(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給トレイ（１０５）内に二次元状に配列された苗のような植物素材ユニット（１０１）を、植物素材ユニット（１０１）を更なる二次元状に植物素材ユニット（１０１）を収容するように構成され、各々が植物素材ユニット（１０１）に割り当てられたクラス分け値を有する植物素材ユニット（１０１）に適用される複数の更なるトレイ（１１５）に、植物素材ユニットを配分することにより、区分けするための方法であって、この方法は、
前記供給トレイ（１０５）を供給することと、
供給トレイ内の植物素材ユニット（１０１）の二次元パターンの像を得ることと、
得られた像を基にして、供給トレイ内の植物素材ユニット（１０１）の各々にクラス分け値を割り当てることと、
前記供給トレイ（１０５）から、対応した前記更なるトレイ（１１５）に、ロボットにより、割り当てられた同じクラス分け値を有する植物素材ユニット（１０１）を、割り当てられたクラス分け値に基づいて、直接に移し換えすることにより、植物素材ユニット（１０１）を区分けすることと、
ここにおいて、前記割り当てられたクラス分け値に基づいて、前記植物素材ユニットを区分けすることは、
各クラス分け値に従って、前記割り当てられたクラス分け値の植物素材ユニットに振り分けられた更なるトレイの中に、割り当てられたクラス分け値を有する植物素材ユニットを置くこと
を具備する方法。
【請求項２】
前記割り当てられたクラス分け値に基づいて、前記植物素材ユニットを区分けすることは、
前記割り当てられたクラス分け値の全ての植物素材ユニットが、前記供給トレイから移されるまで植物素材ユニットを置くこと、
対応した更なるトレイが利用できるクラス分け値を有する全ての植物素材ユニット（１０１）が、夫々対応した更なるトレイの中に位置されたときに、前記位置させることを終了させる請求項１の方法。
【請求項３】
前記位置させることの前に、
各クラス分け値のために、前記供給トレイの中の植物素材ユニット（１０１）の数を決定することと、
この数を、植物素材ユニット（１０１）を収容するための前記対応した更なるトレイの中の利用可能な場所と比較することとを更に、具備し、
前記供給トレイの中の、特定のクラス分け値の植物素材ユニット（１０１）の数が、前記対応した更なるトレイの中の利用可能な場所の数を超えている場合には、前記位置させることは、
特定のクラス分け値を有する植物素材ユニットを、前記対応した更なるトレイの中に、この対応したトレイが満たされるまで、搬送することと、
前記割り当てられた全ての植物素材ユニット（１０１）が、前記供給トレイから移されるまで、割り当てられたクラス分け値を有する植物素材ユニット（１０１）を、他の全てのクラス分け値に従って、前記割り当てられたクラス分け値を有する植物素材ユニット（１０１）に対して振り分けられた更なるトレイの中に、順次置くことと、
供給トレイの中の、特定のクラス分け値を有する残りの植物素材ユニット（１０１）を、更に対応した更なるトレイの中に搬送することと、を有する請求項２の方法。
【請求項４】
前記ロボットは、複数のグリップ部材（１２５）が設けられたロボットアーム（１２１）を有し、各グリップ部材は、１つの植物素材ユニット（１０１）を取り出すように構成され、また、複数のグリップ部材は、供給トレイ（１０５）の中の互いに隣接した植物素材ユニットを同時に取り出すことが可能であり、そして、この方法は、更に、取り出しの回数の昇順でグリップ部材の最大キャパシティへと植物素材ユニットを取り出すことを具備する請求項１乃至３のいずれか１の方法。
【請求項５】
この方法は、更に、
更なるトレイの中の空のスペースの数と場所とを決定することと、
最大のキャパシティで使用される複数のグリップ部材により植物素材ユニットが中に置かれ得るスペースとしての空のスペースの最大のキャパシティの部分を特定することと、
前記供給トレイからグリップ部材の最大のキャパシティへと植物素材ユニットを取り出し、そして、植物素材ユニットを特定された空のスペースの中に置くことと、
夫々の更なるトレイの中に置かれる残りの植物素材ユニットを取り出し、そして、前記残りの植物素材ユニットを最大のキャパシティ部分の外の空のスペースの中に置くことと、を具備する請求項４の方法。
【請求項６】
１又は複数の更なるトレイは、植物素材ユニットを収容するための、二次元アレイ状の複数のセル（３０１，３０２）を有し、１又は複数の更なるトレイの中に植物素材ユニットを置くことは、対応した複数のセル（３０１）の中に植物素材ユニットを置くことを含んでいる請求項１乃至５のいずれか１の方法。
【請求項７】
前記植物素材ユニットは、前記セルの所定の部分の中に置かれ、他のセル（３０２）は、空のまま残っている請求項６の方法。
【請求項８】
１又は複数の更なるトレイの隣り合うセル間の距離は、前記供給トレイの中の隣り合う植物素材ユニット間の距離よりも長い請求項６又は７の方法。
【請求項９】
前記供給トレイは、区分けの間に、ほぼ水平な第１の方向に、更なるトレイが区分けの間に静止しながら、移動可能である請求項１乃至８のいずれか１の方法。
【請求項１０】
前記供給トレイの中の植物素材ユニットの各々にクラス分け値を割り当てることは、前記像内の植物素材ユニット当たりの所定のカラー範囲内の画素数に基づいている請求項１乃至９のいずれか１の方法。
【請求項１１】
プロセッサーにより実行されたときに、請求項１乃至１０のいずれか１の方法を実施するための、コンピュータで読み取り可能な情報が記憶された、コンピュータで読み取り可能な媒体。
【請求項１２】
供給トレイ（１０５）内に二次元状に配列された苗のような植物素材ユニットを、植物素材ユニットを更なる二次元状に植物素材ユニットを収容するように構成され、各々が植物素材ユニットに割り当てられたクラス分け値を有する植物素材ユニットに適用される複数の更なるトレイ（１１５）に、植物素材ユニットを配分することにより、区分けするための装置（１００）であって、この装置は、
前記供給トレイ（１０５）を供給するための供給ライン（１０２）と、
前記複数の更なるトレイを供給するための複数の更なる供給ライン（１４０a、１４０ｂ、１４０ｃ）と、
前記供給トレイ（１０５）内の植物素材ユニットの二次元パターンの像を得るための１又は複数のカメラ（２５５a、２２５ｂ）を有するカメラシステム（１０７）と、
前記カメラシステムに通信的に接続され、カメラシステムにより得られた像を基にして、植物素材ユニットの二次元アレイ内の植物素材ユニットの各々にクラス分け値を割り当てるためのプロセッサーを有する制御ユニット（１３０；２８０）と、
前記制御ユニットに通信的に接続され、前記供給トレイ（１０５）から対応する更なるトレイに、割り当てられた同じクラス分け値を有する植物素材ユニット（１０１）を、割り当てられたクラス分け値に基づいて、直接に移し換えすることにより、植物素材ユニット（１０１）を区分けするロボット（１２０）と、を具備し、
ここにおいて、前記割り当てられたクラス分け値に基づいて、前記植物素材ユニットを区分けすることは、
各クラス分け値に従って、前記割り当てられたクラス分け値の植物素材ユニットに振り分けられた更なるトレイの中に、割り当てられたクラス分け値を有する植物素材ユニットを置くことである、装置。
【請求項１３】
前記供給ラインは、第１の水平な方向に向けられており、又、更なる供給ラインの１又は複数は、第２の水平な方向に向けられており、前記第１の水平な方向は、前記第２の水平な方向とは、異なっている、請求項１２の装置。
【請求項１４】
前記第１の水平な方向は、前記第２の水平な方向とは、ほぼ垂直である請求項１３の装置。
【請求項１５】
前記供給ラインは、第１の高さのレベルに配置され、又、前記複数の更なる供給ラインは、第２の高さのレベルに配置され、前記第１の高さのレベルは、前記第２の高さのレベルとは異なる、請求項１３又は１４の装置。
【請求項１６】
対応する更なる供給ラインを介して供給される更なるトレイの除去のための複数の排出ライン（１１０a、１１０ｂ、１１０ｃ）を更に具備している請求項１２乃至１５のいずれか１の装置。
【請求項１７】
前記複数の排出ラインは、重力レーンの形態である請求項１６の装置。
【請求項１８】
前記更なる供給ラインのうちの少なくとも２つは、互いにほぼ平行であり、スペースを形成するように所定の距離離間されており、このスペースは、前記ロボットが植物素材ユニットを、このスペースを介して移し替えるのに充分な大きさを有している、請求項１２乃至１７のいずれか１の装置。
【請求項１９】
前記ロボットは、前記供給トレイの中の植物素材ユニットを取り出すための１又は複数のグリップ部材（１２５）を有している請求項１２乃至１８のいずれか１の装置。
【請求項２０】
前記供給トレイ（１０５）をクランプするためのクランプ設備（２０５）を更に具備し、このクランプ設備は、前記供給ラインに沿って移動可能である請求項１２乃至１９のいずれか１の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、植物素材ユニットを区分けするための方法に関する。更に、本願発明は、プロセッサーにより実行されたときに、植物素材ユニットを区分けするための方法を実施するための、コンピュータで読み取り可能な情報が記憶された、コンピュータで読み取り可能な媒体に関する。最後、本願発明は、植物素材ユニットを区分けするための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの園芸及び農業での適用では、植物素材ユニットは、品質を改良するために複数回移し換えられる。例えば、苗(seedlings)又は発芽植物(sprouts)にとって、充分な発育速度が得られることが重要である。更に、発育不良の植物素材ユニットは、好ましくは、温室のスペースを可能な限り有効に使用するためには、早い段階で除去される。
