JP2007522948A - 食品又は同様の物品を切片に切断する方法及び装置 - Google Patents

食品又は同様の物品を切片に切断する方法及び装置 Download PDF

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Abstract

本発明は、物品が互いに当接して位置する、部分カッターの性能及び精度を高める方法及び装置に関する。特に、本発明は、切断すべき連続した物品（１００）が間にいかなる隙間も必要とせずに互いに当接してコンベヤ（１）上に載置されている場合に、それらの物品（１００）間の境界を特定する手段（２）を提供することに関する。

Description

本発明は、食品等の物品を切片に切断する方法であって、物品を運搬手段に載置ステップと、上記物品を走査手段に、また、走査手段から運搬手段の切断手段に搬送するステップと、上記走査手段を用いて各物品の少なくとも１つの特徴を検出するステップと、上記切断手段を用いて製品を切断するステップと、上記検出された物品特徴に基づき所定の切片を得るように少なくとも１つの切断プロセスパラメータを制御及び調整するステップとを含む、食品等の物品を切片に切断する方法に関する。本発明はさらに、かかる方法を行う装置に関する。
切片に切断する方法及び機械は米国特許第４，５５７，０１９号から既知である。そこに記載されている方法及び機械は、入ってくる物品の走査、次いで、物品を切片に切断することに関する。
デンマーク特許第ＤＫ９６００１６４Ｕ３では、個々に第１及び第２のコンベヤによって切断ユニット中にガイドされる連続した相互に離間した製品を切断する回転可能な切断ユニットを備える、食品を切片に切断する装置が記載されている。物品の幾何学形状を検出するビジョンシステムが第１のコンベヤのそばに配置されている。製品の形状が制御システム内に記録され、この制御システムは、製品の形状に基づいて製品を切片に切断して所定の重量、長さ、又はサイズにする機械を制御するとともに、第１のコンベヤの運搬速度を制御する。
製品を所定の切片のタイプ又はサイズに均一に切断することを確実にするために、物品の形状がビジョンシステムによって記録されると、製品がコンベヤ上で、特に運搬方向に移動しないことが重要である。このような移動が起こると次の切断が不正確になる。ＤＫ９６００１６４Ｕ３による装置に関して、切断中に製品を保持するホルダが記載されている。
物品は、コンベヤ上でガイドされ、ビジョンシステムにおいて測定される。記録された物品形状、物品の平均密度、及びコンベヤ速度に基づき、切断ユニットの切断レートが、物品とコンベヤとの相対移動がビジョンシステムと切断ユニットとの間で特に切断中に起こらない限り、切片又はスライスが均一又は所定のサイズになるように制御される。
特に、食品によっては、コンベヤ上で物品を取り扱うことは、特に切断中に転がる又は動く際に、例えば、物品の形状及び／又はテクスチャから、物品がコンベヤ上で転がりやすい又は動きやすい可能性を伴う場合に問題となる。この結果、切片に切断することが不正確となる。このような問題を減らすために、製品が切断中に動かないように、切断されているときにコンベヤの表面に製品を軽く押し付けることで製品の頂部に作用する保持手段を使用することが示唆されている。しかしながら、このような保持手段は、切断作用が基づく走査された製品の形状に比して、製品の形状を若干損なう可能性があり、結果として、この場合もまた、切片に切断することが不正確となる。
このような種類の装置は概して部分カッター（portion cutter：ポーションカッター）と呼ばれ、大きな物品を小さな物品すなわち切片に切断する機械である。このような方法で切断すべき最も一般的な製品は、哺乳類肉、家禽肉、及び魚肉である。これらの切片は所定のサイズ、長さ、体積、又は重量を有する。
以下では、このプロセスは、最も複雑なプロセスであるため、所定の重量サイズの切片に切断することに従って説明される。
切断すべき物品がコンベヤ上に載置され、コンベヤは物品を測定装置、切断装置に搬送し、最終的に機械から切片を排出する。
測定装置は通常、コンピュータビジョン又は走査装置であり、また、既知のコンベヤ速度に基づいて物品の形状を算出する制御ユニットである。形状は、物品の第１の端からの距離（Ｘ軸）による累積体積（Ｙ軸）を表す曲線として算出されることになる。製品の密度（すなわち体積に対する重量の比率）が分かっている必要がある。密度が分かっていない場合、物品を走査前に計量する必要がある。次いで、形状曲線を重量曲線に変換することができ、切断する位置は、物品の第１の端から切片の重量に対応する距離を見つけることで制御ユニットによって算出することができる。
