JP2021133296A - Color sorter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、原料から除去された不良品の中に、害虫等による着色粒や、ヤケ米等による被害粒や、青未熟粒や、籾米や、乳白粒などの着色粒や、小石などの異物がどの程度の割合であるかを詳細に調べることができる色彩選別機に関する。 In the present invention, among defective products removed from raw materials, colored grains such as pests, damaged grains such as burnt rice, immature blue grains, colored grains such as paddy rice and milky white grains, and foreign substances such as pebbles It relates to a color sorter that can examine in detail what proportion of rice is.
従来、農家等で生産した穀物(例えば、玄米及び精米)を集荷して流通に供する際は、品位等検査(農家から出荷した後の穀物検査のこと)等が行われる。この品位等検査は、国の法律で「米穀の生産者は品位等検査を受けることができる」と規定(農産物検査法第3条)され、これに基づき実施される。すなわち、農家等の米穀の生産者は、公正かつ円滑な取引をすること、米穀の流通ルート上でのトレーサビリティを確保して品質への信頼を獲得すること等を目的に、集荷のための組織において(例えば、JA(農協)など)積極的に品位等検査を受けているのが現状である。 Conventionally, when grains produced by a farmer or the like (for example, brown rice and polished rice) are collected and distributed, quality inspection (grain inspection after shipping from the farmer) or the like is performed. This inspection of quality, etc. is stipulated by the national law that "rice producers can undergo inspection of quality, etc." (Article 3 of the Agricultural Products Inspection Law), and is carried out based on this. In other words, rice producers such as farmers are organizations for collection for the purpose of conducting fair and smooth transactions, ensuring traceability on the rice distribution route, and gaining trust in quality. (For example, JA (Agricultural Cooperative), etc.) is actively undergoing quality inspections.
JA(農協)などでは、現在、農産物検査員が目視で品位等の鑑定を行っているが、最近は着色粒などの混入割合を測定できる穀粒品位判別器(例えば、特許文献1参照)の開発が進展しており、測定器が補助的に活用されるようになっている。また、着色粒などを除去するための色彩選別機は、農家等での利用を目的として小型化・低価格化を実現しながら、性能を向上した機種も登場してきている(例えば、特許文献2参照)。 At JA (Agricultural Cooperatives), agricultural product inspectors are currently visually assessing the grade, etc., but recently, a grain grade discriminator that can measure the mixing ratio of colored grains, etc. (see, for example, Patent Document 1) Development is progressing, and measuring instruments are being used as an auxiliary. In addition, as a color sorter for removing colored grains and the like, a model having improved performance while realizing miniaturization and price reduction for use by farmers and the like has appeared (for example, Patent Document 2). reference).
しかしながら、特許文献2記載の色彩選別機にあっては、害虫等による着色粒、ヤケ米等による被害粒、青未熟粒、籾米、乳白粒などの着色粒、及び小石などの異物をすべて一つに含めて不良品として規定し、良品と区別されている。そして、例えば、良品として選別されて区分けされた精品の重量と、不良品として選別されて区分けされた選別物の重量とを比較して、原料に対する不良品混入率を算出したり、当該色彩選別機の選別率を算出したりしている(例えば、特許文献3)。
つまり、従来の色彩選別機は、不良品の中に、害虫等による着色粒や、ヤケ米等による被害粒や、青未熟粒や、籾米や、乳白粒などの着色粒や、小石などの異物がどの程度の割合であるかを詳細に調べることができなかった。このような不良品中の不良物の分析は、従来は、除去された不良品を黒色カルトンに取り分けて目視で確認したり、不良品を穀粒品位判別器に投入して別の測定器で分析したりしていた。
However, in the color sorter described in Patent Document 2, colored grains caused by pests, damaged grains caused by burnt rice, etc., colored grains such as blue immature grains, paddy rice, milky white grains, and foreign substances such as pebbles are all one. It is defined as a defective product by including it in the above, and is distinguished from a non-defective product. Then, for example, the weight of the refined product sorted as a non-defective product and the weight of the sorted product sorted as a defective product are compared to calculate the defective product mixing ratio with respect to the raw material, or the color selection. The sorting rate of the machine is calculated (for example, Patent Document 3).
