JP2024504708A - 自動穀粒検査 - Google Patents

Abstract

ユーザが少なくとも１つのデジタル光学機器を有する検査装置とインターフェースするための管理および制御システムが提供され、管理および制御システムは、少なくとも１つのデジタル光学機器から画像を受信し、画像を分析し、検査装置に命令を送信するように構成されたプロセッサと、画像の分析を表示するように構成されたディスプレイであって、ユーザが、画像の分析に基づいて、検査装置にインターフェースし、命令を提供することができ、ディスプレイが、画像に基づいて、プロセッサ内で生成されたヒストグラムおよびサムネイル画像を同時に表示する、ディスプレイとを備える。アイテムの検査装置およびＵＩを制御し管理するための方法が開示される。【選択図】図２Ｂ

Description

本開示の主題は、自動検査装置に関する。より詳細には、本開示の主題は、ユーザが検査装置とインターフェースするための管理および制御システムに関する。

自動検査は、生産ラインにおける粒子の品質の制御の一部として、典型的には硬質である小さい固体材料を検査するプロセスである。任意選択で、検査プロセスは、材料の選別プロセスを有することができる。市販の検査機は、不純物、形状の変化、および色を決定するために、光学センサおよび画像処理を使用する。典型的には、検査機は、固体粒子オブジェクトを、材料を生産／出荷に適格にするため、または不合格にするためのユーザ定義の基準閾値と比較する。

旧式の手動検査および／または選別は主観的であり、信頼性および一貫性がないが、光学選別は、全体的な製品品質を改善し、スループットを最大化し、歩留まりを増加させ、手動の労働コストを低減する。

検査機は、プラスチック粒類、金属粒類、またはガラス粒類などの製品、ならびに豆類、香辛料、ナッツ類、穀物類、米類、野菜類、果実類などの食品材料に使用することができる。

別段に定義されない限り、本明細書で使用されるすべての技術的および科学的用語は、本開示の主題が属する当業者によって一般に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書に記載されたものと類似または同等の方法および材料を、本開示の主題の実施または試験において使用され得るが、適切な方法および材料を以下に記載する。矛盾する場合には、定義を含めて、本明細書が優先する。加えて、材料、方法、および例は、例示にすぎず、限定を意図するものではない。

したがって、本主題に従って、ユーザが少なくとも１つのデジタル光学機器を有する検査装置とインターフェースするための管理および制御システムが提供され、管理および制御システムは、
少なくとも１つのデジタル光学機器から画像を受信し、画像を分析し、検査装置に命令を送信するように構成されたプロセッサと、
画像の分析を表示するように構成されたディスプレイであって、ユーザが、画像の分析に基づいて、検査装置にインターフェースし、命令を提供することができ、ディスプレイが、画像に基づいて、プロセッサ内で生成されたヒストグラムおよびサムネイル画像を同時に表示する、ディスプレイと
を備える。

別の好ましい実施形態によれば、検査および選別装置が、豆類、香辛料、ナッツ類、穀物類、米類、野菜類、果実類、プラスチック粒類、金属粒類、ガラス粒類、医薬品錠剤からなるアイテム群から選択されるアイテムを検査するように構成されている。

別の好ましい実施形態によれば、少なくとも１つのデジタル光学機器が、Ｘ線検出器、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）デバイス、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャナ、３Ｄデータスキャナ、カメラ、光学センサからなる光学機器群から選択される。

別の好ましい実施形態によれば、ディスプレイが、モニタ、スクリーン、エレクトロルミネセント（ＥＬＤ）表示装置、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）デバイス、発光ダイオード（ＬＥＤ）デバイス、プラズマ（ＰＤＰ）ディスプレイ、タブレットなどの電子ハンドヘルドデバイス、スマートフォンデバイスからなるディスプレイ群から選択される。

別の好ましい実施形態によれば、命令が、アイテムを選別すること、アイテムの排出を有効にすること、アイテムの排出を無効にすること、レポートを生成すること、識別レベルを設定すること、アイテムを迂回させること、アラームを生成するための閾値を設定すること、自動予測およびアラーミングのためのデータセットを定義すること、生産ライン制御のためのセットポイントを定義することからなる命令群から選択される。

別の好ましい実施形態によれば、管理システムが、プロセッサと通信するメモリユニットをさらに備え、メモリユニットが、画像、参照画像、アイテムの複数のプロファイル、システム設定、システムレポート、画像分析、異なるタイプのアイテムの閾値を含む参照プロファイル、参照プロファイルに関連付けられた統計分析からなる情報群から選択される情報を保持するように構成される。

別の好ましい実施形態によれば、ディスプレイが、画像に基づいてプロセッサで生成されたグラフをグラフィカルに表示する。

別の好ましい実施形態によれば、検査装置が、生産ライン内に組み込まれている。

別の好ましい実施形態によれば、アイテムの検査装置を管理し制御する方法も提供され、方法は、
検査装置の少なくとも１つのデジタル光学機器によって検査されたアイテムの画像をキャプチャすることと、
プロセッサによって、少なくとも１つのデジタル光学機器から画像を受信することと、
アイテムの分析を行うためにプロセッサによって画像を分析することと、
ヒストグラム表現およびサムネイル画像を同時に表示しながら、ディスプレイ上に分析を表示することと、
検査装置によって、ユーザによってインターフェースされた命令を受信することと
を含む。

別の好ましい実施形態によれば、画像を分析することが、画像内の各アイテムの基準を決定することを含み、基準が、不純物、形状の変化、アイテムの色、暗い斑点、暗いゲル、暗いおよび明るい汚染、異物、変色、交差汚染、色測定および色ずれ、サイズ偏差、形状不規則性、凝集、透明性、アイテムの光沢からなる群から選択される。

別の好ましい実施形態によれば、方法は、アイテムの寸法および基準のヒストグラム表現を生成することをさらに含む。

別の好ましい実施形態によれば、方法は、ヒストグラム表現、サムネイル画像、およびグラフに基づいて閾値を設定することをさらに含む。

別の好ましい実施形態によれば、ユーザによってインターフェースされる命令が、アイテムを選別すること、アイテムの排出を有効にすること、アイテムの排出を無効にすること、レポートを生成すること、識別レベルを設定すること、アイテムを迂回させること、アラームを生成するための閾値を設定すること、自動予測およびアラーミングのためのデータセットを定義すること、生産ライン制御のためのセットポイントを定義することからなる命令群から選択された命令を含む。

別の好ましい実施形態によれば、ユーザが検査装置から視覚情報および統計情報を同時に受信し、検査装置に命令を提供できるように、ユーザと検査装置との間をインターフェースするインターフェースが提供され、インターフェースは、
検査装置から画像を受信し、画像の少なくとも一部を表示し、画像に基づいて統計分析を行い、分布ヒストグラムを形成するように構成されたプロセッサと、
画像の少なくとも一部と分布ヒストグラムとを同時に表示するように構成されたディスプレイと、
ユーザがプロセッサに命令を提供し、検査および選別装置とインターフェースするための入力デバイスと
を備える。

別の好ましい実施形態によれば、画像の少なくとも一部と分布ヒストグラムとが互いに対応する。

開示された主題のいくつかの実施形態について、単なる例として、添付の図面を参照して記載される。次に、図面を詳細に具体的に参照すると、示された詳細は、本開示の主題の好ましい実施形態の例示的な説明のためのものにすぎず、開示された主題の原理および概念的な態様の最も有用で容易に理解される説明であると考えられるものを提供するために提示されることが強調される。この点に関して、開示された主題の基本的な理解のために必要である以上に詳細に開示された主題の構造的詳細を示す試みはなされておらず、図面を用いてなされた説明は、開示された主題のいくつかの形態が実際にどのように実施され得るかを当業者に明らかにする。

