JPH09203663A - Automatic selecting apparatus - Google Patents

Automatic selecting apparatus

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JPH09203663A
JPH09203663A JP1173296A JP1173296A JPH09203663A JP H09203663 A JPH09203663 A JP H09203663A JP 1173296 A JP1173296 A JP 1173296A JP 1173296 A JP1173296 A JP 1173296A JP H09203663 A JPH09203663 A JP H09203663A
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JP
Japan
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measured
slit
light
image
color
Prior art date
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Application number
JP1173296A
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Japanese (ja)
Inventor
Yukio Kano
幸雄 狩野
Atsushi Naito
敦之 内藤
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Tokai Rika Co Ltd
Original Assignee
Tokai Rika Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tokai Rika Co Ltd filed Critical Tokai Rika Co Ltd
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  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an automatic selecting apparatus, which measures the size of a material to be measured, detects the color of the surface and the presence or absence of irregularities and flaws at the same time and can perform automatic selection. SOLUTION: When slit light is projected on a material to be measured from a light projecting device provided in an automatic selecting apparatus, the slit image is formed on a two-dimensional CCD sensor. The two-dimensional surface shape is computed from the slit image. Whether there are irregularities and flaws are present or not on the surface of the slit image is judged. The cross-sectional area is obtained for every slit image of the material to be measured from the two-dimensional surface shape, and the average value of colors is computed. Furthermore, the volume of the material to be measured is computed from the cross-sectional area data obtained for a plurality of the slit images. At the same time, the color average value of the entire surface of the material to be measured is computed. The selection of the material to be measured can be performed based on the volume and the color average value computed in this way.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、被測定物にスリッ
ト光を照射して、その被測定物からの反射光を受光する
ことによって被測定物を撮像し、撮像された画像に対し
て画像処理を施すことによって自動的に選別する自動選
別装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention captures an image of an object to be measured by irradiating the object to be measured with slit light and receiving reflected light from the object to be measured. The present invention relates to an automatic sorting device that automatically sorts by performing a treatment.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、果実や野菜等は市場で消費者
に販売するにあたり、収穫した後の所定の工程において
商品として有効な良品と、商品として不適である不良品
とに選別する必要がある。さらに、良品として選別され
た果実等については、大きさや色、表面の凹凸、傷の有
無によって品質やコストが決定されるため、これらを等
級毎に選別する必要がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, when selling fruits and vegetables to consumers in the market, it is necessary to sort out good products that are effective as products in a predetermined process after harvesting and defective products that are unsuitable as products. is there. Further, with respect to fruits and the like selected as non-defective products, quality and cost are determined depending on size and color, surface irregularities, and presence or absence of scratches. Therefore, it is necessary to select these by grade.

【0003】これには、熟練者が果実や野菜等を一つ一
つ目視することによって選別する方法やベルトコンベア
上に載置されて搬送される果実等をTVカメラを用いて
撮像し、画像処理を施すことにより自動的に選別する方
法がある。
For this, a method in which a skilled person visually selects fruits and vegetables one by one, and a fruit etc. which is placed on a belt conveyor and conveyed are imaged by using a TV camera. There is a method of automatically selecting by performing treatment.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、目視に
よって選別する方法に関しては熟練者でなければならな
いと共に、果実等を一つ一つ目視しているため選別にか
なりの時間を要する。また、人手による選別のため個人
の感や経験に負うところが多く、見誤る可能性も高いこ
とが問題としてあげられていた。
However, the method of visual selection requires a person skilled in the art, and it takes a considerable amount of time for the selection because the fruits and the like are visually inspected one by one. In addition, it has been pointed out that there is a lot of personal feeling and experience due to manual selection, and there is a high possibility of misunderstanding.

【0005】これに対して、TVカメラを用いて自動的
に選別する方法の場合は、熟練者が目視によって選別す
る方法と比較して選別に要する時間は短縮されるもの
の、TVカメラに撮像された画像に対して画像処理を行
い、求められた面積から被測定物の大きさを判断する際
に正確な大きさを計測することは困難であることが問題
としてあげられている。また、被測定物を大きさによっ
て選別することは可能であるが、単純に外観のみを撮影
しているため果実や野菜等の色や表面の凹凸、傷の有無
を同時に判断することは不可能であった。
On the other hand, in the case of the automatic sorting method using the TV camera, the time required for the sorting is shortened as compared with the visual sorting method by an expert, but the image is picked up by the TV camera. It has been pointed out that it is difficult to accurately measure the size of an object to be measured from the obtained area by performing image processing on the obtained image. Also, it is possible to sort the objects to be measured according to size, but it is impossible to judge the color of fruits and vegetables, surface irregularities, and scratches at the same time because only the appearance is photographed. Met.

【0006】本発明は上記事実を考慮して、被測定物の
良否を選別するにあたり、従来と同様に大きさによって
選別することができると共に、被測定物の表面の色や凹
凸、傷の有無を検出し、精度良く選別することができる
機能を有する自動選別装置を提供することを目的とす
る。
In consideration of the above facts, the present invention can select the quality of an object to be measured according to the size in the same manner as in the prior art, and also the surface of the object to be measured can be colored, uneven, or scratched. It is an object of the present invention to provide an automatic sorting device having a function of detecting the presence of water and sorting with high accuracy.

