JPH0587615A - 動態計量装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 個体識別情報の授受を行うための発信手段及
び受信手段を利用して、１頭のみが秤量台上に在ること
を正確に判断して有効データ区間を設定する。 【構成】 秤量台１と、その秤量台１上を計量対象が通
過するときの秤量値の時系列データを順次取り込んで記
憶する記憶手段６ａと、時系列データの有効データ区間
を設定する有効データ区間設定手段６ｃと、有効データ
区間における時系列データから計量対象の静止重量を算
出する演算手段６ｄとが備えられた動態計量装置におい
て、計量対象に、その個体識別情報を発信する発信手段
Ｔが取り付けられ、発信手段Ｔから発信される個体識別
情報を、計量対象が秤量台１の入口付近に在るときに受
信する第１受信手段４ａ、及び計量対象が秤量台１の出
口付近に在るときに受信する第２受信手段４ｂが設けら
れ、有効データ区間設定手段６ｃは、第１受信手段４ａ
及び第２受信手段４ｂが各別に受信する個体識別情報に
基づいて、１個の計量対象のみが秤量台１上に在るとき
のデータ区間を判定して有効データ区間とするように構
成されている動態計量装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、秤量台と、その秤量台
上を計量対象が通過するときの秤量値の時系列データを
順次取り込んで記憶する記憶手段と、前記時系列データ
の有効データ区間を設定する有効データ区間設定手段
と、前記有効データ区間における前記時系列データから
前記計量対象の静止重量を算出する演算手段とが備えら
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秤量値の経時変化
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。そこで、従来から、秤量値の時系列データを一旦取
り込んで記憶し、時系列データの変化から有効データ区
間を設定して、その有効データ区間における時系列デー
タから計量対象の静止重量を算出するように構成してい
る。

【０００３】具体的には、例えば、時系列データの変化
から複数のピークを抽出し、所定数のピークが得られた
ときに、最初のピークから最後のピークまでを有効デー
タ区間と定める。そしてこの有効データ区間における時
系列データの平均値を求めて静止重量の算出値としてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の計量装置におい
て、複数の牛を連続して計量する際、１頭ずつの静止重
量を確実に計量する方法として二つの考え方がある。第
１は、秤量台の入口及び出口にゲートを設けて適切に開
閉制御し、２頭以上の牛が秤量台に乗る状態が発生しな
いようにする方法である。しかし、この方法は、装置が
大掛かりになりコスト上昇を招く点で不利である。

【０００５】第２の方法として、上記のようなゲートを
設けずに、２頭以上の牛が秤量台に乗る状態を許容しな
がら、得られる時系列データのうち、かかる状態での時
系列データを無視し、１頭のみが秤量台上に在るときの
データ区間を判定して有効データ区間とする方法があ
る。この場合、従来例で述べた有効データ区間設定方法
だけでは、１頭のみが秤量台上に在るかどうかを判断す
ることがむずかしい。

【０００６】そこで、例えば、秤量台の入口及び出口に
光センサ等により牛の通過を検出する検出手段を設け、
その検出情報から上記の有効データ区間を設定すること
が考えられる。しかし、この方法では、例えば２頭の牛
が連なった状態で上記検出手段の設置箇所を通過した場
合に１頭であると誤検出され、やはり１頭のみが秤量台
上に在るかどうかを正確に判断することがむずかしい。
又、光センサは埃に弱い等の欠点もある。

【０００７】一方、計量対象（牛）の個体を計量装置に
認識させる方法として、牛に個体識別情報（例えば個体
番号）を発信する発信手段を取り付け、計量装置側にそ
の個体識別情報を受信する受信手段を設けることによ
り、牛の発信手段が計量装置の受信手段設に近づいたと
きに個体識別情報の授受が自動的に行われるようにする
ことが従来から実施されている。

【０００８】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、上記個体識別情報の授受を行
うための発信手段及び受信手段を利用して、１頭のみが
秤量台上に在ることを正確に判断して上記有効データ区
間を設定することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の動態計量装置
は、秤量台と、その秤量台上を計量対象が通過するとき
の秤量値の時系列データを順次取り込んで記憶する記憶
手段と、前記時系列データの有効データ区間を設定する
有効データ区間設定手段と、前記有効データ区間におけ
る前記時系列データから前記計量対象の静止重量を算出
する演算手段とが備えられたものであって、その特徴構
成は、前記計量対象に、その個体識別情報を発信する発
信手段が取り付けられ、前記発信手段から発信される個
体識別情報を、前記計量対象が前記秤量台の入口付近に
在るときに受信する第１受信手段、及び前記前記計量対
象が前記秤量台の出口付近に在るときに受信する第２受
信手段が設けられ、前記有効データ区間設定手段は、前
記第１受信手段及び第２受信手段が各別に受信する個体
識別情報に基づいて、１個の計量対象のみが秤量台上に
在るときのデータ区間を判定して前記有効データ区間と
するように構成されている点にある。

