特開 2022-185328 光学式選別機、選別シミュレーション装置、および、光学式選別機を用いた被選別物の選別についてのシミュレーション方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022185328

(43)【公開日】2022-12-14

(54)【発明の名称】光学式選別機、選別シミュレーション装置、および、光学式選別機を用いた被選別物の選別についてのシミュレーション方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/85 20060101AFI20221207BHJP

【ＦＩ】

G01N21/85 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021092936

(22)【出願日】2021-06-02

(71)【出願人】

【識別番号】000001812

【氏名又は名称】株式会社サタケ

(74)【代理人】

【識別番号】110003052

【氏名又は名称】特許業務法人勇智国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】竹内 宏明

(72)【発明者】

【氏名】石突 裕樹

(72)【発明者】

【氏名】宮本 知幸

(72)【発明者】

【氏名】有井 宏典

【テーマコード（参考）】

2G051

【Ｆターム（参考）】

2G051AA04

2G051AB01

2G051AB02

2G051BA20

2G051BB01

2G051CA03

2G051CB01

2G051CB02

2G051DA13

2G051EB02

(57)【要約】

【課題】 光学式選別機における品質制御を改善する。
【解決手段】 光学式選別機のコントローラは、光学式選別機から良品として排出される被選別物における不良品の混入許容率に関しての目標品質条件の候補の入力を受け付け、被選別物の少なくとも一部に関する、不良品の混入率を表す品質情報の入力を受け付け、目標品質条件の候補を達成可能に選別装置によって選別がなされた場合の良品として排出される被選別物の量および／または歩留りに関する選別結果を品質情報に基づいてシミュレーションして、シミュレーション結果を出力し、選別装置によって選別を行う際に採用すべき最終的な目標品質条件の入力を受け付け、最終的な目標品質条件を達成可能な選別制御パラメータに基づいて選別を実行するように構成される。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

光学式選別機であって、
移送中の被選別物に光を照射するように構成された光源と、
前記光源から照射され、前記被選別物に関連付けられた光を検出するように構成された光学センサと、
前記光学センサによって取得された信号に基づいて不良品と判定された被選別物の少なくとも一部を選別するように構成された選別装置と、
前記光学式選別機の動作を制御するように構成されたコントローラと
を備え、
前記コントローラは、
前記光学式選別機から良品として排出される被選別物における前記不良品の混入許容率に関しての目標品質条件の候補の入力を受け付け、
前記被選別物の少なくとも一部に関する、前記不良品の混入率を表す品質情報の入力を受け付け、
前記目標品質条件の候補を達成可能に前記選別装置によって選別がなされた場合の前記良品として排出される前記被選別物の量および／または歩留りに関する選別結果を前記品質情報に基づいてシミュレーションして、シミュレーション結果を出力し、
前記選別装置によって選別を行う際に採用すべき最終的な目標品質条件の入力を受け付け、
前記最終的な目標品質条件を達成可能な選別制御パラメータに基づいて選別を実行するように構成された
光学式選別機。

【請求項2】

請求項１に記載の光学式選別機であって、
前記コントローラは、前記不良品と判定された前記被選別物のうちの一部の被選別物のみを選別するように前記選別装置を制御可能に構成され、
前記選別制御パラメータは、前記不良品と判定された前記被選別物のうちの選別すべき被選別物の割合である選別率に関する設定値を含む
光学式選別機。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の光学式選別機であって、
前記選別制御パラメータは、前記不良品の判定のための閾値を含む
光学式選別機。

【請求項4】

請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の光学式選別機であって、
前記選別装置は、
前記エアを選択的に噴射可能な複数のノズルであって、前記被選別物の移送方向に直交する方向に配列された複数のノズルを備え、
前記複数のノズルから前記被選別物に前記エアを選択的に噴射して、前記不良品と判定された前記被選別物の少なくとも一部を選別するように構成され、
前記コントローラは、前記被選別物に対する前記エアの噴射範囲を可変に設定可能に構成され、
前記選別制御パラメータは、前記エアの前記噴射範囲に関する設定を含む
光学式選別機。

【請求項5】

請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の光学式選別機であって、
前記光学式選別機は、一次選別系統と二次選別系統とを備え、
前記一次選別系統および前記二次選別系統の各々は、前記光源、前記光学センサおよび前記選別装置によって光学的な選別を行うように構成され、
前記光学式選別機は、
前記一次選別系統へ投入された前記被選別物が第１の被選別物群と第２の被選別物群とに選別され、前記第１の被選別物群が前記一次選別系統から前記良品として排出され、前記第２の被選別物群が前記二次選別系統に投入され、前記二次選別系統において、前記第２の被選別物群が第３の被選別群と第４の被選別物群とに選別されるように構成されるとともに、
前記第３の被選別群の排出先を、前記一次選別系統への再投入と、前記良品としての排出との間で切替可能に構成され、および／または、前記第４の被選別群の排出先を、前記良品としての排出と、前記不良品としての排出と、の間で切替可能に構成され、
前記選別制御パラメータは、前記第３の被選別群および／または前記第４の被選別群の前記排出先に関する設定を含む
光学式選別機。

【請求項6】

請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の光学式選別機であって、
前記コントローラは、選別運転中において、前記光学センサによって取得された前記信号に基づいて、所定期間内における前記被選別物に占める前記不良品の混入状況を検出し、前記混入状況に基づいて、前記選別制御パラメータを変更可能に構成された
光学式選別機。

【請求項7】

請求項６に記載の光学式選別機であって、
前記コントローラは、前記選別運転中において、前記混入状況に基づいて、前記所定期間内における前記目標品質条件に関する選別結果を演算し、前記演算された選別結果に基づいて前記選別制御パラメータを変更可能に構成された
光学式選別機。

【請求項8】

請求項５を従属元に含む請求項７に記載の光学式選別機であって、
前記コントローラは、前記選別運転中において、前記前記一次選別系統および前記二次選別系統の各々において取得された前記信号に基づいて、前記所定期間内における前記目標品質条件に関する前記選別結果を演算するように構成された
光学式選別機。

【請求項9】

請求項７または請求項８に記載の光学式選別機であって、
前記コントローラは、前記演算された選別結果が表す品質が前記最終的な目標品質条件を所定の程度、下回っているときは、前記演算された選別結果が表す品質が前記最終的な目標品質条件に近づく方向に前記選別制御パラメータを変更するように構成された
光学式選別機。

【請求項10】

請求項７ないし請求項９のいずれか一項に記載の光学式選別機であって、
前記コントローラは、前記演算された選別結果が表す品質が前記最終的な目標品質条件を所定の程度、上回っているときは、前記良品として排出される前記被選別物の歩留りが向上する方向に前記選別制御パラメータを変更するように構成された
光学式選別機。

【請求項11】

選別シミュレーション装置であって、
コントローラを備え、
前記コントローラは、
光学式選別機を用いて被選別物を選別した場合に前記光学式選別機から良品として排出される被選別物における不良品の混入許容率に関しての目標品質条件の候補の入力を受け付け、
前記被選別物の少なくとも一部に関する、前記不良品の混入率を表す品質情報の入力を受け付け、
前記目標品質条件の候補を達成可能に前記光学式選別機によって選別がなされた場合の前記良品として排出される前記被選別物の量および／または歩留りに関する選別結果を前記品質情報に基づいてシミュレーションして、シミュレーション結果を出力する
ように構成された
選別シミュレーション装置。

【請求項12】

光学式選別機を用いた被選別物の選別についてのシミュレーション方法であって、
前記光学式選別機から良品として排出される被選別物における不良品の混入許容率に関しての目標品質条件の候補をユーザが決定する工程と、
前記被選別物の少なくとも一部に関する、前記不良品の混入率を表す品質情報を取得する工程と、
前記目標品質条件の候補を達成可能に前記光学式選別機によって選別がなされた場合の前記良品として排出される前記被選別物の量および／または歩留りに関しての選別結果を前記品質情報に基づいてシミュレーションし、ユーザに提示する工程と、
を備えるシミュレーション方法。

【請求項13】

光学式選別機であって、
移送中の被選別物に光を照射するように構成された光源と、
前記光源から照射され、前記被選別物に関連付けられた光を検出するように構成された光学センサと、
前記光学センサによって取得された信号に基づいて前記不良品と判定された被選別物の少なくとも一部を選別するように構成された選別装置と、
前記光学式選別機の動作を制御するように構成されたコントローラと
を備え、
前記コントローラは、
前記被選別物の少なくとも一部に関する、前記不良品の混入率を表す品質情報の入力を受け付け、
前記光学式選別機から良品として排出される被選別物における不良品の混入許容率に関しての目標品質条件の複数の候補ごとに、該目標品質条件の候補を達成可能に前記光学式選別機によって選別がなされた場合の前記良品として排出される前記被選別物の量および／または歩留りに関する選別結果を前記品質情報に基づいてシミュレーションし、
シミュレーションの結果に基づいて、前記選別装置によって選別を行う際に採用すべき最終的な目標品質条件を決定し、
前記最終的な目標品質条件を達成可能な選別制御パラメータに基づいて選別を実行するように構成された
光学式選別機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は光学式選別機における選別技術に関する。

【背景技術】

【0002】

事業者が生産者から米を買い取る場合、目視や、穀粒判別器によるサンプル測定結果に基づいて、米の等級判定が行われる。等級については、農産物検査規格として、不良品の混入率に応じて高品質な順に１等級、２等級、３等級が定められている。米の等級が高いほど買い取り価格が高くなるので、生産者は１等級の米の出荷を目指すこととなる。また、製品歩留りが高いほど高収益が得られるので、生産者は高歩留りを目指すこととなる。

【0003】

このようなことから、光学式選別機を使用して、出荷前の米から不良品を除去して、製品としての米の品質を向上させることが従来から行われている。また、下記の特許文献１，２は、胴割米を全て除去するのではなく、敢えて胴割米の一部のみを除去することによって、製品の歩留りを向上させる技術を開示している。具体的には、特許文献１は、胴割米と判定された米のうちの予め設定された割合の米のみを除去する選別機を開示している。また、特許文献２は、予め設定された閾値以上の亀裂長さを有する胴割米のみを除去する選別機を開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第５０３５６９６号公報

【特許文献2】特許第５０７１７１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１，２に記載の光学式選別機は、品質制御の面で改善の余地を残している。例えば、胴割米と判定された米のうちの、どの程度の胴割米を除去するかは、ユーザが予め設定しなければならないが、ユーザは、選別処理によって、どの程度の品質および歩留りの製品が得られるのかを選別処理前に把握できないので、適切な除去割合を設定できないおそれがある。

