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JP7737795B2 - Gripping position calculation system, Gripping position calculation program, Trained model, and bone-in meat gripping system - Google Patents
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JP7737795B2 - Gripping position calculation system, Gripping position calculation program, Trained model, and bone-in meat gripping system - Google Patents

Gripping position calculation system, Gripping position calculation program, Trained model, and bone-in meat gripping system

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JP7737795B2
JP7737795B2 JP2020210383A JP2020210383A JP7737795B2 JP 7737795 B2 JP7737795 B2 JP 7737795B2 JP 2020210383 A JP2020210383 A JP 2020210383A JP 2020210383 A JP2020210383 A JP 2020210383A JP 7737795 B2 JP7737795 B2 JP 7737795B2
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Description

本開示は、把持位置演算システム、把持位置演算プログラム、学習済モデル、及び骨付き肉把持システムに関する。 This disclosure relates to a gripping position calculation system, a gripping position calculation program, a trained model, and a bone-in meat gripping system.

従来、骨付き肉を把持する把持装置が知られている。例えば、骨付き肉が切り込みの入った肢首部を含む骨付き肢肉である場合、各骨付き肢肉の大きさに応じて、肢首部の切り込み位置の近くの部位を把持装置は把持する必要がある。特許文献1に開示される把持装置では、切り込み位置から肢首部の先端までの長さが、実測によりデータとして予め収集されている。収集されたデータに基づき、上記長さの平均値及び上記データの標準偏差が求められる。これらの値によって規定される規定量だけ肢首部の先端から変位した位置が把持位置とみなされ、この位置にある肢首部の部位を把持装置は把持する。 Gripping devices for gripping bone-in meat are known in the art. For example, if the bone-in meat is a bone-in leg that includes a neck with a cut, the gripping device needs to grip a portion of the neck near the cut position, depending on the size of the bone-in leg. In the gripping device disclosed in Patent Document 1, the length from the cut position to the tip of the neck is collected in advance as data by actual measurement. Based on the collected data, the average value of this length and the standard deviation of this data are calculated. The position displaced from the tip of the neck by a specified amount determined by these values is considered to be the gripping position, and the gripping device grips the portion of the neck located at this position.

特開2020-178633号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2020-178633

特許文献1に開示の把持装置では、複数の骨付き肢肉のそれぞれに対して同じ規定量が適用されて把持動作が実行されるが、各骨付き肢肉の大きさ又は形状をさらに考慮に入れたうえで、把持位置が特定されることが好ましい。 In the gripping device disclosed in Patent Document 1, the same specified amount is applied to each of multiple pieces of bone-in leg meat when the gripping operation is performed, but it is preferable that the gripping position be determined by further taking into consideration the size or shape of each piece of bone-in leg meat.

本開示に係る一実施形態は、骨付き肉の大きさ又は形状に応じた適切な把持位置を特定できる把持位置演算システム、把持位置演算プログラム、学習済モデル、及び骨付き肉把持システムを提供することを目的とする。 One embodiment of the present disclosure aims to provide a gripping position calculation system, a gripping position calculation program, a trained model, and a bone-in meat gripping system that can identify an appropriate gripping position according to the size or shape of bone-in meat.

本発明の少なくとも一実施形態に係る把持位置演算システムは、
骨付き肉の撮影画像に関する画像データを取得するための画像取得部と、
前記画像データが入力されると、前記骨付き肉の把持位置に関する把持位置データを出力するよう学習されたニューラルネットワークを用いた学習済モデルを記憶した記憶部と、
前記画像取得部によって取得された前記画像データを前記学習済モデルに入力して、前記把持位置データを取得するための把持位置取得部と
を備える。
A grip position calculation system according to at least one embodiment of the present invention includes:
an image acquisition unit for acquiring image data relating to a captured image of the bone-in meat;
A memory unit that stores a trained model using a neural network that has been trained to output grip position data regarding the grip position of the bone-in meat when the image data is input;
and a grip position acquisition unit for inputting the image data acquired by the image acquisition unit into the trained model to acquire the grip position data.

本発明の少なくとも一実施形態に係る把持位置演算プログラムは、
コンピュータに、
骨付き肉の撮影画像に関する画像データを取得するための画像取得ステップと、
前記画像データが入力されると、前記骨付き肉の把持位置に関する把持位置データを出力するよう学習されたニューラルネットワークを用いた学習済モデルに、前記画像取得ステップによって取得された前記画像データを入力して、前記把持位置データを取得するための把持位置取得ステップと
を実行させる。
A gripping position calculation program according to at least one embodiment of the present invention includes:
On the computer,
an image acquisition step for acquiring image data relating to a photographed image of the bone-in meat;
When the image data is input, a trained model using a neural network trained to output gripping position data regarding the gripping position of the bone-in meat is input with the image data acquired by the image acquisition step, and a gripping position acquisition step is executed to acquire the gripping position data.

本発明の少なくとも一実施形態に係る学習モデルは、
ニューラルネットワークを用いた学習済モデルであって、
骨付き肉の撮影画像に関する画像データが入力されるための入力層と、
前記入力層に入力された前記画像データの前記骨付き肉の把持位置に関する把持位置データを出力するための出力層と、
教師用の前記画像データと前記画像データに含まれる前記骨付き肉の教師用の前記把持位置データとを対応付けた教師データに基づき、各ニューロン間の結合の重みとバイアスとを含むパラメータの学習がなされた複数の中間層と
を備え、
前記画像データが前記入力層に入力された場合に、前記複数の中間層による演算を経て前記把持位置データを前記出力層から出力するようにコンピュータを機能させる。
A learning model according to at least one embodiment of the present invention comprises:
A trained model using a neural network,
an input layer for receiving image data relating to a photographed image of bone-in meat;
an output layer for outputting gripping position data relating to the gripping position of the bone-in meat in the image data input to the input layer;
a plurality of intermediate layers in which parameters including weights and biases of connections between neurons are learned based on teacher data that associates the teacher image data with the teacher grip position data of the bone-in meat included in the image data,
When the image data is input to the input layer, the computer is caused to function so that the grip position data is output from the output layer after being subjected to calculations by the plurality of intermediate layers.

本発明の少なくとも一実施形態に係る骨付き肉把持システムは、
前記骨付き肉を撮影するための撮影装置と、
前記骨付き肉を把持するための把持装置と、
前記骨付き肉を撮影するよう前記撮影装置を制御するための撮影制御部と、
前記画像取得部が前記撮影装置によって撮影された画像に関する前記撮影画像の前記画像データを取得するよう構成された、前記把持位置演算システムと、
前記把持位置取得部によって取得された前記把持位置データに基づき、前記骨付き肉を把持するよう前記把持装置を制御するための把持制御部と
を備える。
A bone-in meat gripping system according to at least one embodiment of the present invention comprises:
a photographing device for photographing the bone-in meat;
a gripping device for gripping the bone-in meat;
an imaging control unit for controlling the imaging device to photograph the bone-in meat;
The grip position calculation system is configured such that the image acquisition unit acquires the image data of the captured image related to the image captured by the imaging device;
and a gripping control unit for controlling the gripping device to grip the bone-in meat based on the gripping position data acquired by the gripping position acquisition unit.

幾つかの実施形態によれば、骨付き肉の大きさ又は形状に応じた適切な把持位置を特定できる把持位置演算システム、把持位置演算プログラム、学習済モデル、及び骨付き肉把持システムを提供できる。 Some embodiments provide a gripping position calculation system, gripping position calculation program, trained model, and bone-in meat gripping system that can identify an appropriate gripping position according to the size or shape of the bone-in meat.

