JPH078177B2 - 果菜類収穫機の誘導装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、果菜類を捕捉する作業用ハンドの前方側に、
予め複数個に区画された作業範囲が設定され、一つの作
業範囲内にある果菜類を撮像する撮像手段と、その撮像
手段の撮像情報に基づいて前記一つの作業範囲内にある
果菜類が位置する方向を求める画像処理手段と、その画
像処理手段の情報に基づいて前記作業用ハンドを前記果
菜類の位置する方向に向けて誘導するハンド誘導手段
と、前記画像処理手段の情報に基づいて、前記撮像手段
が撮像する作業範囲内に果菜類が存在しない場合には、
前記撮像手段の撮像視野を次の作業範囲に変更する作業
範囲変更手段とが設けられている果菜類収穫機の誘導装
置に関する。

〔従来の技術〕

上記この種の果菜類収穫機の誘導装置は、複数個の果菜
類を連続して自動的に収穫できるようにするために、一
つの作業範囲内に果菜類が存在しない場合、及び、作業
用ハンドによる収穫差動によって一つの作業範囲内に果
菜類が存在しなくなった場合には、撮像視野を次の作業
範囲に自動的に変更させるようにしたものである。

但し、従来では、一つの作業範囲内に果菜類が存在しな
い場合のみ、撮像手段の撮像視野を次の作業範囲に変更
させるようにしていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

例えば、果菜類の前に作業用ハンドのアプローチの邪魔
になる枝等の他物がある場合には、作業用ハンドを何度
誘導しても果菜類を収穫できない状態となる。その結
果、同じ作業範囲内に果菜類が存在し続ける状態とな
り、従来構成では、自動的には次の作業範囲に撮像視野
を変更することができなくなる不利があった。

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、収穫できない果菜類がある場合には、自動的
に次の作業範囲に変更できるようにすることにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による果菜類収穫機の誘導装置は、果菜類を捕捉
する作業用ハンドの前方側に、予め複数個に区画された
作業範囲が設定され、一つの作業範囲内にある果菜類を
撮像する撮像手段と、その撮像手段の撮像情報に基づい
て前記一つの作業範囲内にある果菜類が位置する方向を
求める画像処理手段と、その画像処理手段の情報に基づ
いて前記作業用ハンドを前記果菜類の位置する方向に向
けて誘導するハンド誘導手段と、前記画像処理手段の情
報に基づいて、前記撮像手段が撮像する作業範囲内に果
菜類が存在しない場合には、前記撮像手段の撮像視野を
次の作業範囲に変更する作業範囲変更手段とが設けられ
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、第１の特徴構成は、前記作業用ハンドが前記
果菜類を捕捉したか否かを検出する捕捉検出手段と、前
記画像処理手段の情報と前記捕捉検出手段の情報とに基
づいて前記作業用ハンドを同じ果菜類に向けて誘導した
回数を計数する誘導回数計数手段とが設けられ、前記作
業範囲変更手段は、前記捕捉検出手段の情報と前記誘導
回数検出手段の情報とに基づいて、同じ果菜類に対して
設定回数より大なる回数を誘導しても捕捉できなかった
場合には、前記撮像手段の撮像視野を次の作業範囲に変
更するように構成されている点にある。

又、第２の特徴構成では、前記作業範囲変更手段は、前
記一つの作業範囲内に複数個の果菜類が存在する場合に
は、それら複数個の果菜類の夫々に対する誘導回数が全
て前記設定回数より大になった場合に、前記撮像手段の
撮像視野を次の作業範囲に変更するように構成されてい
る点にある。

更に、第３の特徴構成は、前記作業用ハンドがアプロー
チした果菜類までの距離を検出する距離検出手段が設け
られ、前記誘導回数計数手段は、前記画像処理手段の情
報と前記距離検出手段の情報とに基づいて、同じ果菜類
に対する誘導回数を計数するように構成されている点に
ある。

〔作 用〕

第１の特徴構成では、作業用ハンドを同じ果菜類に向け
て誘導した回数を計数して、収穫を失敗した果菜類に対
する誘導回数が設定回数より大になると、その果菜類は
収穫できないものと判断して、撮像視野を自動的に次の
作業範囲に変更させるのである。

