JPH0582163B2 - - Google Patents

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JPH0582163B2
JPH0582163B2 JP61267171A JP26717186A JPH0582163B2 JP H0582163 B2 JPH0582163 B2 JP H0582163B2 JP 61267171 A JP61267171 A JP 61267171A JP 26717186 A JP26717186 A JP 26717186A JP H0582163 B2 JPH0582163 B2 JP H0582163B2
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JP
Japan
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fruits
vegetables
fruit
image processing
imaging
Prior art date
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Application number
JP61267171A
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Japanese (ja)
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JPS63119611A (en
Inventor
Masahiko Hayashi
Yasuo Fujii
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Kubota Corp
Original Assignee
Kubota Corp
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Publication date
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Publication of JPS63119611A publication Critical patent/JPS63119611A/en
Publication of JPH0582163B2 publication Critical patent/JPH0582163B2/ja
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  • Harvesting Machines For Specific Crops (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、果菜類を撮像する撮像手段、その撮
像手段の撮像画像情報に基づいて果菜類を抽出す
ると共にその果菜類の位置する方向を求める画像
処理手段、及び、前記撮像手段の撮像時に撮像視
野方向に向けて照光する照光手段の夫々が設けら
れると共に、伸縮アームに付設した作業ハンドを
前記抽出した果菜類の位置する方向に向けて誘導
すべく、前記画像処理手段の情報に基づいて前記
伸縮アームを作動させるアーム制御手段が設けら
れた果菜類用作業機の誘導装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention provides an imaging means for taking an image of fruits and vegetables, extracting the fruits and vegetables based on image information captured by the imaging means, and determining the direction in which the fruits and vegetables are located. An image processing means for obtaining a desired image, and an illumination means for illuminating in the direction of the imaging field of view when the image is taken by the imaging means, and a working hand attached to a telescoping arm is directed in the direction in which the extracted fruits and vegetables are located. The present invention relates to a guidance device for a working machine for fruits and vegetables, which is provided with arm control means for operating the telescoping arm based on information from the image processing means for guidance.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

上記この種の果菜類用作業機の誘導装置におけ
る画像処理について説明すれば、例えば、作業対
象果菜類の色に基づいて、撮像画像情報を2値化
することにより、作業対象果菜類のみに対応した
領域を抽出し、そして、その抽出した領域の重心
等の幾何学的特徴点を求める等の処理を行うこと
により、果菜類を抽出し、その位置する方向を、
画像情報における座標値と作業機との関係から求
める手段等が用いられることとなる。
To explain the image processing in the guidance device of this type of fruit and vegetable working machine mentioned above, for example, by binarizing the captured image information based on the color of the fruit and vegetables to be worked, it is possible to handle only the fruits and vegetables to be worked. Then, by performing processing such as determining the geometric feature points such as the center of gravity of the extracted area, fruits and vegetables are extracted, and the direction in which they are located is determined.
A method of determining the coordinate value based on the relationship between the coordinate value in the image information and the working machine will be used.

つまり、撮像画像情報の明るさを正規化した状
態で、画像処理を行う必要があるが、上記この種
の果菜類用作業機の誘導装置は、屋外において作
業を行うことが多いため、自然光の影響が問題と
なる。つまり、自然光の明るさは不定であること
から、色温度が変動したり、又、果菜類の位置に
よつては、撮像条件がいわゆる逆光状態となるこ
ともある。
In other words, it is necessary to perform image processing with the brightness of the captured image information normalized, but since the guidance device of this type of fruit and vegetable work machine is often used outdoors, it is difficult to use natural light. The issue is the impact. In other words, since the brightness of natural light is unstable, the color temperature may vary, and depending on the position of fruits and vegetables, the imaging conditions may become so-called backlit conditions.

従つて、自然光の影響も除去するために、撮像
手段の撮像時に、その視野方向に向けて照光する
照光手段を設けることとなる。
Therefore, in order to eliminate the influence of natural light, an illumination means is provided that illuminates the field of view of the imaging means when the imaging means takes an image.

そして、従来では、自然光の影響を充分に除去
できるように、上記照光手段を、その照光量が大
きなものを使用するようにしてあつた。
Conventionally, in order to sufficiently eliminate the influence of natural light, the illumination means used has a large amount of illumination.

〔発明を解決しようとする問題点〕[Problems that the invention attempts to solve]

しかしながら、上記従来構成においては、以下
に示すような不都合があり、改善の余地があつ
た。
However, the conventional configuration described above has the following disadvantages, and there is room for improvement.

