KR101139805B1 - Cracked egg quality decision system and method - Google Patents

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Abstract

본 발명은 계란의 적도부를 다수 회 타격한 후 음파를 검출하여 파워스펙트럼과 최대 공진주파수를 구해 정상란과 파각란을 판정하는 파각란 품질 판정 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 시스템은, 검사대상 계란을 이송하기 위한 이송수단과; 상기 이송수단의 이송을 감시하기 위한 트랙이동 감지센서; 기준위치를 통과하는 계란의 유/무를 감지하는 물체감지센서; 검사대상 계란을 타격하기 위한 적어도 하나 이상의 타격부; 상기 트랙이동 감지센서와 상기 물체감지센서의 감지신호에 따라 검사 대상 계란이 검사위치에 도달하면, 상기 이송수단에 의해 이송하면서 자체 회전되는 검사대상 계란을 타격하도록 상기 타격부를 제어하는 타격 제어부; 타격된 계란의 음파를 수집하기 위한 적어도 하나 이상의 마이크; 및 상기 마이크를 통해 수집된 음파신호를 처리하여 파각란과 정상란을 판정하는 컴퓨터부로 구성되어 이송하면서 자체 회전 중의 계란의 적도부 상부를 다수 회 타격하고, 타격지점의 상부에서 마이크로폰으로 음파 신호를 검출한 후 다수 회 타격으로부터 획득한 각 음파 신호의 정규화된 파워스펙트럼간의 상관계수, 각 신호의 최대 공진주파수와 그들의 표준편차를 구하여 파각란 여부를 정확하게 판정할 수 있다.The present invention relates to a wave egg quality determination system and method for determining the normal egg and the wave egg by detecting the sound spectrum after hitting the equator portion of the egg many times to determine the power spectrum and the maximum resonant frequency. The system of the present invention, the transport means for transporting the egg to be examined; A track movement sensor for monitoring the transport of the transport means; Object detection sensor for detecting the presence or absence of the egg passing through the reference position; At least one hitting part for hitting the egg to be examined; A blow control unit controlling the hitting unit to hit the test target egg which is rotated by the transfer means when the test target egg reaches the test position according to the track movement detecting sensor and the detection signal of the object detecting sensor; At least one microphone for collecting sound waves of the beaten egg; And a computer unit for processing the sound wave signals collected through the microphone to determine the wave egg and the normal egg. The correlation coefficient between the normalized power spectrum of each sound wave signal obtained from the following multiple hits, the maximum resonant frequency of each signal, and their standard deviation can be accurately determined.

파각란, 계란 품질판정, 타격, 음파, 1회전, 파워스펙트럼, 최대공진주파수 Wave shell, egg quality judgment, blow, sound wave, 1 rotation, power spectrum, maximum resonance frequency

Description

파각란 품질 판정 시스템 및 방법{CRACKED EGG QUALITY DECISION SYSTEM AND METHOD}CRACKED EGG QUALITY DECISION SYSTEM AND METHOD}

본 발명은 계란의 품질을 판정하는 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 계란의 적도부를 다수 회 타격한 후 음파를 검출하여 파워스펙트럼과 최대 공진주파수를 구해 정상란과 파각란을 판정하는 파각란 품질 판정 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system and method for determining the quality of an egg, and more particularly, to determine a normal egg and a broken egg by determining the power spectrum and the maximum resonant frequency by detecting sound waves after hitting the equator of the egg many times. System and method.

고품질 축산물을 선호하는 소비자들의 기호는 계란의 품질 평가와 등급화 과정을 더욱 중요시하게 하고 있다. 현재 우리나라에서 계란의 등급판정은 축산물등급판정소에서 주관하고 있으며, 숙련된 등급판정사들이 계란의 선별공정에서 표본 추출된 계란들의 외관검사를 통하여 난각의 외관품질을 판정하고, 투광검사 및 할란검사를 통하여 난황의 상태, 농후 난백의 높이, 이물질 유무 및 호우단위 등의 내부품질을 판정한 후 품질등급을 부여한다. 또 표본 추출된 계란들의 파각란 검사를 실시하여 각 품질등급별 파각란 허용범위에 따라 등급을 다시 조정한다. 여기서 파각란은 난각에 금이 갔으나 난각막이 손상되지 않아 내부 물질이 누출되지 않은 계란을 말한다.Consumers' preference for high quality livestock products has made the quality evaluation and grading process of eggs even more important. At present, the grading of eggs in Korea is managed by the livestock grading station, and experienced grading judges judge the appearance quality of egg shells by inspecting the eggs sampled in the egg sorting process, and inspecting the light and halan test. Through the determination of the condition of egg yolk, the height of rich egg white, the presence of foreign matters and heavy rain, etc., the quality grade is assigned. In addition, the eggs should be examined for shell eggs and the grade is re-adjusted according to the permissible range of shell quality for each quality grade. Here, the shell is an egg whose eggshell is cracked but the egg shell has not been damaged because the egg shell is not damaged.

또한 현재 파각란의 검사는 등급 판정사가 개별 계란에 빛을 투광시켜 검사하지만 장시간 광에 노출될 경우 눈의 피로가 가중되어 오판 가능성이 있고, 미세파각의 검출에는 어려움이 있다. 그리고 이러한 인력에 의한 등급판정은 주관적인 견해가 반영되어 논란의 여지가 있을 수 있기 때문에 등급판정의 객관화를 위해 기계화가 필요한 실정이다. In addition, the current inspection of the pagran eggs are evaluated by the light emitter to the individual eggs, but if exposed to light for a long time, there is a possibility of false eye due to the increased eye fatigue, there is a difficulty in detecting the fine wave. In addition, since such a rating may be controversial because subjective views are reflected, mechanization is necessary for objectification of rating.

도 1은 대한민국 특허청 공개특허공보에 공개번호 특1999-0042018호로 공개된 계란 표면 결함 자동 검사방법과 그 장치에서 난각의 크랙을 검사하기 위하여 계란의 첨부와 둔부를 타격하여 발생하는 음파 반응을 이용한 것을 도시한 도면이다.1 is an automatic method for inspecting egg surface defects disclosed in Korean Laid-Open Patent Publication No. 1999-0042018 and using sound wave reactions generated by hitting an egg and the buttocks to examine cracks in eggshells in the apparatus. Figure is shown.

도 1을 참조하면, 이송롤러(15)에 의해 이송된 검사대상 계란(20)의 유/무를 포토 센서(16)로 검출한 후 검사대상 계란(20)의 첨부를 솔레노이드(12)에 연결된 타격봉(11)으로 타격하고, 타격된 계란(20)에서 발생하는 음파를 타격봉(11)의 반대편에 위치하는 마이크(13)로 수집하여 프리앰프(14)에서 증폭한 후 음파를 분석하여 파각란 여부를 판정하였다. Referring to FIG. 1, after detecting the presence / absence of the inspection object egg 20 transferred by the conveying roller 15 with the photo sensor 16, hitting the attachment of the inspection object egg 20 to the solenoid 12. Strike the rod 11, and collect the sound waves generated from the hit eggs 20 with the microphone 13 located on the opposite side of the striking rod 11, amplified in the preamplifier 14 and analyzed the wave waves It was determined whether or not.

