JP2023022425A

JP2023022425A - 農作物収穫方法

Info

Publication number: JP2023022425A
Application number: JP2021127294A
Authority: JP
Inventors: 潤一齋藤; Junichi Saito; 慶彦高橋; Yoshihiko Takahashi
Original assignee: Agrist; Agrist Inc
Current assignee: Agrist; Agrist Inc
Priority date: 2021-08-03
Filing date: 2021-08-03
Publication date: 2023-02-15

Abstract

【課題】広大で、高さもある収穫エリアの農作物を効率的に収穫する方法を提供する。
【解決手段】複数台のロボットで農作物を収穫するハイブリッド型の農作物収穫方法であって、前記農作物より上方から吊り下げられた第１ロボット１０が所定の高さまでの農作物Ｃを収穫する第１収穫工程と、地上を走行する第２ロボット１００が、第１収穫工程で収穫しなかった農作物Ｃを収穫する第２収穫工程と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、農作物収穫方法に関し、更に具体的には、複数台の収穫ロボットを使用するハイブリッド式の農作物収穫方法に関する。

従来より、植物工場にてロボットが農作物を取得することが知られている。例えば、キャタピラやタイヤで駆動する地上走行型ロボットにより農作物を収穫する方法が知られている（非特許文献１）。一方、地上走行型ではなく、ワイヤー等に吊り下げ式で農作物を収穫できるロボットも知られている（非特許文献２）。

今日、植物工場は収穫量を増やすために大型化しており、農作物の背丈が５ｍ以上となる場合もあり、更に、土壌を縦型として水平に農作物を成長させる方法も知られてきた（非特許文献３）。

インターネット＜https://www.jstage.jst.go.jp/article/sicejl1962/37/2/37_2_83/_pdf＞インターネット＜https://agrist.co/＞インターネット＜https://ameblo.jp/karurosu2013/entry-12330484812.html＞

しかしながら、地上走行型ロボットでは、高さが当該ロボットのアームが届く範囲でしか収穫ができず、アームの長さを保つためロボットが大型化してしまうという課題がある。

そこで、本発明は、このような、広大で、高さもある収穫エリアの農作物を効率的に収穫する方法を提供することを目的とする。

第１の発明は、複数台のロボットで農作物を収穫する農作物収穫方法であって、前記農作物より上方から吊り下げられた第１ロボットが所定の高さまでの農作物を収穫する第１収穫工程と、上を走行する第２ロボットが、第１収穫工程で収穫しなかった農作物を収穫する第２収穫工程と、を備える農作物収穫方法を提供する。

第１の発明によれば、吊り下げ式と地上走行型ロボットをハイブリッドに利用することで、広大で、高さもある収穫エリアの農作物を効率的することができる。

第２の発明は、前記第１の発明において、前記所定の高さが、予め定められた高さである農作物収穫方法を提供する。

第３の発明は、前記第１の発明において、前記第２ロボットが、自身のアームで収穫できる高さまでの範囲の農作物を収穫する農作物収穫方法を提供する。

第４の発明は、前記第１の発明において、前記第１ロボットと、前記第２ロボットが、どちらも収穫できる農作物の収穫範囲を決定し、前記収穫範囲は、前記第１ロボットと前記第２ロボットのうち、所定の規則でどちらかが優先して収穫する農作物収穫方法を提供する。

第５の発明は、前記第４の発明において、前記所定の規則とは、前記農作物を収穫する速さに基づいて決定する規則である農作物収穫方法を提供する。

本発明によれば、複数台のロボットで農作物を収穫するハイブリッド型の農作物収穫方法であって、前記農作物より上方から吊り下げられた第１ロボットが所定の高さまでの農作物を収穫する第１収穫工程と、地上を走行する第２ロボットが、第１収穫工程で収穫しなかった農作物を収穫する第２収穫工程と、を備える。このため、広大で、高さもある収穫エリアの農作物を効率的に収穫することができる。