開示された主題のいくつかの例示的な実施形態による、自動穀粒検査装置（ＡＩＡ）を示す図である。 開示された主題のいくつかの例示的な実施形態による、自動穀粒検査装置の正面図である。 開示された主題のいくつかの例示的な実施形態による、表示装置を備える、図１の自動穀粒検査装置の正面図である。 開示された主題のいくつかの例示的な実施形態による、表示装置を備える別の選別システムの正面図である。 開示された主題のいくつかの例示的な実施形態による、表示装置を備えるさらに別の選別システムの正面図である。 開示された主題のいくつかの例示的な実施形態による、自動穀粒検査装置の断面側面図である。 開示された主題のいくつかの例示的な実施形態による、自動穀粒検査装置の上面図である。 開示された主題のいくつかの例示的な実施形態による、検査プロセスにおける穀粒を示すビデオフレームのスクリーンショットである。 開示された主題のいくつかの例示的な実施形態による、穀粒検査システムのブロック図である。 開示された主題のいくつかの例示的な実施形態による、穀粒検査のための方法のフローチャート図である。 開示された主題のいくつかの例示的な実施形態による、結果レポートを示すワークステーションスクリーンショットである。 開示された主題のいくつかの例示的な実施形態による、別の結果レポートを示すワークステーションスクリーンショットである。 開示された主題のいくつかの例示的な実施形態による、さらに別の結果レポートを示すワークステーションスクリーンショットである。 開示された主題のいくつかの例示的な実施形態による、結果レポートを示すワークステーションスクリーンショットである。 開示された主題のいくつかの例示的な実施形態による、傾向ビューにおける結果レポートを示すワークステーションスクリーンショットである。 開示された主題の別の実施形態による、サムネイルビューにおける結果レポートを示すワークステーションスクリーンショットである。 図１４Ａおよび図１４Ｂ。開示された主題のいくつかの例示的な実施形態による、サムネイルビューにおける暗欠陥検査の結果レポートを示すワークステーションスクリーンショットである。 図１５Ａおよび図１５Ｂ。開示された主題のいくつかの例示的な実施形態による、サムネイルビューにおけるサイズ監視検査の結果レポートを示すワークステーションスクリーンショットである。 開示された主題のいくつかの例示的な実施形態による、サムネイルビューにおける黄色度検査の結果レポートを示すワークステーションスクリーンショットである。

開示された主題の少なくとも１つの実施形態を詳細に説明する前に、開示された主題は、その適用において、以下の説明に記載されるか、または図面に示される構成要素の構成および配置の詳細に限定されないことを理解されたい。開示された主題は、他の実施形態が可能であるか、または様々な方法で実施または実行することができる。また、本明細書で使用される表現および用語は、説明を目的とするものであり、限定と見なされるべきではないことを理解されたい。図面は、一般に、縮尺通りではない。明確にするために、必須ではない要素は、図面の一部から省略されている。

「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、および「有する（ｈａｖｉｎｇ）」という用語は、それらの活用形とともに、「～を含むが、～に限定されない」を意味する。「～からなる」という用語は、「～を含み、～に限定される」と同じ意味を有する。

「基本的に～からなる」という用語は、組成物、方法または構造が、追加の成分、ステップ、および／または部分を含み得るが、追加の成分、ステップ、および／または部分が、特許請求される組成物、方法、または構造の基本的および新規な特徴を実質的に変更しない場合のみであることを意味する。

本明細書で使用される場合、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈が明らかに別段の指示をしない限り、複数の参照を含む。例えば、用語「化合物」または「少なくとも１つの化合物」は、その混合物を含む複数の化合物を含み得る。

本出願を通して、この開示された主題の様々な実施形態は、範囲形式で提示され得る。範囲形式での説明は、単に便宜上および簡潔にするためのものであり、開示された主題の範囲に対する柔軟性のない限定として解釈されるべきではないことを理解されたい。したがって、範囲の説明は、すべての可能な部分範囲、ならびにその範囲内の個々の数値を具体的に開示したものと見なされるべきである。

明確にするために、別々の実施形態の文脈で説明されている開示された主題のいくつかの特徴は、単一の実施形態において組み合わせて提供することもできることが理解される。逆に、簡潔にするために、単一の実施形態の文脈で説明されている開示された主題の様々な特徴は、別々に、または任意の適切な部分組合せで、または開示された主題の任意の他の記載された実施形態において適切なものとして提供することもできる。様々な実施形態の文脈で説明されるいくつかの特徴は、実施形態がそれらの要素なしでは動作しない場合を除き、それらの実施形態の本質的な特徴とは見なされないものとする。

次に図１を参照すると、開示された主題のいくつかの例示的な実施形態による、自動穀粒検査装置（ＡＩＡ）が示されている。ＡＩＡ１００は、生産ラインにおいて、固体材料を検査する品質管理プロセスを実行するように構成された装置である。いくつかの例示的な実施形態では、ＡＩＡ１００は、色、サイズ、形状、構造的特性、およびそれらの任意の組合せなどの基準に従って材料を検査し、選別するように適合され得る。ＡＩＡ１００によって選別される材料は、例えば、豆類、香辛料、ナッツ類、穀物類、米類、野菜類、果実類、プラスチック粒類、金属粒類、ガラス粒類、医薬品錠剤、およびそれらの任意の組合せなどの複数の個別のアイテムである。

わかりやすくするために、本開示は、以下では、ＡＩＡ１００によって選別される材料を「穀粒」または「アイテム」と呼ぶ。

いくつかの例示的な実施形態では、ＡＩＡ１００は、生産ラインのインラインで、生産ラインのオフラインで、生産ラインと並行して、およびそれらの任意の組合せで使用することができる。インラインの例示的な実施形態では、生産において消費されるべきすべての穀粒は、最初に、検査のために、入口、好ましくは入口漏斗２０１からＡＩＡ１００に入り、穀粒が排出される出口２０９から生産ラインに進む。オフラインの例示的な実施形態では、穀粒のすべてまたは一部が、生産ラインに導入された後に試験されてもよい。並列の例示的な実施形態では、生産において消費されるべき材料の一部は、検査または選別のために、入口漏斗２０１からＡＩＡ１００に入り、出口２０９から生産ラインに進む。

次に図２Ａを参照すると、開示された主題のいくつかの例示的な実施形態による、自動穀粒検査装置の正面図が示されている。ＡＩＡ１００は、検査ゾーンと、入口漏斗２０１と、出口２０９と、第２の出口２１２と、選別機構２１３とを有するハウジング２００を備える。いくつかの例示的な実施形態では、入口漏斗２０１は、ハウジング２００と、供給管またはホッパー（図示せず）との間にインターフェースされており、ＡＩＡ１００に穀粒を注ぐことを可能にする。ハウジング２００はまた、フィーダ機構２０２と、スロットフィーダ２０４と、背景面と、好ましくは第１の背景面２０５と、第２の背景面２０６と、カメラ２０７とを組み込む。

いくつかの例示的な実施形態では、スロットフィーダ２０４は、入口漏斗２０１から穀粒を受け取り、それらをライン形成でハウジングの検査ゾーンに放出するように適合され、ライン厚は、実質的に、好ましくは、単一の穀粒の厚さと等価であるが、必須ではない。このようにして、スロットフィーダ２０４は、穀粒を収集し、ハウジング２００を横切って、穀粒がハウジングを通って、穀粒が撮像される検査ゾーンを通ってカーテン状に落下するように、穀粒を一列に整列させるバッファとして機能する。いくつかの例示的な実施形態では、フィーダ機構２０２は、スロットフィーダ２０４の出口（図示せず）のライン厚を、単一の穀粒の厚さ、または任意の他の適切な厚さに調整するために使用され得る。いくつかの例示的な実施形態では、第１の背景面２０５および第２の背景面２０６は各々、カメラ２０７によって撮影された画像の異なる背景を構成することができる。カメラ２０７は、カメラ区画２１０上に位置し、カーテン状に放出された穀粒と、カーテン状に落下する穀粒の後ろに位置する背景２０５および２０６に面している（見ている）ことに留意されたい。

また、複数のカメラを使用することもできることに留意されたい。複数のカメラのうちの１つ以上は、図２Ａに示されるカメラに対向して配置され得る。このようにして、対向配置されたカメラは、穀粒の反対側から画像をキャプチャする。対向配置されたカメラに、独立した照明システムおよび背景のセットを設けることができる。この二重に機能する装置は、穀粒の完全な検査のために画像をキャプチャすることを可能にする。

