JP2023044192A - Food product slice device and food product slice method - Google Patents

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JP2023044192A JP2021152094A JP2021152094A JP2023044192A JP 2023044192 A JP2023044192 A JP 2023044192A JP 2021152094 A JP2021152094 A JP 2021152094A JP 2021152094 A JP2021152094 A JP 2021152094A JP 2023044192 A JP2023044192 A JP 2023044192A
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slicing
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啓輔 佐々木
Keisuke Sasaki
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Abstract

To provide a food product slice device and slice method which detect the position and the size of a food product and can smoothly discharge the food product even when the food product is sliced on an inclined surface.SOLUTION: A food product slice device 100a includes a feed conveyor 20 and a discharge conveyor 40 arranged along a conveyance path of a food product M, a rotated slice blade 60 arranged between the feed conveyor 20 and the discharge conveyor 40, a food product photographing part 30 for photographing the food product M on the feed conveyor 20, a food product detection part 35 which is configured of multilayer neural network, and inputs an image and detects the position and the size of the food product M, and a control part 37 for controlling a feed amount on the basis of the position and the size of the food product M, wherein the food product photographing part 30 photographs a post image after the plurality of food products M are mounted on the feed conveyor 20 so as to be adjacent to each other, and the food product detection part 35 detects the positions and the sizes of the respective food products M.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、各種の食品をスライスする食品スライス装置および食品スライス方法に関する。 The present invention relates to a food slicing device and a food slicing method for slicing various types of food.

食品スライス装置は、各種の食品を搬送する搬送コンベアの搬送側にスライス刃などの切断装置を配設し、搬送コンベアで送られた食品をスライスするようにしている。 A food slicing device has a cutting device such as a slicing blade on the transport side of a transport conveyor that transports various foods, and slices the food transported by the transport conveyor.

例えば、特許文献1(特開2004-90115号公報)には、スライス角度を調整しても、スライスした姿を崩すことなく、整列状態で排出できる食品スライス装置が記載されている。
特許文献1に記載の食品スライス装置は、食品送りコンベアと排出コンベアとの間に、下刃及び該下刃に摺接して回転し食品の搬送路を繰り返し横切るスライス刃を配備した食品スライス装置において、スライス刃及び下刃は共通の刃体収容ケースに収容され、該刃体収容ケースは送りコンベアに対して傾き可能に配設されるものである。送りコンベアに対する刃体収容ケースの角度を変えることにより、送りコンベアによって送り込まれる食品のスライス角度を変えることができる。刃体収容ケースの角度を変えても、送りコンベアと排出コンベアの位置関係は変わらず、食品をスライスした姿を崩すことなく排出コンベアに受け渡すことができる。
For example, Patent Literature 1 (Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2004-90115) describes a food slicing device that can discharge food in an aligned state without losing the sliced shape even if the slicing angle is adjusted.
The food slicing device described in Patent Document 1 is a food slicing device in which a lower blade and a slicing blade that rotates in sliding contact with the lower blade and repeatedly crosses a food conveying path are arranged between a food feeding conveyor and a discharge conveyor. , the slicing blade and the lower blade are housed in a common blade housing case, and the blade housing case is disposed so as to be tiltable with respect to the feed conveyor. By changing the angle of the blade housing case with respect to the feed conveyor, the slicing angle of the food fed by the feed conveyor can be changed. Even if the angle of the blade containing case is changed, the positional relationship between the feed conveyor and the discharge conveyor does not change, and the sliced food can be delivered to the discharge conveyor without losing its shape.

特許文献2(特開2009-178809号公報)には、魚体の切身の定量度を高める材料のスライス方法及びスライス装置が記載されている。
特許文献2に記載の材料のスライス方法及びスライス装置は、材料を切断受部側へ間欠的に送り込み、材料送りを停止している間に、該切断受部に近接して材料送り搬送経路を横切る切断刃によって材料をスライスする方法であって、切り分けた材料の排出側位置にて材料の切断面に向けて配備したカメラによって切断面を撮影し、その撮影画像に対して、予め設定された色で占める部分の画像面積を計測し、目標断面積或いはその補整値を前記画像断面積で除した値をベースにして切断毎の材料送り量を決定するものである。
Patent Document 2 (Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2009-178809) describes a material slicing method and a slicing apparatus that increase the degree of quantification of fish fillets.
The material slicing method and slicing device described in Patent Document 2 intermittently feeds the material to the cut receiving portion side, and while the material feeding is stopped, the material feed conveying path is moved close to the cut receiving portion. A method of slicing a material with a transverse cutting blade, in which the cut surface is photographed by a camera disposed toward the cut surface of the material at the discharge side position of the cut material, and the photographed image is set in advance The image area of the portion occupied by the color is measured, and the material feeding amount for each cutting is determined based on the value obtained by dividing the target cross-sectional area or its compensation value by the image cross-sectional area.

また、特許文献3(特開平9-300285号公報)には、硬い食品でも柔らかい食品でも所望の厚さに正確に切断する食品スライサが記載されている。
特許文献3に記載の食品スライサは、食品を切断厚さ分ずつ供給する供給コンベアを設け、供給コンベア前側の切断位置を通過する刃物を設け、供給コンベア上の食品が供給されて食品の前端が切断位置から突出する毎に、刃物が切断位置を通過して、切断位置から突出した食品の前端が刃物で切断される食品スライサにおいて、刃物は、切断位置に固定した固定刃と、切断位置を通過する可動刃からなり、固定刃と可動刃の間に、切断位置から突出した食品の前端が挟まれ、可動刃が固定刃に接触しつつ切断位置を通過する構成にしたものである。
In addition, Patent Document 3 (Japanese Laid-Open Patent Publication No. 9-300285) describes a food slicer that accurately cuts both hard and soft foods to a desired thickness.
The food slicer described in Patent Document 3 is provided with a feed conveyor that feeds food by the thickness of the cut, a blade that passes through the cutting position on the front side of the feed conveyor is provided, and the food on the feed conveyor is fed and the front end of the food is cut. In a food slicer in which a blade passes through the cutting position each time it protrudes from the cutting position and the front end of the food projecting from the cutting position is cut by the blade, the blade includes a fixed blade fixed at the cutting position and a cutting position. It consists of a passing movable blade, the front end of the food projecting from the cutting position is sandwiched between the fixed blade and the movable blade, and the movable blade passes through the cutting position while being in contact with the fixed blade.

さらに、特許文献4(特開2012-249606号公報)には、切り分けられる食品の切断面の歪みを抑え、切断面をきれいに仕上げると共に切断重量のバラツキを小さくできる食品切り分け装置が記載されている。
特許文献4に記載の食品切り分け装置は、食品を間欠的に搬送する送り機構と、前記送り機構の上方に配設され、食品を押さえ付ける上流側クランプ機構と、送り機構の下流側に配設され、食品をスライスする切断刃と、該切断刃を食品の搬送経路に出没可能に往復移動させる往復手段と、を有する切断ユニットと、該切断ユニットを切断刃の出没角度が可変となるように角度調節する角度調節手段と、を有する食品切り分け装置において、切断ユニットには、切断刃の下流側に接近して配設され、食品の搬送経路を挟んで切断刃とは逆側から出没して、食品を押さえるクランプ部と、該クランプ部を食品の搬送経路に向けて出没可能させるクランプ駆動部と、を具える下流側クランプ機構を有するものである。
Furthermore, Patent Document 4 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-249606) describes a food cutting apparatus capable of suppressing the distortion of the cut surface of food to be cut, finishing the cut surface neatly, and reducing variations in cutting weight.
The food cutting device described in Patent Document 4 includes a feeding mechanism that intermittently conveys food, an upstream clamping mechanism that is arranged above the feeding mechanism and holds down the food, and a downstream side of the feeding mechanism. a cutting unit having a cutting blade for slicing food and a reciprocating means for reciprocating the cutting blade so as to be able to appear and retract in the transportation path of the food; In the food cutting apparatus having angle adjusting means for adjusting the angle, the cutting unit is arranged close to the downstream side of the cutting blade, and appears and disappears from the side opposite to the cutting blade across the food conveying path. 1. A downstream side clamping mechanism comprising a clamping portion for holding food and a clamp driving portion for moving the clamping portion toward and away from the food conveying path.

また、食品を加工する前に食品の大きさを検出することは、例えば特許文献5(特開2014-068640号公報)に記載されている。
特許文献5の結球野菜の芯取り方法は、結球野菜を搭載するための受け皿を有するコンベアベルトで、芯取りしようとする結球野菜を搬送するに際し、コンベアベルト上に計測ブース、芯取りブースおよび分割ブースを進行方向に沿って順次配置し、前記計測ブースにおいて、結球野菜の芯の位置と、結球野菜自体の大きさとを、赤外線センサを使用してそれぞれ個別に測定するとともに、得られた個別のデータを演算して芯取りブースに供給し、供給されたデータに基づいて、芯取りブース内で結球野菜の芯を除去したのち、分割ブースに芯取りされた結球野菜を送り、少なくとも2分割以上に分割するものである。
Further, detecting the size of food before processing the food is described in Patent Document 5 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-068640), for example.
The method for centering vegetable heads of Patent Document 5 is a conveyer belt having a tray for mounting the vegetable head, and when conveying the vegetable head to be cored, a measuring booth, a centering booth and a division are placed on the conveyor belt. The booths are arranged sequentially along the direction of travel, and in the measurement booth, the position of the core of the vegetable head and the size of the vegetable head itself are individually measured using an infrared sensor, and the obtained individual Data is calculated and supplied to a centering booth, and after removing the core of the headed vegetable in the centering booth based on the supplied data, the centered headed vegetable is sent to a division booth and divided into at least two or more. is divided into

特開2004-90115号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-90115 特開2009-178809号公報JP 2009-178809 A 特開平9-300285号公報JP-A-9-300285 特開2012-249606号公報JP 2012-249606 A 特開2014-068640号公報JP 2014-068640 A

とんかつなどの食品のスライス装置では、通常、送りコンベア上の食品を複数のスライス片にスライスし排出コンベアに排出するが、食品の最後のスライス片がスムーズに排出されず、例えばスライス片が裏返った状態、または傾いた状態で排出されることがある。特に食品を厚み方向に対して傾斜した面でスライスした場合、搬送される食品のうち最後のスライス片がスムーズに排出されないことが多い。この場合には、作業者が食品ごとに全てのスライス片を集めてスライス片を本来の整列状態に戻す必要がある。しかしながら、排出されない最後のスライス片は、回転するスライス刃の近くに残るため、作業者は危険のため手でとることができないという問題があった。
そこで、食品の最後のスライス片をスムーズに排出するためには、複数の食品を搬送経路方向において互いに隣接した状態で送りコンベア上に載置し、複数の食品のうち搬送方向の下流に載置された食品の最後のスライス片(切れ端)を次にスライスする食品で押し出し、連続的に排出することが望ましい。
In a food slicing device such as pork cutlet, the food on the feed conveyor is usually sliced into a plurality of slices and discharged to the discharge conveyor, but the last slice of the food is not discharged smoothly, for example, the slice turns over. It may be ejected in a state or tilted. In particular, when the food is sliced on a surface that is inclined with respect to the thickness direction, the last sliced piece of the food that is conveyed is often not discharged smoothly. In this case, it is necessary for the operator to collect all the slices for each food item and return the slices to their original alignment. However, since the last undischarged slice remains near the rotating slicing blade, there is a problem that the operator cannot remove it by hand due to danger.
Therefore, in order to smoothly discharge the last slice of food, a plurality of foods are placed on the feed conveyor in a state adjacent to each other in the conveying path direction, and are placed downstream of the plurality of foods in the conveying direction. It is desirable to extrude the last slice (offcut) of the sliced food product with the next food product to be sliced and discharge continuously.

