JP4273416B2 - 作物収穫装置 - Google Patents

Description

この発明は、イチゴ、トマト、ナス、キュウリなどの果菜類のような作物を自動的に収穫する作物収穫装置に関する。

一般に、上述のような作物を自動的に収穫するには収穫適期の作物を選択して、作物を傷付けないように収穫する必要があった。
このような要請に対応して従来、次の如き作物収穫装置が既に発明されている。
すなわち、作物の収容ボックスを備えた走行車にマニピュレータを取付け、このマニピュレータのハンド部には作物それ自体を左右から挟持する一対の挟持杆を取付けると共に、これら一対の挟持杆の基部には作物の像を撮影する撮影手段を設けたものである（特許文献１参照）。

この従来装置によれば、作物の像を撮影手段にて撮影し、マニピュレータを介してハンド部の位置を調整した後に、作物を左右一対の挟持杆で挟持し、次に、ハンド部に設けられたカッタにて作物の柄部を切断し、予め撮影手段で撮影した画像データに基づいて収穫後の作物を収容ボックスに選別して収容するものである。

上述の従来装置においては、作物を収穫すると同時に、選別することができる利点がある反面、撮影手段による作物の撮影はマニピュレータのハンド部側からの一方向のみの撮影（例えば正面画像のみの撮影）に制限されるので、充分な選別精度の向上を図ることができない問題点があった。
特開平４−３６５１７６号公報

そこで、この発明は、作物の像を撮影する第１撮影手段と、作物を摘み取って保持するところの収穫手段が保持している作物の像を第１撮影手段とは異なる方向から撮影する第２撮影手段とを設け、これらの各撮影手段の撮影結果に基づいて作物を選別することにより、作物の収穫時に該作物を選別するに際して、その選別、判定の精度向上を図ることができる作物収穫装置の提供を目的とする。

この発明の作物収穫装置は、作物を摘み取り、かつ保持して移送する収穫手段と、作物を選別する選別手段とを備え、これらを併設させ一体的に移動可能に構成するとともに、これら収穫手段と選別手段の駆動を制御する制御手段とを備え、上記収穫手段には、摘み取るべき作物の像を撮影する第１撮影手段と、作物を吸引保持する保持部を備えた収穫部とを設け、上記選別手段には、収穫手段の保持部で保持している作物の像を上記第１撮影手段とは異なる方向から撮影する第２撮影手段と、作物を吸引保持する吸引部を備えて撮影結果に基づいて等級を判別された作物を選別収納する収納手段とを設け、上記収穫手段は、第１撮影手段で撮影した画像から摘み取るべき作物の位置を認識して収穫部により作物を摘み取るとともに、摘み取って保持部に吸引保持した作物を選別手段の吸引部に受け渡し、上記選別手段は、収穫手段が吸引部に作物を受け渡す途中で上記第２撮影手段により作物を撮影し、上記制御手段は、上記第１撮影手段と第２撮影手段からの画像データに基づいて作物の等級を判定するものである。

上述の作物は、イチゴ、トマト、ナス、キュウリその他の果菜類のような農作物に設定してもよく、また上述の第１および第２の撮影手段はＣＣＤカメラなどの撮影手段で構成してもよい。

上記構成によれば、収穫手段側において上記収穫部の第１撮影手段は摘み取るべき作物の像を撮影し、収穫手段は第１撮影手段で撮影した画像から摘み取るべき作物の位置を認識して収穫部により作物を摘み取るとともに、摘み取って保持部に吸引保持した作物を選別手段の吸引部に受け渡しする。選別手段側において第２撮影手段は収穫手段が吸引部に作物を受け渡す途中で該保持部が保持している作物の像を第１撮影手段とは異なる方向から撮影する。制御手段は第１撮影手段と第２撮影手段からの画像データに基づいて作物の等級を判定する。これら第１および第２の各撮影手段の撮影結果に基づいて収納手段が作物を選別収納する。
この結果、作物の収穫時に該作物を選別するに際して、その選別、判定の精度向上を図ることができる効果がある。

この発明によれば、作物の像を撮影する第１撮影手段と、作物を摘み取って保持するところの収穫手段が保持している作物の像を第１撮影手段とは異なる方向から撮影する第２撮影手段とを設け、これらの各撮影手段の撮影結果に基づいて作物を選別するので、作物の収穫時に該作物を選別するに際して、その選別、判定の精度向上を図ることができる効果がある。

