果実を選別および箱詰めする、工程および装置
生産物を選別および箱詰めする工程であって、生産物を単体に分離するステップと、単体それぞれの柄部分が同じ方向を向くように単体を整列させるステップと、光学メカニズムを使用して、単体それぞれを撮像して生産物の少なくとも１枚の画像を取得し、取得された少なくとも１枚の画像を１枚または複数の基準画像と比較し、この比較に基づいて、少なくとも品質等級およびサイズを確立するステップと、撮像に基づいて単体の外側に分類識別ラベルを貼り付けるステップと、品質等級およびサイズに基づいて生産物をパッケージに箱詰めするステップであって、パッケージそれぞれが、同じ品質等級および同程度のサイズの複数の単体を含んでいる、ステップと、を含んでいる、工程。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、果実の選別および箱詰め、特に、バナナの収穫後の選別および箱詰めに関する。
【背景技術】
【０００２】
果実は、摘取りまたは収穫の後、一般には選別される。なぜなら品質等級の異なる果実は異なる価格で販売される、または異なる市場に送られるためである。
【０００３】
選別した後、果実は等級ごとのグループに分けられ、箱詰めして輸送される。
【０００４】
果実の選別および箱詰めは、従来、人によって行われる。例えば、選別ステップでは、通常、収穫された果実が選別者の前に運ばれ、選別者は、通常では自身の目と経験によって果実を選別する。
【０００５】
使用される装置は、コンベアベルトに似ているが、横方向に移動する単純なベルトの代わりに、この果実コンベアベルトは、区画に分かれた部分を有し、各区画に１個の果実が置かれる。コンベアが横方向に移動して果実を運ぶとき、果実は回転し、したがって選別者は、実質的に果実のすべての部分を見ることができる。
【０００６】
選別者は、果実が通過するときに、選別を行うだけでなく、さまざまな理由（例えば、果実が十分に熟していない、果実が熟しすぎている、販売するには果実にキズがある）のいずれかによって、果実を不合格にすることができる。
【０００７】
選別された後、一般には果実がパッケージに箱詰めされる。パッケージには、果実の損傷を最小限にするため支持トレイの中に複数の果実が含まれる。パッケージの外側には、果実の産地、等級、摘取り／収穫日、箱詰め日などを示す識別ラベルが貼り付けられる。
【０００８】
バナナは、「ハンド（手）」と呼ばれる房単位で収穫される（各バナナは「果指」と呼ばれる）ため、選別および箱詰めにおいて特に問題がある。周知のように、バナナは回転楕円体ではないため転がらない。このことは、上述した、果実が回転しながら横に移動するコンベアは、バナナには使用できないことを意味する。
【０００９】
この技術分野では、バナナの選別および箱詰めは一般に手作業で行われる。すなわち、採用される選別者全員が、果実の選別の実質的な経験を持っていなければならず（対照的に、コンベアシステムを使用して球形の果実を選別する場合、ずっと少ない人数の選別者を採用するのみでよい）、さらに、バナナの選別および箱詰めは時間がかかり、体力を消耗する仕事である。さらに、この方式でのバナナの選別は、高い品質基準を維持して行われる。
【００１０】
したがって、果実、特にバナナを選別および箱詰めするための、より自動化されたシステムであって、品質基準を維持しながら選別に要する時間が最小化されるシステムを提供することは、この技術分野における前進である。
【００１１】
本明細書において従来技術の文献を参照している場合、当然ながら、その参照は、その文献が豪州または他の国における共通の一般的知識であることを認めるものではないことを理解されたい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、果実を選別および箱詰めする工程および装置であって、上述した欠点の少なくとも１つが少なくとも部分的に克服される、または有用あるいは商業的な選択肢が使用者に提供される、工程および装置に関する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記に鑑み、一形態においては、本発明は、広義には、生産物を選別および箱詰めする工程であって、
ａ）生産物を単体に分離するステップと、
ｂ）単体それぞれを撮像して、少なくとも品質等級およびサイズを含む分類特性を確立するステップと、
ｃ）撮像に基づいて単体の外側に分類識別ラベルを貼り付けるステップと、
ｄ）生産物を、品質等級およびサイズに基づいてパッケージに箱詰めするステップであって、パッケージそれぞれが、同じ品質等級および同程度のサイズの複数の単体を含んでいる、ステップと、
を含む。
【００１４】
別の形態においては、本発明は、広義には、生産物を選別および箱詰めする選別・箱詰めラインであって、
ａ）生産物を単体に分離し、単体をコンベアに乗せる分離・載置装置と、
ｂ）単体それぞれの柄部分が同じ方向を向くように単体を整列させる整列装置と、
ｃ）単体それぞれの少なくとも１枚の画像を取得し、標準品質特性のデータベースとの比較によって、少なくとも品質等級およびサイズを含む分類特性を確立する光学撮像システムと、
ｄ）単体それぞれの分類特性の少なくとも１つに基づいて、単体の外側に識別ラベルを貼り付ける貼り付け装置と、
ｅ）単体の品質等級およびサイズに基づいて単体を箱詰めする箱詰め装置であって、パッケージそれぞれが、同じ品質等級および同程度のサイズの複数の単体を含んでいる、箱詰め装置と、
を含む。
【００１５】
さらなる形態においては、本発明は、広義には、生産物を選別および箱詰めする工程であって、
ａ）複数の単体を撮像して、単体それぞれの少なくとも品質等級およびサイズを含む分類特性を確立するステップと、
ｂ）撮像に基づいて単体の外側に分類識別ラベルを貼り付けるステップと、
ｃ）生産物を、品質等級およびサイズに基づいてパッケージに箱詰めするステップであって、パッケージそれぞれが、同じ品質等級および同程度のサイズの複数の単体を含んでいる、ステップと、
を含む。
【００１６】
さらに別の形態においては、本発明は、広義には、生産物を選別および箱詰めする選別・箱詰めラインであって、
ａ）単体をコンベアに乗せる載置装置と、
ｂ）単体それぞれの柄部分が同じ方向を向くように単体を整列させる整列装置と、
ｃ）単体それぞれの少なくとも１枚の画像を取得し、標準品質特性のデータベースとの比較によって、少なくとも品質等級およびサイズを含む分類特性を確立する光学撮像システムと、
ｄ）単体それぞれの分類特性の少なくとも１つに基づいて、単体の外側に識別ラベルを貼り付ける貼り付け装置と、
ｅ）単体の品質等級およびサイズに基づいて単体を箱詰めする箱詰め装置であって、パッケージそれぞれが、同じ品質等級および同程度のサイズの複数の単体を含んでいる、箱詰め装置と、
を含む。
【００１７】
本発明の工程および装置は、特に、バナナなどの果実の選別および箱詰めに関連しているが、任意の果実または野菜に使用することができる。さらに、任意の食品（例えば肉）の自動化された選別および箱詰め用として容易に適合させることができる。以下では、特に、果実に関連して本発明を説明する。
【００１８】
等級付けは、果実の少なくとも１枚の画像を取得し、その少なくとも１枚の画像を、１枚または複数の基準画像（control image）と比較し、比較に基づいて等級を確立する光学機構、によって行われることが好ましい。
【００１９】
次いで、一般には、最初に等級に従って、次にサイズに従って、果実を箱詰めする。さらには、他の属性（例えば形）を使用して果実を分類することが好ましい。果実が含まれているパッケージが特定のチェックパラメータを満たしているか（例えばパッケージ重量が特定のしきい値より大きいか）をチェックするフィードバックシステムを使用することができる。例えば、６本のバナナが含まれている果実用ケース（punnet）が合格するための最小重量を８００ｇとすることができる。
【００２０】
本工程は、一般には、果実を単体果実に分離するステップを含んでいる。果実の例としてバナナを使用すると、一般にバナナは房単位で収穫されることが知られており、房それぞれは、４〜１０本のバナナ（「果指」）からなる多数の「ハンド」が中央の柄部分によって連結されており、最大重量は６０ｋｇである。
【００２１】
果指の状態で提供されることがある（そのようなケースはあまりない）が、そうでない場合、処理できるように房およびハンドを個々の果指に分離するための分離装置が設けられていることが好ましい。
【００２２】
分離ステップは、バナナに撮像ステップおよび貼り付けステップを実施する目的で、コンベア手段、一般にはコンベアベルトまたは類似する要素の上に果指を乗せるサブステップ、を含むことができる。
【００２３】
通常、果指は無作為に乗せられ、したがって、さまざまな向きにある。本発明の目的には、果指が同じ方向を向いていることが重要である。
【００２４】
したがって、整列手段を設けることができる。整列手段は、コンベアによってバナナが横方向に搬送される間にバナナを持ち上げて整列させるための角部を有する、１つまたは複数のアングル状部材（例えば板）、を含んでいることができる。したがって、コンベアが通常に長手方向の力を供給し、バナナが移動するときにアングル状整列板にバナナが押し付けられる。整列手段は、すべてのバナナが同じ向きで撮像ステップに入るように、すべてのバナナの柄部分がコンベアの一方の側面を向いた状態となるように、バナナを整列させることが好ましい。