すなわち、作業ハンドが付設された伸縮アーム
の伸縮可能な距離範囲は有限であり、例えば、照
光手段の光量を大きくしすぎると、伸縮アームつ
まり作業ハンドの作動距離範囲よりも遠くに位置
する果菜類をも認識することとなる。その結果、
作業ハンドが到達できる距離範囲外に位置する果
菜類に対しても誘導することとなり、無駄な誘導
を行つて作業効率が低下する不利が生じるものと
なる。
In other words, the distance range in which the telescoping arm to which the work hand is attached is extendable is limited, and for example, if the amount of light from the illumination means is increased too much, fruits and vegetables located further away than the working distance range of the telescoping arm, that is, the work hand, may be You will also recognize that. the result,
Fruits and vegetables that are located outside the reachable range of the work hand are also guided, resulting in unnecessary guidance and a disadvantage that work efficiency is reduced.

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであ
つて、その目的は、画像処理手段が、作業ハンド
を誘導し得る範囲内に位置する果菜類を抽出でき
るように、撮像画像情報の明るさを適正化するこ
とにより、作業ハンドを誘導し得る範囲外に位置
する果菜類に対して作業ハンドが誘導される無駄
を防止することにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and an object of the present invention is to improve the brightness of captured image information so that an image processing means can extract fruits and vegetables located within a range where a work hand can be guided. By optimizing this, it is possible to prevent the work hand from being guided to fruits and vegetables located outside the range in which the work hand can be guided.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明による果菜類用作業機の誘導装置の特徴
構成は、前記照光手段が、前記画像処理手段にて
抽出される果菜類が前記作業ハンドを誘導し得る
範囲内のもとなる光量で照光するように構成され
ている点にあり、その作用並びに効果は以下の通
りである。
A characteristic configuration of the guidance device for a working machine for fruits and vegetables according to the present invention is such that the illumination means illuminates the fruits and vegetables extracted by the image processing means with a source light amount within a range that can guide the work hand. Its functions and effects are as follows.

〔作用〕[Effect]

すなわち、照光手段の光量を、画像処理手段に
て抽出される果菜類が前記作業ハンドを誘導し得
る範囲内のもとなるようにすることで、作業ハン
ドを誘導できないような遠距離に位置する果菜類
に対してまで、作業ハンドが誘導されることを防
止できる。
That is, by setting the light intensity of the illumination means so that the fruits and vegetables extracted by the image processing means are within a range where the work hand can be guided, the fruits and vegetables extracted by the image processing means are located at a distance where the work hand cannot be guided. It is possible to prevent the work hand from being guided even to fruits and vegetables.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

従つて、照光手段を、画像処理手段が抽出する
果菜類の距離範囲が作業ハンドの誘導距離範囲内
となる光量で照光するように構成することで、作
業ハンドを誘導できない範囲の果菜類に対して作
業ハンドが誘導される無駄を防止できるに至つ
た。又、作業ハンドの誘導範囲に応じた光量で照
光させることにより、照光手段の光量を適正化で
きるので、照光手段が不必要に大型化することを
防止できる。
Therefore, by configuring the illumination means to illuminate with a light intensity such that the distance range of the fruits and vegetables extracted by the image processing means is within the guidance distance range of the work hand, it is possible to illuminate the fruits and vegetables in the range where the work hand cannot be guided. This has made it possible to prevent waste caused by the work hand being guided. Furthermore, by illuminating the work hand with an amount of light that corresponds to the guiding range of the work hand, the amount of light of the illumination means can be optimized, so that it is possible to prevent the illumination means from becoming unnecessarily large.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。
Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

第5図に示すように、左右一対の車輪1,1を
前後に備えた車体Vに、側面視がくの字形状のブ
ーム2を昇降並びに旋回自在に取り付けると共
に、その先端部に、水平揺動自在な補助ブーム3
を取り付け、更に、その補助ブーム3の先端部
に、作業用のマニプレータ4を上下揺動並びに旋
回自在に取り付けて、ミカン等の果実収穫用の作
業機を構成してある。尚、図中、5はブーム昇降
用の油圧シリンダ、6はブーム旋回用の電動モー
タ、7は補助ブーム揺動用の電動モータである。
As shown in Fig. 5, a boom 2, which has a dogleg shape in side view, is attached to a vehicle body V equipped with a pair of left and right wheels 1, 1 at the front and rear so that it can move up and down as well as turn. Flexible auxiliary boom 3
A working manipulator 4 is attached to the tip of the auxiliary boom 3 so as to be able to swing up and down and rotate, thereby forming a working machine for harvesting fruits such as mandarin oranges. In the figure, 5 is a hydraulic cylinder for raising and lowering the boom, 6 is an electric motor for swinging the boom, and 7 is an electric motor for swinging the auxiliary boom.