【００１０】

【作用】上記の特徴構成によれば、秤量値の時系列デー
タの有効データ区間を設定する有効データ区間設定手段
が、第１受信手段及び第２受信手段からの個体識別情報
に基づいて、１個の計量対象のみが秤量台上に在るとき
のデータ区間を判定して前記有効データ区間とする。

【００１１】ここで、第１受信手段は秤量台の入口付近
に設置され、第２受信手段は秤量台の出口付近に設置さ
れる。そして、いずれも計量対象に取り付けられた発信
手段との間の通信可能領域を狭く設定している。従っ
て、第１受信手段は、計量対象が秤量台の入口付近に在
るときに発信手段から発信される個体識別情報を受信
し、第２受信手段は、計量対象が秤量台の出口付近に在
るときに同じく個体識別情報を受信する。

【００１２】換言すれば、第１受信手段の受信信号に基
づいて計量対象が入口付近を通過して秤量台に乗るタイ
ミングを検出し、第２受信手段の受信信号に基づいて計
量対象が秤量台を下りて出口付近を通過するタイミング
を判断することがきる。又、個体識別情報から、その計
量対象を特定することができるので、仮に、２個の計量
対象が連なって入口付近又は出口付近を通過した場合で
あっても、夫々の計量対象の発信手段から発信される個
体識別情報が各別に受信され、２個の計量対象が通過し
たことが判断されうる。

【００１３】有効データ区間設定手段は上記の判断を行
うことにより、各計量対象が秤量台上に在るか否かを判
断する。そして、１個の計量対象のみが秤量台上に在る
ときのデータ区間を判定して前記有効データ区間とする
のである。尚、この有効データ区間の中で、従来例で述
べた時系列データの変化におけるピーク抽出による有効
データ区間の設定をさらに行って、有効データ区間を狭
めてもよい。

【００１４】

【発明の効果】従って、本発明によれば、上記個体識別
情報の授受を行うための発信手段及び受信手段を利用し
て、１個の計量対象のみが秤量台上に在るときのデータ
区間を判定して、有効データ区間を定めることができる
ようになった。その結果、計量ミスの少ない信頼性の高
い計量装置を提供できるものとなった。

【００１５】

【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から得られる秤量値の時系列データ
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。

【００１６】端末装置３は図２に示すように、計量の開
始及び停止の指示等を行うためのキーパネル３ａ、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。

【００１７】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。

【００１８】秤量台１は、図３に平面図を示すように、
牛が乗って歩行通過する台板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１ａ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。

【００１９】秤量台１の前後、即ち入口付近と出口付近
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４ａ，４ｂが設けられている。正確
には、図１及び図３に示すように、入口付近のアンテナ
４ａを秤量台１の手前に配置し、出口付近のアンテナ４
ａを秤量台１の後部に配置している。これは、発信手段
Ｔが牛の後脚に取り付けられていることと関連する。

【００２０】アンテナ４ａ，４ｂは、ループ状に巻回さ
れた平面角型アンテナであって、牛の進行方向に向かっ
て左側（発信手段Ｔが取付けられた脚の側）の柵２の内
側に、長手方向が牛の進行方向になるように取り付けら
れている。そして、その指向性は厚み方向、即ち牛の進
行方向に対して左右方向に強くなっている。従って、牛
の足首に取り付けられる発信手段Ｔの指向性も牛の進行
方向に対して左右方向に強くなるように取り付けられて
いる。

【００２１】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からの秤量値である電圧信号を増幅す
るアンプ５ａ、その出力を平滑するローパスフィルタ５
ｂ、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。Ａ／Ｄ変換器５ｃ
から出力される量子化された秤量値の時系列のデータ
（以下、計量データという）は、演算処理手段６に入力
される。

【００２２】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記憶手段６
ａ、計量データの変化から極大値を抽出する極大値抽出
手段６ｂ、計量データの有効データ区間を設定する有効
データ区間設定手段６ｃ、有効データ区間における計量
データから牛の重量を算出する演算手段６ｄを備える。

【００２３】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４ａ，４ｂ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、及びプリン
タ３ｃとのインターフェースを司る。

【００２４】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４ａ，４ｂからは、応答要求信号
を含むＲＦ電波が出力されている。牛に取り付けられた
発信手段Ｔがアンテナ４ａ又はアンテナ４ｂに近づく
と、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。

