JP6312052B2 - 選別機、及び選別方法 - Google Patents
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Description
本発明は、選別機、及び選別方法に関する。
従来、コーヒーを、焙煎処理を加えていない「生豆」の状態から焙煎、粉砕、抽出など人が飲むような形にする工程で、風味や味、品質を維持するために、焙煎前に欠点のある生豆を取り除く「選別」という処理を行う必要がある。この選別は、缶コーヒーメーカーや大手コーヒーショップなどでは大型機械を導入し自動で選別を行っている(例えば特許文献1、特許文献2参照)。大型機械は、電子選別機などと呼ばれ、コーヒーに限らず穀物や廃材の選別などにも使用されている。処理能力は1時間当たり数トンと高速である。
上述した大型機械による選別に対して、自家焙煎を主としている小規模のコーヒー専門店や家庭などにおいても、焙煎を行ってコーヒーを楽しむ一部の愛飲家は、焙煎前に不良品(欠け、変形、変色など)の生豆を目視により選別して取り除くハンドピックを行っている。このハンドピックでの選別工程は、手間のかかるものであるが、大型機械での選別はコストや規模から導入しづらく、また大型機械も選別条件の一部に対してハンドピックに比べ性能が劣る。ハンドピックの速度は速くても1時間当たり5kg程度である。また、ハンドピックを行うような焙煎家の1日の焙煎量も同程度である場合が多い。
そこで本発明は、小型の選別機を提供することを目的とする。
この発明に係る選別機は、コーヒー豆をその特徴に基づいて選別する選別機であって、透明な素材で形成された、らせん状の搬送路を回転させることで、前記搬送路に一粒ずつ投入された前記コーヒー豆を搬送する搬送部と、らせん状の前記搬送路の内壁に沿って低い位置を移動する前記コーヒー豆の外周面を、前記搬送路を介して撮影する撮影部と、前記撮影部によって撮影された画像に基づいて前記コーヒー豆が所定の条件に合致するか否かを判定する判定部と、前記判定部による判定に要する時間に応じて前記搬送路の回転速度を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
この発明に係る選別方法は、コーヒー豆をその特徴に基づいて選別する選別方法であって、透明な素材で形成された、らせん状の搬送路を回転させることで、前記搬送路に一粒ずつ投入された前記コーヒー豆を搬送するステップと、らせん状の前記搬送路の内壁に沿って低い位置を移動する前記コーヒー豆の外周面を、前記搬送路を介して撮影するステップと、前記撮影された画像に基づいて前記コーヒー豆が所定の条件に合致するか否かを判定するステップと、前記判定に要する時間に応じて前記搬送路の回転速度を制御するステップと、を含むことを特徴とする。
この発明によれば、小型の選別機を提供することができる。
以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
A.第1実施形態
本発明の第1実施形態について説明する。
図1は、本第1実施形態の選別方法を実行する情報処理装置1の構成を示すブロック図である。情報処理装置1は、一般的なスマートフォンや、タブレットなどからなり、通信部2、撮像部3、ROM4、RAM5、表示部6、操作部(タッチパネル)7、記録媒体8、及びCPU9を備えている。通信部2は、例えば、Bluetooth(登録商標)を用いて他の機器に接続する。撮像部3は、光学レンズ群からなるレンズブロックと、CCDや、CMOSなどの撮像素子からなり、レンズブロックから入った画像を撮像素子により撮像する。
本発明の第1実施形態について説明する。
図1は、本第1実施形態の選別方法を実行する情報処理装置1の構成を示すブロック図である。情報処理装置1は、一般的なスマートフォンや、タブレットなどからなり、通信部2、撮像部3、ROM4、RAM5、表示部6、操作部(タッチパネル)7、記録媒体8、及びCPU9を備えている。通信部2は、例えば、Bluetooth(登録商標)を用いて他の機器に接続する。撮像部3は、光学レンズ群からなるレンズブロックと、CCDや、CMOSなどの撮像素子からなり、レンズブロックから入った画像を撮像素子により撮像する。
ROM4は、後述するCPU9により実行されるプログラムや動作等に必要とされる各種パラメータなどを記憶している。RAM5は、後述するCPU9がプログラムを実行した際の一時的なデータや、各種アプリケーションプログラム、アプリケーションの実行に必要な各種パラメータなどのデータを記憶する。特に、本実施形態では、RAM5には、撮像画像や、画像認識過程の結果、良否判定のための学習情報、良否判定の結果などが記憶される。
表示部6は、液晶表示器や有機EL(Electro Luminescence)表示器などからなり、特定の機能やアプリケーションなどに紐付けられているアイコンや、アプリケーション画面、各種のメニュー画面などを表示する。操作部(タッチパネル)7は、表示部6の画面上に重畳されて設けられており、指やスタイラス(ペン)などの直接接触、あるいは、近接を検出する。なお、操作部(タッチパネル)7には、電源ボタンや音量ボタンなどの機械的なスイッチ類が含まれてもよい。
記録媒体8は、撮像画像などの各種データを保存する。CPU9は、上述したROM4に記憶されているプログラムを実行することで各部の動作を制御する。特に、本実施形態では、CPU9は、撮像部3によるコーヒー豆の撮影、撮影画像に基づく該当コーヒー豆が選別条件(判定条件)に合致するか否かを解析する解析処理、表示部6に対する解析結果の通知、後述する学習情報(選別するための情報)の更新などを行う。
図2は、本第1実施形態の選別方法を説明するためのフローチャートである。CPU9は、まず、コーヒー豆を選別するための選別条件を設定する(ステップS10)。具体的には、ユーザに選別条件を入力(指定)するよう促し、ユーザが入力(指定)した選別条件を設定する。ユーザが入力(指定)しない場合には、デフォルト又は前回の選別条件を設定する。
選別条件としては、不良品(欠け、変形、変色など)以外に、例えば、味重視、コスト重視、豆の品種、大きさなどがある。選別条件として不良品が指定された場合には、不良品を選別し、豆の品種が指定された場合には、指定された品種以外のコーヒー豆を選別し、大きさが指定された場合には、規定外の大きさのコーヒー豆を選別する。また、コスト重視であれば選別するための閾値を緩くし、味重視であれば高級品種のコーヒー豆を選別する。
次に、CPU9は、ユーザに撮影を促し、ユーザが撮影操作を行うと、コーヒー豆を撮影する(ステップS12)。次に、CPU9は、選別条件に応じた学習情報に基づいて撮影画像からコーヒー豆が選別条件に合致するか否かを解析する(ステップS14)。次に、CPU9は、解析結果から当該コーヒー豆が選別条件に合致するか否かを判断する(ステップS16)。そして、選別条件に合致する場合には(ステップS16のYES)、CPU9は、選別条件に合致したことをユーザに通知する(ステップS18)。
通知方法としては、例えば、表示部6に選別条件に合致する旨を表示すればよい。より具体的には、選別条件が不良品である場合には、「不良品(欠けあり)です」とか、「不良品(変形)です」など、選別条件が大きさである場合には、「規定外の大きさ(大)です」とか、「規定外の大きさ(小)です」などと表示する。ユーザは、選別条件に合致する旨の通知があった場合には、そのコーヒー豆を選り分けるなどすればよい。
