JPH074097B2 - 果菜類収穫装置 - Google Patents
果菜類収穫装置Info
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- JPH074097B2 JPH074097B2 JP13070388A JP13070388A JPH074097B2 JP H074097 B2 JPH074097 B2 JP H074097B2 JP 13070388 A JP13070388 A JP 13070388A JP 13070388 A JP13070388 A JP 13070388A JP H074097 B2 JPH074097 B2 JP H074097B2
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- JP
- Japan
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- fruit
- vacuum pad
- proximity sensor
- vegetables
- suction
- Prior art date
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
- B25J15/06—Gripping heads and other end effectors with vacuum or magnetic holding means
- B25J15/0616—Gripping heads and other end effectors with vacuum or magnetic holding means with vacuum
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Harvesting Machines For Specific Crops (AREA)
- Manipulator (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、果菜類を吸着するバキュームパッドを果菜類
の位置する方向に向けて誘導する誘導手段と、前記バキ
ュームパッドの吸引口が果菜類に対して設定距離内に接
近したことを感知する近接センサと、その近接センサが
果菜類を感知するに伴って前記バキュームパッドを吸引
する吸引手段とが設けられている果菜類収穫装置に関す
る。
の位置する方向に向けて誘導する誘導手段と、前記バキ
ュームパッドの吸引口が果菜類に対して設定距離内に接
近したことを感知する近接センサと、その近接センサが
果菜類を感知するに伴って前記バキュームパッドを吸引
する吸引手段とが設けられている果菜類収穫装置に関す
る。
上記この種の果菜類収穫装置において、従来では、近接
センサが果菜類への接近を感知する距離の値を、バキュ
ームパッドの吸引口が果菜類に対して数cm手前側に位置
する状態となるように、近距離に設定してあった。
センサが果菜類への接近を感知する距離の値を、バキュ
ームパッドの吸引口が果菜類に対して数cm手前側に位置
する状態となるように、近距離に設定してあった。
ところで、バキュームパッドを吸引する吸引手段は、バ
キュームパッドによる果菜類の吸着作動の邪魔にならな
いようにするために、一般的にバキュームパッドの吸引
口から離れた箇所に設けられることになる。
キュームパッドによる果菜類の吸着作動の邪魔にならな
いようにするために、一般的にバキュームパッドの吸引
口から離れた箇所に設けられることになる。
従って、上記従来構成では、上記近接センサが果菜類を
感知するに伴って吸引作動を開始させても、バキューム
パッドの吸引力が、果菜類を吸着するに要する設定値よ
り大に上昇するまでには、時間遅れが生じるものとな
り、作業能率の向上の妨げとなっていた。
感知するに伴って吸引作動を開始させても、バキューム
パッドの吸引力が、果菜類を吸着するに要する設定値よ
り大に上昇するまでには、時間遅れが生じるものとな
り、作業能率の向上の妨げとなっていた。
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、バキュームパッドの吸引力上昇の時間遅れが
極力少なくなるようにすることにある。
の目的は、バキュームパッドの吸引力上昇の時間遅れが
極力少なくなるようにすることにある。
本発明による果菜類収穫装置は、果菜類を吸着するバキ
ュームパッドを果菜類の位置する方向に向けて誘導する
誘導手段と、前記バキュームパッドの吸引口が果菜類に
対して設定距離内に接近したことを感知する近接センサ
と、その近接センサが果菜類を感知するに伴って前記バ
キュームパッドを吸引する吸引手段とが設けられている
ものであって、その特徴構成は、以下の通りである。
ュームパッドを果菜類の位置する方向に向けて誘導する
誘導手段と、前記バキュームパッドの吸引口が果菜類に
対して設定距離内に接近したことを感知する近接センサ
と、その近接センサが果菜類を感知するに伴って前記バ
キュームパッドを吸引する吸引手段とが設けられている
ものであって、その特徴構成は、以下の通りである。
すなわち、前記近接センサが果菜類への接近を感知する
設定距離は、前記近接センサが果菜類を感知した時点か
ら前記吸引口が前記設定距離を果菜類側に移動する間
に、前記吸引手段による前記バキュームパッドの吸引力
が設定値より大になるに要する値に設定されている点に
ある。
設定距離は、前記近接センサが果菜類を感知した時点か
