(57)【要約】【課題】収穫作業の効率を落とすことなく、収穫すべきタイミングで収穫対象物を収穫することが可能な、青果物の収穫装置を提供する。【解決手段】青果物の収穫装置１０００は、青果物の熟度を判定する熟度判定装置１００と、青果物を収穫するための収穫手段６００と、収穫手段を駆動する動力を生成する動力源３００と、動力を収穫手段６００に供給するか否かを、熟度判定装置１００による熟度の判定結果に基づいて決定するコントローラ２００と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
青果物の熟度を判定する熟度判定装置と、前記青果物を収穫するための収穫手段と、を備える収穫装置を用いる、前記青果物を収穫する方法であって、
前記熟度判定装置によって前記青果物の前記熟度を判定して熟度の判定結果を得る工程と、
前記収穫手段の動作を前記熟度の判定結果に基づいて決定する工程と、
前記収穫手段の動作の決定に基づいて前記青果物を収穫する工程と、
を包含する、方法。
【請求項２】
前記熟度の判定結果を得る工程において、前記熟度は所定の程度に達するとの判定結果を得るとき、前記収穫手段の動作の決定において、前記収穫手段の動作を許可する決定を行い、
前記熟度の判定結果を得る工程において前記熟度は所定の程度に満たないとの判定結果を得るとき、前記収穫手段の動作の決定において、前記収穫手段の動作を許可しない決定を行う、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記熟度の判定結果に基づいて前記熟度を報知する工程をさらに包含する、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記熟度の判定結果を得る工程において、前記熟度の判定結果に基づいて前記青果物の収穫の可否をさらに判定して収穫の可否の判定結果を取得し、
前記収穫の可否の判定結果に基づいて前記青果物の収穫の可否を報知する工程をさらに包含する、請求項１から３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記熟度の判定結果を得る工程において前記青果物の収穫を不可と判定するとき、前記青果物を収穫してはいけないことを前記収穫装置の利用者に警告する工程をさらに包含する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記青果物を収穫してはいけないことを前記収穫装置の利用者に警告すると同時に、前記収穫手段の動作の決定において、前記収穫手段の動作を許可しない決定を行う、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記熟度の判定結果を含む熟度判定情報を出力する工程をさらに包含する、請求項１から６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記熟度の判定結果を含む熟度判定情報を印刷する工程をさらに包含する、請求項１から７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記収穫装置の使用履歴を表す使用履歴情報を生成する工程をさらに包含する、請求項１から８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記熟度の判定結果を得る工程は、
前記青果物の少なくとも一部を含む画像を受け取る工程であって、前記画像は、少なくとも第１波長帯域の光の強度分布を含み、前記第１波長帯域は、前記青果物からの反射光の強度が前記熟度に応じて変化する波長帯域である、工程と、
前記第１波長帯域の光の強度分布の面積率を予め決められた基準値を基準として求める工程と、
前記面積率に応じて前記熟度を判定して前記熟度の判定結果を得る工程と、
を包含する、請求項１から９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
前記熟度の判定結果を得る工程は、
前記青果物の少なくとも一部を含む画像を受け取る工程であって、前記画像は、少なくとも第１および第２波長帯域の光の強度分布を含み、前記第１波長帯域は、前記青果物からの反射光の強度が前記熟度に応じて変化する波長帯域であり、前記第２波長帯域は、前記青果物からの反射光の強度が前記熟度に依らず略等しい波長帯域である、工程と、
前記第２波長帯域の光の強度分布を考慮して、前記第１波長帯域の光の強度分布の面積率を予め決められた基準値を基準として求める工程と、
前記面積率に応じて前記熟度を判定して前記熟度の判定結果を得る工程と、
を包含する、請求項１から９のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
前記熟度の判定結果を得る工程は、前記青果物の少なくとも一部を撮像して前記画像を取得する工程をさらに包含する、請求項１０または１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記青果物は、多数の果実を有する房である、請求項１から１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
青果物の収穫装置であって、
前記青果物の熟度を判定する熟度判定装置と、
前記青果物を収穫するための収穫手段と、
前記収穫手段を駆動する動力を生成する動力源と、
前記動力を前記収穫手段に供給するか否かを、前記熟度判定装置による熟度の判定結果に基づいて決定するコントローラと、
を備える、収穫装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、青果物の収穫装置および青果物の収穫方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
青果物の収穫対象の経済的価値は、収穫対象に含まれる特定の成分の含有量によって左右される。例えば、パームヤシの房（パーム果実：ＦＦＢ（Ｆｒｅｓｈ  Ｆｒｕｉｔ  Ｂｕｎｃｈ））は、多数（例えば１０００〜３０００個）の果実を有し、それぞれの果実は、果皮（「果肉」とも呼ばれる。）と、中果皮と、種子（「パーム核」とも呼ばれる。）と、を含む。収穫対象がパームヤシの房である場合、果実の中果皮やパーム核に含まれる油の含有量が重要視される。中果皮に含まれる油は一般的に、「パーム油」と呼ばれ、パーム核に含まれる油は一般的に、「パーム核油」と呼ばれる。パームヤシの果実に含まれる油の含有量は、パームヤシの房（具体的には、果実）の完熟度に応じて異なることが知られている。具体的に説明すると、完熟した果実の油の含有率は、未完熟（未熟）、やや未完熟（やや未熟）または過熟の果実の油の含有率よりも高いことが知られている。例えば、完熟時の油の含有率は、未完熟時のそれよりも３倍程度高い。
【０００３】
例えばマレーシアでは、マレーシアパームオイル委員会（ＭＰＯＢ）が果実の完熟度に関するガイドラインを策定している。パームヤシの農場で働く収穫作業者は現在、そのガイドラインに従って果実の採取の可否を主観的に判断している。上述したように、パームヤシの房の熟度は、油の収穫量に大きく影響する。そのため、収穫作業者の主観による採取の誤判断（ヒューマンエラー）が、その収穫量に大きく影響を及ぼし得る。実際に、収穫作業者が完熟とやや未完熟とを正確に区別して判定することは難しく、これが油の収穫量を低下させる一因となっている。
【０００４】
そこで、被検体（収穫対象）であるパームヤシの房を破壊せずに、つまり非破壊で、近赤外光を利用して様々な特性を測定する測定装置が開発されている。そのような測定装置は、被検体に所定の波長の近赤外光を照射し、被検体からの光の反射率から測定すべき特性を測定する。
【０００５】
特許文献１は、ハイパースペクトルイメージング技術を用いてパームヤシの果実の完熟度を判別するシステムを開示している。また、特許文献１は、近赤外光の波長帯域において、果実の完熟度に応じて反射率が変化する特性を開示している。このシステムでは、収穫されたパームヤシの房をスペクトルカメラで撮像してサンプル画像が取得され、果実の完熟度に応じて反射率が変化する特性に基づいてサンプル画像を解析することでパームヤシの果実の完熟度が判別される。
【０００６】
特許文献２は、近赤外光波長フィルタを通過した光に基づく光電変換素子からの出力を用いて糖度推定式により青果物の糖度を算出する非破壊糖度計を開示している。特許文献３は、近赤外光の二つの特定波長成分の強度比に基づいて青果物の熟度を判定する非破壊測定装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２０１２／０７４３７２号
【特許文献２】特開２０００−３５６５９１号公報
【特許文献３】特開平８−１２２２５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、収穫対象の経済的価値は、収穫対象に含まれる特定の成分の含有量によって左右される。このため、収穫対象に含まれる特定の成分の含有量が多いタイミングで収穫対象を収穫することが望ましい。例えば、収穫対象がパームヤシの房である場合、パーム油やパーム核油の含有量が多いタイミングで収穫対象を収穫することが望まれる。
【０００９】
しかし、特許文献１に開示されたシステムは屋内用として開発され、屋外で利用されることについて十分に考慮されていない。そのため、システムの規模は大きく、特に、ハイパースペクトルカメラは高価であるので、システムのコストも必然と増大する。また、高温多湿の環境下ではハイパースペクトルカメラの耐久性は決して高いとは言えない。そのため、例えば、パームヤシの房の適した収穫タイミングを判定するために、パームヤシ農園においてハイパースペクトルカメラを用いて木に成るパームヤシの房を撮影し、その場で熟度を判定することは非常に困難であると言える。仮に、ハイパースペクトルカメラを用いてその場で収穫タイミングを判定し、経済的価値の高いパームヤシの房を収穫することができたとする。しかしながら、大規模なシステムによって収穫作業者の負担が増えて収穫作業全体の効率が低下してしまう。その結果、生産者は、収穫対象物の経済的価値が向上するという恩恵を十分に享受することができなくなる。また、上述したようなヒューマンエラーによっても、その恩恵を十分に享受することができなくなる。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、収穫作業の効率を落とすことなく、収穫すべきタイミングで収穫対象物を収穫することが可能な、青果物の収穫装置および収穫方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の実施形態による青果物の収穫装置は、前記青果物の熟度を判定する熟度判定装置と、前記青果物を収穫するための収穫手段と、前記収穫手段を駆動する動力を生成する動力源と、前記動力を前記収穫手段に供給するか否かを、前記熟度判定装置による熟度の判定結果に基づいて決定するコントローラと、を備える。
【００１２】
ある実施形態において前記熟度判定装置は、前記収穫手段の駆動をオン・オフするための制御信号を、前記熟度の判定結果に基づいて生成し、前記コントローラは、前記動力を前記収穫手段に供給するか否かを前記制御信号に応じて決定してもよい。
【００１３】
ある実施形態において、前記熟度判定装置は、前記熟度は所定の程度に達すると判定するとき、前記収穫手段の駆動をオンする前記制御信号を生成し、前記コントローラは、前記動力を前記収穫手段に供給することを決定し、前記熟度判定装置は、前記熟度は前記所定の程度に満たないと判定するとき、前記収穫手段の駆動をオフする前記制御信号を生成し、前記コントローラは、前記動力を前記収穫手段に供給しないことを決定してもよい。
【００１４】
ある実施形態において、前記動力源は、前記コントローラによる前記動力の供給の決定に応じて前記動力の供給を開始してもよい。
【００１５】
ある実施形態において、前記収穫装置は、前記動力源から前記収穫手段への前記動力の供給・遮断を、前記制御信号に応じて切替える切替回路をさらに備え、前記切替回路は、前記コントローラによる前記動力の供給の決定に応じて、前記動力源から前記収穫手段に前記動力を供給してもよい。
【００１６】
ある実施形態において、前記収穫装置は、報知装置をさらに備えていてもよい。
【００１７】
ある実施形態において、前記報知装置は、前記熟度の判定結果に基づいて前記熟度を報知してもよい。
【００１８】
ある実施形態において、前記熟度判定装置は、前記熟度の判定結果に基づいて前記青果物の収穫の可否をさらに判定し、前記報知装置は、前記収穫の可否の判定結果に基づいて前記青果物の収穫の可否を報知してもよい。
【００１９】
ある実施形態において、前記熟度判定装置が、前記青果物の収穫を不可と判定するとき、前記報知装置は、前記青果物を収穫してはいけないことを報知してもよい。
【００２０】