【０００３】
しかし、苗又は発芽植物のような植物素材ユニットの移し換えは、植物素材(plant material)が搬送されるだけではなく、植物素材ユニットを調整する必要があるので、損傷を生じさせる恐れがある。このために、移し換えの回数を少なくすると共に、処理時間を可能な限り短くすることが望まれている。
【０００４】
国際特許出願WO2008/150903は、種(seeds)の特定された表現型(phenotypes)に基づいて種を区分けするためのシステム及び方法を記載している。種は、バルク(ｂulk)種ホッパーの中に与えられ、供給プラットホームの上に分散された後に、種取り出しリザーバ中に搬送される。そして、種は、種取り出しリザーバから取り出されて、種トレイの中に置かれる。この種トレイは、像データが、種トレイ中の全ての種に対して利用できるように、撮像される。続いて、像データは、種の特徴又は表現型特性を特定するように処理される。特定された種の特徴又は表現型特性に基づいて、種は、所定のクラスに割り当てられ、そして、種トレイから除去され、選定された種容器へと区分けされる。各種容器は、所定のクラスのうちの特定の１つを有するように特定された種のみを収容するように指定されている。WO2008/150903のシステムと方法とは、多くの搬送を有している。更に、これら搬送のタイプは、種のバルク搬送(例えば、供給プラットホーム上で、かつ、種トレイから選定された種容器への重力の影響の基でのフアンネルによる種の平行搬送)と、種のバルク貯蔵(例えば、所定のクラスに設計された種容器内と同様に、種ホッパー内、種取り出しリザーバ内、)を含むバルク貯蔵とを有している。このような取扱いは、種に対しては適しているかもしれないけれど、このようにして苗又は発芽植物を搬送及び／又は貯蔵することは、植物素材を損傷する可能性が極めて高く、従って、好ましくない。
【０００５】
米国特許出願2013/0021469は、種の構造の実態を決定するように特別な解析を用いた種のクラス分けのための方法及びシステムを記載している。この方法及びシステムは、解析される種のクラス分けを改善可能なパターン認識技術を説明している。この出願2013/0021469は、苗又は発芽植物のような植物素材ユニットをクラス分けするための方法又はシステムを記載していない。
【０００６】
米国特許出願2012/0020531は、有機偏オブジェクト(organiｃ polarized oｂjeｃt)の自動的な像解析の方法に関している。この方法で、種又は球根のような有機偏オブジェクトの精度のよい位置付けと向き付けとは、ロボットによる取り出しと配置とが可能なように、特定される。
【発明の概要】
【０００７】
本願発明の目的は、時間と取扱いとの両者の効率の良い、植物素材ユニットを区分けするための方法を提供することである。この目的のために、本願発明の実施の形態は、供給トレイ内に二次元状に配列された苗のような植物素材ユニットを、植物素材ユニットを更なる二次元状に植物素材ユニットを収容するように構成され、各々が植物素材ユニットに割り当てられたクラス分け値を有する植物素材ユニットに適用される複数の更なるトレイに、植物素材ユニットを配分することにより、区分けするための方法であって、この方法は、前記供給トレイを供給することと、供給トレイ内の植物素材ユニットの二次元パターンの像を得ることと、得られた像を基にして、供給トレイ内の植物素材ユニットの各々にクラス分け値を割り当てることと、前記供給トレイから、対応した前記更なるトレイに、直接にロボットにより、割り当てられた同じクラス分け値を有する植物素材ユニットを、割り当てられたクラス分け値に基づいて、移し換えすることにより、植物素材ユニットを区分けすることとを具備する。前記植物素材ユニットは、供給トレイから夫々の更なるトレイに直接に移動されるので、植物素材ユニットは、１回だけ、移し換えられ、このために、物理的な接触、及び、これに対応した損傷のリスクが少ない。
【０００８】
このような方法において、特定の割り当てられたクラス分け値の植物素材ユニットに適用された各更なるトレイは、植物素材ユニットを損傷する恐れのある更なる物理的な接触がなく、同時に、特定されたタイプの複数の植物素材ユニットの効率の良い移し替えを可能にしている。これら更なるトレイは、二次元アレイ状に配列された植物素材ユニットを収容するための複数のセルを有し得る。更なるトレイの中に植物素材ユニットを置くことは、対応したセルの中に植物素材ユニットを夫々置くことを含み得る。幾つかの実施の形態では、植物素材ユニットは、複数のセルの内の所定のセルの中に置かれ、他のセルは空で残される。このような位置付けは、植物相互を更に離して置くことを可能にし、例えば、葉等を育てる、更なる生育のための更なるスペースを植物素材に与えることを可能にしている。同様の結果が、更なるトレイの隣り合うセル間の距離を、供給トレイの中の隣り合う植物素材ユニット間の距離ようも長くすることによりなされ得る。
【０００９】
幾つかの実施の形態では、植物素材ユニットを区分けすることは、前記割り当てられた全ての植物素材ユニットが、前記供給トレイから移されるまで、割り当てられたクラス分け値を有する植物素材ユニットを、各クラス分け値に従って、前記割り当てられたクラス分け値を有する植物素材ユニットに対して振り分けられた更なるトレイの中に、順次置くことと、対応した更なるトレイが使用可能なクラス分け値を有する全ての植物素材ユニットが、夫々対応した更なるトレイの中に位置されたときに、前記位置させることを終了させることとを有している。このようにして、植物素材ユニットを区分けすることは、区分けプロセスのモニターを容易にする。
【００１０】
幾つかの更なる実施の形態において、この方法は、前記置くことの前に、各クラス分け値のために、前記供給トレイの中の植物素材ユニットの数を決定することと、この数を、植物素材ユニットを収容するための前記対応した更なるトレイの中の利用可能な場所と比較することとを更に、具備し、前記供給トレイの中の、特定のクラス分け値の植物素材ユニットの数が、前記対応した更なるトレイの中の利用可能な場所の数を超えている場合には、前記置くことは、特定のクラス分け値を有する植物素材ユニットを、前記対応した更なるトレイの中に、この対応したトレイが全て満たされるまで、搬送することと、前記割り当てられた全ての植物素材ユニットが、前記供給トレイから移されるまで、割り当てられたクラス分け値を有する植物素材ユニットを、他の全てのクラス分け値に従って、前記割り当てられたクラス分け値を有する植物素材ユニットに対して振り分けられた更なるトレイの中に、順次位置させることと、供給トレイの中の、特定のクラス分け値を有する残りの植物素材ユニットを、更に対応した更なるトレイの中に搬送することとを有している。これは、満たされた更なるトレイを空のトレイに、装置のスループットを高めるように、区分け操作の中断無しに、交換することを可能にしている。
【００１１】
幾つかの実施の形態では、前記ロボットは、複数のグリップ部材が設けられたロボットアームを有し、各グリップ部材は、１つの植物素材ユニットを取り出すように構成され、また、複数のグリップ部材は、供給トレイの中の互いに隣接した植物素材ユニットを同時に取り出すことが可能であり、そして、この方法は、更に、取り出しの回数の昇順でグリップ部材の最大キャパシティへと植物素材ユニットを取り出すことを、有している。このようにして、植物素材ユニットを取り出すことにより、グリップ部材のキャパシティは、最大限利用される。更に、取り出しと置く動作とのモニターを緩和させる。
【００１２】
幾つかの更なる実施の形態において、この方法は、更に、更なるトレイの中の空のスペースの数と場所とを決定することと、最大のキャパシティ使用される複数のグリップ部材により植物素材ユニットが中に置かれ得るトペースとしての空のスペースの最大のキャパシティ部分を特定することと、前記供給トレイからグリップ部材の最大のキャパシティへと植物素材ユニット取り出し、そして、植物素材ユニットを特定された空のスペース内に置くここと、夫々の更なるトレイの中に置かれる残りの植物素材ユニットを取り出し、そして、前記残りの植物素材ユニットを最大のキャパシティ部分の外側の空の場所の中に置くこととを具備している。更なるトレイの最大キャパシティ部分の特定と、最大キャパシティ部分の存在に応じた植物素材ユニットの載置とにより、グリップ部材の最大キャパシティの最大の使用が可能になる。
【００１３】
