BR112020004084B1

BR112020004084B1 - Método para a classificação de um objeto e equipamento para a classificação de objetos

Info

Publication number: BR112020004084B1
Application number: BR112020004084-3A
Authority: BR
Inventors: Dirk Balthasar; Michael Mayer; John McGloughlin
Original assignee: Tomra Sorting Gmbh
Priority date: 2017-09-01
Filing date: 2018-09-03
Publication date: 2023-05-09
Also published as: AU2018326579B2; US20200331034A1; BR112020004084A2; JP2020531283A; CA3111125A1; ES2952965T3; CA3074346C; NZ762809A; CN111163873A; US10888902B2; EP3676027A1; EP3450029A1; JP6792101B2; BR122021017406B1; CN111163873B; CA3074346A1; AU2018326579A1; CA3111125C; CN115069605A; PL3676027T3

Abstract

MÉTODO PARA A CLASSIFICAÇÃO DE UM OBJETO E EQUIPAMENTO PARA A CLASSIFICAÇÃO DE OBJETOS É provido um método para a classificação de um objeto, o método compreendendo as etapas de: guiar (S1) um fluxo contínuo de objetos (4) de um mecanismo de transporte (2) diretamente para uma trajetória não suportada (6), ao longo da qual o dito fluxo de objetos (6) é abastecido por meio de uma região de detecção (12); iluminar (S2) a dita região de detecção (12) com uma banda de radiação em uma primeira direção (10); varrer opticamente (S3) a dita região de detecção (12) para detectar a radiação eletromagnética refletida por pelo menos um objeto na região de detecção (12) visualizando a dita região de detecção ao longo de uma segunda direção (16), em que a primeira direção (10) e a segunda direção (16) têm uma seção transversal na região de detecção (12) e formam um ângulo entre si na faixa de 10° - 80°; analisar (S4) as informações da varredura óptica; e classificar (S5) os objetos do fluxo de objetos em pelo menos duas direções diferentes com base na análise das informações de transparência da varredura óptica; em que a etapa de análise das informações da varredura óptica compreende a análise dos objetos com base na intensidade, dispersão e textura da (...).

Description

CAMPO TÉCNICO DA INVENÇÃO

[001] A invenção se refere ao campo de classificação de objetos. Mais precisamente, a invenção se refere a um método e um equipamento para a classificação de objetos fora da esteira.

HISTÓRICO DA INVENÇÃO

[002] As máquinas para inspeção e escolha de objetos a granel fornecidos em um fluxo contínuo compreendem tipicamente uma unidade de alimentação, um sistema óptico e uma unidade de análise. A unidade de alimentação fornece um fluxo de objetos que devem ser inspecionados continuamente por meio de uma região de detecção que é varrida por um sistema óptico, que fica em comunicação operacional com a unidade de análise. A unidade de análise analisa uma ou mais propriedades pré-selecionadas de cada objeto em separado no fluxo de objetos, como cor, forma e/ou textura ou qualquer de suas combinações. Com base nessa análise, a unidade de análise pode examinar se o objeto inspecionado satisfaz critérios específicos em termos da propriedade observada, resultando em uma classificação.

[003] Um requisito para esses equipamentos de inspeção e escolha com base em um dispositivo de análise e um sensor óptico é que possa ser feita uma distinção correta entre as informações ópticas provenientes dos objetos inspecionados e as informações ópticas provenientes do fundo.

[004] A WO 2014/013421 descreve um equipamento para a inspeção dos objetos, providos por um mecanismo de transporte, por exemplo, uma correia transportadora ou uma calha, configurada para o transporte de um fluxo contínuo de objetos, de maneira que, ao deixar o mecanismo de transporte, o fluxo de objetos siga um caminho de queda livre ao longo do qual é alimentado em uma camada de objetos únicos em uma região de detecção, uma fonte de radiação configurada para iluminar a região de detecção, uma unidade de detecção, configurada para varrer opticamente a região iluminada de detecção, uma unidade de análise e possivelmente uma unidade de remoção e também um elemento de fundo, que se situa atrás do fluxo de objetos em queda, visto da posição da unidade de detecção, posicionado de maneira que quando os raios da radiação eletromagnética da fonte de radiação colidem em uma zona de iluminação do elemento de fundo, quando esses raios não colidem com um objeto do fluxo de objetos, a unidade de detecção somente pode receber uma imagem de uma zona de detecção do elemento de fundo, caracterizada pelo elemento de fundo ser montado de forma que a zona de iluminação e a zona de detecção estejam separadas entre si.

[005] O equipamento fornece uma solução para a detecção de produtos em um fluxo de produtos sem a falsa detecção de produtos da radiação eletromagnética refletida pelo fundo; entretanto, não fornece a escolha dos produtos com base nas características ópticas, não sendo ideal para a detecção de produtos escuros no fluxo de produtos.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[006] Trata-se de um objetivo da invenção prover uma solução melhorada para a classificação de objetos fora da esteira para objetos transparentes em um fluxo de produtos.

