KR20150119398A - 광학식 입상물 선별기 - Google Patents

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KR20150119398A
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Abstract

판별 수단은, 입상물의 R, G 및 B 의 각 파장 성분을 3 차원 색공간 상에서 데이터 작성하는 3 차원 색분포 데이터 작성부와, 양품 클러스터 영역과 불량품 클러스터 영역으로 나누는 마하라노비스 거리 경계면 작성부와, 양품 클러스터 영역 및 불량품 클러스터 영역의 각 중심 위치를 구하고, 각 중심 위치간의 거리가 가장 멀어지는 경계면을 설정하는 유클리드 거리 경계면 작성부와, 상기 각 경계면의 교선에 의해 이차원 색분포 데이터로 변환하는 이차원 데이터 변환부와, 이차원 색분포 데이터 상의 불량품 클러스터 영역에 관성 등가 타원을 맞추어 폐쇄 영역을 작성하고, 당해 폐쇄 영역 내에 임계값을 설정하고 임계값 설정부를 구비한다.

Description

광학식 입상물 선별기{OPTICAL GRANULAR SUBSTANCE SORTER}
본 발명은 쌀, 보리 등의 곡물이나 수지 펠릿 등의 입상물을 양품과 불량품으로 선별하거나 입상물에 혼입되는 이물질을 분풍에 의해 날려 제거하거나 하는 광학식 입상물 선별기에 관한 것이다.
종래, 광학식 입상물 선별기에서는, 선별 작업에 앞서 미리 조작자가 광학 검출 수단에 설정되어 있는 기준의 임계값을 변화시켜 감도 레벨의 조정을 실시하고 있다. 이 감도 레벨의 조정에 의해, 어느 이물질 (유리, 돌 등) 을 피선별물로부터 선별·제거 대상으로 할지, 또는 어느 착색 입자 (불량 입자, 백탁미, 약간 탄 쌀 등) 를 피선별물로부터 선별·제거 대상으로 할지를 조정할 수 있다. 이와 같이, 감도 레벨을 적정한 감도로 설정함으로써 이물질 및 착색 입자 등의 불량품을 적확하게 제거하는 것이 가능해진다. 요컨대, 감도가 지나치게 낮으면, 양품과 불량품을 적확하게 판별할 수 없고, 배제 수단이 잘 작동하지 않아 양품에 불량품이 혼입된다. 또, 감도가 지나치게 높으면, 배제 수단이 과잉으로 반응하여 불량품과 함께 양품도 선별하여, 수율이 나빠진다는 문제가 발생한다.
선별 작업에 앞서 조작자에 의한 감도 레벨의 조정을 실시하는 것은 번거롭고, 또, 감도 레벨의 빈번한 조정이 선별 정밀도에 불안정함을 일으키는 요인이 될 우려가 있었다. 그래서, 이와 같은 문제를 해결하기 위하여, CCD 센서 등의 촬상 수단에 의해 촬상되고 있는 입상물의 화상을 조작 패널 상에 표시시키고, 이 표시를 보면서 조작자가 감도 조정을 실시할 수 있는 색채 선별기가 제안되어 있다 (특허문헌 1 참조).
이 색채 선별기는, 입상물을 연속상으로 이송하는 이송 수단과, 이송되는 입상물을 검출 위치에 있어서 조명하는 조명 수단을 구비하고 있다. 또, 조명된 입상물을 검출 위치에 있어서 촬상하는 촬상 수단과, 촬상 수단의 화상 신호와 외형 임계값의 비교에 기초하여 입상물의 윤곽 형상을 외형 2 가 데이터로서 출력하는 외형 처리 수단도 구비하고 있다. 또한, 소정의 농도에 대응한 임계값을 초과하는 부분을 갖는 입상물을 불량 입상물로서 판정하고, 당해 불량 입상물의 불량 부분을 불량 화소 2 치 데이터로서 출력하는 불량 판정 수단도 구비하고 있다. 또, 외형 처리 수단으로부터의 외형 2 치 데이터에, 불량 판정 수단으로부터의 불량 화소 2 치 데이터를 합성하여 표시하는 입상물 표시 수단과, 불량 판정 수단으로부터의 불량 화소 2 치 데이터를 표시하는 불량물 표시 수단을 구비하고 있다. 또한, 임계값을 각 표시 수단을 보면서 변경하기 위한 임계값 조정 수단을 구비한 표시 조정 기구도 구비하고 있다.
이로써, 조작자는 설정 감도에 의해 불량 판정된 불량 입상물을 표시 수단에 의해 확인 후, 감도의 조정을 할 수 있으므로, 보다 정확한 감도 조정을 실시할 수 있다는 작용·효과가 있다.
특허문헌 1 에 기재된 색채 선별기로는, 입상물의 화상을 조작 패널 상에 표시시키고, 조작자가 이 표시를 보면서 감도 조정을 실시하는 것이다. 여기서, 어느 정도의 이물질을 선별·제거 대상으로 할지, 또는 어느 정도의 착색 입자를 선별·제거 대상으로 할지 등에 대해 조작자의 판단이나 노하우 등이 필요해질 우려가 있었다.
일본 공개특허공보 2005-74412호
상기 문제점을 감안하여 본 발명은 인간의 눈에 가까운 RGB 의 3 차원 색공간 정보를 유효하게 이용하여 임계값 설정을 실시하고, 감도 조정시에는 조작자의 판단이나 노하우 등이 불필요한 광학식 입상물 선별기를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 양품, 불량품 및 이물질을 포함하는 입상물을 연속적인 흐름이 되도록 이송하는 이송 수단과, 그 이송 수단에 의해 이송된 상기 입상물을 검사하는 검사 수단과, 그 검사 수단에 의해 검사된 입상물의 개개의 색정보에 기초하여 분리 대상물로 하는지의 여부를 판별하는 판별 수단과, 그 판별 수단에 의해 판별된 분리 대상물을 연속적인 흐름으로부터 배제하는 배제 수단을 구비한 광학식 입상물 선별기로서,
상기 검사 수단은, 상기 입상물에 광을 조명하는 조명부와, 상기 입상물을 투과한 광 또는 상기 입상물로부터 반사한 광을 검지하는 광 검지부를 구비하고,
상기 판별 수단은, 상기 광 검지부에 의해 검지한 상기 입상물의 R, G 및 B 의 광의 각 파장 성분을 3 차원 색공간 상에 플롯하여 입상물 샘플의 3 차원 색분포 데이터를 작성하는 3 차원 색분포 데이터 작성부와,
그 3 차원 색분포 데이터 작성부에 의해 작성된 3 차원 색분포 데이터에 마하라노비스 거리로 산출된 경계면을 설정하고, 양품을 많이 포함하는 제 1 양품 클러스터 영역과 불량품 및 이물질을 많이 포함하는 제 1 불량품 클러스터 영역으로 나누는 마하라노비스 거리 경계면 작성부와,
그 마하라노비스 거리 경계면 작성부에 의해 형성된 제 1 양품 클러스터 영역 및 제 1 불량품 클러스터 영역의 각 중심 (重心) 위치를 구함과 함께, 당해 각 중심 위치간의 거리가 가장 멀어지는 유클리드 거리로 산출된 경계면을 설정하고, 제 2 양품 클러스터 영역과 제 2 불량품 클러스터 영역으로 나누는 유클리드 거리 경계면 작성부와,
상기 마하라노비스 거리로 산출된 경계면과 상기 유클리드 거리로 산출된 경계면의 교선을 구하고 그 교선 상에 시점을 두도록 상기 3 차원 색분포 데이터를 이차원 색분포 데이터로 변환하는 이차원 데이터 변환부와,
그 이차원 데이터 변환부에 의해 변환된 이차원 색분포 데이터 상의 불량품 클러스터 영역에 관성 등가 타원을 맞추어 폐쇄 영역을 작성하고, 당해 폐쇄 영역 내에 임계값을 설정하는 임계값 설정부를 구비한다는 기술적 수단을 강구하였다.