【0007】[0007]

【発明を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1に記載の発明は、被測定物の状態を自動的に
選別する自動選別装置であって、スリット光を射出する
射出手段と、スリット光が被測定物に対して一端から他
端にかけて連続移動するように被測定物とスリット光と
を相対的に移動させる移動手段と、スリット光の反射光
を受光し、スリット光を反射した被測定物上のスリット
像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段によって撮像さ
れた被測定物の一端から他端までの複数のスリット像に
基づいて被測定物の表面形状を算出すると共に、それぞ
れの断面積を算出する形状算出手段と、前記撮像手段に
撮像されたスリット像の色情報に基づいて被測定物の表
面の色を算出する色算出手段と、前記形状算出手段及び
前記色算出手段によって得られた結果に基づいて被測定
物の良否を判定する判定手段と、を有している。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is an automatic sorting apparatus for automatically sorting the state of an object to be measured, which is an emitting means for emitting slit light. And a moving means that relatively moves the DUT and the slit light so that the slit light continuously moves from one end to the other end with respect to the DUT, and receives the reflected light of the slit light and outputs the slit light. An image pickup means for picking up a reflected slit image on the measured object, and a surface shape of the measured object based on a plurality of slit images from one end to the other end of the measured object imaged by the image pickup means. A shape calculation means for calculating each cross-sectional area; a color calculation means for calculating the color of the surface of the object to be measured based on the color information of the slit image imaged by the imaging means; the shape calculation means and the color For calculation means And a, a determination unit configured to determine acceptability of the object to be measured based on the results obtained I.

【0008】請求項1に記載の発明によれば、被測定物
を等級毎に自動的に選別する自動選別装置では、例えば
移動手段によって被測定物を一定の速度で移動しながら
被測定物にスリット光を照射し、被測定物から反射する
スリット光を撮像することによって被測定物の一端から
他端までの複数のスリット像を得ることができる。この
スリット像の数はデジタル的に分割され、見掛け上は連
続したスリット像を得ることができる。ここで撮像され
たスリット像に対して所定の処理を施すことによって被
測定物を自動的に選別することができる。
According to the first aspect of the present invention, in the automatic sorting apparatus for automatically sorting the objects to be measured according to the grade, the objects to be measured are moved while moving the objects to be measured at a constant speed by, for example, moving means. By irradiating the slit light and imaging the slit light reflected from the measured object, a plurality of slit images from one end to the other end of the measured object can be obtained. The number of slit images is digitally divided, and apparently continuous slit images can be obtained. By subjecting the slit image picked up here to a predetermined process, the object to be measured can be automatically selected.

【0009】撮像されたスリット像に基づいて被測定物
の表面形状を求めることができ、さらにそれぞれの部位
での断面積を算出することができる。また、撮像された
スリット像から得られる色情報を各色成分毎に分解する
ことによって被測定物の表面全体の色平均値を算出する
ことができる。
The surface shape of the object to be measured can be obtained based on the imaged slit image, and the cross-sectional area at each site can be calculated. Further, the color average value of the entire surface of the measured object can be calculated by decomposing the color information obtained from the imaged slit image for each color component.

【0010】従って、スリット像に基づいて算出された
表面形状と色平均値によって被測定物を自動的に精度良
く選別することができる。
Therefore, the object to be measured can be automatically and accurately selected based on the surface shape and the color average value calculated based on the slit image.

【0011】請求項2に記載の発明は、前記算出手段に
おいて三角測量方式に基づいて被測定物の表面形状を算
出することを特徴としている。
The invention according to claim 2 is characterized in that the calculating means calculates the surface shape of the object to be measured based on a triangulation method.

【0012】請求項2に記載の発明によれば、撮像素子
に結像されたスリット像に基づいて被測定物の表面形状
を算出する場合に三角測量方式を用いることによって正
確な表面形状を算出することができる。
According to the second aspect of the invention, an accurate surface shape is calculated by using the triangulation method when calculating the surface shape of the object to be measured based on the slit image formed on the image pickup device. can do.

【0013】請求項3に記載の発明は、前記射出手段か
ら射出されるスリット光の射出方向が対向するように前
記射出手段を少なくとも一対設けると共に、この射出手
段と同数の撮像手段を設け、それぞれの撮像手段に撮像
されたスリット像に基づいて被測定物の体積(断面積の
和)を算出することを特徴としている。
According to a third aspect of the present invention, at least one pair of the emitting means is provided so that the emitting directions of the slit light emitted from the emitting means are opposed to each other, and the same number of image capturing means as the emitting means are provided. It is characterized in that the volume (sum of cross-sectional areas) of the object to be measured is calculated based on the slit image imaged by the image pickup means.

【0014】請求項3に記載の発明によれば、スリット
光が対向するように少なくとも一対の射出手段を設ける
と共に、この射出手段と同数の撮像手段を設けることに
よって、被測定物の両側からスリット光が照射される。
このため、スリット光の届く範囲を被測定物の周囲全体
とすることができるため、より正確な表面形状を算出す
ることができる。また、複数個の撮像素子に結像された
スリット像に基づいて被測定物の体積を算出することに
より、正確な大きさを算出することができるので被測定
物を精度良く選別することができる。
According to the third aspect of the present invention, at least a pair of emitting means are provided so that the slit light beams face each other, and the same number of image capturing means as the emitting means are provided, so that the slits are slit from both sides of the object to be measured. Light is emitted.
For this reason, the range where the slit light reaches can be set to the entire periphery of the object to be measured, so that a more accurate surface shape can be calculated. Further, by calculating the volume of the object to be measured based on the slit images formed on the plurality of image pickup devices, the accurate size can be calculated, and therefore the object to be measured can be accurately selected. .

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】図1には、本実施の形態に係る自
動選別装置10の概略構成図が示されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of an automatic sorting apparatus 10 according to this embodiment.

