JP4649628B1 - Whole surface image inspection device for spheroid and spherical body - Google Patents

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Abstract

【課題】
画像処理による等階級の選別は、選別対象の外観を選別規準としているので選別対象の全面を検査する必要があるところ、選別対象は搬送部の一部をなすコンベアの上に乗せられた状態であるので、搬送部と選別対象の接触部の撮像が行えないことが問題となっていた。また、選別対象が山積み状態となっておれば、適切に画像処理を行うことができないので分離されていなければならない。従来は人手で行っていた選別作業を自動化して、省力化の要請があった。
【解決手段】
独立駆動される複数台のV型ベルトコンベアと保持機構を組み合わせることにより、多様な形状寸法を有する選別対象において、複数種類の選別対象に対応することができ、山積み状態の選別対象の分離を促して、撮像部までに選別対象を1個に分離して、識別部でのニューロネットワーク等を利用した全面画像処理により、選別作業の自動化を図った。
【選択図】 図1
【Task】
The classification of the equal class by image processing uses the appearance of the selection object as the selection criterion, so it is necessary to inspect the entire surface of the selection object, but the selection object is placed on a conveyor that forms part of the transport unit. Therefore, there has been a problem in that imaging of the conveyance unit and the contact portion to be selected cannot be performed. Further, if the selection targets are in a piled state, image processing cannot be performed properly, and the screens must be separated. There has been a demand for labor saving by automating sorting work that has been done manually.
[Solution]
By combining a plurality of independently driven V-shaped belt conveyors and a holding mechanism, it is possible to deal with multiple types of sorting objects with various shapes and dimensions, and promote separation of piled sorting objects. Thus, the sorting operation is separated into one by the imaging unit, and the sorting operation is automated by full-surface image processing using a neuro network or the like in the identification unit.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、コンベア等の搬送手段により運ばれる検査対象物を複数のカメラで撮像して、その撮像画像に基づき検査対象物の外観検査を行なう装置に関する。   The present invention relates to an apparatus for imaging an inspection object carried by a conveying means such as a conveyor with a plurality of cameras and performing an appearance inspection of the inspection object based on the captured images.

現在、青果物市場では、商品価値を向上させる目的により、青果物の等階級の均一化が重要視されている。そのため、各農家および地域では、青果物商品のブランド化を目的として、等階級を均一化する努力が行われている。一方、青果物の選別に用いられている選別機は重量を選別規準としたものがほとんどであり、形状やキズ等の選別作業は、長時間に渡り複数人で目視により、等階級規格表と比較、照合し選別を行っている。   At present, in the fruits and vegetables market, the equalization of fruits and vegetables is regarded as important for the purpose of improving the product value. For this reason, efforts are being made to equalize the equal class in each farmhouse and region for the purpose of branding fruit and vegetable products. On the other hand, most of the sorting machines used for sorting fruits and vegetables use weight as the sorting standard, and the sorting work such as shape and scratches is visually compared with the same class standard table by multiple people over a long period of time. , Matching and sorting.

等階級規格表では、重量の選別基準はグラム数により明確に定義されている。しかし、形状やキズ等に対する選別基準は、それぞれの不良を示した写真との比較であるため、明確な選別基準が示されていない。そのため、選別基準の個人差により選別基準の均一化が困難となっており、商品価値の低下が問題となっている。さらに、手作業での選別作業は、青果物の全面を確認しなければならないことから、長時間の作業が必要であるため、作業員への負担となっている。   In the isoclass standard table, the weight selection criteria are clearly defined by the number of grams. However, since the selection criteria for shapes, scratches, etc. are comparisons with photographs showing respective defects, no clear selection criteria are shown. For this reason, it is difficult to make the sorting standards uniform due to individual differences in the sorting standards, and a reduction in the commercial value is a problem. Furthermore, since the manual sorting operation requires checking the entire surface of the fruits and vegetables, a long work is required, which is a burden on the worker.

一部に搬送手段にベルトコンベア、識別手段に画像処理を用いて、農産物の等階級の選別作業を自動化する装置の開発が行われている(例えば、特許文献1)。   Development of an apparatus that automates sorting operations of equal grades of agricultural products by partially using a belt conveyor as a conveying means and image processing as an identification means has been performed (for example, Patent Document 1).

具体的例として、青果物のおもて面を撮像後にローラーで挟み込み、青果物の反転を行い、接触部を撮像する手法(例えば、特許文献2)や、コンベアとコンベアの間を青果物が移動する際に、接触部を撮像する手法(例えば、特許文献3)や、吸着パッドを用いて選別対象を持ち上げ、搬送部と青果物の接触部を撮像する手法(例えば、特許文献4)などの開発が試みられている。   As a concrete example, after picking up the front surface of the fruits and vegetables, it is sandwiched with a roller, the fruits and vegetables are inverted, and the contact portion is imaged (for example, Patent Document 2), or when the fruits and vegetables move between the conveyors In addition, the development of a technique for imaging the contact portion (for example, Patent Document 3) and a technique for lifting the selection object using the suction pad and imaging the contact portion between the transport section and the fruits and vegetables (for example, Patent Document 4) are attempted. It has been.

上記の従来技術においては、選別対象として青果物が取上り上げられているが、選別対象として青果物以外に、例えば、水産加工物や工業製品等もあるし、真珠のような宝飾品等もあり、画像処理による選別の自動化が行われている(例えば、特許文献5,非特許文献1)。   In the above prior art, fruits and vegetables have been picked up as the selection target, but besides the fruits and vegetables as the selection target, for example, there are processed fishery products, industrial products, etc., and there are jewelry such as pearls, Selection is automated by image processing (for example, Patent Document 5 and Non-Patent Document 1).

特開平11−132739号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-13239 特開2000−084495号公報JP 2000-084495 A 特開2000−237696号公報JP 2000-237696 A 特開2001−004342号公報JP 2001-004342 A 特開平5−35848号公報JP-A-5-35848

“ニューラルネットワークを用いたいりこ選別システムの選別部の開発”、システム制御情報学会第49回研究発表公演論文集、pp515-516、2005“Development of a selection part of a scouring selection system using a neural network”, Proceedings of the 49th Research Presentation of the Institute of Systems, Control and Information Engineers, pp515-516, 2005

上記の特許文献および非特許文献に示す手法は、選別対象(例えば青果物)の寸法および形状により、使用できる手法が限られるため、複数の種類の選別対象に対応できないという問題がある。   The methods shown in the above-mentioned patent documents and non-patent documents have a problem that the methods that can be used are limited depending on the size and shape of the selection target (for example, fruits and vegetables), and thus cannot be applied to a plurality of types of selection targets.

更には、画像処理による等階級の選別は、選別対象の大きさやキズ、形状等の外観を選別規準としており、キズや色ムラに関しては、表面の一部に現れることが多いため、選別対象の全面を検査する必要があるところ、選別対象は搬送手段の一部をなすコンベアの上に乗せられた状態であるので、コンベアと選別対象の接触部(選別対象の底部)の撮像が行えないことが問題となっていた。   Furthermore, the classification of the equal class by image processing uses the size, scratches, and shape of the sorting target as a sorting criterion, and scratches and color irregularities often appear on a part of the surface. Since it is necessary to inspect the entire surface, the object to be sorted is placed on the conveyor that forms part of the transport means, so the contact portion of the conveyor and the object to be sorted (the bottom of the object to be sorted) cannot be imaged. Was a problem.

この問題を解決する手段として、吸着パッドを用いて選別対象を持ち上げ、コンベアと選別対象の接触部を撮像する手法(特許文献4)が提案されているが、この手法は、上方および水平方向の撮像を行った後に、コンベアとの接触部の撮像を行うため、選別対象全面の撮像および識別を行うのに時間がかかるという問題がある。   As a means for solving this problem, there has been proposed a technique (Patent Document 4) for picking up an object to be sorted using a suction pad and imaging a contact portion between the conveyor and the object to be sorted. Since the contact portion with the conveyor is imaged after imaging, there is a problem that it takes time to image and identify the entire selection target.

また、選別作業の効率化を図るために、大量の選別対象が搬送手段に投入され、識別手段まで搬送されるが、大量の選別対象が山積み状態となっておれば、適切に識別及び選別処理を行うことができない。適切な画像処理を行うためには、選別対象の一つ一つが分離されていなければならない。   In order to improve the efficiency of the sorting work, a large amount of sorting objects are put into the transport means and transported to the identification means. If a large number of sorting objects are piled up, the identification and sorting process is appropriately performed. Can not do. In order to perform appropriate image processing, each of the selection targets must be separated.

さらに現在、選別作業が人手により行われているので、作業員の個人差により選別基準の均一化が困難である。また、作業員に長時間の作業を強いることになるので、選別作業の自動化が求められている。   Furthermore, since the sorting work is currently performed manually, it is difficult to make the sorting standard uniform due to individual differences among workers. Moreover, since the worker is forced to work for a long time, automation of the sorting operation is required.

本発明は、上記課題を解決するために、搬送手段に山積みに投入された選別対象を分離して、搬送手段との接触部を含めて一つ一つの選別対象の全面撮像を行うことにより、従来人手で行っていた選別作業の自動化を行うことにより、省力化を図ると共に、選別基準の均一化を図ろうとするものである。   In order to solve the above-mentioned problem, the present invention separates the selection targets put in a pile on the transport means, and performs whole-surface imaging of each selection target including the contact portion with the transport means, By automating the sorting operation that has been performed manually, it is intended to save labor and make the sorting standard uniform.

上記課題を解決するために本発明に係る回転楕円体及び球面体の全面画像検査装置は、回転楕円体又は球面体選別対象を搬送する搬送部と、前記搬送部に続き、前記選別対象を保持する保持機構と、前記選別対象を撮像する複数のカメラを有する撮像部と、前記撮像部で撮像された前記選別対象の複数の画像を識別判定する識別部とを備えた回転楕円体及び球面体の全面画像検査装置であって、
前記搬送部は、2台の平ベルトコンベアをベルト走行方向断面がV字となるように傾け組み合わせたV型コンベアを複数有していて、複数の前記V型コンベアは、それぞれ独立した駆動機構を有し、搬送方向上流から下流にかけて、それぞれ段を順に下げて配置され、かつ、それぞれの前記V型コンベアは前記選別対象を上方に搬送するように傾斜をもって設置されており、前記保持機構は、前記選別対象を搬送保持するための複数の紐様保持部を有しており、前記V型コンベアとは独立して駆動され、前記紐様保持部の始端部が前記搬送部の最下段のV型コンベアの終端部に配置されている。(請求項1)
In order to solve the above-mentioned problems, a spheroid and spherical body full-surface image inspection apparatus according to the present invention holds a spheroid or spherical body sorting object, a conveying unit that conveys the spheroid or spherical object sorting object, and holds the sorting object following the conveying unit A spheroid and a spherical body including a holding mechanism that performs imaging, an imaging unit having a plurality of cameras that capture the selection target, and an identification unit that identifies and determines the plurality of images of the selection target captured by the imaging unit A full-scale image inspection apparatus,
The transport unit includes a plurality of V-shaped conveyors obtained by combining two flat belt conveyors so that the cross section in the belt traveling direction is V-shaped, and each of the plurality of V-shaped conveyors has an independent drive mechanism. Each of the V-shaped conveyors is installed with an inclination so as to convey the sorting object upward, from the upstream to the downstream of the conveying direction, and the holding mechanism is It has a plurality of string-like holding parts for conveying and holding the sorting object, is driven independently from the V-shaped conveyor, and the starting end of the string-like holding part is the lowest V of the conveying part It is arranged at the end of the mold conveyor. (Claim 1)

この構成によれば、搬送部にV型コンベヤを用いているため、選択対象を搬送させる過程においてV字頂点付近で選択対象を1つ1つに分離しやく、また、V型コンベヤが選別対象が順次乗り移り可能に隣接配置されているため、前段から次段のV型コンベヤに乗り移る際にも選別対象が分離されていく。また、搬送部を構成するV型コンベアの台数は、選択対象が1つ1つ分離して保持機構へ搬送されるよう、3台以上とすることが好ましい。なお、V型コンベアの最適な台数は選別対象の諸元(形状寸法等)や検査装置としての仕様等から定まるものであり、ケースバイケースにより異なる。一般に、V型コンベアの台数が増えれば選別対象の分離が進むがその分費用が増大する。また、各V型コンベアの長さ及び幅は選別対象の諸元(形状寸法等)や全面画像検査装置の仕様等により最適な値が定まる。   According to this configuration, since the V-shaped conveyor is used for the transport unit, it is easy to separate the selection targets one by one near the top of the V-shape in the process of transporting the selection targets. Are arranged adjacent to each other so that they can be sequentially transferred, so that the sorting object is separated when transferring from the previous stage to the next V-shaped conveyor. Moreover, it is preferable that the number of V-shaped conveyors constituting the transport unit is three or more so that selection targets are separated and transported to the holding mechanism one by one. Note that the optimum number of V-shaped conveyors is determined by specifications (shape dimensions, etc.) to be selected, specifications as an inspection apparatus, and the like, and varies depending on the case by case. Generally, if the number of V-shaped conveyors increases, the separation of sorting objects proceeds, but the cost increases accordingly. In addition, the length and width of each V-shaped conveyor are determined to be optimum values depending on the specifications (shape dimensions, etc.) to be selected and the specifications of the entire surface image inspection apparatus.

