9章：農産施設とトレーサビリティ · PDF file Brown Rice Brown ... Grading Machine . ... Data input Feeding by manual Packing by manual Grading

KYOTO UNIVERSITY 京都大学

９章：農産施設とトレーサビリティ

農学研究科地域環境科学専攻

生物センシング工学分野

近藤直

キーワード：選果，TVカメラ，共同選果施設，等級，階級，ロボット

非破壊検査，近赤外分光，内部品質センサ，情報化

トレーサビリティシステム，精密農業


ライスセンター

カントリーエレベーター







籾すり機の構造



籾すり機の構造（インデントシリンダ）


籾すり機の構造



精米器

C:/Documents and Settings/Kondo/My Documents/KyotoUniv/Teaching/Lecture/農産加工機械学/PostHarvest-Kawauchi/Seimai/DSCN9118.MOV







http://www.satake-japan.co.jp/pikasen/

Brown

Rice

Brown

Rice

White

Rice

White

Rice

Ordinary Rice

Good Rice Ejected Rice Ejected Rice

Ejected Rice Ejected Rice Good Rice Good Rice

Good Rice

Sticky Rice

Color Camera Grain Guide

Background

Ejector Nozzle

Color/NIR Camera

Light (CCFL)

NIR LED

Bad grain Good grain

Grain Grader and Sorter

3.2 t/h

Removable

Foreign

Materials

Facility of Grain elevator

Dryer

Husker

Grader

Polisher


果実，野菜の共同選別施設




ローラピンコンベア

反転後の検査用カメラ




ナシの原画像，色変換画像，形状計測および欠陥検出画像

ナシ，カキ，リンゴの原画像

モモ，アスパラ，長ネギの原画像

ナスの原画像（光沢のあるものおよび部分的に光沢のないもの）



検出器

光源

透過光計測用キャリア

リンゴ，モモ，ナシ，トマト，スイカ，メロン等の果実

検出器

ミカン等の小型果実

光源光源


長形果実

キュウリ

ナス


Japanese eggplants (Baby eggplants)


Flow of fruit

Flow of box

果実の流れ

パッキング用

箱の流れ箱のパッキング

荷受け

梱包

選別ラインカメラによる検査システム

果実供給

ストーレージ

KYOTO UNIVERSITY 京都大学 Feb.10, 2006, UIUC

Fruit Reception


Eggplant Grading System


Conveyors of fruit feeding and sorting


正常ナスとボケナス比較

正常果

ボケ果

光源反射率が

高い

光源反射率が

低い

３８１５４７７４５５３９

２１１９２８８０４０９９

５０７３３７７５３８１９

８５７８８０２９１９


Eggplants packed

in a 2 kg box (size L) Box labels showing

KYOTO UNIVERSITY 京都大学 Feb.10, 2006, UIUC

Current traceability system

Traceability Data base

Web. Server

Grading data Fruit variety Chemicals Fertilizer Other operation

Consumer

Enquiries Comments

Producer Grading Machine


Improvement for more precise traceability data

Eggplants from farmer Reception and Data input

Feeding by manual

Grading Packing by manual


ナシ

リンゴ

モモ

カキ

トマト

果実選別ロボット


②

プッシャー

TV カメラ

中間ステージ

x

リフター

① ③

④ ⑤

⑥

⑦

⑧

z

ブローワ

供給ロボット

選果ロボット

プッシャー

回転


外観情報

Side(1) Side(2)

Side(3) Side(4)

Top Bottom

Side(1) Side(2)

Side(3) Side(4)

Top Bottom

Side(1) Side(2)

Side(3) Side(4)

Top Bottom

＋内部品質情報（糖度、水果、芯腐れなど）

原画像色画像処理画像


南水外観等級判定基準 9月24日色Ｌ１Ｌ２Ｌ３Ｌ４Ｌ５赤色度(H+R) 135-175 175 130-180 0-190赤色度(H+R)上 135 135 130赤色度(H+R)下 175 175 180 190着色下 58 63 68 80ｸﾛﾛﾌｨﾙ指数(S) 268 270 272 280形状Ｌ１Ｌ２Ｌ３Ｌ４Ｌ５楕円度(へこみ) 110 115 120円形度 120 130 157変形度 130 180 320キズＬ１Ｌ２Ｌ３Ｌ４Ｌ５重傷(Br2)上 4 20 50重傷(Br2)下 6 30 70

中傷(Br3)上 12 25 100中傷(Br3)下 15 30 130

軽傷(Br4)上 15 40 110軽傷(Br4)下 30 60 160

下伊那園芸農業協同組合での例


0

500

1,000

1,500

2,000

2,500

1 6 11 16 21 26 31 36 41

荷口No.

果実数

L1

L2

L3

L4

L5

等級結果


球形大果実用システム

スイカ

メロン

カボチャ

キャベツ

ハクサイ等


果実

投光

受光

果実内部情報をできるだけ収集するため、果実の上方から投光し、果実底部で果実内部情報を含んだ透過光を受光します。

測定光学系

投光

カメラ部

信号

果実

演算部

-0.5

0

0.5

1

1.5

2

2.5

500 600 700 800 900 1000

系列1 系列2

系列3 系列4

系列5 系列6

系列7 系列8

系列9 系列10

系列11 系列12

系列13 系列14

系列15 系列16

系列17 系列18

系列19 系列20

系列21 系列22

系列23 系列24

系列25 系列26

系列27 系列28

系列29 系列30

系列31 系列32

系列33 系列34

系列35 系列36

系列37 系列38

系列39 系列40

系列41 系列42

系列43 系列44

系列45 系列46

系列47 系列48

系列49 系列50

系列51 系列52

系列53 系列54

系列55 系列56

系列57 系列58

系列59 系列60

系列61 系列62

系列63 系列64

系列65 系列66

系列67 系列68

系列69 系列70

系列71 系列72

系列73 系列74

系列75 系列76

系列77 系列78

系列79 系列80

系列81 系列82

系列83 系列84

系列85 系列86

系列87 系列88

系列89 系列90

系列91 系列92

系列93 系列94

系列95 系列96

系列97 系列98

系列99 系列100

波長(nm)