作物の収穫時に該作物を選別するに際して、その選別、判定の精度向上を図るという目的を、作物の像を撮影する第１撮影手段と、作物を摘み取り、かつ保持して移送する収穫手段と、収穫手段が保持している作物の像を上記第１撮影手段とは異なる方向から撮影する第２撮影手段とを備え、第１および第２の各撮影手段の撮影結果に基づいて作物を選別すべく構成する構造にて実現した。

この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳述する。
図面はこの発明の作物収穫装置をイチゴ収穫装置に適用した実施例を示し、図１はイチゴ収穫装置の平面図、図２は図１のＤ−Ｄ線矢視図、図３はターンテーブル旋回時の平面図、図４は図３の側面図である。

このイチゴ収穫装置は高設架台１を用いて高設栽培されるイチゴａを収穫するものであって、このイチゴ収穫装置は作物としてのイチゴａを収穫する収穫手段としての収穫ロボットＡと、作物としてのイチゴａを選別（選果）する選別手段としての選果ロボットＢとを備えている。

図１〜図４に示すように収穫ロボットＡおよび選果ロボットＢはそれぞれ走行台車２，３を備えていて、各走行台車２，３は連結部材４により互にヒンジ連結されていて、収穫ロボットＡおよび選果ロボットＢを併設させて一体的に移動可能に構成している。
上述の各走行台車２，３は、床面に敷設固定された一対のレール５，５上を走行する複数の車輪６を有し、各走行台車２，３にそれぞれ搭載されたバッテリ７，８（図４参照）により少なくとも走行台車２側の車輪６を駆動すべく構成している。上述のバッテリ７，８は走行台車２の駆動源のみならず、後述する各装置の駆動電源として用いられる。

ここで、上述の一対のレール５，５は複数の高設架台１，１間に平行に配設されており、収穫ロボットＡおよび選果ロボットＢは高設架台１に沿って走行、停止可能に構成されている。

次に、収穫ロボットＡ側の構成について説明する。
図２に示すように走行台車２の上部には駆動部９にて駆動させるターンテーブル１０を設け、このターンテーブル１０上にはイチゴａを摘み取り、かつ保持して移送する収穫部１１を設けている。

この収穫部１１は、前後移動機構１２と、上下移動機構１３と、イチゴａを吸引保持する保持部としての吸引チューブ１４と、イチゴａの柄部ｂ（いわゆる果柄）を挟持および切断する切断部１５とを備えている。

上述のターンテーブル１０にスペーサ１６，１６を介してベース部材１７を取付け、このベース部材１７上部の両端部にブラケット１８，１９を固定すると共に、図５、図６に示すように、これらのブラケット１８，１９間にはスクリュ２０とガイドロッド２１，２１とを平行に張架し、上述のスクリュ２０をサーボモータＭ１で正逆駆動するように構成して、上述の前後移動機構１２を構成している。
そして、上述のスクリュ２０およびガイドロッド２１，２１には前後スライダ２２の基部を取付けている。

この前後スライダ２２の立上り部には断面コの字状の昇降ガイド２３を固定し、この昇降ガイド２３の上下両部に固定したブラケット２４，２５間には、サーボモータＭ２で正逆駆動されるスクリュ２６を張架することで上述の上下移動機構１３を構成している。

そして、上述のスクリュ２６には上下スライダ２７を取付けている。
この上下スライダ２７にはブラケット２８，２９を介してロボットハンド部３０（以下単にハンド部と略記する）を取付けている。

ハンド部３０は図７に断面図で、また図８に平面図で示すように構成されている。すなわち、略水平方向に指向するブラケット２９の下部にはアクチュエータ取付け部材３１を介してエアシリンダ等のアクチュエータ３２を固定し、このアクチュエータ３２のロッド３３先端部には断面Ｌ字状の可動部材３４および保持板３５を介して前述の吸引チューブ１４を取付けている。

また上述のアクチュエータ３２の下面には凹状のガイド部材３６を設け、可動部材３４の対応部には、この凹状のガイド部材３６の摺動案内される凸状のガイド部材３７を設けている。

