JP2022509749A - 根菜類を収穫する機械の動作を制御する方法 - Google Patents

Abstract

根菜類（４）を収穫する、かつ／または混入物を含むさらなる収穫物から根菜類（４）を分離する機械（２）の動作を制御する方法であって、少なくとも１つの搬送部材（１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆ、１０Ｋ、１０Ｔ）によって機械フレーム（１２）に対し相対的に前進させられる収穫物の少なくとも一部の少なくとも１つの検査画像（８）を、少なくとも１つの光学式画像キャプチャユニット（６）により撮影する。この場合、評価装置は、検査画像（８）を用いて生成された、または検査画像（８）により形成された検査データセットに基づき、機械（２）の分離装置の少なくとも１つの動作パラメータを設定する分離装置設定信号を生成する。さらに本発明は上述の機械に関する。

Description

本発明は、根菜類を収穫する、かつ／またはさらなる収穫物から根菜類を分離する機械の動作を制御する方法ならびにかかる機械に関する。この方法の場合、少なくとも１つの光学式画像キャプチャユニットによって、少なくとも１つの搬送部材を用いることで機械フレームに対し相対的に前進させられる収穫物の少なくとも一部の少なくとも１つの検査画像が撮影される。

検査画像により、事前に根菜類を収穫する機械により回収された、またはこの機械に送り込まれた収穫物が示される。この場合、機械の一部である搬送部材は、機械内部で収穫物を前進させる役割を果たし、その際に収穫物の少なくとも一部が搬送部材とじかに接触する。

米国特許出願公開第２０１８／００４７１７７号明細書には、搬送部材の速度を計算するために、撮影された検査画像が用いられる方法が開示されている。これに続き、計算された速度に基づき搬送部材の実際の搬送速度が整合される。

上位概念記載の公知の方法における欠点とは、収穫条件次第では、根菜類がひどく損傷してしまうこと、または機械から積み下ろされた根菜類の中に大量の混入物が生じてしまうことである。したがって補足的に米国特許出願公開第２０１８／００４７１７７号明細書において大まかに提案されているのは、機械のセンサにより検出された収穫物の３次元データについてサーバベースで評価することに応じて、収穫速度または機械の１つまたは複数のコンフィギュレーションを変更することである。

本発明の課題は、根菜類の保護が改善されるようにし、その際にできるかぎり多くの割合の混入物が根菜から分離されるようにした方法を提供することにある。

本発明によればこの課題は、上位概念記載の方法において、評価装置が、検査画像を用いて生成された、または検査画像により形成された検査データセットに基づき、機械の分離装置の少なくとも１つの動作パラメータを設定する分離装置設定信号を生成することによって解決される。

前述の機械は、根菜類、特にジャガイモ、カブ、ニンジンまたはチコリ、を収穫するために動作中に自走するまたは牽引される車両である。この方法の実施中、機械は特に、収穫すべき根菜類の列、特に畝の方向、に前進させられ、それらの根菜類が収穫物の一部として１つの連続的なプロセスで大地から回収される。収穫物が回収された後、収穫物の少なくとも一部が、特に根菜類および／または混入物が、少なくとも部分的に少なくとも１つの搬送部材により、機械の機械フレームに対し相対的に前進させられる。特に、搬送部材は循環しており、搬送ベルトとして、好ましくは選別ベルトとして、または回転式星型選別部材として、形成されている。

択一的にこの機械を、根菜類を収穫物の混入物から、たとえば土塊、石または土から分離する機械とすることもできる。

分離装置は、場合によっては個別に設定可能な複数の分離部材と共に機械の一部であり、その際に好ましくは１つまたは複数の搬送部材と共働する。択一的に、分離装置は搬送部材の一部であり、この搬送部材によって少なくとも一緒に形成されており（たとえば揺動装置が設けられた選別ベルトの場合）、または１つまたは複数の搬送部材を一緒に形成する（たとえば土落としローラの場合）。動作中、分離装置に対し相対的な収穫物の運動により、運動衝撃が収穫物の少なくとも１つの構成要素、特に根菜類または混入物、に及ぼされる。分離装置には、たとえば土落としローラの形態で、特にローラの形態の循環する分離部材が設けられており、この場合、収穫物のそれぞれ異なる構成要素は、分離装置によって少なくとも同じ方向には移動させられない。

光学式画像キャプチャユニットは特に、搬送部材の上方で機械に位置固定されて配置されており、搬送部材に向けて、つまりは動作中、画像キャプチャユニットと搬送部材との間に位置する収穫物またはその構成要素、特に根菜類または混入物、の流れに向けて、配向されている。本発明による方法は特に機械による収穫中もしくは分離中に実施され、その際に好ましくは繰り返される。

検査画像は特に、多次元の、好ましくは２次元の描画であり、そこにおいて根菜類および混入物を含む収穫物の少なくとも一部、および／または搬送部材が描画される。画像キャプチャユニットにより撮影された検査画像に基づき、検査データセットがすでに画像キャプチャユニットにより、または評価装置により、生成される。択一的に、検査データセットを検査画像自体によって形成することができる。このことは特に、自身の検査画像がすでに評価装置において引き続き解析するために適したフォーマットを有する画像キャプチャユニットについて当てはまる。検査データセットは特に、たとえばフィルタリングおよび／または異なる描画などの処理により作成された、少なくとも一時的にシステム内に存在するデータセットであり、その情報、たとえば１つまたは複数の色値の形態の色情報、が評価装置において評価される。検査データセットをたとえば、画像ファイル、テーブル、マトリックスまたはベクトル場として設けておくことができる。検査画像またはすでに画像キャプチャユニットにより作成された検査データセットは、画像キャプチャユニットから評価装置に伝送される。光学式画像キャプチャユニットは特に、検査画像を２次元で撮影するためのディジタル写真カメラまたはディジタルビデオカメラとして、またはラインスキャンカメラとして形成されている。以下では、評価装置における画像情報の処理に関連して検査画像について言及するかぎりは、検査画像をこの関連において検査データセットとすることができる。

評価装置は、検査データセットを評価する役割を果たす。評価装置は少なくとも１つのプロセッサを含み、中央計算ユニットとして、または少なくとも１つのプロセッサと少なくとも１つの記憶装置とを機械の構成部材の様々なポジションで含む、分散型システムとして、形成されている。したがってこれは、場合によっては評価をただちにその場で行い、結果をそのまま供給するようにしたローカルのシステムである。

動作パラメータは可変の量であり、これは分離装置もしくは分離装置の分離部材の幾何学的形状、機械フレームまたは搬送部材に対し相対的なポジションまたは配向、分離装置の速度、および／またはモータ出力に該当する。動作パラメータによって、どのようにしてまたはどの程度だけ、分離装置が収穫物または収穫物の少なくとも１つの構成要素と共働するのかを設定することができる。特に動作パラメータの変更によって、根菜類を機械内部で搬送すべき搬送区間に関連づけて、どのくらいの混入物が分離装置下流で根菜類に残留するのかを、変更することができる。動作パラメータは特に、少なくとも根菜類を搬送する役割を果たす搬送部材の搬送速度には依存せず、他方、根菜類はその搬送部材上に載置されて搬送部材と同じ方向に移動していく。

動作パラメータによって、分離装置が根菜類と混入物との分離に際してどのくらいアグレッシブな挙動をとるのかが定義される。アグレッシブの度合いが小さすぎると、混入物の過度に多くの部分が根菜類から分離されない。アグレッシブの度合いが大きすぎると、混入物だけではなく根菜類も損傷させられ、または分離除去されてしまい、それによって収穫高が減少する。分離装置設定信号を生成することによって、特にその信号を分離装置コントローラに送信することによって、好ましくは検査画像によって描画された収穫物もしくは収穫物の一部に従って、動作パラメータが設定される。分離装置設定信号を用いることで、分離装置コントローラは特に動作パラメータを上昇または低下させる。このため分離装置コントローラは、特に電気信号を好ましくはアクチュエータに送信する。分離装置コントローラによって、特に電気信号によって、分離装置または動作パラメータを駆動または調節するための特に液圧、空気圧、電流、電圧、力および／またはトルクが整合される。この場合、分離装置コントローラは特に、評価装置と同じ計算ユニットの一部である。

この方法によれば、分離装置の動作の連続的な最適化を達成することができる。特に、分離部材もしくは分離装置のアグレッシブの度合いを継続的に最適化することができ、かくして根菜類の丁寧な取り扱いも、同時に収穫物からの混入物の効果的な分離も、達成することができる。