이로써, 인간의 눈에 가까운 RGB 의 3 차원 색공간 정보를 유효하게 이용하여 임계값 설정을 실시하고, 감도 조정시에는 조작자의 판단이나 노하우 등이 불필요한 광학식 입상물 선별기를 제공할 수 있다.
도 1 은 실시형태에 있어서의 광학식 입상물 선별기의 전체를 나타내는 사시도이다.
도 2 는 동 선별기의 내부 구조를 나타내는 개략 종단면도이다.
도 3 은 동 선별기의 카메라로부터 얻어지는 신호를 처리하는 신호 처리 수단의 블록도이다.
도 4 는 도 3 의 신호 처리부와 CPU 및 메모리를 개념적으로 설명한 블록도이다.
도 5 는 신호 처리부의 작업 순서를 나타내는 흐름도이다.
도 6 은 임계값 산출 공정을 상세하게 나타낸 흐름도이다.
도 7 은 양품 샘플 및 불량품 샘플의 3 차원 색공간 상에 있어서의 RGB 상관도이다.
도 8 은 양품 샘플 및 불량품 샘플의 최적 이차원 표시면에 있어서의 RGB 상관도이다.
도 9 는 최적 이차원 표시면의 불량품 클러스터에 관성 등가 타원을 맞췄을 때의 도면이다.
도 10 은 관성 등가 타원에 외접 사각형을 적용했을 때의 도면이다.
도 11 은 관성 등가 타원의 외접 사각형의 장축 방향 양 단점과 양품 클러스터의 중심을 잇는 2 개의 직선을 작성할 때의 도면이다.
도 12 는 관성 등가 타원을 둘러싸는 폐쇄역을 형성할 때의 6 개의 평면을 작성할 때의 도면이다.
도 13 은 평면의 작도 상의 예외를 설명하는 도면이다.
도 14 는 관성 등가 타원을 둘러싸는 6 개의 평면으로 작성한 임계값의 산출과, 최소, 중간 및 최대의 3 개의 감도 레벨을 대응시킬 때의 도면이다.
본 발명을 실시하기 위한 형태를 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1 은 본 실시형태의 광학식 입상물 선별기의 전체를 나타내는 사시도이고, 도 2 는 동 선별기의 내부 구조를 나타내는 개략 종단면도이고, 도 3 은 동 선별기의 카메라로부터 얻어지는 신호를 처리하는 신호 처리 수단의 블록도이고, 도 4 는 도 3 에 나타내는 신호 처리부 및 CPU/메모리의 내부 구성을 나타내는 개념도이다.
도 1 에 나타내는 바와 같이, 광학식 입상물 선별기 (1) 는, 거의 사다리꼴상의 기계틀 (2) 내에, 복수의 1 차 선별부 (3A) (도 1 에서는 좌측단으로부터 3 개째까지의 선별부) 와, 복수의 2 차 선별부 (3B) (도 1 에서는 우측단으로부터 2 개째까지의 선별부) 를 병설하여 배치하고 있다. 각각의 선별부 (3A, 3B) 에는 종래 기술과 동일한 구성 부품이 배치되어 있다. 또한, 본 실시형태에서는 복수의 1 차 선별부 (3A) 와 복수의 2 차 선별부 (3B) 를 병설한 구성으로 하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 복수의 1 차 선별부와 단일의 2 차 선별부와 단일의 3 차 선별부를 병설한 구성 등, 여러 가지 바리에이션을 설정할 수 있다.
다음으로, 도 2 를 참조하여 상기 1 차 선별부 (3A) 의 각 구성 부품에 대해 설명한다. 1 차 선별부 (3A) 는, 이송 수단으로서의 슈트 (4) 와, 곡물 등의 입상물을 저류하기 위한 저류 탱크 (5) 와, 저류 탱크 (5) 로부터의 입상물을 슈트 (4) 에 반송하기 위한 진동 피더 (6) 와, 슈트 (4) 하단으로부터 낙하하는 입상물을 검출하는 광학 검출부 (7) 와, 광학 검출부 (7) 의 하방에 형성한 이젝터 노즐 (8) 과, 이젝터 노즐 (8) 의 하방에 형성된 양품 회수통 (9) 과, 양품 회수통 (9) 에 병설되는 불량품 회수통 (10) 과, 보조 불량품 회수통 (11) 이 구비되어 있다. 슈트 (4) 는 수평 위치로부터 약 60 도의 각도로 경사져 배치되어 있다. 광학 검출부 (7) 는, 슈트 (4) 하단으로부터 낙하하는 입상물의 낙하 궤적의 상하를 사이에 두고 형성된다. 양품 회수통 (9) 은, 이젝터 노즐 (8) 로부터의 분풍을 받지 않고 그대로 낙하 궤적의 입상물을 수용한다. 불량품 회수통 (10) 은, 이젝터 노즐 (8) 로부터의 분풍을 받은 불량 입자가 회수된다. 보조 불량품 회수통 (11) 은, 이젝터 노즐 (8) 로부터의 분풍을 받고 손상되어, 주위의 부재에 부딪혀 튀어오른 불량 입자가 회수된다.
1 차 선별부 (3A) 에 있어서는, 슈트 (4) 의 형상을, 입상물을 광폭으로 띠상으로 활주시키기 위해서 홈부가 없는 평판 형상으로 형성하고 있다. 그리고, 슈트 (4) 로부터의 입상물이 넘치는 것을 방지하고, 또한, 선별 대상의 입상물이 슈트 (4) 를 활주 중에 바닥면으로부터 떠오르는 것을 방지하기 위해서, 바닥면으로부터 소정 간격을 두고 슈트 커버 (4a) 를 형성하고 있다. 또한, 슈트 (4) 의 형상에 대해서는, 평판 형상 이외의 형상이이도 된다. 또, 슈트 커버 (4a) 를 생략할 수도 있다.
