特開 2023-115900 花穂整形方法、花穂整形装置、花穂整形装置の制御装置及び制御方法、並びにプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023115900

(43)【公開日】2023-08-21

(54)【発明の名称】花穂整形方法、花穂整形装置、花穂整形装置の制御装置及び制御方法、並びにプログラム

(51)【国際特許分類】

   A01G 3/037 20060101AFI20230814BHJP

   A01G 3/02 20060101ALI20230814BHJP

【ＦＩ】

A01G3/037

A01G3/02 501Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】17

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023007386

(22)【出願日】2023-01-20

(31)【優先権主張番号】P 2022017961

(32)【優先日】2022-02-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】501203344

【氏名又は名称】国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(74)【代理人】

【識別番号】100188558

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 雅人

(74)【代理人】

【識別番号】100154852

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 太一

(72)【発明者】

【氏名】山田 哲資

(72)【発明者】

【氏名】吉田 武史

(72)【発明者】

【氏名】太田 智彦

(57)【要約】

【課題】効率的に花穂を整形することができる花穂整形方法、花穂整形装置、花穂整形装置の制御装置及び制御方法、並びにプログラムを提供する。
【解決手段】花穂を撮像した画像に基づいて、前記花穂を整形する花穂整形範囲を特定し、前記花穂整形範囲に応じて前記花穂の穂軸上に設定された第１位置及び第２位置を穂軸抑えにより保持し、前記第１位置及び前記第２位置の間の前記穂軸に沿って整形刃を移動させて小穂を切断する、花穂整形方法である。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

花穂を撮像した画像に基づいて、前記花穂を整形する花穂整形範囲を特定し、
前記花穂整形範囲に応じて前記花穂の穂軸上に設定された第１位置及び第２位置を穂軸抑えにより保持し、
前記第１位置及び前記第２位置の間の前記穂軸に沿って整形刃を移動させて小穂を切断する、
花穂整形方法。

【請求項2】

前記第１位置と前記第２位置の間で前記整形刃をスライド機構によりスライド移動させて前記小穂を切断する、
請求項１に記載の花穂整形方法。

【請求項3】

前記穂軸抑えにより前記第１位置及び前記第２位置を保持し、
前記穂軸抑えにより前記花穂の穂軸における前記第１位置と前記第２位置との間に引張力を付与して前記花穂を引き伸ばす、
請求項１または２に記載の花穂整形方法。

【請求項4】

前記穂軸抑えは、
前記第１位置を保持する第１クリップと、
前記花穂における前記第１位置よりも先端部側の前記第２位置を保持する第２クリップと、
前記第１クリップと前記第２クリップとを相対的に移動させて前記第１クリップと前記第２クリップの位置を調整する調整機構と、を備え、
前記穂軸に対するロール方向の位置及びピッチ方向の位置を調整された前記第１クリップ及び前記第２クリップにより、それぞれ前記第１位置及び前記第２位置を保持する、
請求項１に記載の花穂整形方法。

【請求項5】

前記ロール方向の位置を調整した後に、前記第２クリップにより前記第２位置を保持し、
続いて前記ピッチ方向の位置を調整する、
請求項４に記載の花穂整形方法。

【請求項6】

少なくとも前記第２クリップにより前記第２位置を把持可能となる位置に前記第２クリップの位置を調整し、
前記第２クリップにより前記第２位置を保持した後に、前記第１クリップにより前記第１位置を保持できるか否かを判定し、
前記第１位置を保持できないと判定した場合に、前記第２クリップの位置を前記花穂の先端部側に移動させて前記穂軸を引き伸ばす、
請求項５に記載の花穂整形方法。

【請求項7】

設定された前記第１位置を、前記第１クリップに設けられた第１センサにより検出する、
請求項４に記載の花穂整形方法。

【請求項8】

前記第１クリップまたは前記第２クリップのうち少なくともいずれかに設けられた第１撮像装置により花穂を撮像した画像に基づいて、花穂整形範囲を特定する、
請求項４に記載の花穂整形方法。

【請求項9】

第１撮像装置により花穂を撮像した画像に基づいて、花穂整形範囲を特定できない場合に、前記第１クリップと前記第２クリップの間に配置された第２撮像装置により花穂を撮像した画像に基づいて、花穂整形範囲を特定する、
請求項８に記載の花穂整形方法。

【請求項10】

前記第１クリップ及び前記第２クリップのうち少なくとも一方は、前記花穂を挟む一対の指部と、
前記花穂を前記指部の先端側から基端側に搬送する搬送部材と、
前記搬送部材により搬送された前記花穂を保持する保持部材と、を備え、
前記指部に導入した花穂を前記搬送部材により前記指部の先端側から基端側に搬送し、
搬送された前記花穂を前記保持部材により保持する、
請求項４に記載の花穂整形方法。

【請求項11】

前記一対の指部における先端部は、前記一対の指部の基端側から先端側に行くほど互いに離反する形状をなしており、
前記一対の指部の先端から前記花穂を前記一対の指部の間に導入する、
請求項１０に記載の花穂整形方法。

【請求項12】

前記搬送部材は、前記一対の指部にそれぞれ設けられ、それぞれ前記一対の指部に沿って配置された一対のプーリベルトを備え、
前記前記一対のプーリベルトにより前記花穂を挟み込み、前記一対のプーリベルトを前記一対の指部の先端側から基端側に向けて回転させて前記花穂を搬送する、
請求項１０に記載の花穂整形方法。

【請求項13】

前記保持部材による前記花穂の保持力を調整して、前記保持部材に前記花穂を保持させる、
請求項１０に記載の花穂整形方法。

【請求項14】

花穂を撮像する撮像装置と、
花穂を撮像した画像に基づいて、前記花穂を整形する花穂整形範囲を特定する特定装置と、
花穂の穂軸上に設定される第１位置及び第２位置を保持する穂軸抑えと、
前記花穂における前記第１位置及び前記第２位置の間の前記穂軸に沿って移動して小穂を切断する整形刃と、を備える、
花穂整形装置。

【請求項15】

撮像装置により撮像された花穂の画像を取得する取得部と、
前記花穂の画像に基づいて、花穂整形範囲を特定し、穂軸抑えにより保持される第１位置及び第２位置を設定する算出部と、
花穂の穂軸上に設定される前記第１位置及び第２位置を前記穂軸抑えに保持させ、前記第１位置及び前記第２位置の間の前記穂軸に沿って整形刃を移動させる駆動制御部と、を備える、
花穂整形装置の制御装置。

【請求項16】

コンピュータが、
撮像装置により撮像された花穂の画像を取得し、
前記花穂の画像に基づいて、花穂整形範囲を特定し、穂軸抑えにより保持される第１位置及び第２位置を設定し、
前記穂軸抑えに前記第１位置及び第２位置を保持させ、前記第１位置及び前記第２位置の間の前記穂軸に沿って整形刃を移動させる、
花穂整形装置の制御方法。

【請求項17】

コンピュータに、
撮像装置により撮像された花穂の画像を取得させ、
前記花穂の画像に基づいて、花穂整形範囲を特定させ、穂軸抑えにより保持される第１位置及び第２位置を設定させ、
前記穂軸抑えに前記第１位置及び第２位置を保持させ、前記第１位置及び前記第２位置の間の前記穂軸に沿って整形刃を移動させる制御を実行させる、
プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、花穂整形方法、花穂整形装置、花穂整形装置の制御装置及び制御方法、並びにプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

ブドウなどの作物を栽培するにあたり、良質の作物を得るために、花穂を整形する作業が重要となる。花穂を整形する作業には、例えば、花穂整形器を用いられている（例えば、特許文献１参照）。この花穂整形器は、例えば、作業者が手に取り付けて手動で操作することにより利用されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７－７５０１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

近年の作物は、例えば大規模生産園地で生産される。このため、例えば、作物を生産するために多くの作業者による作業を求められる。この問題に対して、例えば花穂整形器をロボット化して花穂の整形作業を効率化することが考えられる。しかし、従来の花穂整形器は、手動で操作されるものであるため、ロボット化の対象とすることは難しい。

【0005】

そこで、本発明が解決しようとする課題は、効率的に花穂を整形することができる花穂整形方法、花穂整形装置、花穂整形装置の制御装置及び制御方法、並びにプログラムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決した花穂整形方法は、花穂を撮像した画像に基づいて、前記花穂を整形する花穂整形範囲を特定し、前記花穂整形範囲に応じて前記花穂の穂軸上に設定された第１位置及び第２位置を穂軸抑えにより保持し、前記第１位置及び前記第２位置の間の前記穂軸に沿って整形刃を移動させて小穂を切断するものである。

