(57)【要約】【課題】農作物の不要部及び必要部の境界位置を正確且つ確実に検出して、検出精度及び切揃え精度の向上を図ることができる農作物切揃え装置を提供する。【解決手段】照明装置１２から投光される検出光Ｂを、搬送コンベア２により搬送されるネギＡの根部Ａａ及び茎部Ａｂに照射して、その根部Ａａ及び茎部Ａｂが反射する反射光Ｃの波長領域の中から、根部Ａａ及び茎部Ａｂの境界位置（切断基準位置）を識別するのに適した波長領域の反射光Ｃを撮像カメラ１３で撮像する。撮像カメラ１３から出力される画像情報に基づいて、根部Ａａ及び茎部Ａｂの境界位置（切断基準位置）を制御装置１８で判定及び決定し、その判定に基づいて、ネギＡの根部Ａａを切断装置２０で所定量切除する。【選択図】　図３
2004073019.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
農作物の不要部及び必要部の境界位置を検出するための検出光を、該不要部及び必要部に対して照射する検出光照射手段と、
上記農作物の不要部及び必要部が反射する反射光の波長領域の中から、該不要部及び必要部の境界位置を識別するのに適した波長領域の反射光を検出する反射光検出手段と、
上記反射光検出手段から出力される検出情報に基づいて、上記農作物の切断位置を決定する切断位置決定手段と、
上記切断位置決定手段による判定に基づいて、上記農作物の不要部を所定量切除する切揃え手段とを備えた
農作物切揃え装置。
【請求項２】
上記反射光検出手段を、近紫外領域側までの感度特性を有する光学的検出手段で構成した
請求項１記載の農作物切揃え装置。
【請求項３】
上記不要部及び必要部の境界位置を識別するのに適した波長領域の反射光のみを透過許容する光規制フィルタを、上記反射光検出手段に備えた
請求項１又は２記載の農作物切揃え装置。
【請求項４】
上記切断位置決定手段による判定に基づいて、上記農作物の切断位置に対して切揃え手段が対峙される位置に、該農作物及び切揃え手段を相対移動する相対移動手段を備えた
請求項１記載の農作物切揃え装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばネギやアスパラガス、胡瓜、茄子、人参、芋、ミカン、リンゴ、柿等の農作物（果菜物を含む）を切揃える作業に用いられる農作物切揃え装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上述例のネギを市場に出荷する場合、商品価値を高めるためにネギの茎部外面を覆っている不必要又は食用に供し得ない表皮を機械的に分離するが、表皮を根部まで引き剥がしたとき、表皮と根部との繋がり部分が多いと、表皮が根部に残ってしまうことがあるため、ネギの根部を、表皮を分離するのに適した状態に切除する必要がある。
【０００３】
上述のネギの根部を切除する装置としては、例えばコンベアにより搬送されるネギの根部を、定位置に配設又は定位置に移動する回転刃により切除する特許文献１の装置と、例えば光源部から投光される検出光を、ホルダに挿入されたネギの茎部に照射し、その茎部を透過する透過光量を透過光センサで検出すると共に、透過光センサにより検出された透過光量に基づいて、茎部及び根部の境界位置（切断位置）を識別する特許文献２の根切り装置とがある。
【０００４】
【特許文献１】
特許第３１１８４１７号公報
【特許文献２】
