JPH11194012A - 果菜類の計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 搬送コンベアにて搬送される被計測物に対す
る撮像情報に基づく計測用の評価処理やそれに伴う処理
を適正に行うことが可能となる果菜類の計測装置を提供
する。 【解決手段】 被計測物Ｋを被供給箇所から撮像箇所を
通って取り出し箇所に向けて搬送する搬送コンベア３
と、撮像箇所にて被計測物Ｋを撮像して計測用の撮像情
報を順次出力する撮像手段４２と、この撮像手段４２の
撮像情報に基づいて被計測物Ｋを評価する画像処理手段
と、搬送コンベア３の動作を制御する制御手段とが備え
られ、被計測物Ｋが撮像箇所に位置していることを判別
するに伴って搬送コンベア３の搬送を停止させ、搬送コ
ンベア３の搬送が停止された状態における撮像手段４２
による被計測物Ｋの撮像情報に基づいて、被計測物Ｋを
評価するように構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、胡瓜やナ
ス、その他の果菜類の計測装置に関わり、詳しくは、被
計測物を被供給箇所から撮像箇所を通って取り出し箇所
に向けて搬送する搬送コンベアと、前記撮像箇所にて被
計測物を撮像して計測用の撮像情報を順次出力する撮像
手段と、この撮像手段の撮像情報に基づいて被計測物を
評価する画像処理手段と、前記搬送コンベアの動作を制
御する制御手段とが備えられた果菜類の計測装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】上記構成の果菜類の計測装置において、
従来では、例えば、特開平９‐１３１５７４号公報に示
されるように、搬送コンベア上における被供給箇所（受
入れ位置Ａ）と撮像箇所（判別位置Ｂ）との間の離間距
離と、前記撮像箇所と取り出し位置（Ｃ）との間の離間
距離とを同じ距離に設定するとともに、搬送コンベア
を、前記離間距離と同じ設定距離づつ間欠的に搬送駆動
するように構成したものがあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記構成の果菜類の計
測装置においては、前記供給作動や前記搬出作動の際に
被計測物としての果菜類を例えば把持動作や吸着動作等
により保持しながら搬送する必要があるが、上記従来構
成によるときは、搬送コンベア上に被計測物を供給する
場合、被計測物がコンベア搬送面に接当する前に上記し
たような保持動作を解除することになるが、保持が解除
されて被計測物がコンベア搬送面に落下したときに、供
給位置として設定された位置に対して被計測物が位置ズ
レすることがある。このような状態で撮像手段による撮
像箇所に搬送されると、予め設定された撮像箇所から被
計測物が位置ズレすることから、撮像手段の撮像情報に
基づく計測用の評価処理に誤差が生じて被計測物に対す
る適正な評価が行えなくなるといった不利があった。

【０００４】又、上記したような位置ずれに起因して、
取り出し箇所から搬出する場合にも適正な保持動作を実
行することができないものとなるおそれもあった。

【０００５】尚、果菜類を例えば把持動作や吸着動作等
により保持する際に、強い力で把持したり、あるいは、
強い吸引力で吸着することは、果菜類の表面に傷がつい
たり又は変色して品質を低下させることから好ましくな
い。そこで、被計測物を保持しながら移載する場合、上
記したような不具合が生じないように比較的小さい力で
保持する必要があるが、保持力が小さければ被計測物を
適正な供給位置まで搬送する途中で保持が解除されてし
まいる等、上記したような位置ズレを生じるおそれが大
きくなる。

【０００６】本発明はかかる点に着目してなされたもの
であり、その目的は、搬送コンベアにて搬送される被計
測物に対する撮像情報に基づく計測用の評価処理やそれ
に伴う処理を適正に行うことが可能となる果菜類の計測
装置を提供する点にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の特徴構
成によれば、前記被計測物を検出することにより、前記
被計測物が前記撮像箇所に位置しているか否かを判別す
る位置判別手段が備えられ、前記制御手段は、前記位置
判別手段が前記被計測物が前記撮像箇所に位置している
ことを判別するに伴って前記搬送コンベアの搬送を停止
させるように構成され、前記画像処理手段は、前記搬送
コンベアの搬送が停止された状態における前記撮像手段
による被計測物の撮像情報に基づいて、被計測物を評価
するように構成されている。

【０００８】従って、被計測物が搬送コンベア上に供給
された後に、被計測物が撮像箇所まで搬送されたことが
位置判別手段にて判別されるに伴って、搬送コンベアが
搬送停止し、その搬送停止状態において撮像手段による
被計測物の撮像情報に基づく被計測物の評価処理が実行
されるので、撮像箇所に確実に被計測物が位置している
状態で撮像されて、その結果に基づいて評価処理がなさ
れるから、従来構成のように設定距離づつ搬送コンベア
を間欠的に作動させるような構成に較べて、常に精度よ
く被計測物に対する評価処理を実行できることになる。

【０００９】請求項２に記載の特徴構成によれば、請求
項１において、前記取り出し箇所から前記被計測物を保
持した状態で取り出す搬出手段が備えられ、前記画像処
理手段は、前記撮像情報に基づいて被計測物における保
持用適正位置を求めるように構成され、前記制御手段
は、前記搬送コンベアの搬送を停止させた状態におい
て、前記被計測物の取り出し作動を実行すべく前記搬出
手段の動作を制御するように構成され、且つ、前記保持
用適正位置の情報、及び、前記搬送コンベアの搬送距離
情報に基づいて、前記取り出し作動における被計測物の
保持位置を求めるように構成されている。

【００１０】撮像箇所に位置している被計測物に対する
撮像情報に基づいて、被計測物における保持用適正位
置、つまり、取り出しの為に保持するのに適した位置、
例えば重心位置やその近傍の位置が求められる。そし
て、その対象となる被計測物が搬送コンベアにより取り
出し位置に向けて搬送されるが、搬送を開始してから搬
送が停止されるまでの搬送コンベアの搬送距離情報と、
前記保持用適正位置の情報とにより、搬出手段における
取り出し作動において被計測物を保持するための保持位
置を求めるのである。

