CN116670498A - 谷粒判别装置 - Google Patents

Abstract

一种谷粒判别装置，其能够判别载置于透明托盘的谷粒的品质，所述谷粒判别装置具有：上方照相机，其配置于所述谷粒的上方并能够拍摄该谷粒的上表面；下方照相机，其配置于所述谷粒的下方并能够拍摄该谷粒的下表面；上方光源，其配置于所述谷粒的上方并能够对该谷粒的上表面进行照明；以及第一下方光源，其配置于所述谷粒的下方并能够对该谷粒的下表面进行照明。

Description

谷粒判别装置

技术领域

本发明涉及一种能够判别谷粒的品质的谷粒判别装置。

背景技术

以往，通过光学手段判别谷粒的品质。例如，在专利文献1所记载的发明中，使用谷粒的载置面透明的透明托盘，利用照相机从上方对载置于该透明托盘的谷粒进行拍摄。然后，基于得到的图像信息，判别谷粒的品质。这样的装置光学地判别谷粒的品质，因此即使不是经验者，也能够容易地进行品质的判别。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2020-026963号公报

发明内容

发明要解决的课题

在希望提高谷粒的品质的判别精度的过程中，不仅获得载置于透明托盘上的谷粒的表面的图像信息，还获得谷粒的背面的图像信息，由此有可能能够提高品质的判别精度。但是，若在判别谷粒的品质的装置内设置照相机，则需要确保其设置空间，导致谷粒判别装置的大型化，可搬运性能降低。

本发明的目的在于提供一种能够抑制谷粒判别装置的大型化并且提高谷粒的判别精度的谷粒判别装置。

用于解决课题的手段

(1)本发明是一种谷粒判别装置，其能够判别载置于透明托盘的谷粒的品质，所述谷粒判别装置的特征在于，具有：上方照相机，其配置于所述谷粒的上方并能够拍摄该谷粒的上表面；下方照相机，其配置于所述谷粒的下方并能够拍摄该谷粒的下表面；上方光源，其配置于所述谷粒的上方并能够对该谷粒的上表面进行照明；以及第一下方光源，其配置于所述谷粒的下方并能够对该谷粒的下表面进行照明。

(2)根据上述(1)所述的谷粒判别装置，其特征在于，所述谷粒判别装置具有：设置有所述上方照相机的上部壳体；设置有所述下方照相机的下部壳体；以及能够载置所述透明托盘的托盘配置壳体，所述托盘配置壳体能够使所述上部壳体和所述下部壳体中的至少任一方可动而进行收纳。

(3)根据上述(1)或(2)所述的谷粒判别装置，其特征在于，所述上方光源能够利用直接光和/或间接光对所述谷粒的上表面进行照明，

所述第一下方光源能够利用间接光对所述谷粒的下表面进行照明。

(4)根据上述(3)所述的谷粒判别装置，其特征在于，所述第一下方光源的间接光是来自植毛布或无反射涂装面的间接光。

(5)根据上述(1)至(4)中任一项所述的谷粒判别装置，其特征在于，所述谷粒判别装置具有配置于所述谷粒的下方且能够对该谷粒的下表面进行照明的第二下方光源，所述第二下方光源能够利用直接光和/或间接光从斜下方对所述谷粒的下表面进行照明。

(6)根据上述(5)所述的谷粒判别装置，其特征在于，所述第一下方光源和所述第二下方光源中，至少任一方发光而进行所述下方照相机对所述谷粒的拍摄。

(7)根据上述(5)或(6)所述的谷粒判别装置，其特征在于，所述第二下方光源具备发光部和配置于该发光部的光的照射方向的柱面透镜，所述柱面透镜能够抑制光的扩散而对所述谷粒的下表面进行照明。

发明的效果

根据上述(1)的发明，能够利用上方照相机和下方照相机分别对载置于透明托盘的谷粒的上表面和下表面进行拍摄。并且，通过具备能够对谷粒的上表面进行照明的上方光源和能够对谷粒的下表面进行照明的第一下方光源，从而能够比以往更高精度地进行谷粒的品质的判别。

根据上述(2)的发明，托盘配置壳体能够使设置有上方照相机的上部壳体和设置有下方照相机的下部壳体中的至少任一方可动而进行收纳。根据这样的结构，在保管、搬运谷粒判别装置时，能够收纳上部壳体和下部壳体中的至少任一方而缩小装置整体。由此，容易确保保管空间，进而，能够使谷粒判别装置的搬运变得容易。