前記マニプレータ4は、多関節型の伸縮アーム
8と、その先端部に取り付けた果実収穫用の作業
ハンドHとからなり、前記伸縮アーム8を、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
作されるように構成すると共に、伸縮用の電動モ
ータ9cにて伸縮操作するようにしてある。
The manipulator 4 consists of a multi-joint telescopic arm 8 and a fruit harvesting work hand H attached to its tip, and the telescopic arm 8 is rotated around the vertical axis X by an electric motor 9a. Moreover, it is constructed so that it can be swung around a horizontal axis Y by an electric motor 9b, and it can be expanded and contracted by an electric motor 9c for expansion and contraction.

又、第5図及び第6図に示すように、果菜類を
撮像する撮像手段としてのカラービデオカメラS0
と、前記カラービデオカメラS0の視野方向に向け
て設定光量で照光する照光手段としてのストロボ
発光装置Aとを、それらの視野方向が前記作業ハ
ンドHの方向を向く状態となるように、前記伸縮
アーム8の縦軸芯Xと水平軸芯Yとの交点部分に
格納してある。
Further, as shown in FIGS. 5 and 6, a color video camera S 0 is used as an imaging means for imaging fruits and vegetables.
and a strobe light emitting device A serving as an illumination means for illuminating the viewing direction of the color video camera S0 with a set light amount, such that the viewing direction thereof faces the direction of the work hand H. It is stored at the intersection of the vertical axis X and the horizontal axis Y of the telescopic arm 8.

但し、第1図に示すように、前記ストロボ発光
装置Aの照光量を、前記伸縮アーム8をその初期
位置まで短縮した状態における前記作業ハンドH
の先端部が位置する箇所に果実が位置する場合
に、前記カラービデオカメラS0の受光量が最大と
なり、且つ、前記伸縮アーム8を略直線状となる
状態まで伸長した状態における前記作業ハンドH
の先端部が位置する箇所に果実が位置する場合
に、後述の画像処理手段100が果実を抽出でき
る下限の受光量となるように設定してある。つま
り、前記作業ハンドHの初期位置L0と最大伸長
距離L1との間が前記作業ハンドHを誘導し得る
距離範囲となり、そして、前記画像処理手段10
0を、その距離範囲内に位置する果実を抽出する
ように構成してある。
However, as shown in FIG. 1, the amount of light emitted by the strobe light emitting device A is different from that of the work hand H when the telescoping arm 8 is shortened to its initial position.
When the fruit is located where the tip of the color video camera S0 is located, the amount of light received by the color video camera S0 is maximum, and the work hand H is in a state where the telescoping arm 8 is extended to a substantially linear state.
The amount of light received is set to be the lower limit at which the image processing means 100 (described later) can extract the fruit when the fruit is located where the tip of the fruit is located. That is, the distance range between the initial position L 0 and the maximum extension distance L 1 of the work hand H is a distance range in which the work hand H can be guided, and the image processing means 10
0 is configured to extract fruits located within that distance range.

前記作業ハンドHについて説明すれば、第7図
及び第8図に示すように、平面視がUの時状の基
枠10を、前記伸縮アーム8の先端部に取り付け
ると共に、その基枠10の先端部に捕捉部ケース
11を取り付けてある。
To explain the work hand H, as shown in FIGS. 7 and 8, the base frame 10, which is in the shape of U when viewed from above, is attached to the tip of the telescoping arm 8, and the base frame 10 is A trap case 11 is attached to the tip.

又、軟質ゴム製のバキユームパツド13を先端
部に外嵌着した通気管12を、前記捕捉部ケース
11の筒状部に対してスライド移動自在に内嵌支
持させると共に、前記通気管12の基部に、通気
用の分岐管14を外嵌着し、その分岐管14に、
伸縮自在な蛇腹式ホース15を接続してある。そ
して、第2図に示すように、前記前記蛇腹式ホー
ス15を、吸気用ポンプ16に配管接続してあ
る。
In addition, a ventilation pipe 12 having a vacuum pad 13 made of soft rubber externally fitted on the tip thereof is supported by being slidably inserted into the cylindrical part of the trapping part case 11, and a base part of the ventilation pipe 12 is supported. , a branch pipe 14 for ventilation is fitted onto the outside, and the branch pipe 14 is fitted with a
A telescopic bellows type hose 15 is connected. As shown in FIG. 2, the bellows type hose 15 is connected to an intake pump 16.

