CN114423531A

CN114423531A - 自动化颗粒检验

Info

Publication number: CN114423531A
Application number: CN202080047807.4A
Authority: CN
Inventors: N·莱谢姆
Original assignee: Testing Technology Co ltd
Current assignee: Testing Technology Co ltd
Priority date: 2019-05-01
Filing date: 2020-04-30
Publication date: 2022-04-29
Also published as: US20200349692A1; US10902575B2; KR20220038596A; IL287424A; WO2020222159A1; JP2022530778A; EP3962668A1; EP3962668A4

Abstract

提供一种用于生产线的自动化颗粒检验设备，其包括用于接收所述颗粒的入口和从其中排出所述颗粒的出口。提供配置成从所述入口接收所述颗粒且释放以线性队列对齐的所述颗粒的进料器，同时至少一个照相机侧向定位在所述进料器下方，以在所述颗粒下落时捕捉其图像。在检验区中还提供至少一个背景表面，其侧向定位在所述进料器下方且与所述照相机相对，使得所述颗粒配置成在所述照相机与所述背景表面之间对齐。

Description

自动化颗粒检验

技术领域

本公开主题涉及自动化检验。更具体地，本公开主题涉及生产线中颗粒的质量控制。

背景技术

自动化检验是一种检验或有时也分拣通常坚硬的小型固体材料的过程，作为控制生产线中粒子质量的一部分。市售检验和分拣机器使用光学传感器和图像处理来确定材料颜色、大小、形状和结构特性。通常，检验和分拣机器将固体粒子物体与用户定义的基线阈值进行比较，以判断材料符合生产/发货条件或不符合。

旧式手动检验和/或分拣为主观的、不可靠的且不一致的，而光学分拣提高整体产品质量，使吞吐量最大化，增加产量且降低人工劳动成本。

检验和分拣机器可用于例如塑料颗粒、金属或玻璃颗粒等产品以及食品材料，例如豆类、香料、坚果、谷物、大米、蔬菜和水果。

发明内容

除非另有定义，否则本文中使用的所有技术和科学术语具有与此所公开主题所属的领域中的普通技术人员通常理解的相同的含义。尽管与本文中所描述的那些类似或等同的方法和材料可用于本公开主题的实践或测试中，但下文描述了合适的方法和材料。如有冲突，则以本说明书(包含定义)为准。另外，材料、方法和实例仅是说明性的且并不意欲是限制性的。

根据示例性实施例提供一种自动化颗粒检验设备，自动化设备包括：

入口，其用于接收颗粒；

出口，从其中排出颗粒；

进料器，其配置成从入口接收颗粒且释放以线性队列排列的颗粒；

至少一个照相机，其侧向定位在进料器下方，以在颗粒下落时捕捉其图像；

至少一个背景表面，其侧向定位在进料器下方且与照相机相对，使得颗粒配置成在照相机与背景表面之间对齐。

根据另一示例性实施例进一步提供，所述设备进一步设置有指向背景表面且配置成在颗粒下落时穿过颗粒的至少一个照明。

根据另一示例性实施例进一步提供，照相机中的至少一个为区域照相机。

根据另一示例性实施例进一步提供，至少一个背景表面为两个背景表面，且所述两个背景表面包括白色背景和黑色背景。

根据另一示例性实施例进一步提供，黑色背景相对于白色背景凹陷。

根据另一示例性实施例进一步提供，进料器为狭槽进料器。

根据另一示例性实施例进一步提供，狭槽为具有配置成对应于被检验颗粒的跨距的可调节狭槽。

根据另一示例性实施例进一步提供，所述设备进一步包括分拣机构。

根据另一示例性实施例进一步提供，分拣机构选自由以下组成的分拣机构群组：偏转；分流阀、挡板去除；加压空气去除；其组合等。

根据另一示例性实施例进一步提供，设备进一步包括沿进料器垂直组织的多个叶片。

根据另一示例性实施例进一步提供，设备定位在颗粒生产线内。

根据另一示例性实施例进一步提供，一种待由用户操作的颗粒检验系统包括：

自动化颗粒检验设备；

控制器，其配置成至少控制检验设备内的至少一个照相机和进料器；

处理器，其配置成从至少一个照相机接收捕捉到的图像，且分析捕捉到的图像以及基于对捕捉到的图像的分析来传输或接收信息和指令。

根据另一示例性实施例进一步提供，所述系统进一步包括

存储器单元，其与所述处理器通信，其中存储器单元配置成保留选自由以下组成的信息群组中的信息：捕捉到的图像、多个颗粒轮廓、系统设置、系统报告、图像分析、包括用于不同类型的颗粒的阈值的参考轮廓、与参考轮廓相关联的统计分析、其任何组合等；