[007] De acordo com um primeiro aspecto da invenção, este e outros objetivos são alcançados por um método para a classificação de um objeto, o método compreendendo as etapas de: guiar um fluxo contínuo de objetos de um mecanismo de transporte diretamente para uma trajetória não suportada, ao longo da qual o fluxo de objetos é abastecido por meio de uma região de detecção; emitir radiação eletromagnética ao longo de uma primeira direção para iluminar a dita região de detecção, cuja radiação eletromagnética emitida forma uma banda de radiação que se prolonga em uma direção ortogonal à dita primeira direção; varrer opticamente a região de detecção para detectar a radiação eletromagnética refletida por pelo menos um objeto na região de detecção, visualizando a região de detecção ao longo de uma segunda direção, em que a primeira direção e a segunda direção têm uma seção transversal na região de detecção e formam um ângulo entre si na faixa de 3° - 80° ou 10° - 80°; analisar as informações da varredura óptica; e classificar os objetos do fluxo de objetos com base na análise das informações de transparência ou das informações de reflexão da varredura óptica; em que a etapa de análise das informações da varredura óptica compreende a análise dos objetos com base na intensidade, dispersão e, opcionalmente, a textura da radiação detectada da varredura óptica, e em que a etapa de análise das informações da varredura óptica compreende a comparação das informações com as informações em uma tabela de consultas e/ou a comparação das informações com um ou mais limites.

[008] De acordo com uma realização, a dita etapa de classificação dos ditos objetos ainda compreende a escolha dos objetos do fluxo de objetos em pelo menos duas direções diferentes, com base na análise das informações de reflexão da varredura óptica e/ou com base nos dados de classificação.

[009] De acordo com uma realização, a dita etapa de análise das informações da varredura óptica ainda compreende a comparação da radiação eletromagnética da iluminação que é diretamente refletida por pelo menos um objeto no fluxo de objetos com as informações em uma tabela de consultas e/ou com um ou mais limites, para determinar as informações de transparência ou de reflexão do dito pelo menos um objeto.

[0010] De acordo com uma realização, a dita etapa de análise das informações da varredura óptica ainda compreende a comparação da intensidade e da dispersão da radiação eletromagnética da iluminação que é diretamente refletida por pelo menos um objeto no fluxo de objetos com as informações em uma tabela de consultas e/ou com um ou mais limites para determinar as informações de transparência ou de reflexão do dito pelo menos um objeto.

[0011] De acordo com a segundo aspecto da invenção, é provido um método para a escolha de objetos, o método compreendendo as etapas de: guiar um fluxo contínuo de objetos de um mecanismo de transporte diretamente para uma trajetória não suportada, ao longo da qual o fluxo de objetos é abastecido por meio de uma região de detecção; emitir radiação eletromagnética ao longo de uma primeira direção para iluminar a dita região de detecção, cuja radiação eletromagnética emitida forma uma banda de radiação que se prolonga em uma direção ortogonal à dita primeira direção; varrer opticamente a região de detecção para detectar a radiação eletromagnética refletida por pelo menos um objeto na região de detecção, visualizando a região de detecção ao longo de uma segunda direção, em que a primeira direção e a segunda direção têm uma seção transversal na região de detecção e formam um ângulo entre si na faixa de 3° - 80° ou 10° - 80°; analisar as informações da varredura óptica; e escolher os objetos do fluxo de objetos em pelo menos duas direções diferentes com base na análise das informações de transparência ou das informações de reflexão da varredura óptica; em que a etapa de análise das informações da varredura óptica compreende a análise dos objetos com base na intensidade, dispersão e, opcionalmente a textura da radiação detectada da varredura óptica.

[0012] As informações, características e realizações abaixo se referem tanto ao primeiro como ao segundo aspecto da invenção.

[0013] Com relação à invenção, a fonte de radiação é uma iluminação em linha, isto é, a iluminação forma uma banda de radiação ou uma linha ao cair sobre uma superfície plana cuja banda de radiação possa ser capturada e visualizada pelo menos por meio de um sensor de imagem. Além disso, a radiação eletromagnética emitida forma uma banda de radiação ao atingir uma superfície plana cuja banda de radiação possa ser capturada e visualizada pelo menos por meio de um sensor de imagem. A iluminação pode ser colimada ou focalizada.

[0014] De acordo com um exemplo, o sistema de medição é compreendido por uma fonte de radiação e um detector, preferivelmente focados no plano do objeto. O plano de medição do detector e a iluminação em linha são deslocados e têm uma seção transversal no plano do objeto. Isso significa que se não houver nenhum objeto no sistema, é detectada uma radiação extremamente baixa pelo detector, já que a linha de iluminação e a linha de detecção não se interceptam no espaço vazio.

[0015] A etapa de análise das informações da varredura óptica pode ainda compreender a determinação das informações de transparência por meio da comparação da radiação eletromagnética da iluminação, que é diretamente refletida por pelo menos um objeto no fluxo de objetos para um primeiro limite para determinar que existe material presente na região de detecção, e posteriormente a comparação da radiação eletromagnética da iluminação que é diretamente refletida por pelo menos um objeto com um segundo limite para determinar se o material presente é transparente e/ou refletivo, em que o segundo limite se situa acima do primeiro limite, e posteriormente estabelecer as informações de transparência.

[0016] Usando os níveis limites para avaliar se os objetos estão presentes na região de detecção e determinar a probabilidade de o objeto ser transparente pode ser obtida uma classificação e/ou uma escolha eficiente dos objetos em, por exemplo, aplicações de detecção de vidro e outras aplicações para a classificação e/ou a escolha de objetos transparentes.

[0017] Em relação a esta invenção, o termo dados de classificação se refere aos dados obtidos em, ou resultantes da etapa de classificação de objetos no fluxo de objetos. Um exemplo de dados de classificação é uma classe específica, como aceitável/não aceitável; ou um valor de classificação dentro de uma determinada faixa (por exemplo, a classe A é x1 a x2; a classe B é x2 a x3, onde xi é um número), cujo valor de classificação pode ser formado com base em um único ou em uma combinação de valores do parâmetro medido. Outro exemplo de dados de classificação é o valor de classificação (formado com base em um único ou uma combinação de valores do parâmetro medido); o valor de classificação pode ser um valor simples ou um conjunto de valores.

