DE102021133092A1

DE102021133092A1 - Apparatus and method for inspecting a flowable product containing foreign bodies

Info

Publication number: DE102021133092A1
Application number: DE102021133092.0A
Authority: DE
Inventors: Stefan Piana
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2021-12-14
Filing date: 2021-12-14
Publication date: 2023-06-15
Also published as: WO2023110578A1

Abstract

Vorrichtung zum Inspizieren eines fließfähigen, Fremdkörper enthaltenden Produkts mit einem ersten plattenartigen Körper (2) und einem zweiten plattenartigen Körper (4), wobei sich der erste plattenförmige Körper und der zweite plattenförmige Körper jeweils in einer Längsrichtung (L), einer Breitenrichtung (B) und einer Dickenrichtung (D) erstrecken und wobei zwischen dem ersten plattenförmigen Körper (2) und dem zweiten plattenförmigen Körper (4) ein Spalt ausgebildet ist, durch welchen das Produkt strömt, wobei der erste und der zweite plattenförmige Körper (2, 4) wenigstens abschnittsweise transparent sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) wenigstens eine erste Bildaufnahmeeinrichtung (6) aufweist, welche dazu geeignet ist, durch wenigstens einen der plattenartigen Körper hindurch ein ortsaufgelöstes Bild des zwischen den plattenartigen Körpern strömenden Produkts aufzunehmen.Device for inspecting a flowable product containing foreign bodies, comprising a first plate-like body (2) and a second plate-like body (4), the first plate-like body and the second plate-like body extending in a longitudinal direction (L), a width direction (B) and a thickness direction (D), and wherein a gap through which the product flows is formed between the first plate-shaped body (2) and the second plate-shaped body (4), the first and the second plate-shaped body (2, 4) being at least are transparent in sections, characterized in that the device (1) has at least one first image recording device (6) which is suitable for recording a spatially resolved image of the product flowing between the plate-like bodies through at least one of the plate-like bodies.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Inspizieren eines fließfähigen Produkts, welches Fremdkörper enthält oder enthalten kann. Bei der Abfüllung verschiedener Getränke wie beispielsweise von Säften wie Orangensäften ist es aus dem Stand der Technik bekannt, dass bei der Abfüllung auch teilweise Fremdgegenstände wie Samenschalen oder Larven enthalten sind. Entsprechend reklamieren Konsumenten immer wieder Fruchtsaftgetränke mit Pulpe, wie zum Beispiel Orangensaft mit Fruchtzellen, welche Fremdgegenstände wie Samenschalen oder Larven aus der Frucht enthalten.The present invention relates to an apparatus and a method for inspecting a flowable product which contains or may contain foreign objects. When bottling various beverages, for example juices such as orange juice, it is known from the prior art that foreign objects such as seed shells or larvae are sometimes present during bottling. Accordingly, consumers repeatedly complain about fruit juice beverages with pulp, such as orange juice with fruit cells containing foreign objects such as seed shells or larvae from the fruit.

Aus der EP 1 460 907 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Entfernen von Defekten aus Zitronenpulpe bekannt. Dabei wird ein Strahl von Pulpe untersucht, um Fremdkörper zu erkennen. Diese Vorgehensweise ist jedoch relativ unzuverlässig in der Erkennung von Fremdkörpern.From the EP 1 460 907 an apparatus and method for removing defects from lemon pulp is known. A jet of pulp is examined to detect foreign objects. However, this procedure is relatively unreliable in the detection of foreign bodies.

Aus der US 4,402,604 ist ein Verfahren für die Onlinemessung von Einschlüssen in Pulpe bekannt. Auch dieses Verfahren erlaubt keine genaue Identifizierung von bestimmten Fremdkörpern wie beispielsweise Maden.From the U.S. 4,402,604 a method for online measurement of inclusions in pulp is known. This method also does not allow precise identification of certain foreign bodies such as maggots.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik genaueres Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, um derartige Fremdkörper zu inspizieren. Dies wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.The present invention is therefore based on the object of providing a method and a device which is more precise than the prior art in order to inspect such foreign bodies. According to the invention, this is achieved by the subject matter of the independent patent claims. Advantageous embodiments and developments are the subject of the dependent claims.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Inspizieren eines fließfähigen Fremdkörper enthaltenen Produkts weist einen ersten plattenförmigen Körper auf, sowie einen zweiten plattenförmigen Körper, wobei sich der erste plattenförmige Körper und der zweite plattenförmige Körper jeweils in einer Längsrichtung, einer Breitenrichtung und einer Dickenrichtung erstrecken und wobei zwischen dem ersten plattenförmigen Körper und dem zweiten plattenförmigen Körper ein Spalt ausgebildet ist, durch welchen das Produkt strömt, und wobei der erste plattenförmige Körper und der zweite plattenförmige Körper wenigstens abschnittsweise und/oder wenigstens teilweise transparent sind.A device according to the invention for inspecting a product containing a flowable foreign body has a first plate-shaped body and a second plate-shaped body, with the first plate-shaped body and the second plate-shaped body each extending in a longitudinal direction, a width direction and a thickness direction and with between the first a gap through which the product flows is formed between the plate-shaped body and the second plate-shaped body, and wherein the first plate-shaped body and the second plate-shaped body are at least partially and/or at least partially transparent.

Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung wenigstens eine erste Bildaufnahmeeinrichtung auf, welche dazu geeignet ist, durch wenigstens einen der plattenförmigen Körper hindurch ein ortsaufgelöstes Bild des zwischen den plattenförmigen Körpern strömenden Produkts aufzunehmen.According to the invention, the device has at least one first image recording device which is suitable for recording a spatially resolved image of the product flowing between the plate-shaped bodies through at least one of the plate-shaped bodies.

Bevorzugt handelt es sich bei dem Produkt um ein flüssiges Produkt, besonders bevorzugt um ein Getränk und besonders bevorzugt um einen Fruchtsaft. Besonders bevorzugt handelt es sich um ein wenigstens teilweise transparentes Produkt.The product is preferably a liquid product, particularly preferably a drink and particularly preferably a fruit juice. It is particularly preferably an at least partially transparent product.

Die Idee der Erfindung besteht daher in einer bevorzugt automatisierten Kamerainspektion des Produkts, das durch den Spalt zwischen zwei transparenten Platten, beispielsweise zwei planparallelen Glasplatten gepresst wird und dabei inspiziert wird. Bevorzugt erfolgt diese Inspektion von beiden Seiten. Bevorzugt ist die wenigstens eine Bildaufnahmeeinrichtung gegenüber den plattenförmigen Körpern in der Dickenrichtung versetzt angeordnet. Bevorzugt ist die Bildaufnahmeeinrichtung derart angeordnet, dass sie die plattenförmigen Körper im Wesentlichen senkrecht (d.h. senkrecht zu der Längenrichtung sowie der Breitenrichtung) beobachtet. Es wäre jedoch auch eine Beobachtung unter einer schrägen Richtung (beispielsweise unter 45° bezüglich einer senkrecht stehenden Richtung) möglich.The idea of the invention is therefore a preferably automated camera inspection of the product, which is pressed through the gap between two transparent plates, for example two plane-parallel glass plates, and is inspected in the process. This inspection is preferably carried out from both sides. The at least one image recording device is preferably arranged offset in relation to the plate-shaped bodies in the direction of thickness. The image recording device is preferably arranged in such a way that it observes the plate-shaped bodies essentially perpendicularly (i.e. perpendicularly to the lengthwise direction as well as the widthwise direction). However, observation from an oblique direction (for example, at 45° with respect to a perpendicular direction) would also be possible.

Bevorzugt handelt es sich bei den Platten um ebene Platten. Dabei kann es sich um Glasplatten und/oder Kunststoffplatten handeln. Bevorzugt sind diese zumindest für sichtbares Licht transparent. Bevorzugt bewirken diese Platten keine oder nur eine geringe Streuung des durch sie hindurchtretenden Lichts Es wäre jedoch auch eine Bildaufnahme im infraroten oder ultravioletten Wellenlängenbereich denkbar. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind diese Platten reinigbar und insbesondere auch reinigungsmittelresistent. Besonders bevorzugt ist der Spalt bzw. dessen Breite veränderbar. Auf diese Weise können unterschiedliche Produkte wie z.B. Getränke mit verschiedenen Arten von Pulpen inspiziert werden.The plates are preferably flat plates. These can be glass plates and/or plastic plates. These are preferably transparent at least for visible light. These plates preferably cause little or no scattering of the light passing through them. However, imaging in the infrared or ultraviolet wavelength range would also be conceivable. In a preferred embodiment, these plates can be cleaned and, in particular, are also resistant to cleaning agents. The gap or its width is particularly preferably variable. In this way, different products such as beverages with different types of pulp can be inspected.

