JPH074099B2 - 果樹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、果樹を撮像する撮像手段が果実捕捉用の捕捉
部に設けられ、前記撮像手段によって果樹を撮像した画
像情報に基づいて、果実に対応する果実領域、葉に対応
する葉領域、及び、枝に対応する枝領域の夫々を抽出す
る領域抽出手段と、前記果実領域における幾何学的特徴
点を抽出する特徴点抽出手段と、その特徴点抽出手段の
情報に基づいて前記捕捉部の中心を前記幾何学的特徴点
の位置する方向に向けて誘導する誘導手段とが設けられ
ている果樹用作業機の誘導装置に関する。

〔従来の技術〕

上記この種の果樹用作業機の誘導装置は、果樹を撮像し
た画像情報に基づいて抽出された果実に対応する果実領
域の幾何学的特徴点の位置する方向に向けて、果実捕捉
用の捕捉部を誘導する際に、果実領域の他、葉に対応す
る葉領域と枝に対応する枝領域をも抽出できるようにし
て、それら葉領域や枝領域が画像上において果実領域に
接しているか否かに基づいて、葉や枝が捕捉対象果実に
対する捕捉部の誘導経路内にあるか否かを判別できるよ
うにしたものである（本出願人が先に提案した特願昭63
-32332号参照）。

ところで、撮像画像情報は距離情報のない二次元情報で
あり、撮像情報から抽出した葉領域や枝領域の画像上に
おける情報のみでは、捕捉部に対する大小関係を判別す
ることができないので、果実を捕捉可能か否かを的確に
は判別することができなかった。

説明を加えれば、葉や枝の実際の大きさが同じであって
も、それらに対応する葉領域や枝領域の画像上の大きさ
は、撮像距離に応じて大小に変化することになる。従っ
て、撮像距離が遠い場合には、葉領域や枝領域が果実領
域に重なった状態であっても、捕捉部が果実を捕捉する
領域の外に位置する状態であれば、実際には捕捉可能で
ある。一方、葉領域や枝領域が果実領域に対して僅かに
重なっている状態にあっても、撮像距離が短い場合に
は、それら葉領域や枝領域が果実を捕捉する領域内に位
置して、実際には捕捉不能な状態になっていることがあ
る。つまり、距離情報が無いと、画像上における各領域
の情報のみでは、果実を捕捉可能か否かを的確に判別す
ることは困難であった。

このため従来では、果実領域に葉領域や枝領域が重なっ
ている場合にも、捕捉部を果実に向けて誘導し、所望通
り捕捉できなと、収穫不能であると判別させるようにし
ていた。（例えば特開昭63-102611号公報参照） 〔発明が解決しようとする課題〕 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、撮像画像情報に基づいて果実を捕捉可能か否
かを的確に判別できるようにして、捕捉部の無駄な誘導
を極力回避することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による果樹用作業機の誘導装置は、果樹を撮像す
る撮像手段が果実捕捉用の捕捉部に設けられ、前記撮像
手段によって果樹を撮像した画像情報に基づいて、果実
に対応する果実領域、葉に対応する葉領域、及び、枝に
対応する枝領域の夫々を抽出する領域抽出手段と、前記
果実領域における幾何学的特徴点を抽出する特徴点抽出
手段と、その特徴点抽出手段の情報に基づいて前記捕捉
部の中心を前記幾何学的特徴点の位置する方向に向けて
誘導する誘導手段とが設けられているものであって、そ
の特徴構成は、前記捕捉部が誘導対象果実に対して設定
距離内に接近したか否かを判別する距離判別手段が前記
捕捉部に設けられ、その距離判別手段の情報に基づいて
前記捕捉部を前記誘導対象果実に対して前記設定距離手
前側に位置させた状態において撮像した画像情報から抽
出された前記各領域及び前記幾何学的特徴点の情報と、
前記捕捉部を果実に対して前記設定距離手前側に位置さ
せた状態における前記捕捉部の撮像画像上での大きさの
情報とに基づいて、前記捕捉部に対応する領域内に前記
葉領域又は前記枝領域がある場合には、前記果実を捕捉
できないと判別する捕捉不能判別手段が設けられている
点にある。