【００２５】
分離ステップは、手作業とすることができるが、自動的な手段が好ましい。一例として、バナナを手作業で分離して乗せる場合、通常ではハンドあたり約５〜１０秒かかる。
【００２６】
バナナのハンドを個々の果指に自動的に分離する方法の一例として、複数のシュート（chute）または類似する要素を設け、バナナを先端部を先頭にして通過させ、シュートの壁の前部分に設けられた切断刃によって柄を分離する。シュートは、通常、搬送方向に平行な向きにあり、通常、１つのバナナのみを受け入れる大きさになっている。
【００２７】
果実が分類エリアに入る前に、果実を洗浄することもできる。例えば、作業者が必要ないように洗浄タンクに果実を浮かべることができる。
【００２８】
本工程は、単体果実それぞれを撮像して、少なくとも品質等級およびサイズを含む分類特性を確立するステップをさらに含んでいる。
【００２９】
単体果実は、コンベアの上または横の固定された基準点からそれぞれ撮像されることが好ましい。通常、バナナは、コンベア上で撮像手段に対して（通常では長手方向に）移動する。果実とのコントラストを確保する目的で、コンベアを有色としてもよい。この目的には、白色または他の明色を使用してもよいが、明色は「フラッシング」問題が生じることがあるため、暗い色（例えば黒）が好ましい。
【００３０】
あるいは、各果実をより長い時間をかけて撮像できるようにする目的で、移動する基準点を使用する撮像手段によって撮像してもよいが、一般にこれは必須ではない。
【００３１】
コンベアとともに長手方向に移動することのできる撮像装置を使用してもよい。
【００３２】
一般には、複数の撮像装置を設ける。一般には、果実が特定の向きで撮像ステップに入ったとき、果実の第１の面を撮像し、次いで、果実を再整列させ、果実の少なくとも第２の面を撮像した後、撮像ステップに入ったときの向きに戻す。
【００３３】
向き変更手段は、撮像前に果実を整列させるために使用されるものと同じ手段とすることができる。これに代えて、より好ましくは、コンベアの高さを変化させることによって、向きの変更を行うとよい。撮像ステップにおいては、連続する一対のコンベアが設けられていることが好ましく、撮像手段それぞれに１つのコンベアが関連付けられており、第１のコンベアから第２のコンベアに果実が送られる。第１のコンベアを第２のコンベアよりも高い位置に配置することによって、果実は第１のコンベアから短い距離を落下して第２のコンベアの上に乗る。短い距離を落下するとき、一般に果実は回転して別の面が上になり、異なる面が第２の撮像手段に向けられる。
【００３４】
あるいは、果実を再整列させる目的で、バナナ上方にスイープ装置（gentle sweep device）を配置して使用してもよい。スイープ装置の例は、下方に延びたフィンガーであり、果実がコンベアによってフィンガーを通過するときに果実の一部分がフィンガーに当たって果実を回転させるようなものである。
【００３５】
撮像手段それぞれは、任意の１面から果実を９０゜〜１２０゜の撮像範囲角で撮像することが好ましい。通常では、撮像手段の撮像範囲角によって、使用する撮像手段の数が決まる。
【００３６】
撮像手段は、側面に取り付けられている場合、コンベアを横方向に、または垂直に移動することができる。このタイプの撮像手段は、往復運動するように取り付けてもよい。移動経路は、弓状経路としてもよい。撮像手段は、一平面内で移動しながら旋回するように取り付けてもよく、これにより撮像手段の撮像範囲角が増大する。
【００３７】
あるいは、弓状経路に沿って移動する台車に撮像手段を取り付けてもよい。
【００３８】
一貫性を低下させてしまう、撮像時の変動を低減する目的で、一般に、撮像手段それぞれは遮蔽されたエリア内に配置されている。１つの変動要因として自然光が挙げられるので、特に、遮蔽されたエリア内に人工照明を設けてもよい。
【００３９】
撮像手段は、さまざまな特徴（例えば、各果実の長さ、湾曲度または他の見た目のパラメータ、周囲長、品質）を捕捉することが好ましい。通常、果実の物理的サイズのパラメータは、スケール（目盛り）または類似する要素に照らして測定される。各果実のサイズを求めるため、基準スケールを例えばコンベアまたは背景に設けてもよい。
【００４０】
撮像装置は、分析の前に、個々の果実の向きを判定する目的にも使用してもよい。例えば、正しい向きではない個々の果実を、２位置ダイバータ（two position diverter）を使用して整列させてもよい。果実は、柄が後ろにある状態で運ばれることが好ましい。
【００４１】
あるいは、例えば撮像手段の焦点距離などの、仮想の基準スケールを使用してもよい。
【００４２】
単体果実それぞれの品質は、一般には、取得された１枚または複数の画像を、システムに格納されている１枚または複数の基準画像と比較することによって、判定される。
【００４３】
果実に正しい分類識別ラベルを貼り付けることができるように、各果実の分類特性は、通常、一意の識別子を使用して指標化される。
【００４４】
この品質の比較に基づいて、一般には複数の処理が行われる。第一に、比較に基づいて、「合格／不合格」の判定をシステムによって行うことができ、個々の果実は、少なくとも最小限の品質基準を満たしているときに合格とされる、または最小限の基準を満たしていないときに不合格とされる。
【００４５】
第二に、比較によって、個々の果実に「等級」が付けられる。この等級付けは、同じ等級の果実が同じパッケージに入るように、箱詰めステップ時に使用されることが好ましい。
【００４６】
一般に、品質の比較は、比較アルゴリズムによって制御される。比較アルゴリズムは、「合格／不合格」の判定および品質の判定の両方において、通常では、見た目の品質、例えば、色、色の均一性、キズ、キズの程度、変形、形の均一性、理想的な外観への類似度のうちの一部またはすべて（もしくは別のパラメータまたはその両方）を使用して、比較を行う。
【００４７】
見た目の品質は、任意の適切な比較メカニズムまたは比較システムを使用して、見た目の基準品質特性と比較することができる。例えば、色の均一性、キズの程度、形の均一性、理想的な外観への類似度などの特性については、統計的な方法を使用すればよいし、色そのものについては、適切なカラーチャートと比較すればよい。
【００４８】
果実の比較の後、形、サイズ、品質等級などに基づいて果実を分類することもできる。果実は異なる分類に仕分けることができる。
【００４９】
さらなる実施形態においては、本発明は、果実または野菜の少なくとも１つの分類特性を判定する装置であって、単体果実それぞれの少なくとも１つの分類特性を少なくとも一時的に取得する少なくとも１つの撮像装置と、１つまたは複数の基準分類特性を格納しており、単体果実それぞれの取得された少なくとも１つの分類特性を１つまたは複数の基準分類特性と比較して、単体果実それぞれの少なくとも品質等級およびサイズ等級を確立する処理手段と、を含んでいる、装置、に関する。
【００５０】
さらに別の実施形態においては、本発明は、果実または野菜の少なくとも１つの分類特性を判定する方法であって、果実または野菜の１つまたは複数の基準分類特性を格納するステップと、単体果実または野菜の少なくとも１つの分類特性を、少なくとも１つの撮像装置を使用して少なくとも一時的に取得するステップと、処理手段を使用して、果実または野菜それぞれの取得された少なくとも１つの分類特性を１つまたは複数の基準分類特性と比較し、果実または野菜それぞれの少なくとも品質等級およびサイズ等級を確立するステップと、を含んでいる、方法、に関する。
【００５１】
本工程は、撮像に基づいて分類識別ラベルを単体果実の外側に貼り付けるステップ、をさらに含んでいる。このラベルは、一般には、品質情報に限定される。ラベルを貼り付ける目的は、通常では、果実を購入する消費者が情報を容易に認識できるようにするためと、箱詰めステップにおいて等級の異なる果実をより簡単に識別できるようにすることである。
【００５２】
任意の形式のラベルを使用することができる。ラベルは、一般には、消費者から見えるが食べることのできない、果実の外側部分に貼り付けられる。ラベルは、任意の形式とすることができ、例えば、書かれた情報または符号化された情報（例えばバーコード）を含んだものである。また、ラベルは、果実を「端部処理する」ことで形成できる。
【００５３】
「端部処理」では、果実の上端部または下端部に、コントラスト色のコーティングを塗布する。通常、果実の異なる等級を示すために異なる色を使用する。選択する色は、果実の色とコントラストをなす色であることが好ましく、したがってバナナの場合の色として、一般には、例えば赤、緑、および青が挙げられる。透明なコーティングを使用してもよい。
【００５４】
コーティングは、任意の方法を使用して塗布することができ、通常、果実の長さの１／３までとする。方法は、通常、コーティングに使用される材料に従って選択される。
【００５５】
バナナの場合、特に好ましいコーティング材料は、ワックスまたは類似する固化性の材料である。ワックスが好ましいのは、融点が低く、果実を損傷することなく塗布できるためである。
【００５６】
他の果実や野菜の場合、その果実または野菜のより広い領域をコーティングによって覆うことができる。なぜなら、果実または野菜の種類によってコーティングによる影響が異なるためである。
【００５７】
ワックスを塗布するための好ましい方法はディッピングであるが、上から掛ける方式（pouring）やブラシ（刷毛）を使用してもよい。