ある実施形態において、前記報知装置は、前記熟度の判定結果に基づいて光を発光する光学機器、前記熟度の判定結果に基づいて音を出力する音出力器、前記熟度の判定結果に基づいて振動する振動機器、および、前記熟度の判定結果に基づいて熟度情報を表示する表示装置の少なくとも１つを備えていてもよい。
【００２１】
ある実施形態において、前記報知装置は、前記収穫の可否の判定結果に基づいて光を発光する光学機器、前記収穫の可否の判定結果に基づいて音を出力する音出力器、前記収穫の可否の判定結果に基づいて振動する振動機器、および、前記収穫の可否の判定結果に基づいて収穫の可否の情報を表示する表示装置の少なくとも１つを備えていてもよい。
【００２２】
ある実施形態において、前記報知装置は、前記収穫の可否の判定結果に基づいて警告メッセージを表示する表示装置を含み、前記熟度判定装置が、前記青果物の収穫を不可と判定するとき、前記表示装置は、前記青果物を収穫してはいけないことを警告する前記警告メッセージを表示してもよい。
【００２３】
ある実施形態において、前記収穫装置は、前記熟度の判定結果を含む熟度判定情報を出力する出力インタフェースをさらに備えていてもよい。
【００２４】
ある実施形態において、前記収穫装置は、前記熟度の判定結果を含む熟度判定情報を印刷するプリンタをさらに備えていてもよい。
【００２５】
ある実施形態において、前記コントローラは、前記収穫装置の使用履歴を表す使用履歴情報を生成してもよい。
【００２６】
ある実施形態において、前記収穫装置は、伸縮可能な棒状の支持部材をさらに備え、前記収穫手段は、前記支持部材の先端に設けられていてもよい。
【００２７】
ある実施形態において、前記熟度判定装置は、前記青果物を撮像して撮像データを生成する撮像モジュールを有し、前記熟度判定装置は、前記撮像データに基づいて前記熟度を判定してもよい。
【００２８】
ある実施形態において、前記撮像モジュールは、１次元または２次元に配列された複数の画素を有し、前記青果物の少なくとも一部を撮像して前記撮像データを取得し、前記複数の画素は、各々が第１波長帯域の光を選択的に透過させる第１光透過フィルタを有する複数の第１画素を含み、前記第１波長帯域は、前記青果物からの反射光の強度が前記熟度に応じて変化する波長帯域であり、前記熟度判定装置は、前記複数の第１画素から得られる画素値に基づいて、予め決められた基準値を基準として前記第１波長帯域の光の強度分布の面積率を求め、前記面積率に基づいて前記熟度を判定してもよい。
【００２９】
ある実施形態において、前記撮像モジュールは、１次元または２次元に配列された複数の画素を有し、前記青果物の少なくとも一部を撮像して前記撮像データを取得し、前記複数の画素は、各々が第１波長帯域の光を選択的に透過させる第１光透過フィルタを有する複数の第１画素、および、各々が第２波長帯域の光を選択的に透過させる第２光透過フィルタを有する複数の第２画素を含み、前記第１波長帯域は、前記青果物からの反射光の強度が前記熟度に応じて変化する波長帯域であり、前記第２波長帯域は、前記青果物からの反射光の強度が前記熟度に依らず略等しい波長帯域であり、前記熟度判定装置は、前記複数の第１および第２画素から得られる画素値に基づいて、予め決められた基準値を基準として前記第１波長帯域の光の強度分布の面積率を求め、前記面積率に基づいて前記熟度を判定してもよい。
【００３０】
ある実施形態において、前記青果物は、多数の果実を有する房であってもよい。
【００３１】
ある実施形態において、前記熟度判定装置は、前記青果物を撮像して撮像データを生成する撮像モジュールを有し、前記撮像モジュールは、前記支持部材の先端付近に設けられていてもよい。
【００３２】
本発明の実施形態による方法は、青果物の熟度を判定する熟度判定装置と、前記青果物を収穫するための収穫手段と、を備える収穫装置を用いる、前記青果物を収穫する方法であって、前記熟度判定装置によって前記青果物の前記熟度を判定して熟度の判定結果を得る工程と、前記収穫手段の動作を前記熟度の判定結果に基づいて決定する工程と、前記収穫手段の動作の決定に基づいて前記青果物を収穫する工程と、を包含する。
【００３３】
ある実施形態において、前記熟度の判定結果を得る工程において、前記熟度は所定の程度に達するとの判定結果を得るとき、前記収穫手段の動作の決定において、前記収穫手段の動作を許可する決定を行い、前記熟度の判定結果を得る工程において前記熟度は所定の程度に満たないとの判定結果を得るとき、前記収穫手段の動作の決定において、前記収穫手段の動作を許可しない決定を行ってもよい。
【００３４】
ある実施形態において、前記収穫方法は、前記熟度の判定結果に基づいて前記熟度を報知する工程をさらに包含してもよい。
【００３５】
ある実施形態において、前記収穫方法は、前記熟度の判定結果を得る工程において、前記熟度の判定結果に基づいて前記青果物の収穫の可否をさらに判定して収穫の可否の判定結果を取得し、前記収穫の可否の判定結果に基づいて前記青果物の収穫の可否を報知する工程をさらに包含してもよい。
【００３６】
ある実施形態において、前記収穫方法は、前記熟度の判定結果を得る工程において前記青果物の収穫を不可と判定するとき、前記青果物を収穫してはいけないことを前記収穫装置の利用者に警告する工程をさらに包含してもよい。
【００３７】
ある実施形態において、前記青果物を収穫してはいけないことを前記収穫装置の利用者に警告すると同時に、前記収穫手段の動作の決定において、前記収穫手段の動作を許可しない決定を行ってもよい。
【００３８】
ある実施形態において、前記収穫方法は、前記熟度の判定結果を含む熟度判定情報を出力する工程をさらに包含してもよい。
【００３９】
ある実施形態において、前記収穫方法は、前記熟度の判定結果を含む熟度判定情報を印刷する工程をさらに包含してもよい。
【００４０】
ある実施形態において、前記収穫方法は、前記収穫装置の使用履歴を表す使用履歴情報を生成する工程をさらに包含してもよい。
【００４１】
ある実施形態において、前記熟度の判定結果を得る工程は、前記青果物の少なくとも一部を含む画像を受け取る工程であって、前記画像は、少なくとも第１波長帯域の光の強度分布を含み、前記第１波長帯域は、前記青果物からの反射光の強度が前記熟度に応じて変化する波長帯域である、工程と、前記第１波長帯域の光の強度分布の面積率を予め決められた基準値を基準として求める工程と、前記面積率に応じて前記熟度を判定して前記熟度の判定結果を得る工程と、を包含してもよい。
【００４２】
ある実施形態において、前記熟度を判定する工程は、前記青果物の少なくとも一部を含む画像を受け取る工程であって、前記画像は、少なくとも第１および第２波長帯域の光の強度分布を含み、前記第１波長帯域は、前記青果物からの反射光の強度が前記熟度に応じて変化する波長帯域であり、前記第２波長帯域は、前記青果物からの反射光の強度が前記熟度に依らず略等しい波長帯域である、工程と、前記第２波長帯域の光の強度分布を考慮して、前記第１波長帯域の光の強度分布の面積率を予め決められた基準値を基準として求める工程と、前記面積率に応じて前記熟度を判定して前記熟度の判定結果を得る工程と、を包含してもよい。
【００４３】
ある実施形態において、前記熟度の判定結果を得る工程は、前記青果物の少なくとも一部を撮像して前記画像を取得する工程をさらに包含してもよい。
【００４４】
ある実施形態において、前記青果物は、多数の果実を有する房であってもよい。
【００４５】
本発明の実施形態によるコンピュータプログラムは、青果物の熟度を判定する熟度判定装置と、前記青果物を収穫するための収穫手段と、を備える、青果物の収穫装置に用いられるコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、前記コンピュータに対し、前記熟度判定装置によって前記青果物の前記熟度を判定して熟度の判定結果を得るステップと、前記収穫手段の動作を前記熟度の判定結果に基づいて決定するステップと、前記収穫手段の動作の決定に基づいて前記青果物を収穫するステップと、を実行させる。
【発明の効果】
【００４６】
本発明の一実施形態によると、収穫作業の効率を落とすことなく、収穫すべきタイミングで収穫対象物を収穫することが可能な、青果物の収穫装置および収穫方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】実施形態１による収穫装置１０００の全体構成を模式的に示す図である。
【図２】収穫装置１０００のハードウェアの構成例を模式的に示すブロック図である。
【図３】収穫装置１０００のハードウェアの他の構成例を模式的に示すブロック図である。
【図４】熟度判定装置１００のハードウェアの構成例を模式的に示すブロック図である。
【図５】画素アレイ２２０Ａにおいて２次元に配列された複数の画素２２１のうちの４行４列の画素に着目して、その配列の様子を示す図である。
【図６】マイクロレンズ２２２の光軸に平行な、画素２２１の断面を模式的に示す図である。
【図７】光透過フィルタ２２３の光の透過率特性を示すグラフである。
【図８】信号処理回路１２０の機能ブロックを模式的に示す機能ブロック図である。
【図９】実施形態１による収穫装置１０００の動作手順の一例を示すフローチャートである。
【図１０】熟度判定装置１００が熟度判定情報を生成する手順を詳細に示すフローチャートである。
【図１１】房Ｆの収穫時において、完熟度に応じて反射光の強度（反射率）が変化する様子を模式的に示すグラフである。
【図１２】３種類の完熟度のそれぞれの房Ｆ全体を撮像して得られた画像Ｉ、および、画像Ｉに含まれる画素値ＮＩＲＳを有する画素の中で基準値以上の画素値を有する画素の分布を完熟度毎に示す図である。
【図１３Ａ】未熟の房Ｆの画像Ｉおよび画像Ｉにおける複数の第１画素の画素値ＮＩＲＳに基づいてマッピングしたマッピング画像を示す図である。
【図１３Ｂ】やや未熟の房Ｆの画像Ｉおよび画像Ｉにおける複数の第１画素の画素値ＮＩＲＳに基づいてマッピングしたマッピング画像を示す図である。
【図１３Ｃ】完熟の房Ｆの画像Ｉおよび画像Ｉにおける複数の第１画素の画素値ＮＩＲＳに基づいてマッピングしたマッピング画像を示す図である。
【図１４】未熟、やや未熟および完熟の房Ｆに対する３つのマッピング画像のそれぞれを３つの階層Ｉ、ＩＩおよびＩＩＩに分解して各階層の色マッピング画像を示す図である。
【図１５】未熟、やや未熟および完熟の房Ｆから反射された近赤外光の信号強度を正規確率プロットしたグラフである。
【図１６】近赤外光の強度分布の面積率を算出する手順（ステップＳ１２０）を詳細に示すフローチャートである。
【図１７】熟度判定情報を生成する、ステップＳ１３０の具体的な処理手順を詳細に示すフローチャートである。
【図１８】収穫装置１０００のハードウェアのさらなる他の構成例を模式的に示すブロック図である。
【図１９】収穫装置１０００のハードウェアのさらなる他の構成例を模式的に示すブロック図である。
【図２０】実施形態２による収穫装置１０００Ａのハードウェアの構成例を模式的に示すブロック図である。
【図２１】実施形態２による収穫装置１０００Ａの熟度判定装置１００が熟度判定情報を生成する手順を詳細に示すフローチャートである。
【図２２Ａ】未熟の房Ｆの画像Ｉおよび画像Ｉにおける複数の第１画素の画素値ＮＩＲＳに基づいてマッピングしたマッピング画像を示す図である。
【図２２Ｂ】やや未熟の房Ｆの画像Ｉおよび画像Ｉにおける複数の第１画素の画素値ＮＩＲＳに基づいてマッピングしたマッピング画像を示す図である。
【図２２Ｃ】完熟の房Ｆの画像Ｉおよび画像Ｉにおける複数の第１画素の画素値ＮＩＲＳに基づいてマッピングしたマッピング画像を示す図である。
【図２３】未熟、やや未熟および完熟の房Ｆに対する３つのマッピング画像のそれぞれを３つの階層Ｉ、ＩＩおよびＩＩＩに分解して各階層の色マッピング画像を示す図である。
【図２４】ステップＳ１２０Ａにおける面積率ＡＲの算出の具体的な処理手順を詳細に示すフローチャートである。
【図２５】実施形態３による収穫装置１０００Ｂのハードウェアの構成例を模式的に示すブロック図である。
【図２６】実施形態３による収穫装置１０００Ｂの動作手順の一例を示すフローチャートである。
【図２７Ａ】青林檎の反射率の波長依存性を例示するグラフである。
【図２７Ｂ】マンゴーの反射率の波長依存性を例示するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
本発明の実施形態による青果物の収穫装置（以下、「収穫装置」と表記する。）は、青果物の熟度を判定する熟度判定装置と、青果物を収穫するための収穫手段と、収穫手段を駆動する動力を生成する動力源と、動力を収穫手段に供給するか否かを、熟度判定装置による熟度の判定結果に基づいて決定するコントローラと、を備える。例えばこの収穫装置は、多数の果実を有するパームヤシの房の収穫装置として好適に利用される。この収穫装置を用いると、熟度判定に費やす時間、および作業の手間を大幅に増やすことなく、パームヤシの房の熟度を判定することができ、かつ、熟度の判定結果に従ってパームヤシの房を自動で刈り取ることができる。