一方、食品のスライス装置では食品の分割を食品の大きさに合わせて行う必要がある。また、実際に食品をスライス刃でスライスするにあたっては、送りコンベア上の食品の位置を検出し、適切な食品の送り量を決定する必要がある。
このためには、送りコンベア上の食品の画像を撮影し、撮影した画像から食品の位置と大きさとを検出することが考えられるが、複数の食品が搬送経路方向において互いに隣接した状態で配置されている場合、例えば色の違いでは、食品とその他の部分との境界は容易に検出できても、それぞれの食品の間の境界を検出することは困難である。
On the other hand, the food slicing device needs to divide the food according to the size of the food. In addition, when actually slicing food with a slicing blade, it is necessary to detect the position of the food on the feed conveyor and determine an appropriate feeding amount of the food.
For this purpose, it is conceivable to take an image of the food on the feed conveyor and detect the position and size of the food from the taken image. In the case of color differences, for example, it is difficult to detect the boundaries between each food item, even though the boundaries between the food items and other parts can be easily detected.

また、食品の形状が略長方形であれば、食品を均一間隔でスライスすることによって各スライス片の面積を略同一にすることができる。しかし、とんかつなどの食品では、食品の形状が略三角形である場合、または一方の端部の幅が細くなっている場合がある。このような場合には、食品を均一間隔でスライスすると、各スライス片の面積が大きく異なる。
熟練した作業者が食品を包丁でスライスする場合には、食品の形状によってスライスする位置を調整する場合があるが、従来の食品スライス装置では食品の形状によってスライスする位置を調整することはできなかった。
Also, if the shape of the food is substantially rectangular, the area of each slice can be made substantially the same by slicing the food at regular intervals. However, foods such as tonkatsu may have a substantially triangular shape, or may have a narrow width at one end. In such a case, if the food is sliced at even intervals, the area of each sliced piece will vary greatly.
When a skilled worker slices food with a kitchen knife, the slicing position may be adjusted according to the shape of the food. rice field.

特許文献1に記載の食品スライス装置では、押えコンベアを備え、食品を送りコンベアと押えコンベアとで挟むことで、食品の最後のスライス片をスムーズに排出するようにしている。
しかし、食品を厚み方向に対して傾斜した面でスライスした場合には、押えコンベアのスライス刃側の端部が送りコンベアの端部から搬送経路方向において離間するため、食品を隣接する食品無しでスライスした場合には、食品の最後のスライス片をスムーズに排出できないという課題があった。
また、特許文献1に記載の食品スライス装置には、食品の位置および大きさを検出する手段は記載されていない。
The food slicing device described in Patent Document 1 is provided with a pressing conveyor, and the food is sandwiched between the feed conveyor and the pressing conveyor, thereby smoothly discharging the final slice of the food.
However, when the food is sliced on a surface that is inclined with respect to the thickness direction, the end of the holding conveyor on the slicing blade side is separated from the end of the feed conveyor in the conveying path direction, so the food is sliced without adjacent food. In the case of slicing, there is a problem that the final slice of food cannot be discharged smoothly.
In addition, the food slicing device described in Patent Document 1 does not describe means for detecting the position and size of the food.

特許文献2に記載のスライス装置では、スライスする食品のスライス断面を撮影し、スライス断面積に合わせて送り量を制御することで、魚体の切身の定量度を高めている。しかし、特許文献2には、食品の最後のスライス片をスムーズに排出する手段は記載されていない。
また、特許文献2に記載のスライス装置では、魚体の切身の定量度をより高めるという点では好適であるが、スライスするたびにスライス断面を撮影して送り量を決定する必要があるため、スライスに時間がかかるとの課題もある。
In the slicing apparatus described in Patent Document 2, the slice cross section of the food to be sliced is photographed, and the feeding amount is controlled according to the slice cross section area, thereby increasing the degree of quantification of fish fillets. However, Patent Document 2 does not describe means for smoothly discharging the last slice of food.
In addition, the slicing apparatus described in Patent Document 2 is suitable in terms of increasing the degree of quantification of fish fillets, but it is necessary to photograph the slice cross section each time slicing to determine the feed amount. There is also the issue that it takes time to

特許文献3および特許文献4に記載のスライス装置は、硬い食品でも柔らかい食品でも所望の厚さに正確に切断する、あるいは、切断面をきれいに仕上げるスライス装置の発明であって、特許文献3および特許文献4には、食品の最後のスライス片をスムーズに排出する、あるいは、切断する食品の位置および大きさを検出する手段は記載されていない。 The slicing devices described in Patent Documents 3 and 4 are inventions of slicing devices that accurately cut both hard and soft foods to a desired thickness or finish the cut surface neatly. Document 4 does not describe means for smoothly ejecting the last slice of food or detecting the position and size of the food to be cut.

特許文献5に記載の結球野菜の芯取り方法では、計測ブースにおいて、結球野菜の芯の位置と、結球野菜自体の大きさとを、赤外線センサを使用してそれぞれ個別に測定することが記載されている。
特許文献5に記載の測定方法では、被測定物(食品)と背景との明暗差がはっきりしていれば食品の位置と大きさを検出することは可能であるが、複数の食品が搬送経路方向において互いに隣接した状態で配置されている場合には、食品と食品との境界を検出することは困難である。
In the method for removing the core of the headed vegetable described in Patent Document 5, it is described that the position of the core of the headed vegetable and the size of the headed vegetable itself are individually measured using an infrared sensor in a measurement booth. there is
In the measurement method described in Patent Document 5, it is possible to detect the position and size of food if the difference in brightness between the object to be measured (food) and the background is clear. It is difficult to detect food-food boundaries when they are placed adjacent to each other in a direction.

本発明の主な目的は、食品の位置と大きさとを検出してスライスする食品の送り量を自動的に制御するとともに、食品を厚み方向に対して傾斜した面でスライスした場合にも、食品の最後のスライス片を含めて、スライスした姿勢を崩さずにスムーズに排出することのできる食品スライス装置および食品スライス方法を提供することにある。
本発明のその他の目的は、食品の形状が略長方形でない場合にも各スライス片の面積を略同一にすることのできる食品スライス装置および食品スライス方法を提供することにある。
本発明のその他の目的は、複数の種類の食品を混在して投入しても食品毎にスライスし分けることができる食品スライス装置および食品スライス方法を提供することにある。
The main object of the present invention is to detect the position and size of the food and automatically control the feed amount of the food to be sliced. To provide a food slicing device and a food slicing method capable of smoothly discharging the food including the last sliced piece without changing the slicing posture.
Another object of the present invention is to provide a food slicing apparatus and a food slicing method that can make the area of each slice piece substantially the same even if the shape of the food is not substantially rectangular.
Another object of the present invention is to provide a food slicing apparatus and a food slicing method capable of slicing each food separately even if a plurality of types of food are mixed.

(1)
一局面に従う食品スライス装置は、複数の食品を搬送しながら食品の搬送方向と交差する方向で食品を複数のスライス片にスライスする食品スライス装置であって、食品の搬送経路に沿って配設された送りコンベアおよび排出コンベアと、送りコンベアと排出コンベアとの間に形成された隙間に配設された、下刃および回転し搬送経路を横切るスライス刃と、送りコンベア上の複数の食品の画像を撮影する食品撮影部と、多層ニューラルネットワークで構成され、画像から1つまたは複数の食品を検出する食品検出部と、食品の位置および大きさに基づいて食品の送り量を制御する制御部と、を含み、多層ニューラルネットワークは物体の領域とクラスとを検出できるように構成され、食品撮影部は、送りコンベア上に搬送経路方向において互いに隣接して載置された複数の食品の画像を撮影し、多層ニューラルネットワークは、隣接して載置された複数の食品からそれぞれの食品の位置と大きさとを特定する。
(1)
A food slicing device according to one aspect is a food slicing device that slices food into a plurality of slices in a direction that intersects the direction in which food is conveyed while conveying a plurality of foods, and is arranged along a food conveying route. a feed conveyor and a discharge conveyor, a lower blade and a rotating slicing blade disposed in a gap formed between the feed conveyor and the discharge conveyor, and a plurality of food items on the feed conveyor; a food imaging unit for photographing, a food detection unit configured by a multi-layered neural network and detecting one or more foods from an image, a control unit for controlling the feeding amount of the food based on the position and size of the food, , the multi-layer neural network is configured to detect the region and class of the object, and the food imaging unit captures images of a plurality of foods placed adjacent to each other in the conveying path direction on the feed conveyor. A multi-layer neural network identifies the position and size of each food item from a plurality of adjacently placed food items.

一局面に従う食品スライス装置では、食品撮影部で撮影した食品の画像から食品の位置と大きさとを検出し、検出した食品の位置と大きさとに基づいて、スライス刃と食品のスライスすべき位置との間の距離を算出し、算出した距離の分、送りコンベアを制御して順次食品を送り出し、スライス刃で食品をスライスすることができる。
また、複数の食品を送りコンベア上に搬送経路方向において互いに隣接して載置した状態で食品をスライスし、最後のスライス片を次にスライスする食品で押し出し、排出することによって、食品の最後のスライス片を含めて、スライスした姿を崩さずにスムーズに排出する必要がある。特に、スライス刃に角度を付けた場合は、押えコンベアで十分に食品を押さえることができないので、次にスライスする食品で押し出すことになる。しかし、この場合、複数の食品が搬送経路方向において互いに隣接するため、それぞれの食品の位置と大きさとを検出することが困難となる。
一局面に従う食品スライス装置では、1つの画像の中にある複数の物体のそれぞれの座標と大きさを直接予測することのできる多層ニューラルネットワークを、食品検出部に用いることによって、複数の食品が互いに隣接して載置されていても、それぞれ一の食品の位置と大きさとの検出を可能にしている。食品検出部の多層ニューラルネットワークは、複数の隣接した食品の群から、それぞれ一つの食品の位置と大きさを特定する。そして、食品検出部は、特定を同時に複数行うことができ、複数の隣接した食品の群からそれぞれの食品の位置と大きさを同時に検出してもよい。
なお、例えば、一度に撮影される隣接する複数の食品が3個の場合、食品が送りコンベア上で1個分移動するたびに画像を撮影し、各画像の中央の食品の位置と大きさだけを検出してもよい。あるいは1枚の画像から複数の食品の位置と大きさを検出し、検出した個数分移動するたびに画像を撮影するようにしてもよい。
または、送りコンベア上の食品を動画として撮影し、撮影した動画により連続的に検出するようにしてもよい。
また、複数の食品を搬送経路方向において互いに隣接して載置するため、食品を連続載置することが可能となり、作業効率を向上させることができる。
食品検出部に用いる多層ニューラルネットワークとしては、複数の物体が含まれている画像から、それぞれの物体の領域とクラスとを検出できるものであればよい。例えば、Mask R-CNN、またはYOLOシステム(you only look once)などが使用可能である。
In the food slicing device according to one aspect, the position and size of the food are detected from the image of the food photographed by the food photographing unit, and based on the detected position and size of the food, the slicing blade and the position where the food should be sliced are determined. The distance between the two is calculated, the feed conveyor is controlled to sequentially feed the food by the calculated distance, and the food can be sliced by the slicing blade.
In addition, the food is sliced while a plurality of foods are placed adjacent to each other in the conveying path direction on a feed conveyor, and the last sliced piece is pushed out by the food to be sliced next, and is discharged. It is necessary to discharge smoothly without breaking the sliced form including the sliced piece. In particular, when the slicing blade is angled, the food cannot be sufficiently pressed down by the pressing conveyor, so the next food to be sliced pushes it out. However, in this case, since a plurality of food items are adjacent to each other in the conveying route direction, it becomes difficult to detect the position and size of each food item.
In the food slicing device according to one aspect, multiple food products are sliced together by using a multilayer neural network in the food detection unit that can directly predict the coordinates and sizes of each of multiple objects in one image. It allows detection of the position and size of each food item, even when placed next to each other. A multi-layered neural network of the food detector identifies the location and size of each food item from a group of adjacent food items. The food detection unit can simultaneously perform a plurality of identifications, and may simultaneously detect the position and size of each food from a plurality of adjacent food groups.
In addition, for example, when there are three adjacent foods that are photographed at one time, an image is photographed each time the food moves on the feed conveyor by one piece, and only the position and size of the food in the center of each image is photographed. may be detected. Alternatively, the positions and sizes of a plurality of food items may be detected from one image, and an image may be captured each time the food item moves by the detected number.
Alternatively, the food on the feed conveyor may be photographed as a moving image, and detected continuously from the photographed moving image.
In addition, since a plurality of food items are placed adjacent to each other in the transport path direction, the food items can be successively placed, thereby improving work efficiency.
A multi-layer neural network used in the food detection unit may be any one that can detect the region and class of each object from an image containing a plurality of objects. For example, Mask R-CNN or the YOLO system (you only look once) can be used.