〔作用〕

撮像手段が捕捉部に設けられていることから、捕捉部に
設けた距離判別手段の情報に基づいて、捕捉部が誘導対
象果実に対して設定距離手前側に位置する状態で撮像さ
せると、その撮像画像上における捕捉部の大きさは常に
同じ大きさの領域として判別することができる。

そこで、捕捉部が誘導対象果実に対して設定距離手前に
位置する状態で撮像させて、その撮像画像情報から抽出
した葉領域又は枝領域が、同じ撮像画像上において捕捉
部に対応する領域内にある場合には、前記果実を捕捉で
きないと判別させるのである（第３図（ハ）参照）。

〔発明の効果〕

従って、誘導対象となる果実を捕捉できるか否かを的確
に判別できるので、捕捉不能な果実に対して捕捉部を無
駄に誘導することがないようにできる。又、捕捉部を捕
捉の邪魔になる枝に衝突させて、捕捉部や果樹を傷つけ
ることがないようにできる。もって、捕捉部を捕捉可能
な作業対象果実のみに向けて的確に誘導できるに至っ
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４図に示すように、走行車輪（１）を備えた走行機体
（Ｖ）に、昇降並びに左右揺動自在なブーム（２）が枢
着され、そのブーム（２）の先端部に、補助ブーム
（３）が水平揺動自在に枢着され、そして、その補助ブ
ーム（３）の先端部に、多関節型の伸縮式アーム（４）
が、上下左右の両方向に向き変更自在に取り付けられ、
もって、果樹用の作業機が構成されている。

前記伸縮式アーム（４）の先端部には、収穫対象果実
（Ｆ）を吸着する捕捉部としてのバキュームパッド
（５）を備えた果実収穫用の作業用ハンド（６）が取り
付けられている。そして、前記バキュームパッド（５）
の内部に、撮像手段としてのカラー式のイメージセンサ
(S₁)が、その撮像視野方向が前記バキュームパッド
（５）の向きと一致する状態で、且つ、前記バキューム
パッド（５）が誘導対象つまり収穫対象となる果実
（Ｆ）に対して設定距離（30cmに設定してある）内に接
近したことを検出する赤外光利用の距離判別手段として
の近接センサ(S₂)が、その感知範囲の向きが前記バキュ
ームパッド（５）の向きと一致する状態で、夫々取り付
けられている。

前記作業用ハンド（６）の構成について説明を加えれ
ば、第５図に示すように、前記バキュームパッド（５）
に吸着された果実（Ｆ）を覆うように、前記バキューム
パッド（５）の通気管（７）に対して前後方向に出退自
在に外嵌支持された捕捉部ケース（８）と、その捕捉部
ケース（８）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（９）とを
備えている。

尚、前記通気管（７）は、蛇腹式のホース（10）（第４
図参照）にて、前記機体（Ｖ）に搭載された吸引ポンプ
（図示せず）に配管接続されている。

前記捕捉部ケース（８）は、前記通気管（７）に外嵌さ
れる支持部材（8a）に固着された上部ケース（8b）と、
前記支持部材（8a）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（8c）とに２分割して形成してあ
る。つまり、前記下部ケース（8c）を、前記通気管
（７）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（８）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いるのである。

又、前記柄切断装置（９）は、前記果実（Ｆ）の柄を切
断するバリカン型の刃体（9a）と、その刃体（9a）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
（9b）とを備えている。

但し、図示を省略するが、前記作業用ハンド（６）に
は、前記捕捉部ケース（８）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（９）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（５）に果実（Ｆ）を吸
着したことを検出するためのセンサ、前記捕捉部ケース
（８）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（９）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、（11）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（５）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、その発光部（11
a）の温度が設定温度以上になった場合には、設定温度
以下に冷えるまで照光作動を一時停止させることができ
るように、温度センサ(S₃)を備えている。つまり、詳述
はしないが、前記照光装置（11）は、前記イメージセン
サ(S₁)の撮像処理に同期して繰り返し発光作動すること
になるため、その発光間隔が短いと、温度が異常上昇し
て耐久性が低下する虞れがあることから、設定温度以上
になると、安全のために撮像処理を自動的に一時休止さ
せることができるようにしているのである。