【００５８】
ディッピングを行う場合、通常、ディッピングできるように果実を垂直に向けなければならない。このことは、果実が垂直に向いていない場合、そのように向けなければならないことを意味する。これにより、果実に損傷を与える可能性があるさらなる操作が発生する。この段階で果実を扱うための１つの好ましい方法は、吸引（suction）によるものである。果実は、撮像ステップに入ったときとできる限り同じ向きのままであることが好ましい。上から掛ける方式またはブラシを使用する場合には、果実は任意の向きでよい。
【００５９】
コーティングは、果実を把持し、果実をコーティング源まで移動させる、または果実をコーティング源の中に入れる、または通過させることによって行うことができる。
【００６０】
コーティング工程においては、すべての果実が同じ方向を向いていることが重要である。何らかの再整列が必要なことがあるが、最小限にするべきである。果実の向きは、コーティングする前、例えば撮像時にチェックすることができ、正しい向きではない果実は再整列させ、撮像ステップを通過する前の向きに戻すことが好ましい。
【００６１】
本工程は、品質等級およびサイズに基づいて果実をパッケージに箱詰めするステップを含んでおり、各パッケージは、同じ品質等級および同程度のサイズの複数の単体果実を含んでいる。
【００６２】
一般には、果実は、同じ等級または同程度の物理的サイズの６個の果実のグループに箱詰めされる。パッケージは、通常、果実用ケースあるいはダンボールなどである。好ましくは、パッケージは折り畳み式であり、一般には果実を空箱の上に置いて果物がパッケージングされる。
【００６３】
パッケージは、果実のみならず、特に、果実の品質を示すラベルも表示していることが好ましい。
【００６４】
本発明による装置は、Ｌ字形状の構造として設けられていることが好ましい。これにより、角の部分で合格／不合格の判定を行うことができ、不合格となった果実を一方のアームの端部から単純に排出でき、装置の直角方向のアーム部分で品質検査を行うことができる。
【００６５】
さらに、本発明のシステムは、任意の段階または複数の段階において人による品質保証または品質検査を含んでいてもよい。
【００６６】
本発明のさまざまな実施形態が、以下の図面を参照しながら説明される。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の好ましい実施形態による方法の４つの主ステップを示した概略的な流れ図であり、図１Ａは好ましい実施形態による撮像ステップの写真であり、図１Ｂは好ましい実施形態による「端部処理」ステップの写真であり、図１Ｃは好ましい実施形態による箱詰めステップの写真である。
【図２】本発明の好ましい実施形態による方法の載置ステップのサブステップを示した概略的な流れ図である。
【図３】本発明の好ましい実施形態による方法の撮像ステップのサブステップを示した概略的な流れ図である。
【図４】本発明の好ましい実施形態による方法の「端部処理」ステップのサブステップを示した概略的な流れ図である。
【図５】本発明の好ましい実施形態による方法の箱詰め・発送ステップのサブステップを示した概略的な流れ図である。
【図６】好ましい実施形態に従って選別および箱詰めされたバナナが入っている複数のパッケージを示している。
【発明を実施するための形態】
【００６８】
好ましい一形態においては、本発明は、特定の方法に従って動作する、バナナを選別および箱詰めする装置を提供する。
【００６９】
図１〜図１Ｃに概略的に示したように、本装置は、果実を選別および箱詰めする選別・箱詰めラインである。このラインは、以下を含んでいる。
ａ．単体果実をコンベアに乗せる載置装置（この実施形態ではバナナを手で乗せるため図示していない）。
ｂ．光学撮像システム（図１Ａに示してある）：単体果実それぞれの少なくとも１枚の画像を取得し、標準品質特性のデータとの比較によって、少なくとも品質等級およびサイズを含む分類特性を確立する。
ｃ．貼り付け装置（図１Ｂに示してある）：単体果実それぞれの分類特性の少なくとも１つに基づいて、単体果実の外側に識別ラベルを貼り付ける。
ｄ．箱詰め装置（図１Ｃに示してある）：単体果実を果実の品質等級およびサイズに基づいて箱詰めする。各パッケージには、同じ品質等級および同程度のサイズの複数の単体果実が包含される。
【００７０】
図示した実施形態の工程および装置は、特に、バナナの選別および箱詰めに関連する。
【００７１】
選別は光学メカニズムによって行われ、このメカニズムは、果実の画像を取得し、取得した画像を１枚または複数の基準画像と比較し、比較に基づいて等級を確立する。次いで、最初に等級に従って、次にサイズに従って、果実を箱詰めする。
【００７２】
説明する工程には、果実を単体果実に分離するステップが含まれるが、このステップは、図示した実施形態においては手作業ですでに行われている。バナナは房単位で収穫され、房それぞれは、４〜１０本のバナナ（「果指」）からなる多数の「ハンド」が中央の柄部分によって連結されており、最大重量は６０ｋｇである。
【００７３】
本工程は、単体果実それぞれを撮像して、少なくとも品質等級およびサイズを含む分類特性を確立するステップを含んでいる。このステップは、図１Ａおよび図３（アルゴリズム）に示してある。
【００７４】
単体果実は、バナナの果指が乗っているコンベアの上方の固定された基準点から撮像される。バナナは、撮像手段の下をコンベア上で長手方向に移動する。
【００７５】
図１Ａに示した実施形態によると、２つの撮像装置が設けられている。果実が特定の向きで撮像ステップに入ったときに果実の第１の面が撮像され、次に果実が再整列されて果実の第２の面が撮像された後、果実の向きは撮像ステップに入ったときの向きに戻される。
【００７６】
向きの変更は、図示した実施形態においては、コンベアの高さを変化させることによって行われる。撮像ステップでは、連続する一対のコンベア１０，１２が設けられており、撮像手段１１，１３それぞれに１つのコンベアが関連付けられており、第１のコンベア１０から第２のコンベア１２の上に果実が送られる。第１のコンベア１０を第２のコンベア１２よりも高い位置に取り付けることによって、果実は第１のコンベア１０から短い距離を落下して第２のコンベア１２の上に乗る。短い距離を落下するとき、一般に果実は回転して別の面が上になり、異なる面が第２の撮像手段１３に向けられる。
【００７７】
撮像手段それぞれは、任意の１面から果実を９０゜〜１２０゜の撮像範囲角で撮像することが好ましい。通常、撮像手段の撮像範囲角によって、使用する撮像手段の数が決まる。
【００７８】
一貫性を低下させてしまう、撮像時の変動を低減する目的で、撮像手段それぞれは遮蔽されたエリア１４内に配置されている。１つの変動要因として自然光が挙げられるので、特に、遮蔽されたエリア１４内に人工照明を設けてもよい。
【００７９】
撮像手段それぞれは、さまざまな特徴（例えば、果実それぞれの長さ、湾曲度または他の見た目のパラメータ、周囲長、品質）を捕捉する。通常、果実の物理的サイズのパラメータは、スケール（目盛り）または類似する要素に照らして測定される。果実それぞれのサイズを求めるため、基準スケールを例えばコンベアまたは背景に設けてもよい。
【００８０】
単体果実それぞれの品質は、一般には、取得された１枚または複数の画像を、システムに格納されている１枚または複数の基準画像と比較することによって、判定される。果実に正しい分類識別ラベルを貼り付けることができるように、各果実の分類特性は、一意の識別子を使用して指標化される。
【００８１】
この品質の比較に基づいて、一般には複数の処理が行われる。第一に、比較に基づいて、「合格／不合格」の判定をシステムによって行うことができ、個々の果実は、少なくとも最小限の品質基準を満たしているときに合格とされる、または最小限の基準を満たしていないときに不合格とされる。
【００８２】
第二に、比較によって、個々の果実に「等級」が付けられる。この等級付けは、同じ等級の果実が同じパッケージに入るように、箱詰めステップ時に使用されることが好ましい。
【００８３】
一般に、品質の比較は、比較アルゴリズムによって制御され、コンピュータを使用して実施される。アルゴリズムは、通常では、「合格／不合格」の判定および品質の判定の両方において、見た目の品質、例えば、色、色の均一性、キズ、キズの程度、変形、形の均一性、理想的な外観への類似度のうちの一部またはすべて（もしくは別のパラメータまたはその両方）を使用して、比較を行う。図示した実施形態によると、コンピュータによる比較が行われ、この場合、いずれかの撮像手段に基づく比較によって「合格／不合格」を判定することができるが、それぞれの撮像手段に基づく比較の組合せによって選別を制御することが好ましい。
【００８４】
本工程は、図１Ｂに示したように、撮像に基づいて単体果実の外側に分類識別ラベルを貼り付けるステップ、をさらに含んでいる。ラベルは、一般には品質情報に限定される。ラベルを貼り付ける目的は、通常では、果実を購入する消費者が情報を容易に認識できるようにするためと、箱詰めステップにおいて等級の異なる果実をより簡単に識別できるようにすることである。
【００８５】
好ましいラベルは、消費者から見えるが食べることのない、果実の外側部分に貼り付けられる。図示した実施形態によると、果実を「端部処理」する。
【００８６】