[0018] De acordo com uma realização, os dados de classificação (isto é, os dados obtidos em, ou resultantes da etapa de classificação de objetos no fluxo de objetos) são usados para escolher objetos individuais de um fluxo de produtos em pelo menos duas direções diferentes, adicional ou alternativamente, os dados de classificação podem ser usados no mesmo equipamento ou transferidos para outro dispositivo para realizar várias operações, como a escolha em estágios posteriores, assim como para análise estatística. Em outras palavras, dados individuais de classificação podem ser indicados para objetos individuais e serem mantidos ligados a este objeto por meio de várias etapas no processo de manuseio de materiais, sendo opcionalmente usados em uma ou mais estações no processo de manuseio de materiais. Adicional ou alternativamente, dados de classificação individuais ou a granel podem ser processados para finalidades estatísticas na mesma máquina em que foram determinados, ou em outro dispositivo para o qual tenham sido enviados, por exemplo, por cabo ou sem cabo.

[0019] Adicional ou alternativamente, a etapa de análise das informações da varredura óptica ainda inclui a classificação de qual grau o dito material é transparente. Adicional ou alternativamente, a etapa de análise das informações da varredura óptica ainda inclui a classificação de qual grau o dito material é refletivo. A etapa de análise das informações da varredura óptica pode ainda compreender a comparação diretamente refletida com um terceiro limite para determinar a probabilidade de o presente material ser transparente.

[0020] A etapa de análise das informações da varredura óptica pode ainda compreender a determinação da altura, e/ou dos perfis de altura dos objetos no fluxo de objetos.

[0021] A etapa de análise das informações da varredura óptica pode compreender a comparação das informações com as informações em uma tabela de consultas (LUT) e/ou a comparação das informações com os limites. As tabelas de consultas podem ser uma tabela de consultas de uma dimensão, uma tabela de consultas de duas dimensões ou uma tabela de consultas de N dimensões. Por dimensão, aqui é significado que a tabela de consultas avalia uma representação amostrada de, por exemplo, N variáveis. A tabela de consultas de uma dimensão produz um resultado em resposta a somente um parâmetro de entrada, o parâmetro de entrada sendo, por exemplo, a intensidade ou a dispersão da radiação detectada; isto é, um resultado é devolvido para LUT (Intensidade) e um resultado é devolvido para LUT (Dispersão). A tabela de consultas bidimensional, por outro lado, produz um resultado em resposta a parâmetros de duas entradas, por exemplo, a intensidade e a dispersão da radiação detectada, um resultado é produzido para LUT (Intensidade, Dispersão).

[0022] Alternativamente, a etapa de análise das informações da varredura óptica pode compreender o uso de máquinas vetoriais de profundo aprendizado ou suporte.

[0023] O método pode ainda compreender uma etapa de varrer opticamente uma zona em um elemento de fundo, a iluminação linear atinge o elemento de fundo, em que a etapa de análise das informações da varredura óptica compreende a determinação de se o material está presente na região de detecção com base nas informações da varredura óptica da zona no fundo.

[0024] Varrer opticamente a zona no elemento de fundo permite a detecção de uma reflexão da iluminação em linha no elemento de fundo, o que permite a determinação de se existe um objeto presente na região de detecção com base na reflexão do elemento de fundo, permitindo assim a detecção e a escolha mesmo de objetos muito escuros no fluxo de objetos, assim como distinguir opticamente objetos escuros de objetos opticamente transparentes.

[0025] As etapas de varrer opticamente a zona no elemento de fundo e de varrer opticamente a região de detecção, podem ser realizadas simultaneamente com uma câmera.

[0026] O uso de uma câmera com um campo de vista que tanto cobre a região de detecção como a zona no elemento de fundo, onde a linha laser atinge o elemento de fundo, é uma solução custo-efetiva que também simplifica a análise das informações da varredura.

[0027] A etapa de iluminação da região de detecção pode ser feita com uma pluralidade de iluminações em linha para uma pluralidade de regiões de detecção e a etapa de varrer opticamente a região de detecção é feita em uma pluralidade de linhas de medição para as regiões de detecção. A etapa de análise das informações da varredura óptica pode então compreender a determinação do movimento dos objetos no fluxo de objetos.

[0028] Pela determinação da trajetória dos objetos no fluxo de objetos, pode ser feita a ejeção mais precisa do objeto, e pode ser obtida uma melhor classificação e/ou escolha geral.

[0029] A pluralidade de iluminações em linha pode ter diferentes comprimentos de onda, em que a etapa de análise das informações da varredura óptica compreende a determinação das propriedades ópticas e das propriedades físicas dos objetos no fluxo de objetos.

[0030] Alternativa ou adicionalmente, a pluralidade de iluminações em linha pode ter diferentes polarizações. Isto pode ser benéfico para a remoção da radiação de fundo.