Besonders bevorzugt erstrecken sich die Längenrichtung, die Breitenrichtung und die Dickenrichtung jeweils senkrecht zueinander. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Erstreckungen der Platten in der Längenrichtung sowie der Breitenrichtung jeweils erheblich größer als die Erstreckung in der Dickenrichtung. Bevorzugt ist eine Erstreckung der Platten in der Dickenrichtung größer als 1 mm, bevorzugt größer als 2mm, bevorzugt größer als 3mm und bevorzugt größer als 4mm. Bevorzugt ist einer Erstreckung der Platten in der Dickenrichtung geringer als 5cm, bevorzugt geringer als 4cm, bevorzugt geringer als 3cm und besonders bevorzugt geringer als 2cm.Particularly preferably, the length direction, the width direction and the thickness direction each extend perpendicularly to one another. In a further preferred embodiment, the extents of the plates in the length direction and the width direction are each considerably greater than the extent in the thickness direction. An extension of the plates in the thickness direction is preferably greater than 1 mm, preferably greater than 2 mm, preferably greater than 3 mm and preferably greater than 4 mm. An extension of the plates in the thickness direction is preferably less than 5 cm, preferably less than 4 cm, preferably less than 3 cm and particularly preferably less than 2 cm.

Besonders bevorzugt ist ein plattenförmiger Körper gegenüber dem anderen plattenförmigen Körper abgestützt. So können beispielsweise zwischen diesen plattenförmigen Körpern Stege vorgesehen sein, welche die beiden plattenförmigen Körper voneinander beabstanden. Besonders bevorzugt ist zwischen den plattenförmigen Körpern ein Kanal ausgebildet, d. h. der Spalt ist bevorzugt in wenigstens einer der oben genannten Richtungen und insbesondere auch in der Breitenrichtung begrenzt. Besonders bevorzugt strömt das Produkt im Wesentlichen in einer Richtung, beispielsweise in der Längsrichtung des plattenförmigen Körpers bzw. der plattenförmigen Körper.One plate-shaped body is particularly preferably supported relative to the other plate-shaped body. For example, webs can be provided between these plate-shaped bodies, which the two plate-shaped Kör by spaced apart. A channel is particularly preferably formed between the plate-shaped bodies, ie the gap is preferably limited in at least one of the above-mentioned directions and in particular also in the width direction. The product particularly preferably flows essentially in one direction, for example in the longitudinal direction of the plate-shaped body or the plate-shaped bodies.

Besonders bevorzugt ist wenigstens ein plattenförmiger Körper und sind bevorzugt beide plattenförmigen Körper an der dem Spalt zugewandten Oberfläche, die sich bevorzugt in der Längenrichtung und in der Breitenrichtung erstreckt, eben ausgebildet.Particularly preferably, at least one plate-shaped body and preferably both plate-shaped bodies are flat on the surface facing the gap, which preferably extends in the lengthwise direction and in the widthwise direction.

Besonders bevorzugt handelt es sich bei der Bildaufnahmeeinrichtung um eine Farbkamera oder Graustufenkamera. Besonders bevorzugt ist die Bildauflösung besser als 0,5 mm/Pixel, bevorzugt besser 0,4 mm/Pixel, bevorzugt besser als 0,3 mm/Pixel, bevorzugt besser als 0,2 mm/Pixel, bevorzugt besser als 0,1 mm/Pixel, bevorzugt besser als 0,05mm/Pixel, bevorzugt besser als 0,02mm/Pixel.The image recording device is particularly preferably a color camera or grayscale camera. The image resolution is particularly preferably better than 0.5 mm/pixel, preferably better than 0.4 mm/pixel, preferably better than 0.3 mm/pixel, preferably better than 0.2 mm/pixel, preferably better than 0.1 mm /pixel, preferably better than 0.05mm/pixel, preferably better than 0.02mm/pixel.

Im Rahmen der Erfindung wird daher ein küvettenähnlicher Aufbau vorgeschlagen. Die Spaltbreite in Z-Richtung wird derart gewählt, dass einerseits das Produkt wie die Fruchtpulpe gut hindurch führbar oder hindurch pressbar ist und andererseits jedoch so dünn, dass Fremdgegenstände mit einer vorgegebenen Größe sich sicher von außen erkennen lassen, auch in trüben oder inhomogenen Produkten wie Fruchtsaft mit Fruchtzellen. Vorteilhaft liegt diese Spaltbreite in einem Bereich von 1 bis 10 mm. Besonders bevorzugt ist die Spaltbreite größer als 1 mm, bevorzugt größer als 2 mm, bevorzugt größer als 3 mm. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Spaltbreite kleiner als 20 mm, bevorzugt kleiner als 15 mm, bevorzugt kleiner als 10 mm, bevorzugt kleiner als 8 mm und bevorzugt kleiner als 6 mm.A cuvette-like structure is therefore proposed within the scope of the invention. The gap width in the Z-direction is selected in such a way that on the one hand the product, such as the fruit pulp, can be easily guided or pressed through and on the other hand so thin that foreign objects of a specified size can be reliably recognized from the outside, even in cloudy or inhomogeneous products such as Fruit juice with fruit cells. This gap width is advantageously in a range from 1 to 10 mm. The gap width is particularly preferably greater than 1 mm, preferably greater than 2 mm, preferably greater than 3 mm. In a further advantageous embodiment, the gap width is less than 20 mm, preferably less than 15 mm, preferably less than 10 mm, preferably less than 8 mm and preferably less than 6 mm.

Besonders bevorzugt ist die Breite der durch die plattenartigen Körper gebildeten Küvette, d. h. in der Erstreckungsrichtung quer zur Transportrichtung, beispielsweise in Y-Richtung zwischen und die Abbildung der Bildaufnahmeeinrichtung insbesondere in derselben Y-Richtung (Pixelzahlauflösungsvermögen) so aufeinander abgestimmt, dass sich Fremdgegenstände sauber auflösen lassen. So kann beispielsweise bei Verwendung einer Zeilenkamera mit 8KPixel und einer Bildauflösung von 10µm auf einer Breit von bis zu 80mm inspiziert werden bei einer Zeilenkamera mit 16kPixel und einer Bildauflösung von 25µm kann auf einer Breite von bis zu 400mm sicher aufgelöst werden.The width of the cuvette formed by the plate-like bodies, i. H. in the direction of extension transverse to the transport direction, for example in the Y direction between and the image of the image recording device, in particular in the same Y direction (pixel count resolution) so coordinated that foreign objects can be resolved cleanly. For example, when using a line camera with 8Kpixel and an image resolution of 10µm, a width of up to 80mm can be inspected, with a line camera with 16kpixel and an image resolution of 25µm, a width of up to 400mm can be reliably resolved.

Auch die typischen Fruchtlarven mit ihrer zum Teil charakteristischen, quer gestreiften Zeichnungen sollen gut darstellbar sein. Wie oben erwähnt, ist hierzu beispielsweise eine Bildauflösung von ca. 0,01 mm/Pixel bis 0,02 mm/Pixel vorgesehen.The typical fruit larvae with their sometimes characteristic, cross-striped drawings should also be easy to represent. As mentioned above, an image resolution of approximately 0.01 mm/pixel to 0.02 mm/pixel is provided for this purpose.