幾つかの実施の形態において、前記供給トレイは、区分けの間に、ほぼ水平な第１の方向に、更なるトレイが区分けの間に静止しながら、移動可能である。このような設定は、ロボットにより効率の良い区分けを可能にしている。供給トレイを移動させることにより、特定の更なるトレイの中に置かれる植物素材ユニットは、ロボットに近い領域内に順次配置され得る。従って、ロボットは、最短の移動で植物素材ユニットを取り出すことができて、区分け時間を短くすることができる。好ましくは、この方法は、供給コンテナをクランプ設備によりクランプさせることを含み、このクランプ設備は、第１の方向に移動可能である。供給トレイをクランプさせることにより、供給トレイは、更なる加速及び減速が可能となり、区分け時間を更に短くすることができる。幾つかの実施の形態において、前記更なるトレイは、ほぼ水平な第２の方向に移動可能である。異なるトレイを異なる方向に移動させる機能により、使用される装置の設置面積(footprint)を最適にすることができる。前記第１の方向は、前記第２の方向に対してほぼ垂直であり得る。
【００１４】
幾つかの実施の形態において、前記植物素材ユニットの二次元アレイ内の植物素材ユニットの各々にクラス分け値を割り当てることは、前記像内の植物素材ユニット当たりの所定のカラー範囲内の画素数に基づいている。このようにしてクラス分け値を割り当てることは、特に、前記所定のカラー範囲が良く規定されている場合には比較的信頼性があり、実行が比較的容易である。
【００１５】
本願発明の幾つかの実施の形態は、供給トレイ内に二次元状に配列された苗のような植物素材ユニットを、植物素材ユニットを更なる二次元状に植物素材ユニットを収容するように構成され、各々が植物素材ユニットに割り当てられたクラス分け値を有する植物素材ユニットに適用される複数の更なるトレイに、植物素材ユニットを配分することにより、区分けするための装置であって、この装置は、前記供給トレイを供給するための供給ラインと、前記複数の更なるトレイを供給するための複数の更なる供給ラインと、前記供給トレイ内の植物素材ユニットの二次元パターンの像を得るための１又は複数のカメラを有するカメラシステムと、前記カメラシステムに通信的に接続され、カメラシステムにより得られた像を基にして、植物素材ユニットの二次元アレイ内の植物素材ユニットの各々にクラス分け値を割り当てるためのプロセッサーを有する制御ユニットと、前記制御ユニットに通信的に接続され、前記供給トレイから対応する更なるトレイに、割り当てられた同じクラス分け値を有する植物素材ユニットを、割り当てられたクラス分け値に基づいて、直接に移し換えすることにより、植物素材ユニットを区分けするロボットとを具備する装置に、関している。このような装置は、時間と取扱いとの両方が効率的である。この装置は、供給トレイから夫々の更なるトレイへの植物素材ユニットの直接の移し換えを容易にしているので、植物素材ユニットは、ただ一度の最小の物理的な接触と対応した損傷のリスクとにより、移し替えられる。このロボットは、前記供給トレイの中の植物素材ユニットを取り出すための１又は複数のグリップ部材を有し得る。このようなグリップ部材を使用することにより、ロボットは、前記供給トレイの中の植物素材ユニットを取り出すための１又は複数のグリップ部材を有し得る。このようなグリップ部材を有することにより、植物素材ユニットの個々の取り出しが可能であり、損傷の最小のリスクのもとで、特定のタイプの植物素材ユニットの最適な取り出しと載置とに対してグリップ部材が適用するのを可能にしている。
【００１６】
幾つかの実施の形態において、この装置は、前記供給ラインに沿って移動可能であり、前記搬送トレイをクランプするためのクランプ設備を更に具備している。このクランク設備は、供給ラインに沿った供給トレイの早い移動を可能にして、ロボットの待機時間を短くし、かくして、装置のスループットを改善する。
【００１７】
幾つかの実施の形態において、この装置は、対応する更なる供給ラインを介して供給される更なるトレイの除去のための複数の排出ラインを更に具備している。供給されたトレイを１又は複数の更なる供給ラインを介して別々に除去することにより、割り当てられた特定のクラス分け値を有する植物素材ユニットで充分に満たされた更なるトレイは、対応する更なる供給ラインを介して供給された新たな更なるトレイと容易に交換可能である。好ましくは、前記複数の排出ラインは、重力レーンの形態である。このような重力レーンを使用することにより、装置の構成が複雑になることを減じている。更に、動力の消費が減じられる。
【００１８】
幾つかの実施の形態において、前記供給ラインは、第１の水平な方向に向けられており、又、更なる供給ラインの１又は複数は、第２の水平な方向に向けられており、前記第１の水平な方向は、前記第２の水平な方向とは、異なっている。異なるトレイを異なる方向に移動させる機能により、使用される装置の設置面積を最適にすることができる。更に、供給ラインの互いに異なる向きにより、装置の異なる部品へのアクセスが容易になるので、メンテナンスが容易である。前記第１の水平な方向は、前記第２の水平な方向とは、ほぼ垂直であり得る。このような配置により、限られた複雑性のロボットの使用が可能である。異なる供給ラインの互いに異なる向きによる効果を充分にするために、前記供給ラインは、第１の高さのレベルに配置され、又、前記複数の更なる供給ラインは、前記第１の高さのレベルとは異なる第２の高さのレベルに配置されている。このような配置により、更に、腐食を確実に防ぐことができる。最も好ましくは、前記第１の高さのレベルは、前記第２の高さのレベルよりも低くなっている。このような配置により、さらにコンパクトなデザインが可能となる。供給トレイのうちの関連のある部分のみが、取り出しのために、ロボットにより直接にアクセス可能である。一方、更なるトレイの全てのスペースは、このトレイを更なる供給ラインに沿って移動させる必要が無く、充分にアクセス可能である。
【００１９】
好ましくは、前記更なる供給ラインのうちの少なくとも２つは、互いにほぼ平行であり、スペースを形成するように所定の距離離間されており、このスペースは、前記ロボットが植物素材ユニットを、このスペースを介して移し替えるのに充分な大きさを有している。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本願発明の一実施の形態に係わる植物素材ユニットを区分けするための方法のフローチャートである。
【図２】図２は、本願発明の一実施の形態に係わる植物素材ユニットを区分けするための装置の側面図を示している。
【図３】図３は、図２の装置の一部分の立体側面図を示している。
【図４】図４は、図２の装置の他の部分の立体側面図を示している。
【図５】図５は、図２の装置に使用され得るロボットの一部分の実施の形態を示している。
【図６】図６は、本願発明の実施の形態で使用され得る複数の植物素材ユニットを運ぶためのコンテナの上面図を示している。
【図７】図７は、二次元アレイ状に配置された複数の植物素材ユニットを有するコンテナを供給するための供給ラインの一実施の形態の立面図を示している。
【図８】図８は、図７の供給ラインで供給トレイをクランプするための設備の立面図を示している。
【図９ａ】図９ａは、図８のクランプ設備の動作を示している。
【図９ｂ】図９ｂは、図８のクランプ設備の動作を示している。
【図９ｃ】図９ｃは、図８のクランプ設備の動作を示している。
【図１０】図１０は、本願発明の実施の形態で使用され得るカメラシステムの一例を示している。
【図１１】図１１は、解析される植物素材ユニットの二次元アレイの例示的な像を示している。
【図１２ａ】図１２ａは、本願発明の実施の形態で使用される例示的な供給コンテナの上面図を概略的に示している。
【図１２ｂ】図１２ｂは、本願発明の２つの異なる実施の形態の一方に係わり、区分けされた後の特定のクラス分け値に割り当てられたコンテナの上面図を概略的に示している。
【図１２ｃ】図１２ｃは、本願発明の２つの異なる実施の形態の他方に係わり、区分け後の特定のクラス分け値に割り当てられたコンテナの上面図を概略的に示している。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本願発明の種々の態様が図面に示された実施の形態を参照して以下に説明される。  
図面を参照し、例のみとして与えられた、本願発明の種々の実施の形態が、以下に、記載されている。
【００２２】
図１は、本願発明の一実施の形態に係わる植物素材ユニットを区分けするための方法のフローチャートである。この実施の形態において、最初に、処理１０で、苗又は発芽植物のような複数の植物素材のユニットを収容したコンテナが、供給される。これらユニットは、二次元アレイ状に配置されている。好ましくは、このコンテナは、トレイ形状をしている。
【００２３】
次に、処理２０で、植物素材ユニットの二次元アレイの像が得られる。そして、この像は解析され、そして、解析の結果として、処理３０で、クラス分け値が、植物素材ユニットの二次元アレイ内の植物素材ユニットの各々に割り当てられる。この記載の全体を通して、クラス分け値は、シンボルＮにより示されている。好ましくは、クラス分け値は、植物素材ユニットのクラス(class)を、即ち、同様の発育状態の植物素材ユニットのグループを示している。例えば、幾枚かの葉を有するように生育している苗は、葉を有するようには生育していない苗とは異なるクラス分け値を得ることができる。植物素材ユニットの二次元アレイ内の植物素材ユニットの各々へのクラス分け値の割り当ては、像の植物素材ユニット当たりの所定のカラー範囲内の画素数に基づいて行われ得る。例えば、特定の植物素材ユニットに関連した像内の緑色の画素数が、どのようなクラス分け値をその植物素材ユニットに割り当てるべきかを決定するために使用され得る。