【0006】

また、一般的に、製品品質と歩留りとはトレードオフの関係にあるので、必ずしも、品質をできる限り向上させることが高収益に繋がるとは言えない。例えば、収穫した米の品質が悪い場合（つまり、不良品の混入率が非常に高い場合）には、大量の不良品を除去して等級を上げると、歩留りが著しく低下し、その結果、収益がかえって低下することも生じ得る。

【0007】

このようなことから、光学式選別機における品質制御を改善することが求められる。上記の問題は、米に限らず、任意の種類の粒状物（例えば、米以外の任意の穀類、樹脂など）にも共通する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、例えば、以下の形態として実現することが可能である。

【0009】

本発明の第１の形態によれば、光学式選別機が提供される。この光学式選別機は、移送中の被選別物に光を照射するように構成された光源と、光源から照射され、被選別物に関連付けられた光を検出するように構成された光学センサと、光学センサによって取得された信号に基づいて不良品と判定された被選別物の少なくとも一部を選別するように構成された選別装置と、光学式選別機の動作を制御するように構成されたコントローラと、を備えている。コントローラは、光学式選別機から良品として排出される被選別物における不良品の混入許容率に関しての目標品質条件の候補の入力を受け付け、被選別物の少なくとも一部に関する、不良品の混入率を表す品質情報の入力を受け付け、目標品質条件の候補を達成可能に選別装置によって選別がなされた場合の良品として排出される被選別物の量および／または歩留りに関する選別結果を品質情報に基づいてシミュレーションして、シミュレーション結果を出力し、選別装置によって選別を行う際に採用すべき最終的な目標品質条件の入力を受け付け、最終的な目標品質条件を達成可能な選別制御パラメータに基づいて選別を実行するように構成される。

【0010】

「被選別物に関連付けられた光」とは、被選別物で反射した光である反射光であってもよいし、被選別物を透過した光である透過光であってもよいし、あるいは、反射光と透過光との両方であってもよい。あるいは、反射光および／または透過光に代えて、または、加えて、「被選別物に関連付けられた光」には、蛍光物質を含む被選別物に光を照射した際に蛍光発光によって生じた光が含まれ得る。「良品として排出される被選別物」とは、良品のみに限られず、選別（除去）不要と判断された不良品が含まれてもよい。

【0011】

この光学式選別機によれば、ユーザは、目標品質条件の候補を採用した場合の、良品として排出される被選別物の量および／または歩留りに関するシミュレーション結果を、選別運転を開始する前に確認することができる。このため、ユーザは、シミュレーション結果に基づいて、良品として排出される被選別物の量および／または歩留りを考慮して、採用すべき最終的な目標品質条件を決定できる。したがって、所望の品質および歩留りの被選別物を得ることができる。

【0012】

本発明の第２の形態によれば、第１の形態において、コントローラは、不良品と判定された被選別物のうちの一部の被選別物のみを選別するように選別装置を制御可能に構成される。選別制御パラメータは、不良品と判定された被選別物のうちの選別すべき被選別物の割合である選別率に関する設定値を含む。この形態によれば、不良品の混入率を直接的に制御できるので、最終的な目標品質条件を満たすように品質および歩留りを制御しやすい。

【0013】

本発明の第３の形態によれば、第１または第２の形態において、選別制御パラメータは、不良品の判定のための閾値を含む。この形態によれば、不良品と判定される被選別物の数を制御できるので、品質および歩留りを制御できる。

【0014】

本発明の第４の形態によれば、第１ないし第３のいずれかの形態において、選別装置は、エアを選択的に噴射可能な複数のノズルであって、被選別物の移送方向に直交する方向に配列された複数のノズルを備え、複数のノズルから被選別物にエアを選択的に噴射して、不良品と判定された被選別物の少なくとも一部を選別するように構成される。コントローラは、被選別物に対するエアの噴射範囲を可変に設定可能に構成される。選別制御パラメータは、エアの噴射範囲に関する設定を含む。

【0015】

被選別物に対するエアの「噴射範囲」とは、ある瞬間においてエアが噴射される範囲に限らず、移送中の被選別物とともに移動する座標系における範囲を意味する。例えば、移送中の被選別物と、エアが噴射される領域と、の相対的な位置関係は、被選別物の移送に伴って刻々と変化するが、被選別物とともに移動する座標系においてエアが一瞬でも当たる座標領域の全体が被選別物に対するエアの「噴射範囲」となり得る。そのようなエアの噴射範囲は、例えば、噴射期間を変更することによって変更され得る。あるいは、エアの噴射範囲は、複数のノズルのうちのエアを噴射すべきノズルの数を変更することによって変更され得る。具体的には、複数のノズルのうちの一つのノズルからエアを噴射するか、それとも、一つのノズルと、当該一つのノズルに隣接するノズルと、からエアを噴射するかによって、噴射範囲が変更され得る。つまり、「エアの噴射範囲に関する設定」とは、噴射期間の設定であってもいし、複数のノズルの配列方向における被選別物の検出位置に関しての噴射担当範囲の割り当てについての設定であってもよいし、あるいは、それらの両方であってもよい。

【0016】

第４の形態によれば、不良品の除去精度、または、巻き添え除去（除去すべき被選別物に対してエアを噴射した際に、当該除去すべき被選別物に隣接して存在する被選別物が一緒に除去されること）の発生頻度を制御できるので、品質および歩留りを制御できる。

【0017】

本発明の第５の形態によれば、第１ないし第４のいずれかの形態において、光学式選別機は、一次選別系統と二次選別系統とを備えている。一次選別系統および二次選別系統の各々は、光源、光学センサおよび選別装置によって光学的な選別を行うように構成される。光学式選別機は、一次選別系統へ投入された被選別物が第１の被選別物群と第２の被選別物群とに選別され、第１の被選別物群が一次選別系統から良品として排出され、第２の被選別物群が二次選別系統に投入され、二次選別系統において、第２の被選別物群が第３の被選別群と第４の被選別物群とに選別されるように構成される。さらに、光学式選別機は、第３の被選別群の排出先を、一次選別系統への再投入と、良品としての排出との間で切替可能に構成されることと、第４の被選別群の排出先を、良品としての排出と、不良品としての排出と、の間で切替可能に構成されることと、の少なくとも一方を満たす。選別制御パラメータは、第３の被選別群および／または第４の被選別群の排出先に関する設定を含む。この形態によれば、第３の被選別群および／または第４の被選別群の排出先を変更することによって、品質および歩留りを制御できる。

【0018】

本発明の第６の形態によれば、第１ないし第５のいずれかの形態において、コントローラは、選別運転中において、光学センサによって取得された信号に基づいて、所定期間内における被選別物に占める不良品の混入状況を検出し、混入状況に基づいて、選別制御パラメータを変更可能に構成される。不良品の実際の混入状況と品質情報とは、必ずしも一致しないが、本形態によれば、不良品の実際の混入状況に応じて選別制御パラメータを変更できる。したがって、目標品質条件をより確実に達成できる。

【0019】

本発明の第７の形態によれば、第６の形態において、コントローラは、選別運転中において、混入状況に基づいて、所定期間内における目標品質条件に関する選別結果を演算し、演算された選別結果に基づいて選別制御パラメータを変更可能に構成される。この形態によれば、不良品の実際の混入状況と、選別制御パラメータの設定と、に基づいて、光学式選別機から良品として排出される被選別物の品質を演算できる。そして、選別運転中において、演算結果から把握される最終的な目標品質条件の達成状況に応じて選別制御パラメータを変更可能となる。したがって、実際の選別処理の結果が最終的な目標品質条件に近づくようにフィードバック制御を行うことができる。

【0020】

本発明の第８の形態によれば、第５の形態を含む第７の形態において、コントローラは、選別運転中において、一次選別系統および二次選別系統の各々において取得された信号に基づいて、所定期間内における目標品質条件に関する選別結果を演算するように構成される。一次選別系統から良品として排出される被選別物は、一次選別系統へ投入された被選別物から二次選別系統へ投入された被選別物を差し引いたものであるから、本形態によれば、一次選別系統および二次選別系統の各々へ投入された被選別物の実際の品質に基づいて、一次選別系統から良品として排出される被選別物の品質をより正確に把握できる。

【0021】

本発明の第９の形態によれば、第７または第８の形態において、コントローラは、演算された選別結果が表す品質が最終的な目標品質条件を所定の程度、下回っているときは、演算された選別結果が表す品質が最終的な目標品質条件に近づく方向に選別制御パラメータを変更するように構成される。この形態によれば、最終的な目標品質条件を確実に達成することができる。

【0022】

本発明の第１０の形態によれば、第７ないし第９のいずれかの形態において、コントローラは、演算された選別結果が表す品質が最終的な目標品質条件を所定の程度、上回っているときは、良品として排出される被選別物の歩留りが向上する方向に選別制御パラメータを変更するように構成される。この形態によれば、最終的な目標品質条件を達成しつつ、歩留りを向上させることができる。

【0023】

本発明の第１１の形態によれば、選別シミュレーション装置が提供される。この選別シミュレーション装置は、コントローラを備えている。コントローラは、光学式選別機を用いて被選別物を選別した場合に光学式選別機から良品として排出される被選別物における不良品の混入許容率に関しての目標品質条件の候補の入力を受け付け、被選別物の少なくとも一部に関する、不良品の混入率を表す品質情報の入力を受け付け、目標品質条件の候補を達成可能に光学式選別機によって選別がなされた場合の良品として排出される被選別物の量および／または歩留りに関する選別結果を品質情報に基づいてシミュレーションして、シミュレーション結果を出力するように構成される。この選別シミュレーション装置によれば、第１の形態と同様の効果が得られる。

【0024】

本発明の第１２の形態によれば、光学式選別機を用いた被選別物の選別についてのシミュレーション方法が提供される。この方法は、光学式選別機から良品として排出される被選別物における不良品の混入許容率に関しての目標品質条件の候補をユーザが決定する工程と、被選別物の少なくとも一部に関する、不良品の混入率を表す品質情報を取得する工程と、目標品質条件の候補を達成可能に光学式選別機によって選別がなされた場合の良品として排出される被選別物の量および／または歩留りに関しての選別結果を品質情報に基づいてシミュレーションし、ユーザに提示する工程と、光学式選別機によって選別を行う際に採用すべき最終的な目標品質条件をユーザが決定する工程と、最終的な目標品質条件を達成可能な選別制御パラメータに基づいて、光学式選別機によって選別を実行する工程と、を備えている。この方法によれば、第１の形態と同様の効果が得られる。

