JPH0697908B2 - 果菜類用作業機の誘導装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、作業対象を捕捉する捕捉用の作業ハンドに、
作業対象認識用の撮像手段、前記撮像手段による撮像時
に同期して作動する照光手段、前記作業対象に対して設
定距離内に接近したことを検出する近接センサ、及び、
前記作業対象を捕捉したことを検出する捕捉検出手段の
夫々を設けると共に、前記撮像手段による撮像画像情報
に基づいて作業対象果菜類に対応する領域を抽出すると
共に、その領域内において最も明るく見えるハイライト
部分、又は、前記領域内において最も明るく見えるハイ
ライト部分及び前記領域内の幾何学的特徴点を抽出する
画像処理手段、前記捕捉検出手段が検出作動するに伴っ
て起動されて、前記作業ハンドの作業作動を制御するハ
ンド制御手段、前記作業ハンドを初期位置に位置させる
状態において撮像した画像情報に基づいて抽出した前記
領域のハイライト部分又は幾何学的特徴点に向けて前記
作業ハンドを誘導し、且つ、前記近接センサが検出作動
した後も前記捕捉検出手段が検出作動するまで設定距離
だけ前記作業ハンドを誘導する誘導手段を設けた果菜類
用作業機の誘導装置に関する。

〔従来の技術〕

上記この種の果菜類用作業機の誘導装置は、作業ハンド
を、いわゆる視線追従式に誘導するようにしたものであ
る。

ところで、作業対象果菜類として、ミカンやリンゴ等の
果実を例に説明すれば、作業対象を照光すると、その形
状が球形であるために、その表面のうちの最も手前側箇
所が、その周囲よりも明るく光って見える状態となるこ
とが知られている。

又、反射光量は、距離の二乗に反比例することから、撮
像位置に対して近距離に位置する果菜類ほど反射光が強
くなることとなる。

従って、複数個の果菜類が互いに重なりあって生ってい
る場合においても、最も明るく見える部分つまりハイラ
イト部分を、作業対象果菜類の位置を代表する位置とし
て用いると、複数個の果菜類が互いに重なりあっていて
も、複数個の果菜類のうちの手前側に位置するものを自
動的に認識することとなり、手前側に位置する果菜類が
後方側に位置する果菜類の邪魔にならないようにしなが
ら、効率良くアプローチできることとなる。

そこで、従来では、第４図に示すように、照光手段の光
量を、作業ハンドがアプローチ可能な距離範囲（Ｌ）に
おいて、撮像手段が作業対象果菜類からの反射光量の変
化を判別できるよう設定し、（第４図中、（ａ）で示
す）、そして、上記作業ハンドを初期位置、例えば、ア
プローチ開始位置（L₀）に位置させた状態において撮像
した画像情報を、例えば、第９図（ロ）に示すように、
作業対象果菜類の色等に基づいて作業対象果菜類のみに
対応した領域（F₀）を抽出し、そして、第９図（ハ）に
示すように、その抽出した領域（F₀）内において最も明
るく見えるハイライト部分（P₁）を、撮像画像情報の明
るさに基づいて抽出したり、あるいは、前記領域（F₀）
の重心等の幾何学的特徴点（P₀）を抽出し、そのハイラ
イト部分（P₁）や幾何学的特徴点（P₀）を、作業対象果
菜類の位置する方向を代表する情報として用いるように
してあった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来構成においては、作業ハンドが
その初期位置に位置する状態において撮像した画像情報
に基づいて、アプローチさせるようにしていたために、
以下に示す不都合があった。

すなわち、照光手段を同期して作動させながら撮像して
いるので、第４図に示すように、撮像手段が受光する作
業対象果菜類からの反射光量が距離の二乗に反比例し
て、遠方に位置するものほど光量が低下し、且つ、その
光量の差が小さくなるために、遠距離に位置する果菜類
は、それに対応する領域を抽出してもハイライト部分の
差が不明確になる虞れがあり、遠方に位置する果菜類の
前後方向の位置関係を正確に判別することは困難であっ
た。一方、遠距離に位置する果菜類からの反射光量の差
が大きくなるように、例えば、第４図中、（ｃ）で示す
ように、照光手段の光量を大きくすると、逆に近距離に
位置するものからの反射光量が強くなりすぎて、撮像手
段の受光量が飽和して明るさ変化が判別できない状態と
なる虞れがある。