「端部処理」では、果実の上端部または下端部にコントラスト色のコーティングを塗布する。通常、果実の異なる等級を示すために異なる色を使用する。選択する色は、果実の色とコントラストをなす色であることが好ましく、したがってバナナの場合の色として、一般には、例えば赤、緑、および青が挙げられる。
【００８７】
コーティングは、任意の方法を使用して塗布することができ、通常、果実の長さの１／３までとする。バナナの場合、特に好ましいコーティング材料は、ワックスまたは類似する固化性の材料である。ワックスが好ましいのは、融点が低く、すなわち果実を損傷することなく塗布できるためである。
【００８８】
ワックスを塗布するための好ましい方法はディッピングであり、通常、選別が完了した直後に行う。コーティング工程では、すべての果実が同じ方向を向いていることが重要であり、したがって、撮像ステップのすぐ後ろに端部処理装置を配置することが好ましく、なぜならこの段階ではバナナが依然として同じ方向を向いているためである。
【００８９】
ディッピングにおいては、図示したように果実を垂直な向きにする。したがって、制御式の把持手段１５を使用してバナナをつかむことによって果実を垂直向きにし、果実をコーティング源１６まで移動して浸し、コーティングされたバナナを第２のコンベア１２に戻す。
【００９０】
さらに、本工程は、図１Ｃに示したように、品質等級およびサイズに基づいて果実をパッケージに箱詰めするステップを含んでおり、各パッケージは、同じ品質等級および同程度のサイズの複数の単体果実を包含している。
【００９１】
一般には、果実は、同じ等級または同程度の物理的サイズの６個の果実のグループに箱詰めされる。パッケージは、図６に示したように、果実用ケース、ダンボール、または果実を収容できる折り畳み式の類似する容器であり、果実を空箱１７の上に置いて果物がパッケージングされる。
【００９２】
図６から理解できるように、パッケージは、果実のみならず、特に、果実の品質を示すラベルも表示していることが好ましい。
【００９３】
本明細書および請求項において、語「含んでいる」という言葉およびその活用形は、記載されている整数それぞれを含んでいるが、それ以外の１つまたは複数の整数が含まれることを除外するものではない。
【００９４】
本明細書全体を通じて、「一実施形態」または「実施形態」という表現は、その実施形態に関連して説明されている特定の特徴、構造、または特性が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれていることを意味する。したがって、本明細書中のさまざまな箇所における「一実施形態において」または「実施形態において」という表現は、必ずしもすべてが同じ実施形態を指していない。さらには、特定の特徴、構造、または特性は、任意に組み合わせて実施することができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、果実の選別および箱詰め、特に、バナナの収穫後の選別および箱詰めに関する。
【背景技術】
【０００２】
果実は、摘取りまたは収穫の後、一般には選別される。なぜなら品質等級の異なる果実は異なる価格で販売される、または異なる市場に送られるためである。
【０００３】
選別した後、果実は等級ごとのグループに分けられ、箱詰めして輸送される。
【０００４】
果実の選別および箱詰めは、従来、人によって行われる。例えば、選別ステップでは、通常、収穫された果実が選別者の前に運ばれ、選別者は、通常では自身の目と経験によって果実を選別する。
【０００５】
使用される装置は、コンベアベルトに似ているが、横方向に移動する単純なベルトの代わりに、この果実コンベアベルトは、区画に分かれた部分を有し、各区画に１個の果実が置かれる。コンベアが横方向に移動して果実を運ぶとき、果実は回転し、したがって選別者は、実質的に果実のすべての部分を見ることができる。
【０００６】
選別者は、果実が通過するときに、選別を行うだけでなく、さまざまな理由（例えば、果実が十分に熟していない、果実が熟しすぎている、販売するには果実にキズがある）のいずれかによって、果実を不合格にすることができる。
【０００７】
選別された後、一般には果実がパッケージに箱詰めされる。パッケージには、果実の損傷を最小限にするため支持トレイの中に複数の果実が含まれる。パッケージの外側には、果実の産地、等級、摘取り／収穫日、箱詰め日などを示す識別ラベルが貼り付けられる。
【０００８】
バナナは、「ハンド（手）」と呼ばれる房単位で収穫される（各バナナは「果指」と呼ばれる）ため、選別および箱詰めにおいて特に問題がある。周知のように、バナナは回転楕円体ではないため転がらない。このことは、上述した、果実が回転しながら横に移動するコンベアは、バナナには使用できないことを意味する。
【０００９】
この技術分野では、バナナの選別および箱詰めは一般に手作業で行われる。すなわち、採用される選別者全員が、果実の選別の実質的な経験を持っていなければならず（対照的に、コンベアシステムを使用して球形の果実を選別する場合、ずっと少ない人数の選別者を採用するのみでよい）、さらに、バナナの選別および箱詰めは時間がかかり、体力を消耗する仕事である。さらに、この方式でのバナナの選別は、高い品質基準を維持して行われる。
【００１０】
したがって、果実、特にバナナを選別および箱詰めするための、より自動化されたシステムであって、品質基準を維持しながら選別に要する時間が最小化されるシステムを提供することは、この技術分野における前進である。
【００１１】
本明細書において従来技術の文献を参照している場合、当然ながら、その参照は、その文献が豪州または他の国における共通の一般的知識であることを認めるものではないことを理解されたい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、果実を選別および箱詰めする工程および装置であって、上述した欠点の少なくとも１つが少なくとも部分的に克服される、または有用あるいは商業的な選択肢が使用者に提供される、工程および装置に関する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記に鑑み、一形態においては、本発明は、広義には、生産物を選別および箱詰めする工程であって、
ａ）生産物を単体に分離するステップと、
ｂ）単体それぞれを撮像して、少なくとも品質等級およびサイズを含む分類特性を確立するステップと、
ｃ）撮像に基づいて単体の外側に分類識別ラベルを貼り付けるステップと、
ｄ）生産物を、品質等級およびサイズに基づいてパッケージに箱詰めするステップであって、パッケージそれぞれが、同じ品質等級および同程度のサイズの複数の単体を含んでいる、ステップと、
を含む。
【００１４】
別の形態においては、本発明は、広義には、生産物を選別および箱詰めする選別・箱詰めラインであって、
ａ）生産物を単体に分離し、単体をコンベアに乗せる分離・載置装置と、
ｂ）単体それぞれの柄部分が同じ方向を向くように単体を整列させる整列装置と、
ｃ）単体それぞれの少なくとも１枚の画像を取得し、標準品質特性のデータベースとの比較によって、少なくとも品質等級およびサイズを含む分類特性を確立する光学撮像システムと、
ｄ）単体それぞれの分類特性の少なくとも１つに基づいて、単体の外側に識別ラベルを貼り付ける貼り付け装置と、
ｅ）単体の品質等級およびサイズに基づいて単体を箱詰めする箱詰め装置であって、パッケージそれぞれが、同じ品質等級および同程度のサイズの複数の単体を含んでいる、箱詰め装置と、
を含む。
【００１５】
さらなる形態においては、本発明は、広義には、生産物を選別および箱詰めする工程であって、
ａ）複数の単体を撮像して、単体それぞれの少なくとも品質等級およびサイズを含む分類特性を確立するステップと、
ｂ）撮像に基づいて単体の外側に分類識別ラベルを貼り付けるステップと、
ｃ）生産物を、品質等級およびサイズに基づいてパッケージに箱詰めするステップであって、パッケージそれぞれが、同じ品質等級および同程度のサイズの複数の単体を含んでいる、ステップと、
を含む。
【００１６】
さらに別の形態においては、本発明は、広義には、生産物を選別および箱詰めする選別・箱詰めラインであって、
ａ）単体をコンベアに乗せる載置装置と、
ｂ）単体それぞれの柄部分が同じ方向を向くように単体を整列させる整列装置と、
ｃ）単体それぞれの少なくとも１枚の画像を取得し、標準品質特性のデータベースとの比較によって、少なくとも品質等級およびサイズを含む分類特性を確立する光学撮像システムと、
ｄ）単体それぞれの分類特性の少なくとも１つに基づいて、単体の外側に識別ラベルを貼り付ける貼り付け装置と、
ｅ）単体の品質等級およびサイズに基づいて単体を箱詰めする箱詰め装置であって、パッケージそれぞれが、同じ品質等級および同程度のサイズの複数の単体を含んでいる、箱詰め装置と、
を含む。
【００１７】
本発明の工程および装置は、特に、バナナなどの果実の選別および箱詰めに関連しているが、任意の果実または野菜に使用することができる。さらに、任意の食品（例えば肉）の自動化された選別および箱詰め用として容易に適合させることができる。以下では、特に、果実に関連して本発明を説明する。
【００１８】
等級付けは、果実の少なくとも１枚の画像を取得し、その少なくとも１枚の画像を、１枚または複数の基準画像（control image）と比較し、比較に基づいて等級を確立する光学機構、によって行われることが好ましい。
【００１９】
