(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
穀物の乾燥処理を行う穀物処理設備に受け入れる穀物から採取したサンプル穀物を脱ぷ処理して検査するように構成されている穀物検査装置であって、
前記サンプル穀物を撮像する撮像手段と、前記脱ぷ処理が行われた後の前記撮像手段による撮像情報に基づいて、穀物の外観品位の判定を行う判定手段とが備えられ、
前記脱ぷ処理が行われた後の前記サンプル穀物の前記撮像手段による撮像画像情報を検査結果と対応付けて記憶する記憶手段が備えられている穀物検査装置。
【請求項２】
前記サンプル穀物を、乾燥処理を行わない生籾状態で脱ぷ処理した後に検査するように構成されている請求項１項に記載の穀物検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、穀物の乾燥処理を行う穀物処理設備に受け入れる穀物から採取したサンプル穀物を脱ぷ処理して検査するように構成されている穀物検査装置に関する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１によれば、穀物の乾燥処理を行う穀物処理設備に受け入れる穀物から採取したサンプル穀物を脱ぷ処理して検査するように構成されている穀物検査装置において、前記サンプル穀物を撮像する撮像手段と、前記脱ぷ処理が行われた後の前記撮像手段による撮像情報に基づいて、穀物の外観品位の判定を行う判定手段とが備えられ、前記脱ぷ処理が行われた後の前記サンプル穀物の前記撮像手段による撮像画像情報を検査結果と対応付けて記憶する記憶手段が備えられていることを特徴とする。
【０００６】
つまり、採取されたサンプル穀物が脱ぷ処理された後に、撮像手段によって撮像される。そして、判定手段は、このときの撮像情報に基づいて、例えば画像処理手法を用いて穀物の各粒の面積や色等の比較に基づいて穀物を評価することにより、穀物の外観品位の判定を行うことができるのである。
【０００９】
また、外観による目視判断結果と同様な情報であるサンプル穀物の撮像画像情報が検査結果と対応付けて記憶されるので、サンプル穀物を識別可能な状態で保管していなくても、サンプル穀物の状況を生産者が容易に確認することが可能であり、サンプル穀物を保管するための余計なスペースが不要となり、構成をより簡素化させることが可能となる。
【００１２】
請求項２に記載の特徴構成によれば、前記サンプル穀物を、乾燥処理を行わない生籾状態で脱ぷ処理した後に検査するように構成されているので、サンプル穀物を乾燥させるための専用の乾燥機が不要で、それだけ構成を簡素化することができると共に、乾燥の為の処理時間を省いて検査処理をより迅速に能率よく行うことができるものとなる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る穀物検査装置の一例として、穀物処理設備における仕分け用判別情報を計測するための検査装置に適用した場合について図面に基づいて説明する。
【００１４】
先ず、穀物処理設備について説明する。
図５，図６に示すように、穀物処理設備は、納入者が投入する穀物の荷受け処理が行われる穀物受入れ部としての荷受け部Ａ、穀物の乾燥処理が行われる乾燥部Ｂ、乾燥後の穀物を貯蔵する貯蔵部Ｃ、穀物の籾摺調整部Ｄ及び穀物を出荷する出荷部Ｅ等を備えて構成されている。
【００１５】
前記荷受け部Ａは、穀物を受け入れる受入部としての荷受けホッパー１、荷受けホッパー１からの穀物を横送りする荷受けコンベア２、穀物を揚送する第１揚送コンベア３、穀物を一旦貯留する流量調整タンク４、穀物から藁屑等の異物を除去するための粗選機５、粗選機５から排出される穀物を計量する荷受け用計量機６等を夫々２組づつ備えて構成されている。  前記乾燥部Ｂは、荷受け部Ａから供給される穀物を貯留するために、前記荷受け部Ａの２組づつの構成に対応して２組づつ備えられる一時貯留用の複数の貯留ビン８と、貯留ビン８から供給される穀物を乾燥処理を行う乾燥機ｋ等が備えられる。  前記貯蔵部Ｃには、乾燥後の穀物を貯蔵する複数のサイロ９が設けられ、籾摺調整部Ｄには、調整タンク１０、精選機１１、売渡し用計量機１２、籾摺調整装置１３、石抜機１４等が設けられ、出荷用設備Ｅには、出荷用調整タンク１５、出荷用計量機１６，１７、複数の出荷用タンク１８等が設けられる。  尚、図示はしないが、それら機械類は、建物の内部空間を利用して、立体的（多層階式）に配設されている。
【００１６】
次に、この設備において穀物を搬送するための搬送経路について説明する。