【００２４】
例示的な実施の形態では、Ｎ＝０は、区分けされていない植物素材ユニットに与えられるクラス分け値を示していることに、注意して下さい。植物素材ユニットは、例えば、これが充分
に成長していないので、更なる生育には適していないかもしれない、更に、例示的な実施の形態では、Ｎｍａｘ  は、使用される最も高いクラス分け値を示していることに、注意して下さい。例えば、供給された植物素材ユニットが、３つのクラスに従ってクラス分けされる場合には、Ｎｍａｘ  は、３に等しい。
【００２５】
処理３０でクラス分け値を割り当てた後に、植物素材ユニットは、以下のようにして、クラス分け値に従って区分けされる。
【００２６】
最初に、処理３５で、考慮されるクラス分け値が１つに、即ち、Ｎ＝１に設定される。続いて、処理４０で、植物要素を備えた１又は複数のユニットが、割り当てられたクラス分け値Ｎ＝１を有しているか否かのチェックがなされる。
【００２７】
もし、処理４０での答えが、”Ｎｏ”、即ち、このような植物素材ユニットが、植物ユニットの供給された二次元アレイの中に存在していなければ、クラス分け値Ｎは、処理４５で、最大の利用可能なクラス分け値Ｎｍａｘと比較される。もし、クラス分け値Ｎが、Ｎｍａｘより小さければ、Ｎｏｌｄのように示されているクラス分け値Ｎは、処理４８で、インクリメントされ、新たなクラス分け値Ｎ、即ち、Ｎｎｅｗ  が２に等しい、が考慮される。
【００２８】
前記処理４０での答えが”Ｙｅｓ”であれば、即ち、１に等しいクラス分け値Ｎを有する植物素材ユニットが、供給された植物素材ユニットの二次元アレイの中にあれば、これら植物ユニットは、処理５０で、取り出されて、この特別なクラス分け値を有するユニットを収容するように配置されたコンテナの中に置かれる。クラス分け値Ｎ＝１に割り当てられたコンテナの中へのこれら植物ユニットの配置の後に、クラス分け値Ｎ＝１は、処理５５で、最大の利用可能なクラス分け値Ｎｍａｘと比較される。もし、再び、クラス分け値Ｎが、Ｎｍａｘよりも小さければ、この方法で使用されているクラス分け値Ｎは、処理５８のこの場合で、インクレメントされ、この結果、考えられる新たなクラス分け値は、２に等しい。
【００２９】
処理４０での新たなクラス分け値Ｎが２に等しい上述したシナリオで、２に等しいクラス分け値Ｎを有する植物素材ユニットが、供給された二次元アレイにある場合には、次に、処理５０が、実行される。Ｎｍａｘが２よりも大きい場合には、同様の処理が、Ｎ＝３等に対してなされる。
【００３０】
しかし、考慮のもとでクラス分け値Ｎが、最大のクラス分け値Ｎｍａｘ  と等しい場合には、処理４５又は５５の結果は、これ以上、如何なる区分け動作もしない。代わって、植物素材ユニット、オプションでは、残っている植物素材ユニットを収容している、この例示的な実施の形態では、ゼロに等しいクラス分け値Ｎを有する植物素材ユニットの供給のために使用されるコンテナは、処理６０で、除去される。
【００３１】
続いて、植物素材ユニットの新たな二次元アレイが、新たな処理１０等で供給され得る。
【００３２】
上述した例示的な実施の形態では、植物素材ユニットは、連続した順序で、特に、昇順で、区分けされる。勿論、特定のクラス分け値に割当たられたコンテナの充填度を基にして、異なる方法で、例えば、昇順又はよりランダムな方法で、区分分けすることが可能である。処置での昇順又は非昇順を利用することは、うまく作動しない場合に、不具合のときに、区分けがどの段階まで進んだかを比較的容易に検出することができる効果を有している。
【００３３】
更に、上述された例示的な実施の形態は、特定のクラス分け値に割り当てられたコンテナが、これらに割り当てられた植物素材ユニットを収容するのに充分なスペースを有している場合に、特に適用可能である。特定のクラス分け値を有する植物素材ユニットを収容しているコンテナが満杯の場合には、このコンテナは、空のコンテナに交換されるであろう。このような交換は、ときどき生じるので、区分けの方法は、このような交換の間、交換されるコンテナのクラス分け値とは異なるクラス分け値を有する二次元アレイから植物素材ユニットを取り出して、置くように選択可能である。新たなコンテナが所定の位置にある場合には、この区分けの方法は、新たに位置されたコンテナの中に植物素材ユニットを取り出してから置く状態を維持し得る。上述された事前のシフトは、異なるクラス分け値に割り当てられた夫々のコンテナの全体に渡って供給される二次元アレイ内の植物素材ユニットを区分けするのに必要な時間を更に、短くするのに役立つ。
【００３４】
上述した方法で、二次元アレイから夫々のクラス分け値のコンテナへの直接の移し換えと同様に、植物素材ユニットが二次元アレイ状に配列された状態で植物素材ユニットを撮像し、そしてクラス分けすることにより、植物素材ユニットの区分けは、各植物素材ユニットのための移し換えの数を１回に制限しながら、効率良く実行される。かくして、これら植物素材ユニットの特定のクラス分け値が割り当てられている植物素材ユニットに与えられたトレイへと供給トレイから直接に移し替えることにより、区分される。
【００３５】
図２は、本願発明の一実施の形態に係わる植物素材ユニットを区分けするための装置１００の側面図を示している。この装置１００は、二次元アレイ状に配列された植物素材ユニットを入れたコンテナのための供給ライン１０２を有している。この供給ライン１０２は、所定の水平方向で、前後にコンテナ１０５を移動させるように構成されている。この目的のために、供給ライン１０２は、上にトレイ１０５が置かれるコンベヤベルト又は同様のものを含み得る。供給ライン１０２の例示的な実施の形態に係わる更なる詳細は、図６を参照して後に記載されている。
【００３６】
この装置１００は、更に、カメラシステム１０７を有している。１０７の１又は複数のカメラは、供給された植物素材ユニットの二次元アレイの像を得るように配置されている。このカメラシステムの例示的な実施の形態に係わる更なる詳細は、図９を参照して後に記載されている。カメラシステム１０７により得られる像の例は、図１０に示されている。カメラシステム１０７により与えられる像は、二次元像及び三次元像を含む、如何なる形式の適切な像であり得る。三次元像の場合には、カメラシステム１０７は、通常は、複数のカメラを有している。
【００３７】
この装置１００は、更に、複数のコンテナ１１５を平行に搬送するように配置されたコンテナ搬送システムを有している。各コンテナ１１５は、植物素材ユニットに割り当てられた特定のクラス分け値を有する植物素材ユニットを収容するように割り当てられている。前記クラス分けは、区分けされる植物素材ユニットの成長段階に依存し得る。
【００３８】
前記コンテナ１１５の形状とサイズとは、クラス分け毎に異なり得る。例えば、コンテナ１１５が、植物素材ユニットを収容するための複数の開口又は凹所が設けられているトレイの形態をしている場合には、夫々の開口又は凹所のピッチが変えられ得る。特に、良く成長した苗を運ぶために使用されるコンテナ１１５は、成長の遅い苗を運ぶのに使用されるコンテナ１１５よりも更に離れて離間された複数の凹所を有し得る。
【００３９】
図２に示された実施の形態で、装置１００は、３つの平行な排出ライン１１０a、１１０ｂ、１１０ｃを有している。図示された実施の形態では、これら排出ライン１１０a、１１０ｂ、１１０ｃは、重力のもとで所定の方向にローラ１１２の上でコンテナ１１５が移動することが可能なように、各続くローラが、事前のローラよりも順次僅かに低く配置され、互いに平行に配設された複数のローラ１１２を有する重力レーン、即ち細長い形態をしている。
【００４０】
この装置１００は、更に、供給されるのに従って、植物素材ユニットを、植物素材ユニットの二次元アレイから取り出し、そして、植物素材ユニットを、これらに割り当てられたクラス分け値に従って、対応したコンテナ１１５の中に置くための１又は複数のグリップ部材１２５を備えたロボット１２０を有している。このグリップ部材という用語は、機械的なグリッパー及び吸引カップを、これらに限定はされないが、含んだ如何なる形式のグリッパーを含むことは、理解されるであろう。
【００４１】
コンテナ１１５と対応した排出ライン１１０a、１１０ｂ、１１０ｃとに対する供給ライン１０２の最適な向きは、植物素材ユニットの移し換えのために使用されるロボットの形式に大きく依存している。図３は、図２の装置の一部分の立体側面図を示している。図３に示されているように、コンテナ１０５を供給する供給ライン１０２は、排出ライン１１０a、１１０ｂ、１１０ｃの向きと実質的に垂直な向きを有している。異なる搬送ライン間のクロスによるコンテナの破損を防止するために、コンテナ１０５を搬送するための供給ライン１０２は、好ましくは、コンテナ１１５を運ぶために使用される搬送ラインとは異なる高さのレベルに配置されている。より好ましくは、図２乃至４に示されているように、供給ライン１０２は、コンテナ１１５を運ぶために使用される搬送ラインの高さレベルの下の高さレベルに配置される。このような配置は、比較的コンパクトなデザインを可能にしている。図４に示されているように、供給トレイと関連性のある部分のみが、更なるトレイの全てのスペースが、トレイを更なる供給ラインに沿って移動させる必要が無くて、充分にアクセス可能であるけれども、取り出し用のロボットにより直接にアクセス可能とし得る。
【００４２】