そこで、明るさ変化が大きくなるように、例えば、作業
ハンドに付設の近接センサ等による検出情報に基づい
て、撮像手段と作業対象果菜類との距離が設定距離とな
るまで、作業ハンドを接近させた後、再度撮像処理して
果菜類の位置する方向の情報を抽出させ、その再抽出し
た情報に基づいて作業ハンドの誘導方向を補正するよう
に構成することも考えられるが、比較的近距離に位置す
る果菜類からの光量変化は大きいので、初期位置におい
て撮像した画像情報に基づいて抽出した情報にて誘導し
ても、的確に誘導できる場合もあり、常時再抽出する処
理を行うと、かえって作業効率が低下する虞れがある。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、そ
の目的は、撮像手段による受光量の差に基づいて、複数
個の果菜類に対する前後方向の位置関係を正確に認識で
きるようにしながら、作業効率が低下しないようにする
ことにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明による果菜類用作業機の誘導装置の特徴構成は、
第１図に示すように、前記近接センサ（S₂）による検出
情報に基づきながら前記作業ハンド（Ｈ）を作業対象果
菜類に対して設定距離手前側に位置させる状態に停止さ
せ、その停止状態において、前記設定距離における前記
撮像手段（S₃）の受光量が適正光量となるように前記照
光手段（28）の照光量を設定して再撮像させた画像情報
に基づいて抽出したハイライト部分の位置する方向に向
けて誘導する補助誘導手段（102）を、前記誘導手段（1
01）によって前記作業ハンド（Ｈ）を誘導しても前記捕
捉検出手段（S₁）が前記果菜類を捕捉したことを検出で
きなかった場合に起動されるように設けてある点にあ
り、その作用並びに効果は以下の通りである。

〔作用〕

すなわち、作業ハンド（Ｈ）に設けた近接センサ（S₂）
を用いて、作業ハンド（Ｈ）に設けた撮像手段（S₃）及
び照光手段（28）を、作業対象果菜類に対して設定距離
手前側に停止させて、その設定距離に応じた明るさで照
光しながら再撮像することにより、作業ハンド（Ｈ）に
対して遠近方向に位置する複数個の作業対象果菜類の位
置関係を、適正な明るさ変化として検出できるようにす
ることで、初期位置に対して遠距離に位置する複数個の
果菜類に対して誤って後方側に位置する果菜類に対して
先にアプローチすることを防止できる。

そして、上記再抽出した情報に基づいて作業ハンド
（Ｈ）を誘導する補助誘導手段（102）を、前記作業ハ
ンド（Ｈ）を初期位置に位置させる状態において撮像し
た画像情報に基づいて抽出した前記領域（F₀）のハイラ
イト部分（P₁）又は幾何学的特徴点（P₀）に向けて誘導
する誘導手段（101）にて前記作業ハンド（Ｈ）を誘導
しても、前記捕捉検出手段（S₁）が果菜類を捕捉したこ
とを検出できなかった場合に起動するのである。

〔発明の効果〕

従って、捕捉検出手段が検出作動すれば、補助誘導手段
を起動することなく、ハンド制御手段を引き続き作動さ
せることができ、果菜類が遠距離に位置するために的確
に抽出できなかった場合のみ、補助誘導手段が起動され
て、誘導方向が自動的に補正されることとなる。もっ
て、誘導手段のみで誘導できた場合における作業効率の
低下を抑制しながら、重なりあって見える複数個の果菜
類の前後方向の位置関係を識別できなかった場合の誤動
作を防止できるに至った。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第５図に示すように、ブーム（１）を昇降及び旋回自在
に車体（２）に取り付け、前記ブーム（１）に補助ブー
ム（３）を水平方向に揺動自在に取り付け、そして、果
実収穫用の作業ハンド（Ｈ）を備えた作業用マニプレー
タ（（４）を、前記補助ブーム（３）の先端部に取り付
けて、果実収穫用の作業機を構成してある。尚、図中、
（５）はブーム昇降用油圧シリンダ、（６）はブーム旋
回用電動モータ、（７）は補助ブーム揺動用電動モー
タ、（Ｋ）は収穫した果実を収納する箱である。