いくつかの他の例示的な実施形態では、穀粒は、スロットフィーダの下で傾斜した表面上のカーテン状の構造でスライドすることができ、表面は、一例として背景面とすることができる。この任意選択の構造は、カメラによってキャプチャされる画像の品質を向上させるために、穀粒が検査ゾーンを通過するときの穀粒の速度を低下させることができる。一般に、特にこの場合、スロットフィーダのスロットはより広くてもよく、またはスロットを有さないフィーダを使用して、穀粒が別の開口プロファイルを有するフィーダを通過することができる。

いくつかの例示的な実施形態では、品質管理検査に不合格（不適格）である穀粒を検出すると、選別機構２１３は、不適格な穀粒を出口２０９から第２の出口２１２に偏向させるように構成することができる。本主題の一態様によれば、ユーザが少なくとも１つのデジタル光学機器を有する検査装置とインターフェースするための制御システムが提供され、制御システムは、
少なくとも１つのデジタル光学機器から画像を受信し、画像を分析し、検査装置に命令を送信するように構成されたプロセッサと、
画像の分析を表示するように構成されたディスプレイであって、ユーザは、画像の分析に基づいて、検査装置にインターフェースし、命令を提供することができる、ディスプレイと
を備える。

本主題のさらに別の態様によれば、ユーザが検査装置から視覚情報および統計情報を同時に受信し、検査装置に命令を提供できるように、ユーザと検査装置との間をインターフェースするインターフェースが提供され、インターフェースは、
検査装置から画像を受信し、画像の少なくとも一部を表示し、画像に基づいて統計分析を行い、分布ヒストグラムを形成するように構成されたプロセッサと、
画像の少なくとも一部と分布ヒストグラムとを同時に表示するように構成されたディスプレイと、
ユーザがプロセッサに命令を提供し、検査装置とインターフェースするための入力デバイスと
を備える。

次に図２Ｂを参照すると、開示された主題のいくつかの例示的な実施形態による、表示装置を備える、図２の自動穀粒検査装置の正面図が示されている。この実施形態では、ＡＩＡ１００は、情報を表示することができるスクリーンなどの表示装置２２０をさらに備える。表示装置２２０は、例えば、エレクトロルミネセント（ＥＬＤ）表示装置、液晶表示（ＬＣＤ）装置、発光ダイオード（ＬＥＤ）デバイス、プラズマ（ＰＤＰ）ディスプレイ、またはこれらの組合せなどとすることができる。「表示装置」および「スクリーン」という用語は、実質的に同じ機能に対して使用され、したがって、用語は入れ替えることができる。スクリーン２２０は、有線または無線でＡＩＡ１００に接続することができる。いくつかの実施形態では、スクリーン２２０は、コンピュータモニタとすることができる。別の実施形態では、スクリーン２２０は、例えばタブレットなど、電子ハンドヘルドデバイスのような遠隔デバイス上にあり得る。さらに別の実施形態では、スクリーン２２０は、スマートフォンデバイスとすることができる。

スクリーン２２０上に表示される情報は、視覚的または触覚的のいずれかであり得る。好ましくは、情報は、グラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）を使用して提示される。ＧＵＩは、テキストベースのユーザインターフェース、タイプされたコマンドラベル、またはテキストナビゲーションの代わりに、グラフィカルアイコンおよび一次表記などのオーディオインジケータを通してユーザが電子デバイスと対話することを可能にするユーザインターフェースの一形態である。情報は、カメラ２０７から、またはＸ線検出器、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）デバイス、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャナ、３Ｄデータスキャナなどの任意の他のデジタル光学機器から受信される。任意選択で、複数のデジタル光学機器から情報を取り出すことができる。スクリーン２２０は、以下に詳述するように、ヒストグラムを表示する。ユーザは、入力デバイス２２１を介してＡＩＡとインターフェースする。入力デバイスは、キーボード、マウス、ビデオ、タッチスクリーンなどのデバイス群からのものとすることができる。

次に図２Ｃを参照すると、開示された主題のいくつかの例示的な実施形態による、表示装置を備える別の選別システムの正面図が示されている。選別システム２５０は、生産ラインにおいて、固体材料を検査する品質管理プロセスを実行するように動作する。選別システム２５０は、輸送システム２５２に接続された材料供給部２５１を備える。輸送システム２５２は、Ｘ線検査構成要素２５３に取り付けられ、その後に少なくとも１つの光学検査構成要素２５４が続く。追加の光学検査構成要素２５８およびカラーカメラ２５９を使用して、アイテムを検査することができる。選別ユニット２５５は、検査済みアイテムを選別し、それらを不合格材料リザーバ２５６と清浄材料リザーバ２５７とに分離する。スクリーン２２０は選別ユニット２５０に取り付けられ、以下に説明するように、アイテムの検査に関連する視覚情報を表示する。

次に図２Ｄを参照すると、開示された主題のいくつかの例示的な実施形態による、表示装置を備えるさらに別の選別システムの正面図が示されている。選別システム２７０は、生産ラインにおいて、固体材料を検査し、選別する品質管理プロセスを実行するように動作する。選別システム２７０は、製品フィード２７２に接続されたプレホッパー２７１を備える。製品フィード２７２は、アイテムを検査エリア内に移動させる搬送システム２７３に取り付けられる。検査エリアは、電荷結合素子（ＣＣＤ）２７４および蛍光ランプ２７５を備える。排出ノズル２７６は、不合格の検査済みアイテムをリザーバ２７８内に排出する。不合格でなかったアイテムは、変換システム２７３によって第２の検査エリアに移動される。第２の検査エリアは、電荷結合素子（ＣＣＤ）２７４および蛍光ランプ２７５を備える。排出ノズル２７６は、不合格の検査済みアイテムをリザーバ２７８内に排出する。不合格でなかったアイテムは、リザーバ２７８に排出される。スクリーン２２０は、選別ユニット２７０に取り付けられ、以下で論じられるように、特定のタイプまたはサイズのアイテムの分布など、アイテムの検査に関連する視覚情報および統計情報を有するヒストグラムの視覚情報を表示する。

次に図３を参照すると、開示された主題のいくつかの例示的な実施形態による、自動穀粒検査装置（ＡＩＡ）の断面側面図が示されている。スロットフィーダ２０４は、主に、互いに向かい合う２つのパネル（２０４ａおよび２０４ｂ）を備えるが、その各々は、ＡＩＡ１００の垂直軸から離れるように傾斜している。断面側面図から、スロットフィーダ２０４は台形形状を有し、台形の上部基部は、フィーダ機構２０２によって調整され得る狭い基部（スロットには「Ｓ」とラベル付けされる）とは対照的に、広く開いていることが理解され得る。いくつかの例示的な実施形態では、フィーダ機構２０２は、スロットフィーダ２０４のスロット２１１を、検査中の穀粒のタイプの典型的な厚さに対応するスパンに調整することができる。

入口漏斗２０１に注入された穀粒は、いわゆる「台形の上部基部」を介してスロットフィーダ２０４に入り、カメラ２０７の視野（ＦＯＶ）を横断しながら、カーテン状にスロットフィーダから出口２０９に出ることに留意されたい。いくつかの例示的な実施形態では、スロット２１１のスパンは、フィーダ機構２０２によって手動で調整することができる。例えば、ハンドル、レバー、ねじボルト、およびそれらの任意の組合せ、または任意の市販の機械的手段である。加えて、または代替として、フィーダ機構２０２は、電気／空気圧モータ、アクチュエータ、およびそれらの任意の組合せなどによって、スロット２１１のスパンを自動的に調整するように構成され得る。いくつかの例示的な実施形態では、フィーダ機構２０２の自動調整は、本開示のコントローラ（以下でさらに詳細に説明される）によって制御され得る。

いくつかの例示的な実施形態では、選別機構２１３は、偏向、フラップ除去、加圧空気除去、分流弁、およびそれらの任意の組合せなどの機構タイプから構成され得る。

フラップと加圧空気除去の両方を利用して、品質制御に失敗した比較的少数の穀粒を不合格にすることができる。いくつかの例示的な実施形態では、（以下でさらに詳細に説明する）不適格な穀粒を検出すると、フラップ型または加圧空気のいずれかによって少数の穀粒が生産ラインから除去される。しかしながら、フラップまたは加圧空気のいずれかによるこの除去は、必須ではないが、主に、インラインおよび並列の生産ライン構成で使用され得ることに留意されたい。この廃棄（除去）プロセスは、不適格な穀粒が検出される限り、繰り返し行われてもよいことにも留意されたい。

