NL1013375C2 - Inrichting voor het afbeelden van op een transportbaan getransporteerde producten. - Google Patents

Description

Titel: Inrichting voor het afbeelden van op een transportbaan getransporteerde producten De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een inriöhting voor het afbeelden van op een transportbaan getransporteerde producten, zoals fruit of eieren, omvattende, 5 - door de transportbaan voortbewogen transportmiddelen waarop de producten volgens tenminste één vooraf gevormde rij getransporteerd worden en tijdens dit transport kunnen roteren, - belichtingsorganen voor het over een welbepaald 10 traject belichten van de oppervlakken van elk product uit de rij van producten, - een camera-inrichting voor het opnemen van een beeld van elk belicht product, - een paar spiegels voor de genoemde rij, met elke 15 spiegel van een paar aan weerszijden van de rij, evenwijdig met en symmetrisch ten opzichte van de rij, en onder een hoek met een verticaal vlak door de rij, waarbij elke spiegel in de transportrichting een lengte heeft welke gelijk is aan de lengte van het genoemde traject, en 20 - een beeldverwerkingsinrichting voor het verwerken van de door de camera-inrichting verkregen beelden tot een stroom van beeldgegevens waarbij de beeldgegevens vergeleken worden met vooraf ingestelde beeldeigenschappen.

Een dergelijke inrichting is bekend uit Amerikaans 25 octrooi US 4,645,080. Hierin wordt beschreven hoe producten zoals fruit, tijdens het sorteren hiervan, geïnspecteerd worden op vlekken, beschadigingen en aanwezigheid en positie van kronen en stelen. Daartoe worden van een smalle strook loodrecht boven de rotatieas van het product, dus 30 aan de bovenzijde, tevens de naar de camera gekeerde zijde van de vrucht, opnamen gemaakt door middel van scannen en projecteren van deze strook op het beeldvlak van de camera welke bestaat uit een rij lichtgevoelige diodes. Teneinde 1013375 2 ook van de twee in het verlengde van de strook liggende gedeelten opnamen te verschaffen zijn tegenover deze gedeelten onder een hoek zij camera's opgesteld, elk opgebouwd uit een enkele lichtgevoelige diode.

5 In dit document is eveneens aangegeven hoe deze elkaar niet-overlappende doch bij elkaar aansluitende beelden gecombineerd kunnen worden alsook op welke wijze de verwerking van de beeldsignalen de aanwezigheid van vlekken of andere oneffenheden aan het licht brengt. In het 10 bijzonder wordt een werkwijze beschreven welke kroon-steel gebieden en vlekken van elkaar moet onderscheiden. Daarbij wordt, na de bepaling van het met het scannen verkregen intensiteitsverloop van het gehele oppervlak, een aanvullende bewerking uitgevoerd voor de met de zij camera's 15 verkregen beelden.

In het algemeen zullen producten zoals vruchten, bij transporteren en roteren op een transportband als boven aangegeven, niet gelijkmatig roteren. Niet alleen betekent dit dat elk oppervlaktedeel tijdens dit roteren een 20 schroeflijnvormige baan zal kunnen volgen, maar vooral ook dat ten gevolge van met name de grotere krommingen op bepaalde delen van een dergelijk oppervlak het genoemde deel over een zekere afstand plotseling kan verschuiven of verspringen.

25 In de beeldverwerking als verkregen met de methode volgens US 4,645,080 wordt noch met dit verspringen of verschuiven, noch met de mogelijkheid van niet-aansluitende gebieden, zoals in het geval van niet-bolvormige producten, rekening gehouden. Zo kan zich de situatie voordoen dat een 30 kroon-steel aanduiding voor een vlek wordt aangezien, dat eenzelfde vlek dubbel wordt geteld, of ook dat een zeker oppervlaktegebied in het geheel niet wordt afgebeeld.

