JPH10111929A - Weed recognizer for lawn mower - Google Patents

Weed recognizer for lawn mower

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Publication number
JPH10111929A
JPH10111929A JP26463496A JP26463496A JPH10111929A JP H10111929 A JPH10111929 A JP H10111929A JP 26463496 A JP26463496 A JP 26463496A JP 26463496 A JP26463496 A JP 26463496A JP H10111929 A JPH10111929 A JP H10111929A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
value
pixels
pixel
image
turf
Prior art date
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Pending
Application number
JP26463496A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Seiichi Arima
誠一 有馬
Hiroshi Nakamura
博 中村
Sunao Kondo
直 近藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Iseki and Co Ltd
Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Original Assignee
Iseki and Co Ltd
Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Iseki and Co Ltd, Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd filed Critical Iseki and Co Ltd
Priority to JP26463496A priority Critical patent/JPH10111929A/en
Publication of JPH10111929A publication Critical patent/JPH10111929A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To identify the weeds among the lawn grass through the binarization of an image that is inputted by a visual sensor. SOLUTION: When a lawn image is inputted by a visual sensor 1 of a lawn mower running on the lawn, the number of pixels and the image pickup height are set so as to secure the lawn grass width equivalent to 1/2 to 1 pixel, for example, in regard to the relation between the number of pickup pixels and the pickup height set by the sensor 1. In such an input image, every attentional pixel is decided in all pixels. Then the value (a) obtained by subtracting the minimum density value from the maximum one among 9 pixels including an attentional pixel and its 8 nearby pixels is compared with the value (b) obtained by dividing the mean density value of those 9 pixels by a prescribed coefficient. If the value (a) is equal to or larger than the value (b), the attentional pixel is set at 0. If the value (a) is smaller than the value (b), the attentional pixel is set at 1 and the entire image is successively binarized.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、芝地用除草機の
雑草認識装置に関し、芝の中の雑草を識別して雑草のみ
を除去するもの等の技術分野に属する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a weed recognizing device for a turf weeding machine, and belongs to a technical field such as a device for identifying a weed in a turf and removing only the weed.

【0002】[0002]

【従来の技術、及び発明が解決しようとする課題】芝の
中の雑草を除去しようとするときには、まず雑草のみを
識別する必要があり、この雑草を識別する手段として葉
の分光反射特性によって識別することが考えられるが、
芝と雑草とは葉の分光反射特性が略同じであるため識別
でき難く、稲科の雑草では一般の構造解析等でも識別で
き難いことから、従来では、芝の中の雑草を識別除去す
ることは極めて困難であると考えられていた。
2. Description of the Related Art When trying to remove weeds in turf, it is necessary to first identify only weeds. As a means for identifying such weeds, the weeds are identified by the spectral reflection characteristics of leaves. It is possible to do,
Turf and weeds are almost indistinguishable because the spectral reflection characteristics of the leaves are approximately the same, and it is difficult to discern rice weeds by general structural analysis. Was considered extremely difficult.

【0003】そこでこの発明は、芝と雑草の葉の幅の違
いを基にして特定の数式により画像を2値化して雑草の
識別を可能とする。
Accordingly, the present invention makes it possible to identify a weed by binarizing an image with a specific mathematical expression based on the difference in the width of the turf and the leaf of the weed.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】この発明は、芝地におけ
る芝と雑草を認識可能な視覚センサ1を有する芝地用除
草機において、該視覚センサ1により芝地の画像を入力
し、この画像の注目画素とその8近傍画素の各濃度値の
最大値から最小値を減じた値と、同じ各濃度値の平均値
を一定の係数で除した値との比較結果により画像を2値
化して雑草を識別することを特徴とする雑草認識装置の
構成とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a turf weeding machine having a visual sensor 1 capable of recognizing turf and weeds on turf. The image is binarized based on a comparison result between a value obtained by subtracting the minimum value from the maximum value of each density value of the pixel of interest and its eight neighboring pixels, and a value obtained by dividing the average value of the same density value by a constant coefficient. The weed recognition device is characterized by identifying weeds.