[0031] De acordo com um terceiro aspecto da invenção, é provido um equipamento para a classificação e/ou a escolha de objetos, o equipamento compreendendo: um mecanismo de transporte montado para transportar um fluxo de objetos, de maneira que o fluxo de objetos, após deixar o mecanismo de transporte, segue uma trajetória não suportada, ao longo da qual é abastecido por meio de uma região de detecção; uma fonte de radiação sendo configurada para emitir uma banda de radiação em uma primeira direção para iluminar a região de detecção; uma unidade de detecção disposta para visualizar a região de detecção ao longo de uma segunda direção e para detectar a radiação eletromagnética refletida por pelo menos um objeto na região de detecção; em que a primeira direção e a segunda direção têm uma seção transversal na região de detecção e formam um ângulo entre si na faixa de 10° - 80°; uma unidade de análise em conexão operacional com a unidade de detecção e disposta para determinar as informações de transparência por meio da comparação da radiação eletromagnética da iluminação que é diretamente refletida por pelo menos um objeto no fluxo de objetos para uma tabela de consultas ou com um ou mais limites para determinar que existe material presente na região de detecção, e posteriormente a comparação da radiação eletromagnética da iluminação, que é diretamente refletida por pelo menos um objeto com um segundo limite, para determinar se o material presente é transparente, em que o segundo limite

[0032] De acordo com um quarto aspecto da invenção, é provido um equipamento para a classificação e/ou a escolha de objetos, o equipamento compreendendo: um mecanismo de transporte montado para transportar um fluxo de objetos, de maneira que o fluxo de objetos, após deixar o mecanismo de transporte, segue uma trajetória não suportada, ao longo da qual é abastecido por meio de uma região de detecção; uma fonte de radiação sendo configurada para emitir uma banda de radiação em uma primeira direção para iluminar a região de detecção; uma unidade de detecção disposta para visualizar a região de detecção ao longo de uma segunda direção e para detectar a radiação eletromagnética refletida por pelo menos um objeto na região de detecção; em que a primeira direção e a segunda direção têm uma seção transversal na região de detecção e formam um ângulo entre si na faixa de 3° - 80° ou 10° - 80°; uma unidade de análise em conexão operacional com a unidade de detecção e disposta para determinar a transparência e/ou as informações de reflexão por meio da comparação da radiação eletromagnética da iluminação que é diretamente refletida por pelo menos um objeto no fluxo de objetos para pelo menos um limite, ou tabela de consultas para determinar se o material presente na região de detecção é transparente e posteriormente estabelecer as informações de reflexão ou transparência.

[0033] A unidade de detecção pode ainda ser configurada para sentir a radiação eletromagnética refletida por um ponto em um elemento de fundo, onde a radiação eletromagnética de uma fonte de radiação atinge o elemento de fundo.

[0034] O equipamento pode compreender uma pluralidade de fontes de radiação configuradas para iluminar objetos no fluxo de objetos em uma pluralidade de posições ao longo da trajetória não suportada.

[0035] O equipamento pode ainda compreender uma unidade de remoção configurada para remover os objetos do fluxo de objetos, em que a remoção dos objetos tem base na análise na unidade de análise.

[0036] De acordo com pelo menos uma realização, a unidade de análise é ainda disposta para determinar as informações de transparência por meio da comparação da radiação eletromagnética da iluminação que é diretamente refletida por pelo menos um objeto no fluxo de objetos para um primeiro limite ou tabela de consultas, de maneira a determinar a existência de material presente na região de detecção, e posteriormente a comparação da radiação eletromagnética da iluminação que é diretamente refletida pelo dito pelo menos um objeto com um segundo limite ou uma segunda tabela de consultas para determinar se o material presente é transparente, em que o segundo limite se situa opcionalmente acima do primeiro limite, e posteriormente estabelecer as informações de transparência.

[0037] Nota-se que a invenção se refere a todas as possíveis combinações de características nas reivindicações.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0038] A presente invenção será descrita em maiores detalhes com referência aos desenhos anexos, mostrando as realizações atualmente preferidas da invenção.

[0039] A Figura 1 é uma vista esquemática em perspectiva de um equipamento de acordo com uma realização da invenção.

[0040] A Figura 2 é uma vista esquemática de um equipamento de acordo com outra realização da invenção, compreendendo três iluminações em linha.

[0041] A Figura 3 é uma vista esquemática em perspectiva de um equipamento de acordo com outra realização da invenção, compreendendo a detecção da iluminação em linha.

[0042] A Figura 4 é um fluxograma do método de acordo com uma realização da invenção.

[0043] A Figura 5 é uma plotagem da radiação eletromagnética detectada por um detector em um equipamento de acordo com uma realização da invenção.

[0044] A Figura 6 é uma vista esquemática da determinação da trajetória de um objeto no fluxo de objetos, que pode ser usado com o equipamento da Figura 2.

[0045] A Figura 7 é uma vista esquemática de uma seção transversal da radiação eletromagnética detectada por um detector em um equipamento de acordo com Figura 3.

[0046] Como ilustrado nas figuras, as dimensões das camadas e regiões podem ser exageradas para finalidades ilustrativas e, portanto, podem ser providas para ilustrar as estruturas gerais das realizações da presente invenção. Numerais com referências iguais são os mesmos elementos em toda a descrição.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0047] A Figura 1 mostra um equipamento para a inspeção dos objetos em um fluxo de objetos de acordo com uma realização da invenção. Uma correia transportadora 2 guia um fluxo de objetos 4 em uma trajetória não suportada, aqui uma trajetória de queda livre 6. Apesar de uma correia transportadora 2 ser aqui usada for para guiar o fluxo de objetos 4 até a trajetória de queda livre 6, qualquer tipo de mecanismo de transporte, como calhas ou similares, pode ser usado de acordo com a invenção. Uma fonte de radiação, aqui uma linha laser 8, ilumina uma linha laser 10 em uma primeira direção 10 através da região de detecção 12. Apesar de ser aqui usada uma linha laser, qualquer tipo de fonte de radiação que use radiação eletromagnética focalizada pode ser usado de acordo com a invenção. A região de detecção 12 é uma região pela qual os objetos percorrem após terem deixado a correia transportadora 2, ao estarem em uma trajetória de queda livre 6. A linha laser 10 pode ter largura substancialmente igual à da correia transportadora 2, da qual o fluxo de objetos 4 é guiado para a trajetória de queda livre 6, de maneira a garantir que todos os objetos no fluxo de objetos 4 percorram a região de detecção 12. Um detector, aqui uma câmera 14, detecta a radiação no plano de medição 16 que intercepta a linha laser na região de detecção 12. O plano de medição 16 pode ter largura substancialmente igual à da linha laser 10.