区分けされる複数の植物素材ユニットを収容したコンテナ１０５は、供給ライン１０２により供給される。区分けの後に、この結果、空になっているか、不認可の植物素材ユニットのみを収容しているコンテナ１０５は、排出ライン１０３を通って排出される。
【００４３】
異なる高さのレベルのもとで、空のコンテナ１１５が、供給ライン１４０a、１４０ｂ，１４０ｃによって供給され得る。これらコンテナ１１５は、少なくとも部分的に特定のクラスの植物素材ユニットで満たされた後には、排出ライン１１０a、１１０ｂ、１１０ｃによって装置１００の外に排出される。好ましくは、供給ライン１０２でのコンテナ１０５の位置と、供給ライン１４０a、１４０ｂ，１４０ｃでのコンテナ１１５の位置とは、自動的に制御される。コンテナの排出は、例えば、前記排出ライン１１０a、１１０ｂ、１１０ｃに関連して説明されたような重力レーンにより、手動でなされ得る。前記コンテナ１０５，１１５の供給の自動的な制御は、主としてコンテナ１０５，１１５がロボット１２０に対して精度良く位置付けされるので、区分けの信頼性を高める助けとなり得る。
【００４４】
互いに異なるラインの制御は、装置内の１又は複数のパラメータのモニターを可能とするようにディスプレイ１３５、及び／又はこ操作者のためのユーザテンターフェイス１３０を有する、例えば、コンピュータ内にある制御ユニットによりなされ得る。代わって、この制御ユニットは、この分野では良く知られている他の適切な制御装置の形態をとり得る。制御ユニットは、プログラムを実行するように指令され得る。また、この制御ユニットは、前記カメラシステム１０７に通信的に結合されている。制御ユニットは、内容が記憶されているコンテナ１０５の動きと、カメラシステム１０７から得られた情報に基づいてクラス分けされた植物素材ユニットを受けるための１又は複数のコンテナ１１５の動きとの基礎を与え得る。
【００４５】
前記制御ユニットは、例えば、上述されたような装置１００により植物素材ユニットを区分けするための方法の動作を可能にする周辺機器を備えたプロセッサーを有するコンピュータを具備し得る。前記プロセッサーは、インストラクション及びデータを記憶するように構成された１又は複数のメモリーユニットと、１又は複数の読み取りユニットと、キーボード、タッチスクリーン、又は、マウスのような１又は複数のインプット装置と、例えば、モニターのような１又は複数のアウトプット装置とに接続され得る。更に、ネットワーク用のインプット／アウトプット(Ｉ／Ｏ)装置が、ネットワークへの接続のために設けられ得る。
【００４６】
前記プロセッサーは、互いに平行に機能するか１つのメインプロセッサーにより制御される幾つかの処理ユニットを有し得る。これら処理ユニットは、互いに離れて配置され、この分野では良く知られているように、ローカルエリアネットワーク全体に渡って分配され得る。本願発明の機能は、ハードウエアコンポーネントとソフトウエアコンポーネントとの組み合わせにより、奏し得る。アナログかデジタルかのハードウエアコンポーネントは、プロセッサーに収納され得るプロセッサーとインターフェースを介して接続される別の回路として設けられ得る。更に、プロセッサーにより実行され得るソフトウエアコンポーネントは、プロセッサーのメモリー領域に存在し得る。上述されたような区分けの方法の実行を助けるコンピュータで読み取り可能なインストラクションは、コンピュータで読み取り可能な媒体に記憶され得る。このコンピュータで読み取り可能な媒体は、制御ユニット内のプロセッサーにより実行されたときには、これに記憶されているコンピュータで読み取り可能なインストラクションを読み取るように、制御ユニットに与えられ得る。
【００４７】
図４は、図２の装置の一部分の立体側面図を示している。特に、図４は、供給トレイから植物素材ユニット１０１を取り出し、そして、取り出された植物素材ユニットを、植物素材ユニット１０１が割り当てられる夫々のトレイ１１５の中に置くために使用されるロボット１２０のより詳細な図を示している。
【００４８】
前記ロボット１２０は、取り出された植物素材ユニットを適切なコンテナの中に適切に配置可能なように、充分な自由度を有するロボットアームを備え得る。幾つかの適用では、４自由度、即ち、１つの軸が軸に沿って搬送することが可能なように配設された３軸を有するロボットアームが、適している。他の幾つかの適用では、例えば、植物素材ユニットが傷付きやすく、注意深く取り扱われる必要がある場合には、より精密なロボットアームが必要とされる。このようなより精密なロボットアームは、６自由度で動作するように構成され得る。
【００４９】
ロボットは、区分される複数の植物素材ユニット１０１が二次元アレイ状に収容されたトレイ１０５を供給するための供給ライン１０２の上方に配置されている。植物素材ユニットに割り当てられた同じクラス分け値を備えた植物素材ユニットを収容するように位置されるトレイ１１５は、ロボット１２０が、１又は複数の列のトレイ内の植物素材ユニット１０１を取り出すことができ、そして、これらを適切なトレイ１１５の中に置くことができるように、離間して配置されている。
【００５０】
図４に示されている実施の形態では、前記ロボット１２０は、４つのグリップ部材１２５を有し、各グリップ部材１２５は、１つの植物素材ユニット１０１を取り出すように構成されている。４つのグリップ部材１２５が設けられたロボット１２０のロボットアーム１２１の更に詳細は、図５に示されている。これらグリップ部材１２５は、個々に制御され得る。例示的な実施の形態では、ロボット１２０の４つのグリップ部材１２５は、トレイ１０５が、供給ライン１０２に沿って前後に移動可能な方向に対して実質的に垂直な方向に向けられた一次元グリップ部材アレイを構成している。この向きは、ロボット１２０の比較的簡単なデザインを可能にしている。ロボット１２０に対する供給ライン１０２に沿ったトレイ１０５の適切な移動により、二次元アレイ状の植物素材ユニット１０１のうちの、同じクラス分け値を有する植物素材ユニット１０１が、ロボット１２０のグリップ部材１２５によりトレイ１０５の外へと、比較的早くて効率的に、容易に取り出され得る。
【００５１】
好ましくは、前記ロボット１２０は、植物素材ユニット１０１を、植物素材ユニット１０１を保持している全てのグリップ部材１２５により、適切なトレイ１１５へと移し換えさせる。例外が、トレイ１１５の(列の)残っている空のセルの数が、グリップ部材１２５の数よりも少ない場合と、所望の移し換えの前に供給トレイの中にある特定のクラス分け値が割り当てられた植物素材ユニット１０１の数が、グリップ部材１２５の数よりも少ない場合とに、あり得る。
【００５２】
全てのグリップ部材１２５が、例示的な実施の形態では４つのグリップ部材が、所定の植物素材ユニット１０１の移し換えの間に使用され得る場合には、植物素材ユニット１０１が供給トレイ１０５の外へと取り出される順序は、好ましくは以下の通りである。最初に、ロボット１２０は、二次元アレイの４つの列を形成しているグループの植物素材ユニットを取り出す。次に、ロボットは、３つの列を形成しているグループの植物素材ユニットと、単一の植物素材ユニットとを、列を完成するように取り出し得る。続いて、ロボットは、夫々対をなす植物素材ユニットを取り出し、また、夫々のコンテナ１１５に対応したクラス分け値を有する残りの植物素材ユニットを個々に取り出すことにより、区分けを完了させ得る。前述されたように、個々のコンテナが、既に供給されており、既に区分けされた二次元アレイ状の植物素材ユニットが完全に満たされていない場合には、ロボット１２０は、夫々４つの植物素材ユニットからなるグループが、取り出される前に、個々の植物素材ユニットを、夫々対をなす植物素材ユニットを、又は、３つからなるグループの植物素材ユニットを、コンテナ１１５内への４つの植物素材ユニットの列を容易に配置可能とするように、取り出し得る。
【００５３】
幾つかの実施の形態では、植物素材ユニットは、最大キャパシティになるまで(up to full ｃapaｃity)、即ち、４つの全てのグリップ部材が植物素材ユニットを取り出しの昇順で(in asｃending order of numｂer of piｃk-ups)ロボットにより取り出される。例えば、ロボット１２０のロボットアームに、各々が１つの植物素材ユニットを取り出すように構成された４つのグリップ部材１２５が設けられている例示的な実施の形態では、ロボット１２０が、４つの植物素材ユニット１０１が４つのグリップ部材１２５により同時に取り出され得るように、互いに配設された４つの植物素材ユニット１０１を取り出すことから始まる。換言すれば、ロボット１２０が、１度の取り出しを用いて夫々のコンテナ１１５に移し換えさせ得る数の植物素材ユニットでもって始まる。
【００５４】
続いて、ロボット１２０は、２度の取り出しで取り出され得る植物素材ユニットを取り出す。これは、３つの植物素材ユニットを同時に取り出し、そして、異なる時間で４番目の植物素材ユニットを取り出すことにより、行われ得る。代わって、２つのグリップ部材１２５が、２つの植物素材ユニットを同時に取り出し、続いて残りの２つのグリップ部材１２５が、他の２つの植物素材ユニットを同時に取り出し得る。
【００５５】