In other words, in the conventional color sorter, among defective products, colored grains such as pests, damaged grains such as burnt rice, immature blue grains, colored grains such as paddy rice and milky white grains, and foreign substances such as pebbles It was not possible to investigate in detail how much the ratio was. Conventionally, the analysis of defective products among such defective products is performed by separating the removed defective products into black carton and visually checking them, or by putting the defective products into a grain grade discriminator and using another measuring instrument. I was analyzing it.
本発明は上記問題点にかんがみ、原料から除去された不良品の中に、害虫等による着色粒や、ヤケ米等による被害粒や、青未熟粒や、籾米や、乳白粒などの着色粒や、小石などの異物がどの程度の割合であるかを詳細に調べることができる色彩選別機を提供することを技術的課題とする。 In view of the above problems, among the defective products removed from the raw materials, the present invention includes colored grains such as pests, damaged grains such as burnt rice, blue immature grains, paddy rice, and colored grains such as milky white grains. It is a technical issue to provide a color sorter capable of examining in detail the proportion of foreign substances such as pebbles.
上記課題を解決するため本発明は、被選別物となる原料を流下させるために傾斜配置したシュートと、前記シュートの下端から落下する被選別物を検出する光学検出手段と、前記光学検出手段による検出結果に基づいて前記被選別物を選別排除するエジェクタ手段と、前記エジェクタ手段により選別された被選別物を各別に排出する排出ホッパと、を備えた色彩選別機であって、
前記光学検出手段の撮像信号に基づいて被選別物を良品と不良品とに選別する選別モードと、該選別モードが休止中に前記不良品を害虫等による被害粒、ヤケ米等による被害粒、青未熟粒、籾米、乳白粒及び異物の各品位に品位判別して表示する品位判別モードと、に切り換え可能な演算手段を備える、という技術的手段を講じた。
In order to solve the above problems, the present invention comprises an inclined chute for allowing a raw material to be sorted to flow down, an optical detection means for detecting an object to be sorted falling from the lower end of the chute, and the optical detection means. It is a color sorter provided with an ejector means for selecting and eliminating the object to be sorted based on the detection result, and a discharge hopper for discharging the items to be sorted separately by the ejector means.
A sorting mode in which the object to be sorted is sorted into a non-defective product and a defective product based on the imaging signal of the optical detection means, and the defective product is damaged by pests or the like, damaged grains by burnt rice or the like while the sorting mode is paused. A technical measure was taken to provide a calculation means that can be switched to a grade determination mode in which the grades of blue immature grains, paddy rice, milky white grains, and foreign substances are discriminated and displayed.
請求項2記載の発明では、前記演算手段において前記品位判別モードを選択したときは、前記演算手段は、前記光学検出手段から得られたR,G,Bの各信号を二値化するとともに、この値を加算、減算、積算又は除算による演算処理を行って分光比を求め、該分光比と前記R,G又はBの値とから品位の特徴づけを行って品位判別することを特徴とする。 In the invention according to claim 2, when the quality determination mode is selected in the calculation means, the calculation means binarizes each of the R, G, and B signals obtained from the optical detection means, and at the same time, the calculation means binarizes the R, G, and B signals. It is characterized in that this value is subjected to arithmetic processing by addition, subtraction, integration or division to obtain a spectral ratio, and the quality is characterized by the spectral ratio and the value of R, G or B to determine the quality. ..
請求項3記載の発明では、前記演算手段には、今年度の選別データと、前年度の選別データとを複数記憶して比較できるよう記憶手段が設けられていることを特徴とする。 The invention according to claim 3 is characterized in that the calculation means is provided with a storage means so that a plurality of selected data of the current year and a plurality of selected data of the previous year can be stored and compared.