各V型コンベアはそれぞれ段を順に下げてずらし、具体的には次段のV型コンベヤの始端部が、前段のV型コンベヤの終端部から段を下げて配置されているので、選別対象は各V型コンベアを順に降りつつ乗り移りながら上流から下流に向けて順次搬送される。V型コンベアの乗り移りの際に選別対象の分離が進む。なお、上流とはベルト走行方向における搬送部の始端方(選別対象投入部側)をいい、下流とは搬送部の終端方(保持機構側)をいう。   Each V-shaped conveyor is shifted down in order, specifically, the starting end of the V-shaped conveyor of the next stage is arranged with the stage lowered from the terminal end of the preceding V-shaped conveyor. Each V-shaped conveyor is sequentially transported from the upstream to the downstream while being transferred while descending. Separation of the sorting object proceeds when the V-shaped conveyor is transferred. In addition, upstream means the start end direction (sorting target input portion side) in the belt traveling direction, and downstream means the end direction (holding mechanism side) of the transport portion.

各V型コンベアは独立した駆動機構を有しているのでその搬送速度はV型コンベア毎に調整が可能である。速度に差を持たせれば、選別対象の分離に有利に作用することがある。   Since each V-shaped conveyor has an independent drive mechanism, the conveyance speed can be adjusted for each V-shaped conveyor. If there is a difference in speed, there may be an advantageous effect on the separation of the objects to be sorted.

複数のV型コンベアは水平面に対して傾斜をもって設置されているので、選別対象を上流から下流に向けて、上方に搬送する。   Since the plurality of V-shaped conveyors are installed with an inclination with respect to the horizontal plane, the sorting object is conveyed upward from the upstream to the downstream.

保持機構はV型コンベアとは独立して駆動されるのでその搬送速度はV型コンベアとは異なる速度に設定することができる。   Since the holding mechanism is driven independently of the V-shaped conveyor, the conveyance speed can be set to a speed different from that of the V-shaped conveyor.

紐様保持部には紐や糸、縄などを用いることができ、選別対象に応じてその径を変えることができる。選別対象が重ければ太い方が好ましいが、一般的に細い方が撮像に都合がよい。また、後述するが紐様保持に光透過性のもの(例えば、透明な糸等)を使用すれば、選別対象の撮像の妨げにならず都合がよい。紐様保持部は選別対象をその上部に保持する都合から少なくとも2本から成っている。2本の紐様保持部のほぼ中間に、2本の紐様保持部よりも低い位置に第3の紐様保持部を設けてもよい。このようにすれば、選別対象は3点支持となり姿勢が安定するし、選別対象が2本の紐様保持部間の距離より小さい場合でも、選別対象を保持することが可能となる。2本ないしは3本の紐様保持部により選別対象を保持するので、紐様保持部が撮像の邪魔になり難く、選別対象の下方からも容易に撮像することが可能となる。   A string, a thread, a rope, or the like can be used for the string-like holding unit, and the diameter thereof can be changed according to a selection target. If the selection target is heavy, the thicker one is preferable, but the thinner one is generally convenient for imaging. As will be described later, if a light-transmitting material (for example, a transparent thread) is used for holding the string-like shape, it is convenient because it does not hinder the imaging of the selection target. The string-like holding part is composed of at least two for the convenience of holding the selection target at the upper part thereof. You may provide a 3rd string-like holding part in a position lower than two string-like holding parts in the middle of two string-like holding parts. In this way, the selection target is supported at three points and the posture is stabilized, and the selection target can be held even when the selection target is smaller than the distance between the two string-like holding portions. Since the selection target is held by the two or three string-like holding units, the string-like holding unit is unlikely to obstruct the image pickup, and the image can be easily picked up from below the selection target.

識別部における識別判定は、選別対象をあらかじめ定めたカテゴリーに識別して、識別結果に基づいて合否等の判定を行う。   In the identification determination in the identification unit, the selection target is identified in a predetermined category, and determination of pass / fail is performed based on the identification result.

ここに選別対象としては、主にその形状が回転楕円体または球面体が好ましく、例えば青果物や農産物、水産物等の天然由来の物品であってもよく、また、工業製品や真珠等の宝飾品であってもよい。回転楕円体または球面体は重力の影響を受けて転がりやすいため、本発明の上方に傾斜したV型コンベヤの場合、選別対象の分離を促進できる。   As the selection target, a spheroid or spherical body is mainly preferred, and it may be a natural product such as fruits and vegetables, agricultural products, and marine products, and may be industrial products or jewelry such as pearls. There may be. Since the spheroid or spherical body is likely to roll under the influence of gravity, in the case of the V-shaped conveyor inclined upward according to the present invention, it is possible to promote separation of the selection objects.

本発明に係る回転楕円体及び球面体の全面画像検査装置において、前記紐様保持部が光透過性を有していることが好ましい。(請求項2)   In the spheroid and spherical whole-surface image inspection apparatus according to the present invention, it is preferable that the string-like holding portion has light transmittance. (Claim 2)

この構成によれば、紐様保持部を光透過性のものとすれば、紐様保持部が撮像の邪魔になりづらく、選別対象の下方からも容易に撮像することができる。また、より好ましくは、紐様保持部に比較的細い透明の糸やテグスを用いることで、さらに撮像の邪魔にならず判定精度が増す。   According to this configuration, if the string-like holding part is light-transmitting, the string-like holding part does not easily interfere with imaging, and it is possible to easily pick up an image from below the selection target. More preferably, by using a relatively thin transparent thread or teg for the string-like holding part, the determination accuracy is further increased without interfering with imaging.

本発明に係る回転楕円体及び球面体の全面画像検査装置において、前記カメラの台数が6台であり、前記複数の画像が前記選別対象の異なる6方向から撮像されてなる。(請求項3)   In the spheroid and spherical whole-surface image inspection apparatus according to the present invention, the number of the cameras is six, and the plurality of images are picked up from six different directions to be selected. (Claim 3)

この構成によれば、選別対象を異なる6方向から撮像した映像が識別処理すべき画像として得られる。6台のカメラを直交座標系を構成するように設置すれば、選別対象物の6面図が得られる。   According to this configuration, a video obtained by imaging the selection target from six different directions is obtained as an image to be identified. If six cameras are installed so as to constitute an orthogonal coordinate system, a six-sided view of the selection object can be obtained.

撮像に際して好ましくは、撮像環境が間接照明により照明されている。直接照明は選別対象においてハレーション等の望まない鏡面反射があり、傷等の判定において判定誤差を生じることがある。   In imaging, the imaging environment is preferably illuminated by indirect illumination. Direct illumination may cause unwanted specular reflection such as halation in the selection target, and may cause a determination error in determining scratches.

本発明に係る回転楕円体及び球面体の全面画像検査装置において、前記選別対象が前記保持機構の所定の位置に到達したことを検出する撮像位置検出手段と、前記撮像位置検出手段からの指令を受けて前記選別対象を前記カメラにより同時に撮像する同期撮像機構を有する。(請求項4)   In the spheroid and spherical whole-surface image inspection apparatus according to the present invention, an imaging position detection unit that detects that the selection target has reached a predetermined position of the holding mechanism, and a command from the imaging position detection unit And a synchronous imaging mechanism for simultaneously imaging the selection object by the camera. (Claim 4)

この構成によれば、予め定められた、撮像するのに適した位置に選別対象が到達すれば、それを検出して選別対象を停止させて複数のカメラで同期撮像する。選別対象が移動中に同期撮像してもよいが移動中に撮像すれば撮像処理速度が増し、全面画像検査装置の稼働率が向上するが映像が若干不鮮明となる。ここに同期撮像とは同じタイミングで選別対象をカメラで撮影することである。   According to this configuration, when the selection target reaches a predetermined position suitable for imaging, the selection target is detected, the selection target is stopped, and synchronous imaging is performed by a plurality of cameras. Although the synchronous image may be taken while the selection target is moving, if the image is taken while moving, the imaging processing speed is increased and the operating rate of the entire surface image inspection apparatus is improved, but the video is slightly blurred. Here, the synchronous imaging means that the selection target is imaged with the camera at the same timing.

撮像位置検出手段として、保持機構にある選別対象をモニタして、選別対象がない場合の画像と比較して、選別対象が撮像位置に到着したと判定する。画像に比較によらず、タイマ等を用いて時間的に検出してもよい。また、選別対象の色相用の色フィルタを用いて撮像した画像により判定してもよい。   As the imaging position detection means, the selection target in the holding mechanism is monitored, and compared with an image when there is no selection target, it is determined that the selection target has arrived at the imaging position. You may detect temporally using a timer etc. irrespective of a comparison with an image. Alternatively, the determination may be made based on an image captured using a color filter for hue to be selected.

本発明に係る回転楕円体及び球面体の全面画像検査装置において、少なくとも最上段を除く前記各V型コンベヤの始端部、及び最下段のV型コンベヤの終端部に、光学センサを取り付け、前記光学センサにより前記選別対象が前段から次段のV型コンベヤへ搬送され、又は最下段のV型コンベヤから前記保持機構へ搬送されたことを検知した場合に、前段又は最下段のV型コンベヤの搬送を一定時間停止する手段、もしくは、前記光学センサにより前記選別対象が前段から次段のV型コンベヤへ搬送され、又は最下段のV型コンベヤから前記保持機構へ搬送されたことを検知した場合に、前段又は最下段のV型コンベヤの搬送を一定時間逆送させる手段、を備えてもよい。(請求項5)   In the spheroid and spherical whole-surface image inspection apparatus according to the present invention, an optical sensor is attached to a starting end portion of each of the V-shaped conveyors excluding at least the uppermost stage and a terminal end portion of the lowermost V-shaped conveyor, and the optical When the sensor detects that the object to be sorted is transported from the previous stage to the next V-shaped conveyor or from the lowermost V-shaped conveyor to the holding mechanism, the previous or lowermost V-shaped conveyor is transported. Or when the optical sensor detects that the sorting object has been transported from the previous stage to the next V-shaped conveyor or from the lowermost V-shaped conveyor to the holding mechanism. , Means for reversely feeding the V-shaped conveyor at the preceding stage or the lowermost stage for a certain period of time. (Claim 5)

この構成によれば、選別対象が前段のV型コンベヤから次段のV型コンベヤに乗り移ったか否かを光学センサにより検知することができる。また、光学センサは、各V型コンベヤの始端部付近や最下段のV型コンベヤの終端部付近のベルト幅方向両側に配置する。なお、光学センサはこれらに直接取り付けてもよいし、別途配置していてもよい。   According to this configuration, it can be detected by the optical sensor whether or not the sorting object has been transferred from the preceding V-shaped conveyor to the succeeding V-shaped conveyor. In addition, the optical sensors are arranged on both sides in the belt width direction near the starting end of each V-shaped conveyor and near the terminal end of the lowermost V-shaped conveyor. Note that the optical sensors may be directly attached to them, or may be separately arranged.

そして、次段のV型コンベヤに選択対象が乗り移ったことを光学センサにより検知した場合に、前段のV型コンベヤを停止または逆送させることで、選択対象の分離をより効率よく達成できる。また、選択対象が前記した回転楕円体または球面体である場合には、前段のV型コンベヤを停止すれば重力によって後方に転がり選択対象の分離が効率よくできるし、選択対象が転がりづらい角形であるような場合には、前段のV型コンベヤを逆走させることで、選択対象の分離を促進できる。   Then, when it is detected by the optical sensor that the selection target has been transferred to the next V-shaped conveyor, the selection target can be separated more efficiently by stopping or reversely feeding the previous V-shaped conveyor. In addition, when the selection target is the spheroid or spherical body described above, if the V-shaped conveyor in the previous stage is stopped, the selection target can be separated efficiently by rolling backward due to gravity, and the selection target is a square that is difficult to roll. In some cases, separation of the selection target can be promoted by reversing the preceding V-shaped conveyor.

本発明に係る回転楕円体及び球面体の全面画像検査装置において、前記V型コンベアを構成する2台の前記平ベルトコンベアの送り速度が、それぞれ異なる速度であることが好ましい。(請求項6)   In the spheroid and spherical whole-surface image inspection apparatus according to the present invention, it is preferable that the feeding speeds of the two flat belt conveyors constituting the V-shaped conveyor are different from each other. (Claim 6)

この構成によれば、V型コンベアは2台の平ベルトコンベアをV字型に組み合わせたものであり、1対(説明の都合上、以下左右と称す)の平ベルトコンベアで1台のV型コンベアを構成する。平ベルトコンベアの送り速度は左右それぞれに独立して調整するようにしてもよいし、リンク機構やカム機構を利用して送り速度に差を持たせてもよい。ここに左右の平ベルトコンベアの送り方向は同じであってその速度が異なる場合もあるし、一方が動いており他方が停止している場合や、いずれか一方が逆方向に動いていてもよい。平ベルトコンベアの送り速度を左右で差をもたせることにより選別対象が山積みのまま搬送されるのを防止して、選別対象を分離するのに効果がある。   According to this configuration, the V-shaped conveyor is a combination of two flat belt conveyors in a V-shape, and one pair of V-shaped conveyors (hereinafter referred to as the left and right for convenience of explanation). Configure the conveyor. The feed speed of the flat belt conveyor may be adjusted independently for each of the left and right sides, or the feed speed may be varied using a link mechanism or a cam mechanism. Here, the feeding directions of the left and right flat belt conveyors may be the same and the speed may be different, or one of them may be moving and the other may be stopped, or one of them may be moving in the opposite direction. . By making a difference in the feeding speed of the flat belt conveyor between the left and right, it is possible to prevent the sorting objects from being conveyed in piles and to separate the sorting objects.