【0016】なお、本実施の形態における被測定物12
は図1に示すような果物(リンゴ)とし、この被測定物
12がベルトコンベア14のベルト28上に載置されて
自動選別装置10の空間部16に搬送された場合に選別
を行う場合を例にとり説明する。
The object to be measured 12 according to the present embodiment is as follows.
Is a fruit (apple) as shown in FIG. 1, and when the object to be measured 12 is placed on the belt 28 of the belt conveyor 14 and conveyed to the space 16 of the automatic sorting apparatus 10, An example will be described.

【0017】図1に示されるように被測定物12は、ベ
ルトコンベア14に載置されており、このベルトコンベ
ア14の搬送によって矢印A方向に移動するようになっ
ている。ベルトコンベア14は、図2に示される構成と
なっている。一対のローラ30A、30Bとこのローラ
30A、30Bに巻きかけられたベルト28から構成さ
れており、ローラ30A、30Bの回転中心は平行に保
持されている。一方のローラが図示しないモータによっ
て回転指示されることによって一定速度でベルト28上
に載置されている被測定物12が搬送されるようになっ
ている。ベルトコンベア14は自動選別装置10から射
出されるスリット光32が被測定物12の両側に照射さ
れるように自動選別装置10の空間部16を通過するよ
うに配置されている。
As shown in FIG. 1, the object to be measured 12 is placed on a belt conveyor 14 and is moved in the arrow A direction by the conveyance of the belt conveyor 14. The belt conveyor 14 has the configuration shown in FIG. It is composed of a pair of rollers 30A and 30B and a belt 28 wound around the rollers 30A and 30B, and the centers of rotation of the rollers 30A and 30B are held in parallel. When one of the rollers is instructed to rotate by a motor (not shown), the object to be measured 12 mounted on the belt 28 is conveyed at a constant speed. The belt conveyor 14 is arranged so as to pass through the space 16 of the automatic sorting apparatus 10 so that the slit light 32 emitted from the automatic sorting apparatus 10 is irradiated to both sides of the DUT 12.

【0018】自動選別装置10はケーシング18によっ
て内部の装置が保護されており、このケーシング18内
には投光装置と受光装置が備えられたユニット20A、
20Bが対向して設けられている。これによって、スリ
ット光32の射出方向が対向するようになっている。ま
た、スリット光32を外部へ射出するための射出窓44
(図3参照)、及び被測定物12に照射されたスリット
光16の反射光が入射するための受光窓46(図3参
照)がケーシング18の同一面に設けられている。これ
もまた、互いに対向する面に一対ずつ設けられている。
さらに、ケーシング18内には演算装置22が備えられ
ている。
The inside of the automatic sorting apparatus 10 is protected by a casing 18, and a unit 20A having a light projecting device and a light receiving device is provided in the casing 18.
20B is provided facing each other. Thereby, the emission directions of the slit light 32 are opposed to each other. Further, an emission window 44 for emitting the slit light 32 to the outside
(See FIG. 3) and a light receiving window 46 (see FIG. 3) through which the reflected light of the slit light 16 applied to the DUT 12 is provided on the same surface of the casing 18. This is also provided in pairs on the surfaces facing each other.
Further, the casing 18 is provided with an arithmetic unit 22.

【0019】また、自動選別装置10には図示しないセ
ンサが設けられており、これによって被測定物12がベ
ルトコンベア14上に存在するか否かを判定するように
なっている。
Further, the automatic sorting apparatus 10 is provided with a sensor (not shown), which determines whether or not the object 12 to be measured is present on the belt conveyor 14.

【0020】さらに、ケーシング18の上面には自動選
別装置10による選別の開始または停止を指示するスイ
ッチ24と選別結果が表示される液晶ディスプレイ26
が設けられている。
Further, on the upper surface of the casing 18, a switch 24 for instructing the start or stop of the sorting by the automatic sorting apparatus 10 and a liquid crystal display 26 for displaying the sorting result.
Is provided.

【0021】続いて、図3を用いて本実施の形態に係る
自動選別装置10の内部構造を説明する。
Next, the internal structure of the automatic sorting apparatus 10 according to this embodiment will be described with reference to FIG.

【0022】ユニット20A、20Bにはそれぞれ投光
装置及び受光装置が備えられており、2つのユニット2
0A、20Bは同様の構成となっている。
The units 20A and 20B are respectively provided with a light projecting device and a light receiving device, and two units 2 are provided.
0A and 20B have the same structure.

【0023】投光装置は、スリット光32を照射するた
めに必要な光源としての半導体レーザ34、ビームを収
束させるために球面レンズで構成されたコリメータレン
ズ36、及び収束されたビームを一方向に発散させるロ
ッドレンズ38を有している。スリット光32は射出窓
44から射出され、被測定物12に照射するようになっ
ている。
The light projecting device has a semiconductor laser 34 as a light source necessary for irradiating the slit light 32, a collimator lens 36 composed of a spherical lens for converging the beam, and the converged beam in one direction. It has a rod lens 38 for diverging. The slit light 32 is emitted from the emission window 44 and irradiates the DUT 12.

【0024】また、受光装置には、受光レンズ40が備
えられており、焦点位置には撮像素子である2次元CC
Dセンサ42が設けられている。この2次元CCDセン
サ42には投光装置から射出され、被測定物12に照射
されたスリット光32の反射光が受光窓46から入射す
ることによって、この反射光に基づくスリット像66が
結像されるようになっている。さらに、2次元CCDセ
ンサ42は、結像されたスリット像66の位置及び光強
度に応じた電気信号を演算装置22に出力するようにな
っている。
Further, the light receiving device is provided with a light receiving lens 40, and a two-dimensional CC as an image pickup device is provided at the focal position.
A D sensor 42 is provided. The reflected light of the slit light 32 emitted from the light projecting device to the object to be measured 12 is incident on the two-dimensional CCD sensor 42 through the light receiving window 46, and a slit image 66 based on the reflected light is formed. It is supposed to be done. Further, the two-dimensional CCD sensor 42 outputs an electric signal according to the position and light intensity of the formed slit image 66 to the arithmetic unit 22.

