KR20120049217A - 달걀의 중량을 측정하는 방법 및 장치 - Google Patents

달걀의 중량을 측정하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 달걀의 중량을 측정하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 달걀을 적어도 200nm 파장을 갖는 전자기 방사선에 노출시켜, 상기 달걀을 조사(illuminating) 및/또는 검란(candling)하는 단계; 및 상기 조사 및/또는 검란 동안 전달되는 방사선 강도(intensity)의 차이(differences)로부터 얻어지는 이미지를 기록 및 처리하여, 이미지 데이터 및/또는 그 파생물(derivative)을 획득하는 단계를 포함하고, 또한 상기 방법은 적어도 제2 형태의 검사를 더 포함하여, 상기 이미지 데이터 및/또는 그 파생물과 조합하여 상기 달걀의 중량을 측정하는 것을 특징으로 한다. 제안된 제2 형태의 검사는 진동 분석을 이용하는 검사 또는 특수한 형태의 이미지 처리 및 이미지 분석을 이용하는 검사가 바람직하다. 더 나아가, 본 발명은 전술한 검사 방법에 적합한 기기 및 이러한 기기가 사용되는 장치(예, 선별 기계)와 관련된다.

Description

달걀의 중량을 측정하는 방법 및 장치 {Method for determining weights of eggs, and apparatus}
본 발명은, 달걀을 적어도 200nm 파장을 갖는 전자기 방사선에 노출시켜, 상기 달걀을 조사(illuminating) 및/또는 검란(candling)하는 단계; 및 상기 조사 및/또는 검란 동안 전달되는 방사선 강도(intensity)의 차이(differences)로부터 얻어지는 이미지를 기록 및 처리하여, 이미지 데이터 및/또는 그 파생물(derivative)을 획득하는 단계를 포함하는, 달걀의 중량을 측정하는 방법에 관한 것이다.
'Wiskundig broeden op een ei'(A. Heck, 2004)에는, 달걀의 사진으로부터 달걀의 부피를 측정하는 방법이 설명되어 있다. 달걀 부피의 수학적 모델링에 대한 설명을 제외하더라도, 달걀의 직경은 사진으로부터 일반적인 방식으로 측정될 수 있으며, 더 나아가 대칭성을 이용하여 달걀의 부피(V)가 측정될 수 있다. 이에 의하여, 당업자들에게 공지된 방식으로, 부피와 밀도(ρ)(또는 평균 밀도)를 조합(combining)하여 m = ρㆍV 에 의해 달걀의 중량 또는 질량(m)이 측정될 수 있다.
이러한 중량 측정 방식은 달걀을 선별(sorting)는 종래기술에는 간단히 적용될 수 없는데, 이는 전술한 밀도 값에 의해 획득될 수 있는 것보다 더 큰 정밀도를 요구하기 때문이다.
EP 제1856971호에는 새로 놓여지고 수집된 달걀들을 카운팅(counting)하는 방법 및 장치가 개시되어 있다. 이러한 카운팅은 카메라를 이용한 이미지 인식(image recognition)에 의해 수행되는데, 특히 중복 카운팅을 방지하는 것이 설명되어 있다. 이러한 이미지 인식이 더 정교한 경우, 카운팅된 달걀의 중량을 측정하는 것도 언급되어 있다. 이러한 측정으로 인하여, 카운팅된 달걀의 중량의 개요(overview)가 축적(compiling)될 수 있으며, 이에 따라 양계장의 프로세스 상태를 보다 잘 모니터링하고 양계장의 제어를 개선시킬 수 있다.
이러한 방법 및 장치는 이동하는(passing) 달걀의 중량을 측정하는데 이용될 수 있으며, 더 나아가 이러한 달걀을 선별(sorting)하는데 이용될 있다. 일반적으로 알려진 바와 같이, 달걀은 특히 중량에 의해 선별되는데, 여기서 이러한 달걀들의 정확한 중량 분배(예컨대, S-M-L-XL 등과 같은 공지된 중량 등급(class)을 이용한 분배)는 매우 중요하다. 보다 구체적으로, 중량 등급의 경계선(limit) 근처에서 중량에 의한 달걀의 정교한 구분은 매우 중요하다. 이러한 중요성은 달걀 한 묶음(batch)의 재정상 수익과 직접적으로 관련된다.
EP 제1856971호에 따른 중량 측정은 전술한 바와 같은 정밀한 선별을 위하여는 불충분하다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 달걀의 중량을 매우 정확하게 측정할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
중량 측정의 정확성을 향상시키기 위하여, 본 발명에 따른 방법은 적어도 하나의 제2 형태의 검사를 더 포함하여, 이미지 데이터 및/또는 그 파생물과 조합함으로써 달걀의 중량을 측정하는 것을 특징으로 한다.