本発明に係る回転楕円体及び球面体の全面画像検査装置において、前記搬送部の上流側に前記選別対象を投入する投入部が設けられていて、前記投入部に微振動を与えるディザーを備えている。(請求項7)   The spheroid and spherical whole-surface image inspection apparatus according to the present invention is provided with a loading unit that loads the selection target upstream of the transport unit, and includes a dither that applies fine vibration to the loading unit. Yes. (Claim 7)

この構成によれば、微振動を発生するディザーが投入部本体に設けられていてもよく、また、投入部の出口部分にシュートを兼ねたディザーを設けてもよい。ディザーは選別対象を搬送部に送り出すのに好都合に作用するとともに選別対象の山済み防止に役立つ。シュートを兼ねたディザーは山済み防止板として作用する。   According to this configuration, a dither that generates micro vibrations may be provided in the charging unit main body, or a dither that also serves as a chute may be provided at the outlet of the charging unit. The dither works favorably to send the sorting object to the transport section and helps to prevent the sorting object from being piled up. The dither that also serves as a chute acts as a crest prevention plate.

本発明に係る回転楕円体及び球面体の全面画像検査装置において、前記投入部と、前記搬送部と、前記保持機構と、前記撮像部および前記識別部並びに前記識別部における判定結果に基づき前記選別対象を選別する選別部と、を有する基本ユニットを1または複数備える。(請求項In the spheroid and spherical whole-surface image inspection apparatus according to the present invention, the sorting is performed based on determination results in the input unit, the transport unit, the holding mechanism, the imaging unit, the identification unit, and the identification unit. One or a plurality of basic units having a selection unit for selecting objects is provided. (Claim 8 )

基本ユニットの数は、選別処理能力により定まる。   The number of basic units is determined by the sorting capacity.

本発明に係る回転楕円体及び球面体の全面画像検査装置において、前記搬送部もしくは前記保持機構から外れた前記選別対象および前記保持機構において分離していない前記選別対象を回収する回収手段と、前記回収手段により集められた選別対象を前記投入部に投入する環流ラインを有する。(請求項In the spheroid and spherical whole-surface image inspection apparatus according to the present invention, the collection unit that collects the selection target that is not separated from the transport unit or the holding mechanism and the selection target that is not separated by the holding mechanism; A recirculation line is provided for feeding the selection objects collected by the collecting means into the charging section. (Claim 9 )

この構成によれば、1つ1つに分離していない選別対象や搬送部や保持機構から外れた選別対象は人手を介さず回収手段により回収を行い、回収された選別対象を投入部に還流ラインを用いて還流させるので人手の軽減を図ることができる。回収手段としてはホッパーとシュートを組み合わせたものが考えられる。また、還流ラインはベルトコンベアで構成してもよい。回収手段で回収された選別対象は還流ラインを経由して自動的に投入部に運ばれるようにしてもよい。   According to this configuration, sorting objects that are not separated one by one, and sorting objects that are separated from the transport unit or the holding mechanism are collected by the collecting means without human intervention, and the collected sorting objects are returned to the input unit. Since it is refluxed using a line, manpower can be reduced. As the recovery means, a combination of a hopper and a chute can be considered. Moreover, you may comprise a reflux line with a belt conveyor. The sorting object collected by the collecting means may be automatically carried to the input unit via the reflux line.

本発明に係る回転楕円体及び球面体の全面画像検査装置において、前記V型コンベアにおいて上流段のV型コンベアの幅が下流段のV型コンベアの幅より狭くない。(請求項10In the spheroid and spherical whole-surface image inspection apparatus according to the present invention, the width of the upstream V-shaped conveyor in the V-shaped conveyor is not narrower than the width of the downstream V-shaped conveyor. (Claim 10 )

この構成によれば、投入部に最も近いV型コンベアを便宜上第1段とし、下流に向けて順次第2段、第3段とすれば、好ましくは第1段のV型コンベアの幅は第2段よりも狭く、第2段のV型コンベアの幅は第3段と同じか狭い。V型コンベアが4台以上になった場合も同様に、前段のコンベアの幅は次段のコンベアの幅よりも広いか同じである。V型コンベアの幅は前述したように、選別対象の特性と全面画像検査装置の仕様等から定まる。   According to this configuration, if the V-shaped conveyor closest to the charging unit is the first stage for convenience, and the second and third stages are sequentially arranged downstream, the width of the first-stage V-shaped conveyor is preferably the first level. It is narrower than two stages, and the width of the second stage V-shaped conveyor is the same as or narrower than the third stage. Similarly, when there are four or more V-shaped conveyors, the width of the preceding conveyor is wider or the same as that of the next conveyor. As described above, the width of the V-shaped conveyor is determined by the characteristics to be selected and the specifications of the entire surface image inspection apparatus.

本発明に係る回転楕円体及び球面体の全面画像検査装置において、前記画像を二値化する手段と、当該二値化手段により得られる二値化画像の輪郭内の画素数から前記選別対象の大きさを判定する大きさ判定手段を有し、さらに、前記二値化画像から前記選別対象の輪郭に外接する外接長方形を求める手段と、当該外接長方形の縦横比から前記選別対象の形状を判定する形状判定手段とを有する。(請求項11In the spheroid and spherical whole-surface image inspection apparatus according to the present invention, the means for binarizing the image and the number of pixels in the contour of the binarized image obtained by the binarization means A size determination unit for determining a size, a unit for obtaining a circumscribed rectangle circumscribing the outline of the selection target from the binarized image, and a shape of the selection target from an aspect ratio of the circumscribed rectangle And shape determining means. (Claim 11 )

この構成によれば、輪郭とは二値化画像で得られる閉じた領域であり、その輪郭の内部に包含される画素数を選別対象の大きさとする。また、上記輪郭に外接する長方形を近似して得られる長方形の縦横比を選別対象の形状とする。   According to this configuration, the contour is a closed region obtained by the binarized image, and the number of pixels included in the contour is set as the size of the selection target. Further, the aspect ratio of the rectangle obtained by approximating the rectangle circumscribing the outline is set as the shape to be selected.

本発明に係る回転楕円体及び球面体の全面画像検査装置において、前記画像の画素からブロブを算出する手段と、当該ブロブ内の画素数を傷等の大きさとして前記選別対象の表面状態を判定する傷等判定手段を備えている。(請求項12In the spheroid and spherical whole-surface image inspection apparatus according to the present invention, means for calculating a blob from the pixels of the image, and determining the surface condition of the selection target with the number of pixels in the blob as the size of a scratch or the like It is provided with means for determining scratches and the like. (Claim 12 )

この構成によれば、ブロブはある値の範囲をもった画素の集まりであり、孤立点解析により塊となった二次元形状の検出を行なう。ブロブの判定は例えばグレースケール値の範囲を指定して行なうことができ、その範囲は適宜変更が可能となっている。傷等判定機構では、選別対象表面に存在する傷や汚れを識別判定することが可能となる。   According to this configuration, a blob is a collection of pixels having a certain range of values, and detects a two-dimensional shape that is a lump by isolated point analysis. The blob determination can be performed, for example, by designating a range of gray scale values, and the range can be changed as appropriate. The scratch determination mechanism can identify and determine scratches and dirt present on the surface to be selected.

本発明に係る回転楕円体及び球面体の全面画像検査装置において、前記選別対象の画像を入力とするニューラルネットワークにおいて、選別規格により定められた画像を教師情報として使用して、学習によりニューラルネットワーク内の結合係数を求め、前記結合係
数を用いて前記選別対象の日焼けもしくは色ムラの度合いを算出する学習識別手段を有する。(請求項13
In the spheroid and spherical whole-surface image inspection apparatus according to the present invention, in the neural network that receives the selection target image, an image determined by the selection standard is used as teacher information, and learning is performed in the neural network. Learning identification means for calculating a degree of sunburn or color unevenness of the selection target using the coupling coefficient. (Claim 13 )

この構成によれば、選別対象についてその“日焼け”もしくは“色ムラ”についての選別規格が別途定められており、この選別規格の代表点を教師情報として用いて、ニューラルネットワークの結合係数を逐次補正により求める。本発明の全面画像検査装置は、いわゆる教師付き学習によるニューラルネットワークを用いた識別機構を有している。したがって、ニューラルネット枠の出力は日焼けもしくは色ムラについてそれぞれニューラルネットワークを有していて、日焼けと色ムラについてそれぞれ識別結果を出力する。これらの識別結果に対して閾値を設けてその大小により合否判定を行なってもよい。
According to this configuration, a selection standard for “tanning” or “color unevenness” is separately determined for the selection target, and the coupling coefficient of the neural network is sequentially corrected using the representative point of this selection standard as teacher information. Ask for. The entire image inspection apparatus of the present invention has an identification mechanism using a neural network by so-called supervised learning. Therefore, the output of the neural network frame has a neural network for sunburn or color unevenness, and outputs identification results for sunburn and color unevenness, respectively. A threshold value may be provided for these identification results, and pass / fail judgment may be performed based on the threshold value.

本発明に係る回転楕円体及び球面体の全面画像検査装置において、前記撮像部が複数の指向性を実現する光学フィルタと複数の光源の組み合わせを備える。(請求項14)   In the spheroid and spherical whole-surface image inspection apparatus according to the present invention, the imaging unit includes a combination of an optical filter that realizes a plurality of directivities and a plurality of light sources. (Claim 14)

この構成によれば、指向性を実現する光学フィルタは、フィルタを通過する光の方向が限定され、カメラに入る乱反射光の影響を低減するのに役立つ。また、光源としては好ましくはLEDランプであってもよい。他の形式の光源であってもよい。これら、複数の光源と光学フィルタの適当な組み合わせと配置により、全体的に均一な間接照明を得ることができる。間接照明はコンピュータ処理に適した画像を得るために重要な役割を果たす。   According to this configuration, the optical filter that realizes directivity is limited in the direction of light passing through the filter, and helps to reduce the influence of irregularly reflected light entering the camera. The light source may preferably be an LED lamp. Other types of light sources may be used. By appropriately combining and arranging the plurality of light sources and optical filters, it is possible to obtain indirect illumination that is uniform throughout. Indirect lighting plays an important role in obtaining images suitable for computer processing.

本発明に係る回転楕円体及び球面体の全面画像検査装置において、前記選別対象が、ピーマンやレモンなどの青果物であってもよい。(請求項15)   In the spheroid and spherical whole-surface image inspection apparatus according to the present invention, the selection target may be fruits and vegetables such as peppers and lemons. (Claim 15)

本発明は、以上に説明した構成を有し、V型ベルトコンベアと保持機構を組み合わせることにより、多様な形状寸法を有する選別対象において、複数種類の選別対象に対応することができる。3台以上の独立駆動されるV型ベルトコンベアと独自の保持機構の採用により、山積み状態の選別対象の分離を促して、撮像部までに選別対象を1個に分離して、搬送部との接触部を含めて一つ一つの選別対象の全面撮像を行うことにより、従来人手で行っていた選別作業の省力化を図り、選別作業の均一化を図ることができる。   The present invention has the above-described configuration, and by combining a V-shaped belt conveyor and a holding mechanism, it is possible to deal with a plurality of types of sorting objects having various shapes and dimensions. By adopting three or more independently driven V-shaped belt conveyors and a unique holding mechanism, separation of piled-up sorting objects is promoted, and the sorting objects are separated into one by the imaging unit, By imaging the entire surface of each sorting target including the contact portion, it is possible to save labor in sorting work that has been performed manually and to make the sorting work uniform.

回転楕円体及び球表面の全面画像検査装置の基本的構成を示す系統図である。It is a systematic diagram which shows the basic composition of the whole surface image inspection apparatus of a spheroid and a spherical surface. V型ベルトコンベアからなる搬送部の外観を示す平面図である。It is a top view which shows the external appearance of the conveyance part which consists of a V type belt conveyor. V型ベルトコンベアの開き角度を示す図である。It is a figure which shows the opening angle of a V-shaped belt conveyor. V型ベルトコンベアで構成される搬送部の概要を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the outline | summary of the conveyance part comprised with a V-shaped belt conveyor. 搬送部の設置状態を示す、平面図および立面図である。It is the top view and elevation which show the installation state of a conveyance part. 保持機構を含む搬送部全体を示す組み立て図である。It is an assembly drawing which shows the whole conveyance part containing a holding mechanism. 保持機構を含む搬送部の全体構成を示す系統図である。It is a systematic diagram which shows the whole structure of the conveyance part containing a holding mechanism. 保持機構の平面図である。It is a top view of a holding mechanism. 補間テグスを備えた保持機構の説明図である。It is explanatory drawing of the holding mechanism provided with the interpolation teg. 撮像部におけるWebカメラ位置を示す図面である。It is drawing which shows the web camera position in an imaging part. 識別部の構成および接続を示す図面である。It is drawing which shows the structure and connection of an identification part. システム全体の動作フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement flow of the whole system. 独立駆動系である搬送部の動作手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement procedure of the conveyance part which is an independent drive system. 識別部のサーバ用PCの動作手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement procedure of PC for servers of an identification part. 画像処理手順を示す図面である。It is drawing which shows an image processing procedure. ニューラルネットワークによる識別システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the identification system by a neural network.

以下、本発明に係る実施形態を図面に従って説明する。   Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

本発明の説明の都合上、選別対象として青果物である赤ピーマンを取り上げたが、選別対象は青果物に限らず、一般に、回転楕円体または球面体であればよく、工業製品や真珠などの宝飾品であってもよく、本発明は以下に述べる実施形態に限定されるものではない。   For the convenience of explanation of the present invention, red peppers which are fruits and vegetables are taken up as sorting objects. However, the sorting objects are not limited to fruits and vegetables, and generally may be spheroids or spherical bodies, such as industrial products and jewelry such as pearls. The present invention is not limited to the embodiments described below.