次に、CPU9は、選別処理が終了したか否か、すなわちユーザにより選別処理の終了が指示操作されたか否かを判断する(ステップS20)。そして、終了の指示操作がない場合には(ステップS20のNO)、ステップS12に戻り、次のコーヒー豆の選別処理を継続する。なお、途中で選別条件を変更できるようにしてもよい。
一方、ユーザにより終了の指示操作があった場合には(ステップS20のYES)、CPU9は、当該処理を終了する。
また、本第1実施形態の選別方法ではり判定確度を高めるために学習情報を更新可能としている。図2(b)には、学習情報の更新動作を説明するための一部のフローチャートを示しており、主要ステップは図2(a)に示すフローチャートとなる。すなわち、図2(a)に示すステップS16、S18に代えて、ステップS14とステップS20の間に図2(b)のステップS22〜S26を挿入したものとなる。
上述したように、CPU9は、まず、コーヒー豆を選別するための選別条件を設定する(ステップS10)。選別条件としては、不良品(欠け、変形、変色など)以外に、例えば、味重視、コスト重視、豆の品種、大きさなど、あるいはそれらの組み合わせがある。次に、CPU9は、ユーザが撮影操作を行うと、コーヒー豆を撮影し(ステップS12)、選別条件に応じた既存の学習情報に基づいて撮影画像からコーヒー豆が選別条件に合致するか否かを解析する(ステップS14)。次に、CPU9は、解析結果をユーザに通知する(ステップS22)。
通知方法としては、例えば、表示部6に選別条件に合致するか否かを表示すればよい。より具体的には、選別条件が不良品である場合には、「不良品(欠けあり)です」とか、「良品です」など、選別条件が大きさである場合には、「規定外の大きさ(大)です」とか、「規定内の大きさです」などと表示する。ユーザは、解析結果の通知を見て、その解析結果が合っているか否か、すなわち解析結果の正誤を入力する。
CPU9は、ユーザから正誤入力があったか否かを判断し(ステップS24)、正誤入力があるまで待機する。そして、ユーザから正誤入力があると、選別条件、正誤入力、及び撮影画像に基づいて学習情報を更新する(ステップS26)。次に、CPU9は、選別処理が終了したか否か、すなわちユーザにより選別処理の終了が指示操作されたか否かを判断する(ステップS20)。そして、終了の指示操作がない場合には(ステップS20のNO)、ステップS12に戻り、次のコーヒー豆の選別処理を継続する。なお、途中で選別条件を変更できるようにしてもよい。
なお、上述した選別条件としては、上記条件を組み合わせることも可能であり、「欠け」と「大きさ」を組み合わせたり、「品種」と「変色」を組み合わせたりしてもよい。
また、学習情報を用いた選別情報、すなわち選別するためのアルゴリズムは、特定の方法を限定するものではないが、例えば、畳み込みニューラルネットワーク(CNN)や、ORB特徴量+サポートベクターマシン(SVM)などを用いればよい。また、学習情報は、上記選別条件毎に複数用意し、設定された選別条件に応じて適宜切り替えて用いればよい。
B.第2実施形態
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
なお、上述した第1実施形態では、選別条件を選択可能としたが、以下では、一般的な(最も利用されるであろう)選別条件として、不良品のコーヒー豆を選別するものとして説明する。しかし、上述したように、選別条件は、選択可能であることは言うまでもない。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
なお、上述した第1実施形態では、選別条件を選択可能としたが、以下では、一般的な(最も利用されるであろう)選別条件として、不良品のコーヒー豆を選別するものとして説明する。しかし、上述したように、選別条件は、選択可能であることは言うまでもない。
図4は、本第2実施形態の選別機10の一例による概略構成を示す断面図である。選別機10は、筐体11、収容容器12、搬送部13、駆動部14、カメラ部15、LED16、選別部17、良品回収部18、及び不良品回収部19を備えている。収容容器12は、筐体11の上部に設けられ、良否を判別するためのコーヒー豆が投入される。搬送部13は、収容容器12から1粒ずつ投入されるコーヒー豆を、後述する選別部17まで搬送する。駆動部14は、搬送部13を所定の方向に所定の回転速度で回転駆動する。
カメラ部15は、搬送部13で搬送されるコーヒー豆を撮影する。LED16は、カメラ部15で撮影されるコーヒー豆を照明する。選別部17は、搬送部13で搬送されてきたコーヒー豆を学習情報(コーヒー豆を選別するための情報)に基づいて選別する。良品回収部18は、選別部17により良品に選別されたコーヒー豆を回収する。不良品回収部19は、選別部17により不良品に選別されたコーヒー豆を回収する。
収容容器12は、上部に蓋部(不図示)を備え、良品と不良品とに選別するためのコーヒー豆を収容する。収容容器12の底部には傾斜が設けられており、収容されたコーヒー豆は自然に底部の一方に設けられた排出口12a側に移動し、所定の機構(不図示)により排出口12aから1粒ずつ搬送部13に供給される。
搬送部13は、回転軸13aと搬送パイプ13bとからなる。回転軸13aは、収容容器12の排出口12a側を上にし、反対側を下になるように傾斜が設けられている。搬送パイプ13bは、透明の素材からなり、回転軸13aの一端から他端に向けて巻き回されるようにらせん状に配設されている。搬送パイプ13bの両端は開口しており、一方の開口部(上側)21aは、収容容器12の排出口12aの近傍に位置し、他方の開口部(下側)21bは、後述する選別部17の上部に位置するように構成されている。
駆動部14は、例えばDCモータやステッピングモータなどからなり、搬送部13の回転軸13a(及び搬送パイプ13b)を一方向(図示の例では駆動部14側から見て時計回り)に所定の速度で回転駆動する。搬送パイプ13bが1回転するたびに、収容容器12の排出口12aから1粒のコーヒー豆が搬送パイプ13bの上側の開口部21aに投入される。搬送パイプ13bに投入されたコーヒー豆は、搬送パイプ13bが回転することで下流に向けて搬送される。
なお、搬送パイプ13bは連続回転してもよいし、1回転する度に一旦停止(例えば、1秒以下)するようにしてもよい。また、搬送パイプ13bの回転速度、すなわちコーヒー豆の搬送速度は、搬送パイプ13bにコーヒー豆が投入されてから、カメラ部15による撮影動作、コーヒー豆を選別すための解析処理を経て、選別部17で選別されるので、これら撮影動作や解析処理に要する時間に応じて適宜制御されるものとする。言い換えると、カメラ部15による撮影動作、コーヒー豆を選別すための解析処理が終了し、選別部17で選別可能となるタイミングで、該当コーヒー豆が搬送パイプ13bの開口部21bから出てくるように搬送パイプ13bの回転速度、すなわちコーヒー豆の搬送速度を制御する。特に、解析処理は、コーヒー豆の状態や、どの選別条件を用いるかによって変わってくるので、この点も考慮して制御することが好ましい。
カメラ部15は、搬送部13の搬送パイプ13b内を搬送されるコーヒー豆を撮影できるように、搬送の途中に搬送パイプ13bに撮影方向を向けて配置されている。LED16は、撮影対象であるコーヒー豆を照明するために、カメラ部15の近傍(周囲)に、搬送パイプ13bに向けて配置されている。
