JPH0587614A

JPH0587614A - 動態計量装置

Info

Publication number: JPH0587614A
Application number: JP3250937A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Nishioka; 廉夫西岡; Akira Kusube; 晃楠部
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1991-09-30
Filing date: 1991-09-30
Publication date: 1993-04-06
Anticipated expiration: 2012-10-15
Also published as: JP2664106B2

Abstract

(57)【要約】【目的】簡単な演算により、出力される計量結果が適
正値であることが保証され得るようにする。【構成】計量対象が秤量台の上を通過するときに得ら
れる計量データに基づいて、例えば、その変化に所定数
のピークが現れたときに、最初のピークから最後のピー
クまでを有効データ区間として、その有効データ区間内
の計量データから計量対象の静止重量を算出して出力す
る演算処理手段が設けられた動態計量装置において、演
算処理手段は、静止重量の算出結果が設定範囲外であれ
ばその算出結果を出力しないように構成されている。
又、計量の開始及び停止を指示する指示手段の指令にて
前回に計量を行った際に算出された複数の静止重量値の
最大値と最小値とに基づいて、最大値に設定値を加えた
値を上限値とし且つ最小値から設定値を減じた値を下限
値として、今回の計量を行う際の設定範囲を定める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、計量対象が秤量台の上
を通過するときの計量データに基づいて前記計量対象の
静止重量を算出して出力する演算処理手段が設けられた
動態計量装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】かかる動態計量装置として、例えば牛の
計量装置がある。計量対象としての牛が秤量台の上を歩
行通過するとき、秤量台から得られる計量データの経時
変化は、牛の歩行周期に合わせて変化する複雑な波形を
呈する。演算処理手段は、この計量データに基づいて極
大値判定、平均演算等を行い牛の静止重量を算出する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の動態計量装置に
おいて、秤量台から得られる計量データが正しいデータ
か否かを判別する必要がある。つまり、計量対象が一つ
だけ、しかも完全に秤量台上にあるときのデータか否か
の判別である。例えば、牛の場合、２頭が連なって秤量
台に乗ったときの計量データや、１頭の牛の前足又は後
足のみが秤量台上にあるときの計量データは正しいデー
タではないので除外する必要がある。

【０００４】かかる無効データを除外する方法は従来か
ら種々の方法が採られているが、計算アルゴリズムが複
雑になる欠点があり、また、最終的に出力される計量結
果が適正値であることが必ずしも保証されなかった。本
発明は、かかる実情に鑑みて為されたものであって、そ
の目的は、簡単な演算により、出力される計量結果が適
正値であることが保証され得るようにすることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の動態計量装置
は、計量対象が秤量台の上を通過するときの計量データ
に基づいて前記計量対象の静止重量を算出して出力する
演算処理手段が設けられたものであって、第１の特徴構
成は、前記演算処理手段が、静止重量の算出結果が設定
範囲外であればその算出結果を出力しないように構成さ
れている点にある。

【０００６】第２の特徴構成は、第１の特徴構成を実施
する際の好ましい具体構成を示すものであって、前記演
算処理手段が、前記計量データの変化に所定数のピーク
が現れたときに、最初のピークから最後のピークまでを
有効データ区間として、その有効データ区間内の前記計
量データに基づいて前記静止重量を算出するように構成
されている点にある。

【０００７】第３の特徴構成は、第１又は第２の特徴構
成において、前記演算処理手段に計量の開始及び停止を
指示する指示手段が設けられ、前記演算処理手段は、前
記指示手段の指令にて前回に計量を行った際に算出され
た複数の静止重量値の最大値と最小値とに基づいて、前
記最大値に設定値を加えた値を上限値とし且つ前記最小
値から設定値を減じた値を下限値として、今回の計量を
行う際の前記設定範囲を定めるように構成されている点
にある。

【０００８】

【作用】第１の特徴構成によれば、計量対象の静止重量
を算出して出力する演算処理手段は、静止重量の算出結
果が設定範囲外であればその算出結果を出力しない。演
算処理手段は、例えば第２の特徴構成に示すように、計
量データの変化に所定数のピークが現れたときに、最初
のピークから最後のピークまでを有効データ区間とし
て、その有効データ区間内の計量データに基づいて静止
重量を算出する。このとき、算出結果が設定範囲外であ
ればその算出結果を出力せずに、以降の計量データに基
づいて引き続き静止重量の算出処理が行われることにな
る。或いは、全ての算出結果を一旦記憶して、後で各算
出結果が設定範囲内か否かを判断して設定範囲内のもの
だけを出力するように構成してもよい。

