(57)【要約】【課題】簡単な構成でありながらも、船舶等の移動体の揺れの影響を除去し、移動体内の被計量物の質量を正確に計量することが可能な計量システムを提供すること。【解決手段】移動体内に設置されて、移動体の移動中に被計量物の質量を計量する計量システムが、被計量物が載置される秤量台と、秤量台に載置された被計量物の重量を示す信号を出力する荷重センサと、少なくとも鉛直方向の加速度を示す信号を出力する加速度センサと、荷重センサからの信号と加速度センサからの信号に基づいて、被計量物の質量を算出する制御部と、被計量物の質量を表示する表示部と、を備え、制御部は、加速度センサが１Ｇに相当する信号を検出したときに、荷重センサからの信号を取り込み、被計量物の質量を算出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体内に設置されて、前記移動体の移動中に被計量物の質量を計量する計量システムであって、
前記被計量物が載置される秤量台と、
前記秤量台に載置された前記被計量物の重量を示す信号を出力する荷重センサと、
少なくとも鉛直方向の加速度を示す信号を出力する加速度センサと、
前記荷重センサからの信号と前記加速度センサからの信号に基づいて、前記被計量物の質量を算出する制御部と、
前記被計量物の質量を表示する表示部と、
を備え、
前記制御部は、前記加速度センサが１Ｇに相当する信号を検出したときに、前記荷重センサからの信号を取り込み、前記被計量物の質量を算出する
ことを特徴とする計量システム。
【請求項２】
前記加速度センサが、前記鉛直方向に対して、所定の角度で傾斜して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の計量システム。
【請求項３】
前記所定の角度が、略６０度であることを特徴とする請求項２に記載の計量システム。
【請求項４】
前記加速度センサは、前記移動体の移動方向を第１軸とし、前記鉛直方向及び前記移動方向と直交する方向を第２軸とし、前記鉛直方向を第３軸とする、３つの軸について加速度を検出し、
前記制御部は、前記第３軸の加速度が１Ｇに相当する信号を検出したときに、前記荷重センサからの信号を取り込み、前記被計量物の質量を算出する
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の計量システム。
【請求項５】
前記制御部は、前記被計量物の質量を算出したときに、前記表示部の表示を更新することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の計量システム。
【請求項６】
前記制御部は、前記加速度センサの１Ｇに相当する出力を閾値として記憶し、前記加速度センサの出力が前記閾値を跨いだときに、前記加速度センサが１Ｇに相当する信号を検出したと判断することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の計量システム。
【請求項７】
前記移動体が、船舶であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の計量システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶等の移動体内に設置されて、移動体の移動中に被計量物（例えば、捕獲した魚介類）の質量を計量する計量システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、洋上において操業を行う漁船にあっては、捕獲した魚をその日のうちに計量し、魚の種類、魚の加工形態、魚の重量等により仕分け分類することが行われている。このように、船舶上で計量を行う場合には、被計量物に、重力加速度と船舶の揺れに伴う加速度が加わるため、被計量物の重さを、一般的な秤などの計量器で正確に計量することは困難である。そのため、船舶上で用いられる計量システムでは、船舶の揺れの影響を取り除くために様々な提案がなされている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
