CN106998710B - 用于将肉制品比如牛里脊肉自动切割成部分的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动切割肉制品、特别是牛里脊肉的方法，肉制品具有远离肉制品的头部而朝向尾部延伸的拇指状部分，使得肉制品具有V形形状。该方法包括：传送待切割的肉制品(201)，获取肉制品的图像数据(202)，确定肉制品的拇指状部分与头部之间的边界位置(203)，利用图像数据命令切割单元将肉制品切割成部分(204)，其中，该切割包括在边界位置的两侧进行切割，使得所得到的部分满足预定义标准，该预定义标准包括指示所得到的部分中的拇指状部分的大小的标准。

Description

用于将肉制品比如牛里脊肉自动切割成部分的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种用于自动切割肉制品、特别是牛里脊肉的方法和装置，肉制品具有远离肉制品的头部而朝向尾部延伸的拇指状部分，使得肉制品具有V形形状。

背景技术

图1示意性地示出了牛里脊肉100，其中，最上部111通常称为里脊肉的头部，最底部104至106称为里脊肉的尾部，并且其间的部分(101至103)通常称为里脊的中央部分。在例如通过去除脂肪和膜等的一些部分而对里脊肉进行修剪之后，里脊肉的拇指状部分110从头部111向外延伸并稍微指向里脊肉的尾部。

如这里所示，已经基于例如用于命令切割装置将里脊肉切割成具有例如200g的固定部分重量的图像数据，形成了用于里脊肉的切割轮廓。头部111当然也可以分成具有例如也是200g的固定目标重量的几个部分。基于这里所示的切割轮廓，使用部分切割器来自动地将里脊肉切割成这样的固定部分。

中央切片101至104(通常称为Barrel)的部分的价格如今约为25美元/磅，而头部肉排(通常称为Metro)的价格约为12美元/磅。

当用部分切割器切割里脊时，在许多情况下，形成V形形状109的拇指状件将与肉部分的主要部分断开附连，因此肉部分的主要部分低于期望的目标重量，例如在本文所示的示例中，主要部分将是180g且拇指部分将为20g。因此，所讨论的肉部分将降级至低得多的价格，即，代替25美元/磅，它将降级至12美元/磅，并且因此，加工的收益将明显降低。

发明内容

在上述背景下，本发明实施方式的目的是提供一种特别是当从牛里脊肉中产生部分时使食品加工的收益最大化的改进的方法。

总体来说，本发明优选地寻求以单独的或以任何组合的方式来缓和、减轻或消除现有技术的上述问题中的一个或更多个问题。特别地，可以将本发明的实施方式的目的看作是提供一种解决了上述问题或其他问题的自动切割肉制品的改进方法。

为了更好地解决这些问题中的一个或更多个问题，在本发明的第一方面中，提供了一种自动切割肉制品、特别是牛里脊肉的方法，肉制品具有远离肉制品的头部而朝向尾部延伸的拇指状部分，使得肉制品具有V形形状，该方法包括：

·传送待切割的肉制品，

·获取肉制品的图像数据，

·确定肉制品的拇指状部分与头部之间的边界位置，

·利用图像数据命令切割单元将肉制品切割成部分，

其中，切割包括在边界位置的两侧切割，使得所得到的部分满足预定义标准，该预定义标准包括指示在所得到的部分中的拇指状部分的大小的标准。

因此，通过以这种方式切割肉制品，其中，拇指状部分的至少一部分被附连并且有助于该区域内的部分重量，该部分的价值可以大大增加，其中，如果肉制品是牛里脊肉，价格在如今可能加倍，即，它可以以25美元/磅来代替12美元/磅出售，例如因为它是满足部分重量要求的单件，并且因为它是中央切片。

拇指状部分通常是与肉的剩余部分的纵向轴线形成大于270°的角度的肉部分。在一个实施方式中，边界位置包括V形形状的尖端部(对应于V形形状的底部)的位置或上述270°或更大角度的位置。