請求項1記載の発明によれば、被選別物となる原料を流下させるために傾斜配置したシュートと、前記シュートの下端から落下する被選別物を検出する光学検出手段と、前記光学検出手段による検出結果に基づいて前記被選別物を選別排除するエジェクタ手段と、前記エジェクタ手段により選別された被選別物を各別に排出する排出ホッパと、を備えた色彩選別機であって、前記光学検出手段の撮像信号に基づいて被選別物を良品と不良品とに選別する選別モードと、該選別モードが休止中に前記不良品を害虫等による被害粒、ヤケ米等による被害粒、青未熟粒、籾米、乳白粒及び異物の各品位に品位判別して表示する品位判別モードと、に切り換え可能な演算手段を備える、という技術的手段を講じたので、
被選別物を選別モードで単に良品と不良品とに選別するだけではなく、前記選別モードが休止中に選別済の不良品の中に、害虫等による被害粒、ヤケ米等による被害粒、青未熟粒、籾米、乳白粒及び異物がどの程度の割合であるかを詳細に調べることができ、わざわざ穀粒品位判別器に投入することなく、品位判別を実行することができる。
According to the first aspect of the present invention, the chute is tilted to allow the raw material to be sorted to flow down, the optical detection means for detecting the object to be sorted falling from the lower end of the chute, and the optical detection means. A color sorter comprising an ejector means for sorting and eliminating the object to be sorted based on the detection result and a discharge hopper for discharging the items to be sorted separately by the ejector means, wherein the optical detection means. A sorting mode that sorts the material to be sorted into non-defective products and defective products based on the imaging signal of Since we have taken technical measures to provide a calculation means that can be switched to a quality discrimination mode that discriminates and displays the grades of paddy rice, milky white grains, and foreign substances.
In addition to simply sorting the items to be sorted into non-defective products and defective products in the sorting mode, among the defective products that have been sorted while the sorting mode is inactive, damaged grains due to pests, etc., damaged grains due to burnt rice, etc., blue It is possible to investigate in detail the proportion of immature grains, paddy rice, milky white grains and foreign substances, and it is possible to perform grade determination without having to bother to put it in the grain grader.
また、請求項2記載の発明によれば、前記演算手段が、前記光学検出手段から得られたR,G,Bの各信号を二値化するとともに、この値を加算、減算、積算又は除算による演算処理を行って分光比を求め、該分光比と前記R,G又はBの値とから品位の特徴づけを行って品位判別するものであるから、従来、判別が困難であった茶色系統のヤケ米と籾米との判別や、緑色系統の青未熟粒と白色系統の乳白粒との判別が容易にできるようになった。 Further, according to the invention of claim 2, the calculation means binarizes each signal of R, G, B obtained from the optical detection means, and adds, subtracts, integrates or divides the values. The spectral ratio is obtained by performing the calculation process according to the above, and the quality is determined by characterizing the quality from the spectral ratio and the value of R, G or B. It has become easier to distinguish between burnt rice and paddy rice, and between green immature blue grains and white milky grains.
また、請求項3記載の発明によれば、前記演算手段には、今年度の選別データと、前年度の選別データとを複数記憶して比較できるよう記憶手段が設けられているので、今年度が豊作であったとか、今年度が不作であったとか、データにより客観的に把握して見える化し、農家に対しお知らせすることができる。 Further, according to the invention of claim 3, the calculation means is provided with a storage means so that a plurality of selected data of the current year and a plurality of selected data of the previous year can be stored and compared. It is possible to objectively grasp and visualize from the data, such as whether the crop was a good harvest or the crop was poor this year, and inform the farmers.
