JPH0430717A

JPH0430717A - 袋を検出して果実を捕捉収穫する果実収穫機

Info

Publication number: JPH0430717A
Application number: JP13656590A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Arima; 誠一有馬
Original assignee: Iseki and Co Ltd; Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Current assignee: Iseki and Co Ltd; Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Priority date: 1990-05-24
Filing date: 1990-05-24
Publication date: 1992-02-03

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、袋を検出して果実を捕捉収穫する果実収穫
機に関し、リンゴなどの収穫に利用できる。

〔従来技術〕

従来のこの種果実収穫機にあっては、例えば。

特開平２−６５７２５号公報に示されているように、果
菜類を捕捉する作業用ハンドの前方に、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
菜の位置する方向に向けて誘導するハント誘導手段と、
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つぎの作業範囲に変更する作業範
囲変更手段とが設けられた果菜類収穫機の誘導装置に関
するものがある。

〔発明が解決しようとする課題〕

果実を撮像手段によって色に基づき検出しようとすると
、その果実は、背景の葉、幹、枝などと区別できる色で
あることが必要である。

従来のこの種撮像手段を用いて色に基づき、果実を識別
してその画像情報に基づき収穫ハンドを誘導する場合、
正確な誘導ができずしばしば空収穫をおこす欠陥があっ
た。

一方、果実は、これを病虫害から守るために袋かけ作業
を行うのが一般的である。

そこで、この発明は、果実にかける袋に工夫を施して樹
木、葉などからなる背景の色と異なる色調の袋を構成し
、収穫機に搭載した撮像手段によって収穫しようとする
果実を認識して画像情報として果実の位置を正確に制御
装置に送信できるようにぜんとするにある。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、上述した課題を解決するために、次の如き
技術的手段を講する。すなわち、走行装置１を持つ車台
２上に先端部分に撮像手段３と、果実収穫ハント４とを
有する収穫リンク装置５を設け、該収穫リンク装置５は
前記果実収穫ハント４を果実の方向に誘導できる複数個
のアーム６と関節部７とから構成し、前記撮像手段３は
その撮像範囲内に果実にかけた袋８が存在するときその
袋８を撮像信号として制御装置９に送る構成とし、前記
アーム６と関節部７とからなる収穫リンク装置５は一ヒ
記制御装置９からの制御信号に基づき同動じて前記果実
収穫ハンド４を袋８をかけた果実に接近できる構成とし
た袋を検出して果実を捕捉収穫する果実収穫機である。

〔作用・効果〕

まず、袋８は、実施例の構成においては、赤色に着色し
て成育初期の果実にかぶせて肥培管理を十分行いながら
育てる。

そして、果実は、収穫の適期になると果実収穫機を操作
して収穫作業に移る。

そのとき、果実収穫機は、収穫リンク装置５の各アーム
６を樹木の果実の高さ程度に伸長して走行装置１を旺動
しながら前進させて収穫作業を始める。

、すると、樹木上の果実は、収穫リンク装置５の前部上
方に取り付けている撮像手段３であるイメーセンサー１
０の撮像可能な範囲内に入ってくると、そのイメージセ
ンサ−１０によって撮像される。

このとき、果実は、これにかけられた袋８が背景の色調
と異なるために果実（袋）の位置を比較的簡単に撮像で
きる。

このようにして、イメージセンサ−１０は、撮像した画
像を画像信号として制御装置９に送信することになる。

つぎに、制御装置９は、果実収穫ハント４と果実との距
離を計算して各関節部７毎に装備されているモーター１
１に信号として指令する。

すると、各アーム６は、関節の回動に起因して上下方向
の伸縮と、前後方向の移動とを行いながら果実に近づき
収穫リンク装置５の上部の縦方向の軸を中心とする平面
内の回動が加わって果実収穫ハンド４を果実に近づける
。

