JPH09262023A - 脱穀装置の飛散籾検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】脱穀装置の三番排塵口から機外へ排出される脱
穀排塵物に混入している籾を移動している排塵物から的
確に検出する。 【解決手段】脱穀排塵物を透過光により撮像した電子カ
メラ１の画像からその輝度のヒストグラムを求め、この
ヒストグラムから算出したしきい値によって排塵物に混
入した籾を検出することを特徴とする脱穀装置の飛散籾
検出装置の構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、脱穀装置の飛散
籾検出装置に関し、脱穀作業時に透過光により撮像した
電子カメラの画像から、脱穀排塵物に混入して機外へ飛
散する籾の検出を行う技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術、及び発明が解決しようとする課題】脱穀
装置における脱穀作業時に、従来では、脱穀する穀稈の
乾湿度合や、脱粒の難易度や、長短稈等による条件の違
いによって、脱穀排塵物中に混入して機外に飛散する籾
をチェックし、作業能率を高・低に調節するようにして
いるものが一般的である。

【０００３】しかし、この飛散籾を作業中にチェックす
る手段としては、現状では作業者の目視か又は経験等に
よる判断に頼る以外に方法がなく、このような曖昧な判
断によって作業能率を決定しているため、高能率のため
に飛散籾が増大したり、飛散籾が少ないにも拘らず低能
率で作業を行ったりして、作業性能や作業効率が阻害さ
れていた。

【０００４】そこでこの発明は、脱穀排塵物に混入して
いる籾を電子カメラの画像によって的確に検出するもの
である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、脱穀排塵物
を透過光により撮像した電子カメラ１の画像からその輝
度のヒストグラムを求め、このヒストグラムから算出し
たしきい値によって排塵物に混入した籾を検出すること
を特徴とする脱穀装置の飛散籾検出装置の構成とする。

【０００６】

【作用、及び発明の効果】上記の構成によれば、脱穀装
置における脱穀作業時に、脱穀・選別されて三番排塵口
から機外へ排出される脱穀排塵物に、一方側に配置し
た、例えばランプ等による熱線光源からの光を照射し、
この照射により粗密度で排出される排塵物を透過した透
過光を、光源と反対側に配置した電子カメラ１により撮
像し、この撮像による、図５に示す如き排塵物の画像か
ら、飛散籾検出装置によってその輝度によるヒストグラ
ムを、図７に示す如く算出する。このヒストグラムは、
排塵物中における籾や太い稈等により透過光が弱い低輝
度領域のピークと、枝梗や藁屑等により透過光が強い高
輝度領域のピークとを有する形となることにより、この
ヒストグラムの特性から該低輝度領域と高輝度領域間の
最適レベルを、排塵物の画像を２値化してその中に混入
する籾を検出するためのしきい値として算出決定する。

【０００７】このように、光源からの照射光によって、
脱穀排塵物を透過して電子カメラ１により撮像した排塵
物の画像の輝度からヒストグラムを算出し、このヒスト
グラムから排塵物の画像を２値化するしきい値を求め、
このしきい値により２値化した２値化画像により、排塵
物中に混入する籾を検出するときに、このしきい値がヒ
ストグラムの低輝度領域と高輝度領域における差の大き
い部分により最適レベルを算出することができるから、
このしきい値によって高精度で且つ的確に排塵物中の籾
を検出チェックできることにより、適正な作業性能と作
業効率を保持して脱穀作業を行うことができる。

【０００８】

【実施例】以下に、この発明の実施例を穀類の収穫作業
を行うコンバインについて図面に基づき説明する。コン
バインの車台２の下部側に土壌面を走行する左右一対の
走行クローラ３を有する走行装置４を配設し、該車台２
上にはフィードチェン５に挟持して供給される穀稈を脱
穀し、この脱穀された穀粒を選別回収して一時貯留する
穀粒タンク６を備えた脱穀装置７を載設する。

【０００９】この脱穀装置７の前方側には、前端位置か
ら立毛穀稈を分草する分草体８と、分草された穀稈を引
き起こす引起部９と、引き起こされた穀稈を刈り取る刈
刃部１０と、この刈り取られた穀稈を後方へ搬送して該
フィードチェン５へ受け渡しする掻込搬送部１１、及び
この掻込搬送部１１から搬送穀稈を引き継ぐ供給搬送部
１２等を有する刈取装置１３を、油圧駆動による伸縮シ
リンダ１４により土壌面に対して昇降自在に作用させる
よう構成する。

