JP2015004548A - Non-destructive quality determination device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、青果物の品質を非破壊で判定する非破壊品質判定装置に関する。 The present invention relates to a nondestructive quality judging device for judging the quality of fruits and vegetables nondestructively.
従来、青果物の内部における空洞の有無を判定する非破壊品質判定装置は公知である(例えば、特許文献1)。
特許文献1に記載の非破壊品質判定装置は、青果物に検出光を照射して、青果物を透過した検出光を検出して、この検出結果に基づいて青果物の内部における空洞率を予測して、予測した空洞率(予測空洞率)が所定の閾値よりも大きい場合には、青果物の内部に空洞が有ると判定して、前記閾値以下の場合には、青果物の内部に空洞が無いと判定していた。
Conventionally, a nondestructive quality determination apparatus that determines the presence or absence of a cavity in a fruit or vegetable is known (for example, Patent Document 1).
The nondestructive quality determination device described in Patent Document 1 irradiates the fruits and vegetables with detection light, detects the detection light transmitted through the fruits and vegetables, predicts the void ratio inside the fruits and vegetables based on the detection results, If the predicted cavity ratio (predicted cavity ratio) is greater than a predetermined threshold, it is determined that there is a cavity inside the fruit and vegetable, and if it is less than the threshold, it is determined that there is no cavity inside the fruit and vegetable. It was.
しかし、搬送装置(コンベア)により搬送される青果物を全て測定する(検出光を照射する)ので、青果物が小さい場合には検出光が透過し過ぎて飽和し、次に流れてくる青果物の計測の誤差要因になる可能性があった。 However, since all the fruits and vegetables conveyed by the conveying device (conveyor) are measured (detection light is irradiated), when the fruits and vegetables are small, the detection light is excessively transmitted and saturated, and measurement of the next flowing fruits and vegetables is performed. There was a possibility of error.
本発明は、検出光の飽和により計測誤差が発生することを低減することが可能な非破壊品質判定装置を提供する。 The present invention provides a nondestructive quality determination apparatus that can reduce the occurrence of measurement errors due to saturation of detection light.
請求項1に記載の非破壊品質判定装置は、
青果物に検出光を照射して、前記青果物を透過又は反射した前記検出光を検出することによって、前記青果物の内部における空洞の有無を判定する非破壊品質判定装置であって、
前記青果物のサイズを特定するサイズ特定手段と、
前記検出光を照射する照射手段と、
前記サイズ特定手段から前記青果物のサイズに関する情報を受信して、前記青果物のサイズが所定のサイズ以上の場合には、前記照射手段による前記青果物への前記検出光の照射を行い、前記所定のサイズ未満の場合には、前記照射手段による前記検出光の照射を行わない制御手段と、
を具備する。
The nondestructive quality judging device according to claim 1 is:
A non-destructive quality determination device that determines the presence or absence of a cavity in the fruit and vegetables by irradiating the fruit and vegetables with detection light and detecting the detection light transmitted or reflected by the fruit and vegetables,
Size specifying means for specifying the size of the fruits and vegetables;
Irradiating means for irradiating the detection light;
When receiving information on the size of the fruits and vegetables from the size specifying means, and the size of the fruits and vegetables is equal to or larger than a predetermined size, the irradiation means irradiates the fruits and vegetables with the detection light, and the predetermined size If less than the control means, the control means not to irradiate the detection light by the irradiation means,
It comprises.
請求項2に記載の非破壊品質判定装置においては、
前記サイズ特定手段は、前記青果物を撮像する撮像部と、前記撮像部により撮像された前記青果物の画像に基づいて前記青果物のサイズを特定する画像処理部と、を有する。
In the nondestructive quality judging device according to
The size specifying unit includes an imaging unit that images the fruits and vegetables, and an image processing unit that specifies the size of the fruits and vegetables based on the images of the fruits and vegetables captured by the imaging unit.
請求項3に記載の非破壊品質判定装置においては、
前記サイズ特定手段は、光電センサで構成される。
In the nondestructive quality judging device according to
The size specifying means is composed of a photoelectric sensor.
本発明は、検出光の飽和により計測誤差が発生することを低減することが可能であるという効果を奏する。 The present invention has an effect that it is possible to reduce occurrence of a measurement error due to saturation of detection light.