特に評価装置は、分離装置設定信号を供給するために、ローカルで機械において、またはこの機械と直接接続された牽引車両において、検査データセットを評価する。これにより、分離装置において不所望な状態が識別されたときに、ほぼ即時の制御が可能であり、詰まりまたは損傷が相応に回避される。

本発明による方法の１つの有利な発展形態によれば、評価装置は、少なくとも１つの画像領域により形成された、検査画像の少なくとも第１の割合を計算する。少なくとも１つの画像領域は、収穫物または機械の定義された構成要素を少なくとも部分的に描画する。第１の割合に基づき、特にクリーニング特性値が計算される。

第１の割合を計算する前に、第１の割合によって統計的に表現される構成要素が予め定義される。検査画像および／または検査データセットは特に、好ましくは同じ大きさの複数の画像領域に分割される。少なくとも部分的に構成要素を示すこれらの画像領域が合わさって、第１の割合を成す。この割合は特に、構成要素を少なくとも部分的に示すこれらの画像領域の、画像領域全体における割合であって、その際に第１の割合は、画像領域の個数の比を用いて、またはそれらの共通の面積を用いて形成される。

第１の割合は、構成要素を描画する画像領域の大きさに対する尺度であり、したがって画像キャプチャユニットの視野内にある構成要素もしくは検査画像の考察すべき割合の密度に対する尺度である。構成要素は特に、少なくとも部分的に根菜類の構成要素であり、これによって第１の割合は、根菜類の集中度を少なくとも近似的に表す。１つの画像領域の面積の少なくとも５０％～１００％が構成要素を示しているならば、その画像領域は特に構成要素を描画するものとして評価され、第１の割合に算入される。択一的に、構成要素を描画しているピクセルの総和によって、割合を生じさせることができる。特に、少なくとも１つの画像領域を、割合に応じて第１の割合に算入させるだけでもよいし、または好ましくは種々の割合にそれぞれ部分的に算入させることもできる。このことが特に有利であるのは、好ましくはモデルベースの分類法の枠内において、画像領域と対応する構成要素との一義的な対応づけが不可能な場合である。好ましくはこのケースにおいて、種々の割合への対応づけに対する確率が求められる。画像領域はとりわけ好ましくは、確率に従い割合に応じてもしくは部分的に、それぞれ異なる割合に算入される。これによって、構成要素同士の状態がさらに正確に描画される。

第１の割合の計算によって、特に収穫物の組成を表す特性値が計算される。これに基づき、動作パラメータをとりわけ有利に制御することができる。その理由は、搬送部材または搬送部材を含む分離装置のクリーニング性能は、収穫物の組成に大きく左右されるからである。第１の割合が混入物の集中度を表すケースでは、好ましくは第１の割合が大きくなるにつれて、いっそう分離作用または分離性能が高まるように、動作パラメータを変化させることができる。クリーニング特性値は好ましくは、少なくとも第１の割合を用いて計算され、または第１の割合と等しい。

好ましくは、第１の割合を成す少なくとも１つの画像領域は特に、画像領域を用いて生成される検査データセットに基づき、定義された構成要素を示すものとして識別される。特に、検査画像中および／または検査サブデータセット中に含まれる検査値、好ましくは色情報、に基づき、この画像領域が識別される。色情報は特に、黒白値、グレー値および／または色空間の色チャネル値を含む。

好ましくは、検査サブデータセット、検査値もしくは色情報が、特にモデルベースの統計的分類法によって分類される。したがってある画像領域は、分類法の結果が収穫物もしくは機械の定義された構成要素に対応づけられるならば、特に第１の割合に算入される。分類法は特に、ニューラルネットワーク、ランダムフォレスト、ベイズ分類器、サポートベクトルマシンおよび／または決定木を使用する。この分類法の適用によって、第１の割合、特に種々の割合、の計算結果は、収穫物の組成に関してとりわけロバストであり、かつ情報形成能力が高い。

特に好ましくは、検査値もしくは色情報が１つまたは複数の基準値もしくは基準領域と比較され、それに基づき画像領域は第１の割合に算入されるかまたは算入されない。基準画像を好ましくは、検査画像のように光学式画像キャプチャユニットによってキャプチャすることができ、その際にユーザは特に、基準画像の種々の部分を種々の構成要素を示すものとしてマーキングする必要がある。このような形式の区別によって、検査画像上の該当する構成要素のとりわけ確実な識別が実現される。とりわけ好ましくは、特に色情報を含む検査サブデータセットの検査値のうちの少なくとも１つが、少なくとも１つの基準値と比較され、少なくとも、検査サブデータセットの少なくとも１つの検査値が対応づけられた基準値範囲内にあれば、画像領域が特に第１の割合に算入される。この基準値範囲は特に最大値と最小値とによって区切られており、その際に好ましくは画像領域を第１の割合に算入させるために、種々の検査値がそれぞれ対応づけられた基準値範囲内に入っている必要がある。

本発明の１つの有利な実施形態によれば、評価装置は、第１の割合に算入させるべき、基準画像の例示的な画像領域が入力されると、分類法の基礎を成すモデルを自動的に発生させ、または自動的に発展させる。択一的にまたは付加的に評価装置は、第１の割合に算入させるべき、基準画像の例示的な画像領域が入力されると、少なくとも１つの基準値範囲を自動的に計算または変更する。かくして特に基準値、基準値範囲もしくはモデルまたはそのモデルパラメータを、少なくともすべてについてはユーザが手動で事前に定義しなくてもよい。その代わりに、評価装置の動作開始にあたり、構成要素を示す少なくとも１つの例示的な画像領域を入力すれば十分である。この画像領域を用いて評価装置は、少なくとも１つの基準値、少なくとも１つの基準値範囲、もしくはモデルまたはそのモデルパラメータを自動的に求める。このようにして評価装置は、種々の適用事例に広範囲にわたり自主的に合わせられる。この場合、入力される画像領域の個数が増えれば増えるほど、基準値もしくは基準値範囲もしくはモデルまたはそのモデルパラメータをいっそう正確に求めることができる。

入力される画像領域が、種々の輝度条件および／または土壌条件における構成要素を示すならば、この方法はとりわけロバストである。かくしてこの方法を、種々の適用条件においても確実に投入することができる。特に好ましくは、場合によっては操作者により関連する構成要素を例示的に識別しながら、この方法を繰り返し実施する間に、評価装置は少なくとも１つの基準値もしくは基準値範囲を整合し、それによってアルゴリズムのためのトレーニングデータを描画することができる。

特に、評価装置が実質的に時間的に同時に撮影される検査データセットに対応づける周囲輝度を測定する輝度センサのようなさらなるセンサを用いることで、評価装置は自動的に基準データの規模を拡張する。択一的にまたは付加的に、この方法のユーザは、すなわち特に機械またはそれと結合された機械の運転者もしくは操作者は、評価装置の基準データの規模を拡張する目的で、視覚化された検査画像上の少なくとも１つの構成要素を手動でマーキングすることができる。したがってユーザにより一度なされた指示に基づき、または評価装置内に格納されたデータに基づき、評価装置は、たとえばジャガイモ、草、石、緩い土および土塊などの区別を行うことができ、個々の割合を算定することができる。

好ましくは本発明による方法は、構成要素のマーキングの形式で場合によっては行われるトレーニングデータの入力を除き、その開始後に自動的に実施される。機械の運転者もしくは操作者にとって、その操縦が簡単になる。

好ましくは、第１の割合を成す画像領域は、それぞれ隣り合う画像領域から生成された、またはそれらの画像領域により形成された画像サブデータセットに基づき、付加的に識別される。特にこの目的でやはり、検査サブデータセットに含まれ、特に白黒値および／またはグレー値を含む色情報が使用される。したがって画像領域の評価は、それらに対応づけられたデータを用いて行われるだけでなく、付加的に周囲の画像領域に対応づけられたさらなるデータも用いられる。これによって、輝度推移および／または色推移を求めることができ、したがっていっそう幅広いデータ基盤に基づき識別を行うことができる。

好ましくは、第１の割合を計算するときに種々の画像領域がそれぞれ異なるように重み付けられる。このため第１の割合を成す画像領域の寄与量がそれぞれ異なる。これによって、検査画像の遠近法的な表示をそのまま用いて第１の割合を計算するのではなく、特に、画像キャプチャユニットからいっそう離れた収穫物の構成要素を示す画像領域を、画像キャプチャユニットにいっそう近い構成要素を示す画像領域よりも大きく重み付けることができる。これによって、遠近法が修正された第１の割合を形成することができ、したがって搬送部材上の収穫物の組成についてとりわけ現実に近い画像を達成することができる。

