(57)【要約】本発明が対象とする方法と装置は、昆虫の発する音や音響振動及び／または超低周波振動を介して前記昆虫を検出するタイプのもので、それにより、備蓄穀物またはその他の中に、同時に存在する一つまたは複数の種族の昆虫の中から、穀食性の昆虫を検出し、分類し、そして密度測定による数量化を行うためのものである。それは、・前記備蓄物の中に現に発生している音を採録し、・既に知られている雑音を排除し、・得られたエネルギーの包絡曲線に、エネルギーのピークに対応する波長帯があれば、それを検出し、そこから平均周波数と、スペクトル幅と全体のエネルギーを決定し、・前記波長帯のそれぞれの平均周波数と幅とを、既に知られており、列挙された、似たような特徴の波長帯のものと比較し、それにより、分類学上の分類を行えるようにし、・最後に、前記波長帯のそれぞれの平均周波数と全体のエネルギーを、既に知られており、列挙された、似たような特徴の波長帯のものと比較し、それにより、密度測定による数量化を行えるようにする、という作業を行うことである。
2004530141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
昆虫の発する音や音響振動及び／または超低周波振動を介して前記昆虫を検出するタイプの、備蓄穀物またはその他の中に同時に存在する、一つまたは複数の種族の昆虫の中から、穀食性の昆虫を検出し、分類し、そして密度測定による数量化を行うための方法であり、その特徴は、本方法が、
・前記備蓄物の中に現に発生している音を採録する。
・既に知られている雑音を排除する。
・得られたエネルギーの包絡曲線に、エネルギーのピークに対応する波長帯があれば、それを検出し、そこから平均周波数と、スペクトル幅と全体のエネルギーを決定する。
・前記波長帯のそれぞれの平均周波数と幅を、既に知られており、列挙された、似たような特徴の波長帯のものと比較し、それにより、分類学上の分類を行えるようにする。
・最後に、前記波長帯のそれぞれの平均周波数と全体のエネルギーを、既に知られており、列挙された、似たような特徴の波長帯のものと比較し、それにより、密度測定による数量化を行えるようにする。
という作業を行うことからなることを特徴とする方法。
【請求項２】
・周波数曲線を分析し、周波数のピークに対応する周波数の波長帯を検出して、そこから平均周波数とスペクトル幅とを決定する。
・エネルギーと周波数の曲線を比較して、エネルギーのピークに対応する、あるいは、周波数が対になっていない波長帯を排除する。
・対になったままの周波数のピークに対応する波長帯を、既に知られている、列挙された近似値と比較し、それにより、その分類と成長段階とを決定する。
という作業を行うことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
温度及び／または湿度の測定を行い、それを信号処理に統合し、それにより、得られた結果を釣り合わせることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項４】
備蓄穀物の中またはその他の昆虫が発する、音響雑音及び／または超低周波雑音を感知することのできる手段（２０）を含むタイプのもので、その特徴は、一方では、前記感知手段（２０）を一つまたは複数を有し、ある一定の深さで備蓄穀物（Ｌ）またはその他の中に刺し入れるのに適した直線の支持手段（２）を少なくとも一つ含み、他方では、感知した信号の処理手段を、そして更に他方では、その結果を表示する手段を含むことを特徴としている、請求項１から３のいずれか一つに記載の方法を活用することのできる装置。
【請求項５】
支持手段（２）に沿って配置されている複数の感知手段（２０）を有することを特徴とする、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
支持手段（２）は、自由端が切っ先（２１）の形状をしている管状の部材からなることを特徴とする、請求項４または請求項５に記載の装置。
【請求項７】
支持手段（２）は、作業員が操作して運ぶことができるようにする把持手段を備えていることを特徴とする、請求項４から６のいずれか一つに記載の装置。
【請求項８】
装置は複数の支持手段（２）を有し、そのそれぞれに、一つまたは複数の感知手段（２０）と感知した信号の処理手段を備え、前記処理手段は、前記処理手段が採録した結果を分析し、前記結果を表示するのに適した管理センターに接続されていることを特徴とする、請求項４から６のいずれか一つに記載の装置。
【請求項９】
様々な支持手段（２）を物理的に接続し、そして、操作ロボット（５０）で操作することもできることを特徴とする、請求項４から６のいずれか一つに記載の装置。
【請求項１０】