종래의 파각란 품질 판정장치는 검사대상 계란의 첨부를 타격하고 타격면의 반대편에서 음파로 검출하여 파각란을 검출하였기 때문에 파각 발생부위가 타격 위치로부터 멀거나 미세 난각의 경우 검출이 어려워 판정 결과의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있다. 또한 종래의 파각란 품질 판정장치는 타격부 마다 계란 유/무를 감지하기 위한 물체감지센서를 설치하여 다수의 센서가 요구되어 제조비용이 증가되는 문제점이 있다.Conventional wave egg quality determination device hits the attachment of the egg to be inspected and detects the wave egg by detecting the sound wave from the opposite side of the hitting surface, so it is difficult to detect when the wave generation part is far from the hit position or fine egg shell. There is a problem of deterioration. In addition, the conventional wave shell quality determination device has a problem that the manufacturing cost is increased because a plurality of sensors are required by installing an object detecting sensor for detecting the presence / absence of eggs per hitting part.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 미세 파각란을 포함한 계란의 파각 검사를 자동으로 수행하고, 판별 정확도를 향상시킬 수 있는 파각란 품질 판정 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.The present invention has been proposed to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a shell egg quality determination system and method that can automatically perform shell shell inspection of eggs, including micro shell eggs, and improve the accuracy of discrimination will be.

본 발명의 다른 목적은 2개의 센서를 이용하여 다수개의 계란을 동시에 검사할 수 있는 파각란 품질 판정 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a system and method for determining the quality of shell eggs that can simultaneously inspect a plurality of eggs using two sensors.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 시스템은, 검사대상 계란을 이송하기 위한 이송수단과; 상기 이송수단의 이송을 감시하기 위한 트랙이동 감지센서; 기준위치를 통과하는 계란의 유/무를 감지하는 물체감지센서; 검사대상 계란을 타격하기 위한 적어도 하나 이상의 타격부; 상기 트랙이동 감지센서와 상기 물체감지센서의 감지신호에 따라 검사 대상 계란이 검사위치에 도달하면, 상기 이송 수단에 의해 이송하면서 자체 회전되는 검사대상 계란을 타격하도록 상기 타격부를 제어하는 타격 제어부; 타격된 계란의 음파를 수집하기 위한 적어도 하나 이상의 마이크; 및 상기 마이크를 통해 수집된 음파신호를 처리하여 파각란과 정상란을 판정하는 컴퓨터부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the system of the present invention, the transport means for transporting the egg to be examined; A track movement sensor for monitoring the transport of the transport means; Object detection sensor for detecting the presence or absence of the egg passing through the reference position; At least one hitting part for hitting the egg to be examined; A blow control unit controlling the hitting unit to hit the test target egg which is rotated by itself when the test target egg reaches the test position according to the track movement detecting sensor and the detection signal of the object detecting sensor; At least one microphone for collecting sound waves of the beaten egg; And a computer unit for processing the sound wave signals collected through the microphone to determine the wave and the normal eggs.

상기 파각란 품질 판정 시스템은 상기 마이크와 상기 컴퓨터부 사이에 상기 마이크로부터 입력된 음파신호를 증폭하고 아날로그신호를 디지털로 변환하여 상기 컴퓨터로 전송하는 데이터 전송부를 더 구비하고, 상기 데이터 전송부는 상기 마이크로부터 입력된 음파신호를 증폭하는 프리앰프와, 상기 프리앰프의 아날로그 출력을 디지털로 변환하는 아날로그 디지털 변환부와, 상기 디지털로 변환된 각 채널의 데이터를 소정 포맷의 데이터로 패킷화하여 상기 컴퓨터부로 전송하는 통신 제어부로 구성된다.The wave angle quality determination system further includes a data transmission unit for amplifying the sound wave signal input from the microphone and converting the analog signal to digital between the microphone and the computer unit, and transmitting the digital signal to the computer. A preamplifier for amplifying an input sound wave signal, an analog to digital converter for converting the analog output of the preamplifier to digital, and packetizing data of each digitally converted channel into data of a predetermined format and transmitting the packetized data to the computer unit It consists of a communication control unit.

그리고 상기 타격 제어부는 이송과 동시에 자체 회전하는 계란의 적도부를 타격하도록 제어하고, 솔레노이드에 인가되는 전압으로 타격의 강도를 조절하고, 솔레노이드의 여자시간으로 타격 접촉시간을 조절한다.The blow control unit controls to hit the equator of the egg that rotates at the same time as the transfer, adjust the intensity of the blow to the voltage applied to the solenoid, and adjust the blow contact time by the excitation time of the solenoid.

상기 컴퓨터부는 동일 검사대상에 대한 다수 회 음파신호를 입력받아 수신된 음파신호를 필터링하고 자기상관으로 잡음을 제거한 후 FFT하여 파워스펙트럼과 최대 공진주파수를 구하고, 다수 회 파워스펙트럼과 최대 공진주파수의 상관도와 표준편차를 구해 파각란과 정상란을 판정하되 1단계에서 최대 공진주파수와 그들의 표준편차를 이용하여 확실한 파각란을 먼저 선별하고, 2단계에서는 파워스펙트럼 간의 상관과 최대 공진주파수의 표준편차를 이용하여 미세 파각란을 선별한다.The computer unit receives the multiple sound wave signals for the same test object, filters the received sound wave signal, removes noise by autocorrelation, and FFTs the power spectrum and the maximum resonant frequency to obtain the correlation between the power spectrum and the maximum resonant frequency. Determining the wave and the normal egg by calculating the degree and standard deviation, but in step 1, the solid wave column is selected first using the maximum resonant frequency and their standard deviation, and in the second step, the fine wave using the standard deviation of the correlation between the power spectrum and the maximum resonant frequency Screening.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 방법은, 검사대상 계란을 이송수단에 투입하는 단계; 트랙이동 감지센서로 상기 이송수단의 이송을 감시하고, 물체감지센서로 투입된 계란의 유/무를 감지하는 단계; 검사대상 계란이 검사위치에 도달하면, 상기 이송수단에 의해 이송하면서 자체 회전되는 검사대상 계란을 다수 회 타격하는 단계; 타격 시마다 검사 대상계란의 음파신호를 수집하는 단계; 상기 수집된 동일 검사대상에 대한 다수 회 음파신호를 처리하는 단계; 및 상기 음파신호의 처리결과에 따라 검사대상 계란을 정상란이나 파각란으로 판정하는 단계를 구비한 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the method of the present invention, the step of putting the egg to be tested in the transfer means; Monitoring the transfer of the transfer means by a track movement detecting sensor and detecting the presence / absence of eggs introduced into the object detecting sensor; When the egg to be inspected reaches the test position, striking the object to be rotated a plurality of times while being transported by the transfer means; Collecting a sound wave signal of the egg to be inspected at each strike; Processing multiple sound wave signals for the collected same test object; And determining the eggs to be examined as normal eggs or shell eggs according to the processing result of the sound wave signal.