【００１１】従って、搬送コンベアが搬送を開始して次
に停止するまでの搬送距離が一定でなくても、常に適切
な保持位置を求めることができ、搬出手段による被計測
物の取り出し作動が良好に行われるものとなる。

【００１２】請求項３に記載の特徴構成によれば、請求
項１又は２において、前記被供給箇所に被計測物を供給
する供給手段が備えられ、前記制御手段は、前記搬送コ
ンベアの搬送を停止させた状態において、前記被計測物
の供給作動を実行すべく前記供給手段の動作を制御する
ように構成されている。

【００１３】搬送コンベアが停止している状態で被計測
物を搬送コンベア上に供給するので、被計測物の供給時
に搬送コンベアの搬送に伴って被計測物の姿勢が乱れ
て、コンベア外方側に落下したりする等の不利を回避し
て、適正な供給作動を実行することができる。このよう
に、被計測物の供給が適正に行われる結果、撮像手段に
よる撮像情報に基づく被計測物に対する評価を適正に行
えるものとなる。

【００１４】請求項４に記載の特徴構成によれば、請求
項１〜３のいずれかにおいて、前記位置判別手段は、前
記撮像手段による前記被計測物の撮像情報に基づいて、
前記被計測物が前記撮像箇所に位置しているか否かを判
別するように構成されている。

【００１５】従って、被計測物に対する計測用の評価処
理を行うための撮像手段の撮像情報を有効利用して、被
計測物が撮像箇所に位置しているか否かを判別する構成
であるから、別途、位置判別専用のセンサー等を設ける
必要がなく、構成を複雑化させることなく位置判別を行
えることになる。

【００１６】請求項５に記載の特徴構成によれば、請求
項３又は４において、前記制御手段は、前記位置判別手
段の判別情報に基づいて前記搬送コンベアの搬送を停止
させた後に、前記供給手段による被計測物の供給処理、
及び、前記搬出手段による搬出処理の夫々が終了したこ
とを判別するに伴って、前記搬送コンベアの搬送作動を
開始させるように構成されている。

【００１７】撮像手段による撮像処理に較べて、供給手
段による被計測物の供給処理や搬出手段による被計測物
の搬出処理は、機械的な移動操作を伴うことから実行す
るのに要する時間が長くなるが、搬送コンベアの搬送を
停止させた後、前記供給処理及び前記搬出処理の夫々が
終了したことを確認した後に搬送コンベアの搬送を再開
するので、搬送コンベアが作動を開始するときには、各
手段は後続の被計測物に対する処理を実行可能な待機状
態となっており、被計測物に対する夫々の処理を適正に
行うことができる。

【００１８】請求項６に記載の特徴構成によれば、請求
項２〜５のいずれかにおいて、前記搬出手段により前記
取り出し箇所から取り出された被計測物を収納する複数
の収納部が備えられ、前記制御手段は、前記画像処理手
段による評価結果及び予め設定された仕分け用基準情報
に基づいて、前記各収納部に仕分けて積み込み収納すべ
く、前記搬出手段の取り出し作動を制御するように構成
されている。

【００１９】つまり、撮像箇所に位置する被計測物を撮
像して得られた撮像情報に基づいて画像処理手段により
評価処理が行われ、その評価結果及び仕分け用基準情報
に基づいて撮像された被計測物が、仕分け用基準情報の
複数の基準データ（例えば、階級や等級等）のうちのい
ずれのものに該当するかが判別される。そして、搬出手
段によって被計測物がその判別結果に対応する収納部に
仕分けた状態で積み込み収納されることになる。

【００２０】従って、被計測物が適正な撮像箇所に位置
している状態で撮像されて、その撮像情報に基づいて正
確に評価された結果により、被計測物の状態が正確に判
別されるので、各収納部への仕分け作業を精度よく行う
ことができることになる。

【００２１】請求項７に記載の特徴構成によれば、請求
項３〜６のいずれかにおいて、前記被計測物が長尺状の
果菜類であり、前記供給手段は、前記被計測物の長手方
向が前記搬送コンベアによる搬送方向に沿う状態となる
ように前記搬送コンベアに載置供給するように構成さ
れ、前記搬送コンベアは、前記被計測物の長手方向が搬
送方向に沿う状態で搬送するように構成されている。

【００２２】被計測物として、例えば、胡瓜やナス等の
長尺状の果菜類であれば、搬送コンベア上に供給すると
きに、その長手方向が搬送方向と直交する姿勢で供給す
ると、搬送力によって果菜類が転がって姿勢が不安定に
なる等のおそれがあるが、その長手方向が搬送方向に沿
う状態となるように搬送コンベアに載置供給されて、そ
の姿勢で搬送することで、姿勢の乱れを極力少ないもの
にして、計測の精度をより向上することができる。

【００２３】請求項８に記載の特徴構成によれば、請求
項２〜７のいずれかにおいて、前記制御手段は、前記搬
出処理において、前記搬出手段による被計測物の保持動
作が適正に行えないときは、被計測物の保持動作を設定
回数繰り返して実行するとともに、前記設定回数実行し
ても前記保持動作が適正に行えないときは、前記搬出処
理を終了するように構成されている。