Omdat met de verkregen beelden een betrouwbare selectie en sortering mogelijk moet worden gemaakt zullen 35 ook aan het opnemen van de beeldsignalen, in het bijzonder aan het doen aansluiten van de gegevens van de door de 1013375 3 getoonde drie verschillende camera's verkregen beelden, hoge eisen gesteld moeten worden. Een dergelijke gegevensverwerking vereist niet alleen identieke camera's maar eveneens zeer complexe procedures voor het op elkaar 5 afstèmmen van deze camera's. Hoe daarin voorzien moet worden is in dit document evenmin aangegeven.

Voorts zal met elke diode uit de rij slechts een signaal voor het gemiddelde van de intensiteit van het afgebeelde oppervlaktedeel verkregen worden zodat zelfs 10 voor het afgebeelde deel de informatie gebrekkig genoemd moet worden. In het bijzonder betekent dit dat de omvang van een vlek niet kan worden vastgesteld.

Het maken van opnamen van een dergelijke smalle strook laat bovendien het sorteren met hoge snelheid niet toe 15 omdat tijdens passeren van de camera's, voor een volledige rotatie van het product, hetzij de transportsnelheid zeer laag moet worden gekozen, hetzij de rotatiesnelheid zeer hoog moet zijn. In het laatste geval zullen niet-bolvormige producten niet gelijkmatig roteren.

20 Het is dan ook een doel van de onderhavige uitvinding om een snelle en vooral betrouwbare selectie en daarop volgende sortering van producten als fruit mogelijk te maken.

Daartoe heeft de inrichting volgens de onderhavige 25 uitvinding het kenmerk, dat de camera-inrichting bestaat uit een enkele camera voor het opnemen van beelden, gevormd door, - een eerste lichtbundel' afkomstig direct van een bovenhelft van elk product, en 30 - een tweede en een derde lichtbundel afkomstig van elk van de bij de genoemde bovenhelft aansluitende en met de bovenhelft althans gedeeltelijk overlappende zij helften van het product via respectievelijk elke spiegel van het paar spiegels, waarbij de dienovereenkomstig aansluitende 35 en overlappende beelden naast elkaar op het beeldvlak van de camera afgebeeld worden.

1013375 4

Met de inrichting volgens de onderhavige uitvinding worden hoogwaardige opnamen van de op de transportbaan passerende producten verkregen. Gebleken is dat op zeer geschikte wijze voldaan kan worden aan de eisen voor 5 sortéren op kwaliteit welke tegenwoordig door groothandel en consument gesteld worden.

De bij het afbeelden verkregen overlappende oppervlaktedelen maken het op zeer voordelige wijze mogelijk afwijkende plekken op het oppervlak gedurende een 10 gehele rotatie te volgen, ook wanneer deze rotatie door oneffenheden in de vorm van het product verstoord wordt.

Van verder voordeel is dat het gebruik van slechts een enkele camera boven de passerende producten een compacte opstelling verkregen wordt.

15 In een verdere uitvoering van de onderhavige uitvinding wordt de inrichting gekenmerkt doordat de optische weglengtes van de drie bundels althans nagenoeg gelijk zijn waardoor de op het beeldvlak van de camera ontworpen beelden op overeenkomstige wijze althans nagenoeg 20 even groot zijn.

Voorts wordt door het gebruik van een matrix camera bereikt dat de ligging van elke vlek of kroon-steel in de naast elkaar gelegen beelden op geschikte wijze gevolgd kan worden zodat verwisselingen tussen vlekken en kroon-steel 25 gebieden vermeden kunnen worden.

Volgens een verder uitvoeringsvoorbeeld van de onderhavige uitvinding wordt de inrichting gekenmerkt doordat de lengte van elke spiegel tenminste de afstand van een volledige omwenteling van een product bedraagt waardoor 30 geen enkel te inspecteren deel van het oppervlak van een passerend product gemist wordt.