特開平１１−２２５７２９号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１の装置は、生育状況によって、ネギの茎部や根部の曲り具合が異なるため、ネギの根部を回転刃により切除したとき、根部の切除量にばらつきが生じやすく、所定量切除することが難しい。
【０００５】
また、特許文献２の根切り装置は、ネギの鮮度（水分含有量）、茎部の形状や寸法等によっては、光源から投光される検出光がネギの茎部を良好に透過することができなかったり、検出光の過剰透過が起きることがあるため、茎部及び根部の境界位置を識別するための成功率が略８０％〜略９０％しかなく、残り略１０％〜略２０％のネギの境界位置を識別することが難しいという問題点を有している。
【０００６】
且つ、根部の茎盤を切除する量が多いと、根部の切断面から内液が滲み出しやすくなるため、変色や腐敗の進行速度が速くなり、ネギの鮮度が短期間で失われる。また、根部の茎盤を切除する量が少ないと、複数の毛根が根部に残ってしまうため、見栄えが悪く、商品価値が損なわれる。加えて、不要な表皮を根部まで引き剥がしたとき、根部に接続された表皮の残り部分が多いと、表皮の剥ぎ取りをミスしたり、表皮の一部が根部に残る等するため、不要な表皮を剥ぎ取るときに不都合が生じるという問題点を有している。
【０００７】
この発明は上記問題に鑑み、農作物の不要部及び必要部の境界位置を識別するのに適した波長領域の反射光を検出することにより、農作物の不要部及び必要部の境界位置を正確且つ確実に検出することができ、検出精度及び切揃え精度の向上を図ることができる農作物切揃え装置の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、農作物の不要部及び必要部の境界位置を検出するための検出光を、該不要部及び必要部に対して照射する検出光照射手段と、上記農作物の不要部及び必要部が反射する反射光の波長領域の中から、該不要部及び必要部の境界位置を識別するのに適した波長領域の反射光を検出する反射光検出手段と、上記反射光検出手段から出力される検出情報に基づいて、上記農作物の切断位置を決定する切断位置決定手段と、上記切断位置決定手段による判定に基づいて、上記農作物の不要部を所定量切除する切揃え手段とを備えた農作物切揃え装置であることを特徴とする。
【０００９】
上述の農作物は、例えばネギやアスパラガス、胡瓜、茄子、人参、芋、ミカン、リンゴ、柿等の長尺農作物で構成することができる。また、検出光照射手段は、例えばハロゲンランプやキセノンランプ、紫外線ランプ、蛍光灯、白熱灯等の照明装置で構成することができる。また、反射光検出手段は、例えばモノクロ又はカラーの撮像カメラ、ディジタルカメラ、ビデオカメラ等の光学的検出手段で構成することができる。また、切断位置決定手段は、例えばパーソナルコンピューターやＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを備えた制御装置で構成することができる。また、切揃え手段は、例えば切断装置及び回転刃や固定刃、カッター、ワイヤカッター、バンドソー、流体吹付け式カッター、レーザーカッター等で構成することができる。
【００１０】
つまり、検出光照射手段から投光される検出光を農作物の不要部（例えば根部や茎盤等）及び必要部（例えば茎部や軟白部等）に照射したとき、その不要部及び必要部が反射する反射光の波長領域の中から、不要部及び必要部の境界位置（切断基準位置）を識別するのに最適及び容易な波長領域（例えば略３００ｎｍ〜略５００ｎｍの波長領域内）の反射光を反射光検出手段で検出する。且つ、反射光検出手段から出力される波長領域の検出情報に基づいて、農作物の切断位置を切断位置決定手段で決定した後、切断位置決定手段による判定に基づいて、農作物の不要部を切揃え手段で所定量切除して切揃える。