好ましくは、検査画像全体または１つのまとまった検査画像部分が、部分画像領域に分割されている。これらの部分画像領域は特に、検査画像の同じ個数のピクセルをそれぞれ含み、好ましくは厳密に１つのピクセルを含む。検査画像部分は、複数の部分画像領域を含む検査画像の一部または１つのセクションである。第１の割合を計算するために特に、検査画像に属し割合を示す画像領域だけが考慮される。この目的で特に、検査画像が機械内部の繊細な監視すべきゾーンを描画するように、検査画像が定義される。かくして第１の割合を成す画像領域は、特に１つの検査画像部分の複数の部分画像領域を含む。

検査画像または検査画像部分は特に、それぞれ好ましくは矩形である複数の部分画像領域にラスタライズされている。厳密に１つのピクセルにより部分画像領域を描画すれば、収穫物の状態をその個々の構成要素について評価するために、とりわけ大きいデータベースが作成され、したがって個々の動作パラメータのとりわけ繊細な制御が可能になる。これと同時に、慣用の２次元ディジタルカメラから通常は最大で数１００万ピクセルで供給されるデータ量は、１つまたは複数の最新のプロセッサを装備した評価装置であれば、そのまま即時に処理可能である。

好ましくは、検査画像は複数の検査画像部分を含み、これらの検査画像部分について、評価装置はそれぞれ第１の割合、特に画像領域における複数の割合、を計算し、その際に好ましくは検査画像部分は、１つの分離装置から搬出を行うそれぞれ異なる搬送部材の収穫物を描画する。かくして検査画像部分は特に、同じ搬送部材のそれぞれ異なるセクションを示し、それらのうち１つのセクションは、搬送方向で分離装置またはこの分離装置の分離部材の前方に位置しており、別のセクションは、分離装置またはこの分離装置の分離部材の後方に位置している。択一的に検査画像部分は、収穫物の種々の構成要素に対し択一的な搬送経路を成す種々の搬送部材（たとえばクリーニングされた根菜類のための搬送部材、選別除去された混入物のための搬送部材）を示す。これらの種々の検査画像部分について第１の割合を計算することによって、配属された分離装置のクリーニング性能もしくは分離性能をとりわけ広範囲にわたり評価することができる。特に、分離装置に向かう収穫物流の第１の割合を、分離機構もしくは分離装置からの根菜類混合物下降流の第１の割合と比較し、これによって分離装置の効率を求めることができる。択一的に好ましくは、分離装置に続く、つまりはこの分離装置から搬出を行う搬送部材の収穫物の組成が、１つには分離されて取り出された収穫物について、１つには引き続き搬送すべき収穫物について、求められる。分離装置の効率に応じて、特に動作パラメータが設定される。同様に、個々の検査データセットにおいて描画されているまたは存在している検査画像部分は、分離装置の分離部材または方向転換部材の前方における搬送部材の部分と、分離部材または方向転換部材の後方における搬送部材の部分とを示すことができる。たとえば根菜類の過度に多い割合が方向転換部材の後方において不所望な領域で停滞していることが、画像解析から判明しているのであれば、この方向転換部材を異なるように、たとえば搬送部材上方においていっそう低くポジショニングすることができ、このことによって分離性能が高められる。

本発明の１つの有利な実施形態によれば、検査画像部分は好ましくは、分離装置後方の種々の搬送部材を示し、特に根菜類混合物を排出するための搬送部材および同じ分離装置の後方で混入物を排出するための搬送部材を示す。両方の検査画像部分についてこのケースでは好ましくは、構成要素たとえば根菜類の第１の割合が求められる。択一的に、種々の検査画像部分について種々の割合が計算される。このようにすることでたとえば、根菜類混合物下降流中の混入物の割合を、選別除去された混入物の流れにおける根菜類の割合と整合調整することができ、これに基づき分離装置に含まれる分離部材を、搬送部材に対するその位置について、またはその速度について、設定することができる。

好ましくは、第１の割合を成す画像領域は根菜類またはその一部を示し、第２の割合を成す画像領域は混入物またはその一部を示す。したがって評価装置は、少なくとも２つの異なる割合を計算する。とりわけ好ましくは、評価装置は少なくとも４つの割合を計算し、すなわち根菜類に関する第１の割合、草構成要素に関する第２の割合、土に関する第３の割合、ならびに損傷した箇所に関する第４の割合を計算する。これらの割合の合計は特に１以下である。択一的に、第１の割合を混入物の割合、第２の割合を根菜類の割合といったようにすることもできる。付加的にまたは択一的に、好ましくは土塊および／または石に関する割合が計算される。

択一的にまたは補足的に、本発明によるさらなる発展形態において、少なくとも２つの画像キャプチャユニットおよび少なくとも２つの搬送部材が設けられており、この場合、第１の画像キャプチャユニットにより、分離装置から第１の搬送部材により搬出された収穫物部分の第１の検査画像が撮影され、第２の画像キャプチャユニットにより、分離装置から第２の搬送部材により搬出された収穫物部分のさらなる検査画像が撮影され、両方の検査画像により形成された、またはこれらの検査画像に基づき生成された、検査データセットのうちの少なくとも一方、好ましくは両方、に基づき、分離装置設定信号が生成される。検査データセットはこの場合にそれぞれ、これまで述べてきたように、または後で述べるように、特に個々の割合について評価される。

評価装置の計算における複数の割合によって、収穫物の組成もしくは搬送部材の占有状態のいっそう正確な画像を達成することができる。限界値を用いた画像領域の識別に対し択一的に、検査画像または検査画像部分のすべての画像領域が必然的に１つの割合に対応づけられる。その際に好ましくは、画像領域を用いて計算された検査サブデータセットと基準サブデータセットとの一致の度合いが評価され、一致が最大である割合に各画像領域が対応づけられる。

本発明の１つの有利な実施形態によれば、クリーニング特性値は、評価装置により計算された第１の割合と閾値との偏差を用いて求められる。特にこの閾値は搬送部材の最適な稼働状態を表し、その際にこの閾値からの定義された絶対値の偏差によって、動作パラメータの変更がトリガされる。クリーニング特性値は特に、複数の割合および好ましくはさらなるデータ、特にセンサデータ、に基づく。

本発明の１つの有利な実施形態によれば、分離装置設定信号は、特に時間的に相前後して計算された複数のクリーニング特性値を用いて計算され、または事前に計算された少なくとも１つのクリーニング特性値がクリーニング特性値の計算に関与する。特に、クリーニング特性値の移動平均値が計算され、これが分離装置設定信号の基礎を成し、またはクリーニング特性値推移の平滑化が特にローパスフィルタを用いて行われる。これらの措置を通して、本発明による方法はとりわけ障害を受けにくくなり、したがってとりわけロバストに適用できるようになる。

本発明の１つの有利な実施形態によれば、少なくとも１つのさらなるセンサがセンサデータを評価装置に伝達し、それらのセンサデータが分離装置設定信号の計算に関与する。センサは特に、搬送部材上の収穫物のスライス厚を測定するためのセンサ、好ましくは触覚センサまたは超音波センサ、たとえば油圧オイル圧力を測定するための圧力センサの形態の、駆動出力を測定するためのセンサ、および／または特に搬送部材駆動部の回転数を測定するための回転数センサである。特に、回転数センサを用いて搬送部材のスリップが求められ、これがセンサデータの形態で評価装置に伝達される。湿度センサを用いることによって、さらなる情報を分離装置設定信号の計算に関与させることができる。

検査画像に基づき供給される情報以上のものである、センサデータ中に存在するこれらのさらなる情報に基づき、搬送部材の領域におけるさらにいっそう正確なクリーニング状況の画像が評価装置において得られ、このようにすることでやはり動作パラメータに対し、これに合わせていっそう良好に調節して作用を及ぼすことができる。

好ましくは評価装置は、種々の分離装置設定信号を用いて動作パラメータの上昇または低下をトリガする。特に評価装置または分離装置コントローラは、ファジィレギュレータ、ＰＩＤレギュレータ、または３ポイントレギュレータを含み、これによって互いに択一的に、目下の動作パラメータの上昇、低下または維持がトリガされる。上昇がトリガされるのは特に、クリーニング特性値が予め定義された第１の閾値を上回ったときであり、相応に低下がトリガされるのは、クリーニング特性値が予め定義された第２の閾値を下回ったときである。