選別部17は、上下に開口部(不図示)を有する筒状の形状からなり、搬送パイプ13bを介して搬送されてきたコーヒー豆を異なる経路(図面では左右)に振り分けるフリッパー22を有する。選別部17は、後述する処理による良否の解析結果(コーヒー豆の良否)に基づいて、電磁力を発生するソレノイド23を駆動し、フリッパー22の向きを制御する。コーヒー豆は、フリッパー22が図面の実線で示す側にあるときは図面の右側の良品回収部18に振り分けられ、図面の破線で示す側にあるときは図面の左側の不良品回収部19に振り分けられる。
つまり、選別部17は、通常、良品と判別したコーヒー豆を良品回収部18側に振り分けるようにフリッパー22の向きを制御(固定;ソレノイド非通電)し、不良品と判別したコーヒー豆が搬送パイプ13bの開口部(下側)21bに到達した時点で、フリッパー22の向きを制御(ソレノイド通電)し、不良品のコーヒー豆を不良品回収部19側に振り分ける。なお、フリッパー22は、ソレノイド23による電磁力以外にも、サーボモータなどにより駆動してもよい。また、選別方法も、搬送パイプ13bの開口部(下側)21bから出てくるコーヒー豆に空気を噴射して飛ばすことで選り分けるようにしてもよい。
図5(a)〜(e)は、本第2実施形態の選別機10によるコーヒー豆の搬送過程を示す模式図である。図5(a)において、収容容器12から1粒のコーヒー豆Bが搬送パイプ13bに投入された状態である。投入されたコーヒー豆Bは、搬送パイプ13bの1巻き目の最も低い位置に一旦留まる。この状態で搬送パイプ13bが回転を開始して略45度回転すると、図5(b)に示すように、コーヒー豆Bは、搬送パイプ13bの内壁に沿って滑るように下流方向(図面の右斜め下側)に移動する。
更に、搬送パイプ13bが略45度回転すると(合計、略90度)、図5(c)に示すように、コーヒー豆Bは、搬送パイプ13bの内壁に沿って滑るように更に下流方向(図面の右斜め下側)に移動する。更に、搬送パイプ13bが略45度回転すると(合計、略270度)、図5(d)に示すように、コーヒー豆Bは、搬送パイプ13bの内壁に沿って滑るように更に下流方向(図面の右斜め下側)に移動する。
そして、搬送パイプ13bが更に略45度回転すると(合計、略360度=1回転)、図5(e)に示すように、コーヒー豆Bは、搬送パイプ13bの内壁に沿って滑るように更に下流方向(図面の右斜め下側)に移動する。この位置は、回転開始時に対して、搬送パイプ13bの2巻き目の最も低い位置となる。
図4、図5(e)に示すように、該搬送パイプ13bの2巻き目の最も低い位置の下方には、カメラ部15が配置されている。つまり、カメラ部15は、搬送パイプ13bの2巻き目の最も低い位置に到達したコーヒー豆Bを撮影するように配置されている。言い換えると、搬送パイプ13bにコーヒー豆Bが投入されてから、搬送パイプ13bを一回転させた時点で、カメラ部15によって撮影することで確実にコーヒー豆Bを撮像することが可能となり、また、コーヒー豆Bと撮影画像とを対応付けることが可能となる。
なお、搬送パイプ13bが一回転したか否かは、回転開始からの経過時間(回転速度から導出する)に基づいて判定してもよいし、駆動部14を駆動するステップ数(1回転に要するステップ数)や、エンコーダを設け、該エンコーダの出力に基づいて判定してもよい。
図6は、本第2実施形態の選別機10の制御系30の概略構成を示すブロック図である。制御系30は、ROM31、RAM32、撮像部33、発光部34、通信部35、操作部36、駆動制御部37、選別制御部38、及びCPU39からなる。
ROM31は、後述するCPU39により実行されるプログラムや動作等に必要とされる各種パラメータなどを記憶している。RAM32は、後述するCPU39がプログラムを実行した際の一時的なデータや、各種アプリケーションプログラム、アプリケーションの実行に必要な各種パラメータなどのデータを記憶する。特に、本実施形態では、RAM32には、撮影画像や、解析結果などが記憶される。
撮像部33は、上述したカメラ部15に相当し、光学レンズ群からなるレンズブロックと、CCDや、CMOSなどの撮像素子からなり、レンズブロックから入った画像を撮像素子により撮像する。特に、本実施形態では、撮像部33は、搬送部13の搬送パイプ13b内を搬送されるコーヒー豆を撮影する。発光部34は、上述したLED16に相当し、撮像部33による撮像時に所定のタイミング、所定の光量にて発光する。
通信部35は、例えば、Bluetooth(登録商標)、又は無線LAN(WiFi)を用いて図示しない外部の情報処理装置(例えば、スマートフォンやタブレット、PC)に接続する。なお、無線通信に限らず、有線であってもよい。操作部36は、電源スイッチ、選別開始スイッチなどからなる。駆動制御部37は、上述したDCモータやステッピングモータなどからなる駆動部14の駆動(回転速度、回転方向など)を制御する。選別制御部38は、上述した選別部17のソレノイド23の駆動(ON/OFF)を制御してフリッパー22を駆動する。
CPU39は、撮像部33によるコーヒー豆の撮影、撮影画像に基づく該当コーヒー豆が選別条件に合致するか否かを解析する解析処理、搬送パイプ13bの回転速度の制御、選別部17の駆動制御、学習情報の更新などを行う。
図7は、本第2実施形態による選別機10の動作(駆動処理)を説明するためのフローチャートである。ユーザによって電源がオンにされると、選別機10において、CPU39は、図7に示すフローチャートを実行する。CPU39は、まず、選別部17のフリッパー22を不良品回収部19側に向けるとともに、所定の時間、駆動部14を駆動して搬送パイプ13bを回転させる(ステップS30)。これにより、搬送パイプ13bの内部にコーヒー豆が残留していた場合、残留していたコーヒー豆は、搬送パイプ13b内を下流側に搬送された後、不良品回収部19に回収される。
CPU39は、駆動部14を駆動して搬送パイプ13bを回転させている間、撮像部33により搬送パイプ13bの内部を撮像し、残留しているコーヒー豆がないか否かを判断する(ステップS32)。なお、残留物の有無は、撮像部33によって撮像する以外に、単純に、搬送パイプ13b内部の残留物が最下端の開口部21bから排出されるのに要する時間だけ回転させるだけでもよい。そして、コーヒー豆が残留している場合や、所定の時間が経過していない場合には(ステップS32のNO)、ステップS30に戻り、残留しているコーヒー豆の排出を継続する。一方、残留しているコーヒー豆がないと判断すると(ステップS32のYES)、CPU39は、一旦、駆動部14を停止し、フリッパー22を良品回収部18側に戻す(ステップS34)。
次に、CPU39は、ユーザから選別開始の指示(選別開始スイッチのオン操作)があったか否かを判断する(ステップS36)。ユーザは、電源投入後、収容容器12に選別するためのコーヒー豆を投入し、選別開始スイッチをオンにするなどして選別開始を指示する。そして、ユーザから選別開始の指示(選別開始スイッチの操作)がない場合には(ステップS36のNO)、CPU39は待機する。
一方、ユーザから選別開始の指示(選別開始スイッチの操作)があった場合には(ステップS36のYES)、CPU39は、搬送パイプ13bを1回転駆動する(ステップS38)。搬送パイプ13bが1回転すると、1粒のコーヒー豆が収容容器12の排出口12aから排出され、搬送パイプ13bの上側の開口部21aに投入される。