【0007】

また前記第１位置と前記第２位置の間で前記整形刃をスライド機構によりスライド移動させて前記小穂を切断するものでもよい。

【0008】

また、前記穂軸抑えにより前記第１位置及び前記第２位置を保持し、前記穂軸抑えにより前記花穂の穂軸における前記第１位置と前記第２位置との間に引張力を付与して前記花穂を引き伸ばすものでもよい。

【0009】

また、前記穂軸抑えは、前記第１位置を保持する第１クリップと、前記花穂における前記第１位置よりも先端部側の前記第２位置を保持する第２クリップと、前記第１クリップと前記第２クリップとを相対的に移動させて前記第１クリップと前記第２クリップの位置を調整する調整機構と、を備え、前記穂軸に対するロール方向の位置及びピッチ方向の位置を調整された前記第１クリップ及び前記第２クリップにより、それぞれ前記第１位置及び前記第２位置を保持するものでもよい。

【0010】

また、前記ロール方向の位置を調整した後に、前記第２クリップにより前記第２位置を保持し、続いて前記ピッチ方向の位置を調整するものでもよい。

【0011】

また、少なくとも前記第２クリップにより前記第２位置を把持可能となる位置に前記第２クリップの位置を調整し、前記第２クリップにより前記第２位置を保持した後に、前記第１クリップにより前記第１位置を保持できるか否かを判定し、前記第１位置を保持できないと判定した場合に、前記第２クリップの位置を前記花穂の先端部側に移動させて前記穂軸を引き伸ばすものでもよい。

【0012】

また、設定された前記第１位置を、前記第１クリップに設けられた第１センサにより検出するものでもよい。

【0013】

また、前記第１クリップまたは前記第２クリップのうち少なくともいずれかに設けられた第１撮像装置により花穂を撮像した画像に基づいて、花穂整形範囲を特定するものでもよい。

【0014】

また、１撮像装置により花穂を撮像した画像に基づいて、花穂整形範囲を特定できない場合に、前記第１クリップと前記第２クリップの間に配置された第２撮像装置により花穂を撮像した画像に基づいて、花穂整形範囲を特定するものでもよい。

【0015】

また、前記第１クリップ及び前記第２クリップのうち少なくとも一方は、前記花穂を挟む一対の指部と、前記花穂を前記指部の先端側から基端側に搬送する搬送部材と、前記搬送部材により搬送された前記花穂を保持する保持部材と、を備え、前記指部に導入した花穂を前記搬送部材により前記指部の先端側から基端側に搬送し、搬送された前記花穂を前記保持部材により保持するものでもよい。

【0016】

また、前記一対の指部における先端部は、前記一対の指部の基端側から先端側に行くほど互いに離反する形状をなしており、前記一対の指部の先端から前記花穂を前記一対の指部の間に導入する、ものでもよい。

【0017】

また、前記搬送部材は、前記一対の指部にそれぞれ設けられ、それぞれ前記一対の指部に沿って配置された一対のプーリベルトを備え、前記前記一対のプーリベルトにより前記花穂を挟み込み、前記一対のプーリベルトを前記一対の指部の先端側から基端側に向けて回転させて前記花穂を搬送する、ものでもよい。

【0018】

また、前記保持部材による前記花穂の保持力を調整して、前記保持部材に前記花穂を保持させる、ものでもよい。

【0019】

上記課題を解決した花穂整形装置は、花穂を撮像する撮像装置と、花穂を撮像した画像に基づいて、前記花穂を整形する花穂整形範囲を特定する特定装置と、花穂の穂軸上に設定される第１位置及び第２位置を保持する穂軸抑えと、前記花穂における前記第１位置及び前記第２位置の間の前記穂軸に沿って移動して小穂を切断する整形刃と、を備えるものである。

【0020】

上記課題を解決した花穂整形装置の制御装置は、撮像装置により撮像された花穂の画像を取得する取得部と、前記花穂の画像に基づいて、花穂整形範囲を特定し、穂軸抑えにより保持される第１位置及び第２位置を設定する算出部と、前記穂軸抑えに前記第１位置及び第２位置を保持させ、前記第１位置及び前記第２位置の間の前記穂軸に沿って整形刃を移動させる駆動制御部と、を備えるものである。

【0021】

上記課題を解決した花穂整形装置の制御方法は、コンピュータが、撮像装置により撮像された花穂の画像を取得し、前記花穂の画像に基づいて、花穂整形範囲を特定し、穂軸抑えにより保持される第１位置及び第２位置を設定し、前記穂軸抑えに前記第１位置及び第２位置を保持させ、前記第１位置及び前記第２位置の間の前記穂軸に沿って整形刃を移動させるものである。

【0022】

上記課題を解決したプログラムは、コンピュータに、撮像装置により撮像された花穂の画像を取得させ、前記花穂の画像に基づいて、花穂整形範囲を特定させ、穂軸抑えにより保持される第１位置及び第２位置を設定させ、前記穂軸抑えに前記第１位置及び第２位置を保持させ、前記第１位置及び前記第２位置の間の前記穂軸に沿って整形刃を移動させる制御を実行させるものである。

【発明の効果】

【0023】

本発明に係る花穂整形方法、花穂整形装置、花穂整形装置の制御装置及び制御方法、並びにプログラムによれば、効率的に花穂を整形することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】第１の実施形態の花穂整形ユニット１の一例を示す図である。

【図2】花穂整形装置３０の一例を示す斜視図である。

【図3】第１クリップ４０の一例を示す斜視図である。

【図4】調整機構３３の一例を示す斜視図である。

【図5】制御装置１００を含む花穂整形ユニット１の構成の一例を示す図である。

【図6】第１の実施形態の花穂整形方法の一例を示すフローチャートである。

【図7】第１位置Ａと第２位置Ｂが特定された花穂Ｇと花穂整形装置３０の外観の一例を示す図である。

【図8】花穂Ｇに対する花穂整形装置３０のロール方向の位置合わせの工程の一例を示す図である。

【図9】第１爪部４２及び第２爪部５２における花穂Ｇを把持できる範囲を説明する図である。

【図10】花穂Ｇに対する花穂整形装置３０のピッチ方向の位置合わせの工程の一例を示す図である。

【図11】花穂整形装置３０により主穂Ｇ１を引き伸ばしてから小穂を切断する工程の一例を示す図である。

【図12】第１クリップ４０と主穂Ｇ１との相対的位置関係の複数の例を示す図である。

【図13】第２の実施形態の花穂整形方法の一例を示すフローチャートである。

【図14】第２クリップ５０により主穂Ｇ１を引き伸ばす工程の一例を示す図である。

【図15】トリガセンサＴを備える花穂整形装置３０の一例を示す斜視図である。

【図16】第１クリップ４０と第２クリップ５０の間に補助カメラＣが配置された花穂整形装置３０の一例を示す斜視図である。

【図17】イメージベースド制御を実行する際の第２クリップカメラ９２により撮像した画像のイメージの一例を示す図である。

【図18】変形例６の花穂整形装置２３０の一例を示す斜視図である。

【図19】第１クリップ２４０の一例を示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

（第１の実施形態）
以下、本発明に係る花穂整形方法、花穂整形装置、花穂整形装置の制御装置及び制御方法、並びにプログラムを、図面に参照して説明する。まず、第１の実施形態の花穂整形方法について説明する。図１は、第１の実施形態の花穂整形ユニット１の一例を示す図である。第１の実施形態の花穂整形方法は、例えば、花穂整形ユニット１を用いて実行される。花穂整形ユニット１は、例えば、移動台車１０と、６軸アーム２０と、花穂整形装置３０と、を備える。

【0026】

移動台車１０は、例えば、台車を備えており、台車には、ブドウ農園内を走行する移動装置が設けられている。移動装置は、例えば無限軌道である。移動装置は、その他の装置でもよく、例えば、２輪、４輪などの複数の車輪を備える走行装置でもよいし、複数の脚部を備える歩行装置でもよい。

【0027】

移動台車１０には、６軸アーム２０が搭載されている。６軸アーム２０は、第１アーム２１と、第２アーム２２と、第３アーム２３と、を備える。第１アーム２１は、一端が移動台車１０に回転可能に接続され、他端が第２アーム２２の一端に回転可能に接続されている。第２アーム２２の一端は、第３アーム２３の一端に回転可能に接続されている。第３アームの他端には、花穂整形装置３０が回転可能に接続されている。