切断装置は多くの場合、算出した位置で切断するように制御される回転ナイフである。この回転ナイフは、コンベヤベルトの上で作用するタイプであるか又は鋸タイプとすることができるが、このことは、コンベヤが、端どうしを突き合わせて配置された２つのコンベヤに分割されて鋸をコンベヤ間の隙間（gab）に通過させる必要があることを意味する。他の切断装置としては、帯鋸、円盤鋸等、又はドロップナイフとすることができ、特定の作業に応じて、まさに種々の形状を有するナイフと同様に超音波切断、ウォータージェット切断、又はレーザ切断を用いてもよい。
切断すべき各物品についてこのような個々の曲線を得るために、物品が機械に給送される際に物品の各端にスペースを空けることが必要である。
このスペースは２つの主要な不都合点をもたらす。第一に、機械内で物品間のスペースに運搬するのに時間がかかるために機械の効率が下がり、第二に、物品は切断されている間、特に、物品が短い場合には傾斜しやすい可能性があるためにその後端付近で切断されている場合に、動いてしまう可能性があり、その結果、不正確な切断となる。
米国特許第６，４０７，８１８号から、走査後に減速移動するコンベヤを用いることによって、例えば米国特許第６，４０７，８１８号におけるように走査後に物品を一緒に運ぶことでコンベヤ上での所定の物品移動を補正するために機械を制御することが知られている。しかしながら、これにより機能及び速度がいずれも低下する。
このような背景に基づき、本発明の目的は、切断の際に製品のより正確な分断を達成するために、走査中及び走査後に並びに切断中の物品とコンベヤとの間の移動が防止される、最初に述べたような方法及び装置を提供することである。本発明の別の目的は、装置の能力を最適にすることができる方法及び装置を提供することであり得る。
これらの目的は、上記製品が上記運搬手段上に連続して本質的に互いに当接して載置される、最初に述べたような方法及びこの方法を実行する装置によって達成される。
上述の不都合点は、物品が互いに当接して位置付けされる本発明により克服されることができる。
本発明は、切断すべき物品がコンベヤを完全に占めることができることに関して有利である。よって、所与の運搬速度に関して機械効率がより高くなることはあり得ない。
本発明による方法及び装置の別の利点は、切断すべき物品が、切断すべき次の物品がその後端を支持しているときは動くことができないという点である。物品が前方に傾斜しないようにするために、切断された切片を、安全な距離にくるまでコンベヤ速度を加速せずにともに密接したままにさせておくことは既知である。このことは、切断された切片が、切断すべき物品の未切断部片を支持して、この部片が前方に傾斜しないようにすることを意味する。
本発明の関連の態様では、方法及び装置は、切断すべき連続した物品が間にいかなる隙間も有さずに互いに当接してコンベヤ上に載置される場合に、それら物品間の物品境界を分かるようにすることができることに関する。したがって、本発明の好適な実施の形態では、制御手段は、少なくとも１つの測定された物品特徴に基づいての物品間の物品境界検出を含む。これにより、従来技術において既知の走査技法とは対照的に、物品を離間させる必要なく、切断すべき物品の走査を行うことができる。
本発明の一実施の形態では、第２のコンピュータビジョン走査機能を、第２のコンピュータビジョンシステムに加えるか、又は既に述べた走査システム内にその機能を加えることによって付け加えることができる。この機能は、切断すべき物品に応じて長手方向に少なくとも１つの特徴を見つけること、及び、その少なくとも１つの特徴の大きなシフトを特定することである。したがって、本発明は、既存の部分カッター機で実施して、この性能を高めるようにすることができる。
測定手段のタイプ及び物品のタイプに応じて、物品境界検出を実際の要件に合うようにすることができる。したがって、物品境界検出は、走査システム又は他の適した測定手段によって測定された所定の物品特徴の関連データ処理を行うことで、コンベヤ上での２つの隣接した当接している物品間の移行を検出することができる。
本発明の好適な実施の形態では、物品境界検出は、少なくとも１つの測定された物品特徴から連続した物品データセットを受け取るステップと、第１のデータセットと第２のデータセットとの差の和である、２つの連続したデータセット間の略差を算出するステップと、所定の閾値を超える算出された略差を特定するステップであって、特定された略差は、２つの物品間の１つの移行地点の位置を表す、特定するステップとを含む。これによって、次の物品切断を行うために効率的な物品境界検出がなされ得る。このような物品境界検出によれば、物品の特徴（例えば、物品の高さ、表面テクスチャ等）の突然の変化は、新たな物品が測定手段を通過していることを示す。
これらのデータセットの計算は、
Σ△＝｜△１｜+｜△２｜+｜△３｜+...+｜△ｎ｜