【００２４】搬送コンベア上の被計測物を取り出し作動
するとき、被計測物の保持が適正に行えなかったときに
は、複数回繰り返して実行するので、該当する被計測物
に対する保持動作を極力良好に行わせることができ、複
数回繰り返してみても適正に行えないときには、該当す
る被計測物に対する搬出処理を終了して次の被計測物に
対して備えることで、適正に行えるまで長時間繰り返す
場合に較べて作業能率の低下を招くことなく、次に搬送
されてくる被計測物に対する搬出作動を適正に行えるも
のになる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る果菜類の計測
装置について、被計測物の一例として胡瓜の選別装置に
適用した場合について説明する。図１に胡瓜の選別装置
を示している。この胡瓜の選別装置は、その長手方向が
同方向に整列する状態で多数の胡瓜Ｋが積み込まれてい
るコンテナ１から、供給手段としての供給装置２によ
り、胡瓜Ｋを１個づつ取出して搬送コンベアとしてのベ
ルトコンベア３の搬送上手側に位置する被供給箇所に供
給するように構成され、胡瓜Ｋがベルトコンベア３の搬
送路上の所定の撮像箇所に位置しているときその胡瓜Ｋ
を上方側から撮像してその撮像情報に基づいて胡瓜Ｋの
長さや曲がり等を計測して、その結果から胡瓜Ｋの等級
及び階級等を求める為の計測部４が設けられている。そ
して、この撮像箇所よりも搬送方向下手側の取り出し箇
所から、胡瓜Ｋを１個づつ取り出して、計測部４での評
価結果に基づいて、複数の収納部としての収納箱５に予
め設定された仕分け用基準情報に基づいて仕分けて積み
込む搬出手段としての搬出装置６が設けられている。
又、前記供給装置２、搬出装置６及びベルトコンベア３
の動作を制御する制御手段としての制御装置７が備えら
れている。

【００２６】前記供給装置２は、図２に示すように、昇
降操作自在並びに水平方向に往復移動自在に設けられた
吸着ノズル８によって、１個づつ胡瓜Ｋを吸着保持して
コンテナ１から取り出してベルトコンベア３上に移載す
るように構成されている。つまり、機枠９に対してベル
トコンベア３の搬送方向の直交する水平方向（コンベア
横幅方向）に沿って往復移動自在に支持される状態で支
持機構１０が備えられ、この支持機構１０に吸着ノズル
８が昇降自在に支持されている。

【００２７】詳述すると、前記支持機構１０は、図５に
示すように、横方向に延びるパイプフレーム１１と、パ
イプフレーム１１に連設されて下方側に延びる矩形枠部
１２と、パイプフレーム１１の上方側に位置して後述す
る電動モータ等を覆うカバー体１３等を備えて構成さ
れ、前記パイプフレーム１１の両端側に付設された複数
のガイドローラ１４が、機枠９に沿って設けられた左右
両側の固定レール１５，１５に対してスライド自在に係
合案内される構成となっており、支持機構１０全体が水
平方向にスライド移動可能に設けられている。又、矩形
枠部１２の内部に、胡瓜Ｋを吸着して取り出すための１
個の吸着ノズル８が下端部に設けられた支持筒１６が昇
降自在に設けられている。

【００２８】支持機構１０は、固定レール１５，１５に
沿って回動自在に巻回される状態で機枠９に支持された
ゴムベルト１７に連結されて、機枠９の一端側に設けら
れた第１電動モータＭ１によりゴムベルト１７を正逆回
動駆動させることで水平方向に往復移動操作されるよう
になっている。又、前記矩形枠部１２の内部には、上下
方向に沿って回動自在に巻回されたゴムベルト１８が支
持筒１６に連結される状態で設けられて、カバー体１３
の内部に設けられた第２電動モータＭ２によりゴムベル
ト１８を正逆回動駆動させることで支持筒１６、つま
り、吸着ノズル８が上下方向に昇降操作されるように構
成されている。この支持筒１６の内部には図示しないエ
アーコンプレッサにより吸着ノズル８から吸引作動する
ためのエアー吸引通路１９が形成されている。前記矩形
枠部１２の横外側には、コンテナ１内に積載されている
複数の胡瓜Ｋのうち取り出し対象となるものを検出する
ためのレーザ式距離センサ２０が設けられている。

【００２９】尚、収穫された後、色ムラやすり傷等の外
観不良については作業者により人為的に選別を行い、外
観不良品は区別して例えば別の収納具等に収納するよう
にして、前記コンテナ１には、外観不良の無い良品の胡
瓜Ｋが長手方向を揃えて整列した状態で積み込み収納さ
れるようになっている。又、コンテナ１は、積載された
胡瓜Ｋの長手方向がベルトコンベア３の搬送方向と同じ
になるように載置されるようになっている。

【００３０】図３、図４に示すように、前記搬出装置６
は、前記供給装置２と同様な支持機構２１が設けられ、
胡瓜Ｋを吸着して取り出すための１個の吸着ノズル２２
が昇降自在、並びに、水平方向に移動自在に設けられる
構成となっているが、この搬出装置６では、吸着ノズル
２２を支持する支持機構２１が、コンベア搬送方向と同
一方向及びそれに直交する方向（コンベア横幅方向）の
夫々に移動操作自在に構成され、且つ、吸着ノズル２２
を支持する支持筒２３が上下軸芯周りで回動操作可能に
設けられている。この支持筒２３の内部には供給装置２
におけるものと同様に図示しないエアーコンプレッサに
より吸着ノズル２２から吸引作動するためのエアー吸引
通路２４が形成されている。つまり、図７に示すよう
に、支持機構２１は、横方向に延びるパイプフレーム２
５と、パイプフレーム２５に連設されて下方側に延びる
矩形枠部２６と、パイプフレーム２５の上方側に位置し
て後述する電動モータ等を覆うカバー体２７等を備え、
前記パイプフレーム２５の両端側に付設された複数のガ
イドローラ２８が、支持レール部分２９に沿って設けら
れた左右両側の固定レール３０，３０に対してスライド
自在に係合案内される構成となっており、支持機構２１
全体が支持レール部分２９に沿って水平方向にスライド
移動可能に設けられている。そして、前記支持レール部
分２９が、機枠３１に対して、コンベア横幅方向に沿っ
て往復移動自在に支持され、支持レール部分２９の長手
方向に沿って回動自在に巻回されたゴムベルト３２が支
持機構２１に連結され、第３電動モータＭ３によりゴム
ベルト３２を正逆駆動させることで、支持機構２１がコ
ンベア搬送方向に沿って往復移動操作されるように構成
され、又、図１に示すように、機枠３１に沿って回動自
在に巻回されたゴムベルト３３が支持レール部分２９に
連結され、第４電動モータＭ４によりゴムベルト３３を
正逆駆動させることで、支持レール部分２９がコンベア
横幅方向に沿って往復移動操作されるように構成されて
いる。又、支持筒２３は、供給装置２の場合と同様に、
上下方向に沿って回動自在に巻回されたゴムベルト３４
が連結されて、第５電動モータＭ５によりゴムベルト３
４を正逆回動駆動させることで上下方向に昇降操作され
る構成となっている。