진동 피더 (6) 는, 지지부 (6b) 상에 피더 트로프 (6a) 가 지지되어 구성되어 있고, 전자 구동 코일 (6c) 등의 진동 부재를 작동시킴으로써 입상물을 슈트 (4) 에 공급할 수 있다.
광학 검출부 (7a, 7b) 는, 각각 상자체 (12a, 12b) 에 의해 둘러싸여 형성되어 있다. 곡물의 낙하 궤적의 전측에 있는 상자체 (12a) 에는, 가시광용의 CCD 카메라 (13a) 와, 근적외광용 NIR 카메라 (14) 와, 형광등 등으로 이루어지는 가시광원 (15a, 15b) 과, 할로겐 램프 등으로 이루어지는 근적외광원 (16a) 과, 광학 검출부 (7b) 의 대향용 백그라운드 (17a) 가 내장되어 있다. 곡물의 유하 궤적의 후측에 있는 상자체 (12b) 에는, 가시광용의 CCD 카메라 (13b) 와, 형광등 등으로 이루어지는 가시광원 (15c, 15d) 과, 할로겐 램프 등으로 이루어지는 근적외광원 (16b) 과, 광학 검출부 (7a) 의 대향용 백그라운드 (17b, 17c) 가 내장되어 있다. 그리고, 상자체 (12a, 12b) 의 곡물의 낙하 궤적측에는, 투명 유리로 이루어지는 창 부재 (18a, 18b) 가 끼워 넣어져 있다.
이젝터 노즐 (8) 에는, 도시되어 있지 않은 에어 컴프레서로부터의 공기가 서브 탱크 (19), 에어관 (20), 전자 밸브 (21) 를 통하여 튜브 (22) 로부터 공급된다. 서브 탱크 (19) 는 에어 컴프레서로부터의 공기를 일단 저류한다. 서브 탱크 (19) 를 형성함으로써 이젝터 노즐 (8) 을 통하여 소비되는 에어량이 많은 경우라도, 에어가 부족해질 우려가 없다.
기계틀 (2) 의 전방의 경사벽에는, 에어 실린더 (23) 에 의해 상하 방향으로 회동 가능한 전면 도어 (24) 가 형성되어 있다. 이로써, 청소 등의 메인터넌스 작업을 용이하게 실시하는 것이 가능하다. 전면 도어 (24) 의 하방에는, 터치 패널로 이루어지는 조작반 및 모니터가 겸용된 액정 디스플레이 (25) 및 전원 스위치 (26) 가 형성되어 있다. 조작자의 눈의 높이 위치에 액정 디스플레이 (25) 및 전원 스위치 (26) 를 배치 형성함으로써 기계 조작을 용이하게 실시하는 것이 가능하다.
다음으로, 2 차 선별부 (3B) 의 구성을 설명한다. 1 차 선별부 (3A) 와 상이한 점으로서 슈트 (4) 의 형상을 들 수 있다. 2 차 선별부 (3B) 용의 슈트 (4) 는 곡물을 복수열상으로 분할한 상태에서 활주시키기 위한 복수의 홈부가 형성되어 있다. 홈부의 단면 형상으로는, U 자상의 것, V 자상의 것, 凹 자상의 것 등, 적절히 채용할 수 있다 (모두 도시는 생략한다). 그 나머지 구성은 상기 1 차 선별부 (3A) 와 거의 동일한 구성이다. 도 2 의 부호 27 은 불량품 수구 (受口) 이고, 부호 28 은 양품 수구이고, 부호 29 는 보조 불량품 수구이고, 부호 30 은 샘플 취출부이다.
도 3 및 도 4 를 참조하여 신호 처리 수단의 구성을 설명한다. 가시광용의 CCD 카메라 (13a, 13b) 및 NIR 카메라 (14) 는, 카메라에서 취득한 화상을 2 치화 처리하기 위한 신호 처리부 (31) 에 전기적으로 접속되어 있다. 신호 처리부 (31) 는, 2 치화 처리한 화상을 저장하여 필요한 처리를 가하는 CPU 및 메모리부 (32) 에 전기적으로 접속되어 있다. CPU 및 메모리부 (32) 는, 액정 디스플레이 (25) 가 전기적으로 접속되어 있다.
도 4 를 참조하면, 신호 처리부 (31) 는, 화상 데이터를 일시적으로 저장하는 화상 데이터 취득 기구 (33) 와, 임계값 데이터 저장 메모리 (34) 와, 취득한 화상 데이터를 2 치화 처리하기 위한 2 치화 계산 기구 (35) 와, 양품인지 불량품인지를 판별하는 양품/불량품 판별 기구 (36) 를 구비하고 있다. 임계값 데이터 저장 메모리 (34) 는, 화상 데이터 취득 기구 (33) 에서 취득한 화상 데이터에 대해 양품으로 할지 불량품으로 할지를 결정하는 임계값 데이터를 저장한다. CPU 및 메모리부 (32) 는, 화상 데이터 취득 기구 (33) 로부터의 데이터를 저장하기 위한 화상 데이터 저장 메모리 (37) 와, 임계값을 계산하고 임계값 데이터 계산 기구 (38) 와, 조작 신호 수신 기구 (39) 를 구비하고 있다. 임계값 데이터 계산 기구 (38) 는, 화상 데이터 저장 메모리 (37) 에 저장된 화상 데이터에 기초하여 임계값을 계산한다. 조작 신호 수신 기구 (39) 는, 액정 디스플레이 (25) 의 터치 조작의 신호를 수신하거나 처리 후의 화상 데이터를 모니터에 출력하거나 한다.
신호 처리부 (31) 내의 양품/불량품 판별 기구 (36) 에는, 이젝터 구동 회로 (40) 가 전기적으로 접속되어 있다. 이젝터 구동 회로 (40) 에는, 전자 밸브 (21) 가 전기적으로 접속되어 있다. 전자 밸브 (21) 는, 이젝터 구동 회로 (40) 로부터의 신호에 기초하여 이젝터 노즐 (8) 로부터 공기를 분사시킨다.
상기 구성의 광학식 입상물 선별기의 작용에 대해 상세하게 설명한다.
도 5 는 신호 처리부의 작업 순서를 나타내는 흐름도이다. 도 5 중, 스텝 101 에서 103 까지는, 양품 패턴/불량품 패턴 학습 공정이고, 스텝 104 에서 108 까지는, 상기 양품 패턴과 불량품 패턴의 경계가 되는 임계값을 자동적으로 산출하는 임계값 산출 공정이고, 스텝 109 는, 임계값 산출 공정에서 산출된 임계값을 자동적으로 조정하는 임계값 결정 공정이다. 양품 패턴/불량품 패턴 학습 공정에서는, 조작자가 미리 준비한 양품, 불량품 및 이물질의 각각의 샘플을 슈트에 흘려보낸 후, 양품, 불량품 및 이물질에 관련된 각 3 차원 색분포 패턴을 선별기에 학습시킨다. 그리고, 임계값 결정 공정이 본 발명의 주요부이다.