さらに上述の略水平方向に指向するブラケット２９の上部にはアクチュエータ取付け部材３８を介してエアシリンダ等のアクチュエータ３９を固定し、このアクチュエータ３９のロッド４０先端部には断面Ｌ字状の可動部材４１および駆動ボックス４２を介して前述の切断部１５を取付けている。

この切断部１５は図８、図９に示すように、接離動作可能な左右一対の保持片４３，４３と、一方の保持片４３上面に固定されたカッタ４４とを有し、図７、図８に示す実線位置から同図の仮想線位置に前進した後に、駆動ボックス４２内の駆動機構により左右一対の保持片４３，４３が図９に示すように接近動作され、イチゴａの柄部ｂをこれら一対の保持片４３，４３で挟持すると共に、挟持部の直上部の柄部ｂをカッタ４４にて切断すべく構成している。挟持部の上部にカッタ４４を配置することで、切断後もイチゴａにつながる柄部ｂを挟持して、保持片４３，４３でイチゴａを保持した状態とすることができる。

また上述のアクチュエータ３９の上面には凹状のガイド部材４５を設け、下動部材４１の対応部には、この凹状のガイド部材４５に摺動案内される凸状のガイド部材４６を設けている。
なお、上述の各アクチュエータ３２，３９としてはエアシリンダに代えて電磁ソレノイドを用いてもよい。

ところで、上述の吸引チューブ１４は図７に示すようにホルダ４７を用いて保持板３５に保持されている。この吸引チューブ１４にはブロア８７（図２０参照）等の吸引手段の吸引力が作用するもので、この吸引チューブ１４の吸引口１４ａには該吸引口１４ａを覆う柔軟部材４８が取付けられている。

この柔軟部材４８としては、通気性を有するガーゼなどの柔らかい布、クッション部材、ネット部材、スポンジ部材を単独または組合せて用いることができ、このように吸引口１４ａを通気性を有する柔軟部材４８で覆ったので、イチゴａを吸引チューブ１４の吸引口１４ａにて吸着保持（負圧吸引）する時、イチゴａを傷付けることがない。なお、上述のブロア８７による吸引構造に代えて、エアコンプレッサとアスピレータとの組合せで、吸引チューブ１４内に負圧を作用させるように構成してもよい。

しかも、図１、図３、図５に示すように収穫部１１を隔てた左右両部には第１撮影手段としてのカメラ５０，５０を設けている。このカメラ５０は作物としてのイチゴａの像を正面側から撮影するもので、この実施例では上述のターンテーブル１０にカメラ保持部材（図示せず）を介して、その高さが、図５に示すようにイチゴａを収穫する時の吸引チューブ１４の高さ位置とほぼ同等となる所定の高さ位置にカメラ５０，５０を固定している。そして、これらのカメラ５０，５０で高設架台１の側壁面１ａ（図５参照）を背景として収穫すべきイチゴａを撮影可能に構成している。
また、上述のカメラ５０，５０はハンド部３０の上下動、前後動と干渉しないように、カメラ保持部材を介してターンテーブル１０に支持されたものである。

図１に示す図面上左側のカメラ５０で撮影した画像は図１０のようになり、図１の図面上右側のカメラ５０で撮影した画像は図１１のようになり、摘み取るべき収穫適期のイチゴａ１の位置つまり、左右位置および上下位置を認識することができると共に、２台のカメラ５０，５０を用いることにより、摘み取るべき収穫適期のイチゴａ１までの距離（前後方向の位置）をも認識することができる。
しかも、カメラ５０による撮影の背景は側壁面１ａ（図５参照）に特定されるのでイチゴａの像の輪郭を正確に捉えることができる。

この摘み取るべき収穫適期のイチゴａ１の左右位置、上下位置、距離に対応して、まず、図５の状態からサーボモータＭ１を駆動し、前後移動機構１２を介して収穫部１１の全体を矢印Ｃで示すようにイチゴａ側に移動し、上下位置の調整が必要な場合にはサーボモータＭ２を駆動して、上下移動機構１３を介してハンド部３０の全体を上下動させ、また左右位置の調整が必要な場合には走行台車２を前後進させて、吸引チューブ１４の先端をイチゴａと対向させる。