(2)
第2の発明にかかる食品スライス装置は、一局面に従う食品スライス装置において、送りコンベアの上部に押えコンベアをさらに備え、食品をスライスするために、送りコンベアと押えコンベアとではさんだ状態で送り出してもよい。
(2)
A food slicing apparatus according to a second aspect of the present invention is a food slicing apparatus according to one aspect, further comprising a holding conveyor above the feeding conveyor, and for slicing the food, the food can be fed while sandwiched between the feeding conveyor and the holding conveyor. good.

この場合、食品の厚みによらず食品を安定して押圧することにより、食品のスライス位置の精度を向上させることができる。 In this case, by stably pressing the food regardless of the thickness of the food, the precision of the slicing position of the food can be improved.

(3)
第3の発明にかかる食品スライス装置は、一局面または第2の発明にかかる食品スライス装置において、スライス刃および下刃は刃体収容ケースに収容され、刃体収容ケースは送りコンベアの搬送方向に対して鉛直方向に対する傾き角度が調節可能に配設されてもよい。
(3)
A food slicing device according to a third aspect of the invention is the food slicing device according to one aspect or the second aspect of the invention, wherein the slicing blade and the lower blade are housed in a blade housing case, and the blade housing case extends in the conveying direction of the feed conveyor. On the other hand, the inclination angle with respect to the vertical direction may be arranged so as to be adjustable.

この場合、刃体収容ケースの傾き角度を調整することで、食品のスライス面の搬送経路方向に対する角度を容易に調整することができる。
なお、刃体収容ケースの傾き回転中心が下刃の切刃エッジの近傍に位置していると、刃体収容ケースの傾き角度を変えても下刃の切刃エッジと送りコンベアとの位置関係がほとんど変わらないため、食品がスライスした姿を崩さずにスムーズに排出コンベアへ受け渡され、好ましい。
In this case, by adjusting the inclination angle of the blade housing case, the angle of the sliced surface of the food with respect to the direction of the conveying path can be easily adjusted.
If the tilt rotation center of the blade housing case is positioned near the cutting edge of the lower blade, the positional relationship between the cutting edge of the lower blade and the feed conveyor will remain unchanged even if the tilt angle of the blade housing case is changed. is almost unchanged, the food can be smoothly delivered to the discharge conveyor without losing its sliced form, which is preferable.

(4)
第4の発明にかかる食品スライス装置は、一局面から第3の発明にかかる食品スライス装置において、食品は、シート状の肉片の周囲に衣が付けられた加工食品であってもよい。
(4)
A food slicing device according to a fourth aspect of the present invention is a food slicing device according to the first aspect to the third aspect of the invention, wherein the food may be a processed food in which batter is applied around a sheet-like piece of meat.

この場合、仕様に合わせて加工食品を自動的にかつ迅速にスライスし、スライスした姿を崩さずにスムーズに排出コンベアへ受け渡すことができる。なお、加工食品としては、例えば、とんかつ、チキンカツ、コロッケなどが挙げられる。 In this case, the processed food can be automatically and quickly sliced according to the specifications, and can be smoothly delivered to the discharge conveyor without breaking the sliced shape. Examples of processed foods include pork cutlet, chicken cutlet, and croquette.

(5)
第5の発明にかかる食品スライス装置は、一局面から第3の発明にかかる食品スライス装置において、食品は、略シート状の肉製品であってもよい。
(5)
A food slicing device according to a fifth aspect of the invention is the food slicing device according to the first aspect to the third aspect of the invention, wherein the food may be a substantially sheet-like meat product.

この場合、仕様に合わせて略シート状の肉製品を自動的にかつ迅速にスライスし、スライスした姿を崩さずにスムーズに排出コンベアへ受け渡すことができる。 In this case, the substantially sheet-shaped meat product can be automatically and quickly sliced according to the specifications, and can be smoothly delivered to the discharge conveyor without breaking the sliced shape.

(6)
第6の発明にかかる食品スライス装置は、一局面から第5の発明にかかる食品スライス装置において、多層ニューラルネットワークの教師データは食品の種類ごとに複数、別々の教師データとして用意され、食品検出部は、食品の位置および大きさに加えて、食品の種類を特定し、制御部は、食品の位置、大きさ、および種類に基づいて食品の送り量を制御してもよい。
(6)
A food slicing device according to a sixth aspect of the invention is the food slicing device according to the first aspect to the fifth aspect of the invention, wherein the teacher data for the multi-layer neural network is prepared as separate teacher data for each type of food, and the food detection unit may specify the type of food in addition to the location and size of the food, and the control unit may control the feeding amount of the food based on the location, size and type of the food.

これにより、複数の種類の食品を混在して食品スライス装置に投入した場合にも、予め食品ごとに設定されたスライス方法によって食品をスライスすることができる。
例えば販売用の弁当に入れる多数のとんかつとコロッケとをスライスする場合、従来の食品スライス装置では、まず食品スライス装置をとんかつ用に設定し必要数とんかつをスライスした後、食品スライス装置の設定をコロッケ用に変更し、コロッケをスライスする必要があった。
この場合、スライスしたコロッケの準備ができるまでは弁当を完成させることができないため、スライスしたとんかつを仮置きするスペースが必要であった。
これに対して、第6の発明にかかる食品スライス装置では、例えば、とんかつとコロッケとを交互にスライス装置に投入することによって、スライス装置から排出された、スライスしたとんかつとコロッケとを弁当に入れ、順次弁当を完成することができ、スライスしたとんかつを仮置きするスペースが必要なくなる。
As a result, even when a plurality of types of food are mixed and put into the food slicing device, the food can be sliced by a slicing method preset for each food.
For example, when slicing a large number of tonkatsu and croquettes to be put into a lunch box for sale, a conventional food slicing device first sets the food slicing device for tonkatsu, slices the required number of tonkatsu, and then changes the settings of the food slicing device to croquettes. and had to slice the croquettes.
In this case, the lunch box cannot be completed until the sliced croquette is ready, so a space for temporarily placing the sliced pork cutlet is required.
On the other hand, in the food slicing apparatus according to the sixth invention, for example, by alternately throwing pork cutlets and croquettes into the slicing apparatus, the sliced pork cutlets and croquettes discharged from the slicing apparatus are put into lunch boxes. , the lunch box can be completed sequentially, and the space for temporarily placing the sliced pork cutlet is not required.

(7)
第7の発明にかかる食品スライス装置は、一局面から第5の発明にかかる食品スライス装置において、多層ニューラルネットワークの教師データは食品の種類ごとに複数、別々の教師データとして用意され、食品検出部は、食品の位置および大きさに加えて、食品の種類を特定し、制御部は、食品の種類が設定された食品と異なる場合に報知するようにしてもよい。
(7)
A food slicing apparatus according to a seventh aspect is the food slicing apparatus according to the first aspect to the fifth aspect, wherein the teacher data for the multi-layer neural network are prepared as separate teacher data for each type of food, and the food detection unit specifies the type of food in addition to the position and size of the food, and the control unit may notify when the type of food is different from the set food.

この場合、例えば食品の種類としてチキンカツが設定されていて実際に撮影された食品が唐揚げであった場合には、食品の設定が間違っていることを作業者に報知することができる。作業者に報知する方法としては、例えば画面表示、またはブザー音での報知などが使用可能である。 In this case, for example, if chicken cutlet is set as the type of food and the food that is actually photographed is fried chicken, the operator can be notified that the setting of the food is incorrect. As a method of notifying the operator, for example, screen display or notification by buzzer sound can be used.

(8)
第8の発明にかかる食品スライス装置は、一局面から第5の発明にかかる食品スライス装置において、多層ニューラルネットワークの教師データは食品の形状ごとに複数種類、別々の教師データとして用意され、食品検出部は、食品の位置および大きさに加えて、食品の形状を検出し、制御部は、食品の位置、大きさ、および形状に基づいて食品の送り量を制御してもよい。
(8)
A food slicing apparatus according to an eighth aspect of the invention is the food slicing apparatus according to the first aspect to the fifth aspect of the invention, wherein a plurality of types of teacher data for the multi-layer neural network are prepared as separate teacher data for each shape of the food, and the food is detected. The unit may detect the shape of the food in addition to the position and size of the food, and the control unit may control the feeding amount of the food based on the position, size and shape of the food.

食品検出部で食品の位置と大きさとを検出し、検出結果に基づいて食品をスライスした場合、スライスした食品の搬送経路方向の長さは均一になる。しかし、とんかつなどの食品では、食品の形状が略三角形である場合、または一方の端部の幅が細くなっている場合がある。このような場合には、食品を均一間隔でスライスすると、各スライス片の面積が大きく異なる。
熟練した作業者が食品を包丁でスライスする場合には、食品の形状によってスライスする位置を調整する場合があるが、従来の食品スライス装置では食品の形状によってスライスする位置を調整することはできなかった。
第8の発明にかかる食品スライス装置では、食品の形状ごとに複数種類、別々の教師データを用意し、それらの教師データを用いて多層ニューラルネットワークを学習させることで、食品検出部に食品の形状がどの教師データの形状に類似しているかを検出させる。そして、例えば、撮影した食品が、一方の端部の幅が細くなっている教師データに類似していると検出された場合には、一方の端部側のスライス間隔を他方の端部側に比べて大きくなるように制御することにより、食品を購入するお客様の満足度を高めることができる。
When the food detection unit detects the position and size of the food and slices the food based on the detection results, the length of the sliced food in the conveying path direction becomes uniform. However, foods such as tonkatsu may have a substantially triangular shape, or may have a narrow width at one end. In such a case, if the food is sliced at even intervals, the area of each sliced piece will vary greatly.
When a skilled worker slices food with a kitchen knife, the slicing position may be adjusted according to the shape of the food. rice field.
In the food slicing device according to the eighth invention, a plurality of types of separate training data are prepared for each food shape, and the training data are used to learn a multi-layer neural network, thereby allowing the food detection unit to detect the shape of the food. is similar to the shape of training data. Then, for example, when it is detected that the photographed food is similar to the teacher data in which the width at one end is narrow, the slice interval at one end is shifted to the other end. It is possible to increase the satisfaction of the customer who purchases the food by controlling it to be larger than the food.