(全面画像検査装置の構成について)
説明に際して、先ず、機器構成を中心にして説明を行い、機器構成の説明後に各構成機器の動作説明を行ない、最後に本発明の産業上の利用可能性について触れる。
(Regarding the configuration of the full-screen image inspection system)
In the description, first, the description will be focused on the device configuration, the operation of each component device will be described after the description of the device configuration, and finally the industrial applicability of the present invention will be mentioned.

図1に本発明に係る回転楕円体および球面体の全面画像検査装置(以下、全面画像検査装置と称す)の基本的構成を示す。全面画像検査装置8は、搬送部2、撮像部4、および識別部5をその構成要素として備えている。搬送部2の前段には選別対象9を投入するための投入部1が設けられている。撮像装置4と識別部5とは撮像信号線10で結ばれており、撮像部4で撮像した選別対象9の画像を識別部5に送信する。   FIG. 1 shows a basic configuration of a spheroid and spherical full-surface image inspection apparatus (hereinafter referred to as a full-surface image inspection apparatus) according to the present invention. The full-surface image inspection apparatus 8 includes a transport unit 2, an imaging unit 4, and an identification unit 5 as its constituent elements. A loading unit 1 for loading the sorting object 9 is provided in the preceding stage of the transport unit 2. The imaging device 4 and the identification unit 5 are connected by the imaging signal line 10, and the image of the selection target 9 captured by the imaging unit 4 is transmitted to the identification unit 5.

また、選別部6は撮像部4の後段に位置していて、識別部5とは選別信号線11で結ばれており、識別部5での判定結果を選別部6に送信する。   The sorting unit 6 is located at the subsequent stage of the imaging unit 4, and is connected to the identifying unit 5 through the sorting signal line 11, and transmits the determination result in the identifying unit 5 to the sorting unit 6.

搬送部2は、独立駆動系とすることにより、選別対象9を撮像部4までに1個に分離して搬送する。搬送部2は光学センサを用いた自動運転が行われている。撮像部4では、選別対象9の全面検査を行うため、6台のWebカメラを用いて6面同時撮像を行う。光源には、選別対象9の鏡面反射を抑制するため、拡散フィルタを取り付けた拡散板付きLED光源を用いる。識別部5では、画像処理を施すことにより、選別対象9の大きさ、形状、およびキズの識別を行う。   By using an independent drive system, the transport unit 2 separates and transports the selection target 9 up to the imaging unit 4. The conveyance unit 2 is automatically operated using an optical sensor. In the imaging unit 4, in order to inspect the entire surface of the selection target 9, six images are simultaneously captured using six web cameras. As the light source, an LED light source with a diffusion plate provided with a diffusion filter is used in order to suppress specular reflection of the selection target 9. The identification unit 5 identifies the size, shape, and scratches of the selection target 9 by performing image processing.

搬送部2、撮像部4および識別部6の詳細について、以下順次説明する。   Details of the conveyance unit 2, the imaging unit 4, and the identification unit 6 will be sequentially described below.

搬送部2の構成について、図2から図7を用いて詳述する。図2はV型ベルトコンベア21からなる搬送部2の外観を示す平面図である。V型ベルトコンベア21は図3に示すように2台の平ベルトコンベア20をV字型に組み合わせたものである。一対の平ベルトコンベア20の搬送面をなす角度θ1を例えば100度とし、平ベルトコンベア20の搬送面が水平面に対してなす角度θ2を例えば40度に傾斜するように設定されている。このため、V型ベルトコンベア21で搬送される選別対象9は、平ベルトコンベア20で形成されるV溝の底部で、一対の平ベルトコンベア20により支持される。   The configuration of the transport unit 2 will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 2 is a plan view showing an external appearance of the transport unit 2 including the V-shaped belt conveyor 21. As shown in FIG. 3, the V-type belt conveyor 21 is a combination of two flat belt conveyors 20 in a V-shape. The angle θ1 that forms the conveyance surface of the pair of flat belt conveyors 20 is set to, for example, 100 degrees, and the angle θ2 that the conveyance surface of the flat belt conveyor 20 forms with respect to the horizontal plane is inclined to, for example, 40 degrees. For this reason, the sorting object 9 conveyed by the V-shaped belt conveyor 21 is supported by the pair of flat belt conveyors 20 at the bottom of the V groove formed by the flat belt conveyor 20.

選別対象9が赤ピーマンのような回転楕円体である場合、2台の平ベルトコンベア20をV字型に組み合わせることにより、選別対象9を長手方向にそろえることが可能となり、後工程で生じる撮像や画像処理において幸便となる。   When the selection target 9 is a spheroid such as a red bell pepper, it is possible to align the selection target 9 in the longitudinal direction by combining two flat belt conveyors 20 in a V shape, and imaging that occurs in a later process And image processing is convenient.

角度θ1および角度θ2は、選別対象9の形状等の特性によって変わるものであり、必ずしもそれぞれ100度と40度に限定されるものではない。たとえば、角形の工業製品であれば、角度θ1を90度とし、θ2を45度とすれば、選別対象9と平ベルトコンベア20の搬送面との接触面積を大きく取ることができ搬送に幸便である。   The angle θ1 and the angle θ2 vary depending on characteristics such as the shape of the selection target 9, and are not necessarily limited to 100 degrees and 40 degrees, respectively. For example, in the case of a rectangular industrial product, if the angle θ1 is 90 degrees and θ2 is 45 degrees, the contact area between the selection object 9 and the conveying surface of the flat belt conveyor 20 can be increased, which is convenient for conveying. is there.

図4に選別対象9のV型ベルトコンベア上の搬送状況を斜視図で示す。   FIG. 4 is a perspective view showing the state of conveyance of the sorting object 9 on the V-shaped belt conveyor.

図2に示すように、搬送部2は上述したV型ベルトコンベア21を3台直列につないで構成を有している。すなわち、投入部1に近い第1段V型コンベア25の終端部25bが段差を持って第2段V型コンベア26の始端部26aに配置され、第2段V型コンベア26の終端部26bが段差を持って第3段V型コンベア27の始端部27aに配置される。第3段V型コンベア27の終始端部27bは搬送部2の一部をなす保持機構3に接続される。保持機構3の詳細については後述する。   As shown in FIG. 2, the transport unit 2 has a configuration in which three V-shaped belt conveyors 21 described above are connected in series. That is, the end portion 25b of the first-stage V-shaped conveyor 25 close to the charging section 1 is disposed at the start end portion 26a of the second-stage V-shaped conveyor 26 with a step, and the end portion 26b of the second-stage V-shaped conveyor 26 is It is arranged at the start end 27a of the third stage V-shaped conveyor 27 with a step. The end portion 27 b of the third stage V-shaped conveyor 27 is connected to the holding mechanism 3 that forms a part of the transport unit 2. Details of the holding mechanism 3 will be described later.

図5はV型ベルトコンベア21の組み立て状態を示す系統図であり、図5の上の図が平面図、下の図が立面図となっている。   FIG. 5 is a system diagram showing the assembled state of the V-shaped belt conveyor 21. The upper diagram of FIG. 5 is a plan view and the lower diagram is an elevation view.

V型ベルトコンベア20は図5の下の図に示すように傾斜をもって設置されており、各段のV型コンベア25、26、27はそれぞれコンベア駆動機構29a、29b、29cにより独立してギアードモータ(図示しない)により駆動されるようになっている。すなわちコンベア駆動機構29a、29b、29cはそれぞれ独立した別個の駆動機構を有していて、図示しない制御装置により個別に駆動制御される。   The V-type belt conveyor 20 is installed with an inclination as shown in the lower diagram of FIG. 5, and the V-type conveyors 25, 26, and 27 at each stage are independently geared motors by conveyor drive mechanisms 29a, 29b, and 29c. (Not shown). That is, the conveyor drive mechanisms 29a, 29b, and 29c have independent and independent drive mechanisms, and are individually driven and controlled by a control device (not shown).

第1段V型コンベア25の始端部25aから第3段V型コンベア27の終端部27bに向けて選別対象9が上方へ移動しながら搬送される。選別対象9が青果物の場合、V型コンベア25、26、27は傾斜角度が20度から30度の範囲で調整可能となっている。選別対象9が赤ピーマンの場合は好ましくは30度に設置されている。   The sorting object 9 is conveyed while moving upward from the start end portion 25a of the first-stage V-shaped conveyor 25 toward the end portion 27b of the third-stage V-shaped conveyor 27. When the sorting object 9 is fruits and vegetables, the V-shaped conveyors 25, 26, and 27 can be adjusted within a range of inclination angles of 20 degrees to 30 degrees. When the selection target 9 is red pepper, it is preferably installed at 30 degrees.

このように上方に向かって傾斜をもってV型コンベア25、26、27が設置されているので、投入部2から大量に選別対象9が搬送部2に投入された場合、塊状となった選別対象9が搬送過程で崩落して、選別対象9の分離が促進される。   Since the V-shaped conveyors 25, 26, and 27 are installed with an inclination in the upward direction as described above, when a large amount of the selection target 9 is input from the input unit 2 to the transport unit 2, the selection target 9 that is in a lump shape. Collapses in the conveying process, and the separation of the sorting object 9 is promoted.

したがってV型コンベア25、26、27の傾斜角度は、選別対象9の形状や表面特性等に応じて適宜に定められるものであり、回転楕円体及び球表面の全面画像検査装置においては、概ね10度乃至45度が適切な範囲である。   Therefore, the inclination angles of the V-shaped conveyors 25, 26, and 27 are appropriately determined according to the shape, surface characteristics, and the like of the selection target 9. Degrees to 45 degrees are an appropriate range.

図5及び図6に示すように、各V型コンベア25、26、27には光学センサ32、33、34がその終端部25b、26b、27b近傍に、搬送方向とは直交する方向に設けられていて、光学センサ32、33、34の信号は図示しない制御装置に接続されていて、V型コンベア25、26、27の運転停止の制御を行う。光学センサ32、33、34はLEDを発行素子に用いた透過型のセンサであって、発光素子の反対側の受光素子と協働して、その間にある物体の有無を検出する。光学センサは反射型であってもよい。反射型のセンサは発光素子の反対側に反射板を置き、発光素子と同じユニットに配した受光素子により、物体の有無の検出を行う。光学センサの代わりに他のタイプの近接スイッチ(例えば、リミットスイッチを用いたもの)を用いてもよい。   As shown in FIGS. 5 and 6, optical sensors 32, 33, and 34 are provided in the V-shaped conveyors 25, 26, and 27 in the vicinity of the terminal portions 25b, 26b, and 27b in a direction perpendicular to the conveying direction. The signals from the optical sensors 32, 33, and 34 are connected to a control device (not shown), and control for stopping the operation of the V-shaped conveyors 25, 26, and 27 is performed. The optical sensors 32, 33, and 34 are transmissive sensors using LEDs as issuing elements, and detect the presence or absence of an object between them in cooperation with the light receiving element on the opposite side of the light emitting element. The optical sensor may be a reflective type. In the reflection type sensor, a reflector is placed on the opposite side of the light emitting element, and the presence or absence of an object is detected by a light receiving element arranged in the same unit as the light emitting element. Other types of proximity switches (for example, those using limit switches) may be used instead of the optical sensors.

第2段V型コンベア26の幅は、第1段V型コンベア25の幅より狭くなっており、第3段V型コンベア27の幅は、第2段V型コンベア26よりも狭くなっている。これは、第1段V型コンベア25に投入された塊状となった選別対象9が、搬送されるにつれて山積み状態を崩すのに有利に働く。   The width of the second-stage V-shaped conveyor 26 is narrower than the width of the first-stage V-shaped conveyor 25, and the width of the third-stage V-shaped conveyor 27 is narrower than that of the second-stage V-shaped conveyor 26. . This is advantageous for breaking the piled up state as the sorting target 9 that has been put into the first stage V-shaped conveyor 25 is transported.

本実施形態においては、V型コンベアの幅の減少割合は各30%としている。どの程度狭くするかは選別対象9の形状、特性等に応じて最適な値は適宜変わるものであり、第3段V型コンベア27の幅は第2段V型コンベア26の幅の70%以上が最適となることがあるし、第2段V型コンベア26と第3段V型コンベア27の幅にほとんど差を設けないことが好ましいこともある。   In this embodiment, the reduction ratio of the width of the V-shaped conveyor is 30%. The optimum value varies depending on the shape, characteristics, etc. of the selection object 9 as to how narrow it is, and the width of the third stage V-shaped conveyor 27 is 70% or more of the width of the second stage V-shaped conveyor 26. May be optimal, and it may be preferable that there is little difference between the widths of the second-stage V-shaped conveyor 26 and the third-stage V-shaped conveyor 27.

投入部1にはディザー装置13を備えてもよい(図5参照)。係るディザー装置13は例えば電歪振動子もしくは圧電素子により構成されていて、電圧を印加することにより微振動を発生させるものであってもよい。選別対象9が塊状になるのを防止すると共に、選別対象9の搬送部2への送り出しのためのフィーダーとして作用する。   The input unit 1 may include a dither device 13 (see FIG. 5). The dither device 13 may be composed of, for example, an electrostrictive vibrator or a piezoelectric element, and may generate micro vibrations by applying a voltage. The sorting object 9 is prevented from becoming a lump and acts as a feeder for sending the sorting object 9 to the transport unit 2.