【０００９】第３の特徴構成によれば、上記設定範囲
は、前回に計量を行った際の複数の静止重量値の最大値
と最小値とに基づいて自動的に定められる。即ち、最大
値に設定値を加えた値を上限値とし、最小値から設定値
を減じた値を下限値として設定範囲が定められる。この
複数の静止重量値は、複数の計量対象を連続計量して得
られるものであって、連続計量の開始と停止は指示手段
によって指示される。

【００１０】

【発明の効果】従って、本発明によれば、算出された静
止重量が設定範囲の上限及び下限と比較するだけの簡単
な演算により出力される計量結果が適正値であることが
保証され得るようになった。又、第３の特徴構成によれ
ば、設定範囲の上限及び下限が、前回の複数の計量結果
に基づいて定められるので、設定ミスがなく信頼性の高
いものとなった。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を牛の計量装置に適用した実施
例について説明する。本実施例の計量装置は、図１に示
すように計量対象としての牛が秤量台１の上を歩行通過
する際に、秤量台１から得られる荷重データから、牛の
静止重量（以下、単に重量という）を算出するものであ
る。秤量台１及びその前後の通路両側には柵２が設けら
れ、その外側には端末装置３が立設されている。

【００１２】端末装置３は図２に示すように、計量の開
始及び停止を指示する指示手段としてのキーパネル３
ａ、計量結果（牛の個体番号及びその重量）を表示出力
するためのディジタル表示器３ｂ、計量結果を印字出力
するためのプリンタ３ｃ等を備える。又、秤量台１から
の荷重データに基づく牛の重量の算出や、外部情報機器
との通信等を司る計量処理部Ｈも端末装置３の内部に設
けられている。

【００１３】図１に示すように、牛の左後脚の足首に
は、牛の個体識別情報（個体番号）を発信する発信手段
Ｔが取付けられている。発信手段Ｔは、個体番号を記憶
するメモリ及び双方向のＲＦ無線通信手段を備える。そ
して、後述する受信手段を介して計量処理部Ｈとの間で
無線通信を行い、計量対象である牛の個体番号を計量処
理部Ｈに与える。尚、前述のキーパネル３ａを用いて、
作業者が個体番号を手動入力することもできる。

【００１４】秤量台１は、図３に平面図を示すように、
鉄枠に取り付けられたＦＲＰ製の台板１ａと、その四隅
に配設された４個のロードセル１ｂとを備える。台板１
ａにかかる荷重は、これら４個のロードセル１ｂの出力
の合計値として検出される。４個のロードセル１ｂの出
力は、アナログ電圧として計量処理部Ｈに与えられ、計
量処理部Ｈにて信号処理される。

【００１５】秤量台１における載置面の下方、即ち台板
１ａの裏側には発信手段Ｔからの個体番号を受信するた
めの受信手段としてのアンテナ４が設けられている。ア
ンテナ４は、ループ状に巻回された平面角型アンテナで
あって、その横幅は秤量台１における載置面の横幅より
やや小さく、長手方向が秤量台１の長手方向に沿ってほ
ぼ中央に位置するように設けられている。その指向性
は、秤量台１における載置面と直角方向、即ち鉛直方向
になる。尚、前述の発信手段Ｔの指向性も鉛直方向とな
るように、牛の足首に取り付けられている。

【００１６】計量処理部Ｈは、図４に示すように、デー
タ入力手段５と演算処理手段６を備える。データ入力手
段５は、秤量台１からの荷重データとしての電圧信号を
増幅するアンプ５ａ、その出力を平滑するローパスフィ
ルタ５ｂ、平滑された電圧信号を所定のサンプリング時
間で量子化するＡ／Ｄ変換器５ｃを備える。以下、量子
化された時系列のデータを計量データという。

【００１７】演算処理手段６は、マイクロコンピュータ
を利用して構成され、計量データを記憶するメモリ、計
量データに基づいて各種演算処理を行うＣＰＵ、演算の
途中経過を記憶するメモリ等を備えている。

