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JP7736652B2 - mobile weeding device - Google Patents
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JP7736652B2 - mobile weeding device - Google Patents

mobile weeding device

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JP7736652B2 JP2022140187A JP2022140187A JP7736652B2 JP 7736652 B2 JP7736652 B2 JP 7736652B2 JP 2022140187 A JP2022140187 A JP 2022140187A JP 2022140187 A JP2022140187 A JP 2022140187A JP 7736652 B2 JP7736652 B2 JP 7736652B2
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Description

本開示は、移動式除草装置に関する。 This disclosure relates to a mobile weeding device.

レーザ照射によって、農地における不要植物(つまり雑草)を除去する除草装置が公知である(特許文献1-3参照)。この除草装置では、不要植物の上方からレーザ光を照射することで、不要植物に損傷を与えて枯死させる。 Weeding devices that use laser irradiation to remove unwanted plants (i.e., weeds) from agricultural land are known (see Patent Documents 1-3). These weeding devices irradiate unwanted plants with laser light from above, damaging and killing the plants.

特開2015-53941号公報JP 2015-53941 A 特開2015-53942号公報JP 2015-53942 A 特開2015-62412号公報JP 2015-62412 A

レーザ光を利用した除草装置では、例えば画像処理によって除去対象の不要植物が認識される。しかしながら、不要植物に水等の液体が付着していると、光の反射によって不要植物の認識精度が低下する。 Weeding devices that use laser light recognize unwanted plants to be removed, for example, through image processing. However, if water or other liquids adhere to the unwanted plants, the accuracy of recognizing the unwanted plants decreases due to the reflection of light.

本開示の一局面は、不要植物に液体が付着する環境下で、不要植物を効率的に除去できる移動式除草装置を提供することを目的としている。 One aspect of the present disclosure aims to provide a mobile weeding device that can efficiently remove unwanted plants in an environment where liquid adheres to the unwanted plants.

本開示の一態様は、植物の上方から、植物に向けてレーザ光を照射するように構成されたレーザ照射器と、植物を上方から撮影した画像を取得するように構成されたカメラと、画像に基づいて植物を識別するように構成された制御装置と、レーザ光の照射空間を囲むように配置された遮蔽壁と、レーザ照射器及び遮蔽壁を保持すると共に、移動機構を有する装置本体とを備える移動式除草装置である。遮蔽壁の内面は、低反射材で構成される。 One aspect of the present disclosure is a mobile weeding device that includes a laser irradiator configured to irradiate a plant with laser light from above the plant, a camera configured to capture an image of the plant from above, a control device configured to identify the plant based on the image, a shielding wall arranged to surround the laser light irradiation space, and a device main body that holds the laser irradiator and the shielding wall and has a movement mechanism. The inner surface of the shielding wall is made of a low-reflectivity material.

このような構成によれば、レーザ光の照射空間(つまり不要植物の識別空間)が、低反射材で構成された内面を有する遮蔽壁で囲まれることで、照射空間内での液体による光の反射を抑制することができる。また、遮蔽壁によって、自然光等の外光の画像への影響を抑制できる。その結果、不要植物の認識精度が高まるため、不要植物を効率的に除去できる。 With this configuration, the laser light irradiation space (i.e., the unwanted plant identification space) is surrounded by a shielding wall with an inner surface made of a low-reflectivity material, which reduces the reflection of light by liquid within the irradiation space. The shielding wall also reduces the impact of external light, such as natural light, on the image. As a result, the accuracy of unwanted plant recognition is improved, allowing unwanted plants to be removed efficiently.

本開示の一態様では、遮蔽壁は、遮光性を有する基材と、基材の内面に配置された低反射材で構成された内層と、を有してもよい。このような構成によれば、遮蔽壁の外部からの光の進入が抑制されるため、レーザ光の照射空間における輝度を安定させることができる。その結果、不要植物の認識精度の向上効果が促進される。 In one aspect of the present disclosure, the shielding wall may have a light-blocking base material and an inner layer made of a low-reflectivity material disposed on the inner surface of the base material. This configuration prevents light from entering the shielding wall from outside, thereby stabilizing the brightness in the space irradiated with laser light. As a result, the accuracy of recognizing unwanted plants is improved.