(9)
第9の発明にかかる食品スライス装置は、一局面から第8の発明にかかる食品スライス装置において、さらに、食品の排出側に配置される切断面撮影部、および切断面検出部を備え、切断面撮影部は食品の切断面を撮影し、切断面検出部は切断面の撮影画像を用いて切断面の面積、および/または脂身の部分と赤身の部分との割合を計算し、食品の送り量が切断面の面積、および/または脂身の部分と赤身の部分との割合に応じて調整されてもよい。
(9)
A food slicing device according to a ninth aspect of the present invention is the food slicing device according to one aspect to the eighth aspect of the invention, further comprising a cut surface imaging unit and a cut surface detection unit arranged on the food discharge side, The imaging unit photographs the cut surface of the food, and the cut surface detection unit calculates the area of the cut surface and/or the ratio of the fat portion and the lean portion using the photographed image of the cut surface, and determines the feed amount of the food. may be adjusted according to the area of the cut surface and/or the ratio of the fat portion to the lean portion.

例えば食品スライス装置でトンカツを切断する場合、トンカツの切断面を撮影し、脂身が多く赤身が少ない場合に食品の送り量を多くして、スライス片ごとの赤身の重量を均等になるようにすることができる。また、切断面の面積に応じて食品の送り量を調整し、スライス片ごとの重量またはサイズが均等になるようにしてもよいし、カロリー等の栄養要素が均等になるようにしてもよい。また、食品Mの切断面を撮影することにより、押えコンベアの押え力または高さを変えてもよい。
また、食品の切断面の撮影画像の色、形状等により、その食品が傷んでいるかどうかを判断することもできる。したがって、食品スライス装置に、食品が傷んできたらブザー音などで作業者に報知するとの機能を追加してもよい。
For example, when cutting pork cutlet with a food slicing device, the cut surface of the pork cutlet is photographed, and if there is a lot of fat and little red meat, the amount of food fed is increased to equalize the weight of the lean meat for each slice. be able to. Also, the feeding amount of the food may be adjusted according to the area of the cut surface so that the weight or size of each slice may be uniform, or nutritional factors such as calories may be uniform. Also, by photographing the cut surface of the food M, the pressing force or height of the pressing conveyor may be changed.
Also, it is possible to determine whether the food is spoiled by the color, shape, etc. of the photographed image of the cut surface of the food. Therefore, the food slicing device may be added with a function of notifying the operator by a buzzer sound or the like when the food is spoiled.

(10)
他の局面に従う食品スライス方法は、送りコンベア上に複数の食品を搬送経路方向において互いに隣接して載置する載置工程と、複数の食品の画像を撮影する撮影工程と、画像のデータを多層ニューラルネットワークに入力し、画像から食品の位置および大きさを検出する検出工程と、食品の位置および大きさに基づいて食品の送り量を制御する送り制御工程と、回転し搬送経路を横切るスライス刃で食品をスライスするスライス工程と、を含み、多層ニューラルネットワークは物体の領域とクラスとを検出できるように構成され、検出工程は、複数の食品が隣接して載置された画像から、1つまたは複数の食品の位置と大きさとを検出する。
(10)
A food slicing method according to another aspect includes a placing step of placing a plurality of foods on a feed conveyor adjacent to each other in the direction of a conveying route, a photographing step of photographing images of the plurality of foods, and multi-layering of image data. A detection process of inputting to a neural network and detecting the position and size of the food from the image, a feed control process of controlling the feeding amount of the food based on the position and size of the food, and a slicing blade that rotates and crosses the conveying path a slicing step of slicing the food product with a multi-layer neural network configured to detect regions and classes of objects, the detecting step comprising: Or detect the positions and sizes of a plurality of food items.

この場合、複数の食品を送りコンベア上に搬送経路方向において互いに隣接して載置した状態で食品をスライスし、最後のスライス片を次にスライスする食品で押し出し、排出することによって、食品の最後のスライス片を含めて、複数のスライス片をスライスした姿を崩さずにスムーズに排出することができる。
また、物体の領域とクラスとを検出できる多層ニューラルネットワークを用いることによって、複数の食品を互いに隣接して載置した画像から、食品の位置と大きさを検出することができる。
In this case, the food is sliced while the food is placed adjacent to each other in the conveying path direction on the feed conveyor, and the last sliced piece is pushed out by the food to be sliced next and discharged, whereby the final food is discharged. It is possible to smoothly discharge a plurality of sliced pieces including the sliced piece without breaking the sliced shape.
In addition, by using a multi-layer neural network capable of detecting regions and classes of objects, it is possible to detect the position and size of food items from an image in which a plurality of food items are placed adjacent to each other.

(11)
第11の発明にかかる食品スライス方法は、他の局面に従う食品スライス方法において、多層ニューラルネットワークの教師データは食品の種類ごとに複数、別々の教師データとして用意され、検出工程は、食品の位置および大きさに加えて、食品の種類を特定し、送り制御工程は、食品の位置、大きさ、および種類に基づいて食品の送り量を制御してもよい。
(11)
A food slicing method according to an eleventh aspect of the present invention is a food slicing method according to another aspect, wherein the teacher data for the multi-layer neural network are prepared as separate teacher data for each type of food, and the detection step includes detecting the position of the food and In addition to size, the type of food item may be specified and the feed control step may control the amount of food item feed based on the location, size and type of food item.

これにより、複数の種類の食品を混在して食品スライス装置に投入した場合にも、予め食品ごとに設定されたスライス方法によって食品をスライスすることができる。
例えば販売用の弁当に入れる多数のとんかつとコロッケとをスライスする場合、従来の食品スライス装置では、まず食品スライス装置をとんかつ用に設定し必要数とんかつをスライスした後、食品スライス装置の設定をコロッケ用に変更し、コロッケをスライスする必要があった。
この場合、スライスしたコロッケの準備ができるまでは弁当を完成させることができないため、スライスしたとんかつを仮置きするスペースが必要であった。
これに対して、第11の発明にかかる食品スライス方法では、例えば、とんかつとコロッケとを交互にスライス装置に投入することによって、スライス装置から排出された、スライスしたとんかつとコロッケとを弁当に入れ、順次弁当を完成することができ、スライスしたとんかつを仮置きするスペースが必要なくなる。
As a result, even when a plurality of types of food are mixed and put into the food slicing device, the food can be sliced by a slicing method preset for each food.
For example, when slicing a large number of tonkatsu and croquettes to be put into a lunch box for sale, a conventional food slicing device first sets the food slicing device for tonkatsu, slices the required number of tonkatsu, and then changes the settings of the food slicing device to croquettes. and had to slice the croquettes.
In this case, the lunch box cannot be completed until the sliced croquette is ready, so a space for temporarily placing the sliced pork cutlet is required.
On the other hand, in the food slicing method according to the eleventh aspect of the present invention, for example, the pork cutlet and the croquette are alternately put into the slicing device, and the sliced pork cutlet and the croquette discharged from the slicing device are put into the lunch box. , the lunch box can be completed sequentially, and the space for temporarily placing the sliced pork cutlet is not required.

(12)
第12の発明にかかる食品スライス方法は、他の局面に従う食品スライス方法において、多層ニューラルネットワークの教師データは食品の種類ごとに複数、別々の教師データとして用意され、検出工程は、食品の位置および大きさに加えて、食品の種類を特定し、送り制御工程は、食品の種類が設定された食品と異なる場合に報知するようにしてもよい。
(12)
A food slicing method according to a twelfth aspect of the present invention is a food slicing method according to another aspect, wherein the teacher data for the multi-layer neural network are prepared as separate teacher data for each type of food, and the detection step includes detecting the position of the food and In addition to the size, the type of food may be specified and the feed control process may notify if the type of food differs from the set food.

この場合、例えば食品の種類としてチキンカツが設定されていて実際に撮影された食品が唐揚げであった場合には、食品の設定が間違っていることを作業者に報知することができる。作業者に報知する方法としては、例えば画面表示、またはブザー音での報知などが使用可能である。 In this case, for example, if chicken cutlet is set as the type of food and the food that is actually photographed is fried chicken, the operator can be notified that the setting of the food is incorrect. As a method of notifying the operator, for example, screen display or notification by buzzer sound can be used.

第1の実施形態の食品スライス装置の模式的斜視図である。1 is a schematic perspective view of the food slicing device of the first embodiment; FIG. 食品の画像撮影およびスライス刃側への搬送の説明図である。It is explanatory drawing of imaging|photography of foodstuffs, and conveyance to the slicing blade side. 送りコンベアに対してスライス刃及び下刃を傾けた状態の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a state in which the slicing blade and the lower blade are tilted with respect to the feed conveyor; 食品スライス装置の制御系の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the control system of a food slicing apparatus. 食品の検出結果とスライス位置の一例を示す画像である。It is an image which shows an example of the detection result of foodstuffs, and a slice position. 図6(a)は食品撮影部および食品検出部の処理の一例を示すフローチャートであり、図6(b)は制御部の処理の一例を示すフローチャートである。FIG. 6(a) is a flow chart showing an example of processing by the food imaging unit and the food detection unit, and FIG. 6(b) is a flow chart showing an example of processing by the control unit. 第2の実施形態での食品の種類別のスライスパラメータの一例を示す表である。FIG. 11 is a table showing an example of slicing parameters for each type of food in the second embodiment; FIG. 第2の実施形態での食品撮影部および食品検出部の処理の一例を示すフローチャートである。It is a flow chart which shows an example of processing of a food photographing part in a 2nd embodiment, and a food detection part. 第3の実施形態での食品の検出結果とスライス位置の一例を示す画像である。It is an image which shows an example of the detection result of food in 3rd Embodiment, and a slice position. 第3の実施形態での食品撮影部および食品検出部の処理の一例を示すフローチャートである。It is a flow chart which shows an example of processing of a food photography part in a 3rd embodiment, and a food detection part. 第4の実施形態の食品スライス装置の食品の切断面付近の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of food cutting surface vicinity of the food slicing apparatus of 4th Embodiment. 第4の実施形態の食品スライス装置の制御系の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the control system of the food slicing apparatus of 4th Embodiment.

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付す。また、同符号の場合には、それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さないものとする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same reference numerals are given to the same parts. Moreover, in the case of the same reference numerals, their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.

[第1の実施形態]
図1は第1の実施形態の食品スライス装置100aの模式的斜視図であり、図2は食品Mの画像撮影およびスライス刃60側への搬送の説明図であり、図3は送りコンベア20に対してスライス刃60及び下刃65を傾けた状態の説明図である。
[First embodiment]
FIG. 1 is a schematic perspective view of the food slicing device 100a of the first embodiment, FIG. 2 is an explanatory view of photographing the food M and conveying it to the slicing blade 60 side, and FIG. It is an explanatory view of a state in which the slicing blade 60 and the lower blade 65 are inclined with respect to each other.

図1から図3を参照すると、食品スライス装置100aは、送りコンベア20と、排出コンベア40と、押えコンベア70と、食品撮影部30と、スライス刃60と、下刃65と、スライス刃60および下刃65を収納する刃体収容ケース50と、を備える。
食品撮影部30はカメラ31および照明装置32を備え、送りコンベア20の上に載置された複数の食品Mの画像を撮影する。
図2に示すように、送りコンベア20と、排出コンベア40との間に隙間が形成されており、隙間にスライス刃60および下刃65が配設されるようになっている。スライス刃60は下刃65に摺接して回転するように構成され、搬送経路を横切って、食品Mをスライスする。
1 to 3, the food slicing device 100a includes a feed conveyor 20, a discharge conveyor 40, a pressure conveyor 70, a food imaging unit 30, a slicing blade 60, a lower blade 65, a slicing blade 60 and and a blade housing case 50 for housing the lower blade 65 .
The food photographing unit 30 includes a camera 31 and an illumination device 32 and photographs images of a plurality of foods M placed on the feed conveyor 20 .
As shown in FIG. 2, a gap is formed between the feed conveyor 20 and the discharge conveyor 40, and the slicing blade 60 and the lower blade 65 are arranged in the gap. The slicing blade 60 is configured to rotate in sliding contact with the lower blade 65 and slice the food M across the transport path.