【0028】

花穂整形装置３０は、６軸アーム２０を介して移動台車１０に取り付けられている。花穂整形装置３０は、移動台車１０により、例えばブドウ農園内を移動可能である。花穂整形装置３０は、６軸アーム２０により、例えばロール方向、ピッチ方向、ヨー方向を含む６軸回りの方向に姿勢を調整可能である。

【0029】

図２は、花穂整形装置３０の一例を示す斜視図である。花穂整形装置３０は、例えば、基台３１と、クリップユニット３２と、調整機構３３と、花穂整形刃ユニット３４と、スライドレール３５と、を備える。基台３１は、６軸アーム２０における第３アーム２３の他端に取り付けられている。基台３１は、細長い直方体状をなす。以下の説明において、基台３１が延在する方向をＺ方向、Ｚ方向に直交する基台３１の幅方向をＹ方向、Ｚ方向及びＹ方向の双方に直交する方向をＸ方向と定義する。

【0030】

クリップユニット３２は、第１クリップ４０及び第２クリップ５０の２つのクリップを備える。クリップユニット３２は、穂軸抑えの一例である。第１クリップ４０及び第２クリップ５０は、いずれも共通する構造をなす。以下、第１クリップ４０及び第２クリップ５０を代表して、第１クリップ４０の構造を説明する。図３は、第１クリップ４０の一例を示す斜視図である。

【0031】

第１クリップ４０は、例えば、第１ベース部材４１と、第１爪部４２と、第１爪開閉部４３と、第１装着部４４と、を備える。第１ベース部材４１は、直方体状の部材である。第１ベース部材４１におけるＸ方向を向いた面には、第１爪部４２及び第１爪開閉部４３が設けられている。第１爪部４２と第１爪開閉部４３は、Ｚ方向に沿って並べられている。

【0032】

第１爪部４２は、一対の指部４２Ａ，４２Ｂを備えている。第１爪部４２の一対の指部４２Ａ，４２Ｂは、Ｙ方向に沿って、互い近づく方向（閉鎖する方向）及び遠ざかる方向（開放する方向）に移動可能である。第１爪開閉部４３は、指部４２Ａ，４２Ｂを移動させることにより、第１爪部４２を閉鎖したり開放したりする。第１爪部４２が閉鎖することにより、第１クリップ４０が花穂の一部、例えば主穂（主茎）を把持（保持）可能である。第１爪部４２が開放することにより、第１クリップ４０は、把持していた花穂を解放する。

【0033】

第１ベース部材４１における底部に第１装着部４４が形成されている。第１装着部４４は、第１ベース部材４１における第１爪部４２が設けられた面と反対側の面に設けられている。図２に示すように、第２クリップ５０は、第１クリップ４０と同様の第２ベース部材５１と、第２爪部５２と、第２爪開閉部５３と、第２装着部５４と、を備える。

【0034】

図４は、調整機構３３の一例を示す斜視図である。調整機構３３は、第１ピニオンギア６１と、第２ピニオンギア６２と、第３ピニオンギア６３と、ラック歯６４と、を備える。第１ピニオンギア６１は、第１クリップ４０における第１装着部４４に装着されるピニオンギアである。第２ピニオンギア６２は、第２クリップ５０における第２装着部５４に装着されるピニオンギアである。第３ピニオンギア６３は、花穂整形刃ユニット３４に装着されるピニオンギアである。ラック歯６４は、基台３１に形成されたスライドレール３５（図２）に設けられている。ラック歯６４は、スライドレール３５の内側でスライドレール３５に沿って配置されている。

【0035】

第１ピニオンギア６１、第２ピニオンギア６２及び第３ピニオンギア６３は、たとえば、いずれもラック歯６４とかみ合っている。ラック歯６４とかみ合う第１ピニオンギア６１が回転すると第１ピニオンギア６１がＺ方向に沿って移動し、第１ピニオンギア６１の移動と共に第１クリップ４０が移動する。ラック歯６４とかみ合う第２ピニオンギア６２が回転すると第２ピニオンギア６２がＺ方向に沿って移動し、第２ピニオンギア６２の移動と共に第２クリップ５０が移動する。

【0036】

図２に示すように、花穂整形刃ユニット３４は、例えば、整形刃７１と、刃台７２と、第３装着部７３と、を備える。整形刃７１は、刃台７２の一面に取り付けられている。刃台７２における整形刃７１が取り付けられた上面と反対側の一面には、第３装着部７３が設けられている。第３装着部７３には、第３ピニオンギア６３が取り付けられている。整形刃７１は、例えば、花穂の穂軸となる主穂を囲む形状をなしている。

【0037】

ラック歯６４とかみ合う第３ピニオンギア６３が回転すると第３ピニオンギア６３がＺ方向に沿って移動し、第３ピニオンギア６３の移動と共に刃台７２及び整形刃７１が主穂に沿って移動してスライド移動する。花穂整形刃ユニット３４は、主穂から伸びる小穂を切断して除去する作業を行うとき以外には、例えば、第１クリップ４０に接触して配置されている。花穂整形刃ユニット３４は、主穂の小穂を切断して除去する作業を行うときには、第１クリップ４０から離れて第２クリップ５０の方向に移動する。調整機構３３は、第１ピニオンギア６１または第２ピニオンギア６２のうち少なくとも一方が回転することにより、第１クリップ４０と第２クリップ５０とを相対的に移動させて第１クリップ４０と第２クリップ５０との間の位置を調整する。

【0038】

図５は、制御装置１００を含む花穂整形ユニット１の構成の一例を示す図である。花穂整形ユニット１は、移動台車１０、６軸アーム２０、及び花穂整形装置３０のほか、制御装置１００を備える。制御装置１００は、例えば、移動台車１０の内部に収容されている。制御装置１００は、移動台車１０、６軸アーム２０、及び花穂整形装置３０から物理的に離れた位置に設けられていてもよい。制御装置１００は、主穂上に花穂を整形する花穂整形範囲を特定する。制御装置１００は、特定装置の一例である。

【0039】

クリップユニット３２における第１クリップ４０には、第１把持モータ８１が設けられ、第２クリップ５０には、第２把持モータ８２が設けられている。調整機構３３には、第１クリップ駆動モータ８３、第２クリップ駆動モータ８４、及び花穂整形刃ユニット駆動モータ８５が設けられている。

【0040】

第１把持モータ８１は、第１クリップ４０における第１爪開閉部４３を駆動して第１爪部４２を開閉させる。第２把持モータ８２は、第２クリップ５０における第２爪開閉部５３を駆動して第２爪部５２を開閉させる。第１クリップ駆動モータ８３は、第１ピニオンギア６１を回転させて、第１クリップ４０をスライドレール３５に沿ってＺ方向に移動させる。

【0041】

第２クリップ駆動モータ８４は、第２ピニオンギア６２を回転させて、第２クリップ５０をスライドレール３５に沿ってＺ方向に移動させる。花穂整形刃ユニット駆動モータ８５は、第３ピニオンギア６３を回転させて刃台７２及び整形刃７１をスライドレール３５に沿ってＺ方向に移動させる。第３ピニオンギア６３及びスライドレール３５は、第１クリップ４０と第２クリップ５０の間で花穂整形刃ユニット３４をスライド移動させる。第３ピニオンギア６３及びスライドレール３５は、スライド機構の一例である。

【0042】

クリップユニット３２における第１クリップ４０には、第１クリップカメラ９１が設けられている。第２クリップ５０には、第２クリップカメラ９２が設けられている。花穂整形刃ユニット３４には、整形刃カメラ９３が設けられている。第１クリップカメラ９１は、例えば、第１ベース部材４１の上面に設けられた第１爪部４２の一対の指部４２Ａ，４２Ｂの間に配置されている。第１クリップカメラ９１は、例えば、整形の対象となる花穂を撮像する。

【0043】

第２クリップカメラ９２は、例えば、第２ベース部材５１の上面に設けられた第２爪部５２の一対の指部５２Ａ，５２Ｂの間に配置されている。第１クリップカメラ９１及び第２クリップカメラ９２により撮像される画像の画角は、例えば、それぞれ第１爪部４２が及び第２爪部５２が入り込む角度とされている。整形刃カメラ９３は、例えば、花穂整形刃ユニット３４の上面に配置されている。

【0044】

第１クリップカメラ９１、第２クリップカメラ９２、及び整形刃カメラ９３は、例えば深度カメラ（深度計測センサ付きカメラ）であり、撮像対象、例えば主穂Ｇ１の深度を検出する。第１クリップカメラ９１、第２クリップカメラ９２、及び整形刃カメラ９３は、いずれも同じ方向（図２のＸ方向）を向いて配置されている。第１クリップカメラ９１、第２クリップカメラ９２、及び整形刃カメラ９３は、第１撮像装置の一例である。第１撮像装置は、第１クリップカメラ９１、第２クリップカメラ９２、及び整形刃カメラ９３のうちの一部でもよい。