本開示の一態様では、低反射材は、反射防止フィルム又は反射防止塗膜であってもよい。このような構成によれば、比較的簡潔な遮蔽壁の構成にて、レーザ光の照射空間における光の反射を抑制できる。 In one aspect of the present disclosure, the low-reflectivity material may be an anti-reflection film or an anti-reflection coating. With this configuration, a relatively simple shielding wall configuration can suppress light reflection in the laser light irradiation space.

本開示の一態様では、遮蔽壁の内面は、濃色であってもよい。このような構成によれば、レーザ光の照射空間における光の反射抑制効果を促進できる。 In one aspect of the present disclosure, the inner surface of the shielding wall may be dark in color. This configuration can enhance the effect of suppressing light reflection in the space irradiated with laser light.

本開示の一態様では、遮蔽壁の内面の算術平均粗さRaは、50μm以上であってもよい。このような構成によれば、レーザ光の照射空間における光の反射抑制効果を促進できる。 In one aspect of the present disclosure, the arithmetic mean roughness Ra of the inner surface of the shielding wall may be 50 μm or more. This configuration can enhance the effect of suppressing light reflection in the space irradiated with laser light.

本開示の一態様では、レーザ光の波長は、400nm以上550nm以下であってもよい。このような構成によれば、レーザ光が液体によって吸収されにくくなる。そのため、不要植物の除去効率を高めることができる。 In one aspect of the present disclosure, the wavelength of the laser light may be 400 nm or more and 550 nm or less. With this configuration, the laser light is less likely to be absorbed by the liquid, thereby increasing the efficiency of removing unwanted plants.

本開示の一態様は、レーザ光の照射領域に水を噴射するように構成された水噴射器をさらに備えてもよい。このような構成によれば、レーザ光の照射による煙の発生を抑制できる。また、噴射された水が除去前の不要植物に付着した場合でも、遮蔽壁によって光の反射を抑制することができる。 One aspect of the present disclosure may further include a water injector configured to inject water into the area irradiated with the laser light. This configuration can suppress the generation of smoke due to laser light irradiation. Furthermore, even if the injected water adheres to unwanted plants before removal, the shielding wall can suppress light reflection.

図1は、実施形態における移動式除草装置の模式的な側面図である。FIG. 1 is a schematic side view of a mobile weeding device according to an embodiment. 図2は、図1の移動式除草装置の移動経路の一例を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a movement path of the mobile weeding device of FIG. 図3は、不要植物における液体の付着例を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of liquid adhesion on unwanted plants. 図4は、図1の移動式除草装置における制御装置の構成を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the control device in the mobile weeding device of FIG. 図5は、図1の移動式除草装置の模式的な正面図である。FIG. 5 is a schematic front view of the mobile weeding device of FIG. 1. 図6は、図1の移動式除草装置における遮蔽壁の模式的な断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a shielding wall in the mobile weeding device of FIG. 1.

以下、本開示が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
[1.第1実施形態]
[1-1.構成]
図1に示す移動式除草装置1は、農地において、農作物P1の周辺に発生した不要植物P2(つまり雑草)を除去するための装置である。移動式除草装置1は、装置本体2と、レーザ照射器3と、カメラ4と、照明5と、水噴射器6と、監視センサ7と、制御装置9と、遮蔽壁10とを備える。
Hereinafter, embodiments to which the present disclosure is applied will be described with reference to the drawings.
1. First embodiment
[1-1. Configuration]
The mobile weeding device 1 shown in Figure 1 is a device for removing unwanted plants P2 (i.e., weeds) that have grown around crops P1 in farmland. The mobile weeding device 1 includes a device main body 2, a laser irradiator 3, a camera 4, lighting 5, a water sprayer 6, a monitoring sensor 7, a control device 9, and a shielding wall 10.

<装置本体>
装置本体2は、レーザ照射器3、カメラ4、照明5、水噴射器6、監視センサ7、制御装置9及び遮蔽壁10を保持する筐体である。また、装置本体2は、移動機構を有する。
<Device body>
The device main body 2 is a housing that holds the laser irradiator 3, the camera 4, the lighting 5, the water sprayer 6, the monitoring sensor 7, the control device 9, and the shielding wall 10. The device main body 2 also has a movement mechanism.

本実施形態の移動機構は、複数の車輪21によって構成されている。装置本体2は、複数の車輪21によって、農地上を走行するように構成されている。移動機構は、モータによって車輪21を回転させる電動式であってもよいし、作業者が装置本体2を押す又は引くことで移動する手動式であってもよい。また、装置本体2は、移動機構として、車輪21の替わりに1以上の電動式クローラーを備えてもよい。 The movement mechanism in this embodiment is composed of multiple wheels 21. The device main body 2 is configured to travel on farmland using the multiple wheels 21. The movement mechanism may be an electric type that uses a motor to rotate the wheels 21, or a manual type that moves the device main body 2 by pushing or pulling it. The device main body 2 may also be equipped with one or more electric crawlers instead of wheels 21 as its movement mechanism.