図1に示すように、刃体収容ケース50は、鉛直方向に対する傾き角度調整可能なケース本体52と、ケース本体52にヒンジ部58を介して開閉可能に取り付けられた蓋体53とによって構成される。
ケース本体52に形成された矩形状の開口54の下縁に、送りコンベア20の搬送移行路の高さに対応して下刃65が、ボルト止め等により交換可能に固定される。
下刃65は、全長が送りコンベア20の幅程度の長さで、断面縦長の長方形の板体であって、下流側(排出コンベア40の側)の上エッジが切刃となっている。
切刃エッジは、刃体収容ケース50の傾き回転中心の近傍に位置し、送りコンベア20の搬送路の高さ位置に揃っている。実施形態では、下刃65の切刃エッジと刃体収容ケース50の傾き回転中心とはほぼ一致している。
As shown in FIG. 1, the blade housing case 50 is composed of a case body 52 whose inclination angle can be adjusted with respect to the vertical direction, and a lid body 53 attached to the case body 52 via a hinge portion 58 so as to be openable and closable. be.
A lower blade 65 is replaceably fixed to the lower edge of the rectangular opening 54 formed in the case main body 52 by bolting or the like corresponding to the height of the transfer path of the feed conveyor 20 .
The lower blade 65 is a rectangular plate having a longitudinally elongated cross-section with an overall length about the width of the feed conveyor 20, and the upper edge on the downstream side (discharge conveyor 40 side) serves as a cutting blade.
The cutting edge is positioned near the center of inclination and rotation of the blade housing case 50 and is aligned with the height of the conveying path of the feed conveyor 20 . In the embodiment, the cutting edge of the lower blade 65 and the tilt rotation center of the blade housing case 50 are substantially aligned.

スライス刃60の切れ刃は、インボリュート曲線に似た曲線を呈しており、スライス刃60が回転すると、スライス刃60は下刃65の切刃エッジに対して、切刃エッジの一端から他端側へ徐々に接触長さが大きくなる様に摺接し、1回転毎に搬送移行路を1回横切る。
なお、スライス刃60の切れ刃を互いに軸心対称の位置に2つ設けて、切れ刃がスライス刃60の1回転毎に搬送移行路を2回横切るようにしてもよい。
The cutting edge of the slicing blade 60 exhibits a curve similar to an involute curve. It makes sliding contact so that the contact length gradually increases, and traverses the conveying transition path once per rotation.
It should be noted that two cutting edges of the slicing blade 60 may be provided at mutually axially symmetrical positions so that the cutting edges traverse the conveying transition path twice for each rotation of the slicing blade 60 .

送りコンベア20と下刃65との間に形成された隙間に案内台68が配置され、刃体収容ケース50の傾き調節に無関係に案内台68が定位置に固定配備されている。
案内台68の上部は拡大して上面は案内面となり、案内面は送りコンベア20の搬送路と下刃65に可及的に接近して、両者間の隙間を塞いでいる。
A guide base 68 is arranged in a gap formed between the feed conveyor 20 and the lower blade 65, and the guide base 68 is fixed at a fixed position regardless of the tilt adjustment of the blade housing case 50. - 特許庁
The upper portion of the guide table 68 is enlarged so that the upper surface serves as a guide surface.

送りコンベア20の下流側上方に、送りコンベア20上に載置された食品Mを押える押えコンベア70が配備されている。押えコンベア70の支持系および駆動系は図1から図3には図示されていないが、食品Mの厚みによらず食品Mを安定して押圧し、また、送りコンベア20と同じ速度で食品Mを送り出すように構成されている。押えコンベア70の支持系および駆動系の構成については、例えば、本出願人の特許出願である特許文献1に記載の構成を採用することができる。 A pressing conveyor 70 for pressing the food M placed on the feeding conveyor 20 is arranged above the feeding conveyor 20 on the downstream side. Although not shown in FIGS. 1 to 3, the support system and drive system of the pressure conveyor 70 stably press the food M regardless of the thickness of the food M, and also feed the food M at the same speed as the feed conveyor 20. is configured to send out For the structure of the support system and drive system of the pressing conveyor 70, for example, the structure described in Patent Document 1, which is a patent application filed by the present applicant, can be adopted.

図2に示すように、食品Mは送りコンベア20上に搬送経路方向において互いに隣接して載置される。載置された食品Mは食品撮影部30によって画像が撮影される。食品撮影部30は、送りコンベア20の上方位置に配設することができる。この画像撮影では、例えば、搬送方向の中央の食品Mとその前後の食品Mの合計3個の食品Mが1つの画像に撮影される。食品Mの長さ等によっては、さらに多くの食品Mの画像を撮影してもよい。
画像撮影の終わった食品Mは送りコンベア20の下流方向に送り出され、送りコンベア20と押えコンベア70とによって挟まれた状態で案内台68からスライス刃60の横切る位置に進み、そこでスライスされる。スライスされたスライス片は同じ食品Mの上流側の残部(スライス片)、あるいは次にスライスされる上流側の食品Mに押されて、スムーズに排出コンベア40に排出される。
As shown in FIG. 2, the foods M are placed adjacent to each other on the feed conveyor 20 in the conveying path direction. The placed food M is imaged by the food imaging unit 30 . The food imaging unit 30 can be arranged above the feed conveyor 20 . In this image capturing, for example, a total of three food items M, ie, the food items M in the center in the conveying direction and the food items M in front and behind thereof are captured as one image. More images of the food M may be taken depending on the length of the food M or the like.
The food M whose image has been photographed is sent in the downstream direction of the feed conveyor 20, is sandwiched between the feed conveyor 20 and the pressing conveyor 70, advances from the guide table 68 to a position crossed by the slicing blade 60, and is sliced there. The sliced pieces are pushed by the upstream remainder (sliced pieces) of the same food M or the next upstream food M to be sliced, and smoothly discharged to the discharge conveyor 40 .

とんかつなどの食品Mをスライスする場合、スライス面が食品Mの厚み方向に対して傾斜している方が好まれる場合がある。このような場合には、スライス刃60と下刃65を含めた刃体収容ケース50全体を送りコンベア20の搬送方向に対して傾斜させる必要がある。
図3は、刃体収容ケース50を送りコンベア20の搬送方向に対して傾斜させた場合の、スライス刃60、下刃65、送りコンベア20、押えコンベア70などの関係を示している。スライス刃60、および下刃65を傾斜させることによって、食品Mのスライス面を傾斜させることができる。
When slicing food M such as pork cutlet, it is sometimes preferred that the slice plane is inclined with respect to the thickness direction of the food M. In such a case, it is necessary to incline the entire blade housing case 50 including the slicing blade 60 and the lower blade 65 with respect to the conveying direction of the feed conveyor 20 .
FIG. 3 shows the relationship between the slicing blade 60, the lower blade 65, the feed conveyor 20, the holding conveyor 70, etc. when the blade housing case 50 is inclined with respect to the conveying direction of the feed conveyor 20. FIG. By inclining the slicing blade 60 and the lower blade 65, the slicing surface of the food M can be inclined.

この場合、刃体収容ケース50の上部が図3の右方向に傾くため、押えコンベア70を送りコンベア20に対して右方向に後退させる必要がある。つまり、押えコンベア70の搬送方向側端部は、送りコンベア20の搬送方向側端部よりも上流側(図3の右側)に配置される。押えコンベア70を右方向に後退させると食品Mを送りコンベア20と押えコンベア70で挟む位置が右方向へ移動する。この場合、スライスされた食品Mのうち最後のスライス片(最も上流側のスライス片)は、押えコンベア70で押さえられないために排出がスムーズにできなくなる。
そこで、食品Mの全てのスライス片を集めて整列状態で陳列するために、送りコンベア20の上に食品Mを互いに隣接した状態で載置して、次の食品Mによって押し出すことにより連続的に排出させることが好ましい。これにより、食品Mは次にスライスされる食品Mに押し出されるため、スライスされた全てのスライス片はスムーズに排出コンベア40に排出される。
In this case, since the upper portion of the blade housing case 50 is tilted rightward in FIG. That is, the end portion of the holding conveyor 70 in the conveying direction is arranged upstream (right side in FIG. 3) of the end portion of the feed conveyor 20 in the conveying direction. When the pressing conveyor 70 is retracted rightward, the position where the food M is sandwiched between the feeding conveyor 20 and the pressing conveyor 70 moves rightward. In this case, the last slice (the most upstream slice) of the sliced food M cannot be discharged smoothly because it is not held down by the pressing conveyor 70 .
Therefore, in order to collect all the slices of the food M and display them in an aligned state, the food M is placed adjacent to each other on the feed conveyor 20, and is pushed out by the next food M in a continuous manner. It is preferable to let it drain. As a result, the food M is pushed out to the food M to be sliced next, so that all the sliced pieces are smoothly discharged to the discharge conveyor 40 .

図4には食品スライス装置100aの制御系の構成を示している。食品撮影部30で撮影された画像データは食品検出部35に送られ、隣接する3つの食品Mの画像のうち画像の中央の食品Mに対して、食品検出部35で食品Mの位置と大きさとが検出され、食品Mの各スライス位置までの送り量が計算される。食品Mの各スライス位置までの送り量は制御部37に送られ、制御部37は送りコンベア20と押えコンベア70に、送り量に相当する前進を指示し、食品Mが所定の位置に送られたタイミングでスライス刃60が食品Mをスライスする。
食品Mをスライスするタイミングでは食品Mは静止している方がきれいにスライスできるので、スライス刃60が食品Mをスライスした後、次にスライス刃60が食品Mをスライスするまでの間に、送りコンベア20および押えコンベア70を同期して間欠的に搬送駆動して食品Mを必要な送り量の分だけ移動させ、その後食品Mを静止させた状態でスライスすることが望ましい。
ただし、スライスの効率を優先させる場合は、連続的に搬送駆動するようにしてもよい。
FIG. 4 shows the configuration of the control system of the food slicing device 100a. The image data photographed by the food photographing unit 30 is sent to the food detection unit 35, and the position and size of the food M is detected by the food detection unit 35 for the food M in the center of the image of the three adjacent food M images. is detected, and the feed amount to each slice position of the food M is calculated. The feed amount of the food M to each slice position is sent to the control unit 37, and the control unit 37 instructs the feed conveyor 20 and the holding conveyor 70 to move forward corresponding to the feed amount, and the food M is fed to a predetermined position. The slicing blade 60 slices the food M at this timing.
At the timing of slicing the food M, the food M can be sliced cleanly when it is stationary. 20 and the pressing conveyor 70 are synchronously and intermittently driven to move the food M by a required feed amount, and then the food M is sliced in a stationary state.
However, if priority is given to the efficiency of slicing, the transport may be driven continuously.

