JP2000004703A - 自動搾乳装置及びその乳頭位置検出方法 - Google Patents
自動搾乳装置及びその乳頭位置検出方法Info
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- JP2000004703A JP2000004703A JP10183026A JP18302698A JP2000004703A JP 2000004703 A JP2000004703 A JP 2000004703A JP 10183026 A JP10183026 A JP 10183026A JP 18302698 A JP18302698 A JP 18302698A JP 2000004703 A JP2000004703 A JP 2000004703A
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- milking
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- automatic milking
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】常時変化する乳頭部の位置を迅速かつ正確に検
出する。 【解決手段】ステップＳ３ではティートカップを洗浄及
び把持し、ステップＳ４ではスカラロボットのロボット
ハンドを原点位置から予め測定された乳頭部の真下に移
動する。ステップＳ５では、左右のステレオカメラによ
り乳頭部の画像を取り込み、ステップＳ６では予め登録
されている乳頭部の画像から該当する乳頭部をサーチす
る。ステップＳ７では、左右画像の位置、即ち視差を算
出することにより求めるべき３次元の位置情報を得る。
ステップＳ９では、ステップＳ８での位置情報に基づい
てロボットハンドを駆動して、ティートカップを任意の
乳頭部の真下に移動させて接近させ、ステップＳ１０で
はファインセンサの３点の距離情報から正確な乳頭部の
位置情報を演算する。
出する。 【解決手段】ステップＳ３ではティートカップを洗浄及
び把持し、ステップＳ４ではスカラロボットのロボット
ハンドを原点位置から予め測定された乳頭部の真下に移
動する。ステップＳ５では、左右のステレオカメラによ
り乳頭部の画像を取り込み、ステップＳ６では予め登録
されている乳頭部の画像から該当する乳頭部をサーチす
る。ステップＳ７では、左右画像の位置、即ち視差を算
出することにより求めるべき３次元の位置情報を得る。
ステップＳ９では、ステップＳ８での位置情報に基づい
てロボットハンドを駆動して、ティートカップを任意の
乳頭部の真下に移動させて接近させ、ステップＳ１０で
はファインセンサの３点の距離情報から正確な乳頭部の
位置情報を演算する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、乳牛等の搾乳を行
なう自動搾乳装置及びその搾乳位置検出方法に関する。
なう自動搾乳装置及びその搾乳位置検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】特開平８−１３１００２号公報には、被
搾乳動物の乳頭部をスリット状のレーザ光や超音波でス
キャンしてその位置を検知し、該位置情報に基づいて搾
乳器（以後ティートカップと呼ぶ）を乳頭部に装着する
自動搾乳装置が開示されている。
搾乳動物の乳頭部をスリット状のレーザ光や超音波でス
キャンしてその位置を検知し、該位置情報に基づいて搾
乳器（以後ティートカップと呼ぶ）を乳頭部に装着する
自動搾乳装置が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術によれ
ば、図５に示すように、ティートカップ５０を乳頭部へ
装着した時にスキャナ５６により検出される乳頭位置計
測情報を更新しながら記憶する乳頭位置更新記録手段８
６を設け、ラフセンサ５５による乳頭部の検出後に、乳
頭位置更新記録手段８６に記憶された前回の成功データ
としての全乳頭位置情報に基づいてティートカップ５０
を上昇させる制御を行ない、この制御によるティートカ
ップ５０の乳頭部への装着が不可であると、連係手段８
１によりスキャナ５６による乳頭位置検出動作を新たに
実行してからティートカップ５を上昇させる連係動作を
行う。
ば、図５に示すように、ティートカップ５０を乳頭部へ
装着した時にスキャナ５６により検出される乳頭位置計
測情報を更新しながら記憶する乳頭位置更新記録手段８