ら前記吸引口が前記設定距離を果菜類側に移動する間
に、前記吸引手段による前記バキュームパッドの吸引力
が設定値より大になるに要する値に設定されている点に
ある。
つまり、近接センサが果菜類への接近を感知する設定距
離の値を、近接センサが果菜類を感知した時点からバキ
ュームパッドの吸引口が設定距離を果菜類側に移動する
間に、バキュームパッドの吸引力が設定値より大になる
に要する値に設定することにより、バキュームパッドの
吸引口が果菜類が位置する箇所まで移動した時点では、
果菜類を直ちに吸着できる状態となっているようにする
のである。
離の値を、近接センサが果菜類を感知した時点からバキ
ュームパッドの吸引口が設定距離を果菜類側に移動する
間に、バキュームパッドの吸引力が設定値より大になる
に要する値に設定することにより、バキュームパッドの
吸引口が果菜類が位置する箇所まで移動した時点では、
果菜類を直ちに吸着できる状態となっているようにする
のである。
従って、近接センサが果菜類を感知してバキュームパッ
ドが果菜類を吸着するまでに要する時間遅れを短縮でき
るものとなり、作業能率を向上させることができるに至
った。
ドが果菜類を吸着するまでに要する時間遅れを短縮でき
るものとなり、作業能率を向上させることができるに至
った。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第９図に示すように、左右一対の走行車輪（１）を前後
に備えた車体（Ｖ）に、ブーム（２）が昇降並びに旋回
自在に取り付けられ、そのブーム（２）の先端部に、補
助ブーム（３）が水平方向に揺動自在に取り付けられ、
そして、果実収穫用の作業用ハンド（Ｈ）を備えた作業
用マニプレータ（４）が、前記補助ブーム（３）の先端
部に取り付けられ、もって、果実収穫装置が構成されて
いる。
に備えた車体（Ｖ）に、ブーム（２）が昇降並びに旋回
自在に取り付けられ、そのブーム（２）の先端部に、補
助ブーム（３）が水平方向に揺動自在に取り付けられ、
そして、果実収穫用の作業用ハンド（Ｈ）を備えた作業
用マニプレータ（４）が、前記補助ブーム（３）の先端
部に取り付けられ、もって、果実収穫装置が構成されて
いる。
尚、図中、（５）はブーム昇降用油圧シリンダ、（６）
はブーム旋回用油圧シリンダ、（７）は補助ブーム揺動
用電動モータである。
はブーム旋回用油圧シリンダ、（７）は補助ブーム揺動
用電動モータである。
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
られた作業用ハンド（Ｈ）とからなる。
ム（８）と、その伸縮アーム（８）の先端部に取り付け
られた作業用ハンド（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（Ｙ）周りで旋回操作され、且つ、電動モータ
（9b）にて横軸芯（Ｘ）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されて
いる。
て縦軸芯（Ｙ）周りで旋回操作され、且つ、電動モータ
（9b）にて横軸芯（Ｘ）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されて
いる。
前記作業用ハンド（Ｈ）について説明すれば、第５図に
示すように、その先端部に、作業対象としての果実
（Ｆ）を吸着するためのバキュームパッド（10）と、そ
のバキュームパッド（10）の吸引口（10a）に吸着され
た果実（Ｆ）を覆うための捕捉部ケース（12）と、その
捕捉部ケース（12）内に取り込んだ果実（Ｆ）の柄部分
を上下方向に挟み込んだ状態で切断する柄切断装置（1
3）とが設けられている。尚、前記バキュームパッド（1
0）は、果実（Ｆ）を傷つけないように、ゴム等の弾性
を有する可撓性部材で形成されている。
示すように、その先端部に、作業対象としての果実
（Ｆ）を吸着するためのバキュームパッド（10）と、そ
のバキュームパッド（10）の吸引口（10a）に吸着され
た果実（Ｆ）を覆うための捕捉部ケース（12）と、その
捕捉部ケース（12）内に取り込んだ果実（Ｆ）の柄部分
を上下方向に挟み込んだ状態で切断する柄切断装置（1
3）とが設けられている。尚、前記バキュームパッド（1
0）は、果実（Ｆ）を傷つけないように、ゴム等の弾性
を有する可撓性部材で形成されている。
前記捕捉部ケース（12）は、前記バキュームパッド（1
0）が果実（Ｆ）を吸着するまではアプローチの邪魔に
ならないようにハンド後方側に引退させ、且つ、前記バ
キュームパッド（10）が果実（Ｆ）を吸着した後は、吸
着された果実（Ｆ）を覆うようにハンド前方側に突出さ
せるために、前記バキュームパッド（10）の通気管（1
1）に対して前後方向に出退自在に外嵌支持されてい
る。尚、前記通気管（11）は、蛇腹式のホース（14）
（第９図参照）にて、前記車体（Ｖ）側に搭載された吸
引手段としての吸引ポンプ（17）（第１図参照）に配管
接続されている。
0）が果実（Ｆ）を吸着するまではアプローチの邪魔に
ならないようにハンド後方側に引退させ、且つ、前記バ
キュームパッド（10）が果実（Ｆ）を吸着した後は、吸
着された果実（Ｆ）を覆うようにハンド前方側に突出さ
せるために、前記バキュームパッド（10）の通気管（1
1）に対して前後方向に出退自在に外嵌支持されてい
る。尚、前記通気管（11）は、蛇腹式のホース（14）
（第９図参照）にて、前記車体（Ｖ）側に搭載された吸
引手段としての吸引ポンプ（17）（第１図参照）に配管
接続されている。