상기 다수 회 음파신호를 처리하는 단계는 동일 검사대상에 대한 다수 회 음파신호를 입력받아 수신된 음파신호를 각각 필터링하고 자기상관으로 잡음을 제거하는 단계; 잡음이 제거된 음파신호를 FFT하여 각 회의 파워스펙트럼과 최대 공진주파수를 구하는 단계; 다수 회 파워스펙트럼과 최대 공진주파수의 상관도와 표준편차를 구하는 단계로 구성되고, 상기 판정하는 단계는 다수 회 타격에 대한 최대 공진주파수가 모두 경계값(Th1) 이하 이거나 그 중에 하나가 경계값(Th2) 이상, 또는 그들의 표준편차가 경계값(Th3) 이상이라는 각각의 조건을 만족하면 파각란으로 판별하는 단계; 만약 조건을 만족하지 않으면 다음 단계로 넘어가서 다수 회 타격 간 파워스펙트럼의 상관들 중에서 하나가 경계값(Th4) 이하이고, 최대 공진주파수들의 표준편차가 경계값(Th5) 이상이라는 두 가지 조건을 다시 비교해서 모두 만족하면 파각란으로 판별하는 단계; 조건을 만족하지 않으면, 정상란으로 판별하도록 하는 단계로 구성된다.The processing of the multiple sound wave signals may include receiving multiple sound wave signals for the same test object, filtering the received sound wave signals, and removing noise by autocorrelation; Calculating a power spectrum and a maximum resonant frequency of each meeting by performing FFT on the sound wave signal from which the noise is removed; Comprising a plurality of times the power spectrum and the maximum resonant frequency correlation and the standard deviation is calculated, wherein the determining step is the maximum resonant frequency for multiple strikes are all below the threshold (Th1) or one of the threshold (Th2) Determining by a wave column if each of the above conditions, or their standard deviations equal to or greater than the threshold Th3; If the condition is not satisfied, go to the next step and repeat the two conditions again: one of the correlations of the power spectrum between multiple hits is below the threshold (Th4) and the standard deviation of the maximum resonant frequencies is above the threshold (Th5). Comparing with each other to determine if it is satisfied; If the condition is not satisfied, it is made to determine that the normal egg.

본 발명에서는 난각에 있는 미세 파각을 자동으로 검사하기 위하여 이송수단에 의해 이송하면서 자체 회전되는 검사대상 계란의 적도부 상부를 다수 회 타격하고, 타격지점의 상부에서 마이크로폰으로 음파 신호를 검출한 후 다수 회 타격으로부터 획득한 각 음파 신호의 정규화된 파워스펙트럼간의 상관계수, 각 신호의 최대 공진주파수와 그들의 표준편차를 구하여 파각란 여부를 판정할 수 있다.In the present invention, in order to automatically inspect the fine wave in the eggshell, the hitting the upper portion of the equator portion of the egg to be rotated itself while being transported by the conveying means a plurality of times, after detecting a sound wave signal with a microphone at the top of the hitting point Correlation coefficients between normalized power spectra of each sound wave signal obtained from the first strike, the maximum resonant frequency of each signal, and their standard deviation can be determined to determine whether the wave column.

따라서 본 발명에 따른 파각란 품질 판정장치는 종래의 장치에 비해 판별의 정확도를 향상시킬 수 있고, 계란 등급판정 과정에 투입하여 파각란 검사의 자동화를 실현할 수 있다. 특히, 본 발명에서는 2개의 센서를 이용하여 다채널의 검사부를 구현할 수 있으므로, 채널 수가 늘어나도 센서는 더 이상 늘어나지 않는다.Therefore, according to the present invention, the shell egg quality determining apparatus can improve the accuracy of discrimination compared to the conventional apparatus, and can be put into the egg grading process to realize automation of the shell egg inspection. In particular, in the present invention, since the multi-channel inspection unit may be implemented using two sensors, the sensor does not increase even if the number of channels increases.

본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하는 본 발명의 바람직한 실시예들에 의하여 보다 명확해질 것이다. 다음의 실시예들은 단지 본 발명을 설명하기 위하여 예시된 것에 불과하며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.The technical problems achieved by the present invention and the practice of the present invention will be more clearly understood by the preferred embodiments of the present invention described below. The following examples are merely illustrative of the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention.

도 2는 본 발명에 따라 2개의 센서를 이용하여 파각란 품질 판정 시스템을 구현하는 개념을 도시한 개략도이고, 도 3은 본 발명에 따라 회전되는 계란을 타격할 경우의 파각란 검출 능력을 향상시킨 개념을 도시한 개략도이다.FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a concept of implementing a shellfish egg quality determination system using two sensors according to the present invention, and FIG. 3 illustrates a concept of improving the shellfish egg detection capability when the egg is rotated according to the present invention. It is a schematic diagram shown.

본 발명에 따른 파각란 품질 판정 시스템(100)은 도 2에 도시된 바와 같이 검사대상 계란(20)을 이송하기 위한 이송트랙(110)과, 이송된 계란(20)을 타격한 후 음파를 수집하는 제1 내지 제N 채널 검사부(CH 1~CH N)와, 트랙의 이동을 감시하기 위한 트랙이동 감지센서(102), 입구의 기준위치를 통과하는 계란의 유무를 감지하는 물체감지센서(104)로 이루어져 단지 2개의 센서(102,104)를 이용하여 N개 계란(20)의 파각란 여부를 동시에 검사할 수 있다. 각 채널 검사부(CH 1~ CH N)는 계란(20)을 타격하기 위한 타격부(126-1~126-N)와 음파를 수집하기 위한 마이크(132-1~132-N)로 이루어져 있다.As shown in FIG. 2, the wave shell quality determination system 100 according to the present invention collects sound waves after striking the transport track 110 and the transported egg 20 to transport the inspected egg 20. First to Nth channel inspection unit (CH 1 ~ CH N), track movement sensor 102 for monitoring the movement of the track, object detection sensor 104 for detecting the presence of eggs passing through the reference position of the entrance Consisting of only two sensors (102, 104) using the N egg 20 can be examined at the same time whether the egg shells. Each channel inspection unit (CH 1 ~ CH N) is composed of a blow unit (126-1 ~ 126-N) for hitting the egg 20 and a microphone (132-1 ~ 132-N) for collecting sound waves.

이러한 본 발명의 시스템은 회전 지시바 간 간격의 회전 이동거리가 채널간 이동거리와 동일하게 설치되고, 트랙이동 감지센서(102)의 출력신호에 동기화하여 동작한다.The system of the present invention is installed so that the rotational movement distance of the interval between the rotation indicator bar is the same as the movement distance between the channels, and operates in synchronization with the output signal of the track movement sensor (102).

또한 본 발명에 따른 파각란 품질 판정 시스템(100)은 도 3에 도시된 바와 같이, 계란(20)이 각 채널 검사부의 검사위치에 도달하면, 이송수단에 의해 이송하면서 자체 회전되는 검사대상 계란의 적도부(22)를 타격부(126)로 타격함과 아울러 적도부(22)에서 마이크(132)로 음파를 검출하여 미세 난각을 보다 정확히 검출하여 파각란을 판정할 수 있도록 되어 있다.In addition, as shown in Figure 3, the pagakran quality determination system 100 according to the present invention, when the egg 20 reaches the inspection position of each channel inspection unit, the equator of the egg to be rotated itself while being transported by the transfer means The part 22 is hit by the striking part 126, and the equator 22 detects sound waves with the microphone 132, so that the micro egg shell can be detected more accurately to determine the wave angle column.

도 4는 본 발명에 따른 파각란 품질 판정시스템의 전체 구성 블럭도이고, 도 5는 도 4에 도시된 계란 이송장치의 개략도이며, 도 6은 본 발명에 따른 계란 타격장치의 구동원리를 도시한 개략도이다.Figure 4 is a block diagram of the overall configuration of the shell angle determination system according to the invention, Figure 5 is a schematic diagram of the egg feeder shown in Figure 4, Figure 6 is a schematic diagram showing the driving principle of the egg striking device according to the present invention to be.