(양품 패턴/불량품 패턴 학습 공정)
이 패턴 학습 공정은, 선별 전의 준비 작업이므로, 이젝터 노즐 (8) 은 작동시키지 않는다. 패턴 학습 공정이 개시되면, 스텝 101 에 있어서, 양품 샘플을 저류 탱크 (5) 로부터 슈트 (4) 상에 흘려보냄과 함께, 슈트 (4) 하단으로부터 낙하하는 양품 샘플을 CCD 카메라 (13a, 13b), NIR 카메라 (14) 에 의해 촬상한다. 다음으로, 카메라 (13a, 13b, 14) 에 의해 촬상된 양품 샘플의 다수의 화상 데이터는, 화상 데이터 취득 기구 (33) 를 거쳐 화상 데이터 저장 메모리 (37) 에 입력된다. 그 후, 화상 데이터에 기초하는 화상은 액정 디스플레이 (25) 의 모니터에 표시된다. 양품 샘플의 화상 데이터 취득이 종료되면, 다음으로, 숙련된 조작자가 미리 골라 준비한 불량품 샘플 (이물질 샘플을 포함한다) 에 대하여, 양품 샘플의 경우와 동일한 작업을 실시하여 불량품 샘플 (이물질 샘플을 포함한다) 의 화상 데이터의 취득을 실시한다.
이어서, 스텝 102 로 진행되어, 액정 디스플레이 (25) 상에 표시된 샘플의 화상에 기초하여, 재차 조작자의 육안으로 양품이 되어야 할 것, 불량품이 되어야 할 것, 이물질로 해야 할 것을 화상 상에서 대략적으로 지정한다. 이어서, 스텝 103 으로 진행되어, 지정된 양품 샘플 화상을 1 개의 영역으로 간주하고, 불량품 샘플 화상도 1 개의 영역으로 간주하고, 이것을 3 차원 색공간 (실시예에서는, R, G, B 각 축의 색공간) 상에 다수 플롯해 나간다. 이로써, 도 7 로 나타내는 바와 같은 RGB 색공간 상에서의 집합체가 순차 형성되어 간다.
(임계값 산출 공정)
스텝 104 로 진행되면, 양품에 관련된 도트 (도 7 의 검은 점) 로 형성되는 클러스터 (집합체) 와 불량품에 관련된 도트 (도 7 의 회색 점) 로 형성되는 클러스터 (집합체) 로 대충 분류가 실시된다 (도 7 참조). 스텝 105 에서는, 양품 클러스터/불량품 클러스터의 클러스터마다의 다변량 데이터의 통계량이 산출된다.
이 통계량의 산출은, 중심 벡터나 분산 공분산 행렬의 연산에 의해 실시하면 된다. 예를 들어 중심 벡터의 연산식은,
Figure pct00001
상기 (1) 식에 의해 나타낸다. 또, 분산 공분산 행렬의 연산식은,
Figure pct00002
상기 (2) 식에 의해 나타낸다. 다음으로, 양품/불량품의 클러스터마다의 중심 벡터로부터의 마하라노비스 평방 거리를 구한다. 여기서, 마하라노비스 평방 거리는, 다변량 데이터의 값의 함수로 되어 있고, 마하라노비스 평방 거리의 연산식은,
Figure pct00003
상기 (3) 식에 의해 나타낸다. 다음으로, 각 클러스터간의 경계면을 구한다 (스텝 106). 이 경계면을 결정할 때에는, 마하라노비스 평방 거리가 최소가 되는 클러스터에 다변량 데이터의 값을 분류하고, 다변량 공간 내의 모든 다변량 데이터의 값에 대해 속하는 클러스터를 결정한다. 그리고, 도 7 의 부호 m 으로 나타내는 경계면이 결정된다.
다음으로, 양품 클러스터와 불량품 클러스터의 중심간 거리가 가장 멀어지는 유클리드 거리를 선택하고, 임계값 유효 범위가 넓은 경계면을 탐색한다 (스텝 107). 이 때, 양품 클러스터의 중심 벡터를 P (Xp1, Xp2, Xp3,…Xpn), 불량품 클러스터의 중심 벡터를 Q (Xq1, Xq2, Xq3,…Xqn) 로 하면, 이 사이의 유클리드 평방 거리는,
Figure pct00004
상기 (4) 식에 의해 나타낸다. 다음으로, 각 클러스터간의 경계면을 구한다 (스텝 107). 이 경계면을 결정할 때에는, 유클리드 평방 거리가 최대가 되는 클러스터에 다변량 데이터의 값을 분류하고, 도 7 의 부호 u 로 나타내는 경계면이 결정된다.
그리고, 상기 마하라노비스 거리를 최소로 하는 경계면의 평면 m 의 방정식은 하기 (5) 식로 나타내고, 상기 유클리드 거리를 최대로 하는 경계면의 평면 u 의 방정식은 하기 (6) 식으로 나타낸다고 하면,
Figure pct00005
Figure pct00006
도 7 에 나타내는 바와 같은 2 개의 특징적인 평면 m 과 평면 u 가 얻어지는 것이 된다. 그리고, 도 7 의 상관도를 회전시키고, 이들의 상이한 2 개의 평면 m 과 평면 u 가 교차하여 선분으로 보이는 위치에 시선 방향 (시선 벡터) 을 일치시킨다 (도 5 의 스텝 108). 이로써, 3 차원 색공간으로부터 이차원 색공간으로 차원을 감소시킨 최적의 임계값이 구해진다. 이로써, 신호 처리를 대폭 간략화하고, 조작자가 사용하기 쉬운 광학식 입상물 선별기를 제공할 수 있다.
상기 (5) 식의 평면 m 와 상기 (6) 식의 평면 u 가 교차한 선분 L (도 7 참조) 을 구하려면,
Figure pct00007
식 (7) 로 구할 수 있다. 그리고, 2 개의 평면 m, 평면 u 의 법선 벡터의 외적 계산에 의해 교선의 방향 벡터 e 를 구하면,
Figure pct00008
식 (8) 이 된다. 그리고, 교선 L 이 지나는 점 P 는,
Figure pct00009
식 (9) 가 된다. 이상과 같이 교선 L 이 구해지면, 교선 L 상에 시점을 두는 최적 이차원 표시면에 있어서의 RGB 상관도로 변환하는 것이 가능해진다 (도 8 참조).
(임계값 산출 공정)
다음으로, 도 8 의 이차원 공간 상에서의 교선 L 에 기초하여, 자동적으로 양품과 불량품의 판별 임계값이 산출된다 (도 5 의 스텝 109). 이 스텝 109 가 본원의 주요부가 된다. 그래서, 임계값 산출 공정의 상세에 대하여, 도 6 을 참조하면서 설명해 나간다.