又、前記捕捉部ケース（12）は、前記通気管（11）に外
嵌される支持部材（12a）に固着された上部ケース（12
b）と、前記支持部材（12a）に対して縦軸芯周りに揺動
自在に枢着された下部ケース（12c）とに２分割して形
成され、前記下部ケース（12c）を、前記通気管（11）
に対して横方向に揺動させることによって、前記捕捉部
ケース（12）内に保持される柄を切断された果実（Ｆ）
を、外部に排出できるようにしてある。
嵌される支持部材（12a）に固着された上部ケース（12
b）と、前記支持部材（12a）に対して縦軸芯周りに揺動
自在に枢着された下部ケース（12c）とに２分割して形
成され、前記下部ケース（12c）を、前記通気管（11）
に対して横方向に揺動させることによって、前記捕捉部
ケース（12）内に保持される柄を切断された果実（Ｆ）
を、外部に排出できるようにしてある。
前記柄切断装置（13）は、前記果実（Ｆ）の柄を切断す
るバリカン型の刃体（13a）と、その刃体（13a）に前記
果実（Ｆ）の柄を下方側から押圧支持する柄支持部材
（13b）とからなる。
るバリカン型の刃体（13a）と、その刃体（13a）に前記
果実（Ｆ）の柄を下方側から押圧支持する柄支持部材
（13b）とからなる。
但し、詳述はしないが、前記作業用ハンド（Ｈ）には、
前記捕捉部ケース（12）を出退操作するためのアクチュ
エータや前記柄切断装置（13）を駆動するためのアクチ
ュエータ等の収穫作動させるための各種アクチュエータ
や、前記バキュームパッド（10）に果実（Ｆ）を吸着し
たことを検出するための負圧センサ(S3)（第１図参
照）、前記捕捉部ケース（12）の出退位置を検出するた
めのセンサ、及び、前記柄切断装置（13）の駆動状態を
検出するためのセンサ等の各種センサが設けられること
になる。
前記捕捉部ケース（12）を出退操作するためのアクチュ
エータや前記柄切断装置（13）を駆動するためのアクチ
ュエータ等の収穫作動させるための各種アクチュエータ
や、前記バキュームパッド（10）に果実（Ｆ）を吸着し
たことを検出するための負圧センサ(S3)（第１図参
照）、前記捕捉部ケース（12）の出退位置を検出するた
めのセンサ、及び、前記柄切断装置（13）の駆動状態を
検出するためのセンサ等の各種センサが設けられること
になる。
尚、図中、(S1)は前記作業用ハンド（Ｈ）が向いた方向
に位置する果実（Ｆ）を撮像する撮像手段としてのカラ
ー式のイメージセンサ、(S2)は前記作業用ハンド（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
出する赤外光利用の近接センサであって、それら両セン
サ(S1)，(S2)は、アプローチや果実収穫の邪魔にならな
いように、前記バキュームパッド（10）の内部に設けら
れている。又、（15）は前記イメージセンサ(S1)の撮像
処理に同期して前記作業用ハンド（Ｈ）の前方側を設定
光量で照光するための照光装置であって、アプローチや
収穫作動の邪魔にならないようにするために、前記捕捉
部ケース（12）の内部に位置する状態で、前記通気管
（11）の先端部近傍の下側箇所に取り付けてある。
に位置する果実（Ｆ）を撮像する撮像手段としてのカラ
ー式のイメージセンサ、(S2)は前記作業用ハンド（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
出する赤外光利用の近接センサであって、それら両セン
サ(S1)，(S2)は、アプローチや果実収穫の邪魔にならな
いように、前記バキュームパッド（10）の内部に設けら
れている。又、（15）は前記イメージセンサ(S1)の撮像
処理に同期して前記作業用ハンド（Ｈ）の前方側を設定
光量で照光するための照光装置であって、アプローチや
収穫作動の邪魔にならないようにするために、前記捕捉
部ケース（12）の内部に位置する状態で、前記通気管
（11）の先端部近傍の下側箇所に取り付けてある。
そして、前記捕捉部ケース（12）を引退させて前記バキ
ュームパッド（10）の吸引口（10a）が前記捕捉部ケー
ス（12）よりも前方側へ突出する状態で、前記作業用ハ
ンド（Ｈ）を収穫対象果実が位置する方向に向けて、前
記照光装置（15）にて照光しながら前記イメージセンサ
(S1)にて撮像処理し、その撮像画像情報に基づいて前記
作業用ハンド（Ｈ）のアプローチ方向を決定するように
してある。
ュームパッド（10）の吸引口（10a）が前記捕捉部ケー
ス（12）よりも前方側へ突出する状態で、前記作業用ハ
ンド（Ｈ）を収穫対象果実が位置する方向に向けて、前
記照光装置（15）にて照光しながら前記イメージセンサ
(S1)にて撮像処理し、その撮像画像情報に基づいて前記
作業用ハンド（Ｈ）のアプローチ方向を決定するように
してある。
アプローチ方向を決定した後は、前記作業用ハンド
（Ｈ）が決定されたアプローチ方向に向かって直線的に
移動するように、前記各電動モータ（9a），（9b），
（9c）を作動させると共に、前記近接センサ(S2)が果実
を感知するに伴って、前記バキュームパッド（10）を吸
引作動させて収穫対象果実（Ｆ）を吸着し、そして、前
記捕捉部ケース（12）を突出させてその捕捉部ケース
（12）内に果実（Ｆ）を取り込んだ後、柄を切断して収
穫させることになる。
（Ｈ）が決定されたアプローチ方向に向かって直線的に
移動するように、前記各電動モータ（9a），（9b），
（9c）を作動させると共に、前記近接センサ(S2)が果実
を感知するに伴って、前記バキュームパッド（10）を吸