예컨대, 본 발명의 일 측면에 따르면, 달걀 껍질의 세부사항(details)(예, 껍질의 두께) 및/또는 달걀 에어 셀(air cell)을 고려하는 제2 형태의 측정을 이용하여 정밀도 향상을 이룰 수 있는데, 이는 하기에서 상세 설명될 것이다.
본 발명은 다음과 같이 규정될 수 있다.
『달걀의 중량을 측정하는 방법에 있어서,
적어도 200nm 파장을 갖는 전자기 방사선을 이용하여 달걀의 이미지를 생성하는 제1 형태의 검사를 수행하는 단계;
달걀을 검출하는 제2 형태의 검사를 수행하는 단계; 및
달걀의 중량을 측정하기 위하여 제1 형태의 검사 및 제2 형태의 검사의 결과를 처리하는 단계를 포함하는 방법.』
제1 형태의 검사 결과는 특히 달걀의 이미지(특히, 조사(illuminating) 및/또는 검란(candling)에서 전달되는 방사선 강도의 차이로부터 얻어진 이미지), 예컨대 이미지 데이터를 포함한다. 여기서 '검사 결과'라는 용어는 '검사 결과의 파생물(derivative)'을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제2 형태의 검사 결과는 검사 종류에 따른다. 예컨대, 강성도(stiffness) 검사의 경우 강성도, X-선 검사의 경우 X-선 방사선을 통해 얻어지는 에어 셀 및/또는 달걀 껍질의 이미지 등이 될 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명에 따른 실시예들은 다음과 같은 하나 이상의 특징을 갖는다.
- 제2 형태의 검사는, 달걀에 인가되는 시간에 대한 압력 변화의 결과로서, 각 달걀의 껍질에 대해 적어도 강성도 K 및/또는 그 파생물을 측정한다.
- 달걀은 탭퍼 유닛(tapper unit)에 의해 진동되고, 이에 따라 달걀의 진동 특성으로부터 적어도 강성도 K 및/또는 그 파생물이 측정되고, 이미지 데이터 및/또는 그 파생물(예, 달걀에 대한 제1 형태의 검사 측정 결과)과 껍질의 강성도 및/또는 그 파생물을 조합함으로써 달걀의 중량이 측정된다.
더 나아가, 본 발명의 추가적인 실시예는 제2 형태의 검사를 포함하는데, 달걀은 탭퍼 유닛에 의해 진동되고, 이에 따라 탭퍼 유닛의 진동 특성으로부터 적어도 강성도 K 및/또는 그 파생물이 측정되고, 이미지 데이터 및/또는 그 파생물(예, 달걀에 대한 제1 형태의 검사 측정 결과)과 껍질의 강성도 및/또는 그 파생물을 조합함으로써 달걀의 중량이 측정된다.
현재의 달걀 선별 기계에서 달걀은 실질적으로 항상 진동 분석을 이용하여 파손에 대한 테스트를 거치기 때문에, 전술한 실시예는 중량 측정을 위해 동일한 분석 데이터가 사용될 수 있다는 큰 장점을 가진다. 더 나아가, 그 결과로서, 중량 검출기, 즉 로드 셀(load cells)과 같은 일반적인 계량 장치는 생략될 수 있으며, 이에 의해 추가적인 오염 가능성이 제거되고 위생 상태를 개선시킬 수 있다.
특히, 달걀에 제어된 압력을 인가함으로써 달걀 껍질을 테스트하는 것은 당업자에게는 공지된 사실이다. EP 제738888호에서는 달걀이 탭퍼(tapper)에 의해 태핑(tapping)되는 것이 개시되어 있는데, 상기 탭퍼에서는 바운싱 볼 몸체(bouncing ball body)가 달걀의 국부적인 껍질 상태를 나타내는 신호들을 생성한다. EP 제1238582호에 따르면, 달걀 껍질이 또한 테스트되지만, EP 제738888호와는 대조적으로 달걀의 진동 모드가 전체적으로 매핑(mapping)된다. NL 제1018940호에는 획득된 진동 특성으로부터 달걀의 구체적인 기계적 성질을 얻어내는 방법이 설명되어 있다. NL 제1018940호는 본 발명에 참조되어 결합된다.
본 발명의 다른 실시예에서 본 발명에 따른 방법은 다음과 같은 하나 이상의 특징을 갖는다.