前記バキユームパツド13に果実Fが吸着した
ことを検出するための負圧センサS1を、前記分岐
管14に付設すると共に、前記作業ハンドHが果
実Fに対して設定距離内に接近したことを非接触
に検出する赤外光投光式の近接センサS2を、その
検出作用部が前記バキユームパツド13の先端部
前方を向く状態で設けてある。
A negative pressure sensor S1 is attached to the branch pipe 14 to detect that the fruit F has been adsorbed to the vacuum pad 13, and also to detect that the work hand H has approached the fruit F within a set distance. An infrared light projecting type proximity sensor S 2 for detecting contact is provided with its detection action portion facing forward of the tip of the vacuum pad 13 .

前記近接センサS2の構成について説明を加えれ
ば、投光部及び受光部等を収納するセンサ本体1
7を、前記分岐管14内に保持させると共に、前
記センサ本体17に対する投受光用の光を導く光
フアイバ18を、前記通気管12の内部を通して
前記バキユームパツド13の内部に延出し、その
延出端を、ホルダ19にて前記バキユームパツド
13の開口部中心に支持させてある。
To explain the structure of the proximity sensor S2 , the sensor body 1 houses a light emitting part, a light receiving part, etc.
7 is held in the branch pipe 14, and an optical fiber 18 that guides light for emitting and receiving light to the sensor main body 17 is extended into the vacuum pad 13 through the inside of the ventilation pipe 12, and its extending end is is supported by a holder 19 at the center of the opening of the vacuum pad 13.

又、前記捕捉部ケース11には、前記バキユー
ムパツド13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帯板状で且つ半円弧
状に形成されたバリカン型のカツタ20aと前記
柄を押圧支持する帯板状で半円弧状に形成された
柄支持部材20bとを、同軸芯周りで回動操作自
在に枢着した柄切断装置20を設けてある。
In addition, the trapping part case 11 includes a clipper-shaped cutter 20a formed in a semi-circular strip shape and a semicircular arc shape for cutting the peduncle, so-called stalk, of the fruit captured while being attracted to the vacuum pad 13. A handle cutting device 20 is provided in which a handle supporting member 20b formed in a semi-circular band shape and a semi-circular arc shape, which presses and supports the handle, is pivotably pivoted around a coaxial core.

前記柄切断装置20について説明すれば、前記
カツタ20aと柄支持部材20bとを、捕捉した
果実の柄をそれらの間に支持すべく前記捕捉部ケ
ース11から前方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後方側に退
避させる状態とに切り換え操作できるように、差
動機構21を介して電動モータ22に連動連結し
てある。つまり、前記カツタ20a及び柄支持部
材20bの何れか一方が先に柄に接当した場合
に、その接当した一方の起立作動を停止させた状
態で他方を引き続き起立作動させることができる
ようにしてある。又、前記柄切断装置20の起立
作動完了検出用のリミツトスイツチS3、及び、引
退作動完了検出用のリミツトスイツチS4の夫々
を、前記差動機構21の入力ギヤ23に付設の突
片24にて操作されるように設けてある。尚、図
中、24は前記カツタ20aの切断作動用エアシ
リンダ、25は前記作業ハンドHの誘導中に果実
Fを傷つけないようにするための防護用カバー、
26はその開閉用エアシリンダ、27は前記バキ
ユームパツド13の出退操作用エアシリンダであ
る。
To explain the stalk cutting device 20, there are two states in which the cutter 20a and the stalk support member 20b are projected forward from the trapping part case 11 to support the stalk of the captured fruit therebetween, and a state in which the cutter 20a and the stalk support member 20b are projected forward from the trapping part case 11 to support the stalk of the captured fruit between them. It is interlocked and connected to an electric motor 22 via a differential mechanism 21 so that it can be switched to a state in which it is retracted to the rear side to form a passage for introducing the fruit. In other words, when either the cutter 20a or the handle support member 20b comes into contact with the handle first, it is possible to stop the raising operation of the contacting one and then continue to raise the other one. There is. Further, the limit switch S 3 for detecting the completion of the raising operation of the handle cutting device 20 and the limit switch S 4 for detecting the completion of the retracting operation are each operated by a protrusion 24 attached to the input gear 23 of the differential mechanism 21. It is designed to be operated. In the figure, 24 is an air cylinder for cutting operation of the cutter 20a, 25 is a protective cover for preventing damage to the fruit F while guiding the work hand H,
26 is an air cylinder for opening and closing the same, and 27 is an air cylinder for operating the vacuum pad 13 to move in and out.

次に、前記カメラS0による撮像画像情報に基づ
いて、果実Fを抽出すると共に、その位置する方
向を求める画像処理手段100の構成について説
明する。
Next, a description will be given of the configuration of the image processing means 100 that extracts the fruit F and determines the direction in which it is located based on the image information captured by the camera S0 .