[0048] A primeira direção 10 e a segunda direção 16 são deslocadas e têm uma seção transversal na região de detecção 12. A região de detecção 12 é fora da correia e em uma posição em que o fluxo de objetos 4 descarregado da correia transportadora 2 se situa na trajetória de queda livre 6. Caso não existirem objetos presentes na região de detecção 12, a linha laser atingirá parte de um elemento de fundo não detectado pela parte do plano de medição que percorre a região de detecção. Assim, não haverá radiação eletromagnética refletida detectada no caso de nenhum objeto estar presente, o que permite o distinto reconhecimento de se existe um objeto presente na região de detecção.

[0049] O ângulo entre a primeira direção 10 e a segunda direção 16 está, de preferência, na faixa de 3° - 80°, mais preferivelmente na faixa de 5° - 60°, mais preferivelmente na faixa de 8° - 40°, mais preferivelmente na faixa de 10° - 35°, mais preferivelmente na faixa de 15° - 30°, ainda mais preferivelmente na faixa de 20° - 25°.

[0050] O comprimento de onda da radiação eletromagnética emitida está preferivelmente na faixa de 300 nm - 2000 nm, mais preferivelmente na faixa de 400 nm - 700 nm.

[0051] A determinação das propriedades do material dos objetos no fluxo de objetos é feita na radiação eletromagnética diretamente refletida na superfície dos objetos, a radiação eletromagnética difusamente refletida pelos objetos e/ou pela altura dos objetos. Limites podem ser usados para determinar as propriedades ópticas dos objetos. Com referência à Figura 5, a radiação eletromagnética diretamente refletida pode ser vista como a intensidade no máximo na direção y, a radiação eletromagnética difusamente refletida pode ser vista como a largura de linha por volta do máximo na direção y, e a altura pode ser vista como máximo na direção y. A determinação da altura é benéfica quando é feito o cálculo da trajetória dos objetos no fluxo de objetos.

[0052] A análise das informações da varredura óptica também pode compreender a identificação e a análise das várias superfícies de objetos transparentes no fluxo de objetos, com base em superfícies duplas, como visto na Figura 5.

[0053] De acordo com uma realização da invenção, a determinação da transparência dos objetos no fluxo de objetos é feita pela comparação da radiação eletromagnética diretamente refletida com os valores limites. É então usado um primeiro valor limite para determinar se um objeto está presente, caso a radiação eletromagnética diretamente refletida ultrapassar o primeiro valor limite. Um segundo valor limite, maior que o primeiro valor limite, é então usado para determinar se o objeto é transparente, caso a radiação eletromagnética diretamente refletida não ultrapassar o segundo valor limite. Vários desses limites podem ser aplicados para determinar as probabilidades de o objeto ser transparente. Podem ser aplicadas combinações de limites para os diferentes parâmetros, sendo a radiação eletromagnética diretamente refletida na superfície dos objetos, a radiação eletromagnética difusamente refletida dos objetos e/ou da altura dos objetos, para determinar as várias propriedades ópticas dos objetos.

[0054] Alternativa ou adicionalmente à determinação do limite, podem ser usadas as tabelas de consultas, máquinas vetoriais de profundo aprendizado ou suporte para determinar as propriedades dos objetos.

[0055] De maneira a remover a radiação eletromagnética ambiente na análise da radiação eletromagnética detectada, pode ser registrado um quadro com o laser ligado e um quadro com o laser desligado. É então feita uma subtração de fundo na análise para eliminar a radiação eletromagnética ambiente. Também pode ser usado o pulso do laser para esta finalidade, usando um divisor de feixe.

[0056] O equipamento pode ainda compreender uma unidade de remoção, como um soprador de ar, configurado para remover os objetos que sejam rejeitados na análise e assim escolher os objetos com base na análise.

[0057] O equipamento também pode incluir um filtro de passagem de banda no detector, radiação eletromagnética polarizada ou um filtro de polarização na frente do detector.

[0058] O equipamento também pode usar uma detecção de varredura 3D com espelho poligonal ou pode ser usado em combinações com outros detectores.

[0059] A Figura 2 mostra um equipamento similar ao da Figura 1, mas compreendendo uma pluralidade de iluminações paralelas em linha 8, montadas para criar a pluralidade de lasers paralelos em linha. Isso permite que uma, como neste caso, ou várias câmeras 14 detectem a radiação eletromagnética refletida de uma pluralidade de lasers paralelos em linha em uma pluralidade de regiões de detecção 12 em diferentes posições na trajetória de queda livre 6 do fluxo de objetos 4. Assim, podem ser determinadas as posições dos objetos nas diferentes regiões de detecção 12, para determinar um movimento ou trajetória, dos objetos no fluxo de objetos 4.

[0060] Em elementos de escolha, a velocidade do objeto e a direção de movimento são normalmente supostas como constantes no intermédio da detecção e da ejeção, e caso os objetos se movimentarem em velocidade não constante, existe o risco da remoção imprecisa de objetos rejeitados. Em certas situações, a janela de ejeção é aumentada para compensar a variação nos movimentos. Isso conduz a uma ejeção estável, mas também a um aumento na remoção indesejada dos objetos do fluxo de objetos 4.

[0061] Uma alternativa a todas as zonas de detecção que estiverem na trajetória de queda livre do fluxo de objetos, é que uma ou mais delas estejam no fluxo de objetos na correia transportadora, antes de estarem na trajetória de queda livre.