次に、CPU39は、変数nを1だけインクリメントする(ステップS40)。該変数nは、初期値を0とする、コーヒー豆を識別するための識別子を生成するための指標となる。なお、ここでは、変数nをそのままコーヒー豆の識別子として用いるが、これに限らず、学習実行日の日付や、時刻などと変数nとを関連付けて識別子とてもよい。
図5(a)〜(e)で説明したように、搬送パイプ13bが1回転することで、搬送パイプ13bに投入されたコーヒー豆は、搬送パイプ13bの2巻き目の最も低い位置、すなわち撮影位置に移動していることになる。CPU39は、変数nが3以上であるか、すなわち搬送パイプ13bが3回転以上(1番目のコーヒー豆が選別部17に排出されるタイミング)したか否かを判断する(ステップS42)。
そして、変数nが3未満、すなわち搬送パイプ13bが3回転以上、回転していない場合には(ステップS42のNO)、まだ、選別すべきコーヒー豆(1番目のコーヒー豆)が選別部17に到達していないので、CPU39は、撮像部33による撮影&解析処理(後述)に対して撮影を指示する(ステップS44)。
一方、変数nが3以上、すなわち搬送パイプ13bが3回転以上、回転している場合には(ステップS42のYES)、選別すべきコーヒー豆が選別部17に到達しているので、CPU39は、撮像部33による撮影&解析処理(後述)に対して撮影を指示するとともに、選別部17による選別処理(後述)に対して選別を指示する(ステップS46)。
次に、CPU39は、選別処理からコーヒー豆((n−2)番目)に対する選別が終了したことを示す通知があったか否かを判断する(ステップS48)。そして、選別処理からコーヒー豆に対する選別終了が通知されない場合には(ステップS48のNO)、CPU39は待機する。つまり、(n−2)番目のコーヒー豆に対する選別が終了する前に搬送パイプ13bを回転させてしまうと、正確な選別ができずに、搬送パイプ13bからコーヒー豆が排出されてしまうためである。言い換えると、搬送パイプ13bの回転(速度)は、撮影&解析処理に要する時間に応じて制御されることになる。
一方、選別処理からコーヒー豆((n−2)番目)に対する選別が終了したことを示す通知があった場合には(ステップS48のYES)、CPU39は、コーヒー豆の選別が終了したか否かを判断する(ステップS50)。CPU39は、例えば、収容容器12内にコーヒー豆がなくなり、かつ最後のコーヒー豆が選別部17で選別された場合に選別処理を終了すると判断する。そして、コーヒー豆の選別が終了していないと判断した場合には(ステップS50のNO)、ステップS38に戻り、搬送パイプ13bの回転駆動、撮影指示、及び選別指示を継続する。
これにより、搬送パイプ13bが1回転するたびに、コーヒー豆が収容容器12の排出口12aから1粒ずつ排出され、搬送パイプ13bの上側の開口部21aに投入される。搬送パイプ13bに投入されたコーヒー豆は、搬送パイプ13bが回転する度に、搬送パイプ13bの内部を下流側に移動していく。CPU39は、搬送パイプ13bが1回転するたびに、撮像部33による撮影&解析処理(後述)に対して撮影を指示するとともに、選別部17による選別処理(後述)に対して選別を指示する。
一方、コーヒー豆の選別が終了したと判断した場合には(ステップS50のYES)、CPU39は、搬送パイプ13bの回転を停止し(ステップS52)、当該処理を終了する。
図8は、本第2実施形態による選別機10の動作(撮影&解析処理)を説明するためのフローチャートである。CPU39は、ユーザによって電源がオンにされると、上述したフローチャートと並行して、図8に示すフローチャートを実行する。まず、CPU39は、上述した駆動処理から撮影指示があったか否か、すなわち撮影タイミングであることを示す指示を受信したか否かを判断する(ステップS60)。そして、撮影指示がない場合には(ステップS60のNO)、CPU39は待機する。
一方、撮影指示があった場合には(ステップS60のYES)、CPU39は、撮像部33によりコーヒー豆を撮影する(ステップS62)。このとき、撮像部33は、搬送パイプ13bの2巻き目の最も低い位置、すなわち撮影位置に移動したコーヒー豆を撮影することになる。次に、CPU39は、選別条件(この場合、良品/不良品)に応じた学習情報に基づいて撮影画像からコーヒー豆が選別条件に合致するか否かを解析する(ステップS64)。
次に、CPU9は、当該n番目のコーヒー豆の撮影画像と解析結果とを紐づけて保存し(ステップS66)、後述する選別処理に対して解析終了を通知する(ステップS68)。次に、CPU39は、コーヒー豆の選別が終了したか否かを判断する(ステップS70)。そして、コーヒー豆の選別が終了していないと判断した場合には(ステップS70のNO)、ステップS60に戻り、次の撮影処理を継続する。一方、コーヒー豆の選別が終了したと判断した場合には(ステップS70のYES)、当該処理を終了する。
図9は、本第2実施形態による選別機10の動作(選別処理)を説明するためのフローチャートである。CPU39は、ユーザによって電源がオンにされると、上述したフローチャートと並行して、図9に示すフローチャートを実行する。まず、CPU39は、上述した駆動処理から選別指示があったか否か、すなわち、搬送パイプ13bの開口部(下側)21bに到達したコーヒー豆があるか否かを判断する(ステップS80)。
そして、駆動処理から選別指示がない場合、すなわち搬送パイプ13bの開口部(下側)21bに到達したコーヒー豆がない場合には(ステップS80のNO)、CPU39は、コーヒー豆の選別が終了したか否かを判断する(ステップS92)。そして、コーヒー豆の選別が終了していないと判断した場合には(ステップS92のNO)、ステップS80に戻り、駆動処理から選別指示があるまで待機する。
一方、駆動処理から選別指示があった場合、すなわち搬送パイプ13bの開口部(下側)21bにコーヒー豆が到達した場合には(ステップS80のYES)、CPU39は、撮影&解析処理からn−2番目の解析終了が通知されたか否かを判断する(ステップS82)。そして、撮影&解析処理からn−2番目の解析終了が通知されていない場合には(ステップS82のNO)、CPU39は待機する。すなわち、n−2番目の解析終了が通知されていない場合には、解析結果に基づいて選別することができないので待機する。
一方、駆動処理から選別指示を受信し(ステップS80のYES)、かつ撮影&解析処理からn−2番目の解析終了が通知された場合には(ステップS82のYES)、CPU39は、n−2番目の解析結果を読み出す(ステップS84)。n−2番目の解析結果とは、現時点で、搬送パイプ13bの開口部(下側)21bに到達したコーヒー豆の解析結果である。
次に、CPU39は、n−2番目の解析結果からn−2番目のコーヒー豆が選別条件に合致するか否かを判断する(ステップS86)。そして、選別条件に合致する場合には(ステップS86のYES)、CPU9は、選別部17のソレノイド23の駆動(ON/OFF)を制御してフリッパー22を駆動し、当該コーヒー豆を不良品回収部19側に振り分ける(ステップS88)。次に、CPU39は、上述した駆動処理に対して選別終了を通知する(ステップS90)、その後、コーヒー豆の選別が終了していないと判断した場合には(ステップS92のNO)、ステップS80に戻り、駆動処理から次の選別指示があるまで待機する。