本発明の一実施形態による農作物収穫方法を使用した収穫システムの一例である。前記実施形態の第１ロボットの構造を示す外観斜視図である。前記実施形態の第１ロボットの制御部の機能ブロック図である。前記実施形態の第２ロボットの制御部の機能ブロック図である。前記実施形態による第１ロボットと第２ロボットの収穫範囲を示す模式図である。

以下、本発明を実施するための好適な形態について図を参照しながら説明する。なお、これはあくまでも一例であって、本発明の技術的範囲はこれに限られるものではない。例えば、以下の実施例では、第１ロボットと第２ロボットをそれぞれ一台ずつ示しているが、これも一例であり、農作物の生育範囲等に応じて、各々複数台設けるようにしてもよい。

＜農作物収穫システムの全体構成＞・・・図１は、本実施形態による農作物収穫方法を使用した農作物収穫システムの一例を示す図である。本実施形態の農作物収穫方法は、複数台のロボットで農作物Ｃを収穫する農作物収穫方法であって、前記農作物Ｃより上方から吊り下げられた第１ロボット１０が所定の高さまでの農作物Ｃを収穫する第１収穫工程と、地上を走行する第２ロボット１００が、第１収穫工程で収穫しなかった農作物Ｃを収穫する第２収穫工程と、を備える。

したがって、本実施形態の農作物収穫システム１は、吊り下げ式の第１ロボット１０と、地上走行型の第２ロボット１００を備えている。第１ロボット１０及び第２ロボット１００は、所定方向に沿って植えられた農作物Ｃの収穫物Ｆを取得する。

農作物収穫システム１は、農作物のうち、特に、地表より上方に延び、地表より上に収穫物を付ける、例えば、ピーマン、トマト、ミカン、イチゴ、ナス、キュウリ等の野菜や果物の取得に用いられる。

収穫システム１は、前記第１ロボット１０を吊り下げるためのワイヤＷを備えている。ワイヤＷは、地表から立設する支柱や、ビニールハウスの構造体やこの構造体に取り付けられた部材に支持され、農作物の収穫物より高い位置に配置されており、農作物Ｃが植えられた所定方向に沿って延びている。

＜第１ロボットの構成＞・・・次に、図１及び図２を参照して、第１ロボット１０の構成について説明する。図２は、本実施形態の収穫システムで用いられる吊り下げ式の第１ロボット１０の構造を示している。

第１ロボット１０は、ワイヤＷに吊り下げられている。なお、理解を用意にするため、図１及び図２では、図示を省略したが、第１ロボット１０は、その少なくとも一部を覆うカバーを備えていてもよい。

第１ロボット１０は、図２に示すように、垂直部材１２と、吊り下げ部１４と、係合部１６と、回転部２０と、移動部３０と、収容部４４と、を備える。また、第１ロボット１０は、後述する図３に示すように、制御部７０と、第１ロボット１０を駆動するための電源となるバッテリを備える。

前記垂直部材１２は、垂直方向に延びる長尺体で形成され、必要に応じて、図示しないカバーが取り付けられる。

前記吊り下げ部１４は、ワイヤＷに係合する係合部１６と、係合部１６の下に設けられ、垂直部材１２の上端に連結され、垂直方向に延びる軸を中心に垂直部材１２を回転する回転部２０と、を備える。

係合部１６は、ワイヤＷに係合するローラと、制御部７０に制御され、ローラを、ワイヤＷが延びる方向と直交する方向に延びる軸を中心に回転させるワイヤ移動モータ１８と、これらの部材を支持する支持部材と、を備える。

図２に示す例では、係合部１６は、ワイヤＷ上に２つのローラを配置しているが、これに限らず、例えば、４つのローラを配置してもよいし、ワイヤＷの下にもローラを配置し、ワイヤＷをローラで挟むようにしてもよい。

回転部２０は、係合部１６の支持部材に連結されたベース部と、ベース部に固定され、制御部７０に制御され、垂直部材１２を、上下方向に延びる軸を中心に回転させる回転モータ２２と、垂直部材１２の上端が接続され、回転モータ２２の回転を垂直部材１２に伝達する伝達部と、を備える。