본 발명에 따른 파각란 품질 판정 시스템은 도 4에 도시된 바와 같이 검사대 상 계란(20)을 이송하기 위한 계란 이송부(110), 계란 이송부(110)를 감시하기 위한 트랙이동 감지센서(102), 계란 이송부(110)의 계란 유.무를 감지하기 위한 물체감지센서(104), 트랙감지센서(102)와 물체감지센서(104)의 감지신호에 따라 검사대상 계란(20)이 각 채널의 검사위치에 도달하면 회전 이송중인 검사대상 계란(20)을 타격하는 감지 및 트리거 보드(120)와, 타격에 의해 발생되는 검사대상 계란의 음파를 수집하여 아날로그-디지털 변환한 후 메인컴퓨터부(140)로 전송하는 데이터 전송 보드(130), 데이터 전송 보드(130)를 통해 전송된 각 채널의 음파 데이터를 신호처리한 후 각 채널 계란의 파각란 여부를 판정하는 메인 컴퓨터부(140)로 구성된다.As shown in FIG. 4, the pagran egg quality determination system according to the present invention has an egg transfer unit 110 for transferring an egg 20 on an inspection table, a track movement sensor 102 for monitoring the egg transfer unit 110, and an egg. According to the detection signal of the object detecting sensor 104, the track detecting sensor 102 and the object detecting sensor 104 for detecting the presence or absence of the egg of the transfer unit 110, the inspection target egg 20 is located at the inspection position of each channel. Upon reaching, the detection and trigger board 120 hitting the inspection target egg 20 in rotational transfer, and the sound waves of the inspection target egg generated by hitting are collected and analog-digital converted and transmitted to the main computer unit 140. The data transmission board 130 and the main computer unit 140 for processing the sound wave data of each channel transmitted through the data transmission board 130, and then determine whether or not each channel egg wave.

감지 및 트리거 보드(120)는 검사대상 계란을 타격하기 위한 N개의 타격부(126-1~126-N)와, 트리거신호에 따라 타격부를 구동하는 N개의 솔레노이드(124-1~124-N), 트랙감지센서(102)와 물체감지센서(104)의 감지신호에 따라 검사대상 계란(20)이 각 채널의 검사위치에 도달하면 이송을 일시 정지시킨 후 검사대상을 타격하기 위한 트리거신호를 출력하는 타격 제어부(122)로 구성된다.The detection and trigger board 120 includes N hitting parts 126-1 to 126-N for hitting the egg to be inspected and N solenoids 124-1 to 124-N for driving the hitting part according to the trigger signal. In response to the detection signals of the track detection sensor 102 and the object detection sensor 104, when the egg 20 to be examined reaches the inspection position of each channel, the transfer is paused and a trigger signal for hitting the inspection object is output. The hitting control unit 122 is configured to.

데이터 전송 보드(130)는 타격된 계란의 음파를 수집하기 위한 마이크(132-1~132-N), 마이크(132-1~132-N)로부터 입력된 음파신호를 증폭하는 프리앰프(134-1~134-N), 프리앰프(134-1~134-N)의 아날로그 출력을 디지털로 변환하는 아날로그-디지털 변환부(136-1~136-N), 디지털로 변환된 각 채널의 데이터를 소정 포맷의 데이터로 패킷화하여 메인컴퓨터부(140)로 전송하는 통신 제어부(138)로 구성된다.The data transmission board 130 is a microphone 132-1 to 132-N for collecting sound waves of the hit eggs, and a preamplifier 134- to amplify a sound wave signal input from the microphones 132-1 to 132-N. 1 to 134-N), analog-to-digital converters 136-1 to 136-N for converting the analog outputs of the preamps 134-1 to 134-N into digital, and the data of each digitally converted channel. It consists of a communication control unit 138 for packetizing the data in a predetermined format and transmitting it to the main computer unit 140.

메인 컴퓨터부(140)는 통신 제어부(138)를 통해 전송된 데이터 스트림을 분 해하여 각 채널의 대상체 데이터로 변환하는 통신 처리부(142), 각 채널의 대상체 데이터를 신호처리하는 N채널 신호처리부(144-1~144-N), 신호처리된 결과에 따라 해당 채널의 계란이 파각란인지 정상란인지를 판정하는 N 채널 판정부(146-1~146-N), 판정결과를 출력하는 판정결과 출력부(148)로 구성된다.The main computer unit 140 may include a communication processing unit 142 which decomposes a data stream transmitted through the communication control unit 138 and converts the data stream into object data of each channel, and an N-channel signal processing unit that processes the object data of each channel ( 144-1 to 144-N), an N-channel determining unit 146-1 to 146-N for determining whether an egg of a corresponding channel is a shell egg or a normal egg according to the signal processed result, and a determination result output unit for outputting a determination result. It consists of 148.

계란 이송부(110)는 도 5에 도시된 바와 같이, 상용 계란 선별기에 적용되고 있는 것을 사용할 수 있으며, 이송 롤러의 하부에 마찰을 주어 이송 롤러가 회전하면서 계란이 회전할 수 있다.Egg transfer unit 110, as shown in Figure 5, may be used that is being applied to a commercial egg selector, by applying a friction to the lower portion of the transfer roller may be rotated while the transfer roller is rotated.

타격부(126)는 도 6에 도시된 바와 같이, 회전형 솔레노이드(126a)와 플라스틱 막대(126b), 줄(126c)에 메달린 볼(126d)을 이용하여 볼의 낙하 충격으로 타격한다. 이 장치는 솔레노이드(126a)의 회전 운동을 볼(126d)의 상하 직선운동으로 바꾸어 계란(20)을 타격하는 것으로, 타격 볼의 재질은 직경 10mm의 크리스털 볼이다. 계란의 진동 모드 모양과 계란의 적도부 직경을 고려하여 왕란의 최대 직경보다 5 mm 상부에 타격부(126)와 마이크로폰(132)을 설치하고, 따라서 솔레노이드의 회전에 의해서 최대 30 mm의 타격거리가 생기기 때문에 중란의 경우도 무리 없이 타격할 수 있다.As shown in FIG. 6, the striking part 126 strikes the ball by dropping impact of the ball by using the rotary solenoid 126a, the plastic rod 126b, and the ball 126d hanging on the string 126c. This device strikes the egg 20 by changing the rotational motion of the solenoid 126a to the vertical motion of the ball 126d. The material of the ball is a crystal ball having a diameter of 10 mm. Taking into account the vibration mode shape of the egg and the equator diameter of the egg, the striking part 126 and the microphone 132 are installed 5 mm above the maximum diameter of the egg. Therefore, the striking distance of up to 30 mm is caused by the rotation of the solenoid. Because of the rebellion can be hit without difficulty.