一方、選別条件に合致しない場合には(ステップS86のNO)、当該コーヒー豆を不良品回収部19側に振りわけることなく、選別が終了したか否かを判断し(ステップS92)、終了していないと場合には(ステップS92のNO)、ステップS80に戻り、駆動処理から次の選別指示があるまで待機する。一方、コーヒー豆の選別が終了したと判断した場合には(ステップS92のYES)、CPU39は、当該処理を終了する。
図10は、本第2実施形態による選別機10の動作(学習処理)を説明するためのフローチャートである。コーヒー豆の良否を判定するためには、予め選別機10にどのような状態(欠け、変形、変色など)のコーヒー豆が良品で、どのような形態(形状、色など)のコーヒー豆が不良品であるかを学習させておく必要がある。本第2実施形態では、選別機10と外部の情報処理装置1(本第2実施形態ではスマートフォンやタブレット、パーソナルコンピュータなど)とが、例えば、Bluetooth(登録商標)などの無線通信によって接続されているものとする。選別機10によってコーヒー豆を撮影し、その撮影画像に基づいて、外部の情報処理装置1にて画像認識、良否の解析等の学習処理を実行し、学習情報として選別機10にフィードバックするようになっている。
まず、CPU39は、ユーザから学習モードの指示(モード切替スイッチによる学習モードの選択)があったか否かを判断する(ステップS100)。そして、ユーザから学習モードの指示がない場合には(ステップS100のNO)、当該処理を終了する。
一方、ユーザから学習モードの指示があった場合には(ステップS100のYES)、CPU39は、選別部17のフリッパー22を駆動してフリッパー22を不良品回収部19側に向けるとともに、所定の時間、駆動部14を駆動して搬送パイプ13bを回転させる(ステップS102)。これにより、搬送パイプ13bの内部にコーヒー豆が残留していた場合、残留していたコーヒー豆は、搬送パイプ13b内を下流側に搬送された後、不良品回収部19に回収される。
CPU39は、駆動部14を駆動して搬送パイプ13bを回転させている間、撮像部33により搬送パイプ13bの内部を撮像し、通過する残留物がないか否かを判断する(ステップS104)。そして、残留物がある場合には(ステップS104のNO)、ステップS102に戻り、搬送パイプ13bの回転を継続する。一方、残留物がないと判断すると(ステップS104のYES)、CPU39は、一旦、駆動部14を停止し、フリッパー22を良品回収部18側に戻す(ステップS106)。
次に、CPU39は、ユーザから学習開始の指示(開始スイッチの操作)があったか否かを判断する(ステップS108)。ユーザは、電源投入後、収容容器12に学習するためのコーヒー豆を投入し、選別開始スイッチをオンにするなどして選別開始を指示する。
そして、ユーザから学習開始の指示(開始スイッチの操作)がない場合には(ステップS108のNO)、CPU39は待機する。一方、ユーザから学習開始の指示(開始スイッチの操作)があった場合には(ステップS108のYES)、CPU39は、搬送パイプ13bを1回転駆動する(ステップS110)。搬送パイプ13bが1回転すると、1粒のコーヒー豆が収容容器12の排出口12aから排出され、搬送パイプ13bの上側の開口部21aから投入される。
次に、CPU39は、変数nを1だけインクリメントする(ステップS112)。搬送パイプ13bが1回転することで、搬送パイプ13bに投入されたコーヒー豆は、搬送パイプ13bの2巻き目の最も低い位置、すなわち撮影位置に移動していることになる。CPU39は、撮像部33による撮影処理を実行する(ステップS114)。次に、CPU39は、該n番目のコーヒー豆の撮影画像を外部の情報処理装置1に転送する(ステップS116)。
次に、CPU39は、コーヒー豆の学習処理が終了したか否かを判断する(ステップS118)。そして、コーヒー豆の学習処理が終了していないと判断した場合には(ステップS118のNO)、ステップS110に戻り、再び、搬送パイプ13bを1回転させることで、次のコーヒー豆を搬送パイプ13bに投入し、変数nをインクリメントするとともに、次の撮影処理を実行し、撮影画像を外部の情報処理装置1に転送する処理を繰り返す。搬送パイプ13bに投入されるコーヒー豆は、搬送パイプ13bの回転に伴って搬送パイプ13bの内部を下流側に搬送されていき、不良品、良品にかかわらず、良品回収部18に回収される。
そして、コーヒー豆の学習処理が終了したと判断した場合には(ステップS118のYES)、外部の情報処理装置1から学習情報を受信したか否かを判断する(ステップS120)。そして、学習結果を受信していない場合には(ステップS120のNO)、学習情報を受信するまで待機する。
一方、外部の情報処理装置1から学習情報を受信した場合には(ステップS120のYES)、受信した学習情報に基づいて、コーヒー豆の良否を判定する際に用いる既存の学習情報を更新する(ステップS122)。その後、当該処理を終了する。
図11は、本第2実施形態による情報処理装置1の動作(学習処理)を説明するためのフローチャートである。外部の情報処理装置1では、まず、選別機10から撮影画像を受信したか否かを判断する(ステップS130)。そして、撮影画像が受信されない場合には(ステップS130のNO)、情報処理装置1は、撮影画像が受信されるまで待機する。一方、選別機10から撮影画像を受信した場合には(ステップS130のYES)、情報処理装置1は、撮影画像からコーヒー豆を認識するための画像認識処理を実行する(ステップS132)。
次に、情報処理装置1は、所定のアルゴリズム(CNNや、SVMなど)を用いた学習情報に基づいて、認識されたコーヒー豆の良否を解析する良否解析処理を実行する(ステップS134)。その後、情報処理装置1は、撮影画像(撮影したコーヒー豆)と解析結果とを自身の表示部(不図示)に表示する(ステップS136)。そして、情報処理装置1は、解析結果の正否が入力されたか否かを判断する(ステップS138)。
ユーザは、情報処理装置1の表示部に表示された、撮影画像(撮影したコーヒー豆)と解析結果とを確認し、判定結果が正しいか否かを判定し、判定結果の正否を情報処理装置1に入力する。つまり、情報処理装置1による判定結果が正しい場合には正しい旨を入力し、判定結果が間違っていれば(良品なのに不良と判定したり、不良品なのに良品と判定したりした場合)、その判定結果が間違っている旨を入力する。
情報処理装置1は、解析結果の正否が入力されない場合には(ステップS138のNO)、解析結果の正否が入力されるまで待機する。一方、解析結果の正否が入力された場合には(ステップS138のYES)、情報処理装置1は、撮影画像、解析結果、及びその正否に基づいて学習を実行する(ステップS140)。このように、解析結果に基づいく判定結果の正否をフィードバックすることで判定結果の精度を向上させることができる。次に、情報処理装置1は、学習情報を選別機10に転送する(ステップS142)。その後、情報処理装置1は、選別機10から学習処理終了の指示を受信したか否かを判断する(ステップS144)。
そして、学習処理終了の指示を受信しない場合には(ステップS144のNO)、ステップS130に戻り、次の撮影画像(次のコーヒー豆)に対して上述した学習処理を繰り返す。一方、選別機10から学習処理終了の指示を受信した場合には(ステップS144のYES)、情報処理装置1は、当該処理を終了する。
