特許ウォッチ

公開番号2025013108
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-24
出願番号2023202899
出願日2023-11-30
発明の名称収穫塊茎のサイズごとの貯蔵ロケーションを記録する装置及び方法
出願人ダルハウジー、ユニバーシティー,DALHOUSIE UNIVERSITYT
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G01B 11/10 20060101AFI20250117BHJP(測定;試験)
要約【課題】ビンパイラによって堆積された収穫塊茎のサイズごとの貯蔵ロケーションを決定する装置及び方法が提供される。
【解決手段】方法は、収穫塊茎の1つ以上の画像をキャプチャすること、画像内で見える個々の塊茎描写をセグメント化すること、複数の個々の塊茎描写についての1つ以上の形状特性を決定すること、その個々の塊茎描写の形状特性に基づいて、個々の塊茎描写のうちの少なくとも1つが、非閉塞塊茎描写であることを決定することによって、1つ以上の非閉塞塊茎描写を識別すること、非閉塞塊茎描写のうちの少なくとも1つに対応する塊茎のサイズを測定すること、測定されたサイズに基づいて、平均サイズを、閉塞塊茎描写に対応する少なくとも塊茎に起因するものとすること、ビンパイラのロケーションデータに少なくとも部分的に基づいて、収穫塊茎の貯蔵ロケーションを決定すること、及び、貯蔵ロケーション及び平均サイズをメモリ内に記録すること、を含み得る。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ビンパイラによって堆積された収穫塊茎のサイズごとの貯蔵ロケーションを記録する方法であって、
カメラを使用して、前記ビンパイラに向かってコンベヤ上を移動する前記収穫塊茎の１つ以上の画像をキャプチャすることと、
プロセッサによって、前記１つ以上の画像内で見える個々の塊茎描写をセグメント化することと、
前記プロセッサによって、複数の前記個々の塊茎描写についての１つ以上の形状特性を決定することと、
前記プロセッサによって、前記個々の塊茎描写の前記１つ以上の形状特性に基づいて、前記個々の塊茎描写のうちの少なくとも１つが、非閉塞塊茎描写であることを決定することによって、１つ以上の前記非閉塞塊茎描写を識別することであって、前記塊茎描写は閉塞塊茎描写を含む、１つ以上の非閉塞塊茎描写を識別することと、
前記プロセッサによって、前記非閉塞塊茎描写のうちの少なくとも１つに対応する塊茎のサイズを測定することと、
前記プロセッサによって、前記非閉塞塊茎描写のうちの前記少なくとも１つに対応する前記塊茎のサイズに基づいて、平均サイズを少なくとも前記閉塞塊茎描写に対応する塊茎に起因するものとすることと、
前記プロセッサによって、ビンパイラのロケーションデータに少なくとも部分的に基づいて、前記収穫塊茎の前記貯蔵ロケーションを決定することと、
前記収穫塊茎の前記貯蔵ロケーション及び前記平均サイズをメモリ内に記録することと、を含む、方法。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記セグメント化することが、ＭａｓｋＲｅｇｉｏｎ－ｂａｓｅｄＣｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌＮｅｕｒａｌＮｅｔｗｏｒｋ（Ｒ－ＣＮＮ）モデルを使用して、各個々の塊茎描写についてのバイナリマスクを導出することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記１つ以上の形状特性を決定することが、色ベース特徴パラメータ、及び、前記バイナリマスクについての縁部ベース特徴パラメータを、決定することのうちの、少なくとも１つを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記１つ以上の非閉塞塊茎描写を識別することは、ランダムフォレストモデルを使用する完全に及び部分的に見える塊茎描写のバイナリ分類を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記サイズは、容積、投影エリア、及び１次元長さのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記測定することは、前記非閉塞塊茎描写の前記少なくとも１つの外部輪郭を楕円とフィットさせること、及び、前記楕円の長径及び短径を決定することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記収穫塊茎の前記貯蔵ロケーションを決定することは、前記コンベヤの１つ以上の動き特性に更に基づく、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記ビンパイラのロケーションデータは、前記ビンパイラ上に位置決めされたか、又は前記貯蔵ロケーションに近接する、１つ以上のセンサから受信される、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記収穫塊茎はジャガイモを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
