JP2644005B2 - 選別装置の制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は籾摺り後の混合穀粒、例えば混合米を玄米と
籾とに選別する選別装置の制御方法に関するものであ
る。

従来の技術 この種の選別装置は特開昭58−104681号のように構成
されている。第11図と第12図はその概要を示す。選別板
１は傾き駆動手段３と加振装置２を介して支持されてい
る。選別板１の上端部４に混合米５が供給されると、混
合米５は選別板１の傾きと振動によって選別板１の下端
部６に向かって移送される。この移送時には、第12図に
示すように選別板１の上面において籾層A1と混合米層A2
および玄米層A3の流動分布が発生する。B1は籾層A1と混
合米層A2との境界線、B2は混合米層A2と玄米層A3との境
界線である。選別板１の下端部６には、第１、第２の仕
切板7,8が設けられており、第１の仕切板７は境界線B
1、第２の仕切板８は境界線B2対応させて位置決めされ
ている。第２の仕切板８は光電センサ９が取り付けられ
ており、混合米層A2と玄米層A3との光の反射率が異なる
ことを利用して境界線B2の位置を検出し、仕切板８の位
置が境界線B2の位置に一致するように仕切板駆動手段10
を制御して、仕切板８の位置が変更されている。

発明が解決しようとする課題 このような従来の構成では、光電センサ９の信号に基
づいて仕切板８の位置が変更されて、仕切板８で区切ら
れた区間Ｃから玄米だけを選別して取り出すことができ
るが、光電センサ９による検出ではセンサの視界全体の
明るさのレベルの認識のため、個々の穀粒を認識しては
おらず、穀粒の層の厚さが変化したり、死米があると明
るさが異なって、制御の精度が悪い。そのため、仕切板
８は境界線B2の実際の位置よりも玄米層A3の内側に位置
するよう安全側に設定して、選別された玄米に混合米が
混入しないようにされている。このように安全側に設定
する必要があるため、選別によって取り出せる玄米の量
が減少して、処理能力が低いものである。

本発明は制御の精度を従来よりも向上させて処理能力
を高めることができる制御方法を提供することを目的と
する。

課題を解決するための手段 本発明は選別装置の制御方法は、傾斜した選別板の上
部に混合穀粒を下部に向かって流下させながら分離する
に際し、選別板の上面の標準位置を撮像するよう位置決
めされたテレビカメラの画像を認識して、画像中の籾混
入量が第１の規定値に近づくように選別板の傾斜角度を
制御し、次に前記画像を認識して、画像中の籾混入量が
第１の規定値よりも小さい第２の規定値に近づくように
テレビカメラ選別板の幅方向に移動させて位置決めし、
位置決め後のテレビカメラの画像を認識して選別板の方
向における籾混入量位置を判定してその検出位置へ仕切
板を移動させて玄米を選別し、選別板の傾斜角度の前記
制御が完了した時点で玄米切換シャッタを排出状態にセ
ットして選別した玄米を払い出し、その時のテレビカメ
ラの画像を認識して求めた籾混入量を基準値と比較して
籾混入量が基準を越えている場合には玄米切換シャッタ
を循環状態にセットして選別された玄米の払い出しを中
止することを特徴とする。

作用 この構成によると、選別板の上の一点だけでなくて、
テレビカメラによって選別板のある区域の面を監視し、
テレビカメラの撮像した画像から籾の粒を認識し、その
籾混入量に基づいて選別板の傾き、ならびに仕切板の位
置の制御を実行する。さらに、選別板の傾斜角度の前記
制御が完了したのちに、籾混入量が規定値を越えている
場合には、「払い出し玄米に籾が混入する」と判断して
玄米切換シャッタを循環状態にセットして選別された玄
米の払い出しを中止する。

実施例 以下、本発明の制御方法の具体的な実施例を示す第１
図〜第10図に基づいて説明する。なお、従来例を示す第
11図および第12図と同様の作用をなすものには同一の符
号を付けて説明する。