B.第3実施形態
次に、本発明の第3実施形態について説明する。
本第3実施形態では、選別機10と外部の情報処理装置(本第3実施形態ではスマートフォンやタブレット、パーソナルコンピュータなど)1とを、例えば、Bluetooth(登録商標)などの無線通信(有線でもよい)によって接続しておき、選別機10にてコーヒー豆を撮影し、外部の情報処理装置1にて撮影画像に基づいて画像認識、良否の解析等を行い、選別機10にて、その良否の解析結果に基づいてコーヒー豆を選別するようになっている。なお、本第3実施形態による選別機10の制御系30は、図6に示す構成と同じであり、情報処理装置1の制御系は、図1に示す構成と同じであるので説明を省略する。
次に、本発明の第3実施形態について説明する。
本第3実施形態では、選別機10と外部の情報処理装置(本第3実施形態ではスマートフォンやタブレット、パーソナルコンピュータなど)1とを、例えば、Bluetooth(登録商標)などの無線通信(有線でもよい)によって接続しておき、選別機10にてコーヒー豆を撮影し、外部の情報処理装置1にて撮影画像に基づいて画像認識、良否の解析等を行い、選別機10にて、その良否の解析結果に基づいてコーヒー豆を選別するようになっている。なお、本第3実施形態による選別機10の制御系30は、図6に示す構成と同じであり、情報処理装置1の制御系は、図1に示す構成と同じであるので説明を省略する。
図12は、本第3実施形態による選別機10の動作(駆動&選別処理)を説明するためのフローチャートである。選別機10において、ユーザによって電源がオンにされると、CPU39は、図12に示すフローチャートを実行する。CPU39は、まず、選別部17のフリッパー22を駆動してフリッパー22を不良品回収部19側に向けるとともに、所定の時間、駆動部14を駆動して搬送パイプ13bを回転させる(ステップS150)。これにより、搬送パイプ13bの内部にコーヒー豆が残留していた場合、残留していたコーヒー豆は、搬送パイプ13b内を下流側に搬送された後、不良品回収部19に回収される。
次に、CPU39は、搬送パイプ13b内に残留物がないか否かを判断する(ステップS152)。そして、残留物がないと判断すると、CPU39は、一旦、駆動部14を停止し、フリッパー22を良品回収部18側に戻す(ステップS154)。
次に、CPU39は、ユーザから選別開始の指示(開始スイッチの操作)があったか否かを判断する(ステップS156)。そして、ユーザから選別開始の指示(選別開始スイッチの操作)がない場合には(ステップS156のNO)、CPU39は、選別開始の指示があるまで待機する。
一方、ユーザから選別開始の指示(選別開始スイッチの操作)があった場合には(ステップS156のYES)、CPU39は、搬送パイプ13bを1回転駆動する(ステップS158)。次に、CPU39は、変数nを1だけインクリメントする(ステップS160)。搬送パイプ13bが1回転することで、搬送パイプ13bに投入されたコーヒー豆は、撮影位置に移動することになるので、CPU39は、撮像部33によってコーヒー豆を撮影する(ステップS162)。次に、CPU39は、該n番目のコーヒー豆の撮影画像を外部の情報処理装置1に転送する(ステップS164)。
次に、CPU39は、情報処理装置1からコーヒー豆の良否を示す解析結果を受信したか否かを判断する(ステップS166)。そして、解析結果を受信しない場合には(ステップS166のNO)、CPU39は、解析結果を受信するまで待機する。
そして、情報処理装置1からコーヒー豆の良否を示す解析結果を受信した場合には(ステップS166のYES)、CPU39は、当該n番目のコーヒー豆の撮影画像と解析結果とを紐づけて保存する(ステップS168)。次に、CPU39は、n−2番目のコーヒー豆の解析結果を読み出し(ステップS170)、該解析結果に基づいて、n−2番目のコーヒー豆が不良品であるか否かを判断する(ステップS172)。なお、n−2番目のコーヒー豆とは、選別機10の搬送パイプ13bの巻き数が3回であるので、現時点で搬送パイプ13bの開口部(下側)21bに到達したコーヒー豆に相当する。
そして、n−2番目のコーヒー豆が良品である場合には(ステップS172のNO)、CPU39は、全てのコーヒー豆の選別が終了したか否かを判断する(ステップS176)。そして、全てのコーヒー豆の選別が終了していないと判断した場合には(ステップS176のNO)、ステップS158に戻る。
この場合、フリッパー22は常時、良品回収部18側にコーヒー豆を振り分けるように制御されているので、良品と判別され、搬送パイプ13bの開口部(下側)21bに到達したn−2番目のコーヒー豆は、良品回収部18側に振り分けられる。
CPU39は、ステップS158に戻ると、再び、搬送パイプ13bを再度1回転させることで、次のコーヒー豆を搬送パイプ13bに投入し、変数nをインクリメントするとともに、次の撮影処理を実行し、撮影画像を外部の情報処理装置1に転送する処理を繰り返す。
一方、n−2番目のコーヒー豆が不良品である場合には(ステップS172のYES)、CPU39は、選別部17のソレノイド23の駆動(ON/OFF)を制御してフリッパー22を駆動し、当該コーヒー豆を不良品回収部19側に振り分ける(ステップS174)。その後、全てのコーヒー豆の選別が終了していないと判断した場合には(ステップS176のNO)、ステップS158に戻り、上述した処理を繰り返す。
上述した処理により、搬送パイプ13bに投入されるコーヒー豆は、搬送パイプ13bの回転に伴って搬送パイプ13bの内部を下流側に搬送されていき、フリッパー22によって、良品であれば、良品回収部18に回収され、不良品であれば、不良品回収部19に回収される。そして、コーヒー豆の選別が全て終了したと判断した場合には(ステップS176のYES)、CPU39は、搬送パイプ13bの回転を停止し(ステップS178)、当該処理を終了する。
図13は、本第3実施形態による情報処理装置1の動作(解析処理)を説明するためのフローチャートである。情報処理装置1において、CPU48は、まず、選別機10から撮影画像を受信したか否かを判断する(ステップS180)。そして、撮影画像が受信されない場合には(ステップS180のNO)、撮影画像が受信されるまで待機する。一方、選別機10から撮影画像を受信した場合には(ステップS180のYES)、撮影画像からコーヒー豆を認識するための画像認識処理を実行する(ステップS182)。
次に、CPU48は、所定のアルゴリズム(CNNや、SVMなど)を用いた学習情報に基づいて、認識されたコーヒー豆の良否を解析する(ステップS184)。その後、情報処理装置1は、撮影画像(撮影したコーヒー豆)の解析結果を選別機10に通知する(ステップS186)。そして、CPU48は、全ての選別処理が終了したか否かを判断し(ステップS188)、終了していない場合には(ステップS188のNO)、ステップS180に戻り、次のコーヒー豆に対する解析処理を繰り返す。一方、選別処理が終了した場合には(ステップS188のYES)、当該所解析処理を終了する。
C.第4実施形態
次に、本発明の第4実施形態について説明する。
上述した第2、第3実施形態では、コーヒー豆を自動的に選別するのに専用の選別機10を用いた。これに対して、第4実施形態では、スマートフォンやタブレットなどによりコーヒー豆を撮影するだけで、不良品と判定したコーヒー豆にマーカーを表示することで、コーヒー豆の選別に係るユーザ負担を軽減することができる選別方法を提供する。