Verdere kenmerken en bijzonderheden zullen beschreven worden aan de hand van drie figuren, waarbij figuur 1 een schematisch aanzicht geeft van de 35 inrichting volgens de uitvinding volgens een doorsnede in de richting loodrecht op de transportbaan, 1013375 5 figuur 2 een soortgelijk aanzicht als getoond in figuur 1 laat zien waarbij eenzelfde camera wordt gebruikt voor het opnemen van beelden van twee parallelle rijen gescheiden door een daartussen gelegen rij, en 5 'figuur 3 een deel van de inrichting volgens de uitvinding in perspectief toont.

De in de figuren aangegeven onderling gelijke onderdelen en componenten zijn hetzelfde genummerd en aangeduid. Om de duidelijkheid te vergroten zijn de 10 schaalfactoren gebruikt voor de figuren 1 en 2 niet gelijk.

In figuur 1 is te zien hoe op een transportbaan 10, uitgevoerd als een welbekende rollentransporteur met rollen 12 op assen 11, producten P liggen met, gezien in de transportrichting volgens pijl A, elk product tussen twee 15 opeenvolgende rollen op overeenkomstig opeenvolgende assen. In de figuur is slechts voor een enkele rij deze situatie schematisch weergegeven. De rollen 12 hebben in het algemeen een zogenaamde diabolovorm, of gelijken daar sterk op zoals te zien in de figuur waar elke diabolo een 20 insnoering heeft. Tijdens voortbewegen van de baan kunnen tenminste over een deel van de te volgen baan de rollen op welbekende wijze roteren om daarmee de rotatie van de producten P te bewerkstelligen.

De producten P worden belicht met belichtingsorganen 25 21 aangebracht boven de rollentransporteur, zowel rechtstreeks als ook via een stelsel van spiegels 20a, 20b.

In de figuur is in detail een camera-inrichting weergegeven. De producten worden van bovenaf waargenomen en afgeheeld door middel van een camera 30 aangebracht in een 30 behuizing welke in de figuur niet verder is aangegeven. De lichtbundels welke nu van de producten komen, zowel van de zijoppervlakken II, III via de spiegels 20a,b, alsook rechtstreeks I van de op dat moment bovenkant van het product. Met deze drie bundels worden de oppervlaktedelen 35 naast elkaar op beeldvlak 40 van de camera afgebeeld. De inrichting is zodanig gedimensioneerd dat op de met de drie 1013375 6 bundels verkregen beelden althans nagenoeg dezelfde vergrotingsfactor is toegepast.

In de figuren 2 en 3 is de situatie weergegeven voor een transportband met meerdere rijen. Naast de paren 5 spiegels 20a,b zijn tevens paren spiegels 20c,d weergegeven, opgesteld langs de naastgelegen of aangrenzende rij. Vanwege ruimtegebrek bij plaatsing ter hoogte van eenzelfde rollenas is voor een dergelijke aangrenzende rij het paar spiegels 20c,d over een zekere 10 afstand in de transportrichting gerekend verschoven. In het bijzonder wordt in figuur 2 getoond hoe voor de ene rij de producten via een paar spiegels 20a,b waargenomen kunnen worden, terwijl in de naastgelegen rij de producten doorgevoerd worden onder de twee aangrenzende spiegels van 15 de beide naast de laatstgenoemde naastgelegen rijen.

In figuur 2 is daarenboven getoond hoe de belichting en de opname van beelden tot stand gebracht wordt voor niet aangrenzende rijen, ook wel even, of oneven rijen genoemd. Schematisch is aangegeven hoe voor een tweetal even, of 20 oneven, rijen de bundels I, II en III naar dezelfde camera 30 geleid worden via spiegels 31 en 32.

De onderzijde van de spiegels bevindt zich ter hoogte van de op de rollen gelegen productsteunpunten. Dit verzekert dat nagenoeg het gehele benedengedeelte van een 25 zij oppervlak van producten P belicht en afgebeeld zal worden. Op voordelige wijze wordt tenminste 0.7 deel van elke zij helft waargenomen.