【００３１】そして、この搬出装置６では、前記支持筒
２３はどのような昇降位置にあっても第６電動モータＭ
６の駆動によりその上下軸芯Ｘ１周りで回動操作自在に
設けられ、胡瓜Ｋを吸着した状態で回動姿勢を修正する
ことができるように構成されている。つまり、矩形枠部
２６の内部に支持筒２３と平行な状態で断面六角形状の
駆動軸３５が第６電動モータＭ６により駆動操作可能な
状態で上下方向ほぼ全域にわたるように配設され、この
駆動軸３５に対して一体回転自在並びに上下方向に摺動
自在に駆動ギア３６が外嵌され、支持筒２３に設けられ
た従動ギア３７とこの駆動ギア３６とが噛み合う状態で
支持筒２３と一体的に昇降操作されるように設けられ、
昇降操作にかかわらず支持筒２３を回動操作できるよう
に構成されている。

【００３２】前記ベルトコンベア３は、図３に示すよう
に、第７電動モータＭ７により回動駆動される構成とな
っており、後述するように搬送作動と停止とを間欠的に
繰り返すように制御される構成となっている。

【００３３】上述したような各電動モータＭ１〜Ｍ７
は、夫々パルスモータにて構成され、図８に示すよう
に、制御手段としての制御装置７にて動作状態が制御さ
れるようになっている。制御装置７はマイクロコンピュ
ータを備えて構成され、記憶手段（ＲＯＭ）に記憶され
ている制御プログラムにより予め設定された制御手順に
従って各電動モータの作動を制御するように構成されて
いる。

【００３４】図４に示すように、前記複数の収納箱５は
ベルトコンベアの横幅方向の両側に振り分け配置され、
収納箱５の胡瓜受面が水平姿勢に設定されている。尚、
収納箱５を載置する載置台３８の下方側には、ベルトコ
ンベア３と収納箱５との間に形成された通過孔３９ａか
らシュート３９ｂを介して落下供給される胡瓜Ｋを収納
する複数の回収部４０が設けられている。

【００３５】前記計測部４は、図７に示すように、撮影
用の遮蔽空間を形成する箱状の遮光カバー４１が設けら
れ、この遮光カバー４１の天井面に撮像箇所に位置する
胡瓜Ｋ（被計測物）を撮影する撮像手段としてのＣＣＤ
カメラ４２が位置固定状態で設置されている。尚、遮光
カバー４１における胡瓜Ｋの通過を許容する開口部分に
は、外部光が遮蔽空間に入らないように遮光するととも
に、胡瓜Ｋの通過を許容するように適宜間隔おきに切れ
目が入ったゴム垂れ４３が設けられている。

【００３６】前記ＣＣＤカメラ４２は、二次元方向に分
解能を有する結像部としてのＣＣＤ撮像素子（電荷結合
素子）４２ａと、このＣＣＤ撮像素子４２ａの前面に位
置して胡瓜Ｋに対する撮像範囲をＣＣＤ撮像素子４２ａ
の受光面積よりも広くさせる状態で胡瓜Ｋの画像をＣＣ
Ｄ撮像素子４２ａ上に結像させる光学部としてのレンズ
機構４２ｂとを備えて構成され、このＣＣＤカメラ４２
は、設定周期毎に撮像箇所の撮像情報を順次出力するよ
うに構成され、撮像情報を明るさ（輝度）の情報、所謂
モノクロ画像情報として出力するように構成されてい
る。尚、遮光カバー４１内には、被写体である胡瓜Ｋに
対する照射量をほぼ全表面で均一にさせるべく上方側か
ら照射する光源（白熱灯）４４が設けられるとともに、
ベルトコンベア３の幅方向両側部には胡瓜Ｋの横方向か
らも照射できるように反射鏡４５が設けられている。Ｃ
ＣＤ撮像素子４２ａは、縦横の二次元方向に２５６×２
５６画素の分解能を有するものが利用され、撮像対象と
なる領域は１辺約３０ｃｍの正方形の領域となってい
る。

【００３７】又、前記ＣＣＤカメラ４２により出力され
る撮像情報を画像処理して、胡瓜Ｋを評価する画像処理
手段１００が備えられている。この画像処理手段１００
は、胡瓜Ｋの評価処理として、具体的には、胡瓜Ｋの長
さ、曲がり、太さ等を計測して、その計測結果と、予め
設定記憶されている仕分け用基準情報とに基づいて、胡
瓜Ｋの仕分け用の階級・等級を判別するように構成され
ている。

【００３８】図８に示すように、前記画像処理手段１０
０は、ＣＣＤカメラ４２から出力されるアナログ画像情
報をデジタル情報に変換するアナログ／デジタル変換処
理を実行すると同時に、胡瓜Ｋの画像とそれ以外の領域
とを区別するように二値化処理する二値化処理手段とし
てのＡ／Ｄ変換器４６、このＡ／Ｄ変換器４６の出力デ
ータを順次記憶する記憶手段としての画像メモリ４７
と、この画像メモリ４７に記憶されるデータに基づいて
胡瓜Ｋの仕分け用の階級・等級を判別するデータ処理手
段としてのデータ処理部４８とを備えて構成されてい
る。前記Ａ／Ｄ変換器４６は、ＣＣＤカメラ４２から出
力される情報をリアルタイムで二値化情報に変換して処
理するので高速で処理されることになる。又、前記デー
タ処理部４８はマイクロコンピュータにて構成され、画
像メモリ４７に記憶されている画像データを設定時間
（１／３０秒）毎に読み込み、記憶手段（ＲＯＭ）に設
定記憶されている制御プログラムにより、後述するよう
な処理手順にて画像処理を実行するように構成されてい
る。尚、前記ベルトコンベア３における搬送用載置面は
胡瓜Ｋに対比して明るさが異なる（低くなる）ように黒
色に着色され且つ光の反射率が小さくなるように構成さ
れ、ＣＣＤカメラ４２により得られる撮像画像において
胡瓜Ｋの領域はそれ以外の領域（背景、つまり、コンベ
ア載置面）よりも確実に明るい画像になるように構成さ
れている。このようにして胡瓜Ｋの画像を極力正確に抽
出することができるようになっている。

