JPH0870674A - 果菜収穫機の果菜類検出装置 - Google Patents

果菜収穫機の果菜類検出装置

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JPH0870674A
JPH0870674A JP6215389A JP21538994A JPH0870674A JP H0870674 A JPH0870674 A JP H0870674A JP 6215389 A JP6215389 A JP 6215389A JP 21538994 A JP21538994 A JP 21538994A JP H0870674 A JPH0870674 A JP H0870674A
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Harumitsu Toki
治光 十亀
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Iseki and Co Ltd
Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
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Iseki and Co Ltd
Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 収穫しようとするきゅうりを正確に検出しよ
うとするものである。 【構成】 カメラ2で撮影したきゅうり7の画像信号を
2値化して2値化画像を作成し、この2値化画像の中心
線(イ)を検出し、この中心線(イ)の上下方向を所定
間隔で横方向の画素数を検出して、この検出した画素数
の変化量が少ないときゅうり7と判定する。 【効果】 中心線の横方向の画素数の変化によって、き
ゅうりが判定されることにより、正確にきゅうりを検出
できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、果菜収穫機の果菜類
検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術、及び発明が解決しようとする課題】従来
は、果菜収穫機で、例えば果菜類がきゅうりであり、こ
のきゅうりを検出して収穫するときは、栽培された植条
に沿って自走しながら、きゅうりの形状はカメラで撮影
されて、この撮影によって得られる検出された画像信号
を2値化して2値化画像が作成され、この2値化画像の
輪郭の縦と横との比が算出され、この算出した比によっ
てきゅうりであるか、又はきゅうり以外の葉であるかが
判定され、きゅうりのみが収穫される。
【0003】上記のきゅうり収穫作業のときに、カメラ
できゅうりを撮影のとき、きゅうりと葉とが重なった状
態で撮影されると、2値化画像はきゅうりと葉とが一体
になった画像となり、このため縦・横の比が変って、き
ゅうりがきゅうりでないと誤検出されることがあった
が、これを解消して正確にきゅうりを検出させて収穫し
ようとするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】この発明は、果菜類を含
む所定範囲をカメラ2で撮影し、これによって得られる
検出画像信号を2値化し、2値化画像を作成する視覚手
段6を設けた果菜収穫機において、該2値化画像上の各
画素郡の上下方向の中心線(イ)を検出して該中心線
(イ)の上下方向所定間隔で横方向の該画素数を検出し
てこの検出画素数に基づいて果菜類であるか否かを検出
する検出制御装置20を設けたことを特徴とする果菜収
穫機の果菜類検出装置の構成とする。
【0005】
【発明の作用、及び効果】果菜収穫機では、きゅうりを
検出して収穫するときは、栽培された植条に沿って自走
しながら、きゅうりの形状はカメラ2で撮影され、この
撮影によって得られる検出された画像信号は、視覚手段
6で2値化して2値化画像が作成され、この2値化画像
上の各画素郡の上下方向の中心線(イ)が検出され、こ
の中心線(イ)の上下方向へ所定間隔で、横方向の画素
数が検出制御装置20で検出され、この検出画素数が上
下方向へ所定長さの間は、ほぼ同じであると検出される
と、これはきゅうりであると検出されて、このきゅうり
は収穫される。又この検出画素数が上下方向へ所定長さ
の間は、裾広がりの傾向であったり、又裾狭まりの傾向
であると検出されると、これはきゅうり以外の葉及び茎