そして、果実収穫ハンド４は、果実にかけた袋８の係止
孔１２にフック１３を挿通して係止し、その状態でナイ
フ１４が突出して切断収穫するものである。

このようにして、果実収穫ハンド装置４は、果実を係１
１ユすると各関節部７の同動によってアーム６が上方の
キャリヤ１５に達して果実をその中に放出する。

以上のように、この発明によれば、成育中の果実を病害
虫などから保護するためにかける袋を、背景の色と異な
る色調の色に着色して構成し、収穫時期になると、収穫
機のイメージセンサ−が果実にかけているこの袋を認識
して果実の位１６を１Ｆ確に検出できる。

征来のように、果実を、背景の樹木や葉なと混同するこ
とがほとんどなく正確に区別して果実収穫ハントを制御
できる特徴がある。

〔実施例〕

車台１は、即動モーター１６を設けた走行装置１を有し
、その旺動モーター１６のＪＦ、逆転によって前後進が
できる構成としている。

なお、この即動モーター１６は、方向センサ２６の情報
に基づき制御される構成としている。

そして、収穫リンク装置５は、車台２に設けた取付枠１
７に第１アーム６ａ、第２アーム６ｂ、第３アーム６Ｃ
１第４アーム６ｄの順にそれぞれ電動モーター１１ａ、
ｌｌｂ、ｌｌｃ、Ｌｉｄ、ｌｉｅ、ｌｌｆ、ｌ１ｇを介
して枢着連結し関節部７としている。

なお、電動モーターｌｉｄは、縦軸を回転軸として駆動
する構成としている。

そして、これら各電動モーター１１ａ、ｌｌｂ、１１ｃ
、ｌｉｄ、ｌｉｅ、ｌｌｆ、ｌ１ｇは、後述する制御装
置９から信号を受けて正逆回転でき各アーム６を制御で
きる構成としている。

しかも、各関節部７は、上述の電動モーター１１ととも
にポテンショメーター２７かあるいはエンコーダ２８の
いずれか一方を設は作動量を制御装置９に送る構成とし
ている。

果実収穫ハンド４は、上部に撮像手段３であるイメージ
センサ−１０を設けて前方の画像を撮る構成とし、近傍
にはナイフ１４を設け、その下方にはフック１３を取り
付けているなお、２９は近接センサーである。

そして、イメージセンサ−１０は、撮像範囲内に入って
きた対象物を色によって撮らえ制御装置９に画像信号と
して送る構成としている。

キャリヤ１５は、第１図にボすように、囲枠１８内に上
下ｑｆ能に装備した底板１９を昇降リンク２０によって
支持する構成としている。そして、昇降リンク２′０は
、その下部を昇降モーター２２に連結したねじ軸２１に
螺合し、投入された果実の量に応じて底板１９を下方に
下げる構成としている。　転倒防止装置２３は、車台２
の下方に作動リンク２４によって支持した転倒防止プレ
ート２５を接地できる構成にしている。

すなわち、この転倒防止プレート２５は、果実収穫ハン
ド４を先端部に持つ収穫リンク装置５が上昇すると車体
２の安定を確保するために接地できる構成としている。

つぎに、袋８は、成育初期の果実にかけるもので従来か
ら慣用されており、収穫適期にイメージセンサ−１０で
撮像したとき背景と識別できる色例えば、赤色に着色し
ている。

そして、袋８は、上部開口部分にばね材を用いて果実に
装着するとばね圧によって取付ができる構成とし、側部
に係止孔１２を設けている。

なお、イメージセンサ−１０は、天然光をカットするた
めにフィルターを設けた構成とし、ストロボによる反射
光のみを認識できるようにすると袋８の係止孔１２の位
置を検出するのに都合がよし）。