次に図１２に示すように、上側のアクチュエータ３９のロッド４０を矢印ｄで示すように一旦後退させると共に、下側のアクチュエータ３２のロッド３３を矢印ｅで示すように突出させ、吸引力が作用している吸引チューブ１４にてイチゴａを吸着保持する。

この図１２に示す状態から図１３に示すように上側のアクチュエータ３９のロッド４０を矢印ｆで示すように前進させ、次に図９で示した駆動ボックス４２の内部機構により左右一対の保持片４３，４３でイチゴａの柄部ｂを挟持すると共に、その直上部をカッタ４４で切断する。

この図１３に示す状態から図１４に示すように各アクチュエータ３２，３９のロッド３３，４０を矢印ｇ，ｈで示すように後退させながら、サーボモータＭ１を駆動し、前後移動機構１２を介して収穫部１１の全体を矢印ｉで示すようにノーマル位置側へ後退させる。

この図１４に示す状態から図１５に示すように、ターンテーブル１０を駆動して収穫部１１の全体を矢印ｊで示すように約９０度旋回させ、次に各サーボモータＭ１，Ｍ２を駆動して、前後移動機構１２および上下移動機構１３を介して収穫部１１およびハンド部３０を矢印ｋ，ｌで示すように選果ロボットＢ側に移動して、収穫ロボットＡ側の吸引チューブ１４先端を、選果ロボットＢ側の吸引部５１に対向させる。

次にブロア８７（図２０参照）による吸引チューブ１４への吸引力を解除した後に、アクチュエータ３９のロッド４０を矢印ｍで示すように突出させ、左右一対の保持片４３，４３でその柄部ｂを挟持したイチゴａを選果ロボットＢ側の吸引部５１に受け渡し、この吸引部５１でイチゴａが吸引されると、左右一対の保持片４３，４３は図８で示したように、これら保持片４３，４３が互に離間する元位置に駆動させると共に、ハンド部３０を含む収穫部１１は図５で示したノーマル位置に復帰する。

ここで、選果ロボットＢ側の吸引部５１は収穫ロボットＡ側の吸引チューブ１４と同様に構成され、ブロア８８（図２０参照）等の吸引手段の吸引力が作用されるように構成されると共に、吸引部５１の吸引口は柔軟部材５２で覆われている。また図１４に実線で示すハンド部３０が図１５の実線位置に移動する途中において、このハンド部３０は図１５に仮想線で示す撮影ポジションβを経由し、このハンド部３０が撮影ポジションβに位置した時、選果ロボットＢ側の第２撮影手段としてのカメラ５３で、イチゴａの像を背面側から撮影して、図１６に示す撮影画像を得る。つまり、このカメラ５３は収穫部１１の吸引チューブ１４が保持しているイチゴａの像を収穫ロボットＡ側のカメラ５０，５０とは異なる方向から撮影する手段である。また、このカメラ５３は吸引部５１上方において走行台車３の上部フレームの所定位置に取付けられている。ここで、上述の各カメラ５０，５３としてはＣＣＤカメラを用いることができる。

次に、図１、図３、図４を参照して、選果ロボットＢ側の構成について説明する。
この選果ロボットＢ側の走行台車３の上部には空のトレイ５４を上下方向に積み重ねた複数列のストック部５５を設け、このストック部５５の最下段から空のトレイ５４を１つずつ取出して待機位置ｐ１に保持した後に、待機位置ｐ１のトレイ５４を中間位置ｐ２を介して、イチゴ収納位置ｐ３（イチゴ受け取り位置）に上昇させ、イチゴａが収納されたトレイ５４（図１９参照）は収納位置ｐ３から一旦下降位置ｐ４に下降された後に、ローラ搬送手段５６などの搬送手段にて後位位置ｐ５に搬送され、図示しないリフトアップ構造の積み重ね手段により下側から順次積み重ねられる。

イチゴａが収納されたトレイ５４が下側から順次積み重ねられて、複数列の後位ストック部５７がフルストック状態になると、ローラ搬送手段５６などの搬送手段はイチゴａが収納されたトレイ５４を上述の下降位置ｐ４から前位位置ｐ６まで搬送し、この前位ｐ６のトレイ５４は図示しないリフトアップ構造の積み重ね手段により、前位ストック部５８に下側から順次積み重ねられる。