感知した信号の処理手段は、センサーから来る情報を確実に収集するのに適した手段と、収集した情報、または収集途中の情報の処理を実行するのに適した手段と、ユーザーとのインターフェイスを管理する手段と、力学的に再構成可能な昆虫の特性のデータ・バンクと、一度の測定期間に際して実施された処理の結果を保存する手段と、そのような情報を外部の計算機に向かって、あらゆる情報通信手段を介して確実に移送するのに適した伝送手段とを有することを特徴とする、請求項４から９のいずれか一つに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明が対象とする方法と、その装置とは、例えば備蓄穀物のような、昆虫が侵入する恐れのある備蓄食品中に、同時に存在する一つまたは複数の種族の昆虫を検出し、分類し、そして密度測定による数量化を行うためのものである。
【背景技術】
【０００２】
農業や農産物加工業の分野において、耕作段階でも、食品を備蓄する段階においても、いずれにしても、昆虫の引き起こす被害には数多くのものがある。
【０００３】
一般的には、昆虫の駆除には、殺虫剤による処理を組織的に行う。
【０００４】
耕作の地表に出た部分を単に目で見て検査するだけで、昆虫の性質や密度の測定を比較的簡単に行えるとしても、倉庫の中にせよ、サイロの中にせよ、トラックの中にせよ、特に穀物のような食品を備蓄したり輸送したりする場合には、それと同じようにはいかない。というのは、そのロットの内部にどのくらい昆虫が侵入しているかは、検出するのがとても難しいからである。
【０００５】
実際に分析を行う際に用いる方法は、一つまたは複数のサンプルを篩いにかけることである。とはいうものの、昆虫の侵入は、一様であることもあれば、そうでないこともあり、多少とも深く浸透した状態で展開している可能性がある。そういうわけで、少しは秩序だった結果を得る為には、昆虫がいる可能性のある区域、例えば温度が高くなっているところは、昆虫がいるということになりそうなので、そういう区域でサンプルを採取する。
【０００６】
一つのサンプルの中にたとえ一匹の昆虫しか見つからなくても、そのロット全てを処理するのだし、また、そのような複数のサンプルの中に昆虫が見つからなくても、疑念を抱きつつ、同じようにそのロット全てを処理するということもよくある。そういうわけで、殺昆虫剤を組織的に散布すると、結局、過剰処理になってしまう。
【０００７】
このような処置の仕方の不都合な点は、用いる処理が化学薬品を主体とするもので、それがしばしば毒性のあるものだということである。
【０００８】
処理には、衝撃処理と残留処理の二種類の区別がある。衝撃処理は、毒物として分類されるジクロルボスを主体とするもので、あらゆる昆虫を二、三時間で殺し、強度の揮発性のものなので、４８時間経つと、ほとんど完全に消滅する。残留処理で用いられるのは、殺昆虫剤の残留作用を可能にする、ゆっくりと劣化する分子であり、その効き目は時間的により長く、昆虫すべてを殺すのに７２時間かかり、再び昆虫が入り込んでも少なくとも三、四ヵ月間は確実に駆除できる。
【０００９】
穀物の業者、特に穀物を輸送する者にとって、殺昆虫剤の使用は、事実、非常に大きな関心事であり、それゆえ、そのような業者は、短期的には、殺昆虫剤の使用を禁じることになり、しかもその一方で、昆虫害のない穀物を求めている。
【００１０】
昆虫の侵入の防止が可能な他の選択肢として存在する方法は、基本的に空調による備蓄物の冷却を主体とするものである。このような方法なら、過剰処理を制限することができるが、逆にそのような方法には、備蓄物を厳密に追跡調査したり、昆虫を検出する方法も信頼できるものを用いたりすることが必要になる。
【００１１】
既に提案されている装置は、昆虫がいることを検出することができ、そして、場合によっては、そのような昆虫を分類し、なおかつ、数量化を行うことが可能なものである。そのような装置は、大抵の場合、あまり用いられないのであるが、それは、検出手段、収集手段及び分析手段の使用方法が複雑だからである。
【００１２】
そういうわけで、文献米国特許５６４６４０４号明細書によって知られる器機および方法は、穀食性の昆虫を数量的に検出する為のものであり、前記器機は、導管の中を通過するある量の穀粒の中に入っている昆虫を検出するのに適した赤外線手段を含んでいる。その装置は、実際のところ、改良された篩い器から成り、その場合、その結果はまた、どこでそのサンプルを採取するかによって異なる。
【００１３】
また、昆虫たちが立てる音を聞くことによって昆虫を検出するのに適した手段を用いる検出方法も知られており、その音というのは、移動する際の音でも咀嚼の音、あるいはその他の音でも構わない。しかしながら、そのような方法にも幾つかの問題はあり、特に間違った結果をもたらしかねない雑音の問題があるし、それに、他方では、そのような昆虫の分類および密度測定による数量化を、かろうじて可能にするという問題もある。
