文献

J-GLOBAL ID：201302240518923108   整理番号：13A0985473

未熟果実認識によるイチゴ収穫ロボットの衝突回避制御

Collision-free control of a strawberry-harvesting robot by recognition of immature fruits

著者 (6件)： 林茂彦 (農業・食品産業技術総合研究機構 生物系特定産業技術研究支援センター) ,  武下大作 (東京大学大学院農学生命科学研究科) ,  山本聡史 (農業・食品産業技術総合研究機構 生物系特定産業技術研究支援センター) ,  齋藤貞文 (農業・食品産業技術総合研究機構 生物系特定産業技術研究支援センター) ,  佐賀清崇 (東京大学大学院農学生命科学研究科) ,  芋生憲司 (東京大学大学院農学生命科学研究科)
資料名： 植物環境工学  (Journal of Science and High Technology in Agriculture)
巻： 25  号： 1  ページ： 29-37 (J-STAGE)  発行年： 2013年 
JST資料番号： L1430A  ISSN： 1880-2028  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： イチゴの移動栽培への適用を目的に,栽培ベッド横移送ユニットと定置型収穫ロボットを組み合わせた定置型ロボットシステムを用いて,近傍果実を傷つけることなく対象果実に接近する障害物回避制御アルゴリズムを開発した.果実の下側に設置したステレオビジョンカメラを用いて着色果実と未熟果実の位置関係を求め,接近時の障害となる未熟果に傷つけないように最適な接近方向を決定した.そして,採果エンドエフェクタのハンドアイカメラで検出した果柄を基にビジュアルフィードバック制御により果柄に接近した.果実接近方向の検出試験,果柄への進入試験および収穫試験を行い,以下の知見が得られた.栽培ベッドから下垂するイチゴ果実を下側から撮影し,画像処理を施すことにより,着色果実と未熟果実を識別することができ,それらの位置関係から採果エンドエフェクタが接近する方向を決定することができた.接近方向の検出成功率と,その検出精度は,「あまおとめ」で89.2%および1.75°,「紅ほっぺ」で93.3%および1.58°であった.ステレオビジョンユニットにより導出した接近方向から収穫対象果実を撮影することで,正面からの撮影に比べ果柄の検出精度が向上し,「あまおとめ」で80.0%,「紅ほっぺ」で76.7%であった.さらに,果柄検出に基づくビジュアルフィードバック制御により果柄に接近することで進入精度も高く,「あまおとめ」で73.3%,「紅ほっぺ」で78.3%であった.しかし,複数の果柄が進入することが散見された.障害物回避制御機能を定置型ロボット収穫システムに埋め込むことにより栽培ベッドの横移送と連動した自動収穫が可能であった.複数果実の採果,収穫適否の誤判定,栽培ベッド停止時の果実振動などが発生し,これらへの対応が今後の技術課題である.(著者抄録)

シソーラス用語： *イチゴ ,  *機械収穫 ,  *ロボット ,  果実【器官】 ,  熟度 ,  成熟 ,  画像処理 ,  物体認識 ,  衝突回避 ,  障害物回避 ,  アルゴリズム ,  方向制御 ,  フィードバック制御 ,  角度
準シソーラス用語： *収穫ロボット ,  ビジュアルフィードバック制御 ,  定置型ロボット ,  アプローチ角

分類 (2件)： 果樹  (FC03042G) ,  収穫・調製用機械  (FB03030K)

引用文献 (16件)：

• 壇和弘. イチゴのクラウン温度制御による生産安定と作期拡大技術. 農業電化. 2009, 62, 13, 2-7
• 有馬誠一. 高設栽培用イチゴ収穫ロボット(第1報). 植物工場学会誌. 2001, 13, 3, 159-166
• 有馬誠一. 高設栽培用イチゴ収穫ロボット(第2報). 植物工場学会誌. 2003, 15, 3, 162-168
• 中尾真梨子. 高設栽培いちご収穫ロボットにおける収穫アプローチ方向の検討. 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会講演要旨集, 2010. 2010
• HAN, KS. Strawberry Harvesting Robot for Bench-type Cultivation. Journal of Biosystems Engineering. 2012, 37, 1, 65-74

タイトルに関連する用語 (4件)： 果実 ,  イチゴ ,  収穫ロボット ,  衝突回避