吊り下げ移動型トマト栽培施設におけるロボット作業システムの確立

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14360151
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Osaka Prefecture University
• Principal Investigator: 藤浦 建史 大阪府立大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (00026585)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 池田 英男 大阪府立大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (00081547) ; 西浦 芳史 大阪府立大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助教授 (80221472) ; 土肥 誠 島根大学, 生物資源科学部, 助教授 (60284022)
• Keywords: ロボット / 農作業 / トマト収穫 / 自動化 / 三次元認識 / 三次元画像 / 反射分光特性 / レーザ

Research Abstract

1.この研究は、吊り下げ移動型トマト栽培施設において、定植後の一連の作業をロボットにより行う作業システムを確立することを目的としている。
2.本年度は、ロボット本体と三次元視覚センサを試作し、基礎実験を行った。対象とする作物が移動する栽培方法でありロボットが畝に沿って走行する必要がないので、ロボットは定置式とした。
3.作物の認識のため、2波長のレーザビームを走査するアクティブレンジファインダ型小型三次元視覚センサを試作し、ロボットの腕の先に装着した。この三次元視覚センサは、照明条件の影響を受けないよう、レーザ光を点滅させ、点滅させた周波数成分のみをコンピュータに入力するようにした。
4.実験室内及び吊り下げ移動型トマト栽培施設において、トマトの三次元画像をコンピュータに入力する実験を行った。画像入力は、作業項目として誘引、摘葉、収穫作業を想定して行い、三次元画像からロボットによる自動作業に必要な情報の抽出を試みた。
5.誘引作業のための画像処理は、1本仕立ての誘引作業を目的に、主茎、葉、支柱の位置認識を試みた。実験の結果、主茎、葉、支柱を別々に認識することは可能であった。誘引用エンドエフェクタは、市販の誘引器具を改造したものを試作中である。
6.摘葉作業のための画像認識では、三次元画像から主茎、葉、葉柄、果実等を別々に認識することが可能であった。
7.収穫作業のための画像認識では、赤熟果実、茎葉、支柱を別々に認識することが可能であった。なお、果実の方向によっては果梗が見えないことがあり、果梗を認識しなくても収穫できるエンドエフェクタの必要性が示唆された。

Research Products

• [Publications] 五嶋貴美子, 藤浦建史, 外: "吊下げ移動型トマト栽培施設におけるロボット作業システムの研究(1) ロボットシステムの基本構成"農業生産技術管理学会誌. 9巻・別冊1. 29-30 (2002)
• [Publications] 五嶋貴美子, 藤浦建史, 外: "吊下げ移動型トマト栽培施設におけるロボット作業システムの研究(2) 視覚認識基礎実験"農業生産技術管理学会誌. 9巻・別冊1. 31-32 (2002)
• [Publications] Kimiko Gotou, Tateshi Fujiura, et al.: "3-D Vision System of Tomato Production Robot"Proceedings IEEE/ASME International Conf. Adv. Mechatronics. (発表予定). (2003)
• [Publications] 藤浦建史, 永井小百合, 外: "吊り下げ移動型トマト栽培施設におけるロボット化"農業機械学会関西支部報. 94号(予定). (2003)