In een toepassing van de onderhavige inrichting voor appels wordt op geschikte wijze een breedte van tenminste 30 20 cm en voor de hoek van de spiegels met een verticaal vlak in de transportrichting een waarde tussen 20° en 45° gekozen.

Hierna zal meer in detail de opname, samenstelling en verwerking van de beelden worden beschreven. Hierboven is 35 reeds aangegeven hoe van drie zijden opnamen van de producten gemaakt worden terwijl de producten roteren. Door 1013375 7 zowel het traject T (zie figuur 3) lang genoeg te kiezen, en, anders dan bij lijnscannen met een enkele lijn van kleine breedte en dienovereenkomstig een enkele camera met een enkele rij diodes toe te passen, een camera zoals een 5 matrixcamera te gebruiken, zullen op elk moment grote delen van een passerend product waargenomen en afgebeeld worden. Bij voorkeur zal traject T zich tenminste uitstrekken over de afstand die een product nodig heeft voor een volledige rotatie zoals in figuur 3 schetsmatig is weergegeven.

10 In figuur 1 is aangegeven hoe van drie zijden langs de banen van de drie bundels I, II, en III door middel van een lens 41 op respectieve beeldvlaksecties 40c, 40b en 40a van beeldvlak 40 afbeeldingen tot stand gebracht worden. Op deze wijze kunnen zowel momentopnamen als tijdstrookbeelden 15 van een als het ware uitgerold oppervlak, of combinaties van beide over bijvoorbeeld de naast elkaar gelegen beelvlaksecties, verkregen worden. Bovendien is de inrichting zodanig gedimensioneerd dat voor de drie bundels althans nagenoeg even grote optische weglengtes zijn 20 gekozen zodat op de met de drie bundels verkregen beelden althans nagenoeg dezelfde vergrotingsfactor is toegepast. Met groot voordeel worden hierdoor even grote beelden verkregen.

Voor de situatie als gegeven in figuur 2 kunnen op 25 dezelfde manier als in figuur 1 beeldvlaksecties onderscheiden worden. Het linker drietal bundels volgt de route eindigend op 40al, 40bl en 40cl, terwijl het rechter drietal bundels terecht komt op 40a2, 40b2 en 40c2.

Met de inrichting volgens de uitvinding zullen 30 elkaar overlappende oppervlaktedelen geïnspecteerd worden waarbij de oppervlaktedelen van de in hoofdzaak symmetrische producten op bekende wijze zijn gedefinieerd door verticaal dan wel horizontaal op te delen in helften. In het geval dat van elke van de drie bedoelde helften 35 driekwart gedeelte afgebeeld wordt zal duidelijk zijn dat voor bolvormige producten de overlap tussen elk afgebeeld 1013375 8 oppervlaktedeel een kwart bedraagt.

Voor elke deskundige zal duidelijk zijn dat de overlappende gebieden zeer geschikt zijn voor verdere beeldverwerking, in het bijzonder het met elkaar 5 vergèlijken van voorafgaande en volgende beelden uit de stroom of reeks van beelden, alsmede het vergelijken van naast elkaar gelegen beelden.

Op voordelige wijze kan zo de rotatie van het product op elk moment vastgelegd en gevolgd worden. Met groot voordeel 10 wordt zo een eenduidige vaststelling van vlekken en kroon-steelgebieden verkregen.

Verdere voordelen en mogelijkheden van de inrichting volgens de onderhavige uitvinding zullen voor elke deskundige onmiddellijk duidelijk zijn.