図5には食品撮影部30が撮影し、食品検出部35が検出した検出結果の画像の一例を示している。食品撮影部30は通常、互いに搬送方向に隣接した合計3個の食品Mを撮影する。
食品検出部35は、多層ニューラルネットワークに画像データを入力し、多層ニューラルネットワークはそれぞれの食品Mのバウンディングボックスの座標と大きさとを出力する。食品検出部35ではさらに画像の中央の食品Mについてバウンディングボックスの長さを所定の分割数(図5の場合は6)で割り算してスライスするべき位置を検出し、スライスするべき位置とスライス刃60の位置との間の距離である、送り量を計算する。したがって、第1の実施形態の場合は食品Mのスライス片の搬送方向の幅は均一である。
なお、図5の「P_Outlet」は食品Mが何であるかを示し、「0.91」は食品Mが「P_Outlet」である確率が0.91であることを示す。
FIG. 5 shows an example of a detection result image captured by the food imaging unit 30 and detected by the food detection unit 35 . The food photographing unit 30 normally photographs a total of three food items M adjacent to each other in the conveying direction.
The food detection unit 35 inputs the image data to the multi-layer neural network, and the multi-layer neural network outputs the coordinates and size of the bounding box of each food M. The food detection unit 35 further divides the length of the bounding box of the food M in the center of the image by a predetermined number of divisions (6 in the case of FIG. 5) to detect the position to be sliced. Calculate the feed, which is the distance between the 60 positions. Therefore, in the case of the first embodiment, the width of the sliced pieces of the food M in the conveying direction is uniform.
Note that "P_Outlet" in FIG. 5 indicates what the food M is, and "0.91" indicates that the probability that the food M is "P_Outlet" is 0.91.

図5のように、隣接した複数個の食品Mの画像データからAIで食品Mを検出する場合、AIによっては、それぞれの食品Mの位置と大きさを正確に検出できなかったり、検出できるとしても、まず領域を決めてからそれが何であるのかを分類するために、検出に時間を要したりする場合がある。
しかし、本発明では、物体の座標と大きさを直接予測する回帰問題的なアプローチを備えた多層ニューラルネットワークを食品検出部35に採用しているので、隣接した複数個の食品Mの画像データからそれぞれの食品Mの位置と大きさとを迅速かつ正確に検出することができている。
そして、食品検出部35に多層ニューラルネットワークを採用し、かつ、複数の食品Mを送りコンベア上に搬送経路方向において互いに隣接して載置することによって、食品Mの位置と大きさとを検出してスライスする食品Mの送り量を自動的に制御するとともに、食品Mを厚み方向に対して傾斜した面でスライスした場合にも、食品Mの最後のスライス片を含めて、スライスした姿勢を崩さずにスムーズに排出することができるようになった。
As shown in FIG. 5, when AI detects foods M from image data of a plurality of adjacent foods M, depending on AI, the position and size of each food M may not be detected accurately, or may be detected. However, it may take some time for the detection to first determine the area and then classify what it is.
However, in the present invention, a multi-layered neural network equipped with a regression problem approach that directly predicts the coordinates and size of an object is adopted in the food detection unit 35. The position and size of each food item M can be detected quickly and accurately.
A multi-layered neural network is employed in the food detection unit 35, and the position and size of the food M are detected by placing a plurality of food M on the feed conveyor adjacent to each other in the conveying path direction. To automatically control the feeding amount of the food M to be sliced, and to maintain the sliced posture including the last slice of the food M even when the food M is sliced on a surface inclined with respect to the thickness direction. It is now possible to discharge smoothly.

図6(a)に、食品撮影部30および食品検出部35の処理の一例を示すフローチャートを示した。
図6(a)において、まず通常3個の隣接した食品Mの画像を撮影し、撮影した画像データを食品検出部35に送る(ステップS11)。
次に、送られた画像を多層ニューラルネットワークに入力し、中央の食品Mの位置と大きさ(バウンディングボックスの大きさ)とを検出する(ステップS12)。
次に、食品Mの指定のスライス間隔を用いて、または食品Mの搬送方向の長さを指定の分割数で割り算して、スライスするべき位置を計算し、スライスするべき位置とスライス刃60の位置との間の距離である、送り量を計算する(ステップS13)。なお、食品Mの指定のスライス間隔を用いてスライスするべき位置を計算した結果、最後のスライスされた食品Mの幅が大幅に小さくなる場合は、最後のスライスされた食品Mの幅がほぼ均一になるようスライス位置を調節してもよい。
次に、食品Mの送り量を制御部37へ送信する(ステップS14)。
次に、新しい食品Mがあるかどうかを確認し、新しい食品Mがなければ終了する(ステップS15)。
なお、食品Mの撮影と検出は、送りコンベア20上で食品Mが1個分移動するたびに行う。
ただし、1枚の画像から複数の食品Mの位置と大きさを検出し、食品Mが検出した個数分移動するたびに画像を撮影するようにしてもよい。
または、送りコンベア20上の食品Mを動画として撮影し、撮影した動画により連続的に食品Mの位置と大きさを検出するようにしてもよい。
FIG. 6(a) shows a flowchart showing an example of the processing of the food imaging unit 30 and the food detection unit 35. As shown in FIG.
In FIG. 6(a), first, images of three adjacent food items M are normally photographed, and the photographed image data are sent to the food detection unit 35 (step S11).
Next, the sent image is input to a multi-layer neural network to detect the position and size (size of bounding box) of food M in the center (step S12).
Next, using the designated slicing interval of the food M or dividing the length of the food M in the conveying direction by the designated number of divisions, the position to be sliced is calculated, and the position to be sliced and the slicing blade 60 A feed amount, which is a distance from the position, is calculated (step S13). If the width of the last sliced food M is significantly smaller as a result of calculating the position to be sliced using the specified slice interval of the food M, the width of the last sliced food M is substantially uniform. The slice position may be adjusted so that
Next, the feeding amount of the food M is transmitted to the control section 37 (step S14).
Next, it is confirmed whether or not there is new food M, and if there is no new food M, the process ends (step S15).
The photographing and detection of the food M are performed each time the food M is moved on the feed conveyor 20 by one piece.
However, the positions and sizes of a plurality of foods M may be detected from one image, and an image may be captured each time the foods M move by the detected number.
Alternatively, the food M on the feed conveyor 20 may be photographed as a moving image, and the position and size of the food M may be continuously detected from the photographed moving image.

図6(b)に、制御部37の処理の一例を示すフローチャートを示した。
図6(b)において、まず食品Mの送り量を食品検出部35から受信する(ステップS16)。
次に、受信した送り量のデータに新しい食品Mの送り量があるかどうかを確認し、なければ終了する(ステップS17)。
新しい食品Mの送り量がある場合は、送り量に合わせて送りコンベア20および押えコンベア70を駆動する(ステップS18)。
スライス刃60で食品Mをスライスする(ステップS19)。
スライスしている食品Mにまだスライスしていない送り量が残っている場合には、再度ステップS18に戻り、残っていない場合にはステップS16に戻る(ステップS20)。
FIG. 6(b) shows a flowchart showing an example of the processing of the control unit 37. As shown in FIG.
In FIG. 6B, first, the feeding amount of the food M is received from the food detection unit 35 (step S16).
Next, it is confirmed whether or not there is a new feeding amount of the food M in the received feed amount data, and if not, the process ends (step S17).
If there is a feeding amount of new food M, the feed conveyor 20 and the pressing conveyor 70 are driven according to the feeding amount (step S18).
The food M is sliced by the slicing blade 60 (step S19).
If the sliced food M still has an unsliced feeding amount, the process returns to step S18, and if not, the process returns to step S16 (step S20).

スライスする食品Mとしては、限定するものではないが、様々な形状が想定される加工食品が好適である。特に変形しやすい加工食品の場合、送りコンベア20上で隣接配置されると、従来の検出方法では互いの境界が検出できない場合がある。加工食品の例としては、カツ、コロッケ、ハム、ベーコン、てんぷら、ハンバーグなどが挙げられる。このうち、シート肉に衣を付け揚げた状態のとんかつ、または略シート状の肉製品などが好適である。 The food M to be sliced is not limited, but processed food that can assume various shapes is suitable. Especially in the case of easily deformable processed foods, if they are arranged adjacent to each other on the feed conveyor 20, their boundaries may not be detected by the conventional detection method. Examples of processed foods include cutlets, croquettes, ham, bacon, tempura, and hamburgers. Of these, tonkatsu in which sheet meat is battered and fried, or substantially sheet-like meat products are preferable.

複数の物体が含まれている画像から、それぞれの物体の領域とクラスとを検出できる多層ニューラルネットワークとしては、例えば、Mask R-CNN、YOLOシステム(you only look once)などが使用可能である。
Mask R-CNNは一般物体検出(Generic Object Detection)とセグメンテーション(Segmentation)を同時に行うものであって、ICCV(International Conference on Computer Vision) 2017において、Kaiming He他(Facebook AI Research)により発表された。
Mask R-CNNを用いることにより、バウンディングボックスを囲うだけではなくピクセルレベルで食品Mの位置を正確に判定することができる。
また、YOLOシステムは、リアルタイム処理できる高精度な物体検出のアルゴリズムであって、CVPR(Computer Vision and Pattern Recognition) 2016において、Joseph Redmon他により発表された。その後、2018年にはYOLOv3が発表されている。
YOLOシステムを用いることにより、ラインの速度が速い場合もリアルタイムで高い検出精度を確保することができる。
For example, Mask R-CNN, YOLO system (you only look once), etc. can be used as a multilayer neural network capable of detecting the region and class of each object from an image containing a plurality of objects.
Mask R-CNN simultaneously performs generic object detection and segmentation, and was announced by Kaiming He et al. (Facebook AI Research) at ICCV (International Conference on Computer Vision) 2017.
By using Mask R-CNN, it is possible to accurately determine the location of food item M at the pixel level rather than just enclosing a bounding box.
Also, the YOLO system is a highly accurate object detection algorithm capable of real-time processing, and was announced by Joseph Redmon et al. at CVPR (Computer Vision and Pattern Recognition) 2016. After that, YOLOv3 was announced in 2018.
By using the YOLO system, it is possible to ensure high detection accuracy in real time even when the line speed is high.

[第2の実施形態]
第2の実施形態の食品スライス装置100bのハードウエア構成は、第1の実施形態の食品スライス装置100aのハードウエア構成と同一であり、したがって、図1から図4は第2の実施形態にも当てはまる。
第2の実施形態の食品スライス装置100bでは、多層ニューラルネットワークの教師データを食品Mの種類ごとに複数種類用意し、さらに、各食品Mに対して、そのスライスパラメータ(スライス間隔または分割数など)を設定する。
図7に第2の実施形態での食品Mの種類別のスライスパラメータの一例を示した。スライスパラメータとは、例えば、食品Mをスライスする場合の分割数、あるいはスライス間隔である。図7の場合、とんかつは2cm間隔でスライスし、コロッケは2分割、ハンバーグは3分割することを示している。
[Second embodiment]
The hardware configuration of the food slicing device 100b of the second embodiment is the same as the hardware configuration of the food slicing device 100a of the first embodiment. apply.
In the food slicing apparatus 100b of the second embodiment, a plurality of types of teacher data for the multi-layer neural network are prepared for each type of food M, and further, for each food M, the slicing parameter (slice interval or number of divisions, etc.) set.
FIG. 7 shows an example of slicing parameters for each type of food M in the second embodiment. The slicing parameter is, for example, the number of divisions when slicing the food M or the slicing interval. In the case of FIG. 7, the tonkatsu is sliced at intervals of 2 cm, the croquette is divided into two, and the hamburger is divided into three.