等であると検出される。
【0006】上記によって、きゅうりと誤判定される可
能性の高い連続した中心線(イ)を持つ葉との識別は、
中心線(イ)の横方向の画素数の変化によって判定され
ることにより、正確にきゅうりを検出できる。
【0007】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図例は、果菜収穫機1を示す図であり、例えば
きゅうりの形状をカメラ2で撮影して、この撮影した画
像を2値化し、この2値化画像上の各画素(ロ)郡の上
下方向の中心線(イ)を検出して、この中心線(イ)の
上下方向へ所定間隔で、横方向の画素(ロ)数を検出し
て、きゅうり7を検出する果菜類検出装置について説明
する。
【0008】前記果菜収穫機1は、電動式の走行部3上
には、果菜類のきゅうり7収穫用のマニピュレータ4、
収穫するきゅうりの形状を撮影する多板式CCDカメラ
2、きゅうりの位置を検出する位置センサ5よりなる視
覚手段6を設けた構成としている。前記果菜収穫機1を
使用する栽培圃場は、斜めに設けた支持体9にきゅうり
7の樹体8を支持させて生育させる。
【0009】前記マニピュレータ4は、対面する樹体8
の傾斜とほぼ平行となるように傾斜させた傾斜枠10
と、該傾斜枠10のガイドレール11に沿って昇降自在
に装着した基台12と、該基台12の上に水平状に回動
自在に設けた本体13と、該マニピュレータ4に設けた
関節型を形成するアーム14と、該アーム14先端部に
設けたきゅうり7を挟持して切断するハンド装置15と
からなる構成である。
【0010】前記傾斜枠10は、ヒンジ16を用いて走
行部3に装着させ、背面側を支持リンク17で支えてい
る。該支持リンク17の下端部は、支持板29の長孔1
8の任意位置へ装着され、この装着位置を調節して該傾
斜枠10の傾斜角度を任意に調節することのできる構成
としている。マニピュレータ4の各部を作動させること
により、ハンド装置15を収穫対象とするきゅうり7を
挟持して、このきゅうり7の果柄部を切断する構成とし
ている。
【0011】前記視覚手段6は、図2の如く、多板式C
CDカメラ2、この多板式CCDカメラ2の視野内を水
平及び垂直に走査して、対象物のきゅうり7までの距離
を測定する位置センサ5及び該多板式CCDカメラ2
で、所定の波長の光で撮影した画像を取り込むときの照
度を検出する照度センサ19等よりなる構成である。検
出制御装置20は、図1及び図2の如く、視覚手段6内
へ設け、多板式CCDカメラ2、位置センサ5及び照度
センサ19が検出する各種検出が、入力回路21を経て
CPU22へ入力され、このCPU22で分析処理され
て、各種指令が出力回路23を経て指令され、マニピュ
レータ4等を作動する構成としている。
【0012】前記検出制御装置20は、多板式CCDカ
メラ2で撮影して、これによって得られる検出画像信号
が、CPU22へ入力されて2値化され、2値化画像が
作成され、この2値化画像上の各画素(ロ)郡の上下方
向の中心線(イ)は、横方向の画素(ロ)数等から検出
される。図3は原画像であり、図4は2値化した中心線
画像である。
【0013】上下方向の検出された中心線(イ)は、上
下方向へ所定間隔、例えば2〜3画素(ロ)間隔で、横
方向の画素(ロ)数が検出され、この検出画素(ロ)数
が上下方向へ所定長さ(L)の間は、ほぼ同じであると
計算されて検出されると、これはきゅうり7であると検
出されて、この検出によりこのきゅうり7は、ハンド装
置15で挟持されると共に、切断される構成である。図
5はきゅうり7の2値化した中心線(イ)画像である。
【0014】又検出画素(ロ)数が上下方向へ所定長さ
の間は、裾広がり傾向であったり、又裾狭まりの傾向で
あると計算されて検出されると、これはきゅうり7でな
く、きゅうり7以外の葉及び茎であると検出されて、こ
の検出により葉及び茎等は、ハンド装置15で挟持及び
切断されない構成としている。前記検出制御装置20に
よるきゅうり7の検出制御は、下記の如く行われる構成
としている。
【0015】きゅうり7の収穫作業がスタートされ(ス
テップ101)、多板式CCDカメラ2で撮影された画
像が入力され(ステップ102)、前処理され、きゅう
り7の粗認識が行われる。例えば2波長の550nmと
850nm方式、R色(赤)、G色(緑)及びB色
(青)方式等によって、粗認識される(ステップ10
3)。検出画像信号が2値化され(ステップ104)、
2値化画像中のノイズ(ハ)が除去され(ステップ10