一実施形態に係る骨付き肉把持システムの平面図である。1 is a plan view of a bone-in meat gripping system according to one embodiment; FIG. 一実施形態に係る骨付き肉把持システムの正面図である。FIG. 1 is a front view of a bone-in meat gripping system according to one embodiment. 一実施形態に係る撮影装置によって生成された画像を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an image generated by an imaging device according to an embodiment. 一実施形態に係る学習済モデルを示す図である。FIG. 1 illustrates a trained model according to an embodiment. 一実施形態に係る教師データを示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating training data according to an embodiment. 一実施形態に係る骨付き肉把持システムの機能を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating the functions of a bone-in meat gripping system according to one embodiment. 一実施形態に係る把持位置が特定される処理を示すフローチャートである。10 is a flowchart illustrating a process for identifying a grip position according to an embodiment.

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載され又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一つの構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
Hereinafter, several embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of components described as embodiments or shown in the drawings are merely illustrative examples and are not intended to limit the scope of the present invention.
For example, expressions expressing relative or absolute arrangement such as "in a certain direction,""along a certain direction,""parallel,""orthogonal,""center,""concentric," or "coaxial" not only express such an arrangement exactly, but also express a state in which there is a relative displacement with a tolerance or an angle or distance to the extent that the same function is obtained.
For example, expressions such as "identical,""equal," and "homogeneous" that indicate that something is in an equal state not only indicate a state of strict equality, but also indicate a state in which there is a tolerance or a difference to the extent that the same function is obtained.
For example, expressions representing shapes such as a square shape or a cylindrical shape not only represent shapes such as a square shape or a cylindrical shape in the strict geometric sense, but also represent shapes including uneven portions, chamfered portions, etc., to the extent that the same effect can be obtained.
On the other hand, the expressions "comprises,""includes,""has,""includes," or "has" one element are not exclusive expressions that exclude the presence of other elements.

図1は、一実施形態に係る骨付き肉把持システム1の平面図であり、図2は、一実施形態に係る骨付き肉把持システム1の正面図である。骨付き肉把持システム1は、骨付き肉5を把持するよう構成される。骨付き肉5は、骨付きの牛肉、馬肉、鹿肉、猪肉、鯨肉又は魚肉などである。
一実施形態の骨付き肉5は、本体部5aと、本体部5aから突出する肢首部5bとを含む豚の肢肉である。
Fig. 1 is a plan view of a bone-in meat gripping system 1 according to one embodiment, and Fig. 2 is a front view of the bone-in meat gripping system 1 according to one embodiment. The bone-in meat gripping system 1 is configured to grip bone-in meat 5. The bone-in meat 5 is bone-in beef, horse meat, venison, wild boar meat, whale meat, fish meat, or the like.
In one embodiment, the bone-in meat 5 is pork leg meat including a main body portion 5a and a neck portion 5b protruding from the main body portion 5a.

一実施形態では、骨付き肉把持システム1は、骨付き肉5を撮影する撮影装置40、撮影された骨付き肉5の把持位置を特定する把持位置演算システム300、特定された把持位置で骨付き肉5を把持する把持装置50を備える。
一実施形態では、撮影される骨付き肉5は搬送装置100によって位置決めされる。
搬送装置100は、骨付き肉5を搬送する搬送部101と、搬送される骨付き肉5を位置決めする位置決め部材104とを含む。搬送部101は撮影装置40の下方に位置するベルトコンベアである。位置決め部材104は一対の板状体104aである。
一実施形態では、把持装置50に把持された骨付き肉5は、運搬装置60に受け渡されて運搬される。
他の実施形態では、骨付き肉把持システム1は搬送装置100、及び運搬装置60を備えなくてもよい。例えば、撮影装置40は人力で運ばれた骨付き肉5を撮影してもよい。
In one embodiment, the bone-in meat gripping system 1 includes a photographing device 40 that photographs the bone-in meat 5, a gripping position calculation system 300 that identifies the gripping position of the photographed bone-in meat 5, and a gripping device 50 that grips the bone-in meat 5 at the identified gripping position.
In one embodiment, the bone-in meat 5 to be photographed is positioned by a conveying device 100 .
The conveying device 100 includes a conveying section 101 that conveys the bone-in meat 5, and a positioning member 104 that positions the bone-in meat 5 being conveyed. The conveying section 101 is a belt conveyor located below the photographing device 40. The positioning member 104 is a pair of plate-like bodies 104a.
In one embodiment, the bone-in meat 5 held by the holding device 50 is transferred to the conveying device 60 and conveyed.
In other embodiments, the bone-in meat gripping system 1 may not include the transport device 100 and the conveying device 60. For example, the photographing device 40 may photograph the bone-in meat 5 that is transported by human power.

一実施形態に係る把持位置演算システム300は、撮影装置40で撮影された画像に関するデータを画像データとして取得するための画像取得部322と、目標となる把持位置を示す把持位置データを出力するよう学習された学習済モデル305を記憶した記憶部310と、画像取得部322によって取得された画像データを学習済モデル305に入力して把持位置データを取得するための把持位置取得部324と、取得された把持位置データを把持装置50に出力するための把持位置出力部327とを備える。 The grip position calculation system 300 according to one embodiment includes an image acquisition unit 322 for acquiring data relating to an image captured by the imaging device 40 as image data, a memory unit 310 that stores a trained model 305 that has been trained to output grip position data indicating a target grip position, a grip position acquisition unit 324 that inputs the image data acquired by the image acquisition unit 322 into the trained model 305 to acquire grip position data, and a grip position output unit 327 that outputs the acquired grip position data to the grip device 50.

把持装置50は、把持位置出力部327から出力された把持位置データが示す位置で骨付き肉5を把持する。
一実施形態の把持装置50は、多関節ロボットアーム52、及び多関節ロボットアーム52の先端に設けられたクランプ53を備える。多関節ロボットアーム52の動作により、クランプ53は、把持位置データが示す位置で骨付き肉5を把持する。
一実施形態では、クランプ53は、固定部53aと、固定部53aに対して近づく方向及び遠ざかる方向に変位する可動部53bとを備える。
一実施形態では、上記クランプ53が骨付き肉5の肢首部5bを把持する。把持された骨付き肉5は、吊り下げられた姿勢で運搬装置60に受け渡される。
The gripping device 50 grips the bone-in meat 5 at the position indicated by the gripping position data output from the gripping position output unit 327 .
The gripping device 50 of one embodiment includes an articulated robot arm 52 and a clamp 53 provided at the tip of the articulated robot arm 52. By the operation of the articulated robot arm 52, the clamp 53 grips the bone-in meat 5 at the position indicated by the gripping position data.
In one embodiment, the clamp 53 includes a fixed portion 53a and a movable portion 53b that is displaceable in a direction toward and away from the fixed portion 53a.
In one embodiment, the clamp 53 holds the neck portion 5b of the bone-in meat 5. The held bone-in meat 5 is delivered to the transport device 60 in a hanging position.

一実施形態では、運搬装置60は、受取部62と、受取部62が受け取った骨付き肉5を運搬する運搬部64を備える。
一実施形態に係る受取部62は、上下方向に開放された穴63を含む。穴63は、肢首部5bを案内するための案内穴65と、案内された骨付き肉5が係合するための係合穴66を備える。一実施形態では、係合穴66は骨付き肉5の肢首部5bと係合するよう構成される。
一実施形態では、平面視において、案内穴65は係合穴66に向けて狭まっており、係合穴66は案内穴65から遠ざかる方向へ直線状に延在する。
一実施形態では、係合穴66に係合した骨付き肉5は、運搬部64によって運搬される。
In one embodiment, the conveying device 60 includes a receiving section 62 and a conveying section 64 that conveys the bone-in meat 5 received by the receiving section 62 .
The receiving portion 62 according to one embodiment includes a hole 63 that is open in the vertical direction. The hole 63 includes a guide hole 65 for guiding the neck portion 5 b and an engagement hole 66 with which the guided bone-in meat 5 engages. In one embodiment, the engagement hole 66 is configured to engage with the neck portion 5 b of the bone-in meat 5.
In one embodiment, in a plan view, the guide hole 65 narrows toward the engagement hole 66 , and the engagement hole 66 extends linearly in a direction away from the guide hole 65 .
In one embodiment, the bone-in meat 5 engaged with the engagement hole 66 is transported by the transport portion 64 .