【００４９】
本発明の実施形態による青果物の収穫方法（以下、「収穫方法」と表記する。）は、青果物の熟度を判定する熟度判定装置と、前記青果物を収穫するための収穫手段と、を備える収穫装置を用いる、収穫方法である。その収穫方法は、前記熟度判定装置によって前記青果物の前記熟度を判定して熟度の判定結果を得る工程と、前記収穫手段の動作を前記熟度の判定結果に基づいて決定する工程と、前記収穫手段の動作の決定に基づいて前記青果物を収穫する工程と、を包含する。例えばこの収穫方法は、多数の果実を有するパームヤシの房を収穫する収穫装置に好適に利用される。この収穫方法を用いると、収穫すべきではないタイミングでパームヤシの房を誤って刈り取ることを抑制することができる。
【００５０】
本明細書において、青果物としてパームヤシの房を例に収穫装置および収穫方法を説明する。なお、後述するように、特定の波長帯域において光の反射率が熟度（完熟度と表記する場合がある。）に応じて変化する青果物、例えば、コーヒーの果実、リンゴおよびマンゴーの熟度を判定し、その判定に従ってそれらを収穫することも本発明の範疇である。
【００５１】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態による収穫装置および収穫方法を説明する。以下の説明において、同一または類似する構成要素については同一の参照符号を付している。なお、本発明の実施形態は、以下で例示する収穫装置および収穫方法に限られない。例えば、一の実施形態と、他の実施形態とを組み合わせることも可能である。
【００５２】
（実施形態１）
図１から図１９を参照しながら、本実施形態による収穫装置の構成およびその動作（当該収穫装置を利用し得る収穫方法）を説明する。
【００５３】
〔収穫装置１０００の構成〕
図１は、収穫装置１０００の全体構成を模式的に示している。図２は、収穫装置１０００のハードウェアの構成例を模式的に示している。本明細書では、パームヤシの房を収穫するために用いる収穫装置は、「パームカッター」と称され得る。
【００５４】
収穫装置１０００は典型的に、熟度判定装置１００、コントローラ２００、動力源３００、把手４００、支持部材５００、収穫手段６００および報知装置７００を備える。なお、後述するように、報知装置７００は任意の構成要素である。本実施形態による収穫装置１０００によると、パームヤシの房Ｆの熟度の判定、その判定結果に基づく動力供給の決定、および収穫手段６００によるパームヤシの房Ｆの刈り取りといったこれら一連の動作を自動で行うことが可能である。
【００５５】
熟度判定装置１００は、パームヤシの房Ｆ（以下、房Ｆと表記する。）を撮像し、撮像した画像を解析して熟度を判定する。熟度とは、房Ｆの果実が熟している程度を表し、例えば、「完熟」、「やや未熟」および「未熟」といった種類に分類され得る。当然に、より詳細に熟度を分類してもよい。例えば、「過熟」という種類を追加してもよいし、「完熟」と「やや未熟」との間に新たな完熟の程度（例えば「やや完熟」）をさらに設けてもよい。熟度判定装置１００の構成および機能は、後で詳細に説明する。
【００５６】
コントローラ２００は、半導体集積回路（ＬＳＩ）であり、例えばマイクロコントロールユニット（ＭＣＵ）で実現され得る。コントローラ２００は、例えば熟度判定装置１００、動力源３００および報知装置７００のそれぞれに電気的に接続され、収穫装置１０００全体を制御する。例えば、コントローラ２００は、動力源３００で生成される動力を収穫手段６００に供給するか否かを、熟度判定装置１００による熟度の判定結果に基づいて決定する。また、コントローラ２００は、報知装置７００を駆動するための駆動信号を熟度の判定結果に基づいて生成することができる。
【００５７】
動力源３００は、例えばガソリンエンジン、軽油エンジン、および、電動モータとバッテリーまたは太陽電池などとのセットを含む。動力源３００は、収穫手段６００を駆動する動力を生成する。例えばバッテリーに蓄積された電気エネルギーは、電動モータにより機械エネルギーに変換され、その機械エネルギーが動力として、ギア（不図示）を介して収穫手段６００に伝達される。動力源３００は例えば、コントローラ２００と通信するためのＭＣＵ（不図示）を有していてもよい。
【００５８】
把手４００は、作業者（収穫作業者）が収穫装置１０００を把持するための部材であり、例えば支持部材５００の一端（先端）に設けられている。
【００５９】
支持部材５００は、棒状の部材である。支持部材５００は、伸縮可能な棒状の部材であることが好ましい。これにより、収穫対象の房Ｆまでの距離（高さ）に応じて収穫装置１０００の長さを調整することが可能となる。
【００６０】
収穫手段６００は、房Ｆの付根、葉（Ｆｒｏｎｄ）および大枝（ｌｉｍｂ）を刈り取りできるように構成され、例えば鎌（ｓｉｃｋｌｅ）またはのみ（ｃｈｉｓｅｌ）の形状を有する。収穫手段６００は、手動ではなく、動力により自動で動作し、房Ｆなどを刈り取ることができる。収穫手段６００は、例えばエンジンチェーンソー、電動ノコギリ、電動バサミおよび電動カッターによって実現され得る。例えば、収穫手段６００は、把手４００とは反対側の、支持部材５００の他端に設けられる。熟度判定装置１００は、収穫装置１０００の先端付近に配置され得る。例えば、熟度判定装置１００は、収穫手段６００の近くに配置されることが好ましい。このような配置によれば、房Ｆの熟度の判定を行いながら房Ｆの収穫作業を同時進行することができるため、効率的なオペレーションを実現することが可能となる。
【００６１】
熟度判定装置１００は、収穫装置１０００に着脱可能な装置であってもよい。その場合、収穫装置１０００は、支持部材５００とは別部材であり、かつ、熟度判定装置１００を装着することが可能な装着部をさらに備えていてもよい。
【００６２】
報知装置７００は、熟度判定装置１００による熟度の判定結果に基づいて、房Ｆの熟度または採取の可否を作業者に報知する。報知装置７００は、熟度の判定結果に基づいて光を発光する光学機器、熟度の判定結果に基づいて音を出力する音出力器、熟度の判定結果に基づいて振動する振動機器、および、熟度の判定結果に基づいて熟度情報を表示する表示装置の少なくとも１つを備える。光学機器は、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）ランプである。音出力器は、例えばスピーカである。振動機器は、例えばバイブレータである。表示装置は、例えば液晶ディスプレイや有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイである。
【００６３】
図３は、収穫装置１０００のハードウェアの他の構成例を模式的に示している。図示されるように、報知装置７００は、収穫装置１０００に外付けされる外部装置であってもよい。収穫装置１０００は、撮像データや熟度情報を示すデータなどを外部に出力するための出力ＩＦ８００を備え、出力ＩＦ８００を介して報知装置７００と無線または有線で接続される。無線接続の場合、出力ＩＦ８００は、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格またはＷｉ−Ｆｉ（登録商標）規格に準拠した通信インタフェースであり得る。有線接続の場合、出力ＩＦ８００は、例えばＵＳＢまたはＨＤＭＩ（登録商標）規格に準拠した通信インタフェースであり得る。外部装置として利用する場合の報知装置７００は、例えばスマートフォン、タブレット、またはラップトップＰＣのようなポータブル装置であり得る。
【００６４】
図２または図３に示されるブロック（構成要素）の間のデータの送受信は、有線または無線通信によって行うことができる。例えば、ワイヤーハーネスを用いてブロック同士は接続され得る。ワイヤーハーネスは、例えば支持部材５００の内部に敷設されていてもよいし、または、外部にむき出しのままであってもよい。または、例えば、上述したＢｌｕｅｔｏｏｔｈ規格またはＷｉ−Ｆｉ規格に準拠した無線通信によってブロック同士は通信接続され得る。その場合、例えば熟度判定装置１００、コントローラ２００、動力源３００および報知装置７００は、無線通信モジュールを備える。当然に、ブロック同士は、有線および無線の組み合わせによって接続されていても構わない。
【００６５】
図４は、熟度判定装置１００のハードウェアの構成例を模式的に示す。
【００６６】
熟度判定装置１００は、撮像モジュール１１０、信号処理回路１２０、出力ＩＦ１３０およびコントローラＣを備える。熟度判定装置１００の撮像モジュール１１０は、房Ｆにおける多数の果実の少なくとも一部を撮像して果実の画像を取得する。このとき、最低３つの果実が画像に含まれていることが好ましい。信号処理回路１２０は、画像を解析して房Ｆの熟度を示す熟度判定情報を生成する。例えば、生成された熟度判定情報は、出力ＩＦ１３０を介して外部に出力される。
【００６７】
撮像モジュール１１０は、レンズ１１１およびイメージセンサ１１２を備える。
【００６８】
レンズ（またはレンズ群）１１１は、房Ｆからの光をイメージセンサ１１２の撮像面に集光する。レンズ１１１は単一のレンズであってもよいし、複数のレンズから構成されていてもよい。レンズ１１１は、オートフォーカス（ＡＦ）用のレンズおよび／または光学ズーム用のレンズを含んでいてもよい。ＡＦ用レンズおよび光学ズーム用レンズは専用のドライバ（不図示）によって駆動される。撮像モジュール１１０は、これらのドライバを制御する制御回路（不図示）を備えていてもよい。
【００６９】
イメージセンサ１１２は、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）センサまたはＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサである。イメージセンサ１１２は、１次元または２次元に配列された複数の画素（画素アレイ）を有する。１次元の配列の場合、イメージセンサ１１２は、ラインセンサであり得る。
【００７０】
図５は、画素アレイ２２０Ａにおいて２次元に配列された複数の画素２２１のうちの４行４列の画素に着目して、その配列の様子を示している。図６は、マイクロレンズ２２２の光軸に平行な、画素２２１の断面を模式的に示している。図７は、光透過フィルタ２２３の光の透過率特性を示している。図７のグラフにおいて横軸は光の波長（ｎｍ）を示し、縦軸は光透過フィルタの透過率を示している。
【００７１】
イメージセンサ１１２は、２次元に配列された複数の画素２２１（画素アレイ２２０Ａ）を備える。画素２２１は、マイクロレンズ２２２、光透過フィルタ２２３および光電変換素子２２４を有する。
【００７２】
マイクロレンズ２２２は、光透過フィルタ２２３上に配置され、房Ｆからの光を集光して画素感度を向上させる。光透過フィルタ２２３は、特定の波長帯域の光を選択的に透過させる。例えば、光透過フィルタ２２３は、ＩＲフィルタおよびＲＧＢのカラーフィルタのいずれかである。図７に示されるように、ＩＲフィルタは、近赤外光の波長帯域（例えば８００ｎｍ〜２５００ｎｍ）の光を選択的に透過させ、好ましくは８００ｎｍから９００ｎｍまでの波長帯域の光を選択的に透過させる。Ｒフィルタは、赤色の光の波長帯域（例えば、６２０ｎｍ〜７５０ｎｍ）の光を選択的に透過させる。Ｇフィルタは、緑色の光の波長帯域（例えば、５００ｎｍ〜５７０ｎｍ）の光を選択的に透過させる。Ｂフィルタは、青色の光の波長帯域（例えば、４５０ｎｍ〜５００ｎｍ）の光を選択的に透過させる。
【００７３】
光電変換素子２２４は、典型的にはフォトダイオード（ＰＤ）であり、受光した光を電気信号に変換する。ＰＤは、例えばシリコンの半導体基板（不図示）に埋め込まれている。
【００７４】
図５に示されるように、画素アレイ２２０Ａは、２行２列の画素２２１Ａ、２２１Ｂ、２２１Ｃおよび２２１Ｄで構成される単位画素を有する。画素２２１Ａ、２２１Ｂ、２２１Ｃおよび２２１Ｄは、Ｒフィルタ、Ｇフィルタ、ＩＲフィルタおよびＢフィルタをそれぞれ有する。このような配列は、ベイヤー配列に対して奇数または偶数行のＧフィルタをＩＲフィルタで置き換えた配列に対応する。本明細書において、１つの単位画素に含まれる画素２２１Ａ、２２１Ｂ、２２１Ｃおよび２２１Ｄは互いに関連付けられている。後述するように、互いに関連付けられた画素同士（例えば画素２２１Ｃ、２２１Ｄ）の画素値を除算することがある。
【００７５】
上述した画素アレイ２２０Ａの単位画素のパターン以外に、種々のパターンを選択することができる。例えば、単位画素は、４つのフィルタのうちの、Ｇフィルタを含んでいなくてもよいし、ＩＲフィルタおよびＲフィルタだけを含んでいてもよい。単位画素に含まれる各フィルタの数も任意であり得る。また、単位画素は、２×２画素に限られず、例えば４×４画素でも構成され得る。本実施形態による熟度判定では、ＩＲフィルタを含む画素２２１Ｃから得られる画素値が重視される。
【００７６】