第１図の選別装置では、第12図における光電センサ９
に代わってテレビカメラ11と画像処理手段12が設けられ
ている。ここでテレビカメラ11は電動式の横移動テーブ
ル13に取り付けられている。画像処理手段12には入力信
号として画像信号ａの他に、第２図に示すようにテレビ
カメラ11が左端、右側に到達したことを検出するリミッ
トスイッチLS4,LS5、テレビカメラ11の位置を検出する
エンコーダEC1、選別板１が上限、下限角度に到達した
ことを検出するリミットスイッチLS6,LS7、選別板１の
角度を検出するエンコーダEC3、仕切板８が左端、右端
に到達したことを検出するリミットスイッチLS8,LS9、
仕切板８の位置を検出するエンコーダEC2の各信号が入
力されており、出力装置としては、横移動テーブル13の
駆動モータM7、仕切板駆動手段10の駆動モータM9、傾き
駆動手段３の駆動モータM10、仕切板８を通過して選別
されて玄米昇降機〔第10図参照〕を通過した玄米の払い
出し経路を循環と排出に切り換える玄米切換シャッタ14
が接続されている。画像処理手段12は、第４図に示すよ
うにテレビカメラ11を待機位置から標準位置へ移動させ
る第１の工程ａと、選別板１の角度を制御する第２の工
程ｂと、テレビカメラ11の位置を微調整する第３の工程
ｃと、仕切板８の位置を微調整する第４の工程ｄとから
構成されており、各工程の順を追って詳細に説明する。

第５図は第１図の工程ａのフローチャートを示す。初
期状態においてテレビカメラ11は第３図に実線で示すよ
うに選別板１の右端の待機位置Ｉにあって、選別板１の
上面を撮像して画像処理を開始する〔ａ−１〕。加振装
置２を運転するとともに、前段の籾摺機〔図示せず〕か
ら混合米５を選別板１の上端部４に供給すると、混合米
が選別板１を流下しながら籾層A1と混合米層A2および玄
米層A3に展開される。〔ａ−２〕では、撮像した画像か
ら選別板１の露出部分の全視野における割合を算出し、
この割合を〔ａ−３〕で判定する。〔ａ−３〕は視野内
に籾層A1が入ってきて、選別板１の露出部分が10パーセ
ントより少なくなるまで繰り返し〔ａ−２〕を実行す
る。〔ａ−２〕の繰り返し回数が第１の所定回数に達し
た場合には、これを〔ａ−４〕で検出して、加振装置２
の停止〔ａ−５〕、異常ブザーの鳴動〔ａ−６〕を行っ
て全動作を中止する停止動作〔ａ−７〕を実行する。

〔ａ−３〕において充分に展開されたと判定される
と、駆動モータM7を駆動〔ａ−８〕し、エンコーダEC1
の位置情報が予め設定されている標準位置のデータＹに
達したか否かを〔ａ−９〕でチェックし、繰り返し〔ａ
−８〕を実行する。第３図に仮想線でテレビカメラ11の
標準位置IIを示す。〔ａ−９〕で一致が検出されてテレ
ビカメラ11が標準位置IIに達すると、次の第２の工程ｂ
に移る。なお、この時点において仕切板８は標準位置II
にある。

第６図は第２の工程ｂのフローチャートを示す。〔ａ
−９〕に続く〔ｂ−１〕〔ｂ−２〕では所定の間隔で第
２の所定回数にわたって画像を取り込み、そして籾粒を
認識し、毎回の画像に対して次の処理を行う。先ず、第
７図に示すように一回の画像の視野内を選別板１の幅方
向にブロックBL1〜BL8に細分化し、〔ｂ−３〕で各回の
読み取り画像の各ブロックをBL1〜BL8における籾粒の数
の平均値を算出し、〔ｂ−４〕では〔ｂ−３〕における
平均値の総和を求めて、標準位置IIにおけるテレビカメ
ラ11の視野内の籾粒の平均値とする。〔ｂ−４〕で検出
された籾粒の数がN5よりも大きいことを〔ｂ−５〕で検
出すれば、選別板１の傾きが不足であるとして、玄米切
換シャッタ14を循環側にセット〔ｂ−６〕する。なお、
玄米切換シャッタ14が循環状態では、玄米と選別された
ものが選別板１の上端部４に再供給されている。混合米
と選別されたものは玄米切換シャッタ14の状態にかかわ
らず選別板１の上端部４に再供給され、籾と選別された
ものは玄米切換シャッタ14の状態にかかわらず籾摺機に
再投入される。