但し、上記第１の特徴構成では、一つの作業範囲内に複
数個の果菜類がある場合には、そのうちの一つでも収穫
を失敗した果菜類に対する誘導回数を設定回数より大に
なると、収穫可能な果菜類が残っている場合でも、次の
作業範囲に変更される虞れがある。

そこで、第２の特徴構成では、一つの作業範囲内に複数
個の果菜類が存在する場合には、それら複数個の果菜類
の夫々に対する誘導回数が全て前記設定回数より大にな
った場合に、次の作業範囲に変更させるのである。

ところで、果菜類の後方側に別の果菜類が重なって見え
る状態で存在するような場合には、手前の果菜類を収穫
するとあ、後方側に存在する果菜類が撮像視野の同じ位
置に存在する状態で見えることになり、撮像情報のみで
は、同じ位置にみえる果菜類が同じ果菜類であるか否か
を的確に判別することが困難な状態となることがある。

又、一つの果菜類に対する収穫を失敗した場合であって
も、次の果菜類を収穫すると、収穫を失敗した果菜類に
対する誘導の邪魔になる枝等の他物の位置が変わって、
その収穫を失敗した果菜類が、収穫可能な状態になって
いる場合もある。

そこで、第３の特徴構成では、作業用ハンドがアプロー
チした果菜類までの距離を検出する距離検出手段を設け
て、画像情報と距離情報とを併用することにより、撮像
視野内の同位置にある果菜類が同じ果菜類であるか否か
を区別しながら、収穫を失敗した果菜類の誘導回数を的
確に計数させるようにしているのである。

〔発明の効果〕

もって、１つの作業範囲内に収穫できなに果菜類がある
場合にも、作業範囲を自動的に次の作業範囲に変更でき
るようになった。

〔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６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
部に取り付けられて、もって、果実収穫機が構成されて
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。

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。

前記伸縮アーム（８）は、電動モータ（9a）にて縦軸芯
（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、作業対象果菜類としての果
実（Ｆ）を吸着するバキュームパッド（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（13）と
が設けられている。尚、前記バキュームパッド（10）
は、果実（Ｆ）を傷つけないように、ゴム等の弾性を有
する可橈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（11）
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６
図参照）にて、前記車体（Ｖ）側に搭載された吸引ポン
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。

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。

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
ュエータ等の収穫差動用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反射式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、前記両センサ（S₁），（S₂）と同様に、アプローチ
や果実収穫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背
景となる枝や葉等の他物から果実に対応する画像情報を
抽出すると共に、その抽出した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。

但し、一つの果樹に対して前記イメージセンサ（S₁）の
撮像視野の大きさに対応した状態で複数個の作業範囲が
設定されている。そして、前記作業用ハンド（Ｈ）を、
前記複数個の作業範囲のうちの一つにおける設定アプロ
ーチ開始位置に位置させた状態で、前記作業用ハンド
（Ｈ）を向けた方向を撮像するようにしてある。

説明を加えれば、第６図及び第７図に示すように、前記
ブーム（２）の昇降位置と旋回位置及び前記補助ブーム
（３）の旋回位置の夫々を、設定角度毎に変更すること
により、前記各作業範囲に対応した撮像視野が隣の作業
範囲に対して互いに隣接する状態となるように設定され
るようになっている。

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を吸着し、そして、前記捕
捉部ケース（12）をハンド前方側に突出させて、前記捕
捉部ケース（12）内に果実を取り込んだ後、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、手前側に位置するものほど先に
アプローチさせるように、後述の如く、前記イメージセ
ンサ（S₁）の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。

尚、前記近接センサ（S₂）は、果実への接近を感知する
距離を遠近二段階に検出できるように構成されている。
つまり、詳述はしないが、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となる受光信号が、第１
設定距離（30cmに設定してある）に対応する設定閾値よ
り大になった場合と、前記バキュームパッド（10）が収
穫対象果実の直前方側箇所に位置する状態となる第２設
定距離（5cmに設定してある）に対応する設定閾値より
も大になった場合とに、夫々対応する感知信号を出力す
るようになっている。

前記第１設定距離の感知信号は、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も大となるようにするための起動情
報として用いられることになり、又、前記第２設定距離
の感知信号は、前記バキュームパッド（10）が果実の直
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、前記アーム（８）の伸長速度を
高低に切り換えるための制御情報として用いられること
になる。