本明細書における「画素値」は、例えば８ビットの階調値であり、主としてＲＡＷデータを意味する。本明細書において、画素値を「階調値」と称することがある。撮像モジュール１１０はＲＡＷデータを少なくとも出力する。ただし、撮像モジュール１１０は、輝度／色差信号をＲＡＷデータに基づいて生成し、それらを出力する機能を備えていてもよい。
【００７７】
後で詳細に説明するが、例えば房Ｆからの第１波長帯域の光の反射率（反射光の強度）は完熟度に応じて変化する。第１波長帯域は例えば近赤外光の波長帯域である。そのような特性を示す青果物の完熟度を求める場合、単位画素は少なくともＩＲフィルタを含んでいればよい。例えば図５に示される単位画素の４つのフィルタは全てＩＲフィルタであってもよく、その場合においても本実施形態による熟度判定は実施可能である。ただし、カラー画像を生成する観点において、単位画素はＲＧＢフィルタを含んでいることが好ましい。
【００７８】
再び図４を参照する。
【００７９】
コントローラＣは、ＬＳＩであり、例えば汎用プロセッサであり得る。コントローラＣは、撮像モジュール１１０、信号処理回路１２０および出力ＩＦ１３０のそれぞれに電気的に接続され、熟度判定装置１００全体を制御する。
【００８０】
図８は、信号処理回路１２０の機能ブロックを模式的に示している。信号処理回路１２０の各構成要素は、ハードウェア単位ではなく機能ブロック単位で示されている。
【００８１】
信号処理回路１２０は、ＬＳＩであり、例えばイメージシグナルプロセッサ（ＩＳＰ）である。信号処理回路１２０は、撮像モジュールから出力される画像データを解析して、房Ｆの熟度判定情報を生成する。信号処理回路１２０は、面積率演算部１２１、熟度判定情報生成部１２２、記憶媒体１２３、制御信号生成部１２４および演算コア（不図示）を備える。例えば、記憶媒体１２３は、読み出し専用または書き込み可能なＲＯＭ、ＲＡＭおよびハードディスクである。面積率演算部１２１、熟度判定情報生成部１２２および制御信号生成部１２４の各ブロックは、ハードウェアおよびソフトウェアで実現される。各ブロックは、ソフトウェアで実現される場合、各機能を実現するための命令群から構成されるコンピュータプログラムであり得る。そのようなコンピュータプログラムは、例えば記憶媒体１２３に格納されている。例えば、記憶媒体１２３に格納されたコンピュータプログラムは、ＲＡＭ（不図示）に一旦ロードされ、演算コアによって実行される。
【００８２】
信号処理回路１２０は、画像処理で一般に用いられる、例えばガンマ補正、色補間処理、空間補間処理、およびオートホワイトバランスなどの処理を行う機能を有していてもよい。信号処理回路１２０は、ＲＧＢフィルタを有するＲＧＢ画素から得られる画素値に基づいてカラー画像を生成することができる。
【００８３】
再び、図４を参照する。
【００８４】
出力ＩＦ１３０は、信号処理回路１２０で生成された熟度判定情報を外部のコントローラ２００に出力するためのインタフェースである。例えば出力ＩＦ１３０は、出力ＩＦ８００と同様に、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ規格若しくはＷｉ−Ｆｉ規格に準拠した通信インタフェース、または、ＵＳＢ若しくはＨＤＭＩ規格に準拠した通信インタフェースであり得る。
【００８５】
〔収穫装置１０００の動作〕
図９は、本実施形態による収穫装置１０００の動作手順の一例を示す。
【００８６】
収穫装置１０００は、図示される動作手順に従って動作することができる。その動作手順は、収穫装置１０００を利用し得る収穫方法を意味する。
【００８７】
先ず、熟度判定装置１００の撮像モジュール１１０が、房Ｆを撮像して房Ｆの画像を取得し、その画像を解析して房Ｆの熟度を示す熟度判定情報を生成する（ステップＳ１００）。
【００８８】
図１０は、熟度判定装置１００が熟度判定情報を生成する手順を詳細に示している。
【００８９】
撮像モジュール１１０は、房Ｆの多数の実の全部または一部（好ましくは３つ以上）を撮像して画像Ｉを取得する（ステップＳ１１０）。なお、撮像モジュール１１０は後述するように、パームヤシ全体を撮像しても構わない。撮像モジュール１１０は、房Ｆの中央付近を撮像して画像Ｉを取得してもよい。また、撮像モジュール１１０は、日当たりの良好な部分、例えば房Ｆの先端部を撮像して画像Ｉを取得することが好ましい。日光に当たり易い部分の果実から成熟し始めると考えられるためである。また、撮像モジュール１１０は、複数回の撮像によって画像を複数回取得してもよい。取得した画像データを積算することでＳＮ比を向上させることができる。取得された画像Ｉは、房Ｆから反射された近赤外光の強度分布を少なくとも含む。本実施形態においては、画像Ｉは、房Ｆから反射された、近赤外光、赤色の光、緑色の光、および、青色の光の強度分布を含む。換言すると、画像Ｉは、４つの画素２２１Ａ、２２１Ｂ、２２１Ｃおよび２２１Ｄから得られる画素値（画像データ）ＲＥＤＳ、ＧＬＮＳ、ＮＩＲＳおよびＢＬＵＳをそれぞれ含む。なお、本発明の実施形態において、画像Ｉは、近赤外光の強度分布を少なくとも含んでいればよい。
【００９０】
図１１は、房Ｆの収穫時において、完熟度に応じて反射光の強度（反射率）が変化する様子を模式的に示している。横軸は光の波長（ｎｍ）を示し、縦軸は反射率を示している。一般に、イメージセンサ１１２（例えばシリコンを用いたイメージセンサ）は、光の波長に依存する感度特性を有する。この感度特性を考慮した反射率の測定において、標準白色板を用いてイメージセンサ１１２から出力される画素値を規格化することが一般に行われる。標準白色板は、角度に依存しない拡散反射光を生成する、反射率の高い拡散反射板である。図１１の縦軸の反射率は、標準白色板を用いて測定したときの反射率に対する、房Ｆからの反射率の比率を示している。
【００９１】
完熟度を、例えば「完熟」、「やや未熟」および「未熟」の３種類に分類することができる。パームヤシの房Ｆの収穫時において房Ｆからの反射光は、青色の光から近赤外光までの波長帯域の間で、光の波長が長くなるほど強度が大きくなる反射率特性を有する。特に、可視光である赤色の光の波長帯域において、房Ｆが完熟するほど反射率は高くなる反射率特性が示され、かつ、イメージセンサ１１２の感度特性に応じて受光され得る反射光の極大波長が存在する近赤外光の波長帯域においても、房Ｆが完熟するほど反射率は高くなる反射率特性が示される。このように、特に赤色の光から近赤外光までの波長帯域では、完熟度に応じて固有の曲線が描かれる。後で詳細に説明するように、この曲線に基づいて反射率に対する適切な閾値をそれぞれの波長帯域で設定し、反射率と閾値とを比較することで完熟度を判定することが可能となる。
【００９２】
本発明の実施形態によると、少なくとも近赤外光の強度分布を含む画像Ｉを解析することにより、完熟度を判定することが可能となる。本実施形態では、画素値ＮＩＲＳに基づいて完熟度を判定する。そのため、例えば図５に示される２行２列の単位画素は、ＩＲフィルタを含む画素２２１Ｃを最も多く含んでいることが好ましい。
【００９３】
信号処理回路１２０、具体的には信号処理回路１２０の面積率演算部１２１（図８を参照）は、取得された画像Ｉにおける近赤外光の強度分布の面積率を算出する。画像Ｉは、近赤外光の強度分布を示す情報を有する複数の第１画素（または画素データ）、青色の光の強度分布を示す情報を有する複数の第２画素、緑色の光の強度分布を示す情報を有する複数の第３画素、赤色の光の強度分布を示す情報を有する複数の第４画素を含む。なお、上述したとおり、画像Ｉは、複数の第１画素を少なくとも含んでいればよい。
【００９４】
図１２は、３種類の完熟度（未熟、やや未熟および完熟）のそれぞれの房Ｆ全体を撮像して得られた画像Ｉ、および、画像Ｉに含まれる画素値ＮＩＲＳを有する画素の中で基準値以上の画素値を有する画素の分布を完熟度毎に示している。本実施形態において、画素値は例えば８ビット（０から２５５までの値）で表される。基準値は、例えば「８０」とすることができる。
【００９５】
房Ｆ全体を含む画像Ｉ中の画素値の全部を単純に平均すると、その平均値は、画像Ｉに含まれ得る、背景や果実の間の影などの影響を受けて変動し得る。本実施形態による熟度判定では、近赤外光の強度分布の面積率を予め決められた基準値を基準として求める。図１２には、画像Ｉに含まれる、画素値ＮＩＲＳを有する画素の中で例えば８０以上の画素値を有する画素が、画像Ｉの中でどのように分布しているかを完熟度毎に示している。房Ｆが完熟するに従って、その画素分布の密度は変化し高くなる。これは、基準値を基準とした画素分布に基づいて熟度判定情報を取得できることを示している。
【００９６】
図１３Ａ（ａ）は、未熟の房Ｆ全体を含む画像を示し、図１３Ａ（ｂ）は、（ａ）に示される破線の矩形領域の部分を拡大した画像を示し、図１３Ａ（ｃ）は、所定レベルの画素値の範囲内にある画素分布を、（ｂ）の画像Ｉにおける複数の第１画素の画素値ＮＩＲＳに基づいてマッピングしたマッピング画像を示している。図１３Ｂ（ａ）は、やや未熟の房Ｆ全体を含む画像を示し、図１３Ｂ（ｂ）は、（ａ）に示される破線の矩形領域の部分を拡大した画像Ｉを示し、図１３Ｂ（ｃ）は、所定レベルの画素値の範囲内にある画素分布を、（ｂ）の画像Ｉにおける画素値ＮＩＲＳに基づいてマッピングしたマッピング画像を示している。図１３Ｃ（ａ）は、完熟の房Ｆ全体を含む画像を示し、図１３Ｃ（ｂ）は、（ａ）に示される破線の矩形領域の部分を拡大した画像Ｉを示し、図１３Ｃ（ｃ）は、所定レベルの画素値の範囲内にある画素分布を、（ｂ）の画像Ｉにおける画素値ＮＩＲＳに基づいてマッピングしたマッピング画像を示している。
【００９７】
例えば、遠方から房Ｆ全体を撮像モジュール１１０によって撮像して、図１３Ａ（ａ）に示される画像を取得することを考える。その場合、上述したように画像Ｉには背景や影などの房Ｆとは異なる複雑な情報が含まれる。複雑な情報は、熟度判定に悪影響を及ぼす可能性がある。この影響を抑制するために、例えば、図１３Ａ（ａ）に示される破線の矩形領域の部分を拡大してその部分を撮像することが好ましい。その結果、図１３Ａ（ｂ）に示される画像Ｉが得られる。その場合、撮像モジュール１１０は、焦点距離が比較的長い挟角レンズを備えていてもよいし、光学ズーム用レンズを備えていてもよい。また、撮像モジュール１１０は当然に電子ズーム機能を備えていてもよい。矩形領域の部分は、最低３つの果実を含んでいることが好ましい。
【００９８】
１つ若しくは複数の房Ｆ、または、パームヤシ全体を含む画像を撮像モジュール１１０によって取得した後で、信号処理回路１２０は、トリミングによって房Ｆ全体の画像から破線の矩形領域の部分を切り出してもよい。換言すると、信号処理回路１２０は、トリミング機能を用いて、図１３Ａ（ｂ）に示される画像Ｉを取得してもよい。例えば、遠方からパームヤシ全体を撮像する場合、上記の複雑な情報を排除しつつ、熟度判定に必要な果実の情報を好適に取得することができる。トリミング対象の画像Ｉも、最低３つの果実を含んでいることが好ましい。
【００９９】
房Ｆまたはパームヤシ全体を撮像するときに、例えば３つの果実を含む房Ｆの部分を画像認識によって自動で特定（識別）することができる。トリミングのときもこれと同様である。画像認識の一例として公知のパターン認識技術を広く用いることができる。予め用意された種別（果実、枝、葉など）に対応するパターンのどれかに被検体がマッチングするかを解析してその種別を判別することができる。パターン認識は、例えば、数学的、幾何学的およびハーモニック形状ディスクリプタを用いる訓練可能なパターン認識システムを用いて行われる。そのシステムにおいて、予め用意された種別の多数のサンプルに接することで習得したナレッジベースを用いて、可能性のある種別を選別するように教育される。訓練セットは、各種別に対して、何千もの基本的種類の画像を含む。成功裏のパターンマッチングは、訓練していない対象物についてのディスクリプタが、訓練済みの対象物のディスクリプタと一致するときに生じる。上述したパターン認識システムは、例えば特開２０１５−０４６１６２号公報に詳しく説明されている。
【０１００】
図１３Ａ（ｃ）に示されるマッピング画像は、３つの階層Ｉ、ＩＩおよびＩＩＩのマッピング画像を含む。例えば、階層Ｉは、０から２５５の階調値の中の、６０以上７０未満の階調値を有する画素の分布を含み、階層ＩＩは、７０以上８０未満の階調値を有する画素の分布を含み、階層ＩＩＩは、８０以上の階調値を有する画素の分布を含む。例えば、信号処理回路１２０は、画素分布を青色でマッピングして階層Ｉの青色マッピング画像を生成し、画素分布を緑色でマッピングして階層ＩＩの緑色マッピング画像を生成し、画素分布を赤色でマッピングして階層ＩＩＩの赤色マッピング画像を生成することができる。信号処理回路１２０は、３つの階層Ｉ、ＩＩおよびＩＩＩを重畳することによりマッピング画像を生成する。ただし、信号処理回路１２０は、３つの階層Ｉ、ＩＩおよびＩＩＩの色マッピング画像を生成しなくてもよく、１つの閾値（例えば「８０」）に基づいて階層ＩＩＩの色マッピング画像を少なくとも生成すればよい。例えば完熟度の種類の数に応じて階層の枚数は決定され得る。