【００１１】
実施の形態として、上記反射光検出手段を、近紫外領域側までの感度特性を有する光学的検出手段（例えば略３００ｎｍ〜略１０００ｎｍ程度の近紫外領域側までの感度特性を有するモノクロの撮像カメラ）で構成することができる。また、上記不要部及び必要部の境界位置を識別するのに適した波長領域の反射光のみを透過許容する光規制フィルタ（例えばＰＬフィルタや略３００ｎｍ〜略５００ｎｍの透過率を有する光学フィルタ等）を、上記反射光検出手段に備えることができる。また、上記切断位置決定手段による判定に基づいて、上記農作物の切断位置に対して切揃え手段が対峙される位置に、該農作物及び切揃え手段を相対移動する相対移動手段（例えばモーターやソレノイドやエアーシリンダ、チェーン送り機構、ネジ送り機構、カム送り機構等）を備えることができる。
【００１２】
例えばネギの茎部（軟白部）及び根部が反射する反射光の分光反射特性は、図６の特性図に示すように、茎部の反射率は、略３００ｎｍの波長領域から立ち上がるのに対して、根部の反射率は、茎部の略３００ｎｍよりも略５０ｎｍ以上の波長領域から立ち上がる。且つ、略６００ｎｍ付近の波長領域までは、茎部の方が根部に比べて、略２倍から略３倍の高い反射率を示すので、その波長領域差を利用して、茎部及び根部の境界位置（切断位置）を識別する方法が最適であると思われる。
【００１３】
且つ、ネギの茎部及び根部の境界位置を、茎部及び根部が反射する反射光の波長領域差により識別する場合、例えばハレーションが起きるのを防止するための偏光フィルタ（例えばＰＬフィルタやサーキュラーＰＬフィルタ）を装着し、略３７０ｎｍ以上の放射特性を有する照明装置と、その偏光フィルタ及び略３００ｎｍ〜略５００ｎｍの透過率を有する光学フィルタを装着したモノクロの撮像カメラとを使用するのが最適であり、ネギの茎部及び根部の境界位置（切断位置）を識別するのに最適及び容易な波長領域（例えば略４００ｎｍ〜略５００ｎｍの波長領域内）の画像情報を得ることができる。また、茎部及び根部の境界位置を識別するための波長領域を、例えば略４００ｎｍ以下及び略５００ｎｍ以上の波長領域に変更することもできる。且つ、撮像カメラには、略３７０ｎｍ以上の透過率を有し、焦点距離が略６ｍｍのＣＣＴＶレンズを用いる。
【００１４】
且つ、光学フィルタの透過率は、例えばＫｅｎｋｏ社製の他の光学フィルタに交換するか、他社製の光学フィルタに交換する等して変更することができる。また、ＣＣＴＶレンズを、略６ｍｍ以下又は以上の焦点距離を有するレンズに交換することもできる。
【００１５】
上述の撮像カメラから出力されるエネルギーは、図７に示すＣＣＴＶレンズの透過率と、図８に示す偏光フィルタ（ＰＬフィルタ）の透過率と、図９に示す光学フィルタの透過率と、図１０に示す照明装置１２の放射特性とをかけあわせたものである。
【００１６】
本来は、撮像カメラの出力エネルギーを下記の数式１及び数式２で計算し、数式３に示すＯｒ及びＯｂの差Ｄが最大となる波長λの範囲を決定し、その範囲に応じて光学フィルタを設計するのが好ましい。しかし、上述の計算方法により設計した場合、光学フィルタが非常に高価なものとなる。例えばガラスフィルタでなく、干渉フィルタにする必要性がでてくるため、既製の安価なガラスフィルタで、差Ｄが最も大きくなるものを選択して用いる。
【００１７】
［数式１］は、Ｏａ＝ΣＥ・Ｒａ・Ｔ・Ｌ・Ｓ・Δλ