【0025】

本発明の第１３の形態によれば、光学式選別機が提供される。この光学式選別機は、移送中の被選別物に光を照射するように構成された光源と、光源から照射され、被選別物に関連付けられた光を検出するように構成された光学センサと、光学センサによって取得された信号に基づいて不良品と判定された被選別物の少なくとも一部を選別するように構成された選別装置と、光学式選別機の動作を制御するように構成されたコントローラと、を備えている。コントローラは、被選別物の少なくとも一部に関する、不良品の混入率を表す品質情報の入力を受け付け、光学式選別機から良品として排出される被選別物における不良品の混入許容率に関しての目標品質条件の複数の候補ごとに、目標品質条件の候補を達成可能に光学式選別機によって選別がなされた場合の良品として排出される被選別物の量および／または歩留りに関する選別結果を品質情報に基づいてシミュレーションし、シミュレーションの結果に基づいて、選別装置によって選別を行う際に採用すべき最終的な目標品質条件を決定し、最終的な目標品質条件を達成可能な選別制御パラメータに基づいて選別を実行するように構成される。

【0026】

目標品質条件の複数の候補は、予め定められ、光学式選別機のメモリに記憶されていてもよいし、あるいは、ユーザによって入力され、コントローラが、その入力を受け付けてもよい。コントローラは、最も歩留りが高くなる目標品質条件の候補を最終的な目標品質条件として決定してもよいし、あるいは、良品として排出される被選別物の量に、予め定められた製品単価を乗じて、製品売上高予測値を算出し、製品売上高予測値が最も高くなる目標品質条件の候補を、最終的な目標品質条件として決定してもよい。コントローラは、最終的な目標品質条件の決定後に選別を自動的に実行してもよいし、あるいは、シミュレーション結果および／または製品売上高予測値を画像表示装置に出力して、ユーザに提示し、ユーザから選別実行指示を受け付けてから選別を実行してもよい。

【0027】

この光学式選別機によれば、コントローラが、歩留り、または、製品売上高予測値ができるだけ高くなる最適な選別制御パラメータを設定して、選別を実行することができる。第１３の形態に、第２ないし第１０のいずれかの形態を付加することもできる。

【0028】

本発明の第１４の形態によれば、光学式選別機が提供される。この光学式選別機は、移送中の被選別物に光を照射するように構成された光源と、光源から照射され、被選別物に関連付けられた光を検出するように構成された光学センサと、光学センサによって取得された信号に基づいて不良品と判定された被選別物の少なくとも一部を選別するように構成された選別装置と、光学式選別機の動作を制御するように構成されたコントローラと、を備えている。コントローラは、光学式選別機から良品として排出される被選別物における不良品の混入許容率に関しての目標品質条件の入力を受け付け、選別運転中において、光学センサによって取得された信号に基づいて、所定期間内における被選別物に占める不良品の混入状況を検出し、混入状況と目標品質条件とに基づいて、選別制御パラメータを変更可能に構成される。この光学式選別機によれば、不良品の実際の混入状況に応じて、目標品質条件を達成可能な選別制御パラメータを設定できる。したがって、目標品質条件を確実に達成できる。第１４の形態に、第７ないし第１０のいずれかの形態を付加することもできる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】本発明の一実施形態による光学式選別機における被選別物の流れを示すブロック図である。

【図2】一次選別系統および二次選別系統の概略構成を示す模式図である。

【図3】一実施形態による選別処理の流れを示すフローチャートである。

【図4】一実施形態によるパラメータ変更処理の流れを示すフローチャートである。

【図5】目標品質条件を受け付けてシミュレーション結果を出力するためのユーザインタフェースの一例を示す図である。

【図6】各ノズルの噴射担当範囲の設定の一例を示す模式図である。

【図7】光学センサによって取得された信号に基づいて選別結果を演算する方法の一例を示す図表である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

図１は、本発明の一実施形態としての光学式選別機（以下、単に選別機と呼ぶ）２０の概略構成を示す模式図である。本実施形態では、選別機２０は、被選別物９０の一例としての米粒（より具体的には、玄米）から不良品（整粒でないことを意味し、例えば、未熟粒、着色粒、異物（例えば、小石、泥、ガラス片など）などが含まれる）を選別するために使用される。

【0031】

図１に示すように、選別機２０は、搬送ライン１１から被選別物９０を受け入れるように構成される。搬送ライン１１は、籾摺り機（図示せず）によって脱ぷされた玄米（被選別物９０）を籾摺り機から選別機２０まで搬送する。

【0032】

搬送ライン１１の途中には、計測装置１２が配置されている。計測装置１２は、サンプル採取機構と、カメラと、判定部と、を備えている。サンプル採取機構は、搬送ライン１１によって搬送される被選別物９０の一部をサンプルとして自動的に採取する。サンプル採取機構には、任意の公知の機構を使用することができる。サンプル採取機構は、例えば、搬送ライン１１との連通状態を開閉可能なシャッタを有するシュートであってもよい。この場合、シャッタが開けられたときに、搬送ライン１１上の被選別物９０の一部がシュートに落下して計測装置１２に供給されてもよい。あるいは、サンプル採取機構は、ロボットアームであってもよい。

【0033】

計測装置１２のカメラは、採取されたサンプルを撮像して、画像データを取得する。計測装置１２の判定部は、画像データに基づいて、被選別物９０の品質情報を計測する。ここでの品質情報とは、サンプルにおける不良品の混入率（本実施形態では、重量比）を意味する。本実施形態では、不良品は、農産物検査法によって定められた農産物検査規格に準拠して定義される。具体的には、不良品とは、被害粒、死米、着色粒、異種穀物および異物を意味する。被害粒とは、損傷を受けた粒を意味し、例えば、胴割粒、砕粒などが含まれる。異種異物とは、玄米以外の穀粒を意味する。異物とは、穀粒以外の物を意味する。

【0034】

具体的には、判定部は、米の粒ごとに、当該米が、整粒であるか、不良品であるか（より具体的には、どのような種類の不良品であるか）を判定する。この判定は、周知のように、例えば、画像データの階調値と、予め設定された閾値と、を比較することによって行われる。この判定部の機能は、例えば、メモリに記憶された所定のプログラムをＣＰＵが実行することによって実現される。本実施形態では、計測装置１２で計測が行われたサンプルは、搬送ライン１１に戻される。

【0035】

このようなカメラおよび判定部として穀粒判別器が使用されてもよい。穀粒判別器は周知であり、例えば、特開２０１６－１２５８６７号公報、特開２０１６－１１８４５５号公報、または、米国特許出願公開第２０１７／３５０８２５号明細書に記載された装置であってもよい。

【0036】

本実施形態では、計測装置１２は、選別機２０のコントローラ２５に電気的に接続されており、計測装置１２によって取得された品質情報はコントローラ２５に出力される。コントローラ２５は、選別機２０の動作全般を制御する。コントローラ２５の機能は、所定のプログラムをＣＰＵが実行することによって実現されてもよいし、専用回路によって実現されてもよいし、これらの組み合わせによって実現されてもよい。コントローラ２５の各機能は、一体的な一つの装置によって実現されてもよい。例えば、コントローラ２５の各機能が、一つのＣＰＵによって実現されてもよい。あるいは、コントローラ２５の各機能は、少なくとも二つの装置に分散配置されてもよい。例えば、コントローラ２５は、後述する一次選別系統２０ａ専用のコントローラと、二次選別系統２０ｂ専用のコントローラと、それらを統括するコントローラと、を備えていてもよい。

【0037】

計測装置１２が搬送ライン１１に設けられる代わりに、選別機２０が計測装置１２を備えていてもよい。この場合、選別機２０における被選別物９０の流れの一次選別系統２０ａよりも上流側に、計測装置１２が配置される。

【0038】

図１に示すように、選別機２０は、一次選別系統２０ａと二次選別系統２０ｂとを備えている。本実施形態では、一次選別系統２０ａおよび二次選別系統２０ｂは同一の装置構造を有している。このため、以下では、一次選別系統２０ａおよび二次選別系統２０ｂを代表して、一次選別系統２０ａの概略構成について図２を参照して説明する。図２に示すように、一次選別系統２０ａは、光源３１，３２と、光学センサ４１，４２と、選別装置５０と、貯留タンク７１と、フィーダ７２と、シュート７３と、良品排出樋７４と、不良品排出樋７５と、を備えている。

【0039】

貯留タンク７１は、被選別物９０を一時的に貯留する。フィーダ７２は、貯留タンク７１に貯留された被選別物９０を、被選別物移送手段の一例としてのシュート７３上に供給する。シュート７３上に供給された被選別物９０は、シュート７３上を下方に向けて滑走し、シュート７３下端から落下する。シュート７３は、多数の被選別物９０を同時に落下させることができる所定幅を有している。以下の説明では、シュート７３から落下した後に被選別物９０が移送される方向（換言すれば、被選別物９０の落下方向）を移送方向Ｄ１とも呼ぶ。また、移送方向Ｄ１に直交する方向（換言すれば、シュート７３の幅方向）を直交方向Ｄ２とも呼ぶ。

【0040】

光源３１は、被選別物９０の移送経路９５（換言すれば、被選別物９０の落下軌跡）に対して一方側（フロント側とも呼ぶ）に配置されており、光源３２は、被選別物９０の移送経路９５に対して他方側（リア側とも呼ぶ）に配置されている。光源３１，３２は、移送経路９５上を移送中の被選別物９０（つまり、シュート７３から滑り落ちた被選別物９０）に光３３，３４をそれぞれ照射する。本実施形態では、光源３１，３２の各々は、赤色光を放出する複数のＬＥＤと、緑色光を放出する複数のＬＥＤと、青色光を放出する複数のＬＥＤと、近赤外光を放出する複数のＬＥＤと、を備えている。ただし、光源３１，３２の仕様（例えば、数、発光形式、光３３，３４の波長領域など）は、特に限定されない。例えば、光源３１，３２として、可視光を放出するＬＥＤのみ、または、近赤外光を放出するＬＥＤのみが使用されてもよい。あるいは、近赤外光を放出するＬＥＤは、フロント側およびリア側のうちの一方側のみに配置されてもよい。あるいは、光源３１，３２の一方が省略されてもよい。

【0041】

光学センサ４１はフロント側に配置されており、光学センサ４２はリア側に配置されている。光学センサ４１，４２は、光源３１，３２から照射され、被選別物９０に関連付けられた光を検出する。具体的には、フロント側の光学センサ４１は、フロント側の光源３１から照射され、被選別物９０で反射した光３３と、リア側の光源３２から照射され、被選別物９０を透過した光３４と、を検出可能である。リア側の光学センサ４２は、リア側の光源３２から照射され、被選別物９０で反射した光３４と、フロント側の光源３１から照射され、被選別物９０を透過した光３３と、を検出可能である。