６を設け、ラフセンサ５５による乳頭部の検出後に、乳
頭位置更新記録手段８６に記憶された前回の成功データ
としての全乳頭位置情報に基づいてティートカップ５０
を上昇させる制御を行ない、この制御によるティートカ
ップ５０の乳頭部への装着が不可であると、連係手段８
１によりスキャナ５６による乳頭位置検出動作を新たに
実行してからティートカップ５を上昇させる連係動作を
行う。
【０００４】しかしながら、搾乳対象は生きた乳牛のた
め機械的に強制的に固定することは困難であり、当然乳
頭部の位置は刻々変化する。従って、乳頭部の位置を瞬
時に頻度を高めて検出することが自動搾乳装置に強く要
求されている。
め機械的に強制的に固定することは困難であり、当然乳
頭部の位置は刻々変化する。従って、乳頭部の位置を瞬
時に頻度を高めて検出することが自動搾乳装置に強く要
求されている。
【０００５】本発明は、上述の課題に鑑みてなされ、そ
の目的は、常時変化する乳頭部の位置を迅速かつ正確に
検出できる自動搾乳装置及びその搾乳位置検出方法を提
供することである。
の目的は、常時変化する乳頭部の位置を迅速かつ正確に
検出できる自動搾乳装置及びその搾乳位置検出方法を提
供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決し、目的
を達成するために、本発明の自動搾乳装置は以下の構成
を備える。即ち、所定の搾乳場に移動された被搾乳動物
の乳頭部に搾乳器を装着して搾乳する自動搾乳装置にお
いて、前記被搾乳動物の乳頭部の下部近傍にラフセン
サ、前記搾乳器の近傍にファインセンサを夫々配置し
た。
を達成するために、本発明の自動搾乳装置は以下の構成
を備える。即ち、所定の搾乳場に移動された被搾乳動物
の乳頭部に搾乳器を装着して搾乳する自動搾乳装置にお
いて、前記被搾乳動物の乳頭部の下部近傍にラフセン
サ、前記搾乳器の近傍にファインセンサを夫々配置し
た。
【０００７】また、本発明の自動搾乳装置の乳頭位置検
出方法は以下の特徴をを備える。即ち、所定の搾乳場に
移動された被搾乳動物の乳頭部に搾乳器を装着して搾乳
する自動搾乳装置の搾乳位置検出方法であって、前記被
搾乳動物の乳頭部の下部近傍にラフセンサを配置し、該
ラフセンサから取り込まれる画像情報に基づいて前記搾
乳器を乳頭部に移動させ、前記搾乳器の近傍に配置され
たファインセンサにより正確な位置情報を検出する。
出方法は以下の特徴をを備える。即ち、所定の搾乳場に
移動された被搾乳動物の乳頭部に搾乳器を装着して搾乳
する自動搾乳装置の搾乳位置検出方法であって、前記被
搾乳動物の乳頭部の下部近傍にラフセンサを配置し、該
ラフセンサから取り込まれる画像情報に基づいて前記搾
乳器を乳頭部に移動させ、前記搾乳器の近傍に配置され
たファインセンサにより正確な位置情報を検出する。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて添付図面を参照して詳細に説明する。
いて添付図面を参照して詳細に説明する。
【０００９】図１は、本発明に係る実施形態の自動搾乳
装置全体を下方から見た図である。図２は、図１に示ロ
ボットハンドの詳細図である。図４は、本実施形態の自
動搾乳装置の制御ブロック図である。
装置全体を下方から見た図である。図２は、図１に示ロ
ボットハンドの詳細図である。図４は、本実施形態の自
動搾乳装置の制御ブロック図である。
【００１０】図１、２に示すように、本実施形態の自動
搾乳装置は、２頭の被搾乳動物の間に配置され、スカラ
ロボット１、ロボットハンド２、ティートカップ３及び
ステレオカメラ４を有する。
搾乳装置は、２頭の被搾乳動物の間に配置され、スカラ
ロボット１、ロボットハンド２、ティートカップ３及び
ステレオカメラ４を有する。
【００１１】スカラロボット１は、４軸のロボットアー
ム２が回転及び揺動可能に取り付けられている。ロボッ
トハンド２の先端部にはラフセンサとしての左右のステ
レオカメラ４ａ、４ｂが取り付けられている。ステレオ
カメラ４ａ、４ｂは、ティートカップ３を中心にロボッ
トハンド２の先端部両側に設けられ、乳牛等の被搾乳動
物６の乳頭部５の位置情報を検出する。ステレオカメラ
４には、乳頭部５の画像情報を取り込む時に全ての乳頭
部を一括して被搾乳動物６の乳頭部５の下部近傍より取
り込めるように焦点や視界等の光学的パラメータが各種
設定されている。
ム２が回転及び揺動可能に取り付けられている。ロボッ
トハンド２の先端部にはラフセンサとしての左右のステ
レオカメラ４ａ、４ｂが取り付けられている。ステレオ
カメラ４ａ、４ｂは、ティートカップ３を中心にロボッ