【００２５】この信号はアンテナ４ａ又はアンテナ４ｂ
に受信され、ＲＦ回路９ａ，９ｂ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。秤量
台１の入口付近に設けられたアンテナ４ａ、及び出口付
近に設けられたアンテナ４ｂは、各別に発信手段Ｔとの
間で上記の如き通信を行い、その通信可能領域は入口付
近又は出口付近の狭い領域に設定されている。

【００２６】従って、アンテナ４ａは牛が秤量台１の入
口付近に在るときにその個体番号を受信する第１受信手
段に相当し、アンテナ４ｂは牛が秤量台１の出口付近に
在るときにその個体番号を受信する第２受信手段に相当
する。受信された個体番号には、アンテナ４ａ，４ｂの
うちのいずれで受信した信号かを識別するためのビット
がシリアルインターフェース７にて付加され、個体検出
情報として演算処理手段６に伝送される。

【００２７】演算処理手段６は、上記の個体検出情報か
ら秤量台１に乗っている計量対象（牛）の個体番号を特
定すると共に、１頭の牛のみが秤量台１上に在るときの
データ区間を判定して有効データ区間を設定する。この
有効データ区間を設定は、演算処理手段６中の有効デー
タ区間設定手段６ｃが以下のようにして行う。

【００２８】先ず、１頭の牛のみが秤量台１上を歩行通
過したときに秤量台１から出力される秤量値（ローパス
フィルタ５ｂにて平滑された後の電圧）の経時変化は、
図５のようになる。図中、斜線部１１はアンテナ４ａが
発信手段Ｔからの個体番号を受信している期間を示し、
クロスハッチ部１２はアンテナ４ｂが発信手段Ｔからの
個体番号を受信している期間を示す。

【００２９】従って、有効データ区間設定手段６ｃは、
個体検出情報に基づいて牛が入口付近を通過したタイミ
ング１１ａ、及び牛が秤量台１を下りて出口付近を通過
するタイミング１２ａを判断し、有効データ区間Ｔを設
定する。さらに、有効データ区間設定手段６ｃは、有効
データ区間Ｔ内の計量データの変化から極大値を抽出し
て有効データ区間ｔを定めて牛の重量を算出するが、こ
れについては後述する。

【００３０】次に、２頭の牛が続けて秤量台１上を歩行
通過したとき、つまり、１番目の牛が秤量台１から下り
ないうちに２番目の牛が秤量台１に乗ったときの秤量値
の経時変化は図６又は図７のようになる。図中、斜線部
１３，１４はアンテナ４ａが発信手段Ｔからの個体番号
を受信している期間を示し、クロスハッチ部１５，１６
はアンテナ４ｂが発信手段Ｔからの個体番号を受信して
いる期間を示す。但し、１３，１５は１番目の牛の個体
番号であり、１４，１６は２番目の牛の個体番号であ
る。

【００３１】従って、有効データ区間設定手段６ｃは、
個体検出情報に基づいて１番目の牛が入口付近を通過し
たタイミング１３ａから２番目の牛が入口付近を通過す
るタイミング１４ａまでを１番目の牛の有効データ区間
Ｔ１と定め、１番目の牛が出口付近を通過したタイミン
グ１５ａから２番目の牛が出口付近を通過するタイミン
グ１６ａまでを２番目の牛の有効データ区間Ｔ２と定め
る。

【００３２】換言すれば、２番目の牛が入口付近を通過
するタイミング１４ａから１番目の牛が出口付近を通過
したタイミング１５ａまでは、２頭の牛が秤量台１上に
在ることになるので、この区間のデータを無視すること
になる。尚、２頭の牛が連なって秤量台１に乗った場
合、又は連なって秤量台１から下りた場合は、有効デー
タ区間Ｔ１又は有効データ区間Ｔ２は実質的に無くな
る。

【００３３】次に、上記のようにして定められた有効デ
ータ区間Ｔ，Ｔ１，Ｔ２における計量データから牛の重
量を算出するアルゴリズムについて説明する。図５乃至
図７に示した秤量値に相当する電圧は、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
し大きいしきい値を越えると、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手段６ａへの記憶
を開始する。

【００３４】そして、演算処理手段６の中の極大値抽出
手段６ｂが計量データの変化から極大値（図５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 を記憶する。

【００３５】従って、図５の場合、極大値Ｐ₂ は、前回
の極大値Ｐ₁ 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 はクリアされ、今回の極大値
Ｐ₂ が一つ目の極大値として記憶されることになる。そ
して、記憶された極大値が３個に達したか否かを判断
し、達していれば一つ目の極大値Ｐ₂ から三つ目の極大
値Ｐ₄ までを有効データ区間ｔとして設定する。但し、
この有効データ区間ｔは、前述した有効データ区間Ｔの
中でさらに上記アルゴリズムにより定められるものであ
る。この有効データ区間ｔにおける計量データの平均が
演算手段６ｄによって求められ、これを算出された牛の
重量とする。

