JPH10137695A - 選果装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 選果作業が容易であって、品種の別又は等級
の別に関わらず青果物の階級の判定精度が高く、階級判
定に専用の設備を必要とせずに安価な選果装置を提供す
ること。 【解決手段】 選果対象の青果物を撮影する撮像装置１
と、青果物の撮像を解析してその値が算出される複数種
のパラメータのうち、青果物の各品種において青果物の
重量との相関度が相対的に高いパラメータの種類を青果
物の品種に対応付けて記憶しておくメモリ45と、選果対
象の青果物の品種の設定を受け付けるデータ処理部４
と、選果対象の青果物の撮像を解析して算出されるパラ
メータ値のうち、設定された品種において重量との相関
度が相対的に高い種類のパラメータ値を抽出し、このパ
ラメータ値に基づいて選果対象の青果物の重量を推定す
る重量推定部46と、推定した重量に基づいて選果対象の
青果物の階級を判定する階級判定部47とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、果物、野菜などの
青果物をその属性である、例えば重量によって４Ｌ、３
Ｌ、２Ｌ、Ｌ、Ｍ、Ｓ、２Ｓなどの階級に分類する選果
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】出荷組合に持ち込まれた様々な大きさ、
形状の果物、野菜などの青果物は、市場に出荷される際
に、病虫害、傷の有無、色、艶、形などの外観によって
いくつかの等級に、さらに、大きさ、重さによっていく
つかの階級に分類されて選果される。

【０００３】このような選果を自動的に行う装置が特開
昭57-135076 号公報、特開昭57-197074 号公報、特開昭
58-156382 号公報などに提案されており、これらの装置
では、ビデオセンサで撮影した青果物の撮像から得た真
円度などに基づいて青果物の等級を判定し、また青果物
の撮像から求めた最大断面積、最大径などを基準値と比
較して青果物の階級を判定している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、例えば同じ柿
であっても、平核無柿、刀根柿などの渋柿系は角張った
平らな形であり、富有柿などの甘柿系は丸みを帯びたふ
っくらとした形である。そのため、渋柿系と甘柿系との
２つの柿の最大径又は断面積が等しい場合でも、形状と
高さとにより重量が変動する。

【０００５】さらに、甘柿系の柿の変形の仕方は断面が
楕円形に変形する傾向を有するが、渋柿系の柿の変形の
仕方は、表面が瘤様に出っ張る傾向を有する。そのた
め、甘柿系では、変形した柿と真円に近い柿とで、断面
積と重量との相関度は比較的変化はないと思われるが、
渋柿系では変形した柿の重量と断面積との相関度は相対
的に低くなると考えられる。このように、重量をより正
確に推定するためには高さの情報が必要であり、青果物
を上方と側方との両方から撮影しなければならない。

【０００６】従って、柿のように形状が異なる品種を有
し、重量との相関度の高いパラメータの種類が品種によ
って異なり、また変形によってパラメータと重量との相
関度が違ってくるような青果物の階級を、同一種類のパ
ラメータに基づいて判定した場合、そのパラメータと重
量との相関度が重量を推定するに足るほど高くなければ
実際の重量との差が大きくなり、品種によって、また同
一品種においても等級（外形）によって階級の判定精度
にばらつきが出てくる。

【０００７】このようなばらつきを回避するためには、
選果の現場において、青果物の実際の重量にできるだけ
近くなるように、例えば品種によって、階級に分類する
ための断面積、最大径のしきい値を設定し直さなければ
ならないので選果作業が煩雑である。

【０００８】また青果物の重量を、ロードセルなどで直
接的に計測して階級に分類すれば容易にしかも正確に階
級に分類できるが、青果物の階級判定のために専用の設
備が必要となって装置のコスト高を招いてしまう。