図2に示すように、移動式除草装置1は、複数の畝Fの長手方向に沿って走行する。移動式除草装置1は、複数の畝Fそれぞれに対し不要植物P2へのレーザ照射と水噴射とを行う。 As shown in Figure 2, the mobile weeding device 1 travels along the longitudinal direction of multiple ridges F. The mobile weeding device 1 irradiates laser light and sprays water onto unwanted plants P2 for each of the multiple ridges F.

また、図3に示すように、不要植物P2には、水、農薬、液体肥料等の液体が液滴W1として付着し得る。なお、不要植物P2が存在する畝F(つまり地面)にも液体が液だまりW2として存在する。液滴W1及び液だまりW2は、自然光又は照明5の光を反射することで、カメラ4が取得する画像において白色領域を形成する。 As shown in Figure 3, liquids such as water, pesticides, and liquid fertilizer may adhere to unwanted plants P2 as droplets W1. Liquid also exists as puddles W2 in the furrows F (i.e., the ground) where unwanted plants P2 are located. Droplets W1 and puddles W2 reflect natural light or light from lighting 5, forming white areas in the image captured by camera 4.

<レーザ照射器>
図1に示すレーザ照射器3は、制御装置9によって識別された不要植物P2の上方から、不要植物P2に向けてレーザ光Lを照射するように構成されている。レーザ照射器3は、ミラー等の光学素子を用いてレーザ光Lの方向を変えることで、不要植物P2の上方からレーザ光Lを照射するよう構成されていてもよい。
<Laser irradiator>
1 is configured to irradiate the unwanted plant P2 with laser light L from above the unwanted plant P2 identified by the control device 9. The laser irradiator 3 may be configured to irradiate the unwanted plant P2 with laser light L from above by changing the direction of the laser light L using an optical element such as a mirror.

レーザ照射器3は、レーザ光Lにより、不要植物P2に損傷を与える(具体的には焼損させる)ことで不要植物P2を枯死させる。レーザ光Lは、不要植物P2の成長点又は根元に照射される。不要植物P2の成長点及び根元は、カメラ4が取得した画像に基づいて制御装置9によって判定される。 The laser irradiator 3 uses laser light L to damage (specifically burn) the unwanted plants P2, causing them to wither and die. The laser light L is irradiated onto the growth point or base of the unwanted plants P2. The growth point and base of the unwanted plants P2 are determined by the control device 9 based on images captured by the camera 4.

レーザ照射器3としては、バッテリと、発振器と、反射制御部(例えばガルバノスキャナ、MEMS等)とを有する公知のレーザ照射装置が使用できる。レーザ照射器3のレーザ光の波長は、400nm以上550nm以下である。 The laser irradiator 3 can be a known laser irradiation device that has a battery, an oscillator, and a reflection control unit (e.g., a galvanometer scanner, MEMS, etc.). The wavelength of the laser light from the laser irradiator 3 is 400 nm or more and 550 nm or less.

レーザ照射器3は、レーザ光Lの照射方向、照射出力、及び照射時間を変更可能に構成されている。照射出力は、制御装置9から発振器に出力される信号(例えばアナログ入力電圧)によって変更される。 The laser irradiator 3 is configured to be able to change the irradiation direction, irradiation output, and irradiation time of the laser light L. The irradiation output is changed by a signal (e.g., an analog input voltage) output from the control device 9 to the oscillator.

レーザ照射器3は、装置本体2の移動中にレーザ照射を行ってもよいし、装置本体2が停止した状態でレーザ照射を行ってもよい。レーザ照射器3は、制御装置9が識別した複数の不要植物P2に順次レーザ照射を行う。 The laser irradiator 3 may irradiate the laser while the device main body 2 is moving, or while the device main body 2 is stationary. The laser irradiator 3 sequentially irradiates the laser on multiple unwanted plants P2 identified by the control device 9.

<カメラ>
カメラ4は、少なくとも1つの農作物P1及び少なくとも1つの不要植物P2が混在する農地を上方から撮影した画像を取得するように構成されている。
<Camera>
The camera 4 is configured to acquire an image taken from above of farmland containing at least one crop P1 and at least one unwanted plant P2.