또한 계란의 음파 특성은 첫 번째 공진주파수와 많은 관련이 있으며, 계란의 진동 모드 중 첫 번째 공진주파수와 관련된 모드 모양은 타격지점 및 180도 반대지점에서 반응신호가 가장 크게 나타나기 때문에 계란의 적도부(22)를 타격할 경우, 음파 반응신호는 타격지점의 상부나 그 반대 지점에서 측정하는 것이 효과적이다. 그러나 타격지점의 반대편에 음파 검출장치를 설치할 경우 계란 이송 롤러에 방해 를 받을 수 있어서 본 발명에서는 계란의 적도부 상부를 타격하고, 타격지점의 상부에서 검출하는 방식을 채택하였다. 그리고 타격의 강도는 솔레노이드에 인가되는 전압을 조절하여 타격강도를 조절하고, 타격 접촉시간은 난각의 음파 특성을 효과적으로 전달하기 위해 매우 중요한데, 여기서는 솔레노이드의 여자시간을 조절하여 타격 접촉시간을 조절할 수 있다. 타격강도와 검출 거리에 따라 주파수 특성은 변하지 않고, 음파의 세기만 변화하기 때문에 주파수 분석을 통하여 타격강도와 검출 거리의 영향을 배제한 후 난각의 특성을 분석할 수 있다.Also, the sound wave characteristics of the egg are much related to the first resonant frequency, and the shape of the mode related to the first resonant frequency among the egg vibration modes has the largest response signal at the hitting point and 180 degrees opposite the equator. 22) When hitting, it is effective to measure the acoustic response signal at the top of the hitting point or vice versa. However, when the sound wave detection device is installed on the opposite side of the hitting point, the egg feed roller may be disturbed, so the present invention adopts a method of hitting the upper portion of the equator of the egg and detecting the top of the hitting point. And the impact strength of the blow is controlled by adjusting the voltage applied to the solenoid, and the blow contact time is very important to effectively transmit the sound wave characteristics of the egg shell. Here, the blow contact time can be adjusted by adjusting the excitation time of the solenoid. . Since the frequency characteristics do not change according to the impact strength and the detection distance, only the sound wave intensity changes, and thus the characteristics of the eggshell may be analyzed after excluding the influence of the impact strength and the detection distance through the frequency analysis.

계란에 가해지는 충격을 최소화하고자 계란 이송부(110)의 이송 롤러는 고무로 하고, 이송 롤러의 이송피치는 대략 52mm 이며, 이송은 체인이송 방식을, 속도는 DC모터에 의해 가변할 수 있다. 이송 도중 계란을 회전시키기 위하여 개별 롤러가 회전할 수 있도록 제작하였으며, 이때 기계의 마찰부위를 최소화함으로써 소음을 줄일 수 있도록 하였다.In order to minimize the impact on the egg, the conveying roller of the egg conveying unit 110 is made of rubber, the conveying pitch of the conveying roller is approximately 52 mm, the conveying may be a chain conveying method, and the speed may be varied by a DC motor. In order to rotate the eggs during the transport, the individual rollers were made to rotate. At this time, the friction area of the machine was minimized to reduce the noise.

또한 메인 컴퓨터부(140)에서 여러 채널의 신호를 동시에 받아서 처리하면 다른 신호처리 과정 동안 신호를 놓칠 수 있기 때문에 본 발명에서는 이를 해결하기 위하여 음파 신호 획득은 별도의 대이터 전송 보드(130)에서 행하고, 획득된 신호를 USB2.0 통신 포트로 메인 컴퓨터부(140)에 일괄적으로 전달한다.In addition, since the main computer unit 140 receives and processes signals of several channels at the same time, signals may be missed during other signal processing processes. In addition, the acquired signals are collectively transferred to the main computer unit 140 through the USB2.0 communication port.

메인 컴퓨터부(140)는 LPC 기반의 신호처리 및 분석 프로그램을 실행하여 데이터 전송 보드(130)에서 전송된 다채널의 음파 신호를 처리 분석한다. 즉, 1,000~7,500 Hz 범위의 신호만 통과하는 IIR Butterworth 10차 대역통과 필터를 사용하여 음파 신호 필터링하고, 각 타격부의 구동시간과 지연시간 설정 기능과 음파 파 라미터에 의한 파각란 유무 분석, 타격 거리에 따른 파형의 쉬프트를 자동으로 보정할 수 있는 기능을 수행한다.The main computer unit 140 executes an LPC-based signal processing and analysis program to process and analyze multi-channel sound wave signals transmitted from the data transmission board 130. In other words, IIR Butterworth 10th-order bandpass filter passes only signals in the range of 1,000 to 7,500 Hz, and filters sound waves, analyzes the driving time and delay time of each hitting part, analyzes the presence or absence of wave angles by sound wave parameters, and blow distance. Performs a function to automatically correct the shift of a waveform.

이어서, 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 파각란 품질 판정 시스템의 동작을 설명하면 다음과 같다.Next, the operation of the wave shell quality determination system according to the present invention configured as described above is as follows.

도 7은 본 발명에 따른 파각란 품질 판정 절차를 도시한 전체 순서도이고, 도 8은 본 발명에 따라 2 센서를 이용하여 계란 유/무를 표시하는 절차를 도시한 순서도이며, 도 9는 본 발명에 따른 데이터 전송 포맷의 예이다. 그리고 도 10은 본 발명에 따라 파각란 판정을 위해 각 채널의 대상체 데이터를 신호처리하는 절차를 도시한 도면이고, 도 11은 신호처리결과를 보고 본 발명에 따라 정상란과 파각란을 판정하는 절차를 도시한 순서도이다. FIG. 7 is a flowchart illustrating a method for determining a shell angle according to the present invention. FIG. 8 is a flowchart illustrating a procedure for displaying egg presence / absence using 2 sensors according to the present invention. FIG. An example of a data transfer format. FIG. 10 is a diagram illustrating a procedure for signal processing object data of each channel for determination of a wave egg according to the present invention. Flowchart.

도 7을 참조하면, 계란(20)을 호퍼에 투입하면 이송 롤러 위에 자동으로 계란(20)이 올려지면서 1열로 진행하면서 계란을 이송한다(S101,S102). 이때 도 8에 도시된 바와 같이, 트랙이동 감지센서(102)에 의해 계란의 이송이 감지되면 모든 위치지시자의 위치를 증가시키고, 물체감지센서(104)에 의해 계란이 감지되면 해당 배열상의 지시자 위치에 물체존재를 기록하고, 물체가 감지되지 않으면 해당 배열상의 지시자 위치에 물체존재를 제거하여 계란 유/무 배열을 구성한다(S201~S206).Referring to FIG. 7, when the egg 20 is put into the hopper, the egg 20 is automatically placed on the transfer roller while the egg 20 is transferred in one row (S101 and S102). At this time, as shown in Figure 8, if the movement of the egg is detected by the track movement sensor 102 increases the position of all position indicators, if the egg is detected by the object sensor 104, the indicator position on the arrangement If the object is not recorded, and the object is not detected, the object is removed from the indicator position on the corresponding array to form an egg presence / non-arrangement (S201 to S206).

계란(20)이 검사위치인 타격부(126-1~126-N)에 도착하면 계란이 회전 하는 동안 일정간격으로 총 6회 이상 타격함과 아울러 각 타격시마다 음파신호를 검출하고 검출된 음파신호를 디지털로 변환한다. 이때, 검출된 음파 신호는 프리앰 프(134-1~134-N)를 거쳐 아날로그-디지털 변환기(136-1~136-N)에서 디지털로 변환되어 도 9에 도시된 바와 같이 가변길이 데이터구조의 포멧으로 형성된 후 통신과정을 통해 메인 컴퓨터(140)로 전달된다(S105~S108). 이때 계란 음파 신호의 샘플링률은 에일리아싱을 고려하여 20 kHz, 샘플수는 1024개로 설정하여 한 번 타격 후 0.0512초 동안 데이터를 획득하고, 계란의 크기에 따라 신호의 획득시점이 달라지기 때문에 A/D 지연시간 조절 및 신호처리를 통하여 신호가 일정한 시점에서 표시되도록 한다. 도 9에서 비트마스크는 각 채널의 데이터 존재 유무를 나타내고, 가변길이 데이터는 채널순서로 배열된 가변길이의 데이터이다. CRC(Cyclic Redundancy Check)는 전송데이터의 무결성을 확보하기 위한 것이다.When the egg 20 arrives at the hitting part 126-1 to 126-N, which is the inspection position, the egg 20 is hit at least six times at regular intervals while the egg is rotated, and the sound wave signal is detected at each strike and the detected sound wave signal is detected. To digital. At this time, the detected sound wave signal is converted to digital by the analog-to-digital converters 136-1 to 136-N via the preamps 134-1 to 134-N, and the variable length data structure as shown in FIG. It is formed in the format of and then transmitted to the main computer 140 through the communication process (S105 ~ S108). In this case, the sampling rate of the egg sound wave signal is set to 20 kHz considering the aliasing, and the number of samples is set to 1024, so that data is acquired for 0.0512 seconds after one hit, and the acquisition point of the signal varies depending on the size of the egg. / D Delay time adjustment and signal processing to display the signal at a certain point. In FIG. 9, a bit mask indicates whether data exists in each channel, and variable length data is variable length data arranged in channel order. Cyclic redundancy check (CRC) is to ensure the integrity of the transmission data.