【0045】

制御装置１００は、第１クリップカメラ９１、第２クリップカメラ９２、及び整形刃カメラ９３に電気的に接続されている。制御装置１００は、第１クリップカメラ９１、第２クリップカメラ９２、及び整形刃カメラ９３により送信される画像を取得する。制御装置１００は、移動台車１０、６軸アーム２０、第１把持モータ８１、第２把持モータ８２、第１クリップ駆動モータ８３、第２クリップ駆動モータ８４、及び花穂整形刃ユニット駆動モータ８５に電気的に接続されている。制御装置１００は、移動台車１０、６軸アーム２０、第１把持モータ８１、第２把持モータ８２、第１クリップ駆動モータ８３、第２クリップ駆動モータ８４、及び花穂整形刃ユニット駆動モータ８５を駆動制御する。

【0046】

制御装置１００は、例えば、ＧＮＳＳ(Global Navigation Satellite System)装置１１０と、記憶部１２０と、処理部１３０と、を備える。ＧＮＳＳ装置１１０は、例えば、ＧＮＳＳ衛星（例えばＧＰＳ(Global Positioning System)衛星）から到来する電波に基づいて自機の位置を測位する位置検出装置である。ＧＮＳＳ装置１１０は、例えば、自機の位置を緯度及び経度で測位する。ＧＮＳＳ装置１１０は、例えば移動台車１０に搭載される。このため、ＧＮＳＳ装置１１０が測位した位置は移動台車１０の位置となる。

【0047】

記憶部１２０は、例えば、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ：Hard Disk Drive）、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ：Solid State Drive）、フラッシュメモリ（Flash Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）である。記憶部１２０は、その他の装置でもよい。記憶部１２０は、圃場マップ１２１を記憶する。圃場マップ１２１は、ブドウ圃場における花穂の位置（緯度及び経度）を示すマップである。

【0048】

処理部１３０は、例えば、取得部１３１と、画像処理部１３２と、算出部１３３と、駆動制御部１３４と、を備える。処理部１３０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのハードウェアプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。これらの構成要素のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などのハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予めＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリなどの記憶装置（非一過性記憶媒体）に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ－ＲＯＭなどの着脱可能な記憶媒体（非一過性記憶媒体）に格納されており、記憶媒体がドライブ装置に装着されることでインストールされていてもよい。

【0049】

取得部１３１は、第１クリップカメラ９１、第２クリップカメラ９２、及び整形刃カメラ９３により送信される画像を取得する。ＧＮＳＳ装置１１０は、取得した移動台車１０の位置を処理部１３０に出力する。取得部１３１は、ＧＮＳＳ装置１１０により出力された移動台車１０の位置及び記憶部１２０に記憶された圃場マップ１２１を取得する。

【0050】

画像処理部１３２は、取得部１３１により取得された画像に画像処理を施し、花穂整形装置３０の周囲における花穂を検出する。画像処理部１３２は、花穂を検出するために、例えば、パターンマッチングなどの手法を用いる。

【0051】

算出部１３３は、取得部により取得された移動台車１０の位置と圃場マップ１２１に基づいて、花穂に対する移動台車の相対的位置を算出する。算出部１３３は、取得部１３１により取得された画像に基づいて、花穂と花穂整形装置３０との相対的位置関係及び花穂整形範囲を算出する。算出部１３３は、算出した相対的位置関係に基づいて、６軸アーム２０、花穂整形装置３０における第１把持モータ８１、第２把持モータ８２、第１クリップ駆動モータ８３、第２クリップ駆動モータ８４、及び花穂整形刃ユニット駆動モータ８５の各モータの駆動量を算出する。

【0052】

駆動制御部１３４は、算出部１３３により算出した６軸アーム２０の駆動量に基づいて、６軸アーム２０を駆動制御する。駆動制御部１３４は、算出部１３３により算出した花穂整形装置３０における第１把持モータ８１等の各モータの駆動量に基づいて、花穂整形装置３０における各モータを駆動制御する。

【0053】

次に、第１の実施形態の花穂整形方法の手順について説明する。図６は、第１の実施形態の花穂整形方法の一例を示すフローチャートである。まず、制御装置１００は、ＧＮＳＳ装置１１０により検出された移動台車１０の位置及び圃場マップ１２１により特定された整形対象となる花穂の位置に基づいて、算出部１３３において、花穂整形ユニット１が移動する花穂の近傍の位置を算出する。駆動制御部１３４は、算出部１３３により算出された位置に花穂整形ユニット１を移動させる（ステップＳ１０１）。

【0054】

続いて、制御装置１００は、第１クリップカメラ９１、第２クリップカメラ９２、及び整形刃カメラ９３により花穂Ｇを撮像させる。第１クリップカメラ９１、第２クリップカメラ９２、及び整形刃カメラ９３は、撮像した画像を制御装置１００に送信する。制御装置１００は、第１クリップカメラ９１、第２クリップカメラ９２、及び整形刃カメラ９３により送信される画像を取得部１３１により取得する（ステップＳ１０３）。

【0055】

続いて、制御装置１００は、取得した画像に基づき、画像処理部１３２において画像処理して、算出部１３３において花穂の主穂上に花穂整形範囲を特定する（ステップＳ１０５）。花穂整形範囲を特定する際には、まず、算出部１３３は、第１クリップカメラ９１、第２クリップカメラ９２、及び整形刃カメラ９３により撮像され画像処理部１３２により画像処理された２つ以上の画像に基づいて、花穂の距離を特定する。

【0056】

続いて、算出部１３３は、画像処理部１３２により画像処理された画像を画像解析して副穂の位置を認識し、副穂の位置の上部における花穂整形範囲の上限位置に第１位置Ａを設定する。ブドウの花穂整形範囲は、例えば、品種等によりあらかじめ定められており、算出部１３３は、主穂における先端部から数ｃｍの位置を花穂整形範囲の端部とする。このため、算出部１３３は、花穂の先端から主穂の曲線を積分し、花穂整形範囲の下端位置に第２位置Ｂを設定する（ステップＳ１０７）。第１位置及び第２位置は、花穂整形性範囲の上限位置及び下限位置以外の位置でもよい。第１位置及び第２位置は、花穂整形性範囲の内側でもよいし、外側でもよい。

【0057】

図７は、第１位置Ａと第２位置Ｂが特定された花穂Ｇと花穂整形装置３０の外観の一例を示す図である。花穂Ｇの近傍には、移動した花穂整形装置３０が配置されている。花穂Ｇには、主穂となる主穂Ｇ１と、主穂Ｇ１から延びる１本の副穂Ｇ２を含む複数の小穂Ｇ３がある。この例では、副穂Ｇ２が１本であるが、副穂Ｇ２は複数本ある場合もある。第１位置Ａは、主穂Ｇ１の先端部から最も遠い位置にある副穂Ｇ２の上部に設定され、第２位置Ｂは、主穂Ｇ１の先端部から数ｃｍの位置に設定される。

【0058】

第１位置Ａ及び第２位置Ｂを設定したら、駆動制御部１３４は、６軸アーム２０を駆動させて、第２クリップ５０における第２爪部５２からＸ方向に伸ばした直線上に第２位置Ｂが配置されるように花穂整形装置３０を移動させる。このように花穂整形装置３０を移動させることにより、花穂整形装置３０をＸ方向に移動させることで、第２クリップ５０によって主穂Ｇ１における第２位置Ｂを把持することができるようになる。

【0059】

第１クリップカメラ９１、第２クリップカメラ９２、及び整形刃カメラ９３では、ＲＧＢ画像等の深度情報以外の情報を取得できる。このため、例えば第１クリップカメラ９１、第２クリップカメラ９２、または整形刃カメラ９３を用いて、花穂Ｇに対してロール方向及びピッチ方向の制御を行い、主穂Ｇ１に対して第２クリップ５０をアプローチさせる。主穂Ｇ１を把持できるか否かの判定は、例えば、圧力センサやレーザセンサを用いて実行してよい。

【0060】

続いて、算出部１３３は、花穂と花穂整形装置３０との間におけるロール方向の位置合わせを行う（ステップＳ１０９）。図８は、花穂Ｇに対する花穂整形装置３０のロール方向の位置合わせの工程の一例を示す図である。ロール方向の位置合わせを行う際には、算出部１３３は、図８の左図に示すように、第１位置Ａと第２位置Ｂを通る第１直線Ｌ１と、花穂整形装置３０の中心線（基台３１のＺ方向に沿った中心線）となる第２直線Ｌ２を設定する。この場合、第１直線Ｌ１と第２直線Ｌ２の交点が第２位置Ｂとなる。