カメラ4が取得する画像には、少なくとも1つの農作物P1、少なくとも1つの不要植物P2及びその他の物体(例えば、柵等の構造物、石等の障害物など)が含まれる。カメラ4の撮影範囲は、装置本体2の移動に伴って変化する。 The images captured by camera 4 include at least one crop P1, at least one unwanted plant P2, and other objects (e.g., structures such as fences, obstacles such as stones, etc.). The imaging range of camera 4 changes as device main body 2 moves.

<照明>
照明5は、カメラ4の撮影領域を照らすように構成されている。すなわち、照明5は、少なくとも1つの不要植物P2に光を当てる。
<Lighting>
The lighting 5 is configured to illuminate the photographing area of the camera 4. That is, the lighting 5 irradiates light onto at least one unwanted plant P2.

<水噴射器>
水噴射器6は、上方からレーザ光Lの照射領域に消火用の水を噴射するように構成されている。
<Water injector>
The water injector 6 is configured to inject water for fire extinguishing onto the area irradiated with the laser light L from above.

具体的には、水噴射器6は、レーザ光Lが照射された後の不要植物P2に向けて水を噴射する。水噴射器6が水を噴射する座標及び範囲は、制御装置9によって設定される。水噴射器6には、例えば、装置本体2に設置された水タンク(図示省略)から水が供給される。 Specifically, the water injector 6 injects water toward the unwanted plants P2 after they have been irradiated with the laser light L. The coordinates and range over which the water injector 6 injects water are set by the control device 9. Water is supplied to the water injector 6 from, for example, a water tank (not shown) installed in the device main body 2.

<監視センサ>
監視センサ7は、レーザ光の照射領域において温度と煙の有無とを検出する公知の装置である。
<Monitoring sensor>
The monitoring sensor 7 is a known device that detects the temperature and the presence or absence of smoke in the area irradiated with the laser light.

<制御装置>
制御装置9は、レーザ照射器3及び水噴射器6を主に制御する。制御装置9は、例えばプロセッサと、RAM、ROM等の記憶媒体と、通信部と、入出力部とを備えるコンピュータにより構成される。図4に示すように、制御装置9は、画像処理部91と、レーザ制御部92と、噴射制御部93と、データベース94とを有する。
<Control device>
The control device 9 mainly controls the laser irradiator 3 and the water injector 6. The control device 9 is configured by a computer including, for example, a processor, a storage medium such as a RAM or a ROM, a communication unit, and an input/output unit. As shown in FIG. 4 , the control device 9 has an image processing unit 91, a laser control unit 92, an injection control unit 93, and a database 94.

画像処理部91は、カメラ4が撮影した画像から、不要植物P2を識別するように構成されている。画像処理部91は、公知の統計学的手法によって構築されたAI(人工知能)を用いて、不要植物P2を識別する。 The image processing unit 91 is configured to identify unwanted plants P2 from images captured by the camera 4. The image processing unit 91 identifies unwanted plants P2 using AI (artificial intelligence) developed using known statistical methods.

統計学的手法としては、例えば、教師あり機械学習、多変量解析等が挙げられる。教師あり機械学習では、多数のラベル(つまり教師データ)付きの植物の画像を機械学習回路にて分析することで、判定式(つまり分類器)を構築する。 Statistical methods include, for example, supervised machine learning and multivariate analysis. In supervised machine learning, a decision formula (i.e., a classifier) is constructed by analyzing a large number of labeled plant images (i.e., training data) using a machine learning circuit.

画像処理部91は、不要植物P2に対し、AIによって識別した不要植物P2の成長点又は根元を含むターゲット領域を設定する。成長点は、主に植物の茎の先端にある細胞分裂の活発な組織を含む部位であり、植物の種類に応じて特定が可能である。 The image processing unit 91 sets a target area for the unwanted plant P2 that includes the growing point or base of the unwanted plant P2 identified by AI. The growing point is a part that contains tissue with active cell division, mainly at the tip of the plant stem, and can be identified depending on the type of plant.

レーザ制御部92は、画像処理部91によって識別された不要植物P2の座標に対するレーザ光の照射をレーザ照射器3に指示する。具体的には、レーザ制御部92は、画像処理部91が設定したターゲット領域へのレーザ光の照射をレーザ照射器3に指示する。 The laser control unit 92 instructs the laser irradiator 3 to irradiate laser light onto the coordinates of the unwanted plant P2 identified by the image processing unit 91. Specifically, the laser control unit 92 instructs the laser irradiator 3 to irradiate laser light onto the target area set by the image processing unit 91.