（式中、ΣΔは略差であり、Δ１は測定手段内の第１のセンサからの第１の距離データとそれに続く第２の距離データとの差であり、「ｎ」はセンサの数である）
によって得られる、例えば測定手段内の１つ又は複数のセンサからの距離データを含む２つのデータセット間の略差を特定することを含み得る。
本発明の一実施の形態によれば、物品境界検出は、
Σ△＝｜△１／ａ｜+｜△２／ａ｜+｜△３／ａ｜+...+｜△ｎ／ａ｜
（式中、ΣΔは略差であり、Δ１は測定手段内の第１のセンサからの第１の距離データとそれに続く第２の距離データとの差であり、「ｎ」はセンサの数であり、「ａ」は第１の距離データセットの位置と第２の距離データセットの位置との間の長さである）
によって得られる、例えば走査手段内の複数のセンサからの距離データを含む２つのデータセット間の略差を算出する。これにより、２つの連続した物品間の移行地点の正確な物品境界検出を行うことができ、この検出は、製品に沿った寸法変化とは相対的に独立している。
本発明の一実施の形態では、物品はそれぞれ、当接している製品の長手方向に互いに相対して配置される。これにより、コンベヤ上での物品間の移行地点の大きな略差の計算が容易となる。
本発明の代替的な実施の形態では、物品はそれぞれ、当接している製品の長手方向と互いに相対して位置合わせされる。
運搬手段はＶ字型コンベヤとすることができる。特に、不規則な形状を有する物品に対し、このＶ字型コンベヤはコンベヤ手段上でのそれら物品の相対移動を防止する。
測定手段は、走査装置、好ましくはリングスキャナであり、物品境界検出に用いられる少なくとも１つの測定される物品特徴は、物品の高さであってもよい。リングスキャナは、製品を取り囲んでコンベヤ方向に対してほぼ垂直に測定するように配置された複数の距離センサを用いることによって製品の形状を測定するスキャナである。センサは製品の周りに固定されてもよく又はその周りで揺動して（oscillating）もよい。この利点は、全３６０度の製品外形についてのデータセットを与えることであって、柔らかい製品タイプ及び固い製品タイプのいずれも十分にカバーするという点である。リングスキャナは、光源とセンサとの間の光線が陰になる危険性が減るので、このようなタイプの走査によって窪み又は他の凹状の物品外形を検出することができるため、物品境界検出にさらに有利である。しかしながら、他の測定システムを用いてもよく、測定手段は、寸法測定に加えて又はその代替として、表面テクスチャ及び／又は色を検出すること、及び、表面テクスチャ及び／又は色の変化を特定することを含み得ることを理解されたい。例えば、いわゆる平面スキャナを用いてもよい。
いわゆる平面スキャナでは、少なくとも１つの光源は、コンベヤ及び物品を或る角度で横断する少なくとも１つの光線を発するように配置され、その反射された光線は、発せられた光線と反射された光線との間に或る角度、通常は約３０°の角度で配置されるセンサ手段によって検出される。これは、物品の外形を求めるための単純な物品走査であるが、物品によっては、特に物品が不規則な形状を有する場合は、物品の表面外形が光線の一部を陰にしてしまうため、カメラに間違った投影をさせることになる。このような投影はリングスキャナによって回避され、リングスキャナでは、複数の光源がそれぞれ細い光線を物品に向けて発し、この光線は、物品から反射し、光源に隣接して配置されたセンサによって記録される。光源及び関連センサは、例えば２４個の光源が間に２４個のセンサを有する環状構成で配置される。光線はＩＲ光、可視光、ＵＶ光、又はレーザ光とすることができる。
本発明による方法及び装置は、測定前に物品を計量することをさらに含み得る。これにより、制御手段が密度差を補正することが可能となる。走査手段及び／又は制御手段は予め、移行地点の少なくとも概ねの位置に関する情報を有していてもよい。また、計量は便宜上、物品の密度に関する情報を制御手段に与えるために行われる。
本発明の別の実施の形態では、移行マーカが物品間に挿入され得る。この移行マーカは、マークすべき移行地点に関する唯一又はさらなる情報を与えることで、物品境界検出を容易にすることができる。この場合、移行地点の判定は、従来の方法における走査手段、又は移行マーカを検出するようになっている他の検出手段によって行われる。
本発明の他の実施の形態は添付の特許請求の範囲内に開示される。
以下、本発明による方法及び装置を、概略図の参照とともにいくつかの好適な実施形態の参照によって説明する。