【0025】続いて、図4を用いて自動選別装置10の
詳細構造を説明する。この自動選別装置10によれば、
ユニット20A、20B内に投光装置として設けられて
いるロッドレンズ34から射出されたスリット光32が
被測定物12に照射されると、被測定物12上には輝点
の軌跡48(以下、これを輝線という)が生じる。被測
定物12上に照射されたスリット光32は、受光レンズ
40を通過して2次元CCDセンサ42の受光面に結像
される。これより、2次元CCDセンサ42の受光面に
は被測定物12の輝線の像66(スリット像)が結像さ
れることになる。また、2次元CCDセンサ42は、ス
リット像66の位置や光強度に応じた電気信号を引き続
いて処理が行われる演算装置22に出力するようになっ
ている。
Next, the detailed structure of the automatic sorting apparatus 10 will be described with reference to FIG. According to this automatic sorting device 10,
When the slit light 32 emitted from the rod lens 34 provided as a light projecting device in the units 20A and 20B is applied to the DUT 12, a locus 48 of bright spots (hereinafter, This is called a bright line) occurs. The slit light 32 irradiated on the DUT 12 passes through the light receiving lens 40 and is imaged on the light receiving surface of the two-dimensional CCD sensor 42. As a result, an image 66 (slit image) of the bright line of the DUT 12 is formed on the light receiving surface of the two-dimensional CCD sensor 42. Further, the two-dimensional CCD sensor 42 outputs an electric signal according to the position of the slit image 66 and the light intensity to the arithmetic unit 22 which is subsequently processed.

【0026】2次元CCDセンサ42には図5に示され
るようなスリット像66が結像される。
A slit image 66 as shown in FIG. 5 is formed on the two-dimensional CCD sensor 42.

【0027】被測定物12にスリット光32が照射され
ると、図5(A)に示されるように被測定物12には輝
線48が生じる。この輝線48が受光レンズ40を通過
すると2次元CCDセンサ42には図5(B)及び
(C)に示されるようなスリット像66A、66Bが結
像される。このスリット像66を電気信号に変換して後
の処理を行うようになっている。
When the measured object 12 is irradiated with the slit light 32, a bright line 48 is generated on the measured object 12 as shown in FIG. 5 (A). When the bright line 48 passes through the light receiving lens 40, slit images 66A and 66B as shown in FIGS. 5B and 5C are formed on the two-dimensional CCD sensor 42. The slit image 66 is converted into an electric signal for subsequent processing.

【0028】演算装置22は、増幅回路(AMP)5
0、アナログデジタル変換器52(以下、A/D変換器
と示す)及びマイクロコンピュータ54(マイコン)を
備えている。増幅回路50の入力端は2次元CCDセン
サ42に接続されており、ここから出力された信号を所
定の増幅率で増幅して出力するようになっている。ま
た、増幅回路50の出力端はA/D変換器52の入力端
に接続されているため、増幅回路50で出力されたデー
タは、このA/D変換器52に入力されることになる。
さらに、A/D変換器52の出力端は、マイコン54に
接続されており、ここで、被測定物12を選別するため
の演算が行われる。マイコン54には、CPU56、R
OM58、RAM60及び外部の装置との入出力を行う
入出力ポート62が備えられており、これらはすべてバ
ス64によって接続され、データ及びコマンドのやりと
りを相互に行うことができるようになっている。さら
に、入出力ポート62にはスリット光32の射出、すな
わち自動選別装置10による選別の開始または停止を指
示するためのスイッチ24、及び選別結果を表示するた
めの液晶ディスプレイ26も接続されている。
The arithmetic unit 22 includes an amplifier circuit (AMP) 5
0, an analog-digital converter 52 (hereinafter referred to as an A / D converter), and a microcomputer 54 (microcomputer). The input end of the amplifier circuit 50 is connected to the two-dimensional CCD sensor 42, and the signal output from this is amplified by a predetermined amplification factor and output. Further, since the output end of the amplifier circuit 50 is connected to the input end of the A / D converter 52, the data output from the amplifier circuit 50 will be input to the A / D converter 52.
Further, the output end of the A / D converter 52 is connected to the microcomputer 54, where an operation for selecting the DUT 12 is performed. The microcomputer 54 includes a CPU 56 and an R
An OM 58, a RAM 60, and an input / output port 62 for inputting / outputting to / from an external device are provided, all of which are connected by a bus 64 so that data and commands can be exchanged with each other. Further, the input / output port 62 is also connected to a switch 24 for instructing the slit light 32 to be emitted, that is, for starting or stopping the sorting by the automatic sorting apparatus 10, and a liquid crystal display 26 for displaying the sorting result.

【0029】また、図6に示されるようなスリット像が
2次元CCDセンサ42に結像される場合がある。通
常、2次元CCDセンサ42に結像されるスリット像は
図5(B)及び(C)に示されるように滑らかな曲線を
描いている。しかし、急激な形状変化を伴ったスリット
像が結像されることがある。これは、被測定物12の表
面に凹凸や傷があることを示している。従って、図6
(A)又は図6(B)に示されるように形状が急激に変
化しているスリット像66が得られた場合は、被測定物
12の表面に凹凸や傷が存在していると判断することが
できる。
Further, a slit image as shown in FIG. 6 may be formed on the two-dimensional CCD sensor 42. Normally, the slit image formed on the two-dimensional CCD sensor 42 draws a smooth curve as shown in FIGS. 5 (B) and 5 (C). However, a slit image with abrupt shape change may be formed. This indicates that the surface of the DUT 12 has irregularities and scratches. Therefore, FIG.
When a slit image 66 whose shape is rapidly changed as shown in (A) or FIG. 6 (B) is obtained, it is determined that the surface of the DUT 12 has irregularities or scratches. be able to.