図1は本発明の色彩選別機の概略側断面図である。図1に示すように、色彩選別機1は、被選別物供給部2、シュート3、光学選別部4及び排出ホッパ5を備えている。被選別物供給部2は、タンク2aと、被選別物をシュート3に供給する振動フィーダ2bとを備える。シュート3は、所定幅を有して振動フィーダ2bの先端側下方位置に傾斜した状態で配置され、振動フィーダ2bから供給される被選別物を自然流下させる。光学選別部4は、シュート3の下端から落下する被選別物の落下軌跡の前後に配設される一対の光学検出装置6a,6b、照明装置7a,7b,7c、背景8a,8bなどから構成される。光学検出装置6a,6bからの撮像信号は演算手段9に入力されるように電気的に接続されている。演算手段9では、光学検出装置6a,6bから入力された撮像信号に基づいて被検査物を良品と不良品と、該不良品を複数の品位、すなわち、害虫等による着色粒、ヤケ米等による被害粒、青未熟粒、籾米と、乳白粒などの着色粒及び異物の6種類に品位判別することができる。また、演算手段9からは、該演算手段9からの出力信号がエジェクタ駆動手段10に入力されるよう電気的に接続されている。すなわち、演算手段9により良品と不良品とに判別し、判別された判別結果の信号が、不良品を排除するエジェクタ駆動手段10に出力されるのである。さらに、エジェクタ駆動手段10からはエジェクタ装置11に電気的に接続され、エジェクタ装置11に排除信号を出力するよう構成されている。排出ホッパ5は、良品排出樋12及び不良品排出樋13を有し、エジェクタ装置11により被選別物を良品と、良品以外の不良品(この不良品を排除するときは、同時にどのような不良品であるかの品位判別の確認もできる)とに分別して排出する。すなわち、良品は良品排出樋12から機外に排出され、不良品は不良品排出樋13から機外に排出される。
FIG. 1 is a schematic side sectional view of the color sorter of the present invention. As shown in FIG. 1, the color sorter 1 includes an object to be sorted 2, a chute 3, an optical sorter 4, and a
次に、色彩選別機1の制御回路について詳述する。色彩選別機1の演算手段9は、被選別物を良品と不良品とに判別し、さらに、不良品の中身を、害虫等による着色粒、ヤケ米等による被害粒、青未熟粒、籾米と、乳白粒などの着色粒及び小石などの異物に品位判別するものである。 Next, the control circuit of the color sorter 1 will be described in detail. The calculation means 9 of the color sorter 1 discriminates the object to be sorted into a non-defective product and a defective product, and further divides the contents of the defective product into colored grains caused by pests, damaged grains caused by burnt rice, blue immature grains, and paddy rice. , Colored grains such as milky white grains and foreign substances such as pebbles are used for quality determination.
図2は色彩選別機1の制御回路を示すブロック図である。図2に示すように、光学検出装置(撮像カメラ)6a(又は6b)は、CCDラインセンサにより構成されていて、R(赤)、G(緑)、B(青)の各色に感度を有するR素子6r、G素子6g、B素子6bを備えている。光学検出装置(撮像カメラ)6a(又は6b)の受光信号は、R素子6r、G素子6g、B素子6bに供給され、それぞれR信号、G信号、B信号に光電変換されて出力される。R,G,B信号は、演算手段9内に設けた増幅器14,15,16にそれぞれ入力され、さらに、信号処理回路17に入力される。信号処理回路17では、R,G,Bの各信号の入力値を二値化するとともに、加算、減算、積算又は除算による演算処理を行って信号変換を行う。この信号変換は、光学検出装置(撮像カメラ)6a(又は6b)で受光した信号を特徴づけて被検査物を特定することであり、この信号が比較回路18に入力されることで、被検査物の品位判別、良否判別が行われる。
FIG. 2 is a block diagram showing a control circuit of the color sorter 1. As shown in FIG. 2, the optical detection device (imaging camera) 6a (or 6b) is composed of a CCD line sensor and has sensitivity to each color of R (red), G (green), and B (blue). It includes an
符号19は遅延回路であり、光学検出装置(撮像カメラ)6a(又は6b)で被選別物を観察する位置とエジェクタ装置11により不良品を排除する排除位置との距離に応じて噴射タイミングを決定するものである。前記比較器18から遅延回路19を経て排除信号がエジェクタ駆動手段10に出力される。エジェクタ駆動手段10により決定した排除信号はエジェクタ装置11に出力される。
図2に示す信号処理回路17では、被選別物の各粒について二値化処理を行って得られたR,G,Bの各値から、分光比R/Gと、分光比R/Bと、を演算する。そして、この演算した値を、比較回路18に格納された判別式(例えば、特開平9−292344号公報の図6乃至図10などを参照)と比較し、例えば、6種類の品位に判別する。
In the
図3は、品位判別区分としての6種類の分光比から品位を判定するアルゴリズムである。図3を参照すれば、例えば、6種類の品位判別区分として、(a)害虫による被害粒:カメムシ被害粒の領域とそれ以外の領域が良品であることを区分(領域の図示はせず)、(b)ヤケ米等による着色粒とそれ以外の領域が良品であることを区分(領域の図示はせず)、(c)青未熟粒とそれ以外の領域が良品であることを区分(領域の図示はせず)、(d)乳白粒とそれ以外の領域が良品であることを区分(領域の図示はせず)、(e)籾(=斜線部の領域)とそれ以外の領域が良品であることを区分、(f)異物とそれ以外の領域は良品であることを区分する(領域の図示はせず)、といったプログラムをあらかじめ組んでおくと、品位判別の統計処理を速やかに実行することができる。なお、このような品位判別を行う品位判別モードにあっては、処理の滞りが起こらないよう、演算手段9の演算処理能力に負荷がかからない、選別モードの休止中に行うことが望ましい。
農家用の色彩選別機にあっては、選別作業中にもみ殻の破片や、糠粉などの塵埃が舞い上がり、光学検出装置(撮像カメラ)6a(又は6b)のガラス面に塵埃等が付着することがある。ガラス面に塵埃が付着すると、光学的な監視が正確に行われなくなる。そこで、農家用の色彩選別機では、選別作業の途中に休止時間を設けて、塵埃を除去するためのクリーニング(ガラス面に付着した塵埃をワイパー等を稼働させて清掃・除去したり、ガラス面に付着した塵埃を噴風によるエアレーションにより清掃・除去したりする)作業時間が設けられている。このクリーニング作業時間中は、演算手段9の演算処理能力の負荷が比較的軽いので、この間に品位判別の統計処理(品位判別モード)を行うのが好ましい。