【0042】

光学センサ４１，４２の各々は、本実施形態では、カラーＣＣＤセンサおよび近赤外センサであり、直線状に配列された複数の受光素子を備えている。複数の受光素子は、直交方向Ｄ２（つまり、シュート７３の幅方向）に配列されている。このため、光学センサ４１，４２は、シュート７３の所定幅にわたって移送される多数の被選別物９０を同時に撮像することができる。光学センサ４１，４２の仕様は、特に限定されず、光源３１，３２の仕様に応じて任意に決定され得る。また、光学センサ４１，４２の一方が省略されてもよい。

【0043】

光学センサ４１，４２からの出力、すなわち、検出された光の強度を表すアナログ信号は、ＡＣ／ＤＣコンバータ（図示省略）によって、所定のゲインで増幅され、さらに、デジタル信号に変換される。このデジタル信号（換言すれば、アナログ信号に対応する階調値）は、コントローラ２５（図１参照）に入力される。コントローラ２５は、入力された光の検出結果（つまり画像）に基づいて、被選別物９０のうちの不良品を判別する。具体的には、不良品の種類ごとに予め定められた色（波長）に対応する画像の階調値（換言すれば、画像の濃度）と、不良品の種類ごとに予め定められた閾値（以下、濃度閾値とも呼ぶ）と、を比較し、その大小関係に基づいて、被選別物９０が整粒であるか、それとも、不良品であるかが判定される。あるいは、同様の比較によって、被選別物９０を表す画像の各画素が不良部分を表しているか否かが判定される。この判定には、光学センサ４１によって検出される反射光３３、透過光３４、および、反射光３３と透過光３４とが合成された光、ならびに、光学センサ４２によって検出される反射光３４、透過光３３、および、反射光３３と透過光３４とが合成された光のうちの少なくとも一つに基づく画像が使用され得る。また、特定の種類の不良品については、不良部分（不良を表す画素）のサイズに関する閾値（以下、サイズ閾値）が設けられてもよい。例えば、胴割粒については、亀裂長さに関するサイズ閾値が設定され、サイズ閾値以上の亀裂長さを有する被選別物９０のみが胴割粒であると判定されてもよい。また、砕粒については、粒の大きさ（例えば、面積または長さ）に関するサイズ閾値が設定され、サイズ閾値以下の粒の大きさを有する被選別物９０が砕粒であると判定されてもよい。また、砕粒以外の任意の種類の不良品についても、サイズ閾値が設定され、サイズ閾値以上の大きさの不良部分を有する被選別物９０のみが不良品であると判定されてもよい。

【0044】

選別装置５０は、不良品と判定された被選別物９０の少なくとも一部に向けてエアを噴射して、当該被選別物９０を選別する。具体的には、選別装置５０は、複数のノズル５１と、ノズル５１に対応する数（本実施形態では、ノズル５１と同数であるが、ノズル５１の数と異なっていてもよい）のバルブ５２と、を備えている。複数のノズル５１は、直交方向Ｄ２（つまり、シュート７３の幅方向）に配列されている。バルブ５２として、例えば、ピエゾバルブ、電磁バルブなどを使用することができる。

【0045】

複数のノズル５１は、複数のバルブ５２をそれぞれ介して、コンプレッサ（図示せず）に接続されている。コントローラ２５からの制御信号に応じて複数のバルブ５２が選択的に開かれることによって、複数のノズル５１は、被選別物９０に向けてエア５３を選択的に噴射する。より具体的には、複数のノズル５１の各々には、直交方向Ｄ２における被選別物９０の各検出位置に関しての噴射担当範囲が対応付けられる。そして、複数のノズル５１の各々は、対応する噴射担当範囲内に不良品（または、不良品のうちの不良部分）が位置するとき、または、対応する噴射担当範囲内に不良品（または、不良品のうちの不良部分）の所定位置（例えば、中心）が位置するときにエア５３を噴射する。このように、複数のノズル５１の各々には、直交方向Ｄ２における被選別物９０の各検出位置に関しての、エア５３の噴射を担当すべき範囲が割り当てられている。実際には、噴射担当範囲は、コントローラ２５に入力される画像上の直交方向Ｄ２の位置によって定義される。

【0046】

不良品と判定された被選別物９０の全部または一部にはエア５３が噴射される（全部または一部のいずれにエア５３を噴射するかについては、後述する）。エア５３を噴射された被選別物９０は、エア５３によって吹き飛ばされ、シュート７３からの落下軌道（つまり、移送経路９５）から逸脱して不良品排出樋７５に導かれる（図２に被選別物９１として示す）。一方、整粒と判定された被選別物９０には、エア５３は噴射されない。このため、整粒は、落下軌道を変えることなく、良品として、良品排出樋７４に導かれる（図２に被選別物９２として示す）。上述の説明から明らかなように、良品排出樋７４に導かれる「良品」には、整粒の他に、エア５３によって噴射されなかった不整粒が含まれ得る。また、エア５３の噴射によって、除去すべき被選別物９０の周囲に存在する被選別物９０が一緒に除去される（上述の巻き添え除去）が発生すると、良品として排出されるべき被選別物９０（つまり、整粒）が不良品として排出されることになる。このため、不良品排出樋７５に導かれる「不良品」には、整粒も含まれ得る。

【0047】

なお、シュート７３から落下した後の被選別物９０に向けてエア５３を噴射する構成に代えて、シュート７３上を滑走中の被選別物９０に向けてエア５３を噴射して、被選別物９０の移送経路を変更してもよい。また、被選別物移送手段として、シュート７３に代えて、ベルトコンベヤが使用されてもよい。この場合、ベルトコンベヤの一端から落下する被選別物に向けてエアが噴射されてもよい。あるいは、ベルトコンベヤ上で搬送中の被選別物に向けてエアが噴射されてもよい。

【0048】

ここで説明を図１に戻す。一次選別系統２０ａ（より具体的には良品排出樋７４）から良品として排出される被選別物９０は、良品２１ホッパに貯留される。良品２１ホッパ内の被選別物９０は、その後工程に設置された設備（例えば、計量・梱包装置）に供給される。一方、一次選別系統２０ａ（より具体的には不良品排出樋７５）から不良品として排出される被選別物９０は、二次選別系統２０ｂに投入される。二次選別系統２０ｂに投入された被選別物９０は、一次選別系統２０ａと同様に被選別物９０を選別する。

【0049】

本実施形態では、選別機２０は、二次選別系統２０ｂから良品として排出される被選別物９０の排出先を切替バルブ２３によって切替可能に構成される。具体的には、当該排出先は、一次選別系統２０ａへの再投入（図１に実線の矢印で示す）と、良品としての排出（図１に点線の矢印で示す）、すなわち、良品２１ホッパへの排出と、の間で切替可能である。ユーザは、ユーザインタフェースを使用して、このような排出先の切替操作を行うことができる。通常時には、この排出先は、一次選別系統２０ａへの再投入に設定される。この設定によれば、一次選別系統２０ａにおいて巻き添え除去された被選別物９０を、再度、一次選別系統２０ａに投入して、最終的には良品として回収することができる。このため、良品として回収される被選別物９０の歩留りを向上できる。

【0050】

さらに、選別機２０は、二次選別系統２０ｂから不良品として排出される被選別物９０の排出先を切替バルブ２４によって切替可能に構成される。具体的には、当該排出先は、良品としての排出（図１に点線の矢印で示す）、すなわち、良品２１ホッパへの排出と、不良品としての排出（図１に実線の矢印で示す）、すなわち、不良品容器２２への排出と、の間で切替可能である。ユーザは、ユーザインタフェースを使用して、このような排出先の切替操作を行うことができる。通常時には、この排出先は、不良品容器２２への排出に設定される。

【0051】

本実施形態では、二次選別系統２０ｂの選別精度は、一次選別系統２０ａの選別精度よりも低く設定される。つまり、二次選別系統２０ｂから良品として排出される被選別物９０は、一次選別系統２０ａから良品として排出される被選別物９０よりも、不良品の混入率が高くなる。このような設定は、例えば、二次選別系統２０ｂにおける不良品の感度を、一次選別系統２０ａにおける不良品の感度よりも低く設定することによって（換言すれば、濃度閾値および／またはサイズ閾値の大きさを調節することによって）実現可能である。このような設定によれば、歩留りをさらに向上することができる。ただし、二次選別系統２０ｂの選別精度は、一次選別系統２０ａの選別精度と同等に設定されてもよい。

【0052】

上述した選別機２０は、良品として回収される被選別物９０の品質（具体的には、不良品の種類ごとの混入率）が、ユーザが求める品質となるように選別を実行する機能を有している。そのような機能の詳細について以下に説明する。図３は、選別機２０によって実行される選別処理の流れの一例を示すフローチャートである。この処理では、コントローラ２５は、まず、原料、すなわち、一次選別系統２０ａへ投入される被選別物９０の品質情報の入力を受け付ける（ステップＳ１１０）。本実施形態では、この品質情報は、計測装置１２からコントローラ２５へ入力される。つまり、コントローラ２５は、計測装置１２において計測された、サンプルについての不良品の混入率の入力を受け付ける。本実施形態では、コントローラ２５は、被害粒、死米、着色粒、異種穀物（より具体的には、籾、麦、その他異種穀物ごと）、異物ごとの混入率（重量比）の入力を受け付ける。

【0053】

代替実施形態では、品質情報は、ユーザインタフェースを介してユーザによって入力されてもよい。この場合、ユーザは、穀粒判別器を用いてサンプルの品質を計測し、その計測結果を入力してもよい。あるいは、ユーザは、サンプルの品質を目視確認し、その確認結果を入力してもよい。また、計測装置１２からコントローラ２５へ入力される混入率が粒数比で与えられる場合には、コントローラ２５は、不良品の種類ごとに設定された比重を用いて、重量比を算出してもよい。

【0054】

次いで、コントローラ２５は、選別機２０のユーザインタフェース（図示せず）を介してユーザによって入力される原料の基本情報の入力を受け付ける（ステップＳ１２０）。この基本情報には、投入量、品種、性状（水分など）などが含まれ得る。

【0055】

次いで、コントローラ２５は、ユーザによって入力される目標品質条件の候補を受け付ける（ステップＳ１３０）。目標品質条件とは、選別機２０から良品として排出される被選別物９０における不良品の混入許容量に関する条件である。換言すれば、選別機２０から良品として排出される被選別物９０に対してユーザが所望する品質条件である。上述の農産物検査規格では、品位として、１等、２等、３等が定められている。この等級が高いほど（つまり、等級数が小さいほど）、製品（被選別物９０）は高品位であり、高値で取引される。各品位には、死米、着色粒、異種穀物および異物のそれぞれの混入率の上限値、ならびに、被害粒、死米、着色粒、異種穀物および異物の合計（換言すれば、非整粒）の混入率の上限値が定められている。

