トマト苗接ぎ木ロボットのための苗選別用マシンビジョンシステム

番茄育苗嫁接机器人选苗机器视觉系统

基本信息

批准号：
08F08110
负责人：
近藤直
金额：
$ 1.02万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08F08110/
关键词：
接ぎ木マシンビジョンロボット苗生産トマト画像

项目摘要

減農薬かつ高品質,高収量の野菜生産が望まれる現在,接ぎ木苗の需要は世界的に高まっている。本研究は,今後予測される大量の接ぎ木苗生産作業の自動化を最終目標とし,トマトを対象とした接ぎ木ロボットのマシンビジョンシステムの開発を行うものである。既開発の接ぎ木ロボットにはウリ科のものがあるが,ナス科のものは普及まで及んでいない。その最大の原因は主茎の寸法および曲がり等が不均一な台木,穂木に対して,メカニカルな機構だけでは対応困難なためである。その問題解決のため,本研究ではマシンビジョンで台木,穂木の主茎寸法ならびに曲がり等を検出し,3階級2等級に選別すると同時に,適切な接合位置を判定するシステムの開発を目的とした。この選別により,接ぎ木作業の成功率の向上だけでなく,養生期間も最適化できると期待される。実際にはまず,穂木および台木の選別実験・切断位置判定実験とマシンビジョンのソフトウエアの改良を行った。これは,穂木と台木それぞれをセルトレイから移送キャリアに移植後,平成20年度に開発した逆光源とモノクロカメラから成るマシンビジョンシステムとソフトウエアを用い,2方向から画像入力を行うシステムである。各2枚の画像を基に,穂木,台木とも3階級(L,M,S)2等級(正,格外)に選別した。階級は主茎の径とし,等級は曲がりの程度で判定した結果,成功率は97%となった。残りの3%は葉で茎が隠されている場合であった。さらに,接ぎ木作業後の最終検査システムの構築を行った。その結果,やはり照明はバックライトの時の方が接合部に不具合があるときには正確に画像で判断できる確率が高かった。

目前，全世界对嫁接幼苗的需求正在增长，因为人们渴望生产植物，而农药，高品质和高产。这项研究旨在开发一种机器视觉系统，以嫁接靶向西红柿的机器人，其最终目标是自动化生产大量嫁接幼苗，这些植物预计将来会生产。一些先前开发的嫁接机器人来自Cucurbitaceae家族，但Solanaceae家族并没有流行。其主要原因是，仅使用机械机制，很难处理具有不均匀尺寸和弯曲的根stock和scions。为了解决这个问题，这项研究的目的是开发一个系统，该系统使用机器视觉检测主要的茎大小和弯曲和接头的弯曲，将它们选择为三个年级和2年级，并同时确定适当的关节位置。预计这种排序不仅会提高嫁接工作的成功率，还可以优化固化期。在实践中，我们首先对Scion和rootstock进行了筛选和切割位置确定实验，以及改进的机器视觉软件。这是一个系统，它使用机器视觉系统和软件，该系统由背光源和2008年开发的单色相机组成，此前将接头和砧木从单元格托盘植入到传输载波，然后从两个方向输入图像。基于每个图像，将Scion和Rootstock选择分为三个等级（L，M，S）等级（正，不合格）。该等级由主茎的直径确定，并且等级由弯曲程度确定，成功率为97％。其余的3％是茎被叶子隐藏时。此外，构建嫁接后的最终检查系统。结果，当背光较高时关节出现问题时，准确确定图像的照明的概率较高。