【0005】[0005]

【作用】上記の構成により、芝地上を走行する芝地用除
草機の視覚センサ1により芝地の画像を入力するとき、
この視覚センサ1による撮像画素数と撮像高さとの関係
において、例えば、芝の葉の幅が1/2〜1画素となる
ように画素数又は撮像高さを設定して入力した画像の全
ての画素において1画素ずつ注目画素とし、この注目画
素とその8近傍の画素とによる9画素を用い、この9画
素中の各濃度値の最大値から最小値を減じたa値と、該
9画素中の各濃度値を平均した平均値を予め設定される
係数により除したb値とを比較し、この比較結果により
a値≧b値であれば注目画素を0とし、a値<b値であ
れば注目画素を1として順次画像全体を2値化する。
According to the above arrangement, when a turf image is input by the visual sensor 1 of the turf weeder running on the turf,
In the relationship between the number of image pixels and the image height by the visual sensor 1, for example, all the images input by setting the number of pixels or the image height so that the width of the turf leaf is 1/2 to 1 pixel are set. A pixel is a pixel of interest, one pixel at a time, and nine pixels including the pixel of interest and eight neighboring pixels are used. The a value obtained by subtracting the minimum value from the maximum value of each density value in the nine pixels, and Is compared with the b value obtained by dividing the average value of the respective density values by a preset coefficient. If the a value is equal to or greater than the b value, the target pixel is set to 0, and if the a value is smaller than the b value. If the pixel of interest is 1, the entire image is sequentially binarized.

【0006】[0006]

【発明の効果】上記の作用の如く、芝地における雑草を
識別するときに、入力した画像の全ての画素を特定の数
式により2値化することにより、芝は葉の幅が約1画素
程度で入力されているためノイズの如き小さな点とな
り、雑草はそれに比して画素の数が多く輪郭を認識可能
な状態に抽出することができるから、形状による雑草の
識別が容易となる。また、芝と同じ稲科の雑草において
も葉の幅の違いにより識別することが可能となる。
As described above, when weeds on a turf are identified, all the pixels of the input image are binarized by a specific equation, so that the turf has a leaf width of about 1 pixel. Since the input is a small point like noise, weeds can be extracted in a state where the number of pixels is larger than that and the outline can be recognized, so that weeds can be easily identified by shape. In addition, it is possible to identify the weeds of the same rice family as the lawn by the difference in leaf width.

【0007】[0007]

【実施例】以下に、この発明の実施例を芝地における雑
草を識別除去する芝地用除草機について説明する。図1
は芝地用除草機を示す。方形状に枠組みした走行フレー
ム2の前後位置の左右側に左右一対の前輪3と後輪4と
を各々支架すると共に、該前輪3に対して各別に車輪駆
動モータ5を連動連結し、進行方向に対し操向旋回自在
に舵取り制御するための操向角度を検出する操向角度セ
ンサ6を検出可能位置に設ける。該走行フレーム2の四
隅左右側に各々左右の前フレーム7と左右の後フレーム
8とを立ち上げると共に、この左右の前フレーム7及び
後フレーム8の各上端部を上部フレーム9により方形状
に連結形成して走行装置10を構成する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to a turf weeding machine for discriminating and removing weeds in turf. FIG.
Indicates a lawn weeder. A pair of left and right front wheels 3 and a rear wheel 4 are respectively supported on the left and right sides of the front and rear positions of the traveling frame 2 framed in a rectangular shape, and a wheel drive motor 5 is separately connected to the front wheels 3 in an interlocking manner. In contrast, a steering angle sensor 6 for detecting a steering angle for steering control so as to be steerable and turnable is provided at a detectable position. The left and right front frames 7 and the left and right rear frames 8 are respectively set up on the left and right sides of the four corners of the running frame 2, and the upper ends of the left and right front frames 7 and the rear frame 8 are connected in a rectangular shape by the upper frame 9. The traveling device 10 is formed by forming the above.