そして、前記バキュームパッド（10）の吸引作動を開始
させた後、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。

但し、詳しくは後述するが、収穫を失敗した場合には、
自動的に次の果実に対してアプローチさせると共に、前
記アプローチ開始位置における撮像視野内にある全ての
果実に対するアプローチ回数を計数して、収穫を失敗し
た果実夫々に対するアプローチ回数が全て設定回数より
大になった場合には、自動的に次の作業範囲に移るよう
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、前記ブーム昇降用油圧シリンダ
（５）、前記ブーム昇降用油圧シリンダ（６）、及び、
前記補助ブーム揺動用モータ（７）の夫々を制御して、
前記イメージセンサ（S₁）の撮像視野を所定の作業範囲
に対応する方向に向けると共に、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、且つ、その検出情報
に基づいて前記作業用ハンド（Ｈ）を収穫対象果実に向
けて誘導するように、前記アーム駆動用の各電動モータ
（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、撮像手段とし
ての前記イメージセンサ（S₁）の撮像情報に基づいて一
つの作業範囲内にある果実が位置する方向を求める画像
処理手段（100）、その画像処理手段（100）の情報に基
づいて前記作業用ハンド（Ｈ）を果実の位置する方向に
向けて誘導するハンド誘導手段（101）、前記画像処理
手段（100）の情報に基づいて、前記イメージセンサ（S
₁）が撮像する作業範囲内に果実が存在しない場合、及
び、その作業範囲内における果実夫々に対する収穫失敗
回数の全てが設定回数より大になった場合には、前記イ
メージセンサ（S₁）の撮像視野を次の作業範囲に変更す
る作業範囲変更手段（102）、前記作業用ハンド（Ｈ）
が果実を捕捉したか否かを検出する捕捉検出手段（10
3）、前記画像処理手段（100）の情報と前記捕捉検出手
段（103）の情報とに基づいて前記作業用ハンド（Ｈ）
を同じ果実に向けて誘導した回数を計数する誘導回数計
数手段（104）、及び、前記作業用ハンド（Ｈ）がアプ
ローチした果実までの距離を検出する距離検出手段（10
5）の夫々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、前記各手段の構成
について詳述する。

先ず、前記ブーム昇降用油圧シリンダ（５）、前記旋回
用油圧シリンダ（６）、及び、前記補助ブーム揺動用油
圧シリンダ（７）の夫々を作動させて、前記作業用ハン
ド（Ｈ）が一つの作業範囲におけるアプローチ開始位置
にセットした後、前記作業範囲を撮像処理し、そして、
その撮像情報を画像処理して撮像視野内にある果実の位
置情報を求めることになる。

前記画像処理について説明を加えれば、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、
前記設定領域（F₂）が複数個存在する場合には、大きい
ものから先にアプローチさせるように、前記設定領域
（F₂）の大きさに基づいてアプローチ順序を決定するよ
うにしてある（第４図参照）。

前記特定色領域（F₁）を抽出するための処理について説
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）の撮像画像（第４図（イ）参照）から、前
記特定色領域（F₁）（第４図（ロ）参照）を得るように
しているのである。

但し、詳述はしないが、前記特定色領域（F₁）内に複数
個の制定領域（F₂）が抽出された場合には、複数個の果
実（Ｆ）が重なって見えていると判断させて、それら複
数個の設定領域（F₂）夫々の重心（F₃）の位置を求めさ
せることになる。

又、画像情報の明るさは、距離に反比例して近いものほ
ど明るく見え、且つ、距離が近い果実（Ｆ）ほど大きさ
が大に見えることから、前記イメージセンサ（S₁）から
出力される画像情報のうちの明るさ情報に対応する輝度
信号の値に基づいて、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前記設定領域（F₂）を抽出す
ると、その大きさは近距離に位置するものほど大とな
る。そこで、前記設定領域（F₂）の大きさに基づいて収
穫し易い手前側に位置する果実（Ｆ）から先にアプロー
チさせることができるようにしているのである。そし
て、前記イメージセンサ（S₁）の撮像情報を画像処理し
て前記各領域（F₁），（F₂）や重心（F₂）の情報を求め
る処理が、前記イメージセンサ（S₁）の撮像情報に基づ
いて前記一つの作業範囲内にある果菜類が位置する方向
を求める画像処理手段（100）に対応することになる。