引作動させて収穫対象果実（Ｆ）を吸着し、そして、前
記捕捉部ケース（12）を突出させてその捕捉部ケース
（12）内に果実（Ｆ）を取り込んだ後、柄を切断して収
穫させることになる。
但し、前記イメージセンサ(S1)の撮像視野内に複数個の
果実がある場合には、何れの果実から先にアプローチさ
せるかを、後述の如く、前記イメージセンサ(S1)による
撮像画像の明るさ情報に基づいて自動的に決定させるよ
うにしてある。
果実がある場合には、何れの果実から先にアプローチさ
せるかを、後述の如く、前記イメージセンサ(S1)による
撮像画像の明るさ情報に基づいて自動的に決定させるよ
うにしてある。
ところで、前記近接センサ(S2)は、果実への接近を感知
する距離を、遠近２段階に検出できるように構成されて
いる。
する距離を、遠近２段階に検出できるように構成されて
いる。
すなわち、第１図に示すように、前記近接センサ(S2)か
らハンド前方側に向けて投射される赤外光の反射光の受
光強度に応じた出力レベルとなる受光信号(P0)が、第１
設定距離（30cmに設定してある）に対応する設定閾値よ
り大になるに伴って第１感知信号(P1)を出力する第１コ
ンパレータ(A1)と、前記第１設定距離よりも短距離の第
２設定距離（5cmに設定してある）に対応する設定閾値
より大になるに伴って第２感知信号(P2)を出力する第２
コンパレータ(A2)とが設けられている。
らハンド前方側に向けて投射される赤外光の反射光の受
光強度に応じた出力レベルとなる受光信号(P0)が、第１
設定距離（30cmに設定してある）に対応する設定閾値よ
り大になるに伴って第１感知信号(P1)を出力する第１コ
ンパレータ(A1)と、前記第１設定距離よりも短距離の第
２設定距離（5cmに設定してある）に対応する設定閾値
より大になるに伴って第２感知信号(P2)を出力する第２
コンパレータ(A2)とが設けられている。
説明を加えれば、前記第１感知信号(P1)が出力されるに
伴って前記吸引ポンプ（17）による前記バキュームパッ
ド（10）の吸引作動を開始させて、前記近接センサ(S2)
が果実を感知した時点から前記作業用ハンド（Ｈ）が前
記第１設定距離を移動する間に、前記バキュームパッド
（10）の吸引力が果実吸着に要する値より大となるよう
にしているのである。又、前記バキュームパッド（10）
が果実（Ｆ）の直前方側まで接近するまでは、効率良く
高速移動させながら、果実（Ｆ）の直前方側まで接近し
た後は、的確に果実を吸着して停止できるようにするた
めに、前記第２感知信号(P2)が出力されるに伴って、前
記アーム（８）の伸長速度を高速から低速に切り換える
ことができるようにしているのである。そして、前記負
圧センサ(S3)がON作動して果実吸着を検出するに伴っ
て、前記アーム（８）の伸長を停止させて、収穫作動を
開始させることになる。
伴って前記吸引ポンプ（17）による前記バキュームパッ
ド（10）の吸引作動を開始させて、前記近接センサ(S2)
が果実を感知した時点から前記作業用ハンド（Ｈ）が前
記第１設定距離を移動する間に、前記バキュームパッド
（10）の吸引力が果実吸着に要する値より大となるよう
にしているのである。又、前記バキュームパッド（10）
が果実（Ｆ）の直前方側まで接近するまでは、効率良く
高速移動させながら、果実（Ｆ）の直前方側まで接近し
た後は、的確に果実を吸着して停止できるようにするた
めに、前記第２感知信号(P2)が出力されるに伴って、前
記アーム（８）の伸長速度を高速から低速に切り換える
ことができるようにしているのである。そして、前記負
圧センサ(S3)がON作動して果実吸着を検出するに伴っ
て、前記アーム（８）の伸長を停止させて、収穫作動を
開始させることになる。
又、第６図及び第７図に示すように、前記バキュームパ
ッド（10）の内部には、前記近接センサ(S2)が前記バキ
ュームパッド（10）の前方側に位置する果実のみを感知
するように、前記近接センサ(S2)の感知光通過用の窓
（18）を開口した壁体（19）を一体形成してある。
ッド（10）の内部には、前記近接センサ(S2)が前記バキ
ュームパッド（10）の前方側に位置する果実のみを感知
するように、前記近接センサ(S2)の感知光通過用の窓
（18）を開口した壁体（19）を一体形成してある。
説明を加えれば、第８図（イ）に示すように、前記バキ
ュームパッド（10）の吸引口（10a）の中心と果実
（Ｆ）の中心とが略一致している場合には、前記近接セ
ンサ(S2)が果実（Ｆ）への接近を適正通りに検出して、
果実（Ｆ）を適正通りに吸着できるが、同図（ロ）に示
すように、例えば、誘導方向の検出誤差等に起因して、
前記バキュームパッド（10）の吸引口（10a）の中心と
果実（Ｆ）の中心とが大きくずれている場合には、前記
吸引口（10a）が果実（Ｆ）に対して傾いた状態で接当
することになる。前記吸引口（10a）が果実（Ｆ）に対
して傾いた状態で接当すると、果実を適正通りに吸着で
きないばかりか、果実（Ｆ）が前記近接センサ(S2)の感
知エリア外に押し出されて、前記近接センサ(S2)が果実
（Ｆ）を感知できなくなり、その結果、前記アーム
（８）の伸長を停止できなくなって、果樹を傷つける虞
れがある。
ュームパッド（10）の吸引口（10a）の中心と果実
（Ｆ）の中心とが略一致している場合には、前記近接セ
ンサ(S2)が果実（Ｆ）への接近を適正通りに検出して、
果実（Ｆ）を適正通りに吸着できるが、同図（ロ）に示
すように、例えば、誘導方向の検出誤差等に起因して、
前記バキュームパッド（10）の吸引口（10a）の中心と