拇指状部分也可以称为翼部。

在所得到的部分中的拇指状部分的大小可以例如是与所得到的部分的总尺寸或重量相比的拇指状部分的尺寸或重量。

注意到的是，根据本发明的各个方面自动切割的肉制品通常已经预先修剪。因此，在肉制品是牛里脊肉的情况下，具有主要部分——该主要部分包括头部、中央部分和尾部，其中，拇指状部分沿大致朝向尾部的方向倾斜地延伸远离头部——的图像构型是这种修剪过程、例如预修剪的结果，其中，例如包括肌肉部分之间的脂肪和膜部分的脂肪和膜部分已去除，因此显露出如以在例如图1中所示的V形形状给出的凹部或凹口。就V形形状的角度而言，例如拇指状部分与肉的剩余部分的纵向轴线的角度可以变化。例如，拇指状部分可以沿从头部朝向尾部的方向延伸并且仅略微向外指向，这意味着拇指状部分位于相对靠近里脊肉的中央部分。拇指状部分可以更向外地延伸或者弯曲，例如，以在V形形状中提供更宽的“V”形形状或可能甚至是“U”形形状，但是一般仍然沿从里脊肉的头部到尾部的方向延伸。

优选地，肉制品、例如牛里脊肉的传送使得肉制品的纵向轴线基本上平行于传送方向，并且其中，将肉制品切割成部分基本上垂直于肉制品的传送方向进行。

在一个实施方式中，指示在所得到的部分中的拇指状部分的大小的标准包括：位于所得到的部分中的拇指状部分与头部之间的凹部的剩余部分的最大深度。在一个实施方式中，位于所得到的部分中的拇指状部分与头部之间的凹部的剩余部分的最大深度为约50％或更小。这意味着在肉的拇指状部分与头部——也可以认为是肉的剩余部分——之间的区域内的肉的厚度为至少50％或更多，但是这个百分比数在肉类工业中是公认的，特别是在美国，因为肉部分的外观将非常类似于剩余的肉部分。此外，例如根据客户规格等，该标准可以包括头部与拇指状部分之间的附连至少是该部分的厚度的2/3至3/4范围内的度量。

注意到的是，拇指状部分与头部之间的凹部可以称为凹口。在该领域内也可以使用其他术语。

在一个实施方式中，预定义标准包括重量目标。因此，上述肉部分现在可以满足例如200g的设定的目标重量。

在一个实施方式中，边界位置包括V形形状的尖端部(也可以称为底部)的位置。

当确定肉制品的拇指状部分与头部之间的边界位置时，可以使用各种方法和技术，无论边界位置是否包括V形形状的尖端部(对应于底部)的位置。注意到的是，边界位置可以是区域、例如包括V形形状的尖端部的位置的区域。例如，可以利用通过估算V形形状的直线部分或V形形状的尖端部处的三角形区域的截面面积而确定的区域。可以使用用于确定区域的其他估算方法，该区域可以是边界位置。此外，边界位置可以是单个点。

在一个实施方式中，当基于所述图像数据命令切割单元朝向尾部对紧邻于由位于所述边界位置的两侧的切口限定的所述所得到的部分的肉部分进行切割时，所述拇指状部分的未附连于所述所得到的部分的剩余部分不予处理。因此，该方法可以包括：当例如对在朝向尾部的方向上限定下一部分的切口的位置进行计算时，不考虑在例如对包括边界位置的所得到的部分进行切割时将被切断的拇指状部分的潜在剩余端部。当例如使得部分满足固定重量时，将不考虑将拇指状部分的剩余端部、即未附连的端部例如包括在计算中，当制造固定重量部分时将仅考虑例如里脊肉的中央部分，并且拇指状部分的剩余端可以用于其他目的、例如修剪。

在一个实施方式中，当命令切割单元朝向尾部对紧邻于所述所得到的部分的所述肉部分进行切割以满足预定义标准时，所述拇指状部分的未附连于由位于边界位置的两侧的切口限定的所述所得到的部分的剩余部分的图像数据不予处理。以这种方式实现的是，用以提供固定重量部分的计算将考虑仅与里脊肉的例如中央部分相关的数据，并且所述拇指状部分的剩余端部、即未附连的端部将被分配用于其他目的、例如修剪等。