次いで、一般には、最初に等級に従って、次にサイズに従って、果実を箱詰めする。さらには、他の属性（例えば形）を使用して果実を分類することが好ましい。果実が含まれているパッケージが特定のチェックパラメータを満たしているか（例えばパッケージ重量が特定のしきい値より大きいか）をチェックするフィードバックシステムを使用することができる。例えば、６本のバナナが含まれている果実用ケース（punnet）が合格するための最小重量を８００ｇとすることができる。
【００２０】
本工程は、一般には、果実を単体果実に分離するステップを含んでいる。果実の例としてバナナを使用すると、一般にバナナは房単位で収穫されることが知られており、房それぞれは、４〜１０本のバナナ（「果指」）からなる多数の「ハンド」が中央の柄部分によって連結されており、最大重量は６０ｋｇである。
【００２１】
果指の状態で提供されることがある（そのようなケースはあまりない）が、そうでない場合、処理できるように房およびハンドを個々の果指に分離するための分離装置が設けられていることが好ましい。
【００２２】
分離ステップは、バナナに撮像ステップおよび貼り付けステップを実施する目的で、コンベア手段、一般にはコンベアベルトまたは類似する要素の上に果指を乗せるサブステップ、を含むことができる。
【００２３】
通常、果指は無作為に乗せられ、したがって、さまざまな向きにある。本発明の目的には、果指が同じ方向を向いていることが重要である。
【００２４】
したがって、整列手段を設けることができる。整列手段は、コンベアによってバナナが横方向に搬送される間にバナナを持ち上げて整列させるための角部を有する、１つまたは複数のアングル状部材（例えば板）、を含んでいることができる。したがって、コンベアが通常に長手方向の力を供給し、バナナが移動するときにアングル状整列板にバナナが押し付けられる。整列手段は、すべてのバナナが同じ向きで撮像ステップに入るように、すべてのバナナの柄部分がコンベアの一方の側面を向いた状態となるように、バナナを整列させることが好ましい。
【００２５】
分離ステップは、手作業とすることができるが、自動的な手段が好ましい。一例として、バナナを手作業で分離して乗せる場合、通常ではハンドあたり約５〜１０秒かかる。
【００２６】
バナナのハンドを個々の果指に自動的に分離する方法の一例として、複数のシュート（chute）または類似する要素を設け、バナナを先端部を先頭にして通過させ、シュートの壁の前部分に設けられた切断刃によって柄を分離する。シュートは、通常、搬送方向に平行な向きにあり、通常、１つのバナナのみを受け入れる大きさになっている。
【００２７】
果実が分類エリアに入る前に、果実を洗浄することもできる。例えば、作業者が必要ないように洗浄タンクに果実を浮かべることができる。
【００２８】
本工程は、単体果実それぞれを撮像して、少なくとも品質等級およびサイズを含む分類特性を確立するステップをさらに含んでいる。
【００２９】
単体果実は、コンベアの上または横の固定された基準点からそれぞれ撮像されることが好ましい。通常、バナナは、コンベア上で撮像手段に対して（通常では長手方向に）移動する。果実とのコントラストを確保する目的で、コンベアを有色としてもよい。この目的には、白色または他の明色を使用してもよいが、明色は「フラッシング」問題が生じることがあるため、暗い色（例えば黒）が好ましい。
【００３０】
あるいは、各果実をより長い時間をかけて撮像できるようにする目的で、移動する基準点を使用する撮像手段によって撮像してもよいが、一般にこれは必須ではない。
【００３１】
コンベアとともに長手方向に移動することのできる撮像装置を使用してもよい。
【００３２】
一般には、複数の撮像装置を設ける。一般には、果実が特定の向きで撮像ステップに入ったとき、果実の第１の面を撮像し、次いで、果実を再整列させ、果実の少なくとも第２の面を撮像した後、撮像ステップに入ったときの向きに戻す。
【００３３】
向き変更手段は、撮像前に果実を整列させるために使用されるものと同じ手段とすることができる。これに代えて、より好ましくは、コンベアの高さを変化させることによって、向きの変更を行うとよい。撮像ステップにおいては、連続する一対のコンベアが設けられていることが好ましく、撮像手段それぞれに１つのコンベアが関連付けられており、第１のコンベアから第２のコンベアに果実が送られる。第１のコンベアを第２のコンベアよりも高い位置に配置することによって、果実は第１のコンベアから短い距離を落下して第２のコンベアの上に乗る。短い距離を落下するとき、一般に果実は回転して別の面が上になり、異なる面が第２の撮像手段に向けられる。
【００３４】
あるいは、果実を再整列させる目的で、バナナ上方にスイープ装置（gentle sweep device）を配置して使用してもよい。スイープ装置の例は、下方に延びたフィンガーであり、果実がコンベアによってフィンガーを通過するときに果実の一部分がフィンガーに当たって果実を回転させるようなものである。
【００３５】
撮像手段それぞれは、任意の１面から果実を９０゜〜１２０゜の撮像範囲角で撮像することが好ましい。通常では、撮像手段の撮像範囲角によって、使用する撮像手段の数が決まる。
【００３６】
撮像手段は、側面に取り付けられている場合、コンベアを横方向に、または垂直に移動することができる。このタイプの撮像手段は、往復運動するように取り付けてもよい。移動経路は、弓状経路としてもよい。撮像手段は、一平面内で移動しながら旋回するように取り付けてもよく、これにより撮像手段の撮像範囲角が増大する。
【００３７】
あるいは、弓状経路に沿って移動する台車に撮像手段を取り付けてもよい。
【００３８】
一貫性を低下させてしまう、撮像時の変動を低減する目的で、一般に、撮像手段それぞれは遮蔽されたエリア内に配置されている。１つの変動要因として自然光が挙げられるので、特に、遮蔽されたエリア内に人工照明を設けてもよい。
【００３９】
撮像手段は、さまざまな特徴（例えば、各果実の長さ、湾曲度または他の見た目のパラメータ、周囲長、品質）を捕捉することが好ましい。通常、果実の物理的サイズのパラメータは、スケール（目盛り）または類似する要素に照らして測定される。各果実のサイズを求めるため、基準スケールを例えばコンベアまたは背景に設けてもよい。
【００４０】
撮像装置は、分析の前に、個々の果実の向きを判定する目的にも使用してもよい。例えば、正しい向きではない個々の果実を、２位置ダイバータ（two position diverter）を使用して整列させてもよい。果実は、柄が後ろにある状態で運ばれることが好ましい。
【００４１】
あるいは、例えば撮像手段の焦点距離などの、仮想の基準スケールを使用してもよい。
【００４２】
単体果実それぞれの品質は、一般には、取得された１枚または複数の画像を、システムに格納されている１枚または複数の基準画像と比較することによって、判定される。
【００４３】
果実に正しい分類識別ラベルを貼り付けることができるように、各果実の分類特性は、通常、一意の識別子を使用して指標化される。
【００４４】
この品質の比較に基づいて、一般には複数の処理が行われる。第一に、比較に基づいて、「合格／不合格」の判定をシステムによって行うことができ、個々の果実は、少なくとも最小限の品質基準を満たしているときに合格とされる、または最小限の基準を満たしていないときに不合格とされる。
【００４５】
第二に、比較によって、個々の果実に「等級」が付けられる。この等級付けは、同じ等級の果実が同じパッケージに入るように、箱詰めステップ時に使用されることが好ましい。
【００４６】
一般に、品質の比較は、比較アルゴリズムによって制御される。比較アルゴリズムは、「合格／不合格」の判定および品質の判定の両方において、通常では、見た目の品質、例えば、色、色の均一性、キズ、キズの程度、変形、形の均一性、理想的な外観への類似度のうちの一部またはすべて（もしくは別のパラメータまたはその両方）を使用して、比較を行う。
【００４７】
見た目の品質は、任意の適切な比較メカニズムまたは比較システムを使用して、見た目の基準品質特性と比較することができる。例えば、色の均一性、キズの程度、形の均一性、理想的な外観への類似度などの特性については、統計的な方法を使用すればよいし、色そのものについては、適切なカラーチャートと比較すればよい。
【００４８】
果実の比較の後、形、サイズ、品質等級などに基づいて果実を分類することもできる。果実は異なる分類に仕分けることができる。
【００４９】
さらなる実施形態においては、本発明は、果実または野菜の少なくとも１つの分類特性を判定する装置であって、単体果実それぞれの少なくとも１つの分類特性を少なくとも一時的に取得する少なくとも１つの撮像装置と、１つまたは複数の基準分類特性を格納しており、単体果実それぞれの取得された少なくとも１つの分類特性を１つまたは複数の基準分類特性と比較して、単体果実それぞれの少なくとも品質等級およびサイズ等級を確立する処理手段と、を含んでいる、装置、に関する。
【００５０】
さらに別の実施形態においては、本発明は、果実または野菜の少なくとも１つの分類特性を判定する方法であって、果実または野菜の１つまたは複数の基準分類特性を格納するステップと、単体果実または野菜の少なくとも１つの分類特性を、少なくとも１つの撮像装置を使用して少なくとも一時的に取得するステップと、処理手段を使用して、果実または野菜それぞれの取得された少なくとも１つの分類特性を１つまたは複数の基準分類特性と比較し、果実または野菜それぞれの少なくとも品質等級およびサイズ等級を確立するステップと、を含んでいる、方法、に関する。