Das Produkt bzw. die Pulpe wird mit einer definierten Flussgeschwindigkeit in einer geradlinigen Richtung beispielsweise der Längenrichtung oder einer X-Richtung bewegt. Die Bildaufnahmen können mit einer Zeilenkamera oder einer Matrix-Kamera erfolgen. Die Zeilenfrequenz im Falle einer Zeilenkamera bzw. die Bildauflösung in Flussrichtung und die Framerate im Fall einer Matrix-Kamera können mit der Flussgeschwindigkeit so aufeinander abgestimmt sein, dass sich dieselbe Bildauflösung wie quer zur Flussrichtung ergibt.The product or the pulp is moved at a defined flow rate in a straight line direction, for example the length direction or an X-direction. The images can be recorded with a line scan camera or a matrix camera. The line frequency in the case of a line camera or the image resolution in the direction of flow and the frame rate in the case of a matrix camera can be matched to the flow speed in such a way that the same image resolution results as across the direction of flow.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung eine zweite Bildaufnahmeeinrichtung auf, welche dazu geeignet und bestimmt ist, durch den anderen der plattenförmigen Körper hindurch ein ortsaufgelöstes Bild des zwischen den plattenförmigen Körpern strömenden Produkts aufzunehmen und/oder die erste Bildaufnahmeeinrichtung ist dazu geeignet, durch den anderen der plattenförmigen Körper hindurch ein ortsaufgelöstes Bild des zwischen den plattenförmigen Körpern strömenden Produkts aufzunehmen. Bevorzugt sind die plattenförmigen Körper in der Dickenrichtung zwischen den beiden Bildaufnahmeeinrichtungen angeordnet.In a preferred embodiment, the device has a second image recording device which is suitable and intended for recording a spatially resolved image of the product flowing between the plate-shaped bodies through the other of the plate-shaped bodies and/or the first image recording device is suitable for recording through the other to record a spatially resolved image of the product flowing between the plate-shaped bodies through the plate-shaped bodies. The plate-shaped bodies are preferably arranged between the two image pickup devices in the thickness direction.

Bei dieser Ausgestaltung wird also vorgeschlagen, dass das Produkt von beiden Seiten her beobachtet wird. Wie erwähnt, kann dies dadurch erfolgen, dass wenigstens zwei Kameras vorgesehen sind, welche das Produkt von unterschiedlichen Seiten her beobachten. Es wäre jedoch auch möglich, dass lediglich eine Kamera vorgesehen ist, und die Beobachtung von der anderen Seite her mittels Spiegeln vorgenommen wird (wobei beispielsweise der optische Pfad der Beobachtung in der Breitenrichtung um, die plattenartigen Körper herum gelenkt wird. In diesem Falle könnte insbesondere eine Strahlumlenkung vorgenommen werden, um diese Beobachtung von der anderen Seite durchzuführen.In this configuration it is therefore proposed that the product is observed from both sides. As mentioned, this can be done by providing at least two cameras which observe the product from different sides. However, it would also be possible that only one camera is provided and the observation is made from the other side by means of mirrors (for example, the optical path of observation in the width direction is directed around the plate-like bodies. In this case, in particular a beam deflection must be made in order to carry out this observation from the other side.

Durch diese Beobachtung des Produkts von beiden Seiten her kann gegenüber dem Stand der Technik noch besser sichergestellt werden, dass auch unterschiedlichste oder auch kleinere Fehler bzw. Fremdkörper oder auch Fehler bzw. Fremdkörper, die nur aus bestimmten Richtungen gesehen werden können, in dem Produkt erfasst werden.By observing the product from both sides, it can be ensured even better than in the prior art that the most varied or even smaller defects or foreign bodies or defects or foreign bodies that can only be seen from certain directions are detected in the product become.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Fördereinrichtung auf, welche dazu geeignet und bestimmt ist, das Produkt in den Spalt zwischen den plattenförmigen Körpern zu fördern. So kann beispielsweise eine Produktpumpe vorgesehen sein, welche das Produkt in den besagten Spalt drängt. Daneben wäre es auch möglich, dass eine Saugpumpe (auf der anderen Seite des Spalts vorgesehen ist, um das Produkt durch den Spalt zu fördern.In a preferred embodiment, the device has a conveyor device which is suitable and intended for conveying the product into the gap between the plate-shaped bodies to promote. For example, a product pump can be provided, which forces the product into said gap. In addition, it would also be possible for a suction pump (on the other side of the gap to be provided in order to convey the product through the gap.

Wie oben erwähnt, handelt es sich bei der oder den Bildaufnahmeeinrichtungen um eine Zeilenkamera oder eine Matrix-Kamera. Besonders bevorzugt sind diese Kameras derart gesteuert, dass zeitlich versetzt Bilder von den beiden Seiten der plattenförmigen Körper her aufgenommen werden können.As mentioned above, the image recording device or devices is a line camera or a matrix camera. These cameras are particularly preferably controlled in such a way that images can be recorded from the two sides of the plate-shaped bodies at different times.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist wenigstens eine (Bild)auswertungseinrichtung vorgesehen, die geeignet und bestimmt ist, in den aufgenommenen Bildern in dem Produkt befindliche Fremdkörper zu identifizieren. Wie oben erwähnt, kann es sich hierbei um Maden, Würmer oder Schalenreste handeln. Dabei ist es möglich, dass diese Identifizierung mittels eines Vergleichs mit Referenzbildern erfolgt. So ist es möglich, dass in einer Speichereinrichtung eine große Anzahl von Referenzbildern abgelegt ist und auf diese Weise eine Identifizierung der Fremdkörper erfolgt.In a preferred embodiment, at least one (image) evaluation device is provided, which is suitable and intended for identifying foreign bodies in the product in the recorded images. As mentioned above, this could be maggots, worms or shell debris. In this case, it is possible for this identification to take place by means of a comparison with reference images. It is thus possible for a large number of reference images to be stored in a storage device and for the foreign bodies to be identified in this way.

Dabei ist es auch möglich, dass zur Bildauswertung künstliche Intelligenz eingesetzt wird. So könnte eine Vielzahl von Bildern abgespeichert werden und miteinander verglichen werden, sodass sich durch entsprechendes Einlernen eine immer bessere Identifizierung von Fremdkörpern ergibt.It is also possible that artificial intelligence is used for image evaluation. In this way, a large number of images could be saved and compared with one another, so that the identification of foreign bodies is continually improved through appropriate teaching.

Die Bildauswertungseinrichtung kann dabei als Simulations-Auswertungseinrichtung ausgestaltet sein.The image evaluation device can be designed as a simulation evaluation device.

Die Simulations-Auswertungseinrichtung ist insbesondere dazu geeignet und bestimmt, eine vorgegebene Vielzahl, insbesondere auf einer nicht-flüchtigen Speichereinrichtung abgelegter, (bevorzugt insbesondere durch die Bildaufnahmeeinrichtung erfasster) ortsaufgelöster Bilddaten des zwischen den plattenförmigen Körpern strömenden Produkts abzurufen und die abgerufene Vielzahl von ortsaufgelösten Bilddaten oder hiervon abgeleitete Daten unter Verwendung eines, insbesondere trainierbaren, Simulations-Inspektions-Modells maschinellen Lernens, welches einen Satz, insbesondere trainierbarer, Parameter umfasst, welche auf Werte eingestellt sind, die als Ergebnis eines Trainingsprozesses gelernt wurden, zu verarbeiten.The simulation evaluation device is particularly suitable and intended for retrieving a predetermined large number of spatially resolved image data of the product flowing between the plate-shaped bodies, stored in particular on a non-volatile memory device (preferably recorded in particular by the image recording device) and the retrieved large number of spatially resolved image data or to process data derived therefrom using a, in particular, trainable, simulation inspection machine learning model, which comprises a set of, in particular, trainable, parameters that are set to values learned as a result of a training process.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Ausleiteinrichtung auf, welche dazu geeignet und bestimmt ist, Anteile des Produkts auszuleiten, wobei diese Ausleitung bevorzugt in Reaktion auf ein von der Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommenes Bild durchführbar ist. Bei dieser Ausgestaltung ist es möglich, dass besonders bevorzugt stromabwärts von den Bildaufnahmeeinrichtungen eine Ausleiteinrichtung vorgesehen ist, welche insbesondere solche Produktanteile ausleitet, welche festgestellte Fremdkörper enthalten.In a preferred embodiment, the device has a discharge device which is suitable and intended for discharging parts of the product, this discharge preferably being able to be carried out in response to an image recorded by the image recording device. In this configuration, it is possible that, particularly preferably, a discharge device is provided downstream of the image recording devices, which discharges in particular those product portions that contain foreign bodies that have been detected.