【0008】該左右の前フレーム8から該前輪3の上方
側へ突出させた架台11上に動力電源としてのバッテリ
12を載置すると共に、該前フレーム8の上部前側の左
右位置に、各々芝地用除草機の走行を制御する走行用コ
ントローラ14aを内装する走行制御ボックス14と、
芝地における雑草の識別とその除去を制御する画像処理
用コントローラ15a、及び雑草除去用コントローラ1
5bを内装した雑草制御ボックス15とを設けて構成す
る。
A battery 12 as a power source is mounted on a gantry 11 protruding from the left and right front frames 8 to the upper side of the front wheels 3, and a lawn is provided at a left and right position on an upper front side of the front frame 8. A travel control box 14 containing a travel controller 14a for controlling travel of the ground weeding machine,
Image processing controller 15a for controlling identification and removal of weeds on turf, and controller 1 for weed removal
5b, and a weed control box 15 having the interior 5b.

【0009】前記上部フレーム9の四隅部を平面内でX
字状に交差連結する上部補助フレーム16を配設し、こ
の上部補助フレーム16の交差中心部に、図2に示す如
く、円筒状の保持カバー17を固定し、この保持カバー
17の内周面の適宜位置に設けたガイドレール18に、
スライド案内されて上下移動する逆L字状のカメラベー
ス19を設け、このカメラベース19の下面部に芝地を
撮像して画像入力するCCDカメラ20を取り付けると
共に、該カメラベース19の上面部に上方に向けスライ
ドネジ21を延設し、このスライドネジ21に螺合して
該CCDカメラ20の上下高さを調節する調節ダイヤル
22を設けて視覚センサ1を構成する。なお、該上部フ
レーム9の四隅部の適宜箇所に該CCDカメラ20の撮
像照明用のライト23を配設する。
The four corners of the upper frame 9 are aligned with X in a plane.
An upper auxiliary frame 16 that cross-connects in the shape of a letter is provided, and a cylindrical holding cover 17 is fixed to the center of the crossing of the upper auxiliary frame 16 as shown in FIG. The guide rail 18 provided at an appropriate position of
An inverted L-shaped camera base 19 that slides up and down and moves up and down is provided. A CCD camera 20 that captures a lawn and inputs an image is attached to the lower surface of the camera base 19, and is mounted on the upper surface of the camera base 19. The visual sensor 1 is constructed by extending a slide screw 21 upward and screwing the slide screw 21 to adjust the vertical height of the CCD camera 20. Lights 23 for imaging illumination of the CCD camera 20 are disposed at appropriate positions at four corners of the upper frame 9.

【0010】前記走行フレーム2の左右のフレーム2上
に、ラックとピニオン等の噛み合いにより前後方向にス
ライド可能な左右のスライド受具24aを支架し、この
左右のスライド受具24a間にスライドフレーム24を
連結固定して設け、このスライドフレーム24上に、ネ
ジ軸等の回動により左右方向にスライド可能な噴射ノズ
ル等を下向きに備えた薬液噴射具25を支承すると共
に、該スライドフレーム24と薬液噴射具25とによる
前後左右方向のスライド作用により、XYテーブル形式
のマニピュレータMを構成する。
On the left and right frames 2 of the traveling frame 2, right and left slide receiving members 24a slidable in the front-rear direction by meshing with a rack and a pinion are supported, and a slide frame 24 is provided between the left and right sliding receiving members 24a. A chemical liquid ejector 25 having an injection nozzle or the like downwardly slidable left and right by rotation of a screw shaft or the like is supported on the slide frame 24, and the slide frame 24 and the chemical liquid are supported. An XY table type manipulator M is formed by the sliding action in the front-rear and left-right directions with the ejector 25.