移動部３０は、昇降部３２と、取得部５０とを備える。昇降部３２は、昇降部材３４と、水平方向移動部３８とを備える。

昇降部材３４は、垂直部材１２に、垂直方向（垂直部材１２が延びる方向）に沿って移動可能に係合する垂直移動用ベースと、垂直移動用ベースに回転自在に取り付けられ、外表面が垂直部材１２に接し、垂直部材１２が延びる方向と直交する軸を中心に回転するローラと、制御部７０に制御され、このローラを回転させる昇降モータ３６と、を備える。

水平方向移動部３８は、昇降部材３４の垂直移動用ベースに固定された水平移動用ベースと、水平移動用ベースに、水平方向に沿って前後に移動可能に係合する長尺体である水平部材４０と、水平移動用ベースに回転自在に取り付けられ、外表面が水平部材４０に接し、水平部材４０が延びる方向と直交する軸を中心に回転するローラと、制御部７０に制御され、このローラを回転させる水平移動モータ４２と、を備える。

取得部５０は、取得ベースと、把持部５６と、切断刃６０と、カメラ５２と、を備える。取得ベースは、水平部材４０の前端に固定されている。

把持部５６は、農作物Ｃの収穫物Ｆ近傍の果梗又は収穫物Ｆそのものを掴む。詳細には、把持部５６は、一対の把持部材と、制御部７０に制御され、把持部材を駆動する把持部モータ５８と、を備える。把持部材は、例えば、略円柱形状の外周に歯が形成されたギアと、ギアの外周の一部が前方向に突出した軸と、を備える。

把持部５６は、一対の把持部材のギアの歯が互いに係合し、把持部モータ５８により、垂直方向に延びる軸を中心に、互いに反対方向に回動することで、一対の軸が互いに離間する開放状態から、一対の軸が互いに近接する把持状態に変位可能である。このような構成により、把持部５６は、開放状態から把持状態に変位することで、収穫物Ｆ近傍の果梗又は収穫物Ｆそのものを掴むことができる。

切断刃６０は、把持部５６で掴んだ果梗（収穫物Ｆ近傍）を切断する。詳細には、切断刃６０は、図示しない回動部に着脱可能に取り付けられ、制御部７０に制御され、前記回動部を駆動する切断刃モータ６２と、を備える。

前記回動部は、切断部モータ６２により、垂直方向に延びる軸を中心に回動する。切断刃６０は、一対の把持部材の軸の近傍において、軸が延びる方向に延び、回動部の回転方向に刃が形成されている。

切断刃６０は、回動部が回動することで、把持状態の一対の軸近傍を通過するように配置されている。このような構成により、切断刃６０は、把持部５６により掴まれた果梗を切断する。

カメラ５２は、前記取得ベースに固定されており、制御部７０に制御され、条、農作物Ｃ、収穫物Ｆを撮像する。なお、カメラ５２は、条、農作物Ｃ、収穫物Ｆを撮像できれば、取得部５０でなく、例えば、吊り下げ部１４に固定してもよい。

次に、収容部４４は、垂直部材１２の下端に設けられ、取得部５０で取得された収穫物Ｆを収容する。収容部４４は、例えば、容器部と、固定底と、移動底と、駆動部と、を備える。容器部は、少なくとも上方が開放された箱形状に形成され、図３に示すように、支持部材を介して、垂直部材１２の下端に取り付けられている。

固定底は、容器部において上下方向に貫通する開口を残した底を形成し、容器部の上端近傍から下り傾斜して容器部に固定されている。移動底は、駆動部により、固定底の下面にスライド移動可能に設けられ、固定底と略平行に設けられている。

駆動部は、ガイド部と、レール部と、ローラと、収容部モータ４６（図３参照）とを備える。ガイド部は、固定底の下面に設けられ、固定底の傾斜方向に延び、移動底をスライド移動可能に支持する。

レール部は、容器部の内側側面に設けられ、ガイド部に沿って延びている。ローラは、移動底の下面に軸が固定され、外周面がレール部と係合し、制御部７０（図３参照）によって制御された収容部モータ４６の駆動により回転する。これにより、制御部７０の制御により収容部モータ４６が駆動し、ローラが回転することで、移動底がレール部に沿って移動する。