Dabei ist es möglich, dass beispielsweise ein größerer Anteil des Produkts ausgeleitet wird, um sicherzugehen, dass ein erfasster Fremdkörper mit ausgeleitet wird. Es wäre jedoch auch möglich, dass eine Position und eine Geschwindigkeit eines Fremdkörpers sehr genau bestimmt werden, sodass lediglich eine geringe Menge an Produkt ausgeleitet werden muss, obgleich sichergestellt ist, dass auch der Fremdkörper mit ausgeleitet wird. Welche dieser Vorgehensweisen gewählt wird, kann insbesondere davon abhängen, welche Anzahl an Fremdkörpern in dem Produkt statistisch betrachtet zu erwarten ist.It is possible, for example, for a larger portion of the product to be rejected in order to ensure that a foreign body that has been caught is also rejected. However, it would also be possible for a position and a speed of a foreign body to be determined very precisely, so that only a small amount of product has to be discharged, although it is ensured that the foreign body is also discharged. Which of these procedures is selected can depend, in particular, on the number of foreign bodies to be expected in the product from a statistical point of view.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Geschwindigkeitsmesseinrichtung auf, welche dazu geeignet und bestimmt ist, die Geschwindigkeit des durch den Spalt strömenden Produkts und/oder eine Fließgeschwindigkeit eines Fremdkörpers zu bestimmen. Dabei ist es möglich, dass diese Geschwindigkeitsbestimmung durch mehrere zeitlich versetzten Aufnahmen des Produkts erfolgt, mittels derer beispielsweise eine Ortsveränderung eines Fremdkörpers oder anderer Strukturen in den Kamerabildern erfasst werden kann.In a particularly preferred embodiment, the device has a speed measuring device which is suitable and intended for determining the speed of the product flowing through the gap and/or a flow speed of a foreign body. In this case, it is possible for this speed determination to take place by means of a plurality of time-staggered recordings of the product, by means of which, for example, a change in location of a foreign body or other structures can be detected in the camera images.

Daneben wäre es auch möglich, dass in wenigstens einem der plattenförmigen Körper eine Sensoreinrichtung eingebaut ist, welche eine Strömungsgeschwindigkeit des Produkts feststellen kann.In addition, it would also be possible for a sensor device to be installed in at least one of the plate-shaped bodies, which can determine the flow rate of the product.

Besonders bevorzugt wird die Ausleiteinrichtung in Abhängigkeit von einer Strömungsgeschwindigkeit des Produkts oder des Fremdkörpers gesteuert. Daneben wäre es auch möglich, die Strömungsgeschwindigkeit stromaufwärts oder stromabwärts der plattenförmigen Körper, beispielsweise in einer Rohrleitung zu bestimmen.The diversion device is particularly preferably controlled as a function of a flow rate of the product or the foreign body. In addition, it would also be possible to determine the flow rate upstream or downstream of the plate-shaped body, for example in a pipeline.

Besonders bevorzugt ist wenigstens ein plattenförmiger Körper entspiegelt und besonders bevorzugt sind beide plattenförmigen Körper entspiegelt. Insbesondere ist wenigstens ein plattenförmiger Körper und sind bevorzugt beide plattenförmigen Körper an ihrer jeweils dem Spalt abgewandten Oberfläche entspiegelt. Durch diese Entspiegelung der Flächen des plattenförmigen Körpers, beispielsweise der Glasflächen zumindest auf der Außenseite und/oder der Innenseite können störende Lichtreflexe im Bild der Bildaufnahmeeinrichtung unterdrückt werden.At least one plate-shaped body is particularly preferably anti-reflective and both plate-shaped bodies are particularly preferably anti-reflective. In particular, at least one plate-shaped body and preferably both plate-shaped bodies are antireflective on their respective surfaces facing away from the gap. This anti-reflection coating of the surfaces of the plate-shaped body, for example the glass surfaces at least on the outside and/or the inside, can suppress disruptive light reflections in the image of the image recording device.

Besonders bevorzugt weist die Vorrichtung eine erste Beleuchtungseinrichtung auf, welche wenigstens einen der plattenförmigen Körper und/oder das Produkt beleuchtet. Bei dieser Ausgestaltung können Bildaufnahmen im Durchlicht oder im Auflicht vorgenommen werden. Besonders bevorzugt handelt es sich bei der Beleuchtungseinrichtung um eine blitzlampenartige Beleuchtung, welche besonders bevorzugt mit der Bildaufnahmeeinrichtung synchronisiert ist.The device particularly preferably has a first lighting device which illuminates at least one of the plate-shaped bodies and/or the product. In this configuration, images can be recorded in transmitted light or in reflected light. The lighting device is particularly preferably a flash lamp type of lighting which is particularly preferably synchronized with the image recording device.

Besonders bevorzugt wird dabei das beleuchtende Licht unter einem vorgegebenen Winkel bzw. Winkelbereich auf die Oberfläche angestrahlt, der sich insbesondere von einem Winkel der Bildaufnahmeeinrichtung unterscheidet. Auf diese Weise können störende Reflexe vermieden werden.The illuminating light is particularly preferably radiated onto the surface at a predetermined angle or angle range, which differs in particular from an angle of the image recording device. In this way, disturbing reflections can be avoided.

Vorteilhaft weist die Vorrichtung eine zweite Beleuchtungseinrichtung auf, welche wenigstens einen der plattenförmigen Körper und/oder das Produkt beleuchtet. Besonders bevorzugt ist diese zweite Bildbeleuchtungseinrichtung auf der gegenüberliegenden Seite bezüglich der ersten Beleuchtungseinrichtung (und bezüglich der plattenförmigen Körper) angeordnet. Bevorzugt erlaubt auch diese zweite Beleuchtungseinrichtung eine Aufnahme im Durchlichtverfahren oder Auflichtverfahren.The device advantageously has a second lighting device which illuminates at least one of the plate-shaped bodies and/or the product. This second image illumination device is particularly preferably arranged on the opposite side in relation to the first illumination device (and in relation to the plate-shaped body). Preferably, this second illumination device also allows recording using the transmitted light method or incident light method.

Weiterhin ist es möglich, dass eine erste Beleuchtungseinrichtung zur Durchführung des Auflichtverfahrens für die erste Bildaufnahmeeinrichtung und die Durchführung eines Durchlichtverfahrens für die zweite Bildaufnahmeeinrichtung dient. Besonders bevorzugt sind diese beiden Beleuchtungseinrichtungen zeitlich versetzt zueinander angesteuert. So ist es möglich, dass es sich bei der Beleuchtungseinrichtung um eine LED-Lampe oder eine Vielzahl von LED-Lichtquellen handelt. Besonders bevorzugt erfolgt eine Beleuchtung mit Weißlicht. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform nimmt die Bildaufnahmeeinrichtung mehrere Bilder hintereinander auf. Weiterhin kann bevorzugt eine Filtereinrichtung vorgesehen sein, welche in einem Strahlengang zwischen der Beleuchtungseinrichtung und der Bildaufnahmeeinrichtung angeordnet ist.Furthermore, it is possible for a first illumination device to be used to carry out the reflected light method for the first image recording device and to carry out a transmitted light method for the second image recording device. Particularly preferably, these two lighting devices are controlled with a time offset relative to one another. It is thus possible for the lighting device to be an LED lamp or a multiplicity of LED light sources. Illumination with white light is particularly preferred. In a further preferred embodiment, the image recording device records a plurality of images one after the other. Furthermore, a filter device can preferably be provided, which is arranged in a beam path between the illumination device and the image recording device.

Bevorzugt erfolgt daher die Beleuchtung sowohl im Durchlicht als auch im Auflicht, da dadurch jeweils andere Fehlertypen erkennbar sind. Nachdem die Inspektion von beiden Seiten erfolgen soll, ist es wie oben erwähnt auch möglich, durch eine geeignete Steuerung der Beleuchtungen und Kameratrigger jede Beleuchtung sowohl als Auflicht für die Kamera auf der einen Seite als auch als Durchlicht für die gegenüberliegende Kamera durchzuführen. Auf diese Weise wird ein kostengünstiger Aufbau ermöglicht. So ist es denkbar, dass die erste und/oder die zweite Bildaufnahmeeinrichtung in der Lage sind, sowohl Aufnahmen im Durchlichtverfahren als auch im Auflichtverfahren (Hellfeld) zu ermöglichen, und diese beispielsweise alternierend ausgeführt werden. Dabei wird vorteilhafterweise die Bildaufnahmerate der Bildaufnahmeeinrichtungen und die Transportgeschwindigkeit des Produkts so aufeinander abgestimmt, dass jeder Abschnitt des Produkts sowohl im Auflicht als auch im Durchlicht aufgenommen wird, um größtmögliche Erkennungssicherheit zu erreichen.The illumination is therefore preferably carried out both in transmitted light and in reflected light, since this means that different types of defects can be identified in each case. After the inspection is to be carried out from both sides, it is also possible, as mentioned above, to carry out each illumination both as incident light for the camera on one side and as transmitted light for the opposite camera by suitably controlling the illumination and camera triggers. In this way, a cost-effective construction is made possible. It is thus conceivable that the first and/or the second image recording device are able to enable recordings to be made using the transmitted light method as well as the reflected light method (bright field), and these are carried out alternately, for example. The image recording rate of the image recording devices and the transport speed of the product are advantageously matched to one another in such a way that each section of the product is recorded both in incident light and in transmitted light in order to achieve the greatest possible detection reliability.