【0056】

図５は、目標品質条件を受け付けるためのユーザインタフェースの一例を示す図である。図示するユーザインタフェース６０は、タッチパネル式のグラフィカルユーザインタフェースである。ユーザインタフェース６０の原料品質表示領域６１には、コントローラ２５がステップＳ１１０で受け付けた品質情報が表示される。本実施形態では、原料品質表示領域６１には、品質情報に加えて、ステップＳ１２０で受け付けた基本情報が表示される。図５の例では、原料品質表示領域６１には、ステップＳ１２０で受け付けた投入量３００ｋｇが表示されている。ステップＳ１３０では、ユーザは、目標品質入力領域６２を介して、目標品質条件の候補を入力することができる。目標品質入力領域６２は、選択可能な等級入力領域６３および混入率入力領域６４を備えている。

【0057】

等級入力領域６３では、ユーザは、農産物検査規格に準拠した等級数を入力可能である。具体的には、ユーザは、「＋」ボタンまたは「－」ボタンを押す回数に応じて、目標品質条件の候補として、１等、２等、３等、および、それらの中間の等級を選択可能である。図５では、等級入力領域６３が選択され、さらに、１等が選択された状態を示している。

【0058】

等級入力領域６３および混入率入力領域６４のうちから混入率入力領域６４が選択された場合には、混入率入力領域６４では、ユーザは、目標品質条件の候補として、不良品の種類ごとに、任意の値の混入率上限値を入力することができる。具体的には、ユーザは、「＋」ボタンまたは「－」ボタンを押すことで、混入率上限値の数値を増減できる。現在設定されている混入率上限値は、「＋」ボタンと「－」ボタンとの間に表示される。

【0059】

本実施形態では、等級入力領域６３と混入率入力領域６４とは、互いに連動するように構成される。具体的には、等級入力領域６３において、いずれかの等級が選択されると、混入率入力領域６４では、その選択された等級に対応する、不良品の種類ごとの混入率上限値が表示される。図５では、混入率入力領域６４には、等級入力領域６３で選択された１等に対応する不良品の種類ごとの混入率上限値が表示されている。また、混入率入力領域６４において、不良品の種類ごとに、任意の値の混入率上限値が入力されると、その入力内容に対応する等級が等級入力領域６３に表示される。例えば、入力内容が、不良品の種類によって、１等に対応する混入率上限値と、２等に対応する混入率上限値と、を含む場合には、良品全体としては２等に相当するので、等級入力領域６３では、２等が選択されたときと同じ表示が行われる。

【0060】

次いで、コントローラ２５は、ステップＳ１３０で受け付けた目標品質条件の候補を達成可能に選別機２０によって選別がなされた場合の、選別機２０から良品として排出される被選別物９０の量および歩留りに関する選別結果をシミュレーションし、シミュレーション結果を出力する（ステップＳ１４０）。

【0061】

具体的には、コントローラ２５は、まず、目標品質条件の候補に基づいて、不良品の種類ごとに制御目標値を設定する。この制御目標値は、目標品質条件の候補に対応する混入率上限値以下に設定される。例えば、１等が選択される場合、１等に相当する死米の混入率上限値は７％である。このため、制御目標値は７％以下の値に設定される。本実施形態では、制御目標値は、目標品質条件の候補に対応する混入率上限値と同じ値に設定される。代替実施形態では、制御目標値は、目標品質条件の候補に対応する混入率上限値に対して安全係数を乗じた値に設定される。安全係数は、目標品質条件の候補を確実に達成するための余裕代を発生させるための係数であり、１未満の正の数である。安全係数は、例えば、０．７以上、１未満の任意の値であってもよい。安全係数を過剰に小さくしないことによって、歩留りの低下を抑制できる。

【0062】

次いで、コントローラ２５は、不良品の種類ごとの制御目標値がちょうど達成されるように（つまり、選別結果が制御目標値と一致するように）選別が行われた場合の、選別機２０から良品として排出される被選別物９０の量および歩留りを演算する。例えば、品質情報における死米の割合が１０％であり、死米の制御目標値が７％である場合には、選別機２０から良品として排出される被選別物９０に占める死米の割合が７％となるように、選別機２０に投入された全ての死米の一部のみを選別（除去）したときの、選別機２０から良品として排出される被選別物９０の量および歩留りが演算される。つまり、制御目標値を越える過剰な選別は行われない前提で、演算が行われる。全く選別しなくても制御目標値を達成できる不良品の種類については、選別（除去）が一切行われないものとして演算が行われる。

【0063】

次いで、コントローラ２５は、演算結果すなわちシミュレーション結果をユーザインタフェース６０に出力する。図５では、シミュレーション結果を表示するための推定値表示領域６５において、選別機２０から良品として排出される被選別物９０の量が「製品量」として表示されるとともに、歩留りが表示されている。製品量は、ステップＳ１２０で受け付けた投入量に基づいて算出される。

【0064】

ステップＳ１４０では、このようにしてシミュレーション結果が表示されるので、ユーザは、ステップＳ１３０で入力した目標品質条件の候補で選別を行うと、どのような選別結果（つまり、製品量および歩留り）が得られるのかを、選別処理が開始される前に知ることができる。ステップＳ１４０で表示された製品量および歩留りがユーザの所望する範囲にない場合には、ユーザは、再度、目標品質条件の別の候補を入力してもよい。その場合、コントローラ２５は、再度、ステップＳ１３０，１４０を実行し、目標品質条件の別の候補で選別を行った場合の製品量および歩留りを表示することになる。このような操作によって、ユーザは、目標品質条件と、製品量および歩留りと、の複数の組み合わせを確認することができ、これらの組み合わせの中から、目標品質条件と、製品量および歩留りと、の所望の組み合わせに対応する目標品質条件を、選別機２０によって選別を行う際に採用すべき最終的な目標品質条件として決定することができる。

【0065】

代替実施形態では、コントローラ２５は、目標品質条件の複数の候補の各々について選別結果をシミュレーションして、当該複数の候補の各々についてのシミュレーション結果を同時に表示してもよい。この場合、複数の候補は、予め定められていてもよいし（例えば、１等、２等および３等として定められていてもよい）、あるいは、ユーザが複数の候補を１画面で入力できるユーザインタフェースを選別機２０が備えていてもよい。さらなる代替実施形態では、製品量および歩留りのうちのいずれか一方のみが表示されてもよい。

【0066】

次いで、コントローラ２５は、ユーザによって入力される最終的な目標品質条件の入力を受け付ける（ステップＳ１５０）。次いで、コントローラ２５は、最終的な目標品質条件を達成可能な選別制御パラメータを設定する（ステップＳ１６０）。

【0067】

この選別制御パラメータには、不良品と判定された被選別物９０のうちの、選別すべき（換言すれば、エア噴射によって除去すべき）被選別物９０の割合（以下、選別率とも呼ぶ）に関する設定値（以下、選別率設定値）が含まれる。

【0068】

この選別率設定値は、品質情報と、最終的な目標品質条件に対応する制御目標値と、に応じて、不良品の種類ごとに設定される。具体的には、最終的な目標品質条件に対応する制御目標値をちょうど達成する選別率（つまり、選別結果が制御目標値と一致する場合の選別率）が、品質情報と当該制御目標値とに基づいて演算によって求められる。例えば、品質情報に基づく死米の混入率が１０％であり、死米に関する制御目標値が７％であり、投入量が３００ｋｇであり、シミュレーションに基づく製品量が２８５ｋｇである場合、投入量における死米の混入量は、３００ｋｇ×１０％＝３０ｋｇとなり、製品における死米の混入許容量は、２８５ｋｇ×７％＝１９．９５ｋｇとなる。このため、除去すべき死米の量は、３０ｋｇ－１９．９５ｋｇ＝１０．０５ｋｇとなり、制御目標値をちょうど達成する選別率は、１０．０５ｋｇ÷３０ｋｇ＝３３．５％となる。一次選別系統２０ａについては、選別率設定値は、制御目標値をちょうど達成する選別率と同じ値、または、当該選別率に対して安全係数（１よりも大きい値）を乗じた値に設定される。本実施形態では、二次選別系統２０ｂの選別率設定値は、二次選別系統２０ｂから良品として排出される被選別物９０における不良品の種類ごとの混入率が原料品質（すなわち、ステップＳ１１０で受け付けた品質情報に基づく混入率）と一致するように設定される。

【0069】

さらに、選別制御パラメータには、不良品の判定のための閾値、すなわち、不良品の種類ごとに予め定められた上述の閾値（濃度閾値、または、濃度閾値およびサイズ閾値）が含まれる。不良品の判定のための閾値は、不良品の感度を規定する。本実施形態では、不良品の判定のための閾値は、品質情報、および、最終的な目標品質条件に対応する制御目標値の如何にかかわらず、初期値に設定される。初期値は、実験等によって予め定められる。

【0070】

さらに、選別制御パラメータには、不良品を除去するためのエア５３の噴射範囲に関する設定が含まれる。ここでのエア噴射範囲とは、移送中の被選別物９０とともに移動する座標系における範囲を意味する。噴射範囲に関する設定には、エア５３の噴射期間（すなわち、噴射を継続する時間）の設定が含まれ得る。噴射期間が長いほど、移送方向Ｄ１における被選別物９０に対するエア５３の噴射範囲が大きくなるので、不良品をより確実に除去することができるが、その一方で、巻き添え除去が発生する確率が上がる。

【0071】

さらに、噴射範囲に関する設定には、複数のノズル５１の配列方向（直交方向Ｄ２）における被選別物９０の検出位置に関しての噴射担当範囲の割り当てについての設定が含まれ得る。以下では、所定の検出位置に不良品のうちの不良部分の中心が位置するときに、当該検出位置を噴射担当範囲に含むノズル５１からエア５３が噴射されるものと仮定して、噴射担当範囲の割り当ての設定について具体的に説明する。

【0072】

図６は、噴射担当範囲の割り当ての設定の一例を示す模式図である。図６では、説明の便宜上、直交方向Ｄ２に配列された多数のノズル５１のうちの配列の途中の３つのノズル５１のみをノズル５１ａ～５１ｃとして示している。ノズル５１ａ～５１ｃには、バルブ５２ａ～５２ｃがそれぞれ接続されている。図６において、格子の各々は、コントローラ２５に入力された画像８０を構成する画素を表している。図６に示すように、ノズル５１ａ～５１ｃには、噴射担当範囲８３ａ～８３ｃがそれぞれ対応付けられている。図６において、ノズル５１ａ，５１ｃと、それらに対応付けられた噴射担当範囲８３ａ，８３ｃと、の対応関係は、１点鎖線で表しており、ノズル５１ｂと、それに対応付けられた噴射担当範囲８３ｂと、の対応関係は、点線で表している。図６に示すように、隣接する二つのノズル５１ａ，５１ｂに対応する二つの噴射担当範囲８３ａ，８３ｂは、オーバラップ領域８４ａで互いにオーバラップしている。同様に、隣接する二つのノズル５１ｂ，５１ｃに対応する二つの噴射担当範囲８３ｂ，８３ｃは、オーバラップ領域８４ｂで互いにオーバラップしている。