前記荷受けホッパー１から受け入れられた未乾燥の穀物は、荷受けコンベア２によって横方向に搬送されたのち、第１揚送コンベア３によって上方箇所に揚送され、流量調整タンク４にて一時貯留されて、粗選機５によって混入した藁屑等の異物を除去されたのち、前記荷受け用計量機６によって計量されることになる。  前記流量調整タンク４の機能について説明を加えれば、前記荷受け用計量機６は、いわゆるバッチ式の計量機に構成されているため、荷受け用計量機６は計量中はその内部に穀物を一時貯留する状態となる。従って、計量のために受け入れた穀物を排出しなければ次の計量を行えないことになる。そこで、前記流量調整タンク４に二個の貯留部を備えて、一方の貯留部が計量動作を行っている間に他方の貯留部に穀物を貯留させるようにすることで、先に受け入れた穀物の計量が完了していなくても、次の荷受け処理を開始できるようにして、荷受け処理の効率化を図ることができるようにしているのである。但し、荷受け量が多い場合には、前記二個の貯留部に同一受け入れ先の穀物を分配する状態で貯留させる場合もある。
【００１７】
前記荷受け用計量機６から排出される計量後の穀物は、第２揚送コンベア７によって上方に揚送され、中継コンベア１９と移動コンベア２０を介していずれかの貯留ビン８に貯留されることになる。  前記貯留ビン８に貯留された穀物は、各貯留ビン８の下端部の排出部に各別に設けられたシャッター２１を選択的に開作動させてその下端部から排出され、横送り搬送コンベア２２にて搬送され、第３揚送コンベア２３によって上方に揚送されて、更に、搬送コンベア２４にてサイロ又は乾燥部が配置される箇所の近くまで搬送され、切り換え弁２５によって乾燥機ｋに送るか貯蔵工程に送るかを切り換えられるようになっている。
【００１８】
前記乾燥機ｋに送る場合には、第４揚送コンベア２６によって揚送された穀物を前記乾燥機ｋに投入し、貯蔵工程に送る場合には、第５揚送コンベア２７によって揚送して、更に、貯留ビン８に搬送するか又はサイロ９に搬送するかを切り換え弁２８によって切り換える。前記乾燥機ｋの下端部から排出される穀物は、切り換え弁２９によって再度乾燥機ｋに投入されるか又は第５揚送コンベア２７の始端部に戻されるかを切り換えるようになっている。  貯蔵工程に送る場合には、上部搬送コンベア３０により選択的にいずれかのサイロ９に穀物が供給される。サイロ９の下端部から排出される穀物は、切り換え弁３１によって乾燥用の第４揚送コンベア２６に戻すための乾燥用搬送コンベア３２に排出されるか、出荷工程に搬送するための出荷用搬送コンベア３３ａ，３３ｂに排出されるかが切り換えられるようになっている。
【００１９】
前記切り換え弁３１が出荷工程に搬送するように切り換えられて、サイロ９の下端部に各別に設けられたロータリバルブが操作されることにより、第１出荷用コンベア３３ａ及び第２出荷用搬送コンベア３３ｂから排出される穀物は、流量調整タンク１０を経由して、精選機１１又は売渡し用計量機１２に搬送されるようになっている。但し、精選機１１から排出される穀物を売渡し用計量機１２に搬送することもできるようになっている。  売渡し用計量機１２で計量された穀物は、第６揚送コンベア３５で揚送された後、籾摺調整装置１３に搬送されるようになっている。但し、第６揚送コンベア３５の終端部に切り換え弁３６が設けられ、第６揚送コンベア３５で揚送された穀物をサイロ９の上部の横送り搬送コンベア３７からサイロ９に戻すこともできるようになっている。
【００２０】
籾摺調整装置１３から排出される穀物は、石抜機１４を経由して第７揚送コンベア３８で上方に揚送され、切り換え弁３９を介して、出荷用計量機１６の調整タンク１５、又は、別の出荷用計量機１７に搬送されるようになっている。  前記出荷用計量機１７から排出される穀物は、第８揚送コンベア４０で上方に揚送され、横送り搬送コンベア４１を経由して、複数個の出荷タンク１８の夫々に所定量毎に区分けされた状態で収納されるようになっている。出荷タンク１８から排出される穀物は、出荷搬送コンベア４２から、運送用のトラックの荷台等に排出されて出荷されることになる。
【００２１】
又、貯留ビン８の下端部には、複数の貯留ビンに共用する状態で貯留空間に送風する送風機４５が設けられ、貯留ビン８の上方から内部の空気を外部に排出するための吸引式の排気ファン４６が設けられている。
【００２２】