前記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
た作業ハンド（Ｈ）とからなる。そして、前記伸縮アー
ム（８）は、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と共に、電動モータ（9c）
にて伸縮操作されるように構成してある。

前記作業ハンド（Ｈ）について説明すれば、第６図及び
第７図に示すように、軟質ゴム製のバキュームパッド
（10）を、その吸引口がハンド前方側を向く状態で、通
気管（11）の先端部に外嵌着し、前記通気管（11）の基
部に、通気用の分岐管（12）を設け、その分岐管（12）
に、伸縮自在な蛇腹式ホース（13）を接続してあり、そ
して、前記分岐管（12）の基端部を、前記伸縮アーム
（８）の先端部にボルト止着してある。但し、前記蛇腹
式ホース（13）は、第２図に示すように、吸気用ポンプ
（14）に配管接続されている。

又、前記バキュームパッド（10）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柄切断装
置、及び、捕捉部ケース（15）を設けてある。

前記捕捉部ケース（15）について説明すれば、第６図〜
第８図に示すように、ハンド前後方向にスライド移動自
在に前記通気管（11）に外嵌支持される基端部分（15
a）と、その先端側上部に止着される上部カバー部分（1
5b）と、前記基端部分（15a）の先端側下部に止着され
る下部カバー部分（15c）とからなり、そして、捕捉部
ケース（15）をスライド操作する出退操作用のエアシリ
ンダ（16）を、前記基端部分（15a）と前記分岐管（1
2）との間に介装してある。もって、前記バキュームパ
ッド（10）の吸引口が前記捕捉部ケース（15）よりも前
方側に位置する状態と、前記バキュームパッド（10）の
吸着された果実を前記捕捉部ケース（15）の内部に取り
込む状態とに切り換え自在に構成してある。

前記上部カバー部分（15b）及び下部カバー部分（15c）
について説明を加えれば、それらによってハンド外周部
を覆うように半球状に形成してあり、前記バキュームパ
ッド（10）の吸引口に対向する箇所に、一つの果実を通
過させることができる大きさの果実通過用の開口部（2
6）を開口するようにしてある。又、前記上部カバー部
分（15b）の前記開口部（26）に近接する部分に、果実
の柄が挿通するスリット状溝（27）を形成してあり、も
って、後述の如く果実を収穫する際に、前記バキューム
パッド（10）にて吸着された収穫対象果実のみを前記捕
捉部ケース（15）内に取り込めるように、且つ、その取
り込み時に柄をスムーズに移動させることができるよう
にしてある（第10図（ハ）参照）。

又、前記下部カバー部分（15c）の下部後方側に、前記
捕捉部ケース（15）内に保持される柄を切断された果実
を排出するための開口部を形成すると共に、果実を下方
側に排出するためのシャッタ（29）を、開閉用のエアシ
リンダ（30）にて開閉自在に、前記捕捉部ケース（15）
の基端部分（15a）の下部に止着してある。

前記柄切断装置について説明すれば、第６図に示すよう
に、帯板状で且つ半円弧状のバリカン型のカッタ（17）
及び帯板状で且つ半円弧状の柄支持部材（18）夫々の両
端を、横軸芯周りで揺動自在に前記捕捉部ケース（15）
の基端部分（15a）に枢着して、前記カッタ（17）及び
柄支持部材（18）夫々を、前記捕捉部ケース（15）内に
捕捉した果実の柄をそれらの間で支持すべくハンド前方
側に突出させる状態と、それらの間に果実を導入する通
路を形成すべくハンド後方側に退避させる状態とに切り
換えるように、出退揺動自在にしてある。

そして、前記カッタ（17）及び柄支持部材（18）を揺動
操作する電動モータ（19）を設けると共に、前記カッタ
（17）のスライド駆動用エアシリンダ（20）を設け、も
って、突出側への揺動、つまり、起立作動に伴って、前
記カッタ（17）と柄支持部材（18）との間に柄を支持
し、支持した柄を前記カッタ（17）のスライド作動によ
り切断するようにしてある（第10図参照）。