［数式２］は、Ｏｂ＝ΣＥ・Ｒｂ・Ｔ・Ｌ・Ｓ・Δλ
［数式３］は、Ｄ＝（Ｏａ−Ｏｂ）／（Ｏａ＋Ｏｂ）
上記数式１，２，３の記号は、Ｅ：照明装置の放射エネルギー、Ｒａ：茎の反射率、Ｒｂ：根部の反射率、Ｔ：フィルタの透過率、Ｌ：レンズの透過率、Ｓ：ＣＣＤの感度、λ：波長である（従って、Ｏａは入力画像中における茎部のエネルギー、Ｏｂは根部のエネルギーとなる）。
【００１８】
且つ、実際に、近紫外領域側までの感度特性を有するモノクロの撮像カメラ１３で撮像した場合、ネギＡの茎部Ａｂ（軟白部）が非常に高い濃度値レベルを示し、茎盤Ａｄ付近の明るさも、従来の撮像カメラにより撮像した画像に比べてかなり暗く根部Ａａ及び茎部Ａｂ（軟白部）の識別が容易となる。且つ、茎部Ａｂの方が根部Ａａに比べて、略２倍から略３倍の反射率及び濃度値が得られる。
【００１９】
【作用及び効果】
この発明によれば、農作物の不要部及び必要部が反射する反射光の波長領域の中から、不要部及び必要部の境界位置を識別するのに適した波長領域の反射光を反射光検出手段で検出し、その検出情報に基づいて、農作物の不要部及び必要部の境界位置を切断位置決定手段により個々に決定するので、農作物の鮮度（水分含有量）や外観形状、外径寸法に左右されることなく、農作物の不要部及び必要部の境界位置を正確且つ確実に検出することができ、検出精度及び切揃え精度の向上を図ることができる。
【００２０】
【実施例】
この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳述する。
【００２１】
図面は、農作物の一例であるネギを切揃える作業に用いられる農作物切揃え装置を示し、図１及び図２に於いて、この農作物切揃え装置１は、ネギＡの不要な表皮を分離する皮剥ぎ工程前段に配設され、搬送コンベア２の載置台３…に載置されたネギＡを、搬送路上に設定した前処理区間ａと、切揃え区間ｂと、切揃え区間ｃとに搬送して、ネギＡの根部Ａａを皮剥ぎ処理に適した状態に切揃える。
【００２２】
上述の搬送コンベア２は、長尺のネギＡが搬送方向に対して略直交する姿勢に載置される凹状の載置台３を、搬送路下部に張架した周回チェーン４…全長に対して所定間隔に隔てて取り付け、周回チェーン４…を減速機付きモーター（図示省略）の駆動力により搬送方向に回転して、ネギＡが載置された載置台３…を搬送方向に対して連続的又は間欠的に周回移動する。
【００２３】
且つ、載置台３は、根部Ａａ側を搬送路左側部に所定長さ突出した状態に支持する受け台３ａと、茎部Ａｂを略水平に支持する受け部３ｂと、葉部Ａｃを略水平に支持する受け部３ｃとで構成される。また、搬送コンベア２の代わりに、例えばバケットコンベアやベルトコンベア、ローラコンベア、チェーンコンベア、ネギＡが載置されるフリーのトレイ等を用いてもよい。
【００２４】
前述の前処理区間ａに配設した洗浄装置６は、例えば送気用ブロワーやコンプレッサー等のエアー供給源と、例えば水道やタンク等の水供給源とに接続された吐出ノズル６ａを、載置台３左側部に突出するネギＡの根部Ａａ上面と対向して搬送路左側上部に配設し、吐出ノズル６ａから吐出されるエアー（大気）及び水（水道水）を混合して根部Ａａ上面に対して斜め上方から吹付け、根部Ａａ上面を覆っている異物（例えば泥やゴミ等）を洗浄除去する。また、エアー又は水の一方を吹付けてもよい。
【００２５】
上述のエアーの代わりに、例えば窒素ガスや不活性ガス、二酸化炭素等の気体を用いてもよく、水の代わりに、例えば蒸留水や天然水、溶剤、薬液等の液体を用いてもよい。また、上述の気体及び液体、払拭具の複数を組み合わせてもよい。