이어 메인컴퓨터부(140)는 통신과정을 통해 수신된 각 채널의 채널 데이터를 대상체 데이터로 변환한 후 도 10에 도시된 절차에 따라 신호처리하고, 도 11에 도시된 절차에 따라 파각란과 정상란을 판정한 후 판정결과를 출력한다(S109~S111). Subsequently, the main computer unit 140 converts the channel data of each channel received through the communication process into object data, and then processes the signal according to the procedure shown in FIG. After the determination, the determination result is output (S109 to S111).

도 10을 참조하면, 6회 타격으로부터 얻은 음파 데이터들은 1,000~7,500 Hz 범위의 신호만 통과하는 IIR Butterworth 10차 대역통과 필터링을 거쳐 자기상관을 구한다(S301~S303). 자기상관을 구함으로써 신호에 포함된 불규칙한 잡음을 제거하고, 자기상관에 대한 FFT(Fast Fourier Transform)로부터 파워스펙트럼과 최대 공진 주파수들을 구한다(S304,S305,S307).Referring to FIG. 10, the sound wave data obtained from the six hits are obtained through auto-correlation through IIR Butterworth 10th order bandpass filtering, which passes only signals in the range of 1,000 to 7,500 Hz (S301 to S303). By obtaining autocorrelation, irregular noise included in a signal is removed, and power spectrum and maximum resonant frequencies are obtained from fast fourier transform (FFT) for autocorrelation (S304, S305, and S307).

그리고 파워스펙트럼의 크기를 정규화시킴으로써 분석 시 타격강도에 의한 영향을 최소화하고, 정규화된 파워스펙트럼들의 상관을 산출함과 아울러 최대 공진주파수간 표준편차를 산출하여 파각란 판별에 필요한 판별 인자들을 구한 다(S306,S308).By normalizing the size of the power spectrum, the impact of the impact strength during the analysis is minimized, the correlation between the normalized power spectrums is calculated, and the standard deviations between the maximum resonant frequencies are calculated to determine the discriminant factors necessary for determining the wave column (S306). S308).

이송 중 타격 후 획득된 정상란과 파각란의 정규화된 파워스펙트럼 특성을 조사한 결과, 아무런 전처리를 하지 않은 음파 신호의 경우 주된 주파수 이외에 노이즈에 의한 주파수 성분이 존재함을 알 수 있으며, 이를 필터링한 후에는 저주파와 고주파 잡음은 많이 제거되었지만 여전히 대역 내의 잡음 성분은 존재하였기 때문에서 이를 제거하기 위하여 자기상관함수를 이용하여 잡음을 거의 제거할 수 있다. 여기서 타격 강도와 계란의 크기에 의한 영향을 줄이고자 FFT 신호를 정규화하여 사용한다.As a result of investigating the normalized power spectrum characteristics of the normal egg and the wave egg obtained after the blow during the transfer, it can be seen that there is a frequency component due to noise in addition to the main frequency in the case of the sound wave signal without any preprocessing. Since many high frequency noises have been removed, but there are still noise components in the band, the autocorrelation function can be used to almost eliminate the noise. In this case, the FFT signal is normalized to reduce the impact of the hit strength and egg size.

4회에 걸쳐 타격 후 획득된 정상란과 파각란의 정규화된 파워스펙트럼의 한 예는 도 13과 도 14에 나타내었다. 정상란의 경우 도 13에 나타낸 것처럼 4회 타격 간 파워스펙트럼이 거의 일정하고 최대 공진주파수의 변화 또한 거의 없는 반면, 파각란의 경우 도 14에 도시된 바와 같이 타격 간 파워스펙트럼의 차이가 크게 나타나는 것을 알 수 있다. An example of the normalized power spectrum of the normal egg and the shell egg obtained after four hits is shown in FIGS. 13 and 14. In the case of the normal egg, as shown in FIG. 13, the power spectrum between the four hits is almost constant, and the maximum resonant frequency is hardly changed, whereas in the case of the wave egg, the difference in the power spectrum between the hits is large as shown in FIG. 14. have.

그리고 파각란 판별 알고리즘을 개발하기 위해서 시험재료의 최대 공진 주파수와 표준편차, 그리고 파워스펙트럼의 타격 간 상관계수와 같은 음파특성들을 조사한 결과 정상란의 최대 공진주파수는 도 15에 도시된 바와 같이 4,000~6,200 Hz 범위에 분포한 반면, 파각란의 경우는 도 16에 도시된 바와 같이 900~7,000 Hz 사이에 광범위하게 분포함을 알 수 있다. In order to develop a wave discrimination algorithm, acoustic characteristics such as the correlation coefficient between the maximum resonant frequency and standard deviation of the test material, and the power spectrum hit are investigated. As shown in FIG. 15, the maximum resonant frequency of the normal egg is 4,000 to 6,200 Hz. While distributed in the range, it can be seen that the case of the wave shell is widely distributed between 900 and 7,000 Hz as shown in FIG.

파각란의 경우 최대 공진 주파수 범위가 넓은 것은 파각이 있는 부위와 없는 부위의 공진 주파수 차이가 크기 때문이고, 최대 공진 주파수들의 표준편차는 도 17에 도시된 바와 같이 정상란의 경우 대부분 0~100 사이에 분포하였고, 파각란의 경우는 0~2,500 사이로 광범위하게 분포한 것을 알 수 있다.The maximum resonant frequency range is wide in the case of the wave column because the difference in the resonant frequency between the portion with and without the wave is large, and the standard deviation of the maximum resonant frequencies is mostly distributed between 0 and 100 in the case of the normal egg. In the case of the pagoda egg, it can be seen that it is widely distributed between 0 and 2,500.

정규화된 파워스펙트럼의 타격 간 상관계수 분포는 정상란의 경우 도 18에 도시된 바와 같이 0.4~1.0이고, 파각란의 경우는 도 19에 도시된 바와 같이 0.0~1.0까지 광범위하게 분포한 것을 알 수 있다. 이와 같은 특징들은 정상란과 파각란을 분류할 수 있는 판별인자로 활용할 수 있다.The distribution of correlation coefficients between the hits of the normalized power spectrum is 0.4 to 1.0 as shown in FIG. 18 in the case of normal eggs, and 0.0 to 1.0 as shown in FIG. These features can be used as a discriminating factor to classify normal eggs and shell eggs.

정상란과 파각란의 4회 타격 간 파워스펙트럼의 신호 간 상관관계를 분석한 결과를 다음 표 1에 나타내었고, 최대 공진주파수와 그들의 표준편차를 분석한 결과를 다음 표 2에 나타내었다. The results of analyzing the correlation between the signals of the power spectrum between the four hits of the steady-state and the pagoda are shown in Table 1 below, and the results of analyzing the maximum resonance frequencies and their standard deviations are shown in Table 2 below.