以下では、非破壊品質判定装置1について説明する。
非破壊品質判定装置1は、青果物2を搬送しながら、青果物2の品質(青果物2の内部における空洞の有無)の判定を行うものである。
青果物2は、内部に空洞の生じるおそれがある野菜(芋類を含む)や、果物である。本実施形態の青果物2は、じゃがいもであることとする。
Below, the nondestructive quality determination apparatus 1 is demonstrated.
The nondestructive quality determination apparatus 1 determines the quality of the fruits and vegetables 2 (the presence or absence of cavities in the fruits and vegetables 2) while conveying the fruits and
The fruits and
非破壊品質判定装置1は、搬送装置(コンベア)3と、測定装置4とを具備する。
なお、図1、図2、及び図5における矢印Aは、搬送装置3による青果物2の搬送方向とする。
The nondestructive quality determination device 1 includes a transport device (conveyor) 3 and a measurement device 4.
In addition, the arrow A in FIG.1, FIG2 and FIG.5 shall be the conveyance direction of the fruits and
搬送装置3は、青果物2を搬送するものである。図1及び図2に示すように、搬送装置3は、搬送体となるベルト等からなる無端帯13から構成されている。無端帯13の上面には、青果物2が載置される載置部10が形成されている。前記搬送装置3の搬送方向一側には無端帯13を巻回する複数のプーリー11・11・11と駆動輪9が配設されている。駆動モータ12の駆動軸に前記駆動輪9が固設される。搬送装置3は、載置部10に青果物2が載置された状態で、該駆動モータ12を作動させることにより無端帯13を回転駆動させて、青果物2を搬送するように構成されている。また、駆動モータ12の近傍には搬送装置3の搬送駆動状態を検知するためにエンコーダ7が設けられる。搬送装置3は、エンコーダ7により駆動輪9または無端帯13の回転を検知することで、青果物2の搬送位置を検知する構成としている。
The
測定装置4は、青果物2の品質の測定及び判定を行うものである。図1、図2、及び図3に示すように、測定装置4は、光電センサ30と、サイズ特定手段40と、照射手段51と、検出手段52と、制御手段53と、分光器60と、空洞判定手段70と、を具備する。
The measuring device 4 measures and determines the quality of the fruits and
光電センサ30は、搬送装置3によって搬送される青果物2の有無を検知するためのものである。光電センサ30は、搬送装置3により搬送される青果物2の搬送経路の途中に配設されている。光電センサ30は、検知光を照射する検知光照射部31と、検知光を受光する検知光受光部32と、を具備する。検知光照射部31と、検知光受光部32は、搬送装置3の無端帯13を挟んで水平に対向配置されており、検知光照射部31からの検知光が、搬送装置3による青果物2の搬送方向に対して垂直な方向に、水平に照射されるように構成されている。
光電センサ30は、検知光照射部31からの検知光が、青果物2により遮断されて、検知光受光部32に到達しなくなることで、青果物2を検知する。
The
The
サイズ特定手段40は、青果物2のサイズを特定するものである。サイズ特定手段40は、撮像部41と、画像処理部42と、を具備する。
The
撮像部41は、搬送装置3によって搬送される青果物2を所定のタイミングで撮像するものである。撮像部41は、CCDカメラ等により構成される。撮像部41は、搬送装置3により搬送される青果物2の搬送経路の途中に配設されており、光電センサ30の下流側に配置される。また、撮像部41は、載置部10及びその上に載置された青果物2よりも上方に配置される。
The
画像処理部42は、撮像部41に接続されており、撮像部41の撮像画像に関するデータ(撮像データ)を取得することが可能である。
画像処理部42は、例えば、撮像部41の撮像画像(例えばグレースケール画像)に対して、公知のエッジ検出処理を行うことで、当該撮像画像内の青果物2が写っている領域(青果物2の輪郭)を特定して、この特定した領域の広さに基づいて、青果物2のサイズを特定する。
The
The
照射手段51は、青果物2に検出光(赤外線)を照射するものである。照射手段51は、LEDやハロゲンランプ等により構成される発光部を有する。
The irradiation means 51 irradiates the fruits and
検出手段52は、照射手段51により青果物2に照射されて当該青果物2を透過した赤赤外線を検出するものである。検出手段52は、フォトダイオードやフォトトランジスタ、CCD等により構成される検出部を有する。