5)、2値化画像中の穴(ニ)うめが行われ(ステップ
106)、中心線(イ)算出の前処理され、中心線
(イ)の粗選別が行われる。例えば画素(ロ)の縦横比
からフェレ径比、面積等によって粗選別される(ステッ
プ107)、中心線(イ)が算出され(ステップ10
8)、検出画像中のノイズ(ハ)が除去され(ステップ
109)、中心線(イ)の結合が行われる(ステップ1
10)。中心線(イ)の横(水平)方向の画素(ロ)
(長さ)数が検出され(ステップ111)、検出結果の
画素(ロ)数が裾広がりか検出され(ステップ11
2)、NOと検出されると画素(ロ)数が裾狭まりか検
出され(ステップ113)、NOと検出されるときゅう
り7であると判定される。(ステップ114)、すべて
の2値化画像が処理されたか検出され(ステップ11
5)、NOと検出されるとステップ111へ戻り、YE
Sと検出されるとRETされる構成としている(ステッ
プ116)。
【0016】ステップ112及びステップ113でYE
Sと検出されるときゅうり7以外の葉及び茎であると判
定され(ステップ117)、ステップ115へと進む構
成としている。以下、上記実施例の作用について説明す
る。果菜収穫機1で、例えば果菜類がきゅうり7であ
り、このきゅうり7を検出して収穫するときは、栽培さ
れた植条に沿って、この果菜収穫機1を自走させなが
ら、きゅうり7の形状は、視覚手段6の多板式CCDカ
メラ2で、所定の波長の光で撮影される。
【0017】この撮影された画像は、CPU22へ入力
されて2値化されて、2値化画像が作成され、この2値
化画像上の各画素(ロ)郡の上下方向の中心線(イ)が
検出され、この検出された中心線(イ)の上下方向所定
間隔で、横方向の画素(ロ)数(長さ)が検出され、検
出結果の画素(ロ)数が上下方向所定長さ(L)間は、
ほぼ同じであると検出されると、この検出により、きゅ
うり7であると検出されて、ハンド装置15で挟持され
ると同時に切断される。
【0018】又この検出結果の画素(ロ)数が上下方向
所定長さ(L)間は、裾広がりの傾向であったり、又裾
狭まりの傾向であると検出されると、この検出により、
きゅうり7以外の葉及び茎等であると検出されて、ハン
ド装置15で挟持及び切断が行われない。図7〜図10
は、他の実施例を示す図で、図7は、きゅうり7を上部
の果柄部から順次中央部を経て花痕部へと所定間隔で横
方向へ順次断面したきゅうり7の太さの分布図であり、
図8は、きゅうり7の検出画像の径を一次微分を行っ
た、このきゅうり7の太さ変動を表示した表示図であ
り、図9は、きゅうり7の検出画像の径を二次微分を行
った、このきゅうり7の太さ変動を表示した表示図であ
り、図8及び図9から微分係数の正・負と絶対値からき
ゅうり7の果柄部及び花痕部の判定を行う構成としてい
る。
【0019】前記検出制御装置20によるきゅうり7の
検出制御は、下記の如く行われる構成としている。きゅ
うり7の収穫作業がスタートされ(ステップ201)、
多板式CCDカメラ2で撮影された画像が入力され(ス
テップ202)、きゅうり7の識別が行われ(ステップ
203)、画像内のきゅうり7の数が測定されてn個で
あると検出され(ステップ204)、測定個数のn個が
リセットされ(ステップ205)、n個がn+1か検出
され(ステップ206)、きゅうり7の変位量が計算さ
れ(ステップ207)、計算されたデータがセーブされ
(ステップ208)、きゅうり7が全て測定されたか検
出され(ステップ209)、NOと検出されるとステッ
プ206へ戻る。YESと検出されると測定個数のn個
がリセットされ(ステップ210)、n個がn+1か検
出され(ステップ211)、きゅうり7の果柄部のデー
タありか検出され(ステップ212)、YESと検出さ
れるとフラグセットされ(ステップ213)、ステップ
212でNOと検出されるとステップ213の先へ進
む。花痕部データありか検出され(ステップ214)、
YESと検出されるとフラグセットされ(ステップ21
5)、ステップ214でNOと検出されるとステップ2
15の先へ進む。きゅうり7の長さが推定され(ステッ
プ216)、この長さ推定のデータがセーブされ(ステ
ップ217)、すべての2値化画像が処理されたか検出
され(ステップ218)、NOと検出されるとステップ
211へ戻り、YESと検出されるとRETされる構成
としている(ステップ219)。
【0020】上記により、きゅうり7の径の変化を一次
・二次微分を行い、係数の正・負と絶対値から果柄部、
