JPH01282431A - 確度付計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 本発明は、被測定物の物理量や化学量、特に動物や車両
等の動態時の秤量を行う秤量測定装置に関する。

（従来の技術） 従来の測定装置においては、物理量や化学ヱの測定、特
に動物や車両等の動態時の秤量の際、指針や表示値が振
らつくためにその読み取りが困難であり、熟練者であっ
てもある程度の読み取り誤差が生じた。このため、秤量
値の変動がある範囲内に収まった時の秤量値を表示した
り、平均された秤量値を表示することによって読み取り
誤差を少なくしようという試みがなされている。（特開
昭５９−７３７３５号、特開昭５２−２９７７２号参照
） 〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、前者の場合秤量値の変動がある範囲内に
収まらないと秤量が行われないという不都合が生じるし
、後者の場合表示された値の信頼度は被秤量物の状態に
依存するのでこれがどの程度正確なものかがわからずそ
の秤量には常に不安がつきまとう。このためにその秤量
値が変動するような秤量においては、結局、秤量者の主
観的な要素が入り込むにも関わらず、秤量者の読み取り
テクニックに頼らざるをえないという状況であった。　
本発明の課題は、測定値が変動するような測定において
も統計的に裏付けされた信頼度を持って被測定物の測定
値が与えられる測定装置、特に秤量装置を提供すること
である。

（課題を解決するための手段〕 上記課題を解決するために本発明による測定装置、例え
ば秤量装置は、 物体を秤量する秤量手段と、 前記秤量手段によって得られる秤量値データを処理して
その標本特性値と推定重量値を決定する中央制御装置と
、 秤量値データの標本特性値を因子として統計的に前もっ
て設定された確度テーブルと、−前記中央制御装置によ
って決定された標本特性値に応じて前記確度テーブルか
ら選択された確度と前記決定された推定重量値を出力す
る出力手段、 から構成されている。

［作　用］ 上記構成により、秤量手段から送られて（る秤量値の時
系列データから推定重量値が演算されるとともに、この
秤量値の時系列データからなる標本の特性値を決定し、
前もって統計的に作成されている確度テーブルから前記
決定された標本特性値に応じた確度が選択され、推定重
量値とそれに対する確度が示される。

（効　果） 秤量中に被秤量物体が動くため、あるいはその他の理由
から秤量値が変動する場合であっても、本発明による確
度付計測装置によれば、秤量者の主観を伴う読み取り値
のばらつき、つまり読み取り誤差を生しることもな（、
その推定重量値の算出に用いられた秤量値データの標本
特性値からその推定重量値に対する確度、つまり信頼度
が同時に示されるので、秤量値が変動していてもその重
量値が客観的に判断されることが可能である。

〔その他の作用効果］ さらに、特に動物や車両等の動態時の秤量を行う際に得
られる秤量値データから真の重量値を推定する場合の信
頼区間は、秤量値データのサンプリング時間幅とデータ
の変動周期そしてデータの変動幅に依存するということ
が出願人の調査から見いだされているので、前記標本特
性値を秤量値データのサンプリング系列から得られる秤
量値データの極大値の数と秤量値データの変動状態とす
るなら、適切な確度テーブルを作るのに好都合であり、
算出された推定重量値に適切な確度をこの確度テーブル
を利用してあたえることができる。さらに推定重量値の
算出をより適切に行うために、秤量値データの最初の極
大値が現れる時点から複数回目の極大値が現れる時点ま
でを有効データ区間として秤量値データを処理すること
ができる。

その他の特徴及び作用効果は実施例の説明と共に明らか
にされる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第６
図に示されているように、畜舎と放牧場との間などの牛
や豚などの家畜が歩行する歩行路（１１）の一部分に１
頭の家畜が数少歩行することができる秤量台（２１）を
備えた秤量手段（２）がその秤量台（２１）の表面を歩
行路（１１）の表面とほぼ一致するように配設されてい
る。この秤量台を設けられた付近の歩行路にはその両脇
に棚（１２）が配設されている。さらに、この秤量台（
２１）の近くには、各家畜に取り付けられたタグ（１４
）を認識するタグ認識手段（１３）が設けられている。