[0062] A distância mínima entre a detecção e a ejeção é determinada pelo tamanho e latência do pixel. Para sistemas com grandes tamanhos de pixel, a distância mínima entre a detecção e a ejeção pode ser bem grande. Se dois detectores forem combinados, o movimento dos objetos reduz o desempenho dos algoritmos de convergência e, assim, também o desempenho da ejeção. Pela determinação da trajetória dos objetos no fluxo de objetos, pode ser feita uma ejeção mais precisa do objeto e pode ser obtida uma melhor escolha geral.

[0063] Alternativa ou complementarmente ao uso dos dados de classificação para a escolha como acima descrita, os dados da etapa de classificação podem ser usados no mesmo equipamento ou transferidos para outro dispositivo para a realização de várias operações, como escolha, nos últimos estágios, assim como para a análise estatística.

[0064] A Figura 6 mostra uma estimativa de movimento de um objeto, realizado por um equipamento de acordo com Figura 2. Dois detectores de alta resolução A, C são responsáveis pela estimativa de movimento do objeto enquanto um detector de baixa resolução B é responsável pela classificação do material do objeto. Os objetos detectados pelo primeiro detector de alta resolução A são procurados e mapeados com os objetos correspondentes no segundo detector de alta resolução C. Com base nas posições correspondentes do objeto no primeiro e no segundo detectores de alta resolução A, C, a posição do objeto é interpolada para o detector de baixa resolução B e para a barra de sopragem D. Os dados do sensor do detector de baixa resolução B são combinados na posição da imagem interpolada. A barra de sopragem D usa uma posição interpolada para ejeção. A posição do primeiro e do segundo detectores de alta resolução A, C é deslocada, enquanto o detector de baixa resolução B pode ser montado em qualquer lugar. A posição interpolada reduz o erro da ejeção e da convergência dos objetos de rolagem.

[0065] O equipamento também pode compreender vários lasers de diferentes comprimentos de onda, que permite a determinação de outras propriedades ópticas, como a cor dos objetos e a análise de outros parâmetros com base na espectroscopia. Lasers de diferentes posições, como na Figura 2, podem ser usados para esta finalidade, sendo também uma possibilidade múltiplos lasers pulsados no mesmo plano óptico.

[0066] O equipamento também pode combinar diferentes polarizações de laser para filtrar as partes da radiação eletromagnética refletida e distinguir com mais facilidade as propriedades dos objetos no fluxo de objetos. O equipamento pode, por exemplo, compreender vários lasers com diferentes polarizações ou uma câmera de polarização.

[0067] A Figura 3 mostra um equipamento para a inspeção de objetos similar ao da Figura 1. Entretanto, o equipamento tem nesta realização uma câmera 14 que detecta a radiação em uma área que cobre tanto a região de detecção 12 como uma zona 22 em que a iluminação linear atinge um elemento de fundo 24. Isso permite que a câmera 14 detecte uma reflexão de iluminação em linha no elemento de fundo 24, o que permite a determinação de se existe a presença de um objeto na região de detecção 12 com base na reflexão do elemento de fundo 24. Isso é útil quando devem ser detectados objetos que demonstrem níveis de reflexão muito baixos. Uma única câmera 14 aqui tanto cobre a região de detecção 12 como a zona 22 no elemento de fundo 24; entretanto, também podem ser usados dois detectores diferentes para essas finalidades de acordo com a invenção.

[0068] A Figura 7 mostra uma vista esquemática da radiação eletromagnética detectada pelo detector no equipamento da Figura 3. O sinal do objeto estará presente quando existir um objeto na região de detecção que reflita a radiação eletromagnética emitida pela linha laser, enquanto o sinal de fundo ainda pode ser usado para determinar se existe um objeto muito escuro, que seja essencialmente não refletivo na região de detecção. O sinal de fundo, sendo a radiação eletromagnética emitida pela linha laser e refletida pelo elemento de fundo, também pode ser usado como uma forma de calibração da linha laser contra a zona escura para referência de fundo.

[0069] A linha laser refletida pelo elemento de fundo também pode ser usada para determinar se um objeto no fluxo de objetos é transparente, já que um objeto transparente provoca a transmissão de parte da radiação eletromagnética emitida, enquanto um objeto opaco não permite qualquer transmissão da radiação eletromagnética emitida.

[0070] A Figura 4 é um fluxograma de um método para a inspeção dos objetos, compreendendo as etapas de: guiar S1 em um fluxo contínuo de objetos 4 para a trajetória de queda livre 6, ao longo da qual o fluxo de objetos 4 é abastecido em uma camada de objetos únicos por meio de uma região de detecção 12; iluminar S2 uma região de detecção 12 em uma primeira direção 10; varrer opticamente S3 a região de detecção 12 em uma segunda direção 16; e analisar S4 as informações da varredura óptica; em que o plano de medição 12 e a primeira direção 10 estão deslocados e têm uma seção transversal na região de detecção 12.

[0071] As possíveis aplicações do método e do equipamento abrangem, entre outras, a classificação e/ou a escolha de vidros, folhas, guardanapos, placas de circuitos impressos, cartuchos, material de mineração, assim como a análise de qualidade de alimentos em relação ao tamanho e à detecção de trincas ou de material estranho. Também podem ser usadas para identificar polímeros em um fluxo de rejeitos.

[0072] O técnico no assunto percebe que a presente invenção não se limite, de forma alguma, às realizações acima descritas. Pelo contrário, são possíveis muitas modificações e variações dentro do escopo das reivindicações anexas. Por exemplo, a fonte de radiação e o detector podem ser montados em qualquer direção que permita ao método ser realizado de acordo com a invenção.

