JPH01307484A - 玄米選別装置用の分布状態検出装置 - 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、籾と玄米とを仕分ける選別板の上の玄米また
は籾の分布状態を検出する光学式の検出手段を備えた玄
米選別装置用の分布状態検出装置に関する。

〔従来の技術〕

かかる玄米選別装置用の分布状態検出装置は、選別状態
を適正に維持させるべく、主として各部を自動調節する
ための制御情報を得るために用いられる。

そして、光学式の検出手段の従来例として、籾を検出す
る光導電型のセンサを、選別板の横幅方向に移動操作し
て、選別板の横幅方向に位置する籾の数を検出するもの
がある。

（例えば特開昭６１−７１８７６号公報照）〔発明が解
決しようとする課題〕 従来のものは、単に選別板の横幅方向での籾の数を検出
するものであるため、上記制御情報として用いる場合に
おいて、信頼性が不足するものであった。

一例を挙げて説明を加えると、かかる分布状態検出装置
の検出情報は、例えば、選別された玄米のみを籾から分
離させて回収すべく、選別板の終端に対向して設けられ
る仕切板を、玄米の領域と籾が存在する領域との境界に
対応する位置に移動調節するために使用されることにな
る。その場合には、効率良く玄米を回収できるようにす
べく、仕切板を籾が存在する領域側に極力近づけるよう
にすることが望まれるが、検出情報の信頼性が低い場合
には、仕切板を充分に籾の領域側に近づけることができ
ないものであった。

つまり、玄米の選別精度は、玄米の１０００個中に籾が
１個含まれる程度が要求されるものとなる。このため、
選別板の横幅方向の分布状態のみを検出する場合には、
その検出範囲から前後方向に外れた個所に、籾が玄米の
領域側に偏って位置するおそれがあることを考慮して、
仕切板を、籾が存在する領域と玄米の領域との境界より
も十分に玄米の領域側に位置させて、回収される玄米中
に籾が混入することを回避させる必要があり、玄米の回
収効率を向上できないものであった。

尚、選別板上においては、籾と玄米とは二分されるので
はなく、籾の領域と玄米の領域との間には籾と玄米とが
混じり合った混米領域が存在するものであり、上記説明
では、その混米領域および籾の領域を籾が存在する領域
として説明した。

本発明は、上記実情に鑑みて為されたものであって、そ
の目的は、籾または玄米の分布状態を信頼性の高い状態
で検出できるようにする点にある 〔課題を解決するための手段〕 本発明による玄米選別装置用の分布状態検出装置は、籾
と玄米とを仕分ける選別板の上の玄米または籾の分布状
態を検出する光学式の検出手段を備えるものであって、
前記光学式の検出手段が、玄米または籾の一粒を検出で
きる分解能で、二次元方向にわたって分布状態を検出す
るように構成されている点を特徴とする。

前記光学式の検出手段は、次のように構成するとよい。

前記光学式の検出手段を、二次元方向にわたって撮像す
る撮像部と、その撮像部の撮像情報に基づいて分布状態
を検出する画像処理部とから構成する。

この場合において、前記撮像部を色情報を出力するよう
に構成し、前記画像処理部を、色情報に基づいて分布状
態を検出するように構成するようにしてもよい。

また、前記撮像部を濃淡画像情報を出力するように構成
し、前記画像処理部を、濃淡画像情報に基づいて分布状
態を検出するように構成するようにしてもよい。

〔作　用〕

上記特徴構成による作用は次の通りである。

すなわち、光学式の検出手段が、二次元方向にわたる分
布状態を玄米または籾の一粒を検出できる分解能で、検
出することになる。

つまり、選別板の横幅方向及び前後幅方向における玄米
または籾の分布状態を、籾または玄米の一粒の位置を適
確に把握した信頼性の高い情報を得ることができる。も
ちろん、分布状態を順次検出し続けることによって、選
別に伴う籾または玄米の分布状態の変化をも適確に把握
できるものとなる。

〔発明の効果〕

請求項１によれば、玄米または籾の一粒の存在をも的確
に把握しながら、二次元方向にわたる分布状態を検出す
ることができるので、玄米選別装置に要求される信頼性
の高い検出情報を得ることができる。

請求項２によれば、撮像部によって二次元方向にわたっ
て一挙に撮像しながら分布状態を検出するので、例えば
、選別板の横幅方向または前後幅方向に沿う一次元のイ
メージセンサ−を、選別板の前後幅方向にまたは横幅方
向に移動させて、結果的に二次元方向にわたる分布状態
を検出させるに比べて、むしろ、高速に分布状態を検出
できるものとなる。

請求項３によれば、色情報を利用するので、籾と玄米と
の光反射率の差が少なくなるような条件下においても、
的確な検出が可能となる。

請求項４によれば、単に濃淡画像情報を処理すればよい
ものであるから、色情報を含む画像情報を処理するに比
べて、高速処理が可能となり、籾と玄米との光反射率の
差が明確な場合に有効利用できる。