【０００９】本発明はこのような問題点を解決するため
になされたものであって、撮像を解析して算出されるパ
ラメータのうち、青果物の属性、例えば重量との相関度
が高いパラメータの種類を、青果物の種類、品種などに
対応付けて記憶しておき、又は重量などの属性との相関
度を示す情報をパラメータの種類に対応付けて記憶して
おき、この記憶情報を参照して重量などの属性との相関
度が比較的高いパラメータに基づいて選果対象の青果の
重量などの属性を推定することにより、選果作業が容易
であって、品種の別又は等級の別に関わらず青果物の階
級の判定精度が高く、階級判定に専用の設備を必要とせ
ずに安価な選果装置の提供を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】第１発明の選果装置は、
青果物をその属性に応じて分級する選果装置において、
選果対象の青果物を撮影する手段と、青果物の撮像を解
析してその値が算出される複数種のパラメータのうち、
青果物の各種類において該青果物の前記属性との相関度
が相対的に高いパラメータの種類を青果物の種類に対応
付けて記憶しておく手段と、選果対象の青果物の種類の
設定を受け付ける手段と、選果対象の青果物の撮像を解
析して算出されるパラメータのうち、設定された種類に
おいて該青果物の前記属性との相関度が相対的に高い種
類のパラメータ値を抽出し、該パラメータ値に基づいて
選果対象の青果物の前記属性を推定する手段と、該手段
が推定した前記属性に基づいて選果対象の青果物の階級
を判定する手段とを備えたことを特徴とする。

【００１１】第２発明の選果装置は、第１発明における
属性が青果物の重量であることを特徴とする。

【００１２】第３発明の選果装置は、第１又は第２発明
における種類が同一種類の青果物に属する品種であるこ
とを特徴とする。

【００１３】第４発明の選果装置は、青果物をその重量
に応じて分級する選果装置において、選果対象の青果物
を撮影する手段と、青果物の撮像を解析してその値が算
出されるパラメータの種類と該青果物の重量との相関度
を示す情報をパラメータの種類に対応付けて記憶してお
く手段と、選果対象の青果物の撮像を解析して算出され
たパラメータ値のうち、重量との相関度が相対的に高い
種類のパラメータ値を抽出し、該パラメータ値に基づい
て選果対象の青果物の重量を推定する手段と、該手段が
推定した重量に基づいて選果対象の青果物の階級を判定
する手段とを備えたことを特徴とする。

【００１４】第５発明の選果装置は、第１乃至第４発明
のいずれかにおける選果対象の青果物を撮影する手段
が、青果物の断面形状が得られる方向から撮影する手段
と、青果物の高さが得られる方向から撮影する手段とを
有することを特徴とする。

【００１５】第１乃至第３発明の選果装置は、選果対象
の青果物の種類として例えば品種の設定を受け付けると
選果対象の青果物を撮影し、青果物の撮像を解析して算
出されるパラメータ値のうち、設定された品種におい
て、青果物の属性である例えば重量との相関度が相対的
に高いパラメータとして記憶している種類のパラメータ
値を抽出し、このパラメータ値に基づいて選果対象の青
果物の重量を推定し、推定した重量に基づいて選果対象
の青果物の階級を判定する。

【００１６】第４発明の選果装置は、選果対象の青果物
を撮影し、青果物の撮像を解析して算出されるパラメー
タ値のうち、重量との相関度が相対的に高いパラメータ
として記憶している種類のパラメータ値を抽出し、この
パラメータ値に基づいて選果対象の青果物の重量を推定
し、推定した重量に基づいて選果対象の青果物の階級を
判定する。

【００１７】従って、本発明の選果装置は、例えば、柿
などのように、形状が異なる品種が存在し、またその重
量などの属性と相関度の高いパラメータが品種によって
違い、さらに重量などの属性を推定するためのパラメー
タとこの属性との相関度が青果物の変形によって違って
くる青果物の階級を、専用の設備を設けることなく、青
果物の等級判定用に用いられている青果物の撮像を利用
して精度良く判定することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は本発明の選果装置の構成を
示すブロック図である。なお、図中、ＯＢは選果対象の
柿であって、適宜間隔をおいてコンベアＣＯ上に配され
たプレートに載置されて図中の矢符方向に搬送される。
図中、１は、コンベアＣＯの上方及び側方にそれぞれ配
されている２台のカメラからなる撮像装置であって、選
果対象の柿の上面及び側面をそれぞれ撮影する。