吸光度

内部品質センサ（糖酸度センサ）


Other sensors to measure sugar content

Portable type

Handy Type

（Mitsui Co. Ltd）

（FANTEC）（ASTOM）

Can find in the department stores

for consumers’ checking

Use at the farm for producers


超長形野菜

ネギの前処理

（根の切断と

皮むき）


太さﾄﾗｯｷﾝｸﾞ

Ａカメラ

重量

計量器

軟白長さ曲がり丸み

Ｂカメラ

葉数葉傷

葉数葉傷

軟白長さ曲がり丸み

Ｅカメラ

Ｃカメラ

Ｄカメラ計測項目

曲がり

丸み

軟白長さ

葉数

葉傷

重量

太さ


バケット反転後も、葉部分の欠陥計測

上部

画像処理部

下部

画像処理部

葉数葉傷

Ｆカメラ葉数葉傷

Ｇカメラ

反転


Ａカメラ画像

Ｄ，Ｆカメラ画像

Ｂカメラ画像

Ｅ，Ｇカメラ画像

Ｃカメラ画像


選果ロボットによる画像例


農産物選別システムの役割

1. 効率的選別と労働力の代替 2. 生産物の品質の均一化 3. 生産物への付加価値 (地域ブランドの確立) 4. 量だけなく質に基づく公平な選別 5. 選別結果やGISに基づく営農指導 6. 食品の安心安全のためのトレーサビリティへの貢献


・労働力不足の解消・３K労働からの解放・単調労働からの解放・生産物の品質向上、品質の均一化・施設内の無菌化・農業後継者にやる気、夢を・・・

＋作業の情報化、情報の記録・利用

ロボット（機械）の役割


スーパーにおける日本とアメリカの野菜・果実の価格

At Meijier, Columbus OH, and

スーパー「フジ」, 松山市, June and July, 2005

0100200300400500600700800900

1000

Tomat

o

Cucum

ber

Eggp

lant

Baby

eggp

lant

Color s

w-pe

perLe

ek

Cabba

ge

Lettu

ce

Broc

oryCor

n

Napp

a

Daiko

n

Apple

(Fuji)

Water

melon

Melo

nKiwi

US

JPN

価格

(セント

, 円

)

KYOTO UNIVERSITY 京都大学 1/7/2015

2 dollar melon (Cantaloupe)

USA

5 dollar (¥500) melon

Japan

Difference between American &

Japanese Melons


耕作地に対する情報

土壌

環境

気象情報

農薬情報

収量情報

品質情報

傾斜度

ＧＩＳを用いた各種情報のマッピング


選果ロボットを利用したトレーサビリティ


ROM- Writer

トレーサビリティデータベース

１

３４５

７６

２サイズ色形状欠陥生産者 ID

ほ場 ID 品種果実数

計測用 PC

農作業記録薬剤散布施肥その他作業

選果ロボット

製品 ID

選果

バーコードリーダ

箱詰めロボット

製品 ID

輸送データ輸送中の環境条件

販売データ価格、量

IC メモリ

箱詰めロボット番号製品ID発行日時

生産情報流通情報

消費情報


栽培情報

（品種、施肥、灌水、農薬散布、移植、定植、剪定、摘果、摘芯等の農作業記録）

生育状況（寸法、色、病気の有無等）

樹木（作物）ＩＤ

樹木（作物）ＩＤ、

生産物の三次元位置

情報、主幹からの方角、

収穫日、収穫時刻

未熟果実の情報

（収量予測）

作物の外観情報

（各部位の色、寸法等）

生産物の外観情報

（色、寸法、形状、

キズ、病虫害等）

生産物の内部品質

情報（糖度、酸度、

空洞、内部障害等）

残留農薬情報

成分分析情報

ＪＡ、共同選果施設名

収穫ロボット選果ロボット栽培管理ロボット（移植機、散布機、その他

管理機等）

販売までの時間、価格、入荷量、販売量等

消費者の声（味、鮮度等に対する意見）

引き渡される情報付きほ場・情報付き農産物の情報

ほ場ＩＤ（住所、標高等）、生産者ＩＤ、気象情報（温度、湿度、日射量、降水量等）

ほ場管理ロボット

（土壌センサ）

土壌情報

（土質、NPK、ｐH、EC、有機物、水分温度等）

輸送環境情報（温湿度）、輸送容器、輸送手段、荷造り方法、時間、距離等流通情報

消費情報

生産情報

＋

＋

赤字：購買時にラベル、パッケージ等に表示する情報

黒字：ネット、情報端末を利用して検索する情報


地産地消

（学校給食、カット野菜、ＦＭ直販）農産加工施設（高齢者起業）選果場内加工

農家レストラン

契約栽培、契約販売、ネット販売

従来型大量出荷、安定価格流通

国際市場

流通経路の

多様化と最適化

土壌分析センター

農産物情報センター

土壌センサ・土壌分析

選果ロボット

知的営農

精密農業

消費者市場（流通）

農産物情報ほ場情報

DSS

営農指導

残さ

炭化

ブランドブランド

バイオマス

販売量、価格

センシング情報

作業履歴

土壌・農薬分析

消費者の声

IC タグ

輸送

DSS

GIS


レポート（Ａ４サイズの用紙に記入）

トレーサビリティシステムの情報にはどのようなものが含まれるかをまとめなさい。