尚、この画像処理手段（100）によって抽出された特定
色領域（F₁）の個数（Ｎ）を、認識した収穫対象果実の
個数として求め、その個数（Ｎ）が零である場合には、
一つの作業範囲内における未収穫果実が無いと判断し
て、前記ブーム（２）及び前記補助ブーム（３）を移動
させて、前記作業ハンド（Ｈ）のアプローチ開始位置を
次の作業範囲に変更することになる。但し、後述の如
く、前記求めた果実（Ｆ）の個数（Ｎ）が零でない場合
であっても、未収穫果実全てに対する収穫失敗回数が設
定回数により大になった場合にも、前記作業ハンド
（Ｈ）のアプローチ開始位置を次の作業範囲に変更させ
るようにしてある。

つまり、求めた果実（Ｆ）の個性（Ｎ）が零である場合
に、作業範囲を次の作業範囲に変更する処理が、前記イ
メージセンサ（S₁）が撮像する作業範囲に果実（Ｆ）が
存在しない場合には、前記イメージセンサ（S₁）の撮像
視野を次の作業範囲に変更する作業範囲変更手段（10
2）に対応することになる。

求めた果実（Ｆ）の個数（Ｎ）が零でない場合には、前
述の如く、各設定領域（F₂）の大きさに基づいてアプロ
ーチ順序を決定して、前記作業用ハンド（Ｈ）がその決
定されたアプローチ順序に対応する果実（Ｆ）の位置す
る方向すなわち前記設定領域（F₂）の重心（F₃）が位置
する方向に向けて移動するように、前記作業用ハンド
（Ｈ）の向きを調節して、前記アーム（８）を伸張させ
ることになる。

前記アーム（８）の伸長を開始した後は、後述の如く、
一つの作業範囲における何れの果実（Ｆ）に対するアプ
ローチであるかを識別するために、アプローチさせた設
定領域（F₂）の重心（F₃）の画像上における位置情報
と、前記近接センサ（S₂）がON作動するまでの前記アー
ム（８）の伸長距離の情報とに基づいて、果実同定の処
理を行って、収穫作動させることになる。

説明を加えれば、前記近接センサ（S₂）から前記第１設
定距離の感知信号が出力されるに伴って、前記バキュー
ムパッド（10）の吸引作動を開始させ、そして、前記第
２設定距離の感知信号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、そし
て、前記負圧センサ（S₃）の検出情報に基づいて果実
（Ｆ）を吸着したか否かを判別し、果実（Ｆ）を吸着す
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。

つまり、前記作業用ハンド（Ｈ）が各作業範囲における
アプローチ開始位置から果実（Ｆ）の位置する方向に向
けて移動するように、前記アーム（８）を伸長させる処
理が、前記画像処理手段（100）の情報に基づいて前記
作業用ハンド（Ｈ）を前記果実（Ｆ）の位置する方向に
向けて誘導するハンド誘導手段（101）に対応すること
になる。

そして、収穫作動を開始した後は、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、収穫できたか否かを判別す
ることになる。

つまり、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
穫できたか否かを判別する処理が、前記作業用ハンド
（Ｈ）が果実（Ｆ）を捕捉したか否かを検出する捕捉検
出手段（103）に対応することになる。

但し、前記アーム（８）を前記アプローチ開始位置から
予め設定した設定距離に達するまで伸長しても前記近接
センサ（S₂）がON作動しない場合にも、収穫失敗と判断
させるようにしてある。

収穫できた場合には、前記作業用ハンド（Ｈ）を前記ア
プローチ開始位置まで戻して収穫した果実（Ｆ）を排出
した後、同じ作業範囲を再撮像して画像処理し、その画
像処理した情報に基づいて、作業範囲内に位置する果実
（Ｆ）の個数（Ｎ）が零であるか否かを判別して、零で
ない場合には、未収穫の果実（Ｆ）が残っていると判断
して、前述の如く、アプローチ順序を再決定して収穫さ
せることになる。

