JPH07128030A - 農作物用視覚検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］ 対象物からの反射光線を受光して対象物の
識別を行う検出装置にあって、視覚認識の能率向上化を
図る。 ［構成］ 対象物（Ａ）からの反射光線を受光して対
象物（Ａ）の色及び対象物（Ａ）までの距離を識別する
光視覚センサ（８）を備えた検出装置において、対象物
（Ａ）を巾で識別する複数の反射光線を視覚センサ
（８）に同時に受光させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は例えばミニトマト或いは
サクランボ・リンゴなどの農作物を収穫する真空式収穫
機における農作物用視覚検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種視覚検出装置としては、赤色レー
ザと、近赤外レーザを用いて対象物からの反射光を受光
素子で受けて、対象物の色や、対象物までの距離を識別
するようにした手段がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし乍らこのような
手段の場合、通常１本ずつ発光される光線によって対象
物の走査が行われるため、対象物の識別に時間を要して
識別感度が悪かった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】したがって本発明は、対
象物からの反射光線を受光して対象物の色及び対象物ま
での距離を識別する光視覚センサを備えた検出装置にお
いて、対象物を巾で識別する複数の反射光線を視覚セン
サに同時に受光させることによって、対象物の識別を短
時間に正確に行わしめることを可能とさせて、視覚認識
の能率向上化を図ることができる。

【０００５】また、対象物からの反射光線を受光して対
象物の色及び対象物までの距離を識別する光視覚センサ
を備えた検出装置において、透過率の異なる複数の光線
用フィルタを光視覚センサは備え、これらフィルタによ
って分割される複数の光線でもって対象物の識別を行う
ことによって、発光源から発光する１本の光線をフィル
タで多数に分割し、１本の光線で対象物の複数箇所を同
時に視覚して、対象物の識別を短時間で正確に行わしめ
ることを可能とさせるもので、極めて構造簡単な経済的
手段のもので視覚認識の能率向上化を図って、この検出
装置を用いた収穫作業を高能率なものとさせることがで
きる。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳述
する。図１は視覚センサ部の説明図、図２は収穫機の全
体斜視図、図３は同正面図であり、図中（１）は走行レ
ール（２）上を走行輪（３）でもって移動する収穫機
（４）の台車、（５）は前記台車（１）の略中央に立設
させる上下動用ガイド（６）にハンド台（７）を介し支
持する真空吸引式の収穫ハンド、（８）は前記ハンド台
（７）に設置してハンド（５）前方の収穫対象物である
ミニトマト（Ａ）を撮像する視覚センサ、（９）は前記
ハンド（５）によって吸引収穫されたミニトマト（Ａ）
を台車（１）に搭載するコンテナ（１０）に搬送する搬
送ホース、（１１）は前記ガイド（６）を台車（１）の
進行方向に移動させるハンド台水平直動用モータ、（１
２）は前記ガイド（６）を下部基端の縦軸回りに回転さ
せるハンド台水平旋回用モータ、（１３）は前記ハンド
台（７）をガイド（６）に沿って上下動させるハンド台
上下直動用モータ、（１４）は前記ハンド（５）を収穫
目標物であるミニトマト（Ａ）に対し前後に移動させる
ハンド前後方向移動用モータ、（１５）は前記ハンド
（５）を回動支点軸（１６）を中心として上下方向に移
動させるハンド上下方向回動用モータであり、前記ハン
ド（５）先端に開閉自在に取付ける吸引体（１７）に真
空吸引力でもってトマト（Ａ）を吸着させて収穫を行う
ように構成している。