そして、前記作業用ハンド（６）を収穫対象果実が位置
する方向に向けた状態で、前記照光装置（11）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、撮
像した画像情報に基づいて、前記作業用ハンド（６）の
アプローチ方向つまり前記作業用ハンド（６）の誘導方
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
（６）が決定されたアプローチ方向に向かって移動する
ように、前記伸縮式アーム（４）のアクチュエータ（図
示せず）を作動させると共に、前記近接センサ(S₂)がON
作動するに伴って、前記作業用ハンド（６）の移動を停
止させた状態で再撮像させ、そして、詳しくは後述する
が、再撮像した画像情報に基づいて捕捉可否を判別させ
ることになる。

捕捉可能であることを判別した場合には、作業用ハンド
（６）の移動を再開すると共に、前記バキュームパッド
（５）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（８）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、アプローチ順序を自
動的に決定させるようにしてある。

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
向を決定して、前記作業用ハンド（５）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)は、三原
色情報（Ｒ），（Ｇ），（Ｂ）と明るさ情報としての輝
度情報（Ｙ）とを同時に出力するように構成されてい
る。

そして、前記三原色情報（Ｒ），（Ｇ），（Ｂ）を利用
して果実（Ｆ）に対応する果実領域(C₁)及び葉（Ｈ）に
対応する葉領域(C₂)を抽出すると共に、それら果実領域
(C₁)及び葉領域(C₂)の情報と前記輝度情報（Ｙ）とを利
用して枝（Ｅ）に対応する枝領域(C₄)を抽出するように
構成してある。

説明を加えれば、第３図（ハ），（ニ）に示すように、
果実（Ｆ）は一般的に暖色系の色であることから、前記
三原色情報（Ｒ），（Ｇ），（Ｂ）のうちの果実（Ｆ）
に対応する色情報を含む赤色情報（Ｒ）からそれ以外の
色情報としての緑色情報（Ｇ）を減算して２値化するこ
とにより、果実（Ｆ）に対応する果実領域(C₁)を抽出す
るようにしてある。同様にして、前記三原色情報
（Ｒ），（Ｇ），（Ｂ）のうちの葉（Ｈ）に対応する色
情報を含む緑色情報（Ｇ）からそれ以外の色情報として
の赤色情報（Ｒ）を減算して２値化することにより、葉
（Ｈ）に対応する葉領域(C₂)を抽出するようにしてあ
る。

但し、枝（Ｅ）は一般的には茶色系の色であるが、苔等
が付着して緑色系に見えることがあるために、前記果実
領域(C₁)や葉領域(C₂)のように、前記三原色情報
（Ｒ），（Ｇ），（Ｂ）を利用して前記枝（Ｅ）に対応
する枝領域(C₄)を直接抽出することはできないが、前記
枝（Ｅ）は前記果実領域(C₁)でもなく且つ前記葉領域(C
₂)でもない領域(C₃)において、前記枝（Ｅ）の明るさよ
りも暗い影等の背景でなく、且つ、前記枝（Ｅ）の明る
さよりも明るい空等の背景でもない領域となることか
ら、前記輝度情報（Ｙ）と前記果実領域(C₁)でもなく且
つ前記葉領域(C₂)でもない領域(C₃)との情報に基づいて
抽出するようにしてある。