特許文献１に記載の計量システム（船上はかり）は、秤量装置と、定周波電源と、演算装置と、表示装置で構成されている。秤量装置は、基台と、その基台上に立設される支持部材と、支持部材にその一端が支点として固定され、他端が振動付与装置に支持されて力点とされて、重点の位置に被測定物を載置する秤量台と、この秤量台の上面に取り付けられる加速度センサと、から構成され、秤量台の上に被測定物を載置した状態で、定周波電源から振動付与装置に一定の周波数の電圧を印加して励振し、その振動を加速度センサによって加速度として検出している。そして、加速度センサの信号と定周波電源の印加電圧を演算装置に入力し、自動位相シフタによって位相差の処理を行ったのち、掛算器によって掛算し、さらに積分器において積分処理を行い、演算器によって被測定物の質量を演算し、その結果を表示装置に表示するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０９−０６１２３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように、特許文献１に記載の計量システムは、加速度センサによって検出した加速度を演算して被測定物の質量を求めることにより、動揺している船上においても精度のよい質量測定を可能としている。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の計量システムのように、加速度センサによって検出した加速度を演算して被測定物の質量を求める構成においては、予め被測定物の質量と加速度センサの出力との関係を実験的に求めて校正曲線を得ておく必要があり、煩わしい校正作業が必要になるといった問題がある。また、複雑な演算処理を行う必要があるため、装置構成が高価、複雑になるといった問題もある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡単な構成でありながらも、船舶等の移動体の揺れの影響を除去し、移動体内の被計量物の質量を正確に計量することが可能な計量システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、鋭意検討した結果、移動体の移動中に被計量物の質量を計量する計量システムにおいて、鉛直方向の加速度が１Ｇとなるときに、被計量物の重量を荷重センサによって検出することにより、移動体の揺れの影響を除去して、被計量物の質量を正確に計量することが可能であるとの知見を得た。本発明は、かかる知見に基づくものである。
【０００９】
即ち、本発明の計量システムは、移動体内に設置されて、移動体の移動中に被計量物の質量を計量する計量システムであって、被計量物が載置される秤量台と、秤量台に載置された被計量物の重量を示す信号を出力する荷重センサと、少なくとも鉛直方向の加速度を示す信号を出力する加速度センサと、荷重センサからの信号と加速度センサからの信号に基づいて、被計量物の質量を算出する制御部と、被計量物の質量を表示する表示部と、を備え、制御部は、加速度センサが１Ｇに相当する信号を検出したときに、荷重センサからの信号を取り込み、被計量物の質量を算出することを特徴とする。
【００１０】
このような構成によれば、加速度センサが１Ｇに相当する信号を検出したときに、荷重センサからの信号を取り込み、被計量物の質量を算出するため、煩わしい校正作業や複雑な演算処理を行うことなく、移動体内の被計量物の質量を正確に計量することが可能となる。
【００１１】
また、加速度センサが、鉛直方向に対して、所定の角度で傾斜して配置されていることが望ましい。また、この場合、所定の角度が、略６０度であることが望ましい。
【００１２】
また、加速度センサは、移動体の移動方向を第１軸とし、鉛直方向及び移動方向と直交する方向を第２軸とし、鉛直方向を第３軸とする、３つの軸について加速度を検出し、制御部は、第３軸の加速度が１Ｇに相当する信号を検出したときに、荷重センサからの信号を取り込み、被計量物の質量を算出するように構成することができる。
【００１３】
また、制御部は、被計量物の質量を算出したときに、表示部の表示を更新するように構成することができる。
【００１４】
また、制御部は、加速度センサの１Ｇに相当する出力を閾値として記憶し、加速度センサの出力が閾値を跨いだときに、加速度センサが１Ｇに相当する信号を検出したと判断することが望ましい。
【００１５】
また、移動体が、船舶であることが望ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、簡単な構成でありながらも、船舶等の移動体の揺れの影響を除去し、移動体内の被計量物の質量を正確に計量することが可能な計量システムが実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る計量システムの概略構成を示す模式図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態に係る計量システムで実行される計量プログラムのフローチャートである。
【図３】図３は、本発明の実施形態に係る計量システムの荷重センサ及び重力加速度センサの姿勢と、これらに加わる荷重及び加速度の関係を説明する模式図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態に係る計量システムの荷重センサ及び重力加速度センサの姿勢と、これらに加わる荷重、加速度及び慣性力の関係を説明する模式図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態に係る計量システムを船舶内に設置したときの、計量結果の一例を示すグラフである。