一実施形態では、図3に示す通り、撮影装置40の撮影により生成される画像45には、骨付き肉5の一部が含まれる。より具体的には一例として、位置決めされた骨付き肉5の搬送方向の下流側部分が画像45に含まれる。
一実施形態では、肢首部5bの他に、位置決め部材104と接触する本体部5aの部位である接触部位5cが画像45に含まれる。
他の実施形態では、画像45には、位置決めされた骨付き肉5の全てが含まれてもよい。
3, an image 45 generated by the imaging device 40 includes a portion of the bone-in meat 5. More specifically, as an example, the image 45 includes a downstream portion of the positioned bone-in meat 5 in the conveyance direction.
In one embodiment, in addition to the neck portion 5 b, the image 45 also includes a contact portion 5 c, which is a portion of the main body portion 5 a that comes into contact with the positioning member 104 .
In other embodiments, the image 45 may include all of the positioned bone-in meat 5 .

一実施形態の画像45には、規定領域44が含まれる。規定領域44の画像(以下、撮影画像48ともいう)に関する画像データは、上述の画像取得部322に出力される。
一実施形態では、撮影画像48は、骨付き肉5のうちで、目標把持位置となる部位を部分的に写す。一実施形態の目標把持位置は、骨付き肉5の肢首部5bである。より具体的には一例として、肢首部5bに形成された切込みCが目標把持位置となる。この場合、上述の把持位置データは、切込みCの位置を示す。
なお、切込みCは一例として、作業者が、肢首部5bに含まれるアキレス腱を切断するよう、ナイフで肢首部5bを切り込むことで形成される。切込みCは切断装置により自動的に形成されてもよい。
他の実施形態では、規定領域44に含まれる肢首部5bに切込みCが形成されていなくてもよい。また、規定領域44に含まれる骨付き肉5の部位が目標把持位置とならなくてもよい。つまり、規定領域44に写っていない骨付き肉5の部位が目標把持位置になってもよい。
また、撮影画像48は、撮影装置40の撮影により生成される画像45に関連する画像であればどのような画像であってもよい。例えば、撮影画像48が、規定領域44の画像である代わりに、画像45と同一の画像であってもよい。
The image 45 of the embodiment includes the specified area 44. Image data relating to the image of the specified area 44 (hereinafter also referred to as a captured image 48) is output to the image acquisition unit 322 described above.
In one embodiment, the captured image 48 partially captures a portion of the bone-in meat 5 that is to be the target gripping position. In one embodiment, the target gripping position is the neck portion 5b of the bone-in meat 5. More specifically, as an example, the target gripping position is a cut C formed in the neck portion 5b. In this case, the gripping position data indicates the position of the cut C.
As an example, the incision C is formed by an operator cutting the neck portion 5b with a knife so as to cut the Achilles tendon included in the neck portion 5b. The incision C may also be formed automatically by a cutting device.
In other embodiments, the incision C may not be formed in the neck portion 5b included in the specified area 44. Furthermore, the part of the bone-in meat 5 included in the specified area 44 may not be the target gripping position. In other words, the part of the bone-in meat 5 that is not included in the specified area 44 may be the target gripping position.
Furthermore, the captured image 48 may be any image related to the image 45 generated by the image capturing device 40. For example, instead of being an image of the specified area 44, the captured image 48 may be the same image as the image 45.

図4は、一実施形態に係る記憶部310に記憶される学習済モデル305を示す図である。
ニューラルネットワークを用いた学習済モデル305は、画像データの入力に伴い、把持位置データを出力するよう機械学習されている。学習済モデル305は、入力層311、出力層313、及び複数の中間層312を備える。なお、図4では、複数の中間層312を単一の符号312を用いて簡略化して図示している。入力層311は画像データが入力されるよう構成される。出力層313は、骨付き肉5の把持位置データを出力するよう構成される。中間層312では、画像データと把持位置データとを対応付けた後述の教師データ450に基づき、各ニューロン間の結合の重みとバイアスとを含むハイパーパラメータの学習がなされている。画像データが入力層311に入力された場合に、学習済モデル305は、複数の中間層312による演算を経て把持位置データを出力層313から出力するよう把持位置取得部324を機能させる。
なお、出力層313から出力される把持位置データは、目標となる把持位置を示していれば、どのようなデータであってもよい。例えば、把持位置データは、撮影画像48(又は画像45)における座標データでもよい。より具体的な一例として、把持位置データは、任意の規定位置にある基準線Lbから目標把持位置までの横方向の長さであってもよい(図3の寸法La)。または、Lc=Lw-Laとして肢首部5bの先端部からの目標把持位置までの横方向の長さであってもよい(図3の寸法Lc)。あるいは他の実施形態として、把持位置データは、現実の3次元空間における座標データであってもよい。
FIG. 4 is a diagram illustrating a trained model 305 stored in the storage unit 310 according to an embodiment.
The trained model 305 using a neural network is machine-trained to output gripping position data in response to input of image data. The trained model 305 includes an input layer 311, an output layer 313, and multiple intermediate layers 312. Note that in FIG. 4 , the multiple intermediate layers 312 are simplified and illustrated using a single reference numeral 312. The input layer 311 is configured to receive image data. The output layer 313 is configured to output gripping position data for the bone-in meat 5. In the intermediate layer 312, hyperparameters including the weights and biases of connections between neurons are trained based on training data 450 (described below) that associates image data with gripping position data. When image data is input to the input layer 311, the trained model 305 controls the gripping position acquisition unit 324 to output gripping position data from the output layer 313 after calculations by the multiple intermediate layers 312.
The grip position data output from the output layer 313 may be any data as long as it indicates the target grip position. For example, the grip position data may be coordinate data in the captured image 48 (or image 45). As a more specific example, the grip position data may be the horizontal length from the reference line Lb at an arbitrary specified position to the target grip position (dimension La in FIG. 3). Alternatively, the grip position data may be the horizontal length from the tip of the neck portion 5b to the target grip position, where Lc = Lw - La (dimension Lc in FIG. 3). Alternatively, in another embodiment, the grip position data may be coordinate data in real three-dimensional space.

図5は、学習済モデル305の学習がなされる前のモデルである学習モデルに、学習をさせるための一実施形態に係る教師データ450を示す図である。
一実施形態では、学習モデルから学習済モデル305が生成される工程には、教師データ450の生成工程と、学習モデルの学習工程とが含まれる。
FIG. 5 is a diagram showing training data 450 according to an embodiment for training a training model, which is a model before training of the trained model 305.
In one embodiment, the process of generating the trained model 305 from the learning model includes a process of generating training data 450 and a process of training the learning model.