この実施例では上述のイチゴ収納位置ｐ３に合計３個のトレイ５４が保持され、吸引部５１を含む選別装置６０（図１７，図１８参照）は、第１及び第２の撮影手段としてのカメラ５０，５０およびカメラ５３の撮影結果に基づいてイチゴａを大、中、小の等級別（または優、良、可の等級別）に振り分けてトレイ５４に選別収納する。

上述の選別装置６０は図１７、図１８に示すように構成している。図１７は選別装置６０の平面図、図１８は図１７のＦ−Ｆ線矢視断面図であって、走行台車３上部のフレーム一側には軸受６１，６１を介してスクリュ６２を横架し、このスクリュ６２をサーボモータＭ３で正逆駆動すべく構成する一方、走行台車３上部のフレーム他側には軸受６３，６３（またはブラケット）を介してガイド棒６４を横架し、スクリュ６２およびガイド棒６４にはそれぞれスライダ６５，６６を取付けいる。

また上述の各スライダ６５，６６の上面には断面Ｌ字状のブラケット６７，６８を固定すると共に、一方のブラケット６７に回動可能に軸支された支軸６９には回動板７０を取付け、他方のブラケット６８に回動可能に軸支された支軸７１には回動板７２を取付けいる。上述の各支軸６９，７１はその軸芯線が一直線上に並ぶように配置されている。

上述の一対の回動板７０，７２間にはガイド棒７３とスクリュ７４とを平行に横架する一方、Ｌ字状に形成された回動板７０にはサーボモータＭ４を取付け、このサーボモータＭ４の回転軸に嵌合した原動ギヤ７５を、スクリュ７４に嵌合した従動ギヤ７６に噛合させて、サーボモータＭ４でスクリュ７４を正逆駆動すべく構成している。

またブラケット６７にはサーボモータＭ５を取付け、このサーボモータＭ５の回転軸に嵌合した原動ギヤ７７を、支軸６９に嵌合した従動ギヤ７８に噛合させて、サーボモータＭ５で各要素６９，７０，７１，７２，７３，７４を一体的に正逆回動（つまり旋回）すべく構成している。

ここで、上述の吸引部５１の基部５１ａはガイド棒７３とスクリュ７４とに誇って配設され、各要素Ｍ３，６２，６４，６５，６６，６７，６８から成るＸ軸駆動手段７９により吸引部５１が前後方向へ移動制御され、各要素Ｍ４，７３，７４，７５，７６から成るＹ軸駆動手段８０により吸引部５１が左右方向へ移動制御され、各要素Ｍ５，６９，７０，７１，７２，７３，７４，７７，７８から成る旋回駆動手段８１により吸引部５１が旋回方向へ移動制御される。

したがって、吸引部５１で受取ったイチゴａを各駆動手段７９，８０，８１の駆動によりイチゴ収納位置ｐ３の各トレイ５４に大、中、小の等級別（または優、良、可の等級別）に振り分けて選別収納することができる。

なお、図１７、図１８に示す構成に代えて、吸引部５１旋回動のみに設定する一方、各トレイ５４をＸ軸、Ｙ軸方向に移動させて、吸引部５１のイチゴａを等級別に選別収納するように構成してもよく、あるいは、吸引部５１をＸ軸方向とＹ軸方向の何れか一方の方向への駆動と旋回動とに設定し、トレイ５４をＸ軸方向とＹ軸方向の何れか他方の方向への駆動に設定して、吸引部５１のイチゴａを等級別に選別収納すべく構成してもよい。

図２０はイチゴ収穫装置の制御回路ブロック図を示し、制御手段としてのＣＰＵ８５はカメラ５０，５０，５３からの必要な入力に基づいて、ＲＯＭ８６に記憶されたプログラムに従って、サーボモータＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５、駆動部９、アクチュエータ３２，３９、駆動ボックス４２（詳しくは、その内部機構）、収穫ロボットＡ側のブロア８７、選果ロボットＢ側のブロア８８を駆動制御し、またＲＡＭ８９は収穫敵期の基準データや等級別の収穫個数などの必要なデータを記憶する。