噴射制御部93は、監視センサ7が高温と検出した領域、又は煙を検出した領域への水噴射を水噴射器6に指示する。また、噴射制御部93は、監視センサ7の検出結果に関わらず、不要植物P2へのレーザ照射器3のレーザ光の照射完了後、レーザ光が照射された不要植物P2への水噴射を水噴射器6に指示してもよい。 The spray control unit 93 instructs the water injector 6 to spray water onto areas where the monitoring sensor 7 detects high temperatures or areas where smoke is detected. Furthermore, regardless of the detection results of the monitoring sensor 7, the spray control unit 93 may instruct the water injector 6 to spray water onto the unwanted plants P2 that have been irradiated with laser light after the laser irradiator 3 has completed irradiating the unwanted plants P2 with laser light.

制御装置9は、装置本体2に設置されたモニタに、画像処理部91による不要植物P2の識別結果、監視センサ7による温度及び煙の検出結果等を出力するように構成されてもよい。 The control device 9 may be configured to output the results of identification of unwanted plants P2 by the image processing unit 91, the temperature and smoke detection results by the monitoring sensor 7, etc., to a monitor installed in the device main body 2.

<遮蔽壁>
図5に示すように、遮蔽壁10は、レーザ照射器3によるレーザ光Lの照射空間を囲むように配置された筒状の部材である。
<Shielding wall>
As shown in FIG. 5, the shielding wall 10 is a cylindrical member arranged to surround the space irradiated with the laser light L from the laser irradiator 3 .

本実施形態では、遮蔽壁10は、レーザ光Lの照射空間を四方から囲む四角筒状である。ただし、遮蔽壁10は、四角筒状以外の多角筒状、又は円筒状であってもよい。また、本実施形態では、遮蔽壁10には開口又は孔は設けられていない。さらに、遮蔽壁10の上端は、装置本体2によって閉塞されている。 In this embodiment, the shielding wall 10 has a rectangular cylindrical shape that surrounds the irradiation space of the laser light L on all sides. However, the shielding wall 10 may have a polygonal cylindrical shape other than a rectangular cylindrical shape, or may be cylindrical. Also, in this embodiment, the shielding wall 10 does not have any openings or holes. Furthermore, the upper end of the shielding wall 10 is closed by the device main body 2.

図6に示すように、遮蔽壁10は、基材11と、内層12とを有する。基材11は、遮光性を有する鋼板、樹脂板、布等で構成される。基材11の材料としては、耐候性及び耐久性の観点から、例えば、ステンレス鋼板又はメッキ鋼板が好適である。 As shown in Figure 6, the shielding wall 10 has a base material 11 and an inner layer 12. The base material 11 is made of a light-blocking material such as a steel plate, resin plate, or cloth. From the standpoint of weather resistance and durability, stainless steel plate or plated steel plate, for example, is suitable as the material for the base material 11.

内層12は、基材11の内面(つまり、レーザ光Lの照射空間側の面)に重ね合わされて配置されている。内層12は、遮蔽壁10の内面(つまり、レーザ光Lの照射空間と対向する面)を構成している。内層12は、低反射材で構成されている。したがって、遮蔽壁10の内面は、低反射材で構成されている。 The inner layer 12 is disposed by being superimposed on the inner surface of the substrate 11 (i.e., the surface facing the irradiation space of the laser light L). The inner layer 12 forms the inner surface of the shielding wall 10 (i.e., the surface facing the irradiation space of the laser light L). The inner layer 12 is made of a low-reflectivity material. Therefore, the inner surface of the shielding wall 10 is made of a low-reflectivity material.

低反射材とは、表面における反射率が10%未満の材料である。つまり、遮蔽壁10の内面の反射率は10%未満である。内層12を構成する低反射材としては、反射防止フィルム又は反射防止塗膜が好適である。 A low-reflectivity material is a material with a surface reflectivity of less than 10%. In other words, the reflectivity of the inner surface of the shielding wall 10 is less than 10%. An anti-reflection film or anti-reflection coating is suitable as the low-reflectivity material that makes up the inner layer 12.