そしで、前記赤色情報（Ｒ）と前記緑色情報（Ｇ）とか
ら果実（Ｆ）に対応する果実領域(C₁)を抽出する果実領
域抽出手段としての果実領域抽出回路（100）、前記緑
色情報（Ｇ）と前記赤色情報（Ｒ）とから葉（Ｈ）に対
応する葉領域(C₂)を抽出する葉領域抽出手段としての葉
領域抽出回路（101）、前記輝度情報（Ｙ）と、前記果
実領域(C₁)及び前記葉領域(C₂)の情報とに基づいて枝
（Ｅ）に対応する枝領域(C₄)を抽出する枝領域抽出手段
としての枝領域抽出回路（102）、前記果実領域(C₁)に
対応する画像情報を記憶する第１画像メモリ（12a）、
前記葉領域(C₂)に対応する画像情報を記憶する第２画像
メモリ（12b）、前記枝領域(C₄)に対応する画像情報を
記憶する第３画像メモリ（12c）、前記輝度情報（Ｙ）
を各画素毎に対応した状態で設定段階に量子化した濃度
値に変換するA/D変換器（13）、そのA/D変換器（13）に
て変換された濃度値を記憶する第４画像メモリ（12
d）、及び、前記各画像メモリ（12a），（12b），（12
c），（12d）の夫々に記憶された画像情報に基づいて前
記果実（Ｆ）の位置する方向を判別すると共に、収穫対
象となる果実（Ｆ）の捕捉可否を判別して、前記作業用
ハンド（６）を誘導するための各種手段を構成するマイ
クロコンピュータ利用の制御装置（14）の夫々を設けて
ある。

尚、第１図中、（15）は液晶利用の電子式シャッタであ
って、前記イメージセンサ(S₁)の撮像処理に同期して設
定時間の間のみ前記イメージセンサ(S₁)を露光するよう
になっている。又、（16）は前記ブーム（２）、前記補
助ブーム（３）、前記アーム（４）、及び、前記作業用
ハンド（６）の夫々を操作するためのアクチュエータで
あって、前記制御装置（14）を利用して判別される前記
果実（Ｆ）の位置情報に基づいて、前記作業用ハンド
（６）を前記果実（Ｆ）に向けて誘導するように操作さ
れることになる。

つまり、前記制御装置（14）を利用して、前記果実領域
(C₁)における幾何学的特徴点（Ｐ）を抽出する特徴点抽
出手段（103）、その特徴点抽出手段（103）の情報に基
づいて捕捉部としての前記バキュームパッド（６）の中
心を前記果実漁期(C₁)の幾何学的特徴点（Ｐ）が位置す
る方向に向けて誘導する誘導手段（104）、及び、前記
各領域(C₁),(C₂),(C₄)及び前記幾何学的特徴点（Ｐ）の
情報と、捕捉部としての前記バキュームパッド（５）を
果実に対して前記設定距離手前側に位置させた状態にお
ける前記バキュームパッド（５）の撮像画像上での大き
さの情報とに基づいて、前記バキュームパッド（５）に
対応する領域内に前記葉領域(C₂)又は前記枝領域(C₄)が
ある場合には、前記果実（Ｆ）を捕捉できないと判別す
る捕捉不能判別手段（105）の夫々が構成されることに
なる。

次に、各部の構成について詳述する。

前記果実領域抽出回路（100）は、前記果実（Ｆ）の色
成分を含む赤色情報（Ｒ）から前記果実（Ｆ）の色成分
を含まない緑色情報（Ｇ）を減算する第１減算器（17）
と、その第１減算器（17）の出力信号の値が前記果実
（Ｆ）の色に対応して予め設定された第１設定閾値（TH
D1）より大となる信号を２値化して前記果実領域(C₁)
（第３図（ニ）参照）として抽出する第１コンパレータ
（18）とから構成されている。

前記葉領域抽出回路（101）は、前記果実領域抽出回路
（100）と同様にして、前記葉（Ｈ）の色成分を含む緑
色情報（Ｇ）から前記葉（Ｈ）の色成分を含まない前記
赤色情報（Ｒ）を減算する第２減算器（19）と、その第
２減算器（19）の出力信号の値が前記葉（Ｈ）の色に対
応して予め設定された第２設定閾値（THD2）より大とな
る信号を２値化して前記葉領域(C₂)（第３図（ニ）参
照）として抽出する第２コンパレータ（20）とから構成
されている。