【0011】前記左右の後フレーム8の後面に接する位
置から後方側に向けて該走行フレーム2上に除草薬液を
充填する薬液タンク26を載置し、この薬液タンク26
と該薬液噴射具25との間に薬液を流動可能なホース等
を接続して設ける。前記各装置類の保護と作業者の安全
のために、芝地用除草機の全体を外装カバー27によっ
て覆うと共に、この外装カバー27上面の適宜位置に、
前記各コントローラ14a,15a,15bと接続する
遠隔操作用の受信アンテナ28を取り付けて構成する。
A chemical solution tank 26 for filling a herbicide is mounted on the traveling frame 2 from the position in contact with the rear surface of the left and right rear frames 8 toward the rear side.
A hose or the like capable of flowing a chemical solution is provided between and the chemical solution injector 25. For the protection of the above-described devices and the safety of workers, the entire grass lawn weeder is covered with an exterior cover 27, and at an appropriate position on the upper surface of the exterior cover 27,
A remote control receiving antenna 28 connected to each of the controllers 14a, 15a, 15b is mounted.

【0012】芝地用除草機により芝の中の雑草を除去し
ようとするときは、図3のフローチャート(全作業工
程)に示す如く、遠隔操作により受信アンテナ28から
信号を受信して、走行用コントローラ14aにより車輪
駆動モータ5を駆動させて任意距離移動させる。このと
き走行方向の舵取りを必要とするときは、操向角度セン
サ6により前輪3の操向角を検出して操向方向を決定す
る。
When weeds in a turf are to be removed by a turf weeder, a signal is received from a receiving antenna 28 by remote control as shown in a flowchart (all work steps) of FIG. The wheel drive motor 5 is driven by the controller 14a and moved by an arbitrary distance. At this time, when steering in the traveling direction is required, the steering angle of the front wheel 3 is detected by the steering angle sensor 6 to determine the steering direction.

【0013】任意距離の移動が完了したときは一旦停止
して、画像処理用コントローラ15aにより処理される
画像において、芝の葉の幅が1/2〜1画素となるよ
う、視覚センサ1としてのCCDカメラ20の画素数又
は撮像高さを調節ダイヤル22により設定し、ライト2
3の点灯により芝地の画像を入力する。なお、芝地用除
草機の走行は遠隔操作によらず走行用コントローラ14
aにより自律走行させてもよく、該CCDカメラ20の
高さについても画像処理用コントローラ15aにより遠
隔操作又は自律操作により調節するようにしてもよい。
When the movement of an arbitrary distance is completed, the movement is temporarily stopped, and in the image processed by the image processing controller 15a, the width of the turf leaf is set to 1/2 to 1 pixel so that the visual sensor 1 is used. The number of pixels or the imaging height of the CCD camera 20 is set by the adjustment dial 22 and the light 2
An image of a lawn is input by lighting of the number 3. In addition, the traveling of the lawn weeder is not performed by remote control, but by the traveling controller 14.
a, the height of the CCD camera 20 may be adjusted by remote control or autonomous control by the image processing controller 15a.

【0014】この入力した画像の濃度値256階調の原
画像(図11a及びb参照)上の走査により、図4のフ
ローチャート(画像処理ルーチン)に示す如く、3×3
フィルタ枠内(画素領域)の各画素が、例えば図5に示
す如く、ブロック1領域とブロック2領域における注目
画素とその8近傍の画素とによる9画素の濃度値として
各々検出されたときは、この各検出濃度値が、図6の計
算式に示す如く、ブロック1領域において、100(a
値)≧47.7(b値)となるときは注目画素を0と
し、ブロック2領域においては、30(a値)<52
(b値)となるときは注目画素を1として、順次画像全
体の注目画素の2値化を終了する。(図11b及びf参
照) なお、この計算に用いられる係数は、実験値等その他か
ら設定されるもので光量により微可変する。
By scanning on the original image (see FIGS. 11A and 11B) having a density value of 256 gradations of the input image, as shown in the flowchart (image processing routine) of FIG.
When each pixel in the filter frame (pixel area) is detected as a density value of 9 pixels by the pixel of interest in the block 1 area and the block 2 area, and 8 neighboring pixels as shown in FIG. 5, for example, As shown in the calculation formula of FIG. 6, each detected density value is 100 (a) in the block 1 area.
(Value) ≧ 47.7 (b value), the target pixel is set to 0, and in the block 2 area, 30 (a value) <52
When (b value) is reached, the pixel of interest is set to 1, and the binarization of the pixel of interest in the entire image is sequentially terminated. (See FIGS. 11B and 11F.) The coefficients used in this calculation are set based on experimental values and the like, and are slightly variable depending on the amount of light.