教師データ450の生成工程では、教師用画像データが用意される。
一実施形態では、骨付き肉5を写した複数の教師用の画像45が用意され、これらの画像45から教師用の撮影画像48が生成される。
一実施形態では、撮影画像48の生成は、クロップ処理、又はトリミング処理などによって生成される。
生成された教師用の撮影画像48の各々について、正解データとなる教師用把持位置データが特定される。
一実施形態では、教師用把持位置データの特定は、教師用の画像45に基づいて行われる。より詳細には一例として、骨付き肉把持システム1のオペレータは、画像分析装置(図示外)を用いて各画像45の切込みCを指定し、基準線Lbから切込みCまでの横方向における長さ(図3の寸法La)を特定する。
特定された教師用把持位置データが、教師用の各撮影画像48に対応付けられることで、教師データ450は生成される。
なお、基準線Lbは任意の規定位置である。一実施形態の基準線Lbは、例えば、搬送装置100によって搬送される骨付き肉5の搬送経路上の規定位置にある。より具体的には、一実施形態の基準線Lbは、画像45に含まれる位置に設定される。
他の実施形態の教師用把持位置データは、画像45の一端(例えば左端)からの長さで特定されてもよい。あるいは、教師用把持位置データは、撮影画像48の一端(例えば左端)からの長さで特定されてもよい。あるいは、教師用把持位置データは、画像分析装置に代えて実測により特定されてもよい。
さらに他の実施形態では、教師用の画像45に写る骨付き肉5に切込みCが写っていなくてもよい。この場合でも、教師用の把持位置データをオペレータが指定することができる。
In the process of generating the teacher data 450, teacher image data is prepared.
In one embodiment, a plurality of images 45 of bone-in meat 5 are prepared for use as a teacher, and a photographed image 48 for use as a teacher is generated from these images 45 .
In one embodiment, the captured image 48 is generated by a cropping process, trimming process, or the like.
For each of the generated teacher's photographed images 48, teacher's gripping position data that serves as correct answer data is identified.
In one embodiment, the teacher gripping position data is determined based on the teacher image 45. More specifically, as an example, the operator of the bone-in meat gripping system 1 specifies the incision C in each image 45 using an image analysis device (not shown), and determines the length in the lateral direction from the reference line Lb to the incision C (the dimension La in FIG. 3 ).
The identified teacher grip position data is associated with each teacher photographed image 48, thereby generating teacher data 450.
The reference line Lb is an arbitrary predetermined position. In one embodiment, the reference line Lb is, for example, at a predetermined position on the transport path of the bone-in meat 5 transported by the transport device 100. More specifically, the reference line Lb in one embodiment is set at a position included in the image 45.
In other embodiments, the teacher's grip position data may be specified by the length from one end (e.g., the left end) of the image 45. Alternatively, the teacher's grip position data may be specified by the length from one end (e.g., the left end) of the captured image 48. Alternatively, the teacher's grip position data may be specified by actual measurement instead of using an image analysis device.
In still another embodiment, the cut C may not be visible in the bone-in meat 5 shown in the teacher image 45. Even in this case, the operator can specify the teacher's grip position data.

教師データ450の生成工程に続く学習モデルの学習工程では、教師データ450が、トレーニングデータセットと、バリデーションセットとに分けられる。トレーニングデータセットが学習モデルに入力されると、ニューロン間の結合の重みとバイアスなどのハイパーパラメータが設定される。ハイパーパラメータは、学習モデルの学習係数、及びバッチサイズを含む。バッチサイズは、1回の学習で学習モデルが読み込む画像データのデータ量(つまり、教師用の撮影画像48の枚数)である。チューニングの終了後、上記の教師データ450が学習モデルに再び入力されて、学習が行われる。これにより、学習済モデル305が生成され、学習モデルの学習工程は終了する。 In the learning model learning process that follows the process of generating the training data 450, the training data 450 is divided into a training data set and a validation set. When the training data set is input into the learning model, hyperparameters such as the weights and biases of the connections between neurons are set. The hyperparameters include the learning coefficient and batch size of the learning model. The batch size is the amount of image data read by the learning model in one learning session (i.e., the number of training images 48). After tuning is complete, the above training data 450 is input again into the learning model, and learning begins. This generates a trained model 305, and the learning process of the learning model is completed.

図6は、一実施形態に係る骨付き肉把持システム1の機能を示すブロック図である。
一実施形態の骨付き肉把持システム1は、制御部90、画像処理制御部200、及び把持位置演算システム300を含む。
一実施形態では、これらの構成要素のそれぞれに少なくとも一つのプロセッサユニットが設けられる。プロセッサユニットに含まれるプロセッサは、読み出したプログラムをメモリにロードし、ロードしたプログラム(把持位置演算プログラム10)に含まれる命令を実行するように構成される。プロセッサは、例えば、CPU、GPU、MPU、DSP、これら以外の各種演算装置、又はこれらの組み合わせである。プロセッサは、PLD、ASIC、FPGA、及びMCU等の集積回路により実現されてもよい。
一実施形態では、これらの構成要素では有線又は無線によってデータ(信号)の送受信がなされる。
FIG. 6 is a block diagram showing the functions of the bone-in meat gripping system 1 according to one embodiment.
The bone-in meat gripping system 1 of one embodiment includes a control unit 90 , an image processing control unit 200 , and a gripping position calculation system 300 .
In one embodiment, each of these components is provided with at least one processor unit. The processor included in the processor unit is configured to load the read program into memory and execute instructions included in the loaded program (the grip position calculation program 10). The processor may be, for example, a CPU, a GPU, an MPU, a DSP, or any other type of computing device, or a combination of these. The processor may also be implemented by an integrated circuit such as a PLD, an ASIC, an FPGA, or an MCU.
In one embodiment, these components transmit and receive data (signals) via wires or wirelessly.

一実施形態では、制御部90は、MPUを含んだプログラマブル・ロジック・コントローラ(PLC)である。一実施形態では、制御部90は、搬送制御部103、撮影指令部106、把持制御部109、及び運搬制御部112を備える。 In one embodiment, the control unit 90 is a programmable logic controller (PLC) including an MPU. In one embodiment, the control unit 90 includes a transport control unit 103, an imaging command unit 106, a grip control unit 109, and a transportation control unit 112.

搬送制御部103は、搬送装置100を制御するよう構成される。
一実施形態では、搬送制御部103は、搬送部101を駆動するための搬送駆動部102を制御する。
一実施形態では、搬送制御部103は、タイマ35又は搬送される骨付き肉5を検出するセンサ105の少なくとも一方に基づき搬送駆動部102を制御する。例えば、センサ105の検出結果が切り替わってからタイマ35が規定時間を計時するまで、搬送制御部103は搬送駆動部102を駆動させる。これにより、骨付き肉5はその大きさ又は形状に関わらず、位置決め部材104に接触して位置決めされる。
なお、一実施形態では、センサ105は、搬送部101の下流端を通過した骨付き肉5を検出する光電センサである。
The transport control unit 103 is configured to control the transport device 100 .
In one embodiment, the transport control unit 103 controls a transport driving unit 102 for driving the transport unit 101 .
In one embodiment, the conveyance control unit 103 controls the conveyance drive unit 102 based on at least one of the timer 35 and the sensor 105 that detects the conveyed bone-in meat 5. For example, the conveyance control unit 103 drives the conveyance drive unit 102 from when the detection result of the sensor 105 changes until the timer 35 counts a specified time. As a result, the bone-in meat 5 comes into contact with the positioning member 104 and is positioned, regardless of its size or shape.
In one embodiment, the sensor 105 is a photoelectric sensor that detects bone-in meat 5 that has passed the downstream end of the conveying section 101.

撮影指令部106は、搬送制御部103による制御時、画像処理制御部200に撮影指示信号を出力するよう構成される。
幾つかの実施形態では、撮影指令部106は、撮影指示信号の他に、照明部107に照明指示信号を出力してもよい。照明部107は、撮影装置40の撮影領域に向けて光を照らすように構成される。
The photographing command unit 106 is configured to output a photographing instruction signal to the image processing control unit 200 when controlled by the transport control unit 103 .
In some embodiments, the imaging command unit 106 may output an illumination instruction signal to the illumination unit 107 in addition to the imaging instruction signal. The illumination unit 107 is configured to irradiate the imaging area of the imaging device 40 with light.

把持制御部109は、把持位置データに基づき、把持装置50を制御するよう構成される。
一実施形態では、把持制御部109は、把持装置50に含まれる把持駆動部55を制御する。
一実施形態の把持駆動部55は、多関節ロボットアーム52とクランプ53を駆動する。例えば、把持駆動部55は、多関節ロボットアーム52を駆動する少なくとも1つのモータと、クランプ53を駆動するエアシリンダを備える。
他の実施形態では、把持駆動部55は、クランプ53を駆動するためのモータをエアシリンダに代えて備えてもよい。
The gripping control unit 109 is configured to control the gripping device 50 based on the gripping position data.
In one embodiment, the grip control unit 109 controls the grip drive unit 55 included in the grip device 50 .
In one embodiment, the gripping drive unit 55 drives the articulated robot arm 52 and the clamp 53. For example, the gripping drive unit 55 includes at least one motor that drives the articulated robot arm 52 and an air cylinder that drives the clamp 53.
In another embodiment, the gripping drive unit 55 may include a motor for driving the clamp 53 instead of the air cylinder.