【図６】図６は、本発明の実施形態に係る計量システムの重力加速度センサの変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。なお、図中同一又は相当部分には同一の符号を付してその説明は繰り返さない。
【００１９】
図１は、本発明の実施形態に係る計量システム１の概略構成を示す模式図である。本実施形態の計量システム１は、船舶等の移動体内に設置されて、移動体の移動中に被計量物Ｗ（例えば、捕獲した魚介類）の質量を計量するシステムであり、被計量物Ｗが載置される計量部１０と、被計量物Ｗの質量を求めて表示する本体部２０と、で構成されている。図１に示すように、計量部１０と本体部２０とは、電気的に接続され、計量部１０からの信号Ｓ１が本体部２０に送信可能となっている。
【００２０】
（計量部１０の構成）
計量部１０は、被計量物Ｗが載置される皿状の秤量台１２と、荷重センサ１４とからなり、秤量台１２と秤量台１２に載置された被計量物Ｗの合計重量を示す信号Ｓ１を出力する。なお、秤量台１２は、被計量物Ｗを載置できるものであればよく、皿状のものに代えて、ホッパー式のものやコンベヤ式のものを適用することができる。また、荷重センサ１４としては、ロードセル等の歪センサや電磁平衡式のセンサを適用することができる。
【００２１】
（本体部２０の構成）
本体部２０は、荷重センサ１４からの信号Ｓ１を受信して、被計量物Ｗの質量を求めて表示する装置であり、重力加速度センサ２１と、制御部２５と、表示部２７と、から構成されている。
【００２２】
重力加速度センサ２１は、本体部２０の重力加速度を検出するセンサであり、本実施形態においては、少なくとも鉛直方向の加速度を検出するように構成されている。そして、重力加速度センサ２１によって検出された鉛直方向の加速度の情報は、信号Ｓ２として、制御部２５に出力されるようになっている。
【００２３】
表示部２７は、制御部２５からの指示に従って、被計量物Ｗの質量を表示する装置であり、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）パネル等の表示デバイスによって構成されている。
【００２４】
制御部２５は、荷重センサ１４からの信号Ｓ１及び重力加速度センサ２１からの信号Ｓ２をデジタル化するＡ／Ｄ変換器２５ａと、後述の計量プログラムを実行して計量システム１全体を制御するＣＰＵ２５ｂと、後述の計量プログラムやデータを記憶するメモリ２５ｃ等を備えている。図２は、ＣＰＵ２５ｂによって実行される計量プログラムのフローチャートである。本実施形態の計量プログラムは、本体部２０の電源がオンされたときに、メモリ２５ｃから読み出されて実行される処理である。
【００２５】
図２に示すように、計量プログラムが実行されると、ＣＰＵ２５ｂは、Ａ／Ｄ変換器２５ａを通して、重力加速度センサ２１からの信号Ｓ２のデジタル値（Ａ／Ｄ変換値）を取得し、これを変数ｇとしてメモリ２５ｃに記憶する。そして、ステップＳ１０１の処理が終了すると、処理はステップＳ１０３に進む。
【００２６】
ステップＳ１０３では、ＣＰＵ２５ｂは、Ａ／Ｄ変換器２５ａを通して、荷重センサ１４からの信号Ｓ１のデジタル値（Ａ／Ｄ変換値）を取得し、変数Ｆとしてメモリ２５ｃに記憶する。ステップＳ１０３の処理が終了すると、処理はステップＳ１０５に進む。
【００２７】
ステップＳ１０５では、ＣＰＵ２５ｂは、ステップＳ１０１によって得られた変数ｇが、１Ｇに相当する範囲内にあるか否かを判断する。そして、変数ｇが、１Ｇに相当する範囲内にある場合には、処理は、ステップＳ１０７に進み（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、範囲内にない場合には、処理は、ステップＳ１０９に進む（ステップＳ１０５：ＮＯ）。なお、変数ｇが、１Ｇに相当する範囲内にあるか否かを判断するにあたっては、例えば、重力加速度センサ２１が、１Ｇに相当する加速度を検出したときのＡ／Ｄ変換値を閾値としてメモリ２５ｃに記憶しておき、この閾値を中心値とする±５％の範囲を１Ｇに相当する範囲内とすることができる。
【００２８】
ステップＳ１０７では、ＣＰＵ２５ｂは、ステップＳ１０３によって得られた変数Ｆを「計量値」としてメモリ２５ｃに記憶すると共に、変数Ｆを変数Ｆ´として、メモリ２５ｃに記憶する。なお、変数Ｆ´は、ステップＳ１０５において、変数ｇが１Ｇに相当する範囲内にあると判断された場合の変数Ｆを記憶しておくための変数である。ステップＳ１０７の処理が終了すると、処理はステップＳ１１１に進む。