果実（Ｆ）の中心とが大きくずれている場合には、前記
吸引口（10a）が果実（Ｆ）に対して傾いた状態で接当
することになる。前記吸引口（10a）が果実（Ｆ）に対
して傾いた状態で接当すると、果実を適正通りに吸着で
きないばかりか、果実（Ｆ）が前記近接センサ(S2)の感
知エリア外に押し出されて、前記近接センサ(S2)が果実
（Ｆ）を感知できなくなり、その結果、前記アーム
（８）の伸長を停止できなくなって、果樹を傷つける虞
れがある。
そこで、前記バキュームパッド（10）の内部に、前記近
接センサ(S2)の感知光通過用の窓（18）を開口した壁体
（19）を一体形成することにより、前記バキュームパッ
ド（10）の吸引口（10a）が果実（Ｆ）に対して傾いた
状態で接当すると、前記吸引口（10a）の変形に伴って
前記感知光通過用の窓（18）の位置が前記近接センサ(S
2)の光軸からずれて、前記近接センサ(S2)が果実（Ｆ）
の代わりに前記壁体（19）又は前記バキュームパッド
（10）の内面を感知する状態となるようにして、前記ア
ーム（８）の伸長を的確に停止させることができるよう
にしているのである。
接センサ(S2)の感知光通過用の窓（18）を開口した壁体
（19）を一体形成することにより、前記バキュームパッ
ド（10）の吸引口（10a）が果実（Ｆ）に対して傾いた
状態で接当すると、前記吸引口（10a）の変形に伴って
前記感知光通過用の窓（18）の位置が前記近接センサ(S
2)の光軸からずれて、前記近接センサ(S2)が果実（Ｆ）
の代わりに前記壁体（19）又は前記バキュームパッド
（10）の内面を感知する状態となるようにして、前記ア
ーム（８）の伸長を的確に停止させることができるよう
にしているのである。
次に、前記イメージセンサ(S1)による撮像画像情報に基
づいて、果実（Ｆ）の位置する方向つまりアプローチ方
向を検出して、前記作業用ハンド（Ｈ）を誘導するため
の制御構成について説明する。
づいて、果実（Ｆ）の位置する方向つまりアプローチ方
向を検出して、前記作業用ハンド（Ｈ）を誘導するため
の制御構成について説明する。
第１図に示すように、前記イメージセンサ(S1)による撮
像画像情報を画像処理して、収穫対象果実（Ｆ）の位置
する方向を検出して、前記作業用ハンド（Ｈ）を収穫対
象果実（Ｆ）に向けて誘導するように、前記ブーム昇降
用油圧シリンダ（５）、前記ブーム旋回用油圧シリンダ
（６）、前記補助ブーム揺動用モータ（７）、前記アー
ム（８）の駆動用各電動モータ（9a），（9b），（9c）
の夫々を制御するためのマイクロコンピュータ利用の制
御装置（16）が設けられている。
像画像情報を画像処理して、収穫対象果実（Ｆ）の位置
する方向を検出して、前記作業用ハンド（Ｈ）を収穫対
象果実（Ｆ）に向けて誘導するように、前記ブーム昇降
用油圧シリンダ（５）、前記ブーム旋回用油圧シリンダ
（６）、前記補助ブーム揺動用モータ（７）、前記アー
ム（８）の駆動用各電動モータ（9a），（9b），（9c）
の夫々を制御するためのマイクロコンピュータ利用の制
御装置（16）が設けられている。
つまり、前記制御装置（16）を利用して、前記イメージ
センサ(S1)による撮像画像情報に基づいて、前記バキュ
ームパッド（10）を果実（Ｆ）の位置する方向に向けて
誘導する誘導手段（100）が構成されることになる。
センサ(S1)による撮像画像情報に基づいて、前記バキュ
ームパッド（10）を果実（Ｆ）の位置する方向に向けて
誘導する誘導手段（100）が構成されることになる。
次に、第２図に示すフローチャートに基づいて、前記制
御装置（16）の動作を説明しながら、前記イメージセン
サ(S1)にて撮像された画像情報から前記果実（Ｆ）の位
置する方向を検出するための手段について詳述する。
御装置（16）の動作を説明しながら、前記イメージセン
サ(S1)にて撮像された画像情報から前記果実（Ｆ）の位
置する方向を検出するための手段について詳述する。
先ず、前記作業用ハンド（Ｈ）を、予め設定されたアプ
ローチ開始位置にセットした状態で撮像処理し、その撮
像情報を画像処理することにより、前記果実（Ｆ）の色
に対応した特定色領域(F1)と、その特定色領域(F1)内に
おいて明るさが設定値以上となる設定領域(F2)と、その
設定領域(F2)の重心(F3)とを求める（第３図参照）。
ローチ開始位置にセットした状態で撮像処理し、その撮
像情報を画像処理することにより、前記果実（Ｆ）の色
に対応した特定色領域(F1)と、その特定色領域(F1)内に
おいて明るさが設定値以上となる設定領域(F2)と、その
設定領域(F2)の重心(F3)とを求める（第３図参照）。
そして、前記設定領域(F2)の大きさに基づいて、大きさ
が最も大きいものを抽出して、その重心(F3)に向けて前
記作業用ハンド（Ｈ）をアプローチさせるべく、前記作
業用ハンド（Ｈ）の向きを調節して、前記アーム（８）
を伸長させることになる。
が最も大きいものを抽出して、その重心(F3)に向けて前
記作業用ハンド（Ｈ）をアプローチさせるべく、前記作
業用ハンド（Ｈ）の向きを調節して、前記アーム（８）
を伸長させることになる。
説明を加えれば、前記画像情報の明るさは、距離に反比
例して近いものほど明るくなることから、前記特定色領
域(F1)内において明るさが設定値以上となる設定領域(F
2)の大きさは、近距離に位置するものほど大になるので
ある（第４図参照）。
例して近いものほど明るくなることから、前記特定色領
域(F1)内において明るさが設定値以上となる設定領域(F