収穫塊茎のサイズごとの貯蔵ロケーションを記録するための装置であって、
前記貯蔵ロケーションにおいて前記収穫塊茎を堆積させるように構成されたビンパイラと、
前記収穫塊茎を前記ビンパイラに向けて移動させるように構成されたコンベヤと、
前記コンベヤ上を移動する前記収穫塊茎の１つ以上の画像をキャプチャするように構成されたカメラと、
前記ビンパイラのロケーションを示すビンパイラのロケーションデータを生成するように構成されたロケーションシステムと、
少なくとも１つのプロセッサ及びメモリを有する制御システムと、
を備え、
前記少なくとも１つのプロセッサは、集合的に、
前記カメラから前記１つ以上の画像を受信すること、
前記１つ以上の画像内で見える個々の塊茎描写をセグメント化すること、
複数の前記個々の塊茎描写についての１つ以上の形状特性を決定すること、
その個々の塊茎描写の前記１つ以上の形状特性に基づいて、前記個々の塊茎描写のうちの少なくとも１つが、非閉塞塊茎描写であることを決定することによって、１つ以上の非閉塞塊茎描写を識別することであって、前記塊茎描写は閉塞塊茎描写を含む、１つ以上の非閉塞塊茎描写を識別すること、
前記非閉塞塊茎描写のうちの少なくとも１つに対応する塊茎のサイズを測定すること、
前記非閉塞塊茎描写のうちの前記少なくとも１つに対応する前記塊茎のサイズに基づいて、平均サイズを、少なくとも前記閉塞塊茎描写に対応する塊茎に起因するものとすること、
前記ビンパイラのロケーションデータに少なくとも部分的に基づいて、前記収穫塊茎の前記貯蔵ロケーションを決定すること、及び、
前記収穫塊茎の前記貯蔵ロケーション及び前記平均サイズを、前記メモリ内に記録すること、
を実行するように構成される、
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】
[0001] 本願は、ビンパイラによって堆積された収穫塊茎のサイズごとの貯蔵ロケーションを記録する装置及び方法に関する。
続きを表示（約 3,300 文字）【背景技術】
【０００２】
[0002] 塊茎とは、何らかの植物において栄養素の貯蔵器官として使用される或るタイプの拡大構造である。塊茎作物は、世界中で最も重要な作物のうちのいくつかであり、世界の食料供給の大部分を形成する。塊茎は、塊根（例えば、ジャガイモ、ヤマノイモ）及び塊茎（例えば、サツマイモ、キャッサバ）を含む。
【０００３】
[0003] 農業応用例において、塊茎はしばしば、サイズなどの物理的属性に基づいて格付けされ得る。塊茎の意図する応用例及び価格設定は、格付け結果に基づき得る。例えば、フライドポテト及びチップスを製造するために使用可能な、大きく細長いジャガイモは、より高く価格設定され得る。マッシュポテト又はポテトフレークなどの他の加工品に使用可能な、より小さく形が不揃いのジャガイモは、より低く価格設定され得る。
【０００４】
[0004] 収穫後、適時に塊茎を格付けすることで、適切な価格設定及び物流作業（貯蔵、加工、及び流通）を実行可能にすることができる。これにより、作業の効率性を向上させ、収穫後廃棄を減らすことができる。
【発明の概要】
【０００５】
[0005] 下記の概要は、後続のより詳細な考察を読者に紹介するために提供する。概要は、いずれの特許請求の範囲又は今までのところは請求されていない発明を制限又は定義するものとは意図されていない。１つ以上の発明は、本願の、特許請求の範囲及び図面を含むいずれかの部分に開示されている要素又はプロセスステップの、任意の組み合わせ又は副組み合わせ内に存在し得る。
【０００６】
[0006] いくつかの態様に従い、ビンパイラによって堆積された収穫塊茎のサイズごとの貯蔵ロケーションを記録する方法が提供される。方法は、カメラを使用して、ビンパイラに向かってコンベヤ上を移動する収穫塊茎の１つ以上の画像をキャプチャすることと、プロセッサによって、１つ以上の画像内で見える個々の塊茎描写をセグメント化することと、プロセッサによって、複数の個々の塊茎描写についての１つ以上の形状特性を決定することと、プロセッサによって、その個々の塊茎描写の１つ以上の形状特性に基づいて、個々の塊茎描写のうちの少なくとも１つが、非閉塞塊茎描写であることを決定することによって、１つ以上の非閉塞塊茎描写を識別することであって、塊茎描写は閉塞塊茎描写を含む、１つ以上の非閉塞塊茎描写を識別することと、プロセッサによって、非閉塞塊茎描写のうちの少なくとも１つに対応する塊茎のサイズを測定することと、プロセッサによって、非閉塞塊茎描写のうちの少なくとも１つに対応する塊茎のサイズに基づいて、平均サイズを少なくとも閉塞塊茎描写に対応する塊茎に起因するものとすることと、プロセッサによって、ビンパイラのロケーションデータに少なくとも部分的に基づいて、収穫塊茎の貯蔵ロケーションを決定することと、収穫塊茎の貯蔵ロケーション及び平均サイズをメモリ内に記録することと、を含み得る。