【００５１】
本工程は、撮像に基づいて分類識別ラベルを単体果実の外側に貼り付けるステップ、をさらに含んでいる。このラベルは、一般には、品質情報に限定される。ラベルを貼り付ける目的は、通常では、果実を購入する消費者が情報を容易に認識できるようにするためと、箱詰めステップにおいて等級の異なる果実をより簡単に識別できるようにすることである。
【００５２】
任意の形式のラベルを使用することができる。ラベルは、一般には、消費者から見えるが食べることのできない、果実の外側部分に貼り付けられる。ラベルは、任意の形式とすることができ、例えば、書かれた情報または符号化された情報（例えばバーコード）を含んだものである。また、ラベルは、果実を「端部処理する」ことで形成できる。
【００５３】
「端部処理」では、果実の上端部または下端部に、コントラスト色のコーティングを塗布する。通常、果実の異なる等級を示すために異なる色を使用する。選択する色は、果実の色とコントラストをなす色であることが好ましく、したがってバナナの場合の色として、一般には、例えば赤、緑、および青が挙げられる。透明なコーティングを使用してもよい。
【００５４】
コーティングは、任意の方法を使用して塗布することができ、通常、果実の長さの１／３までとする。方法は、通常、コーティングに使用される材料に従って選択される。
【００５５】
バナナの場合、特に好ましいコーティング材料は、ワックスまたは類似する固化性の材料である。ワックスが好ましいのは、融点が低く、果実を損傷することなく塗布できるためである。
【００５６】
他の果実や野菜の場合、その果実または野菜のより広い領域をコーティングによって覆うことができる。なぜなら、果実または野菜の種類によってコーティングによる影響が異なるためである。
【００５７】
ワックスを塗布するための好ましい方法はディッピングであるが、上から掛ける方式（pouring）やブラシ（刷毛）を使用してもよい。
【００５８】
ディッピングを行う場合、通常、ディッピングできるように果実を垂直に向けなければならない。このことは、果実が垂直に向いていない場合、そのように向けなければならないことを意味する。これにより、果実に損傷を与える可能性があるさらなる操作が発生する。この段階で果実を扱うための１つの好ましい方法は、吸引（suction）によるものである。果実は、撮像ステップに入ったときとできる限り同じ向きのままであることが好ましい。上から掛ける方式またはブラシを使用する場合には、果実は任意の向きでよい。
【００５９】
コーティングは、果実を把持し、果実をコーティング源まで移動させる、または果実をコーティング源の中に入れる、または通過させることによって行うことができる。
【００６０】
コーティング工程においては、すべての果実が同じ方向を向いていることが重要である。何らかの再整列が必要なことがあるが、最小限にするべきである。果実の向きは、コーティングする前、例えば撮像時にチェックすることができ、正しい向きではない果実は再整列させ、撮像ステップを通過する前の向きに戻すことが好ましい。
【００６１】
本工程は、品質等級およびサイズに基づいて果実をパッケージに箱詰めするステップを含んでおり、各パッケージは、同じ品質等級および同程度のサイズの複数の単体果実を含んでいる。
【００６２】
一般には、果実は、同じ等級または同程度の物理的サイズの６個の果実のグループに箱詰めされる。パッケージは、通常、果実用ケースあるいはダンボールなどである。好ましくは、パッケージは折り畳み式であり、一般には果実を空箱の上に置いて果物がパッケージングされる。
【００６３】
パッケージは、果実のみならず、特に、果実の品質を示すラベルも表示していることが好ましい。
【００６４】
本発明による装置は、Ｌ字形状の構造として設けられていることが好ましい。これにより、角の部分で合格／不合格の判定を行うことができ、不合格となった果実を一方のアームの端部から単純に排出でき、装置の直角方向のアーム部分で品質検査を行うことができる。
【００６５】
さらに、本発明のシステムは、任意の段階または複数の段階において人による品質保証または品質検査を含んでいてもよい。
【００６６】
本発明のさまざまな実施形態が、以下の図面を参照しながら説明される。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の好ましい実施形態による方法の４つの主ステップを示した概略的な流れ図であり、図１Ａは好ましい実施形態による撮像ステップの写真であり、図１Ｂは好ましい実施形態による「端部処理」ステップの写真であり、図１Ｃは好ましい実施形態による箱詰めステップの写真である。
【図２】本発明の好ましい実施形態による方法の載置ステップのサブステップを示した概略的な流れ図である。
【図３】本発明の好ましい実施形態による方法の撮像ステップのサブステップを示した概略的な流れ図である。
【図４】本発明の好ましい実施形態による方法の「端部処理」ステップのサブステップを示した概略的な流れ図である。
【図５】本発明の好ましい実施形態による方法の箱詰め・発送ステップのサブステップを示した概略的な流れ図である。
【図６】好ましい実施形態に従って選別および箱詰めされたバナナが入っている複数のパッケージを示している。
【発明を実施するための形態】
【００６８】
好ましい一形態においては、本発明は、特定の方法に従って動作する、バナナを選別および箱詰めする装置を提供する。
【００６９】
図１〜図１Ｃに概略的に示したように、本装置は、果実を選別および箱詰めする選別・箱詰めラインである。このラインは、以下を含んでいる。
ａ．単体果実をコンベアに乗せる載置装置（この実施形態ではバナナを手で乗せるため図示していない）。
ｂ．光学撮像システム（図１Ａに示してある）：単体果実それぞれの少なくとも１枚の画像を取得し、標準品質特性のデータとの比較によって、少なくとも品質等級およびサイズを含む分類特性を確立する。
ｃ．貼り付け装置（図１Ｂに示してある）：単体果実それぞれの分類特性の少なくとも１つに基づいて、単体果実の外側に識別ラベルを貼り付ける。
ｄ．箱詰め装置（図１Ｃに示してある）：単体果実を果実の品質等級およびサイズに基づいて箱詰めする。各パッケージには、同じ品質等級および同程度のサイズの複数の単体果実が包含される。
【００７０】
図示した実施形態の工程および装置は、特に、バナナの選別および箱詰めに関連する。
【００７１】
選別は光学メカニズムによって行われ、このメカニズムは、果実の画像を取得し、取得した画像を１枚または複数の基準画像と比較し、比較に基づいて等級を確立する。次いで、最初に等級に従って、次にサイズに従って、果実を箱詰めする。
【００７２】
説明する工程には、果実を単体果実に分離するステップが含まれるが、このステップは、図示した実施形態においては手作業ですでに行われている。バナナは房単位で収穫され、房それぞれは、４〜１０本のバナナ（「果指」）からなる多数の「ハンド」が中央の柄部分によって連結されており、最大重量は６０ｋｇである。
【００７３】
本工程は、単体果実それぞれを撮像して、少なくとも品質等級およびサイズを含む分類特性を確立するステップを含んでいる。このステップは、図１Ａおよび図３（アルゴリズム）に示してある。
【００７４】
単体果実は、バナナの果指が乗っているコンベアの上方の固定された基準点から撮像される。バナナは、撮像手段の下をコンベア上で長手方向に移動する。
【００７５】
図１Ａに示した実施形態によると、２つの撮像装置が設けられている。果実が特定の向きで撮像ステップに入ったときに果実の第１の面が撮像され、次に果実が再整列されて果実の第２の面が撮像された後、果実の向きは撮像ステップに入ったときの向きに戻される。
【００７６】
向きの変更は、図示した実施形態においては、コンベアの高さを変化させることによって行われる。撮像ステップでは、連続する一対のコンベア１０，１２が設けられており、撮像手段１１，１３それぞれに１つのコンベアが関連付けられており、第１のコンベア１０から第２のコンベア１２の上に果実が送られる。第１のコンベア１０を第２のコンベア１２よりも高い位置に取り付けることによって、果実は第１のコンベア１０から短い距離を落下して第２のコンベア１２の上に乗る。短い距離を落下するとき、一般に果実は回転して別の面が上になり、異なる面が第２の撮像手段１３に向けられる。
【００７７】
撮像手段それぞれは、任意の１面から果実を９０゜〜１２０゜の撮像範囲角で撮像することが好ましい。通常、撮像手段の撮像範囲角によって、使用する撮像手段の数が決まる。
【００７８】
一貫性を低下させてしまう、撮像時の変動を低減する目的で、撮像手段それぞれは遮蔽されたエリア１４内に配置されている。１つの変動要因として自然光が挙げられるので、特に、遮蔽されたエリア１４内に人工照明を設けてもよい。
【００７９】
撮像手段それぞれは、さまざまな特徴（例えば、果実それぞれの長さ、湾曲度または他の見た目のパラメータ、周囲長、品質）を捕捉する。通常、果実の物理的サイズのパラメータは、スケール（目盛り）または類似する要素に照らして測定される。果実それぞれのサイズを求めるため、基準スケールを例えばコンベアまたは背景に設けてもよい。
【００８０】
単体果実それぞれの品質は、一般には、取得された１枚または複数の画像を、システムに格納されている１枚または複数の基準画像と比較することによって、判定される。果実に正しい分類識別ラベルを貼り付けることができるように、各果実の分類特性は、一意の識別子を使用して指標化される。