FIG. 3 is an algorithm for determining the quality from six types of spectral ratios as the quality discrimination classification. With reference to FIG. 3, for example, as six types of grade discrimination classifications, (a) Pest-damaged grains: the area of stink bug-damaged grains and the other areas are classified as non-defective products (areas are not shown). , (B) Classification of colored grains made of burnt rice and other areas as non-defective products (areas are not shown), (c) Classification of blue immature grains and other areas as non-defective products (c) Areas are not shown), (d) Pentatomoids and other areas are classified as non-defective (areas are not shown), (e) Paddy (= shaded areas) and other areas. If a program is set up in advance, such as classifying that is a non-defective product and (f) classifying foreign substances and other areas as non-defective products (areas are not shown), statistical processing for quality determination can be performed quickly. Can be executed. In the grade determination mode for performing such grade determination, it is desirable to perform the grade determination mode while the sorting mode is paused so that the arithmetic processing capacity of the
In a color sorter for farmers, debris of rice husks and dust such as rice husks fly up during sorting work, and dust and the like adhere to the glass surface of the optical detection device (imaging camera) 6a (or 6b). Sometimes. If dust adheres to the glass surface, optical monitoring will not be performed accurately. Therefore, in the color sorter for farmers, a rest period is set in the middle of the sorting work, and cleaning for removing dust (dust adhering to the glass surface is cleaned and removed by operating a wiper or the like, or the glass surface is cleaned. (Cleaning and removing dust adhering to the glass by aeration with a blast) Since the load of the arithmetic processing capacity of the
図4の符号20は色彩選別機の表示部であり、色彩選別後の品位結果や選別結果を表示するとともに、色彩選別機1の操作をする操作部を兼ねている。図4は表示部20の画面20aに表示された分析結果の表示例であり、図4(a)に示すものは、被選別物を前述の品位区分「(e)」の籾とそれ以外の良品とを区分した結果を示し、本実施例では、被選別物のうち良品が93%、不良品である籾が7%の占有率であった。図4(b)に示すものは、6種の品位で分析したものを集計し、得られた不良品の詳細な分析結果(円グラフ)である。本実施例では、被選別物のうち良品が93%、不良品が7%の占有率であり、不良品のうち、青未熟が2%、残りの品位がそれぞれ1%ずつの結果であった。
なお、演算手段9には記憶手段21が接続されており(図2参照)には、この記憶手段21には、今年度の選別データと昨年度の選別データとを複数のデータを記録できるように形成するとよい。また、記憶手段21には、営農指導のアドバイス等をデータベース化して記憶しておくこともできる。これにより、今年度の圃場での稲の栽培条件など農家に対してフィードバックし、次年度の栽培管理(例えば、翌年の灌水、施肥、農薬散布時期)に役立てるよう営農指導することもできる(次年度の栽培管理についてのアドバイス等)。 A storage means 21 is connected to the calculation means 9 (see FIG. 2) so that the storage means 21 can record a plurality of data of this year's selection data and last year's selection data. It is good to form. Further, the storage means 21 can store the advice of farming guidance and the like in a database. In this way, it is possible to provide feedback to farmers such as the rice cultivation conditions in the field this year, and to give farming guidance to help the cultivation management of the next year (for example, irrigation, fertilization, pesticide spraying time of the next year) (next). Advice on cultivation management for the year, etc.).