図8に、第2の実施形態での食品撮影部30および食品検出部35の処理のフローチャートの一例を示した。
第2の実施形態では、まず、例えば3個の隣接した食品Mの画像を撮影し、撮影した画像データを食品検出部35に送り(ステップS11)、中央の食品Mがとんかつ、コロッケ、ハンバーグなどのうち、どの種類の食品Mであるかを判定する(ステップS21)。
そして、中央の食品Mの位置と長さを検出し(ステップS12)、各スライス位置までの送り量を計算するステップにおいて、該当する食品Mのスライスパラメータを参照し、(例えば、食品Mがとんかつであればスライス間隔を2cmに設定し、食品Mがコロッケであればスライス間隔を食品Mの長さの半分の長さに設定して、)各スライス位置までの送り量を計算する(ステップS32)。
その他のステップについては、第1の実施形態と同様である。また、制御部37の処理のフローチャートについても、第1の実施形態と同様である。
なお、本実施形態では、食品Mの種類に応じて送り量を調節してスライス間隔または分割数を変える例を示したが、これに限らず、例えば、食品Mの種類に応じて(柔らかい食品Mと硬い食品Mとで)押えコンベア70の押え力を変えてもよいし、スライス刃60のスライス角度を変えてもよい。
これによって、スライスパラメータに基づいて複数の種類の食品Mを適切に切り分けることができるため、複数の種類の食品Mを混在して食品スライス装置100bに投入することができる。
FIG. 8 shows an example of a flow chart of processing of the food imaging unit 30 and the food detection unit 35 in the second embodiment.
In the second embodiment, first, for example, images of three adjacent foods M are photographed, and the photographed image data are sent to the food detection unit 35 (step S11). Among them, it is determined which kind of food M it is (step S21).
Then, in the step of detecting the position and length of the central food item M (step S12) and calculating the feed amount to each slice position, the slice parameters of the corresponding food item M are referred to (for example, if the food item M is pork cutlet If so, the slice interval is set to 2 cm, and if the food M is a croquette, the slice interval is set to half the length of the food M, and the feeding amount to each slice position is calculated (step S32). ).
Other steps are the same as in the first embodiment. Also, the flowchart of the processing of the control unit 37 is the same as that of the first embodiment.
In this embodiment, an example is shown in which the feeding amount is adjusted according to the type of food M to change the slice interval or the number of divisions. The pressing force of the pressing conveyor 70 may be changed, and the slicing angle of the slicing blade 60 may be changed between M and hard food M.
As a result, a plurality of types of food M can be appropriately cut based on the slicing parameters, so that a plurality of types of food M can be mixed and fed into the food slicing device 100b.

(第2の実施形態の変形例)
第2の実施形態では、複数の種類の食品Mを食品スライス装置100bに混在して投入することにしているが、食品Mがどの種類の食品Mであるかを判定することができることを応用すれば、1種類の食品Mのみを食品スライス装置100bに投入する場合にも、作業者が設定した食品Mの種類と食品検出部35が判定した食品Mの種類が異なる場合に、画面表示、またはブザー音等により作業者の注意を喚起することも可能である。
(Modification of Second Embodiment)
In the second embodiment, a plurality of types of food M are mixed and put into the food slicing device 100b. For example, even when only one type of food M is put into the food slicing device 100b, if the type of food M set by the operator and the type of food M determined by the food detection unit 35 are different, the screen display or It is also possible to call the operator's attention with a buzzer sound or the like.

[第3の実施形態]
第3の実施形態の食品スライス装置100cのハードウエア構成は、第1の実施形態の食品スライス装置100aのハードウエア構成と同一であり、したがって、図1から図4は第3の実施形態にも当てはまる。
第3の実施形態の食品スライス装置100cでは多層ニューラルネットワークの教師データを食品Mの形状ごとに複数種類用意する。食品Mの形状とは略長方形の形状、略三角形の形状、または一方の端部の幅が細くなっている形状などである。
[Third embodiment]
The hardware configuration of the food slicing device 100c of the third embodiment is the same as the hardware configuration of the food slicing device 100a of the first embodiment. apply.
In the food slicing device 100c of the third embodiment, a plurality of types of training data for the multi-layer neural network are prepared for each shape of the food M. FIG. The shape of the food M is a substantially rectangular shape, a substantially triangular shape, or a shape with one end narrowed.

図9に、3つの隣接する食品Mのうち中央の食品Mに一方の端部の幅が細くなっている形状の一例を示した。図9において、右側と左側の食品Mは略長方形の形状をしているため、均一な幅でスライスしても問題はないが、中央の食品Mは均一な幅でスライスした場合、食品Mの右側の端部付近のスライス片の面積および/または質量が小さくなってしまう。こういう場合、熟練した作業者は食品Mの形状によってスライスする位置を調整することが多いが、従来の食品スライス装置では均一な幅でスライスすることしかできなかった。また、特許文献2に記載のスライス装置では、スライス断面を撮影し切断面の断面積に合わせて送り量を制御することで、スライスする幅を調整することができるが、スライスするたびに画像を撮影する必要があるため、スライスに時間がかかるとの課題があった。 FIG. 9 shows an example of a shape in which the central food item M among the three adjacent food items M has a narrower width at one end. In FIG. 9, since the food items M on the right and left sides have a substantially rectangular shape, there is no problem even if they are sliced with a uniform width. The area and/or mass of the slice near the right edge is reduced. In such a case, a skilled operator often adjusts the slicing position according to the shape of the food M, but the conventional food slicing apparatus could only slice the food with a uniform width. Further, in the slicing apparatus described in Patent Document 2, the slicing width can be adjusted by photographing the slice cross section and controlling the feed amount according to the cross-sectional area of the cut surface. There was a problem that it takes time to slice because it is necessary to shoot.

第3の実施形態の食品スライス装置100cでは、略長方形の教師データ(P_cutlet1)、右側の端部付近が細くなっている教師データ(P_cutlet2)など、何種類かの形状の教師データを用意して多層ニューラルネットワークに学習させる。そして、食品検出部35で、食品Mがどの教師データの形状に近いかを判別し、形状に合わせてスライス位置を設定する。
例えば、P_cutlet2に近い形状のとんかつに対しては、右側の端部付近のスライス間隔を大きくするなど、熟練した作業者と同様に食品Mの形状によってスライスする位置を調整することにより各スライス片の面積および/または質量をほぼ均一にし、食品Mを購入するお客様の満足度を高めることができる。また、スライスする位置を調整することにより、スライスする時間が、第1の実施形態の食品スライス装置100aより長くなることはない。
In the food slicing device 100c of the third embodiment, several types of teacher data are prepared, such as substantially rectangular teacher data (P_cutlet1) and teacher data (P_cutlet2) that is tapered near the right end. Train a multilayer neural network. Then, the food detection unit 35 determines which teacher data shape the food M is closest to, and sets the slice position according to the shape.
For example, for a pork cutlet having a shape similar to P_cutlet2, the slicing position is adjusted according to the shape of the food M, such as by increasing the slicing interval near the right end, in the same way as a skilled worker. By making the area and/or mass substantially uniform, it is possible to increase the satisfaction of the customer who purchases the food item M. Also, by adjusting the slicing position, the slicing time does not become longer than that of the food slicing device 100a of the first embodiment.

図10に、第3の実施形態での食品撮影部30および食品検出部35の処理のフローチャートの一例を示した。
第3の実施形態では、通常3個の隣接した食品Mの画像を撮影し、撮影した画像データを食品検出部35に送る、ステップS11の後に、中央の食品Mの形状が、P_cutlet1、P_cutlet2など、あらかじめ用意した複数種類の教師データの形状のどれに近いかを判別する(ステップS31)。
そして、中央の食品Mの位置と長さを検出する、ステップS12の後の、各スライス位置までの送り量を計算するステップにおいて、例えば、形状がP_cutlet1に近い食品Mであればスライス間隔を均一に設定し、形状がP_cutlet2に近い食品Mであれば右側の端部付近のスライス間隔を大きくするなどの調整をしたうえで、各スライス位置までの送り量を計算する(ステップS32)。
その他のステップについては、第1の実施形態と同一である。
また、制御部37の処理のフローチャートについても、第1の実施形態と同一である。
FIG. 10 shows an example of a flow chart of processing of the food imaging unit 30 and the food detection unit 35 in the third embodiment.
In the third embodiment, usually three adjacent food items M are photographed and the photographed image data is sent to the food detection unit 35. After step S11, the shape of the central food item M is changed to P_cutlet1, P_cutlet2, etc. , which one of a plurality of types of training data prepared in advance is closest (step S31).
Then, in the step of calculating the feed amount to each slice position after step S12, which detects the position and length of the central food item M, for example, if the shape of the food item M is close to P_cutlet1, the slice intervals are made uniform. , and if the shape of the food M is close to P_cutlet2, after making adjustments such as increasing the slice interval near the right end, the feed amount to each slice position is calculated (step S32).
Other steps are the same as in the first embodiment.
Also, the flow chart of the processing of the control unit 37 is the same as that of the first embodiment.

図11は第4の実施形態の食品スライス装置100dの、食品Mの切断面付近の構成を示す模式図である。また、図12は食品スライス装置100dの制御系の構成を示す模式図である。
第4の実施形態の食品スライス装置100dでは、第1の実施形態の食品スライス装置100aに、さらに切断面撮影部80および切断面検出部85を備える。切断面撮影部80は、食品Mの排出側位置に配置され、切断された食品Mの切断面を撮影する。そして、切断面の撮影画像は、従来の(多層ニューラルネットワークを用いない)画像処理、または多層ニューラルネットワークを用いた画像処理で構成される切断面検出部85に入力されて、切断面の面積、および/または脂身の部分と赤身の部分の割合が計算される。そして、第4の実施形態の食品スライス装置100dでは、この脂身の部分と赤身の部分の割合に応じて送りコンベア20の送り量を調整する。これにより、例えばトンカツを切断する場合、トンカツの切断面を撮影し、脂身が多く赤身が少ない場合に送り量を多くして、スライス片ごとの赤身の重量を均等になるようにすることができる。また、食品Mの切断面の面積に応じて送りコンベア20の送り量を調整し、スライス片ごとの重量またはサイズが均等になるようにしてもよいし、カロリー等の栄養要素が均等になるようにしてもよい。また、食品Mの切断面を撮影することにより、押えコンベア70の押え力または高さを変えてもよい。
FIG. 11 is a schematic diagram showing the configuration of the food slicing device 100d of the fourth embodiment in the vicinity of the cut surface of the food M. As shown in FIG. Also, FIG. 12 is a schematic diagram showing the configuration of the control system of the food slicing device 100d.
The food slicing device 100d of the fourth embodiment further includes a cut surface imaging unit 80 and a cut surface detection unit 85 in addition to the food slicing device 100a of the first embodiment. The cut surface photographing unit 80 is arranged at a position on the side of the food M being discharged, and photographs the cut surface of the cut food M. As shown in FIG. Then, the captured image of the cut plane is input to a cut plane detection unit 85 configured by conventional image processing (without using a multilayer neural network) or image processing using a multilayer neural network, and the area of the cut plane, and/or the proportion of fat and lean portions is calculated. Then, in the food slicing device 100d of the fourth embodiment, the feed amount of the feed conveyor 20 is adjusted according to the ratio of the fat portion and the lean portion. As a result, for example, when cutting pork cutlet, the cut surface of the pork cutlet is photographed, and if there is a lot of fat and little red meat, the feeding amount can be increased to make the weight of the lean meat even for each slice. . In addition, the feed amount of the feed conveyor 20 may be adjusted according to the area of the cut surface of the food M so that the weight or size of each slice may be uniform, or nutritional elements such as calories may be uniform. can be Also, the pressing force or height of the pressing conveyor 70 may be changed by photographing the cut surface of the food M.