X1X1 X2X2 X3X3 X4X4 Intact eggsIntact eggs X1X1 1.000 1,000 X2X2 0.983 0.983 1.000 1,000 X3X3 0.988 0.988 0.995 0.995 1.000 1,000 X4X4 0.989 0.989 0.992 0.992 0.995 0.995 1.000 1,000 Cracked eggsCracked eggs X1X1 1.000 1,000 X2X2 0.355 0.355 1.000 1,000 X3X3 0.593 0.593 0.635 0.635 1.000 1,000 X4X4 0.666 0.666 0.714 0.714 0.778 0.778 1.000 1,000

상기 표 1에서 정상란의 경우 서로 다른 타격 간 신호의 상관이 0.98 이상으로 높게 나타났는데, 이것은 4회 타격한 신호들이 거의 일정하며, 난각의 상태가 균일 하고 특정 부위에 파각과 같은 결함이 없다는 것을 의미한다. 반면 파각란의 경우 첫 번째와 두 번째 타격의 상관이 0.355로 매우 낮게 나타났다. 이것은 첫 번째와 두 번째 타격 신호가 불규칙적이라는 것을 의미하며, 이들 부위가 다른 부위에 비해 이상이 있거나 파각이 있다는 것을 의미한다.In Table 1, in the case of the normal egg, the correlation between the signals between different hits was higher than 0.98, which means that the signals hit four times are almost constant, and the eggshell state is uniform and there is no defect such as a wave in a specific part. do. On the other hand, in the case of shell eggs, the correlation between the first and second hits was very low at 0.355. This means that the first and second strike signals are irregular, meaning that these areas are abnormal or crusted compared to other areas.

X1 (Hz)X1 (Hz) X2 (Hz)X2 (Hz) X3 (Hz)X3 (Hz) X4 (Hz)X4 (Hz) Standard Deviation (Hz)Standard Deviation (Hz) Intact eggsIntact eggs 4,888 4,888 4,907 4,907 4,868 4,868 4,868 4,868 18.718.7 Cracked eggsCracked eggs 2,190 2,190 4,457 4,457 4,653 4,653 4,477 4,477 1172.81172.8

상기 표 2에서도 알 수 있듯이 정상란의 경우는 최대 공진주파수가 대부분 4,880 Hz 부근에 분포하며, 그 표준 편차도 18.7로 낮게 나타났다. 반면 파각란의 경우는 최대 공진주파수의 분포가 넓으며, 파각이 있는 부위를 타격했을 경우 다른 부위와 다르게 저주파 경향이 나타나는 경우가 있었다. 따라서 4회 타격에 대한 최대 공진주파수와 표준편차, 타격 간 상관계수를 파각란 판별을 위한 판별인자로 사용하였다.As can be seen from Table 2, in the case of the normal egg, the maximum resonance frequency is mostly distributed around 4,880 Hz, and the standard deviation is also low as 18.7. On the other hand, in the case of wave column, the maximum resonant frequency distribution is wide, and when hitting the wave part, low frequency tends to appear differently from other parts. Therefore, the correlation coefficient between the maximum resonant frequency, standard deviation, and strike for four strikes was used as a discriminant for wave column discrimination.

파각란 판별 알고리즘은 도 11에 도시된 바와 같이, 이상의 여러 판별인자를 이용하여 파각란을 판별하기 위한 것으로, 1단계에서 최대 공진주파수와 그들의 표준편차를 이용하여 확실한 파각란을 먼저 선별하고, 2단계에서는 파워스펙트럼 간의 상관과 최대 공진주파수의 표준편차를 이용하여 미세 파각란을 선별한다.As shown in FIG. 11, the wave angle discriminant algorithm is used to determine the wave angle column by using the above-described various discriminant factors. In step 1, the positive wave column is first selected using the maximum resonant frequency and their standard deviation. The fine wave column is selected using the correlation between the spectra and the standard deviation of the maximum resonance frequency.

도 11을 참조하면, 6회 타격에 대한 최대 공진주파수가 모두 경계값(Th1) 이하 이거나 그 중에 하나가 경계값(Th2) 이상, 또는 그들의 표준편차가 경계값(Th3) 이상이라는 각각의 조건을 만족하면 무조건 파각란으로 판별한다(S401~S403). 만약 조건을 만족하지 않으면 다음 단계로 넘어가서 6회 타격 간 파워스펙트럼의 서로의 상관들 중에서 하나가 경계값(Th4) 이하이고, 최대 공진주파수들의 표준편차가 경계값(Th5) 이상이라는 두 가지 조건을 다시 비교해서 모두 만족하면 파각란으로 판별하고, 그렇지 않으면 정상란으로 판별한다(S404~S406).Referring to FIG. 11, the respective conditions in which the maximum resonant frequencies for the six strikes are all equal to or less than the threshold Th1 or one of them is equal to or greater than the threshold Th2 or their standard deviations are equal to or greater than the threshold Th3 are described. If satisfied, it is determined as a wave column (S401 to S403). If the condition is not satisfied, the next step is to proceed to the next two conditions where one of the correlations of the power spectrum between the six hits is equal to or less than the threshold Th4, and the standard deviation of the maximum resonant frequencies is equal to or greater than the threshold Th5. If the comparison is again satisfactory, it is determined as a wave column, otherwise it is determined as a normal column (S404 to S406).

이상에서 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.The present invention has been described above with reference to one embodiment shown in the drawings, but those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom.

도 1은 종래의 파각란 품질 판정 개념을 도시한 개략도,1 is a schematic diagram showing a conventional shell angle quality determination concept,

도 2는 본 발명에 따라 2개의 센서를 이용하여 파각란 품질판정 시스템을 구현하는 개념을 도시한 개략도, Figure 2 is a schematic diagram showing the concept of implementing a paranglan quality determination system using two sensors in accordance with the present invention,

도 3은 본 발명에 따라 회전되는 계란을 타격할 경우의 파각란 검출 능력을 향상시킨 개념을 도시한 개략도,Figure 3 is a schematic diagram showing the concept of improving the detection ability of the shell when hitting the egg rotated according to the present invention,

도 4는 본 발명에 따른 파각란 품질 판정 시스템의 전체 구성 블럭도, Figure 4 is a block diagram of the overall configuration of the shell angle quality determination system according to the present invention,

도 5는 도 4에 도시된 계란 이송 장치의 개략도, 5 is a schematic view of the egg conveying apparatus shown in FIG.