ＣＰＵ８５の内部には画像処理部９０と等級判別部９１とが形成され、画像処理部９０はカメラ５０，５０からの入力に基づいてイチゴａの摘み取るべき上下位置、左右位置、前後位置を割出し、等級判別部９１はカメラ５０，５０，５３からの入力に基づいてイチゴａの大、中、小の等級（または優、良、可の等級別）を判別すると共に、各サーボモータＭ３，Ｍ４，Ｍ５の駆動量を割出す。なお、画像処理部９０、等級判別部９１はＣＰＵ８５に対して、外付けタイプの回路で構成してもよい。

このように構成したイチゴ収穫装置の作用を以下に説明する。
吸引チューブ１４を高設架台１のイチゴａと対向させた図１、図５の状態下において、第１撮影手段としての２台のカメラ５０，５０でイチゴａを撮影して図１０、図１１に示す画像を得ると共に、ＣＰＵ８５内の画像処理部９０により摘み取るべき収穫適期のイチゴａ１の上下位置、左右位置、前後位置を割出し、図１２、図１３、図１４で既述したようにイチゴａを摘み取って、吸引チューブ１４先端に吸着保持する。

次に、摘み取ったイチゴａを収穫ロボットＡ側から選果ロボットＢ側へ受け渡すべく、ターンテーブル１０の旋回により吸引チューブ１４先端が選果ロボットＢ側の吸引部５１と対向するように該吸引チューブ１４を図１５の実線位置に移動制御するが、その途中において、吸引チューブ１４を含む収穫部１１は図１５に仮想線で示す撮影ポジションβに位置する。

つまり、吸引チューブ１４で保持されたイチゴａは第２撮影手段としてのカメラ５３に向けて移送され、吸引チューブ１４が図１５に仮想線で示す撮影ポジションβに至った時、選果ロボットＢ側のカメラ５３で、第１撮影手段としてのカメラ５０，５０による撮影方向とは異なる方向からイチゴａを撮影して、図１６に示す画像を得ると共に、ＣＰＵ８５内の等級判別部９１は各カメラ５０，５０，５３からの画像データに基づいて大、中、小の等級（または優、良、可の等級）を判別する。

次に、図１５に実線で示すように収穫ロボットＡ側の吸引チューブ１４から保持片４３，４３の操作により選果ロボットＢ側の吸引部５１にイチゴａが受け渡されると、図１７、図１８で示した選別装置６０はＣＰＵ８５からの指令信号に対応して駆動され、イチゴａをトレイ５４に大、中、小の等級別（または優、良、可の等級別）に振り分けて選別収納する。

なお、上記実施例においては収穫時のイチゴａに対してハンド部３０の位置を前後移動機構１２により前後方向に調整し、また上下移動機構１３により上下方向に調整すると共に、走行台車２の前後進により左右方向に調整すべく構成したが、図２１に示すようにターンテーブル１０を駆動する駆動部９と走行台車２の上部との間に、収穫時のイチゴａに対してハンド部３０の位置を左右方向に調整する左右移動機構９２を設けてもよい。

この左右移動機構９２は、スクリュ９３およびガイド棒９４，９４に沿って移動可能なスライダ９５・・・と、各スライダ９５の上部に固定されたベースフレーム９６と、上述のスクリュ９３を駆動するサーボモータ（図示せず）とを備え、ベースフレーム９６上に上述の駆動部９およびそれよりも上部の各機構を搭載したものである。

このように構成すると、ハンド部３０の左右方向への移動位置精度の向上を図ることができる。なお、図２１において前図と同一の部分には、同一符号を付して、その詳しい説明を省略している。

上記実施例のイチゴ収穫装置は、イチゴａの像を撮影する第１撮影手段（カメラ５０参照）と、イチゴａを摘み取り、かつ保持して移送する収穫手段（収穫部１１参照）と、上記収穫手段（収穫ロボットＡ参照）が保持しているイチゴａの像を上記第１撮影手段（カメラ５０参照）とは異なる方向から撮影する第２撮影手段（カメラ５３参照）とを備え、上記第１および第２の各撮影手段（カメラ５０，５３参照）の撮影結果に基づいてイチゴａを選別するものである。