【０１０１】
信号処理回路１２０は、未熟の房Ｆと同様に、やや未熟および完熟の房Ｆに対しても、図１３Ｂ（ｃ）および図１３Ｃ（ｃ）に示されるマッピング画像を生成する。図１３Ｂ（ｃ）に示されるマッピング画像は、図１３Ｂ（ｂ）に示される画像Ｉにおける画素値ＮＩＲＳに基づいて生成され、３つの階層Ｉ、ＩＩおよびＩＩＩの各色マッピング画像を含む。図１３Ｃ（ｃ）に示されるマッピング画像は、図１３Ｃ（ｂ）に示される画像Ｉにおける画素値ＮＩＲＳに基づいて生成され、３つの階層Ｉ、ＩＩおよびＩＩＩの各色マッピング画像を含む。
【０１０２】
房Ｆが熟すにつれて、近赤外光の反射光の強度、つまり、画素値ＮＩＲＳの値が大きくなり、その結果、階層ＩＩＩの画素分布の密度が高くなる。これは、階調値の閾値を適切に設定することで房Ｆの熟度を容易に判定できることを示している。
【０１０３】
図１４は、未熟、やや未熟および完熟の房Ｆに対する３つのマッピング画像のそれぞれを３つの階層Ｉ、ＩＩおよびＩＩＩに分解して各階層の色マッピング画像を示している。図示されるように、階層Ｉの色マッピング画像に着目すると、未熟の房Ｆに対する色マッピング画像における画素分布の密度が最も高く、完熟の房Ｆに対する色マッピング画像における画素分布の密度が最も低い。階層ＩＩの色マッピング画像に着目すると、やや未熟の房Ｆに対する色マッピング画像における画素分布の密度が最も高く、未熟の房Ｆに対する色マッピング画像における画素分布の密度が最も低い。階層ＩＩＩの色マッピング画像に着目すると、完熟の房Ｆに対する色マッピング画像における画素分布の密度が最も高く、未熟の房Ｆに対する色マッピング画像における画素分布の密度が最も低い。
【０１０４】
各階層の画素分布は、予め決められた基準値を基準とした近赤外光の強度分布の面積率ＡＲに対応する。具体的には、面積率ＡＲは、画像Ｉにおける複数の第１画素の数Ｍ１に対する、複数の第１画素の中で基準値の条件を満たす画素の数Ｎ１の比である。例えば、階層Ｉに対して用いられる、基準値の下限（下限の閾値）は、６０であり、上限（上限の閾値）は７０である。階層ＩＩに対して用いられる、基準値の下限は、７０であり、上限は８０である。階層ＩＩＩに対して用いられる、基準値の下限は８０であり、上限は特に設定されていない。適切な基準値を設けることにより、画素分布の密度、つまり、面積率ＡＲに基づいて房Ｆの完熟度を判定することができる。
【０１０５】
図１５は、未熟、やや未熟および完熟の房Ｆから反射された近赤外光の信号強度（つまり、画素値ＮＩＲＳ）を正規確率プロットしたグラフである。正規確率プロットは、標本のデータが正規分布にどの程度近いかを視覚的に表現する。正規確率プロットにおいて、正規分布に従うデータであれば直線的に並び、平均値、標準偏差および代表値などのパラメータを推定することができる。本実施形態における標本のデータは、画像Ｉに含まれる複数の第１画素の画素値ＮＩＲＳである。グラフの横軸は、画素値（０から２５５までの値）を示し、縦軸は、累積度数パーセント（％）を対数で示している。
【０１０６】
累積度数パーセント（％）は、式（１）から得られる。
累積度数パーセント（％）＝（１００×累積度数）／（ｎ＋１）      式（１）
ここで、累積度数は、度数の値が小さい方から、つまり、ヒストグラムの左側から度数を累積した値に相当する。ｎは標本の数であり、複数の第１画素の数Ｍ１と等しい。
【０１０７】
図１５に示されるように、独立した正規確率プロットが完熟度に応じて得られる。房Ｆが完熟するに従い、正規確率プロットは右側にシフトし、その結果、累積度数パーセント５０％に対する画素値ＮＩＲＳは大きくなることが分かる。累積度数パーセント５０％に対する画素値は、画素値ＮＩＲＳの代表値である。正規分布において平均値と代表値とは等しい。正規確率プロットは、上述した上限および下限の閾値を決定するときに有効である。例えば、それらの閾値は、正規確率プロットを参照することにより代表値に基づいて決定することができる。
【０１０８】
図１６は、近赤外光の強度分布の面積率を算出する手順（ステップＳ１２０）を詳細に示している。
【０１０９】
信号処理回路１２０、具体的には信号処理回路１２０の面積率演算部１２１（図８を参照）は、近赤外光の強度分布の面積率ＡＲを予め決められた基準値を基準として求める。具体的には、ステップＳ１２１において面積率演算部１２１は、画像Ｉに含まれる複数の第１画素の中から閾値Ｌ１以上の画素値を有する画素の数Ｎ１を算出する。例えば、図１４に示される階層ＩＩＩに対し、閾値Ｌ１として「８０」を設定することができる。演算の結果、画素値「８０」以上の画素値を有する画素の数がＮ１であったとする。なお、ステップＳ１２１において面積率演算部１２１は、画像Ｉに含まれる複数の第１画素の中から閾値Ｌ１以下の画素値を有する画素の数Ｎ１を算出してもよい。
【０１１０】
次に、ステップＳ１２２において面積率演算部１２１は、複数の第１画素の数Ｍ１に対する算出された画素の数Ｎ１の比率Ｎ１／Ｍ１を求める。画像Ｉが複数の第１画素だけで構成されているとする。その場合、画角が狭いと果実の間の影が熟度判定に影響する可能性がある。そのため、さらに閾値を設けて、その閾値（例えば「１０」）以上の画素値を有する複数の第１画素の数をＭ１として、比率Ｎ１／Ｍ１を求めることが好ましい。
【０１１１】
再び図１０を参照する。
【０１１２】
信号処理回路１２０の熟度判定情報生成部１２２は、面積率ＡＲに応じて熟度判定情報を生成する（ステップＳ１３０）。具体的に説明すると、熟度判定情報生成部１２２は、比率Ｎ１／Ｍ１と閾値Ｒ１との比較結果に応じて熟度判定情報を生成する。
【０１１３】
図１７は、熟度判定情報を生成する、ステップＳ１３０の具体的な処理手順を詳細に示している。先ず、房Ｆの完熟度が「完熟」であるか否かを判定するための手順を説明する。ステップＳ１３１において熟度判定情報生成部１２２は、階層ＩＩＩに対する算出された比率Ｎ１／Ｍ１が閾値Ｒ１よりも大きいか否かを判定する。閾値Ｒ１は、設計仕様等により適宜決定され、例えば信号処理回路１２０の記憶媒体（内部ＲＯＭ）１２３に予め格納されている。閾値Ｒ１に限らず、本明細書に登場するあらゆる閾値は記憶媒体１２３に格納されているとする。ステップＳ１３１において、比率Ｎ１／Ｍ１が閾値Ｒ１よりも大きい場合、熟度判定情報生成部１２２は、「完熟」を表す熟度判定情報を生成する（ステップＳ１３２）。比率Ｎ１／Ｍ１が閾値Ｒ１以下である場合、熟度判定情報生成部１２２は、例えば「未完熟」を表す熟度判定情報を生成する。例えば、熟度判定情報を１ビットの信号で表し、「０」を「未完熟」に、「１」を「完熟」に割り当てることができる。以上の手順に従うと、房Ｆの完熟度が「完熟」であるか否かを判定した熟度判定情報が得られる。
【０１１４】
例えば、完熟度が「やや未熟」または「未熟」であるか否かをさらに判定することもできる。図１７に示されるように、ステップＳ１３１において比率Ｎ１／Ｍ１が閾値Ｒ１以下であると判定された場合、完熟度は少なくとも「完熟」ではないことが分かる。ステップＳ１３３において熟度判定情報生成部１２２は、階層ＩＩに対する比率Ｎ１／Ｍ１を求め、その比率と閾値Ｒ２とを比較する。
【０１１５】
具体的に説明すると、熟度判定情報生成部１２２は階層ＩＩにおいて、複数の第１画素の中から閾値Ｌ２の下限値以上閾値Ｌ２の上限値未満の範囲にある画素値を有する画素の数Ｎ１を算出する。上述したように、例えば閾値Ｌ２の下限値を「７０」に、閾値Ｌ２の上限値を「８０」に設定することができる。熟度判定情報生成部１２２は、階層ＩＩに対し、複数の第１画素の数Ｍ１に対する算出された画素の数Ｎ１の比率Ｎ１／Ｍ１を求める。
【０１１６】
ステップＳ１３３において熟度判定情報生成部１２２は、階層ＩＩに対して算出された比率Ｎ１／Ｍ１が閾値Ｒ２よりも大きいか否かを判定する。比率Ｎ１／Ｍ１が閾値Ｒ２よりも大きい場合、ステップＳ１３４において熟度判定情報生成部１２２は、「やや未熟」を表す熟度判定情報を生成する。比率Ｎ１／Ｍ１が閾値Ｒ２以下である場合、処理はステップＳ１３５に移行する。
【０１１７】
ステップＳ１３５において熟度判定情報生成部１２２は、階層Ｉに対して比率Ｎ１／Ｍ１を求め、その比率と閾値Ｒ３とを比較する。具体的に説明すると、熟度判定情報生成部１２２は、階層Ｉに対し、複数の第１画素の中から閾値Ｌ３の下限値以上閾値Ｌ３の上限値未満の範囲にある画素値を有する画素の数Ｎ１を算出する。上述したように、例えば閾値Ｌ３の下限値を「６０」に、閾値Ｌ３の上限値を「７０」に設定することができる。熟度判定情報生成部１２２は、複数の第１画素の数Ｍ１に対する算出された画素の数Ｎ１の比率Ｎ１／Ｍ１を求める。
【０１１８】
ステップＳ１３５において熟度判定情報生成部１２２は、階層Ｉに対して算出された比率Ｎ１／Ｍ１が閾値Ｒ３よりも大きいか否かを判定する。比率Ｎ１／Ｍ１が閾値Ｒ３よりも大きい場合、ステップＳ１３６において熟度判定情報生成部１２２は、「未熟」を表す熟度判定情報を生成する。比率Ｎ１／Ｍ１が閾値Ｒ３以下である場合、ステップＳ１３７において熟度判定情報生成部１２２は、例えば「その他」を表す熟度判定情報を生成する。例えば、熟度判定情報を２ビットの信号で表し、「１１」を「完熟」に、「１０」を「やや未熟」に、「０１」を「未熟」に、「００」を「その他」に割り当てることができる。このように、「完熟」だけでなく「やや未熟」や「未熟」などを示す熟度判定情報も生成することができる。
【０１１９】
再び図９を参照する。
【０１２０】
熟度判定装置１００は、収穫手段６００の駆動をオン・オフするための制御信号を、熟度の判定結果に基づいて生成する（ステップＳ２００）。具体的には、信号処理回路１２０の制御信号生成部１２４がその制御信号を生成する。制御信号生成部１２４は、熟度は所定の程度に達すると判定するとき、収穫手段６００の駆動をオンする制御信号を生成し、熟度は所定の程度に満たないと判定するとき、収穫手段６００の駆動をオフする制御信号を生成する。所定の程度は、例えば「完熟」とすることができる。その場合、制御信号生成部１２４は、上述した熟度判定情報を示す２ビット信号が「１１」のとき、収穫手段６００の駆動をオンする制御信号を生成する。制御信号は、例えば１ビットの信号であり、駆動をオンする制御信号は、「１」に割り当てることができる。制御信号生成部１２４は、熟度判定情報を示す２ビット信号が「１１」以外のとき、収穫手段６００の駆動をオフする制御信号を生成する。駆動をオフする制御信号は、「０」に割り当てることができる。換言すると、制御信号は、熟度は「完熟」であると判定されたときにアサートされる信号である。
【０１２１】
次に、コントローラ２００は、熟度判定装置１００から出力される制御信号を受信し、収穫手段６００を駆動するための動力を収穫手段６００に供給するか否かを制御信号に応じて決定する（ステップＳ３００）。換言すると、コントローラ２００は、収穫手段６００の駆動を許可するか否か（収穫手段６００の動作のオン・オフ）を制御信号に応じて決定する。具体的には、コントローラ２００は、制御信号が「１」を示しているとき、つまり、制御信号がアサートされると、動力を収穫手段６００に供給することを決定する。換言すると、コントローラ２００は、制御信号がアサートされると、収穫手段６００の駆動を許可する。一方、コントローラ２００は、制御信号が「０」を示しているとき、動力を収穫手段６００に供給しないことを決定する。換言すると、コントローラ２００は、制御信号がネゲート状態であると、収穫手段６００の駆動を許可しない。
【０１２２】
次に、ステップＳ４００において、動力源３００は、コントローラ２００による動力の供給の決定に応じて動力の供給を開始する。収穫手段６００の駆動が許可されると、動力源３００から収穫手段６００に動力の供給が開始され（ステップＳ５００）、収穫手段６００は動力によって駆動される（ステップＳ６００）。その結果、収穫手段６００は、房Ｆを刈り取ることが可能となる。収穫装置１０００の状態には、２つの状態が存在する。１つは、房Ｆの収穫作業が不可能な状態Ａであり、１つは、収穫作業が可能な状態Ｂである。熟度判定装置１００からの制御信号がアサートされると、収穫装置１０００の状態は、状態Ａから状態Ｂに遷移する。
【０１２３】
このように、熟度の判定結果に応じて収穫手段６００の動作が決定される。収穫作業の効率を落とすことなく、房Ｆの収穫すべきタイミングを熟度に応じて精度よく判定することができ、その結果、収穫すべき房Ｆを正しく収穫することが可能となる。また、収穫すべきでない房Ｆをヒューマンエラーによって誤って収穫されることを防止することが可能となる。
【０１２４】