【0015】このように、検出濃度値の最大値,最小
値,平均値を求め、最大値−最小値≧平均値/係数の場
合は注目画素を0とし、最大値−最小値<平均値/係数
の場合は注目画素を1とする数式により、全画素の2値
化処理が終了したかどうかをチェックし、NOのときは
始めに戻し、YESのときはノイズクリア1及びノイズ
クリア2の各処理を続けて実施する。
As described above, the maximum value, the minimum value, and the average value of the detected density values are obtained, and in the case of maximum value−minimum value ≧ average value / coefficient, the pixel of interest is set to 0, and the maximum value−minimum value <average value / In the case of a coefficient, it is checked whether or not the binarization processing of all the pixels has been completed by using a mathematical expression in which the pixel of interest is 1, and if NO, return to the beginning; if YES, each of noise clear 1 and noise clear 2 Continue the process.

【0016】該ノイズクリア1は、2値画像では雑草は
ある程度固まった画素の集合体となるのに対し、芝は小
さな点又は線状となるためこの小さな点及び線を簡単な
操作で除去する方法であり、図7のフローチャート(ノ
イズクリア1)に示す如く、X方向に1画素ずつ走査を
行うとき、図8に示す如く、X方向に注目画素が0,
1,0の順に配列されているかどうかをチェックし、Y
ESのときは、この0に挟まれ単独で1となっている画
素の値を0に変更する。
In the noise clear 1, in a binary image, weeds are a set of pixels that are hardened to some extent, whereas grass is small dots or lines, so that these small points and lines are removed by a simple operation. As shown in the flowchart of FIG. 7 (noise clear 1), when scanning is performed pixel by pixel in the X direction, as shown in FIG.
Check if they are arranged in the order of 1, 0, Y
In the case of ES, the value of the pixel which is sandwiched between 0 and independently becomes 1 is changed to 0.