図１は、本発明による方法を行う部分カッターを示し、ここでは、物品１００が運搬手段１（この例では第１のコンベヤ１Ａ）上に連続して互いに当接して載置されており、この運搬手段は、太い矢印で示した運搬方向に沿って物品１００を搬送し、好ましくは物品１００の密度予測を行う計量手段（図示せず）を備える。物品１００は、運搬手段１によって測定手段２（図示の実施形態ではリングスキャナ）に向けて搬送され、ここで、物品１００の特徴が検出され、これらの特徴は、図２Ａ、図２Ｂ、図３、及び図５に示す実施形態では、物品表面とセンサとの間の距離を検出するために運搬手段１の測定面の周りに環状に配置された複数の距離センサ２２からの距離データを含む。物品１００は、図示の実施形態では、リングスキャナによる３６０°の外形走査を可能にするために、第１のコンベヤ１Ａと第２のコンベヤ１Ｂとの間の比較的小さな空隙にわたる測定面内に搬送される。次いで、物品１００は切断手段３（図示の実施形態では回転式鋸型カッタユニット）に前進し、この切断手段３による切断は、走査手段２から検出された特徴、コンベヤ上での物品走査の位置データ、及び物品の密度に基づき、制御及び調整手段４（後でさらに詳述する）によって制御される。これに従って、物品は、所定の重量、長さ、又はサイズの切片１０１に切断される。この切断は、第２の１Ｂと第３のコンベヤ１Ｃとの間にそれぞれ空隙を与えることによって可能となっている。
図１には、製品１００が運搬手段１上に連続して互いに当接して載置されることを含む、本発明による方法が示されている。したがって、物品１００は、運搬手段１上での搬送中、また、切断手段３による切断中、互いに支持し合うとともに固定し合う。物品１００、好ましくは、魚肉、鶏肉、豚肉、又は牛肉の製品等の食品は、予切断され且つ／又は予め皮を剥がされた切片であってもよく、又は何もされていないままの切片であってもよく、また、サイズ、形状、及び密度が異なっていてもよく、脂肪、骨、肉、及び／又は靭帯を含んでいてもよい。また、物品１００は、柔らかいもの、繊細なもの、固いもの、硬質のもの、軟質のもの、厚いもの、薄いもの、又はそれらの組み合わせといった、様々なコンシステンシーを有してもよい。物品１００は、互いに当接して載置されているときは、肉のタイプ、予切断された形状、並びに運搬手段１上に連続して当接して載置されている２つの製品の当接端面のサイズ及び形状に応じて、多少の程度互いに支持し合うとともに固定し合う。
載置手段（図示せず）は単に、例えば製造ライン内の予切断装置からの、上記第１のコンベヤと連絡する別のコンベヤであってもよく、又は、手動での給送によって若しくは任意の他の従来の載置装置によって行われてもよい。物品をコンベヤ上に載置する方法は、物品境界検出が連続した物品間の移行地点を判定する最も効率的な方法に影響を及ぼす。
運搬手段は、任意のタイプの従来の運搬手段とすることができ、多くの場合、直列の複数のコンベヤであり、図１に示すように、第１のコンベヤ１Ａの入口から第２のコンベヤ１Ｂを介して第３のコンベヤ１Ｃの出口端までの製造ライン内でさらなるコンベヤと連絡することが好ましい。従来のコンベヤは例えば、一方向性コンベヤ、直線向きコンベヤ（図１、図２Ａ、及び図２Ｂを参照）、及びＶ字型コンベヤ（図３及び図５に示す）を含み得る。有利には、計量手段が、上記制御及び調整手段４が使用するための物品密度に関するデータを確定するために第１のコンベヤ１Ａの前に設けられてもよい。
部分カッターは、制御回路又はプロセッサである場合が多い制御及び調整手段４の制御下で動作し、走査手段２は、切断手段３のための制御及び調整手段４に、通常は、切断すべき物品１００の外形に関するデータ（図示の実施形態ではリングスキャナからの距離データ）であるデータを供給する。本発明の有利な実施形態では、走査手段はまた、当接している物品間の移行地点に関するデータも供給する。切断手段は、この実施形態では回転式鋸型ナイフであるが、他の従来の切断手段であってもよい。
図１では、リングスキャナ２は、基準地点に対する較正距離の相互関係により、センサのそれぞれから物品の表面上の対応するそれぞれの地点までの距離を検出することによって、上記製品の外形に関するデータセットを生成する。このデータセットは、図２Ａを参照すると、例えば、時間ｔ１にて走査されている物品１００の或る位置においてセンサ２２ａ、２２ｂ、...、２２ｎから取得される第１の距離データセットｄ１１、ｄ１２、ｄ１３、．．．、ｄ１ｎを含み、図２Ｂを参照すると、時間ｔ２にて走査されている物品１００の第２の位置において同じセンサから取得される第２の距離データセットｄ２１、ｄ２２、ｄ２３、．．．、ｄ２ｎを含み得る。図２Ａ及び図２Ｂから分かるように、各物品１００Ａの前端面１０２Ａは、有利には、運搬方向（矢印で示す）に対して垂直に予切断されてもよく、また、各物品の後端面１０３Ａよりも大きな断面積を有してもよく、それにより、当接している物品の支持効果が高まり、２つの物品１００間の移行地点の正確な判定が容易となる。