【００１８】又、計量処理部Ｈにはシリアルインターフ
ェース７や入出力回路８が設けられている。シリアルイ
ンターフェース７は、牛の個体毎の履歴データや集計デ
ータを管理する外部情報機器ＤＥ（コンピュータ）との
通信や、アンテナ４及びそのＲＦ回路９を介しての発信
手段Ｔとの通信を司る。入出力回路８は、前述のキーパ
ネル３ａ、ディジタル表示器３ｂ、プリンタ３ｃとのイ
ンターフェースを司る。

【００１９】計量処理部Ｈ（演算処理手段６）と牛に取
り付けられた発信手段Ｔとの間の通信は次のように行わ
れる。先ず、アンテナ４から、応答要求信号を含むＲＦ
電波が出力される。発信手段Ｔを取り付けた牛が秤量台
１上を歩行通過する際に、発信手段ＴがこのＲＦ電波に
よって電力を供給され能動状態になる。そして、応答要
求信号に応えて記憶情報、即ち、その発信手段Ｔが取り
付けられている牛の個体番号をＲＦ電波として発信す
る。この信号はアンテナ４に受信され、ＲＦ回路９及び
シリアルインターフェース７を介して演算処理手段６に
伝送される。

【００２０】尚、牛が秤量台１上を歩行通過する際、発
信手段Ｔが取り付けられた左後脚は、少なくとも１回は
秤量台１における載置面のうちアンテナ４の上方部分に
着地する。このときに、発信手段Ｔとアンテナ４との距
離が最も小さくなると共に指向性がほぼ一致し、微弱な
ＲＦ電波で通信が可能となる。

【００２１】次に、秤量台１からの計量データに基づい
て、牛の重量を算出するアルゴリズムについて説明す
る。牛が秤量台１上を歩行通過する際に秤量台１から出
力されるアナログ電圧（アンプ５ａにて増幅後の電圧）
の経時変化は、図５のようになる。図中、期間ａは牛の
前足のみが秤量台１に乗っている状態、期間ｂは牛の全
重量が秤量台１に乗っている状態、期間ｃは牛の後足の
みが秤量台１に乗っている状態を示す。

【００２２】このアナログ電圧は、ローパスフィルタ５
ｂを通り図６に示すような平滑化された波形となる。こ
の電圧は、前述したように、Ａ／Ｄ変換器５ｃによって
量子化され、計量データとして演算処理手段６に入力さ
れる。演算処理手段６は、計量データが秤量台１ａの自
重のみによる値より少し大きい設定値Ｋを越えると、牛
が秤量台１に乗り始めたものとして、その計量データの
記憶を開始する。以下の処理については、図７の流れ図
を参照しながら説明する。

【００２３】処理（イ）以降に示すように、演算処理手
段６は計量データを記憶すると共に、その変化から極大
値（図６におけるＰ₁，Ｐ₂，Ｐ₃，・・・）を抽出し
て記憶する。但し、今回の極大値Ｐ_nを前回の極大値Ｐ
_n-1と比較して、２０％以上の変化（増加又は減少）が
あった場合は、異なるグループのデータであると判断し
て、それまでに記憶された極大値をクリアした上で、今
回の極大値Ｐ_nを記憶して流れ図の先頭に戻る。

【００２４】例えば図６において、極大値Ｐ₃は、前回
の極大値Ｐ₂より２０％以上増加しているので、それま
でに記憶された極大値Ｐ₁，Ｐ₂はクリアされ、今回の
極大値Ｐ₃が一つ目の極大値として記憶されることにな
る。

【００２５】２０％未満の変化である場合はその極大値
を記憶し、処理（ロ）に示すように、それまでに記憶さ
れた極大値が３個に達したか否かを判断する。達してい
なければ流れ図の先頭に戻り上記処理を繰り返す。３個
に達すれば、一つ目の極大値から三つ目の極大値までを
有効データ区間として設定する。例えば図６において、
極大値Ｐ₅が抽出されたときに、それまでに記憶された
極大値が３個に達する（Ｐ₃，Ｐ₄，Ｐ₅）ので、有効
データ区間Ｔが図のように定められる。

【００２６】そして、演算処理手段６は、記憶している
計量データの中から有効データ区間Ｔにおける全データ
の平均値Ｗを算出する。この算出結果Ｗが計量結果とし
て得られる値であるが、この値が適正値であるか否かを
次のようにしてチェックする。即ち、算出結果Ｗが設定
範囲内（Ｗ_LO≦Ｗ≦Ｗ_UP）か否かを判断し、設定範囲内
であれば、適正値としてディジタル表示器３ｂやプリン
タ３ｃに出力する。設定範囲外の場合は算出結果Ｗを出
力せずに流れ図の先頭に戻り、上記処理を繰り返す。