【００２６】
一方、洗浄装置６後位に配設した荒切り装置７は、モーター（図示省略）により回転される回転刃７ａを、搬送コンベア２の載置台３左側部に突出するネギＡの根部Ａａ先端と対向して搬送路左側部に配設し、根部Ａａ先端及び先端に突出する複数の長い毛根を回転刃７ａで切除して、荒切り処理する。
【００２７】
前述の切揃え区間ｂ，ｃに配設した各組の切揃え装置１０は同一構成であるので、１組の切揃え装置１０の構成を説明する。この装置は、図３、図４にも示すように、後述する検出光Ｂ及び反射光Ｃ以外の外光を遮光する遮光室１１を切揃え区間ｂ，ｃの搬送路上に配設し、遮光室１１内部に、ネギＡの根部Ａａ及び茎部Ａｂの境界位置（切断位置）を検出するのに適した波長領域の検出光Ｂを照射する２台の照明装置１２を、載置台３左側部に突出するネギＡの根部Ａａ及び茎部Ａｂ上面と対向して、後述する撮像カメラ１３（例えば略３００ｎｍ〜略１０００ｎｍ程度の近紫外領域側までの感度特性を有するモノクロカメラ、ＳＯＮＹ製、ＸＣ−ＥＵ５０ＣＥ）の両側部に配置している。
【００２８】
且つ、ネギＡの根部Ａａ及び茎部Ａｂが反射する反射光Ｃの中から、根部Ａａ及び茎部Ａｂの境界位置（切断位置）を識別するのに適した波長領域（例えば略４００ｎｍ〜略５００ｎｍ）の反射光Ｃを撮像するモノクロの撮像カメラ１３を、載置台３左側部に突出するネギＡの根部Ａａ及び茎部Ａｂ上面と対向して搬送路左側上部に配設し、根部Ａａ及び茎部Ａｂと、他の部分（背景）との対比を明確にする略円盤状又は略円筒状の対比部材１４を、載置台３左側部に突出するネギＡの根部Ａａ及び茎部Ａｂ下面と対向して搬送路左側下部に配設している。
【００２９】
上述の照明装置１２には、ハレーションが起きるのを防止するためのＰＬフィルタを装着し、撮像カメラ１３には、略３００ｎｍ〜略５００ｎｍの透過率を有する光学フィルタ（例えばＫｅｎｋｏ社製、青フィルタＢ−３９０等）と、略３７０ｎｍ以上の透過率を有し、焦点距離が略６ｍｍのＣＣＴＶレンズとを装着している。且つ、対比部材１４に対接した払拭体１５は、対比部材１４をモーター（図示省略）で回転するとき、対比部材１４の上面側に付着する異物（例えばネギの表皮や内液、水滴、ゴミ等）を払拭除去する。
【００３０】
且つ、照明装置１２から投光される検出光Ｂを、ネギＡの根部Ａａ及び茎部Ａｂ上面に対して略垂直に照射するが、例えば略斜め前後上方や略斜め左右上方、略上向き方向等の所望する方向及び角度から照射することもできる。また、照明装置１２の台数を、例えば１台又は２台以上に変更することもできる。
【００３１】
且つ、ネギＡの根部Ａａ及び茎部Ａｂ上面を、１台の撮像カメラ１３により略真上から撮像するが、例えば略斜め前後上方や略斜め左右上方、略真下方向等の所望する方向及び角度から撮像することもできる。また、撮像カメラ１３の台数を、例えば２台以上に変更することもできる。
【００３２】
上述の撮像カメラ１３に接続した画像処理装置１７は、撮像カメラ１３から出力される撮像画像を、ネギＡの根部Ａａ及び茎部Ａｂの境界位置（切断位置）を識別するのに適した数値情報（例えば２値化処理）に変換して、制御装置１８に出力する。
【００３３】
且つ、画像処理装置１７に接続された制御装置１８（例えばパーソナルコンピューター）は、画像処理装置１７から出力される画像情報に基づいて、根部Ａａ及び茎部Ａｂの境界位置（切断位置）を決定する。つまり、図６の分光反射特性図に示すように、茎部Ａｂの反射率は、略３００ｎｍの波長領域から立ち上がるのに対して、根部Ａａの反射率は、茎部Ａｂの略３００ｎｍよりも略５０ｎｍ以上の波長領域から立ち上がる。