この穀物処理設備において、納入者が穀物を投入する場合には、先ず、受付Ｕにて受付処理を済ませた後、穀物を荷受けホッパー１に投入することになる。  そして、この穀物処理設備においては、仕分け用の判別情報に基づいて仕分けした状態で前記乾燥機ｋにて乾燥処理を行うように構成され、荷受け用計量機６において、投入された穀物からサンプル穀物としてのサンプル籾を採取し、その採取したサンプル籾に対して、乾燥処理を行わない状態で、仕分け用の判別情報を求める検査装置Ｆが備えられている。
【００２３】
次に、前記検査装置Ｆについて説明する。
検査装置Ｆは、投入されたサンプル籾の含有成分として水分含有率及び食味予想値に加えて、外観品位及び歩留の夫々を計測する計測装置Ｆ１と、これらの計測情報を後述するように入力される識別情報に対応つけて記憶並びに管理するデータ管理装置Ｆ２（記憶手段に対応）とを備えて構成されている。
【００２４】
前記計測装置Ｆ１は、図１，図２に示すように、装置正面には、前記穀物から採取されたサンプル籾が投入される投入口４８及び人為操作用のタッチパネル４９が設けられ、投入口４８から流下供給されるサンプル籾に含まれる藁屑等の夾雑物を除去するための粗選別を行う粗選別機５０、選別のサンプル籾の全重量を計測するロードセル５１、重量計測されたサンプル籾を上揚搬送する第１搬送部５２、第１搬送部５２から排出されるサンプル籾の籾摺を行う籾摺機５３、籾摺されたサンプル籾を上揚搬送する第２搬送部５４、第２搬送部５４から排出されたサンプル籾が供給され、そのサンプル籾に対する食味、及び、水分率を計測する食味計５５、食味計５５にて計測が終了した籾を横送り搬送する第１横送りコンベア５６、この第１横送りコンベア５６の終端部からサンプル籾を上揚搬送する第３搬送部５７、第３搬送部５７から排出されたサンプル籾を前記ロードセル５１に戻す第２横送りコンベア５８、サンプル籾を排出部ｈに横送りする第３横送りコンベア５９、第１搬送部５２から排出されるサンプル籾を籾摺機５３に供給する状態と第３横送りコンベア５９に供給する状態とに切り換え自在な切換弁６０等が備えられ、更に、タッチパネル４９の入力情報に基づいて上記各部の動作を制御するとともに、計測情報を仕分け用の判別情報として出力する制御装置ＦＨがマイクロコンピュータを利用して構成されて備えられている。
【００２５】
又、この検査装置Ｆには、前記ロードセル５０の上方側に、重量計測のために一時貯留されることになるサンプル籾を上方側から撮像する撮像手段としてのカラー式のデジタルビデオカメラ６１が備えられ、その横には照明用の光源６２が設けられている。
【００２６】
前記食味計５５は従来より公知のものであり、サンプル粒に対する赤外光の反射光や透過光等を波形分析（分光分析）して、各種の成分含有率を検出するようになっている。計測される含有成分としては、アミロース、タンパク質等の含有率が計測されることになる。これらの成分の含有率を計測することにより食べるときの食味予想値を判別することができるのである。尚、食味計では食味予想値に対応する情報に加えて水分も計測されるようになっている。
【００２７】
尚、投入口４８には、籾が定量になったことを検出する定量センサ６３と、定量に達すると開操作されるシャッター６４とが設けられ、投入された籾のうち設定量のサンプル籾を供給できるようになっている。
【００２８】
この検査装置の動作手順について説明する。
図３に示すように、サンプル籾が投入されると、その投入されたサンプル籾に対して藁屑等の夾雑物を除去するための粗選別処理が行われ（図３の（１））、その後、そのサンプル籾の全重量を計測するとともに、そのときに脱ぷ処理前の穀物としてカメラ６１により撮像される（図３の（２），（３））。次に、籾摺処理（脱ぷ処理）を行った後に食味計５５において所定の計測が行われる（図３の（４），（５））。食味計５５での計測が終了したサンプル籾は第１横送りコンベア５６、第３搬送部５７、第２横送りコンベア５８を経由して再度、ロードセル５１に戻されて、籾摺処理（脱ぷ処理）が行われて玄米となったサンプル籾の重量が計測されるとともに、カメラ６１によりそのときの玄米となったサンプル籾が撮像される（図３の（６），（７））。そして、第１搬送部５２、第３横送りコンベア５９により排出部ｈに排出される（図３の（８））。このようにサンプル籾は別途保管されることなく全て外部に排出されることになる。
【００２９】
そして、前記制御装置ＦＨは、脱ぷ処理が行われた後のカメラ６１による撮像情報（即ち、図３の（７）における撮像の際の画像情報）に基づいて、画像処理手法を用いて穀物の外観品位の判定及び歩留りの判定を行うように構成されている。従って、制御装置ＦＨを利用して判定手段が構成されることになる。