显示器，其配置成显示基于捕捉到的图像在处理器中产生的直方图和缩略图图像。

根据另一示例性实施例进一步提供，一种自动检验颗粒的方法包括：

提供根据示例性实施例的检验设备；

获得颗粒的颗粒轮廓；

根据颗粒轮廓在进料器中设置狭槽；

将颗粒倒入入口中且穿过进料器，以允许颗粒以线排列穿过狭槽下落且落入出口中；

操作照相机以捕捉落入狭槽下方的颗粒的图像；

检验图像中的颗粒。

根据另一示例性实施例进一步提供，方法进一步包括设置指向至少两个背景表面且在颗粒下落时穿过颗粒的背景照明。

根据另一示例性实施例进一步提供，至少一个照相机为区域照相机。

根据另一示例性实施例进一步提供，方法进一步包括分析颗粒且确定图像中每一颗粒的标准，其中所述标准选自由以下组成的群组：颗粒的大小、色素沉着、形状、颜色、色调和形态。

根据另一示例性实施例进一步提供，方法进一步包括产生颗粒的尺寸和标准的直方图表示。

根据另一示例性实施例进一步提供，方法进一步包括基于直方图表示和缩略图图像来设置阈值。

根据另一示例性实施例进一步提供，方法进一步包括基于颗粒轮廓的预定参数来分拣颗粒。

根据另一示例性实施例进一步提供，预定参数包括阈值。

附图说明

仅借助于实例参考附图来描述所公开主题的一些实施例。现在详细地具体参考附图，要强调的是，所示出的细节仅借助于实例并且出于本公开主题的优选实施例的说明性论述的目的，并且是为了提供被认为是对所公开主题的原理和概念方面的最有用和容易理解的描述而呈现的。在这点上，不试图比所公开主题的基本理解所必需的更详细地示出所公开主题的结构细节，结合图式进行的描述使得本领域的技术人员显而易见所公开主题的几种形式可如何在实践中体现。

在图式中：

图1示出根据所公开主题的一些示例性实施例的自动化颗粒检验设备(AIA)；

图2示出根据所公开主题的一些示例性实施例的自动化颗粒检验设备的正视图；

图3示出根据所公开主题的一些示例性实施例的自动化颗粒检验设备的横截面侧视图；

图4示出根据所公开主题的一些示例性实施例的自动化颗粒检验设备的俯视图；

图5为根据所公开主题的一些示例性实施例的示出检验过程中的颗粒的视频帧的屏幕截图；

图6示出根据所公开主题的一些示例性实施例的颗粒检验系统的框图；

图7示出根据所公开主题的一些示例性实施例的用于颗粒检验的方法的流程图；

图8示出根据所公开主题的一些示例性实施例的描绘结果报告的工作站屏幕截图；

图9示出根据所公开主题的一些示例性实施例的描绘另一结果报告的工作站屏幕截图；和

图10示出根据所公开主题的一些示例性实施例的描绘又一个结果报告的工作站屏幕截图。

具体实施方式

在详细地解释所公开主题的至少一个实施例之前，应理解，所公开主题在其应用上不限于在以下描述中阐述或在图式中示出的构造细节和组件布置。所公开主题能够具有其它实施例或能够以各种方式实践或进行。并且，应理解，本文中所采用的措词和术语是出于描述的目的且不应被视为限制性的。图式通常未按比例绘制。为了清楚起见，在一些图式中省略了非必需的元件。

术语“包括(comprises/comprising)”、“包含(includes/including)”和“具有”以及其同源词意指“包含但不限于”。术语“由……组成”具有与“包含且限于”相同的含义。