【００１９】撮像装置１の搬送方向上流の、コンベアＣ
Ｏの側方には、コンベアＣＯにより搬送される柿の通過
を検出し、その検出信号を、撮像装置１の撮像を取り込
むデータ収集部３と、選果対象の青果物の等級及び階級
に基づき、青果物の仕分けを行う仕分け装置20に指令を
与えて青果物の選別を制御する選別制御装置10とに出力
するロータリエンコーダ２が配されている。

【００２０】データ収集部３は、ロータリエンコーダ２
から与えられる検出信号に同期して、撮像装置１が撮影
した柿の平面及び側面の撮像をそれぞれ取り込んで撮像
を画像処理して解析する。データ処理部４は、品種設定
部５による選果対象の品種の設定を受け付け、データ収
集部３の画像処理結果から、設定された品種に応じた計
測パラメータ値を算出して青果物の重量を推定する手段
であり、以下の核部から構成される。

【００２１】面積算出部41はデータ収集部３が取り込ん
だ柿の平面画像の解析結果から、柿の断面積を算出す
る。高さ算出部42はデータ収集部３が取り込んだ柿の側
面画像の解析結果から、柿の高さを算出する。最大径算
出部43及び最小径算出部44はデータ収集部３が取り込ん
だ柿の平面画像の解析結果から求まる重心に基づいて、
柿の平断面の最大径及び最小径をそれぞれ算出する。

【００２２】メモリ45は、平核無柿、刀根柿などの渋柿
系と、富有柿などの甘柿系とのそれぞれの品種におい
て、その重量との相関度が高い計測パラメータを、その
重量算出用の演算式とともに品種に対応付けて記憶して
いる。また、メモリ45は、各階級の重量の上限及び下限
を階級判定のしきい値として記憶している。

【００２３】図２は柿の撮像を解析して算出される計測
パラメータ、及びメモリ45の記憶状態の一例の概念図で
ある。図に示すように、例えば平核無柿、刀根柿などの
渋柿系では面積と高さとが重量との相関度が高い計測パ
ラメータであり、富有柿などの甘柿系では平断面積と高
さとに加え、平断面の最小径、最大径と高さとが重量と
の相関度が高い計測パラメータである。従って、メモリ
45には、品種に対応付けて、それぞれの計測パラメータ
の種類とともに、重量を算出するための演算式が記憶さ
れている。

【００２４】重量推定部46は、メモリ45に品種に対応付
けて記憶されている、計測パラメータの種類を参照し、
面積算出部41、高さ算出部42、最大径算出部43、及び最
小径算出部44により算出されたパラメータ値の中から、
品種設定部５により設定された品種に対応付けて記憶さ
れている種類の計測パラメータ値を抽出して青果物の重
量を推定する。階級判定部47は、重量推定部46が推定し
た重量とメモリ45に記憶されている各階級の重量のしき
い値とに基づいて青果物の階級を判定する。

【００２５】選別制御装置10は、ロータリエンコーダ２
から与えられる前述の検出信号に同期して階級判定部47
から階級判定結果を取り込む一方、コンベアＣＯ上を搬
送されてくる柿の等級及び階級に応じて柿の仕分けを行
う仕分け装置20に仕分けを行わせる指令信号を出力す
る。

【００２６】なお、以上の形態例のように、各品種にお
いて、重量の推定に適した計測パラメータを品種に対応
付けてメモリ45に記憶しておく以外に、重量との相関度
の高さを表す、例えば相関係数を計測パラメータ別に記
憶しておけば、例えば青果物の平面画像だけを撮影する
ような選果装置であっても、撮像から算出される計測パ
ラメータの中から、重量との相関度がより高い計測パラ
メータを使用して階級を精度良く判定することができ
る。