The
照射手段51及び検出手段52は、搬送装置3により搬送される青果物2の搬送経路の途中に配設されており、撮像部41の下流側に配置される。また、照射手段51の発光部、及び検出手段52の検出部は、搬送装置3の無端帯13を挟んで水平に対向配置されており、前記発光部からの赤外線が、搬送装置3による青果物2の搬送方向に対して垂直な方向に、水平に照射されるように構成されている。また、照射手段51の発光部、及び検出手段52の検出部は、載置部10よりもやや上方に配置されており、これにより、照射手段51からの赤外線が、載置部10上の青果物2に当たることができる高さで、水平に照射されるように構成されている。
なお、検出手段52は、本実施形態においては、青果物2を透過した赤外線(赤外線の透過光)を検出する構成としているが、青果物2により反射された赤外線(赤外線の反射光)を検出する構成としてもよい。
The
In the present embodiment, the detection means 52 is configured to detect infrared rays (infrared transmitted light) transmitted through the fruits and
上記した照射手段51、及び検出手段52は、筐体5で覆われている。筐体5は、略箱状の部材であり、搬送装置3により搬送される青果物2の搬送経路の途中に配設されている。筐体5には、青果物2の搬送方向の上流側に入口5aが形成されており、下流側に出口5bが形成されている。筐体5の入口5a及び出口5bにはシャッタがそれぞれ設けられている。青果物2が筐体5内に搬送・搬出されるときには、前記シャッタにより入口5a及び出口5bが開けられ、筐体5内の青果物2に対して照射手段51からの赤外線が照射されるときには、前記シャッタにより入口5a及び出口5bが閉じられる。
The irradiation means 51 and the detection means 52 described above are covered with the
筐体5により、筐体5内へ侵入する外乱光を低減させることが可能となっている。なお、筐体5は、その入口5a及び出口5bにカーテン等の遮蔽部材を備える構成としてもよい。これにより、筐体5内へ侵入する外乱光をさらに低減させることができる。
The
制御手段53は、照射手段51により青果物2に赤外線を照射するタイミングを制御するものである。また、制御手段53は、撮像部41により青果物2を撮像するタイミングを制御するものである。
図3に示すように、制御手段53は、搬送装置3のエンコーダ7、撮像部41、画像処理部42、照射手段51、及び光電センサ30の検知光受光部32に接続されている。
The
As shown in FIG. 3, the
以下では、制御手段53が、照射手段51により青果物2に赤外線を照射するタイミングを制御するときの手順について説明する。
制御手段53は、搬送装置3による青果物2の搬送時において、青果物2が検知光照射部31の検知光を遮断(通過)して、検知光受光部32が検知光を受光できない状態になったときに、検知光受光部32から通過信号を受信して、青果物2が搬送装置3の搬送経路上における光電センサ30の検知領域に存在していることを認識する。そして、制御手段53は、エンコーダ7により、光電センサ30を通過した青果物2の搬送位置を確認しながら、青果物2が照射手段51による赤外線の照射位置(照射手段51の発光部の側方)に到達したと判断したときに、照射手段51により赤外線を照射する。これにより、赤外線がタイミングよく照射されて青果物2に当たるように構成されている。
しかし、全ての青果物2に対して、照射手段51からの赤外線が照射されるわけではない。制御手段53は、サイズ特定手段40の画像処理部42から、青果物2のサイズに関する情報を受信して、受信した青果物2のサイズが所定のサイズX以上の場合には、青果物2に対して、照射手段51による赤外線の照射を行うが、これに対し、青果物2のサイズが前記所定のサイズX未満の場合には、青果物2が赤外線の照射位置に到達したと判断しても、照射手段51による赤外線の照射を行わない。これは以下の理由による。
本願発明者は、実験等を行うことにより、青果物2のサイズと、空洞判定結果との相関関係を求めて、青果物2のサイズが小さくなるほど、青果物2の内部における空洞率が低くなり、青果物2の内部に空洞が無いと判定される傾向にあることを確認した。
そこで、本実施形態の非破壊品質判定装置1に関しては、青果物2のサイズが前記所定のサイズX以上の場合には、照射手段51による青果物2への赤外線の照射を行うことにして、前記所定のサイズX未満の場合には、赤外線の照射を行わないこととした。そして、青果物2のサイズが前記所定のサイズX未満の場合には、非破壊品質検査を行うことなく、空洞が無いと判定することとした。
前記所定のサイズXは、予め実験等を行うことによって、青果物2のサイズと、空洞判定結果との相関関係を求めて、当該相関関係に基づいて決定される。前記所定のサイズXは、青果物2のサイズがこの値未満のときには、青果物2の内部に空洞が無いと判定される確率が高くなる値である。
