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公開番号2024151594
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-25
出願番号2023065058
出願日2023-04-12
発明の名称選果装置及び情報処理方法
出願人国立大学法人山梨大学
代理人SK弁理士法人,個人,個人
主分類G01N 21/85 20060101AFI20241018BHJP(測定;試験)
要約【課題】果物をより精度よく選別することができる、選果装置及び情報処理方法を提供することを目的としている。
【解決手段】情報処理部を備えた選果装置であって、前記情報処理部は、画像取得部と、果物情報取得部とを有し、前記画像取得部は、果物画像を取得するように構成され、前記果物情報取得部は、領域取得部と、判定部とを有し、前記領域取得部は、前記果物画像に基づいて、果物の果柄領域を取得するように構成され、前記判定部は、前記果柄領域に基づいて、前記果物の果柄の有無を判定する、選果装置が提供される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
情報処理部を備えた選果装置であって、
前記情報処理部は、画像取得部と、果物情報取得部とを有し、
前記画像取得部は、果物画像を取得するように構成され、
前記果物情報取得部は、領域取得部と、判定部とを有し、
前記領域取得部は、前記果物画像に基づいて、果物の果柄領域を取得するように構成され、
前記判定部は、前記果柄領域に基づいて、前記果物の果柄の有無を判定する、選果装置。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
請求項１に記載の選果装置であって、
前記領域取得部は、前記果物画像に対してＲＧＢ色空間からＨＬＳ色空間へ変換することで変換果物画像を取得し、且つ、ＨＬＳ色空間において前記変換果物画像の画素のうち、第１色相範囲に含まれ且つ第１明度範囲に含まれ且つ第１彩度範囲に含まれる画素を前記果柄領域としている、選果装置。
【請求項３】
請求項１に記載の選果装置であって、
前記判定部は、前記果柄領域の面積に基づいて、前記果物の果柄の有無を判定する、選果装置。
【請求項４】
請求項１に記載の選果装置であって、
前記領域取得部は、前記果物画像に基づいて、前記果物の果実領域を取得するように構成され、
前記果物情報取得部は、赤道径取得部を更に有し、
前記赤道径取得部は、前記果柄領域及び前記果実領域に基づいて接続位置を取得すると共に前記果実領域に基づいて重心位置を取得し、且つ、前記接続位置及び前記重心位置に基づいて前記果物の赤道径を取得し、
前記接続位置は、前記果柄領域と前記果実領域とが接続する画素の位置に対応し、
前記重心位置は、前記果実領域の重心となる画素の位置に対応している、選果装置。
【請求項５】
請求項４に記載の選果装置であって、
前記果物画像は、前記果物を上部から撮影した上部果物画像と、前記果物を横から撮影した側部果物画像とを含み、
前記赤道径取得部は、前記上部果物画像の前記果物画像の前記果柄領域及び前記果実領域に基づいて、前記接続位置と前記重心位置との間の距離を取得し、
前記距離が予め定められた距離以上である場合には、前記赤道径取得部は、前記上部果物画像の前記果物画像に基づいて、前記果物の前記赤道径を取得し、
前記距離が予め定められた距離より小さい場合には、前記赤道径取得部は、前記側部果物画像で取得した前記果物画像に基づいて、前記果物の前記赤道径を取得する、選果装置。
【請求項６】
請求項５に記載の選果装置であって、
前記赤道径の方向は、前記接続位置と前記重心位置とを結ぶ直線に対して直交している、選果装置。
【請求項７】
請求項１に記載の選果装置であって、
前記領域取得部は、前記果物画像に基づいて、前記果物の果実領域を取得するように構成され、
前記果物情報取得部は、着色率取得部を更に有し、
前記着色率取得部は、前記果実領域内に含まれる着色画素を取得し、且つ、前記果実領域の面積に対する前記着色画素の数の割合に基づいて着色率を取得し、
前記着色画素は、ＨＬＳ色空間において第２色相範囲に含まれ且つ第２彩度範囲に含まれ且つ第２明度範囲に含まれる画素である、選果装置。
【請求項８】
請求項１に記載の選果装置であって、
撮影機構と、照明機構を更に備え、
前記撮影機構は、カメラと光拡散部材とを有し、
前記照明機構は、光源を有し、
前記カメラは、前記光拡散部材内において前記果物に臨むように設けられおり、
前記光拡散部材は、前記果物を取り囲むように設けられ、
前記光源は、前記光拡散部材内に設けられ、且つ、前記光源の光軸が前記光拡散部材に向けられている、選果装置。
【請求項９】
請求項１に記載の選果装置であって、
選別機構を更に備え、
前記選別機構は、複数の格納箱と、エアー吹出部とを有し、
前記エアー吹出部は、エアーを吹き出すことで、前記果物を各前記格納箱に移動させる、選果装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の選果装置であって、