反射防止フィルムは、基材11の内面に例えば接着剤によって貼り付けられる。反射防止塗膜は、基材11の内面に例えば反射防止剤を塗布することで形成される。反射防止フィルム又は反射防止塗膜により、比較的簡潔な遮蔽壁10の構成にて、レーザ光の照射空間における光の反射を抑制できる。 The anti-reflection film is attached to the inner surface of the substrate 11, for example, with an adhesive. The anti-reflection coating is formed by applying, for example, an anti-reflection agent to the inner surface of the substrate 11. The anti-reflection film or anti-reflection coating can suppress light reflection in the laser light irradiation space with a relatively simple shielding wall 10 configuration.

遮蔽壁10の内面(つまり内層12の内面)は、濃色が好ましい。すなわち、内層12は、濃色の塗料を含むとよい。遮蔽壁10の内面が濃色であることで、レーザ光Lの照射空間における光の反射抑制効果を促進できる。なお、「濃色」とは、マンセル表色系における明度が1以下の色である。 The inner surface of the shielding wall 10 (i.e., the inner surface of the inner layer 12) is preferably a dark color. In other words, the inner layer 12 preferably contains a dark-colored paint. A dark-colored inner surface of the shielding wall 10 can enhance the effect of suppressing light reflection in the space irradiated with the laser light L. Note that a "dark color" is a color with a brightness of 1 or less in the Munsell color system.

遮蔽壁10の内面の算術平均粗さRaは、50μm以上が好ましい。遮蔽壁10の内面がこのような粗面であることで、レーザ光Lの照射空間における光の反射抑制効果を促進できる。 The arithmetic mean roughness Ra of the inner surface of the shielding wall 10 is preferably 50 μm or greater. Having such a rough surface on the inner surface of the shielding wall 10 can enhance the effect of suppressing light reflection in the space irradiated with the laser light L.

なお、遮蔽壁10は、レーザ光Lの照射空間外への散乱を抑制する機能も有する。これにより、作業者がレーザ光Lから保護されるため、除草作業時の安全性を高めることができる。 The shielding wall 10 also functions to prevent the laser light L from scattering outside the irradiation space. This protects the worker from the laser light L, thereby increasing safety during weeding work.

図5に示すように、遮蔽壁10は、上部10Aと下部10Bとを有する。下部10Bは、装置本体2の移動時に、ある程度成長した農作物P1又は不要植物P2と干渉し得る部位である。すなわち、下部10Bは、農地表面から距離(つまり高さ)が一定範囲の部位である。上部10Aは、下部10Bよりも上方の部位である。 As shown in Figure 5, the shielding wall 10 has an upper portion 10A and a lower portion 10B. The lower portion 10B is a portion that may interfere with crops P1 or unwanted plants P2 that have grown to a certain extent when the device main body 2 is moved. In other words, the lower portion 10B is a portion that is within a certain range of distance (i.e., height) from the surface of the farmland. The upper portion 10A is a portion higher than the lower portion 10B.

下部10Bは、上部10Aよりも剛性が低く、植物との接触によって撓むように構成されている。例えば、下部10Bでは、基材11が布で構成されると共に、上下方向に延伸する複数のスリットが設けられる。一方、上部10Aの基材11は、剛性の高い鋼板で構成される。 The lower portion 10B is less rigid than the upper portion 10A and is configured to bend upon contact with plants. For example, the base material 11 of the lower portion 10B is made of cloth and has multiple slits extending in the vertical direction. On the other hand, the base material 11 of the upper portion 10A is made of a highly rigid steel plate.

下部10Bは、遮蔽壁10のうち、装置本体2の進行方向と交差する壁(つまり前壁及び後壁)に設けられている。一方、遮蔽壁10のうち、装置本体2の進行方向と平行な壁(つまり2つの側壁)には、下部10Bは設けられていない。2つの側壁では、例えば基材11は上下方向全体にわたって鋼板で構成される。 The lower portion 10B is provided on the shielding walls 10 that intersect with the direction of travel of the device body 2 (i.e., the front and rear walls). On the other hand, the lower portion 10B is not provided on the shielding walls 10 that are parallel to the direction of travel of the device body 2 (i.e., the two side walls). On the two side walls, for example, the base material 11 is made of steel plate across the entire vertical direction.