図２に示すように、コントローラ２００は、動力源３００のオン・オフを直接制御することができる。コントローラ２００は、熟度判定装置１００からの制御信号がネゲート状態であるとき、動力源３００をオフ状態のままに維持し、制御信号がアサートされると、動力源３００をオンする。例えば動力源３００としてガソリンエンジンを用いる場合、制御信号に応答して、ガソリンエンジンが始動する。また、例えば動力源３００として電動モータを用いる場合、制御信号に応答して、例えばインバータを介してバッテリーから電動モータに電力の供給が開始されると、電動モータは駆動される。
【０１２５】
この構成によれば、熟度が所定の程度に達しているときだけ、動力源３００をオンすることができる。装置の利用者は、判定された熟度に対し、収穫許可の所定の条件を任意に設定することが可能となる。設定されたその条件が満たされるときだけ動力源３００をオンすることにより、所定の熟度に達した房Ｆだけを収穫することが可能となる。また、収穫許可の所定の条件が満たされないときは、動力源３００を確実にオフすることができる。これにより、ヒューマンエラーによる誤った収穫を防止することができる。
【０１２６】
収穫装置１０００は、所定時間の間（例えば１５分間）だけ状態Ｂを維持することが可能な動作モードを有していてもよい。つまり、所定時間の間だけ収穫手段６００の駆動が許可される。例えば、動作モードの設定は、キー（不図示）入力などによってなされ得る。例えば、収穫作業の管理者（農園管理者）のみが動作モードを設定でき、収穫作業者は動作モードを設定できないようにしておくことが好ましい。
【０１２７】
収穫手段６００の駆動が許可されなければ、動力源３００から収穫手段６００に動力は供給されない（ステップＳ７００）。その結果、収穫装置１０００の状態は、状態Ａのままである。このように、制御信号に応じて動力源３００を直接制御することで収穫手段６００の動作を決定することができる。
【０１２８】
図１８は、収穫装置１０００のハードウェアのさらなる他の構成例を模式的に示している。この構成例では、収穫装置１０００は、切替回路９００をさらに備える。切替回路９００は、例えばリレースイッチを有し、動力源３００から収穫手段６００への動力の供給・遮断を切替えることができる。この切替はコントローラ２００によって制御され得る。コントローラ２００は、熟度判定装置１００からの制御信号がネゲート状態であるとき、切替回路９００のリレースイッチをオフにする。これにより、動力源３００から収穫手段６００への動力の供給は停止される。これに対し、コントローラ２００は、熟度判定装置１００からの制御信号がアサートされると、切替回路９００のリレースイッチをオンにする。これにより、動力源３００から収穫手段６００へ動力が供給される。このように、切替回路９００を用いて動力の供給・非供給を制御することにより、状態Ａと状態Ｂとの間で収穫装置１０００の状態を切替えることができる。
【０１２９】
コントローラ２００は、報知装置７００を駆動するための駆動信号を熟度判定情報に応じて生成する。例えば、報知装置７００はＬＥＤを備えているとする。その場合、熟度判定情報が「完熟」を示すとき、コントローラ２００は、ＬＥＤを発光させる駆動信号（ＬＥＤをオンにする信号）を生成し、熟度判定情報が「完熟」以外を示すとき、コントローラ２００は、ＬＥＤを発光させる駆動信号を生成しない。また、コントローラ２００は、発光色が異なる複数のＬＥＤを備えていてもよい。熟度判定情報が種々の完熟度（例えば「完熟」、「やや未熟」および「未熟」）を含むとき、例えば、コントローラ２００は、完熟度に応じて複数のＬＥＤのいずれかを発光させる駆動信号を生成すればよい。これにより、収穫作業者はＬＥＤの発光色に従って房Ｆの熟度を認識することができる。
【０１３０】
例えば、報知装置７００はスピーカを備えているとする。その場合、熟度判定情報が「完熟」を示すとき、コントローラ２００は、スピーカに音を発生させる駆動信号（スピーカをオンにする信号）を生成し、熟度判定情報が「完熟」以外を示すとき、コントローラ２００は、スピーカに音を発生させる駆動信号を生成しない。また、熟度判定情報が種々の完熟度を含むとき、例えば、コントローラ２００は完熟度に応じて音の強弱を変更させるようにスピーカを駆動してもよい。
【０１３１】
例えば、報知装置７００はバイブレータを備えているとする。その場合、熟度判定情報が「完熟」を示すとき、コントローラ２００は、バイブレータを振動させる駆動信号（バイブレータをオンにする信号）を生成し、熟度判定情報が「完熟」以外を示すとき、コントローラ２００は、バイブレータを振動させる駆動信号を生成しない。また、熟度判定情報が種々の完熟度を含むとき、例えば、コントローラ２００は完熟度に応じて振動の強弱やパターンを変更させるようにバイブレータを駆動してもよい。
【０１３２】
例えば、報知装置７００は液晶ディスプレイを備えているとする。その場合、熟度判定情報が「完熟」を示すとき、コントローラ２００は、液晶ディスプレイに「完熟」という文字情報を表示させる駆動信号を生成し、熟度判定情報が「完熟」以外を示すとき、コントローラ２００は、液晶ディスプレイに「未完熟」という文字情報を表示させる駆動信号を生成する。例えば、液晶ディスプレイは文字情報の代わりに「○」や「×」といった記号を表示してもよいし、完熟度に応じて表示色を変更してもよい。
【０１３３】
熟度判定装置１００（またはコントローラ２００）はさらに、熟度判定情報に基づいて房Ｆの採取の可否を判定してもよい。例えば、４つの種類「完熟」、「やや完熟」、「やや未熟」および「未熟」の完熟度があるとする。例えば、熟度判定装置１００は、熟度判定情報が「完熟」、「やや完熟」を示す場合、採取は「可」であると判定し、熟度判定情報が「やや未熟」、「未熟」を示す場合、採取は「不可」であると判定してもよい。
【０１３４】
報知装置７００は、収穫の可否の判定結果に基づいて収穫の可否を報知することができる。熟度判定装置１００が、房Ｆの収穫を不可と判定するとき、報知装置７００は、房Ｆを収穫してはいけないことを報知する。その場合、例えば、音を発するようにスピーカを制御してもよいし、さらに、房Ｆを収穫してはいけないことを警告する警告メッセージを表示するように液晶ディスプレイを制御してもよい。例えば、液晶ディスプレイは、「収穫ＮＧ」などの文字情報を表示することができる。熟度判定装置１００が、房Ｆの収穫を可と判定するとき、液晶ディスプレイは、「収穫ＯＫ」などの文字情報を表示することができる。このような表示によれば、採取の可否の情報を収穫作業者に直接伝えることができるので、収穫作業者をより支援することができる。
【０１３５】
収穫装置１０００は、熟度判定装置１００を起動して熟度を判定する「熟度判定モード」以外に、例えば、熟度判定装置１００を起動せずに房Ｆの周りの葉や大枝を刈り取る「非熟度判定モード」などの動作モードをさらに備えていてもよい。「熟度判定モード」が設定されると、収穫装置１０００は、図９に示すフローに従って動作する。これに対し、「非熟度判定モード」が設定されと、動力源３００から収穫手段６００への動力の供給が許可されるようにしてもよい。この動作モード設定は、例えばキー（不図示）入力より手動で行われる。
【０１３６】
図１９は、収穫装置１０００のハードウェアのさらなる他の構成例を模式的に示している。この構成例では、収穫装置１０００は、プリンタＰをさらに備える。プリンタＰは、例えば撮像した房Ｆの完熟度を印字した印刷物を出力する。例えば、プリンタＰは、熟度が「完熟」であると判定されたとき、または、収穫が「可」であると判定されたときのみ、「完熟」や収穫「可」といった文字を印字した印刷物を出力してもよい。収穫作業者は、完熟した房Ｆを刈り取った後、出力された印刷物を刈り取った房Ｆに貼り付ける。管理者は、印刷物をチェックすることにより、収穫作業者が熟度判定装置１００の判定に基づき収穫装置１０００を動作させていたかを確認することができる。また、収穫作業者は、動作モードを「熟度判定モード」に設定して房Ｆの収穫を試みたが、収穫すべきタイミングではないと判定された場合、動作モードを「非熟度判定モード」に切替え、房Ｆの周りの葉や大枝を刈り取ることで、次回の房Ｆの刈り取りの準備を行うことができる。これにより、次回の房Ｆの刈り取り作業量が軽減され得る。
【０１３７】
本実施形態によると、房Ｆの熟度判定から房Ｆの収穫までの一連の動作が、コントローラ２００の制御によって完全自動化され得る。そのため、収穫作業の効率を落とすことなく、熟度に応じて房Ｆの収穫すべきタイミングを精度よく判定することができる。房Ｆを収穫すべきタイミングに応じて収穫手段６００の動作を変更できるので、房Ｆに含まれる成分（例えばパーム油）の含有量を増大させる（最大限にする）ことが可能となる。含有量の増大は生産量の向上に繋がる。また、収穫作業者が、成熟していない、つまり、収穫すべきではない房Ｆを誤って収穫することを防止することができる。その結果、管理者は収穫の管理を徹底することができ、生産性の低下を抑制することがきる。
【０１３８】
（実施形態２）
本実施形態による収穫装置１０００Ａは、動力源３００の電源をオン・オフするためのレバー（またスイッチ）Ｌが把手４００に設けられている点で実施形態１による収穫装置１０００とは異なる。以下、実施形態１による収穫装置１０００との差異点を中心に収穫装置１０００Ａの構成および動作を説明する。
【０１３９】
〔収穫装置１０００Ａの構成〕
図２０は、本実施形態による収穫装置１０００Ａのハードウェアの構成例を模式的に示している。
【０１４０】
収穫装置１０００Ａは、動力源３００の電源をオン・オフするためのレバー（またスイッチ）Ｌをさらに備える。図示されるように、レバーＬから出力される信号と、コントローラ２００から出力される、動力源３００をオン・オフする制御信号とが、例えば論理和（ＡＮＤゲート）に入力される。ＡＮＤゲートからの出力が動力源３００に入力される。
【０１４１】
例えば、収穫作業者が収穫装置１０００Ａを動かそうとしてレバーＬを引くと、それをトリガーにレバーＬからＡＮＤゲートに、動力源３００をオンするためのハイレベルの信号が出力される。しかしながら、例えば動力源３００から出力される制御信号がネゲートされているとき、つまり、収穫手段６００の駆動が許可されていないとき、収穫作業者がレバーＬを引いても、レバーＬから出力される信号はＡＮＤゲートでマスクされる。そのため、動力源３００はオフしたままである。これに対し、例えば動力源３００から出力される制御信号がアサートされているとき、収穫作業者がレバーＬを引けば、動力源３００はオンして、収穫手段６００を駆動させることができる。
【０１４２】
この構成によると、コントローラ２００が収穫手段６００の駆動を許可しない限り、収穫作業者によってレバーＬがいくら引かれても収穫手段６００は動作しない。そのため、ヒューマンエラーによる誤った収穫を効果的に防止することができる。
【０１４３】
図示されていないが、実施形態１による収穫装置１０００と同様に、収穫装置１０００Ａは切替回路９００を備えていてもよい。その場合、ＡＮＤゲートは、切替回路９００にも接続することができる。切替回路９００およびＡＮＤゲートの組み合わせを用いても、ヒューマンエラーによる誤った収穫を効果的に防止することができる。
【０１４４】
〔収穫装置１０００Ａの動作〕
本発明の実施形態による収穫方法で用いられる熟度判定は、実施形態１で説明した方法に限られない。例えば、これから説明する熟度判定も好適に利用することができる。
【０１４５】
図２１は、本実施形態による収穫装置１０００Ａの熟度判定装置１００が熟度判定情報を生成する手順を詳細に示している。以下、実施形態１で説明した熟度判定と異なる点を主として説明する。
【０１４６】
ステップＳ１１０Ａは、図１０を参照して実施形態１で説明したステップＳ１１０と同様である。本実施形態によると、少なくとも近赤外光および青色の光の強度分布を含む画像Ｉを解析することにより、完熟度を判定することが可能となる。
【０１４７】
信号処理回路１２０は、受け取った画像Ｉにおける近赤外光の強度分布の面積率を、青色の光の強度分布を考慮して算出する（ステップＳ１２０Ａ）。画像Ｉは、近赤外光の強度分布を示す情報を有する複数の第１画素、および青色の光の強度分布を示す情報を有する複数の第２画素を少なくとも含む。本実施形態による熟度判定では、予め決められた基準値を基準とし、かつ、青色の光の強度分布を考慮して、近赤外光の強度分布の面積率を求める。
【０１４８】
図２２Ａ（ａ）は、未熟の房Ｆ全体を含む画像を示し、図２２Ａ（ｂ）は、（ａ）に示される破線の矩形領域の部分を拡大した画像を示し、図２２Ａ（ｃ）は、所定レベルの画素値の範囲内にある画素分布を、（ｂ）の画像Ｉにおける画素値ＮＩＲＳに基づいてマッピングしたマッピング画像を示している。図２２Ａ（ｄ）は、所定レベルの画素値の範囲内にある画素分布を、（ｂ）の画像Ｉにおける画素値ＮＩＲＳを画素値ＢＬＵＳで除算した除算値に基づいてマッピングしたマッピング画像を示している。
【０１４９】