取り出し毎に取り出される植物素材ユニットの数を含む取り出しの順序は、取り出しの前の供給コンテナ１０５の位置に依存し得る。例えば、３つの植物素材ユニット１０１の一列が、供給コンテナを移動させないで、ロボット１２０により容易にアクセス可能な場所に位置されており、１列の移動の後に、１つの植物素材ユニットがアクセス可能であり、そして、２列の移動の後に２対の植物素材ユニットがアクセス可能であれば、ロボット１２０は、最初に３つの植物素材ユニットを、そして、次に１つの植物素材ユニットを取り出し可能である。かくして、複数対の植物素材ユニットが、最初の４つの植物素材ユニットの位置付けが完了した後に、移し替え可能である。このような方法での植物素材ユニットの取り出しにより、ロボットによる区分けが効率良くなる。幾つかの実施の形態において、特定の更なるトレイに移し替えられる植物素材ユニットは、従って、供給トレイを移動させることにより、ロボットに近い領域に与えられる。上述したような方法による植物素材ユニットの取り出しは、供給トレイの最短の移動で、ロボットが植物素材ユニットを取り出すことができ、区分け時間を短くすることができる。
【００５６】
続いて、３回で取り出され得る植物素材ユニットは、夫々のコンテナ１１５の方に搬送される。再び、取り出しの順序は、供給コンテナ１０５の位置に依存している。
【００５７】
最後に、最大キャパシティとなることが、残っている搬送される植物素材ユニットの数の観点で、まだ可能な場合に、個々に、即ち、４回で取り出される必要がある、残っている植物素材ユニットは、取り出されて、夫々のコンテナ１１５に搬送される。
【００５８】
上述した処置では、同時に取り出される植物素材ユニットが、互いに近接して位置されていることは、本質的なことではないことに、注意する必要がある。例えば、２つの植物素材ユニットが同時に取り出される場合、このような取り出しは、外側のグリップ部材１２５によりなされ得る。即ち、内側の２つのグリップ部材は、この取り出し動作では、取り出し部分ではない。
【００５９】
幾つかの実施の形態では、区分けするための方法は、更なるトレイの中の空のスペースの数と場所とを決定することを含んでいる。空のスペースのうちの一部は、かくして、最大キャパシティで使用される複数のグリップ部材により植物素材ユニットが中に位置付け可能なスペースとして特定され得る。このような一部は、最大キャパシティ部分(full capacity portion)と称され得る。そして、植物素材ユニットは、最大キャパシティのグリップ部材になるように供給コンテナ１０５から取り出されて、最大キャパシティ部分に属していると特定された空のスペースの中に置かれる。最後に、夫々の更なるトレイの中に置かれる、残りの植物素材ユニットは、最大キャパシティ部分の外の空のスペースの中に置かれる。このような手法は、夫々の更なるトレイの中の利用可能なスペースと置かれる植物素材ユニットの数とを比較することが無く、比較的容易なプロトコルにロボットを従わせることができる。
【００６０】
植物素材ユニットの区分けのための方法の上述した実施の形態で、この方法は、更に、ロボット１２０が、特に、これのグリップ部材１２５が、植物素材ユニットを取り出して、置くことが物理的にできる境界状態(boundary condition)を含み得る。例えば、図２に示されているような区分け装置１００のフレームの一部のような物理的構成部が、更なるトレイ１１５の近くに配置されている場合には、ロボット１２０は、所定のグリップ部材を使用して植物素材ユニットをフレームの近くの場所にのみ置くことが可能である。かくして、この方法は、境界状態が適用される供給トレイの中並びに／もしくは１又は複数の更なるトレイの中の場所を特定することと、植物素材ユニットが、１又は複数の特定された場所に置かれる場合には、境界状態を考慮することとを含み得る。
【００６１】
図５は、図２の装置で使用され得るロボット１２０の一部の実施の形態を示している。特に、図５は、一列に配置された４つのグリップ部材１２５を備えたロボットアーム１２１を示している。各グリップ部材１２５は、１つの植物素材ユニット１０１を掴むように構成された４つのアーム部１２６を有している。グリップ部材１２５のアーム部１２６のタイプ及び／又は数は、図５に示されたタイプ及び数に限定されないことは、理解されるであろう。図示された実施の形態では、４つのグリップ部材１２５のうちの２つに変位システム１２８が設けられている。これら変位システムは、２頭矢印により示されているように、列の向きに対して実質的に垂直な方向にグリップ部材を移動させる。供給トレイ内の隣り合う列間の距離が適切に選ばれている場合には、変位システム１２８により変位されたグリップ部材は、変位されていないグリップ部材により取り出されるのとは異なる列から植物素材ユニット１０１を、同時に取り出すことが可能である。同様に、植物素材ユニット１０１は、互いに異なる列で、コンテナ１５内に配列され得る。幾つかの実施の形態では、前記変位システム１２８は、チェッカー盤のパターンで植物素材ユニット１０１の容易な位置付けを促進する。単に２つの変位システム１２８が、図５には示されているけれども、これよりも多いか少ない変位システム１２８があっても良いことは、同様に理解し得る。例えば、各グリップ部材１２５に、変位システム１２８が設けられ得る。このような実施の形態で、同様の取り出し及び／又は変位が、多数の植物素材ユニット１０１の多くの異なる形態のために可能である。
【００６２】
図６は、本願発明の実施の形態で使用され得る複数の植物素材ユニットを運ぶためのコンテナの上面図を示している。このコンテナは、二次元アレイを構成している多数のセル１１７が設けられたトレイ１０５の形態をしている。これらセル１１７は、代表的には、トレイの上面に形成された凹所、即ち、キャビティ１１８の形態をしている。好ましくは、各セル１１７の底面の一部は、孔を形成するように存在していない。このような孔の存在は、セル内に位置された植物素材ユニット１０１を下から持ち上げる可能性を高めている。好ましくは、セル１１７のキャビティ１１８は、複数の溝１１９、好ましくは十字形をなすようにした４つの溝を有している。これら溝１１９は、移し換えさせられる植物素材ユニット１０１に対するグリップを改良するように、グリップ部材１２５の端部が、トレイ１０５内の下側の位置に向かって摺動するのを可能にしている。
【００６３】
図７は、二次元アレイ状に配置された複数の植物素材ユニットを有するコンテナ１０５を供給するための供給ライン１０２の一実施の形態の立面図を示している。この実施の形態で、供給ライン１０２は、コンテナ１０５をロボットの適用範囲内の所定の位置に向かって導き得る２つのケーブル２０３を有している。また、供給ライン１０２は、トレイ１０５を、自身の路に沿ってロボットに向かって案内する案内レール２０１のような１又は複数の案内構造体を有している。
【００６４】
前記供給ライン１０２は、更に、トレイ１０５をクランプするように配設されたクランプ設備２０５を有している。このクランプ設備２０５は、供給ライン１０２に沿って前後に高い加速及び減速で移動され得る。この結果、クランプ設備２０５にクランプされているトレイ１０５は、両方向に高加速及び減速で移動し得る。従って、ロボットは、トレイ１０５内の夫々異なる一にある所望の植物素材ユニット１０１を短時間で取り出すことが可能である。クランプ設備２０５の実施の形態に関する詳細と動作とは、図８、及び図９a乃至９ｃを参照して夫々後述される。
【００６５】
図７の供給ライン１０２は、持ち上げ設備を更に有している。この持ち上げ設備は、供給ライン１０２に垂直な方向に向いた列で配設された複数の持ち上げ部材２２０を有している。好ましくは、これら持ち上げ部材２２０のピッチは、トレイ１０５内の前記セルのピッチと対応している。図６を参照して説明されたように、セルが開口した底を有している場合には、持ち上げ部材は、移し換えられる植物素材ユニット１０１を持ち上げるように、上方に移動し得る。植物素材ユニット１０１を持ち上げることにより、ロボット１２０のグリップ部材１２５は、植物素材ユニット１０１を容易に取り出すように動き得る。
【００６６】
図８は、図７の供給ラインで供給トレイをクランプするための設備２０５の立面図を示している。このクランプ設備２０５は、案内ホイール２０８に接続された硬いボディ２０７を備えたフレーム２０６を有している。これら案内ホイール２０８は、案内レール上を転動するように配置されている。これら案内レールは、トレイ１０５を案内するのに使用されている前記案内レールと実質的に平行な方向に向けられ、これらに接続され得る。前記硬いボディ２０７は、供給ライン１０２の方向にほぼ平行に実質的に向けられた長側辺部と、供給ラインの方向にほぼ垂直な短側辺部とを有している。
【００６７】
このクランプ設備２０５は、更に、２つの互いに対向したクランプバー２１０a、２１０ｂを有している。これらクランプバーは、硬いボディ２０７の長手方向の両端部に回動可能に接続された対応したクランプボディ２１２a、２１２ｂに接続されている。この実施の形態では、クランプボディ２１２a、２１２ｂは、更に、駆動装置に接続されている。図８の実施の形態では、この駆動装置は、平行シリンダー２１４を有している。各平行シリンダーには、２つのクランププレート２１５a、２１５ｂが装着されている。前記平行シリンダーは、互いにギア要素に接続された２つの部分を、これら部分が、駆動のときには、反対方向に動くようにして、有している。従って、図８の平行シリンダー２１４の駆動により、前記カップリングプレート２１５a、２１５ｂは、互いに離れる方向に移動される。これらカップリングプレート２１５a、２１５ｂは、前記クランプボディ２１２a、２１２ｂに、ロッド２１３a、２１３により夫々接続されている。クランプバー２１０a、２１０ｂを夫々備えた回動可能なクランプボディ２１２a、２１２ｂに接続された平行シリンダー２１４の使用は、図９a乃至９ｃを参照して以下に説明されるように、クランプされるトレイの中心位置付けを可能にしている。この結果、互いに異なる長さのトレイが、同じ位置でこれらを中心に位置されてクランプされる。トレイの知られた中心位置は、トレイ内の植物素材ユニットのより正確な認識を可能に、かくしてロボットによる配置の正確性を改善し得る。前記駆動装置は、１又は複数のセンサーによるトレイの検出に応じて、駆動され得る。