在一个实施方式中，其中，利用图像数据命令切割单元在位于边界位置的两侧的切割位置处进行切割，使得所得到的部分满足所述预定义标准，对在边界的一侧或两侧的切割位置进行调节、以提高收益、同时仍然满足所述预定义标准。因此，可以实现的是，在所得到的部分的预定义标准、即在所得到的部分中的拇指状部分的大小例如凹部或凹口的最大深度、以及可能的重量目标可以通过位于边界位置的一侧或两侧的一系列切割位置实现的情况下，可以调节所得到的部分的切割位置，使得拇指状部分的将要被切掉且用于例如修剪等的端部的尺寸/重量得以减小或最小化。根据位于边界位置的两侧的切口的位置，可以进行类似的计算和模拟以用于部分的修剪和/或捕获，所述部分包括紧邻于所述所得到的部分——即具有边界位置的部分——的部分。因此，也可以根据该实施方式使在肉制品、例如牛里脊肉的一端或两端处切除的修剪最小。

在本发明的第二方面中，提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括用于当在合适的计算机系统上执行计算机程序产品时实施上述方法步骤的计算机可读指令。

在本发明的第三方面，提供了一种用于自动切割肉制品、特别是牛里脊肉的切割装置，肉制品具有远离肉制品的头部而朝向尾部延伸的拇指状部分，使得肉制品具有V形形状，该切割装置包括：

·传送器，该传送器用于传送待切割的肉制品，

·成像装置，该成像装置用于获取肉制品的图像数据，

·处理器，该处理器用于利用图像数据来确定肉制品的拇指状部分与头部之间的边界位置，

·切割单元，以及

·处理器，该处理器用于利用图像数据来命令切割单元将肉制品切割成部分，

其中，用于利用图像数据命令切割单元将肉制品切割成部分的处理器配置为命令切割单元在边界位置的两侧进行切割，使得所得到的部分满足预定义标准，该预定义标准包括指示在所得到的部分中的拇指状部分的大小的标准。

上述处理器可以包括同一个处理器。此外，切割单元可以选自但不限于高压喷水切割器、任何类型的切割刀片、例如直的或弯曲的切割刀片，其中，例如切割单元可具有定位在相邻传送器的两端(例如，出料端和进料端)之间的切割平面。

可以使用成像装置来提供待切割的肉制品的图像数据和/或边界位置的确定，该成像装置可以包括例如激光线扫描器和用于在传送肉制品的同时获取肉制品的图像数据的摄像机，其中，图像数据包括指示肉制品的形成V形的拇指状部分与头部(或剩余部分)之间的边界位置的图像数据。可以使用其他成像装置和技术，例如基于X射线技术的成像装置，这在肉制品的拇指状部分与头部(或剩余部分)部分之间的V形形状例如没有明显不同的情况下是有利的，该没有明显不同例如是由靠近肉制品的头部(或剩余部分)的拇指状部分引起的和/或由比如使V形形状的尖端部(或底部)不显著的脂肪、膜等的材料引起的。

在本发明的另一方面中，提供了一种自动切割肉制品、特别是牛里脊肉的方法，该肉制品具有远离肉制品的头部而朝向尾部延伸的拇指状部分，使得肉制品具有V形形状，该方法包括：