好ましくは動作パラメータは、２つの搬送部材同士の間隔であり、この場合にはこの間隔によって、これらの搬送部材が共働して分離装置として機能することができ、または分離装置の分離部材もしくは分離装置と搬送部材との間隔である。特に動作パラメータは、１つのローラ台において動作中に回転する２つの搬送ローラ同士の間隔であり、これらの間で土が選別除去される。択一的に動作パラメータは、選別ベルトとして形成された搬送部材と、方向転換ローラとして形成された分離部材との間隔であり、この場合、分離部材は、搬送部材を横切って延在し、根菜類を搬送部材から側方に逸らすように作用する。この場合、方向転換ローラは動作中、回転軸を中心に回転し、この回転軸は、搬送部材を上から見て搬送部材の搬送方向に対し９０°未満の角度を成している。択一的に分離部材は、動作中に循環するフィンガベルトとして形成されており、これは搬送部材の上方に位置しており、外側に突出するそのフィンガが動作中、搬送部材上に配置された収穫物を梳く。やはり択一的に分離部材は、動作中に循環しないスクレーパ装置として形成されており、この装置は、選別ベルトと共働する草用粗目ベルトの上方に配置されていて、この草用粗目ベルト上に堆積した草から根菜類を引き剥がすように作用する。それぞれ特に油圧式または機械式の調整装置によって間隔を設定可能であり、これによって搬送部材との共働において分離装置の分離部材のアグレッシブの度合いを、もしくは搬送部材の分離性能を、とりわけ簡単に変更することができる。

択一的に動作パラメータは、機械の少なくとも１つの掘り取りブレードの大地への侵入深さである。これにより簡単な手法で、収穫物における混入物の量に作用を及ぼすことができる。

これまで述べてきたことに対し択一的にまたは付加的に、動作パラメータは分離速度であり、特に分離装置もしくは分離装置の分離部材の循環速度または回転速度である。特に分離速度は、前述のフィンガベルトの循環速度であり、または前述の方向転換ローラの回転速度である。択一的に分離速度は、角度が付けられて動作中に混入物を上流に向けて搬送する、たとえば草用細目ベルトの形態の分離装置の循環速度であり、この分離装置は、できるかぎり混入物が上流に向けて搬送され、根菜類はそれらと向き合ったこの分離装置のセクションの運動方向に抗して下流に向かって転がっていく、というようにして駆動される。

好ましくは、動作パラメータは択一的に、搬送部材の、分離装置の、すなわち分離装置の少なくとも１つの分離部材の迎角(Anstellwinkel)として規定されている。特に動作パラメータは、草用細目昇降機とも呼ばれる分離装置の迎角である。この迎角により、分離装置の草用細目ベルトの搬送平面の傾斜が、水平方向に対し相対的に変更され、そのようにして分離装置のアグレッシブの度合いが設定される。

本発明の択一的な有利な実施形態によれば、動作パラメータは、時間あたりの空気流速度または空気質量輸送量の変化に作用を及ぼし、その際に対応する分離装置が空気の流れに基づき分離を行う。この場合、たとえばモータ回転数により表されるモータ出力を、対応する動作パラメータとすることができる。その際にこの空気によって、やはり根菜類と混入物の分離がもたされ、特に草が収穫物流から吹き払われ、それによって取り除かれる。特に定置状態でも使用可能なこの種の空気分離装置の場合、動作パラメータを好ましくは、配属された送風機の回転数とすることができ、またはたとえば空気流を主空気流と空気横流とに分割するエアバッフルの形態で配属された装置の迎角とすることができる。

本発明による方法の１つの有利な実施形態によれば特に、これまでに挙げた動作パラメータのうちの複数は、同じ分離装置設定信号または異なる分離装置設定信号によって設定される。このために評価装置にルールセットを格納しておくことができ、これは個々の分離装置の所望の性能アップまたは性能ダウンのために対応する信号を、個々の設定可能な量について生じさせる。

好ましくは、動作パラメータ変更のトリガ後、定義された期間または搬送部材の定義された搬送区間にわたり、さらなる動作パラメータ変更がトリガされない。このことは特に、同じ動作パラメータ、および／または動作中、下流に配置された少なくとも１つの分離装置の少なくとも１つの動作パラメータだけに該当する。これによって、分離部材の過調整が生じず、いかなる動作パラメータ変更も、これまでに行われた動作パラメータ変更をすでに考慮した確かなデータ基盤に基づく、ということが保証される。

好ましくは分離装置設定信号は、有線で、特にＣＡＮバスまたはＥｔｈｅｒｎｅｔを用いて、または無線で、分離装置コントローラに伝達され、その際に分離装置設定は好ましくは、事前に操作員によりインタフェースにおける入力を介して許可されなければならない。これによって、既存のまたは少なくとも確立された通信伝送システムを、分離部材を設定するために利用することができ、結果として生じたまたは実施されるべき分離装置の設定が、その自動的な設定の代わりに特に運転者キャビンにおいて操作員に表示され、インタフェースにおいてそれ相応の入力を介して許可されなければならない、ということによって特に、この方法の信頼性を高めることができる。

さらに上述の課題は本発明によれば、根菜類を収穫する、かつ／またはさらなる収穫物混入物から根菜類を分離する機械によって解決される。この機械は、機械フレームと、搬送部材と、画像キャプチャユニットと、分離装置と、評価装置とを有する。この機械は、これまで述べてきたまたは以下で述べる方法を実施するように形成されている。

好ましくは評価装置はグラフィックプロセッサユニットであり、特にＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、もしくはＧＰＧＰＵ（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐｕｒｐｏｓｅ Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、および／またはＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）をベースとするプロセッサユニットである。評価装置をこのように構成することによって、検査データセットをとりわけリソースを節約して、特にローカルで評価することができる。自明のとおり、電子データ処理装置として形成された評価装置は、たとえば電流供給、インタフェースおよびメインメモリのためのさらなる通常の手段を有する。

本発明の１つの有利な実施形態によれば、この機械は、評価装置と結合された少なくとも１つのセンサを有し、特に、搬送部材上で収穫物のスライス厚を測定する接触センサまたは超音波センサ、駆動出力を測定するセンサ、たとえば油圧オイル圧力を測定する圧力センサ、および／または搬送部材に配置された回転数センサを有する。これらのセンサによって搬送速度信号を、測定された物理量に基づいても計算することができ、これによって評価装置により計算される量の情報形成能力が著しく高められ、そのエラー脆弱性が低減される。同様に湿度センサが、評価装置の解析の枠内で分離装置のうちの１つまたは複数を設定するために寄与する情報を付加的に供給することができる。

好ましくはこの機械は、同じ搬送部材のそれぞれ少なくとも１つの検査画像を動作中に撮影する複数の画像撮影ユニットを有する。択一的にこの機械は好ましくは、特に１つの同じ分離装置から搬出を行う、それぞれ異なる搬送部材のそれぞれ少なくとも１つの検査画像を動作中に撮影する複数の画像キャプチャユニットを有する。択一的に、２つの画像キャプチャユニットのうちの一方を、たとえば空気流により分離を行う分離装置の搬出領域に向けて配向することができる。これら複数の画像キャプチャユニットによって、収穫物の組成を、特に、搬送区間に沿った、特に機械の分離装置後方の搬送区間の種々の部分おける、第１の割合の推移を、追従することができる。したがって特に、種々の搬送部材の搬送速度を、種々の第１の割合を用いて設定することができる。相応にこれまで述べてきたまたは以下で述べる方法によれば、個々の検査画像によりキャプチャされた搬送区間領域に対する解析が、少なくとも１つの評価装置において行われる。好ましくは、ただ１つの中央の評価装置が、画像キャプチャユニットのデータを評価するために設けられている一方、個々の画像キャプチャユニットに固有の評価装置を対応づけることもできる。その場合にこれらの評価装置は、それぞれ対応づけられた分離装置を、特にさらなる評価装置と調整しながらコントロールすることができる。択一的にまたは補足的に、中央の評価装置が分離装置設定信号の設定を受け持ち、この信号を機械のコントローラに転送する。

好ましくは画像キャプチャユニットは、種々の収穫物構成要素のための、特に根菜類のための、および混入物のための、搬送区間全体のうち少なくとも２つの択一的な搬送経路を検査画像が示すように、配置されている。これにより、画像キャプチャユニットを用いることで２つの搬送部材を監視することができ、この場合、検査画像のそれぞれ１つの検査画像部分が、種々の搬送部材またはそれらの搬送部材上の収穫物の１つのセクションを描画する。特に、搬送部材のうち１つ搬送部材は、選別除去された混入物を搬送するように形成されており、搬送部材のうち別の搬送部材は、クリーニングされた根菜類を搬送するように形成されている。これによって、クリーニング性能についてとりわけ広範囲に及ぶ画像をキャプチャすることができ、したがって搬送部材および／または搬送部材を含む分離装置の稼働状態をキャプチャすることができる。