図２２Ｂ（ａ）は、やや未熟の房Ｆ全体を含む画像を示し、図２２Ｂ（ｂ）は、（ａ）に示される破線の矩形領域の部分を拡大した画像Ｉを示し、図２２Ｂ（ｃ）は、所定レベルの画素値の範囲内にある画素分布を、（ｂ）の画像Ｉにおける画素値ＮＩＲＳに基づいてマッピングしたマッピング画像を示している。図２２Ｂ（ｄ）は、所定レベルの画素値の範囲内にある画素分布を、（ｂ）の画像Ｉにおける画素値ＮＩＲＳを画素値ＢＬＵＳで除算した除算値に基づいてマッピングしたマッピング画像を示している。
【０１５０】
図２２Ｃ（ａ）は、完熟の房Ｆ全体を含む画像を示し、図２２Ｃ（ｂ）は、（ａ）に示される破線の矩形領域の部分を拡大した画像Ｉを示し、図２２Ｃ（ｃ）は、所定レベルの画素値の範囲内にある画素分布を、（ｂ）の画像Ｉにおける画素値ＮＩＲＳに基づいてマッピングしたマッピング画像を示している。図２２Ｃ（ｄ）は、所定レベルの画素値の範囲内にある画素分布を、（ｂ）の画像Ｉにおける画素値ＮＩＲＳを画素値ＢＬＵＳで除算した除算値に基づいてマッピングしたマッピング画像を示している。画素除算とは、単位画素内の互いに関連付けられた画素同士の画素値の一方を他方で除算することを意味する。
【０１５１】
図２２Ａ（ｃ）に示されるマッピング画像は、画像Ｉに含まれる画素値ＮＩＲＳに基づいて生成され、３つの階層Ｉ、ＩＩおよびＩＩＩのマッピング画像を含む。例えば、階層Ｉは、０から２５５の階調値の中の、６０以上７０未満の階調値を有する画素の分布を含み、階層ＩＩは、７０以上８０未満の階調値を有する画素の分布を含み、階層ＩＩＩは、８０以上の階調値を有する画素の分布を含む。図２２Ｂ（ｃ）および図２２Ｃ（ｃ）に示されるマッピング画像も、上述した３つの階層Ｉ、ＩＩおよびＩＩＩのマッピング画像を含む。
【０１５２】
図２２Ａ（ｄ）に示されるマッピング画像は、画像Ｉに含まれる画素値ＮＩＲＳを画素値ＢＬＵＳで除算した除算値に基づいて生成され、３つの階層Ｉ、ＩＩおよびＩＩＩのマッピング画像を含む。例えば、階層Ｉは、０から２５５の階調値の中の、６０以上７０未満の階調値を有する画素の分布を含み、階層ＩＩは、７０以上８０未満の階調値を有する画素の分布を含み、階層ＩＩＩは、８０以上の階調値を有する画素の分布を含む。図２２Ｂ（ｄ）および図２２Ｃ（ｄ）に示されるマッピング画像も、上述した３つの階層Ｉ、ＩＩおよびＩＩＩのマッピング画像を含む。
【０１５３】
本実施形態において信号処理回路１２０は、未熟の房Ｆに対して、図２２Ａ（ｄ）に示されるマッピング画像を生成する。信号処理回路１２０は、やや未熟および完熟の房Ｆに対しても、図２２Ｂ（ｄ）および図２２Ｃ（ｄ）に示されるマッピング画像をそれぞれ生成する。信号処理回路１２０は、これらのマッピング画像を用いて熟度を判定することができる。
【０１５４】
図２２Ａ（ｃ）、図２２Ｂ（ｃ）および図２２Ｃ（ｃ）に示されるマッピング画像によると、房Ｆが熟すにつれて、近赤外光の反射光の強度、つまり、画素値ＮＩＲＳの値が大きくなり、その結果、階層ＩＩＩの画素分布の密度が高くなる。ただし、外乱光（主として太陽光）からの近赤外光の影響を受けるので、やや未熟と完熟との間の、マッピング画像における画素分布の差異があまり見られない。
【０１５５】
例えば図１１に示されるように、青色の光の反射率は熟度に応じて殆ど変化しないので、太陽光による影響を抑制するための反射光の強度基準として用いることができる。図２２Ａ（ｄ）、図２２Ｂ（ｄ）および図２２Ｃ（ｄ）に示されるマッピング画像を見ると、やや未熟と完熟とのマッピング画像の間で画素分布の十分な差異が容易に確認される。その理由は、画像Ｉにおける画素値ＮＩＲＳを画素値ＢＬＵＳで除算した除算値に基づいてマッピングした結果、太陽光による影響が抑制されたためである。これは、除算値に基づくマッピング画像に対して階調値の閾値を適切に設定することで房Ｆの熟度を精度よく判定できることを示している。
【０１５６】
画像Ｉにおける画素値ＮＩＲＳから画素値ＢＬＵＳを減算した減算値に基づいてマッピング画像を生成することを考える。その場合、太陽光の影響を抑制して房Ｆの熟度を精度よく判定することはできない。例えば、日向と日陰との間で、または、曇天と晴天との間で太陽光スペクトルは大きく変化することが知られている。例えば、曇天時と晴天時とを比較すると、可視光波長域の光の強度は１／３程度に低下し、近赤外光の強度は殆ど変わらないことが知られている。また、晴天時または曇天時において、青色の光の強度は近赤外光の強度よりも数倍程度大きい。換言すると、房Ｆへの青色の入射光の強度は、房Ｆへの近赤外光の入射光の強度よりも数倍程度大きい。一方で、房Ｆからの反射光に着目すると、房Ｆからの近赤外光の反射光の強度は、房Ｆからの青色の反射光の強度よりも数倍大きい。
【０１５７】
少なくとも日向では、外乱光に含まれる青色の光の強度が大きいので、画像Ｉに含まれる画素値ＮＩＲＳから画素値ＢＬＵＳを減算しても、減算値、つまり、減算後の信号において熟度に応じた差分を確認することができなくなる。これに対し、本実施形態のように、画像Ｉに含まれる画素値ＮＩＲＳを画素値ＢＬＵＳで除算すれば、外乱光に含まれる青色の光の強度が大きくても、除算後の信号には熟度に応じた情報を示す信号が残存する。例えば、その信号は信号処理によって増幅され得る。
【０１５８】
図２３は、図２２Ａ（ｄ）、図２２Ｂ（ｄ）および図２２Ｃ（ｄ）に示される３つのマッピング画像のそれぞれを３つの階層Ｉ、ＩＩおよびＩＩＩに分解して各階層の色マッピング画像を示している。図示されるように、階層Ｉの色マッピング画像に着目すると、未熟の房Ｆに対する色マッピング画像における画素分布の密度が最も高く、完熟の房Ｆに対する色マッピング画像における画素分布の密度が最も低い。階層ＩＩの色マッピング画像に着目すると、やや未熟の房Ｆに対する色マッピング画像における画素分布の密度が最も高く、未熟の房Ｆに対する色マッピング画像における画素分布の密度が最も低い。階層ＩＩＩの色マッピング画像に着目すると、完熟の房Ｆに対する色マッピング画像における画素分布の密度が最も高く、未熟の房Ｆに対する色マッピング画像における画素分布の密度が最も低い。
【０１５９】
画素分布は、各階層における、予め決められた基準値を基準とし、かつ、青色の光の強度分布を考慮した、近赤外光の強度分布の面積率ＡＲに対応する。具体的には、面積率ＡＲは、複数の第１画素の数に対する、除算対象の画素の中から基準値の条件を満たす除算値を有する画素の数の比率である。例えば図５に示される単位画素に対し、互いに関連付けられた画素２２１Ｃ、２２１Ｄの画素値を用いて、除算演算が画素毎に行われる。除算対象の画素の数は典型的には、複数の第１画素の数と一致する。例えば、単位画素において、ＩＲフィルタを有する画素２２１Ｃの数が３であり、Ｂフィルタを有する画素２２１Ｄの数が１である場合、３つの画素２２１Ｃの各々の画素値ＮＩＲＳが画素２２１Ｄの画素値ＢＬＵＳで除算され得る。
【０１６０】
例えば、階層Ｉに対して用いられる、基準値の下限（下限の閾値）は、６０であり、上限（上限の閾値）は７０である。階層ＩＩに対して用いられる、基準値の下限は、７０であり、上限は８０である。階層ＩＩＩに対して用いられる、基準値の下限は８０であり、上限は特に設定されていない。適切な基準値を設けることにより、画素分布の密度、つまり、面積率ＡＲに基づいて房Ｆの完熟度を判定することができる。
【０１６１】
図２４は、ステップＳ１２０Ａにおける面積率ＡＲの算出の具体的な処理手順を詳細に示している。信号処理回路１２０は、青色の光の強度分布を考慮して、予め決められた基準値を基準として近赤外光の強度分布の面積率ＡＲを求める。具体的には、ステップＳ１２１Ａにおいて信号処理回路１２０は、画像Ｉに含まれる複数の第１画素から得られる画素値ＮＩＲＳを、複数の第１画素と関連付けられた複数の第２画素から得られる画素値ＢＬＵＳで画素毎に除算する。
【０１６２】
熟度判定に対する太陽光による影響は判定（つまり、撮像）毎に時々刻々と変わり得るので、従来、その影響を除去するために標準白色板が必須であった。本実施形態の熟度判定方法によると、画素値ＮＩＲＳを画素値ＢＬＵＳで除算するので、その結果、太陽光による影響は抑制されて標準白色板は不要である。これにより、熟度判定の処理を簡素化することができる。
【０１６３】
標準白色板のスペクトル特性（分光特性）は、房Ｆからの反射光のスペクトル特性とは異なる。そのため、標準白色板を用いて太陽光による影響を除去する場合、熟度判定結果は、両者の分光特性の違いを判定誤差として含み得る。本実施形態による熟度判定では、標準白色板を用いる代わりに、画素値ＮＩＲＳを画素値ＢＬＵＳで除算するので、熟度を精度よく判定することができる。
【０１６４】
ステップＳ１２２Ａにおいて信号処理回路１２０は、除算対象の画素の中から閾値Ｌ１以上の除算値を有する画素の数Ｎ１を算出する。除算対象の画素の数は典型的には、複数の第１画素の数Ｍ１に一致する。例えば、図２３に示される階層ＩＩＩに対し、閾値Ｌ１として「８０」を設定することができる。演算の結果、画素値「８０」以上の画素値（つまり、除算値）を有する画素の数がＮ１である。なお、ステップＳ１２２Ａにおいて信号処理回路１２０は、除算対象の画素の中から閾値Ｌ１以下の除算値を有する画素の数Ｎ１を算出してもよい。
【０１６５】
ステップＳ１２３Ａにおいて信号処理回路１２０は、複数の第１画素の数（または除算対象の画素の数）Ｍ１に対する算出された画素の数Ｎ１の比率Ｎ１／Ｍ１を求める。信号処理回路１２０は、比率Ｎ１／Ｍ１に基づいて各階層に対応した色マッピング画像を生成することができる。
【０１６６】
再び図１７および２１を参照する。
【０１６７】
信号処理回路１２０は、面積率ＡＲに応じて熟度判定情報を生成する（ステップＳ１３０Ａ）。具体的に説明すると、信号処理回路１２０は、比率Ｎ１／Ｍ１と閾値Ｒ１との比較結果に応じて熟度判定情報を生成する。
【０１６８】
実施形態１と同様に、信号処理回路１２０は、階層ＩＩＩに対し算出された比率Ｎ１／Ｍ１が閾値Ｒ１よりも大きいか否かを判定する。図１７のステップＳ１３１において、比率Ｎ１／Ｍ１が閾値Ｒ１よりも大きい場合、信号処理回路１２０は、「完熟」を表す熟度判定情報を生成する（ステップＳ１３２）。比率Ｎ１／Ｍ１が閾値Ｒ１以下である場合、信号処理回路１２０は、例えば「未完熟」を表す熟度判定情報を生成することができる。また、信号処理回路１２０は、実施形態１で説明した手順に従って、「やや未熟」や「未熟」を表す熟度判定情報を生成することもできる。
【０１６９】
本実施形態によれば、画素値ＮＩＲＳを画素値ＢＬＵＳで除算することにより、標準白色板を用いずに太陽光による影響を抑制して熟度を精度よく判定することができる。収穫作業の効率を落とすことなく、パームヤシの収穫すべきタイミングを精度よく判断することができる。そのため、パームヤシに含まれる油成分の含有量を増大させることができる。
【０１７０】
（実施形態３）
本実施形態による収穫装置１０００Ｂは、レバーＬを引けば動力源３００から収穫手段６００に動力が供給される点で、実施形態１および２による収穫装置１０００、１０００Ａとは異なる。以下、実施形態１および２による収穫装置１０００、１０００Ａとの差異点を中心に収穫装置１０００Ｂの構成および動作を説明する。
【０１７１】
〔収穫装置１０００Ｂの構成〕
図２５は、本実施形態による収穫装置１０００Ｂのハードウェアの構成例を模式的に示している。図示されるように、コントローラ２００は、熟度の判定結果に応じて収穫手段６００の駆動を許可するか否かを決定しない。この構成によると、収穫作業者がレバーＬを引くと、それに応答して動力源３００から収穫手段６００に動力が供給され、収穫手段６００を駆動させることができる。また、報知装置７００は、上述したように収穫装置１０００Ｂに外付けされるスマートフォンなどのタブレット装置であってもよい。
【０１７２】
〔収穫装置１０００Ｂの動作〕
図２６は、本実施形態による収穫装置１０００Ｂの動作手順の一例を示す。
【０１７３】
収穫装置１０００Ｂを、図示される動作手順に従って動作させることができる。その動作手順は、収穫装置１０００Ｂを利用し得る収穫方法を意味する。
【０１７４】
例えば、収穫作業者が、収穫装置１０００Ｂの撮像モジュール１１０を房Ｆに向けて房Ｆを撮像し、例えば実施形態１および２で説明したそれぞれの熟度判定に基づいて熟度判定結果を得ることができる（ステップＳ１００Ｂ）。その結果は、収穫作業者に報知される。例えば、熟度判定結果は、収穫作業者の手元にあるスマートフォンのディスプレイ上に、例えば「完熟」といった文字情報として表示され得る。収穫作業者は、その文字情報から熟度判定結果を取得することができる。熟度判定装置１００は、上述したように熟度判定結果に基づいて房Ｆの収穫の可否を判定することができる。収穫作業者は、スマートフォンのディスプレイに表示される収穫の可否の情報に基づいて、収穫の可否の判定結果を取得することもできる。
【０１７５】