但し、前記カッタ（17）及び柄支持部材（18）を、差動
機構（21）を介して前記電動モータ（19）に連動連結し
てあり、前記カッタ（17）及び柄支持部材（18）の何れ
か一方が先に柄に接当した場合において、先に接当した
カッタ（17）又は柄支持部材（18）の起立作動を停止さ
せた状態で、他方側の柄支持部材（18）又はカッタ（1
7）を引き続き起立作動できるようにしてある。つま
り、前記カッタ（17）及び柄支持部材（18）夫々の突出
位置を、捕捉した果実の柄の位置に合わせて自動変更で
きるようにしてある。

又、後述の如く、前記作業ハンド（Ｈ）の各部の作動を
制御するための各種センサを設けてある。

第６図及び第７図に示すように、作業対象を捕捉したこ
とを検出する捕捉検出手段として、前記バキュームパッ
ド（11）に果実が吸着されたことを感知する負圧センサ
（S₁）を、前記分岐管（12）に付設してある。

第６図〜第８図に示すように、前記作業ハンド（Ｈ）が
収穫対象果実に対して設定距離内に接近したことを検出
する光反射式の近接センサ（S₂）、及び、収穫対象果実
の位置する方向を検出する撮像手段としてのイメージセ
ンサ（S₃）を、それらの検出方向が前記バキュームパッ
ド（10）の吸引口前方側を向く状態で、前記バキューム
パッド（10）の内部に設けると共に、前記上部カバー部
分（15b）の後部に、前記イメージセンサ（S₃）による
撮像処理に同期して設定光量で発光するストロボ装置
（28）を設けてあり、周囲の明るさに拘らず適正光量で
撮像処理できるようにしてある。

又、第６図及び第７図に示すように、前記カッタ（17）
及び柄支持部材（18）の揺動位置を検出するポテンショ
メータ（S₄）を、前記差動機構（21）に連動連結してあ
り、前記カッタ（17）及び柄支持部材（18）の起立作動
完了や引退作動完了を検出できるようにしてある。

前記近接センサ（S₂）について説明すれば、発光部や受
光部及びそれらに対する信号処理部等を収納するセンサ
本体（22）を、前記分岐管（12）の後方上部に保持させ
ると共に、そのセンサ本体（22）から繰り出される投受
光用の光ファイバ（23）を、前記分岐管（12）及び通気
管（11）の内部を通して前記バキュームパッド（10）の
内部に延出し、そして、近接センサ（S₂）の検出作用面
としての前記の光ファイバ（23）の延出端を、前記イメ
ージセンサ（S₃）支持用のホルダ（24）にて、ハンド前
方側を向く状態で、前記イメージセンサ（S₃）の上部に
支持させてある。

次に、前記作業ハンド（Ｈ）を、自動的に収穫対象果実
に向けてアプローチさせると共に、捕捉した果実の柄を
切断して収穫するための制御手段の構成について説明す
る。

第２図に示すように、前記イメージセンサ（S₃）からの
撮像情報に基づいて画像処理して収穫対象果実の位置す
る方向を求めるための画像処理手段（100）、前記作業
ハンド（Ｈ）を収穫対象果実に向けて誘導する誘導手段
（101）、補助誘導手段（102）、並びに、前記捕捉部ケ
ース（15）内に捕捉された果実の柄を切断して収穫する
ために各部の作動を制御するハンド制御手段（103）の
夫々を構成する制御装置（32）を設けてある。つまり、
前記制御装置（32）に、前記イメージセンサ（S₃）から
の撮像情報、前記負圧センサ（S₁）や近接センサ（S₂）
の検出情報、並びに、前記ポテンショメータ（S₄）の検
出情報夫々を入力てある。