運搬制御部112は、把持制御部109による制御後、運搬部64を制御するよう構成される。 The transport control unit 112 is configured to control the transport unit 64 after being controlled by the grip control unit 109.

一実施形態では、画像処理制御部200は、CPUを含むプロセッサユニットにより実現される。
一実施形態では、画像処理制御部200は、撮影制御部203と画像処理部205を備える。
撮影制御部203は、撮影装置40に撮影を行わせるよう構成される。例えば、撮影指令部106から撮影指示信号を取得したことを契機として、撮影制御部203は撮影装置40に撮影を行わせる。
一実施形態では、画像処理部205は、撮影装置40によって生成された画像45に画像処理を施し、画像45の規定領域44を取り出すよう構成される。規定領域44を取り出す画像処理は、例えばクロップ処理、又はトリミング処理などである。
一実施形態では、画像処理部205によって生成された画像データは、把持位置演算システム300に出力される。
他の実施形態では、画像処理制御部200は、画像処理部205を備えなくてもよい。この場合、画像45の画像データが画像処理を施されることなく、把持位置演算システム300の画像取得部322に出力されてもよい。
In one embodiment, the image processing control unit 200 is realized by a processor unit including a CPU.
In one embodiment, the image processing control unit 200 includes an imaging control unit 203 and an image processing unit 205 .
The imaging control unit 203 is configured to cause the imaging device 40 to perform imaging. For example, upon receiving an imaging instruction signal from the imaging command unit 106, the imaging control unit 203 causes the imaging device 40 to perform imaging.
In one embodiment, the image processing unit 205 is configured to perform image processing on the image 45 generated by the image capturing device 40 to extract the specified region 44 of the image 45. The image processing for extracting the specified region 44 is, for example, cropping or trimming.
In one embodiment, the image data generated by the image processing unit 205 is output to the grip position calculation system 300 .
In another embodiment, the image processing control unit 200 may not include the image processing unit 205. In this case, the image data of the image 45 may be output to the image acquisition unit 322 of the gripping position calculation system 300 without being subjected to image processing.

一実施形態では、把持位置演算システム300は、GPUを含むプロセッサユニットによって実現される。把持位置演算システム300の構成の一例は上述した通りである。
一実施形態では、把持位置演算システム300の画像取得部322は、画像処理部205から出力される画像データを取得する。一実施形態では、画像データは画素ごとのRGBの輝度値を含む。把持位置出力部327は、把持位置取得部324によって取得された把持位置データを、画像処理部205を経由して把持制御部109に出力する。
他の実施形態では、把持位置出力部327は把持制御部109又は把持装置50に直接的に把持位置データを出力してもよい。
さらに他の実施形態では、把持位置演算システム300は把持位置出力部327を備えなくてもよい。この場合、把持位置演算システム300は、制御部90又は画像処理部205から離れた遠隔地に設けられてもよい。把持位置演算システム300は、例えば、インターネットを介して制御部90又は画像処理部205とデータ(信号)の送受信を行ってもよい。
In one embodiment, the grip position calculation system 300 is implemented by a processor unit including a GPU. An example of the configuration of the grip position calculation system 300 is as described above.
In one embodiment, the image acquisition unit 322 of the grip position calculation system 300 acquires image data output from the image processing unit 205. In one embodiment, the image data includes RGB brightness values for each pixel. The grip position output unit 327 outputs the grip position data acquired by the grip position acquisition unit 324 to the grip control unit 109 via the image processing unit 205.
In other embodiments, the grip position output unit 327 may output the grip position data directly to the grip control unit 109 or the grip device 50 .
In still another embodiment, the gripping position calculation system 300 may not include the gripping position output unit 327. In this case, the gripping position calculation system 300 may be provided in a remote location away from the control unit 90 or the image processing unit 205. The gripping position calculation system 300 may transmit and receive data (signals) to and from the control unit 90 or the image processing unit 205 via the Internet, for example.

図7を参照し、骨付き肉把持システム1が骨付き肉5を把持するときに実行する制御処理を説明する。 Referring to Figure 7, the control process executed by the bone-in meat gripping system 1 when gripping bone-in meat 5 will be described.

搬送制御部103は骨付き肉5の位置決めを搬送部101に実行させる(S11)。一実施形態では、センサ105の検出結果が切り替わってから規定時間が経過した後、搬送制御部103が搬送駆動部102を停止することで、位置決めは実行される。 The transport control unit 103 causes the transport unit 101 to position the bone-in meat 5 (S11). In one embodiment, positioning is performed by the transport control unit 103 stopping the transport drive unit 102 after a specified time has elapsed since the detection result of the sensor 105 changed.

搬送制御部103による制御時、撮影制御部203は骨付き肉5の撮影を撮影装置40に実行させる(S13)。一実施形態では、撮影制御部203は、撮影指令部106から撮影指示信号を受信したことを契機として、撮影装置40を制御する。位置決めされた骨付き肉5の画像45が生成されて、画像処理部205に出力される。 When controlled by the transport control unit 103, the photography control unit 203 causes the photography device 40 to photograph the bone-in meat 5 (S13). In one embodiment, the photography control unit 203 controls the photography device 40 upon receiving a photography instruction signal from the photography command unit 106. An image 45 of the positioned bone-in meat 5 is generated and output to the image processing unit 205.

撮影制御部203による制御後、画像処理部205は画像45を画像処理する(S15)。一実施形態では、画像処理部205は画像45に対してクロップ処理を実行し、撮影画像48の画像データを生成する(S15)。画像取得部322は画像処理部205から画像データを取得する(S17)。なお、他の実施形態では、撮影画像48は画像45と同一画像であってもよい。例えば、画像処理部205が設けられない一実施形態では、画像取得部322は画像45の画像データを取得する(S17)。 After control by the shooting control unit 203, the image processing unit 205 processes the image 45 (S15). In one embodiment, the image processing unit 205 performs crop processing on the image 45 to generate image data for the captured image 48 (S15). The image acquisition unit 322 acquires the image data from the image processing unit 205 (S17). Note that in other embodiments, the captured image 48 may be the same image as the image 45. For example, in one embodiment in which the image processing unit 205 is not provided, the image acquisition unit 322 acquires the image data for the image 45 (S17).

把持位置取得部324は把持位置データを取得する(S19)。一実施形態では、把持位置取得部324は画像データを学習済モデル305の入力層311に入力することで、出力層313から把持位置データを取得する。一実施形態では、把持位置出力部327は、この把持位置データを取得して、画像処理部205を経由して把持制御部109に出力する。 The grip position acquisition unit 324 acquires grip position data (S19). In one embodiment, the grip position acquisition unit 324 inputs image data to the input layer 311 of the trained model 305, thereby acquiring grip position data from the output layer 313. In one embodiment, the grip position output unit 327 acquires this grip position data and outputs it to the grip control unit 109 via the image processing unit 205.

把持制御部109は位置決めされた骨付き肉5の把持動作を把持装置50に実行させる(S21)。一実施形態では、把持位置データが示す位置にある肢首部5bの部位を把持するよう、把持制御部109は把持駆動部55を制御する。
一実施形態では、把持装置50は、クランプ53で切込みCを把持し、骨付き肉5を持ち上げて運搬装置60に受け渡す。受け渡し後、クランプ53は骨付き肉5の把持を解除する。なお、把持制御部109は、把持位置データに何かしらの処理が実行された結果に基づき把持装置50を制御してもよい。
The gripping control unit 109 causes the gripping device 50 to perform the gripping operation of the positioned bone-in meat 5 (S21). In one embodiment, the gripping control unit 109 controls the gripping drive unit 55 to grip the part of the neck portion 5b located at the position indicated by the gripping position data.
In one embodiment, the gripping device 50 grips the incision C with the clamp 53, lifts the bone-in meat 5, and delivers it to the transporting device 60. After delivery, the clamp 53 releases its grip on the bone-in meat 5. Note that the gripping control unit 109 may control the gripping device 50 based on the result of some kind of processing performed on the gripping position data.