【００３４】
且つ、略６００ｎｍ付近の波長領域までは、茎部Ａｂの方が根部Ａａに比べて、略２倍から略３倍の高い反射率を示すので、その波長領域差を利用して、根部Ａａと茎部Ａｂとの境界位置（切断位置）を識別及び決定することができ、その境界位置（切断基準位置）を基準として、例えば茎盤Ａｄが略２／３程度残される切断位置を決定する。なお、撮像カメラ１３の画像情報から決定される切断位置は、ネギＡの茎径サイズに略応じて複数段階（例えば大中小の３段階又は３段階以上）に可変調整することができる。
【００３５】
上述のネギＡ毎に決定される切断位置情報と、後述する番地読取り装置１９ａにより読取られる載置台３の番地情報とを対応させて記憶する。また、根部Ａａの切断量を、例えば茎盤Ａｄが略２／３程度以上残される位置又は以下残される位置に変更することもできる。
【００３６】
且つ、載置台３毎に設定される番地情報又は載置台３と略対応して移動する番地情報を読取るための番地読取り装置１９ａ，１９ｂを搬送路下部に配設し、撮像カメラ１３の撮像区間に配設した番地読取り装置１９ａと、切断装置２０の切断区間に配設した番地読取り装置１９ｂとで読取った番地情報を制御装置１８に出力する。
【００３７】
また、上述の番地情報の代わりに、例えば載置台３自体に付設又は載置台３と略対応して移動する記録媒体（例えばバーコード、ＩＤカード、磁気カード等）の固有情報を読取るか、切断位置情報やその他の計測情報を記録する等したり、切断装置２０にネギＡが到達するまでのタイムラグを計時してもよい。
【００３８】
前述の撮像カメラ１３直後に配設した切断装置２０は同一構成であるので、一方の切断装置２０の構成及び動作を説明する。この装置は、例えば垂直方向及び水平方向の二次元方向に傾斜する回転刃２０ａを、載置台３左側部に突出するネギＡの根部Ａａと対向して搬送路左側部に配設した可動台２０ｃに取り付け、その可動台２０ｃに固定したモーター２０ｂにより一定速度で高速回転する。
【００３９】
且つ、可動台２０ｃを、搬送路左側部に配設した支持台２０ｄに取り付け、支持台２０ｄに固定した移動量検出機能付きモーター２０ｅ（例えばサーボモータやステッピングモータ等）により搬送方向と略直交する方向に対して所定移動量（例えば略０．２５ｍｍ単位）ずつ段階的に前後移動すると共に、回転刃２０ａを、図１１に示すように、根部Ａａ先端と対向する方向に対して段階的に高速移動（例えば略０．３秒）する。また、回転刃２０ａの側部及び上部をカバー２０ｆで囲繞している。また、モーター２０ｅに代わる移動手段の他の例として、例えばソレノイドやエアーシリンダ、或いは、カムやチェーン等を用いてもよい。
【００４０】
図５は、農作物切揃え装置１の制御回路ブロック図を示し、制御装置１８（例えばパーソナルコンピューター）にはＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭが内蔵され、ＣＰＵは、ＲＯＭ（又はＰＲＯＭ）に格納されたプログラムに沿って、搬送コンベア２と、洗浄装置６と、荒切り装置７と、撮像カメラ１３と、画像処理装置１７と、番地読取り装置１９ａ，１９ｂと、切断装置２０との駆動及び停止を制御する。
【００４１】
ＲＡＭには、撮像カメラ１３及び画像処理装置２０から出力される画像情報と、ネギＡ毎に決定される切断位置情報と、番地読取り装置１９ａ，１９ｂにより読取られる載置台３の番地情報と、切断装置２０から出力される回転刃２０ａの移動量情報とを対応させて記憶する。