·传送待切割的肉制品，

·获取肉制品的图像数据，

·确定肉制品的拇指状部分与头部之间的边界位置，

·利用图像数据来命令切割单元将肉制品切割成部分，

其中，切割包括在边界位置的两侧切割，使得所得到的部分满足预定义标准。

在一个实施方式中，所述预定义标准可以包括指示用于将肉制品自动切割成部分的收益的标准。

在一个实施方式中，所述预定义标准可以包括指示当在边界位置的两侧切割时拇指状部分的被切掉的端部的尺寸、重量和/或体积的标准。

在一个实施方式中，所述预定义标准可以包括指示肉制品的从被切割成部分的肉制品中所得到的修剪部分的尺寸、重量和/或体积的标准。

在一个实施方式中，所述预定义标准可以包括指示包括边界位置的所得到的部分中的拇指状部分的大小的标准。

在一个实施方式中，指示在所得到的部分中的拇指状部分的大小的标准包括：位于所得到的部分中的拇指状部分与头部之间的凹部的剩余部分的最大深度。

在一个实施方式中，位于所得到的部分中的拇指状部分与头部之间的凹部的剩余部分的最大深度为约50％或更小。

在本发明的又一方面中，提供了一种将长形肉制品自动切割成部分的方法，所述部分基本上横向于长形肉制品的纵向方向，长形肉制品具有拇指状部分，该拇指状部分沿着使得长形肉制品与拇指线部分一起观察具有V形形状的方向延伸远离长形肉制品的主要部分的一侧，

该方法包括：

-将待切割的长形肉制品传送到部分中，

-获取长形肉制品的图像数据，

-利用图像数据来命令切割单元将长形肉制品切割成满足某种标准的部分，

其中，切割包括与切割拇指状部分有关的标准。

在一个实施方式中，与切割拇指状部分有关的标准包括与拇指状部分的在切割之后不附连于长形肉制品的主要部分的部分的重量或体积有关的标准。

在一个实施方式中，利用图像数据命令切割单元将长形肉制品切割成满足某种标准的部分的步骤包括：长形肉制品的主要部分的一个或两个端部件的标准。

在一个实施方式中，与切割拇指状部分有关的标准包括拇指状部分的在切割之后附连于长形肉制品的主要部分的一部分的部分的标准，该标准是下述标准中的一个或更多个标准：

·重量

·体积

·长度

在本发明的又一方面中，边界位置可以通过以下方法确定：

·肉制品的头部优选但不是必需在传送方向上是在先的

·激光线从上方照射产品，优选地在竖向上照射产品并且横越地照射产品

·摄像机相比于激光器位于例如20°的角度

·摄像机将会将激光线观察为曲线，其中，与直线的偏差与物品的高度成比例

·例如，扫描线以例如每产品行程一毫米的间隔进行分析

·每个扫描线在两个较高点之间搜索零高度

·首次检测到这种外观即是边界位置所在——替代性地，如果传送方向相反，则最后一次检测到这种外观为边界位置所在。

可以使用X射线技术来应用类似的方法，其中，X射线传感器可以位于传送带下方，并且X射线源位于传送带上方，其中，X射线束穿过产品和传送带并且可以由X射线传感器检测。可以处理所得到的信号，其中，例如信号的衰减可以是产品的厚度的量度。可以以与上述相同的方式找到边界位置。

总体来说，本发明的各个方面可以在本发明的范围内以任何可能的方式组合和结合。参照下文描述的实施方式，本发明的这些和其他方面、特征和/或优点将是显而易见的并且将被阐明。

附图说明

将参照附图仅通过示例来对本发明的实施方式进行描述，在附图中：

图1示意性地描绘了用于牛里脊肉的现有技术切割轮廓，

图2描绘了根据本发明的方法的流程图，

图3示意性地描绘了根据本发明的牛里脊肉的切割轮廓，

图4描绘了由图3所示的切割轮廓产生的肉部分，

图5示出了根据本发明的切割装置，

图6示出了检测牛里脊肉的拇指状部分与牛里脊肉的剩余部分之间的边界的示例。

具体实施方式

图2示出了根据本发明的自动切割肉制品、特别是牛里脊肉的方法的流程图，肉制品具有远离肉制品的头部而朝向尾部延伸的拇指状部分，使得肉制品具有V形形状。在肉制品是牛里脊肉的情况下，具有主要部分——该主要部分包括头部、中央部分和尾部，其中，拇指状部分沿大致朝向尾部的方向倾斜地延伸远离头部——的图像构型是修剪过程的结果，其中，例如包括肌肉部分之间的脂肪和膜部分的脂肪和膜部分已经去除，从而显示出如图所示的呈V形的凹部。

