果柄位置估计装置以及果柄位置估计方法制造方法及图纸

技术编号:19012115 阅读:15 留言:0更新日期:2018-09-26 16:12
本发明专利技术提供一种果柄位置估计装置以及果柄位置估计方法,利用该果柄位置估计装置以及果柄位置估计方法,即使在从图像传感器侧观察时由于隐藏于果实等而无法对果柄进行识别的情况下,也能够对果柄的位置进行估计并能够进行稳定的收割动作。果柄位置估计装置具备:图像获得部(102),其获得果实的图像;以及估计部(104),其基于由图像获得部(102)获得的图像中的果实的位置和果实间的距离,对与果实连结的果柄的位置进行估计。

【技术实现步骤摘要】
果柄位置估计装置以及果柄位置估计方法
本专利技术涉及对与西红柿等果实连结的果柄的位置进行估计的果柄位置估计装置以及果柄位置估计方法。
技术介绍
围绕日本农业的环境因受到老龄化不断发展所导致的劳动不足的影响,而处于非常严峻的状况中。根据农林水产部的基本数据,2014年的主业为农业的工作者为168万人,在5年间减少约23万人。另外,平均年龄变为66.5岁、新就农者也处于减少趋势等的、老龄化导致的劳动不足现象变得突出。另外,耕作放弃地也达到40万ha的状况,对地域的务农环境和生活环境也带来不良影响。其中,利用农业的自动化来对劳动力不足进行对应成为重要的课题。根据经济产业部的“2012年机器人产业的市场动向”,从2018年到2024年农业相关机器人的国内市场将大幅扩大,预计达到约2200亿日元的规模。作为这样的机器人,在专利文献1中公开了以果实为对象的收割机器人。该收割机器人通过图像传感器摄像机对长有果实的果串进行摄像,对在果串上生长的果实和果柄的位置进行检测,由末端执行器对果实的中心和果柄这两者施力来摘下果实(例如,参照专利文献1。)。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2010-207118号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题对于专利文献1的收割机器人,为了决定末端执行器的适当的插入方向,需要对果实和果柄的位置进行检测。因此,存在以下问题:虽然在能够通过图像传感器摄像机的摄像对果柄进行识别的情况下,能够检测出果柄的位置,也能够决定末端执行器的适当的插入方向,但是,在果柄隐藏于果实等中而无法识别果柄的情况下,无法检测出果柄的位置,而无法决定末端执行器的适当的插入方向。其结果,无法进行稳定的收割。本专利技术解决上述问题,其目的在于,提供一种即使在从图像传感器侧观察时由于隐藏于果实等而无法对果柄进行识别的情况下,也能够对果柄的位置进行估计,从而能够进行稳定的收割动作的果柄位置估计装置以及果柄位置估计方法。解决问题的方案为了实现上述目的,本专利技术的果柄位置估计装置具备:图像获得部,其获得果实的图像;以及估计部,其基于由图像获得部获得的图像中的果实的位置和果实间的距离,对与果实连结的果柄的位置进行估计。另外,本专利技术的果柄位置估计方法包括以下步骤:获得果实的图像的图像获得步骤;以及基于在图像获得步骤中所获得的图像中的果实的位置和果实间的距离,对与果实连结的果柄的位置进行估计的估计步骤。专利技术效果根据本专利技术,即使在从图像传感器侧观察时由于隐藏于果实等而无法对果柄进行识别的情况下,也能够对果柄的位置进行估计,从而能够进行稳定的收割动作。即,能够与收割对象的果实与果柄的位置关系无关地决定末端执行器的插入方向,因此能够进行稳定的收割动作。附图说明图1是表示对果柄的位置进行估计的果柄位置估计装置的一例的图。图2是表示在圣女果的收割装置中设置的末端执行器的一例的图。图3A是对本专利技术中使用的末端执行器的收割动作进行说明的图。图3B是对本专利技术中使用的末端执行器的收割动作进行说明的图。图3C是对本专利技术中使用的末端执行器的收割动作进行说明的图。图4是表示对果柄的位置进行估计的果柄位置估计处理的一例的流程图。图5是表示照射IR光而拍摄的圣女果及果柄而得到的图像的一例的图。图6是表示辉点的检测处理的一例的流程图。图7是表示果柄检测处理中的二值化图像的一例的图。图8是表示果柄检测处理中的细化处理后的图像的一例的图。图9是表示果柄检测后的图像的一例的图。图10A是表示作为果柄估计的对象的果实的果串的一例的图。图10B是表示作为果柄估计的对象的果实的果串的一例的图。图11A是对估计出的果柄与果实之间的距离进行说明的图。图11B是对估计出的果柄与果实之间的距离进行说明的图。图12是表示圣女果的果串的结构的图。