【００６８】
このクランプ設備２０５は、更に、供給されているトレイを停止させるための１又は複数のストッパー２１８を有している。図８に示されている実施の形態では、２つのストッバーが配置されている。これらストッパー２１８は、供給ライン２０２の前記ケーブル２０３により規定された面に対してほぼ垂直な軸を中心として回動可能である。この回動は、ブロックする向き、即ち、図８に示されている向きと、搬送する向きとの間でなされ得る。これらストッパー２１８の回動の駆動は、結合ロッド２１７により、対応したストッパー２１８に接続された圧力シリンダー２１６によりなされ得る。図９ａ乃至９ｃは、図８のクランプ設備２０５の動作を示している。
【００６９】
図９aで、二次元アレイ状に配列された複数の植物素材ユニットを収容している供給トレイ１０５は、供給ラインによって供給される。そして、この供給トレイは、ストッパー２１８により停止されて、トレイ１０５は、クランプ設備２０５のクランプ範囲内に位置される。図９ｂは、ストッバー２１８と当接した後の供給トレイ１０５を示している。この段階で、平行シリンダー２１４は、駆動される。この駆動は、１又は複数のセンサーによるトレイ１０５の存在の検出によりなされ得る。この駆動で、カップリングプレート２１５a、２１５ｂは、互いに離れるように移動し、この結果、同様にロッド２１３a、２１３ｂが外方に移動される。カップリングプレート２１５a、２１５ｂと、ロッド２１３a、２１３ｂとの外方への移動により、ボディ２１２a、２１２ｂは、これらボディがフレームに接続されている点を中心として回動される。この結果、クランクバー２１０a、２１０ｂは、供給トレイ１０５の前端部と後端部とに、夫々係合する。このクランプ設備２０５を構成している異なる部材のディメンションを適切にすることにより、供給ラインにほぼ平行な方向での、フレーム２０６に対して所定の位置に配置されたトレイ１０５の中心の位置付けを可能にしている。このような所定の位置を認識することにより、ロボットロボット１２０に対するトレイ１０５の正確な位置付けに関する区分け装置の改良された動作を可能にしている。
【００７０】
図１０は、本願発明の実施の形態で使用され得るカメラシステム１０７の一例を示している。このカメラシステム１０７は、ドア２５２が設けられたハウジング２５０を有している。このハウジング２５０内には、２つのカメラ２５５a、２５５ｂが、位置されている。各カメラは、境界が光円錐２６０a、２６０ｂ内に夫々ある視野を撮像するように配置されている。勿論、１又は３つのような異なる数のカメラを使用することが可能である。複数のカメラ２５５a、２５５ｂを使用することにより、１つのカメラ当たりに必要されるより制限されたサイズにより、制限されたコトスで、高い画素密度により達成される高精度での撮像が可能である。
【００７１】
好ましくは、１又は複数の照明設備２７０が、カメラにより撮像される対象物を充分に照明するように設けられている。このような照明設備を使用することにより、１又は複数のカメラにより得られる像の解釈を容易にする色彩及び／又はコントラストを高めることができる。照明設備は、この照明設備内の１又は複数の照明装置の向きの調節のために、調節システム２７２に接続され得る。異なる形態(different type)の植物素材ユニット１０１のために、１又は複数の照明装置の向きを変えることが、かくして、可能となり得、区分けされる植物素材ユニット１０１の形態にとって適切である照明を可能にしている。このカメラシステムは、更に、１又は複数のカメラ２５５a、２５５ｂにより得られた像を処理するための処理ユニット２８０を有し得る。
【００７２】
前記１又は複数のカメラ２５５a、２５５ｂは、トレイ１０５の全体の像を撮るように配設され得る。しかし、トレイ１０５を所定の方向に搬送させながら、トレイ１０５の夫々異なる部分を写すことにより００、トレイ１０５の一部のみを撮像することも可能である。例えば、図１０のカメラシステム１０７は、トレイ１０５の第１の半分を含んだ第１の像を撮るように配設され得る。そして、第２の像は、トレイ１０５の第２の半分を撮像するように撮られ得る。前記処理ユニット２８０は、かくして、完全なトレイ１０５の像を形成するように、第１の像と第２の像とを適切に合成するように構成され得る。
【００７３】
図１１は、解析される植物素材ユニット１０１の二次元アレイの例示的な像を示している。複数の植物素材ユニット１０１は、トレイ１０５の中に設けられている。この場合に、これら植物素材ユニットは、中で植物１７２が成長する増殖培地１７０を含んでいる。植物１７２は、１又は複数の葉を有している。この像は、植物素材ユニット１０１の植物１７２の成長段階がおおきく異なることを明らかに示している。
【００７４】
異なる植物素材ユニット１０１のクラス分けを可能にするために、像が解析される。好ましくは、像は、カラー像であり、１つの植物素材ユニット１０１当たりの所定のカラー像内での画素の数を認識することを可能にしている。かくして、所定のカラー範囲内の認識された画素数は、植物素材ユニット１０１の夫々へのクラス分け値の割り当てのための基として使用され得る。例えば、雑草、苔等により生じる誤認を避けるために、サンプルの素材ユニット１０１は、適切なカラー範囲を設定するように使用され得る。
【００７５】
不幸にして、特定の植物素材ユニット１０１への割り当て画素が、正しくないことがあり得る。 例えば、図１１に示されているようなトレイ１０５の中で、異なる植物素材ユニット１０１の葉が、重なる及び／又は、１つの植物素材ユニット１０１の葉が、隣の植物素材ユニット１０１の増殖培地１７０の一部と重なる場合がある。このような困難性に対処するために、幾つかへの分割の規則(several splitting rules)が定められ得る。
例えば、
・特定の植物素材ユニット１０１に対応する領域内に完全に位置された葉は、その植物素材ユニット１０１に割り当てられる  。
【００７６】
・一般に、葉が、少なくとも２つの隣り合う植物素材ユニット１０１の一部を含む領域を覆っている場合に、葉が、大部分を覆う植物素材ユニット１０１に割り当てられる  。さもなければ、
・葉相互の重なりがある。この場合には、葉との重なりによる覆われた領域は、含まれる互いに異なる植物素材ユニット１０１に部分的に割り当てられ得る。
【００７７】
代わって、又は、上記アプローチに追加されて、パターンの認識技術が、例えば、植物素材ユニット１０１当たりの葉の数を特定するように使用され得る。そして、特定された葉の数は、クラス分けのための入力、並びに／もしくは、重なっている及び／又は交差している葉が割り当てられる植物素材ユニット１０１を特定するための入力として使用され得る。
【００７８】
図１２ａは、本願発明の実施の形態で使用される例示的な供給トレイ１０５の上面図を概略的に示している。このトレイ１０５は、植物素材ユニット１０１で満たされ、黒丸３０１で示された二次元アレイ状に配列された多くのセルを有している。上述された区分け方法は、更なるトレイ１１５に対する植物素材ユニットの移し換えに起因する。更なるトレイ１１５内のセルのピッチは、供給トレイ１０５のピッチと同じで良い。即ち、供給トレイ１０５が、ピッチＤ１  のセルを有している、かくして、中の植物素材ユニットが、距離Ｄ１  で互いに離れている場合、更なるトレイ１１５は、同じピッチＤ１  で配列されたセルを有している。
【００７９】
しかし、同じピッチＤ１  で配列されている場合の互いに異なる植物素材ユニット１０１の更なる成長を可能にするために、特に、各トレイ１１５内の夫々の植物素材ユニット１０１の葉が、障害となるように重なることが想定される場合、位置付けは、所定のパターンに従ったトレイ１１５の充填を不完全にすることにより、なされ得る。例えば、図１２ｂに示されているように、植物素材ユニット１０１は、１つ置きセル毎に配置され得る。図１２ｂで、植物素材ユニット１０１が満たされたセルは、再び黒丸で示され、空のセルは、白丸３０２で示されている。上述されたようにして全セルの半分のみが満たされている結果は、チェッカー盤のパターンの形成となる。チェッカー盤のパターンを形成するように、セルの半分のみに植物素材ユニットを単に配置させることによるセルの充填は、図５を参照して説明されたような変位システム１２８が設けられたグリップ部材１２５により果たされ得る。勿論、３つの隣り合うセルに対して１つのセルが充填されるような、異なる充填率が、良く使用され得る。
【００８０】
図１２ｂに示されたような不完全なセルの充填の代わりに、同じクラス分け値の区分けされた植物素材ユニット１０１を収容するためのトレイ１１５は、供給トレイのセルのピッチＤ１  よりよりも長いピッチＤ２  で離間されたセルを有し得る。このようなトレイ１１５は、図１２ｃに概略的に示されている。