术语“主要由……组成”意指组成、方法或结构可包含额外成分、步骤和/或部件，但是只要额外成分、步骤和/或部件不会实质上更改所要求的组成、方法或结构的基本且新颖的特性。

如本文中所使用，除非上下文另外明确指出，否则单数形式“一(a/an)”和“所述”包含复数引用。举例来说，术语“化合物”或“至少一种化合物”可以包含多个化合物，包含其混合物。

在整个本申请中，可以用范围格式呈现所公开主题的各种实施例。应理解，以范围格式进行的描述仅仅是为了方便和简洁起见，且不应被解释为对所公开主题的范围的硬性限制。因此，对范围的描述应视为已具体地公开了所有可能的子范围以及所述范围内的个别数值。

应理解，为清楚起见而在单独实施例的上下文中描述的所公开主题的某些特征也可在单个实施例中组合提供。相反，为简洁起见而在单个实施例的上下文中描述的所公开主题的各个特征也可单独地或以任何合适的子组合或如适合地在所公开主题的任何其它描述的实施例中提供。在各种实施例的上下文中描述的某些特征并非被认为是那些实施例的基本特征，除非所述实施例在不具有那些元件的情况下不起作用。

现在参考图1，其示出根据所公开主题的一些示例性实施例的自动化颗粒检验设备(AIA)100。AIA 100为配置成在生产线中运行检验和分拣固体材料的质量控制过程的设备。在一些示例性实施例中，AIA 100可调适成根据例如颜色、大小、形状、结构特性和其任何组合等的标准来检验和分拣材料。由AIA 100分拣的材料为多个离散元素，例如豆类、香料、坚果、颗粒、大米、蔬菜、水果、塑料颗粒、金属颗粒、玻璃颗粒、医药丸剂和其任何组合等。

为简单起见，本公开在下文中将由AIA 100分拣的材料称为“颗粒”。

在一些示例性实施例中，AIA 100可用于串联生产线；离线生产线；并行生产线；和其任何组合。在串联示例性实施例中，所有待在生产中消耗的颗粒首先通过入口、且优选地入口漏斗201进入AIA 100以进行检验，且从排出颗粒的出口209前进到生产线。在离线示例性实施例中，全部或部分颗粒可在引入到生产线之前测试/分拣。在并行示例性实施例中，待在生产中消耗的一部分材料通过入口漏斗201进入AIA 100以进行检验或分拣，且从出口209前进到生产线。

现参考图2，其示出根据所公开主题的一些示例性实施例的自动化颗粒检验设备的正视图。AIA 100包括具有检验区、入口漏斗201、出口209、第二出口212和分拣机构213的壳体200。在一些示例性实施例中，入口漏斗201介接在壳体200与进料管或料斗(未示出)之间，这使得能够将颗粒倒入AIA 100中。壳体200还并入有进料器机构202、狭槽进料器204、背景表面且优选地第一背景表面205、第二背景表面206和照相机207。

在一些示例性实施例中，狭槽进料器204调适成从入口漏斗201接收颗粒且将其以线性队列释放到壳体的检验区中，其中线厚度基本上且优选地但不一定等效于单一颗粒的厚度。以此方式，狭槽进料器204充当缓冲器，所述缓冲器收集颗粒且使其在壳体200上以单线性队列排列，使得其穿过壳体且穿过成像颗粒的检验区呈幕状下落。在一些示例性实施例中，进料器机构202可用于将狭槽进料器204的出口(未示出)的线厚度调节为单个颗粒的厚度或任何其它合适的厚度。在一些示例性实施例中，第一背景表面205和第二背景表面206可各自构成由照相机207拍摄的图像的不同背景。应注意，位于照相机隔室210上的照相机207面向(注视)幕状释放的颗粒和位于幕状下落颗粒后的背景205和206。

还应注意，可使用多个照相机。多个照相机中的一或多个可与图2中所描绘的照相机相对定位。以此方式，相对定位的照相机从颗粒的另一侧捕捉图像。相对定位的照相机可设置有独立的照明系统和一组背景。这种双重功能的设备能够捕捉图像以对颗粒进行全面检验。