次に、本発明の第4実施形態について説明する。
上述した第2、第3実施形態では、コーヒー豆を自動的に選別するのに専用の選別機10を用いた。これに対して、第4実施形態では、スマートフォンやタブレットなどによりコーヒー豆を撮影するだけで、不良品と判定したコーヒー豆にマーカーを表示することで、コーヒー豆の選別に係るユーザ負担を軽減することができる選別方法を提供する。
図14(a)、(b)は、本第4実施形態による選別方法を説明するための概念図である。本第4実施形態による選別方法では、スマートフォンやタブレットなどの情報処理装置50を用いる。情報処理装置50は、図14(a)に示すように、表示部51、カメラ52、フラッシュ(LED)53等を備えている。本第4実施形態では、該情報処理装置50に更にレーザーポインタのような指向性を有する照射光を発する発光装置60を装着する。
発光装置60は、その指向性を有する照射光の照射方向がカメラ52の撮影方向に向くように装着され、照射方向がカメラ52の画角中央に位置するように調整される。発光装置60は、情報処理装置50とBluetooth(登録商標)やWiFi通信などの無線通信を介して接続されている。発光装置60による照射光の発光は、無線通信を介して、情報処理装置50からの指示に従って制御される。
ユーザは、ハンドピックを行うときと同じように、図14(b)に示すように、コーヒー豆B、B、…を盆などに適当に並べる。ユーザが片手で情報処理装置50を把持し、図14(b)に示すように、並べられたコーヒー豆Bのいずれかを画角(破線)の略中央に来るように撮影すると、情報処理装置50は、上述した実施形態と同様に、画像認識処理を行い、撮影されているコーヒー豆Bが良品であるか不良品であるかを解析する。
情報処理装置50は、撮影されているコーヒー豆Bが解析結果に基づいて不良品であると判定された場合に、無線通信を介して、発光装置60に照射光の発光を指示する。発光装置60は、情報処理装置50からの指示を受信すると、指向性を有する照射光を発する。照射光は、図14(b)に示すように、撮影されているコーヒー豆B上に照射点(スポット)80として現れる。これにより、ユーザは、当該コーヒー豆Bが不良品であることを容易に認識することができる。
上述した作業を盆などに並べられたコーヒー豆Bに対して順次行うことで、不良品のコーヒー豆Bだけに照射光が照射され、照射点(スポット)80が現れる。ユーザは、照射点(スポット)80を確認すると、不良品のコーヒー豆Bを、情報処理装置50を持っていないほうの手で容易に取り除くことができる。
なお、発光装置60を用いずに、情報処理装置50の表示部51の画面に撮影画像を表示して、例えば不良品のコーヒー豆を赤枠で囲むなどという方法でもよい。しかしながら、実際には、画像処理でフレーム速度が遅くなったり、カメラ52が情報処理装置50の中心に配置されていないので、画面と実空間でズレが生じるため、不良品のコーヒー豆を識別して取り除くことが難しくなるという課題が生じる。ゆえに、発光装置60を用いて、画面ではなく現実空間のコーヒー豆にマーカー(照射点(スポット))を付けることが好ましい。
上述した本第4実施形態によれば、専用の選別機10を用意しなくても、無数のコーヒー豆の中から手軽に不良品のコーヒー豆を選別することができる。
なお、上述した第2、第3実施形態では、コーヒー豆を撮影するカメラ部15(撮像部33)を選別機10に設けるようにしたが、これ限らず、外部の情報処理装置(スマートフォンやタブレット)1を選別機10の所定の位置に着脱可能に取り付け、情報処理装置1が備えている撮像部3で搬送パイプ13bを搬送されるコーヒー豆を撮影し、情報処理装置1で画像認識、良否解析処理等を実行して解析結果を選別機10に通知し、当該解析結果に基づいて選別機10が該当コーヒー豆を選別するようにしもよい。この場合、コーヒー豆の撮影、画像処理等を外部の情報処理装置1で行うので、選別機10自体のCPU39などのスペック(処理能力)を削減することが可能である。
また、上述した第2、第3実施形態では、不良品のコーヒー豆を選別するようにしたが、これに限らず、上述した第1実施形態と同様に、不良品(欠け、変形、変色など)以外に、例えば、味重視、コスト重視、豆の品種、大きさなど選別条件を用いて選別するようにしてもよい。
また、上述した第2、第3実施形態では、学習処理による良品、不良品の判定結果を、ユーザが正否を判定したが、これに限らず、予め選別しておいた、様々な不良品のコーヒー豆を選別機10に投入して不良品であることを認識させて学習情報を更新するようにしてもよい。
なお、上述した第2、第3実施形態では、透明ならせん状の搬送パイプ13bを用いたが、これに限らず、例えば、透明な管内にらせん状の羽を有するオーガを配置し、該オーガを回転させることでコーヒー豆を搬送するようにしてもよい。
また、上述した本実施形態によれば、搬送パイプ13b内を搬送されるコーヒー豆を撮影し、あらかじめ用意した学習情報を用いて、コーヒー豆が選別条件に合致するか否を判定するとともに、判定に要する処理時間に応じて搬送速度を制御しつつ、判定結果に基づいて搬送されるコーヒー豆を選別するようにしたので、機械の小型化を実現することができるとともに、高精度で選別することができる。
また、上述した本実施形態によれば、搬送パイプ13bを透明な素材で形成し、らせん状とし、らせん状の搬送パイプ13bの回転速度を制御することで搬送速度を制御するようにしたので、機械の小型化を実現することができるとともに、高精度で選別することができる。
また、上述した本実施形態によれば、コーヒー豆が搬送パイプ13bから搬出されるまでに、選別条件に合致するか否かを判別するようにしたので、機械の小型化を実現することができるとともに、高精度で選別することができる。
更に、上述した本実施形態によれば、ユーザにより選別条件を変更することで、好みの条件(味重視、コスト重視、豆の品種や大きさなど欠点とは別の選別処理)でコーヒー豆を選別することができるようになる。
また、小型化が実現できるので、選別機10を焙煎器に容易に取り付けることや、焙煎機能を付帯させることが可能となり、選別後にすぐに焙煎することも可能である。
以上、この発明のいくつかの実施形態について説明したが、この発明は、これらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲を含むものである。
以下に、本願出願の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
以下に、本願出願の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
(付記1)
付記1に記載の発明は、被選別対象物をその特徴に基づいて選別する選別機であって、前記被選別対象物を搬送する搬送部と、前記搬送部によって搬送される前記被選別対象物を、前記搬送部の搬送途中で撮影する撮影部と、前記撮影部によって撮影された画像に基づいて前記被選別対象物が所定の条件に合致するか否かを判定する判定部と、前記判定部による判定に要する時間に応じて前記搬送部の搬送速度を制御する制御部と、を備えることを特徴とする選別機である。