以上の構成により、収容部４４は、以下のように動作する。収容部４４は、閉じた状態において、取得部５０で取得された収穫物Ｆを容器部の内部に収容する。そして、例えば、容器部の内部が一杯になった場合には、収容部モータ４６が制御部７０の制御により駆動し、ローラが回転し、レール部に沿って移動すると、これに伴い、移動底が固定底の下に移動し、開口が開放され、容器部の内部に収容されていた収穫物Ｆが下方に落下する。

＜第１ロボットの制御部の機能＞・・・次に、図３を参照して、本実施形態の第１ロボット１０の制御部７０の機能を説明する。図３は、本実施形態の第１ロボット１０の機能ブロック図である。

制御部７０は、解析手段７２と、収穫範囲決定手段７４と、移動位置特定手段７６と、水平位置特定手段７８と、取得部制御手段８０と、送受信手段８２と、を備え、第１ロボット１０の動作を制御する。また、制御部７０には、カメラ５２と、ワイヤ移動モータ１８と、回転モータ２２と、昇降モータ３６と、水平移動モータ４２と、把持部モータ５８と、切断刃モータ６２と、収容部モータ４６と、が通信可能に接続されている。このほか、制御部７０は、前記送受信手段８２を介して、収穫ルール・スケジュール９０Ａを取得してもよいし、予め制御部７０に収穫ルール・スケジュール９０Ａを記憶しておいてもよい。

解析手段７２は、カメラ５２で撮像された条、農作物Ｃ、収穫物Ｆの画像を解析し、収穫物Ｆがなっているか否かを判定する。詳細には、解析手段７２は、カメラ５２で撮像された画像に対し、例えば、公知の技術であるディープラーニングとパターンマッチングを併用し、検出確度が、所定の閾値を超えたか否かにより、収穫物Ｆがなっているか否かを判定する。

収穫範囲決定手段７４は、第１ロボット１０と第２ロボット１００が、どちらも収穫できる農作物の収穫範囲を決定する。

移動位置特定手段７６は、解析手段７２により、収穫物Ｆがなっていると判定された場合、当該収穫物Ｆを目標とし、カメラ５２で撮像可能な画角のうち、所定の画角内に、目標が入るように、取得部５０を移動させる。詳細には、移動位置特定手段７６は、ワイヤ移動モータ１８の駆動を制御することで、ワイヤＷが延びる方向に、第１ロボット１０をを移動させ、目標に対する取得部５０水平方向（左右方向）の位置を合わせる。また、移動位置特定手段７６は、昇降モータ３６の駆動を制御することで、垂直方向に、移動部３０を移動させ、目標に対する取得部５０の垂直方向（上下方向）の位置を合わせる。

水平位置特定手段７８は、移動位置特定手段７６により、目標に対する取得部５０水平方向（左右方向）及び垂直方向（上下方向）の位置合わせが行われたら、カメラ５２により収穫物Ｆを撮像し、収穫物Ｆの画像を点群データとして取得し、目標である収穫物Ｆの大きさと、収穫物Ｆまでの距離を計測する。

そして、水平位置特定手段７８は、計測した収穫物Ｆの大きさが、予め設定された大きさ（例えば、収穫物Ｆの種類に応じて予め設定されるＳサイズ、Ｍサイズ、Ｌサイズ等）であれば、水平移動モータ４２の駆動を制御することで、計測した距離に基づき、目標に対する取得部５０の水平方向（前後方向）の位置を合わせる。

また、水平位置特定手段７８は、カメラ５２により、収穫物Ｆとともに、一対の把持部材の軸の先端の画像を取得し、軸の先端と収穫物Ｆの位置との差を検出し、ワイヤ移動モータ１８、回転モータ２２、昇降モータ３６又は水平移動モータ４２の駆動を制御することで、収穫物Ｆ近傍の果梗が、一対の軸の間に入るように、取得部５０の位置補正を行う。