(임계값 산출 공정의 상세)
도 6 은, 도 5 의 스텝 109 의 임계값 산출 공정을 상세하게 나타낸 흐름도이다. 도 6 의 흐름도를 이하에 설명한다.
먼저, 스텝 201 에 있어서, 도 8 의 회색 점으로 나타내는 불량품 클러스터에 관성 등가 타원을 맞춘다 (도 9 참조). 여기서, 관성 등가 타원이란, 불량품 클러스터와 거의 동등한 중심 주위의 2 차 모멘트와 등가인 타원을 나타내는 특징량이고, 불량품 클러스터의 확산법의 특징을 포착할 수 있다. 실제로는, 불량품 영역을 불량품 클러스터의 분포보다 충분히 크게하기 위해, 장축의 길이를 표준 편차의 배수 (양의 정수배), 단축의 길이를 표준 편차의 배수 (양의 정수배) 로 하여 관성 등가 타원을 작성한다. 장축의 길이와 단축의 길이는, 경험적으로 이 길이로 설정하고 있는데, 원료의 종류에 따라 변화하므로 자유롭게 변경할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 그리고, 스텝 202 에 있어서, 관성 등가 타원의 중심 (G) 및 장축 (V) 방향의 기울기각 (θ) 을 구한다. 이어서, 스텝 203 에 있어서, 장축 (V) 의 거리, 단축 (W) 의 거리를 산출한다.
스텝 204 에 있어서는, 관성 등가 타원에 있어서, 단축에 평행하고 장축의 양 단점을 지나는 2 직선과, 장축에 평행하고 단축의 양 단점을 지나는 2 직선을 긋는다. 즉, 4 개의 직선에 의해 상기 관성 등가 타원의 외접 사각형을 작성한다 (도 10 참조). 이 외접 사각형이 자동 감도 작성시의 임시 기준이 된다.
다음으로, 스텝 205 에 있어서는, 양품 클러스터측의 중심을 산출한다. 이것은 모든 양품 데이터의 단순 평균을 산출함으로써 구해진다 (도 10 참조).
그리고, 양품 클러스터와 불량품 클러스터의 관계성을 구하기 위해서 이하의 처리를 실시한다. 즉, 스텝 206 에서는, 스텝 205 에서 구한 양품 클러스터측의 중심과, 스텝 204 에서 구한 불량품 클러스터측의 외접 사각형의 장축 방향의 양 단점을 이어 2 개의 직선을 작성한다 (도 11 참조. 부호 (2) 및 (3) 의 직선).
이상으로부터, 불량품 클러스터에 맞춘 관성 등가 타원을 둘러싸고 폐쇄역을 형성하는 6 개의 평면이 작성된다. 즉, 도 12 에 나타내는 바와 같이, 제 1 평면은 마하라노비스 거리를 최소로 하는 경계면 (1) 이다. 제 2 평면은 양품 클러스터측의 중심과 불량품 클러스터측의 외접 사각형의 장축 방향의 일단을 잇는 평면 (2) 이다. 제 3 평면은 양품 클러스터측의 중심과 불량품 클러스터측의 외접 사각형의 장축 방향의 타단을 잇는 평면 (3) 이다. 제 4 평면은 외접 사각형의 일방측의 장변 (4) 이다. 제 5 평면은 외접 사각형 타방측의 장변 (5) 이다. 제 6 평면은 양품 클러스터로부터 먼측의 외접 사각형의 일방측 단변 (6) 이 된다 (도 12 참조. 부호 (1) 내지 (6) 의 직선).
또한, 상기 폐쇄역을 형성하는 6 개의 평면 (부호 (1) 내지 부호 (6)) 은, 외접 사각형을 작성하거나 하는 작도에 의해 구한 것이다. 이것에 한정되지 않고, 미리 룩업 테이블 (Lookup table, LUT) 로 치환하여 메모리 등에 기억시켜 둘 수도 있다. 이로써, 작도에 의해 작성한다고 하는 복잡한 계산 처리를, 단순한 배열의 참조 처리로 치환하여 효율화를 도모할 수 있다.
또한, 상기 단락 0067 의 평면의 작도 상의 예외로서, 각 클러스터의 중심간의 직선과 경계면 (1) 이 이루는 각도 (γ) (도 13 참조), 및 장축과 경계면 (1) 이 이루는 각도 (ω) (도 13 참조) 가 모두 45°보다 큰 경우에는, 상기 제 4 평면 및 제 5 평면은 단변이 되고, 상기 제 6 평면은 장변이 된다.
다음으로, 도 6 의 스텝 208 에 이르고, 감도의 조정이 실시된다. 감도 레벨로는, 그 범위가 0 ∼ 100 의 수치 레벨로 나타난다. 즉, 감도 레벨 0 일 때에는 최소 감도 (MIN) 로서, 양품과 불량품의 판별을 하지 못하고, 선별시에 양품에 불량품이 섞이는 레벨이고, 감도가 둔하다. 감도 레벨 50 일 때에는 중간 감도 (MID) 로서, 양품과 불량품을 양호한 정밀도로 판별할 수 있다. 감도 레벨 100 일 때에는 최대 감도 (MAX) 로서, 양품과 불량품을 매우 양호한 정밀도로 판별할 수 있지만, 불량품과 함께 양품도 선별하여 수율이 나쁘다.
도 14 에 나타내는 바와 같이, 전술한 관성 등가 타원을 둘러싸는 6 개의 평면으로 작성한 임계값의 산출과, 상기 최소 감도 (MIN), 중간 감도 (MID) 및 최대 감도 (MAX) 의 3 개의 감도 레벨의 대응 관계는 이하와 같이 된다.
최소 감도 (MIN) 는, 제 6 평면 (6)
중간 감도 (MID) 는, 제 1 평면 (1)
최대 감도 (MAX) 는, 제 2 평면 (2) 과 제 3 평면 (3) 이 이루는 각을 2 등분하는 직선과 수직이 되는 직선으로 형성되는 제 7 평면 (7)
과 각각 동일해진다.
그리고, 상기와 같은 제 1 평면, 제 6 평면 및 제 7 평면에 의해 작성한 3 개의 임계값과, 최소 감도 (MIN), 중간 감도 (MID) 및 최대 감도 (MAX) 로 이루어지는 3 개의 감도 레벨의 대응은, 액정 디스플레이 (25) 상에 배치한 감도 작성 버튼 (25a) 을 누름으로써 자동적으로 작성된다. 또, 도 7 의 3 차원 색공간으로부터 도 8 의 이차원 색공간으로 차원을 감소시켜 임계값이 산출되기 때문에, 신호 처리를 대폭 간략화할 수 있다.