トハンド２の先端部両側に設けられ、乳牛等の被搾乳動
物６の乳頭部５の位置情報を検出する。ステレオカメラ
４には、乳頭部５の画像情報を取り込む時に全ての乳頭
部を一括して被搾乳動物６の乳頭部５の下部近傍より取
り込めるように焦点や視界等の光学的パラメータが各種
設定されている。
【００１２】ロボットハンド２の先端部には、スカラロ
ボット１の本体部に取り付けられたティートカップホル
ダからティートカップ３を把持するカップ把持機構が設
けられている。カップ把持機構には、ファインセンサと
して３個の距離センサ７ａ〜７ｃ（例えば、レーザ光投
光型センサ）がティートカップの径方向に配置され、こ
れらは距離センサ７ａ〜７ｃから投光した光軸が一点に
集光するように１２０°間隔で配置されている。６ａ〜
６ｄは被搾乳動物６の脚部である。
ボット１の本体部に取り付けられたティートカップホル
ダからティートカップ３を把持するカップ把持機構が設
けられている。カップ把持機構には、ファインセンサと
して３個の距離センサ７ａ〜７ｃ（例えば、レーザ光投
光型センサ）がティートカップの径方向に配置され、こ
れらは距離センサ７ａ〜７ｃから投光した光軸が一点に
集光するように１２０°間隔で配置されている。６ａ〜
６ｄは被搾乳動物６の脚部である。
【００１３】ティートカップ３は、不図示の搾乳ホース
に接続されており、乳頭部に装着されて搾乳を行う。
に接続されており、乳頭部に装着されて搾乳を行う。
【００１４】図４に示すように、スカラロボット１はホ
ストコンピュータ１０により全体の動作シーケンスが制
御される。ホストコンピュータ１０は搾乳場に入場した
被搾乳動物６を識別するために個々の被搾乳動物６に装
着されたID発信機８より発信されるID番号を読み取るた
めの受信機９を備える。
ストコンピュータ１０により全体の動作シーケンスが制
御される。ホストコンピュータ１０は搾乳場に入場した
被搾乳動物６を識別するために個々の被搾乳動物６に装
着されたID発信機８より発信されるID番号を読み取るた
めの受信機９を備える。
【００１５】次に、図１及び図２に示すティートカップ
３を自動的に乳頭部５に装着する方法について説明す
る。
３を自動的に乳頭部５に装着する方法について説明す
る。
【００１６】図３はティートカップの装着方法を示すフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【００１７】図３に示すように、処理が開始されると、
ステップＳ１では、スカラロボット１は全体のシーケン
スを制御するホストコンピュータ１０からの命令を受け
て、被搾乳動物６が待機場所からゲートを経て搾乳場に
移動される。
ステップＳ１では、スカラロボット１は全体のシーケン
スを制御するホストコンピュータ１０からの命令を受け
て、被搾乳動物６が待機場所からゲートを経て搾乳場に
移動される。
【００１８】ステップＳ２では、ホストコンピュータ１
０は、搾乳場に入場した被搾乳動物６を識別するために
個々の被搾乳動物６に装着されたID発信機より発信され
るID番号を読み取り、該当する被搾乳動物６の既測定デ
ータをメモリ上にロードする。
０は、搾乳場に入場した被搾乳動物６を識別するために
個々の被搾乳動物６に装着されたID発信機より発信され
るID番号を読み取り、該当する被搾乳動物６の既測定デ
ータをメモリ上にロードする。
【００１９】ステップＳ３ではティートカップ３を洗浄
及び把持し、ステップＳ４ではスカラロボット１のロボ
ットハンド２を原点位置から予め測定された乳頭部５の
真下に移動する。
及び把持し、ステップＳ４ではスカラロボット１のロボ
ットハンド２を原点位置から予め測定された乳頭部５の
真下に移動する。
【００２０】ステップＳ５では、左右のステレオカメラ
４ａ、４ｂにより乳頭部５（乳牛の場合では４個）の画
像を取り込み、ステップＳ６では予め登録されている乳
頭部の画像から該当する乳頭部５をサーチする。即ち、
左カメラ４ａの画像のどの位置に対応する画像があるの
かを正規化画像相関演算により求めると共に、それに対
応する画像が右カメラ４ｂの画像のどの位置にあるのか
を求める。
４ａ、４ｂにより乳頭部５（乳牛の場合では４個）の画
像を取り込み、ステップＳ６では予め登録されている乳
頭部の画像から該当する乳頭部５をサーチする。即ち、
左カメラ４ａの画像のどの位置に対応する画像があるの
かを正規化画像相関演算により求めると共に、それに対
応する画像が右カメラ４ｂの画像のどの位置にあるのか
を求める。
【００２１】ステップＳ７では、左右画像の位置、即ち