取得部制御手段８０は、水平位置特定手段７８により、収穫物Ｆ近傍の果梗が、一対の軸の間に入るように、取得部５０の位置補正を行ったら、把持部モータ５８の駆動を制御することで、一対の軸を、開放状態から把持状態に変位させ、収穫物Ｆ近傍の果梗を一対の軸に掴ませる。

そして、取得部制御手段８０は、収穫物Ｆ近傍の果梗を一対の軸に掴ませたら、切断刃モータ６２の駆動を制御することで、切断刃６０を回動させ、一対の軸に掴ませた果梗を切断する。

また、水平位置特定手段７８は、取得部制御手段８０が切断刃６０を回動させたら、水平移動モータ４２の駆動を制御することで、収穫物Ｆを掴んだ取得部５０を、水平方向（前後方向）において、農作物Ｃから離れる方向（垂直部材１２に近接する方向）に移動させ、収容部４４の上方に配置する。

そして、取得部制御手段８０は、水平位置特定手段７８が、収穫物Ｆを掴んだ取得部５０を収容部４４の上方に配置したら、把持部モータ５８の駆動を制御することで、一対の軸を、把持状態から開放状態に変位させ、収穫物Ｆを収容部４４内に落下させる。

更に、取得部制御手段８０は、以上のような取得動作を、所定の高さまでの農作物Ｃを収穫するように制御してもよい。所定の高さとは、例えば、予め定められた高さであってもよい。例えば、第１ロボット１０が、予め上から３ｍまで収穫すると決めておき、その高さまで収穫するという具合である。

また、取得部制御手段８０は、第２ロボット１００が自身のアームで収穫できる高さまでの範囲の農作物Ｃを収穫したのち、残りの収穫物Ｃを収穫するように取得動作を制御してもよい。

更に、取得部制御手段８０は、前記収穫範囲決定手段７４によって、どちらも収穫できる農作物の収穫範囲が決定されたら、前記収穫範囲については、第１ロボット１０と第２ロボット１００のうち、所定の規則でどちらかが優先して収穫するように取得動作を制御してもよい。

例えば、図５に示す所定の高さＨまでの収穫範囲Ｒ１については、第１ロボット１０と第２ロボット１００のいずれのロボットでも収穫できる範囲であるので、第１ロボット１０が優先して収穫するようにしてもよい。

また、収穫範囲は高さで予め決めてもよいし、収穫速度や、収穫できる確率で決めてもよい。例えば、第１ロボット１０の収穫速度が、８分／個であり、第２ロボット１００の収穫速度が、５分／個であれば、第２ロボット１００が、収穫範囲Ｒ１については優先的に収穫するという具合である。

更に、取得部制御手段８０は、所定のスケジュールに従って第１ロボット１０を計画的に稼動させてもよい。例えば、朝９時からは第１ロボット１０で収穫し、昼１３時からは第２ロボット１００を稼動させるという具合である。以上のような規則やスケジュールは、例えば、送受信手段８２によって取得した収穫ルール・スケジュール９０Ａに基づいて実行される。

送受信手段８２は、外部装置（例えば、ユーザに操作される端末等）に、例えば、所定のタイミングで、取得した収穫物Ｆの数（切断刃モータ４６の駆動回数）や、第１ロボット１０の位置情報（例えば、初期位置に対し、ワイヤ移動モータ１８の駆動に基づく移動距離から算出した位置情報等）等を送信してもよい。また、送受信手段８２は、外部装置から、取得する収穫物Ｆの大きさを示す設定や、第１ロボット１０の駆動タイミングを示す情報（例えば、前記収穫ルール・スケジュール９０Ａ）や、解析手段７２や水平位置特定手段７６の判定時に参照される基準データ等を受信してもよい。

制御部７０は、図示しないプロセッサ、メモリ、ストレージ、通信部を備え、これらはバスにより接続されている。プロセッサは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）により構成され、メモリに記憶された各種プログラムを読み出して実行することで、各種処理を行う。メモリは、ＣＰＵにより実行されるプログラムを記憶するものであり、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）により構成される。