例えば、次年度の対策としては、「施肥管理」「刈り取り時期」を考慮した栽培管理指針(アドバイス)を農家に対して提供したり、次年度の栽培管理指針(アドバイス)として、収穫時の雨を考慮して「刈り取り前後の管理」を考慮することを農家に対し提供したり、次年度の栽培管理指針(アドバイス)として、「種籾消毒や害虫防除計画」を重視することを農家に対し提供することができる。 For example, as measures for the next year, we will provide farmers with cultivation management guidelines (advice) that take into consideration "fertilization management" and "cutting time", and as cultivation management guidelines (advice) for the next year, rain at the time of harvest. Providing farmers to consider "management before and after harvesting" in consideration of the above, and providing farmers with an emphasis on "seed paddy disinfection and pest control plans" as a cultivation management guideline (advice) for the next fiscal year. can do.
以上、本発明のいくつかの実施形態について説明してきたが、上記した発明の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその均等物が含まれる。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の組み合わせ、または、省略が可能である。 Although some embodiments of the present invention have been described above, the above-described embodiments of the present invention are for facilitating the understanding of the present invention and do not limit the present invention. The present invention can be modified and improved without departing from the spirit of the present invention, and the present invention includes equivalents thereof. Further, in the range where at least a part of the above-mentioned problems can be solved, or in the range where at least a part of the effect is exhibited, the scope of claims and the combination of each component described in the specification can be combined or omitted. ..
1 色彩選別機
2 被選別物供給部
3 シュート
4 光学選別部
5 排出ホッパ
6 光学検出装置
7 照明装置
8 背景
9 演算手段
10 エジェクタ駆動手段
11 エジェクタ装置
12 良品排出樋
13 不良品排出樋
14 増幅器
15 増幅器
16 増幅器
17 信号処理回路
18 比較回路
19 遅延回路
20 表示部
1 Color sorter 2 Sorted object supply unit 3 Shoot 4
Claims (3)
前記光学検出手段の撮像信号に基づいて被選別物を良品と不良品とに選別する選別モードと、該選別モードが休止中に前記不良品を害虫等による被害粒、ヤケ米等による被害粒、青未熟粒、籾米、乳白粒及び異物の各品位に品位判別して表示する品位判別モードと、に切り換え可能な演算手段を備えたことを特徴とする色彩選別機。 The chute arranged at an angle to allow the raw material to be sorted to flow down, the optical detection means for detecting the object to be sorted falling from the lower end of the chute, and the object to be sorted based on the detection result by the optical detection means. It is a color sorter provided with an ejector means for sorting and eliminating and a discharge hopper for separately discharging the objects to be sorted by the ejector means.
A sorting mode in which the object to be sorted is sorted into a non-defective product and a defective product based on the imaging signal of the optical detection means, and the defective product is damaged by pests or the like, damaged grains by burnt rice or the like while the sorting mode is paused. A color sorter equipped with a calculation means that can be switched to a grade discrimination mode in which grades are discriminated and displayed for each grade of blue immature grains, paddy rice, milky white grains, and foreign substances.
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