[0073] Além disso, as variações às realizações reveladas podem ser entendidas e determinadas pelo técnico no assunto na prática da invenção reivindicada, a partir do estudo dos desenhos, da revelação e das reivindicações anexas. Nas reivindicações, a palavra “compreendendo” não exclui outros elementos ou etapas, e o artigo indefinido “um” ou “uma” não exclui uma pluralidade.

LISTA ITEMIZADA DAS REALIZAÇÕES EXEMPLARES

[0074] IEE1. Um método para a classificação de um objeto, o método compreendendo as etapas de: - guiar um fluxo contínuo de objetos de um mecanismo de transporte diretamente para uma trajetória não suportada, ao longo da qual o dito fluxo de objetos é abastecido por meio de uma região de detecção; - emitir radiação eletromagnética ao longo de uma primeira direção para iluminar a dita região de detecção, cuja radiação eletromagnética emitida forma uma banda de radiação que se prolonga em uma direção ortogonal à dita primeira direção; - varrer opticamente a dita região de detecção para detectar a radiação eletromagnética refletida por pelo menos um objeto na região de detecção, visualizando a dita região de detecção ao longo de uma segunda direção, em que a primeira direção e a segunda direção têm uma seção transversal na região de detecção e formam um ângulo entre si na faixa de 3° - 80°; - analisar as informações da varredura óptica; e - classificar os objetos do fluxo de objetos com base na análise das informações de reflexão da varredura óptica; em que a etapa de análise das informações da varredura óptica compreende a análise dos objetos com base na intensidade e na dispersão da radiação detectada da varredura óptica.

[0075] IEE2. O método de acordo com IEE1, em que a dita etapa de classificação do dito objeto ainda compreendendo a escolha dos objetos do fluxo de objetos em pelo menos duas direções diferentes com base na análise das informações de reflexão da varredura óptica.

[0076] IEE3. O método de acordo com quaisquer das IEEs anteriores, em que a etapa de análise das informações da varredura óptica compreende a determinação das informações de reflexão por meio da comparação da radiação eletromagnética da iluminação que é diretamente refletida por pelo menos um objeto no fluxo de objetos para um primeiro limite, e posteriormente a comparação da radiação eletromagnética da iluminação que é diretamente refletida pelo dito pelo menos um objeto com um segundo limite para determinar a transparência do dito pelo menos um objeto, em que o segundo limite se situa acima do primeiro limite, e posteriormente estabelecer as informações de reflexão.

[0077] IEE4. O método de acordo com quaisquer das IEEs anteriores, em que a etapa de análise das informações da varredura óptica ainda compreende a determinação dos perfis de altura dos objetos no fluxo de objetos.

[0078] IEE5. O método de acordo com quaisquer das IEEs anteriores, em que a etapa de análise das informações da varredura óptica compreende a comparação das informações com as informações em uma tabela de consultas e/ou a comparação das informações com os limites.

[0079] IEE6. O método de acordo com quaisquer das IEEs anteriores, em que a etapa de análise das informações da varredura óptica compreende o uso de máquinas vetoriais de profundo aprendizado ou suporte.

[0080] IEE7. O método de acordo com quaisquer das IEEs anteriores, compreendendo ainda uma etapa de varrer opticamente uma zona em um elemento de fundo, a iluminação linear atinge o dito elemento de fundo, em que a etapa de análise das informações da varredura óptica compreende a determinação de se material está presente na região de detecção com base nas informações da varredura óptica da zona no fundo.

[0081] IEE8. O método de acordo com a IEE 7, em que as etapas de varrer opticamente a zona no elemento de fundo e de varrer opticamente a região de detecção são feitas simultaneamente com uma câmera.

[0082] IEE9. O método de acordo com quaisquer das IEEs anteriores, em que a etapa de iluminação da dita região de detecção pela radiação eletromagnética é feita com uma pluralidade de iluminações em linha para a pluralidade de regiões de detecção e a etapa de varrer opticamente a dita região de detecção é feita em uma pluralidade de linhas de medição para as ditas regiões de detecção.

[0083] IEE10. O método de acordo com IEE 9, em que a etapa de análise das informações da varredura óptica compreende determinação do movimento dos objetos no fluxo de objetos.

[0084] IEE11. O método de acordo com as IEEs 9 ou 10, em que a pluralidade de iluminações em linha tem diferentes comprimentos de onda, em que a etapa de análise das informações da varredura óptica compreende a determinação das propriedades ópticas e das propriedades físicas dos objetos no fluxo de objetos.

[0085] IEE12. O método de acordo com de quaisquer das IEEs 9-11, em que a pluralidade de iluminações em linha tem diferentes polarizações.

[0086] IEE13. Um equipamento para a classificação de objetos, o equipamento compreendendo: - um mecanismo de transporte montado para transportar um fluxo de objetos de maneira que o dito fluxo de objetos, após deixar o mecanismo de transporte, segue uma trajetória não suportada, ao longo da qual é abastecido por meio de uma região de detecção; - uma fonte de radiação sendo configurada para emitir radiação eletromagnética em uma primeira direção para iluminar a região de detecção, cuja fonte de radiação é configurada para gerar uma iluminação em linha; - uma unidade de detecção disposta para visualizar a dita região de detecção ao longo de uma segunda direção e para detectar a radiação eletromagnética refletida por pelo menos um objeto na região de detecção, em que a primeira direção e a segunda direção têm uma seção transversal na região de detecção e formam um ângulo entre si na faixa de 10° - 80°; - uma unidade de análise em conexão operacional com a unidade de detecção e disposta para determinar as informações de transparência por meio da comparação da radiação eletromagnética da iluminação que é diretamente refletida por pelo menos um objeto no fluxo de objetos para um primeiro limite para determinar se existe material presente na região de detecção, e posteriormente a comparação da radiação eletromagnética da iluminação que é diretamente refletida pelo dito pelo menos um objeto com um segundo limite para determinar se o material presente é transparente, em que o segundo limite se situa acima do primeiro limite, e posteriormente estabelecer as informações de transparência; e - uma unidade de remoção configurada para remover os objetos do fluxo de objetos (4), em que a dita remoção dos objetos é com base na análise na unidade de análise.