＜第２ロボットの構成＞・・・次に、図１を参照して、地上走行型の第２ロボット１００の構成について説明する。第２ロボット１０は、車体１０２と、車体１０２の下方に設けられたタイヤ１０４と、ダイヤ１０４を駆動する走行モータ１０６（図４参照）と、車体１０２に回動可能に設けられたアーム１１０、１１２と、これらアーム１１０、１１２を駆動するアーム駆動モータ１１４（図４参照）と、前記アーム１１２の先端に設けられた取得ベース１１５と、取得ベース１１５上に設けられたカメラ１０８と、取得ベース１１５の先端に設けられた把持部１１６と、図示しない切断刃と、前記車体１０２の前方に設けられた収容部１２４と、収容部１２４の図示しないカバーを開閉する収容部モータ１２６と、図４に示す制御部１３０を備えている。

前記アーム１１０は、回動支持部１１０Ａを介して、車体１０２の上面に対して回動可能であり、前記アーム１１２は、回動支持部１１２Ａを介して、アーム１１０に対して回動可能である。また、前記取得ベース１１５は、回動支持部１１２Ｂを介して回動可能である。

＜第２ロボットの制御部の機能＞・・・次に、図４を参照して、本実施形態の第２ロボット１００の制御部１３０の機能を説明する。図４は、本実施形態の第２ロボット１００の機能ブロック図である。

制御部１３０は、解析手段１３２と、収穫範囲決定手段１３４と、移動位置特定手段１３６と、水平位置特定手段１３８と、取得部制御手段１４０と、送受信手段１４２と、を備え、第２ロボット１００の動作を制御する。また、制御部１３０には、カメラ１０８と、走行モータ１０６と、アーム駆動モータ１１４と、把持部モータ１１８と、切断刃モータ１２２と、収容部モータ１２６と、が通信可能に接続されている。このほか、制御部１３０は、前記送受信手段１４２を介して、収穫ルール・スケジュール９０Ｂを取得してもよいし、予め制御部１３０に収穫ルール・スケジュール９０Ｂを記憶しておいてもよい。

解析手段１３２は、カメラ１０８で撮像された条、農作物Ｃ、収穫物Ｆの画像を解析し、収穫物Ｆがなっているか否かを判定する。詳細には、解析手段１３２は、カメラ１０８で撮像された画像に対し、例えば、公知の技術であるディープラーニングとパターンマッチングを併用し、検出確度が、所定の閾値を超えたか否かにより、収穫物Ｆがなっているか否かを判定する。

収穫範囲決定手段１３４は、第１ロボット１０と第２ロボット１００が、どちらも収穫できる農作物の収穫範囲を決定する。なお、第１ロボット１０の収穫範囲決定手段７４により決定された収穫範囲を、送受信手段１４２により取得して共有する場合には、第２ロボット１００の収穫範囲決定手段１３４は省略してもよい。

移動位置特定手段１３６は、解析手段１３２により、収穫物Ｆがなっていると判定された場合、当該収穫物Ｆを目標とし、カメラ１０８で撮像可能な画角のうち、所定の画角内に、目標が入るように、車体１０２を移動させる。詳細には、移動位置特定手段１３６は、走行モータ１０６の駆動を制御することで、ワイヤＷが延びる方向に、第２ロボット１００を移動させ、目標に対する把持部１１６の水平方向（左右方向）の位置を合わせる。また、移動位置特定手段１３６は、アーム駆動モータ１１４の駆動を制御することで、垂直方向に、把持部１１６を移動させ、目標に対する把持部１１６の垂直方向（上下方向）の位置を合わせる。

水平位置特定手段１３８は、移動位置特定手段１３６により、目標に対する把持部１１６の水平方向（左右方向）及び垂直方向（上下方向）の位置合わせが行われたら、カメラ１０８により収穫物Ｆを撮像し、収穫物Ｆの画像を点群データとして取得し、目標である収穫物Ｆの大きさと、収穫物Ｆまでの距離を計測する。

そして、水平位置特定手段１３８は、計測した収穫物Ｆの大きさが、予め設定された大きさ（例えば、収穫物Ｆの種類に応じて予め設定されるＳサイズ、Ｍサイズ、Ｌサイズ等）であれば、アーム駆動モータ１１４の駆動を制御することで、計測した距離に基づき、目標に対する把持部１１６の水平方向（前後方向）の位置を合わせる。