前記枝領域抽出回路（102）は、前記輝度情報（Ｙ）の
値が、前記枝（Ｅ）の明るさよりも暗い影等の背景に対
応して予め設定された第３設定閾値（THD3）より大とな
る領域を２値化して抽出する第３コンパレータ（21）
と、前記輝度情報（Ｙ）の値が、前記枝（Ｅ）の明るさ
よりも明るい空等の背景に対応して予め設定された第４
設定閾値（THD4）より小となる領域を２値化して抽出す
る第４コンパレータ（22）と、前記果実領域抽出回路
（100）から出力される前記果実領域(C₁)と前記葉領域
抽出回路（101）から出力される前記葉領域(C₂)との論
理和を反転させた領域、すなわち、前記果実領域(C₁)で
なく且つ前記葉領域(C₂)でもない領域(C₃)に対応する信
号を演算するNORゲート（23）と、そのNORゲート（23）
の出力信号と前記両コンパレータ（21），（22）の出力
信号との論理積を演算するANDゲート（24）とから構成
されている。

つまり、前記枝領域(C₄)（第３図（ニ）参照）は、前記
果実領域(C₁)でもなく、且つ、前記葉領域(C₂)でもない
領域(C₃)内において、前記影等の前記第３設定閾値（TH
D3）よりも明るく且つ前記空等の前記第４設定閾値（TH
D4）よりも暗い領域として抽出されて、前記ANDゲート
（24）から出力されるのである。

ところで、前記作業用ハンド（６）をアプローチ開始位
置に位置させた状態で撮像しても、前記イメージセンサ
(S₁)と前記果実（Ｆ）との距離情報が無いために、前記
各領域(C₁),(C₂),(C₄)の大きさと前記バキュームパッド
（５）が前記果実（Ｆ）を吸着する範囲の大きさとの関
係を、前記各画像メモリ（12a），（12b），（12c），
（12d）の夫々に記憶された画像情報のみからは判別で
きないので、前記バキュームパッド（５）が前記果実
（Ｆ）を吸着できるか否かを判断することはできないも
のである。

そこで、前記近接センサ(S₂)の情報を利用して、前記作
業用ハンド（６）が前記近接センサ(S₂)が果実（Ｆ）へ
の接近を感知する設定距離に達した状態で、一旦停止さ
せて再撮像処理すると共に、その再撮像した画像情報に
基づいて前記各領域(C₁),(C₂),(C₄)を再抽出して、捕捉
可能か否かを判別させるようにしてある。

すなわち、前記作業用ハンド（６）を前記近接センサ(S
₂)が果実（Ｆ）への接近を感知する設定距離手前側に位
置させた状態においては、誘導対象となる果実（Ｆ）に
対する撮像距離が一定の値となるので、第３図（ハ）に
示すように、前記バキュームパッド（５）が果実（Ｆ）
を吸着する第１捕捉領域(A₁)及び前記捕捉部ケース
（８）の外形に対応する第２捕捉領域(A₂)の夫々は、撮
像画像上において一定の大きさの領域として判別させる
ことができる。

つまり、前記作業用ハンド（６）を前記近接センサ(S₂)
が果実（Ｆ）への接近を感知する設定距離手前側に位置
させた状態における撮像画像上において、前記葉領域(C
₂)又は前記枝領域(C₄)が前記第１捕捉領域(A₁)の内側に
ある場合、及び、前記枝領域(C₄)が前記第２捕捉領域(A
₂)の内側に位置する場合には、捕捉不能であると判別で
きるのである。尚、前記葉領域(C₂)が前記第２捕捉領域
(A₂)の内側に位置する状態にあっても、前記葉領域(C₂)
又は前記枝領域(C₄)が前記第１捕捉領域(A₁)の内側にな
い場合には、前記バキュームパッド（５）が葉（Ｈ）を
吸着する虞れは無く、葉（Ｈ）が誘導の邪魔になること
はないので捕捉可能である。

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（14）の動作を説明する。

先ず、前記作業用ハンド（６）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（第３図（イ）参照）を前記果実（Ｆ）に対応し
た果実領域(C₁)と前記輝度情報（Ｙ）の値とに基づいて
画像処理することにより、前記果実領域(C₁)内において
明るさが最大となる位置、いわゆるハイライト点を前記
幾何学的特徴点（Ｐ）として抽出する（第３図（ロ）参
照）。