視差を算出することにより求めるべき３次元の位置情報
を得る。
視差を算出することにより求めるべき３次元の位置情報
を得る。
【００２２】ステップＳ８では、ステップＳ７で得られ
た位置情報をロボット座標系の座標に変換する。ステッ
プＳ９では、ステップＳ８での位置情報に基づいてロボ
ットハンド２を駆動して、ティートカップ３を任意の乳
頭部５の真下に移動させて接近させ、ステップＳ１０で
はファインセンサ７ａ〜７ｃの３点の距離情報から正確
な乳頭部５の位置情報を演算する。
た位置情報をロボット座標系の座標に変換する。ステッ
プＳ９では、ステップＳ８での位置情報に基づいてロボ
ットハンド２を駆動して、ティートカップ３を任意の乳
頭部５の真下に移動させて接近させ、ステップＳ１０で
はファインセンサ７ａ〜７ｃの３点の距離情報から正確
な乳頭部５の位置情報を演算する。
【００２３】ステップＳ１１では、スカラロボット１を
制御してティートカップ３を装着してロボットハンド２
からティートカップ３を取り外す。
制御してティートカップ３を装着してロボットハンド２
からティートカップ３を取り外す。
【００２４】ステップＳ１２では、全ての乳頭部５にテ
ィートカップ３を装着したか否かを判定し、装着が終了
したなら（ステップＳ１２でＹＥＳ）、次の乳牛に対し
てステップＳ１からの動作シーケンスを開始し、装着が
未終了ならば（ステップＳ１２でＮＯ）ステップＳ３に
リターンする。
ィートカップ３を装着したか否かを判定し、装着が終了
したなら（ステップＳ１２でＹＥＳ）、次の乳牛に対し
てステップＳ１からの動作シーケンスを開始し、装着が
未終了ならば（ステップＳ１２でＮＯ）ステップＳ３に
リターンする。
【００２５】尚、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲
で上記実施形態を修正又は変更したものに適用可能であ
る。
で上記実施形態を修正又は変更したものに適用可能であ
る。
【００２６】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、動的な
被搾乳動物の乳頭を迅速かつ正確に検知、位置制御して
搾乳器を装着することが可能となる。
被搾乳動物の乳頭を迅速かつ正確に検知、位置制御して
搾乳器を装着することが可能となる。
【００２７】
【図１】本発明に係る実施形態の自動搾乳装置全体を下
方から見た図である。
方から見た図である。
【図２】図１に示ロボットハンドの詳細図である。
【図３】図３はティートカップの装着方法を示すフロー
チャートである。
チャートである。
【図４】本実施形態の自動搾乳装置の制御ブロック図で
ある。
ある。
【図５】従来の自動搾乳装置の概要を示す図である。
１ スカラロボット ２ ロボットハンド ３ ティートカップ ４ａ、４ｂ ステレオカメラ ５ 乳頭部 ６ 被搾乳動物 ７ ファインセンサ
Claims (14)
- 【請求項１】 所定の搾乳場に移動された被搾乳動物の
乳頭部に搾乳器を装着して搾乳する自動搾乳装置におい
て、 前記被搾乳動物の乳頭部の下部近傍にラフセンサ、前記
搾乳器の近傍にファインセンサを夫々配置したことを特
徴とする自動搾乳装置。 - 【請求項２】 前記ラフセンサは、前記搾乳器を把持し
て移動させ、乳頭部に装着するロボットアームに配置さ
れていることを特徴とする請求項１に記載の自動搾乳装
置。 - 【請求項３】 前記ラフセンサは、少なくとも２つのス
テレオカメラより構成されていることを特徴とする請求
項1又は２に記載の自動搾乳装置。 - 【請求項４】 前記ファインセンサは、複数の距離セン
サより構成されていることを特徴とする請求項１乃至３
のいずれか１項に記載の自動搾乳装置。 - 【請求項５】 前記乳頭部の画像情報は、予め被搾乳動
物毎のデータベースとして記憶されていることを特徴と
する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の自動搾乳装
置。 - 【請求項６】 前記夫々のステレオカメラにより取り込
まれる画像情報から、前記予め登録された乳頭部の画像
情報に対応する画像情報を正規化画像相関演算によりサ
ーチすることを特徴とする請求項５に記載の自動搾乳装
置。 - 【請求項７】 前記ステレオカメラに取り込まれた画像
情報の視差から前記乳頭部の３次元位置情報が算出され
ることを特徴とする請求項６に記載の自動搾乳装置。 - 【請求項８】 所定の搾乳場に移動された被搾乳動物の
乳頭部に搾乳器を装着して搾乳する自動搾乳装置の搾乳