[0087] IEE14. O equipamento de acordo com IEE 13, em que a unidade de detecção é ainda configurada para sentir a radiação eletromagnética refletida por um ponto em um elemento de fundo onde a radiação eletromagnética da fonte de radiação atinge o dito elemento de fundo.

[0088] IEE15. O equipamento de acordo com IEE 13, compreendendo uma pluralidade de fontes de radiação configurada para iluminar objetos no fluxo de objetos na pluralidade de posições ao longo da trajetória não suportada.

Claims

1. MÉTODO PARA A CLASSIFICAÇÃO DE UM OBJETO, sendo o método caracterizado por compreender as etapas de: - guiar (S1) um fluxo contínuo de objetos (4) de um mecanismo de transporte (2) diretamente para uma trajetória não suportada (6), ao longo da qual o dito fluxo de objetos (6) é abastecido por meio de uma região de detecção (12); - emitir radiação eletromagnética ao longo de uma primeira direção (10) para iluminar (S2) a dita região de detecção (12), cuja radiação eletromagnética emitida forma uma banda de radiação que se prolonga em uma direção ortogonal à dita primeira direção; - varrer opticamente (S3) a dita região de detecção (12) em um plano de medição para detectar a radiação eletromagnética refletida por pelo menos um objeto na região de detecção (12), visualizando a dita região de detecção ao longo de uma segunda direção (16), em que não haverá radiação eletromagnética refletida detectada se nenhum objeto estiver presente na trajetória não suportada (6), - m que a primeira direção (10) e a segunda direção (16) têm uma seção transversal na região de detecção (12) e formam um ângulo entre si na faixa de 3° a 80°; - analisar (S4) as informações da varredura óptica; e - classificar (S5) os objetos do fluxo de objetos com base na análise das informações de reflexão da varredura óptica; em que a etapa de análise das informações da varredura óptica compreende a análise dos objetos com base na intensidade e na dispersão da radiação detectada da varredura óptica e em que a etapa de análise das informações da varredura óptica compreende a comparação das informações com as informações em uma tabela de consultas e/ou a comparação das informações com os limites.

2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, em que a dita etapa de classificação do dito objeto é caracterizada por compreender ainda a escolha dos objetos do fluxo de objetos em pelo menos duas direções diferentes com base na análise das informações de reflexão da varredura óptica.

3. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda a etapa de análise das informações da varredura óptica a comparação da radiação eletromagnética da iluminação que é diretamente refletida por pelo menos um objeto no fluxo de objetos com as informações em uma tabela de consultas e/ou com um ou mais limites para determinar as informações de transparência ou de reflexão do dito pelo menos um objeto.

4. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender a etapa de análise das informações da varredura óptica a determinação das informações de reflexão por meio da comparação da radiação eletromagnética da iluminação, que é diretamente refletida por pelo menos um objeto no fluxo de objetos para um primeiro limite, e posteriormente a comparação da radiação eletromagnética da iluminação que é diretamente refletida pelo dito pelo menos um objeto com um segundo limite para determinar a transparência do dito pelo menos um objeto, em que o segundo limite se situa acima do primeiro limite, e posteriormente estabelecer as informações de reflexão.

5. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, em que a etapa de análise das informações da varredura óptica é caracterizada por compreender ainda a determinação dos perfis de altura dos objetos no fluxo de objetos.

6. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela tabela de consultas ser uma tabela de consultas N dimensões, em que N é um número natural.

7. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, em que a etapa de análise das informações da varredura óptica é caracterizada por compreender ainda o uso de máquinas vetoriais de profundo aprendizado ou suporte.

8. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda uma etapa de varrer opticamente uma zona em um elemento de fundo, onde uma iluminação linear atinge o dito elemento de fundo, em que a etapa de análise das informações da varredura óptica compreende a determinação de se o material está presente na região de detecção com base nas informações da varredura óptica da zona no fundo.

9. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelas etapas de varrer opticamente a zona no elemento de fundo e de varrer opticamente a região de detecção serem feitas simultaneamente com uma câmera.

10. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pela etapa de iluminação da dita região de detecção pela radiação eletromagnética ser feita com uma pluralidade de iluminações em linha para uma pluralidade de regiões de detecção e a etapa de varrer opticamente a dita região de detecção ser feita em uma pluralidade de linhas de medição para as ditas regiões de detecção.

11. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pela etapa de análise das informações da varredura óptica compreender a determinação do movimento dos objetos no fluxo de objetos.

12. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pela pluralidade de iluminações em linha ter diferentes comprimentos de onda, em que a etapa de análise das informações da varredura óptica compreende a determinação das propriedades ópticas e das propriedades físicas dos objetos no fluxo de objetos.

13. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pela pluralidade de iluminações em linha ter diferentes polarizações.

14. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pela tabela de consultas ser uma tabela de consultas com uma ou duas dimensões.

15. EQUIPAMENTO PARA A CLASSIFICAÇÃO DE OBJETOS, caracterizado pelo equipamento ser configurado para executar o método, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 14.