【0061】

続いて、算出部１３３は、第１直線Ｌ１と第２直線Ｌ２の交点（第２位置Ｂ）を中心として第２直線Ｌ２を回転させて、第１直線Ｌ１と第２直線Ｌ２が重なるまでの第２直線Ｌ２の回転角度を算出する。ここで算出された角度をロール位置合わせの角度として設定する。駆動制御部１３４は、６軸アーム２０を駆動させて、図８の右図に示すように、設定されたロール位置合わせの角度分だけ花穂整形装置３０を回転させることによりロール位置合わせを行う。

【0062】

花穂整形装置３０を移動させた後にロール位置合わせを行うことにより、第１爪部４２及び第２爪部５２による花穂Ｇの把持を容易にすることができる。この点について、図９を用いて説明する。図９は、第１爪部４２及び第２爪部５２における花穂Ｇを把持できる範囲を説明する図である。ロール位置合わせが行われる前の花穂整形装置３０は、第２クリップ５０によって第２位置Ｂを把持しやすい位置に配置されている。

【0063】

この状態からロール位置合わせを行うことにより、基台３１の表面におけるＺ方向に沿った第３直線Ｌ３を含み、Ｙ方向に直交する平面Ｐ内に、主穂Ｇ１上の第１位置Ａ及び第２位置Ｂを通る第４直線Ｌ４を内包することができる。平面Ｐは、第２クリップ５０を第２位置Ｂに合わせ、第２位置Ｂを中心としてピッチ方向に花穂整形装置３０を回転させた際の第１クリップ４０の把持可能範囲αに第１位置が含まれる。したがって、花穂Ｇと第１爪部４２及び第２爪部５２との位置合わせは、平面Ｐ上での問題に帰着されるので、あとは平面Ｐ内での２自由度で位置合わせができればよく、容易に位置合わせを行うことができる。例えば、基台３１の表面に対する主穂Ｇ１の傾斜角度（第３直線Ｌ３と第４直線Ｌ４のなす角度）を算出し、算出した傾斜角度分だけ花穂整形装置３０をピッチ方向に傾ければよい。

【0064】

ピッチ方向に位置合わせが済んだら、駆動制御部１３４は、花穂整形装置３０が主穂Ｇ１に近づく方向に移動するように６軸アーム２０を駆動させる。続いて、駆動制御部１３４は、花穂整形装置３０における第２把持モータ８２を駆動して、第２クリップ５０の第２爪部５２に主穂Ｇ１の第２位置Ｂを把持（保持）させる（ステップＳ１１１）。

【0065】

続いて、駆動制御部１３４は、花穂整形装置３０が第２位置Ｂを中心として、ピッチ方向の位置合わせを行う（ステップＳ１１３）。図１０は、花穂Ｇに対する花穂整形装置３０のピッチ方向の位置合わせの工程の一例を示す図である。花穂整形装置３０は、ピッチ方向の位置合わせを行う際には、図１０の左図に示すように、花穂Ｇにおける第２位置Ｂを第２クリップ５０により把持した状態とする。

【0066】

この状態から、駆動制御部１３４は、第２位置Ｂを通り、Ｙ軸に沿った回転軸回りであって、第１クリップ４０が第１位置Ａに近づく方向に花穂整形装置３０が回転するように、６軸アーム２０を駆動させる。６軸アーム２０が駆動して花穂整形装置３０が回転して第１クリップ４０が第１位置Ａに近づく際に、第１クリップ４０に設けられた第１クリップカメラ９１は、第１位置Ａを含む画像を撮像する。第１クリップカメラ９１は、撮像した画像を制御装置１００に送信する。

【0067】

制御装置１００における算出部１３３は、第１クリップカメラ９１により送信された画像に基づいて、送信された画像を画像解析する。算出部１３３は、画像解析の結果から第１位置Ａを探索し、第１位置Ａと第１クリップ４０の位置関係を算出する。算出部１３３は、算出した位置関係に基づいて、第１クリップ４０により主穂Ｇ１の第１位置Ａを把持できる位置まで花穂整形装置３０が回転したか否かを判定する。図１０の右図に示すように、第１クリップ４０が主穂Ｇ１の第１位置を把持できる位置まで花穂整形装置３０が回転したら、駆動制御部１３４は、花穂整形装置３０の回転が終了するように６軸アーム２０の駆動を停止させる。こうして、ピッチ方向の位置合わせが実行される。この例では、第２クリップ５０が花穂Ｇの第２位置Ｂを把持した状態でピッチ位置合わせが行われる、ピッチ位置合わせは、第２クリップ５０が花穂Ｇの第２位置Ｂを把持していない状態で行われてもよい。

【0068】

ピッチ方向の位置合わせが済んだら、駆動制御部１３４は、花穂整形装置３０における第１把持モータ８１を駆動して、第１爪部４２を閉鎖させ、第１クリップ４０の第１爪部４２に主穂Ｇ１の第１位置Ａを把持（保持）させる（ステップＳ１１５）。第１位置Ａは、第１クリップ４０により把持可能な位置に配置されているので、第１クリップ４０の第１爪部４２は、主穂Ｇ１の第１位置を容易に把持することができる。

【0069】

図１１は、花穂整形装置３０により主穂Ｇ１を引き伸ばしてから小穂を切断する工程の一例を示す図である。図１１の左図に示すように、第１クリップ４０及び第２クリップ５０は、主穂Ｇ１の第１位置Ａ及び第２位置Ｂをそれぞれ把持する。続いて、駆動制御部１３４は、第１クリップ４０及び第２クリップ５０が、互いに遠ざかる方向に移動するように調整機構３３に設けられた第１クリップ駆動モータ８３及び第２クリップ駆動モータ８４を駆動する。

【0070】

制御装置１００は、第１クリップ４０及び第２クリップ５０を互いに遠ざかる方向に移動させることにより、主穂Ｇ１に引張力を付与して主穂Ｇ１を引き伸ばす（ステップＳ１１７）。引き伸ばされた主穂Ｇ１は、湾曲していても直線に近い形状に変形される。第１クリップ４０及び第２クリップ５０が移動している最中、花穂整形刃ユニット３４は、例えば、第２クリップ５０とともに移動する。

【0071】

主穂Ｇ１の引き伸ばしが済んだら、駆動制御部１３４は、調整機構３３に設けられた花穂整形刃ユニット駆動モータ８５を駆動し、図１１の右図に示すように、花穂整形刃ユニット３４をスライドレール３５に沿って第１位置Ａと第２位置Ｂの間をスライド移動させる（ステップＳ１１９）。花穂整形刃ユニット３４が第１位置Ａと第２位置Ｂの間をスライド移動することにより、第１位置Ａと第２位置Ｂの間における主穂Ｇ１から延びる副穂Ｇ２及び小穂Ｇ３を切断する。こうして、花穂整形装置３０によって花穂Ｇを調整する作業が終了する。

【0072】

第１の実施形態の花穂整形ユニット１では、クリップユニット３２における第１クリップ４０と第２クリップ５０によって主穂Ｇ１の第１位置Ａ及び第２位置Ｂをそれぞれ把持し、花穂整形刃ユニット３４が第１位置Ａと第２位置Ｂの間をスライド移動させて副穂Ｇ２及び小穂Ｇ３を切断する。このため、効率的に花穂を整形することができる。

【0073】

また、第１の実施形態の花穂整形ユニット１では、移動台車１０を走行させて６軸アーム２０を花穂Ｇの近傍まで移動させるとともに、６軸アーム２０を用いて花穂整形装置３０のロール方向及びピッチ方向の位置調整等を行っている。このため、第１の実施形態の花穂整形ユニット１では、作業員等が作業を行うことなく、自動的に第１の実施形態の花穂整形方法を実行することができる。

【0074】

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態の花穂整形方法について説明する。第２の実施形態の花穂整形方法に用いられる花穂整形ユニット１のハード構成は、第１の実施形態と共通であり、制御装置１００における制御が異なる。第２の実施形態の花穂整形方法は、第１クリップ４０で第１位置Ａを把持する工程で第１の実施形態と主に異なる。以下、第１の実施形態との相違点を中心として、第２の実施形態の花穂整形方法について説明する。

【0075】

図１２は、第１クリップ４０と主穂Ｇ１との相対的位置関係の複数の例を示す図である。第２クリップ５０で第２位置Ｂを把持した後、ピッチ方向の位置合わせを行った後、第１クリップ４０で第１位置Ａを把持するにあたり、例えば、図１２の上図に示すように、第１クリップ４０の第１爪部４２における一対の指部４２Ａ，４２Ｂの間を主穂Ｇ１が縦断するときには、第１クリップ４０により主穂Ｇ１上の第１位置Ａを把持可能である。