[1-2.効果]
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
(1a)レーザ光の照射空間(つまり不要植物の識別空間)が、低反射材で構成された内面を有する遮蔽壁10で囲まれることで、照射空間内での液体による光の反射を抑制することができる。また、遮蔽壁10によって、自然光等の外光の画像への影響を抑制できる。その結果、不要植物の認識精度が高まるため、不要植物を効率的に除去できる。
[1-2. Effects]
According to the embodiment described above in detail, the following effects can be obtained.
(1a) The laser light irradiation space (i.e., the unwanted plant identification space) is surrounded by a shielding wall 10 having an inner surface made of a low-reflectivity material, thereby suppressing light reflection by liquid in the irradiation space. Furthermore, the shielding wall 10 can suppress the influence of external light, such as natural light, on the image. As a result, the recognition accuracy of unwanted plants is improved, allowing unwanted plants to be removed efficiently.

(1b)基材11が遮光性を有することで、遮蔽壁10の外部からの光の進入が抑制されるため、レーザ光の照射空間における輝度を安定させることができる。その結果、不要植物の認識精度の向上効果が促進される。 (1b) The light-blocking properties of the base material 11 prevent light from entering the shielding wall 10 from the outside, stabilizing the brightness of the laser light irradiated space. As a result, the accuracy of recognizing unwanted plants is improved.

(1c)レーザ光の波長が400nm以上550nm以下であることで、レーザ光が液体によって吸収されにくくなる。そのため、不要植物の除去効率を高めることができる。 (1c) By setting the wavelength of the laser light to between 400 nm and 550 nm, the laser light is less likely to be absorbed by the liquid. This increases the efficiency of removing unwanted plants.

(1d)水噴射器6によって、レーザ光の照射による煙の発生を抑制できる。また、噴射された水が除去前の不要植物に付着した場合でも、遮蔽壁10によって光の反射を抑制することができる。 (1d) The water injector 6 can suppress the generation of smoke caused by laser light irradiation. Furthermore, even if the sprayed water adheres to unwanted plants before removal, the shielding wall 10 can suppress the reflection of light.

[2.他の実施形態]
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。
2. Other Embodiments
Although the embodiments of the present disclosure have been described above, it goes without saying that the present disclosure is not limited to the above-described embodiments and can take on various forms.

(2a)上記実施形態の移動式除草装置において、遮蔽壁は、必ずしも基材と内層とを有しなくてもよい。例えば、遮蔽壁は、低反射材で構成された基材のみを有してもよい。 (2a) In the mobile weeding device of the above embodiment, the shielding wall does not necessarily have to have a base material and an inner layer. For example, the shielding wall may have only a base material made of a low-reflectivity material.

(2b)上記実施形態の移動式除草装置において、制御装置は、必ずしも装置本体に保持されなくてもよい。例えば、制御装置は、農地の上又は農地から離れた施設に設置されると共に、カメラ、レーザ照射器等と無線通信を行うように構成されてもよい。 (2b) In the mobile weeding device of the above embodiment, the control device does not necessarily have to be attached to the device body. For example, the control device may be installed on farmland or in a facility away from farmland, and may be configured to communicate wirelessly with a camera, laser illuminator, etc.

(2c)上記実施形態の移動式除草装置は、必ずしも照明を備えなくてもよい。外光の取り込みや、カメラの輝度調整によって不要植物を認識できる画像が取得できれば、照明は省略することができる。 (2c) The mobile weeding device of the above embodiment does not necessarily need to be equipped with lighting. If images that allow unwanted plants to be recognized can be obtained by taking in external light or adjusting the brightness of the camera, lighting can be omitted.

(2d)上記実施形態の移動式除草装置において、装置本体の移動形態は走行に限定されない。移動式除草装置は、例えば、飛行により移動してもよい。 (2d) In the mobile weeding device of the above embodiment, the mode of movement of the device body is not limited to traveling. The mobile weeding device may move by flying, for example.

(2e)上記実施形態における1つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を1つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。 (2e) The function of one component in the above embodiments may be distributed among multiple components, or the functions of multiple components may be integrated into one component. Furthermore, part of the configuration of the above embodiments may be omitted. Furthermore, at least part of the configuration of the above embodiments may be added to or substituted for the configuration of another of the above embodiments. All aspects included within the technical concept identified by the wording of the claims are embodiments of the present disclosure.

1…移動式除草装置、2…装置本体、3…レーザ照射器、4…カメラ、5…照明、
6…水噴射器、7…監視センサ、9…制御装置、10…遮蔽壁、
10A…上部、10B…下部、11…基材、12…内層、21…車輪、
91…画像処理部、92…レーザ制御部、93…噴射制御部、94…データベース。
1...Mobile weeding device, 2...Device body, 3...Laser irradiator, 4...Camera, 5...Lighting,
6...water injector, 7...monitoring sensor, 9...control device, 10...shielding wall,
10A... upper portion, 10B... lower portion, 11... substrate, 12... inner layer, 21... wheel,
91...image processing unit, 92...laser control unit, 93...ejection control unit, 94...database.