在一些其它示例性实施例中，颗粒可在狭槽进料器下方倾斜的表面上以幕状结构滑动，其中作为示例，所述表面可为背景表面。这种可选结构可降低颗粒通过检验区时的速度，以提高由照相机捕捉到的图像的质量。通常且尤其是在这种情况下，狭槽进料器中的狭槽可更宽，或可使用无狭槽的进料器，且颗粒穿过具有另一开口轮廓的进料器。

在一些示例性实施例中，在检测到未通过(不合格的)质量控制检验的颗粒时，分拣机构213可配置成将不合格的颗粒从出口209偏转到第二出口212。

现参考图3，其示出根据所公开主题的一些示例性实施例的自动化颗粒检验设备(AIA)100的横截面侧视图。狭槽进料器204主要包括面向彼此的两个面板(204a和204b)，然而其中的每一个都远离AIA 100的垂直轴倾斜。从横截面侧视图可了解，狭槽进料器204具有梯形形状，其中梯形的顶部基座相对于狭窄基座(标记为“S”表示狭槽)全开，其可通过进料器机构202进行调节。在一些示例性实施例中，进料器机构202可将狭槽进料器204的狭槽211调节为对应于被检验颗粒的类型的典型厚度的跨距。

将注意到，倒入入口漏斗201的颗粒经由所谓的“梯形的顶部基座”进入狭槽进料器204，且以幕状形式离开狭槽进料器至出口209中，同时穿过照相机207的视场(FOV)。在一些示例性实施例中，狭槽211的跨距可借助进料器机构202手动调节。举例来说，手柄、拉杆、螺栓和其任何组合，或任何市售的机械构件。另外或替代地，进料器机构202可配置成借助电动/气动电动机、驱动器和其任何组合等来自动调节狭槽211的跨距。在一些示例性实施例中，进料器机构202的自动调节可由本公开的控制器控制(将在下文进一步详细描述)。

在一些示例性实施例中，分拣机构213可由机构类型构成，例如偏转；挡板去除；加压空气去除、分流阀和其任何组合等。

挡板和加压空气去除均可用于截留相对较少数目的未通过质量控制的颗粒。在一些示例性实施例中，在检测到不合格的颗粒(将在下文进一步详细描述)后，少量颗粒通过挡板类型或加压空气从生产线去除。应注意，通过挡板或加压空气进行的这种去除可主要但不一定用于串联和并行生产线配置中。还应注意，只要检测到不合格的颗粒，这种丢弃(去除)过程可重复。

在一些示例性实施例中，挡板去除类型可基于例如铰接在一侧上的覆盖开口的一件平坦的搁板。在激活后，挡板打开以使得能够丢弃预定数目的颗粒。

在一些示例性实施例中，加压空气去除类型可基于市售的在激活后喷射出大量颗粒的空气喷嘴。可通过调节喷射持续时间和空气喷出的直径来控制待丢弃的颗粒的大致量/数目。

在一些示例性实施例中，偏转分拣机构可主要但不一定用于离线生产线配置。偏转机构类型可基于作为选择器操作的铰链门，其允许颗粒到出口209，即到生产线，或使颗粒偏转到第二出口212。通常，激活偏转允许丢弃相对大量的颗粒，即第二出口212打开以使得能够舍弃预定数目的颗粒。

在所公开主题的一些示例性实施例中，分拣机构213，例如上文所列的类型，可利用螺线管、电动机、驱动器气动组件和其任何组合等来实现任何或所有分拣机构类型。

在其它组件中，图3描绘照相机207、第一背景表面205、第二背景表面206和至少一个背景照明214的侧视图。在一些示例性实施例中，照相机207可以位于照相机组件210中，所述照相机组件210使得照相机能够向前和向后滑动，即朝向和远离背景表面205和背景表面206，使得照相机的FOV将覆盖含有两个背景的区域。照相机207的滑动可借助滑动机构215进行，以便调节照相机的焦点与覆盖背景的区域(下文中称为感兴趣区(ROI))之间的距离。在一些示例性实施例中，滑动机构215可借助运动控制单元(MCU)604(下文将进一步详细描述)手动和或自动控制。