【0073】

不良部分の中心が画素８２に位置しているとき、画素８２は噴射担当範囲８３ｂのみに属するので、噴射担当範囲８３ｂに対応するノズル５１ｂのみからエア５３が噴射される。一方、不良部分の中心が画素８１に位置しているとき、画素８１はオーバラップ領域８４ａに属するので（つまり、噴射担当範囲８３ａ，８３ｂの両方に属するので）、噴射担当範囲８３ａ，８３ｂに対応する二つのノズル５１ａ，５１ｂからエア５３が噴射される。このように、噴射担当範囲の割り当て如何によって、複数のノズル５１のうちの一つのノズル５１からエア５３を噴射するか、それとも、当該一つのノズル５１と、当該一つのノズル５１に隣接するノズル５１と、からエア５３を噴射するかが定まるのである。オーバラップ領域は、ゼロ以上の任意の画素数で可変に設定され得る。隣接する二つのノズル５１からエア５３が噴射されると、直交方向Ｄ２における被選別物９０に対するエア５３の噴射範囲が大きくなるので、不良品をより確実に除去することができるが、その一方で、巻き添え除去が発生する確率が上がる。

【0074】

本実施形態では、噴射範囲に関する設定は、品質情報、および、最終的な目標品質条件に対応する制御目標値の如何にかかわらず、初期値に設定される。初期値は、実験等によって予め定められる。

【0075】

さらに、選別制御パラメータには、二次選別系統２０ｂから良品として排出される被選別物９０、および、二次選別系統２０ｂから不良品として排出される被選別物９０の排出先に関する設定（換言すれば、切替バルブ２３，２４の設定）が含まれる。本実施形態では、この排出先に関する設定は、品質情報、および、最終的な目標品質条件に対応する制御目標値の如何にかかわらず、初期状態（良品として排出される被選別物９０の一次選別系統２０ａへの再投入、および、不良品として排出される被選別物９０の不良品容器２２への排出）に設定される。なお、切替バルブ２３，２４は省略可能であり、切替バルブ２３のみが省略される場合には、排出先に関する設定は、不良品として排出される被選別物９０の排出先に関する設定となり、切替バルブ２４のみが省略される場合には、排出先に関する設定は、良品として排出される被選別物９０の排出先に関する設定となる。

【0076】

さらに、選別制御パラメータには、流量（フィーダ７２からシュート７３への供給量）が含まれる。本実施形態では、この流量に関する設定は、品質情報、および、最終的な目標品質条件に対応する制御目標値の如何にかかわらず、初期値に設定される。初期値は、実験等によって予め定められる。流量が大きいほど、選別機２０の処理能力が大きくなるが、その一方で、シュート７３から落下した被選別物９０間の隙間が小さくなるので、巻き添え除去が発生する確率が上がる。

【0077】

上記の説明から明らかなように、本実施形態では、最終的な目標品質条件を達成可能な選別制御パラメータを設定するに際して、最終的な目標品質条件を達成するための調節は、選別率設定値の調節のみによって行われる。ただし、選別率設定値に加えて、上述したその他の選別制御パラメータのうちの少なくとも一つが調節されてもよい。具体的には、品質情報、および、最終的な目標品質条件に対応する制御目標値に応じて、閾値（濃度閾値、または、濃度閾値およびサイズ閾値）、噴射期間および／またはオーバラップ領域の大きさ、排出先、および、流量のうちの少なくとも一つが変更されてもよい。さらに、コントローラ２５は、選別率設定値以外の上述した選別制御パラメータの少なくとも一部に関する初期値または初期状態を、ステップＳ１２０で受け付けた品種および／または性状に応じて変更してもよい。

【0078】

このようにして選別制御パラメータを設定すると、コントローラ２５は、ステップＳ１６０で設定した選別制御パラメータに基づいて、一次選別系統２０ａおよび二次選別系統２０ｂによる選別を実行する（ステップＳ１７０）。

【0079】

ステップＳ１７０では、ステップＳ１６０で設定された選別率設定値に基づく選別が行われる。例えば、死米の選別率設定値が５０％に設定されており、着色粒の選別率設定値が２５％に設定されている場合、死米であると判定された被選別物９０のうちの５０％の被選別物９０に対してのみエア５３が噴射され、着色粒であると判定された被選別物９０のうちの２５％の被選別物９０に対してのみエア５３が噴射される。

【0080】

不良品のこのような選択的な除去は、本実施形態では、以下のようにして行われる。まず、コントローラ２５は、所定期間内に取得された画像中の不良品をカウントする。そして、コントローラ２５は、選別率設定値に対応する番号が付された不良品のみに対してエア５３を噴射する。例えば、死米の選別率設定値が５０％である場合には、偶数の番号が付された死米に対してのみエア５３が噴射される。また、着色粒の選別率設定値が２５％である場合には、４の倍数の番号が付された着色粒に対してのみエア５３が噴射される。このような制御において、判別された不良部分の数が不良品の数に等しいものとして、不良品をカウントしてもよい。

【0081】

代替実施形態では、不良品の選択的な除去は、不良部分の濃度に応じた優先順位で行われてもよい。具体的には、高濃度な不良部分（濃度閾値との差が相対的に大きい階調値を有する不良部分）を有する不良品ほど、優先的に除去されてもよい。この構成は、例えば、所定期間内に取得された画像中の不良品を、不良部分の濃度に応じて順位付けし、選別率設定値に対応する順位までの不良部分を有する不良品に対してのみエア５３を噴射することによって実現可能である。この構成によれば、より重度の不良（具体的には、濃度がより濃い不良）を有する不良品を優先的に除去して、製品品質を向上できる。例えば、不良品の種類が着色粒であれば、着色濃度が相対的に濃い着色粒を優先的に除去することができる。また、不良品の種類が白死米であれば、白色の濃度が相対的に濃い白死米を優先的に除去することができる。

【0082】

さらなる代替実施形態では、不良品の選択的な除去は、不良部分のサイズに応じた優先順位で行われてもよい。例えば、砕粒以外の不良品については、大きい不良部分（例えば、面積が大きい不良部分、長さが大きい不良部分など）を有する不良品ほど優先的に除去されてもよい。この構成によれば、より重度の不良を有する（具体的には、その不良部分がより大きい）不良品を優先的に除去して、製品品質を向上できる。例えば、不良品に全面着色粒と部分着色粒とが含まれる場合、部分着色粒よりも全面着色粒を優先的に除去できる。あるいは、砕粒については、大きい粒ほど優先的に除去されてもよい。目標品質条件は重量比で設定されるので、大きい粒（つまり、相対的に重い粒）を優先的に除去した方が、１回のエア噴射で除去できる不良品の重量が大きくなる。このため、より少ないエア噴射回数で目標品質条件を効率的に達成することができる。エア噴射回数が減ると、巻き添え除去の発生回数も減るので、この構成によれば、歩留りを向上できる。

【0083】

さらなる代替実施形態では、不良品の種類間で、除去するか否かの判断（以下、除去判断とも呼ぶ）についての優先順位が設定されてもよい。具体的には、制御目標値が厳しい（目標とする混入率が小さい）種類の不良品は、除去判断が優先的に行われてもよい。この場合、例えば、第１の種類の不良と、第１の種類の不良よりも除去判断の優先順位が低い第２の種類の不良と、を有する不良品が存在する場合、第１の種類の不良に関して除去不要と判断されたときには、第２の種類の不良に関しては除去判断が行われず、当該不良品は、良品として扱われる。このような構成によれば、複数の種類の不良を重複して有する不良品が存在する場合に、不良品が制御目標値に対して過剰に除去されることを抑制できる。さらなる代替実施形態では、品質情報と制御目標値との差が大きい種類の不良品は、除去判断が優先的に行われてもよい。

【0084】

本実施形態では、ステップＳ１７０では、コントローラ２５は、実際の選別処理の結果（つまり、各種類の不良品の混入率）が最終的な目標品質条件に近づくようにフィードバック制御を行うために、パラメータ変更処理を実行可能に構成される。パラメータ変更処理とは、選別運転中において、処理状況に応じて選別制御パラメータを変更する処理である。以下、パラメータ変更処理について説明する。

【0085】

図４は、パラメータ変更処理の流れを示すフローチャートである。この処理は、選別機２０の選別運転中に、定期的（例えば、数秒ごと、または、数分ごと）に繰り返し実行される。パラメータ変更処理が開始されると、コントローラ２５は、まず、光学センサ４１，４２によって取得された信号（より具体的には、画像）に基づいて、所定期間内における目標品質条件に関する選別結果を演算する（ステップＳ２１０）。換言すれば、コントローラ２５は、実際に処理している被選別物９０の画像から、不良品の種類ごとの混入状況を検出し、その検出結果に基づいて、選別機２０から良品として排出される被選別物９０における不良品の種類ごとの混入率（つまり、選別結果）を演算する。

【0086】

具体的には、一次選別系統２０ａの光学センサ４１，４２によって取得される画像に基づけば、一次選別系統２０ａに投入された被選別物９０の全体量および不良品の種類ごとの量を把握できる。また、二次選別系統２０ｂの光学センサ４１，４２によって取得される画像に基づけば、二次選別系統２０ｂに投入された被選別物９０の全体量および不良品の種類ごとの量を把握できる。一次選別系統２０ａから不良品として排出された被選別物９０は、二次選別系統２０ｂに投入されるので、一次選別系統２０ａから良品（製品）として排出される被選別物９０の全体量および不良品の種類ごとの量は、一次選別系統２０ａに投入された被選別物９０の全体量および不良品の種類ごとの量と、二次選別系統２０ｂに投入された被選別物９０の全体量および不良品の種類ごとの量と、のそれぞれの差から演算可能である。

【0087】

図７は、ステップＳ１７０での演算方法の一例を示す図表である。この例では、単純化のため、二次選別系統２０ｂから良品として排出された被選別物９０の一次選別系統２０ａへの再投入は考慮されていない。一次選別系統２０ａへの投入量「Ａ（ｋｇ）」は、例えば、以下のようにして算出できる。まず、一次選別系統２０ａの光学センサ４１，４２で取得された画像を用いて、被選別物９０を表す粒の数または画素の数がウントされる。そして、得られた粒数または画素数に、１粒当たりの重量の想定値、または、１画素当たりの重量の想定値を乗じて、投入量「Ａ（ｋｇ）」が算出される。整粒と不良品との間、あるいは、不良品の種類間では、粒の比重が異なることがある。このため、代替実施形態では、整粒および不良品の種類ごとに、被選別物９０を表す粒の数または画素の数をカウントし、得られた粒数または画素数に、整粒および不良品の種類ごとに設定された１粒または１画素当たりの重量の想定値を乗じて、整粒および不良品の種類ごとの重量が計算されてもよい。この場合、整粒および不良品の種類ごとの重量を足し合わせれば、投入量「Ａ（ｋｇ）」が算出される。二次選別系統２０ｂへの投入量「I（ｋｇ）」についても、二次選別系統２０ｂの光学センサ４１，４２で取得された画像を用いて、同様の手法で算出できる。