根据上述(3)的发明，能够利用上方光源的直接光和/或间接光对谷粒的上表面进行照明。特别是，即使在将比大豆等米粒大的谷粒载置于透明托盘的情况下，也能够使谷粒不易产生阴影。而且，能够对谷粒的表面整体进行照明。

根据上述(4)的发明，由第一下方光源产生的间接光是来自植毛布或无反射涂装面的间接光，因此能够防止光源、周边部件映入谷粒的下表面。

根据上述(5)的发明，在谷粒的下方设置能够对谷粒的下表面进行照明的第二下方光源，能够从谷粒的斜下方照射该第二下方光源的直接光和/或间接光。由此，特别是能够有效地进行米粒的裂纹的检测。

根据上述(6)的发明，第一下方光源和所述第二下方光源中，至少任一方发光而由所述下方照相机进行谷粒的拍摄。由此，能够根据要判定的品质项目选择发光的光源，因此能够高精度地判别谷粒的品质。

根据上述(7)的发明，在第二下方光源中，能够将发光部的光经由柱面透镜向谷粒的下表面照射。由此，能够抑制光的扩散，以均匀且没有不均的亮度拍摄谷粒的下表面。

附图说明

图1是表示本实施方式的谷粒判别装置的剖视图。

图2是表示本实施方式的谷粒判别装置的俯视图。

图3是表示本实施方式的谷粒判别装置的收纳方式的剖视图。

图4是表示本实施方式的谷粒判别装置的内表面的规格的剖视图。

图5是表示谷粒判别装置的上方光源的发光方式的剖视图。

图6是表示谷粒判别装置的第一下方光源的发光方式的剖视图。

图7是表示谷粒判别装置的第二下方光源的发光方式的剖视图。

图8是表示本实施方式的变形例的谷粒判别装置的剖视图。

具体实施方式

以下，使用附图对本发明的各实施方式的谷粒判别装置1进行说明。

(第一实施方式)

图1是第一实施方式的谷粒判别装置1的剖视图。谷粒判别装置1能够向谷粒照射光，并从上方以及下方拍摄该谷粒。谷粒判别装置1能够用于判别米、麦、豆类、玉米等谷粒的品质。

如图1的剖视图以及图2的俯视图所示，谷粒判别装置1形成为箱型，主要由上部壳体12、托盘配置壳体11以及下部壳体13构成。如图2所示，上部壳体12为圆筒形状。托盘配置壳体11中，从透明托盘50的底面到上方为圆筒形状。托盘配置壳体11中，从透明托盘50的底面起下方及下部壳体13为八边形。

但是，上部壳体12、托盘配置壳体11以及下部壳体13不一定限定于图2所示的形状。例如，能够适当地采用俯视时圆形、八边形以外的多边形等。

如图1所示，成为品质的判别对象的谷粒2被放入盘形状的透明托盘50，该透明托盘50载置于在托盘配置壳体11内开口的圆形载置部14。本实施方式的透明托盘50由透明的合成树脂形成为盘状，但只要至少载置谷粒2的底面具有透光性即可，形状、尺寸也没有特别限定。

在上部壳体12的内部安装有能够从上方拍摄谷粒2的上方照相机3a。而且，上部壳体12能够经由形成于托盘配置壳体11的上部开口16沿箭头方向上下移动。

通过这样的结构，如图3所示，能够将上部壳体12与上方照相机3a一起收纳在托盘配置壳体11的内部。在利用上方照相机3a拍摄谷粒2时，将上部壳体12固定于图1所示的位置。作为固定上部壳体12的方法，无需例示，只要适当采用公知的卡定方法即可。

在下部壳体13的内部安装有能够从下方拍摄谷粒2的下方照相机3b。并且，下部壳体13能够经由形成于托盘配置壳体11的周围开口17沿箭头方向上下移动。此外，在托盘配置壳体11上形成有图1所示的下部开口15。由此，在使托盘配置壳体11向下方移动、或者使下部壳体13向上方移动而将下部壳体13收容于托盘配置壳体11内时，防止下方照相机3b与托盘配置壳体11干涉。

通过这样的结构，如图3所示，能够将下部壳体13与下方照相机3b一起收纳在托盘配置壳体11的内部。在利用下方照相机3b拍摄谷粒2时，将下部壳体13固定于图1所示的位置。作为固定下部壳体13的方法，无需例示，只要适当采用公知的卡定方法即可。