付記1に記載の発明は、被選別対象物をその特徴に基づいて選別する選別機であって、前記被選別対象物を搬送する搬送部と、前記搬送部によって搬送される前記被選別対象物を、前記搬送部の搬送途中で撮影する撮影部と、前記撮影部によって撮影された画像に基づいて前記被選別対象物が所定の条件に合致するか否かを判定する判定部と、前記判定部による判定に要する時間に応じて前記搬送部の搬送速度を制御する制御部と、を備えることを特徴とする選別機である。
(付記2)
付記2に記載の発明は、前記搬送部は、透明な素材で形成された、らせん状の搬送路を形成する第1の部材と前記らせん状の搬送路を回転駆動する駆動部とを有し、前記制御部は、前記第1の部材の回転速度を制御することによって前記搬送部の搬送速度を制御する、ことを特徴とする付記1に記載の選別機である。
付記2に記載の発明は、前記搬送部は、透明な素材で形成された、らせん状の搬送路を形成する第1の部材と前記らせん状の搬送路を回転駆動する駆動部とを有し、前記制御部は、前記第1の部材の回転速度を制御することによって前記搬送部の搬送速度を制御する、ことを特徴とする付記1に記載の選別機である。
(付記3)
付記3に記載の発明は、前記判定部は、前記撮影部によって撮影された画像を順次解析し、前記被選別対象物が前記搬送部の出口に到達するまでに前記被選別対象物が前記所定の条件に合致するか否かを判定する、ことを特徴とする付記1又は2に記載の選別機である。
付記3に記載の発明は、前記判定部は、前記撮影部によって撮影された画像を順次解析し、前記被選別対象物が前記搬送部の出口に到達するまでに前記被選別対象物が前記所定の条件に合致するか否かを判定する、ことを特徴とする付記1又は2に記載の選別機である。
(付記4)
付記4に記載の発明は、前記所定の条件は、前記被選別対象物の欠け、変形、変色、品種、大きさのうち少なくとも一つを含む、ことを特徴とする付記1乃至3のいずれか一つに記載の選別機である。
付記4に記載の発明は、前記所定の条件は、前記被選別対象物の欠け、変形、変色、品種、大きさのうち少なくとも一つを含む、ことを特徴とする付記1乃至3のいずれか一つに記載の選別機である。
(付記5)
付記5に記載の発明は、前記判定部による判定結果に基づいて、前記搬送部を搬送される前記被選別対象物を選別する選別部、を備えることを特徴とする付記1乃至4のいずれか一つに記載の選別機である。
付記5に記載の発明は、前記判定部による判定結果に基づいて、前記搬送部を搬送される前記被選別対象物を選別する選別部、を備えることを特徴とする付記1乃至4のいずれか一つに記載の選別機である。
(付記6)
付記6に記載の発明は、前記選別部は、前記判定部による判定結果に基づいて、前記搬送部の出口から搬出される前記被選別対象物の搬出方向を変更することで選別する、ことを特徴とする付記5に記載の選別機である。
付記6に記載の発明は、前記選別部は、前記判定部による判定結果に基づいて、前記搬送部の出口から搬出される前記被選別対象物の搬出方向を変更することで選別する、ことを特徴とする付記5に記載の選別機である。
(付記7)
付記7に記載の発明は、被選別対象物をその特徴に基づいて選別する選別方法であって、前記被選別対象物を搬送するステップと、前記被選別対象物を搬送途中で撮影するステップと、前記撮影された画像に基づいて前記被選別対象物が所定の条件に合致するか否かを判定するステップと、前記判定に要する時間に応じて前記被選別対象物の搬送速度を制御するステップと、を含むことを特徴とする選別方法である。
付記7に記載の発明は、被選別対象物をその特徴に基づいて選別する選別方法であって、前記被選別対象物を搬送するステップと、前記被選別対象物を搬送途中で撮影するステップと、前記撮影された画像に基づいて前記被選別対象物が所定の条件に合致するか否かを判定するステップと、前記判定に要する時間に応じて前記被選別対象物の搬送速度を制御するステップと、を含むことを特徴とする選別方法である。
1…情報処理装置、2…通信部、3…撮像部、4…ROM、5…RAM、6…表示部、7…操作部(タッチパネル)、8…記録媒体、9…CPU、10…選別機、11…筐体、12…収容容器、12a…排出口、13…搬送部、13a…回転軸、13b…搬送パイプ、14…駆動部、15…カメラ部、16…LED、17…選別部、18…良品回収部、19…不良品回収部、21a…開口部(上側)、21b…開口部(下側)、22…フリッパー、23…ソレノイド、30…制御系、31…ROM、32…RAM、33…撮像部、34…発光部、35…通信部、36…操作部、37…駆動制御部、38…選別制御部、39…CPU、50…情報処理装置、51…表示部、52…カメラ、53…フラッシュ(LED)、60…発光装置、80…照射点(スポット)、B…コーヒー豆
Claims (7)
- コーヒー豆をその特徴に基づいて選別する選別機であって、
透明な素材で形成された、らせん状の搬送路を回転させることで、前記搬送路に一粒ずつ投入された前記コーヒー豆を搬送する搬送部と、
らせん状の前記搬送路の内壁に沿って低い位置を移動する前記コーヒー豆の外周面を、前記搬送路を介して撮影する撮影部と、
前記撮影部によって撮影された画像に基づいて前記コーヒー豆が所定の条件に合致するか否かを判定する判定部と、
前記判定部による判定に要する時間に応じて前記搬送路の回転速度を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする選別機。 - 前記判定部は、前記撮影部によって撮影された画像を順次解析し、前記コーヒー豆が前記搬送部の出口に到達するまでに前記コーヒー豆が前記所定の条件に合致するか否かを判定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の選別機。 - 前記所定の条件は、前記コーヒー豆の欠け、変形、変色、品種、大きさのうち少なくとも一つを含む、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の選別機。 - 前記判定部による判定結果に基づいて、前記搬送部を搬送される前記コーヒー豆を選別する選別部、
を備えることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の選別機。 - 前記選別部は、前記判定部による判定結果に基づいて、前記搬送部の出口から搬出される前記コーヒー豆の搬出方向を変更することで選別する、
ことを特徴とする請求項4に記載の選別機。 - 前記所定の条件に応じた学習情報に基づいて撮影画像から前記コーヒー豆が前記所定の条件に合致するかを解析する解析手段を更に備え、
前記判定部は、前記解析手段の解析結果に基づいて前記コーヒー豆が前記所定の条件に合致するか否かを判定する、
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の選別機。 - コーヒー豆をその特徴に基づいて選別する選別方法であって、
透明な素材で形成された、らせん状の搬送路を回転させることで、前記搬送路に一粒ずつ投入された前記コーヒー豆を搬送するステップと、
らせん状の前記搬送路の内壁に沿って低い位置を移動する前記コーヒー豆の外周面を、前記搬送路を介して撮影するステップと、
前記撮影された画像に基づいて前記コーヒー豆が所定の条件に合致するか否かを判定するステップと、
前記判定に要する時間に応じて前記搬送路の回転速度を制御するステップと、
を含むことを特徴とする選別方法。
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