【００３９】次に、前記画像処理手段１００における胡
瓜に対する評価処理の処理手順について図１０に示す制
御フローチャートに基づいて説明する。先ず、画像メモ
リから画像の取り込み、その画像を上記したようなＡ／
Ｄ変換器４６を利用してリアルタイム処理で二値化処理
する（ステップ１）。つまり、設定閾値以上の輝度の領
域を「１」とし、それ以外の領域を「０」として二値化
する。次に、画像の領域の輪郭を探索するとともに、微
小領域を取り除くノイズ除去処理を行う（ステップ
３）。詳述すると、画像データの左上から横方向に向か
って順次走査していきデータ「１」の画素を探す。デー
タ「１」の画素が見つかると、画像データの走査を中断
して、その点を起点として、データ「１」の画像の輪郭
点を探索するとともに、輪郭点の周囲長さも同時に測定
していく。そして、周囲長が予め設定した値以下であれ
ばノイズ成分として無視し、設定値以上のときは胡瓜の
画像領域とするのである。

【００４０】このようにして得られた画像領域の輪郭４
９の情報を用いて、モーメント特徴量（重心位置、主
軸）を算出する（ステップ４）。詳述すると、下記〔数
１〕で定義される原点回りのモーメントＭ_0,0 ，
Ｍ_1,0 ，Ｍ_0,1 を求める。

【００４１】

【数１】

【００４２】ここで、ｆ（ｘ，ｙ）は二値画像上の座標
（ｘ，ｙ）における画素の値である。そして、胡瓜の画
像の重心位置（ｘ₀ ，ｙ₀ ）は下記〔数２〕より求めら
れる。

【００４３】

【数２】ｘ₀ ＝Ｍ_1,0 ／Ｍ_0,0 、ｙ₀ ＝Ｍ_0,1 ／Ｍ_0,0

【００４４】次に、胡瓜の画像上の重心位置回りの二次
モーメントＭ_1,1 、Ｍ_2,0 、Ｍ_0,2を下記〔数３〕より
求め、〔数４〕に基づいて、胡瓜の画像が伸びている方
向（主軸方向）とｘ軸とのなす角度θを求めて、ｘ軸と
のなす角度θで且つ重心位置Ｇを通る線５０が主軸にな
る。尚、この主軸は画像中のｘ軸と平行（θ＝０°）に
なる場合もある。

【００４５】

【数３】

【００４６】

【数４】θ＝１／２・ｔａｎ^-1｛２Ｍ_1,1 ／（Ｍ_2,0 −
Ｍ_0,2 ）｝

【００４７】次に、前記輪郭４９に基づいて胡瓜の長さ
Ｌを計測する（ステップ５）。つまり、図１２に示すよ
うに、前記輪郭４９上の各点列を前記主軸５０上に対し
てそれと直交する方向に投影して、各投影点のうち最も
距離が大きくなる２点間の距離を胡瓜の長さＬとする。

【００４８】前記輪郭４９に基づいて胡瓜の曲がりを計
測する（ステップ６）。詳述すると、図１２に示すよう
に、前記長さ測定の対象となる輪郭４９上の各点Ｐ１，
Ｐ２の夫々から順に、長さ方向中央側に向けて設定範囲
まで、輪郭４９と主軸５０との距離（主軸と直交する方
向の距離）を求めて、そのうち最も大きいものに対応す
る輪郭４９上の基準点Ｐ３，Ｐ４を求める。次に各基準
点を結ぶ直線５１と、各基準点Ｐ３，Ｐ４間にある輪郭
データとの距離を順次求めて、その２点間の最大距離を
胡瓜の曲がりＱとする。

【００４９】搬出装置６における吸着ノズル２２による
吸着（保持）用の適正位置Ｈｉを求める（ステップ
７）。つまり、重心位置Ｇを通り且つ主軸５０に垂直な
直線が輪郭４９点と交わる２点を求め、それらの２点間
の中心位置を適正位置Ｈｉとするのである。

【００５０】輪郭４９に基づいて胡瓜の太さＦを計測す
る（ステップ８）。詳述すると、図１４に示すように、
胡瓜の長さ方向（前記主軸に沿う方向）に沿って長さＬ
をＮ等分（例えば１２等分）するように輪郭４９上の幅
方向の一側部分に沿って各点ａ_1,ａ₂ …ａ_n を規定す
る。尚、胡瓜の長手方向最端箇所は「へた」等が存在す
るので両端側の設定小範囲部分は画像を除去するように
している。そして、各点に対して幅方向に対向する輪郭
４９上での各点ｂ_1,ｂ₂ …ｂ_n に対してそれの長手方向
の設定範囲にわたる輪郭４９までの複数の箇所で距離を
求め、その最小値をその箇所における計測値とする。そ
のような計測を上記各点で行い、それらの複数の計測値
の平均値を胡瓜の太さＦとする。

【００５１】前記太さ計測の為に胡瓜の長さをＮ等分し
た複数の領域のうち、最も長手方向両端側に位置する最
端領域５３Ｒ，５３Ｌと、それよりも中央側に隣接して
位置する設定領域５４Ｒ，５４Ｌと、長手方向中間に位
置する中間領域５５との夫々について、画像内部の画素
数を計数することで、各領域の面積を求める（ステップ
９）。