また、水平位置特定手段１３８は、カメラ１０８により、収穫物Ｆとともに、一対の把持部材の軸の先端の画像を取得し、軸の先端と収穫物Ｆの位置との差を検出し、走行モータ１０６、アーム駆動モータ１１４、把持部モータ１１８の駆動を制御することで、収穫物Ｆ近傍の果梗が、一対の軸の間に入るように、把持部１１８の位置補正を行う。

取得部制御手段１４０は、水平位置特定手段１３８により、収穫物Ｆ近傍の果梗が、一対の軸の間に入るように、把持部１１６の位置補正を行ったら、把持部モータ１１８の駆動を制御することで、一対の軸を、開放状態から把持状態に変位させ、収穫物Ｆ近傍の果梗を一対の軸に掴ませる。

そして、取得部制御手段１４０は、収穫物Ｆ近傍の果梗を一対の軸に掴ませたら、切断刃モータ１２２の駆動を制御することで、切断刃を回動させ、一対の軸に掴ませた果梗を切断する。

また、水平位置特定手段１３８は、取得部制御手段１４０が切断刃を回動させたら、アーム駆動モータ１１４の駆動を制御することで、収穫物Ｆを掴んだ把持部１１６を、水平方向（前後方向）において、農作物Ｃから離れる方向に移動させ、収容部１２４の上方に配置する。

そして、取得部制御手段１４０は、水平位置特定手段１３８が、収穫物Ｆを掴んだ把持部１１６を収容部１２４の上方に配置したら、把持部モータ１１８の駆動を制御することで、一対の軸を、把持状態から開放状態に変位させ、収穫物Ｆを収容部１２４内に落下させる。

更に、取得部制御手段１４０は、以上のような取得動作を、前記第１ロボット１０が収穫しなかった農作物Ｃを収穫するように制御する。また、取得部制御手段１４０は、第２ロボット１００が、自分のアーム１１０、１１２で収穫できる高さまでの範囲の農作物Ｃを収穫するように制御してもよい。

また、取得部制御手段１４０は、前記収穫範囲決定手段１３４によって、第１ロボット１０と第２ロボット１００のどちらでも収穫できる農作物の収穫範囲が決定されたら、前記収穫範囲については、第１ロボット１０と第２ロボット１００のうち、所定の規則でどちらかが優先して収穫するように取得動作を制御してもよい。

更に、取得部制御手段１４０は、所定のスケジュールに従って第２ロボット１００を計画的に稼動させてもよい。例えば、朝９時からは第１ロボット１０で収穫し、昼１３時からは第２ロボット１００を稼動させるという具合である。以上のような規則やスケジュールは、例えば、送受信手段１４２によって取得した収穫ルール・スケジュール９０Ｂに基づいて実行される。なお、収穫ルール・スケジュール９０Ｂは、収穫ルール・スケジュール９０Ａと同じものであってもよいし、第２ロボット１００のみに適用される収穫ルール・スケジュールであってもよい。

送受信手段１４２は、外部装置（例えば、ユーザに操作される端末等）に、例えば、所定のタイミングで、取得した収穫物Ｆの数（切断刃モータ１２２の駆動回数）や、第２ロボット１００の位置情報（例えば、初期位置に対し、走行モータ１０６の駆動に基づく移動距離から算出した位置情報等）等を送信してもよい。また、送受信手段１４２は、外部装置から、取得する収穫物Ｆの大きさを示す設定や、第２ロボット１００の駆動タイミングを示す情報（例えば、前記収穫ルール・スケジュール９０Ｂ）や、解析手段１３２や水平位置特定手段１３８の判定時に参照される基準データ等を受信してもよい。