【００８１】
本願発明は、上述された所定の実施の形態を参照することにより説明されている。これら実施の形態は、本願発明の範囲から逸脱しないで、当業者により良く知られているように種々の変更と異なる形態とをなすことができることは、理解されるであろう。従って、特定の実施の形態が記載されているけれども、これらは単に例であり、添付の請求項により規定されている本願発明の範囲を限定するものではない。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］  供給トレイ(１０５)内に二次元状に配列された苗のような植物素材ユニット（１０１）を、植物素材ユニット（１０１）を更なる二次元状に植物素材ユニット（１０１）を収容するように構成され、各々が植物素材ユニット（１０１）に割り当てられたクラス分け値を有する植物素材ユニット（１０１）に適用される複数の更なるトレイ(１１５)に、植物素材ユニットを配分することにより、区分けするための方法であって、この方法は、
前記供給トレイ(１０５)を供給することと、
供給トレイ内の植物素材ユニット（１０１）の二次元パターンの像を得ることと、
得られた像を基にして、供給トレイ内の植物素材ユニット（１０１）の各々にクラス分け値を割り当てることと、
前記供給トレイ(１０５)から、対応した前記更なるトレイ(１１５)に、ロボットにより、割り当てられた同じクラス分け値を有する植物素材ユニット（１０１）を、割り当てられたクラス分け値に基づいて、直接に移し換えすることにより、植物素材ユニット（１０１）を区分けすることとを具備する方法。
［２］  前記植物素材ユニット（１０１）を区分けすることは、
前記割り当てられた全ての植物素材ユニット（１０１）が、前記供給トレイから移されるまで、割り当てられたクラス分け値を有する植物素材ユニット（１０１）を、各クラス分け値に従って、前記割り当てられたクラス分け値を有する植物素材ユニット（１０１）に対して振り分けられた更なるトレイの中に、順次置くことと、
対応した更なるトレイが使用可能なクラス分け値を有する全ての植物素材ユニット（１０１）が、夫々対応した更なるトレイの中に位置されたときに、前記位置させることを終了させることとを有する［１］の方法。
［３］  前記位置させることの前に、
各クラス分け値のために、前記供給トレイの中の植物素材ユニット（１０１）の数を決定することと、
この数を、植物素材ユニット（１０１）を収容するための前記対応した更なるトレイの中の利用可能な場所と比較することとを更に、具備し、
前記供給トレイの中の、特定のクラス分け値の植物素材ユニット（１０１）の数が、前記対応した更なるトレイの中の利用可能な場所の数を超えている場合には、前記位置させることは、
特定のクラス分け値を有する植物素材ユニットを、前記対応した更なるトレイの中に、この対応したトレイが満たされるまで、搬送することと、
前記割り当てられた全ての植物素材ユニット（１０１）が、前記供給トレイから移されるまで、割り当てられたクラス分け値を有する植物素材ユニット（１０１）を、他の全てのクラス分け値に従って、前記割り当てられたクラス分け値を有する植物素材ユニット（１０１）に対して振り分けられた更なるトレイの中に、順次置くことと、
供給トレイの中の、特定のクラス分け値を有する残りの植物素材ユニット（１０１）を、更に対応した更なるトレイの中に搬送することとを有する［２］の方法。
［４］  前記ロボットは、複数のグリップ部材(１２５)が設けられたロボットアーム(１２１)を有し、各グリップ部材は、１つの植物素材ユニット(１０１)を取り出すように構成され、また、複数のグリップ部材は、供給トレイ(１０５)の中の互いに隣接した植物素材ユニットを同時に取り出すことが可能であり、そして、この方法は、更に、取り出しの回数の昇順でグリップ部材の最大キャパシティへと植物素材ユニットを取り出すことを具備する［１］乃至［３］のいずれか１の方法。
［５］  この方法は、更に、
更なるトレイの中の空のスペースの数と場所とを決定することと、
最大のキャパシティで使用される複数のグリップ部材により植物素材ユニットが中に置かれ得るスペースとしての空のスペースの最大のキャパシティの部分を特定することと、
前記供給トレイからグリップ部材の最大のキャパシティへと植物素材ユニットを取り出し、そして、植物素材ユニットを特定された空のスペース内に置くことと、
夫々の更なるトレイの中に置かれる残りの植物素材ユニットを取り出し、そして、前記残りの植物素材ユニットを最大のキャパシティ部分の外側の空の場所の中に置くことと、を具備する［４］の方法。
［６］  １又は複数の更なるトレイは、植物素材ユニットを収容するための、二次元アレイ状の複数のセル(３０１，３０２)を有し、１又は複数の更なるトレイの中に植物素材ユニットを置くことは、対応した複数のセル(３０１)の中に植物素材ユニットを置くことを含んでいる［１］乃至［５］のいずれか１の方法。
［７］  前記植物素材ユニットは、前記セルの所定の部分の中に置かれ、他のセル(３０２)は、空のまま残っている［６］の方法。
［８］  １又は複数の更なるトレイの隣り合うセル間の距離は、前記供給トレイの中の隣り合う植物素材ユニット間の距離よりも長い［６］又は［７］の方法。
［９］  前記供給トレイは、区分けの間に、ほぼ水平な第１の方向に、更なるトレイが区分けの間に静止しながら、移動可能である［１］乃至［８］のいずれか１の方法。
［１０］  前記供給トレイの中の植物素材ユニットの各々にクラス分け値を割り当てることは、前記像内の植物素材ユニット当たりの所定のカラー範囲内の画素数に基づいている［１］乃至［９］のいずれか１の方法。
［１１］  プロセッサーにより実行されたときに、［１］乃至［１０］のいずれか１の方法を実施するための、コンピュータで読み取り可能な情報が記憶された、コンピュータで読み取り可能な媒体。
［１２］  供給トレイ(１０５)内に二次元状に配列された苗のような植物素材ユニットを、植物素材ユニットを更なる二次元状に植物素材ユニットを収容するように構成され、各々が植物素材ユニットに割り当てられたクラス分け値を有する植物素材ユニットに適用される複数の更なるトレイ(１１５)に、植物素材ユニットを配分することにより、区分けするための装置(１００)であって、この装置は、
前記供給トレイ(１０５)を供給するための供給ライン(１０２)と、
前記複数の更なるトレイを供給するための複数の更なる供給ライン(１４０a、１４０ｂ、１４０ｃ)と、
前記供給トレイ(１０５)内の植物素材ユニットの二次元パターンの像を得るための１又は複数のカメラ(２５５a、２２５ｂ)を有するカメラシステム(１０７)と、
前記カメラシステムに通信的に接続され、カメラシステムにより得られた像を基にして、植物素材ユニットの二次元アレイ内の植物素材ユニットの各々にクラス分け値を割り当てるためのプロセッサーを有する制御ユニット(１３０；２８０)と、
前記制御ユニットに通信的に接続され、前記供給トレイ(１０５)から対応する更なるトレイに、割り当てられた同じクラス分け値を有する植物素材ユニット（１０１）を、割り当てられたクラス分け値に基づいて、直接に移し換えすることにより、植物素材ユニット（１０１）を区分けするロボット(１２０)とを具備する、装置。
［１３］  前記供給ラインは、第１の水平な方向に向けられており、又、更なる供給ラインの１又は複数は、第２の水平な方向に向けられており、前記第１の水平な方向は、前記第２の水
平な方向とは、異なっている、［１２］の装置。
［１４］  前記第１の水平な方向は、前記第２の水平な方向とは、ほぼ垂直である［１３］の装置。
［１５］  前記供給ラインは、第１の高さのレベルに配置され、又、前記複数の更なる供給ラインは、第２の高さのレベルに配置され、前記第１の高さのレベルは、前記第２の高さのレベルとは異なる、［１３］又は［１４］の装置。
［１６］  対応する更なる供給ラインを介して供給される更なるトレイの除去のための複数の排出ライン(１１０a、１１０ｂ、１１０ｃ)を更に具備している［１２］乃至［１５］のいずれか１の装置。
［１７］  前記複数の排出ラインは、重力レーンの形態である［１６］の装置。
［１８］  前記更なる供給ラインのうちの少なくとも２つは、互いにほぼ平行であり、スペースを形成するように所定の距離離間されており、このスペースは、前記ロボットが植物素材ユニットを、このスペースを介して移し替えるのに充分な大きさを有している、［１２］乃至［１７］のいずれか１の装置。
［１９］  前記ロボットは、前記供給トレイの中の植物素材ユニットを取り出すための１又は複数のグリップ部材(１２５)を有している［１２］乃至［１８］のいずれか１の装置。
［２０］  前記供給トレイ(１０５)をクランプするためのクランプ設備(２０５)を更に具備し、このクランプ設備は、前記供給ラインに沿って移動可能である［１２］乃至［１９］のいずれか１の装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図９ｃ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１２ｃ】
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