〔ｂ−６〕の次の〔ｂ−７〕では駆動モータM10を駆
動して選別角度を所定角度だけ上げる。そしてリミット
スイッチLS6をチェック〔ｂ−８〕して選別板１が上限
位置に達していない場合には、規定時間を計時〔ｂ−
９〕したのちに〔ｂ−１〕に戻る。〔ｂ−５〕で視野内
の籾粒の数がN5よりも小さくなるまで〔ｂ−７〕を繰り
返し実行し、視野内の籾粒の数がN5よりも小さくなる
と、選別板１の傾きが適値に近付いたとして玄米切換シ
ャッタ14を後段への払い出し状態にセット〔ｂ−10〕
し、次いで〔ｂ−４〕の籾粒の数がN5よりも小さいN1よ
りも更に小さいかをチェック〔ｂ−11〕し、N1より小さ
ければ駆動モータM10を駆動して選別角度を所定角度だ
け下げる。そしてリミットスイッチLS7をチェック〔ｂ
−13〕して選別板１が下限位置に達していない場合に
は、〔ｂ−９〕を実行する。〔ｂ−11〕でN1以上である
と判定された場合には、次の第３の工程ｃに移る。な
お、上記の第２の工程ｂのN5〜N1の範囲が第１の規定値
である。

第８図は第３図の工程のフローチャートを示す。〔ｃ
−11〕に続く〔ｃ−１〕〔ｃ−２〕では、〔ｂ−１〕
〔ｂ−２〕と同様に画像を改めて読み取って、〔ｃ−
３〕〔ｃ−４〕を実行して選別板１の角度制御を完了後
のテレビカメラ11の視野内の籾粒の数を求める。次に、
〔ｃ−４〕で求めた籾粒の数がN5〜N1の間のN3,N2〔但
し、N3＞N2〕と比較して、籾摺機に残っている籾が少な
くなった籾摺り末期であるか、または何らかの原因で籾
が異常増加したかをチェック〔ｃ−５〕〔ｃ−６〕す
る。籾摺り末期でない場合、または籾が定常の場合に
は、〔ｃ−７〕において〔ｃ−４〕で求めた籾粒の数が
N5よりも小さなN1.5よりも大きいかをチェックし、大き
い場合には、駆動モータM7,M9を駆動してテレビカメラ1
1と仕切板８を左へ、ここでは最初に標準位置IIから規
定距離だけ移動させる〔ｃ−８〕。次いでリミットスイ
ッチLS4,LS8をチェック〔ｃ−９〕して、テレビカメラ1
1または仕切板８が左端に到達していれば、〔ｃ−10〕
〜〔ｃ−12〕の異常処理を実行する。〔ｃ−９〕で正常
であれば〔ｃ−１〕に戻る。

〔ｃ−７〕でN1.5よりも小さいと判定されると、玄米
切換シャッタ14を排出状態にセット〔ｃ−13〕し、次に
〔ｃ−４〕で求めた籾粒の数がN1.5よりも更に小さいN
0.5よりも小さいか否かをチェック〔ｃ−14〕し、小さ
ければ駆動モータM7,M9を駆動してテレビカメラ11と仕
切板８を右側へ所定距離だけ移動させる〔ｃ−15〕。そ
して、リミットスイッチLS5,LS9をチェック〔ｃ−16〕
して、テレビカメラ11または仕切板８が右端に到達して
いれば〔ｂ−１〕に戻る。〔ｃ−16〕でリミットを検出
していなければ〔ｃ−１〕に戻る。〔ｃ−14〕で籾粒の
数がN0.5以上と判定された場合には、次の第４の工程ｂ
に移る。なお、第３の工程ｃのN1.5〜N0.5の範囲が第２
の規定値である。〔ｃ−５〕でN3よりも大きいと判定さ
れた場合には、玄米切換シャッタ14を循環状態にセット
〔ｃ−17〕し、駆動モータM7,M9を駆動してテレビカメ
ラ11と仕切板８を左に所定距離だけ移動〔ｃ−18〕さ
せ、次に〔ｃ−９〕を実行する。

〔ｃ−６〕でN2よりも大きいと判定された場合には、
玄米切換シャッタ14を循環状態にセット〔ｃ−19〕し、
駆動モータM7,M9を駆動してテレビカメラ11と仕切板８
を左に所定距離だけ移動〔ｃ−20〕させ、次に〔ｃ−
９〕を実行する。