第2図に示すように、前記カメラS0から出力さ
れる赤色成分の色信号Rと青色成分の色信号Bと
を減算することにより、果実Fの色のみに対した
画像信号を得る減算器A1、前記減算器A1から出
力される画像信号R−Bを、第1図に示すよう
に、前記作業ハンドHの最大伸長距離L1に対応
した明るさの閾値(Vref)に基づいて2値化す
ることにより、果実Fのみに対応した領域F0
抽出した2値化画像情報C1、(第4図ロ参照)を
得るコンパレータA2、前記カメラS0から出力さ
れる明るさ情報としての輝度信号Y、(第4図イ
参照)をそのグレイレベルに基づいて量子化した
濃淡画像情報C2、(第4図ハ参照)に変換する
A/D変換器A3、前記2値化画像情報C1と前記
濃淡画像情報C1とを記憶するメモリM、及び、
前記メモリMに記憶された画像情報に基づいて前
記領域F0の位置する方向つまり果実Fの位置す
る方向を求めると共に各部の作動を制御する画像
処理用の制御部(CPU)の夫々を設けてある。
As shown in FIG. 2, a subtracter obtains an image signal for only the color of fruit F by subtracting the red component color signal R and the blue component color signal B output from the camera S0 . A 1 , the image signal R-B output from the subtracter A 1 is calculated based on the brightness threshold (Vref) corresponding to the maximum extension distance L 1 of the work hand H, as shown in FIG. A comparator A 2 that obtains binarized image information C 1 (see FIG. 4 B) that extracts an area F 0 corresponding only to the fruit F by binarizing it, and the brightness output from the camera S 0 . A/D converter A 3 , which converts the luminance signal Y as information (see FIG. 4 A) into grayscale image information C 2 , which is quantized based on its gray level (see FIG. 4 C); a memory M for storing digitized image information C 1 and the grayscale image information C 1 ; and
Each image processing control unit (CPU) is provided for determining the direction in which the area F0 is located, that is, the direction in which the fruit F is located, based on the image information stored in the memory M, and controlling the operation of each part. be.

つまり、果実Fとその周囲にある枝や刃、ある
いは背景となる空等は、その色が果実Fとは異な
ることから、前記カメラS0による撮像画像情報
C0、第4図イ参照)から果実の色のみに対応し
た領域F0を抽出すれば、果実Fのみを抽出でき
るのである。又、果実は一般的に球形であり、前
記ストロボ装置Aによる照光により、その表面で
の反射が強くなる箇所が少なくとも果実一個に対
して各一箇所は存在することととなる。従つて、
前記抽出された領域F0内における前記濃淡画像
情報C1のグレイレベルに基づいて最も明るく見
えるハイライト部分P1(第4図ニ参照)を抽出す
れば、その位置の情報を、抽出した果実Fの夫々
の位置する方向を示す情報として用いることがで
きることを利用して、前記制御部(CPU)にて、
前記ハイライト部分P1の位置する方向を果実F
の位置する方向として求める処理を行うようにし
てある。但し、前記ストロボ発光装置Aは、前記
制御部(CPU)からの指令に基づいて、前記カ
メラS0の撮像作動に同期して発光するように制御
されることとなる。
In other words, since the color of the fruit F, the branches and blades around it, or the background sky, etc. is different from that of the fruit F, the image information captured by the camera S 0
By extracting the region F 0 corresponding only to the color of the fruit from C 0 (see Figure 4 A), only the fruit F can be extracted. Moreover, fruits are generally spherical, and there is at least one location on each fruit where the reflection on the surface is strong when illuminated by the strobe device A. Therefore,
By extracting the highlight portion P 1 (see FIG. 4 D) that appears brightest based on the gray level of the grayscale image information C 1 in the extracted region F 0 , the information on that position can be used as the extracted fruit. By utilizing the fact that it can be used as information indicating the direction in which each of F is located, the control unit (CPU)
The direction in which the highlighted part P 1 is located is the fruit F
Processing is performed to find the direction in which . However, the strobe light emitting device A is controlled to emit light in synchronization with the imaging operation of the camera S 0 based on a command from the control unit (CPU).

尚、図中、28は、前記画像処理手段100の
検出情報に基づいて、前記作業ハンドHを果実F
に向けて誘導すべく、前記伸縮アーム8の作動を
制御するアーム制御手段101を構成する制御装
置、29は前記バキユームパツド13の吸引作動
用の電磁弁である。
In the figure, reference numeral 28 indicates that the work hand H is connected to the fruit F based on the detection information of the image processing means 100.
29 is a solenoid valve for suction operation of the vacuum pad 13.