【００３０】
尚、カメラ６１で撮像する場合、サンプル籾が互いに重なり合わないように、籾が１粒づつ確実に分離させるために図８に示すように、受入れ用の底面Ｕに籾ｍが入り込むような多数の凹部ｏｂが形成されており、特に、脱ぷ処理が行われた後の撮像（図３の（７）の処理）においては、例えば、設定量づつ籾を供給させて例えば作業者が手で均して、図９に示すように、各籾ｍが各凹部ｏｂに入り込み各々が分離した状態になるように調整した後に、撮像を行うようにしておくと、確実に画像情報を得ることができる。
【００３１】
制御装置ＦＨの画像処理の手順について説明すると、図４に示すように、先ず、前記撮像画像情報に基づいて、脱ぷ処理が行われた後のサンプル籾の各粒の画像の輪郭を抽出する（ステップ１）。そして、各粒に対してそれの画像上での面積を順次算出していく（ステップ２）。その各粒の面積が予め設定された値より大きければその粒は整粒（正常粒）であると判定し、設定された値より小さければその粒は屑粒（図９のｋｕ）であると判定する（ステップ３，４，９）。更に、整粒と判定された場合、その粒の画像における色情報の判別により、白色であるか否かに基づいて、外観に異常がない良品粒（図９のｒｙ）であるか、青色や茶色等に変色している着色粒等の外観不良粒（図９のｔｙ）であるかを判別するようにしている（ステップ５〜８）。  そして、このような判別処理を全ての粒について実行して、次のようにして歩留り（整粒歩留り、屑粒歩留り）を判定する（ステップ１０，１１）。即ち、整粒歩留りＳＢ及び屑粒歩留りＫＢは夫々次のような演算式に基づいて算出することになる。但し、「ｇｊ」は図３の（６）にて計測される玄米状態のサンプル籾の重量、「ｎｊ」は図３の（２）にて計測される生籾状態のサンプル籾の重量、「ｓｍ」は前記画像処理にて整粒と判定された粒の画像面積の総和であり、「ｋｍ」は前記画像処理にて屑粒と判定された粒の画像面積の総和である。  従って、制御装置ＦＨは、撮像画像中における前記サンプル穀物の１粒づつの面積に基づいて屑粒であるか整粒であるかを判別するとともに、屑粒と整粒との比率に基づいて、歩留りを判定するように構成されている。
【００３２】
【数１】
ＳＢ＝〔ｇｊ／ｎｊ〕・〔ｓｍ／（ｓｍ＋ｋｍ）〕
【００３３】
【数２】
ＫＢ＝〔ｇｊ／ｎｊ〕・〔ｋｍ／（ｓｍ＋ｋｍ）〕
【００３４】
又、整粒の面積の総和に対する外観不良粒の面積の総和の割合がどの程度であるかによって外観品位を判定するようになっている（ステップ１２）。
【００３５】
そして、上述したような各計測情報は後述するような生産者の識別番号に対応つけて管理される状態でデータ管理装置Ｆ２に入力される。更に、粒選別した後に計測される整粒重量と前記玄米重量、全籾重量等から歩留が計測され、この情報もデータ管理装置Ｆ２に入力されるようになっている。
【００３６】
納入者（生産者）は、荷受けホッパー１への穀物の投入、及び、サンプル籾の投入口４８への投入の後に、受付Ｕにて自己の識別番号（例えば、自宅の電話番号）や対象穀物の生産ロット番号（圃場番号等）、穀物の品種等の情報（これらが識別情報に対応する）、及び、２つ荷受けホッパー１のうちのいずれに投入するかについての情報を入力するようになっており、これらの入力情報がデータ管理装置Ｆ２に入力され、データ管理装置Ｆ２は、これらの入力情報に基づいて、サンプル籾が採取された穀粒についてのその後の処理や品質計測情報等を管理するようになっている。
【００３７】
前記データ管理装置Ｆ２には、前記カメラ６１により撮像されて記憶されている画像情報を適宜、読み出して画像表示することが可能な表示装置（図示せず）が備えられ、生産者の要望に応じて適宜、自己の画像情報を表示することができるようになっている。
【００３８】
図７に、穀物処理設備全体における穀物の移動状態、及び、各種の計測情報の流れを示している。  複数の納入者（農家）から持ち込まれる穀物は、上記した食味、外観品位等の品質や水分含有率が互いに異なる場合があるが、このような品質や水分等をサンプル籾にて計測して、その計測結果に基づいて総合的に穀物の品質を評価して仕分けして、乾燥工程等の以後の処理を各計測状態に対して適切となる互いに異なる条件で処理するようになっている。図にて乾燥工程以後の穀物の流れが複数に分岐しているのは、複数の乾燥機にて同時に並行して処理するという意味では無く、このような仕分けされた状態での穀物の流れを表している。  尚、別途入力される出荷用指示情報に基づいて、各別に管理される異なる品質の穀物を、夫々単独で出荷する状態と、それらを設定混合比率で混合させた状態で出荷させるべく、サイロ９から穀物の排出状態を制御する状態とに切り換え自在に構成されるとともに、又、乾燥工程やサイロ９に設けられた図示しない温度センサや水分計の計測情報をモニター表示するようになっている。