投入部1の本体にディザー装置13を設ける代わりに、山積み防止板14を投入部1の出口もしくは搬送部2入り口に設けてもよい(図6参照)。山積み防止板14は、電歪振動子もしくは圧電素子により、電圧を印加することにより微振動を発生するものであってもよい。なお、図6は投入部1と保持機構3を含む搬送部2の組み立て状態を示す系統図であり、図6の上の図が平面図、下の図が立面図となっている。   Instead of providing the dither device 13 in the main body of the input unit 1, a pile prevention plate 14 may be provided at the outlet of the input unit 1 or the entrance of the transport unit 2 (see FIG. 6). The pile prevention plate 14 may be one that generates micro-vibration by applying a voltage with an electrostrictive vibrator or a piezoelectric element. FIG. 6 is a system diagram showing an assembled state of the transport unit 2 including the input unit 1 and the holding mechanism 3, and the upper diagram of FIG. 6 is a plan view and the lower diagram is an elevation view.

3段のV型コンベア25、26、27の上流には保持機構3が設けられている。すなわち図6に示すように、第3段V型コンベア27の終端部27bに保持機構3が段差をもって配置されている。そして、保持機構3は主としてプーリー43、プーリー駆動装置44とテグス41から構成されていて、第3段V型コンベア27を搬送されてきた選別対象9は、保持機構3に乗り移るようになっている(図7参照)。つまり保持機構3は、平行にかつ水平に張られた2本のテグス41と、このテグス41を懸架して回転駆動する1組のプーリー43とから成る。2本のテグス41の間隔は選別対象9の短手方向の寸法よりも小さく、適度の間隔をもって張られているので、選別対象9がテグス41上に安定して位置するようになっている。本実施形態においてテグス41間の距離は、選別対象9である赤ピーマンの代表寸法から25mmとしたがこれに限定されるものでない。   A holding mechanism 3 is provided upstream of the three-stage V-shaped conveyors 25, 26 and 27. That is, as shown in FIG. 6, the holding mechanism 3 is arranged with a step at the end portion 27 b of the third-stage V-shaped conveyor 27. The holding mechanism 3 mainly includes a pulley 43, a pulley driving device 44, and a teg 41, and the selection target 9 that has been transported through the third-stage V-shaped conveyor 27 is transferred to the holding mechanism 3. (See FIG. 7). That is, the holding mechanism 3 is composed of two tegs 41 that are stretched in parallel and horizontally, and a set of pulleys 43 that suspend and drive the tegs 41 to rotate. Since the distance between the two tegs 41 is smaller than the dimension in the short direction of the sorting object 9 and is stretched with an appropriate distance, the sorting object 9 is stably positioned on the tegus 41. In the present embodiment, the distance between the tegs 41 is set to 25 mm from the representative dimension of the red bell pepper that is the selection target 9, but is not limited thereto.

なお、各テグス41は、図6に示すように、それぞれ3つのプーリー43により懸架駆動されていて、各プーリー43はプーリー駆動装置44により同期して駆動されるので、2本のテグス41は同じ速度で駆動され、選別対象9を第3段V型コンベア27から離れる方向に搬送する。なお、プーリー駆動機構44はコンベア駆動機構29とはそれぞれ独立した別個の駆動機構を有していて、図示しない制御装置により個別に駆動制御される。図示しない制御装置はプーリー駆動機構44と各コンベア駆動機構29について、好ましくは共通であってもよい。制御装置を共通化すれば設備を簡素化することができる。図8に保持機構3の平面図を示す。選別対象9は図8の下から上に向けて搬送される。本実施形態において保持糸として、釣り糸として使用されるテグス41を採用したが、選別対象9の撮像を行う際に、全面撮像に支障がないものであればよく、光透過性のある糸が好ましい。光透過性がなくても、径が十分小さくて選別対象9を搬送できる強度を有していてプーリー43との粘着性のあるものであってもよい。光透過性がなくても細い糸であれば、選別対象9によっては画像処理上の問題がない場合もあるからである。   As shown in FIG. 6, each Tegg 41 is suspended and driven by three pulleys 43, and each pulley 43 is driven synchronously by a pulley driving device 44, so that the two Tegs 41 are the same. Driven at a speed, the sorting object 9 is conveyed in a direction away from the third stage V-shaped conveyor 27. The pulley drive mechanism 44 has a separate drive mechanism independent from the conveyor drive mechanism 29, and is individually driven and controlled by a control device (not shown). A control device (not shown) may be preferably common to the pulley drive mechanism 44 and each conveyor drive mechanism 29. If the control device is shared, the equipment can be simplified. FIG. 8 shows a plan view of the holding mechanism 3. The sorting object 9 is conveyed from the bottom to the top in FIG. In the present embodiment, the tegs 41 used as a fishing line is adopted as the holding thread, but it is sufficient if it does not hinder the entire surface imaging when imaging the selection target 9, and a light-transmitting thread is preferable. . Even if it does not have optical transparency, the diameter may be sufficiently small to have a strength capable of transporting the selection target 9 and to be sticky to the pulley 43. This is because there is a case where there is no problem in image processing depending on the selection target 9 as long as the thread is thin even if it is not light transmissive.

保持機構3において、選別対象9が2本のテグス41の上に保持されているので、選別対象9の底面を下方から撮像するのに適した構造となっている。つまり、2本の光透過性のある糸で選別対象9が支えられているので、撮像を妨げるものがないからである。   In the holding mechanism 3, since the selection target 9 is held on the two tegs 41, the structure is suitable for imaging the bottom surface of the selection target 9 from below. That is, since the selection target 9 is supported by two light-transmitting yarns, there is nothing that prevents imaging.

図9に示すように、2本のテグス41の間に補間テグス45を設けてもよい。図9は補間テグス45を設けた場合の保持機構3における選別対象9とテグス41、補助テグス45との位置関係を示す平面図(a)と立面図(b)である。補間テグス45を設ければ、両脇の2本のテグス41と協働して選別対象9を3点支持することができる。3点支持すれば選別対象9の姿勢が安定して撮像が容易になり、撮像をスムーズ行うことができる。また、選別対象9が本実施形態のような回転楕円体である場合は、その長手方向が搬送方向に揃い後工程で生じる画像処理が容易となる。また、図9(a)に示すように選別対象9bが別途定めた規格よりも若干小さい場合であっても、当該保持機構3により搬送することが可能となり、本全面画像検査装置8において選別を行うことができる。   As shown in FIG. 9, an interpolation tag 45 may be provided between the two tags 41. FIG. 9 is a plan view (a) and an elevation view (b) showing the positional relationship between the selection target 9 in the holding mechanism 3 in the case where the interpolated tex 45 is provided, the tegus 41, and the auxiliary gusset 45. If the interpolated tess 45 are provided, the selection target 9 can be supported at three points in cooperation with the two tegs 41 on both sides. If the three points are supported, the posture of the selection target 9 is stable and imaging is easy, and imaging can be performed smoothly. In addition, when the selection target 9 is a spheroid as in the present embodiment, the longitudinal direction is aligned with the transport direction, and image processing that occurs in a subsequent process becomes easy. Further, as shown in FIG. 9A, even when the selection target 9b is slightly smaller than a separately defined standard, it can be transported by the holding mechanism 3, and the entire image inspection apparatus 8 performs the selection. It can be carried out.

なお、2本のテグス41を駆動するプーリー43はプーリー駆動軸42を介してプーリー駆動装置44により同軸的に駆動され、プーリー駆動装置44により駆動されない残りのプーリー43はテグス41を懸架する。一方、小型プーリー47はプーリー駆動軸42には結合されておらず、補間テグス45の動きに応じて遊転する。   The pulley 43 that drives the two Tegs 41 is driven coaxially by the pulley drive device 44 via the pulley drive shaft 42, and the remaining pulley 43 that is not driven by the pulley drive device 44 suspends the Tegs 41. On the other hand, the small pulley 47 is not coupled to the pulley drive shaft 42, and idles according to the movement of the interpolating tex 45.

保持機構3は撮像部4の中に設置されている(図1参照)。撮像部4には6台のWebカメラ51と8台のLED光源53及び8台の拡散フィルタ55が設置されている。一対のLED光源53と拡散フィルタ55とは協働して1つの間接光源を形成する。LED光源53からの光は拡散フィルタ55で分散されて、選別対象9に間接照明を与える。拡散フィルタ55は光を拡散させるものであればよく、例えばガラス若しくは合成樹脂からなる断面が鋸歯状の板部材であってよい。間接光源は選別対象9の表面において鏡面反射を起こすことを防ぐので、選別対象9の傷等の表面上の瑕疵を識別判定する際に適している。   The holding mechanism 3 is installed in the imaging unit 4 (see FIG. 1). The imaging unit 4 is provided with six Web cameras 51, eight LED light sources 53, and eight diffusion filters 55. The pair of LED light sources 53 and the diffusion filter 55 cooperate to form one indirect light source. The light from the LED light source 53 is dispersed by the diffusion filter 55 and gives indirect illumination to the selection target 9. The diffusion filter 55 only needs to diffuse light. For example, the diffusion filter 55 may be a plate member having a sawtooth cross section made of glass or synthetic resin. The indirect light source prevents specular reflection on the surface of the selection target 9 and is therefore suitable for identifying and determining wrinkles on the surface such as scratches on the selection target 9.

本実施形態においては、6台のWebカメラ51のうち4台は、図10(a)に示すように、選別対象9の側部周囲に搬送方向からみて水平面から45°ずらして90°毎に配置して、残りの2台は、図10(b)に示すように選別対象9の前後に、搬送方向に対して多少の角度をもたせて、6台のWebカメラ51が直交座標系を構成するように配置してある。そして、6台のWebカメラ51により、保持機構3上に保持された選別対象9の全面の撮像を行う。   In the present embodiment, four of the six web cameras 51 are shifted by 45 ° from the horizontal plane around the side of the selection target 9 as viewed from the transport direction every 90 ° as shown in FIG. As shown in FIG. 10 (b), the remaining two cameras are arranged with a slight angle with respect to the transport direction before and after the selection target 9, and the six Web cameras 51 constitute an orthogonal coordinate system. It is arranged to do. Then, the entire web of the selection target 9 held on the holding mechanism 3 is imaged by the six Web cameras 51.

なおWebカメラ51にはELECOM社製のUCAM-E1L30MNWH(最大解像度:640×480ピクセル、受像素子:1/4インチ、30万画素CCDセンサ、量子化:24bit/pixel、分解能:0.3mm/pixel)を用いた。また、間接光源として、拡散板付きLED光源ELPA社製のPM-L200(W)を8台用いた。   The Web camera 51 includes UCAM-E1L30MNWH manufactured by ELECOM (maximum resolution: 640 × 480 pixels, image receiving element: 1/4 inch, 300,000 pixel CCD sensor, quantization: 24 bits / pixel, resolution: 0.3 mm / pixel). In addition, as the indirect light source, eight PM-L200 (W) made by LED light source ELPA with diffusion plate were used.

次に識別部6の構成について図11を用いて説明する。識別部6は、サーバ用パーソナルコンピュータ92(以下PCと称す)が1台およびクライアント用PC91が2台により構成される。   Next, the configuration of the identification unit 6 will be described with reference to FIG. The identification unit 6 includes one server personal computer 92 (hereinafter referred to as a PC) and two client PCs 91.

識別部6では、6台のWebカメラ51がUSBインターフェースを介して、サーバ用PC92とクライアント用PC91とに接続されている。つまり、PC1台につき2台のWebカメラ51が接続されており、撮像部4で撮像された画像をクライアント用PC91からサーバ用PC92に通信ライン93を介して転送を行い、撮像された6枚の画像を用いて、サーバ用PC92にて選別対象9の大きさ、形状およびキズの識別並びに日焼けや色ムラの識別を行う。   In the identification unit 6, six Web cameras 51 are connected to the server PC 92 and the client PC 91 via the USB interface. That is, two Web cameras 51 are connected to each PC, and the images captured by the imaging unit 4 are transferred from the client PC 91 to the server PC 92 via the communication line 93, and the six images captured are captured. Using the image, the server PC 92 identifies the size, shape, and scratches of the selection target 9, and identifies sunburn and color unevenness.

本発明に係る全面画像検査装置8において、搬送部2もしくは保持機構3から外れた選別対象9若しくは保持機構3において分離していない選別対象9を回収する回収手段(図示しない)を保持機構3の後段に設けて、回収手段(図示しない)により集められた選別対象9を投入部1に搬送する環流ライン(図示しない)を設けてもよい。   In the entire surface image inspection apparatus 8 according to the present invention, the holding mechanism 3 is provided with a collecting means (not shown) for collecting the selection target 9 that is separated from the transport unit 2 or the holding mechanism 3 or the selection target 9 that is not separated by the holding mechanism 3. A reflux line (not shown) may be provided at a subsequent stage for transporting the selection target 9 collected by the collecting means (not shown) to the input unit 1.

このように還流ラインを設ければ、1つ1つに分離していない選別対象9や搬送部2や保持機構3から外れた選別対象9は人手を介さず回収を行い、回収された選別対象9を投入部1に還流させるので人手の軽減を図ることができる。回収手段としてはホッパーとシュートを組み合わせたものが考えられる。また、還流ラインはベルトコンベアで構成してもよい。回収手段で回収された選別対象9は還流ラインを経由して自動的に投入部1に運ばれるようにしてもよい。   If the reflux line is provided in this way, the sorting objects 9 that are not separated one by one and the sorting objects 9 that are separated from the transport unit 2 and the holding mechanism 3 are collected without human intervention, and the collected sorting objects are collected. Since 9 is returned to the charging unit 1, manpower can be reduced. As the recovery means, a combination of a hopper and a chute can be considered. Moreover, you may comprise a reflux line with a belt conveyor. The sorting object 9 collected by the collecting means may be automatically carried to the input unit 1 via the reflux line.