いくつかの例示的な実施形態では、フラップ除去タイプは、例えば、開口を覆う、片側にヒンジ連結された平らな棚の一部に基づいてもよい。作動されると、フラップが開き、あらかじめ定められた数の穀粒が廃棄されることを可能にする。

いくつかの例示的な実施形態では、加圧空気除去タイプは、作動時にいくつかの穀粒を吹き飛ばす市販の空気ノズルに基づくことができる。廃棄される穀粒のおおよその量／数は、送風持続時間およびエアジェットの直径を調整することによって制御することができる。

しかしながら、いくつかの例示的な実施形態では、偏向選別機構は、必須ではないが、主に、オフラインの生産ライン構成で利用され得る。偏向機構のタイプは、穀粒を出口２０９に、すなわち生産ラインに、または穀粒を第２の出口２１２に偏向させるセレクタとして動作するヒンジドアに基づいてもよい。典型的には、作動偏向は、比較的大量の穀粒が廃棄されることを可能にし、すなわち、第２の出口２１２が開いて、あらかじめ定められた数の穀粒が廃棄されることを可能にする。

開示された主題のいくつかの例示的な実施形態では、上記に列挙されたタイプなどの選別機構２１３は、ソレノイド、モータ、アクチュエータ、空気圧構成要素、およびそれらの任意の組合せなどを、任意のまたはすべての選別機構タイプを実施するために利用することができる。

他の構成要素の中で、図３は、カメラ２０７、第１の背景面２０５、第２の背景面２０６、および少なくとも１つの背景照明２１４の側面図を示す。いくつかの例示的な実施形態では、カメラ２０７は、カメラのＦＯＶが両方の背景を含むエリアをカバーするように、カメラを前後に、すなわち、背景面２０５および２０６に向かって、およびそれらから離れる方向にスライドさせることを可能にするカメラアセンブリ２１０に位置し得る。カメラ２０７のスライドは、カメラの焦点と背景をカバーするエリア、以下関心領域（ＲＯＩ）、との間の距離を調整するために、スライド機構２１５によって行われてもよい。いくつかの例示的な実施形態では、スライド機構２１５は、手動、および／または運動制御ユニット（ＭＣＵ）６０４（以下でさらに詳細に説明される）によって自動に制御され得る。

本開示のカメラ２０７は、第１および第２の背景面２０５および２０６の前に、カーテン状にスロットフィーダ２０４から落下する穀粒の画像を取得するように構成される。いくつかの例示的な実施形態では、カメラ２０７は、ビデオカメラ、ラインスキャンカメラ、スチルカメラ、単色カメラ、カラーカメラ、エリアカメラ、およびそれらの任意の組合せなどであり得る。エリアカメラは、複数の背景上のかなりの数の穀粒をキャプチャすることができるので、現在の装置で使用するのに有益である。エリアカメラで使用されるセンサは、通常の２次元画像を１回の露光サイクルで生成することができるように、画像ピクセルの大きいマトリクスを有し、したがって、その効率は、他のオプションと比較して向上している。複数のカメラのうちの少なくとも１つはエリアカメラであるものとする。加えて、または代替として、カメラ２０７は、ローパス、ハイパス、バンドパス、およびそれらの任意の組合せなどとして構成され得る異なる波長光学フィルタ（図示せず）を備えることができる。フィルタは、色補正、色変換、色減算、コントラスト強調、偏光、ニュートラル濃度、クロススクリーン、拡散およびコントラスト低減、ならびにこれらの任意の組合せなどに使用することができる。光学フィルタは、穀粒の空間、コントラスト、および色分解能を向上させるために利用され得ることに留意されたい（以下でさらに詳細に説明される）。いくつかの例示的な実施形態では、カメラ２０７は、複数のカメラから構成することができ、複数のカメラの各カメラは、異なる画像特性を取得するように構成することができる。画像は、ビデオ、少なくとも１つの静止写真、およびそれらの組合せであってもよく、画像は、デジタル表現で保持されてもよいことに留意されたい。

いくつかの例示的な実施形態では、少なくとも１つの背景照明２１４は、背景の前、背景の後、またはその両方、すなわち、背景の前後に位置することができる。加えて、または代替として、背景照明２１４のうちの少なくとも１つは、異なる波長を有してもよく、または色分離のために意図された減算フィルタを使用することができる。加えて、または代替として、表面のうちの１つは、照明器としても機能することができる。

いくつかの例示的な実施形態では、第１の背景面２０５は、（限定されないが）白色であり得、第２の背景面２０６は、（限定されないが）黒色であり得る。カメラ２０７によって取得されたＲＯＩは、白色および黒色の背景、すなわち、それぞれ第１および第２の背景面２０５および２０６の前に落下する穀粒をキャプチャするように構成されることに留意されたい。いくつかの例示的な実施形態では、第１および第２の背景面２０５および２０６は各々、画像分析を容易にするように構成されたグリッドを備え得る。白い背景は、穀粒の色素沈着および／または他の色欠陥の分析を容易にし、黒い背景は、穀粒の幾何学的（形状）欠陥の分析を容易にすることが理解されるであろう。いくつかの例示的な実施形態では、第２の背景面２０６（黒）は、第１の背景面２０５（白）に対して凹むことができる。黒い背景は、透明な穀粒がまだ白い背景の前にある間に透明な穀粒上に黒い背景が反射するのを避けるために、白い背景に対して凹んでいる。言い換えれば、黒い背景が白い背景と同一平面上にある場合、黒い背景は、白い背景に面する穀粒上にアーチファクトを引き起こす可能性がある。白い背景の画像は、色および色相汚染について分析され、したがって、黒色反射（アーチファクト）は、汚染と混同され得ることに留意されたい。

背景のパラメータは、各背景の幅、他の背景に対する背景の位置決め、背景の色など、手動または自動で変更することができることに留意されたい。

次に図４を参照すると、開示された主題のいくつかの例示的な実施形態による、自動穀粒検査装置（ＡＩＡ）１００の上面図が示されている。スロットフィーダ２０４は、図２および図３にも示される複数のブレード２０８をさらに備える。いくつかの例示的な実施形態では、スロットフィーダ２０４に沿って垂直に編成された複数のブレード２０８は、ＦＯＶにわたって均一に穀粒を分配すること、すなわちカーテン状の形成を支援することができる。また、ブレード２０８は、穀粒堆積物の蓄積を制御することができるので、フィーダを通る穀粒の流れを調整することを容易にする。

ブレードは、手動または自動で、一方を他方に対して移動させることができる。

次に図５を参照すると、開示された主題のいくつかの例示的な実施形態による、検査プロセスにおける穀粒を示すビデオフレームのスクリーンショットが示されている。ビデオフレーム５００は、白色部分５０５および黒色部分５０６の前のＲＯＩにおけるキャプチャされた穀粒５０１の画像を示す。白色部分５０５は、あらかじめ定められた閾値に関して、穀粒５０１の色素、色および色相の適格性を分析することを可能にすることに留意されたい。一方、黒色部分５０６は、あらかじめ定められた閾値に関して、幾何学的サイズ、形状、および構造特性の適格性について、穀粒５０１を分析することを可能にする。穀粒が暗い場合、各背景から検索される情報は、図５に示す明るい色の穀粒についての情報検索とは逆になる。

次に図６を参照すると、開示された主題のいくつかの例示的な実施形態による、穀粒検査システム６００のブロック図が示されている。システム６００は、図７に示すような方法を実行するように適合されたコンピュータ化された装置である。

いくつかの例示的な実施形態では、システム６００は、プロセッサ６０１と通信しているＡＩＡ１００を備える。プロセッサ６０１は、好ましくは、中央処理装置（ＣＰＵ）、マイクロプロセッサ、電子回路、集積回路（ＩＣ）などである。加えて、または代替として、システム６００は、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）またはマイクロコントローラなどの特定のプロセッサのために書かれた、またはそれに移植されたファームウェアとして実装することができ、またはフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）または特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）などのハードウェアまたは構成可能ハードウェアとして実装することができる。プロセッサ６０１は、システム６００またはそのサブコンポーネントのいずれかによって必要とされる計算を実行するために利用され得る。