【0076】

その一方で、図１２の左下図に示すように、第１クリップ４０の第１爪部４２における一対の指部４２Ａ，４２Ｂの間を主穂Ｇ１が横断するときには、第１爪部４２と主穂Ｇ１は、第１爪部４２を閉鎖しても主穂Ｇ１を把持することができない。また、図１２の右下図に示すように、主穂Ｇ１が第１爪部４２の間に進入してはいるが、第１爪部４２を縦断も横断もしていないことがある。この場合には、第１爪部４２を閉鎖すると、閉鎖する第１爪部４２に主穂Ｇ１が押し出されてしまう。その結果、第１爪部４２は、主穂Ｇ１を把持できない。第２の実施形態では、このような場合にも対処するようにしている。

【0077】

主穂Ｇ１が一対の指部４２Ａ，４２Ｂを縦断するか横断するか進入するが縦断も横断もしないかは、例えば、一対の指部４２Ａ，４２Ｂを結んだ２本の判定直線Ｌ１１，Ｌ１２を主穂Ｇ１が通過する回数に応じて判定される。この判定は、例えば、制御装置１００における処理部１３０の算出部１３３において、第１クリップカメラ９１により撮像された主穂Ｇ１及び指部４２Ａ，４２Ｂを含む画像に基づいて行われる。

【0078】

例えば、主穂Ｇ１が判定直線Ｌ１１，Ｌ１２をそれぞれ奇数回かつ同数回通過する場合には、算出部１３３は、主穂Ｇ１が一対の指部４２Ａ，４２Ｂを縦断すると判定する。また、主穂Ｇ１が判定直線Ｌ１１，Ｌ１２のいずれをも通過しない場合には、算出部１３３は、主穂Ｇ１が一対の指部４２Ａ，４２Ｂを横断すると判定する。主穂Ｇ１が判定直線Ｌ１１，Ｌ１２の一方または両方をそれぞれ偶数回通過する場合には、算出部１３３は、主穂Ｇ１が一対の指部４２Ａ，４２Ｂを縦断も横断もしないと判定する。

【0079】

図１３は、第２の実施形態の花穂整形方法の一例を示すフローチャートである。第２の実施形態の花穂整形方法は、花穂整形ユニット１を移動させる工程（ステップＳ１０１）から、ピッチ方向に位置合わせを行う工程（ステップＳ１１３）まで、第１の実施形態の花穂整形方法と同一の工程が行われる。

【0080】

ピッチ方向の位置合わせが行われた後、算出部１３３は、第１クリップカメラ９１により撮像された画像に基づいて、第１クリップ４０により主穂Ｇ１を把持可能であるか否かを判定する（ステップＳ２０１）。算出部１３３は、主穂Ｇ１が一対の指部４２Ａ，４２Ｂを縦断するか横断するか進入するが縦断も横断もしないかを判定し、主穂Ｇ１が一対の指部４２Ａ，４２Ｂを縦断する場合に、第１クリップ４０により主穂Ｇ１を把持可能であると判定する。算出部１３３は、主穂Ｇ１が一対の指部４２Ａ，４２Ｂを横断しまたは進入するが縦断も横断もしない場合に、第１クリップ４０により主穂Ｇ１を把持可能でないと判定する。

【0081】

第１クリップ４０により主穂Ｇ１を把持可能であると判定した場合、算出部１３３は、処理をステップＳ１１５に進めて、第１の実施形態と同様の処理を実行する（ステップＳ１１５）。第１クリップ４０により主穂Ｇ１を把持可能でないと算出部１３３が判定した場合、駆動制御部１３４は、第２クリップ５０の位置を主穂Ｇ１の先端部側に移動させて主穂Ｇ１を引き伸ばして主穂Ｇ１を変形させる（ステップＳ２０３）。

【0082】

図１４は、第２クリップ５０により主穂Ｇ１を引き伸ばす工程の一例を示す図である。例えば、図１４の左図に示すように、主穂Ｇ１が一対の指部４２Ａ，４２Ｂを横断しており、第１クリップ４０により主穂Ｇ１を把持可能でない状態とする。このとき、主穂Ｇ１の先端側を把持する第２クリップ５０が主穂Ｇ１を引き伸ばすことにより、通常、図１４の右図に示すように、一対の指部４２Ａ，４２Ｂを横断する主穂Ｇ１が、一対の指部４２Ａ，４２Ｂを縦断する形になりやすくなる。

【0083】

続いて、算出部１３３は、主穂Ｇ１が引き伸ばされた後に第１クリップカメラ９１及び第２クリップカメラ９２により撮像された画像に基づいて、ピッチ方向及びロール方向の位置合わせが必要であるか否かを判定する（ステップＳ２０５）。位置合わせが必要であると算出部１３３が判定した場合、駆動制御部１３４は、ステップＳ１０９またはステップＳ１１３の処理と同様の処理により、位置合わせを行い（ステップＳ２０７）、処理をステップＳ２０１に戻す。位置合わせが必要でないと判定した場合、算出部１３３は、そのまま処理をステップＳ２０１に戻す。

【0084】

第２の実施形態の花穂整形方法は、上記第１の実施形態と同様の作用効果を奏する。また、第２の実施形態の花穂生成方法では、第２クリップ５０により第２位置Ｂを把持した後、第１クリップ４０により第１位置Ａを把持できない場合に、花穂Ｇ（主穂Ｇ１）を変形させている。このため、第１クリップ４０により花穂Ｇをより確実に保持することができる。

【0085】

（変形例１）
上記の各実施形態では、第１クリップ４０が第１位置Ａに到達すると、第１爪部４２を閉鎖させて第１クリップ４０に第１位置Ａを把持させる。これに対して、例えば、第１爪部４２の閉鎖を開始するタイミングを計るためのセンサ（以下、トリガセンサ）を第１クリップ４０に設け、トリガセンサの検出結果に基づいて、第１爪部４２の閉鎖を開始させてもよい。トリガセンサＴは、第１センサの一例である。

【0086】

図１５は、トリガセンサＴを備える花穂整形装置３０の一例を示す斜視図である。変形例１の花穂整形装置３０は、基台３１、クリップユニット３２（第１クリップ４０，第２クリップ５０）、調整機構３３、及び花穂整形刃ユニット３４のほか、トリガセンサＴを備える。トリガセンサＴは、例えばカメラであり、例えば花穂Ｇを撮像し、撮像した画像を制御装置１００に送信する。トリガセンサＴは、例えば基台３１に設けられる。トリガセンサＴは、基台３１以外の位置、例えば第１クリップ４０に設けられてもよい。トリガセンサＴは、第１クリップカメラ９１が兼用してもよい。トリガセンサＴは、カメラ以外のセンサ、例えば、光学センサ（レーザセンサや光センサ）、圧力センサなどでもよい。

【0087】

制御装置１００は、トリガセンサＴにより撮像された画像を取得部１３１により取得し、取得部１３１により取得された画像を画像処理部１３２において画像解析する。算出部１３３は、画像処理部１３２による画像解析の結果に基づいて、第１クリップ４０が第１位置Ａを把持可能な状態となっているか否かを判定する。第１クリップ４０が第１位置Ａを把持可能な状態となっていると算出部１３３が判定した時点で、駆動制御部１３４は、第１把持モータ８１を駆動して第１爪部４２を閉鎖させ、第１クリップ４０に第１位置Ａを保持させる。

【0088】

変形例１の花穂整形装置３０では、トリガセンサＴによる検出結果に基づいて、第１クリップ４０により第１位置Ａを把持する作業を開始する。このため、適切なタイミングで第１位置Ａを把持する作業を開始することができるので、第１クリップ４０により第１位置Ａを確実に把持することができる。変形例１において、トリガセンサＴは、第１クリップ４０に設けられるが、トリガセンサＴは、第２クリップ５０や花穂整形刃ユニット３４に設けられてもよい。

【0089】

（変形例２）
上記の各実施形態では、第１クリップカメラ９１、第２クリップカメラ９２、及び整形刃カメラ９３により撮像された画像に基づいて、花穂整形範囲を特定するが、他のカメラで撮像された画像に基づいて花穂整形範囲を特定してもよい。他のカメラは、例えば、第１クリップ４０と第２クリップ５０の間に配置された補助カメラでもよい。補助カメラは、第２撮像装置の一例である。