(선별 작업)
상기 임계값의 설정 작업 후에는, 원료의 지정 (곡물인지 입상물인지, 곡물의 품종 등), 유량 (목표 유량의 설정) 의 조정 등을 실시한다. 그 후, 저류 탱크 (5) 에 원료를 공급하고, 터치 패널로 이루어지는 조작반의 선별 스위치를 선택한다. 이로써, 선별 작업 개시의 프로그램이 개시되고, 도 4 의 임계값 저장 메모리 (34) 로부터, 상기 서술한 바와 같이 설정된 양품인지 불량품인지를 판정하는 임계값이 판독된다. 그리고, 신호 처리부 (31) 에 의해 임계값을 기준으로 양품인지 불량품인지를 판정되게 된다.
이 상태에서 진동 피더 (6) 를 기동시키면, 저류 탱크 (5) 에 공급되어 있는 원료가 슈트 (4) 상에 공급되고, 그 슈트 (4) 하단으로부터 원료가 낙하하여 광학 검출부 (7a, 7b) 에서 검출된다.
임계값 데이터 저장 메모리 (34) 에 저장된 현재의 임계값을 모식적으로 나타내면, 도 14 의 제 6 평면 (6), 제 1 평면 (1) 및 제 7 평면 (7) 의 각각에 상기 감도 레벨이 설정되어 있다. 예를 들어 도 14 상의 제 1 평면 (1) 에서는, 평면 (1) 보다 상방이 양품 영역, 평면 (1) 보다 하방이 불량품 영역이 된다.
도 14 에 있어서, 만일, 입상물 A 가 양품 영역에 들어가면, 도 4 의 양품/불량품 판별 기구 (36) 가 「입상물 A 는 양품이다」라고 판정한다. 그 경우에는, 이젝터 구동 회로 (41) 로부터는 제거 신호를 발하지 않고, 양품으로서 양품 수구 (28) (도 2 참조) 로 회수된다. 입상물 B 가 불량품 영역에 들어가면, 도 4 의 양품/불량품 판별 기구 (36) 가 「입상물 B 는 불량품이다」라고 판정한다. 그 경우에는, 이젝터 구동 회로 (41) 로부터는 제거 신호를 전자 밸브 (21) 에 발신하고, 이젝터 노즐 (8) 로부터의 고압 에어의 분풍에 의해, 불량품이 흘러내려오는 중인 원료로부터 제거되고, 불량품 수구 (27) (도 2 참조) 로부터 회수된다.
또한, 도 7 및 도 8 에 있어서의 양품 클러스터를 불량품 클러스터로 간주하고, 불량품 클러스터를 양품 클러스터로 간주하여 반대로 설정해도 된다. 통상적으로 불량품은 양품에 비해 원료에 대한 점유 비율은 매우 작기 때문에, 이젝터 노즐 (8) 로부터의 고압 에어의 분사에 의해, 선별·제거가 가능해진다. 그러나, 양품이 불량품에 비해 원료에 대한 점유 비율이 매우 적은 경우에는, 양품의 입상물을 불량품으로 간주하여 이젝터 노즐 (8) 로부터 고압 에어의 분풍에 의해, 선별·제거하는 편이 선별 효율이 좋다. 이것은, 이른바 「리버스 아웃」이라고 칭하고, 종래부터 색채 선별기에 그 제어 기구가 장착되어 있다. 통상으로 할지, 리버스 아웃으로 할지는, 원료 입상물 중의 불량 입자 혼입률 등을 고려하여 조작자가 적절히 설정할 수 있는 것이다. 도 7 및 도 8 에 있어서의 양품 클러스터를 불량품 클러스터로 간주하고, 불량품 클러스터를 양품 클러스터로 간주하는 것도, 임계값 데이터 저장 메모리 (34) 의 데이터를 바꿔 쓰는 것을 실시하는 것만으로 용이하게 설정할 수 있다. 작업자가 「리버스 아웃」을 설정한 경우에는, 양품이 이젝터 노즐 (8) 로부터의 고압 에어의 분풍을 받아 불량품 수구 (27) 로 회수되고, 불량품은 이젝터 노즐 (8) 로부터의 고압 에어의 분풍을 받지 않고, 그대로 양품 수구 (28) 로 회수되게 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 양품, 불량품 및 이물질을 포함하는 입상물을 연속적인 흐름이 되도록 이송하는 이송 수단과, 그 이송 수단에 의해 이송된 상기 입상물을 검사하는 검사 수단과, 그 검사 수단에 의해 검사된 입상물의 개개의 색정보에 기초하여 분리 대상물로 하는지의 여부를 판별하는 판별 수단과, 그 판별 수단에 의해 판별된 분리 대상물을 연속적인 흐름으로부터 배제하는 배제 수단을 구비한 광학식 입상물 선별기이다. 상기 검사 수단은, 상기 입상물에 광을 조명하는 조명부와, 상기 입상물을 투과한 광 또는 상기 입상물로부터 반사한 광을 검지하는 광 검지부를 구비한다. 상기 판별 수단은, 상기 광 검지부에 의해 검지한 상기 입상물의 R, G 및 B 의 광의 각 파장 성분을 3 차원 색공간 상에 플롯하여 입상물 샘플의 3 차원 색분포 데이터를 작성하는 3 차원 색분포 데이터 작성부와, 그 3 차원 색분포 데이터 작성부에 의해 작성된 3 차원 색분포 데이터에 마하라노비스 거리로 산출된 경계면을 설정하고, 양품을 많이 포함하는 제 1 양품 클러스터 영역과 불량품 및 이물질을 많이 포함하는 제 1 불량품 클러스터 영역으로 나누는 마하라노비스 거리 경계면 작성부와, 그 마하라노비스 거리 경계면 작성부에 의해 형성된 제 1 양품 클러스터 영역 및 제 1 불량품 클러스터 영역의 각 중심 위치를 구함과 함께, 당해 각 중심 위치간의 거리가 가장 멀어지는 유클리드 거리로 산출된 경계면을 설정하고, 제 2 양품 클러스터 영역과 제 2 불량품 클러스터 영역으로 나누는 유클리드 거리 경계면 작성부와, 상기 마하라노비스 거리로 산출된 경계면과 상기 유클리드 거리로 산출된 경계면의 교선을 구하고 그 교선 상에 시점을 두도록 상기 3 차원 색분포 데이터를 이차원 색분포 데이터로 변환하는 이차원 데이터 변환부와, 그 이차원 데이터 변환부에 의해 변환된 이차원 색분포 데이터 상의 불량품 클러스터 영역에 관성 등가 타원을 맞추어 폐쇄 영역을 작성하고, 당해 폐쇄 영역 내에 임계값을 설정하는 임계값 설정부를 구비한 것이다. 이로써, 3 차원 색공간 상에 플롯한 입상물 샘플을, 마하라노비스 거리 경계면에 의해 대략적으로 양품 클러스터 영역과 불량품 클러스터 영역으로 분리하고, 이어서, 유클리드 거리 경계면에 의해 감도 유효 범위가 넓은 경계면을 탐색하고, 나아가서는, 임계값 결정부에 의해 이차원 색공간 상에 있어서의 임계값을 산출할 수 있다. 조작자에게 있어서는 인간의 눈에 가까운 RGB 의 3 차원 색공간 정보를 유효하게 이용하여 감도 설정을 용이하게 실시할 수 있고, 신호 처리도 대폭 간략화할 수 있다. 또, 감도 조정시에는, 불량품 클러스터 영역에 관성 등가 타원을 맞추어 폐쇄 영역을 작성하고, 당해 영역 내에 임계값을 설정하기 때문에, 조작자의 판단이나 노하우 등이 불필요하고 자동적으로 임계값이 설정되는 것이 되어, 조작이 용이하고, 게다가 편리성이 매우 높아진다.