開示された主題のいくつかの例示的な実施形態では、システム６００は、入力／出力（Ｉ／Ｏ）モジュール６０２を備えることができる。システム６００は、マウス、キーボード、またはタッチスクリーンなどのデバイスを使用して、システム６００と外部Ｉ／Ｏデバイスとの間で情報および命令を送信および／または受信するためのインターフェースとしてＩ／Ｏモジュール６０２を利用することができる。いくつかの例示的な実施形態では、プロセッサ６０１は、メモリ６０３、ディスプレイアダプタ６０８、通信モジュール６０９なども備えるワークステーション６０５内に含まれる。通信モジュール６０９は、ネットワーク６０６とインターフェースすることができる。

いくつかの例示的な実施形態では、Ｉ／Ｏモジュール６０２は、ＵＩまたはＧＵＩを使用して、出力、視覚化された結果（図５、図８、図９、および図１０に示されるような）、例えば、粒径、不適切な切断監視、および色／色相欠陥などのレポートをディスプレイ６０８上に提供することなどによって、システムのユーザにインターフェースを提供するために使用され得る。ユーザは、ワークステーション６０５を使用して、合格／不合格閾値、穀粒バッチの破棄、システムまたはネットワークリポジトリに保持されている以前の検査に基づく統計計算の実行などの情報を入力することができる。しかしながら、システム６００は、人間の操作なしで動作することができることが理解されよう。

いくつかの例示的な実施形態では、ネットワーク６０６を使用して、プロセッサ６０１と、増加した、および拡張性を有するアマゾンウェブサービス（ＡＷＳ）などのクラウドコンピューティングサーバ（図示せず）との間の通信を容易にすることができる。加えて、または代替として、ネットワーク６０６接続を使用して、別の装置または生産施設のデータリポジトリと通信することができる。加えて、または代替として、システム６００は、クラウドリポジトリ（図示せず）または任意の他のネットワークストレージ内にＡＩＡ１００の記録された情報を保持するために、ネットワーク６０６接続を使用し得る。

いくつかの例示的な実施形態では、システム６００は、コントローラ６０４を備える。通信６０９を介してプロセッサ６０１とインターフェースされたコントローラ６０４は、照明、画像キャプチャ、ＩＯ、およびスロットのスパンなど、ＡＩＡ１００およびＡＩＡ内のカメラ６０７の電気機械および／または空気圧構成要素に関連付けられた活動を駆動および感知するように構成される。コントローラ６０４は、プロセッサ６０１と通信し、ＡＩＡ１００を自動的に制御することができる。いくつかの例示的な実施形態では、駆動および感知活動は、入口漏斗２０１、フィーダ機構２０２、スロットフィーダ２０４、ビデオカメラ２０７、選別機構２１３、背景照明２１４、スライド機構２１５、およびそれらの任意の組合せなどを操作することを含むことができる。

いくつかの例示的な実施形態では、ＡＩＡ１００内のカメラ６０７は、キャプチャされた画像を転送し、画像分析のためにデジタル表現で画像をプロセッサ６０１に伝達するために、プロセッサ６０１とインターフェースしている。いくつかの例示的な実施形態では、少なくとも１つのカメラからキャプチャされた画像は、ビデオカメラ、スチルカメラ、エリアカメラ、ラインスキャンカメラ、ビデオカメラ、単色カメラ、カラーカメラ、およびそれらの任意の組合せなどからなる群から選択されたカメラを備えることができる。

いくつかの例示的な実施形態では、カメラ６０７は、コントローラ６０４によって少なくとも１つのカメラのレンズの前に係合されるように適合された光学フィルタ（図示せず）のアレイを備えることができる。

いくつかの例示的な実施形態では、システム６００は、メモリユニット６０３を備える。メモリユニット６０３は、永続的または揮発的であり得る。例えば、メモリユニット６０３は、フラッシュディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、メモリチップ、ＣＤ、ＤＶＤ、またはレーザディスクなどの光記憶デバイス、テープ、ハードディスク、ストレージエリアネットワーク（ＳＡＮ）、ネットワークアタッチトストレージ（ＮＡＳ）などの磁気記憶デバイス、フラッシュデバイス、メモリスティックなどの半導体記憶デバイスとすることができる。いくつかの例示的な実施形態では、メモリユニット６０３は、図７に示されるステップのいずれかに関連付けられた動作を実行するために、プロセッサ６０１を作動させるためのプログラムコードを保持することができる。メモリユニット６０３はまた、カメラ６０７によってキャプチャされた画像、複数の穀粒プロファイル、システム６００の結果（レポート）、各検査シーケンスの画像分析、異なるタイプの穀粒の閾値を含む参照プロファイル、参照プロファイルに関連付けられた統計分析、およびそれらの任意の組合せなどを保持するために使用され得る。

システム６００に詳述される構成要素は、例えば、プロセッサ６０１によって、または別のプロセッサによって実行される、相互に関係するコンピュータ命令の１つ以上のセットとして実装され得る。構成要素は、任意のプログラミング言語で、任意のコンピューティング環境下でプログラムされた、１つ以上の実行可能ファイル、動的ライブラリ、静的ライブラリ、メソッド、関数、サービスなどとして構成され得る。

次に図７を参照すると、開示された主題のいくつかの例示的な実施形態による、穀粒検査のための方法のフローチャート図が示されている。

検査システム６００のアクションは、ペレットの外観に関してそれ自体が行う画像処理によって生成されたデータに基づく。任意選択で、システム６００によって、システム６００に直接接続されたセンサから、および／または生産ライン上の他のライン制御デバイスからインポートされたデータによって、追加のデータが収集される。例えば、システム６００は、生産ラインから速度、温度、および／または圧力の測定値を受信し、必要なアクションを推定するために、カメラ２０７または他のカメラからの情報とともに、これらのセンサのみからの情報を使用することができる。

システム６００によって収集されたデータは、今後の故障を予測したり、既存の生産の故障を指摘したりするために、統計的プロセス制御ツール（ＳＰＣ）、人工知能（ＡＩ）アルゴリズム、データ傾向分析、および特別に記述されたアルゴリズムによって処理される。

ステップ７０１において、穀粒プロファイルが取得される。いくつかの例示的な実施形態では、検査されるべき穀粒のタイプに関連付けられた穀粒プロファイルは、例えば、メモリ６０３またはネットワーク６０６に接続されたストレージなど、システム６００のデータリポジトリから取得され得る。穀粒プロファイルは、リポジトリ内に保持される複数の穀粒プロファイルのうちの１つとすることができ、各穀粒プロファイルは、異なるタイプの穀粒に関連付けられる。いくつかの例示的な実施形態では、穀粒のタイプは、サイズ、色、形状、透明度、重量、およびそれらの任意の組合せなどの点で互いに異なり得る。したがって、既知の穀粒の各タイプは、本開示のＡＩＡ１００についてそれを特徴付けるプロファイルを有し得る。

いくつかの例示的な実施形態では、複数の穀粒プロファイルの各穀粒プロファイルは、ＡＩＡ１００セットアップに関連付けられたあらかじめ定められたパラメータを含むことができる。パラメータは、カメラ構成、照明および背景の設定、スロットフィーダのスパン、および標準閾値を含むことができる。

ステップ７０２において、スロットフィーダが設定される。いくつかの例示的な実施形態では、システム６００は、現在の穀粒プロファイルのパラメータに従って、粒径の要件を満たすように、スロットフィーダ２０４のスパン２１１を調整する。

ステップ７０３において、背景照明が設定される。いくつかの例示的な実施形態では、システム６００は、現在の穀粒プロファイルのパラメータに従って、穀粒の色、色相、サイズ、および透明度の要件を満たすように、背景照明２１４のうちの少なくとも１つを設定することができる。照明２１４は、背景のいずれかの側、および両方の側を同時に照明するように設定することができることに留意されたい。加えて、または代替として、システム６００は、検査プロセス中に照明２１４に側面照明を交互にさせることができ、また、プロセス中に照明を減光させることができ、すべて、穀粒検査の画像解像度を向上させる。