【００２７】例えば、図３乃至図５は渋柿系のハウス刀
根の重量と各種計測パラメータとの相関関係を示す図で
あるが、重量と面積×高さ（図３）、重量と面積（図
４）、及び重量と平断面の周囲長（図５）の回帰直線か
ら求まるそれぞれの相関係数を比較した場合、これらの
中で、重量と面積×高さとの相関度が最も高い。

【００２８】しかし、コンベアＣＯの上方に１台のカメ
ラだけが設置されており、これによる平面画像のみを撮
影する選果装置では、計測パラメータとして高さが求め
られないので、重量と面積、及び重量と平断面の周囲長
などのそれぞれの相関係数を比較してより相関係数が高
い方の計測パラメータ又はその組み合わせを重量推定に
使用すればよいことがわかる。さらに、この場合、重量
と面積との相関係数は、重量と面積×高さの相関係数に
かなり近く、重量を推定するに足るほど高いので、高精
度に階級を判定することができる。

【００２９】なお、この場合、重量との相関度を示す情
報として相関係数、標準偏差のいずれをメモリ45に記憶
しておいてもよい。

【００３０】以上のような本発明の選果装置による階級
判定の手順を図６のフローチャートに基づいて説明す
る。データ収集部３は撮像装置１の上面撮影用のカメラ
が撮影した青果物の平面画像を二値化し（Ｓ１）、画像
の画素ごとの濃淡値を集計して青果物の平断面の周囲座
標（ピクセル）を検出する（Ｓ２）。面積算出部41は、
画素数をカウントして面積を算出する（Ｓ４、Ｓ５）。

【００３１】また最大径算出部43及び最小径算出部44
は、検出された周囲座標の座標データを算出し（Ｓ
６）、Ｘモーメント及びＹモーメントから柿の平断面に
おける重心を算出する（Ｓ３、Ｓ７）。次に、重心と周
辺座標各点との線分の長さを求め（Ｓ８）、最大径及び
最小径をそれぞれ算出する（Ｓ９）。

【００３２】一方、データ収集部３は撮像装置１の側面
撮影用のカメラが撮影した青果物の側面画像を二値化し
（Ｓ10）、画像の画素ごとの濃淡値を集計して青果物の
側面の周囲座標を検出する。高さ算出部42は、検出され
た周囲座標の中のｙ座標の最大値と最小値との差から青
果物の高さを算出する（Ｓ11、Ｓ12）。

【００３３】重量推定部46は、上述のようにして各算出
部により算出された重量推定用基礎データのうち、設定
された品種の重量推定用に最適な計測パラメータとして
メモリ45に記憶されている計測パラメータ値を採用して
青果物の重量を推定する（Ｓ13）。階級判定部47は、推
定された重量と、メモリ45に記憶されている各階級の重
量のしきい値とを比較して青果物の階級を判定し（Ｓ１
４）、判定結果を選別制御装置10に与える。

【００３４】なお、本形態例では選果対象の青果物が柿
の場合について説明したが、本発明の選果装置は柿に限
らず、柑橘類（温州ミカン、オレンジ）、リンゴ（富
士、王林）梨（二十世紀梨、洋梨）、なす（長なす、丸
なす）などのように、外観形状が異なる品種が複数種含
まれる青果物、またその変形によって重量推定用の計測
パラメータと重量との相関度が違う青果物の階級判定に
も適用が可能であって、本形態例と同様の効果が得られ
る。

【００３５】またコンベアＣＯ上を搬送される青果物の
通過を検出する手段はロータリエンコーダ２に限らず、
ロードセル、近接スイッチなどであってもよい。

【００３６】なお、青果物の分級の基準は重量に限るも
のではなく、他の属性であってもこの属性と相関度の高
い計測パラメータを記憶しておくことで、本形態例と同
様の効果が得られる。