2)の大きさは、近距離に位置するものほど大になるので
ある（第４図参照）。
つまり、手前側に位置する収穫し易い果実（Ｆ）から先
にアプローチさせるようにしているのである。
にアプローチさせるようにしているのである。
前記アーム（８）の伸長を開始した後は、前記近接セン
サ(S2)による前記第１感知信号(P1)に基づいて、前記作
業用ハンド（Ｈ）が収穫対象果実（Ｆ）に対して前記第
１設定距離内に接近したか否かを判別し、前記第１設定
距離内に接近するに伴って、前記バキュームパッド（1
0）の吸引作動を開始させ、そして、前記第２感知信号
(P2)に基づいて前記第２設定距離内に接近したことを感
知するに伴って、前記アーム（８）の伸長速度を高速か
ら低速に切り換えることになる。
サ(S2)による前記第１感知信号(P1)に基づいて、前記作
業用ハンド（Ｈ）が収穫対象果実（Ｆ）に対して前記第
１設定距離内に接近したか否かを判別し、前記第１設定
距離内に接近するに伴って、前記バキュームパッド（1
0）の吸引作動を開始させ、そして、前記第２感知信号
(P2)に基づいて前記第２設定距離内に接近したことを感
知するに伴って、前記アーム（８）の伸長速度を高速か
ら低速に切り換えることになる。
その後は、前記負圧センサ(S3)の検出情報に基づいて果
実吸着を判別するに伴って、前記アーム（８）の伸長を
停止させて、収穫作動させることになる。
実吸着を判別するに伴って、前記アーム（８）の伸長を
停止させて、収穫作動させることになる。
収穫作動の開始後は、前記負圧センサ(S3)等の前記作業
用ハンド（Ｈ）に付設された各種センサの検出情報に基
づいて、収穫を失敗したか否かを判別し、収穫失敗であ
る場合には、前記作業用ハンド（Ｈ）を、前記近接セン
サ(S2)が最初にON作動する前記第１設定距離を後退させ
た状態で、再撮像処理すると共に、その撮像情報に基づ
いて前記果実（Ｆ）の位置する方向を再検出させ、そし
て、前記作業用ハンド（Ｈ）のアプローチ方向を修正さ
せて、再アプローチさせるようにしてある。
用ハンド（Ｈ）に付設された各種センサの検出情報に基
づいて、収穫を失敗したか否かを判別し、収穫失敗であ
る場合には、前記作業用ハンド（Ｈ）を、前記近接セン
サ(S2)が最初にON作動する前記第１設定距離を後退させ
た状態で、再撮像処理すると共に、その撮像情報に基づ
いて前記果実（Ｆ）の位置する方向を再検出させ、そし
て、前記作業用ハンド（Ｈ）のアプローチ方向を修正さ
せて、再アプローチさせるようにしてある。
但し、前記アーム（８）を予め設定された設定距離に達
するまで伸長させても、前記近接センサ(S2)がON作動し
ない場合にも、収穫失敗であると判断して、前記バキュ
ームパッド（10）の吸引作動を停止させて、前述の如
く、前記作業用ハンド（Ｈ）を、前記近接センサ(S2)が
最初にON作動する前記第１設定距離を後退させた状態で
再撮像処理して、再アプローチさせるようにしてある。
するまで伸長させても、前記近接センサ(S2)がON作動し
ない場合にも、収穫失敗であると判断して、前記バキュ
ームパッド（10）の吸引作動を停止させて、前述の如
く、前記作業用ハンド（Ｈ）を、前記近接センサ(S2)が
最初にON作動する前記第１設定距離を後退させた状態で
再撮像処理して、再アプローチさせるようにしてある。
尚、第３図（ロ），（ハ）に示すように、再撮像処理に
よって、一つの特定色領域(F1)内に前記設定領域(F2)の
複数個が抽出された場合には、前述の如く、前記設定領
域(F2)の大きさに基づいて、アプローチ順序を再決定す
ることになる。
よって、一つの特定色領域(F1)内に前記設定領域(F2)の
複数個が抽出された場合には、前述の如く、前記設定領
域(F2)の大きさに基づいて、アプローチ順序を再決定す
ることになる。
ところで、再撮像処理した画像情報に基づいて再アプロ
ーチさせても、前記アーム（８）を設定距離を伸長させ
る間に、前記近接センサ(S2)がON作動しない場合には、
収穫不能であると判断して、アプローチ開始位置まで戻
すことになる。
ーチさせても、前記アーム（８）を設定距離を伸長させ
る間に、前記近接センサ(S2)がON作動しない場合には、
収穫不能であると判断して、アプローチ開始位置まで戻
すことになる。
前記アーム（８）を設定距離に達するまで伸長する間
に、前記近接センサ(S2)がON作動した場合には、前述の
如く、収穫作動させた後、アプローチ開始位置まで戻し
て、収穫した果実を排出させることになる。
に、前記近接センサ(S2)がON作動した場合には、前述の
如く、収穫作動させた後、アプローチ開始位置まで戻し
て、収穫した果実を排出させることになる。
収穫した果実を排出した後は、前記アプローチ開始位置
において最初に撮像したした画像情報から抽出した特定
色領域(F1)の個数等に基づいて、作業終了か否かを判別
して、作業終了でない場合には、前記作業用ハンド
（Ｈ）をアプローチ開始位置にセットして撮像させる処
理以降の各処理を繰り返させることになる。
において最初に撮像したした画像情報から抽出した特定
色領域(F1)の個数等に基づいて、作業終了か否かを判別
して、作業終了でない場合には、前記作業用ハンド
（Ｈ）をアプローチ開始位置にセットして撮像させる処
理以降の各処理を繰り返させることになる。
尚、詳述はしないが、再アプローチさせて前記近接セン
サ(S2)がON作動した場合においても収穫を失敗する場合
があるが、その場合には、再撮像処理を行うことなく、
アプローチ開始位置まで戻すことになる。
サ(S2)がON作動した場合においても収穫を失敗する場合