以下、幾つかの実施形態に係る把持位置演算システム300、把持位置演算プログラム10、学習済モデル305、及び骨付き肉把持システム1について概要を説明する。 The following provides an overview of the gripping position calculation system 300, gripping position calculation program 10, trained model 305, and bone-in meat gripping system 1 according to several embodiments.

(1)本発明の少なくとも一実施形態に係る把持位置演算システム300は、
骨付き肉5の撮影画像48に関する画像データを取得するための画像取得部322と、
前記画像データが入力されると、前記骨付き肉5の把持位置に関する把持位置データを出力するよう学習されたニューラルネットワークを用いた学習済モデル305を記憶した記憶部310と、
前記画像取得部322によって取得された前記画像データを前記学習済モデル305に入力して、前記把持位置データを取得するための把持位置取得部324と
を備える。
(1) The grip position calculation system 300 according to at least one embodiment of the present invention includes:
an image acquisition unit 322 for acquiring image data relating to the captured image 48 of the bone-in meat 5;
a memory unit (310) that stores a trained model (305) using a neural network that has been trained to output gripping position data regarding the gripping position of the bone-in meat (5) when the image data is input;
and a gripping position acquisition unit 324 for inputting the image data acquired by the image acquisition unit 322 into the trained model 305 to acquire the gripping position data.

上記(1)の構成によれば、骨付き肉5の撮影画像48が学習済モデル305に入力されることによって、把持位置取得部324は、撮影された骨付き肉5に応じた把持位置データを取得できる。よって、骨付き肉5の大きさ又は形状に応じた適切な把持位置を特定できる。
一実施形態では、把持位置が適切に特定されない場合、以下のような4つの不具合が想定され得る。
第1に、適切な把持位置よりも本体部5a側に変位し過ぎた太い部位を把持装置50が把持しようした結果、把持装置50が骨付き肉5を把持し損ねる不具合である。この場合、骨付き肉5のラインが停止し得る。
第2に、上記の太い部位を把持装置50が把持できたとしても、骨付き肉5が運搬装置60に受け渡される一実施形態において、把持された部位が案内穴65に進入できず引っかかる不具合である。この場合も、ラインが停止し得る。
第3に、上記太い部位が案内穴65に進入できたとしても、この部位が案内穴65と過度に接触する不具合である。例えば把持装置50が骨付き肉5を吊り下げるように把持する一実施形態において、骨付き肉5は、案内穴65に過度に接触して、上下方向を軸方向として回転する。この場合、骨付き肉5は、不適切な姿勢で運搬部64に運ばれ得る。
第4に、適切な把持位置よりも肢首部5bの先端側に変位し過ぎた部位を把持装置50が把持した結果、把持中の骨付き肉5が自重などによって下方に変位してしまう不具合である。この場合、把持装置50から運搬装置60へ骨付き肉5が受け渡される一実施形態において、骨付き肉5が脱落し得る。
この点、一実施形態では、把持位置演算システム300では、適切な把持位置が特定されて、把持装置50は肢首部5bを適正に把持できるので、上記4つの不具合が抑制される。
According to the configuration (1) above, the photographed image 48 of the bone-in meat 5 is input to the trained model 305, and the gripping position acquisition unit 324 can acquire gripping position data corresponding to the photographed bone-in meat 5. Therefore, an appropriate gripping position according to the size or shape of the bone-in meat 5 can be identified.
In one embodiment, if the grip position is not properly identified, four possible problems may occur:
First, the gripping device 50 may attempt to grip a thick portion of the meat that has shifted too far toward the main body 5a from the appropriate gripping position, resulting in the gripping device 50 failing to grip the bone-in meat 5. In this case, the production line for the bone-in meat 5 may stop.
Secondly, even if the gripping device 50 can grip the thick portion, in one embodiment in which the bone-in meat 5 is transferred to the conveying device 60, the gripped portion cannot enter the guide hole 65 and becomes stuck. This case may also cause the line to stop.
Thirdly, even if the thick portion can enter the guide hole 65, this portion may come into excessive contact with the guide hole 65. For example, in one embodiment in which the gripping device 50 grips the bone-in meat 5 in a hanging manner, the bone-in meat 5 may come into excessive contact with the guide hole 65 and rotate around its axial direction in the up-and-down direction. In this case, the bone-in meat 5 may be transported to the transport unit 64 in an inappropriate posture.
Fourth, there is a problem that the gripping device 50 grips a part of the neck portion 5b that is displaced too far toward the tip side from the appropriate gripping position, and as a result, the bone-in meat 5 being gripped is displaced downward due to its own weight, etc. In this case, in one embodiment in which the bone-in meat 5 is transferred from the gripping device 50 to the transport device 60, the bone-in meat 5 may fall off.
In this regard, in one embodiment, the gripping position calculation system 300 identifies an appropriate gripping position, allowing the gripping device 50 to properly grip the neck portion 5b, thereby suppressing the above four problems.

(2)幾つかの実施形態では、上記(1)の構成において、
前記画像取得部322は、位置決め部材104により位置決めされた前記骨付き肉5のうち、前記位置決め部材104との接触部位5cから外れた端部の一例である肢首部5bを部分的に写した前記撮影画像48に関する前記画像データを取得するように構成される。
(2) In some embodiments, in the configuration of (1),
The image acquisition unit 322 is configured to acquire the image data regarding the captured image 48, which partially captures the neck portion 5b, which is an example of an end portion of the bone-in meat 5 positioned by the positioning member 104 that is away from the contact portion 5c with the positioning member 104.

上記(2)の構成によれば、位置決め部材104との接触部位5cから外れた端部の一例である肢首部5bを部分的に写した撮影画像48は、骨付き肉5の大きさに応じて撮影画像48の様子が全体的に大きく変化する。様子が変化し易い撮影画像48の画像データが学習済モデル305に入力されることで、より適切な把持位置を把持位置取得部324は特定できる。
なお、撮影画像48の様子は、例えば、撮影画像48の横方向における肢首部5bの先端位置、縦方向における肢首部5bの先端位置、又は撮影画像48に写る肢首部5bの領域の面積などを指す。
また、一実施形態では、撮影画像48には、骨付き肉5の大きさに関わらず同じ様子を呈する搬送部101が写らない。従って、撮影画像48の様子は骨付き肉5の大きさに応じてさらに変化が現れるようになり、より適切な把持位置が特定できる。
According to the configuration (2) above, in the photographed image 48 that partially captures the neck portion 5b, which is an example of an end portion that is separated from the contact portion 5c with the positioning member 104, the appearance of the photographed image 48 changes significantly overall depending on the size of the bone-in meat 5. By inputting the image data of the photographed image 48, which is prone to change in appearance, into the trained model 305, the gripping position acquisition unit 324 can identify a more appropriate gripping position.
The appearance of the photographed image 48 refers to, for example, the position of the tip of the neck 5b in the horizontal direction of the photographed image 48, the position of the tip of the neck 5b in the vertical direction, or the area of the neck 5b shown in the photographed image 48.
Furthermore, in one embodiment, the photographed image 48 does not include the conveying unit 101, which appears the same regardless of the size of the bone-in meat 5. Therefore, the appearance of the photographed image 48 changes further depending on the size of the bone-in meat 5, and a more appropriate gripping position can be identified.

(3)幾つかの実施形態では、上記(2)の構成において、
前記画像取得部322は、前記接触部位5cと前記位置決め部材104との接触により搬送装置100による搬送が阻止されて位置決めされた前記骨付き肉5のうち、前記搬送装置100による搬送方向の一端部の一例である肢首部5bを部分的に写した前記撮影画像48に関する前記画像データを取得するように構成される。
(3) In some embodiments, in the configuration of (2),
The image acquisition unit 322 is configured to acquire the image data relating to the captured image 48, which partially captures the neck portion 5b, which is an example of one end portion in the transport direction by the transport device 100, of the bone-in meat 5 that has been positioned and prevented from being transported by the transport device 100 due to contact between the contact area 5c and the positioning member 104.