【００５２】次に、図１４に示すように、その長辺方向
が前記主軸５０に平行でかつ胡瓜の画像に外接する長方
形データ５６を求めるとともに、長方形データ５６の長
辺と輪郭４９との離間距離を設定間隔毎に求めて輪郭デ
ータを作成する（ステップ１０）。この輪郭データは搬
出作動の際に利用される。

【００５３】最後に、前記各計測情報に基づいて当該胡
瓜の等階級を判定する（ステップ１１）。つまり、基本
的には長さＬの計測値と、予め設定されている階級基準
情報（例えば、ＳＳ，Ｓ，Ｍ，Ｌ，ＬＬ等の複数の階
級）とに基づいて、当該胡瓜の長さがどの階級に対応す
るかを判別するとともに、曲がりＱの計測値と予め設定
されている等級基準情報（例えば、Ａ，Ｂ，Ｃ等の複数
の等級）とに基づいて、当該胡瓜の曲がりがどの等級に
対応するかを判別する。そして、階級と等級との組み合
わせにより等階級ランク（例えば、ＡＭ，ＡＬＬ，ＢＳ
等）が判定され、各収納箱５毎に予め設定されている等
階級ランクのいずれのものに該当するかを判別すること
になる。

【００５４】胡瓜の長さＬと太さＦとの比率を求めて、
その比率と予め設定された設定比率との比較に基づい
て、胡瓜が極太であるか又は極細であるかを判別する。
そして、極太であると判別されると前記長さに基づいて
判定された前記階級を１ランク上のものに変更する。
又、極細であると判別されると前記長さに基づいて判定
された前記階級を１ランク下のものに変更する。

【００５５】又、前記ステップ９にて測定された面積情
報に基づいて、尻太や尻細であるか否か、及び、中央部
のくびれ状態であるか否かを判別する。つまり、図１３
に示すように、最端領域５３Ｒ（５３Ｌ）とそれに隣接
する設定領域５４Ｒ（５４Ｌ）との面積比較、つまり、
５３Ｒの面積と５４Ｒの面積との比率、及び、５３Ｌの
面積と５４Ｌの面積との比率が尻太用判定値より大きい
か、あるいは、尻細用判定値より小さいかにより、尻太
や尻細であるか否かを判別するとともに、中間領域５５
と前記設定領域５４Ｒ（５４Ｌ）との面積比較により、
くびれ状態であるか否かを判別する。尚、このような尻
太や尻細、あるいは、くびれが判別されると、予め設定
されている基準値に基づいてランクを変更したり、等級
格外品と判別する等の処理を行う。

【００５６】次に、前記制御装置７の制御動作につい
て、図１１に示す制御フローチャートに基づいて説明す
る。運転が開始されると、供給装置２による初回の供給
作動を実行する（ステップ２１）。つまり、供給装置２
の支持機構１０を吸着ノズル８が上昇している状態で、
コンテナ１の全範囲にわたり水平方向に往復移動させな
がら距離センサ２０にて胡瓜Ｋの上部面までの距離を計
測して、コンテナ１の全幅を５つのゾーンに区分けして
おき、各ゾーン毎にその中での最も高い位置（前記距離
が最少の位置）にある胡瓜Ｋの位置を検出する。そし
て、各ゾーンの最高位置にうち最も高い位置にあるゾー
ンの胡瓜を吸着してベルトコンベア３上の被供給位置に
載置供給する。尚、次回からの供給作動では、その時点
で胡瓜が最も高い位置にあるゾーンから胡瓜Ｋを取り出
すことになる。５つの全てのゾーンについて取り出しが
終了すると、再度、距離センサ２０を移動させて高さ検
出を行い、同様な順序で、胡瓜を順次取り出していくこ
とになる。

【００５７】次に、ベルトコンベア３の搬送を開始し、
画像処理手段１００における画像情報に基づいて、胡瓜
Ｋの搬送方向下手側端部がＣＣＤカメラ４２の撮像エリ
ア内の搬送方向上手側の所定域Ｕに至ったことが判別さ
れると、その時点から設定距離だけ搬送させた後、ベル
トコンベア３の搬送を停止させる（ステップ２２〜２
５）。前記設定距離としては、胡瓜Ｋの長さとして予想
される最大値に近い値（例えば、約２５ｃｍ程度）に設
定している（図１５参照）。従って、ＣＣＤカメラ４２
と画像処理手段１００により、胡瓜（被計測物）が撮像
箇所に位置しているか否かを判別する位置判別手段ＩＨ
を構成することになる。

【００５８】ベルトコンベア３の搬送が停止している状
態で、ＣＣＤカメラ４２により撮影された胡瓜Ｋの画像
に基づいて、画像処理手段１００による胡瓜Ｋの評価処
理が実行されると同時に、この搬送停止状態において、
供給装置２による胡瓜Ｋの供給作動及び搬出装置６によ
る仕分け搬出作動の夫々を実行する（ステップ２６，２
７，２８）。そして、供給作動及び搬出作動が終了する
と、ベルトコンベア３による搬送を再開してステップ２
３に戻り、コンテナ１内の胡瓜Ｋの全てについて処理が
終了するまで、上記したような評価処理を繰り返すこと
になる（ステップ２９，３０，３１）。