本公开的照相机207配置成获得在第一背景表面205和第二背景表面206之前以幕状队列从狭槽进料器204下落的颗粒的图像。在一些示例性实施例中，照相机207可为摄像机、线扫描照相机、静态照相机、单色照相机、彩色照相机、区域照相机和其任何组合等。区域照相机有利于在当前设备中使用，这是因为其可在超过一个背景上捕捉相当大数目的颗粒。区域照相机中使用的传感器具有大型图像像素矩阵，从而可在一个曝光周期中产生常见二维图像，且因此，其效率相对于其它选择有所提高。多个照相机中的至少一个应为区域照相机。另外或替代地，照相机207可包括不同波长的光滤波器(未示出)，其可配置为低通、高通、带通和其任何组合等。滤波器可用于颜色校正；颜色转换；颜色减除；对比度增强；极化；中性密度；跨屏；扩散和对比度降低和其任何组合等。应注意，光滤波器可用于增强颗粒的空间性、对比度和颜色分辨率(下文将进一步详细描述)。在一些示例性实施例中，照相机207可由多个照相机构成，其中多个照相机中的每一照相机可配置成用于获取不同的图像特性。应注意，图像可为视频、至少一张静态相片和其组合，且其中图像可以数字表示形式保留。

在一些示例性实施例中，至少一个背景照明214可位于背景前方、背景后方或两者，即在背景前方和后方。另外或替代地，背景照明214中的至少一个可具有不同的波长或者可使用旨在用于颜色分离的减法滤波器。另外或替代地，表面中的一个也可充当照明器。

在一些示例性实施例中，第一背景表面205可为(但不限于)白色，且第二背景表面206可为(但不限于)黑色。应注意，由照相机207获取的ROI配置成捕捉落在白色和黑色背景前方的颗粒，即分别为第一背景表面205和第二背景表面206。在一些示例性实施例中，第一背景表面205和第二背景表面206可各自包括配置成促进图像分析的网格。应理解，白色背景促进分析颗粒色素沉着和或其它颜色缺陷，而黑色背景促进分析颗粒的几何(形状)缺陷。在一些示例性实施例中，第二背景表面206(黑色)可相对于第一背景表面205(白色)凹陷。黑色背景相对于白色背景凹陷以避免当透明颗粒仍在白色背景前方时黑色背景反射到透明颗粒上。换句话说，如果黑色背景与白色背景齐平，那么黑色背景可能导致朝向白色背景的颗粒上出现伪影。应注意，对白色背景的图像进行颜色和色调污染分析，因此黑色反射(伪影)可能因污染而被混淆。

应注意，一或多个背景的参数可手动或自动更改，例如每一背景的宽度、一个背景相对于其它背景的位置、背景的颜色等。

现参考图4，其示出根据所公开主题的一些示例性实施例的自动化颗粒检验设备(AIA)100的俯视图。狭槽进料器204进一步包括多个叶片208，其也在图2和图3中示出。在一些示例性实施例中，沿狭槽进料器204垂直组织的多个叶片208可有助于在FOV上均匀地分配颗粒，即幕状队列。叶片208还促进调节通过进料器的颗粒的流动，这是因为可控制颗粒堆的堆积。

叶片可相对于其它叶片手动或自动移动。

现参考图5，其为根据所公开主题的一些示例性实施例的示出检验过程中的颗粒的视频帧的屏幕截图。视频帧500示出在白色部分505和黑色部分506前方的ROI中捕捉到的颗粒501的图像。应注意，白色部分505能够相对于预定阈值分析颗粒501的色素沉着、颜色和色调资质。另一方面，黑色部分506能够相对于预定阈值分析颗粒501的几何大小、形状和结构特性资质。在颗粒为深色的情况下，从背景中的每一个中检索到的信息与图5中示出的浅色颗粒检索到的信息相反。