【００１４】
文献米国特許第４９９１４３９号明細書に記載されている装置は、そのようなタイプのものであり、圧電の水晶体を用いて、穀食性の昆虫によって生じる振動を検出し、それにより、その振動を分析し、既に知られている振動と比較して、当該種を決定するというものである。そのような装置を提案している実施態様は二つあり、その内の一つは備蓄物に直接使用可能であり、もう一つはあるサンプルを分析することによるものである。そのような装置は、結果という観点からすれば、雑音のためにあまり信頼のできるものではない。また、そのような理由から、サンプリングにより機能するものの方が好まれるが、それは、その抜き取ったサンプルを静かな場所に移動させて、雑音を避けた状態で分析を行うことができるからである。
【００１５】
そのような装置の発明者は、穀物の備蓄物の中にいる昆虫の存在によって生じる問題の解決を既に試みていたのであり、そして、文献米国特許４８９５０２５号明細書に記載されているような、昆虫を検出して分類する為の装置を開発している。その装置を用いて、昆虫が発する音響信号を採録し、前記信号の平均を取り、そしてその周波数に応じて、その平均の振幅を、あるタイプの昆虫に対応する既に知られているデータと比較する。
【００１６】
このような方法により昆虫の分類を行えるのは事実であるが、言うまでもなく、信号の周波数の平均を取ることは、作業環境で実際に用いる場合には応用不可能であり、そして、この方法が不都合な点は、テスト対象の環境の中に幾つもの異なる種族のものが含まれているときには、昆虫の違いを区別することができないということである。そのような場合には、備蓄物の中に存在する様々な種族の昆虫を厳密な仕方では分類できないのであるから、密度測定による数量化を計画するのも困難である。
【特許文献１】
米国特許第５６４６４０４号明細書
【特許文献２】
米国特許第４９９１４３９号明細書
【特許文献３】
米国特許第４８９５０２５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明が目的とするのは、備蓄穀物またはその他に、同時に存在する一つまたは複数の種族の昆虫の中から、穀食性の昆虫を検出し、分類し、そして密度測定による数量化を行うための、既存の装置に比べて使用法が単純で、製造も比較的簡単であり、費用も掛からない方法を提案することであり、それにより、上記の様々な不都合を克服できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明はまた、本発明による方法を活用する装置を提案することも目的としており、その装置は以下の三つの機能を果たすように考案されている。
・テスト対象の穀粒の容積の中に昆虫が存在すれば、それを検出する。
・検出された昆虫の種と成長段階、幼昆虫か成昆虫かを分類する。
・検出された昆虫の個体数の密度、すなわち侵入の程度を評価する。
【００１９】
留意すべきことは、本発明の方法は、穀物製品における使用にのみ限定されるのではなく、したがって、例えば、油料植物のような他の製品の中で用いることも可能である。
【００２０】
本発明による、備蓄穀物またはその他に、同時に存在する、一つまたは複数の種族の穀食性の昆虫を検出し、分類し、そして密度測定による数量化を行う方法は、昆虫の発する音や音響振動及び／または超低周波振動を介して前記昆虫を検出するタイプのものであり、その方法の特徴は本質的には、以下のような作業を行うことである。
・前記備蓄物の中に現に発生している音を採録する。
・既に知られている雑音を排除する。
・得られたエネルギーの包絡曲線に、エネルギーのピークに対応する波長帯があれば、それを検出し、そこから平均周波数と、スペクトル幅と全体のエネルギーを決定する。
・前記波長帯のそれぞれの平均周波数と幅を、既に知られており、目録に列挙された、似たような特徴の波長帯のものと比較し、それにより、分類学上の分類を行えるようにする。
・最後に、前記波長帯のそれぞれの平均周波数と全体のエネルギーを、既に知られており、目録に列挙された、似たような特徴の波長帯のものと比較し、それにより、密度測定による数量化を行えるようにする。
【００２１】
本発明の方法により、備蓄物の中で実際に発生している音や振動を、サンプリングは行わずに、直接に採録して、昆虫の存在を検出し、またそのような昆虫を分類して数量化することもできる。
【００２２】
本発明による方法の更なる特徴によると、以下のような作業も行われる。
・周波数曲線を分析し、周波数のピークに対応する周波数の波長帯を検出して、そこからその平均周波数とスペクトル幅とを決定する。