Claims (8)

植物の上方から、前記植物に向けてレーザ光を照射するように構成されたレーザ照射器と、
前記植物を上方から撮影した画像を取得するように構成されたカメラと、
前記画像に基づいて前記植物を識別するように構成された制御装置と、
前記レーザ光の照射空間を囲むように配置された遮蔽壁と、
前記レーザ照射器及び前記遮蔽壁を保持すると共に、移動機構を有する装置本体と、
を備え、
前記遮蔽壁の内面は、低反射材で構成され
前記遮蔽壁は、前記装置本体の進行方向と交差する2つの壁である前壁及び後壁と、前記進行方向と平行な2つの壁である2つの側壁と、を有し、
前記前壁及び前記後壁は、それぞれ、前記植物が生える地面からの距離が一定範囲の部位である下部と、前記下部よりも上方の部位である上部と、を有し、
前記下部は、前記上部よりも剛性が低く、前記植物との接触によって撓むように構成されている、移動式除草装置。
a laser irradiator configured to irradiate a laser beam toward the plant from above the plant;
a camera configured to acquire an image of the plant taken from above;
a control device configured to identify the plant based on the image;
a shielding wall disposed so as to surround the laser light irradiation space;
an apparatus main body that holds the laser irradiator and the shielding wall and has a movement mechanism;
Equipped with
the inner surface of the shielding wall is made of a low-reflectivity material ,
the shielding wall has a front wall and a rear wall that are two walls that intersect with a traveling direction of the device body, and two side walls that are two walls that are parallel to the traveling direction,
The front wall and the rear wall each have a lower portion that is a portion within a certain range of distance from the ground on which the plants grow, and an upper portion that is a portion above the lower portion,
The mobile weeding device , wherein the lower portion has lower rigidity than the upper portion and is configured to bend upon contact with the plants .
請求項1に記載の移動式除草装置であって、The mobile weeding device according to claim 1,
前記2つの側壁は、それぞれ、上下方向全体にわたって剛性が等しい、移動式除草装置。The mobile weeding device, wherein each of the two side walls has equal rigidity over the entire vertical direction.
請求項1又は請求項2に記載の移動式除草装置であって、
前記遮蔽壁は、
遮光性を有する基材と、
前記基材の内面に配置された前記低反射材で構成された内層と、
を有する、移動式除草装置。
The mobile weeding device according to claim 1 or 2 ,
The shielding wall is
a substrate having a light-blocking property;
an inner layer made of the low-reflectivity material and disposed on the inner surface of the base material;
A mobile weeding device having:
請求項1又は請求項2に記載の移動式除草装置であって、
前記低反射材は、反射防止フィルム又は反射防止塗膜である、移動式除草装置。
The mobile weeding device according to claim 1 or 2,
A mobile weeding device, wherein the low-reflectivity material is an anti-reflection film or an anti-reflection coating.
請求項1又は請求項2に記載の移動式除草装置であって、
前記遮蔽壁の前記内面は、濃色である、移動式除草装置。
The mobile weeding device according to claim 1 or 2,
The mobile weeding device, wherein the inner surface of the shielding wall is dark in color.
請求項1又は請求項2に記載の移動式除草装置であって、
前記遮蔽壁の前記内面の算術平均粗さRaは、50μm以上である、移動式除草装置。
The mobile weeding device according to claim 1 or 2,
A mobile weeding device, wherein the arithmetic mean roughness Ra of the inner surface of the shielding wall is 50 μm or more.
請求項1又は請求項2に記載の移動式除草装置であって、
前記レーザ光の波長は、400nm以上550nm以下である、移動式除草装置。
The mobile weeding device according to claim 1 or 2,
A mobile weeding device, wherein the wavelength of the laser light is 400 nm or more and 550 nm or less.
請求項1又は請求項2に記載の移動式除草装置であって、
前記レーザ光の照射領域に水を噴射するように構成された水噴射器をさらに備える、移動式除草装置。
The mobile weeding device according to claim 1 or 2,
The mobile weeding device further comprises a water injector configured to inject water into the irradiation area of the laser light.
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