【００４２】
上述の制御装置１８は、モーター２０ｅから出力されるパルス信号に基づいて、載置台３左側部に突出する根部Ａａ先端を切断基準位置として、根部Ａａの茎盤Ａｄが所定量切除（例えば略２／３程度残る状態）される位置に到達するまでの回転刃２０ａの移動距離を演算及び算出する。
【００４３】
且つ、撮像カメラ１３の撮像区間に移動される載置台３の番地情報を番地読取り装置１９ａで読取り、その番地情報を制御装置１８に出力すると共に、上述の移動量情報と、番地読取り装置１９で読取った載置台３の番地情報とを対応させて制御装置１８に記憶する。
【００４４】
且つ、切断装置２０の切断区間に移動される載置台３の番地情報を番地読取り装置１９ｂで読取り、その番地情報を制御装置１８に出力する。制御装置１８は、番地読取り装置１９ｂから出力される載置台３の番地情報と、ＲＡＭに記憶された番地情報とを比較して、同一の番地情報であるか否かを判定する。
【００４５】
且つ、番地読取り装置１９ｂで読取った番地情報と対応する切断位置情報をＲＡＭから読み出し、そのＲＡＭに記憶された切断位置情報に基づいて、モーター２０ｅを所定量ずつ断続的に回転させ、回転刃２０ａを、根部Ａａの茎盤Ａｄが所定量切除される位置まで段階的に移動する。また、ＲＡＭに記憶された切断情報は、終端側から始端側に回帰するときに消去又は上書きする。
【００４６】
図示実施例は上記の如く構成するものにして、以下、農作物切揃え装置１によるネギＡの根部Ａａを切揃える動作を説明する。
【００４７】
先ず、図１、図２に示すように、ネギＡ…を、搬送方向に対して略直交する姿勢に揃えて搬送コンベア２の載置台３…に載置すると共に、根部Ａａ先端を、例えばベルトや板等の揃え部（図示省略）に押し当てる等して、載置台３左側部に所定長さ突出する状態に揃えながら前処理区間ａに搬送する。
【００４８】
次に、前処理区間ａにおいて、洗浄装置６の吐出ノズル６ａから吐出されるエアー及び水を根部Ａａ上面に吹付け、根部Ａａ上面を覆っている異物を洗浄除去し、根部Ａａ先端に突出する複数の長い毛根を荒切り装置７の回転刃７ａで切除して荒切り処理する。
【００４９】
次に、切揃え区間ｂにおいて、図３、図４にも示すように、照明装置１２から投光される検出光Ｂを、載置台３左側部に突出するネギＡの根部Ａａ及び茎部Ａｂ上面に対して上方から照射する。且つ、根部Ａａ及び茎部Ａｂが反射する反射光Ｃの波長領域の中から、根部Ａａ及び茎部Ａｂの境界位置（切断位置）を識別するのに適した波長領域（例えば略４００ｎｍ〜略５００ｎｍ）の反射光Ｃを撮像カメラ１３で撮像し、その画像情報を画像処理装置１７に出力する。
【００５０】
且つ、制御装置１８は、撮像カメラ１３から出力される波長領域内の画像情報に基づいて、根部Ａａ及び茎部Ａｂの境界位置（切断基準位置）を算出及び決定すると共に、上述の切断位置情報と、番地読取り装置１９ａで読取った載置台３の番地情報とを対応させて制御装置１８に記憶する。
【００５１】
続いて、載置台３が切断装置２０の切断区間に移動したとき、番地読取り装置１９ｂで読取った載置台３の番地情報と対応する切断位置情報を読出し、その切断位置情報に基づいて、切断装置２０を駆動する。つまり、回転刃２０ａを、ネギＡ毎に決定された切断位置まで段階的に移動させ、ネギＡの根部Ａａを、茎盤Ａｄが所定量残る程度に切除した後、茎盤切除済みのネギＡを次の切揃え区間ｃに搬送する。
【００５２】