制御部１３０は、図示しないプロセッサ、メモリ、ストレージ、通信部を備え、これらはバスにより接続されている。プロセッサは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）により構成され、メモリに記憶された各種プログラムを読み出して実行することで、各種処理を行う。メモリは、ＣＰＵにより実行されるプログラムを記憶するものであり、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）により構成される。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限るものではない。例えば、前記第１ロボット１０や第２ロボット１００の構成も一例であり、第１ロボットは吊り下げ式であれば他の構成であってもよく、第２ロボット１００も地上走行式であれば他の構成であってもよい。また、本発明の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施形態及び変形例に記載されたものに限定されるものではない。

本発明によれば、複数台のロボットで農作物を収穫する農作物収穫方法であって、前記農作物より上方から吊り下げられた第１ロボットが所定の高さまでの農作物を収穫する第１収穫工程と、地上を走行する第２ロボットが、第１収穫工程で収穫しなかった農作物を収穫する第２収穫工程と、を備える。

このように、吊り下げ式と地上走行型ロボットをハイブリッドに利用することで、広大で、高さもある収穫エリアの農作物を効率的に収獲する方法として適用できる。

１：農作物収穫システム
１０：第１ロボット
１２：垂直部材
１４：吊り下げ部
１６：係合部
１８：ワイヤ移動モータ
２０：回転部
２２：回転モータ
３０：移動部
３２：昇降部
３４：昇降部材
３６：昇降モータ
３８：水平方向移動部
４０：水平部材
４２：水平移動モータ
４４：収容部
４６：収容部モータ
５０：取得部
５２：カメラ
５６：把持部
５８：把持部モータ
６０：切断刃
６２：切断刃モータ
７０：制御部
７２：解析手段
７４：収穫範囲決定手段
７６：移動位置特定手段
７８：前後位置特定手段
８０：取得部制御手段
８２：送受信手段
９０Ａ、９０Ｂ：収穫ルール・スケジュール
１００：第２ロボット
１０２：車体
１０４：車輪
１０６：走行モータ
１０８：カメラ
１１０、１１２：アーム
１１０Ａ、１１２Ａ、１１２Ｂ：回動支持部
１１４：アーム駆動モータ
１１５：取得ベース
１１６：把持部
１１８：把持部モータ
１２０：切断刃
１２２：切断刃モータ
１２４：収容部
１２６：収容部モータ
１３０：制御部
１３２：解析手段
１３４：収穫範囲決定手段
１３６：移動位置特定手段
１３８：水平位置特定手段
１４０：取得部制御手段
１４２：送受信手段
Ｃ：農作物
Ｆ：収穫物
Ｈ：所定の高さ
Ｒ１、Ｒ２：収穫範囲
Ｓ：条
Ｗ：ワイヤ

Claims

複数台のロボットで農作物を収穫する農作物収穫方法であって、
前記農作物より上方から吊り下げられた第１ロボットが所定の高さまでの農作物を収穫する第１収穫工程と、
地上を走行する第２ロボットが、第１収穫工程で収穫しなかった農作物を収穫する第２収穫工程と、
を備える農作物収穫方法。
前記所定の高さが、予め定められた高さである請求項１に記載の農作物収穫方法。
前記第２ロボットが、自身のアームで収穫できる高さまでの範囲の農作物を収穫する請求項１に記載の農作物収穫方法。
前記第１ロボットと、前記第２ロボットが、どちらも収穫できる農作物の収穫範囲を決定し、
前記収穫範囲は、前記第１ロボットと前記第２ロボットのうち、所定の規則でどちらかが優先して収穫する請求項１に記載の農作物収穫方法。
前記所定の規則とは、前記農作物を収穫する速さに基づいて決定する規則である請求項４に記載の農作物収穫方法。
複数台のロボットで農作物を収穫する農作物収穫システムであって、
前記農作物より上方から吊り下げられ、所定の高さまでの農作物を収穫する第１ロボットと、
地上を走行し、前記第１収穫工程で収穫しなかった農作物を収穫する第２ロボットと、を備える収穫システム。
複数台のロボットで農作物を収穫する農作物収穫システムであって、
前記農作物より上方から吊り下げられ、自身のアームで、予め定められた高さまでの農作物を収穫する第１ロボットと、
地上を走行し、前記第１収穫工程で収穫しなかった農作物を収穫する第２ロボットと、を備える収穫システム。