Besonders bevorzugt wird die Bildverarbeitung mit neuronalen Netzen wie beispielsweise CNNs durchgeführt, weil damit echte Fehler wie Samenschalenreste oder Larven und auch unschädliche Artefakte wie Luftblasen oder Fruchtzellen trainiert und zuverlässig unterschieden werden können. Diese Art der Bildverarbeitung ermöglicht eine sehr hohe Erkennungsleistung va. auch dann, wenn die Fehlerbilder stark variieren, sei es aufgrund ihrer Beschaffenheit wie z.B. Form, Farbe oder Struktur oder aufgrund ihrer relativen Lage zur Bildaufnahmeeinrichtung.Image processing is particularly preferably carried out using neural networks such as CNNs, for example, because this allows real defects such as residues of seed coats or larvae and also harmless artefacts such as air bubbles or fruit cells to be trained and reliably distinguished. This type of image processing enables a very high level of recognition, especially even if the error images vary greatly, whether due to their nature, such as shape, color or structure, or due to their position relative to the image recording device.

Das Spektrum der Beleuchtung kann dabei schmal oder breitbandig sein und in unterschiedlichen Bereichen zwischen ultraviolettem Licht über den sichtbaren Spektralbereich bis ins infrarote Licht und insbesondere ins nahe infrarote Licht gehen. Dabei kann eine Abstimmung auf die zu erkennenden Fehlertypen erfolgen.The spectrum of the illumination can be narrow or broadband and go in different ranges between ultraviolet light over the visible spectral range to infrared light and in particular to near infrared light. This can be coordinated with the error types to be detected.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die Einstrahlrichtung der Beleuchtung und/oder der Winkelbereich des einstrahlenden Lichts auf die zu erkennenden vielen Typen optimiert werden oder allgemein verändert werden. Bevorzugt kann auch der Aufnahmewinkel, unter dem die wenigstens eine Bildaufnahmeeinrichtung angeordnet ist, verändert werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform nimmt die Bildaufnahmeeinrichtung das Licht jedoch in bezüglich der Platte senkrechter Richtung auf. Weiterhin kann auch beispielsweise zur Reflexunterdrückung eine lineare oder zirkulare Polarisationsfilterung vor der Kamera und Beleuchtung hilfreich sein.In a further preferred embodiment, the direction of incidence of the illumination and/or the angular range of the incident light can be optimized for the many types to be recognized or generally changed. The recording angle at which the at least one image recording device is arranged can preferably also be changed. In a preferred embodiment, however, the image pickup device picks up the light in a direction perpendicular to the plate. Furthermore, linear or circular polarization filtering in front of the camera and lighting can also be helpful, for example to suppress reflections.

Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf ein Verfahren zum Inspizieren eines fließfähigen Fremdkörper enthaltenen Produkts gerichtet, wobei ein erster plattenförmiger Körper und ein zweiter plattenförmiger Körper vorgesehen sind, wobei sich der erste plattenförmige Körper und der zweite plattenförmige Körper jeweils in einer Längsrichtung, einer Breitenrichtung und einer Dickenrichtung erstrecken und wobei zwischen dem ersten plattenförmigen Körper und dem zweiten plattenförmigen Körper ein Spalt ausgebildet wird, durch welchen das Produkt strömt, und wobei der erste und der zweite plattenförmige Körper wenigstens teilweise transparent sind. Besonders bevorzugt nimmt eine erste Bildaufnahmeeinrichtung durch wenigstens einen der plattenförmigen Körper, ein ortsaufgelöstes Bild des zwischen den plattenförmigen Körpern strömenden Produkts auf.The present invention is further directed to a method for inspecting a flowable product containing foreign matter, wherein a first plate-shaped body and a second plate-shaped body are provided, the first plate-shaped body and the second plate-shaped body being respectively in a longitudinal direction, a width direction and a Extending in the direction of thickness and wherein a gap is formed between the first plate-shaped body and the second plate-shaped body, through which the product flows, and wherein the first and the second plate-shaped body are at least partially transparent. A first image is particularly preferably recorded recording device through at least one of the plate-shaped bodies, a spatially resolved image of the product flowing between the plate-shaped bodies.

Bevorzugt wertet eine Bildauswerteeinrichtung das von der Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommene Bild aus und gibt wenigstens ein Signal aus, welches für das Vorhandensein eines Fremdkörpers und/oder eine Bewegungsgeschwindigkeit Fremdkörpers und/oder eine Bewegungsgeschwindigkeit des Produkts charakteristisch ist.An image evaluation device preferably evaluates the image recorded by the image recording device and outputs at least one signal which is characteristic of the presence of a foreign body and/or a movement speed of the foreign body and/or a movement speed of the product.

Bevorzugt wird eine Strömungsgeschwindigkeit des Produkts und/oder eines in dem Produkt befindlichen Fremdkörpers bestimmt. Dabei kann diese Strömungsgeschwindigkeit bevorzugt aus einer Bildauswertung der von einer Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommenen Bildern bestimmt werden. Weiterhin ist es auch möglich, dass eine Bewegungsgeschwindigkeit des Fremdkörpers aus einer Position des Fremdkörpers errechnet wird, beispielsweise unter zusätzlicher Verwendung weiterer Messdaten wie etwa einer Durchflussleistung einer vor oder nach den plattenförmigen Körpern angeordneten Pumpeneinrichtung.A flow rate of the product and/or of a foreign body located in the product is preferably determined. In this case, this flow rate can preferably be determined from an image evaluation of the images recorded by an image recording device. Furthermore, it is also possible for a movement speed of the foreign body to be calculated from a position of the foreign body, for example using additional measurement data such as a flow rate of a pump device arranged in front of or behind the plate-shaped bodies.

Besonders bevorzugt wird sowohl durch den ersten plattenförmigen Körper hindurch als auch das den zweiten plattenförmigen Körper hindurch wenigstens ein Bild des Produkts aufgenommen. Besonders bevorzugt wird wenigstens der erste plattenförmige Körper und/oder das Produkt von einer ersten Beleuchtungseinrichtung beleuchtet. Besonders bevorzugt wird der oder die plattenförmigen Körper oder das Produkt von wenigstens einer und bevorzugt von wenigstens zwei Beleuchtungseinrichtungen beleuchtet. Diese Beleuchtungseinrichtungen können dabei an gegenüberliegenden Seiten der plattenförmigen Körper angeordnet sein.At least one image of the product is particularly preferably recorded both through the first plate-shaped body and through the second plate-shaped body. At least the first plate-shaped body and/or the product is particularly preferably illuminated by a first lighting device. The plate-shaped body or the product is particularly preferably illuminated by at least one and preferably by at least two illumination devices. These lighting devices can be arranged on opposite sides of the plate-shaped body.

Bevorzugt wird in Reaktion auf ein oder mehrere aufgenommene Bild wenigstens ein Anteil des Produkts ausgeleitet.Preferably, at least a portion of the product is discharged in response to one or more captured images.

Dabei wird bevorzugt (insbesondere durch die Verarbeitung der Vielzahl von ortsaugelösten Bilddaten oder hiervon abgeleiteter Daten sowie gegebenenfalls weiterer zusätzlicher insbesondere Computer-implementierter Verfahrensschritte) die wenigstens eine statistische Prognose-Ausleitgröße (welche beispielsweise für das Auftreten eines Fremdkörpers charakteristisch ist) ermittelt.The at least one statistical prognosis reference variable (which is characteristic for the occurrence of a foreign body, for example) is preferably determined (in particular by processing the large number of locally resolved image data or data derived therefrom and, if necessary, further additional, in particular computer-implemented, method steps).