この構成によれば、第１撮影手段（カメラ５０参照）はイチゴａの像を撮影し、収穫手段（収穫ロボットＡ参照）はイチゴａを摘み取り、かつ保持して移送し、第２撮影手段（カメラ５３参照）は収穫手段（収穫ロボットＡ参照）が保持しているイチゴａの像を第１撮影手段（カメラ５０参照）とは異なる方向から撮影し、これら第１および第２の各撮影手段（カメラ５０，５３参照）の撮影結果（この実施例では表裏両面からの撮影結果）に基づいてイチゴａが選別される。
この結果、イチゴａの収穫時に該イチゴａを選別するに際して、その選別、判定の精度向上を図ることができる効果がある。

また、上記第１撮影手段（カメラ５０参照）は収穫手段（収穫ロボットＡ参照）がイチゴａを保持する保持部（吸引チューブ１４参照）近傍に設けられ、上記収穫手段（収穫ロボットＡ参照）は摘み取って保持したイチゴａを第２撮影手段（カメラ５３参照）側に向けて移送するものである。

この構成によれば、保持部（吸引チューブ１４参照）近傍に設けられた第１撮影手段（カメラ５０参照）でイチゴａを一方向から撮影し、このイチゴａが収穫手段（収穫ロボットＡ参照）を介して第２撮影手段（カメラ５３参照）側に移送された時、第２撮影手段（カメラ５３参照）によりイチゴａを他方向から撮影することができるので、イチゴａを収穫と同時に選別する場合の選別、判定の精度向上を図ることができる。

さらに上記収穫手段（収穫ロボットＡ参照）は第１撮影手段（カメラ５０参照）の撮影結果に基づいて摘み取るべきイチゴａの位置を認識するものである。

この構成によれば、第１撮影手段（カメラ５０参照）の撮影結果（画像）を、イチゴａの選別判定と、イチゴａの位置検出とに兼用することができるので、選別用撮影手段と位置検出用撮影手段とのそれぞれを設ける必要がなく、装置の簡略化を図ることができる。
加えて、収穫手段としての収穫ロボットＡがイチゴａを保持する保持部（吸引チューブ１４参照）は、図７で示したように吸引口１４ａと、該吸引口１４ａを覆う柔軟部材４８とを備えたものである。

この構成によれば、イチゴａを保持部（吸引チューブ１４参照）の吸引口１４ａに吸引保持する時、柔軟部材４８の緩衝作用によりイチゴａに傷がつくのを防止することができ、またイチゴａを挟持する構造とは異なり、イチゴａを吸引保持する構成であるから、第２撮影手段（カメラ５３参照）による撮影時にイチゴａを適正に撮影することができるうえ、イチゴａの背景を柔軟部材４８に特定することができるので、像の輪郭を正確に捉えることができる。

さらに、上記実施例のイチゴ収穫装置は、イチゴａを摘み取り、かつ保持して移送する収穫手段（収穫ロボットＡ参照）と、イチゴａを選別する選別手段（選果ロボットＢ参照）とを備え、これらを併設させ一体的に移動可能に構成し、上記収穫手段には、作物の像を撮影する第１撮影手段（カメラ５０参照）を設け、上記選別手段には収穫手段が保持している作物の像を上記第１撮影手段とは異なる方向から撮影する第２撮影手段（カメラ５３参照）と、撮影結果に基づいて選別された作物を、選別収納する収納手段（選別装置６０参照）とを設けたものである。

この構成によれば、収穫手段としての収穫ロボットＡ側において上述の第１撮影手段（カメラ５０参照）はイチゴａの像を撮影し、収穫手段（収穫ロボットＡ参照）はイチゴａを摘み取り、かつ保持して選別手段としての選果ロボットＢ側へ移送し、選果ロボットＢ側において第２撮影手段（カメラ５３参照）は収穫手段（収穫ロボットＡ参照）が保持しているイチゴａの像を第１撮影手段（カメラ５０参照）とは異なる方向から撮影し、これら第１および第２の各撮影手段（カメラ５０，５３参照）の撮影結果に基づいて収納手段（選別装置６０参照）がイチゴａをトレイ５４に選別収納する。
この結果、作物の収穫時に該イチゴａを選別する場合、その選別、判定の精度向上を図ることができる効果がある。