【００８１】
この品質の比較に基づいて、一般には複数の処理が行われる。第一に、比較に基づいて、「合格／不合格」の判定をシステムによって行うことができ、個々の果実は、少なくとも最小限の品質基準を満たしているときに合格とされる、または最小限の基準を満たしていないときに不合格とされる。
【００８２】
第二に、比較によって、個々の果実に「等級」が付けられる。この等級付けは、同じ等級の果実が同じパッケージに入るように、箱詰めステップ時に使用されることが好ましい。
【００８３】
一般に、品質の比較は、比較アルゴリズムによって制御され、コンピュータを使用して実施される。アルゴリズムは、通常では、「合格／不合格」の判定および品質の判定の両方において、見た目の品質、例えば、色、色の均一性、キズ、キズの程度、変形、形の均一性、理想的な外観への類似度のうちの一部またはすべて（もしくは別のパラメータまたはその両方）を使用して、比較を行う。図示した実施形態によると、コンピュータによる比較が行われ、この場合、いずれかの撮像手段に基づく比較によって「合格／不合格」を判定することができるが、それぞれの撮像手段に基づく比較の組合せによって選別を制御することが好ましい。
【００８４】
本工程は、図１Ｂに示したように、撮像に基づいて単体果実の外側に分類識別ラベルを貼り付けるステップ、をさらに含んでいる。ラベルは、一般には品質情報に限定される。ラベルを貼り付ける目的は、通常では、果実を購入する消費者が情報を容易に認識できるようにするためと、箱詰めステップにおいて等級の異なる果実をより簡単に識別できるようにすることである。
【００８５】
好ましいラベルは、消費者から見えるが食べることのない、果実の外側部分に貼り付けられる。図示した実施形態によると、果実を「端部処理」する。
【００８６】
「端部処理」では、果実の上端部または下端部にコントラスト色のコーティングを塗布する。通常、果実の異なる等級を示すために異なる色を使用する。選択する色は、果実の色とコントラストをなす色であることが好ましく、したがってバナナの場合の色として、一般には、例えば赤、緑、および青が挙げられる。
【００８７】
コーティングは、任意の方法を使用して塗布することができ、通常、果実の長さの１／３までとする。バナナの場合、特に好ましいコーティング材料は、ワックスまたは類似する固化性の材料である。ワックスが好ましいのは、融点が低く、すなわち果実を損傷することなく塗布できるためである。
【００８８】
ワックスを塗布するための好ましい方法はディッピングであり、通常、選別が完了した直後に行う。コーティング工程では、すべての果実が同じ方向を向いていることが重要であり、したがって、撮像ステップのすぐ後ろに端部処理装置を配置することが好ましく、なぜならこの段階ではバナナが依然として同じ方向を向いているためである。
【００８９】
ディッピングにおいては、図示したように果実を垂直な向きにする。したがって、制御式の把持手段１５を使用してバナナをつかむことによって果実を垂直向きにし、果実をコーティング源１６まで移動して浸し、コーティングされたバナナを第２のコンベア１２に戻す。
【００９０】
さらに、本工程は、図１Ｃに示したように、品質等級およびサイズに基づいて果実をパッケージに箱詰めするステップを含んでおり、各パッケージは、同じ品質等級および同程度のサイズの複数の単体果実を包含している。
【００９１】
一般には、果実は、同じ等級または同程度の物理的サイズの６個の果実のグループに箱詰めされる。パッケージは、図６に示したように、果実用ケース、ダンボール、または果実を収容できる折り畳み式の類似する容器であり、果実を空箱１７の上に置いて果物がパッケージングされる。
【００９２】
図６から理解できるように、パッケージは、果実のみならず、特に、果実の品質を示すラベルも表示していることが好ましい。
【００９３】
本明細書および請求項において、語「含んでいる」という言葉およびその活用形は、記載されている整数それぞれを含んでいるが、それ以外の１つまたは複数の整数が含まれることを除外するものではない。
【００９４】
本明細書全体を通じて、「一実施形態」または「実施形態」という表現は、その実施形態に関連して説明されている特定の特徴、構造、または特性が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれていることを意味する。したがって、本明細書中のさまざまな箇所における「一実施形態において」または「実施形態において」という表現は、必ずしもすべてが同じ実施形態を指していない。さらには、特定の特徴、構造、または特性は、任意に組み合わせて実施することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生産物を選別および箱詰めする工程であって、
ａ）前記生産物を単体に分離するステップと、
ｂ）前記単体それぞれの柄部分が同じ方向を向くように前記単体を整列させるステップと、
ｃ）光学メカニズムを使用して、前記単体それぞれを撮像して前記生産物の少なくとも１枚の画像を取得し、取得された前記少なくとも１枚の画像を１枚または複数の基準画像と比較し、前記比較に基づいて、少なくとも品質等級およびサイズを確立するステップと、
ｄ）前記撮像に基づいて前記単体の外側に分類識別ラベルを貼り付けるステップと、
ｅ）前記品質等級および前記サイズに基づいて前記生産物をパッケージに箱詰めするステップであって、前記パッケージそれぞれが、同じ品質等級および同程度のサイズの複数の単体を含んでいる、前記ステップと、
を含んでいる、工程。
【請求項２】
前記生産物が、先ず等級に従って、次にサイズに従って、箱詰めされる、
請求項１に記載の、生産物を選別および箱詰めする工程。
【請求項３】
形など他の属性を使用して前記生産物がさらに分類される、
請求項１に記載の、生産物を選別および箱詰めする工程。
【請求項４】
前記単体に正しい前記分類識別ラベルが貼り付けられるように、前記単体それぞれの前記分類特性が一意の識別子を使用して指標化される、
請求項１から請求項３のいずれかに記載の、生産物を選別および箱詰めする工程。
【請求項５】
「合格／不合格」の判定が前記比較に基づいて行われ、個々の単体が、少なくとも最小限の品質基準を満たしているときに合格とされる、または前記最小限の基準を満たしていないときに不合格とされる、
請求項１から請求項４のいずれかに記載の、生産物を選別および箱詰めする工程。
【請求項６】
前記比較によって、前記単体それぞれに「等級」が与えられ、前記等級が前記箱詰めステップ時に使用されて、同じ等級の前記単体が一緒に箱詰めされる、
請求項１から請求項５のいずれかに記載の、生産物を選別および箱詰めする工程。
【請求項７】
前記比較が比較アルゴリズムによって制御され、前記比較アルゴリズムが、見た目の品質、色、色の均一性、キズ、キズの程度、変形、形の均一性、及び又は理想的な外観への類似度、を比較する、
請求項１から請求項６のいずれかに記載の、生産物を選別および箱詰めする工程。
【請求項８】
前記撮像に基づいて前記単体の前記外側に貼り付けられる前記分類識別ラベルが、品質情報を含んでいる、
請求項１から請求項７のいずれかに記載の、生産物を選別および箱詰めする工程。
【請求項９】
前記単体それぞれの外側領域の少なくとも一部分にコーティングが塗布される、
請求項１から請求項８のいずれかに記載の、生産物を選別および箱詰めする工程。
【請求項１０】
前記パッケージが、前記生産物と、前記果実の品質を示す前記ラベルとの両方を表示している、
請求項１から請求項９のいずれかに記載の、生産物を選別および箱詰めする工程。
【請求項１１】
前記単体それぞれが、前記単体の上方または横の固定された基準点から撮像される、
請求項１から請求項１０のいずれかに記載の、生産物を選別および箱詰めする工程。
【請求項１２】
前記単体それぞれが、移動する基準点を有する撮像手段を使用して撮像される、
請求項１から請求項１１のいずれかに記載の、生産物を選別および箱詰めする工程。
【請求項１３】
前記生産物を撮像するための少なくとも１つの撮像装置が設けられている、
請求項１から請求項１２のいずれかに記載の、生産物を選別および箱詰めする工程。
【請求項１４】
一貫性を低下させうる、撮像時の変動を低減する目的で、撮像手段それぞれが、遮蔽されたエリア内に配置されている、
請求項１３に記載の、生産物を選別および箱詰めする工程。
【請求項１５】
前記撮像手段が、各果実の長さ、湾曲度または他の見た目のパラメータ、周囲長、及び又は品質、を捕捉する、
請求項１４に記載の、生産物を選別および箱詰めする工程。
【請求項１６】
生産物を選別および箱詰めする選別・箱詰めラインであって、
ａ）前記生産物を単体に分離し、前記単体をコンベアに乗せる分離・載置装置と、
ｂ）前記単体それぞれの柄部分が同じ方向を向くように前記単体を整列させる整列装置と、
ｃ）前記単体それぞれの少なくとも１枚の画像を取得し、標準品質特性のデータベースとの比較によって、少なくとも品質等級およびサイズを含む分類特性を確立する光学撮像システムと、
ｄ）前記単体それぞれの前記分類特性の少なくとも１つに基づいて、前記単体の外側に識別ラベルを貼り付ける貼り付け装置と、
ｅ）前記単体の前記品質等級および前記サイズに基づいて前記単体を箱詰めする箱詰め装置であって、前記パッケージそれぞれが、同じ品質等級および同程度のサイズの複数の単体を含んでいる、前記箱詰め装置と、
を含んでいる、選別・箱詰めライン。
【請求項１７】
