predetermined wavelength. A detected image signal obtained by this imaging is input to the CPU 27 and is binarized to generate a binarized image. The binarized image is formed by a group of pixels formed by a set of pixels. The Feret length ratio of the maximum length in each of the vertical direction and the horizontal direction is calculated, the calculated Feret length ratio is compared with a predetermined value, and it is detected that the calculated Feret length ratio is equal to or more than the predetermined value, Alternatively, the horizontal width (the number of pixels) of each pixel is within a certain range, and a portion where the vertical lines (the number of pixels) within this certain range continuously show a predetermined value or more is included in a part of each pixel group. Is detected, it is determined that the cucumber 2 is the harvest target. Otherwise, it is determined that the stem or leaf is other than cucumber 2. According to these determinations, only cucumber 2 is harvested.

【図面の簡単な説明】 【図1】果菜類栽培圃場における果菜収穫機の全体正面
図。 【図2】ブロック図。 【図3】視覚機構の拡大側断面図。 【図4】フロ−チャ−ト。 【図5】フェレ長比算出図。 【図6】水平方向切片長算出図。 【図7】(イ)ノイズクリアとラベリングを行った画
像。(ロ)認識結果図。(ハ)特徴量表。 【図8】(イ)ノイズクリアとラベリングを行った画
像。(ロ)認識結果図。(ハ)特徴量表。 【図9】(イ)ノイズクリアとラベリングを行った画
像。(ロ)認識結果図。(ハ)特徴量表。 【図10】フロ−チャ−ト。 【図11】点数配分図。 【図12】フロ−チャ−ト。 【図13】ラベリング手順図。 【図14】フロ−チャ−ト。 【図15】フロ−チャ−ト。 【図16】フロ−チャ−ト。 【符号の説明】 3 カメラ(多板式CCD)
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an overall front view of a fruit and vegetable harvester in a vegetable and vegetable cultivation field. FIG. 2 is a block diagram. FIG. 3 is an enlarged side sectional view of a visual mechanism. FIG. 4 is a flowchart. FIG. 5 is a diagram illustrating a Feret length ratio calculation. FIG. 6 is a diagram for calculating a horizontal intercept length. FIG. 7A shows an image after noise clearing and labeling. (B) Recognition result diagram. (C) Feature table. FIG. 8A shows an image after noise clearing and labeling. (B) Recognition result diagram. (C) Feature table. FIG. 9A is an image after noise clearing and labeling. (B) Recognition result diagram. (C) Feature table. FIG. 10 is a flowchart. FIG. 11 is a score distribution chart. FIG. 12 is a flowchart. FIG. 13 is a labeling procedure diagram. FIG. 14 is a flowchart. FIG. 15 is a flowchart. FIG. 16 is a flowchart. [Explanation of Signs] 3 Camera (multi-plate CCD)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】設定範囲の横幅部を縦方向に設定範囲連続
して有する果菜類を収穫する果菜収穫機であって、該果
菜類を含む所定範囲を撮像するカメラ3と、該カメラ3
により撮像された画像を2値化する2値化処理手段と、
該2値化処理手段により得られた2値化画像を形成する
縦横の画素中にある画素群について横方向の画素数を数
えるカウント手段及び縦方向の画素数を数えるカウント
手段と、該カウント手段により横方向に設定範囲内に数
えられる画素が縦方向に設定範囲内に数えられるときそ
の画素群を収穫対象の果菜類と判定する判定手段と、該
判断手段によって収穫対象の果菜類と判断された画像群
に相当する果菜類を取り込んで収穫する収穫部とを備え
たことを特徴とする果菜収穫機。
(57) [Claims] [Claim 1] The width of the set range is continuously set in the vertical direction
A fruit harvester for harvesting fruits and vegetables having
A camera 3 for capturing an image of a predetermined area including vegetables,
Binarization processing means for binarizing an image captured by
Forming a binarized image obtained by the binarization processing means;
Count the number of pixels in the horizontal direction for the pixels in the vertical and horizontal pixels
Counting means and counting for counting the number of pixels in the vertical direction
Means and a number within the set range in the horizontal direction by the counting means.
When the number of pixels obtained is counted within the set range in the vertical direction.
Determining means for determining a group of pixels as fruits and vegetables to be harvested;
Image group judged to be fruits and vegetables to be harvested by judgment means
Harvesting unit that takes in and harvests fruit and vegetables equivalent to
Fruit harvester characterized by the following.
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