现参考图6，其示出根据所公开主题的一些示例性实施例的颗粒检验系统600的框图。系统600为调适成执行例如图7中描绘的方法的计算机化设备。

在一些示例性实施例中，系统600包括与处理器601通信的AIA 100。处理器601优选地为中央处理单元(CPU)、微处理器、电子电路、集成电路(IC)等。另外或替代地，系统600可实施为为例如数字信号处理器(DSP)或微控制器的特定处理器编写或移植到特定处理器的固件，或可实施为硬件或可配置硬件，例如现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)。处理器601可用于执行系统600或其任何子组件所需的计算。

在所公开主题的一些示例性实施例中，系统600可包括输入/输出(I/O)模块602。系统600可利用I/O模块602作为接口以使用装置例如鼠标、键盘或触摸屏在系统600与外部I/O装置之间传输和/或接收信息和指令。在一些示例性实施例中，处理器601包括在工作站605内，所述工作站605还包括存储器603、显示适配器608、通信模块609等。通信模块609可与网络606介接。

在一些示例性实施例中，I/O模块602可用于例如通过使用UI或GUI在显示器608上提供输出、可视化结果(例如图5、图8、图9和图10中所描绘的)、报告向系统的用户提供接口，所述报告例如颗粒大小、不当切割监视和颜色/色调缺陷等。用户可使用工作站605来输入信息，例如通过/未通过阈值、丢弃颗粒批次、基于保留在系统中或网络存储库中的先前检验进行统计运算。然而，应了解，系统600可在无人工操作的情况下运行。

在一些示例性实施例中，网络606可用于促进处理器601与例如具有增加的且可扩展性的亚马逊网络服务(AWS)的云计算服务器(未示出)之间的通信。另外或替代地，网络606连接可用于与另一设备或生产设施的数据储存库通信。另外或替代地，系统600可使用网络606连接来将AIA 100的重新编码的信息保留在云存储库(未示出)或任何其它网络存储装置中。

在一些示例性实施例中，系统600包括控制器604。经由通信609与处理器601介接的控制器604配置成驱动和感测与AIA 100的机电和或气动组件和AIA内的照相机607相关联的活动，例如照明、图像捕捉、IO和狭槽的跨距。控制器604与处理器601通信且可自动控制AIA 100。在一些示例性实施例中，驱动和感测活动可包括操纵入口漏斗201；进料器机构202；狭槽进料器204；摄像机207；分拣机构213；背景照明214；滑动机构215；和其任何组合等。

在一些示例性实施例中，AIA 100中的照相机607与处理器601介接以传递捕捉到的图像且将图像以数字表示形式传送到处理器601以用于图像分析。在一些示例性实施例中，从至少一个照相机捕捉到的图像可包括选自由以下组成的群组的照相机：摄像机、静态照相机、区域照相机、线扫描照相机、摄像机、单色照相机、彩色照相机和其任何组合等。

在一些示例性实施例中，照相机607可包括调适成由控制器604啮合在至少一个照相机的透镜前方的光滤波器阵列(未示出)。

在一些示例性实施例中，系统600可包括存储器单元603。存储器单元603可为永久的或易失的。举例来说，存储器单元603可为闪存盘；随机存取存储器(RAM)；存储器芯片；光学储存装置，例如CD、DVD或激光盘；磁性存储装置，例如磁带、硬盘、存储区域网络(SAN)、网络附接存储(NAS)或其它；半导体存储装置，例如闪存装置、记忆棒等。在一些示例性实施例中，存储器单元603可保留程序代码以激活处理器601从而执行与图7中示出的任何步骤相关联的动作。存储器单元603还可用于保留由照相机607捕捉到的图像、多个颗粒轮廓、系统600的结果(报告)、每一检验顺序的图像分析、包括不同类型的颗粒的阈值的参考轮廓、与参考轮廓相关联的统计分析和其任何组合等。

系统600中详细的组件可实施为例如由处理器601或由另一处理器执行的一或多个相互关联的计算机指令集。组件可布置为以任何编程语言且在任何计算环境下编程的一或多个可执行文件、动态库、静态库、方法、功能、服务等。