つまり、前記制御装置28は、前記画像処理手
段100、前記負圧センサS1、前記近接センサ
S2、及び、リミツトスイツチS3,S4夫々の検出情
報や予め記憶設定された各種情報に基づいて、前
記昇降用シリンダ6、バキユームパツド13、前
記作業ハンドHを作動させる各エアシリンダ2
4,25,26や電磁弁29、旋回並びに揺動用
の各電動モータ6,7,9a,9b,9c等の各
アクチユエータの作動を制御することにより、前
記作業ハンドHが前記抽出された果実Fの位置す
る方向に向けて誘導されるように前記伸縮アーム
8を伸縮作動させると共に、果実Fを収穫すべく
各部の作動を制御するのである。
That is, the control device 28 includes the image processing means 100, the negative pressure sensor S 1 , the proximity sensor
Each air cylinder 2 operates the lifting cylinder 6, the vacuum pad 13, and the work hand H based on the detection information of S 2 and the limit switches S 3 and S 4 and various information stored in advance.
4, 25, 26, solenoid valve 29, electric motors 6, 7, 9a, 9b, 9c for turning and rocking, etc., so that the work hand H can move the extracted fruit F. The telescopic arm 8 is telescopically operated so as to be guided in the direction in which the fruit F is located, and the operation of each part is controlled in order to harvest the fruit F.

以下、第3図に示すフローチヤートに基づい
て、前記制御装置28の動作を説明する。
Hereinafter, the operation of the control device 28 will be explained based on the flowchart shown in FIG.

先ず、前記伸縮アーム8を最も短縮した状態の
アプローチ開始位置に位置させた状態で、前記ス
トロボ発光装置Aにて照光しながら,前記カメラ
S0にて撮像処理し、前記画像処理手段100にて
果実Fの位置する方向を求める。
First, with the telescopic arm 8 positioned at the approach start position in the most shortened state, the camera is illuminated with the strobe light emitting device A.
Image processing is performed at S0 , and the direction in which the fruit F is located is determined by the image processing means 100.

次に、前記画像処理手段100にて抽出された
方向つまり前記ハイライト部分P1の位置する方
向に向けて前記作業ハンドHを直線的に突出させ
るように、前記バキユームパツド13を前記捕捉
部ケース11よりも前方側に突出させた状態で、
前記近接センサS1が作動するまで、前記伸縮アー
ム8を伸長させてアプローチを開始する。
Next, the vacuum pad 13 is moved to the catching part case 11 so that the working hand H is linearly projected in the direction extracted by the image processing means 100, that is, in the direction in which the highlighted portion P1 is located. In a state where it protrudes further forward than the
The approach is started by extending the telescoping arm 8 until the proximity sensor S1 is activated.

但し、前記伸縮アーム8をその最大伸長距離で
ある前記作業ハンドHの最大誘導距離L1(第1図
参照)まで伸長させても前記近接センサS1が作動
しない場合は、収穫不能と判断して、前記伸縮ア
ーム8を短縮させて、元のアプローチ開始位置ま
で戻す。
However, if the proximity sensor S 1 does not operate even after extending the telescoping arm 8 to its maximum extension distance, which is the maximum guidance distance L 1 (see Figure 1) of the work hand H, it is determined that harvesting is not possible. Then, the telescopic arm 8 is shortened and returned to the original approach starting position.

前記近接センサS1が作動するに伴つて、前記バ
キユームパツド13の吸引作動を開始すると共
に、前記負圧センサS1が作動して果実の吸着を検
出するまで、前記伸縮アーム8を、前記近接セン
サS1の作動距離に基づいて設定した設置距離をそ
のまま前方側に向けて伸長させる。但し、前記設
定距離を伸長しても、前記負圧センサS1が作動し
ない場合は、捕捉失敗と判断して、前記バキユー
ムパツド13の吸引作動を停止すると共に、前記
伸縮アーム8を短縮させて元のアプローチ開始位
置まで戻す。
As the proximity sensor S 1 operates, the vacuum pad 13 starts suction operation, and the telescoping arm 8 is moved to the proximity sensor until the negative pressure sensor S 1 operates and detects fruit suction. Extend the installation distance set based on the working distance of S 1 toward the front. However, if the negative pressure sensor S1 does not operate even after extending the set distance, it is determined that the capture has failed, and the suction operation of the vacuum pad 13 is stopped, and the telescoping arm 8 is shortened to return to its original position. Return to the approach starting position.

前記負圧センサS1が作動するに伴つて、前記伸
縮アーム8の伸長を一旦停止した後、前記バキユ
ームパツド13に吸着され果実Fが前記柄切断装
置20の作動範囲に取り込まれるように、前記バ
キユームパツド13を伸縮アーム8側に後退させ
ながら、前記伸縮アーム8を更に前方側に低速移
動させて停止させる。
As the negative pressure sensor S1 operates, the extension of the telescoping arm 8 is temporarily stopped, and then the vacuum pad is moved so that the fruit F is attracted to the vacuum pad 13 and taken into the operating range of the stalk cutting device 20. 13 to the telescopic arm 8 side, the telescopic arm 8 is further moved forward at low speed and stopped.