そして、それら情報、及び、予め記憶された情報に基づ
いて、前記ブーム昇降用のシリンダ（５）の駆動用コン
トローラ（33）、前記ブーム旋回用モータ（６）の駆動
用コントローラ（34）、前記補助ブーム揺動用モータ
（７）の駆動用コントローラ（35）、前記伸縮アーム
（８）の各電動モータ（9a），（9b），（9c）の駆動用
コントローラ（36a），（36b），（36c）、前記捕捉部
ケース（15）の出退操作用エアシリンダ（16）に対する
制御弁（37）、前記カッタ（17）の操作用エアシリンダ
（20）に対する制御弁（38）、前記カッタ（17）及び柄
支持部材（18）の起伏操作用電動モータ（19）の駆動用
コントローラ（39）、前記バキュームパッド（10）の吸
引作動制御用の制御弁（40）、前記シャッタ（29）の開
閉用エアシリンダ（30）に対する制御弁（41）、並び
に、前記イメージセンサ（S₃）及びストロボ装置（28）
の夫々に、作動指令を出力して、収穫対象果実の位置す
る方向を検出すること、前記作業ハンド（Ｈ）を収穫対
象果実に向けてアプローチさせること、前記負圧センサ
（S₁）が検出作動しなかった場合に再画像処理した画像
情報に基づいて抽出したハイライト部分（P₁）に向けて
誘導方向を補正すること、果実を収穫すること、及び、
収穫した果実を所定の位置にて排出すること、夫々を自
動的に行わせるように構成してある。

但し、初期位置における前記イメージセンサ（S₃）の撮
像視野範囲は、前記車体（２）の移動、ブーム（１）の
旋回や昇降、補助ブーム（３）の水平揺動、並びに、前
記伸縮アーム（８）の補助ブーム（３）に対する旋回や
前後揺動によって、前記作業ハンド（Ｈ）つまりバキュ
ームパッド（10）の向きを変更することにより設定する
こととなる。

次に、第３図（イ），（ロ）に示すフローチャートに基
づいて、前記制御装置（32）の動作を説明する。

先ず、前記バキュームパッド（10）を、予め設定された
初期位置に位置する状態で、且つ、収穫対象果実が位置
する所定範囲の方向を向くようにセットした後、前記ス
トロボ装置（28）を、その光量が最大となる状態（第４
図中、（ａ）で示す）で発光させて、前記イメージセン
サ（S₃）にて撮像処理する。次に、その撮像画像情報を
取り込んで、枝や葉等の背景を除去して対象果実のみに
対応した画像情報を抽出する画像処理を行って、収穫対
象果実の位置する方向を求める。

枝や葉等の背景を除去して対象果実のみに対応した画像
情報を抽出する画像処理手段（100）について説明を加
えれば、前記イメージセンサ（S₃）による撮像画像情報
（第９図（イ）参照）を果実の色に基づいて２値化する
ことにより、果実（Ｆ）のみに対応する領域（F₀）を抽
出し、その領域（F₀）の幾何学的特徴点である重心
（P₀）の位置を求めることにより、収穫対象果実の位置
する方向を、前記重心（P₀）が位置する画像上の座標値
に基づいて求めることとなる（第９図（ロ）参照）。

次に、求められた方向、つまり、アプローチ開始位置に
おける前記バキュームパッド（10）の位置と前記イメー
ジセンサ（S₃）の撮像視野中心が一致していることか
ら、前記重心（P₀）の座標値に基づいて、前記バキュー
ムパッド（10）の吸引口が前記重心（P₀）の位置する方
向つまり収穫対象果実側に向かう状態を維持させなが
ら、前記作業ハンド（Ｈ）を収穫対象果実の位置する方
向に向けて高速移動する状態でアプローチさせる。

但し、前記イメージセンサ（S₃）による撮像画像情報か
ら複数個の収穫対象果実が認識された場合は、前記イメ
ージセンサ（S₃）による撮像処理時に、前記ストロボ装
置（28）を発光させるので、距離が近いものほど明るく
見えることとなることから、前記果実の色のみに対応す
る領域（F₀）夫々の平均的な明るさの差に基づいて明る
いものほど先にアプローチするようにしたり、あるい
は、下側に位置するものほど先にアプローチするよう
に、アプローチ順序を設定することとなる。つまり、バ
キュームパッド（10）に近いものや捕捉しやすい位置に
あるものほど先に収穫することとなる。

そして、アプローチ開始後に、前記近接センサ（S₂）が
収穫対象果実に対して設定距離内に接近したことを検出
するに伴って、前記作業ハンド（Ｈ）が低速移動する状
態となるように、前記伸縮アーム（８）の伸長速度を低
速に切り換えた後、前記負圧センサ（S₁）が果実（ｆ）
を吸着したことを検出するまで、前記近接センサ（S₂）
の作動距離に対応して設定された設定距離を前進させ
る。