【００３７】また、本形態例では渋柿系、甘柿系などの
品種に対応付けて、重量などの属性との相関度が高い計
測パラメータの種類を記憶しておき、記憶情報を利用し
て重量を精度良く推定して分級する例について説明した
が、品種に限らず、柿、りんご、柑橘類などの複数種類
の青果物をそれぞれに適した計測パラメータを採用して
分級することも可能である。

【００３８】

【発明の効果】以上のように、本発明の選果装置は、撮
像を解析して算出されるパラメータのうち、青果物の属
性、例えば重量との相関度が高いパラメータの種類を、
青果物の種類、品種などに対応付けて記憶しておき、又
は重量などの属性との相関度を示す情報をパラメータの
種類に対応付けて記憶しておき、この記憶情報を参照し
て重量などの属性との相関度が比較的高いパラメータに
基づいて選果対象の青果物の重量などの属性を推定する
ので、選果作業が容易であって、品種の別又は等級の別
に関わらず青果物の階級の判定精度が高く、階級判定に
専用の設備を必要とせずに安価であるという優れた効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の選果装置のブロック図である。

【図２】本発明の選果装置における各品種の計測パラメ
ータ及びその記憶状態の概念図である。

【図３】ハウス刀根の重量と面積×高さとの相関関係を
示す図である。

【図４】ハウス刀根の重量と面積との相関関係を示す図
である。

【図５】ハウス刀根の重量と周囲長との相関関係を示す
図である。

【図６】本発明の選果装置による階級判定の処理手順の
フローチャートである。

【符号の説明】

１ 撮像装置 ２ ロータリエンコーダ ３ データ収集部 ４ データ処理部 41 面積算出部 42 高さ算出部 43 最大径算出部 44 最小径算出部 45 メモリ 46 重量推定部 47 階級判定部 ５ 品種設定部 ＯＢ 選果対象の青果物 ＣＯ コンベア

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 昌司 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 (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 青果物をその属性に応じて分級する選果
   装置において、 選果対象の青果物を撮影する手段と、 青果物の撮像を解析してその値が算出される複数種のパ
   ラメータのうち、青果物の各種類において該青果物の前
   記属性との相関度が相対的に高いパラメータの種類を青
   果物の種類に対応付けて記憶しておく手段と、 選果対象の青果物の種類の設定を受け付ける手段と、 選果対象の青果物の撮像を解析して算出されるパラメー
   タのうち、設定された種類において該青果物の前記属性
   との相関度が相対的に高い種類のパラメータ値を抽出
   し、該パラメータ値に基づいて選果対象の青果物の前記
   属性を推定する手段と、 該手段が推定した前記属性に
   基づいて選果対象の青果物の階級を判定する手段とを備
   えたことを特徴とする選果装置。
2. 【請求項２】 前記属性が青果物の重量である請求項１
   記載の選果装置。
3. 【請求項３】 前記種類が同一種類の青果物に属する品
   種である請求項１又は２に記載の選果装置。
4. 【請求項４】 青果物をその重量に応じて分級する選果
   装置において、 選果対象の青果物を撮影する手段と、 青果物の撮像を解析してその値が算出されるパラメータ
   の種類と該青果物の重量との相関度を示す情報をパラメ
   ータの種類に対応付けて記憶しておく手段と、 選果対象の青果物の撮像を解析して算出されたパラメー
   タ値のうち、重量との相関度が相対的に高い種類のパラ
   メータ値を抽出し、該パラメータ値に基づいて選果対象
   の青果物の重量を推定する手段と、 該手段が推定した重量に基づいて選果対象の青果物の階
   級を判定する手段とを備えたことを特徴とする選果装
   置。
5. 【請求項５】 選果対象の青果物を撮影する前記手段
   は、青果物の断面形状が得られる方向から撮影する手段
   と、青果物の高さが得られる方向から撮影する手段とを
   有する請求項１乃至４のいずれかに記載の選果装置。