生産物を選別および箱詰めする工程であって、
ａ）柄部分が同じ方向を向くように前記生産物を整列させるステップと、
ｂ）生産物の複数の単体を撮像して、前記単体それぞれの少なくとも品質等級およびサイズを含む分類特性を確立するステップと、
ｃ）前記撮像に基づいて前記単体の外側に分類識別ラベルを貼り付けるステップと、
ｄ）前記生産物を、前記品質等級および前記サイズに基づいてパッケージに箱詰めするステップであって、前記パッケージそれぞれが、同じ品質等級および同程度のサイズの複数の単体を含んでいる、前記ステップと、
含んでいる、生産物を選別および箱詰めする工程。
【請求項１８】
生産物を選別および箱詰めする選別・箱詰めラインであって、
ａ）単体をコンベアに乗せる載置装置と、
ｂ）前記単体それぞれの柄部分が同じ方向を向くように前記単体を整列させる整列装置と、
ｃ）前記単体それぞれの少なくとも１枚の画像を取得し、標準品質特性のデータベースとの比較によって、少なくとも品質等級およびサイズを含む分類特性を確立する光学撮像システムと、
ｄ）前記単体それぞれの前記分類特性の少なくとも１つに基づいて、前記単体の外側に識別ラベルを貼り付ける貼り付け装置と、
ｅ）前記単体の前記品質等級および前記サイズに基づいて前記単体を箱詰めする箱詰め装置であって、前記パッケージそれぞれが、同じ品質等級および同程度のサイズの複数の単体を含んでいる、前記箱詰め装置と、
を含んでいる、選別・箱詰めライン。
【請求項１】
生産物を選別および箱詰めする工程であって、
ａ）前記生産物を単体に分離するステップと、
ｂ）前記単体それぞれの柄部分が同じ方向を向くように前記単体を整列させるステップと、
ｃ）光学メカニズムを使用して、前記単体それぞれを撮像して前記生産物の少なくとも１枚の画像を取得し、取得された前記少なくとも１枚の画像を１枚または複数の基準画像と比較し、前記比較に基づいて、少なくとも品質等級およびサイズを確立するステップと、
ｄ）前記撮像に基づいて前記単体の外側に分類識別ラベルを貼り付けるステップと、
ｅ）前記品質等級および前記サイズに基づいて前記生産物をパッケージに箱詰めするステップであって、前記パッケージそれぞれが、同じ品質等級および同程度のサイズの複数の単体を含んでいる、前記ステップと、
を含んでいる、工程。
【請求項２】
前記生産物が、先ず等級に従って、次にサイズに従って、箱詰めされる、
請求項１に記載の、生産物を選別および箱詰めする工程。
【請求項３】
形など他の属性を使用して前記生産物がさらに分類される、
請求項１に記載の、生産物を選別および箱詰めする工程。
【請求項４】
前記単体に正しい前記分類識別ラベルが貼り付けられるように、前記単体それぞれの前記分類特性が一意の識別子を使用して指標化される、
請求項１から請求項３のいずれかに記載の、生産物を選別および箱詰めする工程。
【請求項５】
「合格／不合格」の判定が前記比較に基づいて行われ、個々の単体が、少なくとも最小限の品質基準を満たしているときに合格とされる、または前記最小限の基準を満たしていないときに不合格とされる、
請求項１から請求項４のいずれかに記載の、生産物を選別および箱詰めする工程。
【請求項６】
前記比較によって、前記単体それぞれに「等級」が与えられ、前記等級が前記箱詰めステップ時に使用されて、同じ等級の前記単体が一緒に箱詰めされる、
請求項１から請求項５のいずれかに記載の、生産物を選別および箱詰めする工程。
【請求項７】
前記比較が比較アルゴリズムによって制御され、前記比較アルゴリズムが、見た目の品質、色、色の均一性、キズ、キズの程度、変形、形の均一性、及び又は理想的な外観への類似度、を比較する、
請求項１から請求項６のいずれかに記載の、生産物を選別および箱詰めする工程。
【請求項８】
前記撮像に基づいて前記単体の前記外側に貼り付けられる前記分類識別ラベルが、品質情報を含んでいる、
請求項１から請求項７のいずれかに記載の、生産物を選別および箱詰めする工程。
【請求項９】
前記単体それぞれの外側領域の少なくとも一部分にコーティングが塗布される、
請求項１から請求項８のいずれかに記載の、生産物を選別および箱詰めする工程。
【請求項１０】
前記パッケージが、前記生産物と、前記果実の品質を示す前記ラベルとの両方を表示している、
請求項１から請求項９のいずれかに記載の、生産物を選別および箱詰めする工程。
【請求項１１】
前記単体それぞれが、前記単体の上方または横の固定された基準点から撮像される、
請求項１から請求項１０のいずれかに記載の、生産物を選別および箱詰めする工程。
【請求項１２】
前記単体それぞれが、移動する基準点を有する撮像手段を使用して撮像される、
請求項１から請求項１１のいずれかに記載の、生産物を選別および箱詰めする工程。
【請求項１３】
前記生産物を撮像するための少なくとも１つの撮像装置が設けられている、
請求項１から請求項１２のいずれかに記載の、生産物を選別および箱詰めする工程。
【請求項１４】
一貫性を低下させうる、撮像時の変動を低減する目的で、撮像手段それぞれが、遮蔽されたエリア内に配置されている、
請求項１３に記載の、生産物を選別および箱詰めする工程。
【請求項１５】
前記撮像手段が、各果実の長さ、湾曲度または他の見た目のパラメータ、周囲長、及び又は品質、を捕捉する、
請求項１４に記載の、生産物を選別および箱詰めする工程。
【請求項１６】
生産物を選別および箱詰めする選別・箱詰めラインであって、
ａ）前記生産物を単体に分離し、前記単体をコンベアに乗せる分離・載置装置と、
ｂ）前記単体それぞれの柄部分が同じ方向を向くように前記単体を整列させる整列装置と、
ｃ）前記単体それぞれの少なくとも１枚の画像を取得し、標準品質特性のデータベースとの比較によって、少なくとも品質等級およびサイズを含む分類特性を確立する光学撮像システムと、
ｄ）前記単体それぞれの前記分類特性の少なくとも１つに基づいて、前記単体の外側に識別ラベルを貼り付ける貼り付け装置と、
ｅ）前記単体の前記品質等級および前記サイズに基づいて前記単体を箱詰めする箱詰め装置であって、前記パッケージそれぞれが、同じ品質等級および同程度のサイズの複数の単体を含んでいる、前記箱詰め装置と、
を含んでいる、選別・箱詰めライン。
【請求項１７】
生産物を選別および箱詰めする工程であって、
ａ）柄部分が同じ方向を向くように前記生産物を整列させるステップと、
ｂ）生産物の複数の単体を撮像して、前記単体それぞれの少なくとも品質等級およびサイズを含む分類特性を確立するステップと、
ｃ）前記撮像に基づいて前記単体の外側に分類識別ラベルを貼り付けるステップと、
ｄ）前記生産物を、前記品質等級および前記サイズに基づいてパッケージに箱詰めするステップであって、前記パッケージそれぞれが、同じ品質等級および同程度のサイズの複数の単体を含んでいる、前記ステップと、
含んでいる、生産物を選別および箱詰めする工程。
【請求項１８】
生産物を選別および箱詰めする選別・箱詰めラインであって、
ａ）単体をコンベアに乗せる載置装置と、
ｂ）前記単体それぞれの柄部分が同じ方向を向くように前記単体を整列させる整列装置と、
ｃ）前記単体それぞれの少なくとも１枚の画像を取得し、標準品質特性のデータベースとの比較によって、少なくとも品質等級およびサイズを含む分類特性を確立する光学撮像システムと、
ｄ）前記単体それぞれの前記分類特性の少なくとも１つに基づいて、前記単体の外側に識別ラベルを貼り付ける貼り付け装置と、
ｅ）前記単体の前記品質等級および前記サイズに基づいて前記単体を箱詰めする箱詰め装置であって、前記パッケージそれぞれが、同じ品質等級および同程度のサイズの複数の単体を含んでいる、前記箱詰め装置と、
を含んでいる、選別・箱詰めライン。
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図１】
【図６】
【図３】
【図４】
【図５】
【図１】
【図６】
【公表番号】特表２０１３−５０５１１５（Ｐ２０１３−５０５１１５Ａ）
【公表日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５２９０６７（Ｐ２０１２−５２９０６７）
【出願日】平成２２年９月１７日（２０１０．９．１７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＡＵ２０１０／００１２１８
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０３２２２６
【国際公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【出願人】（５１２０６８６９５）ファーダ プロプライエタリー リミテッド (1)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１７日（２０１０．９．１７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＡＵ２０１０／００１２１８
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０３２２２６
【国際公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【出願人】（５１２０６８６９５）ファーダ プロプライエタリー リミテッド (1)
【Ｆターム（参考）】
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