鏡面反射を利用したトマト果実の3 次元位置測定システム

• 担当機関: （独）農業・生物系特定産業技術研究機構 生物系特定産業技術研究支援センター
• 研究期間: 2000～2004
• 研究担当者: 安食惠治; 久保田興太郎; 清水秀夫; 太田智彦; 中根幸一; 米田隆志（芝浦工業大学）; 林茂彦
• 発行年度: 2004
• 要約: 実にハロゲンランプを照射し、着色果実に生じた鏡面反射を検出することで3次元位置を測定する画像処理システムである。果実同士が密着している場合や着色の少ない場合でも、果実の3次元位置を測定できる。
• キーワード: トマト、果実、3次元位置測定、画像処理、鏡面反射、収穫ロボット
• 背景・ねらい: トマトの収穫は全て手作業で行われているため省力化機械の開発が求められている。これまで収穫ロボットの視覚部としてトマト果実の検出技術の開発が行われてきたが、自然光下で果実同士の重なりがある場合や着色の少ない場合には、果実の位置測定が困難であった。そこで、果房内で果実が隣接した状態においても3次元位置を測定できる画像処理システムを開発する。
• 成果の内容・特徴: 1.; 図1）。; 2.; 図2）。3次元位置計算後、直近果実（カメラに最も近い着色果実）を自動で選び出す。; 3.; 図3）。; 4.; 図4）。また、１回の測定時間は3秒程度である。; 5.; 着色度がⅡ程度で、着色が少ない場合（550、670nmでの分光反射率がそれぞれ25、18%程度）でも検出が可能である。; 6.; 照度120～45700 Lxで茎葉に隠れていない場合、着果数が1個のとき、直近果実の検出率は100%である。1果房の着果数が2、3個の場合、着色果実数にかかわらず、検出率は80%以上である。着果数が4個で着色果実数が2～4個の場合、着果数が5個で着色果実数が3、4個の場合、検出率は90%以上である。着果数が4個で着色果実数が1個の場合、着果数が5個で着色果実数が1、2個の場合、検出率は60%である。
• 成果の活用面・留意点: 1.; 収穫ロボットの視覚部として利用が可能である。; 2.; 高照度(50000Lx以上)の直射日光時には遮光カーテンを用いる等の対策が必要である。
• カテゴリ: 画像処理 省力化 トマト ロボット