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

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14360151
• Research Institution: Osaka Prefecture University
• Principal Investigator: 藤浦 建史 大阪府立大学, 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, 農学生命科学研究科, 教授 (00081547) ; 西浦 芳史 大阪府立大学, 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 / 分光反射特性 / 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.前年度は,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。三次元視覚センサは2波長のレーザビームを走査する小型三次元視覚センサとしてロボットの腕の先に装着した。
3.今年度は,誘引作業,摘葉作業,収穫作業の自動化のため,三次元画像認識を行うとともに,それぞれの作業に用いるエンドエフェクタを試作し,基礎実験を行った。
4.誘引作業自動化のための三次元画像処理は,三次元視覚センサで得られた三次元形状と2波長の受光電圧画像を用いて行い,主茎,支柱,葉の各部位を認識するとともに,誘引用エンドエフェクタが葉などに当たらずに誘引作業ができるよう,ロボットの経路を決定する方法をとった。誘引用エンドエフェクタとして,手動式の誘引器具をDCモータで制御できるよう改造したものを用いた。ロボットに取り付けて実験を行った結果,誘引できる機能を確認した。今後,確実な作業のために改良を行う予定である。
5.摘葉作業のための画像処理では,誘引の画像処理の場合に加えて葉柄の認識も行った。摘葉用エンドエフェクタは,葉柄を把持するとともにハサミで切り落とす方式と,ハサミを用いず葉柄を把持して折り曲げて取る方式を試みた。室内での摘葉実験の結果,前者は確実に切り落とせるがハサミを消毒する必要がある。後者は2〜3回程度の折り曲げを繰り返すことにより摘葉が可能であった。
6.収穫作業のための画像認識では,赤熟果実,茎葉,支柱を部位ごとに認識することが可能であった。果実の方向によっては果梗が見えないことがあるため,果梗を認識しなくても収穫できるエンドエフェクタの試作を行った。基礎実験の結果,果梗の離層でうまく離脱できないことがあったので,16年度に改良する予定である。

Research Products

• [Publications] Gotou K., Fujiura T., Nishiura Y., Ikeda H: "3-D Vision System of Tomato Production Robot"Proceedings of IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics. AIM2003. 1210-1215 (2003)