【0090】

図１６は、第１クリップ４０と第２クリップ５０の間に補助カメラＣが配置された花穂整形装置３０の一例を示す斜視図である。花穂整形装置３０の基台３１における第１クリップ４０と第２クリップ５０の間には、基台３１から側方に張り出した補助カメラＣが設けられている。補助カメラＣは、第１クリップカメラ９１、第２クリップカメラ９２、及び整形刃カメラ９３と同じ方向（図２のＸ方向）を向いて配置されている。

【0091】

制御装置１００は、補助カメラＣに花穂の画像を撮像させて、撮像された画像を取得してもよい。制御装置１００は、例えば、第１クリップカメラ９１、第２クリップカメラ９２、及び整形刃カメラ９３により主穂Ｇ１をうまく撮像できない場合、例えば、第１位置Ａ及び第２位置Ｂを特定できる程度まで撮像できない場合に、補助カメラＣに花穂の画像を撮像させもよい。

【0092】

変形例２の花穂整形装置３０では、補助カメラＣによって主穂Ｇ１を含む花穂Ｇを撮像することにより、複数の方向から花穂Ｇを撮像して花穂整形範囲を特定することができる。このため、花穂Ｇを多様な位置から撮像した画像に基づいて花穂整形範囲を特定できるので、第１位置Ａ及び第２位置Ｂを精度よく設定することができる。

【0093】

（変形例３）
上記の各実施形態では、ピッチ方向の位置合わせを実行した後、第２クリップ５０が主穂Ｇ１における第２位置Ｂを把持する際に、第２クリップカメラ９２により撮像した画像を画像解析して第２位置Ｂを探索する。これに対して、第２位置Ｂは、イメージベースド制御を実行して探索してもよい。

【0094】

図１７は、イメージベースド制御を実行する際の第２クリップカメラ９２により撮像した画像のイメージの一例を示す図である。イメージベースド制御を実行する際には、算出部１３３は、第２クリップ５０により主穂Ｇ１を把持する際の第２クリップ５０と第２クリップカメラ９２（図５）の位置合わせを行う。続いて、第２クリップ５０における指部５２Ａ，５２Ｂを繋いだ直線Ｌ５と第２位置Ｂが一致するように第２クリップ５０を制御する。こうして、イメージベースド制御が実行される。

【0095】

（変形例４）
上記の各実施形態では、第２クリップ５０により花穂Ｇの先端部に近い側から主穂Ｇ１を把持した後、第１クリップ４０により花穂Ｇの付け根に近い位置を把持する。これに対して、第１クリップ４０により花穂Ｇの付け根に近い位置を把持した後、第２クリップ５０により花穂Ｇの先端部に近い側から主穂Ｇ１を把持してもよい。

【0096】

あるいは、第１位置Ａ及び第２位置Ｂを設定した後、第１位置Ａ及び第２位置Ｂのうち、花穂整形装置３０に近い側の位置を判定し、近い側の位置を把持する第１クリップ４０または第２クリップ５０により、第１位置Ａまたは第２位置Ｂを把持させるようにしてもよい。上記の実施形態では、第１クリップ４０及び第２クリップ５０で把持することにより花穂Ｇを保持するが、他の態様で花穂Ｇを保持してもよい。例えば、花穂Ｇを挟持してもよいし、真空吸着や磁力を利用して花穂Ｇを固定することにより花穂Ｇを保持してもよい。

【0097】

（変形例５）
上記の各実施形態では、制御装置１００により移動台車１０や６軸アーム２０を制御して花穂整形装置３０を花穂Ｇの近傍まで移動させるが、花穂整形装置３０は、他の態様で移動させてもよい。例えば、作業員が人力では花穂整形装置３０を搬送して花穂Ｇの近傍まで移動させてもよい。また、ロール方向及びピッチ方向の位置合わせは、６軸アーム２０が実行するが、ロール方向及びピッチ方向の位置合わせについても、作業員などの他の手段により実行してもよい。

【0098】

（変形例６）
次に、変形例６について説明する。変形例６の花穂整形ユニットは、上記第１の実施形態と比較して、花穂整形装置の構成が主に異なり、特に、クリップユニット及び花穂整形刃ユニットの構成が主に異なる。第１の実施形態との相違点を中心として、変形例６について説明する。図１８は、変形例６の花穂整形装置２３０の一例を示す斜視図である。

【0099】

花穂整形装置２３０は、例えば、クリップユニット２３２と、花穂整形刃ユニット２３３と、を備える。クリップユニット２３２及び花穂整形刃ユニット２３３は、第１の実施形態と同様の基台に設置されている。クリップユニット２３２は、第１クリップ２４０と、第２クリップ２５０とを備える。第１クリップ２４０及び第２クリップ２５０は、いずれも共通する構造をなす。以下、第１クリップ２４０及び第２クリップ２５０を代表して、第１クリップ２４０の構造を説明する。図１９は、第１クリップ２４０の一例を示す側面図である。

【0100】

第１クリップ２４０は、例えば、第１ベース部材２４１と、第１爪部２４２と、を備える。第１爪部２４２には、第１の実施形態と同様の第１爪開閉部が設けられている。第１爪部２４２は、第１ベース部材２４１に設けられている。第１爪部２４２は、一対の指部２４２Ａ，２４２Ｂを備えている。一対の指部２４２Ａ，２４２Ｂは、第１の実施形態の指部４２Ａ，４２Ｂと同様に、互いに近づく方向（閉鎖する方向）及び遠ざかる方向（開放する方向）に移動可能であり、花穂を挟む部材である。

【0101】

一対の指部２４２Ａ，２４２Ｂにおける先端部は、一対の指部２４２Ａ，２４２Ｂの基端側から先端側に行くほど互いに離反する形状をなしている。このため、一対の指部２４２Ａ，２４２Ｂの先端部は、基端部よりも広く開放されている。一対の指部２４２Ａ，２４２Ｂは、先端部の間から花穂を一対の指部２４２Ａ，２４２Ｂの間に導入する。

【0102】

一対の指部２４２Ａ，２４２Ｂには、それぞれ近接センサ２４３Ａ，２４３Ｂ、搬送部材２４４Ａ，２４４Ｂ、保持部材２４５Ａ，２４５Ｂ、及び力覚センサ２４６Ａ，２４６Ｂが設けられている。近接センサ２４３Ａ，２４３Ｂは、一対の指部２４２Ａ，２４２Ｂに近接した物体、特に、花穂を検出する。

【0103】

搬送部材２４４Ａ，２４４Ｂは、いずれもプーリ及びプーリベルトを備えている。プーリベルトは、一対のプーリに巻き回されており、一対のプーリの間を回転する。プーリベルトは、一対の指部２４２Ａ，２４２Ｂが互いに向き合う側の面に露出しており、プーリベルトにおける露出面は、プーリにより一対の指部２４２Ａ，２４２Ｂの先端側から基端側に移動する。

【0104】

一対の搬送部材２４４Ａ，２４４Ｂは、互いのプーリベルトで物体、特に花穂を挟み込んで一対の指部２４２Ａ，２４２Ｂの先端側から基端側に搬送可能とされている。一対の搬送部材２４４Ａ，２４４Ｂ間の距離は、一対の指部２４２Ａ，２４２Ｂの位置により調整可能である。このため、花穂の太さ（径）に合わせて、一対の搬送部材２４４Ａ，２４４Ｂにより花穂を挟み込む力を調整することができる。プーリベルトの露出面は、緩衝性を備えており、花穂を挟み込む際に花穂にかかる力を緩衝性により軽減している。

【0105】

一対の保持部材２４５Ａ，２４５Ｂは、一対の指部２４２Ａ，２４２Ｂ内において、一対の搬送部材２４４Ａ，２４４Ｂにおける一対の搬送部材２４４Ａ，２４４Ｂの基端側に隣接する位置に設けられている。一対の搬送部材２４４Ａ，２４４Ｂにより搬送された花穂は、一対の保持部材２４５Ａ，２４５Ｂが設けられた位置に到達する。一対の保持部材２４５Ａ，２４５Ｂは、一対の搬送部材２４４Ａ，２４４Ｂにより搬送された花穂を保持する。

【0106】

力覚センサ２４６Ａ，２４６Ｂは、それぞれ保持部材２４５Ａ，２４５Ｂにおける背面側に配置されている。ここでの背面側とは、保持部材２４５Ａ，２４５Ｂにより花穂を保持する面から見た背面に位置する側である。力覚センサ２４６Ａ，２４６Ｂは、保持部材２４５Ａ，２４５Ｂにより花穂を保持する際の保持力を検出する。