【0030】すなわち、図6に示すスリット像66が2
次元CCDセンサ42に結像されたことが検出された場
合には被測定物12が不良品であると判別するようにな
っている。
That is, the slit image 66 shown in FIG.
When it is detected that an image is formed on the three-dimensional CCD sensor 42, the DUT 12 is determined to be a defective product.

【0031】次に、本実施の形態の作用を図7のフロー
チャートに従って説明する。このフローチャートに示さ
れる各処理は、被測定物12である果物を選別する場合
にオペレータが自動選別装置10のケーシング18の上
面に設けられているスイッチ24をオンにすると開始さ
れ、オフにするまで所定時間毎に繰り返して実行される
ようになっている。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. Each process shown in this flow chart is started when the operator turns on the switch 24 provided on the upper surface of the casing 18 of the automatic sorting apparatus 10 when sorting the fruit which is the measured object 12, and is turned off. It is designed to be repeatedly executed every predetermined time.

【0032】オペレータがスイッチ24をオンにする
と、ステップ100において光源である投光装置からス
リット光32が射出され、ベルトコンベア14を駆動さ
せるための図示しないモータが回転し、被測定物12が
自動選別装置10の空間部16に搬送される。被測定物
12は、図1の矢印A方向に搬送されるようになってい
る。
When the operator turns on the switch 24, in step 100, the slit light 32 is emitted from the light projecting device which is the light source, the motor (not shown) for driving the belt conveyor 14 is rotated, and the DUT 12 is automatically moved. It is conveyed to the space 16 of the sorting apparatus 10. The DUT 12 is conveyed in the direction of arrow A in FIG.

【0033】続いてステップ102では、ベルトコンベ
ア14のベルト28上に被測定物12が存在するか否か
を判定する。これは、図示しないセンサによって検出す
ることができる。
Subsequently, in step 102, it is determined whether or not the object to be measured 12 is present on the belt 28 of the belt conveyor 14. This can be detected by a sensor (not shown).

【0034】ここで、センサによって被測定物12が検
出された場合はステップ104へ移行する。
If the object 12 to be measured is detected by the sensor, the process proceeds to step 104.

【0035】図示しないセンサによって被測定物12が
検出されている間は、投光装置からスリット光16が射
出されて被測定物12に照射され、被測定物12上に輝
線48が現れることになる。従って、被測定物12で反
射されたスリット光32は、受光レンズ40を通過して
2次元CCDセンサ42の受光面に被測定物12の表面
の凹凸に応じて変化するスリット像66が結像される。
また、この2次元CCDセンサ42はスリット像66の
位置や光強度に応じた電気信号が出力されるようになっ
ている。
While the object to be measured 12 is detected by the sensor (not shown), the slit light 16 is emitted from the light projecting device and is irradiated to the object to be measured 12, and the bright line 48 appears on the object to be measured 12. Become. Therefore, the slit light 32 reflected by the DUT 12 passes through the light receiving lens 40 and forms a slit image 66 on the light receiving surface of the two-dimensional CCD sensor 42, which changes according to the unevenness of the surface of the DUT 12. To be done.
The two-dimensional CCD sensor 42 outputs an electric signal according to the position of the slit image 66 and the light intensity.

【0036】ステップ104においては2次元CCDセ
ンサ42に結像されたスリット像66を取り込み、ステ
ップ106に移行する。
In step 104, the slit image 66 formed on the two-dimensional CCD sensor 42 is taken in, and the process proceeds to step 106.

【0037】ステップ106では、三角測量方式を用い
て被測定物12の2次元表面形状を算出する。三角測量
方式を用いることにより被測定物12の2次元表面形状
を算出できることは公知であるため、詳細な説明は省略
する。
In step 106, the two-dimensional surface shape of the object to be measured 12 is calculated by using the triangulation method. Since it is known that the two-dimensional surface shape of the object to be measured 12 can be calculated by using the triangulation method, detailed description will be omitted.

【0038】ステップ108では、ステップ106にお
いて算出された表面形状に基づいて被測定物12の選別
を行う。ここでは被測定物12の表面に凹凸や傷がある
か否かを判定する。
In step 108, the object to be measured 12 is selected based on the surface shape calculated in step 106. Here, it is determined whether or not the surface of the DUT 12 has irregularities or scratches.

【0039】これは、図6に示すように2次元CCDセ
ンサ42に結像されたスリット像66の形状が急激に変
化している部分が存在する場合にこれを被測定物12の
表面の凹凸又は傷であると判定するようになっている。
This is because when there is a portion where the shape of the slit image 66 formed on the two-dimensional CCD sensor 42 changes abruptly as shown in FIG. Alternatively, it is determined to be a scratch.

【0040】このステップ108における選別結果は、
ステップ110において自動選別装置10に備えられて
いる液晶ディスプレイ26に表示される。
The selection result in this step 108 is
In step 110, it is displayed on the liquid crystal display 26 provided in the automatic sorting apparatus 10.

【0041】被測定物12の表面に凹凸や傷が存在する
と判定された場合は、これを不良品として選別する。
When it is determined that the surface of the object to be measured 12 has irregularities or scratches, this is sorted as a defective product.