・エネルギーと周波数の曲線を比較して、エネルギーのピークに対応する、あるいは、周波数が対になっていない波長帯を排除する。
・対になったままの周波数のピークに対応する波長帯を、既に知られている、目録に列挙された近似値と比較し、それにより、その分類と成長段階とを決定することができるようにする。
【００２３】
このような更なる特徴により、得られた結果を信頼するに足るものにできるし、さらに、種の分類、とりわけ、例えば幼虫か成虫かというような成長段階の分類をもっと厳密に行うことができる。
【００２４】
本発明の方法の、更にもう一つの特徴によると、温度及び／または湿度の測定を行い、それを信号処理に統合し、それにより、得られた結果を釣り合わせる。
【００２５】
穀粒の温度及び／または湿度を考慮に入れると、分類学上の分類に関する結果の精度を上げることができるというのは、ある所定の種類の昆虫が侵入するのに最も都合のよい条件は知られているからであり、したがって、該条件は、エネルギーのピークに対応する波長帯の平均周波数、スペクトル幅、そして全体的エネルギーの値と同様に、そして、周波数のピークに対応する波長帯の平均周波数とスペクトル幅の値と同様に、目録に載せるのに適している。
【００２６】
本発明による方法を活用することのできる装置は、備蓄穀物の中の昆虫が発する音響雑音及び／または超低周波雑音を感知することのできる手段を含むタイプのものであり、その本質的な特徴は、一方では、ある一定の深さで備蓄穀物、あるいはその他の中に刺し入れるのに適した直線の支持手段を少なくとも一つ含み、前記指示手段は一つあるいは複数の前記感知手段を有し、他方では、感知した信号の処理手段を、そして更に他方では、その結果を表示する手段を含むことを特徴としている。
【００２７】
本発明による装置の、更にもう一つの特徴によると、本装置は支持手段に沿って配置されている複数の感知手段を有する。
【００２８】
本発明による装置の、特徴的な実施態様の一つによると、支持手段は、自由端が切っ先の形状をしている管状の部材からなるものである。
【００２９】
本発明による装置の更にもう一つの特徴によると、支持手段は、作業員が操作して運ぶことができるようにする把持手段を備えている。
【００３０】
本発明による装置の更にもう一つの特徴によると、装置は複数の支持手段を有し、そのそれぞれに、一つまたは複数の感知手段と感知した信号の処理手段を備え、前記処理手段は、前記処理手段が採録した結果を分析し、前記結果を表示するのに適した管理センターに接続されている。
【００３１】
この変形例によると、堆積した穀物の様々な部位に埋め込まれる複数の支持手段を用いることが可能であり、それによって、速さを上げられそうな複数の測定を同時に行うことが可能になり、堆積物の形状に対する前記支持手段の様々な埋め込みの位置を、あらかじめ決めて信号処理作業に統合することさえもできる。
【００３２】
様々な支持手段を作業員は別々に分けて埋め込むことができ、それらを物理的に接続することもできるし、そして、サイロの中でも、あるいは輸送車両のトレーラーの中でも、自動的に、あるいは要請を受けて、測定を行うのに適した操作ロボットで操作することもできる。
【００３３】
本発明による装置の更にもう一つの特徴によると、感知した信号の処理手段は、センサーから来る情報を確実に収集するのに適した手段と、収集した情報または収集途中の情報の処理を実行するのに適した手段と、ユーザーとのインターフェイスを管理する手段と、力学的に再構成可能な昆虫の特性のデータ・バンクと、一度の測定期間に際して実施された処理の結果を保存する手段と、そのような情報を外部の計算機に向かって、あらゆる情報通信手段を介して確実に移送するのに適した伝送手段とを有している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
本発明による装置の利点と特徴は、以下の添付図面に関する説明を参照することにより、より明確になっていくものであり、該添付図面は一つの実施態様を示すものであるが、限定的なものではない。
【００３５】
添付図面において、
・図１は、本発明による装置の立面概略図である。
・図２は、同じ装置の一つの変形例の使用時を概略的に示す図である。
・図３は、同じ装置のもう一つの変形例の使用時を概略的に示す図である。
【００３６】
図１を参照して分かるのは、本発明による、昆虫の侵入の恐れのある食品を備蓄したもの、特に備蓄穀物の中の昆虫または数種類の昆虫を検出し、分類し、そして密度測定により数量化するための装置１は、基本的に二つの部分、つまり、検査対象の製品の備蓄の中に刺し入れることを目的とした一本の竿２と、一つのヘッド３を含む。
【００３７】
竿２は、縦方向に配置された複数の捕捉モジュール２０を含み、それはこの場合は二個で、一つは自由端から余り離れていないところにあり、もう一つは中間部分にある。