【0088】

また、一次選別系統２０ａへ投入された被選別物９０に占める整粒の重量比「Ｂ（％）」は、例えば、以下のようにして算出できる。まず、一次選別系統２０ａの光学センサ４１，４２で取得された画像を用いて、整粒を表す粒の数または画素の数がカウントされる。そして、得られた粒数または画素数に、整粒１粒当たりの重量の想定値、または、整粒１画素当たりの重量の想定値を乗じて、整粒の重量が算出される。そして、整粒の重量を投入量「Ａ（ｋｇ）」で割れば、整粒の重量比「Ｂ（％）」が算出される。各不良品の重量比Ｃ～Ｈについても、類似の手法で算出できる。具体的には、例えば、まず、不良部分の数が不良品の数と等しいものと仮定して、特定の種類の不良品を表す粒の数がカウントされる。そして、得られた粒数または画素数に、当該種類の不良品１粒当たりの重量の想定値を乗じて、各不良品の重量比Ｃ～Ｈが算出される。あるいは、不良部分の数が不良品の数と等しいものと仮定して、特定の種類の不良部分の数に、当該種類の不良品の１粒当たりの画素数の想定値を乗じ、さらに、当該種類の不良品の１画素当たりの重量の想定値を乗じて、各不良品の重量比Ｃ～Ｈが算出される。また、二次選別系統２０ｂへ投入された被選別物９０に占める整粒および各不良品の重量比Ｊ～Ｐも、二次選別系統２０ｂの光学センサ４１，４２で取得された画像を用いて、一次選別系統２０ａと同様の手法で算出できる。

【0089】

一次選別系統２０ａから良品として排出される被選別物９０（すなわち、製品）に占める整粒の重量比Ｔは、一次選別系統２０ａに投入した被選別物９０の量（Ａｋｇ）と、そのうちの整粒の割合（Ｂ％）と、を乗じた量から、二次選別系統２０ｂに投入した被選別物９０の量（Ｉｋｇ）と、そのうちの整粒の割合（Ｊ％）と、を乗じた量を差し引いた値を製品量（Ｓｋｇ）で乗じることによって算出できる。製品に占める各不良品の割合（すなわち、混入率）Ｕ～Ｚについても、図７に示すとおり、同様の手法で算出可能である。

【0090】

ここで説明を図４に戻す。ステップＳ２１０での演算の基礎となる画像の取得期間（上述の所定期間）は、例えば、前回、パラメータ変更処理が実行されてから現在までであってもよい。あるいは、選別機２０の選別運転開始から現在まででもよい。また、ステップＳ２１０での演算の基礎となる画像の取得タイミングは、一次選別系統２０ａの光学センサ４１，４２で取得される画像（以下、一次選別画像とも呼ぶ）と、二次選別系統２０ｂの光学センサ４１，４２で取得される画像（以下、二次選別画像とも呼ぶ）と、で同じであってもよい。こうすれば、選別結果を簡単に演算できる。あるいは、二次選別画像は、一次選別画像よりも遅れたタイミングで取得されてもよい。この遅延時間は、一次選別系統２０ａにおいて撮像された被選別物９０が不良品として排出され、二次選別系統２０ｂへ投入され、撮像されるまでの想定時間に相当する。こうすれば、選別結果をより正確に演算できる。

【0091】

上述のように選別結果を演算すると、コントローラ２５は、次いで、演算した選別結果が最終的な目標品質条件よりも高いか、それとも、低いかを判断する（ステップＳ２２０）。この判断は、不良品の種類ごとに行われる。

【0092】

判断の結果、演算した選別結果が最終的な目標品質条件よりも低ければ（ステップＳ２２０：低い）、コントローラ２５は、製品の品質が向上する（つまり、演算された選別結果が表す品質が最終的な目標品質条件に近づく）方向に選別制御パラメータを変更する（ステップＳ２３０）。具体的には、本実施形態では、コントローラ２５は、目標品質条件よりも低い品質であると判断された不良品の種類についての選別率設定値を、現状の設定値よりも大きい値に変更する。新たな選別率設定値は、演算した選別結果（図７のＵ～Ｚ）と、目標品質条件と、の差に応じて、最終的な目標品質条件が達成されるように計算される。この構成によれば、不良品と判定された被選別物９０に対するエア５３の噴射頻度が増えるので（換言すれば、意図的に除去しない不良品の数が減るので）、製品の品質を最終的な目標品質条件に近づけることができる。

【0093】

代替実施形態では、コントローラ２５は、目標品質条件よりも低い品質であると判断された不良品の種類についての濃度閾値を、現状の設定よりも小さな値に変更する。つまり、不良品に対する感度が高まるように、濃度閾値が変更される。さらなる代替実施形態では、被害粒（砕粒を含む）、死米、着色粒、異種穀物および異物の合計の混入率に関する選別結果が、目標品質条件よりも低い品質であると判断された場合は、コントローラ２５は、砕粒についてのサイズ閾値を、現状の設定よりも大きな値に変更する。さらなる代替実施形態では、砕粒以外の任意の種類の不良品が、目標品質条件よりも低い品質であると判断された場合は、コントローラ２５は、当該種類の不良品についてのサイズ閾値を現状の設定よりも小さな値に変更する。このように濃度閾値またはサイズ閾値を変更すれば、不良品として判定される被選別物９０の数が増えるので、不良品と判定された被選別物９０に対するエア５３の噴射頻度も増加し、製品の品質を最終的な目標品質条件に近づけることができる。

【0094】

さらなる代替実施形態では、コントローラ２５は、目標品質条件よりも低い品質であると判断された不良品の種類についての噴射範囲の設定を、噴射範囲が大きくなるように変更する。具体的には、コントローラ２５は、噴射期間を、現状の設定よりも長い値に変更してもよい。あるいは、コントローラ２５は、噴射期間の変更に代えて、または、加えて、噴射担当範囲の割り当ての設定を、オーバラップ領域が大きくなるように（つまり、二つのノズル５１からエア５３が噴射されやすくなるように）変更してもよい。このように噴射範囲を変更すれば、エア５３が噴射された際に、不良品をより確実に除去できるので、製品の品質を最終的な目標品質条件に近づけることができる。

【0095】

さらなる代替実施形態では、不良品の全ての種類または一部の種類について、演算した選別結果が最終的な目標品質条件よりも低ければ、コントローラ２５は、流量を、現状の設定よりも小さい値に変更する。こうすれば、シュート７３から落下した被選別物９０間の隙間が大きくなるので、不良品のより正確な検出を行うことができる。したがって、製品の品質を最終的な目標品質条件に近づけることができる。しかも、シュート７３から落下した被選別物９０間の隙間が大きくなるので、巻き添え除去の発生が抑制され、歩留りも向上できる。

【0096】

さらなる代替実施形態では、上述した各種の選別パラメータの変更のうちの二つ以上を任意に組み合わせてもよい。こうすれば、製品の品質を最終的な目標品質条件に、より確実に近づけることができる。ステップＳ２３０によれば、ステップＳ１１０で受け付けた品質情報と、実際の不良品混入率と、が異なっていても、最終的な目標品質条件を確実に達成することができる。

【0097】

一方、演算した選別結果が最終的な目標品質条件よりも高ければ（ステップＳ２２０：高い）、コントローラ２５は、製品の歩留まりが向上する方向に選別制御パラメータを変更する。これは、最終的な目標品質条件を達成できる程度に製品の品質を低下させつつ、歩留りを向上させることを意図している。具体的には、本実施形態では、コントローラ２５は、目標品質条件よりも高い品質であると判断された不良品の種類についての選別率設定値を、現状の設定値よりも小さい値に変更する。新たな選別率設定値は、演算した選別結果と、目標品質条件と、の差に応じて、変更後の製品の品質が最終的な目標品質条件を下回らないように計算される。この構成によれば、最終的な目標品質条件を達成しつつ、製品の歩留まりを向上できる。

【0098】

代替実施形態では、コントローラ２５は、目標品質条件よりも高い品質であると判断された不良品の種類についての濃度閾値を、現状の設定よりも大きな値に変更する。これにより、不良品の感度が低下するので（つまり、不良品と判断される被選別物９０の数が減少するので）、除去される不良品の数も減少し、歩留りを向上できる。さらなる代替実施形態では、被害粒（砕粒を含む）、死米、着色粒、異種穀物および異物の合計の混入率に関する選別結果が、目標品質条件よりも高い品質であると判断された場合は、コントローラ２５は、砕粒についてのサイズ閾値を、現状の設定よりも小さな値に変更する。こうしても、歩留りを向上できる。しかも、比較的大粒の（すなわち、重量が比較的大きい）砕粒が除去対象から除外され、比較的小粒の（すなわち、重量が比較的小さい）砕粒が除去対象に留まるので、重量ベースで算出される歩留りを効率的に向上できる。さらなる代替実施形態では、砕粒以外の任意の種類の不良品が、目標品質条件よりも高い品質であると判断された場合は、コントローラ２５は、当該種類の不良品についてのサイズ閾値を現状の設定よりも大きな値に変更する。こうしても、不良品の感度が低下するので、歩留りを向上できる。

【0099】

さらなる代替実施形態では、コントローラ２５は、目標品質条件よりも高い品質であると判断された不良品の種類についての噴射範囲の設定を、噴射範囲が小さくなるように変更する。具体的には、コントローラ２５は、噴射期間を、現状の設定よりも短い値に変更してもよい。あるいは、コントローラ２５は、噴射期間の変更に代えて、または、加えて、噴射担当範囲の割り当ての設定を、オーバラップ領域が小さくなるように（つまり、二つのノズル５１からエア５３が噴射されにくくなるように）変更してもよい。このように噴射範囲を変更すれば、巻き添え除去の発生が抑制され、歩留りを向上できる。

【0100】

さらなる代替実施形態では、不良品の全ての種類について、演算した選別結果が最終的な目標品質条件よりも高ければ、二次選別系統２０ｂから良品または不良品として排出される被選別物９０の排出先に関する設定を変更する。具体的には、二次選別系統２０ｂから良品として排出される被選別物９０の排出先が一次選別系統２０ａへの再投入から良品２１ホッパへ切り替わるように、切替バルブ２３が切替制御されてもよい。これに代えて、または、加えて、二次選別系統２０ｂから不良品として排出される被選別物９０の排出先が不良品容器２２から良品２１ホッパへ切り替わるように、切替バルブ２４が切替制御されてもよい。