上記(3)の構成によれば、骨付き肉5が位置決め部材104により位置決めされた場合において、搬送方向における骨付き肉5の一端部の一例である肢首部5bの位置は、骨付き肉5に大きさに応じて変化する。この撮影画像48に関する画像データが学習済モデル305に入力されることで、より適切な把持位置を把持位置取得部324は特定できる。 According to the configuration (3) above, when the bone-in meat 5 is positioned by the positioning member 104, the position of the neck portion 5b, which is an example of one end of the bone-in meat 5, in the conveying direction changes depending on the size of the bone-in meat 5. By inputting image data relating to this captured image 48 into the trained model 305, the gripping position acquisition unit 324 can identify a more appropriate gripping position.

(4)幾つかの実施形態では、上記(1)から(3)のいずれかの構成において、
前記把持位置演算システム300は、撮影された前記骨付き肉5を把持するように構成された把持装置50に、前記把持位置取得部324によって取得された前記把持位置データを出力するための把持位置出力部327を備える。
(4) In some embodiments, in any of the configurations (1) to (3) above,
The gripping position calculation system 300 includes a gripping position output unit 327 for outputting the gripping position data acquired by the gripping position acquisition unit 324 to a gripping device 50 configured to grip the photographed bone-in meat 5.

上記(4)の構成によれば、把持位置取得部324により取得された把持位置データに基づき把持装置50は骨付き肉5を適正に把持できる。 With the configuration (4) above, the gripping device 50 can properly grip the bone-in meat 5 based on the gripping position data acquired by the gripping position acquisition unit 324.

(5)本発明の少なくとも一実施形態に係る把持位置演算プログラム10は、
コンピュータに、
骨付き肉5の撮影画像48に関する画像データを取得するための画像取得ステップ(S17)と、
前記画像データが入力されると、前記骨付き肉5の把持位置に関する把持位置データを出力するよう学習されたニューラルネットワークを用いた学習済モデル305に、前記画像取得ステップ(S17)によって取得された前記画像データを入力して、前記把持位置データを取得するための把持位置取得ステップ(S19)と
を実行させる。
(5) The grip position calculation program 10 according to at least one embodiment of the present invention
On the computer,
an image acquisition step (S17) for acquiring image data relating to the photographed image 48 of the bone-in meat 5;
When the image data is input, the image data acquired in the image acquisition step (S17) is input into a trained model 305 using a neural network trained to output gripping position data regarding the gripping position of the bone-in meat 5, and a gripping position acquisition step (S19) is executed to acquire the gripping position data.

上記(5)の構成によれば、上記(1)と同様の理由によって、骨付き肉5の大きさ又は形状に応じた適切な把持位置を特定できる。 The configuration (5) above allows for the same reason as (1) above to identify an appropriate gripping position depending on the size or shape of the bone-in meat 5.

(6)本発明の少なくとも一実施形態に係る学習済モデル305は、
ニューラルネットワークを用いた学習済モデル305であって、
骨付き肉5の撮影画像48に関する画像データが入力されるための入力層311と、
前記入力層311に入力された前記画像データの前記骨付き肉5の把持位置に関する把持位置データを出力するための出力層313と、
教師用の前記画像データと前記画像データに含まれる前記骨付き肉の教師用の前記把持位置データとを対応付けた教師データ450に基づき、各ニューロン間の結合の重みとバイアスとを含むパラメータの学習がなされた複数の中間層312と
を備え、
前記画像データが前記入力層311に入力された場合に、前記複数の中間層312による演算を経て前記把持位置データを前記中間層312から出力するようにコンピュータを機能させる。
(6) The trained model 305 according to at least one embodiment of the present invention is
A trained model 305 using a neural network,
an input layer 311 for inputting image data relating to the photographed image 48 of the bone-in meat 5;
an output layer 313 for outputting gripping position data relating to the gripping position of the bone-in meat 5 of the image data input to the input layer 311;
a plurality of intermediate layers 312 in which parameters including weights and biases of connections between neurons are learned based on teacher data 450 that associates the image data for teacher use with the grip position data for teacher use of the bone-in meat included in the image data;
When the image data is input to the input layer 311, the computer is caused to function so that the image data is calculated by the plurality of intermediate layers 312 and then output from the intermediate layers 312 the grip position data.

上記(6)の構成によれば、上記(1)と同様の理由によって、骨付き肉5の大きさ又は形状に応じた適切な把持位置を特定できる。 The configuration (6) above allows for the same reason as (1) above to identify an appropriate gripping position depending on the size or shape of the bone-in meat 5.

(7)本発明の少なくとも一実施形態に係る骨付き肉把持システム1は、
前記骨付き肉5を撮影するための撮影装置40と、
前記骨付き肉5を把持するための把持装置50と、
前記骨付き肉を撮影するよう前記撮影装置40を制御するための撮影制御部203と、
前記画像取得部322が前記撮影装置40によって撮影された画像45に関する前記撮影画像48の前記画像データを取得するよう構成された、上記(1)から(4)のいずれかに記載の把持位置演算システム300と、
前記把持位置取得部324によって取得された前記把持位置データに基づき、前記骨付き肉5を把持するよう前記把持装置50を制御するための把持制御部109と
を備える。
(7) The bone-in meat gripping system 1 according to at least one embodiment of the present invention includes:
a photographing device 40 for photographing the bone-in meat 5;
A gripping device 50 for gripping the bone-in meat 5;
an imaging control unit 203 for controlling the imaging device 40 to photograph the bone-in meat;
The grip position calculation system 300 according to any one of (1) to (4), wherein the image acquisition unit 322 is configured to acquire the image data of the captured image 48 relating to the image 45 captured by the imaging device 40;
and a gripping control unit 109 for controlling the gripping device 50 to grip the bone-in meat 5 based on the gripping position data acquired by the gripping position acquisition unit 324.

上記(7)の構成によれば、上記(1)と同様の理由によって、骨付き肉5の大きさ又は形状に応じた適切な把持位置を特定できる。 The configuration (7) above allows for the same reason as (1) above to identify an appropriate gripping position depending on the size or shape of the bone-in meat 5.

一実施形態に係る骨付き肉把持システム1には種々の変更が適用され得る。
把持装置50は、肢首部5bを把持する代わりに、例えば肢首部5bとは反対側の本体部5aの端部を把持してもよい。この場合、把持位置データは本体部5aの端部の把持位置を示す。この把持位置データは、肢首部5bを部分的に写した上述の撮影画像48に基づいて特定されてもよいし、本体部5aの端部を部分的に写した画像に基づき特定されてもよい。
Various modifications can be applied to the bone-in meat gripping system 1 according to one embodiment.
The gripping device 50 may grip, for example, the end of the main body 5 a on the opposite side to the neck 5 b instead of gripping the neck 5 b. In this case, the gripping position data indicates the gripping position of the end of the main body 5 a. This gripping position data may be determined based on the above-mentioned captured image 48 that partially captures the neck 5 b, or may be determined based on an image that partially captures the end of the main body 5 a.

制御部90、画像処理制御部200、又は把持位置演算システム300の少なくとも2つは単一のプロセッサユニットにより実現されてもよい。 At least two of the control unit 90, image processing control unit 200, and grip position calculation system 300 may be realized by a single processor unit.