本発明の有利な実施形態では、物品間の移行地点は、走査手段からの少なくとも１つの検出された物品特徴から連続した物品データセットを供給し、第１のデータセットと第２のデータセットとの差の和である、２つの連続したデータセット間の略差を算出し、且つ、この算出された略差の１つが所定の閾値を超えている場合に２つの物品間の１つの移行地点の位置を求めることによって、判定され得る。略差と走査位置データとの相互関係は図６に示す。
部分カッターは、有利には、以下の式：
Σ△＝｜△１／ａ｜＋｜△２／ａ｜＋｜△３／ａ｜＋...＋｜△ｎ／ａ｜
（式中、ΣΔは略差であり、Δ１は走査手段内の第１のセンサからの第１の距離データとそれに続く第２の距離データとの差であり、「ｎ」は走査手段内のセンサの数であり、「ａ」は第１の距離データセットの位置と第２の距離データセットの位置との間の長さである）
によって、走査手段内の複数のセンサからの距離データを含む２つのデータセット間の略差を得る。
ΣΔ（必ずしも断面積における差についての測定値ではない）は、各物品１００に沿ったΣΔが移行地点におけるΣΔよりも小さいため、２つの物品１００間の移行地点の判定に用いられる。肉製品のタイプ、切断タイプ、物品コンシステンシー等の物品特徴に関する情報を得ていることによって、ΣΔの閾値Ｔが確定され、本発明による部分カッターに設定され得る（図６を参照）。連続した列状の第１の物品の測定は図６に示すＳで開始する。ΣΔが閾値Ｔを超える場合、移行地点はそのコンベヤ位置に対して判定され、ここでは、最も大きなΣΔは、ΣΔが閾値Ｔを超える位置からの所定距離内に見られた（図６を参照）。これらの頂点Ｂは、コンベヤ上での連続した流れの密接した物品における物品境界を示す。
物品が測定前に計量される場合、移行地点の概ねの位置が分かっているため、コンベヤ上での２つの当接している物品間の境界を求めるために閾値Ｔを知る必要はない。
図１、図２Ａ、図２Ｂ、及び図３では、物品は連続して互いに当接して載置され、当接している物品の長手方向と相互に位置合わせされている、すなわち直線に置かれている。代替的に、コンベヤの配置が許せば、物品は任意に、当接している物品の長手方向と相互に位置合わせしなくてもよい。コンベヤ上でのこのような物品配置の一例は図５に示す。この手法は、特に大きなΣΔの計算を可能にする。
ほぼ同じ形状及びサイズの端面１０２を有する物品１００が運搬方向に対してほぼ垂直に予切断されている場合、これにより、切断ユニット３における切断中、隣接した物品１００の良好な支持が行われるが、物品境界検出システムには物品境界が見えにくい可能性がある。２つの物品の端面のそれぞれが、当接している物品の端面とほぼ同じサイズ及び形状に切断される場合、２つの物品について走査されたデータはほぼ同じ距離データセットを含むことになる。この例では、移行地点の判定は、物品１００を相互に位置合わせせずに載置するか、又は、例えば図５に示すように端面の少なくとも１つが運搬方向に対して垂直な角度で載置されることによって容易になり得る。
運搬方向に対して垂直に予切断されているか、又は端面が運搬方向に対して垂直に載置されている可撓性物品を走査する場合、また、物品が比較的均一な端面断面積及び形状を有する場合、かかる物品又はかかる各物品の少なくとも１つの端面を、運搬方向に対して垂直な角度で載置することにより、有利には、移行地点にて比較的大きなΣΔを与えることによって移行地点の判定が容易となる。
物品が、例えば定サイズの円形、三角形、又は矩形の断面等のサイズの均一な形状に関して規則的な断面を有し、また、それぞれが、物品の長手方向軸に対して垂直に予切断されている上記物品が得た端面を有する場合、端面が運搬方向に垂直な角度にある状態で上記物品を運搬手段に載置することにより、この載置法はできる限り大きなΣΔの計算に至るため、移行地点の判定が容易となる。
物品境界に関するデータを走査手段に与えるために、移行マーカを代替的に又は付加的に用いてもよく、かかる移行マーカは、例えば、２つの物品間の挿入マーカとして用いられる箔又は特別に形成されたディスクとすることができ、ここでは、マーカは２つの製品の当接によって所定位置に保持される。マーカ付けは、例えば、物品が運搬手段に載置されるのと同時に又はその後で自動的に又は手動により行われ得る。
本発明は、以下によって例示され得る：
・走査レートは５０Ｈｚである。
・コンベヤ速度は１５０ｍｍ／秒である。
・これにより走査間が３ｍｍとなる。
・コンベヤの側縁からの所与の距離における物品の高さは例えば２０ｍｍである。
・コンベヤの側縁からの同じ距離における物品から３ｍｍ下の次の走査のところでは、高さは２２ｍｍである。
・これにより変化値Ｃ（変化率）：Ｃ＝｜（２２−２０）／３｜＝０．６７となる。
次に、互いに平行であるとともに、コンベヤの側縁から種々の異なる距離にある、コンベヤに平行な複数のラインを確定及び測定する。
全シフトはこれらのラインの変化値を加えることによって見つけることができる：