前記所定のサイズXに関する情報は、制御手段53の記憶部に記憶されている。
以上のように構成することで、制御手段53が、前記所定のサイズX未満の青果物2に対しては、赤外線を照射しないので、検出光が青果物2を透過し過ぎて飽和することが抑制され、検出光の飽和により計測誤差が発生することを低減することが可能である。
Below, the procedure when the control means 53 controls the timing which irradiates infrared rays to the fruits and
When the fruits and
However, not all fruits and
The inventor of the present application obtains a correlation between the size of the fruits and
Therefore, regarding the nondestructive quality determination apparatus 1 of the present embodiment, when the size of the
The predetermined size X is determined based on the correlation by obtaining a correlation between the size of the
Information regarding the predetermined size X is stored in the storage unit of the control means 53.
By configuring as described above, the
なお、制御手段53が、撮像部41により青果物2を撮像するタイミングを制御するときの手順については、上記した照射手段51により青果物2に赤外線を照射するタイミングを制御するときの手順と同様であるので、詳細な説明は後述する。
In addition, about the procedure when the control means 53 controls the timing which images the fruits and
分光器60は、特定の波長の光を取り出し(分光し)、当該特定波長の光を電気信号に変換し、光の強度に関する情報として出力するものである。分光器60は、その内部に、特定波長の光を分光する回折格子やプリズム等、及び分光された光を電気信号に変換する検出器等を具備する。分光器60は、検出手段52が検出した赤外線を分光し、電気信号に変換する。分光器60は、変換した電気信号を空洞判定手段70へ送信する。
The
図3に示すように、空洞判定手段70は、青果物2の内部における空洞の有無の判定を行うものである。
空洞判定手段70は、検出手段52及び制御手段53に接続されている。
空洞判定手段70は、検出手段52による検出結果を取得し、前記検出結果に基づいて青果物2の内部における空洞の有無を判定する。また、空洞判定手段70は、検出手段52による検出結果に基づいて青果物2の比重を予測し、予測した青果物2の比重に基づいて青果物2の内部における空洞の有無を判定する。なお、前述の予測した青果物2の比重に基づいて青果物2の内部における空洞の有無を判定する技術は公知であるため、詳細な説明は省略する。
なお、空洞判定手段70が、検出手段52による検出結果に基づいて、青果物2の内部における空洞の有無を判定するときに用いる技術に関しては、前述のもの(予測した青果物2の比重に基づいて判定するもの)に限定されず、公知のものはすべて採用できる。
As shown in FIG. 3, the cavity determining means 70 determines whether or not there is a cavity inside the fruit and
The
The cavity determination means 70 acquires the detection result by the detection means 52, and determines the presence or absence of a cavity in the
In addition, regarding the technique used when the cavity determination means 70 determines the presence or absence of a cavity inside the fruit and
次に、非破壊品質判定装置1の動作態様(ステップS1〜S9)について、図1〜図4を参照して説明する。 Next, the operation | movement aspect (step S1-S9) of the nondestructive quality determination apparatus 1 is demonstrated with reference to FIGS.