(全面画像検査装置の全体動作について)
以上、本発明に係る全面画像検査装置8の基本的構成、搬送部2、撮像部4、および識別部5を中心に説明した。次にこれらの動作について説明を行う。先ず、本発明に係る全面画像検査装置8の全体フローを図12のフローチャートを用いて説明する。
(About overall operation of full-screen image inspection system)
The basic configuration of the full-surface image inspection apparatus 8 according to the present invention, the transport unit 2, the imaging unit 4, and the identification unit 5 have been described above. Next, these operations will be described. First, the overall flow of the entire image inspection apparatus 8 according to the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG.

1)複数個の選別対象9が投入部1から搬送部2に投入される。   1) A plurality of sorting objects 9 are input from the input unit 1 to the transport unit 2.

2)3)投入された選別対象9は、独立駆動される3台のV型コンベア25、26、27と保持機構3のテグス41により1個に分離して撮像部4まで運ばれる。搬送部2の動作(2)3))については別途詳述する。   2) 3) The inputted sorting object 9 is separated into one by the three V-shaped conveyors 25, 26, 27 and the tegs 41 of the holding mechanism 3 that are independently driven, and is carried to the imaging unit 4. The operation (2) 3)) of the transport unit 2 will be described in detail separately.

4)テグス41の送りにより選別対象9が保持機構3(撮像部4内にある)のほぼ中間位置にくると選別対象9は停止して、保持機構3に保持された選別対象9は、6台のWebカメラ51により6方向から同時に撮像される。   4) When the sorting object 9 comes to a substantially intermediate position of the holding mechanism 3 (in the imaging unit 4) by the feed of the Tegs 41, the sorting object 9 stops, and the sorting object 9 held by the holding mechanism 3 becomes 6 Images are picked up simultaneously from six directions by a single Web camera 51.

5)撮像された6枚の画像は識別部5のサーバ用PC92とクライアント用PC91に送られて、6枚の画像が揃った段階で識別部5のサーバ用PC92にて選別対象9の大きさ、形状、キズに対する識別を行う。   5) The six captured images are sent to the server PC 92 and the client PC 91 of the identification unit 5, and when the six images are aligned, the size of the selection target 9 is determined by the server PC 92 of the identification unit 5. Identify the shape and scratches.

6)更に、6枚の画像は、識別部5のサーバ用PC92にてニューラルネットワークを利用したテンプレートマッチングにより、“日焼け”と“色ムラ”について識別を行う。識別部5の動作(5)6))については別途詳述する。   6) Further, the six images are identified for “sunburn” and “color unevenness” by template matching using a neural network in the server PC 92 of the identification unit 5. The operation (5) 6)) of the identification unit 5 will be described in detail separately.

7)識別部5における判定結果に基づき、識別部5の下流にある選別部6がその合否判定にしたがって選別を行う。合格の判定を受けて選別部6で選別された選別対象は出荷ラインに流れる。一方、不合格となった選別対象は選別部6から、図示しない還流ラインを経由して投入部1に搬送される。   7) Based on the determination result in the identification unit 5, the selection unit 6 downstream of the identification unit 5 performs selection according to the pass / fail determination. The selection object selected by the selection unit 6 in response to the pass determination flows to the shipping line. On the other hand, the rejected selection object is conveyed from the selection unit 6 to the input unit 1 via a reflux line (not shown).

(搬送部2の動作の詳細について)
保持機構3を含む搬送部2の運転手順を図13を用いて説明する。これら運転手順は図示しない制御装置によりコンピュータ制御される。
(Details of operation of transport unit 2)
The operation procedure of the transport unit 2 including the holding mechanism 3 will be described with reference to FIG. These operation procedures are computer-controlled by a control device (not shown).

はじめに、すべてのV型コンベア25、26、27およびテグス41を搬送方向に回転(正回転)させる。次に、光学センサ1(32)が反応した場合、選別対象9が第2段V型コンベア26に搬送されたと認識し、第1段V型コンベア25を停止させる。しかし、光学センサ1(32)がt1秒間反応し続けた場合は、第1段V型コンベア25を再度t2秒間正回転させる。 First, all the V-shaped conveyors 25, 26, and 27 and the tegs 41 are rotated (forward rotation) in the transport direction. Next, when the optical sensor 1 (32) reacts, it recognizes that the selection object 9 has been conveyed to the second stage V-shaped conveyor 26, and stops the first stage V-shaped conveyor 25. However, the optical sensor 1 (32) if continued to react for 1 second t, forward rotation of the first stage V-type conveyor 25 again t 2 seconds.

次に、光学センサ2(33)が反応した場合は、選別対象9が第3段V型コンベア27に搬送されたと認識し、第2段V型コンベア26を停止させる。しかし、光学センサ2(33)がt1秒間反応し続けた場合は、第2段V型コンベア26を再度t2秒間正回転させる。ここにt1、t2、xの値は、選別対象9により適宜、変更調整されうるものである。 Next, when the optical sensor 2 (33) reacts, it is recognized that the selection target 9 has been conveyed to the third stage V-shaped conveyor 27, and the second stage V-shaped conveyor 26 is stopped. However, the optical sensor 2 (33) if continued to react for 1 second t, forward rotation of the second stage V-type conveyor 26 again t 2 seconds. Here, the values of t 1 , t 2 , and x can be appropriately changed and adjusted by the selection target 9.

次に、光学センサ3(34)が反応した場合、選別対象9がテグス41に搬送されたと認識し、第3段V型コンベア27を停止させる。次に、テグス41が1秒間正回転をさせた後、撮像を行うためにテグス41の中間位置にて1秒間停止させる。最後に、再びテグス41を正回転させて、選別対象9を排出する。また、すべての光学センサ32、33、34が1秒間反応しない場合は、自動的に搬送を停止させる。これらの値に限定されるものではなく、選別対象9により適宜、変更調整されうるものである。   Next, when the optical sensor 3 (34) reacts, it recognizes that the selection object 9 has been transported to the tegs 41, and stops the third stage V-shaped conveyor 27. Next, after the Tegg 41 rotates positively for 1 second, it is stopped for 1 second at an intermediate position of the Tegg 41 for imaging. Finally, the Teggs 41 is rotated forward again to discharge the selection target 9. If all the optical sensors 32, 33, and 34 do not react for 1 second, the conveyance is automatically stopped. It is not limited to these values, and can be changed and adjusted as appropriate depending on the selection target 9.

次に、搬送部2の動作を選別対象9との関係で説明する。   Next, the operation of the transport unit 2 will be described in relation to the selection target 9.

選別対象9が互いに隣接した状態では正常な検査が行えないため、選別対象9を撮像部4までに1個に分離する必要がある。そこで、搬送部2では3台のV型ベルトコンベア20およびテグス41をそれぞれ独立かつ連動して駆動する独立駆動系を用いた。以下に独立駆動系について具体的に説明する。   Since the normal inspection cannot be performed in the state where the selection targets 9 are adjacent to each other, the selection target 9 needs to be separated into one by the imaging unit 4. Therefore, the transport unit 2 uses an independent drive system that drives the three V-shaped belt conveyors 20 and the tegs 41 independently and in conjunction with each other. The independent drive system will be specifically described below.

投入された選別対象9は山積み状態となっているが、3台のV型コンベア25、26、27と保持機構3のテグス41により撮像部4まで運ばれる。V型ベルトコンベア21を構成する2台の平ベルトコンベア20はそれぞれ別個に制御される。すなわち2台の平ベルトコンベア20が同一方向に同一速度で駆動される“順送りモード”と平ベルトコンベア20が異なった速度で駆動される“山崩しモード”とがあり、山崩しモードには送り方向は同じで速度を変えるモード、送り方向を違えるモードおよび一方の平ベルトコンベアを停止させるモード等がある。図示しない制御装置においてプラグラム制御により、適宜、“順送りモード”と“山崩しモード”とを繰り返して、選別対象9を上方に搬送する。   The inputted sorting object 9 is piled up, but is carried to the imaging unit 4 by the three V-shaped conveyors 25, 26, 27 and the tangs 41 of the holding mechanism 3. The two flat belt conveyors 20 constituting the V-shaped belt conveyor 21 are controlled separately. In other words, there are a “forward feed mode” in which two flat belt conveyors 20 are driven at the same speed in the same direction and a “mountain break mode” in which the flat belt conveyor 20 is driven at different speeds. There are a mode in which the direction is the same and the speed is changed, a mode in which the feeding direction is different, a mode in which one flat belt conveyor is stopped, and the like. By a program control in a control device (not shown), the “forward feed mode” and the “hill-climbing mode” are repeated as appropriate, and the selection target 9 is conveyed upward.

さらに、V型ベルトコンベア21が上向きの傾斜をもって設置されているので、選別対象9に積み重なっている選別対象9は搬送時に反搬送方向に崩落するので、選別対象9の山崩し(分離)に有利に働く。   Furthermore, since the V-shaped belt conveyor 21 is installed with an upward inclination, the sorting object 9 stacked on the sorting object 9 collapses in the counter-conveying direction at the time of transportation, which is advantageous for the mountain collapse (separation) of the sorting object 9. To work.

また、V型コンベア25、26、27と保持機構3はそれぞれ段差をもって接続されているので、次段に乗り移る際の落下により選別対象9は分離される。   Further, since the V-shaped conveyors 25, 26, 27 and the holding mechanism 3 are respectively connected with a step, the selection target 9 is separated by a drop when moving to the next step.

さらに、V型コンベア25、26、27と保持機構3はそれぞれ独立して駆動されるので、その送り速度は別個に調整可能となっている。第2段V型コンベア26の送り速度を第1段V型コンベア25の送り速度よりも速くすることが好ましい。送り速度を上げることにより、第2段V型コンベア26に落下した選別対象9の塊は崩壊する。同様に、第3段V型コンベア27の送り速度を第2段V型コンベア26の送り速度よりも速くすることが好ましい。これにより選別対象9の分離は促進される。更に、保持機構3のテグス41の送り速度を第3段V型コンベア27の送り速度よりも速くすることが好ましく、同様の作用効果が期待でき、選別対象9の分離が促進される。   Furthermore, since the V-shaped conveyors 25, 26, and 27 and the holding mechanism 3 are driven independently, their feed rates can be adjusted separately. It is preferable that the feed speed of the second stage V-shaped conveyor 26 is higher than the feed speed of the first stage V-shaped conveyor 25. By increasing the feed speed, the lump of the selection target 9 that has dropped onto the second-stage V-shaped conveyor 26 collapses. Similarly, it is preferable that the feed speed of the third stage V-shaped conveyor 27 is higher than the feed speed of the second stage V-shaped conveyor 26. Thereby, separation of the selection object 9 is promoted. Furthermore, it is preferable to make the feed speed of the tees 41 of the holding mechanism 3 faster than the feed speed of the third-stage V-shaped conveyor 27, and the same effect can be expected, and the separation of the sorting object 9 is promoted.

搬送コンベアがV字型をしているので選別対象9はV型ベルトコンベア21の底部にその向きを長手方向そろえて搬送される。   Since the conveyor is V-shaped, the sorting object 9 is conveyed to the bottom of the V-shaped belt conveyor 21 with its direction aligned in the longitudinal direction.

選別対象9が分離されて、長手方向にそろえて撮像されるので、識別部での画像処理が簡便になり識別能力も高くなる。分離されていない選別対象の識別は困難な場合が多いからである。   Since the selection target 9 is separated and imaged in the longitudinal direction, the image processing in the identification unit is simplified and the identification capability is enhanced. This is because it is often difficult to identify an object that is not separated.

(撮像部4の動作の詳細について)
Webカメラ51は常時撮像部5をモニタしており、選別対象9が保持機構3に存在しない場合の画像との差分をとることにより、選別対象9が撮像位置に到着したと判定して、保持機構3の送りを停止して、静止状態で6台のWebカメラ51により選別対象9の6面を同時撮像する。クライアント用PC91で撮像した画像は、サーバ用PC92へLANを経由して転送される。
(Details of operation of imaging unit 4)
The Web camera 51 constantly monitors the imaging unit 5 and determines that the selection target 9 has arrived at the imaging position by taking a difference from an image when the selection target 9 does not exist in the holding mechanism 3 and holds it. The feeding of the mechanism 3 is stopped, and six surfaces of the selection target 9 are simultaneously imaged by the six web cameras 51 in a stationary state. The image captured by the client PC 91 is transferred to the server PC 92 via the LAN.

なお撮像位置の判定は、2秒毎に1回撮像したモニタ画像に対して行い、連続して選別対象9を検知した場合に選別対象9が撮像位置に到着したと判定する。撮像は保持機構3を停止させることなく、選別対象9の移動中に行ってもよい。選別対象9の移動中に撮像を行えば、全面画像検査装置の稼働率が向上する。   The determination of the imaging position is performed on the monitor image captured once every 2 seconds, and when the selection target 9 is continuously detected, it is determined that the selection target 9 has arrived at the imaging position. Imaging may be performed while the selection target 9 is moving without stopping the holding mechanism 3. If imaging is performed while the selection target 9 is moving, the operating rate of the full-screen image inspection apparatus is improved.

モニタ画像の差分をとる際に、画像の色情報を用いれば識別対象が赤ピーマンか青ピーマンかの判定も可能となる。赤ピーマンの色情報を用いて、モニタ画像の色相が連続して赤ピーマンの色情報と一致した場合に、選別対象9が撮像位置に搬送されたと認識してもよい。この場合は、撮像位置の判定だけではなく、選別対象9の種別の判定も行うことになる。   When obtaining the difference between the monitor images, it is possible to determine whether the identification target is a red pepper or a blue pepper by using the color information of the image. Using the color information of the red bell pepper, when the hue of the monitor image continuously matches the color information of the red bell pepper, it may be recognized that the selection target 9 has been transported to the imaging position. In this case, not only the imaging position but also the type of the selection target 9 is determined.