もって、前記作業ハンド（Ｈ）を、その初期位置にて撮
像した画像情報に基づいて誘導し、前記バキュームパッ
ド（10）が果実（Ｆ）を吸着して前記負圧センサ（S₁）
が検出作動するまでの処理にて、誘導手段（101）を構
成してある。

但し、前記作業ハンド（Ｈ）を設定距離前進させても、
前記負圧センサ（S₁）が検出作動しない場合は、前記伸
縮アーム（８）の作動を停止させて前記作業ハンド
（Ｈ）のアプローチを一旦停止させた後、前記近接セン
サ（S₂）による検出情報に基づきながら、前記作業ハン
ド（Ｈ）を、設定距離（L₁）（本実施例では、約200mm
に設定してある）を後退させて、前記イメージセンサ
（S₃）の受光量が飽和しないように、且つ、撮像距離に
対する光量変化が大きくなるように、前記後退距離と近
接センサ（S₂）の作動距離とに基づいて、前記ストロボ
装置（28）の光量を予め設定された光量（第４図中、
（ｂ）で示す）に減光して再発光させながら、再撮像処
理する（第10図（イ）参照）。

そして、再撮像処理された画像情報を再度画像処理する
ことにより、前記果実の色のみに対応した一つの領域
（F₀）を再抽出し、そして、その再抽出された領域
（F₀）内において、最も明るくみえるハイライト部分
（P₁）（第９図（ハ）参照）を抽出し、前記バキューム
パッド（10）を、そのハイライト部分（P₁）に向けてア
プローチさせるように、アプローチ方向を修正して、前
記近接センサ（S₂）が再度ON作動し、且つ、前記負圧セ
ンサ（S₁）が果実（Ｆ）を吸着したことを検出するま
で、低速移動する状態でアプローチを再開する。

尚、前記ハイライト部分（P₁）が、再抽出された領域
（F₀）内において複数個ある場合（第９図（ハ）中、破
線で示す）は、複数個の果実が平面的に隣接して生って
いると判別して、例えば、左方や下方等、予め設定され
た方向に位置するものに対して先にアプローチするよう
に、一つのハイライト部分（P₁）のみを選択することと
なる。尚、複数個の果実が前後方向に隣接して生ってい
る場合は、前記ストロボ装置（28）による反射光量が、
後方側に位置する果実よりも前方側に位置する果実から
のほうが大になるために、後方側に位置する果実に対す
る位置情報が自動的に除去されて、複数個の果実が隣接
していても、前記ハイライト部分（P₁）は一つのみ抽出
されることとなり、前記作業ハンド（Ｈ）に対して手前
側に位置する一つの果実に対応する位置のみが自動的に
抽出されることとなる。

前記近接センサ（S₂）が再度ONするに伴って、前記バキ
ュームパッド（10）の吸引作動を開始すると共に、前記
作業ハンド（Ｈ）をそのまま低速移動させて前進させ
る。

前記バキュームパッド（10）の吸引作動開始後に、作業
ハンド（Ｈ）を設定距離（例えば、前記近接センサ
（S₂）の作動距離に対応した距離）だけ収穫対象果実側
に前進移動させ（第10図（ロ）参照）、前記負圧センサ
（S₁）の検出情報に基づいて、果実を吸着したか否かを
判別する。

もって、前記作業ハンド（Ｈ）を、作業対象果実（Ｆ）
に対して設定距離（L₁）手前側に位置させる状態に停止
させて、再撮像処理した画像情報に基づいて抽出したハ
イライト部分（P₁）に向けてアプローチさせる処理に
て、補助誘導手段（102）を構成し、且つ、その補助誘
導手段（102）を、前記誘導手段（101）にて誘導しても
前記負圧センサ（S₁）が検出作動しなかった場合に起動
されるように構成してある。

但し、アプローチ距離が前記伸縮アーム（８）をその最
大伸長位置まで突出した位置に相当する設定値以上にな
っても、前記近接センサ（S₂）が作動しない場合は、収
穫不能であると判断して、前記伸縮アーム（８）を短縮
させて、作業ハンド（Ｈ）をアプローチ開始位置まで戻
す。