【0042】一方、ステップ108において被測定物1
2の表面に凹凸や傷がなく、良品として選別され、その
旨がステップ110において液晶ディスプレイ26に表
示された被測定物12についてはこれらを等級毎に選別
するため、以下に述べる処理を継続して行う。
On the other hand, in step 108, the DUT 1 is
2 has no irregularities or scratches on the surface and is selected as a non-defective product, and the objects to be measured 12 displayed to that effect on the liquid crystal display 26 in step 110 are sorted according to their grades, so the following process is continued. Do it.

【0043】まず、ステップ112ではステップ106
において算出された被測定物12の2次元表面形状に基
づいて断面積を算出する。
First, in step 112, step 106 is performed.
The cross-sectional area is calculated based on the two-dimensional surface shape of the DUT 12 calculated in.

【0044】自動選別装置10にはスリット光32の射
出方向が対向するように一対の投光装置が設けられてお
り、これと同数の受光装置が設けられている。従って、
本実施の形態では、2個の2次元CCDセンサ42が設
けられており、それぞれの2次元CCDセンサ42に被
測定物12のスリット像66A、66Bが結像されるよ
うになっている。従って、図5(D)及び(E)に示す
ような2枚の表面形状を得ることができる。これらを加
算することによって、図5(F)に示されるように被測
定物12のスリット光32が照射された部分の断面積を
求めることができる。
The automatic selection device 10 is provided with a pair of light projecting devices so that the exit directions of the slit light 32 are opposite to each other, and the same number of light receiving devices are provided. Therefore,
In the present embodiment, two two-dimensional CCD sensors 42 are provided, and the slit images 66A and 66B of the DUT 12 are formed on the respective two-dimensional CCD sensors 42. Therefore, two surface shapes as shown in FIGS. 5D and 5E can be obtained. By adding these, the cross-sectional area of the portion of the DUT 12 irradiated with the slit light 32 can be obtained as shown in FIG.

【0045】続いて、ステップ114において2次元C
CDセンサ42に結像されたスリット像66を図8に示
すように各画素毎に分割し、分割された画素毎に色情報
を分解して色平均値を算出する。
Subsequently, in step 114, the two-dimensional C
The slit image 66 formed on the CD sensor 42 is divided for each pixel as shown in FIG. 8, and color information is decomposed for each divided pixel to calculate a color average value.

【0046】以下に色平均値の算出方法について説明す
る。2次元CCDセンサ42に結像されたスリット像6
6の色情報はCMY成分で表現されている。従って、図
8に示されるようにスリット像66が撮像されている各
画素(P1 、P2 、・・・、Pn )毎にそれぞれ、C成
分、M成分、Y成分に色分解する。例えば、P1 につい
ては以下の式のように色分解することができる。
The method of calculating the color average value will be described below. Slit image 6 formed on the two-dimensional CCD sensor 42
The color information of 6 is represented by CMY components. Therefore, as shown in FIG. 8, each pixel (P 1 , P 2 , ..., P n ) on which the slit image 66 is captured is color-separated into a C component, an M component, and a Y component. For example, P 1 can be color-separated as in the following equation.

【0047】P1 =C1 +M1 +Y1 これと同様にすべての画素(P1 〜Pn )について色分
解し、これらの平均を算出する。
P 1 = C 1 + M 1 + Y 1 Similarly, color separation is performed for all pixels (P 1 to P n ) and the average of these is calculated.

【0048】これによって、被測定物12のスリット光
32が照射された部分(被測定物12の断面)、すなわ
ち表面の一部分に関する色情報を得ることができる。
As a result, it is possible to obtain color information on the portion of the DUT 12 irradiated with the slit light 32 (cross section of the DUT 12), that is, a part of the surface.

【0049】ステップ116では、ステップ102と同
様に図示しないセンサによって被測定物12が検出され
ているか否かを判定する。
At step 116, similarly to step 102, it is determined whether or not the object to be measured 12 is detected by a sensor (not shown).

【0050】ここで、被測定物12が検出されていると
判定された場合は、ステップ104に戻り、上述した処
理を繰り返し実行する。ベルトコンベア14のベルト2
8上に載置されている被測定物12にスリット光32が
照射されている間は所定時間毎にこのフローチャートに
示されている各処理を繰り返して実行するため、1つの
被測定物12に対する断面積データ及び色平均値データ
は複数個求められるようになっている。
If it is determined that the DUT 12 has been detected, the process returns to step 104 and the above-described processing is repeated. Belt 2 of belt conveyor 14
While the slit light 32 is radiated to the object to be measured 12 placed on the table 8, each process shown in this flowchart is repeatedly executed at predetermined time intervals, and therefore one object to be measured 12 is processed. A plurality of cross-sectional area data and color average value data are obtained.

【0051】一方、センサによって被測定物12が検出
されない場合にはステップ118に移行する。
On the other hand, when the object to be measured 12 is not detected by the sensor, the process proceeds to step 118.

【0052】ステップ118では被測定物12の3次元
的な情報(大きさ)を得るために体積を算出する。
In step 118, the volume is calculated in order to obtain the three-dimensional information (size) of the object to be measured 12.

【0053】体積は、前述したステップ112の処理で
求められた複数のスリット像66のそれぞれに対する断
面積のデータと、ベルトコンベア14によって被測定物
12が搬送される速度等に基づいて算出することができ
る。
The volume is calculated based on the data of the cross-sectional area for each of the plurality of slit images 66 obtained in the process of step 112 and the speed at which the object 12 is conveyed by the belt conveyor 14. You can

【0054】また、ステップ120において被測定物1
2の表面全体に対する色平均値を求める。これは、ステ
ップ114において算出された複数のスリット像66の
それぞれに対する色平均値データの平均を算出すること
により、被測定物12の表面全体に関する色平均値を算
出することができるようになっている。こうして、被測
定物12の表面全体に対する色平均値を求めることによ
り、本実施の形態における果実等については完熟度を認
識することができる。
Further, in step 120, the DUT 1 is
2. Obtain the color average value for the entire surface. This is because the color average value for the entire surface of the DUT 12 can be calculated by calculating the average of the color average value data for each of the plurality of slit images 66 calculated in step 114. There is. In this way, by obtaining the color average value for the entire surface of the object to be measured 12, it is possible to recognize the maturity degree of the fruits and the like in the present embodiment.