選別対象9の種別があらかじめ特定されている場合は、光学センサ3(34)が選別対象9を検知してから所定の時間経過をタイマで計測して、撮像位置と判定してもよい。なお、撮像位置は保持機構3のほぼ中間位置になるように計画されている。   When the type of the selection target 9 is specified in advance, a predetermined time may be measured with a timer after the optical sensor 3 (34) detects the selection target 9, and it may be determined as the imaging position. Note that the imaging position is planned to be approximately the middle position of the holding mechanism 3.

(識別部5の動作の詳細について)
以下に、識別部での検査手順(動作)を示す。
(Details of operation of identification unit 5)
The inspection procedure (operation) in the identification unit is shown below.

本実施形態では、赤ピーマン6面の撮像画像6枚それぞれに対して以下の処理を実施することにより、外観品質検査を実行する。ここで、識別部4におけるサーバ用PC92で実行される選別対象9の各画像に対する検査処理のフローチャートを図14に示すと共に、画像処理の流れを図15に示す。   In the present embodiment, the appearance quality inspection is performed by performing the following processing for each of the six captured images of the six red peppers. Here, a flowchart of the inspection process for each image of the selection target 9 executed by the server PC 92 in the identification unit 4 is shown in FIG. 14, and a flow of the image process is shown in FIG.

1)クライアント用PC91で撮像した画像と合わせて6面(6枚)の撮像画像が揃うのを待つ。   1) Wait until six images (six images) are aligned with the images captured by the client PC 91.

2)撮像済みRGBカラー画像をCIE 1976 (L*, a*, b*) カラー画像に変換する。   2) Convert the captured RGB color image into a CIE 1976 (L *, a *, b *) color image.

3)赤ピーマンのテンプレート色(ここでは赤色)とのユークリッド距離が予め定めた閾値以下となる領域(ピーマン領域)のみ「1」とする2値化を行い、モノクロ画像に変換する。   3) Binarization is performed so that only a region (pepper region) where the Euclidean distance from the template color of red bell pepper (here, red) is equal to or less than a predetermined threshold value (“green pepper region”) is converted into a monochrome image.

4)左右・上下・斜めの各近傍に対して8近傍収縮膨張処理を施して、ノイズ除去を行う。   4) Eight neighborhood contraction / expansion processing is performed on each of the left, right, up, down, and diagonal neighborhoods to remove noise.

5)ラベリング処理により画素値「1」からなる各連結領域の面積を算出し、面積が予め定めた閾値以上となる連結領域を抽出することにより、ピーマン領域の抽出を行う。その後、以下に述べる大きさ、形状、及び黒いキズに対するそれぞれの判定処理を行う。   5) The area of each connected area consisting of the pixel value “1” is calculated by the labeling process, and the pepper area is extracted by extracting the connected area whose area is equal to or greater than a predetermined threshold. After that, each determination process for the size, shape, and black scratch described below is performed.

6)大きさ判定は、上記5)により算出されたピーマン領域の面積が規格に基づき定めた閾値以上の場合を「大」と判定し、それ以外の場合を「小」と判定することにより行う。   6) The size determination is performed by determining “large” when the area of the bell pepper area calculated in 5) is equal to or larger than a threshold determined based on the standard, and determining “small” otherwise. .

7)形状判定は、まずピーマン領域と接する長方形の中で、その面積が最小となるものを検出することにより、長方形近似を行う。   7) In the shape determination, first, a rectangle having the smallest area among rectangles in contact with the pepper region is detected to perform a rectangle approximation.

8)次に、近似された長方形において、長辺÷短辺が規格に基づき定めた閾値以上のときのみ「良品」と判定し、それ以外の場合を「形状不良」と判定することにより、形状判定を行う。   8) Next, in the approximated rectangle, the shape is determined as “non-defective” only when the long side / short side is equal to or greater than the threshold value determined based on the standard, and otherwise determined as “defective”. Make a decision.

9)キズ判定は、まず撮像済みRGBカラー画像をR値のみからなるグレースケール画像に変換し、予め定めた閾値以下の領域(黒いキズ領域)のみを「1」とする2値化を行うことにより得られたモノクロ画像と、上記5)により抽出されたピーマン領域のみ画素値「1」とするモノクロ画像とに論理積演算を行い、キズ画像を得る。   9) Scratch determination is performed by first converting a captured RGB color image into a grayscale image including only an R value, and performing binarization by setting only an area (black scratch area) equal to or less than a predetermined threshold value to “1”. AND operation is performed on the monochrome image obtained by the above and the monochrome image having the pixel value “1” only in the bell pepper area extracted in the above 5) to obtain a scratch image.

10)次に、キズ画像にラベリング処理を施し画素値「1」の連結領域の面積を算出し、面積が規格に基づき定めた閾値以下のときのみ「良品」と判定し、それ以外の場合を「キズ不良」と判定することにより、キズ判定を行う。   10) Next, labeling processing is performed on the scratch image to calculate the area of the connected region having the pixel value “1”, and it is determined as “non-defective” only when the area is equal to or less than the threshold value determined based on the standard. By determining “scratch defect”, scratch determination is performed.

以上により得られた各画像の判定結果に対して、6枚すべての画像の判定結果を以下のとおり統合することにより、最終的な検査結果とする。   By integrating the determination results of all six images as follows with the determination results of each image obtained as described above, the final inspection result is obtained.

大きさ判定については、1つでも「小」と判定した画像がある場合を「小」とし、それ以外の場合を「大」とする。形状判定については、1つでも「形状不良」と判定した画像がある場合を「形状不良」とする。また、キズ判定についても、1つでも「キズ不良」と判定した画像がある場合を「キズ不良」とする。最後に、「形状不良」若しくは「キズ不良」の何れでもない場合に限り、「良品」と判定する。   Regarding size determination, “small” is set when there is an image determined to be “small”, and “large” is set otherwise. Regarding shape determination, a case where there is an image determined to be “shape defect” is defined as “shape defect”. In addition, regarding scratch determination, a case where there is an image determined as “scratch defect” is defined as “scratch defect”. Finally, it is determined as “non-defective” only when it is neither “shape defect” nor “scratch defect”.

次に、ニューラルネットワーク(以下、NNという)を利用したテンプレートマッチングによる、“日焼け”と“色ムラ”の識別について説明を行う。NNは、人の目で判断した実際の日焼けや熟れ班などの曖昧な不良状況を識別するのに適している。   Next, the identification of “sunburn” and “color unevenness” by template matching using a neural network (hereinafter referred to as NN) will be described. The NN is suitable for identifying ambiguous defect situations such as actual sunburn and ripeness determined by human eyes.

撮像された赤ピーマンの画像はサーバ用PC92へ送られ、6枚の画像が識別部5のサーバ用PC92に揃うのを待って、予め定めた閾値により2値化され、背景を黒色とした白い画像に変換処理される(図14の1)、2)、3)と共通の処理が施される)。そして、二値化変換処理された画像データをニューラルネットワークの入力に適する数値に変換するために、2次元高速フーリエ変換(以下、2DFFTともいう)を用いて周波数解析処理し、加算平均して求めた値で正規化を行い、入力層の各ユニット(ニューロ素子ともいう)に入力するスラブ値とする。また、2DFFTから得られる成分の有効領域が64×64であるため、スラブ値は64個とする。   The captured red bell pepper images are sent to the server PC 92, wait for the six images to be aligned with the server PC 92 of the identification unit 5, are binarized by a predetermined threshold, and have a white background. It is converted into an image (the same processing as 1), 2) and 3) in FIG. 14 is performed). Then, in order to convert the binarized image data into numerical values suitable for the input of the neural network, a frequency analysis process is performed using a two-dimensional fast Fourier transform (hereinafter also referred to as 2DFFT), and an addition average is obtained. The slab value is input to each unit (also referred to as a neuro element) of the input layer. Since the effective area of the component obtained from 2DFFT is 64 × 64, the slab value is 64.

本実施形態では、NNは3階層構造を有していて、3階層構造の演算部は、入力層(64ニューロ素子)、隠れ層(35ニューロ素子)および出力層(1ニューロ素子)の3層からなっている。入力層では2DFFTから得られる成分の有効領域ごとに演算処理されたスラブ値を対応するニュ−ロ素子に入力する。隠れ層は、本例では35個のニュ−ロ素子からなり、入力層の情報を伝搬演算して出力層に伝達する役割を果たしている。この隠れ層が多くなればそれだけ、入力層のスラブ値の変動に対しても不変に各パタ−ンの各々に分離演算できる。出力層には、識別すべき「赤ピーマンの品質」の種類ごとに1対1にて対応するように各1個のニュ−ロ素子が設けられている。そして、学習により完成したニュ−ロ素子間の重み係数による出力ニューロ素子についてその反応値を出力ニューロ素子の数個分(ここでは1個)を算出する。   In the present embodiment, the NN has a three-layer structure, and the three-layer structure calculation unit includes three layers: an input layer (64 neuro elements), a hidden layer (35 neuro elements), and an output layer (1 neuro element). It is made up of. In the input layer, the slab value calculated for each effective area of the component obtained from 2DFFT is input to the corresponding neuro element. In this example, the hidden layer is composed of 35 neuro elements, and plays a role of propagating the input layer information and transmitting it to the output layer. As the number of hidden layers increases, it is possible to perform the separation operation on each pattern without changing the slab value of the input layer. Each output layer is provided with one neuro element so as to correspond one-to-one for each type of “red pepper quality” to be identified. Then, the response values of the output neuro elements based on the weighting factor between the neuro elements completed by learning are calculated for several output neuro elements (here, one).

ここで、識別部5におけるNNの基本構成を図16に示す。図16中の各ニューロテンプレートが赤ピーマンの特定の品質である“日焼け”と“色ムラ”であり、これらを個々に識別するものとなる。その識別過程は赤ピーマンの画像が前処理である2DFFT処理され、NNへの入力値であるスラブ値が算出される。この場合は64個の値が入力される。次に、それぞれのニューロテンプレートにこの値が入力され、NNの前向き計算が実施される。   Here, the basic configuration of the NN in the identification unit 5 is shown in FIG. Each neuro template in FIG. 16 is “sunburn” and “color unevenness”, which are specific qualities of red peppers, and these are individually identified. In the identification process, the red pepper image is subjected to 2DFFT processing, which is preprocessing, and a slab value that is an input value to the NN is calculated. In this case, 64 values are input. Next, this value is input to each neuro template, and NN forward calculation is performed.

等級規格に則った(正しい)日焼け画像が入力された場合、日焼けニューロテンプレートの出力層のユニットの反応値はその最大値に近い値となる。反応値のスケールは任意であってもよいが、ここでは判定の便のため、出力層の計算結果にシグモイド関数を適用して0〜1の実数に正規化して出力する。   When a (correct) tanning image conforming to the grade standard is input, the response value of the unit of the output layer of the tanning neuro template is close to the maximum value. The scale of the reaction value may be arbitrary, but here, for convenience of determination, a sigmoid function is applied to the calculation result of the output layer, and the result is normalized to 0 to 1 and output.

同様に、色ムラニューロテンプレートの出力層についても、正しい日焼け画像が入力された場合に1に近い値を出力し、正しくない日焼け画像に対してはその度合いに応じて1より小さい値を出力する。   Similarly, for the output layer of the color unevenness neuro template, a value close to 1 is output when a correct tan image is input, and a value less than 1 is output for an incorrect tan image depending on the degree. .

このNNによるテンプレートマッチングにより精度の高い識別判定が実現できる。   With this template matching by NN, highly accurate identification determination can be realized.

ところで、本発明の実施形態に係る赤ピーマンの全面画像検査装置において、選別対象9である赤ピーマンについてあらかじめデジタルカメラで撮影された画像データに基づいた品質に関するデータがNNを用いて学習登録されている。そして、画像データのうち、特に赤ピーマンの品質を識別する上で重要な特徴的模様(パターン)に関するデータが2次元高速フーリエ変換を用いて周波数解析処理され、入力パターン(スラブ値)としてNNの入力層に入力され、記憶されている。そして、撮像部4のWebカメラ51で撮像された画像データが上述した手順により順次変換処理されNNへの入力パターンが作成される。作成された入力パターンは入力層→隠れ層→出力層へ伝達・処理され、出力層から出力である反応値が出力される。この出力値は、それまでの学習によって得られた重み係数に基づくもので、本例の場合には、赤ピーマンの品質の規格に対する適合度が出力される。この反応値に対して、規格に基づき定めた閾値で合否判定を行い、最終的な識別判定結果とする。   By the way, in the whole image inspection apparatus for red bell peppers according to the embodiment of the present invention, quality data based on image data previously captured by a digital camera for red bell peppers to be selected 9 is learned and registered using NN. Yes. Of the image data, data relating to a characteristic pattern (pattern) that is particularly important for identifying the quality of red bell pepper is subjected to frequency analysis processing using a two-dimensional fast Fourier transform, and an input pattern (slab value) of NN Input and stored in the input layer. Then, the image data captured by the Web camera 51 of the image capturing unit 4 is sequentially converted by the above-described procedure, and an input pattern to the NN is created. The created input pattern is transmitted and processed from the input layer → the hidden layer → the output layer, and a reaction value as an output is output from the output layer. This output value is based on the weighting coefficient obtained by learning so far, and in the case of this example, the degree of conformity with the standard of red pepper quality is output. For this reaction value, a pass / fail determination is made with a threshold value determined based on the standard, and a final discrimination determination result is obtained.