収穫を失敗した場合には、その果実（Ｆ）に対する収穫
失敗回数（Ｋ）を計数した後、前記果実（Ｆ）の個数
（Ｎ）に対応する回数分をアプローチしたか否かを判別
して、前記果実（Ｆ）の個数（Ｎ）に達していない場合
には、決定したアプローチ順序に基づいて、次の果実
（Ｆ）に対してアプローチさせることになる。

つまり、この収穫を失敗した果実（Ｆ）を同定して、前
記収穫失敗回数（Ｋ）を計数する処理が、前記画像処理
手段（100）の情報と前記捕捉検出手段（103）の情報と
に基づいて前記作業用ハンド（Ｈ）を同じ果菜類に向け
て誘導した回数を計数する誘導回数計数手段（104）に
対応することになる。

認識した果実（Ｆ）の全てに対してアプローチした場合
には、求めた果実（Ｆ）の個数（Ｎ）やそれらの位置情
報と前記収穫失敗回数（Ｋ）の情報とに基づいて、収穫
を失敗した果実（Ｆ）夫々に対する誘導回数が全て設定
回数（３回に設定してある）に達しているか否かを判別
し、設定回数（Ｎ）に達していない場合には、再度撮像
処理して次の未収穫果実に向けて再アプローチさせるこ
とになる。

但し、収穫を失敗した果実（Ｆ）夫々に対するアプロー
チ回数が、全て設定回数（Ｎ）に達している場合には、
一つの作業範囲における収穫作業を完了して、作業範囲
を次の作業範囲に変更することになる。

尚、詳述はしないが、全作業範囲に対する収穫作業が完
了した場合には、一つの果樹に対する収穫作業を終了し
て、次の果樹に対する収穫業を行うことになる。

次に、第３図に示すフローチャートに基づいて、前記果
実同定の処理について詳述する。

先ず、同定対象果実数（Ｍ）が零であるか否かを判別
し、零でない場合には、前記同定対象果実数（Ｍ）に
“1"を加算した後、前記重心（F₃）の画像上における座
標（X,Y）と、前記近接センサ（S₂）が第２設定距離に
おいてON作動するまで前記アーム（８）を伸長した距離
（σ）とを、アプローチした果実（Ｆ）を同定するため
の情報として、決定されたアプローチ順序（Ｊ）に対応
させて記憶させるようにしてある。

但し、前記アーム（８）を前記決定距離を伸長しても前
記近接センサ（S₂）がON作動しない状態では収穫失敗し
た場合には、前記設定距離の値を前記アーム（８）の伸
長距離（σ）として記憶させることになる。

尚、前記伸長距離（σ）の値は、前記アーム伸縮用の電
動モータ（9b），（9c）に付設されることになる駆動量
検出用のエンコーダ（図示せず）等によって検出される
前記アプローチ開始位置からの駆動量に基づいて求めら
れることになる。つまり、前記アーム伸縮用の電動モー
タ（9b），（9c）の駆動量に基づいて前記アーム（８）
を伸長した距離（σ）を求める処理が、前記作業用ハン
ド（Ｈ）がアプローチした果実（Ｆ）までの距離を検出
する距離検出手段（105）に対応することになる。

そして、前記同定対象果実数（Ｍ）が零でない場合に
は、今回アプローチした果実（Ｆ）に対応する前記重心
（F₃）の画像上における座標（X,Y）と前記アーム
（８）の伸長距離（σ）の夫々と、前記記憶した座標
（X,Y）及び前記記憶した伸長距離（σ）の何れに対応
するものであるかを判断する。

説明を加えれば、今回アプローチした果実（Ｆ）に対応
する前記重心（F₃）の画像上における座標（X,Y）と前
記アーム（８）の伸長距離（σ）の全てが、前記記憶し
た座標（X,Y）及び前記記憶した伸長距離（σ）の夫々
に対して設定範囲内にある場合には、今回アプローチし
た果実（Ｆ）が記憶したアプローチ順序（Ｊ）に対応す
る果実（Ｆ）であると同定するのである。但し、今回ア
プローチした果実（Ｆ）の位置が決定したアプローチ順
序（Ｊ）に対応する果実（Ｊ）の位置の何れにも該当し
ない場合には、例えば、他の果実（Ｆ）を収穫したため
に、元の位置が変わったか、あるいは、一つの果実
（Ｆ）を収穫したためにその後方に位置する果実（Ｆ）
が新たに認識されたと判断して、今回アプローチさせた
果実（Ｆ）は新たな果実（Ｆ）であるとして処理するた
めに、前記同定対象果実数（Ｍ）を加算するようにして
いるのである。