花痕部の判定が行われるため、きゅうり7の抽出部位を
精度よく判定することができ、これによって確実にきゅ
うり7を収穫することができる。図11及び図12は、
他の実施例を示す図で、図11は、きゅうり7の最大伸
長時のきゅうり7長変化を示す図であり、図11の如く
きゅうり7は、PM5:00〜PM10:00の5時間
の間に19mm伸び、これ以外の時間の間の伸長量に等
しいとされている。上記のことから、果菜収穫機1の収
穫可能時間帯は、PM3:00〜PM10:00の間を
除く時間帯とすべく、検出制御装置20へ設定して記憶
させた構成であり、又この時間帯を設定する収穫時間設
定スイッチを設け、これの操作で設定してもよい。該果
菜収穫機1を始動操作する操作レバー(図示せず)を操
作して、収穫作業を開始しても、設定記憶のPM3:0
0〜PM10:00の間は、該果菜収穫機1は始動され
ず走行しない構成としている。
【0021】前記検出制御装置20によるきゅうり7の
収穫作業開始の制御は、下記の如く行われる構成であ
る。きゅうり7の収穫作業がスタートされ(ステップ3
01)、収穫時間設定スイッチがONか検出され(ステ
ップ302)、NOと検出されるとRETされる(ステ
ップ303)。YESと検出されると開始時間が入力さ
れたか検出され(ステップ304)、NOと検出される
とステップ304へ戻る。YESと検出されると禁止時
間帯でないか検出され(ステップ305)、NOと検出
されるとステップ305へ戻る。YESと検出されると
データがセーブされ(ステップ306)、終了時間が入
力されたか検出され(ステップ307)、NOと検出さ
れるとステップ307へ戻る。YESと検出されると禁
止時間帯でないか検出され(ステップ308)、NOと
検出されるとステップ308へ戻る。YESと検出され
るとデータがセーブされ(ステップ309)、RETさ
れる構成としている(ステップ310)。
【0022】上記により、きゅうり7の伸長率の高い時
間帯をさけて、収穫時間を設定するか、又は設定されて
いることにより、収量の低下が防止できると共に、調整
作業直前に収穫作業を完了させることも可能となり、こ
のため鮮度保持が容易にできる。
【図面の簡単な説明】
図は、この発明の一実施例を示すものである。
【図1】果菜類栽培圃場における果菜収穫機の全体正面
【図2】ブロック図
【図3】原画像図
【図4】中心線画像図
【図5】きゅうりの2値化画像図
【図6】フローチャート
【図7】他の実施例を示す図で、きゅうりの太さ分布図
【図8】他の実施例を示す図で、きゅうりの太さ変動図
(一次微分)
【図9】他の実施例を示す図で、きゅうりの太さ変動図
(二次微分)
【図10】他の実施例を示す図で、フローチャート
【図11】他の実施例を示す図で、最大伸長時のきゅう
り長変化図
【図12】他の実施例を示す図で、フローチャート
【符号の説明】
2 カメラ 6 視覚手段 20 検出制御装置 (イ) 中心線 (ロ) 画素

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 果菜類を含む所定範囲をカメラ2で撮影
    し、これによって得られる検出画像信号を2値化し、2
    値化画像を作成する視覚手段6を設けた果菜収穫機にお
    いて、該2値化画像上の各画素郡の上下方向の中心線
    (イ)を検出して該中心線(イ)の上下方向所定間隔で
    横方向の該画素数を検出してこの検出画素数に基づいて
    果菜類であるか否かを検出する検出制御装置20を設け
    たことを特徴とする果菜収穫機の果菜類検出装置。
JP21538994A 1994-09-09 1994-09-09 果菜収穫機の果菜類検出装置 Expired - Fee Related JP3489210B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012110256A (ja) * 2010-11-22 2012-06-14 National Agriculture & Food Research Organization 果柄切断装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0554124A (ja) * 1991-08-21 1993-03-05 Iseki & Co Ltd 果実収穫ロボツト等の視覚装置

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