【0017】この処理がX方向の全画素に対して終了し
たかどうかをチェックし、YESのときはY方向に1画
素ずつ走査を行い、Y方向に画素が0,1,0の順に配
列されているかどうかをチェックし、YESのときは、
この0に挟まれ単独で1となっている画素の値を0に変
更する。このようにノイズクリア1によるノイズ除去で
は、芝の葉の幅は約1画素となるよう画像入力されてい
るから、その2値画像においては葉は1画素が並んだ状
態で示され、極めて小さなノイズとなり明らかに芝であ
る部分のみを除去することができる。なお、フィルタ処
理のようにノイズ除去に長時間を必要としたり、雑草の
縁の部分を示す画素が除去され本来の形状と違った状態
となることがないから、小さなノイズを短時間で処理で
きると共に、雑草を示す画素の集合体の縁の形状を入力
画像と略同じ状態で残すことができ雑草の認識が容易と
なる。(図11c及びg参照) またノイズクリア2は、前記ノイズクリア1の処理によ
って得られた画像に対し、改良されたフィルタを用いて
雑草の縁の形状をそのまま残し、ノイズクリア1の処理
で除去できなかったノイズを除去する方法であり、図9
のフローチャート(ノイズクリア2)に示す如く、ノイ
ズクリア1処理後の画像の全ての画素において1画素づ
つ注目画素とし、この注目画素とその8近傍の画素によ
る9画素において、例えば図10に示す如く、3×3フ
ィルタ枠内のブロック1領域とブロック2領域の1の画
素数をカウントし、このカウント数が、実験値等その他
により設定される設定値と同じかそれ以下であれば1の
画素にマーキングを行い、この設定値を越えれば1のま
まとする。ブロック1領域において、カウント数4<設
定値5となるときはマーキングを行い、ブロック2領域
において、カウント数5=設定値5となるときはマーキ
ングを行う。このマーキングが全画素に対して終了した
かどうかをチェックし、YESのときはマーキング画素
の周囲に1の画素があるかどうかをチェックする。
It is checked whether this process has been completed for all pixels in the X direction. If YES, scanning is performed one pixel at a time in the Y direction, and pixels are arranged in the Y direction in the order of 0, 1, 0. Check if it is, and if yes,
The value of a pixel which is sandwiched between 0 and independently becomes 1 is changed to 0. As described above, in the noise removal by the noise clear 1, the image is input such that the width of the turf leaf is about one pixel. Therefore, in the binary image, the leaf is shown in a state where one pixel is arranged, and is extremely small. It is possible to remove only the part which becomes noise and is obviously grass. It is not necessary to take a long time to remove noise as in the case of the filter processing, or the pixel indicating the edge portion of the weed is not removed and the original shape is not changed. Therefore, small noise can be processed in a short time. At the same time, the shape of the edge of the group of pixels indicating the weeds can be left in substantially the same state as that of the input image, and the weeds can be easily recognized. (See FIGS. 11 c and 11 g) In the noise clear 2, the shape of the edge of the weed is left as it is by using an improved filter on the image obtained by the process of the noise clear 1, and is removed by the noise clear 1 process. This is a method for removing noise that could not be performed.
As shown in the flow chart (Noise Clear 2), all the pixels of the image after the noise clear 1 processing are set as a target pixel one by one, and nine pixels of the target pixel and eight neighboring pixels are used as shown in FIG. The number of 1 pixels in the block 1 area and the block 2 area in the 3 × 3 filter frame is counted, and if this count is equal to or less than a set value set by an experimental value or the like, one pixel is counted. , And if it exceeds this set value, it remains at 1. In the block 1 area, marking is performed when the count number 4 <the set value 5, and in the block 2 area, marking is performed when the count number 5 = the set value 5. It is checked whether or not this marking has been completed for all the pixels, and if YES, it is checked whether or not there is one pixel around the marking pixel.

【0018】このチェックにより、ブロック1領域では
マーキングの上側列のマーク無しの1と連結しているこ
とが分かるため、エッジであると判断して除去せずマー
キング無しの1に戻すことにより、エッジが収縮される
ことなく残る。またブロック2領域では、周囲が全て0
画素であるため連結されていない隔離された小図形と判
断して除去する。これらにより全マーキング画素の処理
を終了させる。
By this check, it can be seen that in the block 1 area, it is connected to the unmarked 1 in the upper row of the marking. Remain without being shrunk. In the block 2 area, all the surroundings are 0.
Since it is a pixel, it is determined as an isolated small figure that is not connected and removed. Thus, the processing of all the marking pixels is completed.