【００５９】前記搬出作動について説明する。尚、制御
開始時（電源投入時）には、吸着ノズル２２は予め設定
された原点（基準位置）に位置するようになっている
（図９参照）。この原点は、平面視においてベルトコン
ベア３の搬送停止状態で搬出対象である胡瓜Ｋが存在し
ていると予想される位置であって、図３に示すように、
被供給位置とＣＣＤカメラ４２による撮像位置との距離
αの２倍の距離に相当する位置に設定されている。図１
７に示すように、搬出作動においては、画像処理手段１
００にて判別された胡瓜Ｋの吸着用適正位置Ｈｉの情報
と、ベルトコンベア３による搬送距離の情報とから、吸
着位置（保持位置）Ｈｐを平面視での座標データとして
判別する（ステップ４０）。尚、ベルトコンベア３の搬
送距離は第７電動モータＭ７（パルスモータ）に対して
印加されたパルスのカウント値より判断できる。又、画
像処理手段１００による評価結果により仕分けすべき収
納箱５を判断し、この収納箱５に対する搬入目標位置を
判別する（ステップ４１）。詳述すると、図１６に示す
ように、当該収納箱５に対して胡瓜が既に搬入されて、
前回の搬入位置が記憶されていれば、その前回搬入位置
における胡瓜Ｋの長方形データ５６と今回の搬入対象で
ある胡瓜の長方形データ５６とが近接して並ぶ位置を仮
位置（目標基準位置）として初期設定しておいて（図１
６（イ）参照）、画像処理手段１００にて求められてい
る輪郭データにより、胡瓜同士の隙間が小さくなるよう
に搬入目標位置を求める。即ち、図１６（ロ）に示すよ
うに、前回の胡瓜の輪郭４９と今回の胡瓜の輪郭４９と
の間の隙間（複数箇所での輪郭４９と長方形との離間距
離）の和の最小値に相当する分だけ、言い換えると、各
胡瓜が接触する程度に近づくように、前記仮位置から傾
斜下方側に位置をずらして搬入目標位置を求めるのであ
る。尚、前回の搬入位置が記憶されていなければ、収納
箱の一端側の内縁に近づくように搬入目標位置を設定す
る。

【００６０】吸着ノズル２２を吸着位置に移動させて、
吸着ノズル２２を胡瓜Ｋの存在箇所まで下降させてエア
ー吸引して吸着作動を実行する（ステップ４２）。エア
ー吸引通路内の圧力が負圧になったことが負圧センサに
て確認されるか否かにより吸着が成功したか否かを判別
し、吸着に成功すれば胡瓜Ｋを吸着したまま少し上昇さ
せて、収納用の適正姿勢、つまり、前回搬入位置におけ
る胡瓜Ｋの長方形データと今回の搬入対象である胡瓜Ｋ
の長方形データとが近接して並ぶ状態となり、且つ、胡
瓜Ｋが曲がっているときは両端側が傾斜下方側に位置す
る姿勢、になるように支持筒２３の回転操作により胡瓜
Ｋの回転位相を修正する（ステップ４３，４４，４
５）。つまり、そして、前記搬入目標位置に向けて胡瓜
Ｋを吸着したまま搬送して収納箱５内に搬入する（ステ
ップ４６）。搬入作動が終了すると、その収納箱５に対
する搬入位置を記憶して、吸着ノズル２２を原点の位置
まで戻しておく（ステップ４７，４８）。尚、胡瓜Ｋが
１つの収納箱５の一端側から他端側近くまで積み込まれ
ると、吸着ノズル１２の下降量を設定量だけ短縮させ
て、前記先行して積み込まれた下段列の胡瓜Ｋの上に順
次積込むことになる。前記ステップ４３にて、設定回数
（３回程度）実行しても吸着作動が適正に行われなかっ
た場合には、搬出作動を終了して、後続の胡瓜Ｋに対し
て備えるようになっている（ステップ４９，５０）。

【００６１】又、搬出装置６による吸着作動が適正に行
えなかった胡瓜Ｋ、あるいは、各収納箱５毎に設定され
たランク以外の胡瓜Ｋ等は、ベルトコンベア３の搬送方
向下手側に配置された回収部５７にて回収されて、手作
業にて処理されることになる。

【００６２】〔別実施形態〕 （１）上記実施形態では、前記位置判別手段として、撮
像手段の撮像情報に基づいて被計測物が撮像位置に位置
しているか否かを判別するように構成したが、このよう
に構成に限らず、例えば、光学式センサや超音波センサ
等の専用の位置検出センサを設けて、被計測物が撮像位
置に位置しているか否かを判別するように構成してもよ
い。

【００６３】（２）上記実施形態では、供給装置２や搬
出装置６が、吸着ノズルにて被計測物（胡瓜Ｋ）を吸着
保持して搬送するようにしたが、吸着保持する構成に代
えて、例えば、軟質材からなる一対の挟持部材にて被計
測物を挟持保持して搬送するような構成としてもよい。

【００６４】（３）上記実施形態では、被計測物の長手
方向がコンベア搬送方向に沿う姿勢で載置搬送される構
成としたが、このような構成に限らず、どのような方向
に載置して搬送するものでもあってもよい。

【００６５】（４）上記実施形態では、撮像手段として
二次元方向に分解能を有するＣＣＤカメラ４２を用いた
が、一次元方向にのみ分解能を有するＣＣＤラインセン
サをコンベア幅方向に沿って配置して、その出力を逐次
読み取ることで被計測物の画像情報を得るようにしても
よい。又、ＣＣＤカメラ４２に代えて、ＭＯＳ型撮像素
子やその他の撮像装置を用いてもよい。

【００６６】（５）上記実施形態では、搬出装置６が被
計測物の保持動作を設定回数繰り返して実行しても適正
に行えないときは、搬出作動を終了するようにしたが、
このような構成に代えて、搬出作動を１回だけ実行して
搬出作動を終了するようにしてもよく、保持動作が適正
に行えるまで繰り返して実行する構成としてもよい。

【００６７】（６）上記実施形態では、収納箱５を水平
姿勢にさせるようにしたが、このような構成に代えて、
図１８に示すように、搬送コンベア側が下方側に位置す
るように傾斜姿勢に設ける構成であってもよい。