前記秤量手段（２）には、秤量台（２１）上を歩行する
家畜の荷重を検出し、電気信号の形で出力するロードセ
ル（２２）が設けられており、このロードセルの出力信
号は、別置域に配設された制御本体部（１）に送られ、
前記秤量台（２１）を歩行中の家畜の推定重量値とその
推定重量値に対する確度とを決定するために利用される
。さらに、この確度付計測装置の制御本体部（１）には
、前記タグ認識手段（１２）の出力信号も送られてくる
ので、現在計測中の重量に対応する家畜を確実に特定す
ることができる。

発明による確度付計測装置は、前記秤量手段（２）と前
記制御本体部（１）とから構成され、第１図に示すよう
に、さらに前記制御本体部（１）は、前記秤量手段（２
）から送られてくるところの秤量値を示すアナログ電気
信号を受は取る人力手段（３）と、後で詳しく延べられ
る手法でもって作成された確度テーブル（５）と、推定
重量値を算出するとともにこの算出された推定重量値の
確度を前記確度テーブル（５）から選択する中央制御装
置（４）と、前記推定重量値とその確度を出力する出力
手段（６）から構成されている。

前記入力手段（３）は、秤量手段（２）からのアナログ
電気信号を増幅するアンプ（３１）と、このアンプ出力
を平滑化するローパスフィルタ（３２）と、平滑された
信号を所定のサンプリング時間でもって量子化するＡ／
Ｄ変換器（３３）からなる。前記中央側ｉ１［１装置（
４）は、サンプリングされた秤量値の時系列データを記
憶する記憶手段（４１）と、前記時系列データからなる
標本の特性、この実施例では時系列データ群から得られ
る極大値の数とその瓶大値間毎の平均値のばらつき、つ
まり標準偏差を決定するデータ評価手段（４２）と、前
記秤量値データから推定重量値を演算する重量演算部（
４３）　、　（４３）と、前記標本特性値をキーとして
前記確度テーブルから推定重量値に対する確度を選択す
る確度選択手段（４４）とからなり、おもにマイクロコ
ンピュータから構成されている。最後に出力手段（６）
としては、この実施例では、ＣＲＴ　（６１）とプリン
タ（６２）が用いられている。

次に、さらに第２図と第３図を用いて、本発明による確
度付計測装置における、秤量台（２１）を歩行している
家畜の推定静止重量決定の手順を説明する。

第２図は、秤量台（２１）を家畜が歩行した際の、ロー
ドセル（２２）から送られてきた秤量値を示すアナログ
（８号にローパスフィルタをかけた後の信号を示してい
る。ここで、その秤量値信号が前もって設定されたしき
い値を越えている領域が、家畜が秤量台に完全に載って
いる状態を示していると見なすことができるのでこの領
域のデータが次の処理のために用いられる。この領域の
拡大図であり、さらにこの領域内のアナログ出力信号の
サンプリングを示している第３図からは、このアナログ
秤量値信号がどの様にサンプリングされ、量子化されて
いるかが理解できる。サンプリングされた秤量値データ
は、まず中央側′４１■装置（４）の記憶手段（４１）
に記憶される。次に、データ評価手段（４２）は、記憶
されたサンプリングデータから、そのデータからなる標
本の特性を、極大値とこの極大値間で求められた各平均
値のばらつきを調べることによって評価する。第３図の
場合では、極大値の数Ｐは、Ｗ　１．　Ｗｅ、　Ｗ　＋
　５．　Ｗｚｙ、　Ｗｚｑの５つであり、この各極大値
の間隔が家畜の歩行間隔Ｔ、、Ｔ、、Ｔ３．Ｔ４とみな
される。次に、重量演算手段（４３）は、前記各歩行間
隔において秤量値データの平均値を求め、さらにその各
平均値：　ｙｌ、’／ｚ、）’３．ｙａを平均したもの
：ｙ０を推定重量値として算出する。そして、確度選択
手段（４４）が、算出された推定重量値に対する確度を
極大値の数Ｐと各歩行間隔における平均値のばらつきを
キーとして確度テーブルから選択する。