ΣＣ＝Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３＋．．．Ｃｎ
連続した物品間の境界を示すΣＣの値は、経験によって容易に見つけられ、特定のタイプの物品の他の特徴値とともに機械内に格納されることができる。
他の特徴を高さの代わりに又は高さに加えて用いることができる。
他のそのような特徴は、例えば、切断すべき物品の色、光反射率、又はこれらの２つの組み合わせ等とすることができる（図４を参照）。
また、高さは、種々の異なる方法で用いることができる。上記の相対変化が用いられる（図３、図５、及び図６を参照）。この変化は徴候があってもなくてもよい。走査ライン距離に対する適正な絶対変化及び相対変化は良好な性能を有して見られる。
上記例では、境界検出の計算は、平面走査装置からの走査データを参照して説明されている。しかしながら、ほとんどの用途では、リングスキャナが好ましいことを理解されたい。リングスキャナは、製品の周りを囲むとともにコンベヤ方向に対してほぼ垂直に測定するように配置された複数の距離センサを用いることによって製品の形状を測定するスキャナである。センサは、製品の周りに固定されてもよく又はその周りで揺動してもよい。かかる装置からの測定値は上述と同じように用いることができる。リングスキャナに対する「高さの測定値」は、物品の表面からセンサまでの距離である。
平面走査装置に対して、複数のラインが特定され、リングスキャナでの測定と同様に用いられることで、リングスキャナにおけるのと同じように「平面」スキャナにおいて境界を検出することができる。
本発明の一実施形態では、第２のコンピュータビジョン走査機能を、第２のコンピュータビジョンシステムを加えることによって、又は既存の走査システム内にその機能に加えることによって、既存の部分カッターに付け加えることができ、この機能は、切断すべき物品に従って長手方向に少なくとも１つの特徴を見つけること、及び、その少なくとも１つの特徴の大きなシフトを特定することである。この機能は、複数の長手方向ラインにおける物品の高さを測定することができる。大きなシフトがある場合、或る物品の終わりと次の物品の始まりとを意味する連続した物品間の境界を示す。これは、複数のライン内での走査ラインごとの高さの相対シフトを見つけること、及び、これらの相対数を加えることによって行われる（図６を参照）。
本明細書中でセンサに言及する際、任意のタイプのセンサが意図される。センサは、表面の特徴、特に、走査中の物品の表面上の照射された地点、ライン、又は他の種類の形状を検出することが可能な任意の装置とすることができる。
本発明を、いくつかの好適な実施形態を参照しながら上述してきた。しかしながら、本発明の多数の変形形態及び均等な実施形態を、添付の特許請求の範囲から逸脱せずに行ってもよいことを理解されたい。例えば、複数の平面スキャナは環状に配置されてリングスキャナを形成してもよい。
本発明を具現する部分カッターの斜視図である。 物品境界検出のために時間ｔ１にて測定手段によって走査されている物品の概略斜視図である。 物品境界検出のために時間ｔ２にて測定手段によって走査されている物品の概略斜視図である。 物品がＶ字型コンベヤ上で位置合わせされている、本発明の概略図である。 表面テクスチャが異なる物品の概略上面図である。 物品がＶ字型コンベヤ上で側方に相対配置されている、本発明の概略図である。 物品境界検出のための測定データを示す図である。

Claims (34)

  1. 食品等の物品を所定のサイズの切片に切断する方法であって、
    前記物品を運搬手段上に載置するステップと、
    前記運搬手段上で前記物品を測定手段に、また、該測定手段から切断手段に搬送するステップと、
    前記測定手段を用いて各物品の少なくとも１つの特徴を測定するステップと、
    前記物品を前記切断手段によって切断するステップと、
    前記測定された物品特徴に基づいて所定の製品切片を得るように、少なくとも１つの切断プロセスパラメータを制御及び調整するステップとを含み、
    前記物品は、前記運搬手段上に連続して本質的に互いに当接して載置されることを特徴とする、食品等の物品を所定のサイズの切片に切断する方法。
  2. 前記制御ステップは、物品境界検出を含み、前記運搬手段上での連続した物品間の移行地点は、前記少なくとも１つの測定された物品特徴に基づいている、請求項１に記載の方法。
  3. 前記物品境界検出は、前記少なくとも１つの測定された物品特徴から連続した物品データセットを受け取ること、及び、前記連続して当接している物品間の境界を特定するよう、前記受け取ったデータを分析することを含む、請求項２に記載の方法。
  4. 前記物品境界検出は、