そして、前記リミツトスイツチS3による検出情
報に基づいて、前記カツタ20a及び柄支持部材
20bをハンド前方側に向けて起立作動させて柄
をそれらの間に支持させる。
Then, based on the information detected by the limit switch S3 , the cutter 20a and the handle support member 20b are erected toward the front side of the hand, and the handle is supported between them.

但し、前記リミツトスイツチS3が作動しない場
合は収穫不能と判断して、前記柄切断装置20を
伸縮アーム8側に倒伏させた後、前記バキユーム
パツド13を捕捉部ケース11の前方側に突出さ
せて、吸引作動を停止して、前記伸縮アーム8を
アプローチ開始位置まで戻すこととなる。
However, if the limit switch S3 does not operate, it is determined that harvesting is impossible, and after the handle cutting device 20 is laid down on the side of the telescopic arm 8, the vacuum pad 13 is made to protrude to the front side of the trapping part case 11, The suction operation is stopped and the telescopic arm 8 is returned to the approach starting position.

起立作動が終了するに伴つて、前記バキユーム
パツド13の吸引作動を停止して、前記伸縮アー
ム8を果実Fに対して手前下方側に設定距離を後
退させることにより、前記果実Fの柄が短くなる
ように、柄に対する柄切断装置20の位置を補正
した後、前記カツタ20aを作動させて柄を切断
する。
When the standing operation is completed, the suction operation of the vacuum pad 13 is stopped and the telescopic arm 8 is retreated a set distance downward in front of the fruit F, thereby shortening the stalk of the fruit F. After correcting the position of the handle cutting device 20 with respect to the handle, the cutter 20a is operated to cut the handle.

柄を切断した後は、前記バキユームパツド13
の吸引作動を再開して、柄を切断された果実Fが
前記バキユームパツド13に吸着保持される状態
を維持しながら、前記柄切断装置20を倒伏さ
せ、前記伸縮アーム8を短縮して元のアプローチ
開始位置まで作業ハンドHを戻す。
After cutting the handle, the vacuum pad 13
The suction operation is restarted, and while maintaining the state in which the fruit F whose stalk has been cut is adsorbed and held by the vacuum pad 13, the stalk cutting device 20 is laid down, and the telescopic arm 8 is shortened to return to its original approach. Return the work hand H to the starting position.

前記作業ハンドHをアプローチ開始位置まで戻
した後に、前記バキユームパツド13を、前記捕
捉部ケース11よりも前方側に突出させることに
より、収穫した果実Fを排出して一つの果実Fに
対する収穫作動を終了する。
After returning the work hand H to the approach start position, the vacuum pad 13 is made to protrude further forward than the catching case 11, thereby ejecting the harvested fruit F and completing the harvesting operation for one fruit F. do.

一つの果実Fに対する収穫作動を終了した後
は、例えば、前記アプローチ開始位置において、
抽出された果実Fの個数やその位置等に基づい
て、収穫すべき果実があるか否かを判別させるこ
とにより、作業を終了させるか否かを判別し、収
穫する果実がある場合は、上述した処理を繰り返
すこととなる。
After finishing the harvesting operation for one fruit F, for example, at the approach start position,
Based on the number of extracted fruits F, their positions, etc., it is determined whether or not there are any fruits to be harvested, thereby determining whether or not to end the work, and if there are fruits to be harvested, the above-mentioned The process will be repeated.

〔別実施例〕[Another example]

上記実施例では、画像処理手段100を、果実
Fの色に基づいて抽出し、且つ、果実Fの位置す
る方向を、果実Fの色に基づいて抽出した領域
F0内において最も明るく見えるハイライト部分
P1の位置する方向として求めるように構成した
場合を例示したが、例えば、果実Fの形状を特徴
として抽出したり、抽出した領域F0の重心等の
幾何学的特徴点を、位置する方向として用いるよ
うにしてもよく、画像処理手段100の具体構成
は各種変更できる。
In the above embodiment, the image processing means 100 extracts the area based on the color of the fruit F, and the direction in which the fruit F is located is extracted based on the color of the fruit F.
Highlight part that appears brightest within F 0
Although we have exemplified a case in which the direction in which P 1 is located is determined, for example, the shape of the fruit F may be extracted as a feature, or the geometric feature point such as the center of gravity of the extracted area F 0 may be determined as the direction in which it is located. The specific configuration of the image processing means 100 may be modified in various ways.