〔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４図及び第５図に示すように、玄米の選別装置は、上
下複数段の選別板（１）と、籾摺後の選別対象処理物（
玄米と籾との混合物であって、以下において混合物と略
称する）を前記複数段の選別板（１）　に供給する供給
部（Ａ）　と、前記複数段の選別板（１）の終端から排
出される選別後の処理物を回収する回収部（Ｂ）　と、
基枠（Ｆ）　　とを主要部として構成されている。

前記供給部（Ａ）は、前記基枠（Ｆ）に支持される供給
ホッパー（２）と、その供給ホッパー（２）から各選別
板（１）の始端部に混合物を案内する伸縮自在な案内筒
（３）とからなる。尚、詳述はしないが、各選別板（１
）の夫々に同量ずつの混合物が供給されるようになって
いる。

前記複数段の選別板（１）は、その上面に混合物受は止
め用の多数の突起を備え且つ一体物となるように接続さ
れると共に、終端側はど下位でかつ横幅方向一端側はど
下位となる傾斜姿勢で設置され、さらには、上下方向に
沿う回転軸芯（Ｐ）周りで回転駆動されるようになって
おり、供給される混合物を、第３図に示すように、玄米
の領域（６）と、籾と玄米とが混在する、いわゆる混米
の領域（ｋ）　と、籾の領域（Ｍ）との三つの領域に選
別するようになっている。

すなわち、前記混合物は選別板（１）　の始端部で且つ
横幅方向での傾斜における上位側に相当する個所（Ｚ）
に供給される。そして、玄米と籾との摩擦抵抗が籾の方
が大であることを主たる要因として、選別板（１）が回
転駆動されるにともなって上述の如く三つの領域に選別
するようになっている。

選別板（１）の回転駆動構造について説明すれば、複数
段の選別板（１）を受は止め支持する支持枠（４）が、
基枠（Ｆ）に揺動自在に取りつけられた四本の吊下杆（
５）によって回転自在に吊り下げられている。そして、
前記上下方向に沿う回転軸芯（Ｐ）周りで回転自在な駆
動軸（６）が、支持枠（４）の下方に設けられ、その駆
動軸（６）の上端部に取り付けた円盤状体（６ａ）に、
前記回転軸芯（Ｐ）から偏位させた状態で上下方向に沿
う連結ピン（７）が取り付けられ、その連結ピン（７）
が前記支持枠（４）に連結されている。又、選別板駆動
用の電動モータ（８）が、伝動ベルト（９）によって前
記駆動軸（６）に連動連結されている。従って、電動モ
ータ（８）　の作動に伴い、前記回転軸芯（Ｐ）と連結
ピン（７）との偏位に相当する半径で選別板（１）が回
転駆動されるようになっている。

尚、図中（１０）は、前記円盤状体（６ａ）に付設した
バランスウェイトである。

ちなみに、詳述はしないが、選別板（１）は、その横幅
方向において下位となる一端部を中心に、前記支持枠（
４）に対して揺動調節できるようになっている。この揺
動調節は、作業開始時などにおいて混合米の湿り具合な
どに合わせて行われるものである。つまり、混合米が各
選別板（１）上の横幅方向全体にわたって均等に分散す
るように、選別板（１）の横幅方向での傾斜角度を調節
できるようになっている。

前記回収部（Ｂ）は、選別板（１）の終端部に接続した
回収用ホッパー（１１）と、玄米と混床とを分離する第
一仕切板（１２）と、混床と籾とを分離する第二仕切板
（１３）とを備えている。

説明を加えると、回収用ホッパー（１１）の内部には、
ネジ部（ロ）を有する回転軸（１４）とガイド軸（１５
）とが平行姿勢で、かつ、軸芯を横幅方向に向ける状態
で架設されている。前記第一仕切板（１２）に付設した
連結部（１２ａ）が、前記ガイド軸（１５）に摺動自在
に外嵌され、かつ、前記回転軸（１４）のネジ部（ｎ）
に螺合する状態で設けられている。そして、第一仕切板
（１２）の摺動操作用の電動モータ（１６）が、回転軸
（１４）に伝動ギヤ機構によって連動連結され、もって
電動モータ（１６）の作動により第一仕切板（１２）を
移動操作するようになっている。

又、前記第二仕切板（１３）の連結部（１３ａ）が、回
転軸（１４）やガイド軸（１５）に摺動自在に外嵌され
ると共に、第二仕切板（１３）をガイド軸（１５）に固
定するボルトなどの固定具（図示せず）が、前記連結部
　（１３ａ）に設けられている。従って、第二仕切板（
１３）は、固定具を復線しながら、手動によって移動調
節されるようになっている。