또한, 본 발명의 색채 선별기는, 상기 실시형태에 한정하지 않고, 여러 가지의 설계 변경이 가능하다. 예를 들어 이송 수단으로서 슈트을 채용하고 있지만, 이 슈트는 상하 2 단, 상하 3 단 등 복수 단 구성이어도 된다. 또, 슈트 대신에 벨트 컨베이어 등으로 구성해도 된다. 또, 분리 대상물을 연속적인 흐름으로부터 배제하는 배제 수단으로서, 고압 에어를 분사하는 고속 에어식 이젝터 노즐을 채용하고 있는데, 이 고속 이젝터 노즐 대신에 분리 대상물을 연속적인 흐름으로부터 배제하는 에어 실린더 등의 푸시식 이젝트 수단이어도 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 인간의 눈에 가까운 RGB 의 3 차원 색공간 정보를 유효하게 이용하여 감도 설정을 용이하게 실시할 수 있고, 게다가, 신호 처리를 대폭 간략화하는 것이 가능한, 신규 또한 유용한 광학식 입상물 선별기인 것은 분명하다.
산업상의 이용 가능성
본 발명은 쌀·보리류·콩류·너트류 등의 곡물, 펠릿·비즈 등의 수지편, 의약품, 광석류, 백자 등의 세세한 물품, 그 밖의 입상물로 이루어지는 원료를 양품과 불량품으로 선별하거나 원료에 혼입하는 이물질 등을 배제하거나 하는 광학식 입상물 선별기에 적용하는 것이 가능하다.
1 : 광학식 입상물 선별기
2 : 기계틀
3A : 1 차 선별부
3B : 2 차 선별부
4 : 슈트
5 : 저류 탱크
6 : 진동 피더
7 : 광학 검출부
8 : 이젝터 노즐
9 : 양품 회수통
10 : 불량품 회수통
11 : 보조 불량품 회수통
12 : 상자체
13 : CCD 카메라
14 : NIR 카메라
15 : 가시광원
16 : 근적외광원
17 : 백그라운드
18 : 창 부재
19 : 서브 탱크
20 : 에어관
21 : 전자 밸브
22 : 튜브
23 : 에어 실린더
24 : 전면 도어
25 : 액정 디스플레이
26 : 전원 스위치
27 : 불량품 수구
28 : 양품 수구
29 : 보조 불량품 수구
30 : 샘플 취출부
31 : 신호 처리부
32 : CPU 및 메모리부
33 : 화상 데이터 취득 기구
34 : 임계값 데이터 저장 메모리
35 : 2 치화 계산 기구
36 : 양품/불량품 판별 기구
37 : 화상 데이터 저장 메모리
38 : 임계값 데이터 계산 기구
39 : 조작 신호 수신 기구
40 : 이젝터 구동 회로

Claims (3)

  1. 양품, 불량품 및 이물질을 포함하는 입상물을 연속적인 흐름이 되도록 이송하는 이송 수단과,
    그 이송 수단에 의해 이송된 상기 입상물을 검사하는 검사 수단과,
    그 검사 수단에 의해 검사된 입상물의 개개의 색정보에 기초하여 분리 대상물로 하는지의 여부를 판별하는 판별 수단과,
    그 판별 수단에 의해 판별된 분리 대상물을 연속적인 흐름으로부터 배제하는 배제 수단을 구비한 광학식 입상물 선별기로서,
    상기 검사 수단은, 상기 입상물에 광을 조명하는 조명부와, 상기 입상물을 투과한 광 또는 상기 입상물로부터 반사한 광을 검지하는 광 검지부를 구비하고,
    상기 판별 수단은,
    상기 광 검지부에 의해 검지한 상기 입상물의 R, G 및 B 의 광의 각 파장 성분을 3 차원 색공간 상에 플롯하여 입상물 샘플의 3 차원 색분포 데이터를 작성하는 3 차원 색분포 데이터 작성부와,
    그 3 차원 색분포 데이터 작성부에 의해 작성된 3 차원 색분포 데이터에 마하라노비스 거리로 산출된 경계면을 설정하고, 양품을 많이 포함하는 제 1 양품 클러스터 영역과 불량품 및 이물질을 많이 포함하는 제 1 불량품 클러스터 영역으로 나누는 마하라노비스 거리 경계면 작성부와,
    그 마하라노비스 거리 경계면 작성부에 의해 형성된 제 1 양품 클러스터 영역 및 제 1 불량품 클러스터 영역의 각 중심 위치를 구함과 함께, 당해 각 중심 위치간의 거리가 가장 멀어지는 유클리드 거리로 산출된 경계면을 설정하고, 제 2 양품 클러스터 영역과 제 2 불량품 클러스터 영역으로 나누는 유클리드 거리 경계면 작성부와,
    상기 마하라노비스 거리로 산출된 경계면과 상기 유클리드 거리로 산출된 경계면의 교선을 구하고 그 교선 상에 시점을 두도록 상기 3 차원 색분포 데이터를 이차원 색분포 데이터로 변환하는 이차원 데이터 변환부와,
    상기 이차원 데이터 변환부에 의해 변환된 이차원 색분포 데이터 상의 불량품 클러스터 영역에 관성 등가 타원을 맞추어 폐쇄 영역을 작성하고, 당해 폐쇄 영역 내에 임계값을 설정하는 임계값 설정부를 구비한 것을 특징으로 하는 광학식 입상물 선별기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 이차원 색분포 데이터 상의 불량품 클러스터 영역에 관성 등가 타원을 맞추어 폐쇄 영역을 작성하고, 당해 폐쇄 영역 내에 임계값을 설정하는 상기 임계값 설정부는, 상기 관성 등가 타원의 단축에 평행하고 장축의 양 단점을 지나는 2 직선 및 장축에 평행하고 단축의 양 단점을 지나는 2 직선으로 이루어지는 외접 사각형을 작성하는 수단과, 상기 양품 클러스터측의 중심과 상기 외접 사각형의 장축 방향의 양 단점을 잇는 2 직선을 작성하는 수단을 구비하는 광학식 입상물 선별기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 이차원 색분포 데이터 상의 불량품 클러스터 영역에 관성 등가 타원을 맞추어 폐쇄역을 작성하고, 당해 폐쇄 영역 내에 임계값을 설정하는 상기 임계값 설정부는, 제 1 평면으로서 상기 마하라노비스 거리를 최소로 하는 경계면을 이용하고, 제 2 평면으로서 양품 클러스터측의 중심과 상기 외접 사각형의 장축 방향의 일단을 잇는 평면을 이용하고, 제 3 평면으로서 양품 클러스터측의 중심과 상기 외접 사각형의 장축 방향의 타단을 잇는 평면을 이용하고, 제 4 평면으로서 상기 외접 사각형의 일방측의 장변을 이용하고, 제 5 평면으로서 상기 외접 사각형 타방측의 장변을 이용하고, 제 6 평면으로서 양품 클러스터로부터 먼측의 상기 외접 사각형의 일방측 단변을 이용하는 광학식 입상물 선별기.