ステップS1において、図1及び図2に示すように、青果物2は、搬送装置3の載置部10に載置されている状態で、搬送装置3により搬送される。そして、搬送装置3により搬送される青果物2が、光電センサ30の検知光照射部31からの検知光を遮断(通過)する。これにより、制御手段53は、検知光受光部32から通過信号を受信して、青果物2が搬送装置3の搬送経路上における光電センサ30の検知領域に存在していることを認識する。
In step S <b> 1, as shown in FIGS. 1 and 2, the fruits and
ステップS2において、制御手段53は、エンコーダ7により青果物2の搬送位置を確認して、青果物2が撮像部41と対向する所定位置(撮像部41の下方位置)に到達したと判断したときに、撮像部41により青果物2を撮像する。そして、画像処理部42は、撮像部41から撮像データを取得する(図3参照)。
In step S <b> 2, the
ステップS3において、画像処理部42は、撮像部41から取得した撮像データに基づいて、青果物2のサイズを特定する。画像処理部42により特定された青果物2のサイズに関する情報は、制御手段53へ送信される。
In step S <b> 3, the
ステップS4において、制御手段53は、画像処理部42から青果物2のサイズに関する情報を取得して、当該青果物2のサイズが前記所定のサイズX以上か否かを判断する。
制御手段53により、青果物2のサイズが前記所定のサイズX以上であると判断された場合は(ステップS4、Yes)、ステップS5に移行する。
制御手段53により、青果物2のサイズが前記所定のサイズX未満であると判断された場合は(ステップS4、No)、ステップS9に移行する。
In step S4, the control means 53 acquires information related to the size of the
When it is determined by the control means 53 that the size of the
When it is determined by the control means 53 that the size of the
ステップS5において、撮像部41による青果物2の撮像が終了すると、青果物2は、搬送装置3により、筐体5の入口5aを通って筐体5の内部へと搬送される。そして、筐体5のシャッタ(入口5a及び出口5b)が閉じられる。そして、制御手段53は、青果物2が、照射手段51及び検出手段52に挟まれる所定位置に到達したと判断したときに、照射手段51により青果物2に対して赤外線を照射する。
In step S <b> 5, when the imaging of the fruits and
ステップS6において、照射手段51により照射されて青果物2を透過した赤外線は、検出手段52により検出される。検出手段52により赤外線が検出されると、分光器60は検出手段52により検出された赤外線を分光し、電気信号に変換する。分光器60が分光した赤外線を電気信号に変換すると、空洞判定手段70は、分光器60により変換された電気信号(スペクトル)を取得する。すなわち、空洞判定手段70は、分光器60を介して検出手段52による検出結果を取得する。
In step S <b> 6, the infrared rays irradiated by the
ステップS7において、空洞判定手段70は、分光器60からの電気信号(スペクトル)、に基づいて、青果物2の内部における空洞の有無を判定する。
空洞判定手段70による判定結果は、ディスプレイ等の表示装置や、プリンタ等の印刷装置で出力される。
In step S <b> 7, the cavity determining means 70 determines the presence or absence of a cavity in the fruit and
The determination result by the cavity determination means 70 is output by a display device such as a display or a printing device such as a printer.
ステップS8において、空洞判定手段70による判定が終わると、筐体5のシャッタ(入口5a及び出口5b)が開けられて、青果物2が、搬送装置3により、筐体5の出口5bを経て筐体5の外部へと搬送される。搬送装置3の搬送方向下流側では、空洞判定手段70により内部に空洞を有すると判定された青果物2が、図示しない選別装置又は人手によって除外される。
In step S8, when the determination by the cavity determining means 70 is finished, the shutter (
ステップS9において、撮像部41による青果物2の撮像が終了すると、青果物2は、照射手段51による赤外線を照射されることなく、搬送装置3により、筐体5の出口5bを経て筐体5の外部へと搬送される。すなわち、制御手段53は、ステップS4において、青果物2のサイズが前記所定のサイズX未満であると判断した場合には、照射手段51による赤外線の照射を行わない。そして、制御手段53は、赤外線の照射を行わない旨の信号(非照射信号)を、空洞判定手段70に送信する。
In step S <b> 9, when the imaging of the fruits and
ステップS10において、空洞判定手段70は、制御手段53から当該非照射信号を受信すると、青果物2の内部に空洞が無いと判定する。
In step S <b> 10, upon receiving the non-irradiation signal from the
以上のように、非破壊品質判定装置1は、
青果物2に赤外線を照射して、青果物2を透過又は反射した赤外線を検出することによって、青果物2の内部における空洞の有無を判定する非破壊品質判定装置1であって、
青果物2のサイズを特定するサイズ特定手段40と、
赤外線を照射する照射手段51と、
サイズ特定手段40から青果物2のサイズに関する情報を受信して、青果物2のサイズが所定のサイズX以上の場合には、照射手段51による青果物2への赤外線の照射行い、所定のサイズX未満の場合には、照射手段51による赤外線の照射を行わない制御手段53と、
を具備する。
また、サイズ特定手段40は、青果物2を撮像する撮像部41と、撮像部41により撮像された青果物2の画像に基づいて青果物2のサイズを特定する画像処理部42と、を有する。
As described above, the nondestructive quality determination device 1
A non-destructive quality judging device 1 for judging the presence or absence of a cavity in the fruit and
Irradiating means 51 for irradiating infrared rays;
When the information regarding the size of the fruits and
It comprises.