尚、前記第一仕切板（１２）は、後で述べるように、玄
米の領域（Ｇ）　　と混床の領域（に）との境界に合わ
せて自動的に移動調節され、前記第二仕切板（１３）は
、作業開始時などにおいて適宜調節されることになる。

次に、前記選別板（１）　の上の籾の分布状態を検出す
る光学式の検出手段（Ｓ）を備えた分布状態検出装置に
ついて説明する。ちなみに、この検出情報は前記第一仕
切板（１２）を移動調節する制御情報として用いられる
。

前記光学式の検出手段（Ｓ）　は、籾の一粒を検出でき
る分解能で、二次元方向にわたって分布状態を検出する
ように構成されるものであって、第１図にも示すように
、第一仕切板（１２）の上部にブラケッ）　（１７）を
用いて取り付けられて、二次元方向にわたって撮像する
撮像部（１８）と、その撮像部（１８）の撮像情報に基
づいて分布状態を検出する画像処理部（１９）とからな
る。

そして、前記撮像部（１９）が、色情報としての三原色
情報（Ｒ）、　（Ｇ）、　（Ｂ）と輝度情報（Ｙ）　と
を出力するカラーイメージセンサを用いて構成され、前
記画像処理部（１９）が、色情報に基づいて分布状態を
検出するように構成されている。

ちなみに、前記撮像部（１８）は、−粒の籾および玄米
を数十画素で撮像する画素密度を有するものである。

前記画像処理部（１９）は、三原色情報（Ｒ）、　（Ｇ
）。

（Ｂ）や輝度情報（Ｙ）を量子化する量子化手段、量子
化された三原色情報（Ｒ）、　（Ｇ）、　（Ｂ）や輝度
情報（Ｙ）を記憶する記憶手段、及び演算手段などを備
えるものであり、演算手段が記憶された三原色情報（Ｒ
）、　（Ｇ）、　（Ｂ）や輝度情報（Ｙ）に基づいて分
布状態を検出するようになっている。

尚、図中（２０）は、撮像部（１８）の撮像タイミング
のみ開き作動するシャターであって、液晶式の電子シャ
ター等を用いて数十分の一秒程度の高速で作動させるよ
うになっている。また、（２１）は、光源（２２）に光
フアイバーケーブル（２３）によって接続されている照
明ライトである。さらに（２４）は、撮像部（１８）、
画像処理部（１９）、シャター　（２０）などの作動を
管理するイメージコントローラであり、このイメージコ
ントローラ（２４）の指令に基づいて設定周期で分布状
態が検出されるようになっている。

第２図の処理手順を参照しながら、分布状態の検出につ
いて説明を加える。

先ず、撮像処理が行われ、引き続き量子化が行われる。

その後、玄米と籾とを比べた場合において、色情報に差
があることを利用して、例えば下記の式で各画素の値（
Ａ）を求める。

Ａ＝α（Ｒ−Ｇ）＋β（Ｒ−Ｂ） 但し、α、βは任意に設定される係数である。

次に、求められた各画素の値（Ａ）に対して、フィルタ
処理などにより平滑化をおこなってノイズを除去する。

その後、輝度むらを除去すべく正規化をおこなう。つま
り、例えば、画面を１６分割して、各分割画面の夫々に
おける明るさの平均値を、輝度情報（Ｙ）より求め、前
記平滑化された各画素の値（Ａ）からその画素が位置す
る分割画面の明るさの平均値を減算することにより、正
規化をおこなう。

次に、正規化によって求められた値（Ｄ）が設定閾値よ
り大である画素を抽出する二値化処理をおこなう。

最後に、二値化された画素のうちで、互いに隣接して籾
の大きさに相当する領域を形成することになる画素以外
のものを除去するノイズ除去の処理をおこなう。

以上の処理により、籾に対応する画素が抽出されること
になる。

次に、二値化された画素の情報に基づいて、前記第一仕
切板（１２）を移動調節する仕切板移動制御について説
明する。

即ち、前記撮像部（１８）は、上述の如く第一仕切板（
１２）の上部に取り付けられて、その第一仕切板（１２
）の近くの選別板（１）の終端部を撮像するようになっ
ている。そして、基本的には、第６図（ａ）　（ｂ）　
（ｃ）　に示すように、上述の分布状態検出によって、
画面中における第一仕切板（１２）の仮想延長線（０）
　よりも玄米の領域（Ｇ）側に籾が存在せず、且つ籾の
領域（Ｍ）側に籾が検出された場合には、第一仕切板（
１２）が適正位置に位置するものとしてその位置に維持
させ、仮想延長線（０）よりも玄米の領域（Ｇ）側に籾
が検出された場合には、第一仕切板（１２）が混床の領
域（Ｋ）側に偏りすぎるものとして、玄米の領域（Ｇ）
側に設定量移動調節し、これとは逆に、画面中に籾が検
出されない場合には、第一仕切板（１２）が玄米の領域
（Ｇ）側に偏りすぎるものとして、混床の領域（に）側
に設定量移動調節する。