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TW (1) TWI618582B (ko)
WO (1) WO2014126232A1 (ko)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5846348B2 (ja) * 2011-04-04 2016-01-20 株式会社サタケ 光学式選別機
SE537987C2 (sv) * 2014-04-07 2016-01-12 Cgrain Ab Avbildningssystem för granulärt material med homogen bakgrund
JP2016080583A (ja) * 2014-10-20 2016-05-16 ヤンマー株式会社 農産物判定装置
JP1527131S (ko) * 2014-11-21 2015-06-22
WO2016117076A1 (ja) * 2015-01-22 2016-07-28 日本たばこ産業株式会社 異物排除装置及び異物排除方法
EP3329259A1 (en) 2015-07-31 2018-06-06 Biogemma Method for imaging a corn ear and apparatus for implementing such method
CN107403405A (zh) * 2016-05-20 2017-11-28 富士通株式会社 图像处理装置、图像处理方法以及信息处理装置
JP6500314B2 (ja) * 2017-06-30 2019-04-17 株式会社ヒューブレイン 粉体搬送装置
JP7151089B2 (ja) * 2018-02-06 2022-10-12 株式会社サタケ 光学式選別機
US10902575B2 (en) * 2019-05-01 2021-01-26 Inspect Technologies Ltd Automated grains inspection
CN110376197B (zh) * 2019-07-18 2020-08-11 浙江大学 一种籽粒抽样与成像装置
JP7354802B2 (ja) * 2019-11-29 2023-10-03 株式会社サタケ 光学式選別機
CN114901404A (zh) 2019-12-24 2022-08-12 株式会社佐竹 光学式分选装置
CN111144426B (zh) * 2019-12-28 2023-05-30 广东拓斯达科技股份有限公司 一种分拣方法、装置、设备和存储介质
JP7392495B2 (ja) * 2020-01-24 2023-12-06 株式会社サタケ 光学式粒状物判別装置
CN115004016A (zh) 2020-01-24 2022-09-02 株式会社佐竹 光学式粒状物判别装置
JP7392494B2 (ja) * 2020-01-24 2023-12-06 株式会社サタケ 光学式粒状物判別装置
JP1677594S (ko) * 2020-02-27 2021-01-25
WO2022137827A1 (ja) * 2020-12-24 2022-06-30 株式会社クボタ 粒状体検査装置、粒状体搬送用の昇降機、および昇降機用のスクレーパ
JP7482799B2 (ja) 2021-01-12 2024-05-14 株式会社クボタ 粒状体検査装置
JP7433257B2 (ja) 2021-01-12 2024-02-19 株式会社クボタ 粒状体検査装置
JP7482798B2 (ja) 2021-01-12 2024-05-14 株式会社クボタ 粒状体検査装置
CN115084703B (zh) * 2022-08-18 2022-12-06 深圳市杰成镍钴新能源科技有限公司 一种退役动力电池回收处理方法、设备及系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005074412A (ja) 2003-09-04 2005-03-24 Satake Corp 表示調整機構を具えた粒状物色彩選別機
KR20060065061A (ko) * 2004-12-09 2006-06-14 한국전자통신연구원 우편 영상 특징을 이용한 우편물 구분 장치
KR20090124335A (ko) * 2008-05-29 2009-12-03 한국산업기술대학교산학협력단 과실 색상 선별용 색 인자 결정 방법 및 과실 색상 등급판별 방법

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3782544A (en) * 1972-08-03 1974-01-01 Amf Inc Automatic grader
JP3065332B2 (ja) * 1990-06-29 2000-07-17 大日本印刷株式会社 画像処理方法
JPH04346187A (ja) * 1991-05-23 1992-12-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 被検出物の良否判定方法
CH684222A5 (de) * 1992-03-10 1994-07-29 Mars Inc Einrichtung zur Klassifizierung eines Musters, insbesondere von einer Banknote oder von einer Münze.
JPH0796253A (ja) * 1993-06-30 1995-04-11 Satake Eng Co Ltd 豆類色彩選別機
JP3079932B2 (ja) * 1994-12-28 2000-08-21 株式会社佐竹製作所 穀粒色彩選別装置
US5931277A (en) * 1995-05-09 1999-08-03 Mars, Incorporated Money validation system using acceptance criteria
JP4400706B2 (ja) * 2002-11-25 2010-01-20 富士ゼロックス株式会社 色データ精度算出方法、色データ精度算出装置、色処理方法、色処理装置、色データ精度算出プログラム、色処理プログラム、記憶媒体
JP2005230703A (ja) * 2004-02-19 2005-09-02 Satake Corp 粒状物色彩選別機
JP2007006142A (ja) * 2005-06-23 2007-01-11 Ricoh Co Ltd 画像処理方法、画像形成装置、プログラム及び記録媒体
JP5082676B2 (ja) * 2007-08-23 2012-11-28 株式会社サタケ 光学式穀物選別機
JP5201390B2 (ja) * 2007-11-16 2013-06-05 株式会社サタケ 粒状物等の光学判別装置及び粒状物等の光学式選別装置
JP4791565B2 (ja) * 2009-06-15 2011-10-12 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション 評価システム、マーカー表示の制御方法およびプログラム
JP2011007553A (ja) * 2009-06-24 2011-01-13 Hitachi High-Technologies Corp 欠陥検出方法及び装置
JP5469532B2 (ja) 2010-05-21 2014-04-16 株式会社キーエンス 画像処理装置、画像処理方法及びコンピュータプログラム
JP6152845B2 (ja) 2012-03-27 2017-06-28 株式会社サタケ 光学式粒状物選別機

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005074412A (ja) 2003-09-04 2005-03-24 Satake Corp 表示調整機構を具えた粒状物色彩選別機
KR20060065061A (ko) * 2004-12-09 2006-06-14 한국전자통신연구원 우편 영상 특징을 이용한 우편물 구분 장치
KR20090124335A (ko) * 2008-05-29 2009-12-03 한국산업기술대학교산학협력단 과실 색상 선별용 색 인자 결정 방법 및 과실 색상 등급판별 방법

Also Published As

Publication number Publication date
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