【0055】続いてステップ122に移行し、ステップ
118及びステップ120で算出された被測定物12の
体積(大きさ)と表面の色(完熟度)に基づいて等級毎
に選別を行う。大きさや完熟度に対する選別は、予め定
められているしきい値に基づいて行うようになってい
る。
Subsequently, the process proceeds to step 122, and sorting is performed for each grade based on the volume (size) of the measured object 12 and the surface color (ripeness) calculated in steps 118 and 120. Selection based on size and maturity is performed based on a predetermined threshold value.

【0056】さらに、被測定物12が等級毎に選別され
た結果はステップ124において、自動選別装置10に
備えられている液晶ディスプレイ26に表示されるよう
になっている。
Further, the result of sorting the objects to be measured 12 by grade is displayed on the liquid crystal display 26 provided in the automatic sorting apparatus 10 in step 124.

【0057】以上説明したように、本発明の実施の形態
に係る自動選別装置10によって被測定物12を選別す
る際には大きさのみに基づく選別ではなく、被測定物1
2の表面の色、凹凸、傷の有無を同時に検出して選別す
ることができる。
As described above, when the objects to be measured 12 are selected by the automatic selecting apparatus 10 according to the embodiment of the present invention, not only the size but also the object to be measured 1 is selected.
It is possible to simultaneously detect the color, unevenness, and scratches on the surface of No. 2 and sort.

【0058】なお、本実施の形態においては果実を選別
する場合を例として説明したが、これに限るものではな
い。
In this embodiment, the case of selecting fruits has been described as an example, but the present invention is not limited to this.

【0059】また、本実施の形態において投光装置内に
光源として半導体レーザ34を設けた場合を説明した
が、これに限定されるものではなく、この他にもヘリウ
ムネオン等のガスレーザを使用してもよい。さらに、ロ
ッドレンズ38を利用することでスリット状の光を得る
例について説明したが、スリット状の光を得る素子とし
てシリンドリカルレンズ、シリンドリカルミラー等を用
いることもでき、回転多面鏡等のレーザービームをスキ
ャンすることによりスリット状の光を得ることもでき
る。
Further, although the case where the semiconductor laser 34 is provided as a light source in the light projecting device has been described in the present embodiment, the present invention is not limited to this, and a gas laser such as helium neon is used instead. May be. Furthermore, although an example of obtaining slit-shaped light by using the rod lens 38 has been described, a cylindrical lens, a cylindrical mirror, or the like can be used as an element for obtaining slit-shaped light, and a laser beam such as a rotating polygon mirror can be used. It is also possible to obtain slit-shaped light by scanning.

【0060】なお、選別結果を出力する手段として、本
実施の形態では液晶ディスプレイ26を用いる場合を例
にとり説明したが、液晶ディスプレイ26に限定される
ものではなく、これ以外にもスピーカー等の音声出力装
置によって結果を音声出力する方法なども考えられる。
Although the liquid crystal display 26 is used as an example of the means for outputting the selection result in the present embodiment, the present invention is not limited to the liquid crystal display 26. A method of outputting the result by voice using an output device is also conceivable.

【0061】また、本実施の形態に係る自動選別装置1
0では演算装置22が自動選別装置10と一体的に設け
られ、スリット光の射出方向が対向する一対の投光装置
とこれと同数の受光装置が備えられている構成について
説明したが、図9に示すように投光装置と受光装置が一
対となっているユニットをベルトコンベア14の両側に
1台ずつ備え、スリット光32の射出方向が対向するよ
うに配置し、演算装置22を別体として構成してもよ
い。
Further, the automatic sorting apparatus 1 according to the present embodiment
In 0, the arithmetic unit 22 is provided integrally with the automatic selection device 10, and a configuration is described in which a pair of light projecting devices whose slit light emission directions face each other and the same number of light receiving devices are provided. As shown in FIG. 2, one unit including a pair of a light projecting device and a light receiving device is provided on both sides of the belt conveyor 14, and the units are arranged so that the emission directions of the slit light 32 face each other. You may comprise.

【0062】さらに、本実施の形態では被測定物12と
スリット光32とを相対的に移動させるためにベルトコ
ンベア14を設ける構成としたが、被測定物12を静止
させた状態でスリット光32を射出する自動選別装置1
0を移動させる構成としてもよい。
Further, in the present embodiment, the belt conveyor 14 is provided in order to move the object 12 to be measured and the slit light 32 relatively, but the object 12 and the slit light 32 are stationary. Automatic sorting device 1 for injecting
The configuration may be such that 0 is moved.

【0063】[0063]

【発明の効果】以上説明したように本発明の自動選別装
置は、スリット光の射出方向が対向するように被測定物
にスリット光を照射することによって複数のスリット像
を得ることができるため、被測定物の大きさを正確に求
めることができる。また、大きさを測定すると同時に被
測定物の表面の色、凹凸、傷の有無を検出することがで
きるので、精度良く被測定物を自動的に選別することが
できるという優れた効果を有する。
As described above, the automatic sorting apparatus of the present invention can obtain a plurality of slit images by irradiating the object to be measured with slit light so that the exit directions of the slit light are opposite to each other. The size of the measured object can be accurately obtained. Further, since it is possible to detect the color, unevenness, and scratches on the surface of the object to be measured at the same time as measuring the size, there is an excellent effect that the object to be measured can be automatically and accurately selected.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本実施の形態に係る自動選別装置の外観を示す
概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an appearance of an automatic sorting device according to an embodiment.