また、上記実施例で示したように第１撮影手段としてのカメラ５０を２台設けると、イチゴａの上下位置および左右位置に加えて前後方向の位置を正確に認識することができる。

さらに、上述のハンド部３０をサーボモータＭ１，Ｍ２で駆動すると、その移動位置精度の向上を図ることができる。

この発明の構成と、上述の実施例との対応において、この発明の作物収穫装置は、実施例のイチゴ収穫装置に対応し、以下同様に、
作物は、イチゴａに対応し、
第１撮影手段は、カメラ５０に対応し、
第２撮影手段は、カメラ５３に対応し、
収穫手段は、収穫ロボットＡに対応し、
保持部は、吸引チューブ１４に対応し、
選別手段は、選果ロボットＢに対応し、
収納手段は、選別装置６０に対応するも、
この発明は、上述の実施例の構成のみに限定されるものではない。

例えば、収穫ロボットＡ側のカメラ５０は１台であってもよく、また選果ロボットＢ側のカメラ５３は２台設けてもよい。さらに、収穫ロボットＡ側に２台のカメラ５０，５０を設けると共に、選果ロボットＢ側にも２台のカメラ５３，５３を設けてもよく、カメラ５０，５３の台数および撮影アングルは上記実施例の構成に限定されるものではない。また左右一対の保持片４３，４３でイチゴａの柄部ｂを挟持する構成に代えて、吸引チューブ１４に作用する吸引力のみで、イチゴａを保持し、かつ受け渡すように構成してもよい。さらに、上記実施例の作物収穫装置はイチゴａの収穫のみに限定されるものではなく、トマト、ナス、キュウリ等の他の農作物、果菜類の収穫に適用してもよいことは勿論であり、形状が比較的長いキュウリ等に適用する場合には、ツイン構造またはそれ以上の吸引口で果菜類を吸引保持するように構成してもよい。

この発明の作物収穫装置を示す平面図。 図１のＤ−Ｄ線矢視図。 作物受渡し時の平面図。 図３の側面図。 図２の要部拡大図。 図５のＥ−Ｅ線に沿う部分矢視図。 ハンド部の構成を示す断面図。 図７の平面図。 一対の保持片の近接状態を示す平面図。 一方の第１撮影手段による画像の一例を示す説明図。 他方の第１撮影手段による画像の一例を示す説明図。 ハンド部による作物吸引状態を示す正面図。 ハンド部による柄部の挟持状態を示す正面図。 ハンド部の元位置復帰状態を示す正面図。 ハンド部の旋回状態を示す側面図。 第２撮影手段による画像の一例を示す説明図。 選別装置の構成を示す平面図。 図１７のＦ−Ｆ線矢視断面図。 作物が収納されたトレイの断面図。 制御回路ブロック図。 収穫ロボットの他の実施例を示す正面図。

符号の説明

ａ…イチゴ（作物）
Ａ…収穫ロボット（収穫手段）
Ｂ…選果ロボット（選別手段）
１４…吸引チューブ（保持部）
１４ａ…吸引口
４８…柔軟部材
５０…カメラ（第１撮影手段）
５３…カメラ（第２撮影手段）
６０…選別装置（収納手段）

Claims (1)

1. 作物を摘み取り、かつ保持して移送する収穫手段と、作物を選別する選別手段とを備え、これらを併設させ一体的に移動可能に構成するとともに、これら収穫手段と選別手段の駆動を制御する制御手段とを備え、
   上記収穫手段には、摘み取るべき作物の像を撮影する第１撮影手段と、作物を吸引保持する保持部を備えた収穫部とを設け、
   上記選別手段には、収穫手段の保持部で保持している作物の像を上記第１撮影手段とは異なる方向から撮影する第２撮影手段と、作物を吸引保持する吸引部を備えて撮影結果に基づいて等級を判別された作物を選別収納する収納手段とを設け、
   上記収穫手段は、第１撮影手段で撮影した画像から摘み取るべき作物の位置を認識して収穫部により作物を摘み取るとともに、摘み取って保持部に吸引保持した作物を選別手段の吸引部に受け渡し、
   上記選別手段は、収穫手段が吸引部に作物を受け渡す途中で上記第２撮影手段により作物を撮影し、
   上記制御手段は、上記第１撮影手段と第２撮影手段からの画像データに基づいて作物の等級を判定することを特徴とする
   作物収穫装置。
   

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