15 Zo kan het beeld van het product op meerdere in verschillende delen van het spectrum werkende camera's afgebeeld worden. Daarbij wordt bijvoorbeeld via een beamsplitter de bundel opgesplitst in twee of meerdere delen om vervolgens naar de genoemde camera's geleid te 20 worden. De optische weglengtes zullen daarbij gelijk blijven. Ook hierbij kunnen de langs deze route verkregen beelden met groot voordeel vergeleken worden. Verschillende typen camera's, zoals multispectraal camera's of CCD camera's kunnen daarvoor worden gebruikt.

25 Verder kunnen op geschikte wijze, in plaats van boven de rijen, de belichtingsorganen ook op andere plaatsen aangebracht worden, bijvoorbeeld terzijde van de rijen. Dit heeft veelal tot gevolg dat spiegels op andere plaatsen gepositioneerd moeten worden hetgeen vereist kan zijn 30 vanwege vervuiling hiervan. Daarenboven kunnen spiegelopstellingen zodanig zijn dat optische weglengtes voor verschillende bundels exact gelijk genomen kunnen worden.

Verdere kleine modificaties in opstelling van 35 onderdelen en componenten alsook keuze van parameters worden beschouwd onder de uitvindingsgedachte van de 1013375 9 onderhavige uitvinding te vallen.

1013375

Claims (10)

1. Inrichting voor het inspecteren van op een transportbaan getransporteerde producten, zoals fruit of eieren, omvattende, - door de transportbaan voortbewogen transportmiddelen 5 waarop de producten volgens tenminste één vooraf gevormde rij getransporteerd worden en tijdens dit transport kunnen roteren, - belichtingsorganen voor het over een welbepaald traject belichten van de oppervlakken van elk product uit de rij 10 van producten, - een camera-inrichting voor het opnemen van een beeld van elk belicht product, - een paar spiegels voor de genoemde rij, met elke spiegel van een paar aan weerszijden van de rij, evenwijdig met en 15 symmetrisch ten opzichte van de rij, en onder een hoek met een verticaal vlak door de rij, waarbij elke spiegel in de transportrichting een lengte heeft welke gelijk is aan de lengte van het genoemde traject, en - een beeldverwerkingsinrichting voor het verwerken van de 20 door de camera-inrichting verkregen beelden tot een stroom van beeldgegevens waarbij de beeldgegevens vergeleken worden met vooraf ingestelde beeldeigenschappen, met het kenmerk, dat de camera-inrichting bestaat uit een enkele camera voor het opnemen van beelden, gevormd door, 25 een eerste lichtbundel afkomstig direct van een bovenhelft van elk product, en een tweede en een derde lichtbundel afkomstig van elk van de bij de genoemde bovenhelft aansluitende en met de bovenhelft althans gedeeltelijk overlappende zijhelften van het product via respectievelijk 30 elke spiegel van het paar spiegels, waarbij de dienovereenkomstig aansluitende en overlappende beelden naast elkaar op het beeldvlak van de camera afgebeeld worden.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat 1013375 de optische weglengtes van de drie bundels althans nagenoeg gelijk zijn.

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat voor een beeld in een ander deel van het 5 spectrum dienovereenkomstig een andere enkele camera aangebracht is.

4. Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de camera een matrixcamera is.

5. Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, 10 met het kenmerk, dat de breedte van elke spiegel en de genoemde hoek zodanig zijn dat aan weerszijden een grootste deel van de zijhelften van de producten afgebeeld worden.

6. Inrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat tenmiste 0.7 deel van de zijhelften van de producten 15 afgebeeld worden.

7. Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de lengte van elke spiegel tenminste de afstand van een volledige omwenteling van een product bedraagt.

8. Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de onderzijde van elke spiegel gelegen is ter hoogte van productsteunpunten op rollen van de transportbaan.

9. Inrichting volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat 25 de hoek met het genoemde vertikale vlak ligt tussen 20° en 45° .

10. Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat een enkele camera is aangebracht voor elke twee niet-aangrenzende rijen van producten, waarbij 30 elk drietal bundels voor overeenkomstig elke rij via spiegels naar de enkele camera geleid wordt. 1013375