ここで、確度テーブル（５）の作成方法をのべる： 歩行間隔毎に求められる秤量値データの平均値を標本と
する母集団が正規分布すると仮定するなら、変数：ｕ＝
（ｙｍ−μ）／（ｓ／Ｎ）は自由度（Ｎ−１）のし−分
布に従う。

ここで、μは真の重量値であり、 このとき、Ｕが±ｕｄの範囲に入る確率、つまり確度：
ζ＝Ｐｒｏｂ（−ｕ、≦Ｕ≦ｕ、）は自由度（Ｎ−１）
のし−分布から求められる。

ここで、ｕ、＝ｓｉ＜Ｓ／δ） δ：秤量器の精度パラメータで１０００キ。用秤量器で
１％の精度とした時、１となる。

確度ζをＮとＳ／δの種々な組み合わせで計算して表に
したものが第４図に示されている。

ここでは標本数Ｎのかわりに極大値の数Ｐが用いられて
おり、その関係は第３図から理解できるように Ｐ＝Ｎ＋１である。Ｎ＝１の場合その計算は意味がない
ため、Ｎ＝１、つまりＰ＝２の確度は示されていない。

さらに、この確度テーブルの変形例として、秤量器の精
度を５％として求められたラフ確度と、前述の確度つま
り厳格確度とから、確度を記号で表した確度テーブルが
第５図に示されている。ここで、○は厳格確度が９０％
以上であり、重量表示値が要求精度を満足すると判断し
てよいことを示している。

△は厳格確度が９０％未満でありかつラフ確度が９０％
以上であり、重量表示値が要求精度を逸脱している可能
性があるが、ラフ精度内には入っていることを示してい
る。

×はラフ確度９０％未満であり、再計量の必要があるこ
とを示している。

このようにして作成された確度テーブルを制御本体部（
１）が備えているので、例えばデータ評価手段（４２）
によって、極大値の数Ｐと各歩行間隔における平均値の
ばらつき、つまりＳがそれぞれ５と１．５と評価されて
いると、第４図による確度テーブルでは７２．５％、第
５図による確度テーブルではΔとして出力される。もし
、その確度として低い確度値又は×が出力された場合は
、もう−度測定をおこなうとよい。このことによって、
計量者は、家畜の准定重量値七その値に対する確度も得
ることができるので、秤量値が変動する場合でも、安心
して計量作業を行うことができる。なお、測定が自動的
に行われるように構成されている場合、その確度に応し
て自動的に両側室するシステムを構築することもできる
。これによって測定は、迅速かつ効率よく行うことがで
きる。

上記の実施例では、歩行間隔毎に求められる平均値を標
本とする母集団が正規分布すると仮定しているが、この
ような仮定がだめな場合、次のようにして確度テーブル
を作成することが出来る。

まず、様々な動的状態を条件として計量を行い、そのデ
ータを収集する。例えば、ある条件における１回の計量
によって、第３図に示すようなデータが得られるが、こ
のような計量を統計学的に満足できる回数だけ行われる
のである。

得られたデータは、極大値の数に応じて、っま／Ｊ極大
値の数が１つであるデータの集合ＳＩ、極大値の数が２
つであるデータの集合Ｓ２、そして極大値の数が３つ以
上であるデータの集合Ｓｍに分類される。例えば、第３
図に示すようなデータは、極大値の数が５つであるので
集合Ｓｍに入ることになる。そして、各集合毎に、真の
静止重量値と算出された推定重量値の差をｅとして、ε
ｌ　ｅ　２との相関関係を求める。例えば、集合８２に
ついては、ｅ２＝α・ε＋Ｔによる線形回帰を用いる。

集合Ｓｍについては、ｅ２−α”・ε＋β゛・Ｐ＋γ゛
による線形回帰を用いるとよいが、場合によっては、領
域を分割して線形回帰してもよい。なお、集合Ｓ１につ
いでは、極大値が１つだけでは、推定値を得るなめには
不十分ということにする。このようにして極大値の数Ｐ
と極大値の最大変動幅εをパラメータとしてもとめられ
たｅ２を基にして、推定重量値に対する確度テーブルが
第４図又は第　　　　　５図と同様に作成されることが
出来る。