好ましくは、１つの分離装置により、特に１つの分離装置の１つの分離部材により、分離された少なくとも２つの搬送部材セクションを、動作中に検査画像がそれぞれ少なくとも部分的に描画するように、画像キャプチャユニットが配置されている。これらの搬送部材セクションは、検査画像による表示において分離装置の分離部材によって分離されているだけであり、それぞれ搬送部材に含まれている。分離部材は、搬送部材よりも画像キャプチャユニットの近くにあり、それにより搬送部材は検査画像においては分離部材によって覆われている。画像キャプチャユニットのこのようなポジショニングによって、２つの個々の検査画像部分についてそれぞれ少なくとも第１の割合を計算し、そのようにして直接、分離部材および配属された分離装置の効力を評価することが可能にされている。特にこの目的で、分離部材到達前の収穫物の組成が、分離部材通過後の収穫物の少なくとも１つの割合の組成と比較される。

好ましくは、搬送部材は選別ベルトまたは針付きベルトとして形成されており、これは動作中、特に少なくとも１つの方向転換ローラの下方を通り抜けて進行し、この方向転換ローラは、搬送部材を横切って延在し、収穫物をそこから側方へと逸らす。択一的に搬送部材は、星型選別部材または搬送ローラとして形成されており、この場合、搬送ローラは特にローラ台に含まれている。

この機械は、これまでに述べたことに対し択一的にまたは補足的に、根菜類をさらなる収穫物から分離する機械として形成されている。この場合、１つの有利な発展形態によれば、機械は特に定置され、すなわち動作中、機械の連続的なローカルな前進運動を伴わずに駆動される。

さらに別の有利な発展形態によれば、この機械はジャガイモ掘り取り機またはカブ掘り取り機である。

本発明のさらなる詳細および利点は、以下で説明する概略的に示された実施例から読み取ることができる。

本発明による方法のプログラムフローチャートである。 分離装置設定信号を求めるための付随するプログラムフローチャートである。 クリーニング特性値の処理を伴う付随するプログラムフローチャートである。 分離装置設定のための付随するプログラムフローチャートである。 検査画像の様子およびその部分的評価について示す図である。 本発明による保護対象について示す図である。 図６による保護対象についてそれぞれ異なる側面から見た様子を示す図である。 図６による保護対象についてそれぞれ異なる側面から見た様子を示す図である。 図６による保護対象を搬送部材と共に示す部分図である。 図９に部分的に示した図６による装置の１つの領域の詳細図である。 図１０による保護対象を異なる視点から示す図である。 図１０による画像キャプチャユニットの検査画像を示す図である。 図６による機械の分離装置を画像キャプチャユニットと共に示す図である。 図１３に示した画像キャプチャユニットの視点から撮影された概略的な検査画像を示す図である。 図６による機械のさらなる分離装置を画像キャプチャユニットと共に示す図である。 図１５に示した画像キャプチャユニットの視点から撮影された概略的に描かれた検査画像を示す図である。 図６による機械をさらなる画像キャプチャユニットと共に示すさらなる詳細図である。 図１７による画像キャプチャユニットの視点から見た検査画像を概略的に示す図である。 本発明によるさらなる装置を示す詳細図である。 本発明によるさらなる装置を示すさらなる詳細図である。

同じ部材または同じように作用する部材には、目的に適うかぎりは、同じ参照符号が付されている。以下で説明する実施例の個々の技術的特徴を、これまで述べてきた実施例の特徴も用いることで、ただし常に少なくとも独立請求項のうちの１つの特徴との組み合わせにおいて、本発明の発展形態をもたらすことができる。図面の簡単な説明において挙げた保護対象は、個々の図面には往々にして部分的にしか示されていない。

本発明による方法は、根菜類４を収穫する機械２の動作を制御するために用いられる（図６～図８を参照）。この方法の場合、少なくとも１つの光学式画像キャプチャユニット６によって、少なくとも１つの検査画像８が撮影され、この検査画像８は、さしあたり共通に参照符号１０で表した少なくとも１つの搬送部材を用いて、機械２の機械フレーム１２に対し相対的に前進させられる収穫物を示し、この収穫物は根菜類４を含む。

検査画像８は評価装置に伝達され、この評価装置は、検査画像８を用いて生成された、または検査画像８により形成された検査データセットに基づき、機械２の分離装置の少なくとも１つの動作パラメータを設定する分離装置設定信号を生成する。検査画像として描かれた図面は、場合によっては設けられている枠または境界を伴わずに、本発明に関連する部分を概略的に示しているにすぎない。カメラにより撮影された特にディジタルの画像は、場合によっては図面には描かれていないさらなる情報を有する。これらの情報をたとえば、すでにカメラ側で、または検査データセットを設定または処理する際に、マスキングまたはフィルタリングすることができる。

本発明による実施例の場合、物流１．１から出発して前述の方法を用いることで、第１の分離部材の前方で収穫物の組成の評価が行われる（ブロック１．２）（図１）。これに加えて、さらなる分離装置の入口の前および出口の後において、同様にやはり収穫物流の組成が計算される（ブロック１．３および１．４）。最終的に、再び第３の分離装置の入口で、同様にやはり収穫物流がその組成について特定される。その結果として、根菜類と混合物の個々の割合Ａ１およびＡ２がもたらされる（ブロック１．６、１．７、１．８および１．９）。個々の分離装置での望ましい分離性能に応じて評価装置において、個々の分離装置についての根菜類もしくは混合物の個々の割合Ａ１およびＡ２が互いに差分計算される（ブロック１．１０）。これに応じて、個々の分離装置において性能を最適化する目的で、個々の分離装置の動作パラメータの設定が行われる（ブロック１．１１）。

分離装置設定信号を求めることについて、図２にさらに詳しく示されている。検査画像８から出発して最初に検査データセットを設定する目的で、関連する検査画像部分の抽出が行われる（ブロック２．１）。このために、画像キャプチャユニットのポジションに基づき、マスクもしくは関心領域（ＲＯＩ）を事前に定義することができ（ブロック２．２）、これを用いることで検査画像の考慮すべき間隔と考慮すべきでない間隔とが区別される。検査画像の関連する画像セクションと、ここで処理のために設けられた検査データセットとに基づき、次いで個々の収穫物構成要素を示す画像領域の割合の計算が行われる（ブロック２．３）。この目的で特に、色情報を評価することができる。それらの値を参照テーブルから取り出すことができ、または操作員が予め設定することもできる（ブロック２．４）。

閾値定義（ブロック２．５）に基づき、計算された割合と閾値との偏差が計算される（ブロック２．６）。閾値はたとえば、それぞれ考察される割合（たとえば根菜類、混入物１、混入物２）に対する理想値である。これに続いて、求められた偏差の平滑化の目的で、ローパスフィルタリングが行われる（ブロック２．７）。この場合、ブロック２．８に従い定義されたフィルタ時定数が用いられる。次いで、搬送区間に沿った個々のポジションおよび個々の割合について偏差の平滑化された値に基づき、クリーニング特性値ＲＳが計算される（ブロック２．９）。この場合、レギュレータパラメータを単純化して使用することができ、それらのパラメータに従ってたとえば、偏差が大きすぎ、したがって考察している検査画像（部分）において過度に多くの混入物が存在しているならば、根菜類の形態の割合Ａ１に対し第１の監視対象搬送区間においてクリーニング特性値ＲＳ＿１（Ａ１）が１にセットされる。理想値からの偏差が十分に低い場合には、割合Ａ１に対するクリーニング特性値ＲＳを０にセットすることができる。ブロック２．９のクリーニング特性値ＲＳ＿１（Ａ１）に基づき、たとえば３ポイントレギュレータを用いて分離装置設定信号を生成することができる（ブロック２．１０）。

したがってたとえば本発明による方法を用いることで、分離装置前方およびその後に分離装置後方で物流中に存在する生産物同士の比率が、たとえば生産物すなわち根菜類（４）のための搬出用搬送部材上と、混入物（５）のための搬出用搬送部材上とで、別個に評価される。個々のカメラが両方の搬送部材を監視するケースであれば、このために混入物を搬出する搬送部材と、根菜類を搬出する搬送部材とについて、別個の関心領域が定義される。過剰のジャガイモ（根菜類４）が混入物を搬出する搬送部材上に存在しているのか、または過剰の混入物が生産物を搬出する搬送部材上に存在しているのかに応じて、分離閾値に作用を及ぼす分離装置のパラメータが相応に整合される。したがって特に、フィンガベルトのフィンガもしくはブラシベルトのブラシを、いっそう高くまたはいっそう低く設定することができ、かつ／またはフィンガベルトまたはブラシベルトをいっそう遅くまたはいっそう速く走行させることができる。