- 제2 형태의 검사는, 달걀을 X-선에 노출하고, 이에 의해 각 달걀의 에어 셀의 데이터를 획득하고, 이미지 데이터 및/또는 그 파생물(예, 달걀에 대한 제1 형태의 검사 측정 결과)과 에어 셀의 데이터를 조합함으로써 달걀의 중량이 측정된다.
- 제2 형태의 검사는, 달걀을 X-선에 노출하고, 이에 의해 각 달걀의 껍질의 데이터를 획득하고, 이미지 데이터 및/또는 그 파생물(예, 달걀에 대한 제1 형태의 검사 측정 결과)과 달걀 껍질의 데이터를 조합함으로써 달걀의 중량이 측정된다.
- X-선은 달걀 검란(candling)을 위하여 최대 5nm 파장을 가지며, 상기 이미지는 검란동안 전달되는 방사선의 강도(intensity) 차이(difference)에 의해 기록되고, 상기 이미지는 처리되어, 적어도 밀도에 있어 변화(transition) 및/또는 그로부터 유도되는 특징들이 획득된다.
- X-선 방사선은 실질적으로 라인 스펙트럼(line spectrum) 형태의 방사선을 포함한다.
- X-선 방사선은 실질적으로 연속 스펙트럼(continuous spectrum) 형태의 방사선을 포함한다.
- X-선 방사선은 연속 스펙트럼 형태 및 라인 스펙트럼 형태의 방사선을 포함한다.
큰 장점으로 인하여, 전술한 방법은 일반적으로 공지된 X-선 의료 장치를 이용하여 수행될 수 있다. 이들은 예컨대 치과 검사를 위한 유닛을 포함하며, 이러한 유닛은 매우 컴팩트한 하우징(compact housing)으로 제조될 수 있다.
특히, X-선은 본 출원인 명의의 EP 제08022372.2호에서도 사용되었는데, X-선으로 인하여 달걀 구조의 세부사항이 얻어질 수 있으며, 이에 의해 달걀의 중량이 정밀하게 측정될 수 있다. 그러나, 상기 장치 및 방법은 신속한 측정에는 사용될 수 없다.
또한, 본 발명은, 전술한 설명들 중 적어도 하나에 따른 방법을 사용하는 단계; 및 적어도 상기 방법에 따라 획득되는 중량을 분류(classifying)를 위한 기준(criteria)과 비교하는 단계를 포함하는, 달걀을 분류하는 방법과 관련된다.
더 나아가, 본 발명은, 전술한 바와 같이 달걀을 분류하는 단계; 및 상기 분류에 상응하여 상기 달걀을 선별(sorting)하는 단계를 포함하는, 달걀을 선별하는 방법과 관련된다.
또한, 이러한 방법들은 장치에서 직접적으로 구현될 수 있으며, 그 결과 본 발명은 또한 전술한 설명들 중 적어도 하나에 따른 방법에 따라서 달걀을 분류하는 장치와 관련된다. 본 발명에 따른 달걀을 분류하는 장치는 달걀을 선별하는 장치에 구비될 수 있다.
본 발명에 따르면, 달걀의 중량을 매우 정밀하게 측정할 수 있는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명에 따른 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일반적으로 의료 장치에 사용되는 공지된 카메라로 촬영한 X-선 이미지를 나타낸 것이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 달걀의 중량을 측정하는 방법의 일 실시예를 개략적으로 도시한 것으로, 이는 적어도 200nm의 파장을 갖는 전자기 방사선을 이용하여 달걀의 이미지를 생성하는 제1 형태의 달걀 검사를 수행하는 단계(제1 단계); 달걀을 검출하는 제2 형태의 검사를 수행하는 단계(제2 단계); 및 중량을 결정하기 위하여 제1 형태의 검사 및 제2 형태의 검사의 결과를 처리하는 단계(제3 단계)를 포함한다.
도 1은 달걀의 중량 또는 질량을 (기계적인 방식과는 다른 방식으로) 측정하기 위한 본 발명의 방법에 따른 연속적인 단계들을 개략적으로 나타내는 도면이다. 본 기술의 경우 물리적인 의미에서 중량과 질량 사이에 구별을 필요로 하는 특별한 상황이 발생하지 않으므로, 혼동을 피하기 위하여, 본 발명에서는 중량과 질량을 동일한 의미로 사용하기로 한다. 만약 필요하다면, 중량 또는 질량은 'm'으로 표기하기로 한다.