また、食品Mの切断面の撮影画像の色、形状等により、その食品Mが傷んでいるかどうかを判断することもできる。したがって、食品スライス装置100dに、食品Mが傷んできたらブザー音などで作業者に報知するとの機能を追加してもよい。 Also, it is possible to judge whether the food M is spoiled or not from the color, shape, etc. of the photographed image of the cut surface of the food M. Therefore, the food slicing device 100d may be added with a function of notifying the operator by a buzzer sound or the like when the food M is spoiled.

本発明において、食品Mが『食品』に相当し、食品スライス装置100a、100b、100c、100dが『食品スライス装置』に相当し、送りコンベア20が『送りコンベア』に相当し、排出コンベア40が『排出コンベア』に相当し、下刃65が『下刃』に相当し、スライス刃60が『スライス刃』に相当し、食品撮影部30が『食品撮影部』に相当し、食品検出部35が『食品検出部』に相当し、制御部37が『制御部』に相当し、押えコンベア70が『押えコンベア』に相当し、刃体収容ケース50が『刃体収容ケース』に相当し、切断面撮影部80が『切断面撮影部』に相当し、切断面検出部85が『切断面検出部』に相当する。 In the present invention, food M corresponds to "food", food slicing devices 100a, 100b, 100c, and 100d correspond to "food slicing devices", feed conveyor 20 corresponds to "feed conveyor", and discharge conveyor 40 The lower blade 65 corresponds to the “lower blade”, the slicing blade 60 corresponds to the “slicing blade”, the food imaging unit 30 corresponds to the “food imaging unit”, and the food detection unit 35 corresponds to the "food detection unit", the control unit 37 corresponds to the "control unit", the holding conveyor 70 corresponds to the "holding conveyor", the blade housing case 50 corresponds to the "blade housing case", The cut plane imaging unit 80 corresponds to the "cut plane imaging unit", and the cut plane detection unit 85 corresponds to the "cut plane detection unit".

本発明の好ましい一実施形態は上記の通りであるが、本発明はそれだけに制限されない。本発明の精神と範囲から逸脱することのない様々な実施形態が他になされることは理解されよう。さらに、本実施形態において、本発明の構成による作用および効果を述べているが、これら作用および効果は、一例であり、本発明を限定するものではない。 Although one preferred embodiment of the invention is described above, the invention is not so limited. It is understood that various other embodiments can be made without departing from the spirit and scope of the invention. Furthermore, in this embodiment, the actions and effects of the configuration of the present invention are described, but these actions and effects are examples and do not limit the present invention.

20 送りコンベア
30 食品撮影部
35 食品検出部
37 制御部
40 排出コンベア
50 刃体収容ケース
60 スライス刃
65 下刃
70 押えコンベア
80 切断面撮影部
85 切断面検出部
100a、100b、100c、100d 食品スライス装置
M 食品
20 feed conveyor 30 food imaging unit 35 food detection unit 37 control unit 40 discharge conveyor 50 blade housing case 60 slicing blade 65 lower blade 70 holding conveyor 80 cut surface imaging unit 85 cut surface detection unit 100a, 100b, 100c, 100d food slice Apparatus M Food

Claims (12)

複数の食品を搬送しながら前記食品の搬送方向と交差する方向で前記食品を複数のスライス片にスライスする食品スライス装置であって、
前記食品の搬送経路に沿って配設された送りコンベアおよび排出コンベアと、
前記送りコンベアと前記排出コンベアとの間に形成された隙間に配設された、下刃および回転し前記搬送経路を横切るスライス刃と、
前記送りコンベア上の複数の前記食品の画像を撮影する食品撮影部と、
多層ニューラルネットワークで構成され、前記画像から1つまたは複数の前記食品を検出する食品検出部と、
前記食品の位置および大きさに基づいて前記食品の送り量を制御する制御部と、を含み、
前記多層ニューラルネットワークは物体の領域とクラスとを検出できるように構成され、
前記食品撮影部は、前記送りコンベア上に搬送経路方向において互いに隣接して載置された複数の前記食品の前記画像を撮影し、
前記多層ニューラルネットワークは、隣接して載置された複数の前記食品からそれぞれの前記食品の位置と大きさとを特定する、食品スライス装置。
A food slicing device for conveying a plurality of foods and slicing the foods into a plurality of slice pieces in a direction intersecting the conveying direction of the food,
a feed conveyor and a discharge conveyor arranged along the transport path of the food;
a lower blade and a rotating slicing blade disposed in a gap formed between the feed conveyor and the discharge conveyor;
a food imaging unit that captures images of the plurality of foods on the feed conveyor;
a food detection unit configured with a multi-layer neural network for detecting one or more of the food items from the image;
a control unit that controls the feeding amount of the food based on the position and size of the food,
The multi-layer neural network is configured to detect regions and classes of objects,
The food photographing unit photographs the images of the plurality of foods placed adjacent to each other in the conveying path direction on the feed conveyor,
The food slicing device, wherein the multi-layer neural network specifies the position and size of each of the food items placed adjacent to each other.
前記送りコンベアの上部に押えコンベアをさらに備え、
前記食品をスライスするために、前記送りコンベアと前記押えコンベアとで挟んだ状態で送り出す、請求項1に記載の食品スライス装置。
A holding conveyor is further provided on the upper part of the feed conveyor,
2. The food slicing apparatus according to claim 1, wherein the food is sandwiched between the feed conveyor and the holding conveyor for slicing.
前記スライス刃および前記下刃は刃体収容ケースに収容され、前記刃体収容ケースは前記送りコンベアの前記搬送方向に対して鉛直方向に対する傾き角度が調節可能に配設される、請求項1または2に記載の食品スライス装置。 2. The slicing blade and the lower blade are housed in a blade housing case, and the blade housing case is arranged such that an inclination angle with respect to a direction perpendicular to the conveying direction of the feed conveyor is adjustable. 3. The food slicing device according to 2. 前記食品は、シート状の肉片の周囲に衣が付けられた加工食品である、請求項1から3のいずれか1項に記載の食品スライス装置。 4. The food slicing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the food is a processed food in which a sheet-like piece of meat is coated with a coating. 前記食品は、略シート状の肉製品である、請求項1から3のいずれか1項に記載の食品スライス装置。 The food slicing device according to any one of claims 1 to 3, wherein the food is a substantially sheet-like meat product. 前記多層ニューラルネットワークの教師データは前記食品の種類ごとに複数、別々の前記教師データとして用意され、
前記食品検出部は、前記食品の位置および大きさに加えて、前記食品の種類を特定し、
前記制御部は、前記食品の位置、大きさ、および種類に基づいて前記食品の送り量を制御する、請求項1から5のいずれか1項に記載の食品スライス装置。
A plurality of teacher data for the multi-layer neural network are prepared as separate teacher data for each type of food,
The food detection unit identifies the type of the food in addition to the position and size of the food,
The food slicing apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the control unit controls the feeding amount of the food based on the position, size and type of the food.
前記多層ニューラルネットワークの教師データは前記食品の種類ごとに複数、別々の前記教師データとして用意され、
前記食品検出部は、前記食品の位置および大きさに加えて、前記食品の種類を特定し、
前記制御部は、前記食品の種類が設定された前記食品と異なる場合に報知する、請求項1から5のいずれか1項に記載の食品スライス装置。
A plurality of teacher data for the multi-layer neural network are prepared as separate teacher data for each type of food,
The food detection unit identifies the type of the food in addition to the position and size of the food,
The food slicing device according to any one of claims 1 to 5, wherein the control unit notifies when the type of the food is different from the set food.
前記多層ニューラルネットワークの教師データは前記食品の形状ごとに複数種類、別々の前記教師データとして用意され、
前記食品検出部は、前記食品の位置および大きさに加えて、前記食品の形状を検出し、
前記制御部は、前記食品の位置、大きさ、および形状に基づいて前記食品の送り量を制御する、請求項1から5のいずれか1項に記載の食品スライス装置。
A plurality of types of teacher data for the multi-layer neural network are prepared as separate teacher data for each shape of the food,
The food detection unit detects the shape of the food in addition to the position and size of the food,
The food slicing apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the control section controls the feeding amount of the food based on the position, size and shape of the food.
さらに、前記食品の排出側に配置される切断面撮影部、および切断面検出部を備え、
前記切断面撮影部は前記食品の切断面を撮影し、
前記切断面検出部は前記切断面の撮影画像を用いて前記切断面の面積、および/または脂身の部分と赤身の部分との割合を計算し、
前記食品の送り量が前記面積、および/または前記割合に応じて調整される、請求項1から8のいずれか1項に記載の食品スライス装置。
Furthermore, a cut surface imaging unit and a cut surface detection unit arranged on the discharge side of the food are provided,
The cut surface photographing unit photographs the cut surface of the food,
The cut surface detection unit uses the photographed image of the cut surface to calculate the area of the cut surface and/or the ratio of the fat portion and the lean portion,
9. The food slicing device according to any one of claims 1 to 8, wherein the feeding amount of said food is adjusted according to said area and/or said ratio.
送りコンベア上に複数の食品を搬送経路方向において互いに隣接して載置する載置工程と、
複数の前記食品の画像を撮影する撮影工程と、
前記画像のデータを多層ニューラルネットワークに入力し、前記画像から前記食品の位置および大きさを検出する検出工程と、
前記食品の位置および大きさに基づいて前記食品の送り量を制御する送り制御工程と、
回転し搬送経路を横切るスライス刃で前記食品をスライスするスライス工程と、を含み、
前記多層ニューラルネットワークは物体の領域とクラスとを検出できるように構成され、
前記検出工程は、複数の前記食品が隣接して載置された前記画像から、1つまたは複数の前記食品の位置と大きさとを検出する、食品スライス方法。
A placing step of placing a plurality of foods on the feed conveyor adjacent to each other in the conveying path direction;
a photographing step of photographing a plurality of images of the food;
a detection step of inputting the data of the image into a multi-layer neural network and detecting the position and size of the food from the image;
a feed control step of controlling the feeding amount of the food based on the position and size of the food;
a slicing step of slicing the food with a slicing blade that rotates and traverses a conveying path;
The multi-layer neural network is configured to detect regions and classes of objects,
The food slicing method, wherein the detecting step detects the position and size of one or more of the food items from the image in which the multiple food items are placed adjacent to each other.
前記多層ニューラルネットワークの教師データは前記食品の種類ごとに複数、別々の前記教師データとして用意され、
前記検出工程は、前記食品の位置および大きさに加えて、前記食品の種類を特定し、
前記送り制御工程は、前記食品の位置、大きさ、および種類に基づいて前記食品の送り量を制御する、請求項10に記載の食品スライス方法。
A plurality of teacher data for the multi-layer neural network are prepared as separate teacher data for each type of food,
The detecting step identifies the type of the food in addition to the position and size of the food,
11. The food slicing method according to claim 10, wherein said feeding control step controls the feeding amount of said food based on the position, size and type of said food.
前記多層ニューラルネットワークの教師データは前記食品の種類ごとに複数、別々の前記教師データとして用意され、
前記検出工程は、前記食品の位置および大きさに加えて、前記食品の種類を特定し、
前記送り制御工程は、前記食品の種類が設定された前記食品と異なる場合に報知する、請求項10に記載の食品スライス方法。
A plurality of teacher data for the multi-layer neural network are prepared as separate teacher data for each type of food,
The detecting step identifies the type of the food in addition to the position and size of the food,
11. The food slicing method according to claim 10, wherein said feeding control step notifies when the type of said food is different from said set food.
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