【００１０】該刈取装置１３の一側にコンバインの操作
制御を行う操作装置１５と、この操作のための操作席１
６とを設け、この操作席１６の下方側にエンジン１７を
搭載すると共に、後方側に該穀粒タンク６を配置する。
このような走行装置４，脱穀装置７，刈取装置１３，操
作装置１５，エンジン１７等によってコンバインの車体
１８を構成する。

【００１１】該刈取装置１３の掻込搬送部１１と供給搬
送部１２とによって形成される穀稈搬送通路に、搬送穀
稈の有無を検出する穀稈センサ前１９と穀稈センサ後２
０とを各々配設すると共に、該供給搬送部１２には、穀
稈の穂先側を穂先送りラグ２１ａに保持して搬送する穂
先搬送部２１と、株元側を株元送りチェン２２ａに挟持
して搬送する株元搬送部２２とを各々上・下位置に分離
して設ける。

【００１２】該供給搬送部１２で搬送される穀稈を、扱
深さを深くする側と浅くする側とに自動的に制御して脱
穀装置７のフィードチェン５に引継ぎさせる扱深さ制御
装置２３と、前記走行装置４の伝動経路の適宜位置に配
置した車速を検出する車速センサ２４の検出値によって
車速を自動的に制御する車速制御装置２５とを前記操作
装置１５の一側に内装して構成する。

【００１３】該脱穀装置７は、上部側に脱穀室２６を下
部側に選別室２７を各々配置して構成する。脱穀室２６
には、扱胴２８を入口側から出口側に向けて軸架内装す
ると共に、扱胴２８入口側の穀稈供給口２９近傍に供給
穀稈量を検出する穀稈量検出センサ３０と、前側の穀稈
通路に沿って穀稈を挟持搬送するフィードチェン５とを
配置して設け、扱胴２８の略下半部を包囲する受網３１
及びこの受網３１の出口側端部に脱穀排塵物を排出する
脱穀排塵口３２を設けて構成する。

【００１４】該選別室２７には、脱穀処理されて受網３
１から漏下した脱穀物を揺動移送しながら選別を行う縦
長の揺動選別棚３３を、扱胴２８の軸方向に沿ってその
入口側部を上手側として出口側に向け架設する。この揺
動選別棚３３の上手側下方に羽根の回転により選別風を
起風する唐箕３４を配設する。該揺動選別棚３３は、上
手側から脱穀物を移送するラック状の移送棚３３ａと、
この移送棚３３ａに続いて脱穀物を中選別する鎧戸状の
チャフシーブ３３ｂと、このチャフシーブ３３ｂに続い
てシーブ３３ｂから漏下しない夾雑物及び脱穀排塵口３
２から排出される脱穀藁屑を受けて荒選別する鋸状のス
トローラック３３ｃと、該チャフシーブ３３ｂから漏下
した中選別物を更に細選別する網状のグレンシーブ３３
ｄとを設け、移送棚３３ａの上手端部を揺動支軸３３ｅ
により支承すると共に、ストローラック３３ｃの下部側
に位置して二番物を流下させる二番流穀棚３３ｆの裏面
に揺動選別棚３３を偏心揺動させる揺動メタル３３ｇを
装着して構成する。

【００１５】該唐箕３４の底板３４ａの下手側端部と、
選別された一番穀粒を収容して横送り集穀する一番螺旋
３５を内装した一番受樋３５ａの上手側端部とを接続
し、その下手側端部と、グレンシーブ３３ｄの下方に該
シーブ３３ｄから漏下した細選別物を流下して選別風に
よって仕上選別する一番流穀棚３６の下端部とを接続し
て設ける。該一番流穀棚３６の上端部近傍の裏面に、選
別された二番物を収容して横送り集積する二番螺旋３７
を内装した二番受樋３７ａの上手側端部を接続すると共
に、その下手側端部を該二番流穀棚３３ｆの下端部との
間に一定の隙間を設けて適宜長さ重合配設して構成す
る。

【００１６】３８は、前記ストローラック３３ｃの上方
側に設けたシロッコファン等により脱穀塵埃を機外に排
出する排塵ファンで、上部カバー３８ａと下部ガイド３
８ｂにより吸塵側と排塵側を形成すると共に、上部カバ
ー３８ａの上方側に脱穀済み排稈を機外へ搬出する排稈
搬送チェン３９及びその挟持杆３９ａとを配設して構成
する。