Dabei verarbeitet die Simulations-Auswertungseinrichtung die abgerufene (vorgegebene) Vielzahl von ortsaufgelösten Bilddaten oder hiervon abgeleitete Daten unter Verwendung eines, insbesondere trainierbaren, Simulations-Inspektions-Modells maschinellen Lernens, welches einen Satz, insbesondere trainierbarer, Parameter umfasst, welche auf Werte eingestellt sind, die als Ergebnis eines Trainingsprozesses gelernt wurden. Bevorzugt wird hierdurch und/oder auf Grundlage dieser Verarbeitung die wenigstens eine statistische Prognose-Ausleitgröße ermittelt (bevorzugt in einem Computer-implementierten Verfahrensschritt insbesondere durch die Simulations-Auswertungseinrichtung).The simulation evaluation device processes the retrieved (specified) large number of spatially resolved image data or data derived therefrom using a machine learning simulation inspection model, in particular a trainable one, which includes a set of parameters, in particular trainable ones, which are set to values learned as a result of a training process. The at least one statistical prognosis output variable is preferably determined hereby and/or on the basis of this processing (preferably in a computer-implemented method step, in particular by the simulation evaluation device).

Bevorzugt wird durch Verarbeiten von (ortsaufgelösten) Bilddaten unter Verwendung des Simulations-Inspektions-Modells wenigstens eine Zustandsgröße und bevorzugt eine Vielzahl von Zustandsgrößen ermittelt (diese Zustandsgrößen können beispielsweise das Vorhandensein und/oder die Art eines Fremdkörpers sein).At least one state variable and preferably a large number of state variables are preferably determined by processing (spatially resolved) image data using the simulation inspection model (these state variables can be, for example, the presence and/or type of a foreign body).

Bevorzugt wird die wenigstens eine Zustandsgröße und bevorzugt die Vielzahl von Zustandsgrößen aus den Bilddaten oder hiervon abgeleiteten Daten unter Verwendung einer Prozessoreinrichtung und/oder Datenverarbeitungseinrichtung (unter Verwendung des Simulations-Inspektions-Modells), mittels Anwendung wenigstens eines (computer-implementierten) Mustererkennungs-Verfahrens und/oder Merkmalsgewinnungsverfahrens und/oder Merkmalsreduktions-Verfahrens ermittelt.Preferably, the at least one state variable and preferably the plurality of state variables from the image data or data derived therefrom using a processor device and/or data processing device (using the simulation-inspection model) by applying at least one (computer-implemented) pattern recognition method and/or feature extraction method and/or feature reduction method.

Bevorzugt basiert die Ermittlung der wenigstens einen Zustandsgröße und/oder bevorzugt basiert die Verarbeitung der (abgerufenen und insbesondere vorgegebenen) Vielzahl von ortsaufgelösten Bilddaten oder hiervon abgeleiteter Daten (unter Verwendung des Simulations-Behältnisinspektions-Modells maschinellen Lernens) auf einem (künstlichen) neuronalen Netzwerk und insbesondere auf, auf wenigstens einem, und insbesondere genau einem, (künstlichen) neuronalen Netzwerk basierenden (computer-implementierten) Verfahren des maschinellen Lernens. Bevorzugt basiert das Simulations-Inspektions-Modell maschinellen Lernens auf einem (künstlichen) neuronalen Netzwerk.Preferably, the determination of the at least one state variable and/or preferably the processing of the (retrieved and in particular specified) large number of spatially resolved image data or data derived therefrom (using the machine learning simulation container inspection model) is based on an (artificial) neural network and in particular on at least one, and in particular precisely one, (artificial) neural network-based (computer-implemented) method of machine learning. The machine learning simulation inspection model is preferably based on an (artificial) neural network.

Bevorzugt ist das neuronale Netzwerk als tiefes neuronales Netzwerk (Deep Neural Network, DNN), bei dem die parametrierbare Verarbeitungskette eine Mehrzahl von Verarbeitungsschichten aufweist, und/oder ein sogenanntes Convolutional Neural Network (CNN) (dt. Faltungsnetzwerk) und/oder ein rekurrentes Neuronales Netzwerk (RNN, engl. Recurrent Neural Network) ausgebildet.The neural network is preferably a deep neural network (DNN), in which the parameterizable processing chain has a plurality of processing layers, and/or a so-called convolutional neural network (CNN) and/or a recurrent neural network Network (RNN, English Recurrent Neural Network) trained.

Bevorzugt werden dem Simulations-Inspektions-Modell bzw. dem (künstlichen) neuronalen Netzwerk die (zu verarbeitenden) Daten, insbesondere die Bilddaten (oder hiervon abgeleitete Daten), als Eingangsgrößen zugeführt. Bevorzugt bildet das Simulations-Inspektions-Modell bzw. das künstliche neuronale Netzwerk die Eingangsgrößen in Abhängigkeit einer parametrierbaren Verarbeitungskette auf Ausgangsgrößen ab, wobei als Ausgangsgröße bevorzugt die Produktzustandsgrößen des zu inspizierenden Produkts gewählt sind.The data (to be processed), in particular the image data (or data derived therefrom), are preferably fed to the simulation inspection model or the (artificial) neural network as input variables. The simulation inspection model or the artificial neural network preferably forms the input variables as a function of a parameterizable processing chain on output variables, with the product status variables of the product to be inspected preferably being selected as the output variable.

Bevorzugt wird das Simulations-Inspektions-Modell maschinellen Lernens bzw. das künstliche neuronale Netzwerk unter Verwendung vorgegebener Trainingsdaten trainiert, wobei durch das Training die parametrierbare Verarbeitungskette parametriert wird. Bevorzugt werden als Trainingsdaten von der Bildaufnahmeeinrichtung der Inspektionsvorrichtung erfasste Sensordaten von (insbesondere durch den Spalt strömenden) Produkten (oder hiervon abgeleiteter Daten) verwendet. Dies bietet den Vorteil, dass das Simulations-Inspektions-Modell bzw. das künstliche neuronale Netz speziell an die Gegebenheiten der spezifischen Inspektionsvorrichtung anpassbar ist.The simulation inspection model of machine learning or the artificial neural network is preferably trained using predetermined training data, the parameterizable processing chain being parameterized by the training. Sensor data of products (in particular flowing through the gap) (or data derived therefrom) captured by the image recording device of the inspection device are preferably used as training data. This offers the advantage that the simulation inspection model or the artificial neural network can be specifically adapted to the circumstances of the specific inspection device.

Denkbar ist aber auch, dass als Trainingsdaten Sensordaten von (insbesondere durch den Spalt strömenden) Produkten (oder hiervon abgeleitete Daten) verwendet werden, die von einer Bildaufnahmeeinrichtung (wenigstens) einer anderen, bevorzugt baugleichen, Inspektionsvorrichtung (bevorzugt desselben Herstellers) erfasst wurden. Dies bietet den Vorteil, dass hierdurch eine große Vielzahl an Sensordaten bereitgestellt und verwendet werden kann.However, it is also conceivable that sensor data from products (in particular those flowing through the gap) (or data derived therefrom) that were recorded by an image recording device (at least) from another, preferably identical, inspection device (preferably from the same manufacturer) are used as training data. This offers the advantage that a large number of sensor data can be provided and used.

Denkbar ist aber auch, dass als Trainingsdaten (ausschließlich oder teilweise) synthetisch erzeugte oder via Augmentierung (engl. data augmentation) erzeugte Bilddaten oder Sensordaten (oder hiervon abgeleitete Daten) verwendet werden. Dies bietet den Vorteil, dass etwa selten auftretende Klassen von Zuständen (wie etwa seltene Fremdkörper) hierdurch simuliert und das Modell maschinellen Lernens hiermit trainiert werden kann.However, it is also conceivable for image data or sensor data (or data derived therefrom) to be used (exclusively or partially) synthetically or via data augmentation as training data. This offers the advantage that, for example, classes of states that occur rarely (such as rare foreign objects) can be simulated and the machine learning model can be trained with them.

Der Trainingsprozess kann dabei lokal (bei der Inspektionsvorrichtung) und/oder zentral und/oder örtlich unabhängig und/oder auf einem externen Server in Bezug auf die Inspektionsvorrichtung vorgenommen werden.The training process can be carried out locally (at the inspection device) and/or centrally and/or locally independently and/or on an external server in relation to the inspection device.

