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

摘要

イチゴの移動栽培への適用を目的に，栽培ベッド横移送ュ 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 の位置開係を求め，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一 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 がでぎそれらの位置関係から採果エンドェフユクタが接近す 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カゝら収穫対 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ぐ'あまおと め'で73.3%,'紅ほっぺ'で78.3%であった.し力、し，複数の 果柄が進人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.