【００２７】上記設定範囲の下限値Ｗ_LO及び上限値Ｗ_UP
は、前回の計量結果に基づいて自動的に設定される。つ
まり、演算処理手段６は、前回に計量を行った際に算出
された複数の静止重量値の最大値Ｗ_MAX及び最小値Ｗ
_MINを記憶しておき、この最大値Ｗ_MAXに設定値（例え
ば５０Ｋｇ）を加えた値を上限値Ｗ_UPとし、最小値Ｗ_MI
_Nから設定値を減じた値を下限値Ｗ_LOとして、今回の計
量を行う際の設定範囲を定める。

【００２８】尚、上記設定値（例えば５０Ｋｇ）は、例
えば、牛の計量が一日に一回行われる場合、一日の総採
食量及び総飲水量を考量して決められる。又、演算処理
手段６は、前述のキーパネル３ａからの計量の開始指令
及び停止指令によって、複数の牛の一回の計量の始まり
と終わりを認識することができる。

【００２９】以上のように、静止重量の算出結果が設定
範囲内か否かを最終的にチェックすることにより、牛の
前足又は後足が秤量台１に乗っていないときや、２頭の
牛が秤量台１に乗っているときの算出結果を除外してい
る。

【００３０】以下別実施例について記す。上記実施例においては、有効データ区間を設定する
に際し、記憶された極大値が３個に達すれば有効データ
区間とするように構成したが、極大値の数は３個に限ら
ない。要は、所定数のピークが現れたときに、最初のピ
ークから最後のピークまでを有効データ区間とすればよ
い。尚、極大値の代わりに極小値を抽出してもよい。

【００３１】上記実施例においては、計量データの
変化から求められた有効データ区間に基づいて静止重量
が算出される毎に、その算出結果が設定範囲内か否かを
判断するように構成したが、所定の期間に亘って複数の
算出結果を一旦記憶しておいて、後でそれらの中から設
定範囲内に入っているものを抽出するように構成しても
よい。

【００３２】上記実施例においては、設定範囲の上
限値Ｗ_UP及び下限値Ｗ_LOを、前回の計量結果に基づいて
自動的に設定するように構成したが、本発明はこれに限
らない。例えば、上限値Ｗ_UP及び下限値Ｗ_LOをキーパネ
ル３ａから設定できるように構成してもよい。

【００３３】上記実施例は牛の計量装置であるが、
本発明はこれに限らず各種の歩行動物、さらには車両等
の動態計量装置にも適用できる。

【００３４】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る牛の計量装置の概略構成
を示す側面図

【図２】計量装置の端末装置部分の正面図

【図３】計量装置の秤量台部分平面図（部分透視図）

【図４】計量装置の計量処理部とその周辺の回路ブロッ
ク図

【図５】平滑前の荷重データ（計量データ）の経時変化
を示すグラフ

【図６】平滑後の荷重データ（計量データ）の経時変化
を示すグラフ

【図７】演算処理手段による静止重量の算出処理を示す
流れ図

【符号の説明】

１秤量台３ａ指示手段６処理手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】計量対象が秤量台（１）の上を通過する
ときの計量データに基づいて前記計量対象の静止重量を
算出して出力する演算処理手段（６）が設けられた動態
計量装置であって、前記演算処理手段（６）は、静止重
量の算出結果が設定範囲外であればその算出結果を出力
しないように構成されている動態計量装置。
【請求項２】前記演算処理手段（６）は、前記計量デ
ータの変化に所定数のピークが現れたときに、最初のピ
ークから最後のピークまでを有効データ区間として、そ
の有効データ区間内の前記計量データに基づいて前記静
止重量を算出するように構成されている請求項１記載の
動態計量装置。
【請求項３】前記演算処理手段（６）に計量の開始及
び停止を指示する指示手段（３ａ）が設けられ、前記演
算処理手段（６）は、前記指示手段（３ａ）の指令にて
前回に計量を行った際に算出された複数の静止重量値の
最大値と最小値とに基づいて、前記最大値に設定値を加
えた値を上限値とし且つ前記最小値から設定値を減じた
値を下限値として、今回の計量を行う際の前記設定範囲
を定めるように構成されている請求項１又は２に記載の
動態計量装置。