The
これにより、制御手段53が、所定のサイズX未満の青果物2に対しては、赤外線を照射しないので、検出光が青果物2を透過し過ぎて飽和することが抑制され、検出光の飽和により計測誤差が発生することを低減することが可能である。また、所定のサイズX未満の青果物2に対しては、赤外線を照射しないように構成することによって、省エネ効果を高めることができる。また、筐体5の前記シャッタ等の消耗品を無駄に稼動させなくてすむ。
Thereby, since the control means 53 does not irradiate the fruits and
なお、青果物2のサイズを特定するに際しては、撮像部41及び画像処理部42を用いずに、光電センサ30を用いてもよい。詳細には、光電センサ30の検知光の高さを所定の高さYに固定する。そして、図5(a)に示すように、青果物2の高さがY以上であり、青果物2が光電センサ30の検知光を遮断できる場合には、制御手段53は、青果物2のサイズが前記所定のサイズX以上であると判断して、青果物2に対して、照射手段51による赤外線の照射を行う。また、図5(b)に示すように、青果物2の高さがY未満であり、青果物2が光電センサ30の検知光を遮断できない場合には、制御手段53は、青果物2のサイズが前記所定のサイズX未満であると判断して、照射手段51による赤外線の照射を行わないように構成する。なお、本実施形態では、青果物2の高さがY未満の場合には、青果物2が前記検知光の下方を通過して、これにより、制御手段53が検知光受光部32から前記通過信号を受信できないので、制御手段53が青果物2の位置を確認できず、その結果、照射手段51による赤外線の照射が行われないこととなる。
このように構成することで、照射手段51を、画像処理部42と連動させる必要がなく、装置構成を簡素化することが可能である。
In specifying the size of the
With this configuration, it is not necessary to link the
1 非破壊品質判定装置
2 青果物
40 サイズ特定手段
51 照射手段
53 制御手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Nondestructive
Claims (3)
前記青果物のサイズを特定するサイズ特定手段と、
前記検出光を照射する照射手段と、
前記サイズ特定手段から前記青果物のサイズに関する情報を受信して、前記青果物のサイズが所定のサイズ以上の場合には、前記照射手段による前記青果物への前記検出光の照射を行い、前記所定のサイズ未満の場合には、前記照射手段による前記検出光の照射を行わない制御手段と、
を具備することを特徴とする、
非破壊品質判定装置。 A non-destructive quality determination device that determines the presence or absence of a cavity in the fruit and vegetables by irradiating the fruit and vegetables with detection light and detecting the detection light transmitted or reflected by the fruit and vegetables,
Size specifying means for specifying the size of the fruits and vegetables;
Irradiating means for irradiating the detection light;
When receiving information on the size of the fruits and vegetables from the size specifying means, and the size of the fruits and vegetables is equal to or larger than a predetermined size, the irradiation means irradiates the fruits and vegetables with the detection light, and the predetermined size If less than the control means, the control means not to irradiate the detection light by the irradiation means,
Characterized by comprising:
Nondestructive quality judgment device.
請求項1に記載の非破壊品質判定装置。 The size specifying unit includes an imaging unit that images the fruits and vegetables, and an image processing unit that specifies the size of the fruits and vegetables based on the images of the fruits and vegetables captured by the imaging unit.
The nondestructive quality judging device according to claim 1.
請求項1に記載の非破壊品質判定装置。
The size specifying means is composed of a photoelectric sensor,
The nondestructive quality judging device according to claim 1.
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