1 :骨付き肉把持システム
5 :骨付き肉
5c :接触部位
10 :把持位置演算プログラム
40 :撮影装置
45 :画像
48 :撮影画像
50 :把持装置
90 :制御部
100 :搬送装置
104 :位置決め部材
109 :把持制御部
203 :撮影制御部
300 :把持位置演算システム
305 :学習済モデル
310 :記憶部
311 :入力層
312 :中間層
313 :出力層
322 :画像取得部
324 :把持位置取得部
327 :把持位置出力部
450 :教師データ
1: Bone-in meat gripping system 5: Bone-in meat 5c: Contact area 10: Grip position calculation program 40: Photography device 45: Image 48: Photographed image 50: Grip device 90: Control unit 100: Conveying device 104: Positioning member 109: Grip control unit 203: Photography control unit 300: Grip position calculation system 305: Trained model 310: Memory unit 311: Input layer 312: Intermediate layer 313: Output layer 322: Image acquisition unit 324: Grip position acquisition unit 327: Grip position output unit 450: Training data

Claims (7)

多関節ロボットによる骨付き肉の把持位置の演算システムであって、
骨付き肉の撮影画像に関する画像データを取得するための画像取得部と、
前記画像データが入力されると、前記骨付き肉の前記把持位置に関する把持位置データを出力するよう学習されたニューラルネットワークを用いた学習済モデルを記憶した記憶部と、
前記画像取得部によって取得された前記画像データを前記学習済モデルに入力して、前記把持位置データを取得するための把持位置取得部と
を備え
前記画像取得部は、位置決め部材との接触により搬送装置による搬送が阻止されて位置決めされた前記骨付き肉のうち、前記位置決め部材との接触部位から外れた端部を部分的に写した前記撮影画像であって、且つ、前記搬送装置が写っていない前記撮影画像に関する前記画像データを取得するように構成された
把持位置演算システム。
A calculation system for a gripping position of bone-in meat by an articulated robot,
an image acquisition unit for acquiring image data relating to a photographed image of the bone-in meat;
A memory unit that stores a trained model using a neural network that has been trained to output grip position data regarding the grip position of the bone-in meat when the image data is input;
a gripping position acquisition unit for inputting the image data acquired by the image acquisition unit into the trained model to acquire the gripping position data ,
The image acquisition unit is configured to acquire the image data relating to the photographed image, which partially captures an end portion of the bone-in meat that has been positioned and prevented from being conveyed by the conveying device due to contact with the positioning member, the end portion being away from the contact portion with the positioning member, and which does not capture the conveying device.
Grip position calculation system.
前記画像取得部は、前記位置決め部材により位置決めされた前記骨付き肉のうち、前記搬送装置の搬送部から搬送方向の下流側に突出した部位だけを部分的に写した前記撮影画像に関する前記画像データを取得するように構成された請求項1に記載の把持位置演算システム。 2. The gripping position calculation system according to claim 1 , wherein the image acquisition unit is configured to acquire the image data relating to the captured image, which partially captures only the portion of the bone-in meat positioned by the positioning member that protrudes downstream in the conveying direction from the conveying unit of the conveying device. 前記画像取得部は、前記接触部位と前記位置決め部材との接触により前記搬送装置による搬送が阻止されて位置決めされた前記骨付き肉のうち、前記搬送装置による搬送方向の下流側端部を部分的に写した前記撮影画像に関する前記画像データを取得するように構成された請求項1又は2に記載の把持位置演算システム。 3. The gripping position calculation system according to claim 1 , wherein the image acquisition unit is configured to acquire the image data relating to the captured image, which partially captures the downstream end of the bone-in meat in the conveying direction by the conveying device, of the bone-in meat that has been positioned and prevented from being conveyed by the conveying device due to contact between the contact portion and the positioning member. 撮影された前記骨付き肉を把持するように構成された把持装置に、前記把持位置取得部によって取得された前記把持位置データを出力するための把持位置出力部を備える請求項1から3のいずれかに記載の把持位置演算システム。 A gripping position calculation system according to any one of claims 1 to 3, comprising a gripping device configured to grip the photographed bone-in meat, the gripping device comprising a gripping position output unit for outputting the gripping position data acquired by the gripping position acquisition unit. 多関節ロボットによる骨付き肉の把持位置を演算するためのプログラムであって、
コンピュータに、
骨付き肉の撮影画像に関する画像データを取得するための画像取得ステップと、
前記画像データが入力されると、前記骨付き肉の前記把持位置に関する把持位置データを出力するよう学習されたニューラルネットワークを用いた学習済モデルに、前記画像取得ステップによって取得された前記画像データを入力して、前記把持位置データを取得するための把持位置取得ステップと
を実行させるとともに、
前記画像取得ステップでは、位置決め部材との接触により搬送装置による搬送が阻止されて位置決めされた前記骨付き肉のうち、前記位置決め部材との接触部位から外れた端部を部分的に写した前記撮影画像であって、且つ、前記搬送装置が写っていない前記撮影画像に関する前記画像データを取得するように構成された
把持位置演算プログラム。
A program for calculating a gripping position of bone-in meat by an articulated robot,
On the computer,
an image acquisition step for acquiring image data relating to a photographed image of the bone-in meat;
When the image data is input, the image data acquired by the image acquisition step is input to a trained model using a neural network that has been trained to output gripping position data regarding the gripping position of the bone-in meat, and a gripping position acquisition step is executed to acquire the gripping position data;
The image acquisition step is configured to acquire the image data relating to the photographed image that partially captures an end portion of the bone-in meat that has been positioned and prevented from being conveyed by the conveying device due to contact with the positioning member, the end portion being away from the contact portion with the positioning member, and the conveying device is not captured in the photographed image.
Gripping position calculation program.
多関節ロボットによる骨付き肉の把持位置を演算するためのニューラルネットワークを用いた学習済モデルであって、
骨付き肉の撮影画像に関する画像データが入力されるための入力層と、
前記入力層に入力された前記画像データの前記骨付き肉の前記把持位置に関する把持位置データを出力するための出力層と、
教師用の前記画像データと前記画像データに含まれる前記骨付き肉の教師用の前記把持位置データとを対応付けた教師データに基づき、各ニューロン間の結合の重みとバイアスとを含むパラメータの学習がなされた複数の中間層と
を備え、
前記入力層は、位置決め部材との接触により搬送装置による搬送が阻止されて位置決めされた前記骨付き肉のうち、前記位置決め部材との接触部位から外れた端部を部分的に写した前記撮影画像であって、且つ、前記搬送装置が写っていない前記撮影画像に関する前記画像データが入力されるように構成され、
前記画像データが前記入力層に入力された場合に、前記複数の中間層による演算を経て前記把持位置データを前記出力層から出力するようにコンピュータを機能させる学習済モデル。
A trained model using a neural network for calculating a gripping position of bone-in meat by an articulated robot,
an input layer for receiving image data relating to a photographed image of bone-in meat;
an output layer for outputting gripping position data relating to the gripping position of the bone-in meat of the image data input to the input layer;
a plurality of intermediate layers in which parameters including weights and biases of connections between neurons are learned based on teacher data that associates the teacher image data with the teacher grip position data of the bone-in meat included in the image data,
the input layer is configured to receive the image data relating to the photographed image, which partially captures an end portion of the bone-in meat that has been positioned by contact with a positioning member and prevented from being conveyed by the conveying device, that is not in contact with the positioning member, and which does not capture the conveying device;
A trained model that causes a computer to function such that, when the image data is input to the input layer, the grip position data is output from the output layer after undergoing calculations by the multiple intermediate layers.
前記骨付き肉を撮影するための撮影装置と、
前記骨付き肉を把持するための把持装置と、
前記骨付き肉を撮影するよう前記撮影装置を制御するための撮影制御部と、
前記画像取得部が前記撮影装置によって撮影された画像に関する前記撮影画像の前記画像データを取得するよう構成された、請求項1から4のいずれかに記載の把持位置演算システムと、
前記把持位置取得部によって取得された前記把持位置データに基づき、前記骨付き肉を把持するよう前記把持装置を制御するための把持制御部と
を備える骨付き肉把持システム。
a photographing device for photographing the bone-in meat;
a gripping device for gripping the bone-in meat;
an imaging control unit for controlling the imaging device to photograph the bone-in meat;
The gripping position calculation system according to claim 1 , wherein the image acquisition unit is configured to acquire the image data of the captured image related to the image captured by the imaging device;
a gripping control unit for controlling the gripping device to grip the bone-in meat based on the gripping position data acquired by the gripping position acquisition unit.
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