図３による３ポイントレギュレータシステムによる例示的な実装の場合、最初にクリーニング特性値ＲＳ＿１（Ａ２）－ＲＳ＿ｎ（Ａ２）が着目対象とされ、すなわち混入物を表す割合Ａ２に関するクリーニング特性値が着目対象とされる（ブロック３．１）。たとえばこのことは、石の形態の収穫物中の混入物の割合を、１つの分離装置の前方および後方で、もしくは複数の分離装置を含む搬送区間の前方および後方で考察することである。クリーニング特性値は、前述の表記によれば「０」または「１」である。次いでブロック３．２において、クリーニング特性値ＲＳ＿ｉ（Ａ２）（ただしｉ＝１～ｍ）の合計が０であるか否かが検査される。これが否定されたならば、ブロック３．３においてまずは、最後のクリーニング特性値および場合によっては付随する収穫物組成について、記憶装置３．４の問い合わせが個々のポジションにおいて行われる。ブロック３．５における検査の結果、分離装置設定の変更がかなり以前のことであると判明しているのであれば、ブロック３．６において、個々の分離装置に対し減少する動作パラメータ信号が生成される。この場合、問い合わせにより記憶装置から呼び出されたクリーニング特性値も考慮することができる。１つまたは複数の分離装置の設定（ブロック３．７）は、あまりアグレッシブではなくなるように行われ、したがっていっそう僅かな根菜類の割合しか搬送区間における混合物流中または収穫物流中に残らなくなる。１つまたは複数の最後のクリーニング特性値ＲＳ＿ｉ（Ａ２）は、場合によってはそれぞれ付随する割合Ａ２（ブロック３．１５）と共に、記憶装置３．４にエントリされる。

クリーニング特性値ＲＳ＿ｉ（Ａ２）（ただしｉ＝１～ｍ）の合計が０であるケースであれば、次いでブロック３．８において、割合Ａ１たとえば根菜類に該当するクリーニング特性値ＲＳ＿ｉ（Ａ１）が着目対象とされ、もしくはそれらの値について相応に問い合わせられる。次いで、それらのクリーニング値の合計がやはり０になるか否かが検査される（ブロック３．９）。０であるならば、最後のクリーニング特性値ＲＳ＿ｉ（Ａ１）が同様にやはり記憶装置３．４にエントリされる（ブロック３．１０）。動作パラメータの変更は不要であり、中立的な動作パラメータ信号が送出され、または動作パラメータ信号は送出されない（ブロック３．１１）。割合Ａ１に対するクリーニング値の合計が０でないとしたならば、３．１２において再び、問い合わせにより記憶装置から以前の値が呼び出され、ブロック３．１３において、最後の動作パラメータの変更からすでにかなり時間が経過しているのか否かが検査される。このことが該当するならば、３．１４において、分離装置をいっそうアグレッシブに設定する動作パラメータが送出される。

ブロック３．７における図３による事前設定を実現するためには、分離装置アクチュエータをコントロールする必要がある。この目的で図４によれば、制御部４．１において、ブロック３．６、３．１１および３．１４の事前設定に基づき、個々の分離装置の目下の設定（４．２）を考慮しながら、分離装置固有の動作パラメータの変更が求められる。この目的でたとえば、分離装置部材の速度、回転数、間隔または傾斜が定義される。それによりブロック４．３において、個々の分離装置の分離装置アクチュエータのための操作量が定義され、それらの操作量を介して分離装置が設定される（ブロック４．４）。

図５にはこの図の上方に、搬送部材１０Ａから搬送部材１０Ｂへの移行部を示す検査画像８が例示されている。この搬送区間領域上には、根菜類４と、石および草を含む可能性のある混入物５とが存在している。アルゴリズムのトレーニングにおいて定義された、もしくはデータベース、たとえばＨＳＶフォーマットの色情報を含むテーブルを介して、予め設定された分類に従い、個々の部分領域１６が同じ構成要素の存在について検査される。このようにして個々の画像領域と個々の割合との対応づけに基づき、図５において右下に例示したように、検査画像８中の根菜類４と混入物５の個々の割合の割合分布が生じる。これによればＡ１は、検査画像８もしくは対応する検査データセットにおける根菜類４の割合を示し、Ａ２は草の割合、さらにＡ３は石の割合を示す。好ましくはこの対応づけは、個々のピクセルの色情報に基づき行われ、つまりある割合に対応づけられる画像領域１９は、特に１つのピクセルの面積に対応している。共通に参照符号ＲＳで表されたクリーニング特性値は例示的に、とはいえ好ましくは、第１の割合Ａ１と閾値Ｒとの偏差に基づいており、この閾値は、搬送区間の観察場所における根菜類４の最適な割合分布を表す。たとえばクリーニング特性値ＲＳは、クリーニング値から５０％以上の偏差であれば１にセットされ、クリーニング値から５０％未満の偏差であれば０にセットされる。次いでこの値は相応に記憶され、もしくは図１～図４によるさらなるプログラムシーケンスにおいて処理される。

本発明による機械２は、図６によれば牽引式ジャガイモ掘り取り機として形成されており、この場合、多数の搬送部材１０およびそれらに配属された分離装置が、部分的にしか表されていない機械フレーム１２上に保持されている。搬送区間に沿って、複数の画像キャプチャユニット６が設けられており、これらは搬送部材１０上で運搬される根菜類４を含む収穫物を撮影する。図６に表されている画像キャプチャユニット６のためのポジションは、選別ベルトの形態の第１の搬送部材１０Ａから、草用粗目ベルトにより付加的に取り囲まれている選別ベルトの形態の第２の搬送部材１０Ｂ上への移行部、およびこの第２の選別ベルト１０Ｂから、さらなる分離装置を含むさらなる搬送部材１０Ｃへの移行部である。これに加え、この分離装置の出口側で、選別台に至る搬送部材１０Ｅがさらなる画像キャプチャユニット６によって監視され、その際に同時に、残留した混入物５、特に石、のために設けられたさらなる搬送部材１０Ｆがキャプチャされる。

任意の、ただし好ましくは選別台の近くに位置する、中央でアクセス可能な場所に、評価装置をポジショニングすることができる。たとえば図６において見て取れるケーブル１２．１を介して、走行速度信号または分離装置の設定に関する情報を、評価装置から牽引車両に送出することができる。

図７および図８に側面図として描かれた機械には、さらなるポジションに光学式画像キャプチャユニット６を設けることができる。したがって付加的に掘り取り装置２９の領域または貯蔵庫３３に至る段差の領域のすぐ近くに、さらなる画像キャプチャユニットを配置することができる。

図９および図１０には、搬送部材１０Ａと搬送部材１０Ｂとの間の第１の段差の上方で、フレーム側に位置する光学式画像キャプチャユニット６の配置が示されており、その視野は下方に向けられている。光源７によって、十分に光が当てられた検査画像８をキャプチャするために、視野の照明がもたらされる。搬送部材１０Ａは選別ベルトであり、このベルトは、掘り取り装置２９から到来しているときにすでに混入物５の一部、特に土および／または土塊、をふるい落とし、段差を介して、選別ベルトとして形成されたさらなる搬送部材１０Ｂへと引き渡す。この搬送部材１０Ｂは付加的に草用粗目ベルトを有し、このベルトは、ジャガイモのそばまたは収穫物中に存在する草を取り去るために設けられている。これに応じてスクレーパ装置３２が、搬送部材１０Ｂの幅全体にわたって配置されている。

搬送部材１０Ｂの搬送平面上方におけるスクレーパ装置３２の高さＨを、分離装置設定信号によって設定することができる。このことは、草用ベルトとして形成された分離装置の分離性能に作用を及ぼすことが可能であることを表す。これに加え、草用粗目ベルト４３に対する選別ベルトの相対速度を設定可能とすることができる。見やすくするため、図１０には草用粗目ベルト４３だけが示されており、選別ベルトの形態で形成された本来の搬送部材１０Ｂは示されていない（図１２を参照）。

図１１に破線で表された光学式画像キャプチャユニット６の視野から得られる検査画像８が、図１２に詳細に描かれている。この検査画像８から作成された、またはこの検査画像により形成された検査データセットを用いて、キャプチャされて分類された物体の割合と閾値Ｒとの偏差に基づき、前述の評価が行われる。