このようにして作成された確度テーブルを制？２１１本
体部（１）が備えていると、次のように利用される。例
えば第３図の場合では、極大値の数Ｐは、ＷＩｎ　ｗａ
、　Ｗ　＋、＋　ｗ２３．　Ｗｚｑの５つであり、その
最大変動幅は４番目と５番目の極大値との差εである。

そして、この各極大値の間隔が家畜の歩行間隔Ｔ　＋　
、　Ｔ　ｚ　、　Ｔ　３　、　Ｔ　４とみなされる。

次に、重量演算手段（４３）は、前記各歩行間隔におい
て秤量値データの平均値を求め、さらにその各平均値を
平均したものを推定重量値として算出する。そして、確
度選択手段（４４）が、算出された推定重量値に対する
確度を極大値の数Ｐと極大値の最大変動幅εをキーとし
て確度テーブルから選択する。

また、これまで計測対象物として、動物、特に家畜につ
いて述べたが、もちろん本発明の枠内において他の移動
体、例えば車両の無停止重量計測にも応用することがで
きる。さらに、その計測値が変動を示す時系列データと
して与えられる物体の物理量や化学量例えば長さや温度
等のの計測に用いることも目的にかなったことである。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする為
に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構造
に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係わる確度付計測装置の実施例を示し、
第１図は確度付計測装置のブロック回、第２図はローパ
スフィルタを通った後の秤量値アナログ信号を示す図、
第３図は第２図の有効データ区間付近のサンプリング状
態を示す拡大図、第４図は確度テーブルを示す説明図、
第５図は別な確度テーブルを示す説明図、第６図は家畜
の重量計測を示している外観図である。 （２）・・・・・・秤量手段、（３）・・・・・・入力
手段、（４）・・・・・・中央制御装置、（５）・・・
・・・確度テーブル（６）・・・・・・出力手段

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、確度付計測装置であって、 （１）物体を秤量する秤量手段（２）と、 （２）前記秤量手段（２）によって得られる秤量値デー
   タを処理してその標本特性値と推定重量値を決定する中
   央制御装置（４）と、 （３）秤量値データの標本特性値を因子として統計的に
   前もって設定された確度テーブル（５）と、 （４）前記中央制御装置（４）によって決定された標本
   特性値に応じて前記確度テーブル（５）から選択された
   確度と前記決定された推定重量値を出力する出力手段（
   ６）、から構成される確度付計測装置。 ２、前記中央制御装置（４）が、 前記秤量手段（２）によって得られる秤量値データをサ
   ンプリング系列として順次取り込むデータ入力手段（３
   ）とこれを記憶するデータ記憶手段（４１）と、 前記取り込まれたデータ標本からこれに固有の標本特性
   値を決定するデータ評価手段（４２）と、 前記取り込まれたデータから演算により物体の推定重量
   値を算出する重量演算手段（４３）と、 前記決定された標本特性値をキーとして前記確度テーブ
   ル（５）から確度を選択する確度選択手段（４４）、 から構成されている請求項１記載の確度付計測装置。 ３、前記標本特性値は、前記データのサンプリング系列
   から得られる秤量値データの極大値の数と前記各極大値
   間の平均値のばらつきである請求項１又は２記載の確度
   付計測装置。 ４、前記中央制御装置（４）は、秤量値データの最初の
   極大値が現れる時点から複数回目の極大値が現れる時点
   までを有効データ区間として処理する請求項１乃至３の
   いずれか一つに記載の確度付計測装置。 ５、確度付計測装置であって、 （１）物質等の物理量や化学量を計測する計測手段（２
   ）と、 （２）前記計測手段（２）によって得られる計測値デー
   タを処理してその標本特性値と推定重量値を決定する中
   央制御装置（４）と、 （３）計測値データの標本特性値を因子として統計的に
   前もって設定された確度テーブル（５）と、 （４）前記中央制御装置（４）によって決定された標本
   特性値に応じて前記確度テーブル（５）から選択された
   確度と前記決定された推定計測値を出力する出力手段（
   ６）、から構成される確度付計測装置。