【0101】

排出先を初期状態から切り替えるか否か、および、切替バルブ２３，２４の一方または両方を切替制御するか否かは、演算した選別結果と、最終的な目標品質条件と、の差に応じて決定されてもよい。具体的には、これらの判断は、最終的な目標品質条件を達成できるか否かに基づいて行われる。最終的な目標品質条件を達成できる範囲においては、できるだけ多くの被選別物９０が良品２１ホッパに導かれるように、切替バルブ２３，２４が制御される。このような判断は、演算した選別結果（例えば、図７のＪ～Ｚ）に基づいて判断できる。この判断のために、二次選別系統２０ｂから良品として排出される各種不良品の混入率が、重量比Ｊ～Ｐと、二次選別系統２０ｂの選別制御パラメータと、に基づいて、推定されてもよい。

【0102】

さらなる代替実施形態では、上述した各種の選別パラメータの変更のうちの二つ以上を任意に組み合わせてもよい。こうすれば、歩留りをいっそう向上できる。ステップＳ２４０によれば、最終的な目標品質条件を達成しつつ、歩留りを向上させることができる。

【0103】

こうして、ステップＳ２３０またはステップＳ２４０が実行されると、パラメータ変更処理は終了となる。なお、図示は省略したが、ステップＳ２２０において、演算した選別結果が最終的な目標品質条件と同等である場合には、ステップＳ２３０，Ｓ２４０に処理を進めることなく、パラメータ変更処理は終了となる。代替実施形態では、ステップＳ２２０では、演算した選別結果と、制御目標値とが比較されてもよい。あるいは、コントローラ２５は、ステップＳ２２０において、演算した選別結果が、最終的な目標品質条件または制御目標値を所定の程度、下回っていると判断したときに処理をステップＳ２３０に進めてもよく、演算した選別結果が、最終的な目標品質条件または制御目標値を所定の程度、上回っていると判断したときに処理をステップＳ２４０に進めてもよい。あるいは、ステップＳ２２０の判断において、制御ヒステリシスが設定されてもよい。つまり、処理をステップＳ２２０からステップＳ２３０に進めるための判断基準と、処理をステップＳ２２０からステップＳ２４０に進めるための判断基準と、は異なっていてもよい。

【0104】

上述した選別機２０によれば、ユーザは、目標品質条件の候補を採用した場合の、良品として排出される被選別物９０の量および歩留りに関するシミュレーション結果を、選別運転を開始する前に確認することができる。このため、ユーザは、シミュレーション結果に基づいて（換言すれば、良品として排出される被選別物９０の量および／または歩留りを考慮して）、採用すべき最終的な目標品質条件を決定できる。したがって、所望の品質および歩留りの被選別物９０を製品として得ることができる。

【0105】

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、上記した発明の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその均等物が含まれる。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、または、任意の省略が可能である。

【0106】

例えば、上述したフローチャートは、一例に過ぎず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、フローチャートを構成する各処理は、処理順序の変更や、等価な処理への変更が可能である。

【0107】

例えば、コントローラ２５は、ステップＳ１４０において、製品量および／または歩留りに加えて、品質条件のシミュレーション結果もユーザインタフェース６０に表示してもよい。また、ユーザによる各種情報の入力や、シミュレーション結果の表示は、選別機２０のユーザインタフェースを利用して行われる態様に限らず、選別機２０に通信可能に接続された他の情報処理装置を利用して行われてもよい。

【0108】

さらに、選別機２０が二次選別系統２０ｂを備えていない場合には、コントローラ２５は、ステップＳ２１０において、一次選別系統２０ａの光学センサ４１，４２によって取得される画像のみに基づいて、選別結果を演算してもよい。この場合、例えば、図７に示したＡ～Ｈの情報と、選別率設定値と、に基づいて、製品における各種不良品の混入率が演算されてもよい。

【0109】

さらに、ステップＳ１１０、Ｓ１４０は省略されてもよい。この場合、コントローラ２５は、図４に示したパラメータ変更処理に代えて、選別運転中において、ステップＳ１３０で受け付けた目標品質条件と、一次選別系統２０ａ、または、一次選別系統２０ａおよび二次選別系統２０ｂで取得された画像に基づいて演算された不良品の混入率と、に基づいて、目標品質条件を達成可能な選別制御パラメータを設定してもよい。

【0110】

あるいは、図４に示したパラメータ変更処理に代えて、コントローラ２５は、一次選別系統２０ａで取得された画像に基づいて、一次選別系統２０ａに投入された被選別物９０における不良品の混入状況（換言すれば、不良品の種類ごとの混入率）を演算してもよい。この場合、コントローラ２５は、ステップＳ１１０で受け付けた品質情報と、演算された不良品の種類ごとの混入率と、の差に応じて、選別制御パラメータを変更してもよい。具体的には、コントローラ２５は、品質情報が、演算された混入率よりも所定の程度、低い混入率を示す場合には、ステップＳ２３０の処理を実行し、品質情報が、演算された混入率よりも所定の程度、高い混入率を示す場合には、ステップＳ２４０の処理を実行してもよい。この制御は、不良品の種類ごとに行われる。

【0111】

このように、コントローラ２５は、一次選別系統２０ａ、または、一次選別系統２０ａおよび二次選別系統２０ｂの光学センサ４１，４２によって取得された信号に基づいて、所定期間内における被選別物９０に占める不良品の混入状況を検出し、当該混入状況に基づいて、選別制御パラメータを変更してもよい。このような構成によれば、実際の不良品の混入率に基づいて、目標品質条件を達成する適切な選別制御パラメータを設定できる。

【0112】

さらに、一次選別系統２０ａおよび二次選別系統２０ｂの少なくとも一方において、不良品の混入率が高い場合には、不良品と判定された被選別物９０に代えて、整粒と判定された被選別物９０に向けてエア５３が噴射されること（いわゆる逆打ち）によって、不良品と整粒とが選別されてもよい。この場合、不良品と判定された被選別物９０の一部に対してもエア５３を噴射して、不良品の一部を意図的に整粒に混入させれば、上述の実施形態のように選別率を制御することが可能である。

【0113】

さらに、エア５３を噴射する形態の選別装置５０に代えて、任意の形態の選別装置を使用することが可能である。例えば、選別装置は、被選別物９０の移送経路に隣接して設けられるとともにアクチュエータによって選択的に変位されるように構成された複数の部材（例えば、ルーバー）を備えていてもよい。この場合、不良品が検出された位置に対応する部材を変位させて、不良品に衝突させることによって、不良品の移送経路を変更して、不良品を選別することができる。あるいは、選別装置は、被選別物９０の移送経路に隣接して設けられるとともに選択的に駆動されるように構成された複数のエア吸引装置を備えていてもよい。この場合、不良品が検出された位置に対応するエア吸引装置を駆動させて、不良品を吸引することによって、不良品の移送経路を変更して、不良品を選別することができる。

【0114】

さらに、コントローラ２５は、ステップＳ１３０において、目標品質条件の複数の候補の入力を受け付けてもよい。あるいは、コントローラ２５は、ステップＳ１３０において、選別機２０のメモリに予め記憶された目標品質条件の複数の候補を読み込むことで、それらの入力を受け付けてもよい。これらの構成に加えて、ステップＳ１４０においてシミュレーション結果の出力が省略されるとともに、ステップＳ１５０が省略されてもよい。この場合、コントローラ２５は、ステップＳ１３０でのシミュレーションの結果に基づいて最終的な目標品質条件を決定してもよい。この場合、コントローラ２５は、最も歩留りが高くなる目標品質条件の候補を最終的な目標品質条件として決定してもよいし、あるいは、良品として排出される被選別物の量に、予め定められた製品単価を乗じて、製品売上高予測値を算出し、製品売上高予測値が最も高くなる目標品質条件の候補を、最終的な目標品質条件として決定してもよい。さらに、この場合、コントローラ２５は、最終的な目標品質条件の決定後に選別を自動的に実行してもよい。あるいは、コントローラ２５は、シミュレーション結果（すなわち、製品量および／または歩留り）および／または製品売上高予測値をユーザインタフェース６０に表示し、ユーザインタフェース６０を介してユーザから選別実行指示を受け付けてから選別を実行してもよい。このような構成によれば、ユーザ操作の負荷が低減されるので、利便性が向上する。

【0115】

本発明は、上記で例示した選別機のほか、シミュレーション装置、シミュレーション方法、選別方法、シミュレーション用プログラム、当該プログラムをコンピュータで読み取り可能に記憶する記憶媒体など、種々の形態で実現可能である。本発明をシミュレーション装置として実現する場合、当該シミュレーション装置が上述した穀粒判別器に搭載されてもよく、シミュレーション結果が穀粒判別器のグラフィカルユーザインタフェースに出力されてもよい。こうすれば、ユーザは、穀粒判別器によって品質情報を取得すると同時に、シミュレーション結果も確認できる。あるいは、本発明をシミュレーション装置として実現する場合、当該シミュレーション装置は、所定のプログラムがインストールされた情報処理装置（例えば、パーソナルコンピュータ）であってもよい。

【0116】

さらに、被選別物９０は、玄米に限られるものではなく、任意の粒状物であってもよい。例えば、被選別物９０は、精白米、麦粒、豆類（大豆、ひよこ豆、枝豆など）、樹脂（ペレット等）等であってもよい。この場合、不良品の内容は、求められる選別性能に応じて適宜、定義され得る。

【符号の説明】

【0117】

１１…搬送ライン
１２…計測装置
２０…選別機
２０ａ…一次選別系統
２０ｂ…二次選別系統
２１…良品ホッパ
２２…不良品容器
２３，２４…切替バルブ
２５…コントローラ
３１，３２…光源
３３，３４…光
４１，４２…光学センサ
５０…選別装置
５１，５１ａ，５１ｂ，５１ｃ…ノズル
５２，５２ａ，５２ｂ，５２ｃ…バルブ
５３…エア
６０…ユーザインタフェース
６１…原料品質表示領域
６２…目標品質入力領域
６３…等級入力領域
６４…混入率入力領域
６５…推定値表示領域
７１…貯留タンク
７２…フィーダ
７３…シュート
７４…良品排出樋
７５…不良品排出樋
８０…画像
８１，８２…画素
８３ａ，８３ｂ，８３ｃ…噴射担当範囲
８４ａ，８４ｂ…オーバラップ領域
９０，９１，９２…被選別物
９５…移送経路
Ｄ１…移送方向
Ｄ２…直交方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】