【００１７】該ストローラック３３ｃの下手端部から脱
穀排塵物を機外へ排出する脱穀装置７の三番排塵口４０
の近傍位置に、ストローラック３３ｃから排出される脱
穀排塵物の通過時に、この排塵物を、例えば下方側から
投光照射するタングステンランプ又はハロゲンランプ等
による熱線光源４１と、この光源４１をカバーして上部
に照射光を透過させる、例えば散乱光型の窓４２ａを設
けた照射カバー４２を脱穀装置７の出口側壁４３に固定
すると共に、この光源４１の上方側に一定間隔をとっ
て、光源４１からの照射による照射光により排塵物を撮
像する電子カメラ１を、該出口側壁４３に位置調節可能
に配設して構成する。

【００１８】ＣＰＵを主体として各種の演算制御を行う
と共に、脱穀排塵物中に混入する機外への飛散籾検出の
ための分析演算を行う飛散籾検出装置４４を内蔵したコ
ントローラ４５を、前記操作装置１５の一側に内装し、
図４に示す如く、このコントローラ４５の入力側に、該
電子カメラ１と、前記穀稈センサ前１９，穀稈センサ後
２０，車速センサ２４，穀稈量検出センサ３０等を各々
接続すると共に、その出力側に、飛散籾を検出チェック
して許容値よりオーバーしたときに報知する警報装置４
６と、前記扱深さ制御装置２３，車速制御装置２５等を
各々接続して構成する。

【００１９】刈り取られた穀稈は掻込搬送部１１から供
給搬送部１２へ引き継がれ、この供給搬送部１２の穂先
搬送部２１による穂先側の保持と株元搬送部２２による
株元側の挟持とによって、株元側をフィードチェン５に
受け渡し挟持させると共に、穂先側を穀稈供給口２９に
送り込む。該フィードチェン５に挟持搬送される穀稈は
脱穀室２６において扱胴２８により脱穀され、この脱穀
により受網３１から漏下した脱穀物は選別室２７の揺動
選別棚３３上に落下し、この落下物は、揺動選別棚３３
による揺動移送作用と唐箕３４による選別風とにより、
移送棚３３ａからチャフシーブ３３ｂへ送られて選別さ
れ、チャフシーブ３３ｂから漏下した中選別物は、更に
グレンシーブ３３ｄで選別され、グレンシーブ３３ｄか
ら漏下した細選別物は、一番流穀棚３６上へ落下しこの
棚３６を流下する間に仕上選別されて一番受樋３５ａへ
収容され、この収容された一番穀粒は一番螺旋３５によ
り横送りされて穀粒タンク６へ搬送される。

【００２０】この間、脱穀室２６の脱穀排塵口３２から
排出されてチャフシーブ３３ｂ上に落下した受網３１か
ら漏下しない太い稈等による籾の混入した排塵物は、チ
ャフシーブ３３ｂから漏下しない夾雑物と共にストロー
ラック３３ｃ上へ送られ、ストローラック３３ｃの揺動
移送により籾が混入した排塵物は三番排塵口４０から機
外へ排塵される。該ストローラック３３ｃにより選別さ
れた二番物と一番選別により生じた二番物とは、二番流
穀棚３３ｆを流下して二番受樋３７ａに収容され、二番
螺旋３７により横送りされて脱穀室２６へ還元処理され
る。

【００２１】該三番排塵口４０から機外へ排出される脱
穀排塵物は、この排出により出口側壁４３に設けられた
熱線光源４１を内装した照射カバー４２上を通過する。
この通過時に、光源４１から照射カバー４２の窓４２ａ
を介して照射された照射光により、粗密度で光を透過し
易い排塵物の透過像を、上方に設けた電子カメラ１によ
って撮像する。

【００２２】この撮像により、図５に示す如き画像Ｓか
らこの脱穀排塵物中に混入している籾の検出を、図６の
フローチャートに示す如き手順によって行う。まず、飛
散籾検出装置４５に画像Ｓを入力し、この画像Ｓから図
示の如き任意の解析領域Ｔを設定し、この解析領域Ｔの
輝度から、図７に示す如きヒストグラムを算出する。こ
のヒストグラムは、排塵物中における籾や太い稈等によ
り透過光が弱い低輝度領域Ａのピークａと、枝梗や藁屑
等により透過光が強い高輝度領域Ｂのピークｂとを有す
ることから、この両ピークａ，ｂ間の差の大きい部分か
ら最適レベルを算出してしきい値Ｌを求め、このしきい
値Ｌによって画像Ｓの解析領域Ｔを２値化する。