如图3所示，通过能够将上部壳体12及下部壳体13收容在托盘配置壳体11的内部，能够将图1所示的使用时的谷粒判别装置1的高度降低至2/3左右的高度。通过这样的结构，能够容易地确保谷粒判别装置1的保管空间，进而能够容易地搬运。

如图1和图5的剖视图所示，在透明托盘50的斜上方设置有上方光源30，作为发光部设置有多个白色LED。并且，如图5所示，透明托盘50的周围的侧壁为白色面，因此能够将上方光源30的直接光以及由侧壁反射的间接光照射到谷粒2。

通过这样的结构，即使在将大豆等比米粒大的谷粒放入透明托盘50的情况下，也难以产生谷粒2等的影子，进而能够对谷粒2的表面整体进行照明。而且，如图5所示，上部壳体12的内部的壁面及托盘配置壳体11的内部的上表面为无反射的黑色面，因此，有效地防止周边部件映入载置于透明托盘50的谷粒2的表面。

如图1和图6的剖视图所示，在透明托盘50的斜下方设置有第一下方光源40和第二下方光源20。第一下方光源40朝向下方设置有多个白色LED作为发光部。并且，如图6所示，第一下方光源40的周围的侧壁为白色面，第一下方光源40的相对的面为无反射的黑色面。作为无反射的黑色面，例如可以通过植毛布的设置或无反射的涂材的涂布等来形成。

并且，第一下方光源40的直接光、被侧壁反射的间接光强烈地照射到无反射的黑色面，由此上述黑色面中的反射光作为第一下方光源40的间接光照射到透明托盘50的底面。通过这样的结构，能够向透明托盘50的整个底面均匀地照射光，能够对谷粒的整个下表面进行照明。

如图1和图7的剖视图所示，在透明托盘50的斜下方设置有第二下方光源20，作为发光部，朝向柱面透镜22设置有多个白色LED21。更详细地进行说明，在截面为U型的反射器内设置有白色LED21和柱面透镜22。

然后，根据图1所示的角度A，来自白色LED21的直接光经由柱面透镜22照射到透明托盘50的底面。通过这样构成，能够从斜下方对载置于透明托盘50的底面的谷粒2照射光，特别是能够有效地进行米粒的裂纹的检测。进而，通过设置柱面透镜22，能够通过透镜的作用抑制光的扩散，使透明托盘50的底面的亮度大致均匀。

另外，在本实施方式中，如上所述，在上方光源30、第一下方光源40以及第二下方光源20中使用了白色LED，但未必限定于白色LED，也可以组合R(红色)、G(绿色)、B(蓝色)的单色LED。

接着，对本实施方式的谷粒判别装置1的品质判别方法进行说明。

在使用谷粒判别装置1时，从图3所示的谷粒判别装置1的状态起，如图1所示，将上部壳体12从托盘配置壳体11向上方拉出并固定。进而，使托盘配置壳体11向上方移动而从该托盘配置壳体11拉出下部壳体13并固定。本实施方式的谷粒判别装置1中，上方照相机3a及下方照相机3b均使用相同规格的照相机，使由上方照相机3a及下方照相机3b取得的图像品质成为相同品质。并且，进行不依赖于图像处理的镜头像差校正，在摄像画面整个面对焦。因此，在本实施方式中，载置于透明托盘50的底面的谷粒2与上方照相机3a及下方照相机3b的距离为相同的距离。

接着，如图1所示，将作为品质的判别对象的谷粒2载置于透明托盘50，载置于托盘配置壳体11内的圆形载置部14。接着，将上方光源30及第一下方光源40、第二下方光源20点亮，对载置于透明托盘50的谷粒2照射光，利用上方照相机3a及下方照相机3b进行谷粒2的拍摄。例如，能够通过上方照相机3a以及下方照相机3b分别拍摄反射图像、透射图像、裂纹图像这3种图像。通过使上方光源30与第一下方光源40及第二下方光源20同时点亮，能够利用上方照相机3a及下方照相机3b拍摄谷粒2的反射透射图像。