【００２９】
ステップＳ１０９では、ＣＰＵ２５ｂは、メモリ２５ｃに記憶されている変数Ｆ´を読み出し、これを「計量値」としてメモリ２５ｃに記憶する。このように、ステップＳ１０９は、ステップＳ１０５において、１Ｇに相当する範囲内にないと判断された場合に実行される処理であるため、この場合の変数Ｆ（つまり、荷重センサ１４からの信号Ｓ１のデジタル値（Ａ／Ｄ変換値））を「計量値」として更新（反映）しないように、変数Ｆ´（つまり、ステップＳ１０５において、変数ｇが１Ｇに相当する範囲内にあると判断された場合の、前回の変数Ｆ）を、「計量値」としている。ステップＳ１０９の処理が終了すると、処理はステップＳ１１１に進む。
【００３０】
ステップＳ１１１では、ＣＰＵ２５ｂは、ステップＳ１０７又はステップＳ１０９によってメモリ２５ｃに記憶された「計量値」を読み出し、予めメモリ２５ｃに記憶された秤量台１２の重量を「計量値」から減算した上で（つまり、被計量物Ｗの質量を）、表示部２７に表示する。上述のとおり、ステップＳ１０７が実行された場合は、「計量値」が新たな変数Ｆによって更新されるため、表示部２７の表示が更新される。一方、ステップＳ１０９が実行された場合は、「計量値」が新たな変数Ｆによって更新されない（つまり、変数Ｆ´が「計量値」とされる）ため、表示部２７の表示が更新されないようになっている。ステップＳ１１１の処理が終了すると、処理はステップＳ１１３に進む。
【００３１】
ステップＳ１１３では、ＣＰＵ２５ｂは、不図示のユーザーインターフェースを介して、ユーザーからの計測終了指示が入力されたか否かを判断する。ユーザーからの計測終了指示が入力された場合には、ＣＰＵ２５ｂは、計量プログラムを終了し（ステップＳ１１３：ＹＥＳ）、ユーザーからの計測終了指示がない場合には、処理はステップＳ１０１に戻る。
【００３２】
このように、本実施形態の計量システム１によって、被計量物Ｗの計量が行われると（つまり、計量プログラムが実行されると）、重力加速度センサ２１からの信号Ｓ２のデジタル値（Ａ／Ｄ変換値）と荷重センサ１４からの信号Ｓ１のデジタル値（Ａ／Ｄ変換値）が得られ、重力加速度センサ２１からの信号Ｓ２が１Ｇに相当する範囲内にある場合にのみ、荷重センサ１４からの信号Ｓ１に基づいて得られた被計量物Ｗの質量を、表示部２７に表示するようになっている。そして、本実施形態の計量システム１は、このような構成によって、船舶等の移動体の揺れの影響を除去し、移動体内の被計量物Ｗの質量を正確に計量することを可能にしている。
【００３３】
以下、本発明の特徴的な構成及び原理について詳述する。
【００３４】
図３は、荷重センサ１４及び重力加速度センサ２１の姿勢と、これらに加わる荷重及び加速度の関係を説明する模式図であり、図３（ａ）は、移動体が水平で、荷重センサ１４及び重力加速度センサ２１が水平の姿勢で配置されている様子を示し、図３（ｂ）は、移動体が左側に傾き、荷重センサ１４及び重力加速度センサ２１が傾斜角度θで傾斜して配置されている様子を示している。なお、図３においては、説明の便宜のため、移動体の進行方向をＸ軸方向、重力方向（鉛直方向）をＺ軸方向、Ｘ軸方向及びＺ軸方向と直交する方向（水平方向）をＹ軸方向とし、荷重センサ１４及び重力加速度センサ２１がＸ−Ｙ平面上に設置されているものとして示している。また、図３においては、説明の便宜のため、秤量台１２を省略して示している。また、図３の各矢印は、荷重センサ１４及び重力加速度センサ２１に加わる荷重及び加速度を模式的に示している。
【００３５】
図３（ａ）に示すように、移動体に揺れや振動がない場合、移動体は水平となり、荷重センサ１４及び重力加速度センサ２１も水平の姿勢で設置されるため、重力加速度センサ２１は、１Ｇの重力加速度を検出する（つまり、１Ｇに相当する信号Ｓ２が出力される）。また、この場合、荷重センサ１４上の被計量物Ｗに対しても１Ｇの重力加速度が加わるため、被計量物Ｗの質量をｍとすると、荷重センサ１４は、（ｍ×１Ｇ）の重量を検出し、荷重センサ１４からは、被計量物Ｗの質量ｍに相当する信号Ｓ１が出力される。
【００３６】
一方、図３（ｂ）に示すように、移動体が揺れや振動によって傾くと、荷重センサ１４及び重力加速度センサ２１も移動体の傾きに応じて傾いてしまうため、重力加速度センサ２１は、（１Ｇ×ｃｏｓθ）の重力加速度を検出する（つまり、（１Ｇ×ｃｏｓθ）に相当する信号Ｓ２が出力される）。また、この場合、荷重センサ１４上の被計量物Ｗに対しても（１Ｇ×ｃｏｓθ）の重力加速度が加わるため、被計量物Ｗの質量をｍとすると、荷重センサ１４は、（ｍ×１Ｇ×ｃｏｓθ）の重量を検出し、荷重センサ１４からは、（ｍ×ｃｏｓθ）に相当する信号Ｓ１が出力される。つまり、移動体が傾斜角度θで傾くと、荷重センサ１４及び重力加速度センサ２１も傾斜角度θで傾くため、荷重センサ１４は、被計量物Ｗの質量ｍを正確に計量することができなくなる。そこで、かかる問題を解決するため、本実施形態においては、重力加速度センサ２１からの信号Ｓ２（つまり、鉛直方向の加速度）が１Ｇに相当する範囲内にある場合にのみ、荷重センサ１４からの信号Ｓ１に基づいて得られた被計量物Ｗの質量ｍを表示部２７に表示するように構成している。