説明を加えると、前記画像処理部（１９）の情報に基づ
いて、第一仕切板（１９）が適正位置に位置するか否か
を判別し、その判別結果に基づいて第一仕切板（１２）
の移動調節用の電動モータ（１６）を作動させる、マイ
クロコンピュタを主要部とする仕切板制御部（２５）が
設けられている。

〔別実施例〕

本発明の分布状態検出装置は、前記第二仕切板（１３）
を自動的に移動調節する場合には、その第二仕切板（１
３）を移動調節するための制御情報を検出するために用
いることができる。その際には、上述の実施例とは逆に
、籾の領域（Ｍ）中の玄米を抽出するとよい。

また、本発明の分布状態検出装置は、選別板（１）の横
幅方向での傾斜角度を自動的に調節する場合には、その
調節を行うための制御情報を検出するためにもちいるこ
とができる。その際には、選別板（１）の全面を撮像部
（１８）によって撮像させるなどにより、選別板（１）
　の全面にわたる分布状態を検出させるようにするとよ
い。

本発明を実施するに、前記撮像部（１８）として濃淡画
像情報を出力するイメージセンサを用い、前記画像処理
部（１９）を、濃淡画像情報に基づいて分布状態を検出
するように構成してもよい。

また、選別板（１）の横幅方向または前後幅方向に沿う
一次元のイメージセンサ−を、選別板（１）の前後幅方
向にまたは横幅方向に移動させて、結果的に二次元方向
にわたる分布状態を検出するようにしてもよい。

さらに、本発明の分布状態検出装置は、玄米または籾の
一粒を検出できるものであるから、例えば上述の実施例
の如く第一仕切板（１２）を移動調節する場合、第７図
（ａ）　（ｂ）　（ｃ）に示すように、仮想延長線（０
）と検出された籾との選別板横幅方向に沿う間隔（Ｌ）
を、二値化画像情報と選別板（１）上での撮像部（１８
）の視野の大きさから求め、上記間隔（Ｌ）を設定許容
範囲内に維持させるように第一仕切板（１２）を移動調
節してもよい。ちなみに、この場合には、玄米の領域（
Ｇ）側に籾が存在せずに、籾の領域（Ｍ）側にのみ籾が
検出され、且つ、二値化された画素のうちで最も仮想延
長線（Ｑ）に近接して位置するものと仮想延長線（Ｑ）
　との間隔（Ｌ）が前記設定許容範囲内になる状態を、
第一仕切板（１２）が適正位置に位置するものとしてそ
の位置に維持させることになる。

尚、このように間隔（Ｌ）を検出する場合には、上記間
隔（Ｌ）に基づいて第一仕切板（１２）の移動調節量を
決定できるものとなる。

尚、特許請求の範囲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玄米選別装置用の分布状態検出装
置の実施例を示し、第１図は分布状態検出装置のブロッ
ク図、第２図は分布状態検出の処理手順を示すフローチ
ャート、第３図は選別板の回転駆動構造を示す概略平面
図、第４図は玄米選別装置の側面図、第５図は同装置の
正面図、第６図（ａ）　（ｂ）　（ｃ）は第一仕切板の
移動調節の概要を示す概略図、第７図（ａ）　（ｂ）　
（ｃ）　は第一仕切板の別の移動調節の概要を示す概略
図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、籾と玄米とを仕分ける選別板（１）の上の玄米また
   は籾の分布状態を検出する光学式の検出手段（Ｓ）を備
   えた玄米選別装置用の分布状態検出装置であって、前記
   光学式の検出手段（Ｓ）が、玄米または籾の一粒を検出
   できる分解能で、二次元方向にわたって分布状態を検出
   するように構成されている玄米選別装置用の分布状態検
   出装置。 ２、前記光学式の検出手段（Ｓ）が、二次元方向にわた
   って撮像する撮像部（１８）と、その撮像部（１８）の
   撮像情報に基づいて分布状態を検出する画像処理部（１
   ９）とからなる請求項１記載の玄米選別装置用の分布状
   態検出装置。 ３、請求項２記載の玄米選別装置用の分布状態検出装置
   であって、前記撮像部（１８）が色情報を出力するよう
   に構成され、前記画像処理部（１９）が、色情報に基づ
   いて分布状態を検出するように構成されている。 ４、請求項２記載の玄米選別装置用の分布状態検出装置
   であって、前記撮像部（１８）が濃淡画像情報を出力す
   るように構成され、前記画像処理部（１９）が、濃淡画
   像情報に基づいて分布状態を検出するように構成されて
   いる。