在步骤(S1)201中，待切割的肉制品通过任何类型的传送装置、例如包括传送带的传送器来传送。

在步骤(S2)202中，通常在传送肉制品的同时获取肉制品的图像数据。

在步骤(S3)203中，确定肉制品的拇指状部分与头部或剩余部分之间的边界位置。图像数据可以源自线激光扫描器、数字成像技术或本领域技术人员公知的任何其他类型的成像技术。作为示例，在使用线激光扫描器的情况下，成像装置可以用于捕获从肉制品反射的光。可以使用其他成像装置和技术，例如，基于X射线技术的成像装置。

在步骤(S4)204中，使用图像数据命令切割单元将肉制品切割成通常为固定重量的部分。这也可以构想为，基于例如基于客户的订单例如特定部分重量的预定义的目标，来利用图像数据定义切割轮廓。该切割包括：在肉制品的拇指状部分与头部或剩余部分之间的边界位置的两侧进行切割，使得所得到的部分满足预定义标准、例如重量目标，预定义标准包括指示所得到的部分中的V形的大小的标准。

在一个实施方式中，指示V形的大小的标准为约50％或更小、但不限于约50％或更小，即，使得该区域内的肉厚度为50％或更多。

图3示意性地图示了如下示例：基于根据本发明的方法，用于将牛里脊肉300切割成例如200g的固定重量目标301至306而产生的切割轮廓。

本发明与现有技术方法(参见图1)的区别在于，通过在部分301中包括拇指状部分308的至少一部分来提高部分301的价值，但是达到一定程度，使得V形309在达到例如50％或更少的一定程度上在所得到的部分中可见。

如图所示，牛里脊肉可以分为头部311、尾部(大约区域305至306)和在头部311与尾部之间的中央部分。里脊肉300的拇指状部分308从头部311(或剩余部分)向外延伸并且略微指向里脊肉的尾部，使得拇指状部分308与里脊肉的纵向轴线320形成270°或更大的角度，如由虚线320和虚线321所示的。

在一个实施方式中，形成V形309的肉制品的拇指状部分与头部或剩余部分之间的边界位置可以包括V形部分的尖端部(或底部)307的位置，意味着切割轮廓与该尖端部307相对，并且选择为使得所得到的部分中的V形形状将优选地不超过所得到的部分的厚度的50％。在这种情况下，在尖端部307的两侧进行切割，使得该部分中的V形为50％或更小，并且使得部分301满足预定义的目标，例如目标重量。

图4示出了在切割之后的所得到的部分301，其中，位于拇指状部分与头部之间的凹部309'的进入到部分301的剩余部分h不超过该部分的总厚度T的50％，但是在许多国家例如美国，这个比例是可接受的并且具有与中央部分302、303相同的价值。

图5示出了根据本发明的用于自动切割肉制品501、特别是牛里脊肉的切割装置500的示例，肉制品501具有远离肉制品的头部而朝向尾部延伸的拇指状部分(未示出)，使得肉制品具有V形。该装置包括传送器503和成像装置，传送器503用于传送待切割的肉制品，成像装置可以包括激光线扫描器507和摄像机506，用于在传送肉制品时获取肉制品的图像数据，其中，图像数据包括指示形成V形的肉制品的拇指状部分与头部(或剩余部分)之间的边界位置的图像数据。可以使用其他成像装置和技术，例如基于X射线技术的成像装置。

该装置还包括切割单元505以及处理器508，切割单元505如图所示具有位于两个相邻的传送器503、504之间的切割平面，处理器508用于利用图像数据命令切割单元将肉制品切割成部分。

该切割包括：在肉制品的拇指状部分与头部或剩余部分之间的边界位置的两侧进行切割，使得所得到的部分满足预定义标准，该预定义标准包括指示在所得到的部分的V形的大小的标准。

图6示出了如何可以分析来自例如线扫描器数据的图像的示例性实施方式，示出了来自(a)-(e)的食品的几个截面，其中，右部分可以是拇指状部分，以及左部分是牛里脊肉的头部或剩余部分。其间的水平线表示牛里脊肉与拇指状部分之间的空间。如图所示，其间的空间连续地减小直到它们之间没有空间或空间非常小为止。圆形可以指示拇指状部分与头部或剩余部分之间的边界的尖端部。