【００２３】この２値化された、図８に示す如き主とし
て籾と太い稈等からなる解析領域Ｔの２値化画像Ｕを、
縮退と排他的膨張によって、図９に示す如く、丸形状の
籾と直線的形状の稈等との分離を行った後、前記飛散籾
検出装置４４に予め設定されている面積部分（例えば３
５０〜１５００画素程度）を残して、図１０に示す如
く、この残った面積部分を籾と判定して抽出する。

【００２４】このように、画像Ｓの解析領域Ｔ中の籾を
高精度で且つ的確に検出することができるから、脱穀装
置７の穀稈供給口２９近傍に設けた、穀稈の層厚を検出
して供給籾量を概算する穀稈量検出センサ３０による検
出値と、電子カメラ１の撮像による画像Ｓから機外への
飛散籾量を検出する該飛散籾検出装置４４の検出値とか
ら、穀稈センサ前１９と穀稈センサ後２０が共にＯＮし
たときはコントローラ４５によって供給籾量に対する飛
散籾量の比率を算出し、この算出値が予めコントローラ
４５に設定している許容値よりオーバーしたときは、作
業者に警報装置４６により報知したり、車速制御装置２
５による車速センサ２４の検出値のチェックにより車速
を減速して供給穀稈量を減量調節したり、扱深さ制御装
置２３により穀稈の供給位置を浅い側に調節したり、飛
散籾が所定量より多くならないよう自動的に制御を行わ
せることができる。

【００２５】また、前記熱線光源４１から脱穀排塵物を
照射した透過光のヒストグラムは、低輝度領域Ａのピー
クａと高輝度領域Ｂのピークｂとを有する形となるが、
排塵物の量による透過光の輝度によって、両ピークａ，
ｂが近過ぎたり又重なったりすることから、籾を検出す
るためのしきい値の決定ができ難い場合がある。このよ
うな事象により、ヒストグラムの両ピークａ，ｂが予め
設定した輝度差の適正範囲となるよう、光源４１の光強
度又は電子カメラ１の絞り等を調節して透過光の輝度を
制御することにより、常に安定した籾検出のためのしき
い値を求めることができる。

【００２６】また、脱穀排塵物が三番排塵口４０から機
外へ排出され該光源４１を内装する照射カバー４２上を
通過するときに、この照射カバー４２の窓４２ａからの
照射による排塵物の透過像を電子カメラ１によって撮像
するが、この撮像による排塵物は移動中であり、画像が
流れて尾を引き籾検出精度が低下するという難点があ
る。このため、撮像時における電子カメラ１のシャッタ
ー速度を早くするとか、又は光源４１を高速でＯＮ−Ｏ
ＦＦ（ストロボ発光）させる等の作用で露光時間を短く
して静止画像とすることにより、籾検出精度を向上させ
ることができる。

【００２７】また、脱穀排塵物が該照射カバー４２上を
通過するときは、この排塵物は粗密度でありその重量に
比して容積が大きいために層が厚くなり、この層中に混
入点在している籾を検出するための電子カメラ１による
撮像は、反射光又は透過光の何れでも可能であるが、被
写体の表面で反射する反射光よりも被写体を透過する透
過光の方が、反射光の如く表面に位置する籾のみを検出
することにより多くの検出洩れを生じるようなことがな
く、籾の混入位置に影響されず検出洩れを最小限に抑え
ることができる。なお、枝梗等のように幅が狭く小さい
夾雑物は、逆光中で物体が見えなくなるのと同様に消去
されるから、籾の検出精度の向上につながる。

【図面の簡単な説明】

【図１】脱穀装置の全体を示す側断面図。

【図２】コンバインの全体を示す側面図。

【図３】脱穀排塵物を撮像するための光源と電子カメラ
の配置を示す側面図。

【図４】自動制御のための電気回路を示すブロック図。

【図５】光源からの透過光により脱穀排塵物を撮像した
電子カメラの画像図。

【図６】脱穀排塵物の画像から籾を検出する手順を示す
フローチャート図。

【図７】脱穀排塵物の画像における解析領域の輝度から
算出したヒストグラムの線図。

【図８】脱穀排塵物の画像における解析領域を２値化し
た状態を示す２値化画像図。

【図９】図８の２値化画像に対して縮退と排他的膨張を
行った状態を示す画像図。

【図１０】図９の画像から籾を抽出した状態を示す画像
図。

【符号の説明】

１． 電子カメラ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 脱穀排塵物を透過光により撮像した電子
   カメラ１の画像からその輝度のヒストグラムを求め、こ
   のヒストグラムから算出したしきい値によって排塵物に
   混入した籾を検出することを特徴とする脱穀装置の飛散
   籾検出装置。