位置検出方法であって、 前記被搾乳動物の乳頭部の下部近傍にラフセンサを配置
し、該ラフセンサから取り込まれる画像情報に基づいて
前記搾乳器を乳頭部に移動させ、前記搾乳器の近傍に配
置されたファインセンサにより正確な位置情報を検出す
ることを特徴とする自動搾乳装置の搾乳位置検出方法。 - 【請求項９】 前記ラフセンサは、前記搾乳器を把持し
て移動させ、乳頭部に装着するロボットアームに配置さ
れていることを特徴とする請求項８に記載の自動搾乳装
置の搾乳位置検出方法。 - 【請求項１０】 前記ラフセンサは、少なくとも２つの
ステレオカメラより構成されていることを特徴とする請
求項８又は９に記載の自動搾乳装置の搾乳位置検出方
法。 - 【請求項１１】 前記ファインセンサは、複数の距離セ
ンサより構成されていることを特徴とする請求項８乃至
１０のいずれか１項に記載の自動搾乳装置の搾乳位置検
出方法。 - 【請求項１２】 前記乳頭部の画像情報は、予め被搾乳
動物毎のデータベースとして記憶されいることを特徴と
する請求項８乃至１１のいずれか１項に記載の自動搾乳
装置の搾乳位置検出方法。 - 【請求項１３】 前記夫々のステレオカメラにより取り
込まれる画像情報から、前記予め登録された乳頭部の画
像情報に対応する情報を正規化画像相関演算によりサー
チすることを特徴とする請求項１２に記載の自動搾乳装
置の搾乳位置検出方法。 - 【請求項１４】 前記ステレオカメラに取り込まれた画
像情報の視差から前記乳頭部の３次元位置情報が算出さ
れることを特徴とする請求項１３に記載の自動搾乳装置
の搾乳位置検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10183026A JP2000004703A (ja) | 1998-06-29 | 1998-06-29 | 自動搾乳装置及びその乳頭位置検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10183026A JP2000004703A (ja) | 1998-06-29 | 1998-06-29 | 自動搾乳装置及びその乳頭位置検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000004703A true JP2000004703A (ja) | 2000-01-11 |
Family
ID=16128452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10183026A Withdrawn JP2000004703A (ja) | 1998-06-29 | 1998-06-29 | 自動搾乳装置及びその乳頭位置検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000004703A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8670867B2 (en) | 2008-03-11 | 2014-03-11 | Scott Milktech Limited | Robot milking arm and a method of attaching milking cups |
| US9402364B2 (en) | 2008-03-11 | 2016-08-02 | Scott Milktech Limited | Robot milking arm and a method of attaching milking cups |
-
1998
- 1998-06-29 JP JP10183026A patent/JP2000004703A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8670867B2 (en) | 2008-03-11 | 2014-03-11 | Scott Milktech Limited | Robot milking arm and a method of attaching milking cups |
| US9402364B2 (en) | 2008-03-11 | 2016-08-02 | Scott Milktech Limited | Robot milking arm and a method of attaching milking cups |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050906 |