如上所述，也可以使上方光源30与第一下方光源40及第二下方光源20同时点亮，利用上方照相机3a及下方照相机3b进行谷粒2的拍摄。作为其他拍摄方法，也可以在将上方光源30和第一下方光源40或第二下方光源20同时点亮的状态下，利用上方照相机3a及下方照相机3b拍摄谷粒2。通过这样的拍摄方法，能够在谷粒2的表面以及背面拍摄反射透射图像。

在进行载置于透明托盘50的谷粒2的背面的拍摄时，也能够使第二下方光源20点亮，进行基于下方照相机3b的拍摄。在本实施方式中，如上所述，通过设置柱面透镜22，能够通过透镜的作用抑制光的扩散，使透明托盘50的底面的亮度大致均匀。由此，图像品质提高，在谷粒2的背面存在着色的情况下，能够判断是乳白还是着色。

在本实施方式中，在第二下方光源20设置有柱面透镜22，但光的出射面形成为凸状即可。例如，也可以是受光面形成为平面且光的出射面形成为凸状的半圆柱形的透镜、或透镜的截面形成为椭圆的透镜。即，透镜的光的出射面的凸状只要具备弯曲面即可。

在本实施方式中，如图1所示，具备第一下方光源40和第二下方光源20双方，但不一定需要具备双方，也可以仅具备任意一方。即使在具备第一下方光源40和第二下方光源20这两者的情况下，也能够仅使任一方点亮来进行谷粒2的表面、背面的拍摄。

由上方照相机3a及下方照相机3b分别拍摄到的图像数据由谷粒判别装置1的未图示的微型计算机解析。例如，基于取得的谷粒2的图像数据，提取外形形状、面积、长度、宽度等形状信息、色彩信息、米粒的裂纹等光学信息，能够高精度地判别谷粒2的品质。

特别是，本发明不对谷粒2的表面和背面的拍摄实施特别的图像处理，就能够在拍摄画面整面对谷粒2全部进行拍摄。在该情况下，透明托盘50上的谷粒2与上方照相机3a及下方照相机3b的距离需要为一定以上，但构成为仅在使用谷粒判别装置1时，从托盘配置壳体11将上部壳体12向上方拉出并固定，将下部壳体13向下方拉出并固定，因此对保管时期、省空间化、搬运、移动的便利性做出较大贡献。

(第二实施方式)

接着，对本发明的第二实施方式进行说明。需要说明的是，对于与前述的第一实施方式相同的结构，省略说明，特别是对于与第一实施方式不同的结构，以下进行说明。

在第二实施方式中，主要由上部壳体12和托盘配置壳体11构成。更简单地说，是未设置上述的第一实施方式中的下部壳体13的实施方式，构成为不具备下方照相机3b，能够将托盘配置壳体11直接放置于接地面。

另外，与第一实施方式同样地，能够将上部壳体12与上方照相机3a一起收纳在托盘配置壳体11的内部。而且，在利用上方照相机3a拍摄谷粒2时，将上部壳体12固定在图1所示的位置。通过设为这样的结构，与现有类型的判别装置相比，能够使装置自身小型化，能够容易地确保谷粒判别装置1的保管空间，进而能够容易地搬运。

(第三实施方式)

接着，对本发明的第三实施方式进行说明。需要说明的是，对于与前述的第一实施方式相同的结构，省略说明，特别是对于与第一实施方式不同的结构，以下进行说明。

在第三实施方式中，主要由下部壳体13和托盘配置壳体11构成。更简单地说，是不设置前述的第一实施方式中的上下可动的上部壳体12，而在托盘配置壳体11内的上部固定配置了上方照相机3a的实施方式。需要说明的是，由于在上方照相机3a与谷粒2之间需要规定距离，因此图1所示的托盘配置壳体11需要向上方变大。

下部壳体13与前述的第一实施方式同样，能够与下方照相机3b一起收纳在托盘配置壳体11的内部。通过这样的结构，与现有类型的判别装置相比，能够利用上方照相机3a和下方照相机3b进行高精度的谷粒2的品质的判别。而且，能够使装置自身小型化，能够容易地确保谷粒判别装置1的保管空间，而且能够容易地搬运。

(变形例)

在图8中示出了前述的第一实施方式(参照图1等)的变形例中的谷粒判别装置1的剖视图。另外，基本的装置结构与前述的第一实施方式相同，如图所示，在变形例中，在壳体的形状为大致球状这一点上不同。以下，对变形例进行说明，但有时省略与前述的第一实施方式共同的结构来进行说明。