前記負圧センサ（S₁）がON作動して所望通り果実（Ｆ）
を吸着している場合は、前記バキュームパッド（10）を
停止させ、引き続き、前記捕捉部ケース（15）を前方側
に突出させて、収穫対象果実を、前記捕捉部ケース（1
5）内に取り込んで、果実が前記柄切断装置の作動範囲
内に位置する状態となるようにする（第10図（ハ）参
照）。

但し、前記補助誘導手段（102）にて誘導しても前記負
圧センサ（S₁）が作動しない場合は、収穫不能であると
判断して、前記捕捉部ケース（15）を後方側に退避させ
ると共に、前記バキュームパッド（10）の吸引作動を停
止させ、前記伸縮アーム（８）を短縮させて、作業ハン
ド（Ｈ）をアプローチ開始位置まで戻す。

前記捕捉部ケース（15）内に果実を取り込んだ後は、前
記カッタ（17）及び柄支持部材（18）を前方側に向けて
起立作動させるべく、前記起伏操作用のモータ（19）を
正転駆動する。そして、前記ポテンショメータ（S₄）に
よる検出情報に基づいて、その起立作動完了位置の手前
側の中間位置で起立作動を一旦停止させると共に、前記
バキュームパッド（10）の吸引作動を停止させ、作業ハ
ンド（Ｈ）全体を、果実に対して手前側下方に向けて設
定距離を後退させることにより、捕捉された果実に対し
て前記カッタ（17）が接触する状態となるように、つま
り、前記カッタ（17）にて切断される柄の長さが極力短
くなるように、カッタ（17）に対する柄の位置を補正す
る（第10図（ニ）参照）。

その後は、前記ポテンショメータ（S₄）による検出情報
に基づいて、起立作動が完了するまで、引き続き前記カ
ッタ（17）及び柄支持部材（18）を前方側に向けて起立
作動させ、果実の柄を前記カッタ（17）と柄支持部材
（18）との間に挟み込む状態で保持させて、前記カッタ
（17）にて柄を切断する（第10図（ホ）参照）。

但し、前記カッタ（17）及び柄支持部材（18）が、その
起立作動完了位置や中間位置に達するに要する設定時間
経過しても、その位置まで起立作動したことを検出でき
ない場合は、収穫不能と判断して、前記ポテンショメー
タ（S₄）による検出情報に基づいて、前記カッタ（17）
及び柄支持部材（18）を、その引退完了位置まで後方側
に引退作動させると共に、前記捕捉部ケース（15）をハ
ンド後方側に引退させて、前記バキュームパッド（10）
の吸引口が前記捕捉部ケース（15）の開口部（26）の前
方側に突出する状態となる初期位置に復帰させた後、前
記伸縮アーム（８）を短縮して、アプローチ開始位置ま
で戻すこととなる。

柄を切断した後は、前記捕捉部ケース（15）内に果実を
保持する状態を維持しながら、前記伸縮アーム（８）を
短縮させて、作業ハンド（Ｈ）を所定位置まで戻した
後、前記シャッタ（29）を下方に向けて開けることによ
り、収穫した果実を、車体（２）の脇に置いてある前記
収納用の箱（Ｋ）に排出する。

収穫した果実を排出した後は、前記ポテンショメータ
（S₄）による検出情報に基づいて、前記カッタ（17）及
び柄支持部材（18）を、その引退完了位置まで後方側に
引退作動させると共に、前記捕捉部ケース（15）をハン
ド後方側に引退させて、前記バキュームパッド（10）の
吸引口が前記捕捉部ケース（15）の開口部（26）の前方
側に突出する状態となる初期位置に復帰させて、一つの
果実に対する収穫作動を終了する。

もって、前記負圧センサ（S₁）がON作動した後、前記作
業ハンド（Ｈ）の各部の作動を制御して収穫作動させる
処理にて、前記ハンド制御手段（103）を構成してあ
る。

一つの果実に対する収穫作動が終了した後は、前記作業
ハンド（Ｈ）をアプローチ開始位置に戻し、そして、例
えば、前記初期位置にて撮像した画像情報に基づいて抽
出した果実（Ｆ）の情報に基づいて、収穫対象果実があ
るか否かを判別さることにより、作業が終了したか否か
を判別する。収穫対象果実がある場合は、上述した一連
の処理を繰り返すことにより、次の果実（Ｆ）に対する
収穫作業を行わせることとなる。