次に、切揃え区間ｃにおいて、上述と同様にして、切揃え装置１０の撮像カメラ１３から出力される画像情報に基づいて、茎盤Ａｄの切取り量及び切残り量を算出し、茎盤Ａｄが所定量残る程度に切除されたか否かを判定する。同時に、上述の切断位置情報と、番地読取り装置１９ａで読取った載置台３の番地情報とを対応させて制御装置１８に記憶する。
【００５３】
続いて、制御装置１８は、載置台３が切断装置２０の切断区間に移動したとき、番地読取り装置１９ｂで読取った載置台３の番地情報と対応する切断位置情報を読出し、その切断位置情報に基づいて、切断装置２０を駆動する。つまり、所定量切除済みであると判定された場合、回転刃２０ａを移動させず、待機状態又は休止状態を維持する。その茎盤切除済みであると判定されたネギＡを次工程に搬送する。
【００５４】
且つ、所定量以上残っていると判定された場合、回転刃２０ａを、ネギＡ毎に決定された切断位置まで段階的に移動させ、ネギＡの根部Ａａを、茎盤Ａｄが所定量残る程度に仕上げ切除した後、茎盤切除済みのネギＡを、次工程（例えば皮剥ぎ工程や選別工程等）に搬送する。つまり、根部Ａａの茎盤Ａｄを、不要な表皮を剥ぎ取るのに適した状態に切除するので、表皮を根部Ａａまで引き剥がしたとき、根部Ａａに接続された表皮の残り部分が少なく、表皮を剥ぎ取る処理が容易に行える。以下、上述と同様にして、ネギＡの切揃え作業を継続して行う。
【００５５】
以上のように、照明装置１２から投光される検出光ＢがネギＡの根部Ａａ及び茎部Ａｂに照射されたとき、その根部Ａａ及び茎部Ａｂが反射する反射光Ｃの波長領域の中から、根部Ａａ及び茎部Ａｂの境界位置（切断基準位置）を識別するのに適した波長領域の反射光Ｃを、近紫外領域側までの感度特性を有する撮像カメラ１３で撮像し、その撮像カメラ１３から出力される画像情報に基づいて、ネギＡの根部Ａａ及び茎部Ａｂの境界位置（切断基準位置）を制御装置１８により個々に判定及び決定するので、ネギＡの鮮度（水分含有量）や外観形状、外径寸法等に左右されることなく、ネギＡの根部Ａａ及び茎部Ａｂの境界位置（切断基準位置）を正確且つ確実に検出することができ、検出精度及び切揃え精度の向上を図ることができる。
【００５６】
なお、本発明の農作物切揃え装置１の構成は、例えば略垂直姿勢や略斜め姿勢に保持したネギＡの根部Ａａを切揃える作業にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】２基の切揃え装置が備えられた農作物切揃え装置を示す平面図。
【図２】農作物切揃え装置によるネギの切揃え動作を示す斜視図。
【図３】切揃え装置による検出動作及び切揃え動作を示す斜視図。
【図４】茎部及び根部の切断位置検出方法を示す正面図。
【図５】農作物切揃え装置の制御回路ブロック図。
【図６】茎部（軟白部）及び根部の分光反射特性図。
【図７】ＣＣＴＶレンズの透過率を示す特性図。
【図８】ＰＬフィルタの透過率を示す特性図。
【図９】光学フィルタの透過率を示す特性図。
【図１０】照明装置の放射特性を示す特性図。
【図１１】切断装置による根部の切除動作を示す側面図。
【符号の説明】
Ａ…ネギ
Ａａ…根部
Ａｂ…茎部
Ｂ…検出光
Ｃ…反射光
１…農作物切揃え装置
２…搬送コンベア
３…載置台
１０…切揃え装置
１２…照明装置
１３…撮像カメラ
１７…画像処理装置
１８…制御装置
２０…切断装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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