现参考图7，其示出根据所公开主题的一些示例性实施例的用于颗粒检验的方法的流程图。

在步骤701中，获得颗粒轮廓。在一些示例性实施例中，可从系统600的数据存储库(例如，存储器603或连接到网络606的存储装置)获得与待检验的颗粒的类型相关联的颗粒轮廓。颗粒轮廓可为保留在存储库中的多个颗粒轮廓中的一个，其中每一颗粒轮廓与不同类型的颗粒相关联。在一些示例性实施例中，颗粒的类型可就大小、颜色、形状、透明度、重量和其任何组合等而言彼此不同。因此，对于本公开的AIA 100，每种类型的已知颗粒可具有表征其的轮廓。

在一些示例性实施例中，多个颗粒轮廓中的每一颗粒轮廓可包括与AIA 100设置相关联的预定参数。参数可包括：照相机配置、照明和背景设置、狭槽进料器的跨距和标准阈值。

在步骤702中，设置狭槽进料器。在一些示例性实施例中，系统600按照当前颗粒轮廓的参数调节狭槽进料器204的跨距211以满足颗粒大小的要求。

在步骤703中，设置背景照明。在一些示例性实施例中，系统600可以按照当前颗粒轮廓的参数设置背景照明214中的至少一个以满足颗粒颜色、色调、大小和透明度的要求。应提醒的是，照明214可设置为照亮背景的任一侧以及同时照亮两侧。另外或替代地，系统600可使照明214在检验过程期间交替侧面照明以及在所述过程中调暗照明，所有这些都是为了提高颗粒检验的图像分辨率。

在步骤704中，配置照相机。在一些示例性实施例中，系统600可以按照当前颗粒轮廓的参数设置至少一个照相机207以满足颗粒颜色、色调、大小、形状和透明度的要求。应提醒的是，如前所述，可同时使用超过一个照相机。另外或替代地，系统600可使一或多个照相机207在分拣过程期间交替图像捕捉以及在图像捕捉过程中啮合光滤波器，所有这些都根据当前颗粒轮廓。

在步骤705中，启用颗粒倾倒。在一些示例性实施例中，可使颗粒能够进入入口漏斗以启动颗粒监视和检验过程。

在步骤706中，捕捉且分析图像。在一些示例性实施例中，图像的数字表示可由视频前端207路由到处理器601以用于图像分析。图像分析配置成确定图像中的每一颗粒的标准，其中标准选自由以下组成的群组：颗粒的大小、色素沉着、形状、颜色、色调和形态。在一些示例性实施例中，图像以每个60秒的记录保留在储存库中。

在步骤707，产生直方图。在一些示例性实施例中，系统600调适成产生上文所列的每一标准的直方图表示，例如图8、图9和图10中所描绘。应注意，每一直方图的水平轴表示尺寸，优选地但不一定以微米为单位，且垂直轴表示入射，以100K颗粒缩放。每一直方图的每一条形包括每100K颗粒的代表缩略图图像。例如，图8示出以微米为单位测量的黑度标准的直方图；图9示出以微米为单位测量的黑色大小标准的直方图；图10示出以微米为单位测量的颗粒大小标准的直方图。应注意，可在直方图中监视、检验且表示其它参数，例如颗粒大小、颗粒形状、污染大小和形状、颜色偏差、颗粒的绝对颜色等。

可选地，在步骤707中，执行分拣。在一些示例性实施例中，分拣可以基于包括标准阈值的给定颗粒轮廓的预定参数执行。阈值规定每一标准的预定通过/未通过鉴别等级，，例如图8、图9和图10的实例中所描绘。在所公开主题的一些示例性实施例中，系统600可以按以下方式中的一个中对标准的任何偏差作出反应：设置警报或信号、激活分拣机构213以使不合格的颗粒偏转到第二出口212或去除未通过分拣的相对较少数目的颗粒、或中止分拣。

尽管已结合本发明的特定实施例描述了本发明，但显然对于本领域技术人员而言，许多替代、修改和变化将是显而易见的。因此，意图涵盖落入所附权利要求书的精神和广泛范围内的所有此类替代、修改和变化。本说明书中所提及的所有公开案、专利和专利申请在此以全文引用的方式并入本说明书中，同样，每一个别公开案、专利或专利申请也特定且个别地指示为以引用的方式并入本文中。另外，本申请中对任何参考的引用或鉴别不应理解为承认此参考可用作本发明的现有技术。