【００３６】図６に示したように、２頭の牛が続けて秤
量台１上を歩行通過したときも図５の場合と同様にし
て、夫々の牛の重量が算出される。つまり、１番目の牛
の有効データ区間Ｔ１の中でさらに有効データ区間ｔ１
が定められ、２番目の牛の有効データ区間Ｔ２の中でさ
らに有効データ区間ｔ２が定められる。そして、夫々の
有効データ区間ｔ１，ｔ２における計量データの平均か
ら各牛の重量が算出される。

【００３７】図７の場合は、図６の場合と少し状況が異
なる。つまり、１番目の牛の有効データ区間Ｔ１の中で
３個以上の極大値が抽出されていない。かかる状況は、
１番目の牛が秤量台１に乗ってからすぐ後に２番目の牛
が乗ってきた場合に発生する。この場合は有効データ区
間ｔ１を定めることができないので１番目の牛について
は重量を算出することができない。従って、計量エラー
のメッセージを表示器３ａ及びプリンタ３ｃから出力す
ることになる。

【００３８】尚、図７の場合、２番目の牛については、
有効データ区間ｔ２が定まるので重量を算出することが
できるが、１番目の牛が秤量台１から下りたすぐ後に２
番目の牛が下りた場合には２番目の牛の重量も算出でき
ない状況が発生しうる。２頭の牛が連なって秤量台１に
乗った場合、又は連なって秤量台１から下りた場合は、
有効データ区間Ｔ１又は有効データ区間Ｔ２が実質的に
設定されないので、やはり、１番目又は２番目の牛の重
量を算出することができないこととなる。

【００３９】以下別実施例について記す。 上記実施例においては、受信手段としてのアンテナ
４ａ，４ｂを牛の歩行経路の側壁面、即ち柵２の内側に
設置したが、例えば床面に設置してもよい。この場合、
アンテナの指向性は鉛直方向に強くなるので、発信手段
Ｔの指向性も鉛直方向に強くなるように牛の脚に取り付
ける必要がある。

【００４０】 発信手段Ｔからの個体識別情報に基づ
く有効データ区間Ｔの設定と、時系列データ（計量デー
タ）の変化におけるピーク抽出による有効データ区間ｔ
の設定は、いずれを先に実行してもよく、要は、両方の
有効データ区間Ｔ，ｔの重なった区間（ＡＮＤ区間）
が、最終的な有効データ区間となる。

【００４１】 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歩行動物の計量装置、さらに
は車両等の動態計量装置にも適用できる。

【００４２】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】平滑前の秤量値の経時変化及び個体識別情報の
受信タイミングを示すグラフ

【図６】平滑前の秤量値の経時変化及び個体識別情報の
受信タイミングを示すグラフ（２頭の牛を連続計量した
場合、その１）

【図７】平滑前の秤量値の経時変化及び個体識別情報の
受信タイミングを示すグラフ（２頭の牛を連続計量した
場合、その２）

【符号の説明】

１ 秤量台 ４ａ 第１受信手段 ４ｂ 第２受信手段 ６ａ 記憶手段 ６ｃ 有効データ区間設定手段 ６ｄ 演算手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 秤量台（１）と、その秤量台（１）上を
   計量対象が通過するときの秤量値の時系列データを順次
   取り込んで記憶する記憶手段（６ａ）と、前記時系列デ
   ータの有効データ区間を設定する有効データ区間設定手
   段（６ｃ）と、前記有効データ区間における前記時系列
   データから前記計量対象の静止重量を算出する演算手段
   （６ｄ）とが備えられた動態計量装置であって、前記計
   量対象に、その個体識別情報を発信する発信手段（Ｔ）
   が取り付けられ、前記発信手段（Ｔ）から発信される個
   体識別情報を、前記計量対象が前記秤量台（１）の入口
   付近に在るときに受信する第１受信手段（４ａ）、及び
   前記計量対象が前記秤量台（１）の出口付近に在るとき
   に受信する第２受信手段（４ｂ）が設けられ、前記有効
   データ区間設定手段（６ｃ）は、前記第１受信手段（４
   ａ）及び第２受信手段（４ｂ）が各別に受信する個体識
   別情報に基づいて、１個の計量対象のみが秤量台（１）
   上に在るときのデータ区間を判定して前記有効データ区
   間とするように構成されている動態計量装置。