도 1에서, 본 발명에 따른 제1 단계는 제1 블록(1)으로 나타내었다. 상기 단계는 달걀을 광학적으로(optically) 이미징(imaging)한다. 광학적이란 말은 실질적으로 가시 영역(visible region)에서, 특히 200nm 이상의 파장에서, 전자기 스펙트럼을 사용하는 것을 의미한다. 이미징이란 말은 객체, 즉 달걀을 관찰(observation)하는 것을 의미한다. 참고로, 관찰은 당업자에게 일반적으로 공지된 방식으로 기록되게 된다.
기록은 일반적으로 카메라를 이용하여 수행될 수 있으며, 또한 빔(beam)으로 스캐닝(scanning)할 수도 있다. 모든 경우에 있어서, 상기 관찰은 원주(circumference)를 결정할 수 있도록 한다. 상기 원주는 간단한 방식으로 달걀의 부피를 결정할 수 있도록 한다. 대부분의 경우에 있어서, 달걀의 형태는 실질적으로 대칭이다. 즉, 달걀의 종축에 대해 대칭이다. 대칭으로부터의 편차(deviation)가 아주 큰 경우, 예컨대 윤곽(contour)으로서의 원주는 추가적인 측정을 위해 사용된다.
이미 전술한 바와 같이, 중량 또는 질량은 예컨대 제1 형태의 검사로부터 얻은 측정 결과(예, 달걀의 원주)를 이용하는 일반적으로 공지된 방식으로 측정될 수 있다. 언급한 바와 같이, 일반적으로 공지된 방식의 경우, 달걀의 부피(V)는 달걀의 원주(달걀의 직경)로부터 측정될 수 있다. 이와 관련하여, 달걀이 중량 또는 질량(m)은 부피와 밀도(ρ)(또는 평균 밀도)를 조합하여 m = ρㆍV 에 의해 측정될 수 있다.
도입부에서 언급한 바와 같이, 상기 측정은 정확한 선별(sorting)을 위한 장치에는 불충분하다. 이러한 단점을 제거하기 위한 것으로, 도 1에는, 본 발명에 따른 방법에서 제2 단계를 나타내는 제2 블록(2)이 도시되어 있다. 상기 제2 단계는 제2 검사를 나타내며, 이에 의해 제1 검사의 불충분한 정밀도가 충족된다. 이에 의해서, 특히, 달걀 몸체의 추가적인 세부사항, 즉 에어 셀(air cell) 및/또는 달걀 껍질(eggshell)이 측정될 수 있다. 또한, 달걀 흰자와 달걀 노른자로 구성되는 달걀 유체의 성분 차이가 선별을 위해 요구되는 전술한 정밀도와 상관이 없다는 것을 알 수 있다.
제2 단계는 몇몇 다른 방식으로 수행될 수 있다. 가능한 방식 중 첫번째 방식은 달걀의 진동 특성을 측정하는 것이다. 보다 구체적으로, 강성도(stiffness) K가 측정될 수 있다. 상기 가능한 방식은 이미 NL 제1018940호의 논의에서 설명되어 있다. 이러한 물리적 몸체(physical body)의 동적 특성과의 차이점은 파생된 특성들 중 하나인, 예컨대 달걀 껍질의 두께이다.
전술한 바와 같이, 달걀은 예컨대 탭퍼 유닛(tapper unit)에 의해 진동될 수 있으며, 이에 의해 적어도 강성도 K 및/또는 그 파생물이 달걀의 진동 특성으로부터 측정될 수 있다. 또한, 달걀은 탭퍼 유닛에 의해 진동될 수 있으며, 이에 의해 적어도 강성도 K 및/또는 그 파생물이 탭퍼 유닛의 진동 특성으로부터 측정될 수 있다.
NL 제1018940호에 따르면, 강성도 K를 이용하여 달걀 껍질의 두께(T)가 측정될 수 있다. 이에 의하여, 도 1의 제3 블록(3)으로 도시된 바와 같이, 제1 블록(1)에 의한 측정과 결합하여, 전술한 중량 측정이 조정되며, 그 결과 많은 경우에 있어서 얻어진 정밀도는 정밀한 선별을 위한 장치에 충분하다.
제2 블록(2)의 제2 단계에 대한 추가적인 실시예로서, 달걀의 X-선 이미지(X-ray image)가 사용될 수 있다. 특히, 도 2에는 그 예가 나타나 있다. 도시된 사진은 일반적으로 공지된 의료 장치용 카메라 시스템을 사용하여 얻은 것이다. 여기에 사용된 X-선 방사선은 기껏해야 5nm 파장을 갖는다. 이러한 기술은 잘 쉴딩된(well-shielded) 카메라 및 신속한 실시간 데이터 처리가 가능할 정도로 지금까지 발전해 왔다. 달걀(10) 사진에서는 에어 셀(11)과 껍질(12)이 관찰된다. 또한, 이러한 측정 방식의 경우, 제1 블록에 따른 부피 측정과 결합하여, 달걀 껍질과 에어 셀의 기하학적 특성이 측정되어, 밀도에 대한 잘 알려진 기준값들 예컨대 통계 계산 모델과 결합되어, 제3 블록(3)으로 나타낸 제3 단계에 따라서 달걀의 중량이 매우 정확하게 측정될 수 있다.