〔別実施例〕

本発明を実施するに、作業ハンド（Ｈ）の具体構成、作
業ハンド（Ｈ）を収穫対象に向けて誘導するために備え
させる伸縮アーム（８）の具体構成等、各部の構成は各
種変更できる。

又、上記実施例では、果実を収穫する場合について例示
したが、トマト等の野菜の収穫作業にも適用できる。
又、収穫作業以外の作業にも適用できるものであって、
本発明は、上記実施例のみに限定されるものではない。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対象を便利にするた
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。

【図面の簡単な説明】

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図は本発明の構成を示す機能ブロック部、
第２図は制御構成を示すブロック図、第３図（イ），
（ロ）は制御装置の動作を示すフローチャート、第４図
は照光手段の光量の説明図、第５図は果実収穫用作業機
の全体側面図、第６図は作業ハンドの切欠側面図、第７
図は同切欠平面図、第８図は同正面図、第９図（イ），
（ロ），（ハ）は画像処理の説明図、第10図（イ），
（ロ），（ハ），（ニ），（ホ）は収穫作動の説明図で
ある。 （Ｈ）……作業ハンド、（S₁）……捕捉検出手段、 （S₂）……近接センサ、（S₃）……撮像手段、 （F₀）……作業対象果菜類に対応する領域、 （P₀）……幾何学的特徴点、（P₁）……ハイライト部
分、（L₁）……設定距離、（28）……照光手段、 （100）……画像処理手段、（101）……誘導手段、 （102）……補助誘導手段、（103）……ハンド制御手
段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】作業対象を捕捉する捕捉用の作業ハンド
   （Ｈ）に、作業対象認識用の撮像手段（S₃）、前記撮像
   手段（S₃）による撮像時に同期して作動する照光手段
   （28）、前記作業対象に対して設定距離内に接近したこ
   とを検出する近接センサ（S₂）、及び、前記作業対象を
   捕捉したことを検出する捕捉検出手段（S₁）の夫々を設
   けると共に、前記撮像手段（S₃）による撮像画像情報に
   基づいて作業対象果菜類に対応する領域（F₀）を抽出す
   ると共に、その領域（F₀）内において最も明るく見える
   ハイライト部分（P₁）、又は、前記領域（F₀）内におい
   て最も明るく見えるハイライト部分（P₁）及び前記領域
   （F₀）の幾何学的特徴点（P₀）を抽出する画像処理手段
   （100）、前記捕捉検出手段（S₁）が検出作動するに伴
   って起動されて、前記作業ハンド（Ｈ）の作業作動を制
   御するハンド制御手段（103）、前記作業ハンド（Ｈ）
   を初期位置に位置させる状態において撮像した画像情報
   に基づいて抽出した前記領域（F₀）のハイライト部分
   （P₁）又は幾何学的特徴点（P₀）に向けて前記作業ハン
   ド（Ｈ）を誘導し、且つ、前記近接センサ（S₂）が検出
   作動した後も前記捕捉検出手段（S₁）が検出作動するま
   で設定距離だけ前記作業ハンド（Ｈ）を誘導する誘導手
   段（101）を設けた果菜類用作業機の誘導装置であっ
   て、前記近接センサ（S₂）による検出情報に基づきなが
   ら前記作業ハンド（Ｈ）を作業対象果菜類に対して設定
   距離（L₁）手前側に位置させる状態に停止させ、その停
   止状態において、前記設定距離（L₁）における前記撮像
   手段（S₃）の受光量が適正光量となるように前記照光手
   段（28）の照光量を設定して再撮像させた画像情報に基
   づいて抽出したハイライト部分（P₁）の位置する方向に
   向けて誘導する補助誘導手段（102）を、前記誘導手段
   （101）によって前記作業ハンド（Ｈ）を誘導しても前
   記捕捉検出手段（S₁）が前記果菜類を捕捉したことを検
   出できなかった場合に起動されるように設けてある果菜
   類用作業機の誘導装置。