【0019】このようにノイズクリア2によるノイズ除
去では、面積の小さい画素の集合体のみを除去できるか
ら雑草の部分はそのままの状態で残すことができると共
に、画素の集合体の中にある穴(塊状図形中の0の部
分)を大きくしてしまうことがないから形状の変化が少
ない。なお、従来のノイズ除去フィルタの如く、枠外と
の連結を考慮せずフィルタ枠内の1の数のみで処理させ
てしまうため、画素の集合体の縁であるにもかかわらず
除去され本来の形状と違った状態となることがなく、雑
草を示す画素の集合体の縁の形状を入力画像と略同じ状
態で残すことができ雑草の認識が容易となる。(図11
d及びh参照) 以上による画像処理が終了したときは、前記図3のフロ
ーチャートの如く雑草が範囲内に存在するかどうかをチ
ェックし、YESのときは、雑草除去用コントローラ1
5bによりマニピュレータMを作用させる。このマニピ
ュレータMの作用により、スライドフレーム24を前後
にスライドすると共に、薬液噴射具25を左右にスライ
ドして雑草位置に薬液噴射具25を移動させ、該噴射具
25のノズルから雑草に薬液の散布を行い、この薬液散
布により予め設定されたコース又は全範囲の雑草を除去
したときは作業を終了する。
As described above, in the noise removal by the noise clear 2, only the aggregate of pixels having a small area can be removed, so that the weed portion can be left as it is, and the hole ( The shape change is small because the portion (0 in the massive figure) is not increased. In addition, unlike a conventional noise elimination filter, processing is performed only by the number of 1s in the filter frame without considering connection to the outside of the frame. Therefore, the shape of the edge of the set of pixels representing the weeds can be left in substantially the same state as the input image, and the weeds can be easily recognized. (FIG. 11
(See d and h.) When the above image processing is completed, it is checked whether or not weeds are present in the range as shown in the flowchart of FIG. 3, and if YES, the weed removal controller 1 is checked.
The manipulator M is actuated by 5b. By the operation of the manipulator M, the slide frame 24 is slid back and forth, and the chemical liquid ejector 25 is slid left and right to move the chemical liquid ejector 25 to the weed position, and the chemical liquid is sprayed from the nozzle of the injector 25 onto the weed. When the predetermined course or the entire range of weeds is removed by spraying the chemical, the operation is terminated.

【0020】なお、この薬液除草に代えて、粉剤除草や
加熱除草又は機械的除草等を行わせることも可能であ
る。また、前記の如く芝地において画像入力する際に、
芝の葉の幅が1画素程度となるよう前記CCDカメラ2
0の全画素数又は高さ位置の設定を行わなくてはならな
いが、この設定を行うときに、現在ゴルフ場等で使用さ
れている芝は大まかには高麗芝とベント芝に分類され前
者は後者に比し葉の幅が広いため、各々適正な画素状態
となるよう該カメラ20の高さを変更する必要がある。
In addition, instead of the chemical solution weeding, it is also possible to perform powdered weeding, heated weeding, mechanical weeding, or the like. Also, when inputting an image on the turf as described above,
The CCD camera 2 so that the width of the turf leaf is about 1 pixel.
It is necessary to set the total number of pixels or the height position of 0, but when making this setting, the turf currently used in golf courses and the like is roughly classified into Koryo turf and bent turf, and the former is Since the leaves are wider than the latter, it is necessary to change the height of the camera 20 so that each pixel has an appropriate pixel state.

【0021】そこで、該カメラ20の高さをベント芝に
適応するよう設定した状態で高麗芝を画像入力した場
合、高麗芝の葉の幅は2〜3画素で示されることとなり
雑草として認識されかねないと共に、識別(2値化)の
際にノイズの量が多くなる。また逆に、該カメラ20の
高さを高麗芝に適応するよう設定した状態でベント芝を
画像入力した場合、ベント芝の葉の幅が小さすぎてベン
ト芝の特徴を捉えることができないため雑草として認識
され易くなる。
Therefore, when an image of Koryo turf is input while the height of the camera 20 is set so as to adapt to the bent turf, the width of the Koryo turf leaf is indicated by 2 to 3 pixels, and is recognized as a weed. At the same time, the amount of noise during identification (binarization) increases. Conversely, when images of bent turf are input with the height of the camera 20 set to adapt to Koryo turf, the width of the bent turf leaves is too small to capture the characteristics of bent turf, and thus weeds are not captured. It is easy to be recognized as.