前記選別機構は、格納量検出センサと、報知部とを更に有し、
前記格納量検出センサは、前記格納箱内の前記果物の量を検出可能に構成され、
前記報知部は、前記果物の量に応じて、その旨を報知するように構成されている、選果装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、選果装置及び情報処理方法に関する。
続きを表示（約 4,200 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、青果物をコンベアで搬送しているときにおいて、カメラで青果物を撮像することで、青果物の外観（キズ等）を検査可能に構成された選別装置が開示されている。そして、特許文献１では、カメラで青果物を撮像して取得した画像データを、予め記憶されている検査項目に関する画像データと比較する外観検査が開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
特開２０１５－３２８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
青果物の中には、サクランボやリンゴといったように果柄を有する果物がある。これらの果柄を有する果物は、例えば贈り物として用いられる等から理解されるように、外観に対する要求基準が野菜等よりも高いと考えることができ、より精度の高い選別が必要である。特許文献１では、画像データ同士を比較することで検査がなされるが、比較している部位が同様であるかが不明であり、適切な選別ができなくなる可能性が高くなる、という課題がある。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、果物をより精度よく選別することができる、選果装置及び情報処理方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、［１］情報処理部を備えた選果装置であって、前記情報処理部は、画像取得部と、果物情報取得部とを有し、前記画像取得部は、果物画像を取得するように構成され、前記果物情報取得部は、領域取得部と、判定部とを有し、前記領域取得部は、前記果物画像に基づいて、果物の果柄領域を取得するように構成され、前記判定部は、前記果柄領域に基づいて、前記果物の果柄の有無を判定する、選果装置が提供される。
【０００７】
本発明によれば、領域取得部が果物画像に基づいて果物の果柄領域を取得するため、検査対象の部位を果柄として特定することが可能であり、そして、判定部が、検査対象の部位として特定された果柄領域に基づいて果物の果柄の有無を判定するため、果物（果物の果柄の有無）をより精度よく選別することができる。
【０００８】
以下、本発明の種々の実施形態を例示する。以下に示す実施形態は互いに組み合わせ可能である。
［２］［１］に記載の選果装置であって、前記領域取得部は、前記果物画像に対してＲＧＢ色空間からＨＬＳ色空間へ変換することで変換果物画像を取得し、且つ、ＨＬＳ色空間において前記変換果物画像の画素のうち、第１色相範囲に含まれ且つ第１明度範囲に含まれ且つ第１彩度範囲に含まれる画素を前記果柄領域としている、選果装置。
［３］［１］又は［２］に記載の選果装置であって、前記判定部は、前記果柄領域の面積に基づいて、前記果物の果柄の有無を判定する、選果装置。
［４］［１］～［３］の何れか１つに記載の選果装置であって、前記領域取得部は、前記果物画像に基づいて、前記果物の果実領域を取得するように構成され、前記果物情報取得部は、赤道径取得部を更に有し、前記赤道径取得部は、前記果柄領域及び前記果実領域に基づいて接続位置を取得すると共に前記果実領域に基づいて重心位置を取得し、且つ、前記接続位置及び前記重心位置に基づいて前記果物の赤道径を取得し、前記接続位置は、前記果柄領域と前記果実領域とが接続する画素の位置に対応し、前記重心位置は、前記果実領域の重心となる画素の位置に対応している、選果装置。
［５］［４］に記載の選果装置であって、前記果物画像は、前記果物を上部から撮影した上部果物画像と、前記果物を横から撮影した側部果物画像とを含み、前記赤道径取得部は、前記上部果物画像の前記果物画像の前記果柄領域及び前記果実領域に基づいて、前記接続位置と前記重心位置との間の距離を取得し、前記距離が予め定められた距離以上である場合には、前記赤道径取得部は、前記上部果物画像の前記果物画像に基づいて、前記果物の前記赤道径を取得し、前記距離が予め定められた距離より小さい場合には、前記赤道径取得部は、前記側部果物画像で取得した前記果物画像に基づいて、前記果物の前記赤道径を取得する、選果装置。
［６］［５］に記載の選果装置であって、前記赤道径の方向は、前記接続位置と前記重心位置とを結ぶ直線に対して直交している、選果装置。