また、NNにおいて、赤ピーマンの品質パターンにつき、逆に規格に則った正しい画像に対して正しい出力値が与えられると、出力層→隠れ層→入力層の順で伝達・処理され、各層間の重み係数について学習がなされるが、この重み係数の学習は、実際の出力値と正しい出力値との差が減るように、入力ニューロ素子・隠れニューロ素子・出力ニューロ素子のニューロ素子間における結合の強さを変化・収束させることにより行う。
詳しくは、NN学習に関し、NNの構成は階層型の3層NNを用いており、学習方法として改良型誤差逆伝搬法を採用している。この改良型誤差逆搬法とは、下記の数1で表される学習アルゴリズムである。
On the other hand, when the correct output value is given to the correct image in accordance with the standard for the quality pattern of red peppers in the NN, it is transmitted and processed in the order of output layer → hidden layer → input layer, Learning is performed on the weighting factor. The learning of this weighting factor is to reduce the difference between the actual output value and the correct output value, and to reduce the coupling between the neuron elements of the input neuron element, hidden neuron element, and output neuron element. This is done by changing and converging the strength.
Specifically, with regard to NN learning, the configuration of the NN uses a hierarchical three-layer NN, and adopts an improved error back propagation method as a learning method. This improved error reverse carrying method is a learning algorithm expressed by the following equation (1).

ここに、Wは重み、tは学習回数、δは一般化誤差、Oはニューラル素子の出力値、ηは学習定数、αは慣性定数、βは振動定数を示す。 Here, W is a weight, t is the number of learnings, δ is a generalization error, O is an output value of a neural element, η is a learning constant, α is an inertia constant, and β is a vibration constant.

本発明の全面画像検査装置によれば回転楕円体及び球体の全面画像を検査することにより、青果物の検査の自動化を図ることができる。また、工業製品や宝飾品の全面画像検査にも用いることができる。   According to the entire image inspection apparatus of the present invention, it is possible to automate the inspection of fruits and vegetables by inspecting the entire image of the spheroid and sphere. It can also be used for full-surface image inspection of industrial products and jewelry.

1 投入部
2 搬送部
3 保持機構
4 撮像部
5 識別部
6 選別部
8 全面画像検査装置(基本ユニット)
9 選別対象
10 撮像信号線
11 選別信号線
12 投入口
13 ディザー装置
14 山積み防止板
15 回収手段
16 還流ライン
20 平ベルトコンベア
21 V型ベルトコンベア
25 第1段V型コンベア
26 第2段V型コンベア
27 第3段V型コンベア
29 コンベア駆動機構
32 光学センサ1
33 光学センサ2
34 光学センサ3
41 テグス
42 プーリー駆動軸
43 プーリー
44 プーリー駆動機構
45 補間テグス
47 小型プーリー
51 Webカメラ
53 LED光源
55 拡散フィルタ
91 クライアント用PC
92 サーバー用PC
93 通信ライン
94 USBインターフェース
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Input part 2 Conveying part 3 Holding mechanism 4 Imaging part 5 Identification part 6 Sorting part 8 Whole surface image inspection apparatus (basic unit)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 9 Selection object 10 Imaging signal line 11 Selection signal line 12 Input port 13 Dither device 14 Stack prevention board 15 Collecting means 16 Reflux line 20 Flat belt conveyor 21 V type belt conveyor 25 1st stage V type conveyor 26 2nd stage V type conveyor 27 Third-stage V-shaped conveyor 29 Conveyor drive mechanism 32 Optical sensor 1
33 Optical sensor 2
34 Optical sensor 3
41 Tegs 42 Pulley drive shaft 43 Pulley 44 Pulley drive mechanism 45 Interpolation Tegs 47 Small pulley 51 Web camera 53 LED light source 55 Diffusion filter 91 Client PC
92 PC for server
93 Communication line 94 USB interface

Claims (15)

回転楕円体又は球面体の選別対象を搬送する搬送部と、
前記搬送部に続き、前記選別対象を保持する保持機構と、
前記選別対象を撮像する複数のカメラを有する撮像部と、
前記撮像部で撮像された前記選別対象の複数の画像を識別判定する識別部とを備えた回転楕円体及び球面体の全面画像検査装置であって、
前記搬送部は、2台の平ベルトコンベアをベルト走行方向断面がV字となるように傾け組み合わせたV型コンベアを複数有していて、
複数の前記V型コンベアは、それぞれ独立した駆動機構を有し、搬送方向上流から下流にかけて、それぞれ段を順に下げて配置され、かつ、それぞれの前記V型コンベアは前記選別対象を上方に搬送するように傾斜をもって設置されており、
前記保持機構は、前記選別対象を搬送保持するための複数の紐様保持部を有し、前記V型コンベアとは独立して駆動され、前記紐様保持部の始端部が前記搬送部の最下段のV型コンベアの終端部に配置されている回転楕円体及び球面体の全面画像検査装置。
A transport unit for transporting a selection object of a spheroid or a spherical body;
A holding mechanism for holding the sorting object following the transport unit;
An imaging unit having a plurality of cameras for imaging the selection target;
A spheroid and spherical full-surface image inspection apparatus including an identification unit that identifies and discriminates a plurality of images to be selected captured by the imaging unit;
The transport unit has a plurality of V-shaped conveyors in which two flat belt conveyors are combined so that the cross section in the belt traveling direction is V-shaped,
Each of the plurality of V-shaped conveyors has an independent drive mechanism, and is arranged with the steps lowered in order from the upstream to the downstream in the conveying direction, and each of the V-shaped conveyors conveys the sorting object upward. It is installed with an inclination like
The holding mechanism includes a plurality of string-like holding units for conveying and holding the selection target, and is driven independently of the V-shaped conveyor, and a starting end portion of the string-like holding unit is an outermost part of the conveying unit. An apparatus for inspecting the entire surface of a spheroid and a spherical body arranged at a terminal portion of a lower V-shaped conveyor.
前記紐様保持部が光透過性を有する請求項1に記載の回転楕円体及び球面体の全面画像検査装置。   The entire image inspection apparatus for spheroids and spherical bodies according to claim 1, wherein the string-like holding part has light permeability. 前記カメラの台数が6台であり、前記複数の画像が前記選別対象を異なる6方向から撮像されてなる請求項1又は請求項2に記載の回転楕円体及び球面体の全面画像検査装置。   3. The spheroid and spherical full-surface image inspection apparatus according to claim 1, wherein the number of cameras is six, and the plurality of images are picked up from six different directions of the selection target. 4. 前記選別対象が前記保持機構の所定の位置に到達したことを検出する撮像位置検出手段と、前記撮像位置検出手段からの指令を受けて前記選別対象を前記カメラにより同時に撮像する同期撮像機構を有する請求項1〜3のいずれか1項に記載の回転楕円体及び球面体の全面画像検査装置。   An imaging position detection unit that detects that the selection target has reached a predetermined position of the holding mechanism, and a synchronous imaging mechanism that receives an instruction from the imaging position detection unit and simultaneously images the selection target by the camera. The whole surface image inspection apparatus of the spheroid and spherical body of any one of Claims 1-3. 少なくとも最上段を除く前記各V型コンベヤの始端部、及び最下段のV型コンベヤの終端部に、光学センサを取り付け、
前記光学センサにより前記選別対象が前段から次段のV型コンベヤへ搬送され、又は最下段のV型コンベヤから前記保持機構へ搬送されたことを検知した場合に、前段又は最下段のV型コンベヤの搬送を一定時間停止する手段、
もしくは、前記光学センサにより前記選別対象が前段から次段のV型コンベヤへ搬送され、又は最下段のV型コンベヤから前記保持機構へ搬送されたことを検知した場合に、前段又は最下段のV型コンベヤの搬送を一定時間逆送させる手段、
を備えた請求項1〜4のいずれか1項に記載の選別対象の全面検査装置。
At least an optical sensor is attached to the starting end of each V-shaped conveyor excluding the uppermost stage and the terminal end of the lowermost V-shaped conveyor,
When it is detected by the optical sensor that the object to be sorted has been conveyed from the previous stage to the next V-shaped conveyor or from the lowermost V-shaped conveyor to the holding mechanism, the previous or lowermost V-shaped conveyor is detected. Means for stopping the conveyance of
Alternatively, when it is detected by the optical sensor that the object to be sorted has been conveyed from the previous stage to the next V-shaped conveyor or from the lowermost V-shaped conveyor to the holding mechanism, the V or lowermost stage V is detected. Means to reverse the conveyance of the mold conveyor for a certain time,
The whole surface inspection apparatus of the selection object of any one of Claims 1-4 provided with.
前記V型コンベアを構成する2台の前記平ベルトコンベアの送り速度が、それぞれ異なる速度である請求項1〜5のいずれか1項に記載の回転楕円体及び球面体の全面画像検査装置。   The spheroid and spherical surface image inspection apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the feeding speeds of the two flat belt conveyors constituting the V-shaped conveyor are different from each other. 前記搬送部の上流側に前記選別対象を投入する投入部が設けられていて、前記投入部に微振動を与えるディザーを備えた請求項1〜6のいずれか1項に記載の回転楕円体及び球面体の全面画像検査装置。   The spheroid according to any one of claims 1 to 6, further comprising a dither that feeds the sorting object upstream of the transport unit, and further includes a dither that imparts a slight vibration to the throwing unit. Full-surface image inspection device for spherical bodies. 前記投入部と、前記搬送部と、前記保持機構と、前記撮像部および前記識別部並びに前記識別部における判定結果に基づき前記選別対象を選別する選別部と、を有する基本ユニットを1または複数備えた請求項に記載の回転楕円体及び球面体の全面画像検査装置。 One or a plurality of basic units including the input unit, the transport unit, the holding mechanism, the image capturing unit, the identification unit, and a selection unit that selects the selection target based on the determination result in the identification unit. The entire surface image inspection apparatus for a spheroid and a spherical body according to claim 7 . 前記搬送部もしくは前記保持機構から外れた選別対象、および前記保持機構において分離していない選別対象、を回収する回収手段と、前記回収手段により集められた前記選別対象を前記投入部に投入する環流ラインを有する請求項7または8に記載の回転楕円体及び球面体の全面画像検査装置。 A collecting means for collecting a sorting object that is separated from the transport unit or the holding mechanism and a sorting object that is not separated by the holding mechanism, and a recirculation flow for feeding the sorting object collected by the collecting means to the input unit 9. The entire image inspection apparatus for spheroids and spherical bodies according to claim 7 or 8 having lines. 前記V型コンベアにおいて上流段のV型コンベアの幅が下流段のV型コンベアの幅より狭くない請求項1〜のいずれか1項に記載の回転楕円体及び球面体の全面画像検査装置。 Entire image inspection device of the spheroid and the spherical body according to any one of the V-width of the V-type conveyor upstream stage is not smaller than the width of the V-type conveyor downstream stage in a conveyor according to claim 1-9. 前記画像を二値化する手段と、
当該二値化手段により得られる二値化画像の輪郭内の画素数から前記選別対象の大きさを判定する大きさ判定手段と、
前記二値化画像から前記選別対象の輪郭に外接する外接長方形を求める手段と、
当該外接長方形の縦横比から前記選別対象の形状を判定する形状判定手段とを有する請求項1〜10のいずれか1項に記載の回転楕円体及び球面体の全面画像検査装置。
Means for binarizing the image;
A size determination unit that determines the size of the selection target from the number of pixels in the contour of the binarized image obtained by the binarization unit;
Means for obtaining a circumscribed rectangle circumscribing the contour of the selection target from the binarized image;
Entire image inspection device of the spheroid and the spherical body according to any one of claim 1 10, from the aspect ratio of the bounding rectangle and a determining shape determination means the shape of the screened object.
前記画像の画素からブロブを算出する手段と、
当該ブロブ内の画素数を傷等の大きさとして前記選別対象の表面状態を判定する傷等判定手段とを備えた請求項1〜11のいずれか1項に記載の回転楕円体及び球面体の全面画像検査装置。
Means for calculating a blob from pixels of the image;
The spheroid and spherical body according to any one of claims 1 to 11 , further comprising a flaw determination unit that determines the surface state of the selection target by using the number of pixels in the blob as a flaw size. Full-screen image inspection device.
前記選別対象の画像を入力とするニューラルネットワークにおいて、選別規格により定められた画像を教師情報として使用して、学習によりニューラルネットワーク内の結合係数を求め、前記結合係数を用いて前記選別対象の日焼けもしくは色ムラの度合いを算出する学習識別手段を有する請求項1〜12のいずれか1項に記載の回転楕円体及び球面体の全面画像検査装置。 In the neural network having the selection target image as an input, the image determined by the selection standard is used as teacher information, the coupling coefficient in the neural network is obtained by learning, and the selection target tanning is performed using the coupling coefficient. Alternatively, the entire image inspection apparatus for a spheroid and a spherical body according to any one of claims 1 to 12 , further comprising a learning identification unit that calculates a degree of color unevenness. 前記撮像部が複数の指向性を実現する光学フィルタと複数の光源の組み合わせを備えた請求項1〜13のいずれか1項に記載の回転楕円体及び球面体の全面画像検査装置。   The spheroid and spherical body full-surface image inspection device according to claim 1, wherein the imaging unit includes a combination of an optical filter that realizes a plurality of directivities and a plurality of light sources. 前記選別対象が、ピーマンやレモンなどの青果物である請求項1〜14のいずれか1項に記載の回転楕円体及び球面体の全面画像装置。   The spheroid and spherical body entire surface image device according to any one of claims 1 to 14, wherein the selection target is fruits and vegetables such as bell pepper and lemon.
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