説明を加えれば、前記果実（Ｆ）は球状体であることか
ら、その表面において最も明るく見える一点が存在する
状態となることが知られている。そこで、前記果実
（Ｆ）に対応する前記果実領域(C₁)内において明るさが
最大となるハイライト点つまり前記幾何学的特徴点
（Ｐ）を、果実（Ｆ）の位置する方向を代表とする情報
として用いることができるのである。

但し、第３図（ロ）にも示すように、アプローチ開始位
置において撮像された画像内に前記果実領域(C₁)の複数
個が存在する場合には、それら複数個の果実領域(C₁)の
夫々における明るさが設定値より大となる領域の大きさ
に基づいて、その領域の大きさが最も大きいものを抽出
して、その最も大きい設定領域に向けて前記作業用ハン
ド（６）をアプローチさせるべく、前記作業用ハンド
（６）の向きを調節して、前記アーム（４）を伸長させ
るようにしてある。

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、前記果実領域
(C₁)内において明るさが設定値以上となる設定領域の大
きさは、近距離に位置するものほど大になるのである。
つまり、前記輝度情報（Ｙ）を利用して、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。

前記アーム（４）の伸長を開始した後は、前記近接セン
サ(S₂)がON作動して、収穫対象果実（Ｆ）に対して設定
距離内に接近したことを検出するまで、前記作業用ハン
ド（６）が収穫対象果実（Ｆ）に向けて直進するよう
に、前記アーム（４）を伸長させることになる。

前記近接センサ(S₂)がON作動して収穫対象果実に対して
設定距離内に接近したこと検出するに伴って、一旦停止
させて、再撮像処理すると共に、その撮像情報に基づい
て、前述の如く、前記バキュームパッド（５）に対応す
る第１領域(A₁)及び前記捕捉部ケース（８）に対応する
第２領域(A₂)夫々の内側に、前記葉領域(C₂)や前記枝領
域(C₄)が位置するか否かに基づいて、捕捉可否を判別し
て、捕捉不能である場合には、前記アーム（４）を縮め
てアプローチ開始位置に戻すことになる。

つまり、前記バキュームパッド（５）を収穫対象となる
果実（Ｆ）に対して設定距離手前側に位置させた状態で
再撮像した画像情報に基づいて、捕捉可否を判別する処
理が、捕捉不能判別手段（105）に対応することにな
る。

尚、この再撮像処理によって得られた画像情報に基づい
て前記幾何学的特徴点（Ｐ）を再抽出して、前記バキュ
ームパッド（５）の中心が前記再抽出された幾何学的特
徴点（Ｐ）の位置する方向に向いて移動するように、誘
導方向を補正するようにしてある。

つまり、前記アプローチ開始位置において撮像された画
像情報に基づいて抽出された前記果実領域(C₁)内におけ
る明るさが最大となるハイライト点を前記幾何学的特徴
点（Ｐ）として抽出する処理、及び、前記前記バキュー
ムパッド（５）を収穫対象となる果実（Ｆ）に対して設
定距離手前側に位置させた状態で再撮像した画像情報に
基づいて抽出された前記果実領域(C₁)内における明るさ
が最大となるハイライト点を前記幾何学的特徴点（Ｐ）
として抽出する処理の夫々が、特徴点抽出手段（103）
に対応し、前記バキュームパッド（５）の中心を、前記
幾何学的特徴点（Ｐ）の位置する方向に向けて誘導する
ように、前記アーム（４）を伸長させる処理が、誘導手
段（104）に対応することになる。

但し、前記アーム（４）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
ない場合には、収穫不能であると判断して、前記アーム
（４）を縮めてアプローチ開始位置まで戻すことにな
る。

捕捉可能である場合には、前記作業用ハンド（６）の移
動を低速状態で再開すると共に、前記バキュームパッド
（５）の吸引作動を開始して、収穫作動させることにな
る。

収穫作動を開始した後は、前記作業用ハンド（６）に付
設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、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。