【００３８】
竿２にはまた、円錐形端部２１もあって、それによって物資の中に刺し入れやすくなっていて、その中に、熱慣性の小さい室温センサーと、場合によっては湿度センサーが収納されている。
【００３９】
念のために申し添えると、竿２には、物資の中への挿入を容易にすることを目的とした、場合によっては動力付きの機械的手段を有することができる。そのような手段は、例えば、ドリルのようなタイプの螺旋形部材であってもよい。
【００４０】
ヘッド３の中に収納されている電子システムにより、捕捉モジュール２０から来る情報を確実に収集することができ、そのシステムが、収集した情報または収集途中の情報の処理を実行する。
【００４１】
その電子システムは、その装置の作動モードにおいてユーザーとのインターフェイスを管理し、力学的に再構成可能な昆虫の特性のメモリを統合するのであり、一度の測定期間に際して実行される処理の結果を保存するのに適している。
【００４２】
そのシステムにより、その情報を確実に、あらゆる情報通信手段を介して、外部の計算機に向かって移送することもできる。
【００４３】
その実施態様において、そのシステムは自律的で充電可能な電源ブロックを組み込み、そのことによって、移動しやすく、またそれゆえに、使いやすくなり、様々な位置での連続的な採録を行えるようになる。
【００４４】
ここで図２を参照すると、本発明による装置の変形例４では、複数の竿２が枠４０によって接続されており、それにより、それぞれの間が一定の距離に維持されていて、その枠はヘッド３を有することがわかる。
【００４５】
その変形例４により、同時に多数の測定を行うことができるが、それはロットの分析の全体的な時間を短縮するため、あるいは３次元測定を大量にするためである。
【００４６】
情報は好適には、その情報を管理し、保存し、そしてプリントするセンターに伝送することが可能であり、その伝送はできれば無線リンクまたはそれに類するもので行うのが望ましい。
【００４７】
図２では、本発明による装置を操作するのは二人の作業員で、該作業員は、装置を移動させ、竿２を穀物のロットＬの中に差し込んでいるが、言うまでもなく、その装置の移動を例えばロボットを使って機械化することは可能である。
【００４８】
そういうわけで、図３を参照すると、本発明による装置５には、ある変形例では、機械アーム５０が一本あり、該アームは、一つの穀物ロット、この場合は輸送車両Ｖのトレーラーに収納されたロットＬの中で、自動検査を行うことを目的としていることが分かる。
【００４９】
装置５は、枠５１でつながれている竿２を含み、該枠は機械アーム５０で吊り下げられていて、該アームが竿２を移動させることができる。この実施態様においては、竿２で集めた情報は、有線接続５２で、機械アーム５０の上流側に配置されたヘッド３に伝送される。
【００５０】
留意すべきことは、サイロの中に留まるように取り付けられた類似の設備は、恒常的な監視システムとして用いることもできるということである。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明による装置の立面概略図である。
【図２】同じ装置の一つの変形例の使用時を概略的に示す図である。
【図３】同じ装置のもう一つの変形例の使用時を概略的に示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
１  数量化装置
２  竿
３  ヘッド
２０  捕捉モジュール
２１  円錐形端部
【国際公開パンフレット】
2004530141.tif 000003
2004530141.tif 000004
2004530141.tif 000005
2004530141.tif 000006
2004530141.tif 000007
2004530141.tif 000008
2004530141.tif 000009
2004530141.tif 000010
2004530141.tif 000011
2004530141.tif 000012
2004530141.tif 000013
2004530141.tif 000014
2004530141.tif 000015
2004530141.tif 000016
2004530141.tif 000017
2004530141.tif 000018
2004530141.tif 000019
【国際調査報告】
2004530141.tif 000020
2004530141.tif 000021
2004530141.tif 000022
2004530141.tif 000023
2004530141.tif 000024
2004530141.tif 000025