【0022】このため、図2に示す如く、該カメラ20
の上下高さを調節するときに、該カメラ20の適宜位置
に設けた突起部29により、上下位置に各々設定した検
出スイッチ30をON・OFF作用させてベント芝と高
麗芝の各設定高さの調節位置を検出可能とすることによ
り、手動調節又は自動調節の何れにおいても各適正高さ
位置に的確容易に設定することができる。なお、該カメ
ラ20の高さ位置によって前記マニピュレータMの動作
範囲を変更設定させる。
For this reason, as shown in FIG.
When the vertical height of the camera 20 is adjusted, the detection switches 30 respectively set at the vertical position are turned ON / OFF by the projections 29 provided at appropriate positions of the camera 20 so that the respective set heights of the bent grass and the Koryo grass are adjusted. Can be accurately and easily set to each appropriate height position in either manual adjustment or automatic adjustment. The operation range of the manipulator M is changed and set according to the height position of the camera 20.

【0023】これらの作用により、画像を2値化すると
きに芝の部分の画素を1(除去されない)にしてしまう
ことが少なくなり、画像内のノイズを少なく且つ小さく
し、芝と雑草の各々の特徴を捉え易くなり、芝と類似の
稲科の雑草においても葉の幅により識別が容易となる。
By these actions, when the image is binarized, the number of pixels in the turf portion is reduced to 1 (not removed), the noise in the image is reduced and reduced, and each of the turf and weeds is reduced. , And it becomes easy to identify even rice weeds similar to turf by the width of leaves.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】芝地用除草機の全体構成を示す斜視図。FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of a lawn weeding machine.

【図2】視覚センサの構造を示す側面図。FIG. 2 is a side view showing the structure of the visual sensor.

【図3】芝地における雑草除去の作業手順を示すフロー
チャート。
FIG. 3 is a flowchart showing an operation procedure for removing weeds on a turf.

【図4】芝地における雑草を識別する画像処理手順を示
すフローチャート。
FIG. 4 is a flowchart illustrating an image processing procedure for identifying weeds on a turf.

【図5】画像処理における3×3フィルタ枠内の各画素
の検出濃度値を示す画素図。
FIG. 5 is a pixel diagram showing a detected density value of each pixel in a 3 × 3 filter frame in image processing.

【図6】画像処理における3×3フィルタ枠内の各画素
を2値化するための数式。
FIG. 6 is a formula for binarizing each pixel in a 3 × 3 filter frame in image processing.

【図7】画像処理におけるノイズクリア1の手順を示す
フローチャート。
FIG. 7 is a flowchart showing a procedure of noise clear 1 in image processing.

【図8】画像処理におけるXY方向の画素の配列を示す
画素図。
FIG. 8 is a pixel diagram showing an array of pixels in XY directions in image processing.

【図9】画像処理におけるノイズクリア2の手順を示す
フローチャート。
FIG. 9 is a flowchart showing a procedure of noise clear 2 in image processing.

【図10】画像処理における3×3フィルタ枠内のマー
キング状態を示す画素図。
FIG. 10 is a pixel diagram showing a marking state in a 3 × 3 filter frame in image processing.

【図11】画像処理における処理内容の変遷状態を示す
画像図。
FIG. 11 is an image diagram showing a transition state of processing contents in image processing.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1. 視覚センサ 1. Vision sensor

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 芝地における芝と雑草を認識可能な視覚
センサ1を有する芝地用除草機において、該視覚センサ
1により芝地の画像を入力し、この画像の注目画素とそ
の8近傍画素の各濃度値の最大値から最小値を減じた値
と、同じ各濃度値の平均値を一定の係数で除した値との
比較結果により画像を2値化して雑草を識別することを
特徴とする雑草認識装置。
1. A lawn weeding machine having a visual sensor 1 capable of recognizing turf and weeds on a turf, wherein an image of a turf is input by the visual sensor 1, and a pixel of interest of this image and its eight neighboring pixels Binarizing an image based on a comparison result between a value obtained by subtracting a minimum value from a maximum value of each density value and a value obtained by dividing an average value of the same density values by a constant coefficient, and identifying weeds. Weed recognition device.
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