Bevorzugt wird ein derart trainiertes neuronales Netzwerk (im Rahmen und/oder als Simulations-Inspektions-Modell) eingesetzt. Bevorzugt erfolgt das Training mittels überwachtem Lernen. Es wäre jedoch auch möglich, das Simulations-Inspektions-Modell bzw. das Künstliche neuronale Netz mittels unbeaufsichtigtem Lernen, bestärkendem Lernen oder stochastischem Lernen zu trainieren.A neural network trained in this way is preferably used (in the framework and/or as a simulation inspection model). The training preferably takes place by means of supervised learning. However, it would also be possible to train the simulation inspection model or the artificial neural network using unsupervised learning, reinforcement learning or stochastic learning.

Bevorzugt ist das Simulations-Inspektions-Modell auf einer (insbesondere obig näher beschriebenen), bevorzugt in Bezug auf die Inspektionsvorrichtung externen Speichereinrichtung abgelegt. Bevorzugt kann die Inspektionsvorrichtung auf diese externe Speichereinrichtung zugreifen und insbesondere unter Zugriff hierauf eine Verarbeitung der (vorgegebenen) Vielzahl von ortsaufgelösten Bilddaten vornehmen.The simulation inspection model is preferably stored on a storage device (in particular described in more detail above), preferably external to the inspection device. The inspection device can preferably access this external storage device and, in particular, process the (specified) large number of spatially resolved image data by accessing it.

Bevorzugt handelt es sich bei der nicht-flüchtigen Speichereinrichtung um eine externe Speichereinrichtung, insbesondere eine Cloud-basierte Speichereinrichtung und/oder einen externen Server (inkl. Speichereinrichtung), wobei auf die Speichereinrichtung insbesondere über das Internet (und/oder über ein, insbesondere wenigstens abschnittsweise drahtgebundenes und/oder drahtloses, öffentliches und/oder privates Netzwerk) zugegriffen wird. Unter einem externen Server ist insbesondere ein in Bezug auf eine Inspektionsvorrichtung externer Server, insbesondere ein Backend-Server, zu verstehen.The non-volatile storage device is preferably an external storage device, in particular a cloud-based storage device and/or an external server (including storage device), the storage device being accessed in particular via the Internet (and/or via a, in particular at least partially wired and/or wireless, public and/or private network) is accessed. An external server is to be understood in particular as an external server with regard to an inspection device, in particular a backend server.

Der externe Server ist beispielsweise ein Backend insbesondere eines Inspektionsvorrichtungs-Herstellers oder eines Diensteanbieters, welcher dazu eingerichtet ist, ortsaufgelöste Sensordaten (insbesondere einer Vielzahl von Sensoreinrichtungen und/oder einer Vielzahl von Inspektionsvorrichtungen) zu verwalten. Die Funktionen des Backend bzw. des externen Servers können dabei auf (externen) Serverfarmen durchgeführt werden. Beim (externen) Server kann es sich um ein verteiltes System handeln.The external server is, for example, a backend, in particular of an inspection device manufacturer or a service provider, which is set up to manage spatially resolved sensor data (in particular from a large number of sensor devices and/or a large number of inspection devices). The functions of the backend or the external server can be performed on (external) server farms. The (external) server can be a distributed system.

Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus der beigefügten Figur. Dabei zeigt:

1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Further advantages and embodiments result from the attached figure. It shows:

1 a schematic representation of a device according to the invention.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. Diese weist einen ersten plattenförmigen Körper 2 und einen zweiten plattenförmigen Körper 4 auf. Diese plattenförmigen Körper 2, 4 sind bevorzugt parallel zueinander angeordnet und begrenzen einen Spalt S, der bevorzugt eine entlang der Längenrichtung L konstante Dicke aufweist. Das Bezugszeichen B kennzeichnet die Breitenrichtung, welche hier senkrecht zu der Figurenebene steht und das Bezugszeichen D kennzeichnet die Dickenrichtung. 1 shows a schematic representation of a device 1 according to the invention. This has a first plate-shaped body 2 and a second plate-shaped body 4 . These plate-shaped bodies 2, 4 are preferably arranged parallel to one another and delimit a gap S, which preferably has a constant thickness along the longitudinal direction L. The reference character B designates the width direction, which is perpendicular to the plane of the figure here, and the reference character D designates the thickness direction.

Das Bezugszeichen 16 kennzeichnet eine Pumpeneinrichtung welche ein Produkt (nicht gezeigt) in den Spalt S fördert. Bevorzugt ist eine Förderleistung dieser Pumpeneinrichtung 16 steuerbar und oder veränderbar, so dass eine Anpassung an unterschiedliche Produkte erfolgen kann. Bei einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der Pumpeneinrichtung um eine Membranpumpe oder eine Kolbenhubpumpe.The reference number 16 designates a pump device which conveys a product (not shown) into the gap S. A delivery rate of this pump device 16 can preferably be controlled and/or changed, so that it can be adapted to different products. In a preferred embodiment, the pump device is a membrane pump or a piston pump.

Das Produkt wird in der Förderrichtung P, die hier parallel zu der Längenrichtung L verläuft durch den Spalt S gefördert. Das Bezugszeichen 22 kennzeichnet eine Abführleitung, über welche das Produkt wieder von dem Spalt S abgeführt wird.The product is conveyed in the conveying direction P, which runs parallel to the longitudinal direction L here promoted the gap S. The reference number 22 designates a discharge line, via which the product is discharged from the gap S again.

Das Bezugszeichen 6 kennzeichnet eine erste Bildaufnahmeeinrichtung, welche hier oberhalb der plattenförmigen Körper 2, 4 angeordnet ist und das Bezugszeichen 8 kennzeichnet eine zweite Bildaufnahmeeinrichtung, welche hier unterhalb der plattenförmigen Körper 2, 4 angeordnet ist.The reference number 6 denotes a first image recording device, which is arranged above the plate-shaped bodies 2, 4 here, and the reference number 8 denotes a second image recording device, which is arranged below the plate-shaped bodies 2, 4 here.

Beide Bildaufnahmeeinrichtungen 6, 8 sind dazu geeignet und bestimmt, durch die jeweiligen plattenförmigen Körper hindurch Bilder des durch den Spalt S strömenden Produkts aufzunehmen.Both image recording devices 6, 8 are suitable and intended for recording images of the product flowing through the gap S through the respective plate-shaped bodies.

Die Bezugszeichen 12 und 14 kennzeichnen zwei Beleuchtungseinrichtungen, welche dazu geeignet und bestimmt sind, das Produkt jeweils durch wenigstens einen der plattenförmigen Körper 4, 2 hindurch zu beleuchten.Reference numerals 12 and 14 designate two lighting devices which are suitable and intended to illuminate the product through at least one of the plate-shaped bodies 4, 2, respectively.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Position der ersten und/oder der zweiten Bildaufnahmeeinrichtung 6, 8 gegenüber den plattenförmigen Körpern veränderbar und insbesondere in der Richtung D veränderbar (d.h. ein Abstand zu den plattenförmigen Körpern ist veränderbar). Auch wäre es denkbar, dass wenigstens die Position einer der beiden Bildaufnahmeeinrichtungen 6, 8 und bevorzugt beider Bildaufnahmeeinrichtungen entlang der Längenrichtung L und/oder der Breitenrichtung B veränderbar ist. Dabei ist es sowohl möglich, dass die Bildaufnahmeeinrichtungen in der Längenrichtung L und/oder der Breitenrichtung B an der gleichen Position als auch an unterschiedlichen Positionen angeordnet sind (wie in 1 gezeigt).In a preferred embodiment, a position of the first and/or the second image recording device 6, 8 relative to the plate-shaped bodies can be changed and in particular changed in direction D (ie a distance from the plate-shaped bodies can be changed). It would also be conceivable for at least the position of one of the two image recording devices 6, 8 and preferably both image recording devices to be variable along the length direction L and/or the width direction B. It is possible that the image recording devices are arranged in the lengthwise direction L and/or in the widthwise direction B at the same position as well as at different positions (as in 1 shown).

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind bevorzugt die Bildaufnahmeeinrichtungen schwenkbar, so dass auch eine Beobachtung des Produkts unter einer schrägen Richtung möglich ist.In a further preferred embodiment, the image recording devices are preferably pivotable, so that it is also possible to observe the product from an oblique direction.

