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J-GLOBAL ID：201902289143565684   整理番号：19A0956137

定置型イチゴ収穫ロボットによる糖度計測技術の開発

Measurement of Sugar Content by Stationary Strawberry-Harvesting Robot

著者 (7件)： 坪田将吾 (農業・食品産業技術総合研究機構 農業技術革新工学研究センター) ,  手島司 (農業・食品産業技術総合研究機構 農業技術革新工学研究センター) ,  山本聡史 (秋田県立大学生物資源科学部) ,  小林有一 (農業・食品産業技術総合研究機構 農業技術革新工学研究センター) ,  中山夏希 (農業・食品産業技術総合研究機構 農業技術革新工学研究センター) ,  LOAN Nguyen Thi Thanh (農業・食品産業技術総合研究機構 農業技術革新工学研究センター) ,  林茂彦 (農業・食品産業技術総合研究機構 本部)
資料名： 植物環境工学  (Journal of Science and High Technology in Agriculture)
巻： 31  号： 1  ページ： 31-41(J-STAGE)  発行年： 2019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： 定置型イチゴ収穫ロボットに付加可能な糖度計測システムを試作し,精度を調べた結果,以下の知見を得た.1) イチゴの果実全体の糖度と,赤道部および果頂部付近の糖度の関係を調べた結果,赤道部付近で全体との相関係数が0.89と高く,果頂部付近よりも分光計測の目標部位として適していることがわかった.2) 近赤外分光法によるイチゴ糖度の非接触計測を目指し,反射方式と透過方式を比較した結果,反射方式では実測値に対する推定値の相関係数が0.78,RMSEが0.72 Brix %,透過方式では実測値に対する推定値の相関係数が0.79,RMSEが0.69 Brix %であり,両者に有意な差は無かった.3) イチゴ収穫ロボットに果柄を把持された状態の果実に対し,RGB-Depthセンサで撮影したRGB画像と距離画像を用いた画像処理によって姿勢の推定と赤道部の検出を行い,検出した赤道部が近赤外分光器の採光部と一定距離になるようロボットアームが動作した後,反射方式の分光計測により果実糖度を推定する糖度計測システムを開発した.本システムによるイチゴ果実の姿勢の推定結果は,Roll角では推定値と実測値の相関係数は0.97,RMSEは3.0 ° であり,Pitch角では推定値と実測値の相関係数は0.90,RMSEは6.7 ° であった.姿勢制御後に果実の赤道部を検出し,近赤外分光器の採光部との距離をロボットアームにより制御した結果,目標5 mmに対して平均3.8 mm(標準偏差1.3 mm)であった.そして,位置決め制御後の分光計測結果から推定された糖度は,平均実測値8.0 Brix %(標準偏差 1.0 Brix %)の果実102果を供試した場合,平均8.2 Brix %(標準偏差1.0 Brix %),推定値と実測値の相関係数が0.66,RMSEが0.80 Brix %であり,開発した糖度計測システムは,RGB-Depthセンサによらない位置決め後に分光計測を行う「手動計測」と同等な糖度推定が可能であった.(著者抄録)

シソーラス用語： *イチゴ ,  *ロボット ,  部品 ,  近赤外分光分析 ,  *計測システム ,  開発 ,  *収穫機 ,  選別 ,  システム開発 ,  *収穫ロボット ,  選果 ,  *果物
準シソーラス用語： 近赤外分光法 ,  *糖度計測システム

著者キーワード (5件)： harvesting robot ,  image processing ,  RGB-depth sensor ,  strawberry ,  sugar content

分類 (3件)： 食品の分析  (FJ01030U) ,  分光分析  (CC03012W) ,  収穫・調製用機械  (FB03030K)

引用文献 (25件)：

• 林茂彦,雁野勝宣,黒崎秀仁,有馬誠一,門田充司.V字型整枝されたナスを対象としたロボット収穫システム(第2報)-ナスの収穫実験-.植物工場学会誌.15(4): 211-216. 2003.
• Van Henten E J, Van Tujil B A J, Hemming J, Kornet J K, Bontsema J, Van Os E A. Field test of an autonomous cucumber picking robot. Biosyst. Eng. 86(3): 305-313. 2003.
• Tanigaki K, Fujiura T, Akase A, Imagawa J. Cherry-harvesting robot. Comput. Electron. Agr. 63(1): 65-72. 2008.
• 太田智彦,山下貴史,林茂彦,米田隆志.鏡面反射利用の視覚システムを持つトマト収穫ロボットの開発(第2報)-動画処理による走行制御システムとハウス内収穫実験-.農業機械学会誌.72(6): 595-603. 2010.
• Bac C W, Hemming J, Van Tuijl B A J, Barth R, Wais E, Van Henten E J. Performance evaluation of a harvesting robot for sweet pepper. J. Field. Robot. 34(6): 1123-1139. 2017.

タイトルに関連する用語 (6件)： 定置 ,  イチゴ ,  収穫ロボット ,  糖度 ,  計測 ,  開発