ステップ７０４において、カメラが構成される。いくつかの例示的な実施形態では、システム６００は、現在の穀粒プロファイルのパラメータに従って、穀粒の不純物、形状の変化、および色を検出するための要件を満たすように、少なくとも１つのカメラ２０７を設定することができる。検出要件は、例えば、不純物、暗い斑点または暗いゲル、暗いおよび明るい汚染、異物、変色、交差汚染、色測定および色ずれ、サイズ偏差、形状不規則性、凝集、透明性、光沢であり得る。前述のように、複数のカメラを同時に使用することができることに留意されたい。加えて、または代替として、システム６００は、１つ以上のカメラ２０７に、選別プロセス中に画像キャプチャを交互に行わせること、ならびに画像キャプチャプロセス中に光学フィルタを作動させることができ、これらはすべて現在の穀粒プロファイルに従って行われる。

ステップ７０５において、穀粒注入が有効にされる。いくつかの例示的な実施形態では、穀粒監視および検査プロセスを開始するために、穀粒が入口漏斗に入ることが可能にされ得る。

ステップ７０６において、画像、ならびに他のセンサおよび／または他のライン生産システムなどの他のソースから収集されたデータがキャプチャされ、分析される。いくつかの例示的な実施形態では、画像のデジタル表現は、画像分析のために、ビデオフロントエンド２０７によってプロセッサ６０１にルーティングされ得る。画像分析は、画像中の各穀粒の基準を決定するように構成され、基準は、不純物、形状の変化、穀粒の色、例えば、不純物、暗い斑点または暗いゲル、暗いおよび明るい汚染、異物、変色、交差汚染、色測定および色ずれ、サイズ偏差、形状不規則性、凝集、透明性、光沢を検出するための要件からなる群から選択される。いくつかの例示的な実施形態では、画像は、各々６０秒の記録でリポジトリに保持される。

ステップ７０７では、ステップ７０６で収集されたデータのすべてまたは一部からヒストグラムが生成される。いくつかの例示的な実施形態では、システム６００は、例えば、上記に列挙したような異なる基準について、図８～図１６に示すようなヒストグラム表現を生成するように適合される。各ヒストグラムの横軸は、寸法を表し、必須ではないが、好ましくは、ミクロン単位で与えられ、縦軸は、１００ｋ粒でスケーリングされた発生数を表すことに留意されたい。各ヒストグラムの各バーは、１００ｋ粒ごとに代表的なサムネイル画像を含む。任意選択で、追加のデータ、例えば、統計的プロセス制御ツール（ＳＰＣ）、人工知能（ＡＩ）アルゴリズム、データ傾向分析、および特別に記述されたアルゴリズムによって収集されたデータを使用することができる。ＳＰＣおよびＡＩはまた、他の生産ラインからの他のセンサまたはシステムからの他のセンサからの情報にも基づくことができる。

例えば、本明細書で後述するようなヒストグラムなどの視覚情報は、本明細書で前述した選別システムのうちの任意の１つ、ならびに他の選別および検査システムにおいて接続され、表示され得る。

検査システムは、次のような追加のアクション（ステップ７０８）に使用できる。
１．エアノズルまたは機械的フラップを使用して不適格なペレットを排出すること。このアクションによって、それに近接して配置されたペレットが０から比較的少数の場合でも、不適格なペレットのみを除去することが可能になる。
２．分流弁、または材料ストリーム全体を移動させる他の機構を使用して、検査済み材料の流れを迂回させる。このアクションは、不適格なペレットを有する材料ストリーム内にある比較的多数のペレットとともに、不適格なペレットを同時に除去する。
３．不適格なペレットの生産を防止するため、またはその品質を向上させるために、生産を停止するため、または速度、温度、圧力、および／または他のパラメータなどの生産パラメータのうちの１つに新しいセットポイントを設定するために、生産ライン制御にコマンドを送信する。
４．生産ラインのオペレータにアラームを生成して、生産障害を示したり、生産が良好かつ安定した生産から、オペレータがこれを修正しない場合に生産障害を引き起こす可能性のある、あまり良好でないか不安定な生産に移行していることを示したりする。
５．良好で安定した生産を維持または達成するためにとるべき措置について、ラインオペレータに推奨を生成する。

いくつかの例示的な実施形態では、選別または他のアクションは、標準閾値を含む所与の穀粒プロファイルのあらかじめ定められたパラメータに基づいて実行される。閾値は、各基準についてのあらかじめ定められた合格／不合格識別レベルを指示、あらかじめ決定する。システム６００は、品質レポートを生成することもできる。

次に、図８、図９、および図１０を参照する。図８は、グレーレベルで測定された黒さ基準のヒストグラムを示し、図９は、ミクロンで測定された粒径基準のヒストグラムを示し、図１０は、ミクロンで測定された粒度基準のヒストグラムを示す。開示された主題のいくつかの例示的な実施形態では、システム６００は、ステップ７０８で説明される１つ以上のアクションにおいて、標準からの任意の偏差に反応することができる。粒径、粒形状、汚染サイズおよび形状、色偏差、粒またはアイテムの絶対色など、他のパラメータを監視し、検査し、ヒストグラムで表すことができることに留意されたい。

次に図１１を参照すると、開示された主題のいくつかの例示的な実施形態による、結果レポートを示すワークステーションスクリーンショットが示されている。検査システムの正確性および信頼性は、システムオペレータの能力および作業品質、検査システムの設定および制御の正しい管理に大きく依存する。実際には、これは、専門家にとっても、ユーザにとってもいくつかの非常に深刻な課題を提示する。ユーザが検査システムを操作する際、システムに正しい命令を与え、検査プロセスを効果的に実行するために、少なくとも２つのタイプの情報表現、すなわち統計情報および画像情報が重要である。開示された主題の実施形態によれば、ユーザは、両方のタイプの情報がユーザに同時に提示されるように、キャプチャされた画像と組み合わされた統計分析に基づいて検査装置にインターフェースし、命令を提供することができる。この特徴については、以下でさらに詳述される。スクリーン２２０の上部には、現在の検査タスクの結果のステータスを示す制御インジケータ８１１が表示される。本主題の一実施形態によれば、制御インジケータ８１１は、排出の数およびサイズに関する表示を含む。ステータスが正常である場合、制御インジケータ８１１は緑色である。ステータスが正常でない場合、制御インジケータ８１１は、黄色または赤色としてマークされる。本主題の範囲を限定することなく、任意の他の色を使用することが可能である。任意選択で、複数の制御インジケータ８１１がスクリーン２２０上に示され得、オペレータの要求に従っていくつかの要因の表示を示し、例えば、失敗した検査タスクまたは失敗の予測を示す。スクリーン２２０の中央部分８１０は、検査対象物に関する視覚情報を表示する。この実施形態によれば、このスクリーンショットは、暗汚染検査を伴うペレットのプロセス中の検査対象物の表示を示す。モードタブ８１２では、いくつかの表示モードが提示され、ユーザは、一方のモードから他方のモードに変更することができる。この実施形態では、表示モードは、サムネイル画像の形態である。サムネイルモードでは、特定の時間における特定のタスクのライブビューまたは参照ビューが提示される。別の表示モードは、トレンドであり、図１２でさらに説明されるように、選択された時間間隔で監視されたパラメータのグラフィックビューを示す。別の表示モードはカメラビューである。状態タブ８１４は、図１３でさらに説明されるように、少なくとも２つの状態、すなわち、ライブビューおよび参照ビューを有する。スクリーン２２０の中央部分８１０は、タスクに関連するペレットのサムネイルを示す。ライン８１６は、識別レベルを設定するために操作される。各正方形８１８は、ＡＩＡ１００において検査された対象物の表現である。スクリーン２２０は、検査された集団を表す複数の正方形８１８を表示することができる。最新の画像は、中央部分８１０に表示され、スクリーン２２０の下部に表示され、先入れ先出しスタック方式で、前の正方形８１８の画像を押し上げる。表示される正方形８１８の数は、特定の穀粒の数および中央部分８１０の高さに関連付けられる。中央部分８１０の右側には、特定の穀粒の１つのタイプのみが検出され、したがって、この特定の穀粒のみがサムネイル表示されるが、中央部分の左側には、４つを超えるサムネイルが存在するが、それらのうちの４つのみが示される。中央部分の高さがより高くなると、より多くのサムネイル画像が提示されたことになる。スクリーン２２０の下部８２０は、ヒストグラムビューに定量化された日付を表示する。任意選択で、正方形８１８は、オペレータによって決定された基準に従って、例えば、最高の画質のアイテムまたは最も適切な表現画像などの画像を表示することができる。