【図2】本実施の形態に係る自動選別装置に適用される
ベルトコンベアの構成を示す断面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing a configuration of a belt conveyor applied to the automatic sorting device according to the present embodiment.

【図3】本実施の形態に係る自動選別装置の内部構造を
示す構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram showing an internal structure of the automatic sorting apparatus according to the present embodiment.

【図4】本実施の形態に係る自動選別装置の概略構成を
示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of an automatic sorting device according to the present embodiment.

【図5】(A)は被測定物にスリット光が照射されるこ
とによって現れる輝線を示し、(B)及び(C)は2次
元CCDセンサに結像されたスリット像を示し、
(D)、(E)及び(F)は被測定物の断面形状を示し
ている。
FIG. 5A shows a bright line that appears when a measured object is irradiated with slit light, and FIGS. 5B and 5C show slit images formed on a two-dimensional CCD sensor.
(D), (E), and (F) show the cross-sectional shape of the measured object.

【図6】2次元CCDセンサに結像されたスリット像を
示す線図である。(A)は被測定物の表面に凹凸が存在
している場合のスリット像を示し、(B)は被測定物の
表面に傷が存在している場合のスリット像を示してい
る。
FIG. 6 is a diagram showing a slit image formed on a two-dimensional CCD sensor. (A) shows a slit image when the surface of the measured object has irregularities, and (B) shows a slit image when the surface of the measured object has scratches.

【図7】本実施の形態に係る自動選別装置における制御
ルーチンを示すフローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart showing a control routine in the automatic sorting apparatus according to the present embodiment.

【図8】2次元CCDセンサに結像されたスリット像の
画素毎の状態を示す拡大図である。
FIG. 8 is an enlarged view showing a state of each pixel of a slit image formed on a two-dimensional CCD sensor.

【図9】演算装置を別体とした自動選別装置の概略構成
を示す外観図である。
FIG. 9 is an external view showing a schematic configuration of an automatic selection device in which a calculation device is provided separately.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 自動選別装置 12 被測定物 14 ベルトコンベア 22 演算装置 26 液晶ディスプレイ 42 2次元CCDセンサ 66 スリット像 10 Automatic Sorting Device 12 Object to be Measured 14 Belt Conveyor 22 Computing Device 26 Liquid Crystal Display 42 Two-dimensional CCD Sensor 66 Slit Image

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被測定物の状態を自動的に選別する自動
選別装置であって、 スリット光を射出する射出手段と、 スリット光が被測定物に対して一端から他端にかけて連
続移動するように被測定物とスリット光とを相対的に移
動させる移動手段と、 スリット光の反射光を受光し、スリット光を反射した被
測定物上のスリット像を撮像する撮像手段と、 前記撮像手段によって撮像された被測定物の一端から他
端までの複数のスリット像に基づいて被測定物の表面形
状を算出すると共に、それぞれの断面積を算出する形状
算出手段と、 前記撮像手段に撮像されたスリット像の色情報に基づい
て被測定物の表面の色を算出する色算出手段と、 前記形状算出手段及び前記色算出手段によって得られた
結果に基づいて被測定物の良否を判定する判定手段と、 を有する自動選別装置。
1. An automatic sorting device for automatically sorting the state of an object to be measured, comprising: emitting means for emitting slit light; and the slit light continuously moving from one end to the other end with respect to the object to be measured. And a moving means for relatively moving the DUT and the slit light, an image pickup means for receiving the reflected light of the slit light and picking up a slit image on the DUT that reflects the slit light, and the image pickup means. The surface shape of the object to be measured is calculated based on the plurality of slit images from one end to the other end of the object to be imaged, and shape calculating means for calculating each cross-sectional area, and the image capturing means imaged. Color calculating means for calculating the color of the surface of the object to be measured based on the color information of the slit image, and judging means for judging the quality of the object to be measured based on the results obtained by the shape calculating means and the color calculating means. And an automatic sorting device having.
【請求項2】 前記算出手段において三角測量方式に基
づいて被測定物の表面形状を算出することを特徴とする
請求項1記載の自動選別装置。
2. The automatic sorting apparatus according to claim 1, wherein the calculating means calculates the surface shape of the object to be measured based on a triangulation method.
【請求項3】 前記射出手段から射出されるスリット光
の射出方向が対向するように前記射出手段を少なくとも
一対設けると共に、この射出手段と同数の撮像手段を設
け、それぞれの撮像手段に撮像されたスリット像に基づ
いて被測定物の体積(断面積の和)を算出することを特
徴とする請求項1又は請求項2記載の自動選別装置。
3. At least one pair of the emitting means is provided so that the emission directions of the slit light emitted from the emitting means face each other, and the same number of image capturing means as the emitting means is provided, and the image capturing means captures images. The automatic sorting apparatus according to claim 1 or 2, wherein the volume (sum of cross-sectional areas) of the measured object is calculated based on the slit image.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002162359A (en) * 2000-11-28 2002-06-07 Ishii Ind Co Ltd Method and equipment for detecting quality of object for inspection
CN103185609A (en) * 2011-12-29 2013-07-03 机械科学研究总院先进制造技术研究中心 Image detecting method for grading of tomatoes
KR20190096666A (en) * 2018-02-09 2019-08-20 광주과학기술원 Metal sorting system using laser induced breakdown spectroscopy and operating method thereof
WO2021085864A3 (en) * 2019-10-30 2021-06-24 광주과학기술원 Image sensor-based object classification method and device

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