搬送部材１０Ｂから出て、まだ存在している収穫物がさらなる搬送部材１０Ｃに搬送方向１Ｃで引き渡される。この搬送部材に、上下に位置して回転する複数の方向転換ローラ２４の形態で分離装置が配属されている。これによって及ぼされる衝撃を介して、収穫物が搬送部材１０Ｄの方向に運搬される（図１３）。

搬送部材１０Ｃと下方の方向転換ローラ２４との間の間隔Ｈを、分離性能を変更する目的で設定可能であり、したがってこれは設定可能な動作パラメータを成す。必要に応じて個々の方向転換ローラ２４間のさらなる間隔を、方向転換の強度のために、もしく方向転換ローラ２４間で草が引き出される分離機能を場合によっては生じさせるために、それら相互間の間隔に関して変更することができる。択一的にまたは補足的に、分離性能もしくは方向転換の変更が、方向転換ローラ２４の循環速度が設定可能であることからもたらされる。

同様に、フィンガベルト２６．１として形成され搬送部材１０Ｄに属する分離装置のフィンガ２６の下端の高さＨを、複数の動作パラメータのうちの１つとして設定可能である。高さＨは、フィンガ２６と針付きベルトとして形成された搬送部材の上縁部との間隔を表す。これに加え、搬送部材の搬送平面に向かう垂線に対するフィンガベルト２６．１の迎角を、設定可能に構成することができる。同じことは、フィンガベルト２６．１の循環速度についても当てはまる。

図１３に示されている画像キャプチャユニット６によって、図１４に示されている検査画像８が生成され、この画像８において、フィルタリングもしくはマスキングを介して、本実施例において関連する検査画像部分８Ａが定義される。分離装置の性能、ここでは方向転換ローラ２４の分離性能、を監視するために、搬送方向１Ｃから見て方向転換ローラ２４の後方に位置する検査画像部分８Ｂを、さらに付加的に選択することができる。特に分離装置設定のために、方向転換ローラ２４前方の領域が監視される。次いで、相応の検査画像部分８Ａから検査データセットが生じる。

検査画像部分８Ａに関して付随するクリーニング特性値ＲＳが、上位のまたは図示された分離装置の過度に低い分離性能をもたらすのであれば、この分離装置をいっそうアグレッシブになるように設定することができる。択一的に、たとえば方向転換ローラ２４の後方において、後続の搬送区間上でのジャガイモ保護のために少なくともまだ部分的には必要とされる土塊の形態の混入物５の割合が多すぎることに起因して、検査画像部分８Ｂにおけるクリーニング特性値が過度に高い分離性能を表すケースであれば、搬送部材１０からの方向転換ローラ２４の間隔Ｈを低くし、それによって分離装置をあまりアグレッシブではなくなるように設定することができる。

図１５および図１６には、搬送ベルト１０Ｃおよび１０Ｄの領域内に配置されたさらなる光学式画像キャプチャユニット６が示されている。図６による画像キャプチャユニット６に対し補足的にまたは択一的に、この画像キャプチャユニット６を用いることができる。特にこの画像キャプチャユニットは、方向転換ローラ２４により形成された分離および方向転換装置の作用を監視する役割を果たす。この監視ユニットにも、監視対象領域の照明を改善するために光源７が配属されている。

さらなる光学式画像キャプチャユニット６が、配属された光源７と共に選別台の上方に、搬送部材１０Ｅおよび搬送部材１０Ｆに向けられた視線で配置されている（図１７）。マスキングによって、図１８による検査画像８中に描画された検査画像部分８Ａおよび８Ｂが選択され、これらの検査画像部分は、一方では１つの搬送経路として、搬送方向１Ｅで根菜類４を運び出すための搬送部材１０Ｅを監視し、他方ではさらなる搬送経路として、搬送方向１Ｆで石および／または土塊の形態の混入物５を運び出すための搬送部材１０Ｆを監視する。前述の評価によって、搬送部材１０Ｆ上の根菜類４の割合が多すぎるか否かが検査される。このことが該当するとしたならば、本発明による方法を用いることで、前段に接続された分離装置がいっそうシャープになるように設定される。この分離装置は、針状ベルトとして形成された搬送部材１０Ｄの上方に位置し、特にフィンガベルトとして例示的に破線で示されたフィンガ２６を備えており、ただしここに示した図面では、それらのフィンガ２６の前に位置するカバー４０の後方に配置されている。たとえば、根菜類４の形態のいっそう多くの収穫物が搬送部材１０Ｅ上に、配属されたシュート４１を介して搬出されるように、搬送部材１０Ｄからのフィンガ２６の間隔が狭められる。石および／または土塊の形態の過度に多くの混入物５が搬送部材１０Ｅ上で識別されるのであれば、たとえば、場合によっては生じる石を搬送部材１０Ｆの方向にいっそう良好に方向転換させるために、混入物５に作用を及ぼす衝撃がいっそう僅かになるように、方向転換ローラ２４の循環速度を低減することができる。そのようにすれば、混入物５はシュート４２を介して搬送部材１０Ｆに向かって良好に滑り落ちる。

図１９には、ここでは草用細目昇降機の形態の、さらなる分離装置における本発明による方法の使用について示されている。これに応じて図１９に示されている検査画像８は、搬送方向１Ｋで搬入を行う搬送部材１０Ｋを示し、この搬送部材１０Ｋは段差を介して、草用細目昇降機として形成され草用ベルト３０を備えた分離装置に向かって案内される。この分離装置は、収穫物流中に場合によっては存在する細かい草を方向３１において引き続き運搬する一方、草用ベルト３０上に到達したジャガイモおよびいっそう重量のある収穫物流の混入物が、設定可能な角度αを介して予め設定可能な草用ベルト３０の傾斜姿勢に基づき、搬送部材１０Ｋと草用細目昇降機との間の空隙に逆戻りして落下する。検査画像部分８Ａおよび８Ｂにおいて、根菜類４もしくは混入物５の割合が基準値外にあるのであれば、たとえば迎角αの設定により、または草用ベルト３０の循環速度変更により、分離装置をいっそうアグレッシブになるように、または相応にいっそうアグレッシブではなくなるように、設定することができ、そのようにすることで所望の分離性能がもたらされる。

好ましくは貯蔵技術の分野で使用されている図２０による土落としローラにおいて、個々の搬送部材１０Ｔ間の間隔Ｈが設定可能に形成されている。かくして搬送部材１０Ｔは、そのまま同時に分離装置も成している。検査画像８の個々の検査画像部分８Ａおよび８Ｂにおいて、好ましくは混入物の割合が計算され、分離装置性能の設定に使用される。この場合、上述のように、画像キャプチャユニット６の「魚眼」表示に基づく遠近法の修正がなされる。

本発明のさらなる択一的な実施例を、たとえば自走式のカブ掘り取り機として、あるいはジャガイモまたはカブの貯蔵技術におけるクリーニング区間として、形成することができる。

Claims (31)