第９図は第４の工程ｄのフローチャートを示す。ここ
では仕切板８は、最初に第７図に示すようにテレビカメ
ラ11の視野内における三角印で示す中央位置IIIにあ
る。各ブロックBL1〜BL8の境界位置をSB1〜SB7とし、視
野の左側の限界位置をSB0、視野の右側の限界位置をSB8
とすると、仕切板８は位置SB4にある。〔ｄ−１〕では
〔ｃ−３〕で求めた各ブロックBL1〜BL8の籾粒の数AB1
〜AB8のうちAB1が、N5よりも小さいN1より大きいかをチ
ェックし、大きければ〔ｃ−８〕に戻ってテレビカメラ
11と仕切板８を左側へ移動させる。〔ｄ−１〕で以下で
あると判定されると、（AB1＋AB2）の和がN1より大きい
かをチェック〔ｄ−２〕し、大きければ〔ｃ−８〕に戻
って再びテレビカメラ11と仕切板８を左側へ移動させ
る。〔ｄ−２〕で以下であると判定されると、（AB1＋A
B2＋AB3）の和がN1より大きいかをチェック〔ｄ−３〕
し、大きければ駆動モータM9を駆動して仕切板８を位置
SB2へ移動させる。〔ｄ−４〕。そしてリミットスイッ
チLS8をチェック〔ｄ−５〕し、仕切板８が左端に到達
していれば、〔ｃ−10〕〜〔ｃ−12〕の異常処理を実行
する。〔ｄ−５〕で正常であって場合には〔ｄ−６〕を
介して〔ｃ−１〕へ戻る。〔ｄ−３〕で以下であると判
定されると、（AB1＋AB2＋AB3＋AB4）の和がN1より大き
いかをチェック〔ｄ−７〕し、大きければ駆動モータM9
を駆動して仕切板８を位置SB3へ移動させる〔ｄ−
８〕。そして〔ｄ−５〕を介してリミットスイッチLS9
をチェック〔ｄ−６〕し、仕切板８が右端に到達してい
れば〔ｂ−１〕へ戻る。〔ｄ−６〕で右端に到達してい
ないと判定された場合には、〔ｃ−１〕へ戻る。〔ｄ−
７〕で以下であると判定されると、（AB1＋AB2＋AB3＋A
B4＋AB5）の和がN1より大きいかをチェック〔ｄ−９〕
し、大きければ駆動モータM9を駆動して仕切板８を位置
SB4へ移動させる〔ｄ−10〕。そして〔ｄ−５〕を実行
する。〔ｄ−９〕で以下であると判定されると、（AB1
＋AB2＋AB3＋AB4＋AB5＋AB6）の和がN1より大きいかを
チェック〔ｄ−11〕し、大きければ駆動モータM9を駆動
して仕切板８を位置SB5へ移動させる〔ｄ−12〕。そし
て〔ｄ−５〕を実行する。〔ｄ−11〕で以下であると判
定されると、（AB1＋AB2＋AB3＋AB4＋AB5＋AB7）の和が
N1より大きいかをチェック〔ｄ−13〕し、大きければ駆
動モータM9を駆動して仕切板８を位置SB6へ移動させる
〔ｄ−14〕。そして〔ｄ−５〕を実行する。このように
して、〔ｄ−1,2,3,7,9,11,13〕の各ステップを繰り返
し実行して仕切板８の位置がテレビカメラ11の視野にお
ける籾混入位置の近傍位置に微調整される。なお、〔ｄ
−３〕で以下であると判定された場合には、〔ｃ−15〕
へ戻る。

このようにして、仕切板８を最適の位置に高精度で制
御して、玄米だけをきわめて効率よく選別できる。

最後に、第10図は選別板１で選別された玄米の排出と
循環経路の詳細を示す。選別された玄米は玄米昇降機15
で持ち上げられたのち、その玄米昇降機15の排出口の近
傍に配設されている前記玄米切換シャッタ14によって排
出と循環とが切り換えられており、選別板１の近くに玄
米切換シャッタ14を設けた場合に比べて次のような効果
がある。

つまり、選別板１の近くに玄米切換シャッタ14を設け
た場合には、籾の異常増加を検出して玄米切換シャッタ
14を循環に切り換える前に、籾が多く含まれた玄米が排
出されてしまう。そのため、この場合には異常検出から
シャッタの切り換え完了までの時間を非常に短かくする
必要がある。これに対して、本方式は玄米切換シャッタ
14が玄米昇降機15を介して上げた位置に設置されている
ので、玄米が選別板１の出口からシャッタ14まで移動す
る時間が確保できて、上記のように玄米中に籾が混入す
るという不具合が生じない。