变形例中的谷粒判别装置1，如图8的剖视图所示，壳体的形状形成为大致球状。壳体以该壳体的中央附近为分界线，主要由上部壳体12和下部壳体13构成。

在安装于上部壳体12或下部壳体13中的任一方的圆形载置部14载置有透明托盘50，通过安装于上部壳体12的上方照相机3a和安装于下部壳体13的下方照相机3b，能够对载置于透明托盘50的谷粒2进行拍摄。

在透明托盘50的斜上方设置有上方光源30，作为发光部设置有多个白色LED。并且，在透明托盘50的斜下方设置有第一下方光源40和第二下方光源20。第一下方光源40朝向下方设置有多个白色LED作为发光部。第二下方光源20朝向柱面透镜22设置有作为发光部的多个白色LED21。更详细地进行说明，在截面为U型的反射器内设置有白色LED21和柱面透镜22。另外，如图8所示，第二下方光源20在俯视时设置在4个方向上。

此外，在上述的各实施方式中，在透明托盘50的斜下方设置有第一下方光源40和第二下方光源20，但未必限定于这样的方式。例如，在透明托盘50的斜下方，可以不设置第二下方光源20而仅设置第一下方光源40，也可以不设置第一下方光源40而仅设置第二下方光源20。

另外，在图8所示的变形例中，将壳体的形状设为大致球状，但未必限定于这样的形状。例如，为了使上方照相机3a和下方照相机3b各自的照相机与透明托盘50之间的距离变长，也可以使谷粒判别装置1的壳体为沿上下方向延伸的大致椭圆形状。

以上，对本发明的几个实施方式进行了说明，但上述的发明的实施方式是为了容易理解本发明，并不限定本发明。本发明能够在不脱离其主旨的情况下进行变更、改良，并且在本发明中包含其等同物。另外，在能够解决上述课题的至少一部分的范围或者起到效果的至少一部分的范围内，能够进行权利要求书以及说明书所记载的各构成要素的组合或者省略。

符号说明

1 谷粒判别装置

2 谷粒

3a 上方照相机

3b 下方照相机

11 托盘配置壳体

12 上部壳体

13 下部壳体

14 圆形载置部

15 下部开口

16 上部开口

17 周围开口

20第二下方光源

21白色LED

22 柱面透镜

30 上方光源

40 第一下方光源

50 透明托盘

Claims (7)

1.一种谷粒判别装置，其能够判别载置于透明托盘的谷粒的品质，所述谷粒判别装置的特征在于，具有：

上方照相机，其配置于所述谷粒的上方并能够拍摄该谷粒的上表面；

下方照相机，其配置于所述谷粒的下方并能够拍摄该谷粒的下表面；

上方光源，其配置于所述谷粒的上方并能够对该谷粒的上表面进行照明；以及

第一下方光源，其配置于所述谷粒的下方并能够对该谷粒的下表面进行照明。

2.根据权利要求1所述的谷粒判别装置，其特征在于，

所述谷粒判别装置具有：设置有所述上方照相机的上部壳体；设置有所述下方照相机的下部壳体；以及能够载置所述透明托盘的托盘配置壳体，

所述托盘配置壳体能够使所述上部壳体和所述下部壳体中的至少任一方可动而进行收纳。

3.根据权利要求1或2所述的谷粒判别装置，其特征在于，

所述上方光源能够利用直接光和/或间接光对所述谷粒的上表面进行照明，

所述第一下方光源能够利用间接光对所述谷粒的下表面进行照明。

4.根据权利要求3所述的谷粒判别装置，其特征在于，

所述第一下方光源的间接光是来自植毛布或无反射涂装面的间接光。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的谷粒判别装置，其特征在于，

所述谷粒判别装置具有配置于所述谷粒的下方且能够对该谷粒的下表面进行照明的第二下方光源，

所述第二下方光源能够利用直接光和/或间接光从斜下方对所述谷粒的下表面进行照明。

6.根据权利要求5所述的谷粒判别装置，其特征在于，

所述第一下方光源和所述第二下方光源中，至少任一方发光而进行所述下方照相机对所述谷粒的拍摄。

7.根据权利要求5或6所述的谷粒判别装置，其特征在于，

所述第二下方光源具备发光部和配置于该发光部的光的照射方向的柱面透镜，所述柱面透镜能够抑制光的扩散而对所述谷粒的下表面进行照明。