당업자는 본 발명에 대한 다양한 변화나 변형은 특허청구범위에 의해 보호된다는 것을 알 것이다. 예컨대, 카메라 사진에 있어서 콘트라스트(contrast)의 세부사항을 이용함으로써, 중량 측정이 보다 더 정밀하고 향상될 수 있을 것이다.

Claims (15)

  1. 달걀의 중량을 측정하는 방법에 있어서,
    달걀을 적어도 200nm 파장을 갖는 전자기 방사선에 노출시켜, 상기 달걀을 조사(illuminating) 및/또는 검란(candling)하는 단계; 및
    상기 조사 및/또는 검란 동안 전달되는 방사선 강도(intensity)의 차이(differences)로부터 얻어지는 이미지를 기록 및 처리하여, 이미지 데이터 및/또는 그 파생물(derivative)을 획득하는 단계를 포함하고,
    상기 방법은 적어도 제2 형태의 검사를 더 포함하여, 상기 이미지 데이터 및/또는 그 파생물과 조합하여 상기 달걀의 중량을 측정하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 형태의 검사는
    상기 달걀의 껍질에 인가되는 시간에 대한 압력 변화의 결과에 기초하여, 각 달걀의 껍질의 적어도 강성도(stiffness) K 및/또는 그 파생물을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 달걀은 탭퍼 유닛(tapper unit)에 의해 진동되며, 적어도 상기 강성도 K 및/또는 그 파생물이 상기 달걀의 진동 특성으로부터 측정되고, 상기 이미지 데이터 및/또는 그 파생물과 상기 껍질의 강성도 및/또는 그 파생물을 조합하여 상기 중량을 측정하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 달걀은 탭퍼 유닛에 의해 진동되며, 적어도 상기 강성도 K 및/또는 그 파생물이 상기 탭퍼 유닛의 진동 특성으로부터 측정되고, 상기 이미지 데이터 및/또는 그 파생물과 상기 껍질의 강성도 및/또는 그 파생물을 조합하여 상기 중량을 측정하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제2 형태의 검사는
    상기 달걀을 X-선에 노출시켜 적어도 각 달걀의 에어 셀(air cell)의 데이터를 획득하고, 상기 이미지 데이터 및/또는 그 파생물과 상기 에어 셀의 데이터를 조합하여 상기 중량을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제2 형태의 검사는
    상기 달걀을 X-선에 노출시켜 적어도 각 달걀의 껍질의 데이터를 획득하고, 상기 이미지 데이터 및/또는 그 파생물과 상기 껍질의 데이터를 조합하여 상기 중량을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 X-선은 달걀 검란(candling)을 위하여 최대 5nm 파장을 가지며,
    상기 이미지는 검란동안 전달되는 방사선의 강도(intensity) 차이(difference)에 의해 기록되고,
    상기 이미지는 처리되어, 적어도 밀도에 있어 변화(transition) 및/또는 그로부터 유도되는 특징들이 획득되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 X-선 방사선은 실질적으로 라인 스펙트럼(line spectrum) 형태의 방사선을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 X-선 방사선은 실질적으로 연속 스펙트럼(continuous spectrum) 형태의 방사선을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 X-선 방사선은 연속 스펙트럼 형태 및 라인 스펙트럼 형태의 방사선을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 달걀을 분류(classifying)하는 방법에 있어서,
    제1항 내지 제10항 중 적어도 하나에 따른 방법을 사용하는 단계; 및
    적어도 상기 방법에 따라 획득되는 중량을 분류를 위한 기준(criteria)과 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 달걀을 선별(sorting)하는 방법에 있어서,
    제11항의 방법에 따라서 달걀을 분류하는 단계; 및
    상기 분류에 상응하여 상기 달걀을 선별하는 단계를 포함하고,
    상기 달걀은 패킹 유닛(packing unit)에 수집되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 달걀은 달걀 선별 기계의 회전 롤러 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제11항의 방법에 따라서 달걀을 분류하는 장치.
  15. 제12항의 방법에 따라서 달걀을 선별하는 장치.
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