【００６８】（７）上記実施形態では、ベルトコンベア
３上に被計測物（胡瓜Ｋ）を自動供給する供給装置２
と、ベルトコンベア３上から被計測物（胡瓜Ｋ）を自動
で取り出して収納箱５に収納する搬出装置６とが夫々設
けられる構成としたが、このような構成に代えて、次の
ようなａ，ｂ，ｃの構成のいずれかで実施してもよい。 ａ．被計測物の供給作動及び搬出作動を夫々手作業にて
人為的に行う構成。 ｂ．前記搬出装置６を設けて搬出作動は自動で行い、被
計測物の供給作動を手作業で行う構成。 ｃ．前記供給装置２を設けて供給作動は自動で行い、被
計測物の搬出作動を手作業で行う構成。 尚、上記ａ．やｃ．の構成では、画像処理手段による被
計測物の評価結果を、作業者が認識できるように表示手
段にて表示させるようにするとよい。

【００６９】（８）上記実施形態では、被計測物として
胡瓜Ｋの場合を例示したが、胡瓜Ｋに限らず茄子やトマ
ト、柿等各種の果菜類にも適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】胡瓜の選別装置の全体斜視図

【図２】胡瓜の選別装置の正面図

【図３】胡瓜の選別装置の側面図

【図４】搬出装置の正面図

【図５】供給装置の断面図

【図６】搬出装置の断面図

【図７】計測部の断面図

【図８】制御ブロック図

【図９】搬出装置の平面図

【図１０】評価処理の制御フローチャート

【図１１】制御動作のフローチャート

【図１２】評価処理の作用説明図

【図１３】評価処理の作用説明図

【図１４】評価処理の作用説明図

【図１５】撮像箇所での動作状態を示す平面図

【図１６】搬入目標位置を求める動作説明図

【図１７】搬出作動の制御フローチャート

【図１８】別実施形態の搬出装置の正面図

【符号の説明】

２ 供給手段 ３ 搬送コンベア ５ 収納部 ６ 搬出手段 ７ 制御手段 ４２ 撮像手段 １００ 画像処理手段 ＩＨ 位置判別手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 辻田 和一郎 大阪府堺市石津北町64番地 株式会社クボ タ堺製造所内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被計測物を被供給箇所から撮像箇所を通
   って取り出し箇所に向けて搬送する搬送コンベアと、前
   記撮像箇所にて被計測物を撮像して計測用の撮像情報を
   順次出力する撮像手段と、この撮像手段の撮像情報に基
   づいて被計測物を評価する画像処理手段と、前記搬送コ
   ンベアの動作を制御する制御手段とが備えられた果菜類
   の計測装置であって、 前記被計測物を検出することにより、前記被計測物が前
   記撮像箇所に位置しているか否かを判別する位置判別手
   段が備えられ、 前記制御手段は、 前記位置判別手段が前記被計測物が前記撮像箇所に位置
   していることを判別するに伴って前記搬送コンベアの搬
   送を停止させるように構成され、 前記画像処理手段は、前記搬送コンベアの搬送が停止さ
   れた状態における前記撮像手段による被計測物の撮像情
   報に基づいて、被計測物を評価するように構成されてい
   る果菜類の計測装置。
2. 【請求項２】 前記取り出し箇所から前記被計測物を保
   持した状態で取り出す搬出手段が備えられ、 前記画像処理手段は、前記撮像情報に基づいて被計測物
   における保持用適正位置を求めるように構成され、 前記制御手段は、 前記搬送コンベアの搬送を停止させた状態において、前
   記被計測物の取り出し作動を実行すべく前記搬出手段の
   動作を制御するように構成され、且つ、前記保持用適正
   位置の情報、及び、前記搬送コンベアの搬送距離情報に
   基づいて、前記取り出し作動における被計測物の保持位
   置を求めるように構成されている請求項１記載の果菜類
   の計測装置。
3. 【請求項３】 前記被供給箇所に被計測物を供給する供
   給手段が備えられ、前記制御手段は、前記搬送コンベア
   の搬送を停止させた状態において、前記被計測物の供給
   作動を実行すべく前記供給手段の動作を制御するように
   構成されている請求項１又は２記載の果菜類の計測装
   置。
4. 【請求項４】 前記位置判別手段は、前記撮像手段によ
   る前記被計測物の撮像情報に基づいて、前記被計測物が
   前記撮像箇所に位置しているか否かを判別するように構
   成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の果菜
   類の計測装置。
5. 【請求項５】 前記制御手段は、 前記位置判別手段の判別情報に基づいて前記搬送コンベ
   アの搬送を停止させた後において、前記供給手段による
   被計測物の供給作動、及び、前記搬出手段による取り出
   し作動の夫々が終了したことを判別するに伴って、前記
   搬送コンベアの搬送作動を開始させるように構成されて
   いる請求項３又は４記載の果菜類の計測装置。
6. 【請求項６】 前記搬出手段により前記取り出し箇所か
   ら取り出された被計測物を収納する複数の収納部が備え
   られ、 前記制御手段は、 前記画像処理手段による評価結果及び予め設定された仕
   分け用基準情報に基づいて、前記各収納部に仕分けて積
   み込み収納すべく、前記搬出手段の取り出し作動を制御
   するように構成されている請求項２〜５のいずれか１項
   に記載の果菜類の計測装置。
7. 【請求項７】 前記被計測物が長尺状の果菜類であり、 前記供給手段は、前記被計測物の長手方向が前記搬送コ
   ンベアによる搬送方向に沿う状態となるように前記搬送
   コンベアに載置供給するように構成され、 前記搬送コンベアは、前記被計測物の長手方向が搬送方
   向に沿う状態で搬送するように構成されている請求項３
   〜６のいずれか１項に記載の果菜類の計測装置。
8. 【請求項８】 前記制御手段は、 前記取り出し作動において、前記搬出手段による被計測
   物の保持動作が適正に行えないときは、被計測物の保持
   動作を設定回数繰り返して実行するとともに、前記設定
   回数実行しても前記保持動作が適正に行えないときは、
   前記取り出し作動を終了するように構成されている請求
   項２〜７のいずれか１項に記載の果菜類の計測装置。