    前記少なくとも１つの測定された物品特徴から連続した物品データセットを受け取ること、
    第１のデータセットと第２のデータセットとの差の和である、２つの連続したデータセット間の略差を算出すること、及び
    所定の閾値を超える前記算出された略差を特定することを含み、
    該特定された略差は、２つの物品間の１つの移行地点の位置を表す請求項３に記載の方法。
  5. 前記制御ステップは、
    Σ△＝｜△１｜+｜△２｜+｜△３｜+...+｜△ｎ｜
    （式中、ΣΔは略差であり、Δ１は前記測定手段内の第１のセンサからの第１の距離データとそれに続く第２の距離データとの差であり、「ｎ」はセンサの数である）
    によって得られる、前記測定手段内の１つ又は複数のセンサからの距離データを含む２つのデータセット間の略差を含む、請求項４に記載の方法。
  6. 前記制御ステップは、
    ΣΔ＝｜Δ１／ａ｜+｜Δ２／ａ+｜Δ３／ａ｜+...+｜Δｎ／ａ｜
    （式中、ΣΔは略差であり、Δ１は前記測定手段内の第１のセンサからの第１の距離データとそれに続く第２の距離データとの差であり、「ｎ」はセンサの数であり、「ａ」は第１の距離データセットの位置と第２の距離データセットの位置との間の長さである）
    によって得られる、前記測定手段内の１つ又は複数のセンサからの距離データを含む２つのデータセット間の略差を含む、請求項４に記載の方法。
  7. 前記測定手段は走査装置、好ましくはリングスキャナ（ring scanner）である、請求項１ないし６のいずれか一項に記載の方法。
  8. 前記測定手段は走査装置を含み、少なくとも１つの光源が、前記物品に向けて少なくとも１つの光線を発するように配置され、反射された光線が、該発せられた光線と該反射された光線との間に或る角度、通常は約３０°で配置されるセンサ手段によって検出される、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の方法。
  9. 前記発せられた少なくとも１つの光線は、前記物品の搬送方向に対してほぼ平行に向けられる、請求項８に記載の方法。
  10. 前記発せられた少なくとも１つの光線は、前記運搬手段を横断して向けられる、請求項８に記載の方法。
  11. 前記制御ステップは、前記運搬手段上の前記物品に沿ったライン特徴を表す物品特徴の少なくとも１つのリストを規定する測定値を編成すること、及び、前記リスト内の２つのデータセット間の前記略差を算出することを含み、該略差は、
    Σ△＝｜△１｜+｜△２｜+｜△３｜+...+｜△ｎ｜
    （式中、Σ△は略差であり、△１は前記物品特徴における第１のデータセットとそれに続く第２のデータセットとの差であり、「ｎ」はデータセットの数である）
    によって得られる、請求項８ないし１０のいずれか一項に記載の方法。
  12. 前記制御ステップは、前記運搬手段上の前記物品に沿ったライン特徴を表す物品特徴の少なくとも１つのリストを規定する測定値を編成すること、及び、前記リスト内の２つのデータセット間の前記略差を算出することを含み、該略差は、
    Σ△＝｜△１／ａ｜+｜△２／ａ｜+｜△３／ａ｜+...+｜△ｎ／ａ｜
    （式中、Σ△は略差であり、△１は前記物品特徴における第１のデータセットとそれに続く第２のデータセットとの差であり、「ｎ」はデータセットの数であり、「ａ」は第１のデータセットの位置と第２のデータセットの位置との間の長さである）
    によって得られる、請求項８ないし１０のいずれか一項に記載の方法。
  13. 前記少なくとも１つの測定される物品特徴は、前記物品の高さである、請求項８ないし１２のいずれか一項に記載の方法。
  14. 前記物品は、前記当接している物品の長手方向と位置合わせされる、請求項１ないし１３のいずれか一項に記載の方法。
  15. 前記物品は、前記当接している物品の長手方向に対して互いに相対配置される、請求項１ないし１３のいずれか一項に記載の方法。
  16. 前記運搬手段はＶ字型コンベヤである、請求項１ないし１５のいずれか一項に記載の方法。
  17. 測定前に前記物品を計量することを含む、請求項１ないし１６のいずれか一項に記載の方法。
  18. 移行マーカが前記物品間に挿入される、請求項１ないし１７のいずれか一項に記載の方法。
  19. 前記測定手段は、表面の色及び／又はテクスチャを検出すること、及び、該表面の色及び／又はテクスチャの変化を特定することを含む、請求項１ないし１８のいずれか一項に記載の方法。
  20. 食品等の物品を切片に切断する装置であって、
    上に載置された物品を測定手段に搬送して前記製品の少なくとも１つの特徴を検出するようにし、切断手段に前進させて前記物品を切片に切断するようにする運搬手段と、