附图标记说明101光源102图像获得部(图像传感器)103图像处理部104估计部201揽入引导体202收割环203果实收割引导体204果实收割片205机器人臂301辉点302近似直线401小果柄402离层403蒂404果实405果柄具体实施方式以下,参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。此外,对相同的构成要素标以相同符号。此外,以下,作为果实的一例而列举圣女果进行说明,但果实不限于圣女果,也可以是其他果实。首先,为了有助于对本专利技术的实施方式中的果柄的位置估计方法的理解,对(1)收割对象的圣女果的形态、以及(2)使用了收割装置的圣女果的收割方法进行说明。(1)收割对象的圣女果的形态作为收割对象的圣女果如葡萄等那样,果实为串状。对于圣女果而言,不是将密集地附着多个果实的果串按整个果串进行收割,而是将红色成熟的果实一个一个地摘下来进行收割。这是由于,附着于果串的果实的成熟程度不同。一般圣女果是生食用的,需要不损伤果实表面地与蒂一起收割。图12是表示圣女果的果串的结构的图。如图12所示,一个果串是以被称作果柄405的茎为中心构成的。在该果柄405上长着小果柄401、蒂403,在蒂403的前端结着果实404。小果柄401上存在被称作离层402的部位,在对小果柄401施力时,小果柄401在离层402处断开。本专利技术中,以这样具有离层的果实为对象。(2)使用收割装置的圣女果的收割方法在此,对使用末端执行器来进行在这样的离层402处将小果柄401断开的情况的动作进行说明。图1是表示对果柄的位置进行估计的果柄位置估计装置的一例的图。图2是表示在圣女果的收割装置中设置的末端执行器的一例的图。例如,图1所示的果柄位置估计装置搭载于图2所示的收割装置。另外,图3A~图3C是对末端执行器的收割动作进行说明的图。具体而言,图3A表示圣女果404的揽入动作,图3B表示收割环202的插入动作,图3C表示圣女果404的分离以及收割动作。如图2所示,末端执行器具备:揽入引导体201、收割环202、果实收割引导体203、果实收割片204、机器人臂205。收割环202分离为上下两个,能够使上部相对于下部相对移动。如图3A所示,揽入引导体201将要收割的圣女果404揽入,在与其他圣女果(未图示)之间制造间隙。接着,如图3B所示,收割环202插入到上述间隙中,并且使小果柄401从设于揽入引导体201的前部的缝隙挤过去,从而圣女果404从揽入引导体201脱离。之后,如图3C所示,通过使收割环202的上部相对于下部相对移动,来将圣女果404拉近,将果柄405推出。由此,将小果柄401拉伸,并在离层402处分离圣女果404。在以上的动作中,需要尽可能地将末端执行器从连结圣女果404的中心位置与果柄405的位置的方向插入,为此,需要对圣女果404和果柄405的位置进行检测。以下,详细地说明一种即使在从果串之中发现并收割圣女果404时需要的对果柄405的检测过程中、无法从通过图像传感器拍摄到的图像中识别果柄405的情况下,也能够对该果柄405的位置进行估计的方法。首先,使用图1,来对估计果柄405的位置的果柄位置估计装置的结构的一例进行说明。位置估计装置具备:光源101、图像获得部102、图像处理部103、以及估计部104。光源101向作为收割对象的圣女果404的果串的方向照射光。这是为了,通过由作为图像传感器的图像获得部102对照射出的光的反射光进行拍摄来检测圣女果404,作为光源101例如使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种果柄位置估计装置,其特征在于,具备:图像获得部,获得果实的图像;以及估计部,基于由所述图像获得部获得的图像中的果实的位置和果实间的距离,对与所述果实连结的果柄的位置进行估计。

【技术特征摘要】
2017.03.09 JP 2017-0447081.一种果柄位置估计装置,其特征在于,具备:图像获得部,获得果实的图像;以及估计部,基于由所述图像获得部获得的图像中的果实的位置和果实间的距离,对与所述果实连结的果柄的位置进行估计。2.如权利要求1所述的果柄位置估计装置,其特征在于,所述估计部基于所述果实与所述果柄之间的距离、以及所述果柄的倾斜度,对所述果柄的位置进行修正。3.如权利要求1或2所述的果柄位置估计装置,其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员:户岛亮荒木秀和川野肇
申请(专利权)人:松下电器产业株式会社
类型:发明
国别省市:日本,JP

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