一般的なタスクボックスは、技術ログインボックス８２２、ゴールデン参照ボックス８２４、ヒストグラムボックス８２６、フローボックス８２８、ＨＷボックス８３０、およびフリーティングボックス８３２を含む。技術ログインボックス８２２は、システムに出入りするユーザによって押されるログインボタン８２２１およびログアウトボタン８２２２を含む。ゴールデン参照ボックス８２４は、検査中に、現在の検査タスクまたは一般に複数の検査タスクのために、ゴールデン参照のスナップショットを設定するために使用される。保存ボタン８２４１がユーザによって押されると、現在の閾値、ならびに適用される他のすべての決定およびパラメータ設定が、ゴールデン参照として保存される。ユーザがロードボタン８２４２を押すと、ゴールデン参照のグラフィックインターフェースがスクリーン２２０に表示される。ヒストグラムボックス８２６は、現在のタスクを示す。ユーザは、ヒストグラムボックスに表示されるタスクのオプションのリスト、例えば、欠陥コントラスト、欠陥サイズ、ペレットサイズ、非集束、黄色度などをスクロールダウンすることができる。ヒストグラム消去ボタン８２６１がユーザによって押されると、スクリーン２２０の中央部分８１０に示されるヒストグラムは消去され、スクリーン２２０の中央部分８１０は空になる。フローボックス８２８は、１分あたりのペレット数８２８１を左側に示す。フローボックス８２８は、ペレット８２８２の分離率を右側に示す。目詰まりバー８２８３は、漏斗２０１内の検査された穀粒の流れの視覚的表示を示す。流れが良好である場合、目詰まりバー８２８３は緑色になる。障害物がある場合、または流れが良好でない場合、目詰まりバー８２８３は赤くなる。ＨＷボックス８３０排出無効化ボタン８３０２は、赤または緑のいずれかであり得、排出無効化ボタン８３０２を押すと色が変わる。レポートボタン８３０４が押されると、現在のタスクのレポートが生成され、ユーザに送られる。ＨＷボックス８３０の下部において、表示部８３０５は、排出が無効であるかどうかを示す。フリーティングボックス８３２は、排出無効化ボタン８３０２を使用して排出有効化が行われるときに使用される。フリーティングボックス８３２において、ユーザは、名前ボタン８３２１のボックスをチェックすることによって示すことができる。好ましくは、名前はタスクの説明であり、発生した排出数のカウンタが示される。ユーザは、カウンタボタン８３２２をチェックすることによって、フリートのカウントをリセットすることができる。

開示された主題の一実施形態によれば、本明細書で前述した両方のタイプの情報がスクリーン２２０上に表示され、ユーザが検査プロセスの結果を広い視野で見ることを可能にする。中央部分８１０には、検査済みアイテムの画像のサムネイルビューが表示される。対応する下部８２０には、検査済みアイテムに関する統計情報のヒストグラムビューが表示される。列Ａ＃＃＃の一部である特定の正方形８１８は、その列に表示されるグループの一部である検査済みアイテムのサムネイル画像である。例えば、列Ａ＃＃＃は、ヒストグラムボックス８２６に表示される欠陥サイズという名前のタスクの検査済みアイテムのセグメントである。前述のように、中央部分８１０の高さがより高くなると、すべて同じグループからより多くのサムネイル画像が提示された可能性がある。列Ａ＃＃＃に表示されるアイテムに関する統計情報、例えばパラメータの強度分布は、対応するヒストグラムバーＢ＃＃＃に示される。現在の主題のいくつかの実施形態では、各列Ａ＃＃＃のボタンに、統計情報の概要が表示される。統計情報および視覚情報の、対応する２つのタイプの情報を同時に探索する能力を有することにより、ユーザは、検査タスクおよび検査される特定のアイテムをよりよく理解することができる。画像情報に基づいて、ユーザは、不規則性が深刻であるかどうかを決定し、システムに命令を与える必要があるかどうかを決定することができる。統計情報に基づいて、ユーザは、特定の対応する画像と検査タスク全体の両方に関連する決定を行うことができる。例えば、ヒストグラムの最も高いピークは、データセットのモードとも呼ばれる、データセットにおいて最も頻繁に生じる値の位置を表す。この統計情報は、検査プロセス中に変化しており、ユーザによって行われる命令および決定に影響を及ぼす可能性がある。対応ヒストグラムのピークまたはモードを参照した、列Ａ＃＃の画像情報の同時ビューは、分析および命令の生成のための広範で関連性のある知識ベースをユーザに提供する。例えば、閾値設定は、オペレータが統計情報に照らして画像を検査することができるので、より効率的に行うことができる。場合によっては、例えば、オペレータは、設定された欠陥サイズ閾値が非常に厳密であることを認識することができ、アイテムが欠陥として分類される前に、欠陥のサイズを大きくすることができる。

次に図１２を参照すると、開示された主題のいくつかの例示的な実施形態による、トレンドビューにおける結果レポートを示すワークステーションのスクリーンショットが示されている。トレンドビューでは、情報は、選択された時間間隔、例えば、数時間または数日間の監視されたパラメータのグラフとして表示される。持続時間ボックス９０２は、視聴のための時間間隔を示す少なくとも１つのボタンを含む。持続時間ボックス９０２のボタンのうちの１つを押すことによって、関連情報が表示される。例えば、図１２に示すように、２４時間ボタンを押すと、過去２４時間の情報が表示される。パラメータチェックボックス９０４は、監視可能なパラメータ、例えば、黒色検出、排出、最後の１０分間の排出、１分当たりの平均穀粒数、小さい閾値超過、粒径などを列挙する。スクリーン２２０の中央部分８１０に、パラメータの情報および時間中の変化のグラフィックビュー。スクリーン２２０の中央部分８１０の右側には、各パラメータの特定のグラフィック表現を示すグラフィック凡例９０６が表示される。例えば、黒色検出は緑色でマークされ、排出は薄茶色でマークされ、最後の１０分の排出は濃い赤色でマークされ、１分当たりの穀粒平均は青色でマークされる。特定のドット９０８をクリックすることによって、インターフェースは、前述のように、サムネイルビューのものに変わる。色の任意の組合せが可能であることに留意されたい。図１４Ａ、図１４Ｂ、図１５Ａ、および図１５Ｂで後述するように、トレンドビューにより、ユーザは、ある時間における以前のタスクに関する履歴情報を視覚的に評価し、そのような情報に従って閾値を設定することができる。

次に図１３を参照すると、開示された主題の別の実施形態による、サムネイルビューにおける結果レポートを示すワークステーションスクリーンショットが示されている。サムネイルモードでは、ビューボタン９１０は、ユーザがチェックする必要があるライブビューまたは参照ビューの２つのモードを有する。ライブビューを押されると、現在の検査実行のビューが表示される。参照ビューが押されると、ゴールデン参照または任意の他の履歴参照のような別の実行が表示される。参照ボックス９１２では、参照の説明が表示され、ユーザは、表示させたいオプション、すなわちゴールデン、シングル、レンジ、またはなしを押す。スクリーン２２０の下部８２０には、ライブビューの場合は青色、参照ビューの場合は緑色の２つのヒストグラムのビューが表示される。他の色を選択することができる。現在の検査タスクおよび一般的なタスクの統計情報の両方のヒストグラムの表示によって、ユーザは、情報に基づいた決定を行うために、情報を探索し、比較することができる。一般的なタスク統計情報は、例えば、選択された時間間隔における同様のタスクに関する情報、またはゴールデン参照グラフィック情報であり得る。例えば、異なるシステムにおける結果を比較するために、特定のシステムおよび他の装置における他のタスクに関連する現在のタスクに関する豊富な情報を有することは、生産ラインについての指示をオペレータに提供することができる。このような情報は、生産ラインを改善する方法に関する洞察を得るために、経時的に監視することができる。