Bevorzugt ist wenigstens ein Antrieb vorgesehen, um eine Relativbewegung der Bildaufnahmeeinrichtung(en) gegenüber den plattenförmigen Körpern zu bewirken. Dabei kann diese Position insbesondere in Abhängigkeit von dem zu inspizierenden Produkt geändert werden.At least one drive is preferably provided in order to bring about a relative movement of the image recording device(s) with respect to the plate-shaped bodies. This position can be changed in particular depending on the product to be inspected.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Position der ersten und/oder der zweiten Beleuchtungseinrichtung 12, 14 gegenüber den plattenförmigen Körpern veränderbar und ggfs. in der Richtung D veränderbar (d.h. ein Abstand zu den plattenförmigen Körpern ist veränderbar). Auch wäre es denkbar wenigstens die Position einer der beiden Beleuchtungseinrichtungen 12, 14 und bevorzugt beider Beleuchtungseinrichtungen entlang der Längenrichtung L und/oder der Breitenrichtung B veränderbar ist/sind. Dabei ist es sowohl möglich, dass die Beleuchtungseinrichtungen in der Längenrichtung L und/oder der Breitenrichtung B an der gleichen Position als auch an unterschiedlichen Positionen angeordnet sind (wie in 1 gezeigt). Dabei ist es möglich, dass die Beleuchtungseinrichtung eine längliche Gestalt aufweist und bevorzugt etwas länger ist als die Breite des Inspektionsbereichs.In a preferred embodiment, a position of the first and/or the second lighting device 12, 14 relative to the plate-shaped bodies can be changed and possibly changed in direction D (ie a distance from the plate-shaped bodies can be changed). It would also be conceivable for at least the position of one of the two lighting devices 12, 14 and preferably both lighting devices to be variable along the length direction L and/or the width direction B. It is possible that the lighting devices are arranged in the same position in the length direction L and/or the width direction B as well as in different positions (as in 1 shown). In this case, it is possible for the lighting device to have an elongate shape and is preferably somewhat longer than the width of the inspection area.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind bevorzugt die Beleuchtungseinrichtungen schwenkbar, so dass auch eine Beleuchtung des Produkts unter einer anderen Richtung möglich ist. Daneben können auch mehrere als die gezeigten Beleuchtungseinrichtungen vorgesehen sein.In a further preferred embodiment, the lighting devices are preferably pivotable, so that it is also possible to illuminate the product from a different direction. In addition, more lighting devices than those shown can also be provided.

Bevorzugt ist wenigstens ein Antrieb vorgesehen, um eine Relativbewegung der Beleuchtungseinrichtung(en) gegenüber den plattenförmigen Körpern zu bewirken. Dabei kann diese Position insbesondere in Abhängigkeit von dem zu inspizierenden Produkt geändert werden.At least one drive is preferably provided in order to bring about a relative movement of the lighting device(s) with respect to the plate-shaped bodies. This position can be changed in particular depending on the product to be inspected.

Das Bezugszeichen 18 kennzeichnet eine Abführeinrichtung zum Abführen von Anteilen des Produkts und insbesondere zum Abführen eines Anteils, welcher Fremdkörper enthält. Diese Abführeinrichtung kann beispielsweise eine Ventileinrichtung oder eine Klappe aufweisen, welche geöffnet werden können, so dass Produktanteile abgeführt werden können. Diese Abführeinrichtung wird bevorzugt von einer nicht gezeigten Steuerungseinrichtung gesteuert.The reference number 18 designates a discharge device for discharging parts of the product and in particular for discharging a proportion which contains foreign bodies. This discharge device can have a valve device or a flap, for example, which can be opened so that product portions can be discharged. This discharge device is preferably controlled by a control device that is not shown.

Das Bezugszeichen 20 kennzeichnet eine Bildauswerteeinrichtung, welche die von den Bildaufnahmeeinrichtungen 6 und 8 aufgenommenen Bilder auswertet.The reference number 20 designates an image evaluation device which evaluates the images recorded by the image recording devices 6 and 8 .

Die Anmelderin behält sich vor sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale als erfindungswesentlich zu beanspruchen, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind. Es wird weiterhin darauf hingewiesen, dass in den einzelnen Figuren auch Merkmale beschrieben wurden, welche für sich genommen vorteilhaft sein können. Der Fachmann erkennt unmittelbar, dass ein bestimmtes in einer Figur beschriebenes Merkmal auch ohne die Übernahme weiterer Merkmale aus dieser Figur vorteilhaft sein kann. Ferner erkennt der Fachmann, dass sich auch Vorteile durch eine Kombination mehrerer in einzelnen oder in unterschiedlichen Figuren gezeigter Merkmale ergeben können.The applicant reserves the right to claim all features disclosed in the application documents as essential to the invention, provided they are new compared to the prior art, either individually or in combination. It is also pointed out that the individual figures also describe features which can be advantageous in and of themselves. The person skilled in the art recognizes immediately that a specific feature described in a figure can also be advantageous without adopting further features from this figure. Furthermore, the person skilled in the art recognizes that advantages can also result from a combination of several features shown in individual figures or in different figures.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

EP 1460907 [0002]
US4402604 [0003]

Claims

Device for inspecting a flowable product containing foreign bodies, comprising a first plate-like body (2) and a second plate-like body (4), the first plate-like body and the second plate-like body extending in a longitudinal direction (L), a width direction (B) and a thickness direction (D), and wherein a gap through which the product flows is formed between the first plate-shaped body (2) and the second plate-shaped body (4), the first and the second plate-shaped body (2, 4) being at least are transparent in sections, characterized in that the device (1) has at least one first image recording device (6) which is suitable for recording a spatially resolved image of the product flowing between the plate-like bodies through at least one of the plate-like bodies.

Device (1) after claim 1 , characterized in that the device (1) has a second image recording device (8) which is suitable and intended for recording a spatially resolved image of the area between the plate-like bodies (2, 4) through the other of the plate-like bodies (4, 2). the product flowing and/or the first image recording device is suitable for recording a spatially resolved image of the product flowing between the plate-like bodies through the other of the plate-like bodies.

Device (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the device (1) has a conveying device (12) which is suitable and intended for conveying the product into the gap between the plate-like bodies (2, 4). .

Device (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the image recording device is a line camera or a matrix camera.

Device (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the device (1) has an image evaluation device which is suitable and intended for identifying foreign bodies in the product in the recorded images.

Device (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that it has a discharge device which is suitable and intended for discharging parts of the product, this discharge preferably being able to be carried out in response to an image recorded by the image recording device.

Device (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the device has a speed measuring device which is suitable and intended for determining the speed of the product flowing through the gap.

Device (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that at least one plate-like body is anti-reflective and in particular is anti-reflective on its surface facing away from the gap.

Device (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the device (1) has a first lighting device (14) which illuminates at least one plate-like body (2, 4) and/or the product, with this lighting device preferably consisting of a Group of lighting devices is selected, which incident light - contains illuminations, transmitted-light illuminations or combinations thereof.

Device (1) according to the preceding claim, characterized in that the device (1) has a second lighting device (14) which illuminates at least one plate-like body (2, 4) and/or the product.

Device (1) according to the preceding claim, characterized in that a distance between the first plate-like body and the second plate-like body is between 2mm and 20mm, preferably between 3mm and 15mm and particularly preferably between 4mm and 8mm.

A method for inspecting a flowable product containing foreign matter, comprising a first plate-like body (2) and a second plate-like body (4), the first plate-like body and the second plate-like body extending in a longitudinal direction (L), a width direction (B) and and a thickness direction (D), and wherein a gap through which the product flows is formed between the first plate-shaped body (2) and the second plate-shaped body (4), the first and the second plate-shaped body (2, 4) at least are transparent in sections, characterized in that a first image recording device records a spatially resolved image of the product flowing between the plate-like bodies through at least one of the plate-like bodies.

procedure after claim 12 , characterized in that an image evaluation device evaluates the image recorded by the image recording device (6) and outputs at least one signal which is characteristic of the presence of a foreign body.

Method according to at least one of the preceding Claims 12 - 13 , characterized in that a flow rate of the product and/or a foreign body in the product is determined.

Method according to at least one of the preceding Claims 12 - 14 , characterized in that at least one image of the product is taken both through the first plate-like body (2) and through the second plate-like body (4).