【００３９】
この穀物処理設備に備えられる制御装置ＳＨは、具体的には以下のような動作を実行するようになっている。つまり、上記各搬送コンベアや各揚送コンベアにおける穀物の搬送状態や、各切り換え弁の切り換え操作、並びに、貯留ビン８やサイロ９に設けられる各シャッター２１の開閉操作、前記出荷用指示情報に基づくブレンド処理、穀物を複数の貯留ビン８のうちのいずれか選択された貯留ビン８に選択的に仕分けした状態で貯留させる仕分け操作の夫々を予め設定された順序で実行するように構成されている。
【００４０】
そして、制御装置ＳＨは前記データ管理装置Ｆ２との間でデータを互いに通信可能に連係されており、前記各工程での検出情報等がデータ管理装置Ｆ２に通信されるとともに、データ管理装置Ｆ２からは、上記計測情報に基づく穀粒処理用の仕分け情報が入力されるようになっている。  又、データ管理装置Ｆ２は、サンプル籾が投入される毎に入力される複数の識別番号や生産ロット番号等の入力情報、前記仕分け用情報、並びに、各工程での検出情報等の情報が各生産者情報と対応つけて管理される状態で品質情報データベースとして記憶されるとともに、それらの情報が各生産者に対して例えば印刷情報等により出力するように構成されている。
【００４１】
〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、サンプル籾の画像における整粒や屑粒の面積の総和の比率に基づいて歩留りを判定するようにしたが、例えば、整粒や屑粒の個数の比率に基づいて歩留りを判定するようにしてもよい。
【００４３】
（２）上記実施形態では、サンプル穀物を、乾燥処理を行わない生籾状態で脱ぷ処理した後に検査するように構成する場合を例示したが、乾燥処理を行った後に検査を行うようにしてもよい。
【００４４】
（３）上記実施形態では、サンプル籾に対する籾摺処理は１回だけ行うようになっていたが、上記したように乾燥処理を行わない所謂生籾状態では籾摺が行い難い面があり、１回の籾摺では充分な脱ぷが行えないおそれがある。そこで、籾摺行程を二回行うようにして１回目の籾摺処理の後、籾摺処理が適正に行われた玄米と未処理状態の籾とを選別して、籾は再度、籾摺処理を実行した後に、粒選別処理を行って整粒と屑粒とに選別するようにしてもよい。  尚、この場合、籾摺機は異なるものを二台設けてよいが、１台の籾摺機を兼用して使用するようにしてもよい。
【００４５】
（４）上記実施形態では、籾摺された後にサンプル籾が食味計５６にて食味が計測される構成としたが、このような計測を行わない構成としてもよい。
【００４６】
（５）上記実施形態では、荷受け計量の際にサンプル籾の採取が行われるようにしたが、サンプル籾の採取が受付での受付処理が行われた後、穀物が荷受けホッパー１に投入される前に行われるようにしてもよく、荷受けホッパー１に投入された直後、あるいは、荷受けホッパー１から流量調節タンク４に搬送されるまでの搬送途中で採取するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】検査装置の側面図
【図２】検査装置の正面図
【図３】検査装置のフローチャート
【図４】検査装置の判定処理のフローチャート
【図５】穀物処理設備の荷受け工程、乾燥工程、貯蔵工程の概略構成図
【図６】穀物処理設備の籾摺調整工程、出荷工程の概略構成図
【図７】穀物処理設備における穀物と情報の流れを示す図
【図８】撮像するときの籾支持部の側面図
【図９】撮像するときの籾支持部の平面図
【符号の説明】
６１              撮像手段
ＦＨ              判定手段
Ｆ２              記憶手段
【図１】
0003763818.tif 000002
【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】
0003763818.tif 000007
【図７】
0003763818.tif 000008
【図８】
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【図９】
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