可以使用X射线技术应用类似的方法，其中，X射线传感器可以位于传送带下方，并且X射线源位于传送带上方，其中，X射线束通过产品和传送带并且可以通过X射线传感器检测到。可以处理所得到的信号，其中，例如信号的衰减可以是产品的厚度的量度。可以以与上述相同的方式找到边界位置。

虽然已经在附图和前面的描述中详细地示出和描述了本发明，但是这样的图示和描述应认为是说明性的或示例性的而非限制性的；并且本发明不限于所公开的实施方式。通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域技术人员在实践要求保护的本发明时可以理解和实现所公开的实施方式的其他变型。在权利要求中，术语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。在相互不同的从属权利要求中陈述某些措施的事实并不表示不能有利地使用这些措施的组合。

Claims (12)

1.一种自动切割肉制品的方法，所述肉制品具有远离所述肉制品的头部(311)而朝向尾部延伸的拇指状部分(308)，使得所述肉制品具有V形形状(309)，所述方法包括：

·传送待切割的所述肉制品(201)，

·获取所述肉制品的图像数据(202)，

·确定所述肉制品的所述拇指状部分与所述头部之间的边界位置(203)，

·利用所述图像数据命令切割单元将所述肉制品切割成部分(204)，

其中，所述切割包括在所述边界位置的两侧进行切割，使得所得到的部分满足预定义标准，所述预定义标准包括指示在所述所得到的部分中的所述拇指状部分的大小的标准，使得所述V形形状(309)在达到一定程度上在所述所得到的部分中可见。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，指示在所述所得到的部分中的所述拇指状部分的大小的所述标准包括位于所述所得到的部分中的所述拇指状部分与所述头部之间的凹部的剩余部分的最大深度。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，位于所述所得到的部分中的所述拇指状部分与所述头部之间的所述凹部的所述剩余部分的所述最大深度为约50％或更少。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中，所述预定义标准包括重量目标。

5.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中，所述边界位置包括所述V形形状的尖端部(307)的位置。

6.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中，当命令所述切割单元基于所述图像数据(204)朝向所述尾部对紧邻于由位于所述边界位置的两侧的切口限定的所述所得到的部分(301)的肉部分(302)进行切割时，所述拇指状部分的未附连于所述所得到的部分的剩余部分不予处理。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，当命令所述切割单元朝向所述尾部对紧邻于所述所得到的部分(301)的所述肉部分(302)进行切割以满足所述预定义标准时，所述拇指状部分的未附连于由位于所述边界位置的两侧的切口限定的所述所得到的部分的剩余部分的图像数据不予处理。

8.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中，利用所述图像数据命令切割单元在位于所述边界位置的两侧的切割位置处进行切割(204)，使得所述所得到的部分满足所述预定义标准，对位于所述边界位置的一侧或两侧的所述切割位置进行调节，以提高收益、同时仍然满足所述预定义标准。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述肉制品是牛里脊肉。

10.一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，所述计算机程序被处理以执行根据权利要求1至9中的所述方法中的任一者的步骤。

11.一种用于自动切割肉制品的切割装置(500)，所述肉制品具有远离所述肉制品的头部而朝向尾部延伸的拇指状部分，使得所述肉制品具有V形形状，所述切割装置包括：

·传送器(503)，所述传送器(503)用于传送待切割的所述肉制品，

·成像装置，所述成像装置用于获取所述肉制品的图像数据，

·第一处理器，所述第一处理器用于利用所述图像数据来确定所述肉制品的所述拇指状部分与所述头部之间的边界位置，

·切割单元(505)，以及

·第二处理器(508)，所述第二处理器(508)用于利用所述图像数据来命令所述切割单元将所述肉制品切割成部分，

其中，用于利用所述图像数据命令所述切割单元将所述肉制品切割成部分的所述第二处理器(508)配置为命令所述切割单元(505)在所述边界位置的两侧进行切割，使得所得到的部分满足预定义标准，所述预定义标准包括指示在所述所得到的部分中的所述拇指状部分的大小的标准，使得所述V形形状在达到一定程度上在所述所得到的部分中可见。

12.根据权利要求11所述的切割装置(500)，其中，所述肉制品是牛里脊肉。