【００３７】
なお、図４に示すように、船舶等のように移動体が揺れて、鉛直方向に慣性力Ｉが働くことによって、重力加速度センサ２１が傾いた状態であっても、重力加速度センサ２１が、１Ｇの重力加速度を検出する場合がある。しかしながら、この場合、荷重センサ１４上の被計量物Ｗに対しても同様の慣性力Ｉが働くため、荷重センサ１４は、（ｍ×１Ｇ）の重量を検出し、荷重センサ１４からは、被計量物Ｗの質量ｍに相当する信号Ｓ１が出力される。つまり、移動体が傾いた状態であっても（つまり、荷重センサ１４及び重力加速度センサ２１が傾いた状態であっても）、重力加速度センサ２１からの信号Ｓ２（つまり、鉛直方向の加速度）が１Ｇに相当する範囲内にさえあれば、荷重センサ１４は、被計量物Ｗの質量ｍを正確に計量することができる。
【００３８】
図５は、本実施形態の計量システム１を船舶内に設置し、秤量台１２上に被計量物Ｗを載置して質量を計量した結果を示すグラフであり、図５のαは、ステップＳ１０３で得られる、荷重センサ１４からの信号Ｓ１のデジタル値（Ａ／Ｄ変換値）であり、図５のβは、ステップＳ１１１で表示部２７に表示される「計量値」を示している。また、図５のγは、被計量物Ｗを、揺れや振動がない状態で、基準の秤を用いて計量したときの質量（ｋｇ）（以下、「基準値」という。）を示している。なお、図５の横軸は時間（秒）であり、縦軸は、質量（ｋｇ）である。
【００３９】
図５に示すように、計量システム１の荷重センサ１４から出力される信号Ｓ１（α）は、船舶の揺れや振動の影響を受け、基準値（γ）を挟んで、ランダムな値をとる。しかしながら、表示部２７に表示される「計量値」（β）は、重力加速度センサ２１からの信号Ｓ２が１Ｇに相当する範囲内にある場合にのみ更新されるため、船舶の揺れや振動の影響を受けず、基準値と略等しい値を示していることがわかる。
【００４０】
以上が本発明の実施形態の説明であるが、本発明は、上記の実施形態の構成に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内で様々な変形が可能である。
【００４１】
例えば、本実施形態のステップＳ１０５では、ＣＰＵ２５ｂは、変数ｇが、１Ｇに相当する閾値を中心値とする±５％の範囲内にある場合に、１Ｇに相当する加速度を検出したと判断するとしたが、このような構成に限定されるものではない。例えば、変数ｇが、１Ｇに相当する閾値を跨いだとき（つまり、閾値よりも大きい値から小さい値に変化したとき、又は閾値よりも小さい値から大きい値に変化したとき）に、１Ｇに相当する加速度を検出したと判断してもよい。
【００４２】
また、本実施形態の重力加速度センサ２１は、少なくとも鉛直方向の加速度を検出するものとしたが、例えば、移動体の移動方向を第１軸（Ｘ軸）、鉛直方向及び移動方向と直交する方向を第２軸（Ｙ軸）、鉛直方向を第３軸（Ｚ軸）とする、３軸加速度センサを適用することもできる。また、図６に示すように、３軸加速度センサのＺ軸を鉛直方向に対して所定の角度φ（例えば、６０°）で傾けて使用してもよい。この場合、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の合成ベクトルが１Ｇとなり、静止状態であれば、１Ｇ＝√（Ｘ２＋Ｙ２＋Ｚ２）となる。そして、例えば、３軸加速度センサの第３軸（Ｚ軸）が鉛直方向に対して６０°傾いている場合には、１Ｇに相当する加速度を検出したときの第３軸（Ｚ軸）の出力は、鉛直方向に対して傾いていない場合の出力を１とすると、ｃｏｓ（π×６０°／１８０°）＝１／２  となるため、ステップＳ１０５において、変数ｇが、１／２Ｇに相当する範囲内にあるか否かを判断するように構成すればよい。
【００４３】
なお、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００４４】
１  計量システム
１０  計量部
１２  秤量台
１４  荷重センサ
２０  本体部
２１  重量加速度センサ
２５  制御部
２５ａ  Ａ／Ｄ変換器
２５ｂ  ＣＰＵ
２５ｃ  メモリ
２７  表示部
【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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