도 6은 본 발명에 따른 계란 타격 장치의 구동원리를 도시한 개략도,Figure 6 is a schematic diagram showing the driving principle of the egg striking device according to the present invention,

도 7은 본 발명에 따른 파각란 품질 판정 절차를 도시한 전체 순서도, 7 is an overall flow chart illustrating a wave shell quality determination procedure according to the present invention,

도 8은 본 발명에 따라 2 센서를 이용하여 계란 유/무를 표시하는 절차를 도시한 순서도, 8 is a flow chart showing a procedure for displaying the presence / absence of eggs using 2 sensors according to the present invention,

도 9는 본 발명에 따른 데이터 전송 포맷의 예,9 is an example of a data transmission format according to the present invention;

도 10은 본 발명에 따라 파각란 판정을 위해 각 채널의 대상체 데이터를 신호처리하는 절차를 도시한 도면,10 is a diagram illustrating a procedure of signal processing object data of each channel to determine a wave angle according to the present invention;

도 11은 본 발명에 따라 신호처리결과에 의해 정상란과 파각란을 판정하는 절차를 도시한 순서도,11 is a flowchart illustrating a procedure for determining a normal egg and a broken egg according to a signal processing result according to the present invention;

도 12는 본 발명에 적용되는 필터의 특성을 도시한 그래프,12 is a graph showing the characteristics of the filter applied to the present invention,

도 13은 본 발명에 따라 4회 타격 후 획득된 정상란 정규화 파워스펙트럼의 예,13 is an example of a normal egg normalized power spectrum obtained after four hits according to the present invention;

도 14는 본 발명에 따라 4회 타격 후 획득된 파각란 정규화 파워스펙트럼의 예,14 is an example of a wave angle normalized power spectrum obtained after four hits according to the present invention;

도 15는 본 발명에 따른 정상란 파워스펙트럼의 타격 간 상관계수의 예,15 is an example of the correlation coefficient between the hit of the steady-state power spectrum according to the present invention,

도 16은 본 발명에 따른 파각란 파워스펙트럼의 타격 간 상관계수의 예,16 is an example of the correlation coefficient between the blow of the wave shell power spectrum according to the present invention,

도 17은 본 발명에 따른 최대 공진주파수들의 표준편차의 예,17 is an example of standard deviation of maximum resonant frequencies according to the present invention;

도 18은 본 발명에 따라 정규화된 정상란 파워스펙트럼의 타격 간 상관계수 분포도,18 is a correlation coefficient distribution between the hits of normalized normal power power spectrum according to the present invention,

도 19는 본 발명에 따라 정규화된 파각란 파워스펙트럼의 타격 간 상관계수 분포도이다.19 is a correlation coefficient distribution between the strokes of the normal wave shell power spectrum normalized according to the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS

102: 트랙이동 감지센서 104: 물체감지센서102: track movement sensor 104: object detection sensor

110: 계란이송부 120: 감지 및 트리거 보드110: egg transfer unit 120: detection and trigger board

130: 데이터 전송 보드 140: 메인컴퓨터부130: data transmission board 140: main computer unit

Claims (10)

검사대상 계란을 이송하기 위한 이송수단과;Transfer means for transporting the egg to be examined; 상기 이송수단의 이송을 감시하기 위한 트랙이동 감지센서;A track movement sensor for monitoring the transport of the transport means; 기준위치를 통과하는 계란의 유/무를 감지하는 물체감지센서;Object detection sensor for detecting the presence or absence of the egg passing through the reference position; 검사대상 계란을 타격하기 위한 적어도 하나 이상의 타격부;At least one hitting part for hitting the egg to be examined; 상기 트랙이동 감지센서와 상기 물체감지센서의 감지신호에 따라 검사 대상 계란이 검사위치에 도달하면, 상기 이송수단에 의해 이송하면서 자체 회전되는 검사대상 계란을 타격하도록 상기 타격부를 제어하는 타격 제어부;A blow control unit controlling the hitting unit to hit the test target egg which is rotated by the transfer means when the test target egg reaches the test position according to the track movement detecting sensor and the detection signal of the object detecting sensor; 타격된 계란의 음파를 수집하기 위한 적어도 하나 이상의 마이크; 및At least one microphone for collecting sound waves of the beaten egg; And 상기 마이크를 통해 수집된 음파신호를 처리하여 파각란과 정상란을 판정하는 컴퓨터부를 포함하여 구성되며;A computer unit for processing a sound wave signal collected through the microphone to determine a wave angle and a normal wave; 상기 타격부는 상기 타격 제어부의 트리거신호에 따라 작동하는 솔레노이드와, 상기 솔레노이드에 연결된 해머나 볼로 구성되고, 상기 타격 제어부는 상기 솔레노이드에 인가되는 전압으로 타격의 강도를 조절하고, 상기 솔레노이드의 여자시간으로 타격 접촉시간을 조절하는 것을 특징으로 하는 파각란 품질 판정 시스템.The striking unit is composed of a solenoid operated according to a trigger signal of the striking control unit, a hammer or a ball connected to the solenoid, the striking control unit controls the strength of the striking by the voltage applied to the solenoid, the excitation time of the solenoid The wave shell quality determination system, characterized in that for adjusting the impact contact time. 제1항에 있어서, 상기 파각란 품질 판정 시스템은The method of claim 1, wherein the shell angle quality determination system 상기 마이크와 상기 컴퓨터부 사이에 상기 마이크로부터 입력된 음파신호를 증폭하고 아날로그신호를 디지털로 변환하여 상기 컴퓨터로 전송하는 데이터 전송부를 더 구비한 것을 특징으로 하는 파각란 품질 판정 시스템.And a data transmission unit for amplifying the sound wave signal input from the microphone and converting the analog signal to digital between the microphone and the computer unit, and transmitting the digital signal to the computer. 제2항에 있어서, 상기 데이터 전송부는 The method of claim 2, wherein the data transmission unit 상기 마이크로부터 입력된 음파신호를 증폭하는 프리앰프와, 상기 프리앰프 의 아날로그 출력을 디지털로 변환하는 아날로그 디지털 변환부와, 상기 디지털로 변환된 각 채널의 데이터를 소정 포맷의 데이터로 패킷화하여 상기 컴퓨터부로 전송하는 통신 제어부로 구성된 것을 특징으로 하는 파각란 품질 판정 시스템.A preamplifier for amplifying the sound wave signal input from the microphone, an analog to digital converter for converting the analog output of the preamplifier into digital, and data of each digitally converted channel into data having a predetermined format Wave angle quality determination system comprising a communication control unit for transmitting to a computer unit. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 타격 제어부는The method of claim 1 or 2, wherein the hit controller 이송 중 회전하는 계란의 적도부를 다수 회 타격하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 파각란 품질 판정 시스템.The shellfish egg quality determination system, characterized in that the control to hit the equator portion of the egg that rotates during the transfer. 삭제delete 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 컴퓨터부는According to claim 1 or claim 2, wherein the computer unit 동일 검사대상에 대한 다수 회 음파신호를 입력받아 수신된 음파신호를 필터링하고 자기상관으로 잡음을 제거한 후 FFT하여 파워스펙트럼과 최대 공진주파수를 구하고, 다수 회 파워스펙트럼과 최대 공진주파수의 상관도와 표준편차를 구해 파각란과 정상란을 판정하는 것을 특징으로 하는 파각란 품질 판정 시스템.After receiving multiple sound wave signals for the same test object, the received sound wave signal is filtered, and noise is removed by autocorrelation to find the power spectrum and the maximum resonant frequency.The correlation and standard deviation between the power spectrum and the maximum resonant frequency are many times. The wave shell quality determination system, characterized in that to determine the wave shell and the normal egg. 제6항에 있어서, 상기 컴퓨터부는The method of claim 6, wherein the computer unit 1단계에서 최대 공진주파수와 그들의 표준편차를 이용하여 확실한 파각란을 먼저 선별하고, 2단계에서는 파워스펙트럼 간의 상관과 최대 공진주파수의 표준편차를 이용하여 미세 파각란을 선별하는 것을 특징으로 하는 파각란 품질 판정 시스템.In the first step, a robust wave column is selected first using the maximum resonance frequency and their standard deviation, and in the second step, the fine wave column is selected using the correlation between the power spectrum and the standard deviation of the maximum resonance frequency. . 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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