また、イメージセンサ−１０は、」二連のようにフィル
ターをかけておいて、スリット状の光を発する機構を併
設すると撮像対象物の立体的形状を認識できるものとな
る。

すなわち、スリット光を用いる構成にすると、撮像対象
物にスリット光があたると、平な部分と球状（立体的）
の部分との差があられれて葉と果実との認識が容易とな
る。

つぎに収穫作業について説明する。

まず、果実の成育の初期における袋かけ作業に際し、上
述した赤色に着色した袋８を果実にかけて栽培する。

そして、果実が成長し収穫の適期に達すると、収穫作業
を開始するが、以「にその作業を説明する。

車台２は、Ｉｉ［Ｉ＋モモ−−１６を駆動して走行装置
１を伝動し、果樹園内を前進する。

このとき、収穫リンク装置５は、制御装置９からの制御
信号によって、上部の果実収穫ハント４に設けているイ
メージセンサ−１０の６７Ｉさを果実レヘルにあオ〕せ
るため各アーム６の関節部７が作動して北昇する。

このようにして、イメージセンサ−１０は、画面因に目
標位置をとらえながら進み、果実にかけた袋８を撮像す
るとそれを画像信号−として制御装置９に送る。

この画像信号は、イメージセンサ−１０が前述のとおり
着色した袋の赤色を背景の色と区別して認識し、間接的
に果実の位置を知ることになるものである。

このようにして、果実の位置が制御装置９に認識される
と、制御装置９は、その果実と果実収穫ハンド４との距
離を計＃：　Ｌ、て各電動モーター１１８〜１１ｇに制
御信号を発する。

それにともなって、各アーム６ａ〜ｌｉｄは。

角度変更がされ、電動モーターｌｉｄによって平面的に
回転されて果実収穫ハンド４を果実に接近させる。

このように果実収穫ハンド４が果実まで所定距離に接近
すると、フローチャート図に示すように係止孔（Ｏリン
グ）１２を検出するためにストロボ光による画像人力を
行う。

そして、果実収穫ハンド４は、制御装置９からの制御信
号に基づき係止孔（Ｏリング）１２にアプローチする。

そして、果実は、フック１３が袋８の係止孔１２に挿入
されると同時にナイフ１４がとびだして果柄部分が切断
されハンド４に保持される。

このようにして果実は、切り取られると保持された状態
で下方に運ばれてキャリヤ１５に収納される。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の実施例を示すものであって、第１図は
一部を断面して示す側面図、第２図は制御構成のブロッ
ク図、第３図は制御作動のブローチヤード、第４図は作
用図、第５図は別実施例の作用図、第６図は全体斜面図
である。符号の説明２・・・車台４・・・果実収穫ハンド６・・・アーム６ｂ・・・第２アーム６ｄ・・・第４アーム８・・・袋１０・・・イメージセンサ− １１ａ・・・電動モーター１１ｃ・・・電動モーターｌｉｅ・・・電動モーター１１ｇ・・・電動モーター１３・・・フック１５・・キャリヤ１７・・取付枠１・・・走行装置３・・撮像手段５・・・収穫リンク装置６ａ・・・第１アーム６ｃ・・・第３アーム７・・・関節部９・・・制御装置１１・・・電動モーター１１ｂ・・・電動モーターｌｉｄ・・・電動モーター１１ｆ・・・電動モーター１２・・・係止孔１４・・・ナイフ１６・・・電動モーター２４　・２６・・囲枠昇降リンク昇降モータ作動リンク方向センサ・エンコーダ１９　・底抜２１・ねし軸２３・−転倒防止袋；ｔ２５　・転倒防止プレート２７・・・ポテンショメータ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）走行装置１を持つ車台２上に先端部分に撮像手段
３と、果実収穫ハンド４とを有する収穫リンク装置５を
設け、該収穫リンク装置５は前記果実収穫ハンド４を果
実の方向に誘導できる複数個のアーム６と関節部７とか
ら構成し、前記撮像手段３はその撮像範囲内に果実にか
けた袋８が存在するときその袋８を撮像信号として制御
装置９に送る構成とし、前記アーム６と関節部７とから
なる収穫リンク装置５は上記制御装置９からの制御信号
に基づき回動して前記果実収穫ハンド４を袋８をかけた
果実に接近できる構成とした袋を検出して果実を捕捉収
穫する果実収穫機