    前記測定された物品特徴に基づいて所定の物品切片を得るように、少なくとも１つの切断プロセスパラメータを制御及び調整する制御手段とを備え、
    前記物品は、前記運搬手段上に連続して本質的に互いに当接して載置されることを特徴とする、食品等の物品を切片に切断する装置。
  21. 前記制御手段は、前記少なくとも１つの測定された物品特徴に基づいて２つの物品間の移行地点を求める物品境界検出手段を含む、請求項２０に記載の装置。
  22. 前記物品境界検出手段は、前記少なくとも１つの測定された物品特徴から連続した物品データセットを受け取ること、及び、前記連続して当接している物品間の境界を特定するよう、前記受け取ったデータを分析することを含む、請求項２１に記載の装置。
  23. 前記制御手段は、物品境界検出手段を含み、
    連続した製品データセットが前記少なくとも１つの検出された物品特徴から供給され、
    ２つの連続したデータセット間の略差が、第１のデータセットと第２のデータセットとの差の和として算出され、
    ２つの物品間の少なくとも１つの移行地点が、所定の閾値を超える前記算出された略差を特定することによって位置を求められる、請求項２２に記載の装置。
  24. 前記制御手段は、
    ΣΔ＝｜Δ１｜+｜Δ２｜+｜Δ３｜+...+｜Δｎ｜
    （式中、ΣΔは略差であり、Δ１は前記測定手段内のセンサ１からの第１の距離データとそれに続く第２の距離データとの差であり、「ｎ」はセンサの数である）
    によって、前記測定手段内の１つ又は複数のセンサからの距離データを含む２つのデータセット間の略差を有する、請求項２３に記載の装置。
  25. 前記制御手段は、
    ΣΔ＝｜Δ１／ａ｜＋｜Δ２／ａ｜+｜Δ３／ａ｜+...+｜Δｎ／ａ｜
    （式中、ΣΔは略差であり、Δ１は前記測定手段内の第１のセンサからの第１の距離データとそれに続く第２の距離データとの差であり、「ｎ」はセンサの数であり、「ａ」は第１の距離データセットの位置と第２の距離データセットの位置との間の長さである）
    によって、前記測定手段内の１つ又は複数のセンサからの距離データを含む２つのデータセット間の略差を有する、請求項２３に記載の装置。
  26. 前記測定手段は、外部及び／又は内部特徴等の表面の寸法、色、及び／又はテクスチャを測定する、リングスキャナ等の走査装置である、請求項２０ないし２５のいずれか一項に記載の装置。
  27. 前記測定手段は走査装置を含み、少なくとも１つの光源が、前記物品に向けて少なくとも１つの光線を発するように配置され、反射された光線が、該発せられた光線と前記センサ位置との間に或る角度、通常は約３０°で配置されるセンサ手段によって検出される、請求項２０ないし２２のいずれか一項に記載の装置。
  28. 前記発せられた少なくとも１つの光線は、前記物品の搬送方向に対して平行に向けられる、請求項２７に記載の装置。
  29. 前記発せられた少なくとも１つの光線は、前記運搬手段を横断して向けられる、請求項２７に記載の装置。
  30. 前記制御手段は、前記運搬手段上の前記物品に沿ったライン特徴を表す物品特徴の少なくとも１つのリストを規定する測定値を編成する手段と、前記リスト内の２つのデータセット間の前記略差を算出する手段とを備え、該略差は、
    ΣΔ＝｜Δ１｜+｜Δ２｜+｜Δ３｜+...+｜Δｎ｜
    （式中、ΣΔは略差であり、Δ１は前記物品特徴における第１のデータセットとそれに続く第２のデータセットとの差であり、「ｎ」はデータセットの数である）
    によって得られる、請求項２７ないし２９のいずれか一項に記載の装置。
  31. 前記制御手段は、前記運搬手段上の前記物品に沿ったライン特徴を表す物品特徴の少なくとも１つのリストを規定する測定値を編成する手段と、前記リスト内の２つのデータセット間の前記略差を算出する手段とを備え、該略差は、
    ΣΔ＝｜Δ１／ａ｜+｜Δ２／ａ｜+｜Δ３／ａ｜+...+｜Δｎ／ａ｜
    （式中、ΣΔは略差であり、Δ１は前記物品特徴における第１のデータセットとそれに続く第２のデータセットとの差であり、「ｎ」はデータセットの数であり、「ａ」は第１のデータセットの位置と第２のデータセットの位置との間の長さである）
    によって得られる、請求項２７ないし２９のいずれか一項に記載の装置。
  32. 前記運搬手段はＶ字型コンベヤである、請求項２０ないし３１のいずれか一項に記載の装置。
  33. 前記製品を計量する計量手段を備える、請求項２０ないし３２のいずれか一項に記載の装置。
  34. 前記物品間に移行マーカを挿入する手段を備える、請求項２０ないし３３のいずれか一項に記載の装置。
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