［７］［１］～［６］の何れか１つに記載の選果装置であって、前記領域取得部は、前記果物画像に基づいて、前記果物の果実領域を取得するように構成され、前記果物情報取得部は、着色率取得部を更に有し、前記着色率取得部は、前記果実領域内に含まれる着色画素を取得し、且つ、前記果実領域の面積に対する前記着色画素の数の割合に基づいて着色率を取得し、前記着色画素は、ＨＬＳ色空間において第２色相範囲に含まれ且つ第２彩度範囲に含まれ且つ第２明度範囲に含まれる画素である、選果装置。
［８］［１］～［７］の何れか１つに記載の選果装置であって、撮影機構と、照明機構を更に備え、前記撮影機構は、カメラと光拡散部材とを有し、前記照明機構は、光源を有し、前記カメラは、前記光拡散部材内において前記果物に臨むように設けられおり、前記光拡散部材は、前記果物を取り囲むように設けられ、前記光源は、前記光拡散部材内に設けられ、且つ、前記光源の光軸が前記光拡散部材に向けられている、選果装置。
［９］［１］～［８］の何れか１つに記載の選果装置であって、選別機構を更に備え、前記選別機構は、複数の格納箱と、エアー吹出部とを有し、前記エアー吹出部は、エアーを吹き出すことで、前記果物を各前記格納箱に移動させる、選果装置。
［１０］［９］に記載の選果装置であって、前記選別機構は、格納量検出センサと、報知部とを更に有し、前記格納量検出センサは、前記格納箱内の前記果物の量を検出可能に構成され、前記報知部は、前記果物の量に応じて、その旨を報知するように構成されている、選果装置。
［１１］情報処理部を備えた選果装置であって、前記情報処理部は、画像取得部と、果物情報取得部とを有し、前記画像取得部は、果物画像を取得するように構成され、前記果物情報取得部は、領域取得部と、赤道径取得部とを有し、前記領域取得部は、前記果物画像に基づいて、果物の果柄領域及び前記果物の果実領域を取得するように構成され、前記赤道径取得部は、前記果柄領域及び前記果実領域に基づいて接続位置を取得すると共に前記果実領域に基づいて重心位置を取得し、且つ、前記接続位置及び前記重心位置に基づいて前記果物の赤道径を取得し、前記接続位置は、前記果柄領域と前記果実領域とが接続する画素の位置に対応し、前記重心位置は、前記果実領域の重心となる画素の位置に対応している、選果装置。
［１２］コンピュータが実行する、果物を選果するための情報処理方法であって、果物画像取得ステップと、領域取得ステップと、判定ステップとを備え、前記果物画像取得ステップでは、果物画像を取得し、前記領域取得ステップでは、前記果物画像に基づいて、果物の果柄領域を取得し、前記判定ステップでは、前記果柄領域に基づいて、前記果物の果柄の有無を判定する、情報処理方法。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、第１実施形態に係る選果装置１００の全体構成を示す斜視図である。
図２は、図１に示す撮影機構２に形成された３つの開口部Ｏｐを通る仮想平面で、撮影機構２と照明機構３を切断した状態を示した斜視図である。なお、図２において、矢印Ｌａは、光源３Ｃの光軸の方向を模式的に示している。
図３Ａは、図１に示す選果装置１００のうち選別機構４を取り除いた状態を示す正面図である。図３Ｂは、上述の図２に係る仮想平面を通るベルトコンベア１Ａ及び撮影機構２の端面図である。なお、図３Ａにおいて、矢印Ｌａは、光源３Ｃの光軸の方向を模式的に示している。また、図３Ｂでは、図３Ａに示す照明機構３（支持部３Ａ及び基板部３Ｂ）については図示省略している。
図４は、図１に示す選別機構４の詳細構成を説明するための斜視図である。
図５は、第１実施形態に係る選果装置１００の機能ブロック図である。
図６Ａは、ベルトコンベア１Ａで倒れた状態の果物（サクランボ）を撮像する様子を模式的に示している。図６Ｂは、ベルトコンベア１Ａで直立状態の果物（サクランボ）を撮像する様子を模式的に示している。図６Ａ及び図６Ｂにおいて、矢印Ａｒ１は図２に示す上部カメラ２Ａ１の撮像方向を模式的に表しており、矢印Ａｒ２は図２に示す右側部カメラ２Ａ２の撮像方向を模式的に表しており、矢印Ａｒ３は図２に示す左側部カメラ２Ａ３の撮像方向を模式的に表している。
図７は、果物（サクランボ）の各部位等を説明するための模式図である。
図８は、果物（サクランボ）が撮像された果物画像ｄ１の各画素を模式的に示した説明図である。
図９は、図８に示す果物画像ｄ１のうちの果柄領域Ｒｇ１が二値化処理されて黒で示された様子を模式的に示している。
図１０は、図８に示す果物画像ｄ１のうちの果実領域Ｒｇ２が二値化処理されて黒で示された様子を模式的に示している。
図１１は、カメラ２Ａが倒れた状態の果物を撮像する場合において、領域取得部５Ｂ１が取得する４つの領域（上部カメラ２Ａ１に基づく果柄領域Ｒｇ１及び果実領域Ｒｇ２と、右側部カメラ２Ａ２に基づく果実領域Ｒｇ２と、左側部カメラ２Ａ３に基づく果実領域Ｒｇ２）により、赤道径や着色率が取得される様子を模式的に示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。また、各特徴事項について独立して発明が成立する。
（【００１１】以降は省略されています）

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