〔別実施例〕

上記実施例では、果実（Ｆ）の位置情報として、果実
（Ｆ）の色に対応する特定色領域（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、一つ果実（Ｆ）に対する位
置情報として用いることもできる。

つまり、複数個の果実（Ｆ）が重なって一つの特定色領
域（F₁）として抽出されるような場合には、後方側に位
置する果実（Ｆ）は手前側に位置する果実（Ｆ）を収穫
した後でなければ収穫できないので、複数個の果実
（Ｆ）が重なって見えている場合であっても、それら複
数個の果実（Ｆ）を含む特定色領域（F₁）を一つの果実
（Ｆ）に対応する領域として処理しても問題がないので
ある。

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、本発明はトマト等の野菜の収
穫機にも適用できるものであって、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菜類収穫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図は果実同定処理のフローチ
ャート、第４図（イ），（ロ）は画像処理の説明図、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
作業機の全体側面図、第７図は作業範囲の説明図であ
る。 （Ｈ）……作業用ハンド、（S₁）……撮像手段、（10
0）……画像処理手段、（101）……ハンド誘導手段、
（102）……作業範囲変更手段、 （103）……捕捉検出手段、（104）……誘導回数計数手
段、（105）……距離検出手段。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】果菜類を捕捉する作業用ハンド（Ｈ）の前
   方側に、予め複数個に区画された作業範囲が設定され、
   一つの作業範囲内にある果菜類を撮像する撮像手段
   （S₁）と、その撮像手段（S₁）の撮像情報に基づいて前
   記一つの作業範囲内にある果菜類が位置する方向を求め
   る画像処理手段（100）と、その画像処理手段（100）の
   情報に基づいて前記作業用ハンド（Ｈ）を前記果菜類の
   位置する方向に向けて誘導するハンド誘導手段（101）
   と、前記画像処理手段（100）の情報に基づいて、前記
   撮像手段（S₁）が撮像する作業範囲内に果菜類が存在し
   ない場合には、前記撮像手段（S₁）の撮像視野を次の作
   業範囲に変更する作業範囲変更手段（102）とが設けら
   れている果菜類収穫機の誘導装置であって、前記作業用
   ハンド（Ｈ）が前記果菜類を捕捉したか否かを検出する
   捕捉検出手段（103）と、前記画像処理手段（100）の情
   報と前記捕捉検出手段（103）の情報とに基づいて前記
   作業用ハンド（Ｈ）を同じ果菜類に向けて誘導した回数
   を計数する誘導回数計数手段（104）とが設けられ、前
   記作業範囲変更手段（102）は、前記捕捉検出手段（10
   3）の情報と前記誘導回数検出手段（104）の情報とに基
   づいて、同じ果菜類に対して設定回数より大なる回数を
   誘導しても捕捉できなかった場合には、前記撮像手段
   （S₁）の撮像視野を次の作業範囲に変更するように構成
   されている果菜類収穫機の誘導装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の果菜類収穫機の誘導装置で
   あって、前記作業範囲変更手段（102）は、前記一つの
   作業範囲内に複数個の果菜類が存在する場合には、それ
   ら複数個の果菜類の夫々に対する誘導回数が全て前記設
   定回数より大になった場合に、前記撮像手段（S₁）の撮
   像視野を次の作業範囲に変更するように構成されている
   果菜類収穫機の誘導装置。
3. 【請求項３】請求項１又は２記載の果菜類収穫機の誘導
   装置であって、前記作業用ハンド（Ｈ）がアプローチし
   た果菜類までの距離を検出する距離検出手段（105）が
   設けられ、前記誘導回数計数手段（104）は、前記画像
   処理手段（100）の情報と前記距離検出手段（105）の情
   報とに基づいて、同じ果菜類に対する誘導回数を計数す
   るように構成されている果菜類収穫機の誘導装置。