【０００７】図４乃至図５にも示す如く、前記視覚セン
サ（８）は３本の赤色レーザ光を発光する３つの赤色レ
ーザ（１８ａ）（１８ｂ）（１８ｃ）と、３本の近赤外
レーザ光を発光する３つの近赤外レーザ（１９ａ）（１
９ｂ）（１９ｃ）と、赤色レーザ（１８ａ）（１８ｂ）
（１８ｃ）からの３本の赤色レーザ光を下方に透過並び
に近赤外レーザ（１９ａ）（１９ｂ）（１９ｃ）からの
３本の近赤外レーザ光を下方に反射させる一定横巾を有
するフィルタ（２０）と、該フィルタ（２０）を透過及
び反射した赤色及び近赤外レーザ光をミニトマト（Ａ）
に向け方向変換させる一定横巾を有する投光用ミラー
（２１）と、ミニトマト（Ａ）からの反射レーザ光を方
向変換させる一定横巾を有する受光用ミラー（２２）
と、受光用ミラー（２２）からの各３本の反射レーザ光
を対物レンズ（２３）を介し各受光素子（２４）に受光
する３つの受光器（２５ａ）（２５ｂ）（２５ｃ）と、
前記投光及び受光用ミラー（２１）（２２）間に介設す
る遮光板（２６）と、投光及び受光用ミラー（２１）
（２２）を連動連結する連動リンク（２７）と、投光及
び受光用ミラー（２１）（２２）の取付角度の連動調節
を行うミラー角度調節用のステップモータ（２８）と、
これらレーザ（１８ａ）〜（１８ｃ）・（１９ａ）〜
（１９ｃ）及び受光器（２５ａ）〜（２５ｃ）などを有
する視覚センサ（８）を縦モータ軸（２９ａ）を中心と
して左右に水平回動する投光方向調節用のステップモー
タ（２９）とを備え、ミニトマト（Ａ）に投光されて反
射する各３本のレーザ光の巾を持った反射光に基づい
て、ミニトマト（Ａ）の色やミニトマト（Ａ）までの距
離を瞬時に且つ正確に識別して、ミニトマト（Ａ）の収
穫を行うように構成している。

【０００８】本実施例は上記の如く構成するものにし
て、収穫ハンド（５）によるミニトマト（Ａ）の収穫作
業時にあっては、横方向に巾を有する３本のレーザ光に
よってミニトマト（Ａ）の色と、ミニトマト（Ａ）まで
の距離を走査して、瞬時のあいだに正確に収穫に適した
ミニトマト（Ａ）と、その距離を識別判断して、この視
覚認識での能率向上化を図って、収穫ハンド（５）によ
るミニトマト（Ａ）の収穫作業を良好なものとさせるも
のである。

【０００９】図６乃至図７は、赤色レーザであるレーザ
１（１８）及びレーザ２（１９）の各レーザ光を３つの
フィルタ１（２０ａ）・フィルタ２（２０ｂ）・フィル
タ３（２０ｃ）を用いて複数に分光させて、同時に走査
するレーザ光の走査数を増加させる構成例を示すもの
で、図７に示す如く、レーザ１（１８）のレーザ光（１
００％）に対し、各フィルタ１・２・３（２０ａ）（２
０ｂ）（２０ｃ）の透過率ａ％・ａ％・０％（反射率
（１００−ａ）％・（１００−ａ）％・１００％）に、
またレーザ２のレーザ光（１００％）に対し、各フィル
タ１・２・３（２０ａ）（２０ｂ）（２０ｃ）の透過率
２ｂ％・ｂ％・０％（反射率（１００−２ｂ）％・（１
００−ｂ）％・１００％）に設定して、各フィルタ１・
２・３（２０ａ）（２０ｂ）（２０ｃ）から透過及び反
射出光する略均等強さ（ａ・ｂ≒３０）の各３本の巾を
持ったレーザ光を投光用ミラー（２１）を介しミニトマ
ト（Ａ）に投光させると共に、ミニトマト（Ａ）からの
反射光を受光用ミラー（２２ａ）（２２ｂ）（２２ｃ）
及びレンズ（２３）を介し各受光器（２５ａ）（２５
ｂ）（２５ｃ）に入光させて、各１つのレーザ１（１
８）及びレーザ２（１９）によって複数の走査光線を分
光出力させる状態とさせて、この視覚センサ（８）によ
るミニトマト（Ａ）検出時のトータル走査時間を短縮さ
せるように構成したものである。

【００１０】図８は収穫機（４）のハンド（５）を有す
る収穫部を水平制御可能に設ける構成例を示すもので、
上下動用ガイド（６）及びコンテナ（１０）などを搭載
する収穫機本体（３０）と、走行輪（３）及びバッテリ
ケース（３１）などを有するシリンダ台（３２）間の前
後左右に、４つの昇降シリンダ（３３）を介設すると共
に、収穫機本体（３０）の前後及び左右傾きを検出する
傾斜センサ（３４）を本体（３０）側に設けて、前記セ
ンサ（３４）の検出に基づいて昇降シリンダ（３３）を
作動制御して収穫機本体（３０）を常に水平維持させ
て、この収穫作業での安定性を向上させるように構成し
たものである。