1. 根菜類（４）を収穫する、かつ／または混入物を含むさらなる収穫物から根菜類（４）を分離する機械（２）の動作を制御する方法であって、
   少なくとも１つの搬送部材（１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆ、１０Ｋ、１０Ｔ）によって機械フレーム（１２）に対し相対的に前進させられる前記収穫物の少なくとも一部の少なくとも１つの検査画像（８）を、少なくとも１つの光学式画像キャプチャユニット（６）により撮影する方法において、
   評価装置が、前記検査画像（８）を用いて生成された、または該検査画像（８）により形成された検査データセットに基づき、前記機械（２）の分離装置の少なくとも１つの動作パラメータを設定する分離装置設定信号を生成することを特徴とする、
   方法。
2. 前記評価装置は、ローカルで前記機械（２）において、または直接接続された牽引車両において、前記検査データセットを評価する、請求項１項記載の方法。
3. 前記評価装置は、少なくとも１つの画像領域（１９）から形成された前記検査画像（８）の少なくとも第１の割合（Ａ１）を計算し、前記少なくとも１つの画像領域（１９）は少なくとも部分的に、前記収穫物または前記機械（２）の定義された構成要素を描画し、前記第１の割合（Ａ１）に基づき、特にクリーニング特性値（１４）を計算する、請求項１または２記載の方法。
4. 前記第１の割合（Ａ１）を成す前記少なくとも１つの画像領域（１９）を好ましくは、該画像領域（１９）を用いて生成された検査サブデータセットに基づき、特に該検査サブデータセットに含まれる少なくとも１つの色情報に基づき、前記収穫物または前記機械（２）の定義された前記構成要素を示すものとして識別する、請求項３記載の方法。
5. 前記検査サブデータセット、特に該検査サブデータセットに含まれる少なくとも１つの検査値、好ましくは色情報、を特にモデルベースの統計的な分類法によって分類し、前記分類法の結果が、前記収穫物もしくは前記機械（２）の定義された前記構成要素に対応づけられるならば、１つの画像領域（１９）を特に前記第１の割合（Ａ１）に分類する、請求項３または４記載の方法。
6. 前記検査サブデータセットの前記少なくとも１つの検査値、特に前記色情報、を少なくとも１つの基準値（Ｒ）と比較し、少なくとも、前記検査サブデータセットの前記少なくとも１つの検査値が対応づけられた基準値範囲内にあれば、１つの画像領域（１９）を特に前記第１の割合（Ａ１）に算入させる、請求項３から５までのいずれか１項記載の方法。
7. 前記評価装置は、前記第１の割合（Ａ１）に算入させるべき、基準画像の例示的な画像領域（１９）が入力されると、前記分類法の基礎を成すモデルを自動的に発展させ、かつ／または少なくとも１つの基準値範囲を自動的に計算または変更する、請求項５または６記載の方法。
8. 前記第１の割合（Ａ１）を計算するときに種々の画像領域（１９）をそれぞれ異なるように重み付ける、請求項３から７までのいずれか１項記載の方法。
9. 前記検査画像（８）全体または１つのまとまった検査画像部分（８Ａ）が、複数の部分画像領域（１６）に分割されており、該部分画像領域（１６）は特にそれぞれ、前記検査画像（８）の同じ個数のピクセル、好ましくは厳密に１つのピクセル、を含む、請求項３から８までのいずれか１項記載の方法。
10. 前記検査画像（８）は複数の検査画像部分（８Ａ、８Ｂ）を含み、該複数の検査画像部分（８Ａ、８Ｂ）について、前記評価装置はそれぞれ第１の割合（Ａ１）、特に画像領域（１９）における複数の割合（Ａ１、Ａ２、Ａ３）、を計算し、好ましくは前記検査画像部分（８Ａ、８Ｂ）は、１つの分離装置から搬出を行うそれぞれ異なる搬送部材の収穫物を描画する、請求項３から９までのいずれか１項記載の方法。
11. 前記第１の割合（Ａ１）を成す前記画像領域（１９）は、根菜類（４）または該根菜類（４）の一部を示し、第２の割合（Ａ２）を成す画像領域は、混入物（５）または該混入物（５）の一部を示す、請求項３から１０までのいずれか１項記載の方法。
12. 前記クリーニング特性値（１４）を、前記評価装置により計算された第１の割合（Ａ１）と閾値（Ｒ）との偏差を用いて求める、請求項３から１１までのいずれか１項記載の方法。
13. 前記分離装置設定信号を、特に時間的に相前後して計算された複数のクリーニング特性値（ＲＳ）を用いて計算し、または事前に計算された少なくとも１つのクリーニング特性値（ＲＳ）を前記クリーニング特性値（ＲＳ）の計算に関与させる、請求項３から１２までのいずれか１項記載の方法。
14. 少なくとも２つの画像キャプチャユニット（６）および少なくとも２つの搬送部材（１０）が設けられており、
    第１の画像キャプチャユニット（６）により、分離装置から第１の搬送部材（１０）により搬出された収穫物部分の第１の検査画像が撮影され、第２の画像キャプチャユニット（６）により、分離装置から第２の搬送部材（１０）により搬出された収穫物部分のさらなる検査画像が撮影され、
    両方の前記検査画像により形成された、または該検査画像に基づき生成された、両方の検査データセットのうちの少なくとも一方に基づき、前記分離装置設定信号を生成する、
    請求項１から１３までのいずれか１項記載の方法。
15. 少なくとも１つのさらなるセンサが、特に、前記搬送部材上で収穫物のスライス厚を測定する超音波センサまたは接触センサ、駆動出力を測定するセンサ、湿度センサおよび／または回転数センサが、前記分離装置設定信号の計算に関与するセンサデータを前記評価装置に伝達する、請求項１から１４までのいずれか１項記載の方法。
16. 前記評価装置は、種々の分離装置設定信号を用いて前記動作パラメータの上昇または低下をトリガする、請求項１から１５までのいずれか１項記載の方法。
17. 動作パラメータ変更のトリガ後、定義された期間または前記搬送部材（１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆ、１０Ｋ、１０Ｔ）の定義された搬送区間にわたり、さらなる動作パラメータ変更をトリガしない、請求項１６記載の方法。
18. 前記動作パラメータは、２つの搬送部材（１０Ｔ）同士の間隔（Ｈ）、分離部材（３２）または前記分離装置と前記搬送部材またはさらなる搬送部材（１０Ｃ）との間隔（Ｈ）である、請求項１から１７までのいずれか１項記載の方法。
19. 前記動作パラメータは、分離速度、特に分離部材（２４、２６、３０）または前記分離装置の循環速度または回転速度、である、請求項１から１８までのいずれか１項記載の方法。
20. 前記動作パラメータは、前記搬送部材（１０）または前記分離装置の迎角（α）である、請求項１から１９までのいずれか１項記載の方法。
21. 前記動作パラメータは、モータ出力および／または配属された装置の迎角である、請求項１から２０までのいずれか１項記載の方法。
22. 前記分離装置設定信号は、有線で、特にＣＡＮバスまたはＥｔｈｅｒｎｅｔを用いて、または無線で、分離装置コントローラに伝達され、好ましくは前記分離装置の設定は、事前に操作員によりインタフェースにおける入力を介して許可されなければならない、請求項１から２１までのいずれか１項記載の方法。
23. 前記分離装置設定信号および／または前記動作パラメータを操作員のために描画し、かつ／または自動的に前記動作パラメータを設定するために使用する、請求項１から２２までのいずれか１項記載の方法。
24. 前記光学式画像キャプチャユニットは、１次元または２次元の情報だけをキャプチャする、請求項１から２３までのいずれか１項記載の方法。
25. 根菜類（４）を収穫する、かつ／またさらなる収穫物から根菜類（４）を分離する機械（２）であって、
    該機械は少なくとも、機械フレーム（１２）と、搬送部材（１０）と、画像キャプチャユニット（６）と、分離装置と、評価装置とを有し、請求項１から２４までのいずれか１項記載の方法を実施するように形成されている、
    機械（２）。
26. 前記評価装置は、グラフィックプロセッサユニット、特にＧＰＧＰＵおよび／またはＦＰＧＡをベースとするプロセッサユニットを含む、請求項２４記載の機械（２）。
27. 前記評価装置と結合された少なくとも１つのセンサが設けられており、特に、前記搬送部材（１０）上で収穫物のスライス厚を測定する超音波センサまたは接触センサ、駆動出力を測定するセンサ、搬送部材（１０）に配置された回転数センサ、および／または湿度センサが設けられている、請求項２５または２６記載の機械（２）。
28. 動作中、同じ搬送部材（１０）または同じ分離装置の、あるいはそれぞれ異なる、特に１つの同じ分離装置から搬出を行う、搬送部材（１０）または分離装置の、それぞれ少なくとも１つの検査画像（８）を撮影する複数の画像キャプチャユニット（６）が設けられている、請求項２５から２７までのいずれか１項記載の機械（２）。
29. 前記画像キャプチャユニット（６）は、動作中、前記検査画像（８）が、少なくとも１つの分離部材（２４、３２）により分離された少なくとも２つの搬送部材セクションをそれぞれ少なくとも部分的に描画するように、配置されている、請求項２５から２８までのいずれか１項記載の機械（２）。
30. 前記画像キャプチャユニット（６）は、前記検査画像（８）が、種々の収穫物構成要素のために少なくとも２つの択一的な搬送経路を形成する当該機械（２）の搬送部材（１０）を示すように、特に根菜類（４）のための搬送経路と混入物のための搬送経路とを示すように、配置されている、請求項２５から２９までのいずれか１項記載の機械（２）。
31. 前記搬送部材（１０）は、選別ベルト（１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｅ）または針付きベルト（１０Ｃ、１０Ｄ）として形成されており、前記搬送部材（１０）は動作中、特に、該搬送部材（１０）を横切って延在し収穫物を該搬送部材（１０）から方向転換させる少なくとも１つの方向転換ローラ（２４）の下方を走行し、あるいは前記搬送部材（１０）は、星型選別部材（１０Ｐ、１０Ｑ、１０Ｓ）または特にローラ台（１０Ｍ）に含まれる搬送ローラ（１０Ｔ）として、または掘り取りブレードとして、形成されている、請求項２５から２９までのいずれか１項記載の機械（２）。

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