収穫作業者は、熟度判定結果に基づいて収穫手段６００の動作を決定する。例えば、収穫作業者は、スマートフォンのディスプレイ上に表示された収穫してもよい旨のメッセージを確認した場合、収穫手段６００を駆動させることを決定することができる。収穫作業者は、その決定に基づいてレバーＬを引いて収穫手段６００を駆動させることができる。これにより、収穫すべき房Ｆを収穫すべきタイミングで収穫することができる。一方で、収穫作業者は、スマートフォンのディスプレイ上に表示された収穫してはならない旨のメッセージを確認した場合、収穫手段６００を駆動させないことを決定することができる。その場合、収穫作業者は、その決定に従ってレバーＬを引いてはならない。これにより、収穫すべきではない房Ｆの収穫が防止され得る。
【０１７６】
例えば、ステップＳ２００Ｂにおいて、コントローラ２００は、熟度判定装置１００による熟度判定情報に従って、収穫作業者に房Ｆの収穫に関する警告を発するか否かを決定してもよい。例えば、コントローラ２００は、熟度判定情報が「完熟」を示す場合、警告を発しないことを決定し、熟度判定情報が「未完熟」を示す場合、警告を発することを決定する。または、コントローラ２００は、収穫の可否情報が「可」を示す場合、警告を発しないことを決定し、収穫の可否情報が「不可」を示す場合、警告を発することを決定してもよい。
【０１７７】
ステップＳ３００Ｂにおいて、例えば、コントローラ２００は、警告を発すると決定するとき、房Ｆを収穫してはいけないことを収穫作業者に警告することを決定する（ステップＳ４００Ｂ）。例えば、その警告は、スマートフォンのスピーカを用いた音による警告、および／または、警告メッセージの表示による警告などで実現され得る。これに対し、コントローラ２００は、警告を発しないと決定するとき、警告しないことを決定する（ステップＳ５００Ｂ）。その代わりに、コントローラ２００は、房Ｆを収穫してもよい旨のメッセージを表示してもよい。
【０１７８】
収穫装置１０００Ｂは、把手４００に設けられた電流発生部（不図示）を備えていてもよい。この電流発生部は、人体に害はない、痛さを感じる程度の電流を生成することができる。例えば、収穫作業者が、収穫してはいけない旨の警告メッセージが表示されているとき、その警告に従わずにレバーＬを引いて収穫手段６００を駆動させようとすると、電流発生部はそれを感知して電流を生成し出力してもよい。これにより、刺激を感じた収穫作業者は、次回から警告に従うことが期待される。また、ヒューマンエラーにより、収穫すべきではない房Ｆを誤って収穫することを防止することができる。
【０１７９】
コントローラ２００は、収穫装置１０００Ｂの使用履歴を表す使用履歴情報を生成することができる。その使用履歴情報は、収穫してはいけない旨のメッセージが表示されているにもかかわらず、レバーＬを引いて収穫手段６００を駆動させた回数、日時などの情報を含む。その使用履歴情報は、例えば内部ＲＯＭに格納される。
【０１８０】
管理者は、この履歴を逐次確認することにより、房Ｆが誤って収穫された日時などを把握することができる。これにより、管理者は、警告に従わずに作業する収穫作業者を適切に指導することができる。その結果、収穫作業者の収穫ミスの低減が図れる。また、管理者から直接指摘を受けることにより、収穫作業者は収穫作業に一層の注意を払うといった心理的効果が期待される。
【０１８１】
本実施形態の収穫装置１０００Ｂによると、収穫作業者に収穫に関する警告を発することにより、収穫作業の効率を落とすことなく、収穫すべき房Ｆを収穫すべきタイミングで収穫することができる。また、ヒューマンエラーにより、収穫すべきではない房Ｆを誤って収穫することを防止できる。その結果、パームヤシに含まれる油成分の含有量を増大させることができる。
【０１８２】
熟度判定装置１００の一部は、ＬＳＩとして１チップで実現され得る。信号処理回路１２０の各機能ブロックは個別にチップ化してもよいし、その一部または全部を集積してチップ化してもよい。また、半導体集積回路は、例えば特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、およびフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）であってもよい。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いることも可能である。
【０１８３】
上述した実施形態１から３において、収穫対象物である青果物としてパームヤシの房を例に判定方法を説明した。本発明による実施形態が対象とする青果物はこれに限られず、近赤外光の反射率が完熟度に応じて異なる反射率特性を有する果実であり得る。そのような果実として、例えば青林檎およびマンゴーが挙げられる。
【０１８４】
図２７Ａは、青林檎の反射率の波長依存性を例示する。図２７Ｂは、マンゴーの反射率の波長依存性を例示する。横軸は光の波長（ｎｍ）を示し、縦軸は反射率（％）を示す。パームヤシの房Ｆと同様に、特に、赤色の光の波長帯域において、果実が完熟するにつれて、反射率は高くなる傾向にあり、かつ、近赤外光の波長帯域においても、果実が完熟するにつれて、反射率は高くなる傾向にあることが理解される。そのため、青林檎やマンゴーに対しても、本発明の実施形態を好適に適用することができ、パームヤシの房Ｆと同様の効果が得られる。本発明の実施形態による判定対象は、熟度に限られず、収穫時期を知り得る他の指標（例えば、生育度、鮮度、収穫レベルなど）であり得る。
【０１８５】
本発明の実施形態による収穫方法はコンピュータプログラムによって実現され得る。コンピュータプログラムは、上記の実施形態１から３において説明した各種機能を実現するように構成され、例えばコントローラ２００および熟度判定装置１００のコントローラＣ等を制御する。そして、これらの装置により取り扱われる情報は、その処理時に一時的にＲＡＭに蓄積され、その後、各種ＲＯＭやＨＤＤに格納される。ＣＰＵはその情報を必要に応じて読み出し、修正・書き込みを行う。コンピュータプログラムを格納する記録媒体は、例えば、半導体記録媒体（例えば、ＲＯＭ、不揮発性メモリカード等）、光記録媒体（例えば、ＤＶＤ、ＭＯ、ＭＤ、ＣＤ、ＢＤ等）、磁気記録媒体（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスク等）等であり得る。また、ＣＰＵがコンピュータプログラムをロードして実行することにより、上記の実施形態１から３において説明した各種機能が実現されるだけでなく、そのコンピュータプログラムの指示に従い、オペレーティングシステムまたは他のアプリケーションプログラム等との協働によって、各種の機能が実現されてもよい。
【０１８６】
可搬型の記録媒体にコンピュータプログラムを格納してその内容を市場に流通させることができる。また、インターネット等のネットワークを介して接続されたサーバコンピュータに転送することにより市場に流通させることもできる。この場合、サーバコンピュータが備える記憶装置も本発明の範疇である。上記の実施形態１から３において説明した各種機能は、コンピュータが読み取り可能な媒体上の一つ以上の命令群またはコードとして格納され、または伝達され得る。コンピュータが読み取り可能な記録媒体は、ある場所から別の場所への、コンピュータプログラムの持ち運びを助ける媒体を含むコミュニケーションメディアやコンピュータ記録メディアの両方を含む。記録媒体は、汎用または特殊用途のコンピュータによってアクセスされることが可能な市販のいずれの媒体であって良い。
【０１８７】
本明細書において、ハードウェアとソフトウェアとの同義性を明瞭に示すために、種々の例示的な要素、ブロック、モジュール、回路、およびステップは、概してその機能性に関して述べられてきた。そのような機能性がハードウェアとして実装されるかソフトウェアとして実装されるかは、個々のアプリケーション、およびシステム全体に課された設計の制約に依存する。当業者は、具体的なアプリケーションに対して、種々の方法で機能を実装し得るが、そのような実装の決定は、この開示の範囲から逸脱するものとして解釈されるべきではない。
【０１８８】
本明細書の開示に関連して述べられた種々の例示的な論理ブロックおよび処理部は、本明細書で述べられた機能を実行するように設計された汎用用途プロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、その他のプログラマブル論理デバイス、ディスクリートゲート若しくはトランジスタロジック、ディスクリートハードウェア部品、またはこれらを組み合わせることによって、実装または実行され得る。汎用用途プロセッサは、マイクロプロセッサであっても良いが、その代わりにプロセッサは従来型のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、またはステートマシンであっても良い。プロセッサはまた、コンピューティングデバイスを組み合わせて実装されても良い。例えば、プロセッサは、ＤＳＰとマイクロプロセッサとの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと接続された一つ以上のマイクロプロセッサ、またはその他のそのような構成を組み合わせることにより実現され得る。
【０１８９】
本明細書の開示に関連して述べられた判定方法またはアルゴリズムのステップは、ハードウェア（特にプロセッサ）によって実行されるソフトウェアモジュール、またはこれら２つを組み合わせることによって直接的に具体化され得る。ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、または本分野で既知のあらゆる形態の記録媒体内に存在し得る。典型的な記録媒体は、プロセッサが記録媒体から情報を読み出し可能で、且つ、記録媒体に情報を書き込み可能なように、プロセッサに結合され得る。別の方法では、記録媒体はプロセッサに一体化されても良い。プロセッサおよび記録媒体は、ＡＳＩＣの中にあっても良い。ＡＳＩＣは、収穫装置に実装され得る。または、プロセッサおよび記録媒体は、ディスクリート要素として収穫装置内にあっても良い。
【０１９０】
以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も特許請求の範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１９１】
本発明の実施形態による収穫装置および収穫方法は、青果物の収穫装置および収穫方法に好適に利用される。
【符号の説明】
【０１９２】
１００      ：熟度判定装置
２００      ：コントローラ
３００      ：動力源
４００      ：把手
５００      ：支持部材
６００      ：収穫手段
７００      ：報知装置
８００      ：出力ＩＦ
９００      ：切替回路
１０００、１０００Ａ、１０００Ｂ    ：収穫装置
【図１】
2018025548.tif 000003
【図２】
2018025548.tif 000004
【図３】
2018025548.tif 000005
【図４】
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【図５】
2018025548.tif 000007
【図６】
2018025548.tif 000008
【図７】
2018025548.tif 000009
【図８】
2018025548.tif 000010
【図９】
2018025548.tif 000011
【図１０】
2018025548.tif 000012
【図１１】
2018025548.tif 000013
【図１２】
2018025548.tif 000014
【図１３Ａ】
2018025548.tif 000015
【図１３Ｂ】
2018025548.tif 000016
【図１３Ｃ】
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【図１４】
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【図１５】
2018025548.tif 000019
【図１６】
2018025548.tif 000020
【図１７】
2018025548.tif 000021
【図１８】
2018025548.tif 000022
【図１９】
2018025548.tif 000023
【図２０】
2018025548.tif 000024
【図２１】
2018025548.tif 000025
【図２２Ａ】
2018025548.tif 000026
【図２２Ｂ】
2018025548.tif 000027
【図２２Ｃ】
2018025548.tif 000028
【図２３】
2018025548.tif 000029
【図２４】
2018025548.tif 000030
【図２５】
2018025548.tif 000031
【図２６】
2018025548.tif 000032
【図２７Ａ】
2018025548.tif 000033
【図２７Ｂ】
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