【００１１】図９乃至図１１は１つの収穫機（４）にミ
ニトマト（Ａ）の収穫などを行う作業ハンド（５）を複
数装備させる構成例を示すもので、図９のものは同一畦
で同一株のミニトマト（Ａ）を上方と下方で分担して収
穫する上下２つの収穫ハンド（５ａ）（５ｂ）を、収穫
機（４）の立設支柱（３５）にそれぞれ独立動作可能に
支持させて、同時に２つ毎のミニトマト（Ａ）の収穫を
可能とさせて作業能率の向上化を図るように構成したも
のである。

【００１２】また各収穫ハンド（５）の先端部には前記
視覚センサ（８）を補助するハンド近接用視覚センサ
（３６）をそれぞれ設置していて、視覚センサ（８）で
収穫機（４）を一定距離まで近接させた以後は、各視覚
センサ（３６）でもって各ハンド（５）をそれぞれ独立
に上下目標のミニトマト（Ａ）まで近接させるように構
成したものである。

【００１３】図１０のものは、前記支柱（３５）の上方
にミニトマト（Ａ）を収穫する収穫ハンド（５ａ）を装
備させると共に、支柱（３５）の下方にホルモン処理や
追肥など他作業を行う別作業ハンド（５ｃ）を装備させ
て、１つの収穫機（４）によってミニトマト（Ａ）の収
穫作業と、ホルモン処理や追肥など管理作業とを同時に
行わしめるように構成したものである。

【００１４】図１１のものは、前記支柱（３５）の上下
に左右逆姿勢の収穫ハンド（５ａ）（５ｄ）を装備させ
る構成例を示すもので、通路をはさんで左右両側の畦で
生育されるミニトマト（Ａ）を左及び右畦用収穫ハンド
（５ａ）（５ｄ）で２畦同時に収穫して、収穫作業での
作業能率向上化を図るように構成したものである。

【００１５】

【発明の効果】以上実施例からも明らかなように本発明
は、対象物（Ａ）からの反射光線を受光して対象物
（Ａ）の色及び対象物（Ａ）までの距離を識別する光視
覚センサ（８）を備えた検出装置において、対象物
（Ａ）を巾で識別する複数の反射光線を視覚センサ
（８）に同時に受光させるものであるから、対象物
（Ａ）の識別を短時間に正確に行わしめることを可能に
できて、視覚認識の能率向上化を図ることができる。

【００１６】また、対象物（Ａ）からの反射光線を受光
して対象物（Ａ）の色及び対象物（Ａ）までの距離を識
別する光視覚センサ（８）を備えた検出装置において、
透過率の異なる複数の光線用フィルタ（２０ａ）（２０
ｂ）（２０ｃ）を光視覚センサ（８）は備え、これらフ
ィルタ（２０ａ）（２０ｂ）（２０ｃ）によって分割さ
れる複数の光線でもって対象物（Ａ）の識別を行うもの
であるから、発光源から発光する１本の光線をフィルタ
（２０ａ）（２０ｂ）（２０ｃ）で多数に分割し、１本
の光線で対象物（Ａ）の複数箇所を同時に視覚して、対
象物（Ａ）の識別を短時間で正確に行わしめることを可
能にでき、したがって極めて構造簡単な経済的手段のも
ので視覚認識の能率向上化を図ることができて、この検
出装置を用いた収穫作業を高能率なものとさせることが
できるなど顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】視覚センサ部の説明図である。

【図２】収穫機の全体斜視図である。

【図３】収穫機の全体正面図である。

【図４】視覚センサ部の側面説明図である。

【図５】視覚センサ部の背面説明図である。

【図６】他の視覚センサの説明図である。

【図７】他の視覚センサにおけるフィルタの透過率を示
す表図である。

【図８】収穫機の昇降説明図である。

【図９】複数のハンドを有する収穫機の説明図である。

【図１０】複数のハンドを有する収穫機の説明図であ
る。

【図１１】複数のハンドを有する収穫機の説明図であ
る。

【符号の説明】

（８） 視覚センサ （２０ａ）（２０ｂ）（２０ｃ） フィルタ （Ａ） ミニトマト（対象物）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対象物からの反射光線を受光して対象物
   の色及び対象物までの距離を識別する光視覚センサを備
   えた検出装置において、対象物を巾で識別する複数の反
   射光線を視覚センサに同時に受光させるように設けたこ
   とを特徴とする農作物用視覚検出装置。
2. 【請求項２】 対象物からの反射光線を受光して対象物
   の色及び対象物までの距離を識別する光視覚センサを備
   えた検出装置において、透過率の異なる複数の光線用フ
   ィルタを光視覚センサは備え、これらフィルタによって
   分割される複数の光線でもって対象物の識別を行うよう
   に設けたことを特徴とする農作物用視覚検出装置。