Claims

1.一种自动化颗粒检验设备，所述自动化设备包括：

入口，其用于接收所述颗粒；

出口，从其中排出所述颗粒；

进料器，其配置成从所述入口接收所述颗粒且释放以线性队列对齐的所述颗粒；

至少一个照相机，其侧向定位在所述进料器下方，以在所述颗粒下落时捕捉其图像；

至少一个背景表面，其侧向定位在所述进料器下方且与所述照相机相对，使得所述颗粒配置成在所述照相机与所述背景表面之间对齐。

2.根据权利要求1所述的检验设备，其进一步设置有指向所述背景表面且配置成在所述颗粒下落时穿过所述颗粒的至少一个照明。

3.根据权利要求1所述的检验设备，其中所述照相机中的至少一个为区域照相机。

4.根据权利要求1所述的检验设备，其中所述至少一个背景表面为两个背景表面，且所述两个背景表面包括白色背景和黑色背景。

5.根据权利要求4所述的检验设备，其中所述黑色背景相对于所述白色背景凹陷。

6.根据权利要求1所述的检验设备，其中所述进料器为狭槽进料器。

7.根据权利要求6所述的检验设备，其中所述狭槽为具有配置成对应于所述被检验颗粒的跨距的可调节狭槽。

8.根据权利要求1所述的检验设备，其进一步包括分拣机构。

9.根据权利要求8所述的检验设备，其中所述分拣机构选自由以下组成的分拣机构群组：偏转；分流阀、挡板去除；加压空气去除；其组合等。

10.根据权利要求1所述的检验设备，其进一步包括沿所述进料器垂直组织的多个叶片。

11.根据权利要求1所述的检验设备，其中所述设备定位在颗粒生产线内。

12.一种待由用户操作的颗粒检验系统，其包括：

根据权利要求1所述的自动化颗粒检验设备；

控制器，其配置成至少控制所述检验设备内的所述至少一个照相机和所述进料器；

处理器，其配置成从所述至少一个照相机接收捕捉到的图像，且分析所述捕捉到的图像以及基于对所述捕捉到的图像的分析来传输或接收信息和指令。

13.根据权利要求12所述的颗粒检验系统，其进一步包括

存储器单元，其与所述处理器通信，其中所述存储器单元配置成保留选自由以下组成的信息群组中的信息：所述捕捉到的图像、多个颗粒轮廓、系统设置、系统报告、图像分析、包括用于不同类型的颗粒的阈值的参考轮廓、与参考轮廓相关联的统计分析、其任何组合等；

显示器，其配置成显示基于所述捕捉到的图像在所述处理器中产生的直方图和缩略图图像。

14.一种自动检验颗粒的方法，其包括：

提供根据权利要求1所述的检验设备；

获得所述颗粒的颗粒轮廓；

根据所述颗粒轮廓在所述进料器中设置狭槽；

将所述颗粒倒入所述入口中且穿过所述进料器，以允许所述颗粒以线性排列穿过所述狭槽下落且落入所述出口中；

操作所述照相机以捕捉落入所述狭槽下方的颗粒的图像；

检验所述图像中的所述颗粒。

15.根据权利要求12所述的方法，其进一步包括设置指向所述至少两个背景表面且在所述颗粒下落时穿过所述颗粒的背景照明。

16.根据权利要求12所述的方法，其中所述至少一个照相机为区域照相机。

17.根据权利要求12所述的方法，其中所述至少一个背景表面为两个背景表面，且所述两个背景表面包括白色背景和黑色背景。

18.根据权利要求12所述的方法，其进一步包括分析所述颗粒且确定所述图像中每一颗粒的标准，其中所述标准选自由以下组成的群组：所述颗粒的大小、色素沉着、形状、颜色、色调和形态。

19.根据权利要求18所述的方法，其进一步包括产生所述颗粒的尺寸和标准的直方图表示。

20.根据权利要求19所述的方法，其进一步包括基于所述直方图表示和所述缩略图图像来设置阈值。

21.根据权利要求12所述的方法，其进一步包括基于所述颗粒轮廓的预定参数来分拣所述颗粒。

22.根据权利要求20所述的方法，其中所述预定参数包括阈值。