があるが、その場合には、再撮像処理を行うことなく、
アプローチ開始位置まで戻すことになる。
つまり、前記イメージセンサ(S1)にて撮像された画像情
報に基づいて検出された果実（Ｆ）の位置する方向に向
けて、前記近接センサ(S2)がON作動するまで、前記アー
ム（８）を伸長させる処理が、前記作業用ハンド（Ｈ）
を誘導する誘導手段（100）に対応することになる。
報に基づいて検出された果実（Ｆ）の位置する方向に向
けて、前記近接センサ(S2)がON作動するまで、前記アー
ム（８）を伸長させる処理が、前記作業用ハンド（Ｈ）
を誘導する誘導手段（100）に対応することになる。
前記特定色領域(F1)を抽出するための画像処理について
説明を加えれば、前記イメージセンサ(S1)から出力され
る画像信号のうちの三原色信号（Ｒ），（Ｇ），（Ｂ）
を用いて、果実（Ｆ）の色成分を含む赤色信号（Ｒ）か
らそれ以外の色信号（Ｇ又はＢ）を減算した信号を設定
閾値に基づいて２値化することにより、前記イメージセ
ンサ(S1)にて撮像された現画像（第３図（イ）参照）か
ら、前記果実（Ｆ）の色に対応する特定色領域(F1)を抽
出した２値化画像（第３図（ロ）参照）を得るようにし
てある。
説明を加えれば、前記イメージセンサ(S1)から出力され
る画像信号のうちの三原色信号（Ｒ），（Ｇ），（Ｂ）
を用いて、果実（Ｆ）の色成分を含む赤色信号（Ｒ）か
らそれ以外の色信号（Ｇ又はＢ）を減算した信号を設定
閾値に基づいて２値化することにより、前記イメージセ
ンサ(S1)にて撮像された現画像（第３図（イ）参照）か
ら、前記果実（Ｆ）の色に対応する特定色領域(F1)を抽
出した２値化画像（第３図（ロ）参照）を得るようにし
てある。
そして、最初の画像処理においては、第４図にも示すよ
うに、前記イメージセンサ(S1)から出力される画像信号
のうちの輝度信号（Ｙ）の値に基づいて、前記特定色領
域(F1)内における明るさが設定値以上となる設定領域(F
2)を抽出すると共に、その設定領域(F2)の重心(F3)の画
像上における位置を、果実（Ｆ）の位置情報として求め
ることになる。
うに、前記イメージセンサ(S1)から出力される画像信号
のうちの輝度信号（Ｙ）の値に基づいて、前記特定色領
域(F1)内における明るさが設定値以上となる設定領域(F
2)を抽出すると共に、その設定領域(F2)の重心(F3)の画
像上における位置を、果実（Ｆ）の位置情報として求め
ることになる。
但し、第３図（ロ），（ハ）にも示すように、一つの特
定色領域(F1)内に前記設定領域(F2)の複数個が抽出され
た場合には、その設定領域(F2)の大きさに基づいて、大
きさが大なるものほど先にアプローチさせるようにアプ
ローチ順序を決定することになる。
定色領域(F1)内に前記設定領域(F2)の複数個が抽出され
た場合には、その設定領域(F2)の大きさに基づいて、大
きさが大なるものほど先にアプローチさせるようにアプ
ローチ順序を決定することになる。
上記実施例では、果実（Ｆ）の位置情報として、特定色
領域(F1)内における明るさが設定値以上となる設定領域
(F2)の重心(F3)を用いるようにした場合を例示したが、
前記特定色領域(F1)内における明るさが最大となる領域
や、前記特定色領域(F1)自体の重心を用いることもでき
る。
領域(F1)内における明るさが設定値以上となる設定領域
(F2)の重心(F3)を用いるようにした場合を例示したが、
前記特定色領域(F1)内における明るさが最大となる領域
や、前記特定色領域(F1)自体の重心を用いることもでき
る。
又、上記実施例では、本発明を果実収穫用の作業機に適
用した場合を例示したが、トマト等の野菜の収穫装置等
にも適用できる。そして、本発明を実施するに必要とな
る各部の具体構成は、各種変更できる。
用した場合を例示したが、トマト等の野菜の収穫装置等
にも適用できる。そして、本発明を実施するに必要とな
る各部の具体構成は、各種変更できる。
尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする為
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。
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。
図面は本発明に係る果菜類収穫装置の実施例を示し、第
１図は制御構成のブロック図、第２図は制御作動のフロ
ーチャート、第３図（イ）乃至（ハ）は画像処理の説明
図、第４図は各領域の関係の説明図、第５図は作業用ハ
ンドの概略構成を示す断面図、第６図はバキュームパッ
ドの拡大断面図、第７図は同正面図、第８図（イ），
（ロ）は近接センサの作動状態の説明図、第９図は作業
機の全体側面図である。 (S2)……近接センサ、（10）……バキュームパッド、
（10a）……吸引口、（17）……吸引手段、（100）……
誘導手段。
１図は制御構成のブロック図、第２図は制御作動のフロ
ーチャート、第３図（イ）乃至（ハ）は画像処理の説明
図、第４図は各領域の関係の説明図、第５図は作業用ハ
ンドの概略構成を示す断面図、第６図はバキュームパッ
ドの拡大断面図、第７図は同正面図、第８図（イ），
（ロ）は近接センサの作動状態の説明図、第９図は作業
機の全体側面図である。 (S2)……近接センサ、（10）……バキュームパッド、
（10a）……吸引口、（17）……吸引手段、（100）……