【0107】

花穂整形刃ユニット２３３は、例えば、ベース部材２６１と、第１切断刃２６２と、第２切断刃２６３とを備える。第１切断刃２６２及び第２切断刃２６３は、ベース部材２６１に設けられている。第１切断刃２６２及び第２切断刃２６３の刃先は、いずれも断面略半円形とされている。第１切断刃２６２及び第２切断刃２６３の刃先が近接することにより第１切断刃２６２及び第２切断刃２６３の刃先による断面略円形状が形成される。

【0108】

第１切断刃２６２及び第２切断刃２６３の刃先の位置は、第１クリップ２４０における第１爪部材の保持部材２４５Ａ，２４５Ｂに対応する位置とされている。第１切断刃２６２及び第２切断刃２６３は、互いに近づく方向（閉鎖する方向）及び遠ざかる方向（開放する方向）に移動可能であり、刃先により花穂を挟み込む部材である。

【0109】

このため、保持部材２４５Ａ，２４５Ｂに保持された花穂は、第１切断刃２６２及び第２切断刃２６３の刃先によって容易に挟み込むことができるようになる。第１切断刃２６２及び第２切断刃２６３の刃先によって花穂を挟み込んだ状態で花穂整形刃ユニット２３３をスライドさせることにより、花穂が長手方向にしごかれて小穂等が切断される。

【0110】

次に、変形例６の花穂整形装置２３０において、花穂を整形する手順について説明する。変形例６の花穂整形装置２３０では、花穂の第１位置を第１クリップ２４０で保持し、続いて、第２位置を第２クリップ２５０で保持する。続いて、第１クリップ２４０及び第２クリップ２５０で花穂を保持した後、第１クリップ２４０と第２クリップ２５０を互いに遠ざかる方向に移動させて、主穂に引張力を付与して主穂を引き伸ばす。この手順は、上記第１の実施形態と同様である。その後、引き伸ばされた花穂を花穂整形刃ユニット２３３でしごいて小穂を切断することにより、花穂を整形する。以下に、花穂を第１クリップ２４０で保持する手順及び花穂の小穂を花穂整形刃ユニット２３３で切断する手順について説明する。

【0111】

まず、第１クリップ２４０により花穂を保持する手順を説明する。花穂整形装置２３０は、第１クリップ２４０により花穂を保持（把持）する際に、第１クリップ２４０先端側を花穂に向けて第１クリップ２４０を移動させる。第１クリップ２４０の先端側は、基端側よりも開放しており、第１クリップ２４０の先端側は、基端側よりも広く、基端側は先端側よりも狭い。

【0112】

第１クリップ２４０の先端側に花穂が導入されると、近接センサ２４３Ａ，２４３Ｂが花穂を検出する。近接センサ２４３Ａ，２４３Ｂが花穂を検出すると、搬送部材２４４Ａ，２４４Ｂにおけるプーリが回転し、プーリの回転によりプーリベルトが回転させられる。プーリベルトは、自らの回転によって、一対の指部２４２Ａ，２４２Ｂにおける内側に露出した部位が先端側から後端側に移動する。

【0113】

第１クリップ２４０に導入された花穂は、搬送部材２４４Ａ，２４４Ｂにより保持部材２４５Ａ，２４５Ｂの位置まで搬送される。保持部材２４５Ａ，２４５Ｂは、搬送された花穂を保持する。搬送部材２４４Ａ，２４４Ｂでは、花穂の搬送が終了したときにプーリ及びプーリベルトの回転が停止される。

【0114】

保持部材２４５Ａ，２４５Ｂにより花穂を保持する際に、力覚センサ２４６Ａ，２４６Ｂは、保持部材２４５Ａ，２４５Ｂにより花穂を保持する際の保持力を検出する。力覚センサにより検出された保持力が大きすぎ、例えば所定の閾値を超える場合には、花穂整形装置２３０は、保持部材２４５Ａ，２４５Ｂを互いに引き離す方向に移動させて、花穂の保持力を弱めるように調整する。こうして、保持部材２４５Ａ，２４５Ｂは、花穂を適切な保持力で保持する。

【0115】

続いて、第２クリップ２５０により花穂の第２位置を保持するが、第２クリップ２５０により花穂を保持する手順は、第１クリップ２４０により花穂を保持する手順と同様である。このとき、花穂整形刃ユニット２３３における第１切断刃２６２及び第２切断刃２６３は、互いに離反した位置に配置されている。さらに、花穂は、第１クリップ２４０及び第２クリップ２５０により引き伸ばされている。このため、花穂は、どの位置においても第１切断刃２６２及び第２切断刃２６３の刃先に対応して位置している。

【0116】

続いて、花穂の小穂を花穂整形刃ユニット２３３で切断する手順について説明する。第１クリップ２４０及び第２クリップ２５０により花穂が保持された状態で、花穂整形刃ユニット２３３は、第１切断刃２６２及び第２切断刃２６３を互いに近づく方向に移動させる。このとき、第１切断刃２６２及び第２切断刃２６３の刃先は、花穂に対応する位置に配置されているので、第１切断刃２６２及び第２切断刃２６３を互いに近づく方向に移動させることで、第１切断刃２６２及び第２切断刃２６３の刃先によって花穂が挟み込まれる。このため、第１切断刃２６２及び第２切断刃２６３は、花穂を容易に挟み込むことができる。

【0117】

第１切断刃２６２及び第２切断刃２６３の刃先により花穂を挟み込んだ後は、ベース部材２６１を花穂が延在する方向に移動させて、第１切断刃２６２及び第２切断刃２６３の刃先で花穂をしごいて小穂を切断する。小穂の切断の状況に応じて、ベース部材２６１を複数回移動させてもよい。

【0118】

変形例６の花穂整形装置２３０では、第１クリップ２４０及び第２クリップ２５０における先端部が基端部よりも広いので、花穂を第１クリップ２４０及び第２クリップ２５０の内側に容易に導入することができる。クリップ１４０及び第２クリップ２５０の基端側は、先端側よりも狭いので、花穂の位置（Ｙ方向の位置）を花穂整形刃ユニット２３３における第１切断刃２６２及び第２切断刃２６３に対応する位置に調整することができる。

【0119】

また、第１クリップ２４０では、近接センサ２４３Ａ，２４３Ｂが設けられているので、花穂の導入を確実に検出することができる。さらに、第１クリップ２４０に導入された花穂は、搬送部材２４４Ａ，２４４Ｂにより搬送されるので、花穂を保持位置まで確実に搬送することができる。

【0120】

第１クリップ２４０の保持位置では、花穂は、保持部材２４５Ａ，２４５Ｂにより保持される。花穂を保持する際の保持力は、力覚センサ２４６Ａ，２４６Ｂにより検出され、力覚センサ２４６Ａ，２４６Ｂの検出結果に基づいて、花穂を保持する際の保持力が調整される。このため、花穂を適切な保持力で保持することができる。

【符号の説明】

【0121】

１…花穂整形ユニット
１０…移動台車
２０…軸アーム
２１…第１アーム
２２…第２アーム
２３…第３アーム
３０…花穂整形装置
３１…基台
３２…クリップユニット
３３…調整機構
３４…花穂整形刃ユニット
３５…スライドレール
４０…第１クリップ
４１…第１ベース部材
４２…第１爪部
４２Ａ，５２Ａ…指部
４２Ｂ，５２Ｂ…指部
４３…第１爪開閉部
４４…第１装着部
５０…第２クリップ
５１…第２ベース部材
５２…第２爪部
５３…第２爪開閉部
５４…第２装着部
６１…第１ピニオンギア
６２…第２ピニオンギア
６３…第３ピニオンギア
６４…ラック歯
７１…整形刃
７２…刃台
７３…第３装着部
８１…第１把持モータ
８２…第２把持モータ
８３…第１クリップ駆動モータ
８４…第２クリップ駆動モータ
８５…花穂整形刃ユニット駆動モータ
９１…第１クリップカメラ
９２…第２クリップカメラ
９３…整形刃カメラ
１００…制御装置
１１０…ＧＮＳＳ装置
１２０…記憶部
１２１…圃場マップ
１３０…処理部
１３１…取得部
１３２…画像処理部
１３３…算出部
１３４…駆動制御部
Ａ…第１位置
Ｂ…第２位置
Ｃ…補助カメラ
Ｇ…花穂
Ｇ１…主穂
Ｇ２…副穂
Ｇ３…小穂
Ｌ１…第１直線
Ｌ２…第２直線
Ｌ３…第３直線
Ｌ４…第４直線
Ｌ５…直線
Ｌ１１…判定直線
Ｌ１２…判定直線
Ｐ…平面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】