【０００７】
[0007] いくつかの態様に従い、収穫塊茎のサイズごとの貯蔵ロケーションを記録するための装置が提供される。装置は、ビンパイラ、コンベヤ、カメラ、ロケーションシステム、及び制御システムを備え得る。ビンパイラは、貯蔵ロケーションにおいて収穫塊茎を堆積させるように構成され得る。コンベヤは、収穫塊茎をビンパイラに向けて移動させるように構成され得る。カメラは、コンベヤ上を移動する収穫塊茎の１つ以上の画像をキャプチャするように構成され得る。ロケーションシステムは、ビンパイラのロケーションを示すビンパイラのロケーションデータを生成するように構成される。制御システムは、少なくとも１つのプロセッサ及びメモリを有し得る。少なくとも１つのプロセッサは、集合的に、カメラから１つ以上の画像を受信すること、１つ以上の画像内で見える個々の塊茎描写をセグメント化すること、複数の個々の塊茎描写についての１つ以上の形状特性を決定すること、その個々の塊茎描写の１つ以上の形状特性に基づいて、個々の塊茎描写のうちの少なくとも１つが、非閉塞塊茎描写であることを決定することによって、１つ以上の非閉塞塊茎描写を識別することであって、塊茎描写は閉塞塊茎描写を含む、１つ以上の非閉塞塊茎描写を識別すること、非閉塞塊茎描写のうちの少なくとも１つに対応する塊茎のサイズを測定すること、非閉塞塊茎描写のうちの少なくとも１つに対応する塊茎のサイズに基づいて、平均サイズを、少なくとも閉塞塊茎描写に対応する塊茎に起因するものとすること、ビンパイラのロケーションデータに少なくとも部分的に基づいて、収穫塊茎の貯蔵ロケーションを決定すること、及び、収穫塊茎の貯蔵ロケーション及び平均サイズをメモリ内に記録すること、を実行するように構成され得る。
【０００８】
[0008] いくつかの態様に従い、プロセッサによって実行可能な命令を備える非一時的コンピュータ可読媒体が提供される。命令は、実行されるとき、ビンパイラに向けてコンベヤ上を移動する収穫塊茎の１つ以上の画像をカメラから受信すること、１つ以上の画像内で見える個々の塊茎描写をセグメント化すること、複数の個々の塊茎描写についての１つ以上の形状特性を決定すること、その個々の塊茎描写の１つ以上の形状特性に基づいて、個々の塊茎描写のうちの少なくとも１つが、非閉塞塊茎描写であることを決定することによって、１つ以上の非閉塞塊茎描写を識別することであって、塊茎描写は閉塞塊茎描写を含む、１つ以上の非閉塞塊茎描写を識別すること、非閉塞塊茎描写のうちの少なくとも１つに対応する塊茎のサイズを測定すること、非閉塞塊茎描写のうちの少なくとも１つに対応する塊茎のサイズに基づいて、平均サイズを、少なくとも閉塞塊茎描写に対応する塊茎に起因するものとすること、ビンパイラのロケーションデータに少なくとも部分的に基づいて、収穫塊茎の貯蔵ロケーションを決定すること、及び、収穫塊茎の貯蔵ロケーション及び平均サイズをメモリ内に記録すること、を実行するようにプロセッサを構成し得る。
【０００９】
[0009] 本明細書に含まれる図面は、本明細書の物品、方法、及び装置の様々な例を例示するためのものであって、いかなる形で教示されたものであってもその範囲を限定することは意図されていない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
[0010] 一実施形態に従った、収穫塊茎のサイズごとの貯蔵ロケーションを記録するための装置を示す概略図である。
[0011] 図１の装置の制御システムを示すブロック図である。
[0012] ビンパイラによって堆積された収穫塊茎のサイズごとの貯蔵ロケーションを記録する例示の方法を示すフローチャートである。
[0013] 一実施形態に従った、コンベヤ上を移動する複数のジャガイモの例示のキャプチャ画像である。
[0014] 図４Ａの例示のキャプチャ画像について生成されたセグメント化画像である。
[0015] 図４Ｂに示される個々のジャガイモ描写の間で識別された、５つの非閉塞ジャガイモ描写についてのバイナリマスクを示す図である。
[0016] 一実施形態に従った、個々の塊茎描写の例示のバイナリマスク周辺にフィットする境界ボックスを示す図である。
[0017] 一実施形態に従った、個々の塊茎描写の例示のバイナリマスク周辺にフィットする角度調整境界ボックスを示す図である。
[0018] 図５Ｂの例示のバイナリマスクの外部輪郭にフィットする楕円を示す図である。
[0019] 一実施形態に従った、個々の塊茎描写の例示のバイナリマスクの、その凸包からの偏位を示す図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許