誘導手段。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 増留 淳 大阪府堺市石津北町64番地 久保田鉄工株 式会社堺製造所内 (72)発明者 幸重 宜文 大阪府堺市石津北町64番地 久保田鉄工株 式会社堺製造所内
Claims (1)
- 【請求項１】果菜類を吸着するバキュームパッド（10）
を果菜類の位置する方向に向けて誘導する誘導手段（10
0）と、前記バキュームパッド（10）の吸引口（10a）が
果菜類に対して設定距離内に接近したことを感知する近
接センサ(S2)と、その近接センサ(S2)が果菜類を感知す
るに伴って前記バキュームパッド（10）を吸引する吸引
手段（17）とが設けられている果菜類収穫装置であっ
て、前記近接センサ(S2)が果菜類への接近を感知する設
定距離は、前記近接センサ(S2)が果菜類を感知した時点
から前記吸引口（10a）が前記設定距離を果菜類側に移
動する間に、前記吸引手段（17）による前記バキューム
パッド（10）の吸引力が設定値より大になるに要する値
に設定されている果菜類収穫装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13070388A JPH074097B2 (ja) | 1988-05-27 | 1988-05-27 | 果菜類収穫装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13070388A JPH074097B2 (ja) | 1988-05-27 | 1988-05-27 | 果菜類収穫装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01300822A JPH01300822A (ja) | 1989-12-05 |
| JPH074097B2 true JPH074097B2 (ja) | 1995-01-25 |
Family
ID=15040601
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13070388A Expired - Lifetime JPH074097B2 (ja) | 1988-05-27 | 1988-05-27 | 果菜類収穫装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH074097B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20220219334A1 (en) * | 2019-05-13 | 2022-07-14 | Omron Corporation | Sensor assembly and suction apparatus |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0617724A (ja) * | 1992-04-08 | 1994-01-25 | Nippondenso Co Ltd | 内燃機関の燃料供給装置 |
| JP3005983U (ja) * | 1994-06-10 | 1995-01-17 | ダイトロンテクノロジー株式会社 | 基板搬送ロボット用の光反射型基板検出装置 |
| JP5877576B2 (ja) * | 2011-04-26 | 2016-03-08 | ヤンマー株式会社 | 選果システム |
| CN102823365B (zh) * | 2012-06-05 | 2014-08-20 | 江苏大学 | 立柱栽培配套的移栽机器人 |
| JP2019155536A (ja) | 2018-03-13 | 2019-09-19 | 株式会社東芝 | 保持装置、飛行体、および搬送システム |
| US12004451B2 (en) | 2018-10-08 | 2024-06-11 | Advanced Farm Technologies, Inc. | Autonomous crop harvester |
| JP7342613B2 (ja) * | 2019-10-25 | 2023-09-12 | オムロン株式会社 | 劣化判定装置、劣化判定方法、および制御プログラム |
| IL273316B (en) * | 2020-03-15 | 2021-02-28 | Tevel Aerobotics Tech Ltd | Device and method for picking fruit |
| JP7159273B2 (ja) * | 2020-12-17 | 2022-10-24 | 株式会社東芝 | 保持装置、飛行体、および搬送システム |
| KR102558246B1 (ko) * | 2021-03-03 | 2023-07-20 | 김용수 | 과일 수확기 |
-
1988
- 1988-05-27 JP JP13070388A patent/JPH074097B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20220219334A1 (en) * | 2019-05-13 | 2022-07-14 | Omron Corporation | Sensor assembly and suction apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01300822A (ja) | 1989-12-05 |
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