次に図１４Ａを参照すると、開示された主題のいくつかの例示的な実施形態による、サムネイルビューにおける暗欠陥検査の結果レポートを示すワークステーションスクリーンショットが示されている。閾値または識別レベルの設定は、特定の検査または分析タスクに関連する目的を定義するために検査システムのユーザによって行われる一般的なアクティビティである。ユーザは、閾値を使用して、アイテムが良好または重要である重要業績評価指標（ＫＰＩ）値を定義することができる。緑線９２０および緑線９２２は、ユーザによって設定される。緑線９２０および９２２は、２００～４００ミクロンの範囲の小さい汚染の許容数の識別レベルを設定している。任意選択で、図１４Ｂの線１４０に示されるように、数が１０００を超えると、アラームが作動する。赤線９２４は、７００ミクロンを超える暗い汚染を選別するための識別レベルを設定している。スクリーン２２０の下部８２０には、対応するヒストグラムビューが表示される。例えば、列９２６には、８００ミクロンのサイズで暗欠陥を有する３．９ペレット（１００ｋペレットに正規化された）のサムネイル表示が表示される。対応するヒストグラム表示がバー９２８に示されている。

次に図１５Ａを参照すると、開示された主題のいくつかの例示的な実施形態による、サムネイルビューにおけるサイズ監視検査の結果レポートを示すワークステーションスクリーンショットが示されている。識別範囲または閾値範囲は、閾値、例えば、ターゲット範囲およびクリティカル範囲から生じる。ＫＰＩ値がある閾値範囲に応じて、例えば、それは良好であるか、または重要である。緑線９２０および緑線９２２は、ユーザによって設定される。緑線９２０および９２２は、３００～１２００ミクロンの範囲の小粒子の許容数（１００ｋペレットに正規化された）の識別レベルを設定している。図１５Ｂの線１５０に示されるように、数が３ｋを超えると、アラームが作動する。赤線９２４および赤線９２６は、ヒストグラムのモードの許容される変化の識別レベルを設定する。モードの変化が２．３ｍｍ未満の場合、またはモード変化が２．６ｍｍを超えた場合、アラームが作動する。

次に図１６を参照すると、開示された主題のいくつかの例示的な実施形態による、サムネイルビューにおける黄色度検査の結果レポートを示すワークステーションスクリーンショットが示されている。緑線９２０は、黄色過ぎるペレットの識別レベルを設定している。

他のパラメータは、同じまたは類似の方法で表示することができる。

本発明をその特定の実施形態と併せて説明してきたが、多くの代替、修正、および変形が当業者には明らかであることは明らかである。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲の趣旨および広い範囲内に入るそのような代替、修正、および変形のすべてを包含するものとする。本明細書において言及されるすべての刊行物、特許および特許出願は、各個々の刊行物、特許または特許出願が、参照により本明細書に組み込まれるように具体的かつ個別に示されたかのように、その全体が本明細書に参照により組み込まれる。加えて、本出願における任意の参照の引用または特定は、そのような参照が本発明の従来技術として利用可能であることを認めるものと解釈されないものとする。

Claims (17)

1. ユーザが少なくとも１つのデジタル光学機器を有する検査装置とインターフェースするための管理および制御システムであって、
   前記少なくとも１つのデジタル光学機器から画像を受信し、前記画像を分析し、前記検査装置に命令を送信するように構成されたプロセッサと、
   前記画像の分析を表示するように構成されたディスプレイであって、前記ユーザが、前記画像の前記分析に基づいて、前記検査装置にインターフェースし、命令を提供することができ、前記ディスプレイが、前記画像に基づいて、前記プロセッサ内で生成されたヒストグラムおよびサムネイル画像を同時に表示する、ディスプレイと
   を備える管理および制御システム。
2. 前記ヒストグラムと前記サムネイル画像とが互いに対応している、請求項１に記載の管理および制御システム。
3. 前記検査および選別装置が、豆類、香辛料、ナッツ類、穀物類、米類、野菜類、果実類、プラスチック粒類、金属粒類、ガラス粒類、医薬品錠剤からなるアイテム群から選択されるアイテムを検査するように構成されている、請求項１に記載の管理および制御システム。
4. 前記少なくとも１つのデジタル光学機器が、Ｘ線検出器、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）デバイス、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャナ、３Ｄデータスキャナ、カメラ、光学センサからなる光学機器群から選択される、請求項１に記載の管理および制御システム。
5. 前記ディスプレイが、モニタ、スクリーン、エレクトロルミネセント（ＥＬＤ）表示装置、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）デバイス、発光ダイオード（ＬＥＤ）デバイス、プラズマ（ＰＤＰ）ディスプレイ、タブレットなどの電子ハンドヘルドデバイス、スマートフォンデバイスからなるディスプレイ群から選択される、請求項１に記載の管理および制御システム。
6. 前記命令が、前記アイテムを選別すること、アイテムの排出を有効にすること、アイテムの排出を無効にすること、レポートを生成すること、識別レベルを設定すること、アイテムを迂回させること、アラームを生成するための閾値を設定すること、自動予測およびアラーミングのためのデータセットを定義すること、生産ライン制御のためのセットポイントを定義することからなる命令群から選択される、請求項２に記載の管理および制御システム。
7. 前記管理システムが、前記プロセッサと通信するメモリユニットをさらに備え、前記メモリユニットが、前記画像、参照画像、前記アイテムの複数のプロファイル、システム設定、システムレポート、画像分析、異なるタイプのアイテムの閾値を含む参照プロファイル、参照プロファイルに関連付けられた統計分析からなる情報群から選択される情報を保持するように構成される、請求項２に記載の管理および制御システム。
8. 前記ディスプレイが、前記画像に基づいて前記プロセッサで生成されたグラフをグラフィカルに表示する、請求項１に記載の管理および制御システム。
9. 前記検査装置が、生産ライン内に組み込まれている、請求項１に記載の管理および制御システム。
10. アイテムの検査装置を管理し制御する方法であって、
    前記検査装置の少なくとも１つのデジタル光学機器によって検査された前記アイテムの画像をキャプチャすることと、
    プロセッサによって、前記少なくとも１つのデジタル光学機器から前記画像を受信することと、
    前記アイテムの分析を行うために前記プロセッサによって前記画像を分析することと、
    ヒストグラム表現およびサムネイル画像を同時に表示しながら、ディスプレイ上に前記分析を表示することと、
    前記検査装置によって、ユーザによってインターフェースされた命令を受信することと
    を含む方法。
11. 前記画像を分析することが、前記画像内の各アイテムの基準を決定することを含み、前記基準が、不純物、形状の変化、前記アイテムの色、暗い斑点、暗いゲル、暗いおよび明るい汚染、異物、変色、交差汚染、色測定および色ずれ、サイズ偏差、形状不規則性、凝集、透明性、アイテムの光沢からなる群から選択される、請求項１０に記載の方法。
12. 前記アイテムの寸法および基準のヒストグラム表現を生成することをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
13. 前記ヒストグラム表現、サムネイル画像、およびグラフに基づいて閾値を設定することをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
14. ユーザによってインターフェースされる前記命令が、前記アイテムを選別すること、アイテムの排出を有効にすること、アイテムの排出を無効にすること、レポートを生成すること、識別レベルを設定すること、アイテムを迂回させること、アラームを生成するための閾値を設定すること、自動予測およびアラーミングのためのデータセットを定義すること、生産ライン制御のためのセットポイントを定義することからなる命令群から選択される命令を含む、請求項１０に記載の方法。
15. 前記ヒストグラムと前記サムネイル画像とが互いに対応している、請求項１０に記載の方法。
16. ユーザが検査装置から視覚情報および統計情報を同時に受信し、前記検査装置に命令を提供できるように、前記ユーザと前記検査装置との間をインターフェースするインターフェースであって、
    前記検査装置から画像を受信し、前記画像の少なくとも一部を表示し、前記画像に基づいて統計分析を行い、分布ヒストグラムを形成するように構成されたプロセッサと、
    前記画像の少なくとも前記一部と前記分布ヒストグラムとを同時に表示するように構成されたディスプレイと、
    前記ユーザが前記プロセッサに命令を提供し、前記検査および選別装置とインターフェースするための入力デバイスと
    を備えるインターフェース。
17. 前記画像の前記少なくとも一部と前記分布ヒストグラムとが互いに対応する、請求項１６に記載のインターフェース。

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