上記の実施例では、第３の工程ｃにおいてテレビカメ
ラ11と仕切板８を〔ｃ−８〕または〔ｃ−15〕で同時に
移動させているが、テレビカメラ11の移動の完了後に仕
切板８を追従させて移動させても同様である。

上記の実施例では、選別して抽出すべき目的物が玄米
である場合を例に挙げて説明したが、麦などの穀物を選
別して抽出する場合も同様である。

発明の効果 以上のように本発明によると、選別板の上面の標準位
置を撮像するよう位置決めされたテレビカメラの画像を
認識して、画像中の籾混入量が第１の規定値に近づくよ
うに選別板の傾斜角度を制御し、次に前記画像を認識し
て、画像中の籾混入量が第１の規定値よりも小さい第２
の規定値に近づくようにテレビカメラを選別板の幅方向
に移動させて位置決めし、位置決め後のテレビカメラの
画像を認識して選別板の幅方向における籾混入位置を判
別して、その位置へ仕切板を移動させるため、従来のよ
うに光電センサによって反射率の違いをスポット検出し
て制御している場合に比べて監視範囲が広く、しかもテ
レビカメラの撮像した画像から籾の粒を認識し、その籾
混入量に基づいて選別板の傾き、ならびに仕切板の位置
の制御を実行しているため、その制御精度は従来と比べ
ものにならないほど高精度の位置制御を実現でき、仕切
板を安全側に設定せずとも、目的の穀物だけをきわめて
効率よく選別して抽出するようにできるものである。

さらに、選別板の傾斜角度の制御が完了した時点で玄
米切換シャッタを排出状態にセットして選別した玄米を
払い出し、選別板の傾斜角度の制御が完了した後のテレ
ビカメラの画像を認識して求めた籾混入量を基準値と比
較して、籾摺機での籾摺り末期または籾の異常増加を検
出し、その場合には玄米切換シャッタを循環状態に切り
換え、選別された玄米の排出を自動的に打ち切ることが
でき、選別精度の低下を防止できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の制御方法の具体的な実施例を示す選別
装置の正面図、第２図は同装置における画像処理手段の
周辺の入出力装置の模式説明図、第３図は同装置の要部
平面図、第４図は同装置における画像処理手段のフロー
チャート図、第５図は第４図における第１の工程のフロ
ーチャート図、第６図は第４図における第２の工程のフ
ローチャート図、第７図はテレビカメラの視野と画像処
理の説明図、第８図は第４図における第３の工程のフロ
ーチャート図、第９図は第４図における第４の工程のフ
ローチャート図、第10図は同装置の玄米循環・排出経路
の説明図、第11図は従来の選別装置の正面図、第12図は
同装置の要部平面図である。 １……選別板、２……加振装置、３……傾き駆動装置、
８……仕切板、11……テレビカメラ、12……画像処理装
置、13……横移動テーブル、14……玄米切換シャッタ、
Ｉ……待機位置、II……標準位置、BL1〜BL8……テレビ
カメラの視野を選別板の幅方向に分割したブロック、AB
1〜AB8……各ブロックBL1〜BL8における籾粒の平均数。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】傾斜した選別板の上部に混合穀粒を供給
   し、混合穀粒を下部に向かって流下させながら分離する
   に際し、選別板の上面の標準位置を撮像するように位置
   決めされたテレビカメラの画像を認識して、画像中の籾
   混入量が第１の規定値に近づくように選別板の傾斜角度
   を制御し、次に前記画像を認識して、画像中の籾混入量
   が第１の規定値よりも小さい第２の規定値に近づくよう
   にテレビカメラを選別板の幅方向に移動させて位置決め
   し、位置決め後のテレビカメラの画像を認識して選別板
   の幅方向における籾混入位置を判定してその検出位置へ
   仕切板を移動させて玄米を選別し、選別板の傾斜角度の
   前記制御が完了した時点で玄米切換シャッタを排出状態
   にセットして選別した玄米を払い出し、そのときのテレ
   ビカメラの画像を認識して求めた籾混入量を基準値と比
   較して籾混入量が基準値を超えている場合には玄米切換
   シャッタを循環状態にセットして選別された玄米の排出
   を中止する選別装置の制御方法。