適正通りに果実（Ｆ）を収穫できた場合には、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画像情報から抽出した果実領域
(C₁)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（６）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。

〔別実施例〕

上記実施例では、幾何学的特徴点（Ｐ）として、果実領
域(C₁)内における明るさが最大となるハイライト点の位
置情報を用いるようにした場合を例示したが、前記果実
領域(C₁)内における明るさが設定値以上となる設定領域
の重心や、前記果実領域(C₁)自体の重心の位置情報を用
いることもできる。

又、上記実施例では、捕捉不能判別手段（105）を、前
記バキュームパッド（５）に対応する第１領域(A₁)内に
前記葉領域(C₂)又は前記枝領域(C₄)がある場合、及び、
前記捕捉部ケース（８）に対応する第２領域(A₂)内に前
記枝領域(C₄)がある場合の夫々において、捕捉不能であ
ると判別させるようにした場合を例示したが、前記第１
領域(A₁)内に前記葉領域(C₂)又は前記枝領域(C₄)がある
場合のみ捕捉不能であると判別させるようにしてもよ
い。

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、収穫機以外の各種作業機にも
適用できるものであって、果実領域(C₁)、葉領域(C₂)、
及び、枝領域(C₃)の夫々を抽出するための各領域抽出手
段（100），（101），（102）の具体構成、捕捉部の具
体構成、その捕捉部を果実（Ｆ）に向けて誘導するため
の誘導手段（104）の具体構成、並びに、本発明を実施
する上で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。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る果樹用作業機の誘導装置の実施例を
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（ニ）は画像処
理の説明図、第４図は作業機の概略側面図、第５図は捕
捉部の概略構成を示す断面図である。 (S₁)……撮像手段、(S₂)……距離判別手段、（Ｆ）……
果実、（Ｈ）……葉、（Ｅ）……枝、(C₁)……果実領
域、(C₂)……葉領域、(C₄)……枝領域、（Ｐ）……幾何
学的特徴点、（５）……捕捉部、（100），（101），
（102）……領域抽出手段、（103）……特徴点抽出手
段、（104）……誘導手段、（105）……捕捉不能判別手
段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】果樹を撮像する撮像手段(S₁)が果実捕捉用
   の捕捉部（５）に設けられ、前記撮像手段(S₁)によって
   果樹を撮像した画像情報に基づいて、果実（Ｆ）に対応
   する果実領域(C₁)、葉（Ｈ）に対応する葉領域(C₂)、及
   び、枝（Ｅ）に対応する枝領域(C₄)の夫々を抽出する領
   域抽出手段（100），（101），（102）と、前記果実領
   域(C₁)における幾何学的特徴点（Ｐ）を抽出する特徴点
   抽出手段（103）と、その特徴点抽出手段（103）の情報
   に基づいて前記捕捉部（５）の中心を前記幾何学的特徴
   点（Ｐ）の位置する方向に向けて誘導する誘導手段（10
   4）とが設けられている果樹用作業機の誘導装置であっ
   て、前記捕捉部（５）が誘導対象果実に対して設定距離
   内に接近したか否かを判別する距離判別手段(S₂)が前記
   捕捉部（５）に設けられ、その距離判別手段(S₂)の情報
   に基づいて前記捕捉部（５）を前記誘導対象果実に対し
   て前記設定距離手前側に位置させた状態において撮像し
   た画像情報から抽出された前記各領域(C₁),(C₂),(C₄)及
   び前記幾何学的特徴点（Ｐ）の情報と、前記捕捉部
   （５）を果実に対して前記設定距離手前側に位置させた
   状態における前記捕捉部（５）の撮像画像上での大きさ
   の情報とに基づいて、前記捕捉部（５）に対応する領域
   内に前記葉領域(C₂)又は前記枝領域(C₄)がある場合に
   は、前記果実（Ｆ）を捕捉できないと判別する捕捉不能
   判別手段（105）が設けられている果樹用作業機の誘導
   装置。