又、上記実施例では、撮像手段としてもカラー
ビデオカメラS0及び照光手段としてのストロボ発
光装置Aを、伸縮アーム8の基端部側に設けた場
合を例示したが、例えば、前記作業ハンドHに設
ける等、具体構成は各種変更できる。
Further, in the above embodiment, the color video camera S 0 as an imaging means and the strobe light emitting device A as an illumination means are provided on the proximal end side of the telescoping arm 8, but for example, the work hand H The specific configuration can be changed in various ways, such as providing a

又、上記実施例では、伸縮アーム8を多関節型
のアームに構成した場合を例示したが、具体構成
は各種変更できる。
Further, in the above embodiment, the telescoping arm 8 is configured as a multi-jointed arm, but the specific configuration can be modified in various ways.

又、上記実施例では、本発明を、果実の収穫用
作業機に適用した場合を例示したが、トマト等の
野菜の収穫等、各種の作業にも適用できるもので
あつて、作業ハンドHの具体構成、作業ハンドH
を誘導するための具体構成等、各部の構成は、作
業対象や作業形態に応じて各種変更できる。
Further, in the above embodiment, the present invention is applied to a work machine for harvesting fruits, but it can also be applied to various works such as harvesting vegetables such as tomatoes. Specific configuration, working hand H
The configuration of each part, such as the specific configuration for guiding, can be changed in various ways depending on the work object and work type.

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利
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。
Incidentally, although reference numerals are written in the claims section for convenient comparison with the drawings, the present invention is not limited to the structure shown in the accompanying drawings by the reference numerals.

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

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図は照光手段の光量と作業
ハンドの誘導距離との関係を示す図面、第2図は
画像処理手段並びにアーム制御手段の構成を示す
ブロツク図、第3図は制御装置の動作を示すフロ
ーチヤート、第4図イ〜ニは画像処理の説明図、
第5図は果菜類用作業機の全体側面図、第6図は
撮像手段及び照光手段の取り付け状態を示す伸縮
アームの概略正面図、第7図は作業ハンドの切り
欠平面図、第8図は同切り欠側面図である。 S0……撮像手段、A……照光手段、H……作業
ハンド、8……伸縮アーム、100……画像処理
手段、101……アーム制御手段。
The drawings show an embodiment of the guiding device for a working machine for fruits and vegetables according to the present invention, FIG. 1 is a drawing showing the relationship between the light amount of the illumination means and the guiding distance of the working hand, and FIG. 2 shows the image processing means and the arm. A block diagram showing the configuration of the control means, FIG. 3 is a flow chart showing the operation of the control device, FIGS. 4A to 4D are explanatory diagrams of image processing,
Fig. 5 is an overall side view of the working machine for fruits and vegetables, Fig. 6 is a schematic front view of the telescoping arm showing how the imaging means and illumination means are attached, Fig. 7 is a cutaway plan view of the working hand, and Fig. 8 is a cutaway side view of the same. S0 ...Imaging means, A...Illuminating means, H...Working hand, 8...Extendable arm, 100...Image processing means, 101...Arm control means.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 果菜類を撮像する撮像手段S0、その撮像手段
S0の撮像画像情報に基づいて果菜類を抽出すると
共にその果菜類の位置する方向を求める画像処理
手段100、及び、前記撮像手段S0の撮像時に撮
像視野方向に向けて照光する照光手段Aの夫々が
設けられると共に、伸縮アーム8に付設した作業
ハンドHを前記抽出した果菜類の位置する方向に
向けて誘導すべく、前記画像処理手段100の情
報に基づいて前記伸縮アーム8を作動させるアー
ム制御手段101が設けられた果菜類用作業機の
誘導装置であつて、前記照光手段Aが、前記画像
処理手段100にて抽出される果菜類が前記作業
ハンドHを誘導し得る範囲内のものとなる光量で
照光するように構成されている果菜類用作業機の
誘導装置。
1 Imaging means S 0 for imaging fruits and vegetables, the imaging means
An image processing means 100 that extracts fruits and vegetables based on the captured image information of S 0 and determines the direction in which the fruits and vegetables are located, and an illumination means A that illuminates in the direction of the imaging field of view when the imaging means S 0 takes an image. The telescoping arm 8 is operated based on information from the image processing means 100 in order to guide the work hand H attached to the telescoping arm 8 toward the direction in which the extracted fruits and vegetables are located. This is a guiding device for a working machine for fruits and vegetables, which is provided with an arm control means 101, in which the illumination means A is arranged so that the fruits and vegetables extracted by the image processing means 100 are within a range in which the working hand H can be guided. A guidance device for a fruit and vegetable work machine configured to illuminate with a desired amount of light.
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